WO2017207141A1 - Elektronikmodul für ein getriebesteuergerät mit auf fr4-leiterplattenfolie verklebtem deckel - Google Patents

Elektronikmodul für ein getriebesteuergerät mit auf fr4-leiterplattenfolie verklebtem deckel Download PDF

Info

Publication number
WO2017207141A1
WO2017207141A1 PCT/EP2017/058139 EP2017058139W WO2017207141A1 WO 2017207141 A1 WO2017207141 A1 WO 2017207141A1 EP 2017058139 W EP2017058139 W EP 2017058139W WO 2017207141 A1 WO2017207141 A1 WO 2017207141A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
circuit board
printed circuit
foil
lid
electronic module
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2017/058139
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Uwe Liskow
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of WO2017207141A1 publication Critical patent/WO2017207141A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K5/00—Casings, cabinets or drawers for electric apparatus
    • H05K5/0026—Casings, cabinets or drawers for electric apparatus provided with connectors and printed circuit boards [PCB], e.g. automotive electronic control units
    • H05K5/0082—Casings, cabinets or drawers for electric apparatus provided with connectors and printed circuit boards [PCB], e.g. automotive electronic control units specially adapted for transmission control units, e.g. gearbox controllers

Definitions

  • Gearbox control unit The invention further relates to a transmission control unit with such an electronic module and to a method for manufacturing an electronic module.
  • Electronic modules are used for various technical purposes e.g. used for electrical control of processes.
  • An electronic module generally has electrical or electronic components such as ICs (Integrated Circuits), resistors,
  • vehicle electronics modules are among others as
  • Transmission control units used to control functions of a transmission In this case, an electronic module is preferably mounted inside a transmission.
  • a flexible conductor foil (sometimes also referred to as flex foil) was arranged between the plastic lid and a carrier plate carrying the structural components.
  • a flexible conductor foil has electrically conductive
  • Conductor tracks usually metallic interconnects, on which between two thin plastic films, usually made of polyimide, are added.
  • the plastic lid was then mechanically fixed to the carrier plate,
  • a circumferential seal for example in the form of a sealing ring, was arranged between the plastic cover and the flexible conductor foil passed between it and the carrier plate.
  • Embodiments of the present invention may advantageously enable to provide an electronic module in which building components are reliably and long term protected against attack by aggressive media. Furthermore, such an electronic module can be manufactured relatively simply and / or inexpensively. According to a first aspect of the present invention is a
  • Electronic module proposed for a transmission control unit, which has a support plate, arranged on the support plate electronics unit and a lid.
  • the support plate and the cover together surround an interior in which the electronic unit is accommodated.
  • the PCB foil has a carrier film and arranged on the carrier film conductor tracks.
  • the conductor tracks of the printed circuit board foil are connected to electrical connections of the electronic unit.
  • the edge of the lid is glued to the printed circuit board film by means of a potting compound.
  • a second aspect of the invention relates to a transmission control apparatus having an electronic module according to an embodiment of the first aspect of the invention.
  • a third aspect of the invention relates to a method for manufacturing a
  • An electronic module comprising the steps of: a carrier plate, an electronics unit, a lid and an annular circuit board film are provided.
  • the printed circuit board film has a carrier film and printed conductors arranged on the carrier film.
  • the printed circuit board foil is fastened to the carrier plate.
  • the conductor tracks arranged on the carrier foil are connected to electrical terminals of the electronic unit.
  • the lid is adhered to the annular printed circuit board film by means of a potting compound along an edge d surrounding a ring-shaped surrounding area.
  • the printed circuit board film has a carrier film and printed conductors arranged on this carrier film.
  • the printed circuit board film corresponds in terms of its construction of a conventional circuit board, but is typically thinner than a conventional printed circuit board for space reasons.
  • the printed circuit board foil may have a thickness in the range of between
  • conductor tracks may for example consist of metal, in particular of copper.
  • Such conductor tracks may typically have thicknesses in the range of ⁇ to 0.5 mm, preferably in the range of 18 to 400 ⁇ .
  • At least the carrier film, but preferably also the printed conductors applied thereon, are formed with a material which can be glued together well with common casting compounds.
  • annular printed circuit board film need not necessarily be integral.
  • a ring mold can also optionally by joining several printed circuit board parts, such as two
  • L-shaped printed circuit board parts can be achieved. Shock surfaces at which these printed circuit board film parts adjoin one another can optionally be glued together using the casting compound and additionally sealed.
  • the carrier film of the printed circuit board film is formed with so-called FR4 material.
  • FR4 material is a composite of epoxy resin and fiberglass fabric and is typically used for printed circuit boards used in electronics. With processes known from printed circuit board electronics, a thin layer of metal, in particular copper, can be applied to a surface of an FR4 film or a thin plate made of FR4 material and subsequently structured in such a way that a plurality of conductor tracks are formed. FR4 material can be bonded very well with common encapsulants used in electronics production.
  • the potting compound can be formed with epoxy resin, polyurethane (PU) or acrylate.
  • Epoxy resin-based potting compounds have proven to be very well suited for the hermetically sealed and long-term stable bonding of printed circuit board films, especially if they consist of FR4 material.
  • the epoxy-based potting compound can be particularly resistant, e.g. across from
  • epoxy resin has a similar thermal expansion coefficient (CTE) as the materials used for the printed circuit board film, in particular the preferred FR4 material and the printed conductors applied thereon.
  • CTE thermal expansion coefficient
  • Adhesives made of PU or acrylate can be used as alternative potting compounds, especially if no particularly good resistance to certain aggressive medium such as gear oil is required.
  • the electronic module further has at least one further contacting, preferably a flexible conductor foil, which is arranged outside the lid.
  • Conductor tracks of the printed circuit board foil are electrically connected to conductor tracks of the at least one further contacting, in particular of the flexible conductor foil.
  • the WeinerCount ist z. B. also be a ribbon cable.
  • the printed circuit board film can preferably serve, by means of their interconnects, an electrical connection between the in the of the Lid covered interior to accommodate recorded electronics unit and an external environment.
  • the printed circuit board film is carried out between the lid and the carrier plate. Outside the lid, it may be advantageous to effect a further electrical connection by means of conventionally used flexible conductor foils. Circuits of this flexible conductor foil can be electrically connected to conductor tracks of the printed circuit foil, for example by local soldering, welding or other techniques.
  • the flexible conductor foils can, for example, be routed to sensors or electrical connections arranged outside the cover.
  • the flexible conductor foils differ from the
  • Printed circuit board film in particular with regard to the material used for a carrier film or two conductor tracks. While FR4 material is preferably used for the printed circuit board film, carrier films of the flexible conductor films are usually made of polyimide.
  • the electronics module outside the lid on a plurality of spatially separated from each other flexible conductor foils.
  • a single annular printed circuit board foil with its various conductor tracks, can indeed ensure that electrical connections from the electronics unit are made to the outside from the interior space enclosed by the cover. There, however, then several separate flexible conductor foils can be used to the electrical
  • Each of the flexible conductor foils can be relatively narrow and, for example, only a single or a few
  • Conductive films can thus be used sparingly. In particular, during their production, an accumulating waste can be kept low.
  • the potting compound preferably covers a region in which a flexible conductor foil laterally adjoins the printed circuit board foil.
  • the potting compound should advantageously be applied sufficiently large area, so that they not only glued the lid with the directly underlying PCB foil, but also laterally further outwards and there has a transition at which the subsequent to the PCB foil flexible conductor foil , also covered and can have a sealing effect.
  • the carrier plate has a groove adjacent to the inner space covered by the lid and the potting compound extends into this groove.
  • a recess may be formed on the carrier plate, preferably in a region between the electronic unit and the edge of the lid, which forms a groove.
  • the potting compound is applied in such a large area in this case that it is not only temporarily stored in the area directly between the edge of the lid and the underlying support plate, but also laterally further inwards to the groove and extends into the groove. In this case, the potting compound also covers an edge of the printed circuit board film and can thus be further improved
  • the conductor tracks of the printed circuit board foil are in each case connected to the electrical connections of the electronic unit
  • Bond connections connected are standard in electronics manufacturing and have proven to be well suited for connecting the electronics unit to the circuit board film.
