(57)【要約】本発明は、変速機制御ユニット用電子モジュール（１）に関する。電子モジュール（１）は、電子部品（５）を有する回路基板（２）と、媒体密の保護層（６）と、を備える。電子部品（５）は、回路基板（２）の上側（２ａ）及び／又は下側（２ｂ）に固定されて、それと電気的に接続されている。媒体密の保護層（６）は、１つ又は複数の電子部品（５）と、この１つ又は複数の電子部品（５）と回路基板（２）との間の接続点と、を覆う。電子部品（５）を冷却する冷却素子（１２）は、回路基板（２）の一方の側（２ａ、２ｂ）の上に設けられている。冷却素子（１２）は、回路基板（２）と接続されて、冷却されるべき電子部品（５）を収容する。媒体密の保護層（６）は、回路基板（２）と冷却素子（１２）との間の移行領域（８）を、冷却素子（１２）の全ての周囲に沿って覆う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
変速機制御ユニット用電子モジュール（１）であって、
電子部品（５）を有する回路基板（２）と、媒体密の保護層（６）と、を備え、前記電子部品（５）は、前記回路基板（２）の上側（２ａ）及び／又は下側（２ｂ）に固定されて、それと電気的に接続され、
前記媒体密の保護層（６）は、１つ又は複数の電子部品（５）と、前記１つ又は複数の電子部品（５）と前記回路基板（２）との間の接続点と、を覆い、
前記電子部品（５）を冷却する冷却素子（１２）は、前記回路基板（２）の一方の側（２ａ、２ｂ）の上に設けられ、前記冷却素子（１２）は、前記回路基板（２）と接続されて、冷却されるべき前記電子部品（５）を収容し、
前記媒体密の保護層（６）は、回路基板（２）と冷却素子（１２）との間の移行領域（８）を、前記冷却素子（１２）の全ての周囲に沿って覆うことを特徴とする、電子モジュール（１）。
【請求項２】
請求項１に記載の電子モジュールであって、前記冷却素子（１２）は、前記回路基板（２）上に接着、はんだ付けされている、又はリベット、ねじ、ラッチ、若しくはクリップ接続部（７）を用いて前記回路基板（２）と接続されていることを特徴とする、電子モジュール。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の電子モジュールであって、前記回路基板（２）上の前記冷却素子（１２）の前記接続部（７）は、媒体密に構成されていないことを特徴とする、電子モジュール。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか一項に記載の電子モジュールであって、前記冷却素子（１２）は、少なくとも部分的に前記冷却素子（１２）の周囲に沿って延在するカラー（１２ａ）を備え、前記カラー（１２ａ）は前記回路基板（２）上に載ることを特徴とする、電子モジュール。
【請求項５】
請求項４に記載の電子モジュールであって、前記保護層（６）の一部は、前記冷却素子（１２）の前記カラー（１２ａ）と前記回路基板（２）との間に構成されていることを特徴とする、電子モジュール。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか一項に記載の電子モジュールであって、前記電子部品（５）と前記冷却素子（１２）との間に、熱伝導性接着剤、熱伝導性ペースト、熱伝導性フィルム、又は熱伝導性接続手段（７ａ）が設けられていることを特徴とする、電子モジュール。
【請求項７】
請求項１〜６の何れか一項に記載の電子モジュールであって、前記回路基板（２）が、部分的に、リジッド回路基板素子及びフレキシブル回路基板素子（７ａ、７ｂ）から構成されていることを特徴とする、電子モジュール。
【請求項８】
請求項１〜７の何れか一項に記載の電子モジュールであって、前記回路基板（２）が多層回路基板であることを特徴とする、電子モジュール。
【請求項９】
請求項１〜８の何れか一項に記載の電子モジュールと、キャリアプレートと、を備える変速機制御ユニットであって、前記電子モジュールの回路基板は前記キャリアプレート上に配置され、前記変速機制御ユニットが変速機用流体によって周囲を洗われるよう構成されている、変速機制御ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の変速機制御ユニット用電子モジュール、及びそうした電子モジュールを備えた変速機制御ユニットに関する。
