CN102954812B - 传感器组件和用于制造传感器组件的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明建议一种用于制造传感器组件的方法，其中，在第一制造步骤中提供一个线路部件，该线路部件具有至少一个用于力锁合和/或形状锁合地接收传感器元件的接收区域，其中，在用于制造壳体的第二制造步骤中，所述线路部件这样地以塑料材料被包覆注塑，使得所述至少一个接收区域基本上保持没有塑料材料，其中，在第三制造步骤中，所述传感器元件力锁合和/或形状锁合地被固定在所述至少一个接收区域中。
Description
技术领域
本发明涉及一种传感器组件及用于制造传感器组件的方法。
背景技术
这样的传感器组件是普遍公知的。例如由文献DE 10 2007 057 441 A1公开一种传感器组件。为了制造该传感器组件，一个线路部件被插装一个传感器元件并且接下来在两级的注塑工艺中以塑料材料被包覆注塑以产生一个壳体。该线路部件在其中一侧上形成用于配对插接件的触点并且在另一侧上构成用于传感器元件的触点。该方法的缺点是，首先线路部件被插装传感器元件并且接下来才执行注塑工艺，因为传感器元件的传感器特征曲线通过在注塑工艺期间出现的力以及通过所形成的热量被影响。
由文献DE 10 2007 052 366 A1还已知一种具有第一和第二载体元件的载体元件装置，其中，在第一载体元件上布置第一传感器并且在第二载体元件上布置第二传感器。第一和第二载体元件被构造为分开的部件，这些分开的部件相互垂直地布置。第一和第二传感器的相互垂直的布置能够实现对至少两个相互垂直的矢量的测量。尤其地，借助两个相互独立且相互垂直的传感器能够将待测量的量分成两个单独的方向分量。
发明内容
按照本发明，提出了一种用于制造传感器组件的方法，其中，在第一制造步骤中提供一个线路部件，该线路部件具有至少一个用于力锁合和/或形状锁合地接收传感器元件的接收区域，其中，在第二制造步骤中，所述线路部件这样地以塑料材料被包覆注塑以制造壳体，使得所述至少一个接收区域位于一个空槽中，所述空槽没有塑料材料并且在第二制造步骤期间在塑料材料中构成，其中，在时间上在第二制造步骤之后执行的第三制造步骤中，所述传感器元件力锁合和/或形状锁合地被固定在所述至少一个接收区域中。
按照本发明，提出了根据上述方法制造的传感器组件。
按照本发明的用于制造传感器组件的方法和按照本发明的传感器组件相对于现有技术具有优点，即只有在以塑料材料包覆注塑线路部件来制造壳体之后，传感器元件才被固定在线路部件上。以该方式保证，在注塑过程期间出现的热量和压力不会不理地影响传感器元件的传感器特征曲线。传感器组件的测量精度由此提高。另外，使用一个单级的注塑过程就足够了。另一个优点是，传感器元件尤其是仅力锁合和/或形状锁合地固定在线路部件上，使得在制造壳体之后仍能够将传感器元件简单且快速地固定在线路部件上。壳体优选在接收区域的区域中具有一个空槽，在该空槽中该传感器元件固定在线路部件上。按照本发明的方法能够实现仅比较小的空槽的构造，因为要比较简单地实现的传感器元件在线路部件上的力锁合和/或形状锁合的固定也能够在比较小的空槽内部以简单的方式实现。传感器元件在接收区域中在此优选被夹紧，使得不需要费劲的焊接、粘接或接合技术。为了构成空槽，第二制造步骤例如这样地被实施，使得在注塑过程期间一个滑动元件布置在待构成的空槽的区域中，该滑动元件具有一个与待构成的空槽相应的外部几何形状，或者线路部件在待构成的空槽的区域中被一个保持元件保持，该保持元件具有一个与待构成的空槽相应的外部几何形状。线路部件是导电的并且优选包括一个金属线路部件，使得传感器元件从壳体外部可通过线路部件接触。传感器元件优选包括一个电的、电子的、机械的和/或微机械的传感器，特别优选加速度传感器、旋转加速度传感器、用于测量电场的传感器和/或用于测量磁场的传感器(例如霍尔传感器)。
