CN101849446A - 载体元件装置和用于制造载体元件装置的方法 - Google Patents

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Abstract

提出了一种用于电子结构元件的载体元件装置，具有一个第一载体元件和一个第二载体元件，其中，所述第一载体元件垂直于所述第二载体元件设置并且具有一个第一主延伸平面，所述第一载体元件还具有一个第一凹槽，其中，所述第一凹槽在所述第一主延伸平面中至少部分地包围所述第二载体元件。

Description

载体元件装置和用于制造载体元件装置的方法
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1前序部分所述的载体元件装置。
背景技术
这样的载体元件装置是通常已知的。例如由文献EP 0 665 438 B1公开了一种传感器组件，其中，带有传感器芯片的芯片壳体设置在电路板上，并且此外该传感器芯片垂直于电路板表面定向。
发明内容
与现有技术相比，根据并列权利要求的按照本发明的载体元件装置和按照本发明的用于制造载体元件装置的方法具有如下优点：第二载体元件上的电子结构元件相对于第一主延伸平面垂直的布置可以用相对容易制造且制造成本有利的方式以及以显著更小的由制造引起的角度偏差实现。此外，与现有技术相比，该载体元件装置所需的结构空间明显减少，因为第二载体元件至少部分地被第一载体元件包围，即第二载体元件与第一主延伸平面相交，因而该载体元件装置沿着第二载体元件的延伸尺寸与现有技术相比显著更小。这尤其是在将该载体元件装置应用在汽车制造中时意义重大，因为此处可供使用的结构空间大多比较小和/或在其结构方面不规则地成形。在特定的应用中，电子结构元件垂直于第一载体元件设置。例如，为了测量x/y平面中的转速和/或为了测量z轴上的加速度，需要使转速传感器和/或加速度传感器相对于位于x/y平面中的第一载体元件垂直地设置。在此，传感器和第一载体元件之间的角度与直角的偏差越小，则该传感器的测量精度就越高。此外，为了使电子结构元件相对于第一载体元件垂直地布置，根据本发明的载体元件装置利用了一个第二载体元件，其中，该第一和/或第二载体元件优选包括电路板或者说印刷电路板。因此，能够实现载体元件装置的相对简单的且成本有利的制造，因为无论是第一和第二载体元件的制造还是它们的插装都可以用已知的标准制造方法和标准插装方法实施。在本发明的意义上，该电子结构元件包括电的、电子的和/或微电子的结构元件，优选的是传感器和特别优选的是转速传感器和/或加速度传感器。极其优选的是，该电子结构元件被直接地钎焊到第二载体元件上，该第二载体元件尤其包括一个电路板。
本发明的有利构造方案和扩展结构可以由从属权利要求以及由参照附图的描述得出。
根据一种优选的扩展结构，在所述第二载体元件上安装有一个模块壳体，该模块壳体具有所述电的、电子的和/或微电子的结构元件，优选的是传感器和特别优选的是加速度传感器和/或转速传感器。特别优选的是由此可实现一种传感器装置，其中，可测量x、y和/或z方向上的转速和/或加速度。特别有利的是，尤其是在第一载体元件上和在第二载体元件上设置有电的、电子的和/或微电子的结构元件，特别优选的是加速度传感器和/或转速传感器，从而将第二载体元件上的结构元件组合到第一载体元件上的电路或者电子电路中，和/或，从而由第二载体元件上的转速传感器和/或加速度传感器测量x/y平面中的转速和/或平行于z轴的加速度，而同时由第一载体元件上的转速传感器和/或加速度传感器测量平行于z轴的转速和/或x/y平面中的加速度。极其优选的是，该模块壳体包括一个预模制壳体或SOIC壳体，结构元件组合在该壳体中。
根据另一种优选的扩展结构，该第一主延伸平面与所述模块壳体和/或所述第二载体元件相交，从而以有利的方式进一步减小该载体元件装置平行于第二载体元件的延伸尺寸。特别优选的是，该延伸尺寸的减小通过以下方式实现：第一主延伸平面基本上在模块壳体的和/或第二载体元件的平行于第二载体元件的延伸尺寸的中心与所述模块壳体和/或第二载体元件相交。
