UNIDAD DE CONTROL Y MÉTODO PARA SU FABRICACIÓN.
Unidad de control (1), en particular en el ámbito de los vehículos a motor,
que comprende: Un marco (8) que presenta una entalladura (9) que es atravesada por los circuitos impresos (10) eléctricos para un suministro eléctrico; Una placa base (11) que se encuentra insertada en el marco (8); Una placa portadora de circuitos (12) que porta componentes electrónicos y que se encuentra montada en la placa base (11); Una conexión eléctrica (14) para conectar la placa portadora de circuitos (12) con los circuitos impresos (10); y con Una tapa (4) para un cierre hermético de la unidad de control (1) que presenta una protuberancia (40) que se puede insertar en la entalladura (9) dispuesta en el marco (8); caracterizada porque, se provee un gel impermeabilizante (16) en la entalladura (9) con una viscosidad tal que el gel impermeabilizante (16) pueda circular alrededor de los circuitos impresos eléctricos (10) que atraviesan la entalladura (9)
Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/DE2004/001519.
Solicitante: ROBERT BOSCH GMBH.
Nacionalidad solicitante: Alemania.
Dirección: POSTFACH 30 02 20 70442 STUTTGART ALEMANIA.
Inventor/es: WETZEL,GERHARD.
Fecha de Publicación: .
Fecha Solicitud PCT: 13 de Julio de 2004.
Clasificación Internacional de Patentes:
- B60R16/023L
- H01L21/50 ELECTRICIDAD. › H01 ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS. › H01L DISPOSITIVOS SEMICONDUCTORES; DISPOSITIVOS ELECTRICOS DE ESTADO SOLIDO NO PREVISTOS EN OTRO LUGAR (utilización de dispositivos semiconductores para medida G01; resistencias en general H01C; imanes, inductancias, transformadores H01F; condensadores en general H01G; dispositivos electrolíticos H01G 9/00; pilas, acumuladores H01M; guías de ondas, resonadores o líneas del tipo guía de ondas H01P; conectadores de líneas, colectores de corriente H01R; dispositivos de emisión estimulada H01S; resonadores electromecánicos H03H; altavoces, micrófonos, cabezas de lectura para gramófonos o transductores acústicos electromecánicos análogos H04R; fuentes de luz eléctricas en general H05B; circuitos impresos, circuitos híbridos, envolturas o detalles de construcción de aparatos eléctricos, fabricación de conjuntos de componentes eléctricos H05K; empleo de dispositivos semiconductores en circuitos que tienen una aplicación particular, ver la subclase relativa a la aplicación). › H01L 21/00 Procedimientos o aparatos especialmente adaptados para la fabricación o el tratamiento de dispositivos semiconductores o de dispositivos de estado sólido, o bien de sus partes constitutivas. › Ensamblaje de dispositivos semiconductores utilizando procesos o aparatos no cubiertos por un único grupo de H01L 21/06 - H01L 21/326.
- H01L23/04 H01L […] › H01L 23/00 Detalles de dispositivos semiconductores o de otros dispositivos de estado sólido (H01L 25/00 tiene prioridad). › caracterizados por la forma.
- H01L23/047 H01L 23/00 […] › siendo las otras conexiones paralelas a la base.
- H01L23/10 H01L 23/00 […] › caracterizados por el material o por la disposición de los sellados entre las partes, p. ej. entre la cubierta y la base o entre las conexiones y las paredes del contenedor.
- H05K5/00E
- H05K5/06B
- H05K5/06L
Clasificación PCT:
- B60R16/02 TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES. › B60 VEHICULOS EN GENERAL. › B60R VEHICULOS, EQUIPOS O PARTES DE VEHICULOS, NO PREVISTOS EN OTRO LUGAR (prevención, limitación o extinción de incendios especialmente adaptadas a los vehículos A62C 3/07). › B60R 16/00 Circuitos eléctricos o circuitos de fluidos especialmente adaptados a vehículos y no previstos en otro lugar; Disposiciones de elementos de circuitos eléctricos o circuitos de fluido especialmente adaptados a vehículos y no previstos en otro lugar. › eléctricos.
