CN105899913A - 通过固定中间注塑件所进行的传感器制造 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于制造电子装置（10）的方法，包括：利用第一外罩材料（58）包覆电子结构组件（44）；如此通过固定元件（68）固定利用第一外罩材料（58）所包覆的电子结构组件（44），使得固定元件（68）与电子结构组件（44）通过第一外罩材料（58）间隔；以及利用第二外罩材料（62）包覆固定在固定元件（68）上的结构组件（44）。

Description

通过固定中间注塑件所进行的传感器制造

本发明涉及用于制造电子结构组件的方法以及电子结构组件。

由WO 2010 / 037 810 Al已知的是以传感器为形式的用于输出电信号的电子装置，所述信号取决于物理的参量，所述物理的参量通过物理的场基于测量接收器获得。

本发明的任务在于改善已知的电子结构组件。

所述任务通过独立权利要求的特征予以解决。优选的改型方案是从属的权利要求的主题。

按照本发明的一个方面，用于制造电子装置的方法包括以下步骤：利用第一外罩材料包覆电子结构组件；通过固定元件如此地固定利用第一外罩材料包覆的电子结构组件，使得通过外罩材料将固定元件与电子结构组件间隔；以及利用第二外罩材料包覆固定在固定元件上的结构组件。

所给出的方法以以下的考虑作为基础，即电子结构组件必须至少由两个外罩材料之一完全地包覆，由此，保护两个元件免受潮气和其它风化作用的影响。为了包裹电子结构组件，这个电子结构组件能够放置在所谓的载体中，所述载体随后例如利用单一的外罩材料喷出。然而，这样的载体必须额外地制造并且原则上具有固定元件，所述固定元件一般来说必须在制造电子结构组件之后拆除。在这里存在不能低估的危险，即使得通过外罩材料想要获得的密封作用被破坏。此外，必须特意地建立载体，这相应地费用较高。

因此，在所给出的方法的框架内走了其它的途径。在此，电子结构组件在第一步骤中利用第一外罩材料包覆。在这种情况下，不需要考虑第一外罩材料是否实际上紧密地包覆所述电子结构组件。更确切地说，该第一外罩材料用作用于固定元件的支撑，在利用第二外罩材料包覆时，在所述固定元件上固定了待生产的电子装置的中间产品。在这种状态中，电子装置能够利用第二外罩材料耐久地针对气候影响、如潮气进行密封。

在所给出的方法的改型方案中，在第一外罩材料上构造称为曲折式元件的形状配合元件，在利用第二外罩材料包覆之后，所述曲折式元件在第一外罩材料和第二外罩材料之间构造了曲折式缝隙。一般来说，电子装置不能够由第二外罩材料完整地包覆，因为例如以下位置必须保留：在所述位置上必须准备用于电子结构组件的电的接头。

最后形成的曲折式缝隙能够任意地实施，并且应该满足本身已知的曲折式密封（也称为缝隙密封）的功能。在这种情况下，这指的是无接触的轴密封。所述密封作用以通过延长有待密封的缝隙所导致的流体技术的效果为基础。由此提高了流动阻力。路径延长一般来说通过相互嵌接（专业表达“啮合”）由在轴和固定的壳件上的结构元件来实现。

在所给出的方法的额外的改型方案中，曲折式元件环绕地围绕着固定区域进行构造，所述固定元件放置在所述固定区域中，以用于固定利用第一外罩材料包覆的电子结构组件。在利用第二外罩材料包覆第一外罩材料时，第一外罩材料在原理上受限制地在以下位置处不能被包覆：在所述位置处，上述的中间产品利用在第一外罩材料上的固定元件固定。为了在这里免受进入的潮气而形成高的保护，所提出的是，首先在这个区域中构造事先提及的曲折式缝隙。

在所给出的方法的特别的改型方案中，第一外罩材料和第二外罩材料如此构造，即在包覆第一外罩材料时，第二外罩材料局部地熔化这个第一外罩材料。以这种方式，第一外罩材料和第二外罩材料能够相互材料配合地连接并且至少部分地闭合事先提及的在两个外罩材料之间的缝隙。