本发明的有利的设计方案和扩展构型由下述说明以及参照附图的说明得出。
按照一种优选的实施方式，在第一制造步骤中还提供一个另外的线路部件，该另外的线路部件具有至少一个与接收区域相对应的、用于力锁合和/或形状锁合地接收传感器元件的另外的接收区域，其中，在用于制造壳体的第二制造步骤中所述线路部件和所述另外的线路部件一起这样地以塑料材料被包覆注塑以制造壳体，使得所述至少一个接收区域和所述至少一个另外的接收区域分别基本上保持没有塑料材料，其中，在第三制造步骤中，所述传感器元件分别力锁合和/或形状锁合地不仅固定在所述接收区域中而且固定在所述另外的接收区域中。传感器元件由此以有利的方式从壳体外部通过两个相互绝缘的且分别导电的线路部件被接触。线路部件和另外的线路部件作为双芯线式接口工作，该接口能够实现总线传输系统，尤其是以便同时与多个传感器元件通信。触点的数量由此显著地被减少。尤其地，由此不需要由现有技术已知且比较耗费成本的由不导电材料制成的印制电路板，在该印制电路板中嵌入多个印制导线。传感器组件由此与现有技术相比成本更低。
按照一种优选的实施方式，在第二制造步骤中，所述线路部件和所述另外的线路部件这样地被包覆注塑，使得在所述接收区域和所述另外的接收区域之间的中间区域保持没有塑料材料。以有利的方式在第二制造步骤期间在壳体中构成一个空槽，通过该空槽可从壳体外部接近接收区域、该另外的接收区域和中间区域，从而能够在第三制造步骤中以简单方式实现传感器元件的插装。
按照一种优选的实施方式，在第四制造步骤中，所述壳体在所述传感器元件的区域中通过一个壳体盖被封闭。该传感器元件由此以有利的方式被保护免受有害的外部影响，例如污物、机械力作用、湿度和类似物。壳体盖或者可拆卸地或者持久地被固定在壳体上。优选地，壳体盖这样地与壳体粘接，使得形成紧密密封的遮盖。
按照一种优选的实施方式，在第三制造步骤中，所述传感器元件借助所述线路部件的一个固定夹固定在所述接收区域中，其中，优选所述传感器元件借助所述另外的线路部件的一个另外的固定夹固定在所述另外的接收区域中。由此以有利的方式实现传感器元件在线路部件上的比较安全且可简单建立的固定。固定夹优选包括一个从线路部件突出的臂，该臂通入到一个基本上平行于线路部件并且与接收区域间隔开的夹紧区域中。夹紧区域优选在接收区域的方向上被弹性地预紧，使得传感器元件可被夹紧在固定夹和接收区域之间。传感器元件在第三制造步骤中优选侧向地、即平行于线路部件地插入到接收区域中，由此相应地张紧固定夹。由此尤其是实现传感器元件的形状锁合和力锁合的固定。固定夹优选包括一个在线路部件中部分地冲压并且由此弯曲出来的金属接片。固定夹优选同样适合接触传感器元件，例如当传感器元件在背对接收区域的侧上具有接触面(接触垫)时。该另外的固定夹与固定夹类似地构成，使得传感器元件相互独立地不仅被固定夹固定在线路部件上，而且被另外的固定夹固定在另外的线路部件上。
按照一种优选的实施方式，在第二制造步骤中，所述线路部件的一个端部区域这样地以塑料材料被包覆注塑，使得在所述端部区域中所述线路部件与所述壳体间隔开以构成插接件壳体，其中，优选所述另外的线路部件的一个另外的端部区域这样地以塑料材料被包覆注塑，使得在所述另外的端部区域中所述另外的线路部件与所述壳体间隔开以构成插接件壳体。由此在第二制造步骤期间以有利的方式不仅产生用于保护传感器元件的壳体，而且同时也产生一个插座形式的插接件壳体，借助该插接件壳体能以简单方式接触传感器组件。插座的几何形状在此优选这样地构成，即常见的配对插接元件是可插入的。
