CN104145534B - 具有牺牲结构的控制设备 - Google Patents

Abstract

说明一种控制设备(100)。该控制设备(100)具有带导电结构(102)的衬底(101)、在衬底(101)上导电地安装的集成的电路设备(104)、和位于衬底(101)上的牺牲结构(108、108’)。牺牲结构(108、108’)被设计用于，当把集成的电路设备(104)从衬底(101)上拆除时不可逆转地被破坏。导电结构(102)具有至少一个在衬底上施加的印制导线。牺牲结构(108)由该印制导线的一个片段构成。构造连接集成的电路设备(104)、衬底(101)和印制导线的该片段的电绝缘的连接层(110)，借助该连接层(110)在拆除集成的电路设备(104)的情况下可破坏牺牲结构(108、108’)。此外描述一种具有控制设备的车辆以及一种用于识别对控制设备的操纵的方法。

Description

具有牺牲结构的控制设备

技术领域

本发明涉及一种控制设备。另外本发明涉及一种具有控制设备的车辆。此外本发明涉及一种用于识别对控制设备的操纵的方法。

本申请要求德国专利申请Nr.102011088216.2的优先权，由此通过参照接收它的公开内容。

背景技术

术语“调校(Tuning)”通常表示个别地改变一种设备(例如车辆)的外观、功率或者其他特性。特别在机动车、例如轿车和/或摩托车的情况下，喜欢个别地改变该机动车的各种组成部分。例如可以借助操纵车辆的发动机控制设备(ECU，engine control unit)提高该车辆的发动机功率。为此例如可以改变和/或更换和/或去除发动机控制设备的一个或者多个集成的电路设备。这类调校也称为芯片调校。该调校，特别是芯片调校，经常由未经该设备的制造商允许和/或发给执照的第三方执行。

然而一种设备的组成部分的每一次改变都能够影响所述设备被改变的组成部分和/或整个设备的期望寿命和/或可靠性。对控制设备的改变特别是能够影响被借助该控制设备控制的部件的期望寿命和/或可靠性。

通常对于制造商来说不存在阻止芯片调校的可能性——特别是当更换整个集成的电路设备时，虽然操纵可能强烈影响产品的可靠性。已知可以被用于保护设备的零件例如不受灰尘和/或空气湿气和/或机械超负荷的各种措施。为此可以在要保护的零件上涂敷密封材料和/或保护材料。然而该密封材料和/或保护材料可以被去除和重新涂敷，因此经常不能将允许的修理和不允许的操纵区分开来。

发明内容

本发明的任务在于，改进对控制设备的操纵的识别。

该任务通过独立权利要求的主题解决。本发明的有利的实施方式在从属权利要求中加以描述。

根据第一方面，说明一种控制设备，特别是发动机控制设备，其中该控制设备具有带导电结构的衬底、集成的电路设备和位于衬底上的牺牲结构。集成的电路设备被导电地安装在衬底上。牺牲结构设计用于，当把集成的电路设备从衬底上拆除时不可逆转地被破坏。

导电结构特别是具有至少一个在衬底上和/或内施加的印制导线。例如具有导电结构的该衬底可以是印刷电路板(printed circuit board，PCB)。但是该导电结构也可以具有管座，该管座适合于将集成的电路设备和/或处理器和/或微控制器可更换地安装在衬底上。

术语“集成的电路设备”在这里特别是理解为半导体器件。例如该集成的电路设备可以具有微芯片和/或微控制器和/或微处理器，特别是在外壳内。该集成的电路设备可以具有存储介质和/或与存储介质连接，在该存储介质内存储指令代码。在一种设计方案中该存储介质与微控制器和/或微处理器整体集成地构造，也就是说特别是在一整块硅载体内和/或上集成地构造。在一种设计方案中在该集成的电路设备内指令代码以一种适合的编程语言实现。

集成的电路设备可以如此安装，使得牺牲结构在集成的电路设备的下面和/或侧面设置。牺牲结构例如可以是由一种或者多种金属组成的装置。例如牺牲结构可以由铜和/或金和/或银和/或铝构成。牺牲结构例如可以是栅格和/或网和/或薄膜和/或鳞片状的装置。此外牺牲结构可以被涂敷在表面上。例如可以在表面上金属地和/或有机地涂敷该表面结构。特别是牺牲结构的表面上的涂层可以被设计为氧化保护。另外该涂层可以具有附着特性。