  • a bonding connection is effected by means of a small wire or ribbon, one end of which is bonded to an electrical terminal of the electronics unit and the other end of which is bonded to an exposed area of a printed circuit board trace.
  • CTE coefficient of thermal expansion
  • the conductor tracks of the printed circuit board film are arranged on the carrier film with a pitch of less than 3.6 mm, preferably less than 2.6 mm or even less than 1.3 mm.
  • the pitch can be understood in this case, a distance between the centerlines of adjacent tracks
  • PCB film can be formed with customary for the production of printed circuit boards processes such as photolithography and thereby relatively narrow and closely spaced from each other can be made.
  • interconnects necessary for the electrical connection of the TCU can thus be provided with a much smaller pitch. Flexibility in the layout of a
  • Electronic module can thereby be significantly increased.
  • the carrier plate has a multi-part construction and has an electronics carrier plate carrying the electronic unit and a module carrier plate which surrounds this electronic carrier plate in an annular manner.
  • the electronics carrier plate and the module carrier plate may differ, for example, with regard to materials and / or geometries used.
  • the electronics carrier plate can be optimized, for example, for the heat dissipation of components mounted on it, in particular the electronics unit.
  • Electronics carrier plate may be smaller or larger than a projection of the attached over the carrier plate lid.
  • the electronics carrier plate can only be loosely connected to the module carrier plate or be stably integrated in it.
  • Fig. 1 shows a sectional view through a conventional electronic module.
  • Fig. 2 illustrates a flexible conductor foil for a conventional one
  • Fig. 3 shows a sectional view through an inventive electronic module.
  • Fig. 4 illustrates a printed circuit board film and flexible conductor foils for use in the electronic module according to the invention.
  • FIGS. 5 to 8 illustrate sectional views of various stages of a method of manufacturing an electronic module according to one embodiment of the present invention
  • FIG 9 illustrates in partial section an electronic module according to an alternative embodiment of the present invention.
  • FIGS. 1 and 2 To better understand electronic modules, a conventional electronic module 101 will first be described with reference to FIGS. 1 and 2. The
  • Electronic module 101 has a two-part support plate 103 with a Electronics carrier plate 102 and a module carrier plate 104. On the
  • Electronics carrier plate is an electronics unit 105 applied.
  • Electronic unit 105 is electrically contacted laterally via flexible conductor foils 109 whose conductor tracks 111 (see FIG. 2) each over
  • Bond connections 113 are connected to terminals 115 of the electronic unit 105. At opposite ends, the tracks of the flexible conductor sheets 109 contact electrical terminals 108 or sensors 110.
  • a plastic lid 118 is mounted thereover. Edges 120 or flanks of this plastic cover 118 are sealed by means of a sealing ring 122 with respect to the flexible conductor foil 109 which is carried out between the plastic lid 118 and the carrier plate 103.
  • the flexible conductor foil 109 has to follow the edge 120 of the plastic lid 108 along its entire length
  • the flexible conductor sheet 109 should have a corresponding annular portion.
  • a corresponding contour has thus far mostly been cut out of a large-area flexible conductor foil, as shown in FIGS. 2 (b) and 2 (c).
  • this results in a considerable waste which among other things increases the production costs for the electronic module.
  • Fig. 3 is an electronic module 1 according to an embodiment of the
  • a support plate 3 is in turn formed in two parts with electronics support plate 2 and module support plate 4. On the
  • Electronics carrier plate 2 is an electronics unit 5 glued.
  • a cover 19 made of steel covers an interior space 23 in which the electronics unit 5
  • This printed circuit board film 7 has a carrier film 25 made of FR4 material and conductor tracks 26 arranged on this carrier film 25 and running essentially radially outwards.
  • the interconnects 26 are in turn electrically connected via connections 13 with terminals 15 of the electronic unit 5. Outside the lid 19 conductor tracks 26 of the
  • Printed circuit board film 7 with provided there relatively small-area flexible conductor foils 9 and their interconnects 11 may be connected to ultimately make electrical contact with plugs 8 or sensors 10 can.
  • Printed circuit board film 7 with provided there relatively small-area flexible conductor foils 9 and their interconnects 11 may be connected to ultimately make electrical contact with plugs 8 or sensors 10 can.
  • Potting compound 27 is preferably formed of epoxy resin.
  • Potting compound 27 may also be provided as a kind of paint.
  • Potting compound 27 adheres a downwardly directed surface of the edge 20 of the lid 19 with the printed circuit board film 7. Since the preferably made of FR4 material carrier film 25 of the printed circuit board film 7 adheres very well to the preferably epoxy resin-based potting compound 27 and this
  • Potting compound 27 in turn very well adheres to the steel cover 19, a total of very good sealing of the interior 23 can be achieved. Also, the thermal expansion coefficients of the materials of all these
  • Components are well matched so that the seal can withstand even severe temperature fluctuations without damage.
  • a region opposite the annular peripheral edge 20 of the lid 19 can be formed by the annular printed circuit board film 7. From this radially outgoing, several elongated narrow flexible conductor foils 9 can lead to the connectors 8 and sensors 10. Tracks 11 of the flexible
  • Conductor foil 9 can thereby contact conductor tracks 26 of the printed circuit board foil 7, for example by being soldered or welded together locally. In terms of area, substantially less flexible conductor foil 9 is required than was necessary in conventional electronic modules (see FIG. 2)
  • Cut contours for the narrow conductor foils 9 can be optimized so that a waste is relatively low.
  • the annular conductor foil can also consist of more than one part, for. B. from 2 L-shaped conductor foils, the joint is preferably filled with the potting compound 27, which may result in a tightness as in an uninterrupted circulating conductor foil.
  • a flexible conductor foil 9 is connected to a circuit board foil 7.
  • Lötstopplack be provided as a protective layer (see Fig. 5).
  • the structure thus formed for example, by means of an adhesive 31 or an adhesive tape, which may be formed using epoxy resin adhesive, on the support plate 3 and its electronic carrier plate
  • the electronics unit 5 is also glued, for example by using quarterleitkleber. Then, the conductor tracks 26 of the printed circuit board film 7 with terminals 15 of the electronic unit 5 by
  • Bond connections 13 electrically connected (see Fig. 7).
  • the potting compound 27 is applied to the printed circuit board film 7.
  • the potting compound 27 is preferably distributed along the entire annular printed circuit board film 7 and then the lid 19 is pressed in such a way that its annular rim 20 dips into the potting compound 27. After hardening or crosslinking of the potting compound 27, a permanent and tight connection between the cover 19 and the printed circuit board 3 applied to the printed circuit board film 7 can be effected in this way.
  • the potting compound 27 also covers the connection points between the printed circuit board film 7 and the radially further outwardly arranged flexible conductor films 9, so that it at this transition and in particular at the Soldering of the conductor 11 of the conductor foil 9 with the conductor tracks 26 of the printed circuit board film 7 comes to a further seal.
  • Potting compound 27 preferably also cover the contact point at which the
  • Bond connection 13 is connected to the conductor tracks 26 of the printed circuit board film 7.
  • the potting compound 27 extends even further in the direction of the electronics unit 5 until it reaches the electronics carrier plate 2 and seals an adhesive edge there between the printed circuit board film 7 and the electronics carrier plate 2.
  • an annular circumferential groove 33 is provided in this area, into which the potting compound 27 can extend. Thus, it can also come in this area to an additional encapsulation of the printed circuit board film 7 and attacking electrical connections.
  • Embodiment is a printed circuit board film 7 on its underside to a
  • Support plate 3 glued and covered at its top by a potting compound 27.
  • the circuit board film 7 is not connected in a region outside the lid 19 as in the previous embodiment with flexible conductor films 9, but placed around an edge of the support plate 3 and continued to the bottom of the support plate 3.
  • the there exposed down conductor tracks 26 of the printed circuit board film 7 can then be applied to a provided there circuit board 37 or alternatively a stamped grid or a flexible conductor foil, for example, soldered or glued be.
  • areas of printed circuit board film 7 not protected by potting compound 27 can be protected by means of a locally applied solder mask 39.
  • the lid 19, which covers the electronic unit 5, can be glued very efficiently and durable to the rest of the structure while a hermetically sealed and durable connection can be achieved.
  • a cost reduction due to the lower cut of flexible conductor foil 9 appears possible while maintaining the positive properties of, for example, a polyimide conductor foil.
  • a reduction in height can be achieved compared to conventional electronic modules.
  • bare-die electronics can preferably be used, which allows very high temperatures and small installation spaces.
  • the bare-die electronics can be implemented without direct Molden, since
  • Molds typically contain alpha-ray fillers which could otherwise damage the microelectronics. Further possible advantages, such as, for example, low mechanical loads in the event of temperature fluctuations due to the materials used for matching the thermal expansion coefficients are already mentioned above or obvious to the person skilled in the art.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
  • Non-Metallic Protective Coatings For Printed Circuits (AREA)

