CN107027260B - 电气构件及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电气构件(1)，特别是传感器(1)，其电子电路在壳体(2)内部用最初呈液态或粘稠状的可硬化的灌封材料(20')加以灌封，为了将硬化的灌封材料在升温时施加于电子器件(4、24)的力减至最小，本发明提出，这样来实施灌封操作，使得在硬化状态下，尽管所有必要的区域和器件(4、24)均被灌封材料(20)覆盖，但在所述壳体(2)的内腔(14.1、14.2)中仍留下足够大的空腔(21.1、21.2)，以便硬化的灌封材料(20)能够伸展到所述空腔中。

Description

电气构件及其制造方法

技术领域

本发明涉及电气构件，例如传感器，特别是角度传感器或倾角传感器，在所述电气构件尽可能长期液密的壳体中设有例如包含传感元件的电子电路板，以便优选以非接触方式检测所需参数，例如磁场的强度或方向。在具体说明本发明所要达成的目的时，总是以传感器为例，但是，壳体内部设有电子电路板的电气构件并不局限于传感器。

背景技术

以传感器为例的电气构件的一个例子是磁场敏感的角度传感器，其传感元件通常由以电子芯片为例的电子集成电路构成，该电子芯片焊接在通常还承载更多(例如作为评估电路的)电子器件的电路板上。

通常情况下，电缆穿过某个穿孔从壳体穿出，其中该电缆的芯线的自由剥线末端与评估电路一起焊接在电路板上，或者，在壳体壁的穿孔中整合有插座，其从外部可及的电触点在壳体内部以与(通常为)一个电缆的各芯线导电的方式，与评估电路连接。

根据已知方案，为实现壳体的长期密封性，除将各壳体部分连同位于其间的密封件螺旋连接在一起外，例如还通过以下方式将该壳体实施为一个焊接或粘接在一起的单元：将盖子放置在筒形壳体上并实施激光焊接。

另一防护措施是，在封闭壳体前用硬化灌封材料将电子器件连同芯片一起灌封(即覆盖)在壳体内部，为此，通常用硬化灌封材料覆盖整个电路板。

在电路板的底面上——该电路板基于以上理由而以与筒形内腔的底部间隔一定距离的方式安装——同样设有导电通路或者至少设有用于焊接引出电缆或者电缆的引出芯线的焊接点，因此，至少也必须对电路板的底面上的导电区域和构件进行灌封，以及对电线的所有其他暴露部分(即芯线末端)或者(在使用插座时)对芯线的暴露末端与插座间的焊接固定处，进行灌封。

因而在任何情况下，在封闭壳体前既需要用硬化灌封材料灌封电路板下方的下内腔，也需要灌封电路板上方的上内腔。

在某些应用场合，由于下内腔和上内腔均被灌封材料填满，甚至不再放置盖子，在此情况下，位于电路板上方的硬化后的灌封材料成为保护电子器件免受下方环境因素影响的唯一手段。

就预期用途而言，周围的壳体也必须具有足够的稳定性，以便承受例如因将壳体固定在周围环境的构件上而产生的源于外部的负荷，这一点是理所当然的。

但即使在传感器壳体的内腔被完全灌封的情况下，被浇注的电子设备也可能在温度波动较大时受损或毁坏。

造成这种现象的原因可能是，硬化后的灌封材料的热膨胀(或者至少热膨胀曲线)不同于周围的壳体的热膨胀。特别是在额外借助放置盖子来密闭壳体的情况下，将内腔填满的硬化后的灌封材料的膨胀会对电子电路产生极大的机械负荷，甚至(例如)可能造成电子器件与电路板间的焊接连接件发生剥离。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种电气构件和一种能避免上述问题的制造方法。

权利要求1和9的特征是本发明用以达成该目的的解决方案。有益的实施方式包含于从属权利要求中。

本发明的基本理念是，在用硬化的灌封材料加以灌封的封闭壳体的内部肯定还存在足够的空腔，硬化的灌封材料在受温度影响而膨胀时可以伸展到这些空腔中。特别地，其中所使用的灌封材料的量仅需确保所有需要被保护的部件，特别是电子器件和导电部件，正好被灌封材料覆盖。

