專利名稱：帶至少一個電路載體封裝蓋的電路裝置尤其變速器控制器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種電路裝置，尤其是變速器控制器，帶有至少ー個用于封裝電路載體的蓋。
背景技術：
有越來越多的電子系統組件被集成到現代的機動車中。對此，公知的例子是電子的發(fā)動機控制裝置或變速器控制裝置以及電子的防抱死系統和車輛穩(wěn)定化系統。這種控制器構造有電路載體，電路載體配備有多個電子和/或電氣部件。電路載體封裝在控制器殼體內，以便尤其是保護在那的構件不受有害的環(huán)境影響。更確切地說，變速器控制器尤其直接或布置在油底殼的區(qū)域中，從而需要盡可能緊密封閉的控制器殼體，以便保護敏感的電氣和/或電子構件不受有化學侵蝕性的變速器油的影響。這種控制器殼體用密封焊接的、多部分構成的金屬殼體構成，金屬殼體確保了有效對抗有侵蝕性的介質、溫度波動和/或加速力。此外，為了與控制器相連所需的接觸針或電線引線更確切地說被氣密地施釉裝入到金屬殼體中。但氣態(tài)和/或液態(tài)的介質尤其可以在接合部位的區(qū)域中或在殼體部分之間的縫的區(qū)域中到達控制器殼體的內部。另ー種薄弱部位是用于電線的殼體引線，例如連接銷、插塞連接器或接觸金屬箍。此外公知的是，用于保護有基板的電子和/或電氣的構件的控制器殼體用鋁、合成材料或印制電路板制造，用于創(chuàng)造密封的內腔的蓋安裝在基板上。這種殼體在溫度波動時以及在材料發(fā)生與溫度波動相關聯的不同的熱膨脹吋，傾向于出現不密封性。此外，在帶有干擾組件和/或功率組件的控制器中廣泛使用電子構件，例如電解電容器，這些電子組件在高溫氣體，例如氫氣下釋放。此外，對于電解電容器而言應當避免電氣接頭與油的沾濕，因為侵入的油會損壞電解質并且由此會不可修復地損壞電容器的內部件?？刂破鳉んw在這種情況下必須可靠地避免內置的構件被油沾濕并且同時向外足夠透氣。因為有施釉的連接銷的密封焊接的金屬殼體的使用在這種情況下尤其基于氣體析出問題而不可行，所以只能考慮有合成材料殼體部分的殼體，但合成材料殼體部分具有之前所述的密封問題。由WO 95/28072公開了ー種借助尤其是形式為膜袋的柔性的氣密和/或液密的閉鎖裝置進行的密封封裝，用于保護不受不利的環(huán)境影響。這種實施形式也無法完全阻止液體，例如水或油的侵入。

發(fā)明內容
因此本發(fā)明所要解決的技術問題是，創(chuàng)造一種盡量密封封裝的、有多個電氣和/或電子構件的電路裝置，該電路裝置具有可靠的機構以用于保護構件免受可能侵入的油和機械振動的影響，該電路裝置對不利的環(huán)境影響有抵抗力且還具有足夠的對外透氣性，以便防止在殼體內產生超壓。本發(fā)明公開了ー種電路裝置，尤其是變速器控制器，帶有至少ー個用于封裝電路載體的蓋，電路載體配備有多個電氣和/或電子的構件。按照本發(fā)明，在相對環(huán)境密封的內腔中設置了至少ー種吸收介質來結合可能侵入的油。由于吸收介質，可能侵入殼體內部的油被可靠地結合，從而使油不再對電子和/或電氣構件產生有害的作用。此外，吸收介質具有減振效果，由此緩解了顫動和振動對電路裝置的印制電路板的不利影響。吸收介質可以原則上用結合油的粒料、粉末、凝膠或類似物構成。此外，可以使用反應的混合物質，例如泡沫合成材料，其具有吸油特性并且它的體積會由干與至少另ー種組分的化學反應而例如通過起泡擴大。此外，吸收介質可以是用合成材料纖維構成的紡織成型體。此外，結合油的成型體 也可以通過尤其是粒料或粉末形式的松散物料的壓制而用于電路裝置中。最后，也可以使用結合油的泡沫球作為吸油介質。電路裝置的ー種有利的擴展設計規(guī)定，電路載體定位在基板的區(qū)域中，基板與蓋一起限定內腔的邊界。由此達到了ー種改良的密封效果，因為電路載體除了它純粹的在構件之間的電連接功能外，不再承擔密封任務。因此基板可以例如使用一種防滲出的金屬材料，例如鋁或不銹鋼，這種金屬材料同時也可以作為熱沉或作為冷卻體。