牺牲结构优选由至少一个在衬底上施加的印制导线的一个片段构成。具有构造为牺牲结构的片段的印制导线可以被设置用于电接触集成的电路设备。例如该印制导线连接到集成的电路设备的电连接端子上。

该至少一个印制导线的构造为牺牲结构的片段例如具有栅格状、网状或者梳状的外形，特别是在衬底的承载该印制导线的主面的俯视图内。该构造为牺牲结构的片段的构成栅格或者网或者梳的分段在一种适宜的设计方案中具有这样的横截面，该横截面相对于印制导线的与该片段邻接的另一片段的横截面减小，例如减小至少50％、优选减小75％或更多。

另外优选的是，控制设备具有电绝缘的连接层——例如树脂层，该连接层将集成的电路设备、衬底和印制导线的作为牺牲层构造的片段互相连接，并且 借助该连接层可以在拆除集成的电路设备的情况下破坏牺牲结构。特别是在集成的电路设备和至少一个印制导线的作为牺牲结构构造的片段之间借助该连接层建立的连接不可无破坏地松开。集成的电路设备与衬底的连接在此以有利的方式减小不经意损坏牺牲结构的危险，例如由于通过振动引起的对控制设备的机械负荷。

在许多现代的设备中，特别是在车辆的情况下，除控制功能外控制设备例如还具有有关安全的功能。如果在设备的组成部分和/或整个设备上出现损坏，则也许可能对该设备的制造商提出保修要求。特别是对控制设备的操纵可能引起对该设备的许多组成部分的损坏。特别是在更换集成的控制设备的情况下可能丧失控制设备的有关安全的功能。因此制造商的兴趣可能是，能够将对控制设备的不允许的操纵和/或改变与允许的改变区分开来。

所述控制设备的一个优点可能是，把对发动机控制设备的集成的电路设备执行的操纵的提示遗留在该发动机控制设备的衬底上。

在控制设备的一种设计方案中，电绝缘的连接层从集成的电路设备——特别是从集成的电路设备的外壳——在侧面在集成的电路设备旁边延伸到衬底上和印制导线的作为牺牲结构构造的片段上。在该设计方案中连接层在安装了集成的电路设备后能够被特别简单地施加。在可替换的设计方案中电绝缘的连接层和牺牲结构在衬底——特别是衬底的承载集成的电路设备的主面——的俯视图中被集成的电路设备覆盖。在该设计方案中集成的电路设备特别不容易被拆除而不破坏牺牲结构。

在控制设备的一种设计方案中，至少一个印制导线至少部分地被漆层覆盖，特别是被用阻焊漆组成的漆层覆盖。该漆层具有开口，借助该开口印制导线的作为牺牲结构构造的片段被露出。在一种扩展中该连接层至少部分地填充漆层的该开口，使得连接层在该开口内邻接衬底和印制导线的作为牺牲结构构造的片段。

根据一种实施方式，如此设计牺牲结构，使得在牺牲结构被破坏的情况下遗留一个标记，特别是可视觉地和/或电气地和/或触觉地察觉的标记。

特别有利地可能是，可视觉地和/或电气地和/或触觉地察觉的标记能够被良好地察觉。例如该标记已经能够用裸眼察觉。另一种可能性可以是，该标记可以借助电测量被察觉。特别是可视觉地和/或电气地和/或触觉地察觉的标记可以 使得能够客观地和简单地确定对控制设备的操纵。

根据另一种实施方式，牺牲结构如此构造，使得在牺牲结构被破坏的情况下发生控制设备的功能的丧失。例如在至少一个印制导线的作为牺牲结构构造的片段被破坏的情况下可能中断至集成的电路设备的信号导线。

特别是可以借助控制设备的功能的丧失明确地和以简单的方式方法显示由未允许的第三方对控制设备的操纵。例如该丧失可能涉及整个控制设备的功能，使得例如该设备不再能够作用。如果所述控制设备例如涉及车辆的发动机控制设备，则该控制设备的功能的丧失可能意味着，该车辆不再能够起动。另一种可能性是，该丧失涉及控制设备的控制片段的功能。这例如可以借助诊断设备读取和/或借助控制灯显示。

