(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路担体（１２）と、前記回路担体（１２）上に取り付けられている少なくとも１つの回路（１４）と、少なくとも１つの電気／電子デバイス（１８）と、を備えた回路モジュール（１０）であって、
前記回路（１４）は保護材（１６）によって包囲されており、前記電気／電子デバイス（１８）は保護カバー（２０）によって包囲されており、前記保護カバー（２０）は、少なくとも、前記少なくとも１つの電気／電子デバイス（１８）を前記保護材（１６）から保護し、
前記少なくとも１つの電気／電子デバイス（１８）を保護する保護カバー（２０）は部分的にのみ、前記保護材（１６）によって包囲されている、
回路モジュール（１０）において、
前記保護カバー（２０）は、メンブランとして構成された圧力補償機構（３０）を有している、
ことを特徴とする回路モジュール（１０）。
【請求項２】
前記保護カバー（２０）は、前記少なくとも１つのデバイス（１８）を収容するための収容領域（２２）と、前記保護カバー（２０）を前記回路担体（１２）に結合するためのフランジ領域（２４）と、を形成する、
請求項１記載の回路モジュール（１０）。
【請求項３】
前記保護カバー（２０）の収容領域（２２）は鉢形に形成されており、前記収容領域（２２）の開放端部には、周りを取り囲んでいる縁部として形成されたフランジ領域（２４）が配置されている、
請求項１または２記載の回路モジュール（１０）。
【請求項４】
前記フランジ領域（２４）は、シーリング機構（２６）と、前記保護材（１６）が埋め込まれる結合構造（２８）と、のうちの少なくともいずれか１つを有している、
請求項２または３記載の回路モジュール（１０）。
【請求項５】
前記保護カバー（２０）は射出成形部分として形成されている、
請求項１から４までのいずれか１項記載の回路モジュール（１０）。
【請求項６】
前記保護カバー（２０）はプラスチック部分として形成されている、
請求項１から５までのいずれか１項記載の回路モジュール（１０）。
【請求項７】
前記保護カバー（２０）は熱可塑性プラスチックから形成されている、
請求項１から５までのいずれか１項記載の回路モジュール（１０）。
【請求項８】
回路担体（１２）と、前記回路担体（１２）上に取り付けられている少なくとも１つの回路（１４）と、少なくとも１つの電気／電子デバイス（１８）と、を備えた回路モジュール（１０）の製造方法であって、
前記回路（１４）は保護材（１６）によって包囲されており、前記電気／電子デバイス（１８）は保護カバー（２０）によって包囲されており、前記保護カバー（２０）は、少なくとも、前記少なくとも１つの電気／電子デバイス（１８）を前記保護材（１６）から保護し、
前記少なくとも１つの回路（１４）と前記少なくとも１つの電気／電子デバイス（１８）とを、前記回路担体（１２）上に取り付け、
前記少なくとも１つの電気／電子デバイス（１８）を包囲する、メンブランとして構成された圧力補償機構（３０）を有している保護カバー（２０）を、前記回路担体（１２）上に被着させ、
前記圧力補償機構（３０）を有している前記保護カバー（２０）を前記回路担体（１２）上に、工具を介して押し付け、
前記回路（１４）を完全に包囲し、かつ、前記電気／電子デバイス（１８）の、前記圧力補償機構（３０）を有している前記保護カバー（２０）を部分的に包囲する前記保護材（１６）を被着させる、
ことを特徴とする製造方法。
【請求項９】
前記保護材（１６）の被着時に、前記保護カバー（２０）に取り付けられている少なくとも１つのシーリング機構（２６）を弾性的に変形させて、シーリング機能を実現する、
請求項８記載の方法。
【請求項１０】
前記保護材（１６）の被着時に、前記保護カバー（２０）に設けられている少なくとも１つの結合構造（２８）内に保護材（１６）が埋め込まれることにより前記保護カバー（２０）が前記保護材（１６）に結合される、
請求項８または９記載の方法。
【請求項１１】
前記保護材（１６）を、射出成形方法で被着させる、
