DE102015207533A1 - Shielding as Silikonvergusshalter - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Sensors (14), der eingerichtet ist, eine physikalische Größe basierend auf einem von der physikalischen Größe abhängigen Geberfeld zu messen, umfassend: – Verschalten einer Sensorschaltung (42) zum Erfassen des Geberfeldes und zum Ausgeben eines vom Geberfeld abhängigen Sensorsignals (16) auf einem Verdrahtungsträger (32), – Anordnen eines die Sensorschaltung (42) einhüllenden Gehäuses (44) auf dem Verdrahtungsträger (32), und – Füllen des Gehäuses (44) mit einer mechanischen Entkopplungsmasse (36).The invention relates to a method for producing a sensor (14), which is set up to measure a physical quantity based on a physical size dependent encoder field, comprising: - interconnecting a sensor circuit (42) for detecting the encoder field and outputting a from the Encoder field dependent sensor signal (16) on a wiring support (32), - Arranging a housing (44) enveloping the sensor circuit (42) on the wiring support (32), and - Filling the housing (44) with a mechanical decoupling compound (36).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Sensors und den Sensor.The invention relates to a method for producing a sensor and the sensor.
Aus der
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung die bekannte elektronische Baugruppe zu verbessern.It is an object of the present invention to improve the known electronic assembly.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.The object is solved by the features of the independent claims. Preferred developments are the subject of the dependent claims.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfasst ein Verfahren zum Herstellen eines Sensors, der eingerichtet ist, eine physikalische Größe basierend auf einem von der physikalischen Größe abhängigen Geberfeld zu messen, die Schritte Verschalten einer Sensorschaltung zum Erfassen des Geberfeldes und zum Ausgeben eines vom Geberfeld abhängigen Sensorsignals auf einem Verdrahtungsträger, Anordnen eines die Sensorschaltung einhüllenden Gehäuses auf dem Verdrahtungsträger, und Füllen des Gehäuses mit einer mechanischen Entkopplungsmasse.According to one aspect of the invention, a method of manufacturing a sensor configured to measure a physical quantity based on a physical size dependent encoder field comprises the steps of interconnecting a sensor circuit to detect the encoder field and outputting a sensor field dependent sensor signal a wiring substrate, arranging a housing enclosing the sensor circuit on the wiring substrate, and filling the housing with a mechanical decoupling material.
Dem angegebenen Verfahren liegt die Überlegung zugrunde, dass die Sensorschaltung zum Ausgeben des vom Geberfeld abhängigen Sensorsignals keinerlei anderen physikalischen Feldern ausgesetzt werden sollte, die die Messung verfälschen könnten. Derartige die Messung verfälschende physikalische Felder können beispielsweise Kraftfelder sein, die zu mechanischen Spannungen an den Messaufnehmern der Sensorschaltung führen. Daher sollte zumindest der Teil der Sensorschaltung, der die Messaufnehmer enthält, vor derartigen, die Messung verfälschenden Kraftfeldern geschützt werden. Gegebenenfalls können auch nur die Messaufnehmer als Sensorschaltung angesehen werden.The specified method is based on the consideration that the sensor circuit for outputting the sensor field-dependent sensor signal should not be exposed to any other physical fields which could falsify the measurement. Such physical fields distorting the measurement can be force fields, for example, which lead to mechanical stresses on the sensors of the sensor circuit. Therefore, at least the part of the sensor circuit containing the sensors should be protected from such force fields distorting the measurement. Optionally, only the sensor can be considered as a sensor circuit.