根据另一种实施方式，所述连接层将牺牲结构的至少一部分与集成的电路设备的一部分连接。

所述连接层特别是可以安装在集成的电路设备的至少一个侧面下方和/或上。另外该连接层也可以安装在整个集成的电路设备的上方和/或下方。该连接层例如可以具有固体材料或者由固体材料组成。该固体材料例如可以是脆性的或者是弹性的。此外连接层可以是——至少在该连接层的制造期间是——液体的材料。该液体的材料能够以适宜的方式被固化；例如是树脂，例如环氧树脂或者硅树脂。

在一种设计方案中所述连接层具有附着特性，特别是所述连接层具有粘接剂和/或树脂。例如连接层和牺牲结构之间的附着力高于衬底和牺牲结构之间的附着力。连接层的材料的附着力特别是被这样选择，使得在从衬底拆除集成的电路设备时牺牲结构的至少一部分被破坏。

特别是可以也为其他的目的使用由具有附着特性的材料组成的连接层。例如一种其他的目的可以是互相粘接两个零件，特别是粘接集成的电路设备与衬底。此外一种其他的目的可以是零件的密封。

根据另一种实施方式，连接层的材料是有机材料。

特别是可以也为其他的目的使用该材料，例如有机材料。例如该材料或者有机材料可以是粘接剂。

根据另一种实施方式这样选择连接层的材料的附着力，使得在从衬底拆除集成的电路设备时牺牲结构的至少一部分被破坏。

从而能够以简单的方式方法有利地保证，只要从衬底拆除集成的电路设备牺牲结构就会被破坏。

根据另一个方面说明一种车辆，其具有根据一个方面所述的控制设备。

特别是该控制设备可以是所述车辆的发动机控制设备。

根据另一个方面说明一种用于识别对控制设备的操纵的方法，其中该方法具有：提供具有导电结构的衬底；提供在衬底上导电地安装的集成的电路设备；提供位于衬底上的牺牲结构，该牺牲结构被设计用于当把集成的电路设备从衬底上拆除时不可逆转地被破坏；和检验牺牲结构的状态以便识别对控制设备的操纵。根据牺牲结构的状态的检验能够根据牺牲结构的不可逆转的破坏识别对控制设备的操纵。牺牲结构的状态的检验例如包括测量具有作为牺牲结构构造的片段的印制导线的电导率。该测量例如可以由集成的电路设备执行。

在一种适宜的设计方案中，所述方法包括构造电绝缘的连接层，该连接层连接集成的电路设备、衬底和印制导线的作为牺牲结构构造的片段，并且借助该连接层在拆除集成的电路设备的情况下可破坏牺牲结构。

应该指出，参照不同的发明主题描述了本发明的实施方式。特别是使用设备权利要求描述本发明的一些实施方式，使用方法权利要求描述本发明的另外的实施方式。然而对于专业人员来说，通过本申请的教导立即明了，只要未明确地另外说明，除了属于一类发明主题的特征的组合之外，属于不同类型的发明主题的特征的任意一种组合也是可能的。

具体实施方式

本发明的另外的优点和特征从下面结合附图描述的示例性的实施例中产生。

图1以示意的俯视图示出根据第一实施例的控制设备在其制造的一个阶段期间。

图2以示意的俯视图示出根据第一实施例的完成的控制设备。

图3以示意的俯视图示出用于根据另一个实施例的控制设备的具有导电结构的衬底。

图4示出图1的示意的俯视图的一个片段。

应该指出，不同实施例的相同的或者功能相同的特征或者部件具有相同的附图标记。为避免不需要的重复已经根据前面描述的实施方式阐述的特征或者 部件在后面就不再详细阐述。

此外应该指出，下面描述的实施例仅表示对本发明的可能的实施变体的限制的选择。特别是可以以适合的方式互相组合各个实施例的特征，使得对于专业人员来说使用在这里明确表示的实施变体把许多不同的实施方式视为明显的公开。

具体实施方式

图1示出根据第一实施例的控制设备100在其制造的一个阶段期间的示意的俯视图。

控制设备100具有带导电结构102的衬底101。该导电结构在本例中由多个在衬底101上施加的印制导线103构成。具有印制导线103的衬底101例如表示电路板，例如印刷电路板。

具有导电结构102的衬底101另外具有牺牲结构108。牺牲结构108在本例中由印制导线103之一的一个片段构成。该印制导线的作为牺牲结构108构造的片段在本实施例中具有栅格状的结构。换句话说它由分段109组成，这些分段与在邻接作为牺牲结构108构造的片段的另外的片段中的印制导线103相比，分别具有至少减小50％的横截面。