請求項８から１０までのいずれか１項記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、独立請求項１の上位概念に記載された回路モジュール、および独立請求項８の上位概念に記載された回路モジュール製造方法を前提とする。
【０００２】
種々の機能および装置を制御する制御機器は一般的に公知であり、自動車産業においては、自動車の種々の機能を制御するためにますます多く使用されている。近代の自動車では、電気的および電子的なアプリケーションの数が急速に増えているので、制御機器の数は格段に増えている。従って、小さく、軽量かつ低コストの制御機器を使用することがますます必要となっている。このような制御機器は、将来的に、中型クラスの車両または小型車両において、または自動二輪車においても使用されるであろう。
【０００３】
制御機器はこれまで、回路担体、例えばプリント回路基板またはセラミック基板と、電気的／電子的な部品と、ケーシングとから成る回路モジュールを有してきた。構造安定性、例えば腐食耐性および温度耐性に関する要求がますます強まっているので、回路モジュールの新たな実施形態が必要とされている。従って、回路担体と部品とを包囲している保護材として構成されている、回路モジュールのケーシングが増えている。保護材の製造時には、回路担体と部品には通常、硬いキャスティング材料が鋳込まれる、または熱硬化性プラスチックによって、例えばサーモトランスファーモールディグを用いて、射出成形被覆される。
【０００４】
公開文献ＤＥ１０２５２７５５号には、例えば、回路担体と、回路担体上に取り付けられている回路と、ディスクリートデバイスとを含んでいる回路モジュールが記載されている。ここでこの回路は、保護材によって包囲されている。ディスクリートデバイスを、保護材製造時の負荷から保護するために、このデバイスは保護カバーを有している。この保護カバーは、ディスクリートデバイスを包囲する。保護材は回路も、保護カバーによって覆われているディスクリートデバイスも覆う。
【０００５】
しかしこの実施形態では、特定のデバイス、例えば電解コンデンサまたは圧力センサ等を回路担体上で使用することはできない。なぜならこれらのデバイスを、完全には、保護材内に埋設することができないからである。例えば、電解コンデンサは、キャスティングないしは射出成形被覆時に生じる圧力に、機械的に耐えることができない。電解コンデンサを完全にキャスティングすることもできない。なぜなら、電解コンデンサは作動中に「呼吸をする」からである。すなわち、電解コンデンサの直径は、作動中に僅かではあるが変化する。圧力センサは例えば、周辺空気の圧力を検出する。これは通常、車両エンジン制御機器において、噴射パラメータをその時々の周辺空気圧力に合わせるために必要とされる。
【０００６】
発明の開示
独立請求項１の特徴部分に記載されている構成を備えた本発明の回路モジュールは従来技術に対して、少なくとも１つの電気／電子デバイスを保護する保護カバーが部分的にのみ、保護材によって包囲されている、という利点を有している。
【０００７】
独立請求項８の特徴部分に記載されている構成を備えた本発明の回路モジュール製造方法は、従来技術に対して次の利点を有している。すなわち、少なくとも１つの回路および少なくとも１つの電気／電子デバイスが回路担体上に取り付けられ、この少なくとも１つの電気／電子デバイスの周りに配置されている保護カバーが回路担体上に被着され、この保護カバーが回路担体上に適切な工具を介してプレスされ、少なくとも１つの回路を完全に包囲し、かつ少なくとも１つの電気／電子デバイスの保護カバーを部分的に包囲する保護材がキャスティングされる、という利点を有している。
【０００８】