为此，能够在所给出的方法的尤其优选的构造形式中，在第一外罩材料上构造熔化肋（Schmelzrippe），在利用第二外罩材料包覆时，所述熔化肋局部地熔化。这个熔化肋能够例如是上述提及的曲折式元件。

在其它的改型方案中，所给出的方法包括步骤：在第一外罩材料上构造称为容纳元件的形状配合元件，所述容纳元件设定用于至少形状配合地容纳所述固定元件。此外，固定元件当然也能够传力配合地或者甚至材料配合地固定在所述容纳元件中。容纳元件在利用固定元件固定上述提及的中间产品时提高了固定元件的稳定性并且从而使得精确的和稳定的定位成为可能。

在所给出的方法的额外的改型方案中，在利用第一外罩材料包覆电子结构组件之后，将固定元件插入容纳元件中。以这种方式保证了固定元件放置在第一外罩材料上而不放置在电子结构组件上，所述电子结构组件以这种方式有效地相对于潮气进行密封。

在所给出的方法的另一个改型方案中，电子结构组件具有用于电接触的电的接头，在利用第一外罩材料和第二外罩材料包覆时，将所述电子结构组件固定在所述电的接头上。通过这种电子的接头，在包覆电子装置的情况下，该电子装置能够进一步稳定。

在优选的改型方案中，所给出的方法包括步骤：在利用第一外罩材料包覆的电子结构组件旁边，布置紧固元件；并且，利用第二外罩材料包覆利用第一外罩材料所包覆的电子结构组件和紧固元件。通过这个紧固元件，电子结构组件能够紧固在上级的设备、例如车辆处。这个改型方案特别有利的是，在选择合适的材料的情况下，所述两个外罩材料能够将所述电子结构组件相对上级的设备机械地解耦。为此，这两个材料应该尽可能弹性地选择。

根据本发明的另一个方面，电子装置利用所给出的方法之一来制造。

所述电子装置优选地是传感器。这种传感器尤其优选地包括测量接收器，所述测量接收器被设定用于：获得依赖于待测量的参量的发送器场，并且输出依赖于所述发送器场的测量信号。所述测量信号能够随后直接地或者通过信号处理电路被处理地通过线缆输出至上级的控制设备。在这种情况下，发送器场能够是力场或者磁场。

尤其优选地，传感器是惯性传感器或者转速传感器，所述惯性传感器或者转速传感器能够安装在车辆中。

根据本发明的另一个方面，车辆包括前文提及的传感器中的至少一个传感器。

本发明上面说明的性质、特征和优点以及实现这些性质、特征和优点的方式和方法结合实施例的下面的说明更清楚和更明白地理解，结合附图更加详细地阐述所述实施例，其中：

图1是具有行驶动态控制系统的车辆的示意性视图，

图2是在图1的车辆中的转速传感器的示意性视图，

图3是在图1的车辆中的惯性传感器的示意性视图，

图4是在图1的惯性传感器中的电子结构组件的示意性视图，

图5是在图1的惯性传感器中的替代的电子结构组件的示意性视图，

图6是图1的惯性传感器的中间产品的示意性视图，并且

图7展示了图1的惯性传感器的示意性视图。

在所述附图中，相同的技术元件配设有相同的附图标记并且仅被说明一次。

以下涉及图1，所述图1展示了具有本身已知的行驶动态控制系统的车辆2的示意性视图。对于这种行驶动态控制系统的细节能够例如由DE 10 2011 080 789 Al得知。

车辆2包括底盘4和四个车轮6。每个车轮6能够通过位置固定地紧固在底盘4上的制动器8相对底盘4减速，以便对在未进一步示出的道路上的车辆2的运动进行减速。

在此可以以本领域技术人员公知的方式发生的是，车辆2的车轮6失去该车轮的路面附着，且车辆2甚至由于转向不足或转向过度而运动离开例如通过未进一步示出的方向盘所预定的轨迹。这通过本身已知的控制回路、例如ABS（防抱死制动系统）和ESP（电子稳定程序）予以避免。