图4示出，印制导线在本实施例中被用由阻焊剂组成的漆层105覆盖，其中至少用于连接集成的电路设备104的连接面被露出。漆层105在其他处为更好地表示而省略。

漆层105具有开口1050，使得作为牺牲结构构造的印制导线片段108大部分或者全部未由漆层105覆盖。该印制导线片段可以在侧面在周围由漆层105包围。

在衬底101上借助钎焊连接106导电地安装集成的电路设备104。借助钎焊连接106该集成的电路设备104也导电地与印制导线103连接。在此牺牲结构108在衬底101的主面的俯视图内在侧面被设置在集成的电路设备104旁边。

图2示出第一实施例的完成的控制设备100。

连接层110连接牺牲结构108的一部分与集成的电路设备104的一部分。在此连接层110在衬底101的主面的俯视图内部分地覆盖集成的电路设备104并且在那里邻接集成的电路设备104。从那里连接层110在侧面延伸到集成的电路设备104的旁边，使得该连接层至少部分地填充开口1050并且在该开口内邻 接衬底101和邻接印制导线103的作为牺牲结构构造的片段108。特别是在此连接结构110的材料和牺牲结构108之间的附着力比衬底101和牺牲结构108之间的附着力高。

图3示出根据另一个实施例的控制设备100的具有导电结构102的衬底101的示意的俯视图。在衬底101上导电地安装的集成的电路设备104为简化表示而被省略。代之为在本例中正方的、由集成的电路设备104覆盖的用附图标记104’表示的安装区域。

在本实施例中印制导线103中的一些在衬底的表面101上延伸，其他的至少部分地在衬底101内延伸。具有导电结构102的衬底101在本例中例如涉及多层的电路板。

在第一实施例中钎焊连接106至少部分地在侧面被设置在集成的电路设备104的基体——特别是外壳——旁边，而钎焊连接位置106在本例中在衬底101的主面的俯视图中由集成的电路设备104的基体或者外壳覆盖。部分地在衬底101内延伸的印制导线103的电连接位置适宜地在安装区域104’内被引导在衬底101的外表面——特别在主面——上。

衬底101具有多个牺牲结构108，它们被设计用于当把集成的电路设备104从衬底301上拆除时被不可逆转地破坏。和在第一实施例的情况一样，牺牲结构108分别由导电结构102的印制导线103的片段构成。这些片段在本例中由多个分段109这样组成，使得它们具有梳状的外形。

一些作为牺牲结构构造的片段108在侧面被设置在在安装区域104’的旁边并从而在侧面被设置在集成的电路设备104的旁边。在本例中它们被设置在俯视图中为矩形的、特别是正方形的电路设备104的四个角的旁边。和在第一实施例的情况一样，连接层110从集成的电路设备104的上侧在该上侧旁边延伸到阻焊漆层105的相应开口1050内，以便在那里建立至相应牺牲结构108和衬底101的连接。这点示例地在图3的左上角表示。

连接层110的材料连接牺牲结构108的一部分与集成的电路设备104的一部分。特别是如此选择连接层110的材料的附着力，使得在从衬底101拆除集成的电路设备104时牺牲结构108的至少一部分被破坏。

替换或者附加地，可以设置印制导线103的作为牺牲结构构造的片段108’，该片段108′在安装区域104’内设置，使得该片段108’在衬底101的具有安装区 域104’的主面的俯视图中由集成的电路设备104覆盖。和在电路设备104的侧面设置的牺牲结构108的情况一样，控制设备100适宜地具有连接层110，其连接集成的电路设备104与牺牲结构108’和衬底101。在这种情况下连接层110可以完全由集成的电路设备104覆盖。具有这样设置的牺牲结构108’的控制设备特别不容易被操纵而不破坏牺牲结构108’。

作为补充需要指出，词语“具有”不排除其他的元件或者步骤，词语“一个”不排除多个。权利要求中的附图标记不视为限制。

Claims (12)

1.控制设备（100），具有

带导电结构（102）的衬底（101）；

在所述衬底（101）上导电地安装的集成的电路设备（104）；和

位于所述衬底（101）上的牺牲结构（108、108’），该牺牲结构被设计用于，当把所述集成的电路设备（104）从所述衬底（101）上拆除时不可逆转地被破坏，其中，

- 所述导电结构（102）具有至少一个在所述衬底上施加的印制导线（103），

- 所述牺牲结构（108、108’）由所述印制导线（103）的一个片段构成，和

- 构造将所述集成的电路设备（104）、所述衬底（101）和所述印制导线（103）的该片段连接的电绝缘的连接层（110），借助该电绝缘的连接层（110）在拆除所述集成的电路设备（104）的情况下能破坏所述牺牲结构（108），

其中所述印制导线（103）部分地由漆层（105）覆盖，并且所述漆层（105）具有开口（1050），借助该开口（1050）露出所述印制导线（103）的作为牺牲结构（108、108’）构造的片段，

其中所述电绝缘的连接层（110）具有附着特性，使得所述连接层（110）和所述牺牲结构（108、108’）之间的附着力高于所述衬底（101）和所述牺牲结构（108、108’）之间的附着力。

2.根据权利要求1所述的控制设备（100），其中所述印制导线（103）的作为牺牲结构（108、108’）构造的片段具有栅格状、网状或者梳状的外形。

3.根据上述权利要求之一所述的控制设备（100），其中所述电绝缘的连接层（110）部分地覆盖所述集成的电路设备（104），从所述集成的电路设备（104）在侧面在该集成的电路设备（104）旁边延伸到所述衬底（101）上和所述印制导线的作为牺牲结构构造的片段上。

4.根据权利要求1至2之一所述的控制设备（100），其中所述电绝缘的连接层和所述牺牲结构（108’）在所述衬底（101）的俯视图内由所述集成的电路设备（104）覆盖。

5.根据权利要求1所述的控制设备（100），其中所述连接层（110）至少部分地填充所述漆层（105）的所述开口（1050），使得所述连接层（110）在该开口（1050）内邻接所述衬底（101）和所述印制导线（103）的作为牺牲结构（108、108’）构造的片段。

6.根据权利要求1至2之一所述的控制设备（100），其中所述牺牲结构（108、108’）被设计为，使得在所述牺牲结构（108）被破坏的情况下遗留一个标记，特别是可视觉地和/或电气地和/或触觉地察觉的标记。

7.根据权利要求1至2之一所述的控制设备（100），其中所述牺牲结构（108、108’）被设计用于，使得在所述牺牲结构（108、108’）被破坏的情况下发生所述控制设备（100）的功能的丧失。

8.根据权利要求1至2之一所述的控制设备（100），其中所述连接层（110）具有有机材料或者由有机材料组成。

9.根据权利要求1至2之一所述的控制设备（100），其中所述集成的电路设备（104）具有存储介质以及与该存储介质整体集成地构造的微控制器和/或微处理器。

10.车辆，具有根据上述权利要求之一所述的控制设备（100）。

11.用于识别对控制设备（100）的操纵的方法，其中该方法具有：

提供具有导电结构（102）的衬底（101），该导电结构（102）具有至少一条在所述衬底（101）上施加的印制导线（103）；

提供在所述衬底（101）上导电地安装的集成的电路设备（104）；和

提供位于所述衬底（101）上的牺牲结构（108、108’），该牺牲结构由所述印制导线的一个片段构成并且被设计用于，当把所述集成的电路设备（104）从所述衬底（101）上拆除时不可逆转地被破坏，其中所述印制导线（103）部分地由漆层（105）覆盖，并且所述漆层（105）具有开口（1050），借助该开口（1050）露出所述印制导线（103）的作为牺牲结构（108、108’）构造的片段；

构造电绝缘的连接层（110），该电绝缘的连接层（110）连接所述集成的电路设备（104）、所述衬底（101）和所述印制导线（103）的作为牺牲结构（108、108’）的片段，并且借助该电绝缘的连接层（110）在拆除所述集成的电路设备（104）的情况下能破坏所述牺牲结构（108、108’）；和

检验所述牺牲结构（108、108’）的状态以便识别对所述控制设备（100）的操纵，

其中所述电绝缘的连接层（110）具有附着特性，使得所述连接层（110）和所述牺牲结构（108、108’）之间的附着力高于所述衬底（101）和所述牺牲结构（108、108’）之间的附着力。

12.根据权利要求11所述的方法，其中对所述牺牲结构（108、108’）的状态的检验包括测量所述印制导线的电导率。