这样一种电气构件，如传感器的已知的制造方法如下：首先，将电路板——连同设于电路板上的传感元件和视情况而存在的其他电子器件以及优选已固定于电路板上、从电路板引出去的芯线一起——与底部隔开放置在筒形壳体内腔中的支承部上，在放置并关闭盖子之前，在内部设有电路板的壳体的内腔中填注可硬化但尚未硬化的液态或粘稠状的灌封材料，使得下内腔完全被填满，并且通过上内腔与下内腔之间的通孔，也将上内腔尽可能地完全填满。

如此一来，在接下来被封闭的壳体中不留下任何空腔，或者顶多在设于上内腔中的灌封材料的顶面与盖子之间留下小空腔，尤其在这种已知的处理方式中，灌封壳体时，筒形壳体的开口侧朝上，并且在放置并关闭盖子后，壳体也保持这种状态，直至灌封材料硬化，使得壳体的现有空腔中的灌封材料向下推进并填满所有空腔。

本发明以其他方式实施灌封材料的填注操作，以便在灌封材料硬化后，所有想要保护的构件和区域，特别是电路板上的所有导电表面，被灌封材料覆盖。

需要指出的是，灌封材料硬化后，在形成于成品传感器的下内腔中的下空腔与形成于上内腔中的上空腔之间，应当通过连接口而存在连接，以便从压力和/或温度方面考量，允许两个空腔之间进行空气交换，从而形成整体上更大的空腔，这有益于传感器的耐用性。

因此，按如下方式实施灌封操作：

首先灌封下内腔。

为此，以某种方式保持壳体，使得通过一连接下内腔与上内腔的填注口——该填注口可贯穿电路板延伸或者可在电路板的外缘与筒形壳体的内周壁之间延伸——，可将液态或粘稠状的灌封材料送入下内腔。

可以理解的是，填注灌封材料时，由于填注灌封材料而从下内腔中被排挤出来的气体(通常为空气)肯定能够从下内腔中向上排出，其实现方式为：该气体经由其他开口——该开口同样可贯穿电路板延伸或者可存在于电路板与周围壳体之间的间隙中——通过填注口排出，或者填注口在填注期间被实施填注操作所使用的填注喷嘴仅部分封闭，而非完全封闭。

当然，最好的实现方式是，在此期间，下内腔位于电路板下方，并且电路板和壳体的底部优选水平延伸，电路板位于底部上方。

然而，上述方式在底部和/或电路板斜置的情况下也是可行的，只要填注口在下内腔的最低点上方足够远地处于这个用于下内腔的灌封位置。

为达到上述效果，下内腔理论上可以平行竖向延伸地位于壳体的同样竖向延伸的底部与电路板之间，甚或可部分位于电路板上方，只要在此情况下，还能通过填注口填注足够量的灌封材料。

其中，仅送入体积远小于下内腔体积的灌封材料，即，该体积正好能覆盖下内腔中所有需要用灌封材料——尤其是以例如0.5毫米至3毫米、特别是1毫米至2毫米的预定层厚——覆盖的表面。具体而言，这些表面包括视情况而存在于电路板底面上的焊盘或用于焊接从电路板引出去的芯线的裸露芯线末端的其他固定装置，或者包括电路板的整个底面，至少所有视情况而设于电路板上的电子构件，和/或用于将从电路板引过来的芯线焊接在紧密插设于壳体的穿孔中的插座上的焊接点。

在将预定体积的灌封材料送入下内腔后，壳体以预定的第一时长保持第一粘附位置，该第一粘附位置优选为上述填注位置，以使灌封材料——根据其粘度、温度和其他参数——轻微地粘附于被润湿的表面上。在这个第一粘附位置上，应当是优选仅填注口未被灌封材料到达。

在第一时长过去后，特别是紧接其后，壳体绕水平轴线旋转，优选而非强制性旋转180°。

也就是说，如果在填注位置或第一粘附位置上，壳体的底部是水平延伸地位于同样为水平延伸的电路板下方，那么，该底部现在则是平行于电路板地位于电路板上方且水平延伸。如此一来，灌封材料中尚未直接粘附于某个面上且仍然呈液态或粘稠状的部分，现在有可能粘滞度略增——视其硬化时间而定——的灌封材料，在重力作用下向下流动并借此进一步润湿下内腔的其他区域，在旋转180°的情况下，所述其他区域确切是指相对设置的区域。

