(57)【要約】  本発明は、電子コンポーネント（Ｅ）に関しており、この電子コンポーネント（Ｅ）は、支持体要素（１）と、複数の電子部品（４）を備えた回路支持体（３）と、回路支持体（３）と導電的に接続されたプリント回路基板（６）と、回路支持体（３）のカバーのためのカバー要素（２）とを含み、この場合、カバー要素（２）は、プリント回路基板（６）の一方の平面側に配置されており、さらに支持体要素（１）は、プリント回路基板（６）の反対側の平面側に配置されている。本発明によれば、プリント回路基板（６）が、それぞれ、支持体要素（１）と、カバー要素（２）とに溶接されていることが想定される。本発明は、さらに、そのような電子コンポーネント（Ｅ）を製造するための方法に関している。
2018512724.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子コンポーネント（Ｅ）であって、
支持体要素（１）と、
複数の電子部品（４）を備えた回路支持体（３）と、
前記回路支持体（３）と導電的に接続されたプリント回路基板（６）と、
前記回路支持体（３）のカバーのためのカバー要素（２）とを含み、
前記カバー要素（２）は、前記プリント回路基板（６）の一方の平面側に配置されており、
前記支持体要素（１）は、前記プリント回路基板（６）の反対側の平面側に配置されている、電子コンポーネント（Ｅ）において、
前記プリント回路基板（６）が、それぞれ、前記支持体要素（１）と、前記カバー要素（２）とに溶接されていることを特徴とする電子コンポーネント（Ｅ）。
【請求項２】
前記プリント回路基板（６）は、それぞれ１つの溶接接続のために、溶接可能な層（６．２）を備えている、請求項１記載の電子コンポーネント（Ｅ）。
【請求項３】
前記溶接可能な層（６．２）は、熱可塑性プラスチック層として構成されている、請求項２記載の電子コンポーネント（Ｅ）。
【請求項４】
前記溶接可能な層（６．２）は、金属層として構成されている、請求項２記載の電子コンポーネント（Ｅ）。
【請求項５】
前記回路支持体（３）は、前記支持体要素（１）に熱的に結合されている、請求項１から４までのいずれか１項記載の電子コンポーネント（Ｅ）。
【請求項６】
前記回路支持体（３）は、熱伝導性接着剤を用いて、前記支持体要素（１）と接着剤接続されている、請求項５記載の電子コンポーネント（Ｅ）。
【請求項７】
前記プリント回路基板（６）は、少なくとも１つの電気的接続要素（５）を用いて、前記回路支持体（３）と導電的に接続されている、請求項１から６までのいずれか１項記載の電子コンポーネント（Ｅ）。
【請求項８】
前記少なくとも１つの電気的接続要素（５）は、ボンディングワイヤとして構成されている、請求項７記載の電子コンポーネント（Ｅ）。
【請求項９】
請求項１から８までのいずれか１項記載の電子コンポーネント（Ｅ）を製造するための方法であって、
プリント回路基板（６）が、それぞれ、支持体要素（１）と、カバー要素（２）とに溶接されることを特徴とする方法。
【請求項１０】
前記プリント回路基板（６）は、それぞれ、前記支持体要素（１）と、前記カバー要素（２）とに、摩擦攪拌溶接および／またはレーザー溶接によって溶接される、請求項９記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念による電子コンポーネントに関する。本発明は、さらに、そのような電子コンポーネントを製造するための方法に関する。
【０００２】
慣用的な電子コンポーネント、例えば変速機制御機器のように、例えばエンジンルーム内に配置するための自動車の制御機器は、通常は、気密に密閉されたモジュールとして実施されている。この気密密閉されたモジュールは、密封のための金属ハウジングを有しており、該金属ハウジングを貫通して、複数のコンタクトピンが外方へ案内される。これらのコンタクトピンは、いわゆるガラス封止材を用いて密封される。それにより、電子コンポーネントの外部空間と内部空間との間の接続が生じる。
【０００３】
これらのコンタクトピンは、例えば可撓性のプリント回路基板またはスタンプ格子と導電的に接続され、それによって、さらなる機能要素まで案内される。
【０００４】
同様に気密密閉されて構成された公知の電子コンポーネントのさらなる構造形態は、例えば金属プレートとして実施され、電気回路が接着剤、例えば熱伝導性接着剤で固定されている、支持体要素を含んでいる。この電子コンポーネントは、さらにプリント回路基板要素とカバー要素とを含んでいる。プリント回路基板要素は、支持体要素とカバー要素との間に配置され、この場合は、カバー要素とプリント回路基板要素との間の接続が、油密性接着剤、例えば液状接着剤または接着テープを用いて実施されている。