Abstract

Es wird ein Elektronikmodul (1) für ein Getriebesteuergerät vorgeschlagen, welches eine Trägerplatte (3), eine auf der Trägerplatte (3) angeordnete Elektronikeinheit (5) und einen Deckel (19) aufweist. Die Trägerplatte (3) und der Deckel (19) umgeben gemeinsam einen Innenraum (23), in dem die Elektronikeinheit (5) aufgenommen ist. Das Elektronikmodul (1) zeichnet sich dadurch aus, dass zwischen einem den Innenraum (23) ringförmig umgebenden Rand (20) des Deckels (19) und einem diesem Rand (20) gegenüberliegenden ringförmigen Bereich einer Oberfläche der Trägerplatte (3) eine ringförmige Leiterplattenfolie (7) zwischengelagert ist. Die Leiterplattenfolie (7) weist dabei eine Trägerfolie (25), vorzugsweise aus FR4-Material, und auf der Trägerfolie (25) angeordnete Leiterbahnen (26) auf. Leiterbahnen (26) der Leiterplattenfolie (7) sind mit elektrischen Anschlüssen (15) der Elektronikeinheit (5) verbunden. Der Rand (20) des Deckels (19) ist mit der Leiterplattenfolie (7) mittels einer Vergussmasse (27), beispielsweise Epoxidharz, verklebt. Es wird eine hermetisch dichte und langlebige Kapselung der Elektronikeinheit (5) ermöglicht.