Um diesen zuvor genannten Schutz vor den die Messung verfälschenden Kraftfeldern zu erreichen, könnte die Sensorschaltung in einer mechanischen Entkopplungsmasse verkapselt werden, die dann die Kraftfelder aufnimmt und vermeidet, dass diese die Sensorschaltung erreichen. Daher sollte die mechanische Entkopplungsmasse so weich wie möglich sein, um die Kraftfelder optimal aufnehmen zu können. Anderseits muss die mechanische Entkopplungsmasse jedoch eine bestimmte Festigkeit besitzen, um beim Verarbeiten beziehungsweise Auftragen auf den Verdrahtungsträger nicht wegzufließen. Die Vereinigung dieser beiden Eigenschaften in einer mechanischen Entkopplungsmasse erhöht deren Kosten, da gängige mechanische Entkopplungsmassen, wie beispielsweise Silikonvergüsse rheologisch modifiziert sein müssen, um die ausreichende Festigkeit beim Verarbeiten auf dem Verfrahtungsträger bereitstellen zu können.In order to achieve this aforementioned protection against the force fields distorting the measurement, the sensor circuit could be encapsulated in a mechanical decoupling mass, which then absorbs the force fields and prevents them from reaching the sensor circuit. Therefore, the mechanical decoupling mass should be as soft as possible in order to optimally absorb the force fields. On the other hand, however, the mechanical decoupling mass must have a certain strength so as not to flow away during processing or application to the wiring carrier. The combination of these two properties in a mechanical decoupling mass increases their cost, since common mechanical decoupling compounds, such as silicone encapsulants must be rheologically modified in order to provide the sufficient strength during processing on the wiring substrate can.
Hier greift das angegebene Verfahren mit der Überlegung an, die Entkopplungsmasse nicht frei auf dem Verdrahtungsträger, sondern in einem Gehäuse zu verarbeiten, das die Sensorschaltung einhaust. Wird die Entkopplungsmasse in dieses Gehäuse eingebracht, halten seine Wände die Entkopplungsmasse fest und hindern sie daran wegzufließen. In diesem Fall muss die mechanische Entkopplungsmasse dann nicht rheologisch modifiziert werden, so dass als mechanische Entkopplungsmasse auch günstigere Materialien verwendet werden können. Auf diese Weise können die Herstellungskosten des mit dem angegebenen Verfahren hergestellten Sensors reduziert werden.Here, the specified method attacks with the consideration of not processing the decoupling compound freely on the wiring carrier, but in a housing that houses the sensor circuit. When the decoupling mass is introduced into this housing, its walls hold the decoupling mass and prevent it from flowing away. In this case, the mechanical decoupling mass then does not have to be rheologically modified so that cheaper materials can also be used as the mechanical decoupling mass. In this way, the manufacturing cost of the sensor produced by the specified method can be reduced.
In einer Weiterbildung des angegebenen Verfahrens ist das Gehäuse aus einem Metall gefertigt. Dieser Weiterbildung liegt die Überlegung zugrunde, das Gehäuse nicht nur bei der Herstellung zum Halten der mechanischen Entkopplungsmasse, sondern auch im normalen Betrieb des Sensors als Schirmelement zum Abschirmen elektromagnetischer Störstrahlen zu verwenden und so die elektromagnetische Verträglichkeit, EMV genannt und die Robustheit gegenüber elektrostatischer Entladung, ESD genannt, zu erhöhen.In a development of the specified method, the housing is made of a metal. This development is based on the idea not only to use the housing in the production of holding the mechanical decoupling compound, but also in normal operation of the sensor as a shielding element for shielding electromagnetic interference rays and so the electromagnetic compatibility, called EMC and the robustness to electrostatic discharge, ESD called to increase.
Dazu wird das Gehäuse zweckmäßigerweise in einer besonderen Weiterbildung des angegebenen Verfahrens mit einer Leiterbahn des Verdrahtungsträgers kontaktiert, die so gewählt werden sollte, dass durch die oben genannten elektromagnetischen Strahlen entstehende Störsignale an der Sensorschaltung vorbeigeleitet werden.For this purpose, the housing is expediently contacted in a particular development of the specified method with a conductor track of the wiring substrate, which should be selected so that interference signals arising from the abovementioned electromagnetic radiation are conducted past the sensor circuit.
Dazu kann die Leiterbahn in einer bevorzugten Weiterbildung des angegebenen Verfahrens auf ein Bezugspotential gelegt werden. Dieses Bezugspotential könnte beispielsweise Masse oder die Erdung sein, da diese in gängigen Schaltungen ohnehin vorgegeben werden muss.For this purpose, the conductor can be placed in a preferred embodiment of the specified method to a reference potential. This reference potential could be ground or ground, for example, since these must be specified in common circuits anyway.
Das Gehäuse kann prinzipiell beliebig aufgebaut sein und sollte an das Herstellungsverfahren angepasst werden. Vorzugsweise kann das Gehäuse zunächst auf den Verdrahtungsträger aufgebracht und danach mit der mechanischen Entkopplungsmasse ausgegossen werden. Dazu sollte das Gehäuse eine Öffnung aufweisen, die für eine besonders einfache Durchführung des angegebenen Herstellungsverfahrens auf der dem Verdrahtungsträger gegenüberliegenden Seite des Gehäuses angeordnet sein sollte. Über diese Öffnung kann die mechanische Entkopplungsmasse nach dem Aufbringen des Gehäuses auf den Verdrahtungsträger in einfacher Weise in das Gehäuse eingebracht werden.The housing can in principle be of any design and should be adapted to the manufacturing process. Preferably, the housing can first be applied to the wiring carrier and then be filled with the mechanical decoupling compound. For this purpose, the housing should have an opening which, for a particularly simple implementation of the specified production method on the opposite side of the wiring substrate of the housing should be arranged. About this opening, the mechanical decoupling material can be introduced after the application of the housing to the wiring carrier in a simple manner in the housing.
Dabei kann die Öffnung mit einem Gitter verschlossen sein, so dass einerseits die mechanische Entkopplungsmasse, wenn sie viskos genug ist, in einfacher Weise in das Gehäuse eingebracht werden kann, andererseits jedoch eine gute Abschirmwirkung gegenüber elektromagnetischer Störstrahlung während des Betriebs des mit dem angegebenen Verfahren hergestellten Sensors erreicht wird. Dazu sollte das Gitter zweckmäßigerweise ebenfalls aus einem Metall ausgebildet werden und kann dabei einstückig mit dem Gehäuse ausgebildet sein.In this case, the opening may be closed with a grid, so that on the one hand the mechanical decoupling compound, if it is viscous enough, can be easily introduced into the housing, on the other hand, however, a good shielding against electromagnetic interference during operation of the produced by the specified method Sensors is achieved. For this purpose, the grid should expediently also be formed of a metal and may be formed integrally with the housing.
In einer besonderen Weiterbildung des angegebenen Verfahrens wird das Gehäuse mit dem mechanischen Enkopplungsmaterial derart befüllt, dass das Gitter vom mechanischen Entkopplungsmaterial freigelegt bleibt. Alternativ könnte das Gehäuse mit dem mechanischen Enkopplungsmaterial auch solange befüllt werden, bis das Gitter vom mechanischen Enkopplungsmaterial eingeschlossen ist. Da als mechanisches Entkopplungsmaterial prinzipbedingt ein Material verwendet werden soll, dass bei der Verarbeitung möglichst fließfähig ist, ist der Einschluss des Gitters durch das mechanische Entkopplungsmaterial besonders günstig, da hier ein einfacher Materialfluss gegeben ist.In a particular development of the specified method, the housing is filled with the mechanical decoupling material in such a way that the grid remains exposed by the mechanical decoupling material. Alternatively, the housing could be filled with the mechanical decoupling material until the grid is enclosed by the mechanical decoupling material. Since, as a matter of principle, a material is to be used as the mechanical decoupling material that is as free-flowing as possible during processing, the inclusion of the grating by the mechanical decoupling material is particularly favorable since there is a simple flow of material.