在当前的实施方案中，车辆2为此在车轮6处具有转速传感器10，所述转速传感器获得车轮6的转速12。另外，车辆2具有惯性传感器14，所述惯性传感器获得车辆2的行驶动态数据16，从所述行驶动态数据中能够以对本领域技术人员来说已知的方式给出例如俯仰角速度、侧倾角速度、在图3中标明的横摆角速度15、在图3中标明的横向加速度17、在图3中标明的纵向加速度19和/或垂直加速度。为了实现行驶动态控制，例如获得横摆角速度15和横向加速度17是必要的。

基于获得的转速12和行驶动态数据16，调节器18能够以对本领域技术人员来说已知的方式确定：车辆2是否在行车道上打滑或者甚至从上述预先设定的轨迹偏离并且相应地利用自身已知的调节器输出信号20对此予以反应。调节器输出信号20能够随后由调整装置22使用，以便借助调整信号24操控调整元件、如制动器8，所述调整元件以自身已知的方式对于打滑和与预先设定的轨迹的偏差予以反应。

以下涉及图2，该图展示了图1的车辆2中的转速传感器10的示意性视图。

转速传感器10在当前的实施方案中实施为有源的转速传感器10，在所述转速传感器的范围内，从防止转动地与车轮6之一连接的编码盘26给出磁场30，所述编码盘由多个磁极28组成。磁场30穿过被包裹在壳32中的测量接收器34，所述测量接收器通过信号准备电路36连接在数据线缆38上，通过所述数据线缆，使得转速12能够传递至调节器18。在这种情况下，测量接收器34、信号准备电路36和数据线缆38能够通过例如以引线框架为形式的接线部40相互接线。为了提高转速传感器10的电磁兼容性，能够布置屏蔽板42。

能够例如从DE 101 46 949 Al得知对于有源的转速传感器的其它的背景信息。

以下涉及图3，该图展示了来自图1的惯性传感器14的示意性视图。

对于在图1中阐述的行驶动态控制系统，例如在DE 10 2006 053 308 Al中所实施的那样，必须至少获得横摆角速度15。同样，横向加速度17的获得在行驶动态控制系统的范围内也是有意义的。然而，利用惯性传感器14能够依赖于应用地在任意的空间方向上获得转动率（Drehrate）和加速度。在这种情况下，为了清楚起见，下面应该假设：针对每个转动率以及针对每个加速度，一种自身的测量接收器是必要的，其中，单个的测量接收器在图3的惯性传感器14中组合为传感器群41。

图3的惯性传感器14应示例地构造为六轴的惯性传感器，所述惯性传感器能够在所有三个空间方向上获得转动率和加速度。就此，传感器群41必须在事先提及的前提条件下包括六个不同的测量接收器。然而为了清楚起见，在图3中仅展示了传感器群41中的测量接收器中的三个测量接收器，并且具体而言详细地展示了横摆角速度测量接收器43、横向加速度测量接收器45和纵向加速度测量接收器47。

测量接收器43、45和47中的每个测量接收器通过接线部40连接在自身的信号准备电路36上，通过所述信号准备电路，相应的测量接收器43、45和47向相应的信号准备电路36输出一种未进一步指示的、依赖于相应的有待获得的测量参量15、17和19的测量信号。

在惯性传感器14中的单个的信号准备电路36从由单个的测量接收器43、45和47各自接收的测量信号中确定相应的测量参量15、17和19并且将所述测量参量作为数字式的数据通过接线部输出至数据接口49。

数据接口49随后按照特定的模式调制所接收的数字式的数据并且将该数据作为行驶动态数据16传递至调节器18。调制模式在这种情况下取决于所使用的接口。在汽车领域中，常见不同的接口，例如通往控制器局域网络总线（称为CAN总线）的接口。然而，传感器数据、例如来自惯性传感器14的测量参量15、17、19能够以特别有效的方式与所谓的外围传感器接口5（称为PSI5接口）通过作为数据线缆38的双线线路传输至调节器，因此数据接口49能够以特别有利的方式构造为PSI5接口49。就此，更为详细的信息能够由有关的标准得知。