Description

Beschreibung
Titel
Elektronikmodul für ein Getriebesteuergerät mit auf FR4- Leiterplattenfolie verklebtem Deckel
Gebiet der Erfindung Die vorliegende Erfindung betrifft ein Elektronikmodul für ein
Getriebesteuergerät. Die Erfindung betrifft ferner ein Getriebesteuergerät mit einem solchen Elektronikmodul sowie ein Verfahren zum Fertigen eines Elektronikmoduls. Stand der Technik
Elektronikmodule werden für verschiedene technische Einsatzzwecke z.B. zum elektrischen Steuern von Prozessen eingesetzt. Ein Elektronikmodul verfügt dabei im Allgemeinen über elektrische bzw. elektronische Baukomponenten wie beispielsweise ICs (Integrated Circuits - integrierte Schaltungen), Widerstände,
Kondensatoren etc.
Im Fahrzeugbau werden Elektronikmodule unter anderem als
Getriebesteuergeräte eingesetzt, um Funktionen eines Getriebes zu steuern. Dabei wird ein Elektronikmodul bevorzugt im Inneren eines Getriebes montiert.
Dort kann das Elektronikmodul mit aggressiven Medien, insbesondere mit heißem Getriebeöl, in Kontakt kommen. Da sowohl die elektrischen bzw.
elektronischen Baukomponenten als auch diese verbindende metallische Leiterbahnen von solchen Medien angegriffen werden können, müssen diese in geeigneter Weise vor einem Kontakt mit solchen Medien geschützt werden.
Es wurden Elektronikmodule entwickelt, bei denen Baukomponenten mithilfe eines sie überdeckenden Kunststoffdeckels geschützt werden sollten. Um die Baukomponenten elektrisch nach außen hin kontaktieren zu können, wurden zwischen dem Kunststoffdeckel und einer die Baukomponenten tragenden Trägerplatte eine flexible Leiterfolie (teilweise auch als Flexfolie bezeichnet) angeordnet. Eine solche flexible Leiterfolie weist elektrisch leitfähige
Leiterbahnen, meist metallische Leiterbahnen, auf, welche zwischen zwei dünnen Kunststofffolien, meist aus Polyimid bestehend, aufgenommen sind. Der Kunststoffdeckel wurde dann an der Trägerplatte mechanisch fixiert,
beispielsweise angeschraubt oder angenietet. Um eine Dichtigkeit gewährleisten zu können, wurde zwischen dem Kunststoffdeckel und der zwischen ihm und der Trägerplatte hindurchgeführten flexiblen Leiterfolie eine umlaufende Dichtung, beispielsweise in Form eines Dichtrings, angeordnet.
Derartige bzw. ähnlich aufgebaute Elektronikmodule sind beispielsweise in der EP 1 239 710 Bl und EP 1 882 401 Bl beschrieben.
Allerdings wurde beobachtet, dass derart aufgebaute Elektronikmodule teilweise nicht langfristig einen zuverlässigen Schutz für die unter dem Kunststoffdeckel aufgenommenen Baukomponenten bewirken können. Offenbarung der Erfindung
Vorteile der Erfindung
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können in vorteilhafter Weise ermöglichen, ein Elektronikmodul bereitzustellen, bei dem Baukomponenten zuverlässig und langfristig gegen einen Angriff aggressiver Medien geschützt sind. Ferner kann ein solches Elektronikmodul verhältnismäßig einfach und/oder kostengünstig gefertigt werden. Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein
Elektronikmodul für ein Getriebesteuergerät vorgeschlagen, welches eine Trägerplatte, eine auf der Trägerplatte angeordnete Elektronikeinheit und einen Deckel aufweist. Die Trägerplatte und der Deckel umgeben dabei gemeinsam einen Innenraum, in dem die Elektronikeinheit aufgenommen ist. Das
Elektronikmodul zeichnet sich dadurch aus, dass zwischen einem den Innenraum ringförmig umgebenden Rand des Deckels und einem diesem Rand
gegenüberliegenden ringförmigen Bereich einer Oberfläche der Trägerplatte eine ringförmige Leiterplattenfolie zwischengelagert ist. Die Leiterplattenfolie weist eine Trägerfolie und auf der Trägerfolie angeordnete Leiterbahnen auf. Die Leiterbahnen der Leiterplattenfolie sind mit elektrischen Anschlüssen der Elektronikeinheit verbunden. Der Rand des Deckels ist mit der Leiterplattenfolie mittels einer Vergussmasse verklebt.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Getriebesteuergerät, welches ein Elektronikmodul gemäß einer Ausführungsform des ersten Aspekts der Erfindung aufweist.
Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Fertigen eines
Elektronikmoduls, welches folgende Schritte aufweist: eine Trägerplatte, eine Elektronikeinheit, ein Deckel und eine ringförmige Leiterplattenfolie werden bereitgestellt. Die Leiterplattenfolie weist dabei eine Trägerfolie und auf der Trägerfolie angeordnete Leiterbahnen auf. Die Leiterplattenfolie wird an der Trägerplatte befestigt. Die auf der Trägerfolie angeordneten Leiterbahnen werden mit elektrischen Anschlüssen der Elektronikeinheit verbunden. Der Deckel wird entlang eines einen Innenraum ringförmig umgebenden Randes d Deckels auf die ringförmige Leiterplattenfolie mittels einer Vergussmasse aufgeklebt. Die angegebenen Verfahrensschritte können, müssen aber nicht zwingend, in der angegebenen Reihenfolge durchgeführt werden. Außerdem können ergänzende Verfahrensschritte vor-, zwischen- oder nachgelagert durchgeführt werden.
Ideen zu Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können unter anderem als auf den nachfolgend beschriebenen Gedanken und Erkenntnissen beruhend angesehen werden.
Wie eingangs angemerkt, konnten bei herkömmlichen Elektronikmodulen, bei denen ein Kunststoffdeckel darunterliegende Baukomponenten schützen sollte und dieser mittels eines Dichtrings in Bezug auf eine Trägerplatte abgedichtet wurde, nicht in allen Fällen ein ausreichender Schutz der eingeschlossenen Baukomponenten sichergestellt werden. Zwar hatte das Durchführen einer flexiblen Leiterfolie zwischen dem Kunststoffdeckel und der Trägerplatte Vorteile fertigungstechnischer und/oder wirtschaftlicher Art. Ein langfristig zuverlässiges Abdichten des Kunststoffdeckels mittels eines zwischengelagerten Dichtrings hat sich jedoch als schwierig erwiesen. Es wird daher vorgeschlagen, die Dichtung zwischen einem zu schützende Baukomponenten einer Elektronikeinheit überdeckenden Deckel und einer die Elektronikeinheit tragenden Trägerplatte mithilfe einer klebenden Vergussmasse zu bewirken.
Dabei muss jedoch berücksichtigt werden, dass sich herkömmliche flexible Leiterfolien typischerweise nicht mit gängigen Vergussmassen verkleben lassen. Dies kann unter anderem dadurch begründet sein, dass beispielsweise auf Epoxidharz basierende Vergussmassen mit den Polyimidfolien der flexiblen Leiterfolie keine klebende bzw. dauerhaft dichte Verbindung eingehen können.
Es wird daher vorgeschlagen, zumindest in dem Bereich, in dem ein ringförmiger Rand des Deckels der Trägerplatte gegenüberliegt, statt der herkömmlich dort durchgeführten flexiblen Leiterfolie lokal eine andere mit elektrisch leitfähigen Leiterbahnen versehene Struktur vorzusehen, welche hierin als Leiterplattenfolie bezeichnet wird. Die Leiterplattenfolie weist dabei eine Trägerfolie sowie auf dieser Trägerfolie angeordnete Leiterbahnen auf. Die Leiterplattenfolie entspricht dabei von ihrem Aufbau her einer herkömmlichen Leiterplatte, ist aber aus Bauraumgründen typischerweise dünner als eine herkömmliche Leiterplatte. Beispielsweise kann die Leiterplattenfolie eine Dicke im Bereich von zwischen
ΙΟμηη und 1mm, vorzugsweise zwischen 25μηη und 0,4mm, aufweisen. Auf der Trägerfolie aufgebrachte Leiterbahnen können beispielsweise aus Metall, insbesondere aus Kupfer, bestehen. Solche Leiterbahnen können typischerweise Dicken im Bereich von ΙΟμηη bis 0,5mm, vorzugsweise im Bereich von 18 bis 400 μηη, aufweisen. Zumindest die Trägerfolie, vorzugsweise aber auch die darauf aufgebrachten Leiterbahnen, sind mit einem Material ausgebildet, welches sich gut mit gängigen Vergussmassen verkleben lässt. Somit kann der ringförmige Rand des Deckels mit der ebenfalls ringförmigen und in ihrer Geometrie auf den Rand des Deckels abgestimmten Leiterplattenfolie mittels einer zwischen dem Rand des Deckels und der Leiterplattenfolie eingebrachten Vergussmasse zuverlässig und hermetisch dicht verklebt werden.