此外，外部的機械カ不再直接作用到印制電路板上，由此減少了導電條或釬焊部位斷裂的風險。按照另ー種有利的設計方案的要求規(guī)定，吸收介質尤其是疏水的松散物料，尤其是顆粒尺寸小于5 mm的粒料和/或粉末。吸收介質因此具有大表面，大表面允許了很高的吸油能力。此外松散的松散物料可以很容易被置入電路裝置的防油的內腔中，因為松散物料取決于顆粒尺寸至少在“流動能力”上受限。粒料可以例如涉及市場上通用的油結合介質。松散物料的顆粒尺寸優(yōu)選在0. 05 mm 和 5. 0 mm 之間。按照電路裝置的另ー種設計方案的要求規(guī)定，松散物料將內腔至少部分地填充。電路載體由此至少部分埋入松散物料中或被松散物料遮蓋。松散物料在此須在內腔的最終封上之前置入內腔。按照電路裝置的另ー種擴展設計，蓋和/或基板具有至少ー個用于置入松散物料的開ロ?；谶@種設計方案，基板和蓋或蓋和電路載體可以在松散物料置入之前接合。在填充過程之后，開ロ借助封閉機構密封地封上。電路裝置的另ー種設計方案規(guī)定，蓋內面和/或基板內面至少局部用松散物料覆層。由此簡化了電路裝置的制造過程，因為取消了形式為置入松散物料的工作步驟。電路裝置的預覆層的殼體部分尤其是蓋和基板可以在電路載體定位后借助公知的接合方法連接。按照另一種設計方案的要求，吸收介質尤其用至少ー種疏水的成型體構成。由此能就地限制吸收介質的置入或布置。電路裝置的ー種擴展設計規(guī)定，成型體設計成近似是板狀的、墊狀的、空心圓柱狀或束狀。板狀設計的成型體有利地允許了安放在構件下方。在此，成型體通常具有的弾性確保了在構件和電路載體的頂面之間的可靠接觸。束狀設計的成型體可以尤其用作電路裝置的蓋和基板之間或印制電路板和蓋之間的彈性的、線性的密封元件(密封條)。與之相対，例如有至少ー個通孔的空心圓柱狀的成型體或圓盤狀的成型體可以以簡單的方式在釬焊過程之前推移到選擇性保護的構件的接線上。按照電路裝置的另ー種設計方案，成型體尤其是用合成材料制成的紡織物。因此疏水的成型體作為吸收介質以簡單的方式在電路裝置的制造過程期間就地受限地集成到電路裝置中。成型體例如可以用無紡布或用熱塑性合成材料線例如聚丙烯制成的織物制造。基于紡織物的柔性，也獲得了在電路裝置的內腔中另外的置入或布置可能性。 作為備選，成型體也通過松散物料的型壓、通過合適的吸油的泡沫合成材料例如聚氨酯泡沫的發(fā)泡或用緊湊的不發(fā)泡的合成材料制造。由緊湊的合成材料制造的成型體的優(yōu)點在于，成型體除了純粹的吸油外還承擔起內腔的密封功能。按照電路裝置的另ー種設計方案的規(guī)定，至少ー個成型體布置在構造于蓋上的凸緣的區(qū)域中。因此吸收介質除了對可能已侵入內腔的油的結合功能外，還實施在電路裝置的殼體部分之間的密封功能。凸緣優(yōu)選在下側具有環(huán)槽，尤其是束狀的成型體作為密封條置入該環(huán)槽中。凸緣也可以設計成平坦的，也就是說沒有槽，以便減少制造費用。束狀成型體于是在部件接合之前類似平面密封裝置地置入凸緣和基板或電路載體之間。電路裝置的ー種擴展設計規(guī)定，至少ー個成型體定位在至少ー個構件的區(qū)域中。
由此，選擇性地保護可能的構件，例如電解電容器或線圈，它們直接在它們的電氣接頭的區(qū)域中特別容易被油沾濕。按照另一種設計方案的規(guī)定，至少ー個近似空心圓柱形的成型體被推移到至少ー個構件的至少ー個電氣接頭上并且/或者至少ー個近似板狀的成型體被置放在至少ー個構件的下方。吸收介質在這種幾何造型下尤其適用于選擇性地防油保護布線的構件以進行插入安裝(所謂的插入式封裝技術，“Ihrough Hole Technology”)。與之對應的,用板狀成型體制成的吸收介質尤其設置用于置放在平面的構件下方，例如集成電路(所謂的“ 1C”，"Integrated Qircuit”)，而與該平面的構件是否為了插入安裝或為了所謂的表面貼裝(所謂的“SMD”，Surface Mounted device)而設計在電路載體上無關。