Abschließend kann der Verdrahtungsträgers und das mit dem mechanischen Entkopplungsmaterial befüllte Gehäuse in einer Schutzmasse verkapselt werden, um eine dauerhafte Beständigkeit gegenüber Umwelteinflüssen zu erreichen. Diese Schutzmasse kann aufgrund der mechanischen Entkopplungsmasse optimal auf ihre Schutzfunktion hin ausgewählt werden, weil die mechanische Entkopplungsmasse sämtliche mechanischen Beanspruchungen, beispielsweise aufgrund von Wärmebewegungen von der Sensorschaltung fernhält.Finally, the wiring substrate and the housing filled with the mechanical decoupling material can be encapsulated in a protective compound to achieve a lasting resistance to environmental influences. Due to the mechanical decoupling mass, this protective compound can be optimally selected for its protective function because the mechanical decoupling mass keeps all mechanical stresses, for example due to thermal movements, away from the sensor circuit.
Mit dem angegebenen Verfahren wird auch eine besonders platzsparender Sensor hergestellt, weil das Gehäuse vermeidet, dass sich die mechanische Entkopplungsmasse aufgrund ihrer Fließfähigkeit auf dem Verdrahtungsträger ausbreitet. Diese platzsparende Wirkung kann noch weiter gesteigert werden, wenn der Sensor im Rahmen eines sogenannten Area Array Package ausgeführt wird, im Rahmen dessen eine Schnittstelle zur Ausgabe des Sensorsignals am Verdrahtungsträger nicht seitlich sondern an einer dem Gehäuse gegenüberliegenden Seite angeordnet wird. Hier können die elektrischen Anbindungsmöglichkeiten zu einer übergeordneten Schaltungsebene beispielsweise durch Lötkugeln oder Lötflächen realisiert werden.The method described also produces a particularly space-saving sensor because the housing prevents the mechanical decoupling compound from spreading on the wiring carrier due to its fluidity. This space-saving effect can be increased still further if the sensor is designed as part of a so-called area array package, in which an interface for outputting the sensor signal is not arranged laterally on the wiring carrier but on a side opposite the housing. Here, the electrical connection possibilities can be realized to a parent circuit level, for example by solder balls or solder pads.
Um den Bauraum weiter zu reduzieren könnten beispielsweise auch elektronische Komponenten, auch Peripheriebeschaltung genannt, aus der übergeordneten Schaltungsebene in den angegebenen Sensor mit auf den Verdrahtungsträger integriert werden.In order to further reduce the installation space, it would also be possible, for example, to also integrate electronic components, also called peripheral circuits, from the higher-order circuit level into the specified sensor with the wiring support.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst ein Sensor zum Messen einer physikalischen Größe basierend auf einem von der physikalischen Größe abhängigen Geberfeld eine Sensorschaltung zum Erfassen des Geberfeldes und zum Ausgeben eines vom Geberfeld abhängigen Sensorsignals, einen Verdrahtungsträger, auf dem die Sensorschaltung verschaltet ist, ein die Sensorschaltung einhausendes Gehäuse, und eine in dem Gehäuse aufgenommene und die Sensorschaltung verkapselnde mechanische Entkopplungsmasse.According to a further aspect of the invention, a sensor for measuring a physical quantity based on a physical quantity-dependent encoder field comprises a sensor circuit for detecting the encoder field and for outputting a sensor field-dependent sensor signal, a wiring carrier, on which the sensor circuit is connected, one Sensor housing einhausendes housing, and housed in the housing and the sensor circuit encapsulating mechanical decoupling mass.
Der angegebene Sensor kann dabei vorzugsweise mit einem angegebenen Verfahren hergestellt werden.The specified sensor can preferably be produced by a specified method.