Es wird darauf hingewiesen, dass die ringförmige Leiterplattenfolie nicht zwingend einstückig zu sein braucht. Eine Ringform kann auch gegebenenfalls durch Aneinanderfügen mehrere Leiterplattenfolien-Teile, beispielsweise zweier
L-förmiger Leiterplattenfolien-Teile, erreicht werden. Stoßflächen, an denen diese Leiterplattenfolien-Teile aneinander grenzen, können gegebenenfalls mithilfe der Vergussmasse miteinander verklebt und zusätzlich abgedichtet sein. Gemäß einer Ausführungsform ist die Trägerfolie der Leiterplattenfolie dabei mit sogenanntem FR4- Material ausgebildet.
FR4- Material ist ein Verbundwerkstoff aus Epoxidharz und Glasfasergewebe und wird typischerweise für in der Elektronik verwendete Leiterplatten eingesetzt. Mit aus der Leiterplattenelektronik bekannten Prozessen kann auf einer Oberfläche einer FR4-Folie oder einer dünnen Platte aus FR4-Material eine dünne Schicht aus Metall, insbesondere Kupfer, aufgebracht werden und anschließend derart strukturiert werden, dass sich mehrere Leiterbahnen bilden. FR4-Material lässt sich sehr gut mit in der Elektronikfertigung gängigen Vergussmassen verkleben.
Insbesondere kann gemäß einer Ausführungsform die Vergussmasse mit Epoxidharz, Polyurethan (PU) oder Acrylat ausgebildet sein.
Epoxidharz-basierte Vergussmassen haben sich als sehr gut geeignet zum hermetisch dichten und langfristig stabilen Verkleben von Leiterplattenfolien, insbesondere wenn diese aus FR4-Material bestehen, erwiesen. Die Epoxidharzbasierte Vergussmasse kann dabei besonders resistent z.B. gegenüber
Getriebe- oder Hydrauliköl sein. Dabei kann vorteilhaft sein, dass Epoxidharz einen ähnlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten (CTE - Coefficient of Thermal Expansion) aufweist wie die für die Leiterplattenfolie verwendeten Materialien, insbesondere das bevorzugte FR4-Material und die darauf aufgebrachten Leiterbahnen.
Als alternative Vergussmassen können Klebstoffe aus PU oder Acrylat eingesetzt werden, insbesondere wenn keine besonders gute Widerstandsfähigkeit gegenüber bestimmten aggressiven Medium wie Getriebeöl erforderlich ist.
Gemäß einer Ausführungsform weist das Elektronikmodul ferner mindestens eine Weiterkontaktierung auf, vorzugsweise eine flexible Leiterfolie, welche außerhalb des Deckels angeordnet ist. Leiterbahnen der Leiterplattenfolie sind dabei mit Leiterbahnen der wenigstens einen Weiterkontaktierung, insbesondere der flexiblen Leiterfolie, elektrisch verbunden. Die Weiterkontaktierung kann z. B. auch ein Flachbandkabel sein.
Mit anderen Worten kann die Leiterplattenfolie bevorzugt dazu dienen, mittels ihrer Leiterbahnen eine elektrische Verbindung zwischen der in dem von dem Deckel überdeckten Innenraum aufgenommenen Elektronikeinheit und einer außen liegenden Umgebung zu ermöglichen. Die Leiterplattenfolie ist dabei zwischen dem Deckel und der Trägerplatte durchgeführt. Außerhalb des Deckels kann es vorteilhaft sein, eine weiterführende elektrische Anbindung mittels herkömmlich verwendeter flexibler Leiterfolien zu bewirken. Leiterbahnen dieser flexiblen Leiterfolie können mit Leiterbahnen der Leiterplattenfolie elektrisch verbunden werden, beispielsweise durch lokales Verlöten, Verschweißen oder andere Techniken. Die flexiblen Leiterfolien können beispielsweise hin zu außerhalb des Deckels angeordneten Sensoren oder elektrischen Anschlüssen geführt werden. Die flexiblen Leiterfolien unterscheiden sich von der
Leiterplattenfolie insbesondere hinsichtlich des für eine Trägerfolie bzw. zweier Leiterbahnen umschließender Trägerfolien verwendeten Materials. Während bei der Leiterplattenfolie hierfür bevorzugt FR4- Material eingesetzt wird, bestehen Trägerfolien der flexiblen Leiterfolien meist aus Polyimid.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung weist das Elektronikmodul außerhalb des Deckels mehrere räumlich voneinander separierte flexible Leiterfolien auf.
Mit anderen Worten kann eine einzelne ringförmige Leiterplattenfolie mit ihren verschiedenen Leiterbahnen zwar für die Durchführung elektrischer Anschlüsse von der Elektronikeinheit kommend nach außen aus dem vom Deckel umschlossenen Innenraum heraus sorgen. Dort können dann jedoch mehrere separate flexible Leiterfolien dazu eingesetzt werden, die elektrischen
Verbindungen weiterzuführen. Jede einzelne der flexiblen Leiterfolien kann dabei verhältnismäßig schmal sein und beispielsweise nur eine einzige oder wenige
Leiterbahnen aufweisen. Die verhältnismäßig kostenintensiven flexiblen
Leiterfolien können somit sparsam eingesetzt werden. Insbesondere kann bei deren Fertigung ein anfallender Verschnitt gering gehalten werden.
Gemäß einer Ausführungsform überdeckt die Vergussmasse vorzugsweise einen Bereich, in dem eine flexible Leiterfolie seitlich an die Leiterplattenfolie grenzt.
Mit anderen Worten sollte die Vergussmasse vorteilhafterweise ausreichend großflächig aufgetragen werden, so dass sie nicht lediglich den Deckel mit der direkt darunterliegenden Leiterplattenfolie verklebt, sondern auch noch seitlich weiter nach außen reicht und dort einen Übergang, an dem die sich an die Leiterplattenfolie anschließende flexible Leiterfolie befindet, ebenfalls überdeckt und dort abdichtend wirken kann. Gemäß einer Ausführungsform weist die Trägerplatte angrenzend an den von dem Deckel überdeckten Innenraum eine Nut auf und die Vergussmasse reicht bis in diese Nut.
Mit anderen Worten kann an der Trägerplatte vorzugsweise in einem Bereich zwischen der Elektronikeinheit und dem Rand des Deckels eine Vertiefung ausgebildet sein, die eine Nut bildet. Die Vergussmasse wird in diesem Fall derart großflächig aufgetragen, dass sie nicht nur in dem Bereich direkt zwischen dem Rand des Deckels und der darunterliegenden Trägerplatte zwischengelagert ist, sondern auch seitlich weiter nach innen bis hin zu der Nut reicht und sich in die Nut hinein erstreckt. In diesem Fall überdeckt die Vergussmasse auch einen Rand der Leiterplattenfolie und kann somit für eine weiter verbesserte
Abdichtung sorgen.
Gemäß einer Ausführungsform sind die Leiterbahnen der Leiterplattenfolie mit den elektrischen Anschlüssen der Elektronikeinheit jeweils über
Bondverbindungen verbunden. Bondverbindungen sind in der Elektronikfertigung standardmäßig verwendbar und haben sich als gut geeignet zum Anbinden der Elektronikeinheit an die Leiterplattenfolie erwiesen. Eine Bondverbindung wird dabei mithilfe eines kleinen Drahtes oder Bändchens bewirkt, dessen eines Ende an einen elektrischen Anschluss der Elektronikeinheit und dessen anderes Ende an einen freiliegenden Bereich einer Leiterbahn der Leiterplattenfolie angebondet wird.
Gemäß einer Ausführungsform besteht der Deckel aus Metall, insbesondere aus Stahl. Dabei wird vorteilhaft genutzt, dass Metall, insbesondere Stahl, einen ähnlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten (CTE (Stahl) = 11 bis 20 ppm/K) wie übliche Leiterplatten, FR4-Material und beispielsweise Epoxidharz-basierte Vergussmasse (CTE üblicherweise im Bereich von 15 bis 20 ppm/K) aufweist.
Dementsprechend kommt es bei der Verwendung der genannten Materialien für den Deckel einerseits und die Leiterplattenfolie und die Vergussmasse andererseits auch bei starken Temperaturschwankungen zu keinen übermäßigen thermisch bedingten mechanischen Spannungen.