本発明の実施形態によって、自身の機械的な特性または自身の実施可能な機能のために直接的に射出成形被覆またはキャスティングすることができないが、射出成形された、ないしはキャスティングされた回路モジュールに対して使用される電気／電子デバイスを熱的および機械的に保護することができる。保護材による保護カバーの部分的な包囲によって、センシティブな電気／電子デバイスを射出成形被覆ないしはキャスティングから、ないしはキャスティングコンパウンドから保護する、デバイス保護が実現される。従って、この電気／電子デバイスは、自身の機能を完全に果たすことができる。この実施形態では、特定のデバイス、例えば電解コンデンサまたは圧力センサを、回路担体上で使用することができる。なぜなら、これらのデバイスは、保護材内に埋設されず、保護カバーによって包囲されるからである。例えば、電解コンデンサは、キャスティングないしは射出成形被覆時に生じる圧力に、機械的に耐えることができない。保護カバーが、電解コンデンサを保護材から保護するために設けられること、および保護カバーが部分的にのみ保護材によって包囲されることによって、電解コンデンサを使用することも可能になる。電解コンデンサは作動中に「呼吸をしている」、すなわち、電解コンデンサの直径は作動中に僅かではあるが変化するので、本発明の保護カバーによって、保護材のキャスティング後でも、電解コンデンサの機能が果たされる。圧力センサは例えば、周辺空気圧力を検出する。これは通常は、車両エンジンの制御機器において、噴射パラメータをその時々の周辺空気圧力に合わせるために必要とされる。圧力センサを収容する保護カバーを部分的にのみ保護材によって包囲することによって、圧力センサは、保護材キャスティング後でも、周辺空気圧力を検出することができる。
【０００９】
従属請求項に記載された手法および発展形態によって、独立請求項１に記載された回路モジュール、並びに独立請求項８に記載された回路モジュール製造方法の有利な改善が可能になる。
【００１０】
特に有利には、保護カバーは、少なくとも１つのデバイスを収容するための収容領域と、保護カバーを回路担体に結合するフランジ領域とを形成する。保護カバーの実施形態では、保護カバーの収容領域は鉢形に形成され、その開放端部に、周りを取り囲んでいる縁部として形成されているフランジ領域が配置されている。有利には、接合されるべき構成部分の簡単な幾何学形状的な構造によって、有利には、保護カバーを簡単かつ低コストに、回路担体に取り付けることが可能になる。鉢状ないしはグラス状に形成された保護カバーは、周りを取り囲んでいる縁部として形成されたフランジ領域とともに、有利には大きな安定性を有する。これによって保護カバーは、取り付け時に、殊に、押圧力が保護カバーに加えられるプレス過程の間、高い形状安定性を有し、保護材による射出成形被覆時またはキャスティング時に、大きい面積を、回路担体と接続するための確実なリアグリップとして提供する。さらに、取り囲んでいる縁部として形成されているフランジ領域にわたって、有利には、保護カバーに作用するプレス力が大きい面積に分散される。さらに、保護カバーの幾何学形状的な安定性によって、少なくとも１つの電気／電子デバイスが、取り付けプロセスの間、および、これに続く、完成した回路モジュールの動作の間、最適に保護される。
【００１１】
本発明の実施形態では、フランジ領域は少なくとも１つのシーリング機構を有している。有利には、保護カバーに取り付けられている少なくとも１つのシーリング機構は、保護材のキャスティング時に弾性的に変形し、これによって密閉機能が実行される。本発明の別の実施形態では、フランジ領域は、少なくとも１つの構造を有する。この中には、保護材のキャスティング時に、有利には保護材が埋め込まれる。従って、保護カバーが保護材および回路担体により良好に結合することが保証される。
【００１２】
本発明による回路モジュールの別の実施形態において、保護カバーは、圧力補償機構を有している。従って、有利には、保護カバーの室内も周辺空気圧力が占める。これによって有利には圧力センサを、周辺空気圧力を、自身の設定された機能を果たすために検出する電気／電子デバイスとして設けることができる。このような圧力センサは通常は、車両エンジンの制御機器内で、噴射パラメータを、その時々の周辺空気圧力に整合させるために使用される。
【００１３】
本発明によるセンサモジュールの別の実施形態では、保護カバーおよび／保護材は、射出成形方法で製造される。有利には、これによって、容易かつ低コストに、回路モジュールを製造することが可能になる。殊にこれによって、各任意の形状が製造され、例えば保護カバーを、回路担体上に配置されている複数の電気／電子デバイスも保護されるように形成することができる。