根据另一种优选的扩展结构，该第二载体元件借助至少一个固定元件、优选角形架机械地固定在第一载体元件上，其中，特别优选的是，所述固定元件具有至少一个连接销，所述连接销固定在所述第一载体元件的第二凹槽中，所述连接销极其优选地具有用于与所述第二凹槽力锁合地和/或形状锁合地挤压的第一挤压肋。特别优选的是，第二载体元件利用固定元件在第一载体元件上的安装能够使第二载体元件相对于第一载体元件的位置精度最大化，因此尤其是能够使角度偏差最小化。因此，尤其是与现有技术相比以显著的方式提高了第二载体元件上的传感器的测量精度。此外，固定元件的安装可以用特别简单的且成本有利的方式通过相对简单地、尤其是施加压力地将连接销插入到所述第二凹槽中来实现。特别有利的是，该第二凹槽的产生和精确定位可以在电路板的标准制造过程中成本有利地实现，从而能够实现固定元件的比较精确的且自发的定位。尤其包括塑料材料的第一挤压肋在连接销与第二凹槽的挤压过程中产生力锁合的和/或形状锁合的连接，特别优选的是它们被附加地粘接、焊接和/或钎焊。尤其地，使用多个挤压肋此外能够实现对第二凹槽的位置公差和/或挤压肋的位置公差的补偿。
根据另一种优选的扩展结构，所述第一载体元件具有一个带有至少一个定义的支承点的支承面，所述支承点设置用于形状锁合地和/或材料锁合地接收所述固定元件。特别优选的是，支承点的定义的布置能够调节或阻止固定元件的相应倾斜和/或均衡第一载体元件的多个支承点之间的高度差，使得能够实现第一和第二载体元件之间的直角的精细校正。此外，特别优选的是，在固定元件与第一载体元件相互粘接的情况下，通过改变支承点的高度来改变固定元件与第一载体元件之间的粘接缝隙，由此实现期望的粘接剂量积聚在粘接缝隙中。
根据一种另外的扩展结构，所述固定元件还具有一个用于接收所述第二载体元件的导向区域，其中，该导向区域优选具有用于与所述第二载体元件力锁合地和/或形状锁合地挤压的第二挤压肋。特别有利的是，该导向区域能够实现第二载体元件相对于第一载体元件的精确的并且同时可成本有利地安装的固定。优选具有平行于第二载体元件的延伸尺寸的导向区域尤其是保证第二载体元件相对于第一载体元件的比较高的位置精度，与现有技术相比角度偏差明显更小，使得特别优选的是传感器的测量精度以显著的方式提高。此外，该第二载体元件的安装过程可以通过相对简单地将第二载体元件垂直于第一主延伸平面插入到或推入到导向区域中而相对可靠地且成本有利地实现。极其优选的是，该第二载体元件在该导向区域中通过与第二挤压肋的挤压自动地在插入或推入之后被固定，其中，尤其是设置了附加的粘接。
根据一种另外的优选扩展结构，在第一和第二载体元件之间设置有至少一个通过连接元件、优选角形触头的导电连接。因此，特别优选的是，以简单的方式实现了第二载体元件或者说电子结构元件的电接触，其中，尤其是能够组合在第一载体元件的电路中。第一载体元件与连接元件的插装尤其可以通过相对成本有利的标准插装方法实施。特别有利的是，通过连接元件与固定元件的解耦进一步减小了角度偏差，尤其是就热膨胀而言。特别优选的是，连接元件的几何形状专门构造用于使角度偏差最小化，例如呈角形的、弯曲的和/或S形的形状。
根据一种另外的优选扩展结构，该连接元件力锁合地、形状锁合地和/或材料锁合地固定在所述第一载体元件的第三凹槽中、固定在所述固定元件的第四凹槽中，和/或，所述连接元件的一个另外的连接销优选利用第四挤压肋力锁合地、形状锁合地和/或材料锁合地固定在所述第一载体元件的第六凹槽中。所述连接元件和/或另外的连接销优选与第一载体元件、第二载体元件和/或固定元件压紧、钎焊、焊接和/或粘接。所述插装特别优选地在标准插装方法中进行，其中，第三凹槽的相对精确的设置和制造可以特别有利地在电路板的标准制造方法中实现。
根据一种另外的优选扩展结构，所述连接元件的至少一个接头区域力锁合地、形状锁合地和/或材料锁合地固定在所述第二载体元件的第五凹槽中，其中，所述接头区域优选通过一个捕获几何结构在所述第二载体元件的安装过程中插入到所述第五凹槽中。因此，特别有利的是，第二载体元件的安装方法显著简化，因为第二载体元件仅插入到导向区域中并且接着自动地通过捕获几何结构域与所述接头区域接触。
根据一种另外的优选扩展结构，所述第一和/或第二载体元件各包括一个电路板，和/或，所述第一、第二和/或第三挤压肋各具有一个粘结剂蓄池。特别优选的是，所述粘接剂蓄池容纳必需的粘接剂，使得粘接方法的实施被显著地简化。