【０００２】
電子制御装置は、同一の機能範囲でも、機能範囲が増大しても、より安価になる傾向に常にある。そのために、既存の解決策をさらに発展させること、又は新規のコンセプトを使用することが要求される。この場合、特に、個々の部品の間の接続技術について、関心が高まっている。それは、電子部品の小型化が進むにつれて、汚れ及び振動に対する脆弱性も増大するためである。これは、特に、最も厳しい動作条件下でさえ、高い信頼性を有してエラー無く動作する必要のある車両技術の領域に当てはまる。
【０００３】
集積型変速機制御ユニットの電子回路及び／又は電子モジュールを、例えば、これらの周りを少なくとも部分的に洗う変速機用流体に対して保護するために、電子回路及び／又は電子モジュールは、保護材料又は成形材料によって保護される。
【０００４】
そうした電子モジュールは、ドイツ特許出願公開第１０  ２０１５  ２０５  ０５１号に開示されている。
【０００５】
まだ事前公開されていないドイツ特許出願第１０  ２０１７  ２０５  ２１６．３号からは、電子回路をこのような変速機用流体から保護するために保護ラッカーが使用される電子モジュールが既知である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】ドイツ特許出願公開第１０  ２０１５  ２０５  ０５１号
【特許文献２】ドイツ特許出願第１０  ２０１７  ２０５  ２１６．３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、コンパクトで省スペースに構成され、かつ電子モジュールに搭載された電子部品のための冷却を十分に保証しつつ、周囲を洗う変速機用流体内での動作要件を同時に満たす変速機制御ユニット用電子モジュール、及びそうした電子モジュールを備えた変速機制御ユニットを、提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この課題は、請求項１に記載の電子モジュール、及び請求項９に記載の変速機制御ユニットによって解決される。本発明の有利な実施形態は、従属請求項の主題である。
【０００９】
本発明の実施形態によって、有利にも、信頼性が高く、液密性で、費用対効果に優れて製造可能な自動車の変速機制御ユニット用電子モジュール、及びそうした電子モジュールを備えた変速機制御ユニットを提供することが可能である。
【００１０】
本発明の第１態様により、自動車のための変速機制御ユニット用電子モジュールが提案される。電子モジュールは、電子部品を有する回路基板を備える。電子部品は、回路基板の上側及び／又は下側に固定されて、それと電気的に接続されている。１つ又は複数の電子部品と、これら１つ又は複数の電子部品と回路基板との間の接続点と、を覆う媒体密の保護層が設けられている。
【００１１】
電子モジュールは、さらに、電子部品を冷却する冷却素子を、回路基板の一方の側の上に備える。冷却素子は、回路基板と接続されて、冷却されるべき電子部品を収容する。この場合、媒体密の保護層は、回路基板と冷却素子との間の移行領域を、冷却素子の全ての周囲に沿って覆う。これによって、冷却素子と回路基板との間の接続部における変速機用流体が、保護され放熱されるべき電子部品が存在する、冷却素子によって包囲された空間に浸透しないことを確実にする。
【００１２】
以下において、電子部品とは、１つ又は複数の複合半導体チップ、と理解される。複合半導体チップは、例えばプラスチックハウジングであるハウジングを用いて気密にカプセリングされている。例えば導体路である接続素子は、ハウジングから突出する。電子部品は、特に、ＴＨＴ（Through Hole Technology）による実装形態、又はＳＭＤ（Surface Mounted Devic）による実装形態を備えた半導体部品とすることができる。しかしながら、センサも、電子部品として理解される。
【００１３】
この場合、冷却素子は、冷却されるべき電子部品を収容し、その際に熱的に接触し、その結果電子部品から冷却素子に熱が流出することができる、一種のハウジングとして理解される。
【００１４】