Im Gegensatz hierzu kann es bei einer herkömmlicherweise für Elektronikmodule vorgesehenen Verwendung von Deckeln aus Polyamid (CTE (PA66) = 66 ppm/K) und/oder einer zwischen Deckel und Trägerplatte durchgeführten flexiblen Leiterfolie aus Polyimid (CTE = 80 ppm/K) bei Temperaturschwankungen zu erheblichen Scherkräften kommen, die die an der Dichtung beteiligten Bauteile und/oder Kleber stark belasten können, was letztendlich zu einem Versagen der Dichtung führen kann.
Gemäß einer Ausführungsform sind die Leiterbahnen der Leiterplattenfolie auf der Trägerfolie mit einem Rastermaß von weniger als 3,6mm, vorzugsweise weniger als 2,6mm oder sogar weniger als 1,3mm, angeordnet. Unter dem Rastermaß kann in diesem Fall ein Abstand zwischen Mittellinien benachbarter Leiterbahnen verstanden werden
Dabei kann vorteilhaft genutzt werden, dass die Leiterbahnen der
Leiterplattenfolie mit für die Leiterplattenfertigung üblichen Prozessen wie beispielsweise Fotolithographie ausgebildet und dabei verhältnismäßig schmal und eng voneinander beabstandet gefertigt werden können. Im Gegensatz zu herkömmlichen Elektronikmodulen, bei denen beispielsweise eingeglaste Pins durch ein Stahlgehäuse durchgeführt sind, um eine elektrische Verbindung zu einer in dem Stahlgehäuse aufgenommenen TCU herzustellen, können somit die für die elektrische Anbindung der TCU notwendigen Leiterbahnen mit einem sehr viel kleineren Rastermaß vorgesehen werden. Eine Flexibilität beim Layout eines
Elektronikmoduls kann dadurch signifikant erhöht werden.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Trägerplatte mehrteilig aufgebaut und weist eine die Elektronikeinheit tragende Elektronikträgerplatte und eine diese Elektronikträgerplatte ringförmig umgebende Modulträgerplatte auf.
Die Elektronikträgerplatte und die Modulträgerplatte können sich beispielsweise hinsichtlich verwendeter Materialien und/oder Geometrien unterscheiden. Die Elektronikträgerplatte kann beispielsweise zur Entwärmung darauf angebrachter Bauteile, insbesondere der Elektronikeinheit, optimiert sein. Die
Elektronikträgerplatte kann dabei kleiner oder größer als eine Projektion des über der Trägerplatte angebrachten Deckels sein. Die Elektronikträgerplatte kann mit der Modulträgerplatte lediglich lose verbunden sein oder in diese stabil integriert sein.
Es wird darauf hingewiesen, dass einige der möglichen Merkmale und Vorteile der Erfindung hierin teilweise mit Bezug auf ein erfindungsgemäßes
Elektronikmodul und teilweise mit Bezug auf ein erfindungsgemäßes Verfahren zu dessen Fertigung beschrieben sind. Ein Fachmann erkennt, dass die
Merkmale in geeigneter Weise übertragen, kombiniert, angepasst oder ausgetauscht werden können, um zu weiteren Ausführungsformen der Erfindung zu gelangen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei weder die Zeichnungen noch die Beschreibung als die Erfindung einschränkend auszulegen sind.
Fig. 1 zeigt eine Schnittansicht durch ein herkömmliches Elektronikmodul.
Fig. 2 veranschaulicht eine flexible Leiterfolie für ein herkömmliches
Elektronikmodul in verschiedenen Herstellungsstadien.
Fig. 3 zeigt eine Schnittansicht durch ein erfindungsgemäßes Elektronikmodul.
Fig. 4 veranschaulicht eine Leiterplattenfolie sowie flexible Leiterfolien zur Verwendung in dem erfindungsgemäßen Elektronikmodul.
Fig. 5 bis 8 veranschaulichen Schnittansichten verschiedener Stadien eines Verfahrens zum Herstellen eines Elektronikmoduls gemäß einer
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Fig. 9 veranschaulicht in Teilschnittansicht ein Elektronikmodul gemäß einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Die Figuren sind lediglich schematisch und nicht maßstabsgetreu. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen in den Figuren gleiche oder gleichwirkende
Merkmale.
Ausführungsformen der Erfindung
Um Details und zugrunde liegende Konzepte erfindungsgemäßer
Elektronikmodule besser zu verstehen, soll zunächst mit Bezug auf Fig. 1 und 2 ein herkömmliches Elektronikmodul 101 beschrieben werden. Das
Elektronikmodul 101 weist eine zweiteilig ausgebildete Trägerplatte 103 mit einer Elektronikträgerplatte 102 und einer Modulträgerplatte 104 auf. Auf der
Elektronikträgerplatte ist eine Elektronikeinheit 105 aufgebracht. Diese
Elektronikeinheit 105 wird seitlich über flexible Leiterfolien 109 elektrisch kontaktiert, deren Leiterbahnen 111 (siehe Fig. 2) jeweils über
Bondverbindungen 113 mit Anschlüssen 115 der Elektronikeinheit 105 verbunden sind. An entgegengesetzten Enden kontaktieren die Leiterbahnen der flexiblen Leiterfolien 109 elektrische Anschlüsse 108 oder Sensoren 110.
Um die Elektronikeinheit 105 zu schützen, wird ein Kunststoffdeckel 118 darüber montiert. Ränder 120 bzw. Flanken dieses Kunststoffdeckels 118 werden mithilfe eines Dichtrings 122 gegenüber der zwischen dem Kunststoffdeckel 118 und der Trägerplatte 103 durchgeführten flexiblen Leiterfolie 109 abgedichtet.
Damit der Dichtring 122 ausreichend dichten kann, muss die flexible Leiterfolie 109 dem Rand 120 des Kunststoffdeckels 108 entlang dessen gesamten
Verlaufs gegenüberliegen. Dementsprechend sollte die flexible Leiterfolie 109, wie in Fig. 2(a) in Draufsicht dargestellt, einen entsprechenden ringförmigen Bereich aufweisen. Zur Fertigung des Elektronikmoduls wird daher bisher meist aus einer großflächigen flexiblen Leiterfolie eine entsprechende Kontur ausgeschnitten, wie dies in den Fig. 2(b) und 2(c) dargestellt ist. Allerdings ergibt sich hierbei ein erheblicher Verschnitt, was unter anderem die Herstellungskosten für das Elektronikmodul erhöht.
Außerdem wurde beobachtet, dass der herkömmlich verwendete Dichtring 122 in manchen Fällen nicht langfristig zu einer zuverlässigen Abdichtung des von dem Kunststoffdeckel 118 überdeckten Innenraums 123 führen kann. In Fig. 3 ist ein Elektronikmodul 1 gemäß einer Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung dargestellt. Eine Trägerplatte 3 ist wiederum zweiteilig ausgebildet mit Elektronikträgerplatte 2 und Modulträgerplatte 4. Auf die
Elektronikträgerplatte 2 ist eine Elektronikeinheit 5 aufgeklebt. Ein Deckel 19 aus Stahl überdeckt einen Innenraum 23, in dem die Elektronikeinheit 5
aufgenommen ist.
Zwischen einem ringförmig umlaufenden Rand 20 des Deckels 19 und der Trägerplatte 3 ist eine ebenfalls ringförmige Leiterplattenfolie 7 angeordnet. Diese Leiterplattenfolie 7 weist eine Trägerfolie 25 aus FR4- Material sowie auf dieser Trägerfolie 25 angeordnete und im Wesentlichen radial nach außen verlaufende Leiterbahnen 26 auf. Die Leiterbahnen 26 sind wiederum über Bondverbindungen 13 mit Anschlüssen 15 der Elektronikeinheit 5 elektrisch verbunden. Außerhalb des Deckels 19 können Leiterbahnen 26 der
Leiterplattenfolie 7 mit dort vorgesehenen verhältnismäßig kleinflächigen flexiblen Leiterfolien 9 bzw. deren Leiterbahnen 11 verbunden sein, um letztendlich einen elektrischen Kontakt zu Steckern 8 oder Sensoren 10 herstellen zu können. Um den Deckel 19 einerseits indirekt an der Trägerplatte 3 zu befestigen und gleichzeitig für eine hermetische Abdichtung des von dem Deckel
umschlossenen Innenraums 23 zu sorgen, ist oberhalb der Leiterplattenfolie 7 ein ringförmiger Bereich mit einer Vergussmasse 27 versehen. Diese
Vergussmasse 27 ist vorzugsweise aus Epoxidharz ausgebildet. Die
Vergussmasse 27 kann auch als eine Art Lack vorgesehen sein. Diese