- H05K5/00 H […] › H05 TECNICAS ELECTRICAS NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR. › H05K CIRCUITOS IMPRESOS; ENCAPSULADOS O DETALLES DE LA CONSTRUCCIÓN DE APARATOS ELECTRICOS; FABRICACION DE CONJUNTOS DE COMPONENTES ELECTRICOS. › Encapsulados, armarios o cajas para aparatos eléctricos.
Clasificación antigua:
Países PCT: Alemania, España, Francia.
Fragmento de la descripción:
Estado de arte
5 La presente invención hace referencia a una unidad de control, en particular en el ámbito de los vehículos a motor, conforme al concepto general de la reivindicación 1 y un método para la fabricación de la unidad de control.
El documento EP 0309 920 A revela el concepto general de la reivindicación
1.
10 Las unidades de control están sujetas, en particular en el ámbito de los vehículos a motor, a esfuerzos mecánicos elevados debidos, concretamente, a esfuerzos de oscilación. Las unidades de control se emplean, por ejemplo, en el ámbito de los vehículos a motor para un control de la transmisión. De acuerdo con las figuras 1 y 2,
15 se explica a continuación una unidad de control conforme al estado del arte, en donde la figura 1 representa una vista inferior de una unidad de control tradicional, y la figura 2, una vista en corte transversal lateral de la unidad de control tradicional a lo largo de la línea A-A en la figura 1. La unidad de control 1 comprende, por ejemplo, una unidad de control híbrida 2, sensores y, al menos, una conexión de enchufe para conectar a un mazo de cables del vehículo o bien, a un conector de la transmisión. La conexión eléctrica entre la unidad de control híbrida 2, los sensores y el conector de la transmisión, se produce mediante una retícula perforada 3. La unidad de control 1 presenta una tapa 4 que garantiza un cierre de la unidad de control 1. Además, se provee la conexión de circuitos electrónicos en la carcasa sobre la unidad de control híbrida 2. En el lado inferior de la unidad de control 1, se encuentran dispuestas, para un empalme eléctrico entre la conexión de circuitos electrónicos y la retícula perforada 3, clavijas esmaltadas 5 que se montan sobre una regleta de clavijas 6. El empalme eléctrico de la placa portadora de circuitos con las clavijas esmaltadas 5, se produce mediante conexión y empalme eléctricos de las clavijas esmaltadas 5 con la retícula perforada 3 mediante soldadura láser.
- 2En diferentes campos de aplicación, por ejemplo, en sistemas ABS, se utilizan carcasas de unidades de control en las que los circuitos impresos se inyectan en una carcasa de material plástico, en la que se provee la conexión de circuitos electrónica, para el empalme de la conexión de circuitos. La carcasa se cierra 5 convencionalmente mediante una tapa 4 que se pega o se coloca sobre el portador de la unidad de control. En la aproximación anteriormente mencionada, surge la desventaja consistente en que los circuitos impresos inyectados en el material plástico no se encuentren completamente obturados. 10 Por lo tanto, en el estado del arte se encuentran diferentes aproximaciones para mejorar la obturación entre los circuitos impresos y el material plástico. Los circuitos impresos se introducen a presión, en forma de clavijas, en el material plástico, con que las clavijas deben presentar una forma definida de manera exacta con una elevada precisión. 15 Otra aproximación prevé que cada circuito impreso rodee con un material elástico que cumple con la función de obturación. Sin embargo, ambas soluciones presentan la ventaja de que resultan realizables del punto de vista técnico y económicamente convenientes, en el caso que se requieran pocas líneas de conexión o bien, circuitos impresos, y que las distancias 20 entre las conexiones o bien, circuitos impresos sea relativamente grande.
