具有柔性印製電路板的控制單元的製作方法

2023-10-10 10:32:29 6

專利名稱：具有柔性印製電路板的控制單元的製作方法
具有柔性印製電路板的控制單元
本發明涉及一種按權利要求1的前序部分所述的具有柔性印製 電路板的控制單元。
尤其以電子的方式控制機動車的自動變速箱。迄今為此設置了
獨立控制設備用於裝入(verbauen )保護免受環境影響的盒子中或乘 客室中，而控制電子系統和所屬的傳感器系統集成到變速箱中的趨 勢為了機械電子變速箱控制而進一步繼續。在諸如發動機控制裝置 和制動系統的另外領域中，也存在針對現場電子系統 (Vorortelektronik )的類似趨勢。為了將信號和電流分配到所希望 的地點，其中採用了柔性印製電路板。


圖1以平面布置圖的方式展示了常規的柔性印製電路板的結 構，如所述柔性印製電路板在機械電子變速箱控制的當前系列應用 中被用於分配電信號和電流。柔性印製電路板3包含絕緣基膜和由 聚醯亞胺製成的絕緣覆蓋膜，(未示出的)導電銅導線嵌入式地位 於其間。通過在層之間採用丙烯酸膠粘劑而生成堅固的單元。在柔 性印製電路板3的內部區域中，為具有電子系統的剛性印製電路板5 構成了矩形區域作為凹口 33。在該區域中，稍後利用導熱膠粘劑將 完整裝配的和已測試的剛性印製電路板5層壓到基板上，並且藉助 接合(Bond)技術電接合到柔性印製電路板3的印製導線34上。印 制導線34從凹口 33中引出。印製導線34通常^皮分組成通向執行元 件和傳感器的印製導線31、和通向電纜室的印製導線32。
柔性印製電路板必須在整個使用壽命期間經受住在變速箱油中 的使用。由於成本原因優選採用單層的柔性印製電路板。可以採用 單部分的或多部分的(部分柔性(Teilflex)解決方案)柔性印製電 路板。
圖2以平面布置圖的方式展示了常規的變速箱控制裝置的結 構。剛性印製電路板5固定在基板10上。具有印製導線34的柔性印 制電路板3通過接合連接9連接在剛性印製電路板5上。所有電子 器件7都被布置在剛性印製電路板5上。密封14與蓋子12 —起將剛 性印製電路板5和柔性印製電路板3的一部分與周圍環境屏蔽開。
剛性印製電路板5由襯底製成，並且例如以標準印製電路板、 低溫共燒陶瓷(LTCC， Low Temperature Co-fired Ceramic )、或厚
膜技術為基礎。這種襯底的製造是很昂貴和耗費的，因為所述襯底 此外還必須經受住直至超出30倍重力加速度的高加速度。
從EP 0972 318 Bl中還公知一種用於電連接電路載體與印製導 線載體的裝置。在電路載體和印製導線載體之間的重疊區域中，印 制導線載體布置在基板上，而電路載體布置在印製導線載體上。在 重疊區域中，電路載體藉助導電膠粘劑與印製導線載體電連接。
具有柔性的和剛性的印製電路板的現有控制單元的缺點在於， 這些控制單元在製造方面是耗費的並因此是昂貴的。
因此本發明所基於的任務在於，實現具有降低的生產成本的控 制單元。
通過在權利要求1中所說明的措施來解決該任務。在其它的權 利要求中說明了本發明的有利擴展方案。
通過在外殼內部給柔性印製電路板裝配電子器件，可以降低生 產成本。尤其是對於剛性印製電路板的昂貴襯底需要較少材料，因 為通過將器件從剛性印製電路板轉移到柔性印製電路板上，可以減 小剛性印製電路板的面積。
通過將剛性印製電路板布置在外殼中並且柔性印製電路板穿過 外殼，可以保護剛性印製電路板和柔性印製電路板的一部分免受化 學的和/或機械的和/或電的環境影響。
因此將器件布置在外殼之內是特別有利的。通過這種方式也可 以將經受不住在保護外殼之外的條件的器件轉移到柔性印製電路板 上。
