电子模块和用于制造带有流体密封的壳体的电子模块的方法技术

描述了一种电子模块（1），其具有：具有电子器件（3）的第一电路板（2）；垫片（4），所述垫片（4）以至少平放在所述第一电路板（2）的角部区域中的方式来布置；盖板（6），其中所述盖板（6）布置在所述垫片（4）上；和灌封料（7），所述灌封料（7）作为端面的封闭件使通过垫片（4）产生的在电路板（2）与盖板（6）之间的间隔相对于布置在其中的电子器件（3）的壳体（26）密封。本发明专利技术的特点在于，所述灌封料（7）将所述盖板（6）以材料配合的方式紧固在所述电路板（2）上，其中所述灌封料（7）的线性热膨胀系数（CTE）基本上与所述电路板（2）和所述盖板（6）的线性热膨胀系数（CTE）相一致。

Electronic module and method for manufacturing an electronic module with a fluid sealed shell

An electronic module (1) is described with a first circuit board (2) having an electronic device (3), a gasket (4), and the gasket (4) arranged at least in the angular region of the first circuit board (2); a cover plate (6), wherein the cover plate (6) is arranged on the gasket (4); And the sealing material (7), the sealing material (7) as the end face enables the interval between the circuit board (2) and the cover plate (6) generated by the gasket (4) to be sealed with the shell (26) arranged in the electronic device (3) arranged therein. The invention is characterized by the sealing material (7) that fasten the cover plate (6) to the circuit board (2) in a material matching way, in which the linear thermal expansion coefficient (CTE) of the sealing material (7) is basically consistent with the linear thermal expansion coefficient (CTE) of the circuit board (2) and the cover plate (6).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电子模块和用于制造带有流体密封的壳体的电子模块的方法
本专利技术大体上涉及电子模块和一种用于制造带有流体密封的壳体的电子模块的方法。
技术介绍
在机动车的自动变速器中，为了控制离合器接合过程和换挡过程而存在变速器控制模块，所述变速器控制模块装入油填充的变速器内腔中。对于电子装置，变速器控制模块在一般情况下具有自己的流体密封的壳体，用于变速器控制单元（TCU，TransmissionControlUnit）、功率电子装置和例如引线框架（DBC，直接敷铜（DirectBondedCopper））上的电路。电子装置以热固性塑料模制壳体或者钢制壳体的形式或者借助具有密封部（Dichtung）的塑料盖而相对于其余的变速器控制模块壳体受到保护。在柔性的或者刚性的电路板（FPC或者PCB）作为模块构建和连接技术（AVT）的情况下，这些AVT具有用于变速器控制单元的凹口，以便变速器控制单元可以导热地在该凹口中被粘贴在支承板上或者可以利用弹簧被压紧在该支承板上。带有钢制壳体的变速器控制单元在一般情况下具有非常费事的管脚套管（Pin-Durchfuehrung），所述管脚套管呈已上釉的Ni-Fe管脚和昂贵的壳体件（Gehaeuseteil）的形式。此外，该结构从几何形状来看非常高，也就是说是占地方的，因为管脚垂直地而不是水平地从壳体出来。