CN101501843A - 使用压配技术的模制壳体 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于电子电路的模制壳体(1)，其用于安装到电子设备和/或应用中，尤其为传感器或接收器，其特征为压配区(7)。作如下设置，即，模制壳体(1)具有压配区(7)。此外，本发明还涉及电子模块，尤其是根据权利要求16的前序部分所述的加速度传感器(28)。在此作如下设置，即，所述电子模块具有带压配区(7)的模制壳体(1)。

Description

使用压配技术的模制壳体
技术领域
本发明涉及根据权利要求1的前序部分所述的用于电子电路的模制壳体(Moldgehaeuse)。
背景技术
用于容纳电子线路的模制壳体是已知的。所述模制壳体尤其作为芯片壳体，被例如用于容纳传感器芯片或类似的线路。其优点在于集成在其中的线路被完全包覆。在现有技术中已知的壳体形式共同点在于，其经由侧向地从壳体突出的小联结腿(引脚)而被触接。经由所述引脚，芯片壳体在标准装配(SMT)中借助于钎焊工序而在电路板上或基座上被装配和/或触接。在这种已知的结构形式上不利的是，装配和/或触接必须通过小联结腿(引脚)在电路板或基座上进行，这意味着昂贵的、控制复杂并且容易发生错误的装配步骤。此外，用于这种装配步骤的成本费用很高。正是对这样的模制壳体而言，即，其仅需要很少的电气触点(例如传感器芯片)，目前的结构形式和由此造成的装配费用都是不利的。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种用于电子电路的模制壳体，其避免了所述缺点。
为此，提供了用于电子电路的模制壳体，其用于安装入电子设备和/或应用(Applikation)，尤其是传感器或接收器(Aufnehmer)，该模制壳体具有压配区(Einpresszonen)。在此，压配区为模制壳体内/模制壳体处的这样的区域，其在最广义的意义上有助于压配技术(Einpresstechnik)的使用。压配技术理解为这样的各种形式的装配，其包括至少两个部件在压力的运用下的冷连接。
在本发明一种优选实施形式中作如下设置，即，压配区设计为电气接触部位(Kontaktstelle)。因而，设置在模制壳体中的电气/电子电路的电气接触在压配区的区域中实现。
在一种尤其优选的实施形式中作如下设置，即，压配区设计为冗余的电气接触部位。在此的意图是，使得在模制壳体处存在有比用于位于模制壳体内的电气/电子电路的无缺陷的接触所需的电气接触部位数量更多的电气接触部位。因而，在模制壳体的装配时可以选择，是使用某一个电气接触部位还是其它的电气接触部位来实现形成接触。在这里，在装配过程中赢得了巨大的自由度。
在另一种优选的实施形式中作如下设置，即，压配区设计为机械的固定装置(Fixiereinrichtungen)。因而，压配区同样有助于在装入所述电子设备和/或应用中时所述模制壳体的固定。模制壳体的进一步的紧固(Befestigung)，例如通过螺纹连接或钎焊的紧固则不是必需的。显然，同样可能的是，压配区不仅设计为电气接触部位，还设计为机械固定装置，也就是说，由此实现了两种功能。正是在冗余电气接触部位的使用中更可毫无问题地实现以下这点，即，在该应用中将压配区中的一部分用于电气触点接通(Kontaktgabe)，而其中另一部分则仅用于模制壳体的机械固定。
在本发明的一种实施形式中作如下设置，即，压配区具有基本呈圆形的横截面。通过这种横截面的选择，不仅能够毫无问题地实现电气接触而且能够毫无问题地实现机械固定，因为通过这种横截面，在两方面都能保证精确的定位。
在另一种优选的实施形式中作如下设置，即，压配区设计为模制壳体中的基本上呈截顶锥形的凹部。基本上呈截顶锥形意味着，与更靠近模制壳体中部或下侧处相比，压配部位在模制壳体的外侧(表面区域)处具有较大的圆形的截面。通过这种方式和方法，可在压配区的区域中在使用相应的固定手段或接触手段时产生强制对准。同时，实现了很好的位置固定。
在本发明的另一种实施形式中作如下设置，即，模制壳体包括位置调整器(Lageausrichter)。在此，位置调整器是各种这样的装置，即，其适合于相对于特定的参考面或相对于特定的参考点而限定模制壳体的位置，优选的是以机械的方式来限定。例如，位置调整器可设计为鼻部或设计为凹部。