通過這種布置，在設備設計和尤其是電子系統室的布局方面， 提高了設計上的自由度。也將有可能採用更有利的器件。具有錫化 焊盤塗層(Padbeschichtung )的器件適用於焊接連接，而在襯底上 安裝時AgPd塗層適用於銀導電膠接。
尤其是如果在柔性印製電路板上為多個器件設置僅僅針對特定 的變型方案所裝配的位置，則通過在柔性印製電路板上部分裝配有 可能簡單地構成變型方案。通過以下方式獲得大的優點，即在具有 減少裝配(Minderbestueckung )的變型方案情況下不必提供昂貴的 村底面積，並且因此可以使用統一襯底。由此在採用具有固定裝配 的襯底並且在柔性印製電路板上的電路部分中形成變型方案時，也 得出開發時間的縮短，因為柔性印製電路板的變化的布局的構造時 間4艮短。
在外殼之內或之外，在柔性印製電路板上也可以採用像用於轉 速測量的霍耳傳感器那樣的有殼的和無殼的器件。因此昂貴的單個 封裝的傳感器不再必要，而是可以簡單地集成到機械電子控制裝置 中。
可以改善關鍵電路部分或關鍵器件(例如輸出級或調壓器)的 熱連接。
附加地可以得出以下的優點
不是所有的器件都同樣地適用於轉移到柔性印製電路板上。在 剛性的和柔性的印製電路板之間生成儘可能少的附加接合連接的功 能塊原則上是適合的。也可以以比柔性印製電路板的印製導線 (Leiterbahn )小的尺寸來構造剛性印製電路板的印製導線。因此按 照趨勢，具有不太緊挨著的和不太多的端子的器件可以更簡單地被 轉移到柔性印製電路板中，因為在柔性印製電路板上，印製導線不 能任意緊密地彼此相鄰。
此外，實際上，剛性印製電路板大多安置在具有高導熱性的底 板上，例如安置在鋁板上，由此同樣確保了良好的散熱。
基於上面的闡述，因此特別有利的是，將電容器、電晶體、電 阻、傳感器、霍耳傳感器和調壓器轉移到柔性印製電路板上。
對於像用於轉速測量的霍耳傳感器那樣的單個器件，在外殼之 外的裝配可能是有利的。
尤其是對於在受機械和化學負擔的環境中(例如在運輸工具變 速箱中)控制單元的使用，可以藉助防油的外殼來保護電子系統免 受破壞，其中柔性印製電路板穿過所述防油外殼。
可以特別簡單地製造和裝入具有絕緣基層和帶凹口的絕緣覆蓋 層的柔性印製電路板，其中在所述凹口上布置器件。由於絕緣層， 其它的絕緣是不需要的，並且在凹口上可以焊接、熔接或粘接器件。
可以特別簡單和成本低地製造只具有一個印製導線層的柔性印 制電路板。而具有多個印製導線層的柔性印製電路板具有以下的優
點，即可以在其上布置和更強烈地集成較複雜的電路。
由於器件的轉移，在柔性印製電路板上可能需要附加的印製導
線。為了拆開電路部分，可以在柔性印製電路板上藉助接合連接來
跨接印製導線的交叉。
柔性印製電路板也可以由多個互相連接的柔性子板組成。可以
較簡單地裝入多部分的印製電路板。這種多部分的印製電路板還具
有可以利用變型方案擴展基本配備的優點，其中在子板上可以安置
變型方案的附加組件。在此情況下，基本配備的擴展僅僅還需要裝
入相應的子板。
以下藉助附圖示範性地更詳細地闡述本發明。
圖1以平面布置圖的方式展示了常規的柔性印製電路板的結
構，
圖2以平面布置圖的方式展示了常規的變速箱控制裝置的結
構，
圖3以側視圖的方式展示了常規的變速箱控制裝置與本發明的 第一實施形式的對比，
圖4以平面布置圖的方式展示了本發明的另一實施形式中的控 制單元。