Vergussmasse 27 verklebt eine nach unten gerichtete Oberfläche des Randes 20 des Deckels 19 mit der Leiterplattenfolie 7. Da die vorzugsweise aus FR4- Material bestehende Trägerfolie 25 der Leiterplattenfolie 7 sehr gut an der vorzugsweise Epoxidharz-basierten Vergussmasse 27 haftet und diese
Vergussmasse 27 wiederum sehr gut an dem stählernen Deckel 19 haftet, kann insgesamt eine sehr gute Abdichtung des Innenraums 23 erzielt werden. Auch die thermischen Ausdehnungskoeffizienten der Materialien aller dieser
Komponenten sind gut auf einander abgestimmt, sodass die Abdichtung auch starke Temperaturschwankungen schadlos übersteht.
Wie in den Fig. 4(a) bis (d) zu erkennen, kann dabei ein dem ringförmig umlaufenden Rand 20 des Deckels 19 gegenüberliegender Bereich von der ringförmig ausgebildeten Leiterplattenfolie 7 gebildet werden. Von dieser radial nach außen gehend, können mehrere längliche schmale flexible Leiterfolien 9 hin zu den Steckern 8 und Sensoren 10 führen. Leiterbahnen 11 der flexiblen
Leiterfolie 9 können dabei Leiterbahnen 26 der Leiterplattenfolie 7 kontaktieren, beispielsweise indem diese lokal miteinander verlötet oder verschweißt werden. Flächenmäßig wird dabei wesentlich weniger flexible Leiterfolie 9 benötigt, als dies bei herkömmlichen Elektronikmodulen (siehe Fig. 2) nötig war, da
Schnittkonturen für die schmalen Leiterfolien 9 derart optimiert werden können, dass ein Verschnitt verhältnismäßig gering ist. Die ringförmige Leiterfolie kann auch aus mehr als einem Teil bestehen, z. B. aus 2 L-förmigen Leiterfolien, deren Stoßstelle vorzugsweise mit der Vergussmasse 27 aufgefüllt wird, was eine Dichtigkeit wie bei einer ununterbrochenen umlaufenden Leiterfolie ergeben kann.
Mit Bezug auf die Fig. 5 bis 8 werden nachfolgend verschiedene Stadien eines Verfahrens zum Fertigen eines Elektronikmoduls 1 gemäß einer
Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Zunächst wird eine flexible Leiterfolie 9 mit einer Leiterplattenfolie 7 verbunden.
Dazu werden lokal freigelegte Leiterbahnen 11 der flexiblen Leiterfolie 9, welche ansonsten zwischen zwei Polyimidfolien 12 aufgenommen sind, mit zugehörigen Leiterbahnen 26 der Leiterplattenfolie 7, welche auf einer Trägerfolie 25 aufgebracht sind, elektrisch verbunden, beispielsweise durch Bügellöten.
Eventuell kann auf der die Leiterbahnen 26 bildenden Kupferschicht ein
Lötstopplack als Schutzschicht vorgesehen sein (siehe Fig. 5).
Nachfolgend wird die derart gebildete Struktur beispielsweise mithilfe eines Klebstoffs 31 oder eines Klebebandes, welche mithilfe von Epoxidharzkleber ausgebildet sein können, auf die Trägerplatte 3 bzw. deren Elektronikträgerplatte
2 aufgeklebt (siehe Fig. 6).
Auf die Elektronikträgerplatte 2 wird ebenfalls die Elektronikeinheit 5 aufgeklebt, beispielsweise mithilfe von Wärmeleitkleber. Dann werden die Leiterbahnen 26 der Leiterplattenfolie 7 mit Anschlüssen 15 der Elektronikeinheit 5 durch
Bondverbindungen 13 elektrisch verbunden (siehe Fig. 7).
Abschließend wird die Vergussmasse 27 auf die Leiterplattenfolie 7 aufgetragen. Die Vergussmasse 27 wird dabei vorzugsweise entlang der gesamten ringförmigen Leiterplattenfolie 7 verteilt und anschließend der Deckel 19 derart aufgepresst, dass sein ringförmiger Rand 20 in die Vergussmasse 27 eintaucht. Nach einem Aushärten bzw. Vernetzen der Vergussmasse 27 kann auf diese Weise eine dauerhafte und dichte Verbindung zwischen dem Deckel 19 und der auf der Trägerplatte 3 aufgebrachten Leiterplattenfolie 7 bewirkt werden.
Vorzugsweise bedeckt die Vergussmasse 27 auch die Verbindungsstellen zwischen der Leiterplattenfolie 7 und den radial weiter außen angeordneten flexiblen Leiterfolien 9, so dass es an diesen Übergang und insbesondere an der Verlötung der Leiterbahn 11 der Leiterfolie 9 mit den Leiterbahnen 26 der Leiterplattenfolie 7 zu einer weiteren Abdichtung kommt.
Innerhalb des von dem Deckel 19 überdeckten Innenraums 23 kann die
Vergussmasse 27 vorzugsweise auch die Kontaktstelle bedecken, an der die
Bondverbindung 13 mit den Leiterbahnen 26 der Leiterplattenfolie 7 verbunden ist. Vorzugsweise reicht die Vergussmasse 27 sogar noch weiter in Richtung der Elektronikeinheit 5, bis sie die Elektronikträgerplatte 2 erreicht und dichtet dort einen Kleberand zwischen der Leiterplattenfolie 7 und der Elektronikträgerplatte 2 ab. Vorzugsweise ist in diesem Bereich eine ringförmig umlaufende Nut 33 vorgesehen, bis in die hinein die Vergussmasse 27 reichen kann. Somit kann es auch in diesem Bereich zu einer zusätzlichen Verkapselung der Leiterplattenfolie 7 und daran angreifender elektrischer Anschlüsse kommen. Abschließend kann eine zur Entlüftung vorgesehene Öffnung 35 in dem Deckel
19 verschlossen werden.
Mit Bezug auf Fig. 9 wird eine alternative Ausführungsform eines
erfindungsgemäßen Elektronikmoduls 1 beschrieben. Auch bei dieser
Ausführungsform ist eine Leiterplattenfolie 7 auf ihrer Unterseite an eine
Trägerplatte 3 geklebt und an ihrer Oberseite von einer Vergussmasse 27 bedeckt. Allerdings ist die Leiterplattenfolie 7 in einem Bereich außerhalb des Deckels 19 nicht wie bei der vorangehenden Ausführungsform mit flexiblen Leiterfolien 9 verbunden, sondern um einen Rand der Trägerplatte 3 herumgelegt und bis zur Unterseite der Trägerplatte 3 weitergeführt. Die dort nach unten freiliegenden Leiterbahnen 26 der Leiterplattenfolie 7 können dann auf eine dort vorgesehene Leiterplatte 37 oder alternativ ein Stanzgitter oder eine flexible Leiterfolie aufgebracht, beispielsweise aufgelötet oder aufgeklebt, werden.
Gegebenenfalls können nicht von der Vergussmasse 27 geschützte Bereiche der Leiterplattenfolie 7 mithilfe eines lokal aufgebrachten Lötstopplacks 39 geschützt werden.
Abschließend sollen einige mögliche Vorteile, wie sie mit Ausführungsformen des hierin beschriebenen Elektronikmoduls 1 erreichbar zu sein scheinen, genannt werden. Der Deckel 19, der die Elektronikeinheit 5 überdeckt, kann sehr effizient und langlebig an die restliche Struktur angeklebt und dabei eine hermetisch dichte und dauerhafte Verbindung erreicht werden. Eine Kostenreduzierung aufgrund des geringeren Verschnitts an flexibler Leiterfolie 9 erscheint möglich bei gleichzeitiger Beibehaltung der positiven Eigenschaften beispielsweise einer Polyimid-Leiterfolie. Gegebenenfalls kann auch im Vergleich zu herkömmlichen Elektronikmodulen eine Bauhöhenreduzierung erreicht werden. Außerdem erscheint es möglich, größere Stahlgehäuse in Form von Stahldeckeln 19 für das Elektronikmodul 1 einzusetzen, wobei aufgrund eines möglichen geringeren Rastermaßes zwischen benachbarten Leiterbahnen 26 eine höhere Anzahl von elektrischen Verbindungen möglich erscheint. Im Innenraum 23 unter dem Deckel 19 können vorzugsweise auch Bare-Die-Elektroniken verwendet werden, was sehr hohe Temperaturen und kleine Bauräume ermöglicht. Die Bare-Die- Elektronik kann dabei ohne direktes Molden implementiert werden, da
Moldmassen typischerweise Füllstoffe mit Alphastrahlung enthalten, welche die Mikroelektronik ansonsten schädigen könnten. Weitere mögliche Vorteile wie beispielsweise geringe mechanische Belastungen bei Temperaturschwankungen aufgrund der gut zueinander passenden thermischen Ausdehnungskoeffizienten verwendeter Materialien sind bereits weiter oben genannt bzw. dem Fachmann offensichtlich.
Abschließend ist darauf hinzuweisen, dass Begriffe wie„aufweisend", „umfassend", etc. keine anderen Elemente oder Schritte ausschließen und Begriffe wie„eine" oder„ein" keine Vielzahl ausschließen. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.