本发明的另一个主题是用于制造载体元件装置的方法，其中，在第一方法步骤中将一个固定元件固定在所述第一载体元件的第二凹槽中，在第二方法步骤中将一个连接元件固定在所述固定元件的第四凹槽中，在第三方法步骤中将所述第二载体元件插入到所述固定元件的导向区域中，在第四方法步骤中将所述连接元件的接头区域固定在所述第二载体元件的第五凹槽中。因此有利的是，能够以简单的且特别有利的方式制造出具有相对小的角度偏差的紧凑的载体元件装置，其中，可以实现标准制造方法和/或标准插装方法的使用。尤其地，第一载体元件和第二载体元件的制造，以及第一载体元件与连接元件和/或固定元件的插装以及第二载体元件与模块壳体和/或与电子结构元件的插装可以在众所周知的标准过程中实现。
根据一种优选的扩展结构，在第五方法步骤中将所述模块壳体安装到所述第二载体元件上，其中，优选的是该第五方法步骤在时间上在所述第三方法步骤之前实施，和/或，所述第一、第二、第三、第四和/或第五方法步骤中的相应固定过程包括建立力锁合的、形状锁合的和/或材料锁合的连接，尤其是钎焊和/或粘接连接。因此，特别有利的是，完成插装的第二载体元件可以被插入到导向区域中，从而可以在标准插装过程中实现第二载体元件的插装。
附图说明
本发明的实施例在附图中示出并且在下面的说明书中详细阐述。其中示出：
图1是根据本发明的第一实施方式的载体元件装置的示意性立体图；
图2是根据本发明的第一实施方式的载体元件装置的示意性分解图；
图3是根据本发明的第一实施方式的载体元件装置的固定元件的示意性立体图；
图4是根据本发明的第一实施方式的载体元件装置的连接元件的示意性立体图。
在各个不同的图中，相同的部件总是用相同的附图标记表示，因此通常也分别仅提到一次。
具体实施方式
在图1中示出根据本发明的示例性的第一实施方式的用于电子结构元件的载体元件装置1的示意性立体图，该载体元件装置具有第一载体元件3和第二载体元件4，其中，该第一载体元件3垂直于第二载体元件4设置并且具有一个第一主延伸平面5，该第一载体元件3还具有一个第一凹槽6，其中，该第一凹槽6在第一主延伸平面5中至少部分地包围第二载体元件4。在该第二载体元件4上安装有一个模块壳体2，该模块壳体具有一个电的、电子的和/或微电子的结构元件、优选的是传感器和特别优选的是加速度传感器和/或转速传感器。此外，该第一主延伸平面5与模块壳体2和第二载体元件4相交。此外，该第二载体元件4借助两个固定元件7机械地固定在第一载体元件3上，这些固定元件各包括一个角形架，其中，在第一和第二载体元件3、4之间通过连接元件8实现多个导电连接，这些连接元件包括角形触头。该第一载体元件3和第二载体元件4尤其是各包括一个电路板或者说印刷电路板。优选的是，第一和/或第二载体元件3、4具有多个另外的电的、电子的和/或微电子的结构元件。该载体元件装置1在用于接收该载体元件装置1的载体元件装置壳体19与用于覆盖该载体元件装置壳体19的载体元件装置壳体盖20之间画出。
在图2中示出了根据本发明的第一实施方式的载体元件装置的示意性分解图，其中，这些固定元件7分别具有多个连接销9，这些连接销分别固定在第一载体元件3的第二凹槽10中，该第一载体元件3具有带有多个定义的支承点的支承面11，这些支承点尤其设置用于材料锁合地接收这些固定元件7。固定元件7还具有一个用于接收第二载体元件4的导向区域12，其中，该第二载体元件4尤其是通过平行于第二载体元件4的第二主延伸平面推入该导向区域12中而固定且安装在该导向区域12中。这些连接元件8力锁合地、形状锁合地和/或材料锁合地固定在第一载体元件3的第三凹槽14中和固定在固定元件7的第四凹槽15中，其中，这些连接元件8的接头区域17力锁合地、形状锁合地和/或材料锁合地固定在第二载体元件4的第五凹槽18中。
在图3中示出了根据本发明的第一实施方式的用于电子结构元件的载体元件装置1的固定元件7的示意性立体图，其中，连接销9具有用于与第二凹槽10力锁合地和形状锁合地挤压的第一挤压肋9’，并且，导向区域12此外具有用于与第二载体元件4力锁合地和/或形状锁合地挤压的第二挤压肋13。
