電路裝置及用于制造控制車輛變速器的電路裝置的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于控制車輛變速器的電路裝置及用于制造控制車輛變速器的電路裝置的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電子部件由于高的結(jié)構(gòu)空間需求而始終具有在功能范圍不變或提高的情況下不斷變小的趨勢。由此提高構(gòu)件中的功率密度，這需要對現(xiàn)有的解決方案進(jìn)行改進(jìn)或者使用新的設(shè)計(jì)，以便滿足提高的熱量需求。
[0003]在目前的產(chǎn)生大的損耗功率的高度集成電路或者IC(英語IC = integratedcircuit)的情況下存在兩個(gè)待考慮的并且限制最大可能的功率密度的邊界條件。在集成模塊或IC方面，即使在最高的環(huán)境溫度和所產(chǎn)生的最大損耗功率的情況下也不允許超過特定的最大結(jié)點(diǎn)溫度或連接溫度。否則這將導(dǎo)致模塊的損壞或者導(dǎo)致在特定的范圍以外的運(yùn)行。作為第二邊界條件要考慮在最大的環(huán)境溫度和損耗功率情況下最大可能的釬焊點(diǎn)溫度，在該情況下仍然能夠保證釬焊連接不受損害。如果假定采用目前的釬焊技術(shù)，那么最大可能的釬焊點(diǎn)溫度明顯低于最大結(jié)點(diǎn)溫度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]在這樣的背景下，本發(fā)明提供根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求的一種改善的用于控制車輛變速器的電路裝置以及一種改善的用于制造控制車輛變速器的電路裝置的方法。有利的設(shè)計(jì)方案從從屬權(quán)利要求以及以下的描述中得出。
[0005]如果電路裝置具有如下集成電路，其冷卻連接位于與集成電路的釬焊連接對置的那一側(cè)上，那么可以導(dǎo)出很大的(熱)功率。這類型的電路裝置可以以更高的功率密度實(shí)現(xiàn)。
[0006]因?yàn)楦鶕?jù)這里提出的途徑，集成電路的熱去耦或散熱通過與冷卻體的直接連接實(shí)現(xiàn)，而不是經(jīng)由釬焊點(diǎn)通過印制電路板實(shí)現(xiàn)，所以可以明顯降低印制電路板溫度或者釬焊點(diǎn)溫度。相應(yīng)地可以充分利用最大可能的結(jié)點(diǎn)溫度，其中，盡管如此還可以將要求更嚴(yán)苛的釬焊點(diǎn)溫度保持在低水平。
[0007]根據(jù)這里提出的電路設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)很緊湊的布置。例如，可以在印制電路板的與集成電路的釬焊連接對置的那一側(cè)上安置其他構(gòu)件或連接接頭。
[0008]—種用于控制車輛變速器的電路裝置具有集成電路，該集成電路用第一表面緊固在電路載體的第一載體表面上，并且在與第一表面對置的第二表面上具有用于從集成電路排出熱量的傳熱面，尤其是其中，該傳熱面構(gòu)造為用于與冷卻體接觸的接觸面。
[0009]電路裝置可以用于道路車輛，例如乘用車或貨車的變速器控制。電路裝置可以理解為被裝配的印制電路板或者電器，例如控制設(shè)備。電路裝置可以具有通向變速器的接口。集成電路或IC可以包括多個(gè)布置在中央芯片上的適用于操控車輛變速器的電子元器件。集成電路可以包括殼體以及用于電連接到印制電路板或電路載體上的聯(lián)接線。集成電路可以是高度集成電路。電路載體的載體表面既可以構(gòu)造用于電連接，也可以構(gòu)造用于集成電路的材料緊固。例如，集成電路可以通過其第一表面與電路載體的載體表面的釬焊連接而牢固地緊固在該電路載體上。集成電路的第一和第二表面可以是彼此對置的主面，即可以是集成電路的全部側(cè)面中具有最大延伸尺寸的兩個(gè)側(cè)面。相應(yīng)地，電路載體的第一載體表面可以是兩個(gè)彼此對置的主面之一，即，可以是電路載體的全部側(cè)面中具有最大延伸尺寸的側(cè)面。傳熱面由于其在集成電路的外側(cè)上的暴露位置也可稱為裸露焊盤。傳熱面可以布置在集成電路的殼體上或者布置在殼體的凹部中，從而使傳熱面可以將集成電路的損耗熱量最佳地從集成電路的內(nèi)部向外排出到冷卻體上。電路裝置的關(guān)于傳熱面布置在集成電路的背對印制電路板的側(cè)面上的有利的結(jié)構(gòu)也可以被稱為集成電路的反向連接(Reverse-Anbindung，英語 reverse =反向)。