保護層は、例えばラッカー層として構成することができる。この場合、保護層は、回路基板と冷却素子との間の移行領域を完全に覆う。この場合、移行領域は、冷却素子が回路基板上に載る領域として理解される。換言すれば、回路基板と冷却素子との間の移行領域は、通常、間隙を有する。この間隙は、保護層で覆われているか、又は保護層が充填されている。この場合、保護層は、それぞれの場合に、回路基板だけでなく、冷却素子の少なくとも一部を覆う。
【００１５】
一実施形態において、冷却素子は、少なくとも部分的に冷却素子の周囲に沿って延在するカラーを備えることができる。カラーは回路基板上に載る。これによって、冷却素子と回路基板との間の支持面が拡大される。その結果、変速機用流体で満たされた外部空間と冷却素子によって包囲された空間との間の気密性が向上する。この場合、保護層を、回路基板と回路基板のカラーとの間に配置することができる。
【００１６】
本発明により、電子モジュールを、構造及び形状に関して最適化させて、設計することができる。さらに、部品、並びに実装プロセス及び製造プロセスの節約が達成される。それにより、より迅速な製造が可能になる。ラッカー層を使用することによって、従来技術で使用されるオーバーモールディング材料又は注入成形材料と比較して、材料が著しく節約される。
【００１７】
本発明により、さらに、ラッカー層を部分的に除去することにより、簡単に分析することができる。さらに、電気部品、センサ素子又はアクチュエータを、回路基板に簡単に接続することができる。電気部品及び回路基板の放熱のための熱接続の改善に関しても、さらに利点が生じる。
【００１８】
本発明により、さらに、温度が重要な電子部品を十分に冷却することを確実にする。
【００１９】
ラッカー層は、光硬化性及び／又は熱硬化性であってよい。ラッカー層を塗布した後、例えば紫外線、赤外線照射を使用する適切な硬化装置で、及び／又は加熱炉内で、少なくとも部分的にラッカー層を硬化させる。
【００２０】
ラッカー層は、塗布、スプレー、及び／又は注入によって、配設することができる。さらに、回路基板をラッカーに浸漬することにより、ラッカー層を塗布することが可能である。さらに、配設する際にテンプレート又はマスクを設けて、回路基板の所定の部分をラッカー層から除外することができる。これらのテンプレート又はマスクを、ラッカー層を配設する前に回路基板上に固定し、配設した後に取り外すことができる。
【００２１】
冷却素子は、回路基板上に接着されていてもよく、又ははんだ付けされていてもよい。また、冷却素子を、リベット、ねじ、ラッチ、又はクリップ接続部を用いて回路基板上に取り付けることも可能である。特に、回路基板と冷却素子との間の接続部は、導電性であるように構成されている。これにより、回路基板と冷却素子との間で静電放電が発生しないことを確実にする。
【００２２】
回路基板との接続は、熱伝導性接着剤、熱伝導性ペースト、熱伝導性フィルム、又は熱伝導性接続手段を用いて構成されている。この場合、冷却素子は、アルミニウム、銅、又は熱伝導性金属合金で製造することができる。
【００２３】
電子部品の冷却素子への熱的接続部は、熱伝導性接着剤、熱伝導性ペースト、熱伝導性フィルム、又は熱伝導性接続手段を用いて構成することができる。これによって、電子部品と冷却素子との間の最適な熱伝達を確実にする。
【００２４】
回路基板は、部分的にリジッド回路基板素子から、また部分的にフレキシブル回路基板素子から構成されてよい。特に、回路基板は多層回路基板であってよい。有利には、フレキシブル回路基板素子は、フレキシブルフィルムから、又は深く平削りされた領域によって、構成されてよい。
【００２５】
本発明の第２態様により、電子モジュールを備えた、自動車用変速機制御ユニットが提案される。変速機制御ユニットは、本発明の第１態様による電子モジュールと、キャリアプレートと、を備える。電子モジュールの回路基板は、キャリアプレート上に配置されている。変速機制御ユニットが、変速機用流体によって周囲を洗われるよう構成されている。
【００２６】
本発明を添付の図面を参照して詳説する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明による電子モジュールの例示的な第１実施形態の図である。
【図２】本発明による電子モジュールの例示的な第２実施形態の図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
図１は、本発明による電子モジュールの第１実施形態を示す。電子モジュール１は回路基板２を備える。回路基板２は、上側２ａ及び下側２ｂの上に複数の電子部品５を備える。これらの電子部品５は、接続素子（図示せず）を備える。これらの接続素子は、回路基板２の上側２ａ又は下側２ｂの上の接触面（図示せず）と接続されている。
【００２９】
回路基板２の上側２ａ上には、ラッカー層６が部分的に配設されている。このラッカー層６は、電子部品５を完全に覆う。特に、電子部品５と回路基板２との間の移行部８ａは、ラッカー層６で覆われている。そのため、電子モジュール１を囲む変速機用流体が、接触面（図示せず）及び部品５のハウジングの両方を濡らすことがなく、それによってダメージが発生する可能性に対して確実を期す。
【００３０】
冷却素子１２は、例えば、回路基板２の下側２ｂ上に配置されている。もちろん、冷却素子１２を上側２ａ上に配置することもできる。または、複数の冷却素子を、回路基板の片側又は両側２ａ、２ｂの上に配置することもできる。冷却素子１２と回路基板２との間の接続部７は、例えば、形状結合型接続部として構成されている。もちろん、接続部７は、リベット、ねじ、ラッチ、クリップ接続部、又はそれらの組み合わせとすることもできる。特に、接続部７は、導電性であるように構成されている。これにより、回路基板２と冷却素子１２との間に電位差が形成されることが防止されるので、安全なＥＳＤ接続が保証される。
【００３１】
冷却素子１２と回路基板２との間の移行領域８は、保護層６で覆われている。この場合、移行領域８は、冷却素子１２と回路基板２との間の接続部において生じる、冷却素子１２と回路基板２との間隙として理解される。この場合、保護層６は、冷却素子１２の全ての周囲に沿って、すなわち冷却素子１２と回路基板２との間隙全体に沿って構成されている。これによって、変速機用流体が、外部空間Ａから、部品５が配置されて冷却素子１２によって包囲された内部空間Ｉに浸透できないことを確実にする。
【００３２】
図１において、冷却素子１２は、回路基板２の下側２ｂの上に配置された電子部品５のためのハウジングを形成する。この場合、これらの部品５は、部品５から冷却素子１２へ最適な熱伝達を行うことができるように、冷却素子１２に熱的に接続されている。この場合、冷却素子１２と回路基板２との間のこの熱的接続部（７ａ）は、熱伝導性接着剤、熱伝導性ペースト、熱伝導性フィルム、又は熱伝導性接続手段を用いて構成することができる。
【００３３】
回路基板２は、多層回路基板として構成されている。回路基板２は、リジッド回路基板部分３ａ及びフレキシブル回路基板部分３ｂを備えてよい。例えば、センサ素子１０は、フレキシブル回路基板部分３ｂに配置されている。もちろん、そうしたセンサ素子８が回路基板２のリジッド部分に配置されてもよい。
【００３４】
図２は、本発明による電子モジュールの第２実施形態を示す。繰り返しを避けるために、図２において、同じ素子は、図１におけるのと同じ参照符号で識別される。図２の実施形態は、冷却素子１２がカラー１２ａを備える点で、図１の実施形態と異なる。このカラー１２ａは、冷却素子１２の周囲に沿って延在する。このカラー１２ａは、回路基板２の下側３ｂの上に拡大された支持面を提供する。保護層６の一部は、冷却素子１２のカラー１２ａと回路基板２との間に構成されている。さらに、接続素子７が、カラー１２ａと回路基板２との間に構成されている。接続素子７は、冷却素子１２を回路基板２上に固定する。
【００３５】
保護層６は、特に、冷却素子１２の支持面全体に沿って、回路基板２の下側３ｂの上に構成されている。この場合、保護層６が、冷却素子１２の支持面に隣接する冷却素子１２の表面にまで追加的に延在する。これによって、保護層６の気密性及び堅牢性の向上が保証される。
【符号の説明】
【００３６】
１  電子モジュール
２  回路基板
２ａ  回路基板の上側
２ｂ  回路基板の下側
５  電子部品
６  ラッカー層
７  冷却素子と回路基板との接続素子
７ａ  冷却素子と電子部品との接続素子
８  冷却素子と回路基板との移行領域
９  プラグ
１０  センサ
１２  冷却素子
１２ａ  カラー
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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