依据在图1和3中所展示的惯性传感器14，应更为详细地解释本发明，即使本发明能够在任意的电子装置处以及特别是在任意的传感器例如转速传感器10、磁场传感器、固体声传感器或者温度传感器处实施。

在被应用在前文提及的车辆2中时，为了惯性传感器14的高的耐久性，特别重要的是，尽可能针对侵入的潮气进行密封。恰好因为惯性传感器14安装在车轮6上，所述车轮在车辆2行驶过程中能够卷起（aufschleudern）巨大量的污物和潮气，则相对于侵入的潮气，所述密封有着十分重要的意义，所述密封避免了接线40被腐蚀以及导致中断。

为了实现这一点，将惯性传感器14的包括传感器群41和PSI5接口49的电子结构组件44以下面的方式包覆。

在图4中展示电子结构组件44。在这个电子结构组件中，传感器群41和PSI5接口49布置在共同的集成的电路上。电子结构组件44能够另外也包括保护电容46，所述保护电容保护所述传感器群41和PSI5接口49例如免受可能的过电压。

作为接线部40，在当前的实施例中以不限制的方式选择引线框架，两个接触引脚48和以固定引脚50为形式的多个突出的区域从所述引线框架伸出。

当随后更加详细地论述固定引脚50时，接触引脚48电连接在插头引脚52上，在所述插头引脚上能够再连接数据线缆38，以便正如图2中所标明的那样向调节器18发送转速12。

在屏蔽板42的平面中观察，从屏蔽板42伸出承载元件54。这些承载元件与插头引脚42单件式地构造并且利用实施为引线框架的接线部40电子地和机械地连接在接触引脚48处以及连接在对置于接触引脚48的一侧处。

固定引脚50能够原则上任意地实施。例如在图5中展示的那样，固定引脚50也能够连接在共同的框架56上，所述框架相应地能够包封具有传感器群41和PSI5接口49的集成的电路以及保护电容46。在这种情况下，能够任意地构造固定引脚50的表面。为了最佳地实施接下来阐述的功能，固定引脚50和/或框架56应利用槽、压印等结构化的。另外，这些固定引脚和/或框架也能够配设有收缩部或者孔。然而原则上，固定引脚50和/或框架56的形式是任意的。

为了包覆电子结构组件44，利用未详细示出的工具将这个电子结构组件固定在固定引脚50处以及在插头引脚42处。随后，利用在图6中展示的第一外罩材料58例如通过如注塑那样的成形方法实现第一包覆。为此，电子结构组件44能够放置在未进一步示出的铸型中。第一外罩材料58喷入这个铸型中，从而该第一外罩材料能够具有在图6中所展示的形状。

在所述铸型中，电子结构组件44必须放置在至少一个位置上，在图6中可见的中间产品60（也称为预注塑件）在固定引脚50处具有暴露的位置，通过所述位置，原则上，潮气能够侵入电子结构组件44。为了避免这一现象，在当前实施方案的范围内，中间产品60利用之后在图7中可见的第二包覆材料62予以包覆。

为了特别有效地执行这个第二包覆，在当前的实施方案的范围内，在第一包覆材料58中构造四个容纳元件64，所述容纳元件分别由曲折式元件66围绕。在这些容纳元件64中能够分别插入固定元件68，在图7中为了清楚起见仅展示了所述固定元件中的其中一个固定元件。容纳元件64因此用作用于固定元件68的固定区域。随后，更加详细地论述这个固定元件68。

为了同样保护连接在插头引脚42上的数据线缆38免受侵入的潮气，在图6中不可见的插头引脚42由插头壳70包围，连接在数据线缆38上的、在图中未进一步示出的插头能够形状配合地插入所述插头壳中。在插头壳70上另外构造了卡锁元件72，在所述卡锁元件上，带有插头壳70的插头能够利用相应的卡锁元件进行卡锁。