[0010]集成電路尤其是可以至少具有調(diào)壓器和末級元件。集成電路作為系統(tǒng)基礎(chǔ)芯片的這種實(shí)施方案具有如下優(yōu)點(diǎn):可以將不同的功能匯總到具有最大電功率的最緊湊的結(jié)構(gòu)空間上。
[0011]根據(jù)一種實(shí)施方式，電路裝置可以具有冷卻體，該冷卻體與集成電路的傳熱面連接。例如，傳熱面可以直接或者通過中間層與冷卻體連接。冷卻體可以完全地或者部分地由金屬構(gòu)成。有利地，冷卻體可以布置成使得從集成電路排出的熱量由電路載體排走。通過冷卻體可以將來自于集成電路的損耗熱量排出。因此可以以這種方式延長集成電路的使用壽命。
[0012]電路裝置例如可以具有殼體。在這種情況下，集成電路可以布置在殼體內(nèi)部，并且殼體的面對集成電路第二表面的殼體壁可以成形為冷卻體。集成電路的第二表面和殼體壁可以彼此平行地或者基本上平行地布置。殼體壁可以完全地或者部分地由金屬構(gòu)成。通過將殼體或殼體壁用作冷卻體可以省略附加的冷卻體。由此得到重量和結(jié)構(gòu)空間優(yōu)點(diǎn)。
[0013]根據(jù)電路裝置的一種實(shí)施方式可以在集成電路的傳熱面與冷卻體之間布置一種傳熱材料。該傳熱材料可以以位于傳熱面上的層的形式存在。該層可以實(shí)施為傳熱面的寬度或者略微更寬。除了對于集成電路的保護(hù)和穩(wěn)定功能的優(yōu)點(diǎn)以外，采用該實(shí)施方式還可以實(shí)現(xiàn)對來自于待冷卻的構(gòu)件的損耗熱量的更快且更有針對性的排出。
[0014]根據(jù)電路裝置的一種實(shí)施方式，電路載體的與第一載體表面對置的第二載體表面可以具有至少一個(gè)用于接觸集成電路的電子元器件和/或外部電壓供應(yīng)的接頭。電子元器件可以是電路裝置的任意的附加的部件。也可以在第二載體表面上設(shè)置用于連接多個(gè)不同的電子元器件的附加的接頭。該實(shí)施方式提供如下優(yōu)點(diǎn):可以將附加的部件特別節(jié)省空間地布置在電路裝置上，這是因?yàn)橥ㄟ^有利的反向連接，集成電路的冷卻可以完全通過印制電路板的第一載體表面進(jìn)行，并且因此可以完全自由使用第二載體表面。
[0015]根據(jù)一種特別的實(shí)施方式，電路裝置可以具有塑封件，該塑封件在電路載體的至少一個(gè)區(qū)段上以及冷卻體的至少一個(gè)區(qū)段上延伸。例如，可以將塑封件構(gòu)造為用于完全覆蓋電路載體以及殼體。采用該實(shí)施方式可以以簡單的方式同時(shí)保證對集成電路的碰撞保護(hù)以及冷卻體與傳熱面的最佳連接。
[0016]用于制造控制車輛變速器的電路裝置的制造方法具有下列步驟:
[0017]提供具有第一表面和與第一表面對置的第二表面的集成電路，該第二表面具有用于排出來自于集成電路的熱量的傳熱面，尤其是其中，該傳熱面構(gòu)造為用于與冷卻體接觸的接觸面；
[0018]將集成電路用第一表面布置在電路載體的第一載體表面上；并且
[0019]將集成電路的第一表面與電路載體的第一載體表面連接，尤其是其中，該連接實(shí)施為材料鎖合(stoffschlUssig)的連接。
[0020]連接步驟例如可以通過以材料鎖合的方式實(shí)施的釬焊過程執(zhí)行。
【附圖說明】
[0021]借助附圖示例性地更詳細(xì)地闡述本發(fā)明。其中:
[0022]圖1示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的集成電路的冷卻連接的視圖；
[0023]圖2示出具有根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的用于控制車輛變速器的電路裝置的車輛的框圖；
[0024]圖3示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的采用反向組裝技術(shù)的集成電路冷卻連接的視圖；