【００１４】
本発明の回路モジュールの別の実施形態では、保護カバーは、プラスチック、殊に熱可塑性プラスチックから製造される。これによって、保護カバーは有利には、少なくとも１つの電気／電子デバイスを熱的および機械的な負荷から保護することができる。この負荷は、保護材のキャスティング時、ないしは回路モジュールを保護材によって射出成形被覆する時に生じる。
【００１５】
本発明の実施例を図示し、後続の明細書においてより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】回路担体を備えた、本発明による回路モジュールの１つの実施例の概略的な断面図であり、回路担体上には、保護材によって包囲された回路並びに保護カバーによって包囲されたデバイスが取り付けられている
【図２】図１に示された回路モジュールの平面図
【図３】図１に示された回路モジュールの斜視図
【図４】保護カバーによって包囲されているデバイスを備えた、図１に示された回路モジュールの部分領域の斜視断面図
【図５】保護材を有していない、図４に示された回路モジュールの部分領域の斜視断面図
【図６】シーリング機構および構造を有している、保護カバーの側面図の斜視図
【図７】シーリング機構および構造を有している、図６に示されている保護カバーの下からの斜視図
【図８】圧力補償機構を有している、保護カバーの側面図の斜視図
【実施例】
【００１７】
図１および図２は、回路担体１２と、回路担体１２上に取り付けられている回路１４と、電気／電子デバイス１８とを備えた回路モジュール１０の本発明による実施形態を示している。ここで回路１４は保護材１６によって包囲されており、電気／電子デバイス１８は保護カバー２０によって包囲されている。当然ながら、さらなる回路１４および／または電気／電子デバイス１８がこの回路担体１２上に設けられていてもよい。有利には回路担体１２は、プリント回路基板および／または基板を含んでいる。基板は有利にはプラスチック基板として、またはセラミック基板として構成されている。
【００１８】
本実施例では、回路１４は、複数の電気／電子デバイス１４ａ〜１４ｄを含んでいる。これらのデバイスは、完全に保護材１６によって包囲されている。従って、保護材１６は、電気／電子デバイス１４ａ〜１４ｄのケーシングを形成し、これらを電気的および機械的な負荷から保護する。射出成形被覆ないしはキャスティングに適した電気／電子デバイス１４ａ〜１４ｄは、例えば、集積回路（ＩＣ）、変圧器、チョークコイル、リレー、プラグ等のディスクリートデバイスとして形成される。これらのディスクリートデバイスは、あらゆる種類の能動的または受動的なデバイス、例えば抵抗、コンデンサ、インダクタンス、ダイオード、トランジスタ等の半導体デバイス等を含んでいる。同様に、これらのデバイスの組み合わせ、例えば回路１４としての直列回路または並列回路を設けることが可能である。回路１４またはディスクリートデバイス１４ａ〜１４ｄは例えば、別個のプレート上に取り付けられた、ケーシングされた、ないしはキャスティングされた、ないしは射出成形被覆されたワイヤーデバイスまたはＳＭＤデバイス（表面実装デバイス）として構成可能である。本実施例では、射出成形被覆ないしはキャスティングに適していない電気／電子デバイス１８は、有利には電解コンデンサおよび／または圧力センサとして構成されている。
【００１９】
電気／電子デバイス１８は、保護カバー２０によって包囲されている。この保護カバーは、電気／電子デバイス１８を、保護材のキャスティング時ないしは保護モジュールを保護材で射出成形被覆する時に生じる熱的および機械的な負荷から保護する。保護カバー２０の材料として、電気／電子デバイス１８を、保護材１６のキャスティング時ないしは回路モジュール１０を保護材１６で射出成形被覆する時の熱的および機械的な負荷から保護することができるあらゆる種類の材料が適している。有利には保護カバー２０はプラスチック、殊に熱可塑性プラスチックから製造される。これは有利には弾性的に変形可能である。有利には保護カバー２０および／または保護材１６は射出成形方法において製造される。保護材１６は有利には熱硬化性成形によって製造される。ここでは高い機械的および熱的な負荷が生じる。熱硬化性成形では、デバイスは約２〜４０ｂａｒの圧力および１８０℃までの温度に曝される。