壳体也以预定的第二时长保持在第二粘附位置。

如果上述旋转的幅度小于180°，那么在第二粘附位置之后，优选在进一步旋转后，必然还会形成至少一个第三粘附位置，直至下内腔内部所有需要用灌封材料覆盖的区域，特别是内周面，完全被灌封材料覆盖，灌封材料粘附于这些区域上并硬化且不再从这些周面上脱落。

如果只想用两个粘附位置来取得相应效果，那么，灌封材料的填注体积必须占空腔，特别是下空腔的体积的40％以上，更佳50％以上，更佳介于50％与80％之间，更佳介于50％与65％之间。与需要灌封的空腔的体积相比，特别是与下空腔体积相比，填注的灌封材料的体积越小，所需要的不同角位的粘附位置就越多。

在第二粘附位置或视情况而存在的其他粘附位置上，下内腔中仍然呈液态或粘稠状的灌封材料也将到达填注口。

为了防止灌封材料在此期间从下内腔流入上内腔，必须采取以下措施：

-要么根据填注口的大小和已经过去的粘附时间选择灌封材料的粘滞度增加，使得此时更加粘滞的灌封材料无法再穿过填注口，

-要么在到达一个能使灌封材料到达填注口的粘附位置之前，必须例如用插塞封闭填注口。

当然，下内腔与上内腔之间有可能存在的所有其他连接口也如此。

作为依次到达若干经定义的旋转位置并分别保持一预定时长这一方案的替代方案，在将灌封材料送入下内腔——并视情况封闭填注口和所有其他连接口——后，壳体也可持续绕水平轴线旋转或者使壳体完成其他偏转运动，使得下内腔的所有内周壁在一段时间后，特别是在预定的硬化时间后——视壳体所需实施的旋转或偏转运动而定——被粘附程度或硬化程度越来越大的灌封材料覆盖，但是在这个优选闭合的环周分布的且在硬化状态下形成空心体的灌封材料层内部，留下内空腔，硬化的灌封材料在传感器受热时可以伸展到这个内空腔中。

在以上述方式灌封下内腔后，接着灌封尚朝壳体开口敞开的上内腔。

上内腔同样不需要完全被填满，而是送入体积远小于上内腔体积的灌封材料，但是所送入的灌封材料的量至少使得所有需要用灌封材料加以保护的构件，优选所有设于电路板顶面上的电气或电子构件，所有导电通路和所有焊接点，都被灌封，即完全被灌封材料覆盖。电路板边缘与壳体壁内侧之间的过渡区优选也应完全被灌封材料润湿。

为达此目的，在壳体的这样一个再填注位置上将灌封材料送入上内腔，该再填注位置使得灌封材料不到达壳体的上内腔的上缘。接着，壳体以预定的第二时长——静止不动或非静止不动地——保持这样一个进一步硬化位置，使得电路板的平面仅小幅偏离水平面，使得所有想要保护的区域，特别是电路板顶面上的所有电子构件、所有导电通路和所有焊接点，被灌封材料润湿，并且另一方面，使得灌封材料无法从筒形壳体的上开口流出或者也是只能到达该上开口。

不管在再填注过程中还是在接下来的粘附过程中，上空腔与下空腔之间的所有开口，无论填注口还是其他开口，都保持封闭，但是在用插塞进行封闭的情况下，该插塞优选突出于位于上空腔中的硬化灌封材料以外。在将灌封材料再填注进上空腔时也应注意，不要让这样一个插塞的顶面被灌封材料覆盖。

在上内腔中的灌封材料硬化后，于该处——在此时可以实施的放置并关闭盖子这一操作之后——形成上内腔中的上空腔，亦即，在上内腔中的硬化灌封材料的顶面与盖子的底面之间。

在通过放置盖子来封闭壳体之前，还需将有可能插设在填注口和/或其他连接口中的插塞移除，以便在上内腔与下内腔之间建立连接。

为达此目的，这至少一个插塞当然必须在两个方向上伸出相关开口，其伸出程度使得相应内腔中的灌封材料层硬化后不完全覆盖该插塞。

如果不存在插塞，那么，无论原有的填注口还是原有的其他连接口通常都由灌封材料封闭，特别是由被填注到上内腔中的灌封材料封闭。

作为将灌封材料送入上内腔并使壳体处于相应位置或做相应运动以让灌封材料自流平这一方案的替代方案，也可通过以下方式在上内腔中施加灌封材料，即，借助受导引(例如由机器或机械手导引)的喷嘴在电路板顶面施加灌封材料。