在利用第二外罩材料62进行的包覆前，在当前实施方案的范围内，除了第一外罩材料58，布置有以衬套为形式的紧固元件74。在这种情况下，中间产品60能够再次容纳在相应的、在图6中不可见的铸型中并且在其里面固定在固定元件68上。在这种情况下，固定元件68也能够是铸型的部件。

固定元件68放置在第一外罩材料58上并且与电子结构组件44没有直接的接触。如果固定在其它的铸型中的中间产品60因此利用第二外罩材料62包覆，则第一外罩材料58和第二外罩材料62构造了在图7中标明的曲折式缝隙76，所述曲折式缝隙以容纳元件64为起点，经过曲折式元件66和第一外罩材料58的表面延伸直到固定引脚50。仅在那里，可能侵入的潮气能够与电子结构组件44接触并且腐蚀这个电子结构组件。

曲折式元件66在这种情况下进一步延长曲折式缝隙76，其中，显然地，多个彼此同心布置的曲折式元件66能够进一步延长曲折式缝隙76。

为了部分地闭合曲折式缝隙76，曲折式元件66能够例如构造为熔化肋。也就是说，在此处，在利用第二外罩材料62包覆时，第一外罩材料58熔化并且与第二外罩材料62连接。以这种方式，曲折式缝隙76材料配合地闭合。作为替代方案，曲折式元件66显然地也能够构造为槽。

在利用第二外罩材料62包覆之后，固定元件68能够再次从容纳元件64移除，如果这是期望的话。

将相对于气候耐久的例如以塑料为形式的材料选择作为第一外罩材料58和作为第二外罩材料62。在这种情况下，对于所述两个外罩材料中的每个外罩材料，能够例如从下述材料-热塑性塑料、热固性塑料和弹性体材料中选出任意的组合。

Claims (10)

1. 用于制造电子装置（10）的方法，包括：

利用第一外罩材料（58）包覆电子结构组件（44），

如此通过固定元件（68）固定利用第一外罩材料（58）所包覆的电子结构组件（44），使得通过第一外罩材料（58）将固定元件（68）与电子结构组件（44）间隔，并且

利用第二外罩材料（62）包覆固定在固定元件（68）上的结构组件（44）。

2. 按照权利要求1所述的方法，包括：

在第一外罩材料（58）上构造称为曲折式元件（66）的形状配合元件，在利用第二外罩材料（62）包覆之后，所述曲折式元件在第一外罩材料（58）和第二外罩材料（62）之间构造曲折式缝隙（76）。

3. 按照权利要求2所述的方法，其中，曲折式元件（66）环绕地围绕固定区域（64）构造，固定元件（64）放置在所述固定区域中，以用于固定利用第一外罩材料（62）包覆的电子结构组件（44）。

4. 按前述权利要求中任一项所述的方法，其中，第一外罩材料（58）和第二外罩材料（62）如此构造，从而在包覆第一外罩材料（58）时，第二外罩材料（62）局部地熔化这个第一外罩材料。

5. 按照权利要求4所述的方法，包括：在第一外罩材料（58）上构造熔化肋，所述熔化肋在利用第二外罩材料（62）包覆时局部地熔化。

6. 按前述权利要求中任一项所述的方法，包括：

在第一外罩材料（58）上构造称为容纳元件（64）的形状配合元件，所述容纳元件设定用于至少形状配合地容纳固定元件（68）。

7. 按照权利要求4所述的方法，其中固定元件（68）在利用第一外罩材料（58）包覆电子结构组件（44）之后插入容纳元件（64）中。

8. 按前述权利要求中任一项所述的方法，其中电子结构组件（44）具有电接头（42），以用于电的接触，在利用第一外罩材料（58）和/或第二外罩材料（62）包覆时，电子结构组件（44）固定在所述电的连接上。

9. 按前述权利要求中任一项所述的方法，包括：

在利用第一外罩材料（58）包覆的电子结构组件（44）旁边布置紧固元件（74），并且

利用第二外罩材料（62）包覆利用第一外罩材料（58）包覆的电子结构组件（44）和紧固元件（74）。

10. 电子装置（10）、特别是传感器，所述电子装置通过按前述权利要求中任一项所述的方法制造。