电子模块和所属的制造方法技术

本发明专利技术涉及电子模块和所属的制造方法。用于将电路板（12）与塑料元件（14）连接的方法包括：通过利用激光局部加热电路板（12）的基体材料（20）在电路板（12）中形成表面结构（24），从而电路板（12）的表面的一部分被蚀刻；并且将塑料元件（14）设置在表面结构（24）上，从而塑料元件（14）填充了电路板（12）的被蚀刻的部分并且与电路板（12）连接；如此地形成表面结构（24），从而在被蚀刻的部分中存在如此微少热解的基体材料（28），从而塑料元件（14）在设置时达成与电路板（12）的材料配合的连接。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于建立在电路板和塑料元件之间的连接的方法以及以这种方式所制造的电子模块。
技术介绍
用于控制器、例如用于传动装置控制器的电子模块大多由于其布置、例如在侵蚀性液体中的布置而需要严密密封的壳体。传统的电子模块实现了这，办法是，将覆盖元件安设、例如粘贴在电路板上。作为粘贴或利用弹性体密封件进行密封的替代方案，在DE 10 2012 213 917 A1中提出了一种方法，其中电路板的表面在与覆盖元件的连接区域中设有结构，该结构能够例如用激光来制造。在此，所述结构如此地造型，从而覆盖件的热塑性塑料机械地利用背切而抓持在所述结构中并且构造出形状配合，从而形成了稳固的和介质密封的连接。用于在金属和塑料之间进行粘附改善的激光结构化的基础例如从申请文件DE 102008 040 782 A1 和 DE 10 2009 028 583 A1 中已知。
技术实现思路
本专利技术的实施方式能够以有利的方式实现的是，提高在电路板和安装在其上的塑料元件之间的粘附和/或形成在电路板和塑料元件之间的介质密封的连接。具有所造型的背切的结构对塑料-金属-连接而言良好地适合，但是新近的试验已经展示的是，这样的结构在电路板中不理想地适合于改善附着。对此，原因在于基底的不同结构和不同的作用机制，利用所述作用机制在金属上或者说在电路板上形成具有背切的结构。所述结构通过金属材料的熔融/蒸发和重新凝固/冷凝而在金属上形成，而所述结构在电路板中基本上通过所含有的强化纤维的断裂和定向和/或通过纤维上的基体材料的热解和部分氧化和/或热解的或者说部分氧化的基体材料的重新冷凝而形成。在电路板上的该结构虽然具有能够用塑料填充的背切，但是在试验(例如利用拉伸试验)中示出的是，在高的能量输入的情况下，所建立的纤维和重新冷凝或者说热解或者说部分氧化的基体材料根据强度而弱化，并且因此能够从电路板的其余部分断开或者说将电路板的最为上部的织物层进行脱层。本专利技术的实施方式的思想能够尤其视为基于下述的想法和认知。本专利技术的一个方面涉及一种用于将电路板与塑料元件进行连接的方法。电路板或者说PCB能够包括在塑料基体中的强化纤维。导线能够布置在电路板上。塑料元件能够是用于电路板上的电子部件的覆盖件或者说包围件。根据本专利技术的一个实施方式，所述方法包括:通过利用例如脉冲激光局部地加热电路板的基体材料而在电路板中形成表面结构，从而电路板的表面的一部分被蚀刻；并且将塑料元件设置在表面结构上，从而塑料元件填充了电路板的被蚀刻的部分并且与电路板连接。例如，能够用短的激光脉冲来加热电路板，从而蒸发掉电路板的基体材料的一部分。在此，如此地形成表面结构，从而在被蚀刻的部分中如此存在如此少热解的基体材料(也或者不存在热解的材料)，从而塑料元件在所述设置时达成与电路板的(平面的)材料配合的连接。在将电路板的基体材料热蚀刻的情况下，能够化学地活化残留的基体材料，办法是，例如断裂长链的塑料分子并且形成反应组。由于只有微少热解的材料留在表面结构中，则塑料元件能够平面地与表面改变的基体材料粘附(即材料配合)地连接。要理解的是，热解的基体材料是部分氧化和/或热分解并且重新冷凝的基体材料。通常，热解的基体材料具有深颜色或者说颜色从深到黑。利用所述方法能够在没有额外的胶粘剂的情况下制造出在电路板和塑料元件之间的良好附着的、介质密封的连接。在此所述方法的目的在于，首先不在塑料元件和表面结构之间获得机械的齿合(形状配合)(其中不排除该齿合)，而是获得尽可能好的粘附(材料配合)的接合，例如通过构造出化学键。附着构造的机制在该情况中是在塑料元件的未强化的材料(例如热的热塑性塑料)和电路板的基体材料之间的化学反应。表面结构实现了在塑料元件(例如过度注塑的热塑性塑料)和电路板之间的最佳的化学接合。