Ventajas de la presente invención
La unidad de control, conforme a la presente invención, con las características de la reivindicación 1 y su método de fabricación correspondiente, de acuerdo con la reivindicación 8, presentan, además de las aproximaciones conocidas, la ventaja de
25 que se produzca una unidad de control que esté obturada de forma completamente hermética, y que al mismo tiempo se garantice un empalme simple de la conexión de circuitos que se encuentra en la carcasa hacia el exterior, con lo que se puede proveer sin dificultades una gran cantidad de empalmes. Además, los empalmes eléctricos presentan una pequeña cuadrícula que reduce el espacio de construcción requerido y pueden disponerse de forma relativamente aleatoria. Además, la unidad de control, conforme a la presente invención, se puede fabricar de manera simple y, por lo tanto, de manera económica.
- 3La idea en la que se basa la presente invención reside en que se provee un gel impermeabilizante en una entalladura en el marco, con un tipo de viscosidad que permita que el gel impermeabilizante pueda circular alrededor de los circuitos impresos eléctricos que atraviesan la entalladura y una protuberancia de una tapa 5 insertada en la entalladura. Por consiguiente, se garantiza mediante una única obturación tanto una obturación individual para cada circuito impreso como también una obturación entre la placa base y la tapa de la unidad de control. El acondicionamiento geométrico de cada circuito impreso resulta además irrelevante, de manera que, por ejemplo, al 10 utilizar una retícula perforada para los circuitos impresos, los pliegues, las estrangulaciones, etc. no resultan de importancia para la acción de la obturación en los cantos perforados. Además, no se requiere ninguna exactitud geométrica especial de los circuitos impresos o bien, de la plantilla cuadriculada entre los circuitos impresos. De este modo, se obtiene una producción simple y rentable. 15 Debido a la cantidad y distribución aleatorias de los circuitos impresos en o dentro del marco de la carcasa, se permite una adaptación más sencilla a las especificaciones del diseño de la conexión de circuitos o bien, a las relaciones de construcción circundantes. Además, se pueden proveer adicionalmente otros componentes electrónicos 20 dentro de la carcasa para portar los circuitos, y empalmar eléctricamente hacia el exterior con la placa portadora de circuitos. De este modo, se pueden economizar superficies costosas de espacio de construcción en la unidad de control o bien, sobre la placa portadora de circuitos. Sin embargo, aquellos componentes que no se puedan disponer, por ejemplo, sobre la placa portadora de circuitos, como por ejemplo 25 grandes condensadores o componentes con una fuerte radiación electromagnética o pérdida eléctrica, se pueden empalmar eléctricamente con la placa portadora de circuitos de una manera simple. En las reivindicaciones más adelante se encuentran mejoras y perfeccionamientos ventajosos de la unidad de control indicada en la reivindicación 30 1, así como del método para su fabricación indicado en la reivindicación 8.
Conforme a un perfeccionamiento preferido, el gel impermeabilizante se conforma de gel de silicona que conserva sus propiedades elásticas después de un eventual proceso de curado.
Conforme a otro perfeccionamiento preferido, la protuberancia de la tapa presenta, al menos, una zona receptora para el alojamiento de una determinada cantidad de gel impermeabilizante en un estado comprimido de la unidad de control. De este modo, el gel impermeabilizante puede ingresar, ante una acción de fuerza, en la zona receptora de la protuberancia.
La entalladura del marco está conformada preferentemente como una ranura
10 circundante. Conforme con ello, la protuberancia de la tapa se conforma preferentemente como el resorte correspondiente a la ranura, que se encuentra dispuesto eventualmente de forma circundante. La tapa se puede unir firmemente con el marco, por ejemplo, mediante una soldadura láser, una conexión de bloqueo, un dispositivo en forma de resorte o similar. El material de unión preferido se puede seleccionar de acuerdo con la aplicación de la unidad de control o bien, el campo de empleo de la unidad de control.
La placa base se conforma, de forma especialmente ventajosa, de un material con una buena conductibilidad térmica, por ejemplo de metal. Con ello, se logra una 20 buena disipación del calor en una superficie de refrigeración unida a una placa base.
En particular, los circuitos impresos se conforman como pistas conductoras de retículas perforadas o de láminas flexibles. Sin embargo, resulta concebible eventualmente otro acondicionamiento del circuito impreso, puesto que el gel impermeabilizante viscoso puede circular rodeando formas geométricas de cualquier clase.