Der angegebene Sensor kann beispielsweise ein Raddrehzahlsensor, ein Inertialsensor, ein Airbagbeschleunigungsensor sein. Derartige Sensoren werden beispielsweise zur Erfassung der Rückführgrößen in Fahrzeugregelsystemen, wie beispielsweise im Airbag, in der Fahrwerksregelung, im elektronischen Stabilitätsprogramm, ESP genannt, in der Roll-Over Erkennung, in der Front- und Seitenaufprallerkennung, eingesetzt.The indicated sensor may be for example a wheel speed sensor, an inertial sensor, an airbag acceleration sensor. Such sensors are used, for example, to detect the feedback variables in vehicle control systems, such as in the airbag, in the chassis control, in the electronic stability program, ESP, in roll-over detection, in front and side impact detection.
Zudem kann der angegebene Sensor als internes elektronisches Bauteil beispielsweise in Form einer SMD-Komponente (SMD = Surface-mounted device) oder als Satellitenkomponente ausgeführt werden, die an einer beliebigen Stelle in ihrer Endapplikation verbaut und beispielsweise über ein Datenkabel an die höhere Verdrahtungsebene angeschlossen wird. Diese Endapplikation kann beispielsweise ein Fahrzeug sein, wobei die höhere Verdrahtungsebene in dem Fahrzeug beispielsweise eine Steuereinrichtung, wie beispielsweise eine Motorsteuerung sein kann.In addition, the specified sensor can be designed as an internal electronic component, for example in the form of an SMD component (SMD = surface-mounted device) or as a satellite component, which is installed anywhere in its end application and connected, for example via a data cable to the higher wiring level , This end application may be, for example, a vehicle, wherein the higher wiring level in the vehicle may be, for example, a control device, such as a motor control.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst ein Fahrzeug einen angegebenen Sensor, insbesondere zur Erfassung von Fahrdynamikdaten, wie die Querbeschleunigung und die Gierrate des Fahrzeuges.According to a further aspect of the invention, a vehicle comprises a specified sensor, in particular for detecting vehicle dynamics data, such as the lateral acceleration and the yaw rate of the vehicle.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden, wobei:The above-described characteristics, features and advantages of this invention, as well as the manner in which they are achieved, will become clearer and more clearly understood in connection with the following description of the exemplary embodiments, which are explained in more detail in conjunction with the drawings, in which:
In den Figuren werden gleiche technische Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen und nur einmal beschrieben.In the figures, the same technical elements are provided with the same reference numerals and described only once.
Es wird auf
Das Fahrzeug
Dabei kann es in einer dem Fachmann bekannten Weise passieren, dass das die Räder
In der vorliegenden Ausführung weist das Fahrzeug
Basierend auf den erfassten Drehzahlen
Der Regler
In
Der Inertialsensor
Die MEMSs
Die MEMSs
Schließlich sind an dem als SMD-Bauteil ausgebildeten Inertialsensor
Zur Herstellung des Intertialsensors
Alternativ kann das Gehäuse mit der mechanischen Entkopplungsmasse
In
Im Rahmen der
Im Rahmen der Ausführung des Inertialsensor
Zudem ist der Inertialsensor
Auf der Leiterplatte
Je nach Bedarf können diese zusätzlichen Bauelemente
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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DE102015207533.8A Ceased DE102015207533A1 (en) | 2014-04-24 | 2015-04-24 | Shielding as Silikonvergusshalter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102015207533A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102018122572A1 (en) * | 2018-09-14 | 2020-03-19 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | DEVICE AND METHOD FOR PRODUCING A LAYER FROM A MATERIAL PROVIDED IN A FLOWABLE CONDITION ON AN OPTOELECTRONIC LIGHTING DEVICE |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102007060931A1 (en) | 2006-12-21 | 2008-08-28 | Continental Teves Ag & Co. Ohg | Encapsulation module producing and/or micromechanical arrangement encapsulating method, involves forming insulated material mound on base of semiconductor material by structuring and/or etching process |
DE102011080789A1 (en) | 2010-08-10 | 2012-02-16 | Continental Teves Ag & Co. Ohg | Method and system for controlling driving stability |
-
2015
- 2015-04-24 DE DE102015207533.8A patent/DE102015207533A1/en not_active Ceased
Patent Citations (2)
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