[0025]圖4示出根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的采用反向組裝技術(shù)的集成電路的冷卻連接的視圖；
[0026]圖5示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的具有電路載體塑封件的采用反向組裝技術(shù)的集成電路冷卻連接的視圖；并且
[0027]圖6示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的用于制造用于控制車輛變速器的電路裝置的制造方法的流程圖。
[0028]在本發(fā)明的有利的實(shí)施例的以下描述中，對于在不同的圖中示出的并且相似地作用的元件采用相同或相似的附圖標(biāo)記，其中省略對這些元件的重復(fù)描述。
【具體實(shí)施方式】
[0029]圖1示出具有集成電路的常規(guī)冷卻連接的電路裝置100的局部視圖。示出了電路載體102，該電路載體布置在由金屬形成的電路殼體的殼體上側(cè)104與殼體下側(cè)106之間。在電路載體或印制電路板102的表面上，除了其他部件以外還布置有具有傳熱面110的高度集成系統(tǒng)基礎(chǔ)芯片108。傳熱面110 (也稱為裸露焊盤)存在于系統(tǒng)基礎(chǔ)芯片108的面對電路載體102的表面上，并且與電路載體102的表面鄰接。在這里使用電路殼體的片段性示出的殼體下側(cè)106作為冷卻體。電路載體102與殼體下側(cè)106之間的間隙形成多個(gè)熱通道112之一，一層傳熱材料114布置于熱通道中。
[0030]在圖1中所示的根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)解決方案的情況下，試圖將具有損耗功率的模塊108盡可能最佳地連接到冷卻體106上。為此，模塊或系統(tǒng)基礎(chǔ)芯片108具有釬焊到印制電路板102上的裸露焊盤110。通過印制電路板102與冷卻體之間的傳熱材料114(也稱為“空隙填充物”)和印制電路板102中的熱通道112進(jìn)行盡可能最佳的熱連接。在這種情況下特別注意到的是，模塊殼體的裸露焊盤110與印制電路板102的內(nèi)層的連接盡可能以平面方式實(shí)施，從而也通過該路徑將盡可能多的熱量導(dǎo)出或擴(kuò)散到印制電路板102中。在大部分目前的IC 108中，裸露焊盤110位于GND電勢并因此可以全面地與印制電路板層聯(lián)接。
[0031]圖2示出具有用于控制車輛200的變速器204的電路裝置202的實(shí)施例的車輛200的框圖。車輛200在這里是乘用車。替選地，車輛200可以是貨車或者有軌車輛。變速器204構(gòu)造用于驅(qū)動(dòng)車輛200的發(fā)動(dòng)機(jī)。為了控制變速器204，電路裝置202具有集成電路206，該集成電路通過兩根電線208A、208B與變速器連接。在變速器204中可以根據(jù)這里提出的途徑構(gòu)建電路裝置202，其能夠?qū)崿F(xiàn)變速器204的功能的切換或控制。在這里，在電路裝置202中布置有一個(gè)或者多個(gè)IC或者集成電路206，集成電路例如與圖1中所示的具有損耗功率的模塊108類似地構(gòu)建。這些IC可以相應(yīng)于以下參照圖3至5的描述構(gòu)建在電路載體上，并構(gòu)造用于控制指令的實(shí)施或電子處理。
[0032]圖3示出根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施例的采用反向組裝技術(shù)的來自于圖2的集成電路206的冷卻連接的詳細(xì)視圖。以橫截面?zhèn)纫晥D示出了圖2的電路裝置202的一個(gè)片段。電路裝置202包括電路載體300、集成電路206以及第一電子元器件302和第二電子元器件304。此外，電路裝置202由殼體包圍，在圖3的視圖中片段性地示出了該殼體的上殼體壁306和下殼體壁308。在電路裝置202的圖3中示出的實(shí)施例中，殼體由金屬形成，并且下殼體壁308形成用于排出來自于集成電路206的損耗熱量的冷卻體。根據(jù)圖中未示出的替選的實(shí)施例，電路裝置可