Conforme a otro perfeccionamiento preferido, la unidad de control se presiona sobre una superficie correspondiente mediante un dispositivo de resorte. Dicha superficie puede representar, por ejemplo, la superficie portadora de una carcasa de caja de cambio o una superficie de refrigeración formada en...
Reivindicaciones:
1. Unidad de control (1), en particular en el ámbito de los vehículos a motor, que comprende: Un marco (8) que presenta una entalladura (9) que es atravesada por los circuitos impresos (10) eléctricos para un suministro eléctrico; Una placa base (11) que se encuentra insertada en el marco (8); Una placa portadora de circuitos (12) que porta componentes electrónicos y que se encuentra montada en la placa base (11); Una conexión eléctrica (14) para conectar la placa portadora de circuitos (12) con los circuitos impresos (10); y con Una tapa (4) para un cierre hermético de la unidad de control (1) que presenta una protuberancia (40) que se puede insertar en la entalladura (9) dispuesta en el marco (8);
caracterizada porque, se provee un gel impermeabilizante (16) en la entalladura (9) con una viscosidad tal que el gel impermeabilizante (16) pueda circular alrededor de los circuitos impresos eléctricos (10) que atraviesan la entalladura (9).
2. Unidad de control de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque, el gel impermeabilizante (16) se conforma de gel de silicona que permanece elástico después de un eventual proceso de curado.
3. Unidad de control de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque,
la protuberancia (40) de la tapa (4) presenta, al menos, una zona receptora (43) para 25 el alojamiento del gel impermeabilizante en un estado comprimido.
4. Unidad de control de acuerdo con, al menos, una de las reivindicaciones precedentes,
caracterizada porque,
la entalladura (9) del marco (4) está conformada como una ranura circundante (9) y 30 la protuberancia (40) de la tapa (4), como un resorte (40) correspondiente a la ranura (9).
5. Unidad de control de acuerdo con, al menos, una de las reivindicaciones precedentes,
caracterizada porque,
la tapa (4) se puede unir con el marco (8) mediante una soldadura láser (17), una 5 conexión de bloqueo (41, 42), un dispositivo en forma de resorte (18) o similar.
6. Unidad de control de acuerdo con, al menos, una de las reivindicaciones precedentes,
caracterizada porque,
la placa base (11) está fabricada de un material con una buena conductibilidad 10 térmica, por ejemplo de metal.
7. Unidad de control de acuerdo con, al menos, una de las reivindicaciones precedentes,
caracterizada porque,
los circuitos impresos (10) están conformados como pistas de retículas perforadas o 15 pistas de láminas flexibles.
8. Método para la fabricación de una unidad de control (1), que está conformada de
acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7, con los siguientes pasos: Introducción a presión y/o pegado de una placa base (11) en un marco (8) que presenta una entalladura (9) que es atravesada por circuitos impresos (10) eléctricos para un suministro eléctrico; Pegado de una placa portadora de circuitos (12), que se provee para portar componentes electrónicos (13), sobre la placa base (11); Empalmado de la placa portadora de circuitos (12) con los circuitos impresos
(10) eléctricos, por ejemplo, mediante un método de conexión eléctrica; Vertido de un gel impermeabilizante (16) en la entalladura (9) provista en el marco (8), con que el gel impermeabilizante (16) presenta una viscosidad tal que le permite circular alrededor de los circuitos impresos eléctricos (10) que atraviesan la entalladura (9). Inserción de una tapa (4) diseñada con una protuberancia (40) en la entalladura (9) del marco (8) rellena con el gel impermeabilizante (16) para un cierre hermético de la unidad de control (1), y Presurización de la tapa (4) con una fuerza predeterminada para una formación de una presión hidrostática en el gel impermeabilizante (16).
9. Método de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado porque, la placa base (11) se conforma de metal y se monta sobre una superficie de refrigeración (19) en la instalación con ella.
10. Método de acuerdo con una de las reivindicaciones 8 ó 9, caracterizado porque,
la unidad de control (1) se presuriza con una fuerza predeterminada mediante un 10 dispositivo de resorte (20).
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