对此，密封性非常好。必要时，整个变速器控制单元经受所谓的老化（Burn-in）或者高低温测试。TCU（变速器控制单元）在变速器中的定位和压紧借助弹簧进行，以便将变速器控制单元良好导热地压靠到进行冷却的变速器部件（例如液压板）上。 在利用灌封料（Vergussmasse）包封的变速器控制单元、即所谓的模制TCU中，电路载体（HDI-PCB，LTCC）必须粘接到金属或者陶瓷板上，并且必须围绕变速器控制单元的电路载体放置复杂的引线框架件。此外，必须产生接合连接（Bondverbindung），也就是说在电路载体与引线框架之间的导电连接。此后，将变速器控制单元插入到所谓的模制工具（Mold-Werkzeug）中，用于包封。在包封（模制）之后，引线框架必须在离开（imAustrittaus）模制料（Mold-Masse）、也就是灌封料时被自由冲压（freistanzen），以便形成单个管脚。事后必须费事地对管脚进行清洁和镀锡。带有塑料盖的变速器控制单元（TCU）通过密封垫圈或者粘接缝相对模块柔性膜（Modulflexfolie，FPC）密封，以便尽可能在盖的边缘处拦截可能仍侵入的油。由于在盖与FPC之间或者FPC或者支承板之间有潜在的密封性问题，并且为了避免在盖之下的空气腔的可能的热抽吸效应，费事地用胶填充盖和壳体的内腔。在用灌封料灌封的集成的变速器控制单元中，在HDI-PCB、亦即刚性电路板或者LTCC陶瓷上的裸管芯（Bare-Die）电路利用由环氧树脂、聚酯、聚氨酯等制成的灌封物来完整地灌封。DE102013215246A1描述了一种电子模块、尤其是用于机动车变速器控制设备的电子模块，该电子模块具有电路板和可注塑的（anspritzbar）塑料密封垫圈，其中在第一电路板元件的外周长上分别环状环绕地构造微结构化部，并且在第二电路板元件的朝向外部的表面上构造相对应的环状环绕的微结构化部，所述表面借助密封垫圈不仅与构造在第一印制电路板元件上的微结构化部产生形状配合的（formschluessige）连接，而且与构造在第二印制电路板元件上的微结构化部产生形状配合的连接。 
技术实现思路
本专利技术的优点本专利技术的实施形式可以以有利的方式能够实现：以降低的固定成本提供一种简单的、可靠的、稳健的（robust）、流体密封的电子模块以及一种用于制造流体密封的电子模块的方法。根据本专利技术的第一方面，建立了一种电子模块，尤其是用于机动车的变速器控制模块的电子模块，该电子模块具有：第一电路板，该第一电路板具有电子器件；垫片，该垫片以至少平放在第一电路板的角部区域中的方式来布置；盖板，其中该盖板布置在垫片上并且具有灌封料，该灌封料作为端面的封闭件（Verschluss）使通过垫片产生的在电路板与盖板之间的间隔相对于布置在其中的电子器件的壳体密封。根据本专利技术的电子模块的特点尤其是在于，灌封料将盖板以材料配合的（stoffschluessig）方式紧固（sichern）在电路板上，其中灌封料的线性热膨胀系数（CTE）基本上与电路板和盖板的线性热膨胀系数（CTE）相一致。这带来了多个优点。如上文所描述的那样，不必为了借助机械“锁紧（Verkrallen）”来产生形状配合的壳体而在第一电路板和第二电路板中设置微结构。灌封料的粘附力足以：在电路板与盖板之间产生形状配合的连接，并且因此以流体密封的方式提供壳体。此外，电子模块的稳定性和密封性在热损害的情况下保持持久，避免形成裂纹。根据对本专利技术进行扩展的构思，在灌封料的线性热膨胀系数（CTE）与电路板的CTE和/或盖板的CTE之间的CTE偏差为最大5-10ppm/K。因此，在热损害或者机械损害的情况下，灌封料与盖板和电路板相同程度地膨胀。因此避免裂纹。由此确保了高度密封。根据另一优选的实施形式，灌封料具有为大约20ppm/k的线性膨胀系数（CTE）。已令人感到意外地发现，为20的CTE是在少量直至非常少量的填料的情况下的高CTE与在矿物填料的情况下被降低的低CTE之间的良好量度。热固性塑料在一般情况下具有为60-70的CTE。CTE低于某一边界越多，例如在20ppm/K之下越多，则灌封料的强度降低得越强烈。为了实现非常好的耐久强度（Lebensdauerfestigkeit）和耐久密封性（Lebensdauerdichtigkeit），根据本专利技术构造了CTE为大约18ppm/K的电路板，其中制造CTE在大约20ppm/K左右的盖板，尤其是由CTE视Ni钢的合金而定在11ppm/K直至20ppm/K之间的钢来制造所述盖板，进一步优选地由CTE大约在23ppm/K处的铝来制造所述盖板，以及特别优选地由环氧树脂来制造所述盖板。