在一个优选的实施形式中作如下设置，即，压配区布置成彼此对称的。这意味着，压配区在模制壳体处如此地设计，即，其相互间具有对称的或至少基本对称的布置。在这里，举例而言，压配区相对于模制壳体的特定点以及彼此之间分别地具有相同的间距或相似的角度。
在另一个优选的实施形式中作如下设置，即，压配区以相对于位置调整器而言对称的方式进行布置。通过这种方法，能够实现同样的模制壳体的多种用途，其中，该用途可例如通过位置调整器来确定。例如，对于在特定方向上进行感测的加速度传感器而言，以同样的模制壳体，既可实现X传感器也可实现Y传感器，其中，不同的感测方向通过经由位置调整器所实现的、旋转90度的装配来实现。压配区，优选为电气冗余压配区，在这里各自以所需的方式方法被触接。
在另一个实施形式中作如下设置，即，接触部位不仅可从模制壳体的上侧被触接，也可从模制壳体的下侧被触接。因而，接触既可自模制壳体的上侧而来地实现也可自模制壳体的下侧而来地实现，其中，上侧触点与下侧触点在电气方面并不强制为相同的。如果上侧触点和下侧触点在电气上相同，则可由此获得接触的形式方面的自由度。如果上侧触点和下侧触点在电气上不相同(各自形成不同的触点)，以此则实现了有效触点数目的提高。
在另一个优选的实施形式中作如下设置，即，压配区具有孔。借助于这些孔，则在紧固和/或电气接触方面获得了更多的自由度(即，通过使用穿过模制壳体的装置)。
在本发明的一种实施形式中作如下设置，即，模制壳体为标准的模制壳体，例如标准的塑料方形扁平式封装(PQFP)，正如其在现有技术中已知的那样。但是，其没有或仅具有非常短的引脚。如果接触仅仅经由所提及的压配区中的接触部位来实现，则引脚(其对于电路板装配而言是必需的)的使用是多余的。因此，引脚被省略，或者，如果是在传统的流水线上进行装配的话，则在近壳体处被去除。如果用于特定的、在其之中期望有其它的经由引脚的接触的应用，则可按所需的长度和所需的数量在模制壳体处保留引脚。
在另一个实施形式中作如下设置，即，为压配区分配有压配部件，该压配部件装配在模制壳体的裸片垫(die-pad)上，尤其是被焊上。因而，与所提及的压配区相配(korrespondiert)的是这样的压配部件，该压配部件作为电气连接或已经作为电气构件而在模制壳体内，即，在裸片垫上被进行装配(尤其是被焊上)。压配部件尤其地为金属的插入件，其实现至布置在模制壳体内的线路和其它零部件(必要时)的电气连接。在各个线路在常用的引线框架上的装配以及其相互之间的例如借助于引线接合(Drahtbonden)的触接之后，以模制化合物(Moldcompound)注塑包封壳体(成模)。
因此，在一种优选的实施形式中作如下设置，即，裸片垫具有用于压配部件的容纳区。
压配部件据此以特定的空间布置被安置在模制壳体中。
在另一种实施形式中作如下设置，即，裸片垫具有用以对准和/或固定压配部件的容纳结构。所以压配部件在原本的紧固工序(即，例如焊接)之前便在裸片垫上被对准或固定，由此使得毫无问题的进一步的装配成为可能。
本发明此外还包括电子模块，尤其是加速度传感器，尤其地用于机动车技术，其带有根据上述的权利要求的任意一项所述的模制壳体。正如已经描述过的那样，在使用冗余的电气接触部位和压配区作为机械固定装置时(优选地连位置调整器)，则可用同样的基本元件作为构件来产生不同定向的模制壳体。例如，可为在X方向上的和在Y方向上的加速度传感器，而其中仅需要一种感测方向，且仅是模制壳体(其包括原本的加速度接收器)旋转了90度。这能够有利地通过位置调整器来实现。构件的装配和库存管理由此显著简化并廉价化。
在另一优选的实施形式中作如下设置，即，模制壳体在具有空腔的电子模块中借助于至少两个与压配区相配的压配销而以电气方式被触接。因而，电气接触通过压配销，也就是在电子模块内的空腔中的基本呈棒状的设计(Ausbildung)，来实现，其与模制壳体的压配区相配并且与其形成了电气连接(一旦模制壳体被引入电子模块中)。其它例如通过引脚针和电路板的电子接触在此处并不是必须的。
在本发明的一种尤其优选的实施形式中作如下设置，即，将压配销设计为机械的紧固装置。压配销(其在上文中被描述为用于电气接触)因而也构成了用于电子模块内的模制壳体的机械紧固装置。