在图4中示出根据本发明的第一实施方式的电子结构元件的载体元件装置1的连接元件8的示意性立体图，其中，该连接元件8具有一个另外的连接销21，该另外的连接销利用第四挤压肋22固定在第一载体元件3的第六凹槽中。接头区域17优选地通过一个捕获几何结构在第二载体元件4的安装过程中插入到第五凹槽18中。

Claims (12)

1.用于电子结构元件的载体元件装置(1)，具有一个第一载体元件(3)和一个第二载体元件(4)，其中，所述第二载体元件(3)垂直于所述第一载体元件(4)设置并且具有一个第一主延伸平面(5)，其特征在于，所述第一载体元件(3)还具有一个第一凹槽(6)，其中，所述第一凹槽(6)在所述第一主延伸平面(5)中至少部分地包围所述第二载体元件(4)。
2.根据权利要求1的载体元件装置(1)，其特征在于，在所述第二载体元件(4)上安装有一个模块壳体(2)，该模块壳体具有一个电的、电子的和/或微电子的结构元件、优选的是传感器和特别优选的是加速度传感器和/或转速传感器。
3.根据以上权利要求之一的载体元件装置(1)，其特征在于，所述第一主延伸平面(5)与所述模块壳体(2)和/或所述第二载体元件(4)相交。
4.根据以上权利要求之一的载体元件装置(1)，其特征在于，所述第二载体元件(4)借助至少一个固定元件(7)、优选角形架机械地固定在所述第一载体元件(3)上，其中，特别优选的是所述固定元件(7)具有至少一个连接销(9)，所述连接销固定在所述第一载体元件(3)的第二凹槽(10)中，所述连接销(9)极其优选地具有用于与所述第二凹槽(10)力锁合地和形状锁合地挤压的第一挤压肋(9’)。
5.根据以上权利要求之一的载体元件装置(1)，其特征在于，所述第一载体元件(3)具有一个带有至少一个定义的支承点的支承面(11)，所述支承点设置用于形状锁合地和/或材料锁合地接收所述固定元件(7)。
6.根据以上权利要求之一的载体元件装置(1)，其特征在于，所述固定元件(7)还具有一个用于接收所述第二载体元件(4)的导向区域(12)，其中，所述导向区域(12)优选具有用于与所述第二载体元件(4)力锁合地和/或形状锁合地挤压的第二挤压肋(13)。
7.根据以上权利要求之一的载体元件装置(1)，其特征在于，在所述第一和第二载体元件(3、4)之间设置有至少一个通过连接元件(8)、优选角形触头的导电连接。
8.根据以上权利要求之一的载体元件装置(1)，其特征在于，所述连接元件(8)力锁合地、形状锁合地和/或材料锁合地固定在所述第一载体元件(3)的第三凹槽(14)中、固定在所述固定元件(7)的第四凹槽(15)中，和/或，所述连接元件(8)的至少一个另外的连接销(21)优选利用第四挤压肋(22)力锁合地、形状锁合地和/或材料锁合地固定在所述第一载体元件(3)的第六凹槽中。
9.根据以上权利要求之一的载体元件装置(1)，其特征在于，所述连接元件(8)的至少一个接头区域(17)力锁合地、形状锁合地和/或材料锁合地固定在所述第二载体元件(4)的第五凹槽(18)中，其中，所述接头区域(17)优选通过一个捕获几何结构在所述第二载体元件(4)的安装过程中插入到所述第五凹槽(18)中。
10.根据以上权利要求之一的载体元件装置(1)，其特征在于，所述第一和/或第二载体元件(4，5)各包括一个电路板，和/或，所述第一、第二和/或第三挤压肋(9’，13，16)各具有一个粘结剂蓄池。
11.用于制造根据以上权利要求之一的载体元件装置(1)的方法，其特征在于，在第一方法步骤中将一个固定元件(7)固定在所述第一载体元件(3)的第二凹槽(10)中，其中，在第二方法步骤中将一个连接元件(8)固定在所述固定元件(7)的第四凹槽(15)中，在第三方法步骤中将所述第二载体元件(4)插入到所述固定元件(7)的导向区域(12)中，在第四方法步骤中将所述连接元件(8)的接头区域(17)固定在所述第二载体元件(4)的第五凹槽(18)中。
12.根据权利要求11的方法，其特征在于，在第五方法步骤中将所述模块壳体(2)安装到所述第二载体元件(4)上，其中，优选的是所述第五方法步骤在时间上在所述第三方法步骤之前实施，和/或，所述第一、第二、第三、第四和/或第五方法步骤中的相应固定过程包括建立力锁合的、形状锁合的和/或材料锁合的连接，尤其是钎焊和/或粘接连接。
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