按照一种优选的实施方式，在第二制造步骤中这样地进行包覆注塑，使得为了构成插接件，所述线路部件的一个端部区域从所述壳体突出并且优选所述另外的线路部件的一个另外的端部区域从所述壳体突出以构成插接件。由此在第二制造步骤期间以有利的方式不仅产生用于保护传感器元件的壳体，而且同时也产生一个插接元件形式的插接件壳体，该插接件壳体为了接触传感器组件可插入到相应地构成的插座中。插接件壳体的几何形状在此优选这样地构成，使得插接元件可插入常见的配对插接元件中。
按照一种优选的实施方式，在第一制造步骤的第一分步骤中提供一个线路部件，该线路部件具有至少一个第一和一个第二接收区域，在第一制造步骤的第二分步骤中所述线路部件这样地被弯曲，使得所述第二接收区域相对于所述第一接收区域成角度地定向，其中，在第二制造步骤中所述线路部件这样地以塑料材料被包覆注塑以制造所述壳体，使得不仅所述第一接收区域而且所述第二接收区域基本上保持没有塑料材料，其中，在第三制造步骤中，一个第一传感器元件分别力锁合和/或形状锁合地被固定在所述第一接收区域中并且一个第二传感器元件分别力锁合和/或形状锁合地被固定在所述第二接收区域中。以该方式能够实现按照至少两个相互不同的方向对矢量、例如加速度、旋转加速度、磁场、电场和类似量的测量。尤其地，由此能够借助两个相互成角度地布置的传感器元件将待测量的量分成至少两个单独的方向分量。与现有技术相比，为此仅需要线路部件，该线路部件在第一和第二接收区域中单次地弯曲，即弯成角度或弯折。两个单独的载体板或印制电路板的使用，如由现有技术已知那样，在此不是必须的，从而完全可节省用于连接这些单独的载体板或印制电路板的费劲的连接或接合技术。线路部件在弯曲的区域中优选这样地被弯曲，使得线路部件在第一接收区域中的主延伸平面和线路部件在第二接收区域中的主延伸平面夹成一个基本上90°的角度。还可想到，线路部件具有第三接收区域，在该第三接收区域中设有第三传感器元件，线路部件包括一个另外的弯曲的区域。第三接收区域优选不仅相对于第一接收区域，而且相对于第二接收区域成角度，尤其是成90°的角度。借助第三传感器元件以有利的方式实现沿着所有三个相互不同的空间方向对矢量、例如加速度、旋转加速度、磁场、电场和类似量的测量。尤其地，由此能够借助三个相互成角度地布置的传感器元件将一个待测量的量分成所有三个空间分量。还可想到，在第一接收区域中布置多个第一传感器元件，在第二接收区域中布置多个第二传感器元件和/或在第三接收区域中布置多个第三传感器元件。
按照一种优选的实施方式，在第一分步骤中提供一个另外的线路部件，该另外的线路部件具有至少一个另外的第一和一个另外的第二接收区域，其中，在第二分步骤中所述另外的线路部件这样地被弯曲，使得所述另外的第二接收区域相对于所述另外的第一接收区域成角度地定向，其中，在第二制造步骤中，所述线路部件和所述另外的线路部件这样地以塑料材料共同地被包覆注塑以制造所述壳体，使得不仅所述第一接收区域、所述第二接收区域、所述另外的第一接收区域和所述另外的第二接收区域基本上保持没有塑料材料，其中，在第三制造步骤中，一个第一传感器元件分别力锁合和/或形状锁合地被固定在所述第一接收区域和所述另外的第一接收区域中并且一个第二传感器元件分别力锁合和/或形状锁合地被固定在所述第二接收区域和所述另外的第二接收区域中。由此可分别通过两芯线式的接口以有利的方式接触相互成角度地布置的第一和第二传感器元件。