圖3以側視圖的方式展示了常規的控制單元與本發明的第一實 施形式的對比。柔性印製電路板3通過接合連接9與剛性印製電路 板5相連接。利用電絕緣的導熱膠粘劑將剛性印製電路板5層壓在 延伸穿出剛性印製電路板5的鋁製的基板上。柔性印製電路板3緊 密地被層壓到在基板IO上延伸的區域上。藉助包圍剛性印製電路板 5的密封14，例如通過鉚釘或螺栓將蓋子12與基板固定連接，使得 由基板10和蓋子12形成密封的外殼，其中柔性印製電路板被層壓 到所述基板上。
按照現有技術，將所有的電器件7裝配給剛性印製電路板5。在 本發明的第一實施形式中，器件7，在外殼之內被焊接在柔性印製電 路板3上。
圖4展示了在本發明的另一實施形式中的具有剛性印製電路板5 和柔性印製電路板3的控制單元1 。剛性印製電路板5被固定在基板10 上。具有印製導線34的柔性印製電路板3通過接合連接9連接到剛性
印製電路板5上。電子器件7、 7，、 7"不僅被布置在剛性印製電路板5 上，而且也被布置在柔性印製電路板3上。柔性印製電路板3藉助密 封14穿過防油外殼。像電容器、電晶體、電阻、調壓器和傳感器那 樣的電子器件7，、7"在防油外殼之內和之外被布置在柔性印製電路板 3上。柔性印製電路板3具有印製導線34,所述印製導線34藉助接合 連接9與剛性印製電路板5相連接，和/或布置在柔性印製電路板3上的 器件7'、 7"連接在所述印製導線34上。為了跨接在柔性印製電路板3 上的印製導線34，接合連接9同樣是合適的。
權利要求
1.運輸工具組件用的控制單元，包括柔性印製電路板(3)和裝配有電子器件(7)的剛性印製電路板(5)，其中所述柔性印製電路板(3)與所述剛性印製電路板(5)電連接，所述剛性印製電路板和柔性印製電路板(3)的一部分布置在外殼中，並且所述柔性印製電路板(3)穿過所述外殼，其特徵在於，在外殼內部給所述柔性印製電路板(3)裝配電子器件(7』)。
2. 按權利要求1的控制單元，其特徵在於，在外殼之外給所述柔 性印製電路板(3)裝配電子器件(7")。
3. 按以上權利要求之一的控制單元，其特徵在於，給所述柔性印 制電路板(3)裝配一個或多個電容器、和/或一個或多個電晶體、和 /或一個或多個電阻、和/或一個或多個調壓器、和/或一個或多個傳感 器、尤其是霍耳傳感器。
4. 按以上權利要求之一的控制單元，其特徵在於，所述外殼是防 油的，並且所述柔性印製電路板(3)以防油的方式穿過所述外殼。
5. 按以上權利要求之一的控制單元，其特徵在於，所述柔性印製 電路板(3)包括絕緣基層和絕緣覆蓋層，其中所述覆蓋層具有凹口 ， 在所述凹口上布置器件(7，， 7")。
6. 按以上權利要求之一的控制單元，其特徵在於，所述柔性印製 電路板(3)包括恰好一個具有印製導線(34)的層。
7. 按以上權利要求之一的控制單元，其特徵在於，所述柔性印製 電路板(3)包括多個具有印製導線(34)的層。
8. 按權利要求6或7的控制單元，其特徵在於，藉助接合連接(9) 跨接在柔性印製電路板(3)上的印製導線(34)中的至少一個。
9. 按以上權利要求之一的控制單元，其特徵在於，所述柔性印製 電路板(3)是多部分的。
10. 按以上權利要求之一的控制單元，其特徵在於，所述控制單 元是運輸工具變速箱用的控制單元。
全文摘要
可以降低諸如變速箱的運輸工具組件用控制單元的生產成本，其方式是將器件(7，7』，1」)從剛性印製電路板(5)轉移到柔性印製電路板(3)上。柔性印製電路板(3)穿過外殼，所述外殼容納剛性印製電路板(5)和柔性印製電路板(3)的一部分。
文檔編號H05K1/14GK101176392SQ200680016974
公開日2008年5月7日 申請日期2006年1月30日 優先權日2005年5月17日
發明者G·豪爾, J·洛伊布爾, M·沃格爾, T·羅爾 申請人:西門子威迪歐汽車電子股份公司