结构和化学被优化，旨在建立起最佳的材料配合的连接。得出的是，在蚀刻基体材料的情况下，具有高热解度的尽可能少的材料要保留在表面结构中，以便能够提供具有活化的基体材料的尽可能多的表面，所述塑料元件能够达成与所述基体材料的材料配合的连接。换而言之，在表面结构上几乎不存在直至不存在重新冷凝的或者在很大程度上热解的基体材料(颗粒状)的残留物。根据本专利技术的一个实施方式，少于50% (例如少于10%)的表面结构是用(例如强烈地)热解的(黑色的)基体材料覆盖的。所述连接和结构在产品上是通过破坏性的检测、尤其通过横向磨削证明的。用于分析的标准一方面是结构的几何特性，并且另一方面塑料元件与电路板的直接连接能够在磨削中得到证明，因为在该情况中在接合区域中不能证明额外的胶粘剂。表面结构的覆盖在此能够在横向磨削中求取，在所述横向模型中，区域(在该区域中，在电路板的材料和塑料元件的材料之间不存在强烈热解(黑色)的基体材料)与区域(在该区域中就是这种情况)成比例。根据本专利技术的一个实施方式，将少于200 μm、例如少于100 μm的厚度从电路板蚀亥IJ。表面结构基本上呈现出相对于电路板的初始表面的凹陷，平均的凹陷典型地计为10到200 μm0在所述结构的边缘上，能够在一些情况中存在在起初表面上的典型10到100 μπι高度的突起。所述结构的底部通常是通过特征性的一维或二维的波纹度所表征的。所述结构在典型5到20 μπι的幅度的情况下具有带有典型10到300 μπι的周期的细密的结构，该细密的结构叠放带有10到100 μ m的幅度的更为长波的结构(波长300到1500 μ m)，所述更为长波的结构能够遵循电路板的纤维织物的结构。当然，带有平整的底部的表面结构也是可能的。在所述底部上能够存在带有在1和50 μπι之间的典型的大小的稳固附着的颗粒。根据本专利技术的一个实施方式，利用脉冲的纳秒(ns)-激光形成表面结构。表面结构因此能够相比于利用皮秒(ps)-激光而显著地在花费上更为有利地制造。此外，相对于ps-激光，对定位精度的要求显著降低，从而带有ns-激光的程序明显地更为稳健和维护简单。根据本专利技术的一个实施方式，在电路板中嵌入了纤维，所述纤维通过蚀刻所述基体材料而部分地敞露。所述纤维能够是玻璃纤维。在所述蚀刻之后，在表面结构中能够局部地可见最为上部的玻璃纤维层(但是这不是必然所需)。同样，最为上部的玻璃纤维层能够断裂。根据本专利技术的一个实施方式，基体材料是由环氧树脂、酚醛树脂、聚双马来酰亚胺树脂(Polybismaleinimidharz)和/或氰酸酯树脂制成的。所述方法能够对所有类型的电路板、例如基于环氧树脂、酚醛树脂、聚双马来酰亚胺树脂和/或氰酸酯树脂的这样的电路板进行执行。在所有这些塑料中，能够借助于激光活化来形成反应组。根据本专利技术的一个实施方式，所述塑料元件是由热塑性塑料和/或热固性塑料制成的。塑料元件能够例如由聚酰胺(PA)和/或聚苯硫醚(PPS)制成。例如，由热塑性塑料形成的塑料元件能够与电路板的基体材料的未完全反应出的份额进行反应(通常，电路板在完全的反应转化率“1”之前不被硬化)，其中例如环氧树脂由于高的界面温度而在与热塑性塑料熔融物的接触中再次是反应性的。通过短的激光脉冲对塑料表面进行的蚀刻呈现出闪速热解。在此，能够在惰性大气中和空气上形成在加工范围中的相同的和不同反应性的组。通过激光而形成的组对由环氧树脂形成的基体材料而言能够本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于将电路板（12）与塑料元件（14）连接的方法，该方法包括：通过利用激光局部加热电路板（12）的基体材料（20）在电路板（12）中生成表面结构（24），使得电路板（12）的表面的一部分被蚀刻；将塑料元件（14）设置在表面结构（24）上，使得塑料元件（14）填充电路板（12）的被蚀刻的部分并且与电路板（12）连接；其特征在于，如此地生成表面结构（24），使得在被蚀刻的部分中存在如此微少热解的基体材料（28），从而塑料元件（14）在设置时达成与电路板（12）的材料配合的连接。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：RH赫莱因，M魏斯，A齐格勒，G卡默，W艾歇勒，U施泰内克，B马莱克，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE