CN106470528A - 尤其用于传动机构控制模块的电子的结构组件 - Google Patents

Abstract

对于尤其用于传动机构控制模块的电子的结构组件（1），其包括至少一个承载电路板（2）、至少两个机械地紧固在所述承载电路板（2）的装配侧部（3）上的带有至少两个导电地与承载电路板（2）相连的接头（6、7）、即第一接头（6）和第二接头（7）的陶瓷电容器（5），建议的是，第一陶瓷电容器（5）的接头（6、7）至少之一经过至少一个具有导体线路（11）的触接电路板（10）与第二陶瓷电容器（5）的两个接头（6、7）之一以及与所述承载电路板（2）导电地相连。

Description

尤其用于传动机构控制模块的电子的结构组件

技术领域

本发明涉及一种具有根据本发明的特征的、尤其用于传动机构控制模块的电子的结构组件。

背景技术

在机动车技术中，使用在传动机构上安装的电子的控制模块以用于进行传动机构操控。控制模块的电路板能够具有执行器、传感器、插头、至少一个封装的控制器（TCU，Transmission Control Unit）和其他的组件。在此，将电容器作为在电路板上的组件得到了特别的意义。电容器在电路板上的常用的连接布置方式在于：电容器的接头与电路板的导体线路的接头钎焊。由此，电容器导电地并且机械地与电路板相连。电容器与其它的电容器或其它的电的或电子的组件的连接经过电路板的导体线路来进行。通过电路板的温度改变或振动运动，能够通过所述钎焊部位（所述电容器经过所述钎焊部位与电路板钎焊）将拉力、压力和剪力从电路板传输到电容器。在功率电子装置中，因此通常采用具有相对于这样的负载很高的稳定性的电容器，例如电解电容器（Eikos）。

发明内容

根据本发明建议了一种尤其用于传动机构控制模块的电子的结构组件。该结构组件包括至少一个承载电路板、至少两个机械地紧固在所述承载电路板的装配侧部上的带有至少两个接头（导电地与承载电路板相连的第一接头和第二接头）的陶瓷电容器。根据本发明，第一陶瓷电容器的接头中的至少一个经过至少一个具有导体线路的触接电路板与第二陶瓷电容器的两个接头之一以及与所述承载电路板导电地相连。

发明优势

相对于现有技术，根据本发明的电子的结构组件具有的优点是，通过所述电容器至承载电路板的借助触接电路板进行的电的连接，不再需要电容器的每个接头的通过在承载电路板处的硬的钎焊部位进行的直接的连接。从而，能够在承载电路板中通过触接电路板有利地平衡例如通过温度改变或振动运动所产生的拉力、压力和剪力。由此，所述力不传输到电容器并且所述电容器由此不经受特别的机械负载。由此，作为在根据本发明的电子的结构组件中的电容器有利地也能够采用这样的电容器，该电容器的特征不在于相对于机械负载的尤其高的稳定性。由此，能够有利地也在热负载的环境中采用陶瓷电容器，例如相对于机械负载敏感并且易碎的陶瓷的多层电容器（MLCC）。这样的陶瓷电容器相对于其它的电容器的特征在于，该陶瓷电容器有利地需要小的结构空间。从而，陶瓷电容器在电路板上的使用能够有利地减小整个对于电路板所需的结构空间。

本发明的另外的有利的设计方案和改型方案通过在优选实施例和其它实施例中给出的特征来实现。

尤其有利地，至少两个陶瓷电容器分别具有带有两个彼此背离的端面和一个或多个将所述端面相连的侧面的本体，其中，第一接头和第二接头构造为在陶瓷电容器的彼此背离的端面处的面触头，并且陶瓷电容器的纵轴线通过垂直地走向通过所述端面的直线来定义。尤其有利地，至少一个触接电路板垂直于所述直线指向。这具有的优点在于，电子的结构组件由此能够尤其简单地、紧凑地和清楚地造型并且能够在花费上有利地和简单地通过标准方法来生产。

尤其有利地，承载电路板的材料和触接电路板的材料具有彼此匹配的热膨胀系数。如果热膨胀系数彼此匹配，则有利地能够实现的是，承载电路板和触接电路板在温度改变时彼此相对地如此地延展，使得没有额外的机械负载通过在承载电路板和触接电路板之间产生的拉力、压力或剪力传输到陶瓷电容器上。这具有的优点在于，至陶瓷电容器上的机械负载被减少。

尤其有利地简单地，通过以下方式能够实现承载电路板的触接电路板的热膨胀系数的匹配，即承载电路板和触接电路板部分地或完全地由相同的材料制成并且由此具有相同的热膨胀系数。在温度改变时，由此有利地承载电路板和触接电路板的空间的延展也以相同的尺度改变，从而通过所述温度改变不将额外的机械负载施加至陶瓷电容器。

能够进一步通过以下方式减小施加在陶瓷电容器上的机械负载，即承载电路板和/或触接电路板构造为柔性电路板。所述电路板由此有利地能够运动、能够弯曲并且在某种限度中能够稍微延展并且由此能够有利地用作缓冲部并且平衡在承载电路板或触接电路板中例如通过温度改变或振动运动所产生的拉力、压力和剪力，从而这些力不传输到陶瓷电容器，并且这些陶瓷电容器由此有利地免受额外的负载。

尤其有利地，至少两个陶瓷电容器彼此并联，并且构造在陶瓷电容器处的第一接头彼此地和/或构造在陶瓷电容器处的第二接头彼此地通过至少一个触接电路板的导体线路彼此导电地相连。从而能够通过并联的电容器实现有利地高的总电容量并且同时避免：在承载电路板中例如通过温度改变或振动运动所产生的拉力、压力或剪力传输到所述电容器。

尤其有利地，至少一个触接电路板具有至少一个触接部位，在该触接部位处，触接电路板与连接元件导电地接触，其中，所述连接元件与承载电路板导电地相连并且优选地布置在所述承载电路板上。由此，触接电路板能够经过连接元件有利地简单地与承载电路板导电地相连。连接元件能够就此例如也有利地桥接在承载电路板和触接电路板之间的间距并且实现了陶瓷电容器在承载电路板上的几何布置的高的自由度。

至陶瓷电容器的机械负载能够有利地进一步通过以下方式减小，即连接元件弹簧弹性地构造。所述连接元件由此是柔性的并且由此能够有利地用作缓冲部并且平衡在承载电路板中例如通过温度改变或振动运动所产生的拉力、压力和剪力，从而这些力有利地不传输到陶瓷电容器，并且这些陶瓷电容器由此有利地免受额外的机械负载。

在尤其有利的实施例中，触接电路板包括多个导体线路，在所述导体线路处，陶瓷电容器的各一个接头在接头部位处与导体线路导电地相连，其中，导体线路在共同的触接部位处联合地与所述连接元件共同地电地接触，并且其中，从触接部位至相应的接头部位的触接电路板的至少两个任意的导体线路具有相同的长度。

从而，从触接部位至相应的接头部位的带有相同的长度的导体线路也具有相同的欧姆电阻和相同的交流电阻，这例如在缓冲电容器或抗干扰电容器中能够证实为大的优点。在相同长度尤其由此相同电阻的导体线路中，经连接的电容器也能够相同强度地负载并且相应于此地相同速度地老化，这能够导致总系统的寿命的最大化。

尤其有利地，至少两个陶瓷电容器借助粘合涂层与承载电路板机械地相连。所述粘合涂层用作有利地在花费上有利的和简单的介质，以用于将陶瓷电容器与承载电路板机械地相连。

附图说明

本发明的实施例被展示在附图中并且在下文的说明书中被具体地阐释。图示：

图1示出了对根据本发明的电子的结构组件的第一实施例的顶视图，

图2示出了对根据本发明的电子的结构组件的第一实施例的正视图，

图3示出了对根据本发明的电子的结构组件的第一实施例的侧视图，

图4示出了对根据本发明的电子的结构组件的第二实施例的顶视图，

图5示出了对根据本发明的电子的结构组件的第三实施例的顶视图，

图6示出了对根据本发明的电子的结构组件的第二和第三实施例的正视图，

图7示出了对根据本发明的电子的结构组件的第二和第三实施例的侧视图，

图8示出了在根据本发明的电子的结构组件的第二和第三实施例中的陶瓷电容器的连接的示意性展示，

图9示出了在根据本发明的电子的结构组件的第二实施例中和在根据本发明的电子的结构组件的第三实施例中使用的触接电路板的示意性展示，

图10示出了对根据本发明的电子的结构组件的第四实施例的顶视图，

图11示出了在根据本发明的电子的结构组件的第四实施例中的陶瓷电容器的连接的示意性展示，

图12示出了对根据本发明的电子的结构组件的第五实施例的顶视图，

图13示出了对根据本发明的电子的结构组件的第六实施例的顶视图，

图14示出了对根据本发明的电子的结构组件的第七实施例的顶视图，

图15示出了对根据本发明的电子的结构组件的第七实施例的正视图，

图16示出了对根据本发明的电子的结构组件的第七实施例的侧视图，

图17示出了在根据本发明的电子的结构组件的第七实施例中的陶瓷电容器的连接的示意性展示。

具体实施方式

图1示出了对根据本发明的电子的结构组件1的第一实施例的顶视图。在该实施例中，两个陶瓷电容器5与各两个接头6、7也即各一个第一接头6和第二接头7布置在承载电路板2上。两个陶瓷电容器5的第一接头6和两个陶瓷电容器5的第二接头7经过各一个触接电路板10彼此导电地相连。

陶瓷电容器5至少部分地由陶瓷制成并且能够例如构造为陶瓷的多层电容器（MLCC）。所述陶瓷电容器例如相对于机械负载是敏感的，该机械负载例如通过在承载电路板2中的通过温度改变或振动运动所产生的拉力、压力和剪力能够产生。陶瓷电容器5例如具有各一个带有两个彼此背离的端面14的本体9。端面14在该实施例中经过四个侧面16彼此相连，从而在该实施例中，陶瓷电容器5具有带有矩形的端面14的方形的形状。陶瓷电容器5当然也能够具有其它的形状并且例如柱筒状地构造，从而两个圆面作为端面14通过管状的侧面16彼此相连。在该实施例中，陶瓷电容器5的端面14彼此背离。第一接头6和第二接头7在该实施例中构造为在陶瓷电容器5的端面14处的面触头。

陶瓷电容器5例如布置在承载电路板2上并且在图1中通过两个触接电路板10彼此导电地相连。触接电路板10与承载电路板2的电连接在第一实施例中未示出。承载电路板2和触接电路板10就此是两个电路板，其中，在本发明的框架中，将电路板理解为板状的元件，该元件能够用作电子的结构、例如导体线路、连接触头等的载体。在此实施例中，所述电路板例如指的是在FR4实施方案或更高级的实施方案中的电路板，也即例如指的是由玻璃纤维强化的环氧树脂形成的电路板。所述电路板当然也能够例如是HDI电路板（HighDensity Interconnect高密度互连电路板）、LTCC（低温共烧陶瓷）、柔性电路板（FPC=柔性印刷电路板）或其它合适的电路板。尤其有利地，触接电路板10能够构造为柔性电路板。构造为柔性电路板的触接电路板10能够就此例如也由与承载电路板2相同的材料制成。从而，能够例如将非柔性和刚性的在FR4实施方案中的承载电路板2与柔性的触接电路板10组合，该触接电路板的核心由例如二十微米至二百微米的厚的FR4材料制成。在这样的柔性的触接电路板10中，能够将例如铜导体线路安设到例如二十微米至二百微米的厚的核心上。不被接触的铜区域能够例如被阻焊剂覆盖。原则上，也能够使用设有导体线路的聚酰亚胺膜、聚酰胺膜或缆线作为柔性的触接电路板10。

在第一实施例中，陶瓷电容器5的接头6、7通过两个触接电路板10彼此导电地相连。触接电路板10在第一实施例中垂直于陶瓷电容器5的纵轴线指向。在此，纵轴线被定义为直线G，该直线垂直地走向通过相应的陶瓷电容器5的端面14。陶瓷电容器5的接头6、7在该实施例中构造为面触头并且利用触接电路板10的导体线路11的各一个接头部位15与导体线路11导电地相连。所述导电的连接部就此例如是钎焊连接部。

图2示出了对根据本发明的电子的结构组件1的第一实施例的正视图。触接电路板10和承载电路板2在该实施例中由带有匹配的热膨胀系数的材料制成。在本申请的情景中，将彼此匹配的热膨胀系数理解为这样的热膨胀系数，该热膨胀系数彼此以至多百分之十不同，尤其以至多百分之五不同，优选地尤其以至多百分之一不同。触接电路板10和承载电路板2能够就此例如也部分地或完全地由相同的材料制成，以便具有彼此匹配的膨胀系数。由此，触接电路板10和承载电路板2在此实施例中在温度改变时具有彼此匹配的热膨胀，并且由此没有通过触接电路板10和承载电路板2的不同的热膨胀进行的机械负载施加至陶瓷电容器5。

图3示出了对根据本发明的电子的结构组件1的第一实施例的侧视图。陶瓷电容器5在该实施例中经过各一个粘合涂层8紧固在承载电路板2上。粘合涂层8就此能够在经硬化的状态中例如材料配合地附着在承载电路板2处以及陶瓷电容器5的本体9处。粘合涂层8在这里例如如此地构造，使得通过陶瓷电容器5的和承载电路板2的不同的热膨胀也不能够导致陶瓷电容器5的张紧并且由此不导致陶瓷电容器5的额外的机械负载。在该实施例中，这通过以下方式实现，即例如至少部分地布置在陶瓷电容器5和承载电路板2之间的粘合涂层8例如尽可能小面积地构造。由此，在该实施例中，陶瓷电容器5机械地紧固在承载电路板2处，但是不全表面地与该承载电路板相连，从而在承载电路板2中例如通过温度改变或振动运动所产生的拉力、压力或剪力不被传输到陶瓷电容器5上。粘合涂层8能够例如有利地也不处于与在该实施例中构造为面触头的接头6、7的直接的接触中。陶瓷电容器5能够当然也通过其它的紧固件紧固在承载电路板2处。此外，在该实施例中，正如在图3中所示的那样，触接电路板10如此地与承载电路板2间隔，使得在承载电路板2中产生的拉力、压力和剪力不能够传输到触接电路板10并且由此不能够传输到陶瓷电容器5上。

图4示出了对根据本发明的电子的结构组件1的第二实施例的顶视图。不同于第一实施例，第二实施例的电子的结构组件1包括四个陶瓷电容器5，该陶瓷电容器机械地紧固在承载电路板2上并且经过触接电路板10彼此间地并且与承载电路板2导电地相连。陶瓷电容器5例如经过在图4中未示出的触接电路板10的导体线路11的连接部位15导电地相连。触接电路板10在该实施例中具有触接部位12，该触接电路板在该触接部位处与布置在承载电路板2上的并且与承载电路板2导电地相连的连接元件13导电地相连。连接元件13在该实施例中构造为销钉。为了减小从在承载电路板2中产生的拉力、压力和剪力到陶瓷电容器5上的传输，连接元件13能够例如也弹簧弹性地构造。正如在图5中借助根据本发明的电子的结构组件的第三实施例所展示的那样，在不同的连接元件13之间能够布置将连接元件13彼此绝缘的连接块19。在在图4中和在图5中展示的实施例中，四个陶瓷电容器5例如彼此平行地并且彼此间隔地布置在承载电路板2上。触接电路板10在该实施例中垂直于直线G指向，该直线垂直地走向通过陶瓷电容器5的端面14并且定义了陶瓷电容器5的纵轴线。陶瓷电容器5的接头6、7在此实施例中再者构造为面触头并且与导体线路11的各一个接头部位15导电地相连。在触接电路板10和陶瓷电容器5之间的并且在触接电路板10和连接元件13之间的导电的连接部能够就此例如是钎焊连接部。四个陶瓷电容器5在第二和第三实施例中（正如在图8中在示意的电路图中所示那样）例如并联。它们能够分别按照相应的用途的要求当然也以任意的其它的方式彼此相连。陶瓷电容器5在第二和第三实施例中（正如在图6中所示那样）布置在承载电路板2的装配侧部3上并且机械地例如通过各一个粘合涂层8紧固在该装配侧部上。粘合涂层8就此例如正如在图7中所示那样在承载电路板2的装配侧部3处并且在相应的陶瓷电容器5的本体9处材料配合地附着。在此，粘合涂层8例如如此地构造，使得该粘合涂层例如不与陶瓷电容器5的接头6、7处于直接的接触中并且由此在承载电路板2中例如通过温度改变或振动运动所产生的拉力、压力或剪力仅最小地被传输到陶瓷电容器5上。为了进一步减小从承载电路板2至陶瓷电容器5施加的负载，粘合涂层8能够例如也尽可能小面积地构造。

触接电路板10和承载电路板2例如由带有彼此匹配的热膨胀系数的材料制成，从而它们在温度改变时经受彼此匹配的热膨胀，并且由此没有额外的负载通过张紧而施加至陶瓷电容器5。

在图9中示意展示了用于在第二实施例中或在第三实施例中使用的触接电路板的示例。触接电路板10包括例如四个导体线路11，在该导体线路处，陶瓷电容器5的各一个接头6、7在接头部位15处能够与导体线路11之一导电地相连。在此，四个导体线路11能够例如在共同的触接部位12处联合地与连接元件13共同地电接触。触接电路板10的所述四个导体线路11就此具有例如从触接部位12至相应的连接部位15的相同的长度。由此，能够通过使用用于陶瓷电容器5的导电的触接的触接电路板10，在陶瓷电容器5在承载电路板2上的任意的空间的布置方式中，通过导体线路11在触接电路板10上的针对性的导引来实现导体线路11彼此间的期望的长度比例。例如，能够从而实现导体线路11的相同的长度并且由此相同的电感。

图10示出了对根据本发明的电子的结构组件1的第四实施例的顶视图。图11示出了从属于此的示意的电路图。在第四实施例中，陶瓷电容器5经过触接电路板10彼此并联。触接电路板10经过例如构造为针的四个连接元件13与承载电路板2导电地相连。在该实施例中，实现了陶瓷电容器5在承载电路板2上的尤其紧凑的布置方式，在该布置方式中，陶瓷电容器5彼此平行布置并且部分地彼此地在陶瓷电容器5的侧面16处处于直接的接触中。从而能够例如实现电子的结构组件1的尤其高的稳定性和紧凑的结构形式。

为了将陶瓷电容器5和钎焊部位相对于包围的侵蚀的介质和机械负载进行保护，能够使用填料17填满在陶瓷电容器5之间的中间室。这在图13中借助根据本发明的电子的结构组件的第六实施例来展示。这种填料能够正如借助根据本发明的电子的结构组件在图12中所示那样的第五实施例将电容器也例如在所有的方向上除了相应的电的和机械的连接部位之外进行包围。

图14示出了对电子的结构组件的第七实施例的顶视图。图15示出了对根据本发明的电子的结构组件1的第七实施例的正视图。图16示出了对根据本发明的电子的结构组件1的第七实施例的侧视图。正如在先前的实施例中那样，陶瓷电容器5在第七实施例中也具有各一个带有两个彼此背离的端面14和四个将端面14相连的侧面16的本体9。第一接头6和第二接头7在第七实施例中也构造为在陶瓷电容器5的彼此背离的端面14处的面触头。不同于先前的实施例，陶瓷电容器5在此实施例中相对于承载电路板2如此地布置，使得陶瓷电容器5的纵轴线（该纵轴线被垂直地走向通过端面14的直线G定义）垂直于承载电路板2定向。在此，例如构造为在陶瓷电容器5的端面14处的面触头的接头6、7例如经过钎焊连接部直接地在钎焊部位18处导电地与承载电路板2接触并且同时机械地与该承载电路板相连。通过接头6、7与所述承载电路板2的这种直接的连接，在该实施例中，能够例如通过粘合涂层8省去额外的机械连接。此外，能够仅例如每个电容器的接头6、7导电地例如经过钎焊连接部在另外的钎焊部位18处与仅一个触接电路板10相连。在此，这种触接电路板10能够例如平行于承载电路板2布置并且对置于该承载电路板。在第七实施例中，连接元件13构造为导电的块，该块与承载电路板2并且与触接电路板10例如钎焊。在该实施例中，触接电路板10例如构造为柔性电路板，从而例如在承载电路板2中产生的力和应力能够通过所述柔性的触接电路板10平衡。