因此，不是使用金属盖作为盖板，而是可以使用环氧树脂板作为盖板，即使用例如由电路板预浸料（Pre-Preg）或者电路板芯制造的板，所述板不包含电路布线。所使用的预浸料或者芯的数目取决于盖或盖板的所需的刚性，但是所述盖板也可能会附加地例如居中地粘附。为了抵抗热负荷和机械负荷并且因此避免裂纹，灌封料是来自酸酐硬化的环氧化物的组中的环氧树脂。灌封料是耐酸的，并且非常良好地耐受较高温度，以及非常容易地以在20ppm/K之下的CTE而是可用的。根据本专利技术的另一构思，灌封料是来自胺硬化的（aminischhaertend）环氧化物的组中的环氧树脂。胺硬化的环氧化物的大优点在于，在制造时，由于形成较少的有害物质，所以存在较好的健康兼容性和环境兼容性。出于所有这些原因，已令人感到意外地发现，材料配合的连接相对于现有技术中已知的形状配合的连接足以构造稳定的流体密封的壳体。利用其电子器件作为壳体来封装电路板的解决方案相对于灌封料（也就是说模制裸管芯电子模块）带来了大的优点。可以采用经过高度小型化的裸管芯电子装置，而对其不进行特别包封。由于对微型计算机和存储器芯片进行渐进式小型化，所以对利本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电子模块（1），其具有：第一电路板（2），所述第一电路板（2）具有电子器件（3）；垫片（4），所述垫片（4）以至少平放在所述第一电路板（2）的角部区域中的方式来布置，盖板（6），其中所述盖板（6）布置在所述垫片（4）上，灌封料（7），所述灌封料（7）作为端面的封闭件使通过所述垫片（4）产生的在电路板（2）与盖板（6）之间的间隔相对于布置在其中的电子器件（3）的壳体（26）密封，其特征在于，所述灌封料（7）将所述盖板（6）以材料配合的方式紧固在所述电路板（2）上，其中所述灌封料（7）的线性热膨胀系数（CTE）基本上与所述电路板和所述盖板（6）的线性热膨胀系数（CTE）相一致。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.11.27 DE 102015223550.51.一种电子模块（1），其具有：第一电路板（2），所述第一电路板（2）具有电子器件（3）；垫片（4），所述垫片（4）以至少平放在所述第一电路板（2）的角部区域中的方式来布置，盖板（6），其中所述盖板（6）布置在所述垫片（4）上，灌封料（7），所述灌封料（7）作为端面的封闭件使通过所述垫片（4）产生的在电路板（2）与盖板（6）之间的间隔相对于布置在其中的电子器件（3）的壳体（26）密封，其特征在于，所述灌封料（7）将所述盖板（6）以材料配合的方式紧固在所述电路板（2）上，其中所述灌封料（7）的线性热膨胀系数（CTE）基本上与所述电路板和所述盖板（6）的线性热膨胀系数（CTE）相一致。2.根据权利要求1所述的电子模块（1），其特征在于，在所述灌封料（7）的线性热膨胀系数（CTE）、所述电路板的CTE和所述盖板（6）的CTE之间的CTE偏差为最大5-10ppm/K。3.根据权利要求1或者2所述的电子模块（1），其特征在于，所述灌封料（7）具有为大约20ppm/K的线性热膨胀系数（CTE）。4.根据权利要求3所述的电子模块（1），其特征在于，构造CET为大约18ppm/K的电路板（2），其中制造CTE在大约20ppm/K左右的所述盖板（6），尤其是由CTE视Ni钢的合金而定在11ppm/K直至20ppm/K之间的钢来制造所述盖板（6），进一步优选地由CTE在大约23ppm/K处的铝来制造所述盖板（6），以及特别优选地由环氧树脂来制造所述盖板（6）。5.根据上述权利要求1至4之一所述的电子模块（1），其特征在于，所述灌封料（7）包括来自胺硬化的环氧化物的组中的环氧树脂。6.根据上述权利要求1至5之一所述的电子模块（1），其特征在于，所述盖板（6）构造为具有电子器件（23）的第二电路板（22），并且所述第一和第二电路板（2，22）借助柔性线缆（19）相互连接。7.根据上述权利要求1至6之一所述的电子模块（1），其特征在于，所述灌封料（7）以在外周长上搭接所述盖板（6）的方式来构造，尤其是所述灌封料（7）遮盖整个盖板（6），其中尤其是所述第二电路板（22）在两侧都装备有电子器件（23，31...

【专利技术属性】
技术研发人员：U利斯克夫，
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