【０００５】
電子コンポーネントのさらなる構造形態は、独国特許出願公開第１０２０１２２１３９１６号明細書（ＤＥ１０２０１２２１３９１６Ａ１）から公知である。ここでは、車両用の電子モジュールが、カバー要素、部品支持体−プリント回路基板要素、第１の側と第２の側とを有する支持体要素、プリント回路基板要素および少なくとも１つの接触接続要素を有しており、この電子モジュールは、部品支持体−プリント回路基板要素と、プリント回路基板要素との間の導電性接触接続が提供されるように構成されており、この場合カバー要素と部品支持体−プリント回路基板要素は、支持体要素の第１の側に配置されている。ここでは、プリント回路基板要素が、支持体要素の第２の側に配置され、支持体要素は少なくとも１つの開口部を有し、該開口部を通って接触接続要素が案内されることが想定される。
【０００６】
本発明が基礎とする課題は、従来技術に比べ改善された電子コンポーネントならびにそのような電子コンポーネントを製造するための方法を提供することにある。
【０００７】
電子コンポーネントに関しては、上記課題は、本発明により、請求項１に記載された特徴によって解決される。方法に関しては、上記課題は、本発明により、請求項９に記載された特徴によって解決される。
【０００８】
好ましい構成は、従属請求項の対象である。
【０００９】
電子コンポーネントは、支持体要素と、複数の電子部品を備えた回路支持体と、回路支持体と導電的に接続されたプリント回路基板と、回路支持体のカバーのためのカバー要素とを含む。カバー要素は、ここではプリント回路基板の一方の平面側に配置されており、この場合支持体要素は、プリント回路基板の反対側の平面側に配置されている。本発明によれば、プリント回路基板が、それぞれ、支持体要素と、カバー要素とに溶接されていることが想定される。
【００１０】
このように構成された電子コンポーネントは、例えば変速機制御機器として、自動車内への配置のために適している。プリント回路基板とカバー要素との間の溶接接続を用いて、特に媒体密な、例えば液密な内部空間が形成され、該内部空間内には、複数の電子部品を備えた回路支持体が存在している。プリント回路基板と、カバー要素との間ならびに支持体要素との間の溶接接続は、接着剤接続に比べて機械的に特に安定して構成され、そのため回路支持体の密封は、永続的に保証される。
【００１１】
好ましくは、プリント回路基板は、それぞれ１つの溶接接続のために、溶接可能な層を備えている。例えば、溶接可能な層は、熱可塑性プラスチック層として構成され、例えば積層によって、プリント回路基板に被着される。代替的に、溶接可能な層は、金属層として構成されていてもよい。この金属層は、例えばスクリーン印刷またはいわゆるインクジェット法を用いて、プリント回路基板に被着可能である。
【００１２】
本発明の一構成によれば、回路支持体は、支持体要素に熱的に結合されていることが想定される。この目的のために、回路支持体は、例えば熱伝導性接着剤を用いて、支持体要素と、接着剤接続される。それにより、回路支持体からの廃熱は、直接支持体要素を介して実施可能になる。
【００１３】
本発明のさらなる構成によれば、プリント回路基板は、少なくとも１つの電気的接続要素を用いて、回路支持体と導電的に接続されていることが想定される。例えば、少なくとも１つの電気的接続要素は、ボンディングワイヤとして構成されている。
【００１４】
説明してきた電子コンポーネントを製造するための方法では、プリント回路基板が、それぞれ支持体要素と、カバー要素とに溶接される。
【００１５】
この方法は、特に媒体密、液密な内部空間を有する電子コンポーネントの製造を、簡単な形式で可能にし、それによって、複数の電子部品を備えた回路支持体が、例えば変速機オイルまたは金屑のような外的影響から保護されている。
【００１６】
この場合、この方法の一構成によれば、プリント回路基板は、それぞれ、支持体要素と、カバー要素とに、摩擦攪拌溶接および／またはレーザー溶接によって溶接されることが想定される。それにより、機械的に特に安定した溶接接続が形成可能である。
【００１７】
以下では、本発明を、図面に基づいてより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】従来技術による電子コンポーネントの概略的断面図
【図２】従来技術によるさらなる電子コンポーネントの概略的断面図
【図３】本発明による実施例での電子コンポーネントの概略的断面図
【００１９】
相互に対応する部品には、全ての図面において、同じ参照符号が付されている。
【００２０】
図１は、冒頭に述べた独国特許出願公開第１０２０１２２１３９１６号明細書において示されている電子コンポーネントＥを、断面図、特に縦断面図で示す。
【００２１】
この電子コンポーネントＥは、例えば自動車用の制御機器、例えば変速機制御機器であり、支持体要素１とカバー要素２とを含んでいる。
【００２２】
支持体要素１とカバー要素２との間の、電子コンポーネントＥの内部空間Ｉには、回路支持体３が配置されている。この回路支持体３は、１つの電気回路に統合されている複数の電子部品４を収容する。回路支持体３は、図示の実施例では、２つの電気的接続要素５を用いて、プリント回路基板６と導電的に接続されている。
【００２３】
その結果として、この公知の電子コンポーネントＥの図示の実施例では、縦軸ｚ方向で、プリント回路基板６と回路支持体３とがその上に載置されている支持体要素１を備えた層構造が生じている。この場合、回路支持体３と、プリント回路基板６の一部の区分とが、カバー要素２によって遮蔽されている。
【００２４】
以下では、図示の電子コンポーネントＥの構成要素をより詳細に説明する。
【００２５】
支持体要素１は、例えば金属製のベースプレート、例えばアルミニウムプレートであり、これは、回路支持体３およびプリント回路基板６を、一方の平面側に収容している。
【００２６】
回路支持体３は、例えば低温共焼成セラミックまたはマイクロプリント回路基板として構成され、支持体要素１と、接着剤Ｋ、例えば熱伝導性接着剤を用いて接続されている。この回路支持体３は、完全に、電子コンポーネントＥの内部空間内に配置されており、複数の電子部品４として、例えばキャパシタ、抵抗、収納されている半導体コンポーネントおよび／または収納されていない半導体コンポーネント等を含んでいる。それらは、当該回路支持体３と例えば接着および／またははんだ付けされている。
【００２７】
さらに、支持体要素１上に配置されているプリント回路基板６は、電気的に絶縁された基板、例えばエポキシ樹脂から形成されており、導電的導体線路６．１の少なくとも１つの層を有している。ここでの本発明による一実施例では、１つの導体線路６．１が例示的に示されている。代替的に、このプリント回路基板６は、機械的に可撓性に構成されていてもよい。
【００２８】
プリント回路基板６は、電子コンポーネントＥの内部空間内にも、外部空間内にも、配置されており、回路支持体３に類似して、さらなる接着剤Ｋ、例えば液状接着剤または接着テープを用いて、支持体要素１と素材結合的に、油密に接続されている。
【００２９】
プリント回路基板６は、外部空間と内部空間Ｉとの間で接続を形成している。回路支持体３の領域では、プリント回路基板６は、回路支持体３が配置される凹部を有している。
【００３０】
回路支持体３をプリント回路基板６と電気的に接続させるために、複数の電気的接続要素５が設けられており、これらは、図示の実施例では、それぞれボンディングワイヤとして実施されている。
【００３１】
回路支持体３上の複数の電子部品４ならびに電気的接続要素５を、外的影響、例えば変速機オイル、金屑など、およびその他の導電性の堆積物から保護するために、カバー要素２が設けられており、このカバー要素２は、さらなる接着剤Ｋを用いて、プリント回路基板６と素材結合的にかつ密閉的に接続される。
【００３２】
既に前述の独国特許出願公開第１０２０１２２１３９１６号明細書で説明されているように、プリント回路基板６、カバー要素２および接着剤Ｋの異なる熱膨張係数に基づいて、カバー要素２とプリント回路基板６との間で、接着剤接続の機械的ストレスが生じる。例えば、接着剤接続は、剪断応力にさらされるが、これは接着剤接続の障害につながる可能性がある。これによって、漏れが発生する可能性が生じ、そのため特に内部空間の気密な密封性がもはや保証できなくなる。
【００３３】
同様に前述の独国特許出願公開第１０２０１２２１３９１６号明細書から公知のさらなる電子コンポーネントＥが図２に示されている。
【００３４】
そのために図２は、さらなる電子コンポーネントＥを断面図で、特に縦断面で示す。
【００３５】
ここでは、図１に示された電子コンポーネントＥに比べて、カバー要素２が支持体要素１に接続される点で、層構造が変更されている。それにより、この支持体要素１は、ここでも凹部なしで連続的に構成され、回路支持体３を収容しているプリント回路基板６上に載置されている。換言すれば、図２に示されている実施例では、カバー要素２に対して、支持体要素１とプリント回路基板６との順序が入れ替わっている。
【００３６】