本发明的另一个主题是按照本发明方法制成的传感器组件。按照本发明的传感器组件以有利的方式由于上述原因明显比由现有技术已知的传感器组件成本更有利。
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说明。其示出：
图1示出按照本发明第一实施方式的方法制成的传感器组件的示意性剖视图，
图2示出按照本发明第一实施方式的方法制造的传感器组件的示意性俯视图，
图3示出按照本发明第二实施方式的方法制造的传感器组件的示意性剖视图，和
图4示出按照本发明第三实施方式的方法制造的传感器组件的示意性剖视图。
在不同的图中相同的部件始终标有相同的附图标记并且因此同样也分别仅命名或者说提到一次。
具体实施方式
在图1中示出按照本发明第一实施方式的传感器组件1的示意剖视图。该传感器组件1具有一个在第一制造步骤中提供的线路部件2，该线路部件被构造为金属线路部件。线路部件2具有接收区域3，在该接收区域中力锁合和形状锁合地固定一个传感器元件4。该传感器组件1还具有一个另外的线路部件2’，该另外的线路部件在图1中所示的视图中出于清楚的考虑不可见，因为该另外的线路部件2’由观察者看来布置在线路部件2后面。该另外的线路部件2’与该线路部件2类似地构成。在第二制造步骤中，该线路部件2和该另外的线路部件2’在一个注塑工艺中部分地以塑料材料被包覆注塑，由此形成一个壳体8。注塑过程被这样地执行，即在线路部件2的一个端部区域7和该另外的线路部件2’的一个另外的端部区域7’(在图1中同样不可见)中，壳体8与线路部件2或者说另外的线路部件2’间隔开。以该方式构成一个插座，相应的未绘出的配对插接元件可插入到该插座中。此外这样地进行注塑过程，即接收区域3的区域保持没有塑料材料。因此，在壳体8中构成空槽12，通过该空槽可从壳体8的外部到达接收区域3。此外，注塑过程这样地被执行，即在壳体8中构成固定孔15。传感器组件1可借助固定孔15被固定，例如被固定在车辆中。
在接下来的第三制造步骤中，在空槽12内部，一个传感器元件4被固定在搁放部件2上的接收区域3中。在接收区域3中，该线路部件2具有一个固定夹5。固定夹5优选包括一个从线路部件突出的臂13，该臂通入一个基本上平行于线路部件2并且与接收区域3间隔开的夹紧区域14中。夹紧区域14优选在接收区域3的方向上被弹性预紧，使得传感器元件4可被夹紧在固定夹5和接收区域3之间。传感器元件4为此在第三制造步骤中优选侧向地、即平行于线路部件2插入到接收区域3中。固定夹5由此被撑开，即夹紧区域14运动远离线路部件2，由此夹紧区域14在接收区域3的方向上具有预紧力并且传感器元件4由此力锁合和形状锁合地被夹紧在夹紧区域14和接收区域3之间。在夹紧收区域14中和在接收区域3中，通过传感器元件4和线路部件2之间的直接接触，传感器元件4通过线路部件2从壳体8外部可被接触。传感器元件4为此优选在夹紧区域14和/或接收区域3的区域中具有相应的接收面(接触垫)。在将传感器元件4固定在接收区域3中时，传感器元件4以类似方式固定在另外的线路部件2’的一个类似地构成的另外的接收区域3’(在图1中出于清楚的考虑没有示出)上。线路部件2和另外的线路部件2’作为双芯线式接口工作，从而能够从壳体8外部通过总线传输系统实现与传感器元件4的通信。在最后的第四制造步骤中，用壳体盖9严密地封闭空槽12，其中，壳体盖9优选固定粘接在壳体8上。
在图2中示出按照本发明第一实施方式的方法制造的传感器组件1的示意性俯视图，该俯视图鸟瞰地示出了在图1中绘出的传感器组件1，其中，出于清楚的考虑没有示出壳体盖9并且壳体8仅示意地通过虚线示出。在图2中可见，线路部件2和另外的线路部件2’相同地构成、相互平行地延伸并且相互电绝缘。