在另一种实施形式中作如下设置，即，电子模块具有这样的压配销，其仅设计为紧固装置而不为接触装置。因而，在电子模块的空腔内存在有这样的其它的压配销，其并不用作模制壳体的电气接触，而是(例如在冗余压配区上)仅仅承担用于电子模块内的模制壳体的紧固功能。这一点通过如下方式来实现，即，该压配销完全不具有至其它压配销或至其它接触部位的电气接触。
在另一个优选的实施形式中作如下设置，即，电子模块具有位置确定器(Lagebestimmer)。位置确定器指的是优选地在电子模块的空腔中的这样的装置，即，其可通过与模制壳体处的位置调整器的连接而允许电子模块内的模制壳体的空间定向。优选地，位置调整器/位置确定器的组合以如下地选择，即，使得明确的、不会混淆的定位(尤其是自动地)成为可能。这一点尤其通过使用相配的凹部/鼻部来实现。
附图说明
本发明将在下文中根据示意图进行进一步阐述。
其中：
图1示出了带有模制壳体的结构化的(strukturiertes)裸片垫，
图2示出了带有压配部件的同样的裸片垫，
图3示出了同样的裸片垫的横截面，
图4示出了同样的裸片垫，其例如用于带有周边构件的传感器芯片，
图5示出了出自图4的裸片垫的横截面，
图6示出了在冲裁之前的引线框架，
图7示出了以加速度传感器为例的电子模块而
图8示出了同样的电子模块的横截面。
具体实施方式
图1示出了用于电子电路的模制壳体1，其用于安装到电子设备和/或应用中。模制壳体1具有结构化的裸片垫2，所述裸片垫2在此处示例性地针对任意给出的用途而示出，并且其能够根据用途而以不同的方式来构造。在此，裸片垫2被划分成三个部件，也就是第一裸片垫部件3，第二裸片垫部件4和第三裸片垫部件5。第一裸片垫部件3具有孔6，用于之后的压配区7的布置。相应的情况也适用于第三裸片垫部件5，其同样具有孔6。缩短的引脚8属于裸片垫，所述引脚8以通常的加工方法借助于此处并未示出的引线框架而制成，且其当前在模制壳体1的外侧边缘处被切断。模制壳体1此外还具有位置调整器10，该位置调整器10设计成模制壳体1的边缘侧的凹部11的形式。
图2示出了出自图1的模制壳体，其中，为了清楚起见，没有重复提及图1中已经讨论过的元件——如果该元件对进一步的阐述而言并不是必须的。为结构化的裸片垫2的孔6分配有压配部件12，也就是，第一压配部件13属于第一裸片垫部件3，而第二压配部件14属于第三裸片垫部件5。压配部件12在其侧具有冲孔15(其中，冲孔15显然也可通过除了冲压工序之外的任何其它的、形成相应的穿透的工艺来制造)。冲孔15拥有较之孔6更小的横截面，从而形成了覆盖区(Ueberdeckungszone)16，因此在该覆盖区16的区域内，各压配部件12的一部分以环形形式不被模制壳体1所覆盖，而是露出来。压配部件12由导电材料制成(根据要求也可由半导体材料制成)，并在覆盖区16的区域中形成电气接触部位17。因此，此处并未示出的、通过模制壳体1的孔6伸到接触部位17的接触装置可在电气接触部位17的区域中建立起至压配部件12的电气接触。
图3在横截面中示出了图2中的模制壳体。模制壳体1在两侧(也就是说，从上侧18和下侧19)都具有设计为压配区7的孔6。在这里，孔6实施成分段的截顶锥形状，也就是为如下形式，即，孔6朝着模制壳体1的上侧18和/或下侧19而扩大。在施加在结构化的裸片垫2上的压配部件12的区域中，孔6基本呈圆柱形。压配部件12具有冲孔15，所述冲孔由于相对于孔6较小的横截面而形成了覆盖区16，所述覆盖区16起电气接触部位17的作用。
图4在俯视图中示出了同样的模制壳体1，其中在第一裸片垫部件3，第二裸片垫部件4和第三裸片垫部件5上，布置有一系列其它的电子构件，尤其地为芯片和/或电容器。在当前例子中，为传感器芯片20(其设计为加速度接收器21)以及其它的集成芯片22和一系列的陶瓷电容器23。各个零部件借助于粘结技术(通过粘结物(bonds))与各裸片垫部件相连接。因此，所述芯片和/或其它构件之间以传统方式施加有粘结物24。
图5在横截面中示出了模制壳体1和所提到的陶瓷电容器23以及传感器芯片20和集成芯片22。它们以及结构化的裸片垫2和压配部件12由模制化合物25所包围并随后被(除了形成在压配区7的区域中的起电气接触部位17作用的覆盖区16之外)密封地封闭起来(hermetisch verschlossen)。