接下來應當借助附圖詳細說明本發(fā)明。其中
圖I是電路裝置的第一種實施形式的示意 圖2示出了電路裝置的第二種實施形式，帶有在蓋中的開ロ ；
圖3示出了電路裝置的第三種實施形式，帶有吸收介質構成的覆設的層；
圖4示出了電路裝置的第四種實施形式，帶有束狀成型體作為密封裝置以及作為吸收介質；以及
圖5部分示出了電路裝置的第五種實施形式，帶有布置在構件上的成型體。
具體實施例方式圖I示出了電路裝置的第一實施形式的原理性視圖。電路裝置10的這種尚未閉合的實施形式還包括電路載體12，電路載體帶有多個電氣和/或電子構件14，這些構件釬焊在電路載體12中。電路載體12可以用由纖維增強的環(huán)氧樹脂制成的傳統的單層或多層的印制電路板形成，或用陶瓷基底(所謂的“LTCC”，低溫共燒陶瓷)構成。蓋18可以用金屬材料例如鋁構成，或者用必要時纖維增強的合成材料構成。為了創(chuàng)造盡量密封封閉的內腔16，蓋18和電路載體12連接或接合，其中，電路載體12除了其本身在構件之間的電連接功能外，還具有密封功能。凹腔形的凹槽20加工在蓋18中，以便為構件14創(chuàng)造出足夠大的內腔16。此外，蓋18為了與電路載體12連接而具有環(huán)繞的凸緣22。連接或接合可以通過公知的方法進行，例如熔焊、釬焊、粘接、螺栓連接、 壓緊、斂縫或者鉚接。按照本發(fā)明，蓋18的凹槽20近似完全被在此也用作侵入的油的吸收介質的疏水的松散物料24填充。松散物料24在蓋18與電路載體12連接之前進入蓋18中。疏水的松散物料24能夠將可能滲入內腔16的油牢牢地結合在自己身上以及因而持久地避開電路載體12的電氣和/或電子構件14。此外，松散物料24還具有減振效果，由此削弱了震顫對電路載體12帶來的不利影響。松散物料24可以用極為不同的有機的和/或礦物的材料制造并且可以例如以粒料和/或粉末的形式存在。在一種備選的實施形式中，松散物料24也可以用很小的泡沫球構成。松散物料24可以例如用具有出色的溫度穩(wěn)定性的硅酸鋁和/或碳酸鈣制造。這種疏水松散物料例如在商品名稱“ecoperf”下在市場上獲得并且基于“珠光體(Perlit)”也就是說“硫化玻璃”。伴隨小于0.125 _的顆粒尺寸，產生了有限的流動性，從而可以用這種松散物料24完全填充內腔16。取代顆粒形式和/或粉末形式存在的松散物料24的是，吸收介質也可以是吸油凝膠、糊狀材料、反應物質或類似物，它們在蓋18和電路載體12接合過程之前被置入蓋18的凹槽20中。圖2示出了電路裝置的第二實施形式。電路裝置30還包括帶有凹腔形的凹槽20的蓋18，環(huán)繞的凸緣22連接在凹槽20上，電路裝置還包括電路載體12和釬焊在該電路載體中的構件14。與按圖I的第一種實施形式的區(qū)別在于，電路載體12布置在基板上32上，并且例如形式為孔的開ロ 34被加工在蓋18中。要被密封的內腔16因而被蓋18和基板32全面限定邊界。通過開ロ 34可以將作為吸收介質的松散物料24很容易地置于內腔16中。在結束填充過程后，開ロ 34借助未示出的封閉機構密封地封上。為了實現更快速地填充和/或更均勻地填充內腔16，蓋18也可以具有多個開ロ，這些開ロ相應在釋放凸緣22的情況下網目形地加工在蓋18中?？瞻准^表示松散物料24在填充過程時的流動方向。此外，基板32也附加或備選地設有至少ー個開ロ。取代松散物料24作為吸收介質的是，內腔16可以部分用在處理時間上凝膠狀或泡沫狀的反應物質，例如形式為吸油的聚氨酯泡沫填充，反應物質緊接著填充過程或在處理時間結束后擴大它的體積并且至少部分地填充內腔16。這種反應的吸油物質可以含有一種或多種化學成分，這些化學成分相互并且/或者與環(huán)境空氣濕度發(fā)生化學反應并且在處理時間(所謂的適用期“Topfzeit”)結束時促使體積擴大和粘滯度提高。