在图3中示出按照本发明第二实施方式的方法制造的传感器组件1的示意性剖视图，其中，第二实施方式基本上与在图1和2中所示的第一实施方式相同，其中，按照第二实施方式的传感器组件1的线路部件2与第一实施方式的区别在于，除了第一接收区域30还具有一个第二接收区域31。线路部件2在第一和第二接收部件30、31之间具有以约90°弯曲或弯折的区域60。第一接收区域30的平面因此基本上与第二接收区域31的平面垂直。传感器组件1又具有一个相同类型地构成的第二线路部件2’，该第二线路部件以类似的方式具有一个另外的第一接收区域和一个与该另外的第一接收区域垂直延伸的另外的第二接收区域。在第二制造步骤中，线路部件2和该另外的线路部件2’这样地被包覆注塑，使得第一接收区域30、第二接收区域31、另外的第一接收区域30’和另外的第二接收区域31’布置在空槽12的区域中。第一接收区域30、第二接收区域31、在第一接收区域30和第二接收区域31之间的中间区域6(出于清楚的考虑在图3中未示出)、该另外的第一接收区域、该另外的第二接收区域和在该另外的第一接收区域和该另外的第二接收区域之间的另外的中间区域因此没有塑料材料。在第三制造步骤中，第一传感器元件40被固定夹紧在第一和另外的第一接收区域30中，而第二传感器元件41被固定夹紧在第二和另外的第二接收区域31中。传感器组件1由此能够实现双通道的测量。
在图4中示出按照本发明第三实施方式的方法制造的传感器组件1的示意性剖视图，其中，第三实施方式基本上与在图3中所示的第二实施方式相同。与第二实施方式不同，在按照第三实施方式的传感器组件1中，线路部件2和另外的线路部件2’围绕平行于线路部件2的纵向延伸尺寸延伸的旋转轴线扭转或扭绞90°。在图2中可见，第二传感器元件41不仅在第二接收区域31中借助第二固定夹51，而且在另外的第二接收区域31’中借助另外的第二固定夹51’力锁合且形状锁合地被固定。
Claims (13)
1.用于制造传感器组件(1)的方法，其中，在第一制造步骤中提供一个线路部件(2)，该线路部件具有至少一个用于力锁合和/或形状锁合地接收传感器元件(4)的接收区域(3)，其中，在第二制造步骤中，所述线路部件(2)这样地以塑料材料被包覆注塑以制造壳体(8)，使得所述至少一个接收区域(3)位于一个空槽中，所述空槽没有塑料材料并且在第二制造步骤期间在塑料材料中构成，其中，在时间上在第二制造步骤之后执行的第三制造步骤中，所述传感器元件(4)力锁合和/或形状锁合地被固定在所述至少一个接收区域(3)中。
2.根据权利要求1的方法，其中，在第一制造步骤中还提供一个另外的线路部件(2’)，该另外的线路部件具有至少一个与所述接收区域(3)相对应的、用于力锁合和/或形状锁合地接收传感器元件(4)的另外的接收区域(3’)，其中，在用于制造壳体(8)的第二制造步骤中所述线路部件(2)和所述另外的线路部件(2’)一起这样地以塑料材料被包覆注塑以制造壳体(8)，使得所述至少一个接收区域(3)和所述至少一个另外的接收区域(3’)分别保持没有塑料材料，其中，在第三制造步骤中，所述传感器元件(4)力锁合和/或形状锁合地不仅固定在所述接收区域(3)中而且固定在所述另外的接收区域(3’)中。
3.根据权利要求2的方法，其中，在第二制造步骤中，所述线路部件(2)和所述另外的线路部件(2’)这样地被包覆注塑，使得在所述接收区域(3)和所述另外的接收区域(3’)之间的中间区域(6)保持没有塑料材料。
4.根据权利要求1至3之一的方法，其中，在第四制造步骤中，所述壳体(8)在所述传感器元件(4)的区域中通过一个壳体盖(9)被封闭。
5.根据权利要求1至3之一的方法，其中，在第三制造步骤中，所述传感器元件(4)借助所述线路部件(2)的一个固定夹(5)固定在所述接收区域(3)中。
6.根据权利要求2或3的方法，其中，在第三制造步骤中，所述传感器元件(4)借助所述线路部件(2)的一个固定夹(5)固定在所述接收区域(3)中，其中，所述传感器元件(4)借助所述另外的线路部件(2’)的一个另外的固定夹(5’)固定在所述另外的接收区域(3’)中。
7.根据权利要求1至3之一的方法，其中，在第二制造步骤中，所述线路部件(2)的一个端部区域(7)这样地以塑料材料被包覆注塑，使得在所述端部区域(7)中所述线路部件(2)与所述壳体(8)间隔开以构成插接件壳体(10)。
8.根据权利要求2或3的方法，其中，在第二制造步骤中，所述线路部件(2)的一个端部区域(7)这样地以塑料材料被包覆注塑，使得在所述端部区域(7)中所述线路部件(2)与所述壳体(8)间隔开以构成插接件壳体(10)，其中，所述另外的线路部件(2’)的一个另外的端部区域(7’)这样地以塑料材料被包覆注塑，使得在所述另外的端部区域(7’)中所述另外的线路部件(2’)与所述壳体(8)间隔开以构成插接件壳体(10)。
9.根据权利要求1至3之一的方法，其中，在第二制造步骤中这样地进行包覆注塑，使得为了构成插接件，所述线路部件(2)的一个端部区域(7)从所述壳体(8)突出。
10.根据权利要求2或3的方法，其中，在第二制造步骤中这样地进行包覆注塑，使得为了构成插接件，所述线路部件(2)的一个端部区域(7)从所述壳体(8)突出并且所述另外的线路部件(2’)的一个另外的端部区域(7’)从所述壳体(8)突出以构成插接件。
11.根据权利要求1至3之一的方法，其中，在第一制造步骤的第一分步骤中提供一个线路部件(2)，该线路部件具有至少一个第一和一个第二接收区域(30，31)，在第一制造步骤的第二分步骤中所述线路部件(2)这样地被弯曲，使得所述第二接收区域(31)相对于所述第一接收区域(30)成角度地定向，其中，在第二制造步骤中所述线路部件(2)这样地以塑料材料被包覆注塑以制造所述壳体(8)，使得不仅所述第一接收区域(30)而且所述第二接收区域(31)保持没有塑料材料，其中，在第三制造步骤中，一个第一传感器元件(40)分别力锁合和/或形状锁合地被固定在所述第一接收区域(30)中并且一个第二传感器元件(41)分别力锁合和/或形状锁合地被固定在所述第二接收区域(31)中。
12.根据权利要求11的方法，其中，在第一分步骤中提供一个另外的线路部件(2’)，该另外的线路部件具有至少一个另外的第一和一个另外的第二接收区域(31’)，其中，在第二分步骤中所述另外的线路部件(2’)这样地被弯曲，使得所述另外的第二接收区域(31’)相对于所述另外的第一接收区域(30’)成角度地定向，其中，在第二制造步骤中，所述线路部件(2)和所述另外的线路部件(2’)这样地以塑料材料共同地被包覆注塑以制造所述壳体(8)，使得不仅所述第一接收区域(30)、所述第二接收区域(31)、所述另外的第一接收区域(30’)和所述另外的第二接收区域(31’)保持没有塑料材料，其中，在第三制造步骤中，一个第一传感器元件(40)分别力锁合和/或形状锁合地被固定在所述第一接收区域(30)和所述另外的第一接收区域(30’)中并且一个第二传感器元件(41)分别力锁合和/或形状锁合地被固定在所述第二接收区域(31)和所述另外的第二接收区域(31’)中。
13.根据以上权利要求之一的方法制造的传感器组件(1)。
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