图6示出了处在制造工序中的引线框架26的一个截段。示出了五个根据本发明的模制壳体以及(左上处的)用于说明的传统的标准塑料方形扁平式封装(PQFP)27。根据本发明的模制壳体1设计为加速度传感器28。其包括了在该视图中不可见的，在图4中已经叙述过的加速度接收器21，所述加速度接收器21具有感测方向R。模制壳体1仍借助于未缩短的引脚8而布置在引线框架26上。模制壳体1各在其右侧边缘区域29处具有凹部11，所述凹部用作位置调整器10。每个模制壳体1还具有四个压配区7，其设计为电气冗余的电气接触部位17。其各自的电气分配(elektrische Zuordnung)通过符号“+”以及“-”的说明来示出。电气冗余在此处理解为，各个模制壳体针对其规定的用途仅须用电气分配“+”或“-”的各自的一个接触部位而被触接，从而对于使用者而言，在安装到电气应用中时保留了如下选择权，即，其想要使用各种电气接触部位17中的哪一个来形成用于模制壳体1和其中所含电气电路的接触。位置调整器10在这里用于例如包围该加速度传感器28的此处并未示出的传感器壳体中的位置精确的定向。
图7示出了出自图6的在传感器壳体30中的安装位置中的加速度传感器28。传感器壳体30用于保护在加速度传感器28的模制壳体1内集成的电子零部件(其在本视图中不可见)及该模制壳体本身免受不利的外界影响。此外，在各个功能部件和/或功能组的标准化的制造方法的意义上，其还起到简化操作的作用。为了该目标，传感器壳体30具有联结区域31，该联结区域31基本上设计为双极型插头32。双极型插头32包括两个插头针脚33，所述插头针脚借助于适当的电气连接34(例如金属导体电路35)而导入到传感器壳体30内，在那里，插头针脚通过压配销36而与模制壳体1的压配区7相连接。压配区7各自设计为冗余的电气接触部位17，其中，电气分配“+”和“-”中分别地仅各有一个与插头针脚33相连接。在当前例子中，压配区7或说冗余电气接触部位17中的仅两个，即，第一接触部位37和第二接触部位38，经由导体电路35与插头针脚33相连接。在此，第一接触部位37具有负分配，而第二接触部位38相反地具有正分配。剩下的两个压配区7不起电气接触作用；穿过剩下两个压配区的压配销36仅起着有助于在传感器壳体30中的模制壳体1的更好的机械固定的作用。模制壳体30在右侧内壁39上具有位置确定器40，其与模制壳体1的位置调整器10相配。位置确定器40设计为在传感器壳体30的右侧内壁39处的鼻部，反之，位置调整器10则设计为在模制壳体1处的凹部11。位置确定器40和位置调整器10基本上尺寸准确地彼此相配，以使得在传感器壳体30中鉴于加速度传感器28的感测方向R方面形成了位置精确的定向。现在就可以，通过将位置确定器40布置在传感器壳体30的其它位置上，也就是说，相对所示位置偏移90度，例如位于插头侧的内壁41处或位于背离插头的内壁42处，从而获得相对所图示的安装位置偏移90度的加速度传感器28的位置精确的安装，以使得，感测方向R也与所示情形相差90度。通过这种方法，以同样的加速度传感器28，不仅可实现X传感而且可实现Y传感；不需要使用两个以不同的方式构造的加速度传感器28。通过冗余的电气接触部位17，即模制壳体1的压配区7，则在偏移90度的安装位置中也保证了恰当的接触。
显然，在这里还可能，在一个用于两个加速度传感器28的较大的传感器壳体30中，安置两个加速度传感器28，其中，通过偏移90度的位置确定器40的布置，使一个传感器在X方向内进行感测而另一个相反地在Y方向内进行感测，即，结果，两个传感器的感测方向R彼此相对旋转90度。在这里，则相应地设置有至少三个插头针脚33，或四个，其中，为各个加速度传感器28提供有同样在图7中所示出的两个插头针脚33。由此，在单个传感器壳体30内，在使用同样的加速度传感器28的情况下，可实现在X方向和在Y方向上的加速度感测，其中，如此地集成的加速度传感器被集成在一个单个的、易于操作且便于安装的构件中。两个集成的加速度传感器28的联结即通过唯一的插头连接43来实现。