這種實施形式的優(yōu)勢在于，蓋18已然在本來的填充過程之前就可以與基板32連接。此外，通過基板32達到了電路裝置30的更高的機械負荷能力。此外，尤其是作用到基板32和/或蓋18上的機械牽拉負荷和彎曲負荷盡量被電路載體12避開。此外，電路載體12在這種情況下擔負起的任務僅在于，使電氣構件14相互接觸，而基板32則除了它的機械穩(wěn)定化功能外還在內腔16與蓋18互相配合時實施密封功能。通過開ロ 34，可以在需要時完成松散物料24的更換，倘若松散物料完全吸飽了油。蓋18或基板32可以用金屬材料和/或用必要時纖維增強的合成材料構造。這兩個殼體部分中的任一個應當優(yōu)選用非金屬材料構造，以便在構件14氣體析出的情形下防止在內腔16中出現超壓。在蓋18和基板32之間的連接優(yōu)選在凸緣22的區(qū)域中通過公知方法實現，例如熔焊、釬焊、粘接、螺栓連接、壓緊、斂縫或鉚接，以便能盡量可靠地將內腔16相對有害的環(huán)境影響封閉起來。在基板32用有足夠材料厚度的金屬材料構成時的情況下，基板可以同時用作熱沉，也就是說，導出可能由構件14發(fā)出的損失熱。圖3示出了按本發(fā)明的電路裝置的另ー種實施形式。電路裝置40同樣用電路載體12和釬焊在其中的構件14構成，其中，電路載體12固定在基板32上。為了形成盡可能密封的內腔16，蓋18在凸緣22的區(qū)域中與基板32接合。蓋內面42和基板內面44用松散物料24作為用于侵入的油的吸收介質覆層。這種覆層例如可以由此建立，即，松散物料24與適合的粘接劑混合并且將這種混合物至少局部地覆設到蓋內面42和/或基板內面44上。覆設優(yōu)選在電路載體12外部例如通過涂刷、浸沉、滾動或噴覆完成。取代粉末形式和/或粒料形式存在的松散物料24的是，在此也同樣可以將凝膠狀的、糊狀的或反應的吸收介質覆設到蓋內面42和/或基板內面44上。這種實施形式的ー個優(yōu)勢在于，可能侵入內腔16的油已經在蓋內面42和/或基板內面44的區(qū)域中被吸收，并且因而幾乎不會到達對油敏感的電氣和/或電子構件14的附近。這種實施形式還具有的優(yōu)勢在于，吸油的松散物料24可以已經在制造商那里或在前置的単獨的制造步驟中覆設到蓋18或基板32的相應的區(qū)域上，從而可以將這兩個殼體部分直接在電路載體12定位后簡單地接合起來以創(chuàng)造出電路裝置40。圖4示出了按本發(fā)明的電路裝置的另ー種實施形式。電路裝置50包括電路載體12和釬焊在電路載體12中的構件14。電路載體12同樣定位在基板32上。凹槽54被模壓在蓋52中，該凹槽又延伸進入環(huán)繞的凸緣56。與前述實施形式不同的是，在凸緣56的未示出的內側加厚部中加工有環(huán)槽58。因此蓋52必須至少在凸緣56的區(qū)域中具有較高的材料厚度，以便能夠形成環(huán)槽58。在環(huán)槽58中置入束狀、疏水的以及吸油的紡織物60作為吸收介質。紡織物60除了其主要的吸油功能外，還承擔起密封條的任務并且將內腔16相對環(huán)境密封?？赡芮秩雰惹?6的油被紡織物60毫不延遲地吸收并且因此不會到達對油敏感的構件14。束狀紡織物60可以例如用例如由“ Pronol ”公司在商標名稱(“Scu-sorb ”)下可獲取的聚丙烯制的織物或無紡布制造。紡織物60可以例如也具有板狀、網墊形、空心圓柱形或墊形的造型。成型體可以與之不同地例如也用合適的吸油的聚氨酯泡沫制造，只要成型體具有足夠的彈性來確保在蓋和基板之間的密封效果。圖5用放大細節(jié)圖示出了電路裝置的另ー種實施形式，使用吸油的成型體作為吸、收介質。為了更好地顯示，蓋和基板僅用虛線示出。電路裝置70又包括電路載體12，電路載體中釬焊有電解電容器72和節(jié)流器74(線圈)作為構件14。帶有中央通孔的近似空心圓柱體或圓盤形的成型體76推移到電解電容器72的未示出的接線上，成型體具有疏水和吸油的特性。由此選擇性地保護通常對油敏感的電解電容器72不受可能侵入內腔16的油的影響。在節(jié)流器74下還布置有板狀的成型體78，以便特別是保護節(jié)流器74的電絕緣不受可能侵入內腔16的油的影響。