【００２０】
センシティブな電気／電子デバイス１８を、射出成形被覆ないしはキャスティングから、ないしは保護材から保護し、電気／電子デバイス１８が自身の機能を完全かつ妨害されずに果たすことを可能にするデバイス保護を実現するために、図１．３および４に示されているように、本発明では、ディスクリートデバイス１８の保護カバー２０は部分的にのみ保護材１６によって包囲される。本実施例で、回路担体１２は、保護カバー２０の領域を除いて、保護材１６によって完全に包囲されている。
【００２１】
保護カバー２０を、複数のデバイス１８が収容可能であるように構成することができる。すなわち保護カバー２０の形状は任意に設計および形成可能であり、複数の電気／電子デバイス１８を保護することもできる。
【００２２】
本実施例では保護カバー２０は、少なくとも１つのデバイス１８を収容する収容領域２２と、保護カバー２０を回路担体１２に結合するためのフランジ領域２４とを形成する。殊に図６〜８に示されているように、保護カバー２０の収容領域２２は有利には、鉢形ないしはグラス状に形成されている。収容領域の開放終端部には、周りを取り囲んでいる縁部として形成されているフランジ領域２４が配置されている。
【００２３】
保護材１６ないしは回路担体１２に対して保護カバー２０の収容領域２２を密閉するために、保護カバー２０のフランジ領域２４は少なくとも１つのシーリング機構２６を有している。本実施例では、図１および図５から８に示されているこのシーリング機構２６は、周りを取り囲んでいるリブとして構成されている。
【００２４】
保護材１６および回路担体１２への保護カバー２０のより良好な結合を保証するために、保護カバー２０はフランジ領域２４において、図４〜８に示されている、少なくとも１つの構造２８を有している。本実施例では、貫通孔として構成されている複数の構造２８が設けられている。
【００２５】
周辺空気圧力が、保護カバー２０の収容領域２２内も占めるようにするために、図８に示された保護カバー２０は有利には圧力補償機構３０を有している。本実施例では、この圧力補償機構３０は、メンブランとして構成されており、鉢形の保護カバー２０の底部に配置されている。
【００２６】
本発明の回路モジュール１０の製造時に、１つまたは複数の、射出成型被覆ないしはキャスティングに適している電気／電子デバイス１４〜１４ｄを含んでいる回路１４と、射出成形被覆ないしはキャスティングに適していない少なくとも１つの電気／電子デバイス１８とが回路担体１２上に取り付けられる。この電気／電子デバイス１８を包囲している保護カバー２０は、回路担体１２上に被着ないしは載置される。保護カバー２０は、適切なプレス工具または射出成型工具ないしはキャスティング工具を介して回路担体１２上に押し付けられる。射出成形被覆時ないしはキャスティング時に保護カバー２０がさらに回路担体１２上に押し付けられる。従って、リブとして形成されているシーリング機構２６が弾性的に変形される、ないしは圧縮される。これによってシーリング機能が保護カバー２０と回路担体１２との間で実現される。従って保護材１６は、保護カバー２０の収容領域２２内に入らない。保護材１６の射出成形被覆ないしはキャスティング時にはさらに、保護カバー２０内に設けられている構造２８内に保護材１６が入り込む。従って、保護カバー２０が保護材１６および回路担体１２により良好に結合されることが保証される。保護材１６は、回路１４を完全に包囲し、かつ電気／電子デバイス１８の保護カバー２０を部分的にのみ包囲するように、射出成形されるないしはキャスティングされる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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