当然，另外的实施例和所表明的这些实施例的混合形式也是有可能的。

Claims (10)

1.尤其用于传动机构控制模块的电子的结构组件（1），包括至少一个承载电路板（2）、至少两个机械地紧固在所述承载电路板（2）的装配侧部（3）上的带有至少两个导电地与承载电路板（2）相连的接头（6、7）即第一接头（6）和第二接头（7）的陶瓷电容器（5），

其特征在于，第一陶瓷电容器（5）的接头（6、7）至少之一经过至少一个具有导体线路（11）的触接电路板（10）与第二陶瓷电容器（5）的两个接头（6、7）之一以及与所述承载电路板（2）导电地相连。

2.按照权利要求1所述的电子的结构组件，其特征在于，至少两个陶瓷电容器（5）分别具有带有两个彼此背离的端面（14）和一个或多个将所述端面（14）相连的侧面（16）的本体（9），其中，第一接头（6）和第二接头（7）构造为在陶瓷电容器（5）的彼此背离的端面（14）处的面触头，并且陶瓷电容器（5）的纵轴线被垂直地走向通过所述端面（14）的直线（G）定义，并且所述至少一个触接电路板（10）垂直于所述直线（G）指向。

3.按前述权利要求中任一项所述的电子的结构组件，其特征在于，承载电路板（2）的材料和所述至少一个触接电路板（10）的材料具有彼此匹配的热膨胀系数。

4.按前述权利要求中任一项所述的电子的结构组件，其特征在于，承载电路板（2）和所述至少一个触接电路板（10）至少部分地或完全地由相同的材料制成。

5.按前述权利要求中任一项所述的电子的结构组件，其特征在于，承载电路板（2）和/或所述至少一个触接电路板（10）构造为柔性电路板。

6.按前述权利要求中任一项所述的电子的结构组件，其特征在于，所述至少两个陶瓷电容器（5）至少部分地彼此并联，并且构造在陶瓷电容器（5）处的第一接头（6）彼此间地和/或构造在陶瓷电容器（5）处的第二接头（7）彼此间地通过所述至少一个触接电路板（10）的导体线路（11）彼此导电地相连。

7.按前述权利要求中任一项所述的电子的结构组件，其特征在于，所述至少一个触接电路板（10）具有至少一个触接部位（12），在该触接部位处，所述至少一个触接电路板（10）与连接元件（13）导电地接触，其中，所述连接元件（13）与所述承载电路板（2）导电地相连并且优选地布置在所述承载电路板（2）上。

8.按照权利要求7所述的电子的结构组件，其特征在于，连接元件（13）是弹簧弹性的。

9.按照权利要求7或8所述的电子的结构组件，其特征在于，所述至少一个触接电路板（10）包括多个导体线路（11），在所述导体线路处，陶瓷电容器（5）的各一个接头（6、7）在接头部位（15）处与导体线路（11）导电地相连，其中，导体线路（11）在共同的触接部位（12）处联合地与所述连接元件（13）共同地电地接触，并且其中，从触接部位（12）至相应的接头部位（15）的所述至少一个触接电路板（10）的至少两个任意的导体线路（11）具有相同的长度。

10.按前述权利要求中任一项所述的电子的结构组件，其特征在于，所述至少两个陶瓷电容器（5）借助粘合涂层（8）与承载电路板（2）机械地相连。