這個實施形式特別具有優(yōu)點為，保護通過吸油直接且就地受限地在構件14上完成。成型體76、78可以例如通過粒料形式和/或粉末形式存在的松散物料-必要時添加合適的粘接劑或結合介質-的壓 制在有相應空間幾何形狀的壓模內制造。尤其是電路裝置50、70的最后兩個實施形式按照圖4、5的要求也可以在需要時相互結合，以便進ー步優(yōu)化對油污染的防護。因此束狀紡織物60充當第一攔油裝置，而直接安放在構件上的成型體76,78則形成第二攔油柵。成型體76、78也可以由專門的聚酰胺發(fā)泡而成，聚酰胺例如可以由“Puren泡沫材料股份有限公司(Puren Schaumstoff GmbH)”制造。用這種聚酰胺制造的吸油的成型體也可以完全封裝復雜的組件以及防止油滲入內腔16。成型體76、78也可以這樣地與圖5示例性所示的幾何造型不同地以所謂的半殼或多殼構造方式設計，即，成型體在組裝狀態(tài)下至少局部地包圍或封裝這個或這些構件14。
權利要求
1.電路裝置(10、30、40、50、70)，尤其是變速器控制器，帶有至少ー個蓋(18、52)以用于封裝電路載體(12)，所述電路載體配備有多個電氣和/或電子的構件(14)，其特征在干，在相對環(huán)境密封的內腔(16)中設置了至少ー種吸收介質以用于結合可能侵入的油。
2.按權利要求I所述的電路裝置(30、40、50、70)，其中，所述電路載體(12)定位在基板(32)的區(qū)域中，所述基板和所述蓋(18、52)—起限定所述內腔(16)的邊界。
3.按權利要求I或2所述的電路裝置(10、30、40)，其中，所述吸收介質尤其是疏水的松散物料(24),特別是顆粒尺寸小于5 mm的粒料和/或粉末。
4.按權利要求3所述的電路裝置(10、30)，其中，所述松散物料(24)將所述內腔(16)至少部分地填充。
5.按權利要求3或4所述的電路裝置(30)，其中，所述蓋(18)和/或所述基板(32)具有至少ー個開ロ(34)以用于置入松散物料(24)。
6.按權利要求3至5之一所述的電路裝置(40)，其中，蓋內面(42)和/或基板內面(42)至少局部用松散物料(24)覆層。
7.按權利要求I或2所述的電路裝置(50、70)，其中，所述吸收介質尤其用至少ー種疏水的成型體(76、78)構成。
8.按權利要求7所述的電路裝置(50、70)，其中，所述成型體(76、78)設計成近似呈板狀、墊狀、空心圓柱狀或束狀。
9.按權利要求7或8所述的電路裝置(50、70)，其中，所述成型體尤其是用合成材料制成的紡織物(60)。
10.按權利要求7至9之一所述的電路裝置(50)，其中，至少ー個成型體布置在形成于蓋(52)上的凸緣(56)的區(qū)域中。
11.按權利要求7至10之一所述的電路裝置(70)，其中，至少ー個成型體(76、78)定位在至少ー個構件(14)的區(qū)域中。
12.按權利要求11所述的電路裝置(70)，其中，至少ー個大約空心圓柱狀的成型體(76)被推移到至少ー個構件(14)的至少ー個電氣的接頭上并且/或者至少ー個大約板狀的成型體(78)被置放在至少ー個構件(14)下方。
全文摘要
本發(fā)明涉及帶至少一個電路載體封裝蓋的電路裝置尤其變速器控制器。電路裝置(10、30、40、50、70)尤其是變速器控制器帶有至少一個蓋(18、52)以用于封裝電路載體(12)，所述電路載體配備有多個電氣和/或電子的構件(14)。按照本發(fā)明，在相對環(huán)境密封的內腔(16)中設置了至少一種吸收介質以用于結合可能侵入的油。所述吸收介質可以用結合油的松散物料(24)或用可具有多個不同的空間幾何形狀的成型體(76、78)構成。由于吸收介質的緣故，尤其保護了敏感的構件(14)不會被油沾濕。
文檔編號H05K5/06GK102651950SQ20121004185
公開日2012年8月29日 申請日期2012年2月23日 優(yōu)先權日2011年2月24日
發(fā)明者P.克洛貝斯 申請人:羅伯特·博世有限公司