プリント回路基板６は、さらに、内部空間Ｉ内に配置された複数の電子部品４の接続の機能を外部空間にも提供すべきであるので、内部空間Ｉ内の回路支持体３からプリント回路基板６への相互連結が必要である。この目的のために、支持体要素１において、開口部が設けられ、この開口部が、複数の電子部品４とプリント回路基板６との電気的な接続を可能にする。ここでは電気的接続要素５が、この開口部を貫通してプリント回路基板６に案内される。
【００３７】
プリント回路基板６は、接着剤Ｋ、例えば液状接着剤または接着テープを用いて、支持体要素１と油密にかつ広域面に亘って接着されている。代替的に、カバー要素２および支持体要素１は、相互に溶接されてもよいし、あるいは接着剤化合物もしくはカプセル化化合物によって相互に結合されてもよい。
【００３８】
ここでは、支持体要素１とプリント回路基板６との間で順序が入れ替わることによって、カバー要素２の素材結合的な相互連結が、図１による実施例よりも機械的により安定して実施されている。
【００３９】
図１および図２で説明した公知の電子コンポーネントＥに比べて、さらに改善された内部空間Ｉの密封性ならびに改善された電子コンポーネントＥの温度制御に対して、本発明は、図３により詳細に示され、以下で説明するような電子コンポーネントＥを提案している。
【００４０】
図３は、本発明による電子コンポーネントＥの一実施例を、断面図、特に縦断面図で示す。
【００４１】
この電子コンポーネントＥは、従来技術に類似して、支持体要素１、カバー要素２、複数の電子部品４を備えた回路支持体３、およびプリント回路基板６を含んでおり、このプリント回路基板６は、電気的接続要素５を用いて、回路支持体３と導電的に接続されている。
【００４２】
この電子コンポーネントＥの構造は、図１に示されている構造に類似しており、この場合は、支持体要素１上に、プリント回路基板６および回路支持体３が配置されており、ここでは回路支持体３とプリント回路基板６の一区分とが、カバー要素２によって遮蔽される。
【００４３】
この支持体要素１は、図１に示されている実施例に比べてより僅かな（縦軸ｚ方向に延びる）材料厚さしか有していない。
【００４４】
ここでの実質的な違いは、カバー要素２が、プリント回路基板６と、接着ではなく、溶接されている点にある。さらに、プリント回路基板６は、支持体要素１に溶接されている。この目的のために、プリント回路基板６は、図１に示されている実施例に比べてより大きな（縦軸ｚ方向に延びる）材料厚さを有している。溶接接続のそれぞれの領域では、プリント回路基板６は、溶接可能な層６．２を有している。溶接方法として、摩擦攪拌溶接またはレーザー溶接が適している。
【００４５】
これらの溶接可能な層６．２は、例えば、金属層として構成されており、それらはスクリーン印刷を用いてプリント回路基板６上に被着可能である。この目的のために、はんだ付け可能なペーストが、プリント回路基板６の表面に被着される。このはんだ付け可能なペーストは、例えば、銀、銀合金、銅または銅合金を含むことが可能である。代替的に、溶接可能な層６．２は、それぞれ熱可塑性プラスチック層として構成されていてもよく、例えば、積層化によってプリント回路基板６上に被着されてもよいし、あるいはプリント回路基板６内に既に組み込まれていてもよい。
【００４６】
本発明による電子コンポーネントＥでは、カバー要素２および支持体要素１は、プリント回路基板６と液密かつ耐熱的に接続されている。ここでの溶接接続は、機械的ストレスに対しても非常に安定している。これにより、内部空間Ｉは、外的影響に対して最適に保護される。
【００４７】
さらに、回路支持体３は、支持体１に接着接続されている。それにより廃熱は、この支持体要素１を介して直接放出可能になる。接着接続のために、接着剤Ｋとして、好ましくは熱伝導性接着剤が使用される。
【符号の説明】
【００４８】
１      支持体要素
２      カバー要素
３      回路支持体
４      電子部品
５      電気的接続要素
６      プリント回路基板
６．１  導体線路
６．２  溶接可能な層
Ｅ      電子コンポーネント
Ｉ      内部空間
Ｋ      接着剤
ｚ      縦軸
【図１】
2018512724.tif 000003
【図２】
2018512724.tif 000004
【図３】
2018512724.tif 000005
【国際調査報告】
2018512724.tif 000006
2018512724.tif 000007
2018512724.tif 000008
2018512724.tif 000009
2018512724.tif 000010
2018512724.tif 000011