图8示出了在传感器壳体30中的模制壳体1、例如上文所描述的加速度传感器28的模制壳体1。在底板44内注射(eingespritzt)有电气连接34，也就是导体电路35，其引导至在此未示出的双极型的插头32并起着电气接触的作用。在此处可见的横截面视图中的显示为右侧的压配销36与导体电路35电导通地相连接，而相反，显示在左侧的压配销36’在电气方面并不与分配给它的导体电路35’相连接。左侧压配销36’仅仅用于模制壳体1在传感器壳体30中的固定；结果，其仅起到机械紧固装置45的作用。借助于机械紧固装置45的机械固定以及借助于电气接触部位17和压配销36的电气接触通过以下方式实现，即，压配销36至少部分段上设计成圆柱体46的形式，该压配销36为了使装配更简单而在背离电路板35的端部47处设计成基本呈截顶锥形。在电气接触部位17区域内，也就是压配部件12的凹部11区域内，形成了机械固定和电气触点接通——只要圆柱体46的直径基本上与凹部11的内直径相配。显然，机械固定和触点接通的其它适合形式也是可设想的且同样可适用的；重要的只是，不仅可实现电气触点接通，而且可——按照该设计是被设置作为接触装置48还是作为机械的紧固装置45，而——实现可靠的、或为纯机械的或为电的连接。压配销36的例如为销子状的或者至少地部分段地有弹性的实施形式同样是适合的。
传感器壳体30以盖子49加以封闭，所述盖子49例如被焊上或被粘上。作为对此的备选或累加，传感器壳体30也可借助于填料而被填充。

Claims (20)

1.一种用于电子电路的模制壳体，其用于安装到电子设备和/或应用中，其尤其为传感器或接收器，所述模制壳体特征在于压配区(7)。
2.根据权利要求1所述的模制壳体，其特征在于，所述压配区(7)设计为电气接触部位(17)。
3.根据前述权利要求中任一项所述的模制壳体，其特征在于，所述压配区(7)设计为冗余的电气接触部位(17)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的模制壳体，其特征在于，所述压配区(7)设计为机械的固定装置。
5.根据前述权利要求中任一项所述的模制壳体，其特征在于，所述压配区(7)具有基本呈圆形的横截面。
6.根据前述权利要求中任一项所述的模制壳体，其特征在于，所述压配区(7)设计为所述模制壳体(1)中的基本呈截顶锥形的凹部(11)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的模制壳体，其特征在于，所述模制壳体(1)包括位置调整器(10)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的模制壳体，其特征在于，所述压配区(7)布置成彼此对称。
9.根据前述权利要求中任一项所述的模制壳体，其特征在于，所述压配区(7)布置成关于所述位置调整器(10)对称。
10.根据前述权利要求中任一项所述的模制壳体，其特征在于，不仅可从所述模制壳体(1)的上侧(18)接触所述接触部位(17)而且可从所述模制壳体(1)的下侧(19)接触所述接触部位(17)。
11.根据前述权利要求中任一项所述的模制壳体，其特征在于，所述压配区(7)具有孔(6)。
12.根据前述权利要求中任一项所述的模制壳体，其特征在于，所述模制壳体(1)为标准模制壳体，例如标准的塑料方形扁平式封装(PQFP)(27)，其没有或仅具有非常短的引脚(8)。
13.根据前述权利要求中任一项所述的模制壳体，其特征在于，为压配区(7)分配有压配部件(12)，所述压配部件(12)装配在所述模制壳体(1)的裸片垫(2)上，尤其是被焊上。
14.根据前述权利要求中任一项所述的模制壳体，其特征在于，所述裸片垫(2)具有用于所述压配部件的容纳区。
15.根据前述权利要求中任一项所述的模制壳体，其特征在于，所述裸片垫(2)具有用于所述压配部件的对准和/或固定的容纳结构。
16.一种电子模块，尤其是加速度传感器，尤其用于机动车技术，带有根据前述权利要求中任一项所述的模制壳体(1)。
17.根据权利要求16所述的电子模块，其特征在于，所述模制壳体(1)在具有空腔的所述电子模块中借助于至少两个与压配区(7)相配的压配销(36)而以电气的方式被触接。
18.根据前述权利要求中任一项所述的电子模块，其特征在于，所述压配销(36)设计为机械的紧固装置(45)。
19.根据前述权利要求中任一项所述的电子模块，其特征在于，所述电子模块具有这样的压配销(36)，即，其仅设计为机械的紧固装置(45)而不设计为接触装置(48)。
20.根据权利要求16所述的电子模块，其特征在于，所述电子模块具有位置确定器(40)。
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