Claims

Ansprüche
Elektronikmodul (1) für ein Getriebesteuergerät, aufweisend
eine Trägerplatte (3);
eine auf der Trägerplatte (3) angeordnete Elektronikeinheit (5);
einen Deckel (19);
wobei die Trägerplatte (3) und der Deckel (19) gemeinsam einen Innenraum (23) umgeben, in dem die Elektronikeinheit (5) aufgenommen ist;
dadurch gekennzeichnet, dass
zwischen einem den Innenraum (23) ringförmig umgebenden Rand (20) des Deckels (19) und einem diesem Rand (20) gegenüberliegenden ringförmigen Bereich einer Oberfläche der Trägerplatte (3) eine ringförmige
Leiterplattenfolie (7) zwischengelagert ist,
wobei die Leiterplattenfolie (7) eine Trägerfolie (25) und auf der Trägerfolie
(25) angeordnete Leiterbahnen (26) aufweist,
wobei Leiterbahnen (26) der Leiterplattenfolie (7) mit elektrischen
Anschlüssen (15) der Elektronikeinheit (5) verbunden sind, und
der Rand (20) des Deckels (19) mit der Leiterplattenfolie (7) mittels einer
Vergussmasse (27) verklebt ist.
Elektronikmodul nach Anspruch 1, wobei die Trägerfolie (25) mit FR4- Material ausgebildet ist.
3. Elektronikmodul nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die
Vergussmasse (27) mit Epoxidharz, Polyurethan (PU) oder Acrylat ausgebildet ist.
Elektronikmodul nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner aufweisend wenigstens eine Weiterkontaktierung, vorzugsweise eine flexible Leiterfolie (9), welche außerhalb des Deckels (19) angeordnet ist, wobei Leiterbahnen (26) der Leiterplattenfolie (7) mit Leiterbahnen (11) der wenigstens einen Weiterkontaktierung, insbesondere der Leiterfolie (9), verbunden sind.
5. Elektronikmodul nach Anspruch 4, wobei das Elektronikmodul (1) außerhalb des Deckels (19) mehrere räumlich voneinander separierte flexible
Leiterfolien (9) aufweist.
6. Elektronikmodul nach einem der Ansprüche 4 und 5, wobei die
Vergussmasse (27) einen Bereich, in dem eine flexible Leiterfolie (9) seitlich an die Leiterplattenfolie (7) grenzt, überdeckt. 7. Elektronikmodul nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die
Trägerplatte (3) angrenzend an den von dem Deckel (19) überdeckten Innenraum (23) eine Nut (33) aufweist und die Vergussmasse (27) bis in die Nut (33) reicht.
Elektronikmodul nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Leiterbahnen (26) der Leiterplattenfolie (7) mit den elektrischen Anschlüssen (15) der Elektronikeinheit (5) jeweils über Bondverbindungen (13) verbunden sind. 9. Elektronikmodul nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der
Deckel (19) aus Metall, insbesondere Stahl, besteht.
Elektronikmodul nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Leiterbahnen (26) der Leiterplattenfolie (7) auf der Trägerfolie (25) mit einem Rastermaß von weniger als 3,6mm angeordnet sind.
11. Elektronikmodul nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die
Trägerplatte (3) mehrteilig aufgebaut ist mit einer die Elektronikeinheit (5) tragenden Elektronikträgerplatte (2) und einer diese Elektronikträgerplatte (2) ringförmig umgebenden Modulträgerplatte (4).
12. Getriebesteuergerät mit einem Elektronikmodul gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11. 13. Verfahren zum Fertigen eines Elektronikmoduls, aufweisend die Schritte:
Bereitstellen einer Trägerplatte (3), einer Elektronikeinheit (5), eines Deckels (19) und einer ringförmigen Leiterplattenfolie (7), wobei die Leiterplattenfolie (7) eine Trägerfolie (25) und auf der Trägerfolie (25) angeordnete
Leiterbahnen (26) aufweist;
Befestigen der Leiterplattenfolie (7) an der Trägerplatte (3);
elektrisches Verbinden der auf der Trägerfolie (25) angeordneten
Leiterbahnen (26) mit elektrischen Anschlüssen (15) der Elektronikeinheit (5); Aufkleben des Deckels (19) entlang eines einen Innenraum (23) ringförmig umgebenden Randes (20) des Deckels (19) auf die ringförmige
Leiterplattenfolie (7) mittels einer Vergussmasse (27). 14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei ferner wenigstens eine Leiterfolie (9) bereitgestellt wird und wobei Leiterbahnen (11) der wenigstens einen Leiterfolie (9) mit den auf der Trägerfolie (25) angeordneten Leiterbahnen (26) elektrisch verbunden werden.
PCT/EP2017/058139 2016-05-31 2017-04-05 Elektronikmodul für ein getriebesteuergerät mit auf fr4-leiterplattenfolie verklebtem deckel Ceased WO2017207141A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016209485.8A DE102016209485A1 (de) 2016-05-31 2016-05-31 Elektronikmodul für ein Getriebesteuergerät mit auf FR4-Leiterplattenfolie verklebtem Deckel
DE102016209485.8 2016-05-31

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017207141A1 true WO2017207141A1 (de) 2017-12-07

Family

ID=58503602

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2017/058139 Ceased WO2017207141A1 (de) 2016-05-31 2017-04-05 Elektronikmodul für ein getriebesteuergerät mit auf fr4-leiterplattenfolie verklebtem deckel

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102016209485A1 (de)
WO (1) WO2017207141A1 (de)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006066983A1 (de) * 2004-12-22 2006-06-29 Robert Bosch Gmbh Steuermodul
EP1239710B1 (de) 2001-03-06 2008-08-20 Conti Temic microelectronic GmbH Elektronische Baugruppe
EP1882401B1 (de) 2005-05-17 2012-06-13 Continental Automotive GmbH Steuereinheit mit einer flexiblen leiterplatte

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1239710B1 (de) 2001-03-06 2008-08-20 Conti Temic microelectronic GmbH Elektronische Baugruppe
WO2006066983A1 (de) * 2004-12-22 2006-06-29 Robert Bosch Gmbh Steuermodul
EP1882401B1 (de) 2005-05-17 2012-06-13 Continental Automotive GmbH Steuereinheit mit einer flexiblen leiterplatte

Also Published As

Publication number Publication date
DE102016209485A1 (de) 2017-11-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3351067B1 (de) Mediendichtes steuergerät für ein kraftfahrzeug
EP3351068B1 (de) Mediendichtes steuergerät für ein kraftfahrzeug und verfahren zur herstellung des steuergerätes
DE112010000447T5 (de) Elektronische Schaltungsvorrichtung
EP3225085B1 (de) Elektronikmodul, insbesondere für kfz-getriebesteuergerät, mit presskontakt-sandwich-modul-technik
WO2008049724A1 (de) Gehäuse für ein elektronisches steuergerät
EP3222125B1 (de) Getriebesteuermodul für den einsatz in einem kontaminierenden medium und verfahren zur herstellung eines solchen getriebesteuermodules
EP2033269B1 (de) Elektronikgehäuse mit standardinterface
EP3292593A1 (de) Elektrische verbindungsanordnung
EP3120676B1 (de) Elektronisches steuermodul und verfahren zu seiner herstellung
EP3016485A2 (de) Elektrisches gerät für den einsatz in einem kontaminierenden medium und verfahren zur herstellung eines solchen
WO2020043341A1 (de) Elektronikmodul und verfahren zum fertigen desselben
WO2017207141A1 (de) Elektronikmodul für ein getriebesteuergerät mit auf fr4-leiterplattenfolie verklebtem deckel
DE102016225544B3 (de) Mehrlagige Leiterplatte und Verfahren zur Herstellung einer Leiterplatte
DE102007039618A1 (de) Modul für eine integrierte Steuerelektronik mit vereinfachtem Aufbau
DE102014210576A1 (de) Hermetisch abgedichtete Elektronikeinheit mit flexibler Leiterplatte
DE102015208529B3 (de) Elektronische Komponente und Verfahren zu deren Herstellung
DE102016219586A1 (de) Sensorvorrichtung und Verfahren zur Herstellung einer Sensorvorrichtung
EP3466224B1 (de) Stanzgitteranordnung für ein getriebesteuermodul mit durch eine gekapselte drahtbondverbindung verbundenen cu- und al-stanzgittern
DE102016205966A1 (de) Elektronische Einheit mit ESD-Schutzanordnung
DE102016215410B4 (de) Elektronische Schaltungsbaugruppe
DE102015225099A1 (de) Elektronikmodul, insbesondere für Getriebesteuergerät, und Verfahren zum Fertigen eines solchen
DE102016209136A1 (de) Elektronisches Steuermodul
DE102016215407A1 (de) Verfahren zur Herstellung einer elektronischen Schaltungsbaugruppe und elektronische Schaltungsbaugruppe
DE102016209141A1 (de) Elektronisches Steuermodul und Verfahren zur Herstellung eines elektronischen Steuermoduls
DE102019217741A1 (de) v Elektronikmodul und Verfahren zur Herstellung eines Elektronikmoduls

Legal Events

Date Code Title Description
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17716186

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 17716186

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1