这样就可以在电路板顶面上选择性地仅灌封特定的表面区域，举例而言，不在填注口和/或上内腔与下内腔之间的其他通孔上涂布灌封材料，或者也可以不用灌封材料覆盖电路板上想要保护的电子构件，以例如简化这些电子构件的散热或热膨胀。

在此情况下，也可以在将灌封材料送入上内腔之前便已移除插塞，其中，移除插塞后所存在的通孔不被来自上内腔的灌封材料覆盖。

为了控制灌封材料在被施加于传感器之后的时间性粘度变化且进而控制灌封材料的硬化过程，在填注时：

-液态或粘稠状的灌封材料具有确定的粘度和/或

-确定的灌封材料温度，且/或

-设置了确定的壳体温度，且/或

-填注以及特别是随后的粘附在确定的壳体周围温度下进行。

举例而言，当送入时的灌封材料温度介于15℃与25℃之间，更佳介于19℃与21℃之间时，且/或当送入时的周围温度介于15℃与25℃之间，更佳介于19℃与21℃之间时，以6Pas至9Pas、更佳7Pas至8Pas的粘度送入灌封材料。

壳体为了实现灌封材料的粘附而保持特定位置的各个时长也是根据灌封材料的类型和/或送入时的灌封材料粘度和/或送入时的灌封材料温度和/或送入时的周围温度加以确定，如果是离心式灌封，则壳体为了实现灌封材料的粘附而在下内腔中旋转或离心旋转、优选持续地旋转或离心旋转的离心旋转时长同样如此。

如果焊盘或用于从电路板引出去的电芯线的其他固定手段终止于电路板与电缆出口相对的一面，特别是电路板的顶面，则必须将这些芯线——尤其在将电路板放置并固定在壳体的支承面上之前——穿过上内腔与下内腔之间的通孔，特别是后来的连接口，因为用于连接这些芯线的电缆穿孔或插式连接器通常位于下内腔中，而下内腔的高度一般也大于上内腔的高度。

优选在灌封之前对壳体的内表面和/或完成装配的电路板进行清洁或表面处理，使得灌封材料能够以最佳效果快速而持久地粘附于这些表面上。

在所述构件、特别是所述传感器方面，就一种具有筒形壳体、封闭壳体的盖子以及在壳体内腔中与底部隔开地安装在支承面上的电路板的同类型传感器而言，本发明用以达成前述目的的解决方案如下：在灌封材料的硬化状态下，上内腔和下内腔均不完全被灌封材料填满，并且尤其在下内腔和/或上内腔中存在内空腔，该内空腔占据相关内腔的体积的至少20％，更佳至少30％，更佳至少40％，更佳至少50％，更佳至少60％，更佳至少70％。

然而，无论上内腔还是下内腔，所有想要保护的区域——壳体在上内腔中的上内表面优选除外——，优选所有导电构件以及优选电路板的整个顶面和底面，完全被硬化的灌封材料覆盖，优选包括电路板顶面与筒形壳体的壁内侧之间的过渡区在内。

电路板上个别无需灌封的导电元件，例如某个电子部件，可以排除在外。

下内腔的内周壁优选完全被灌封材料覆盖，并且特别地，未被灌封材料完全覆盖的导电部件或元件不突出于硬化灌封材料的指向下空腔的内表面而伸入下空腔。

如果电缆通过壳体上的穿孔从壳体中引出以实现信号传输，则特别地，电缆外周与穿孔内周之间的接缝至少在其朝向壳体内腔的末端上完全被灌封材料覆盖。

在壳体内部，尤其在各芯线中，优选设有纵向水障。

上内腔中的上空腔一方面由覆盖电路板的硬化灌封材料的指向盖子的顶面形成，另一方面由盖子的底面形成，并且该上空腔侧向上可由筒形壳体的壁部内表面限定。

同样地，填注口和/或连接口可以是电路板外周与壳体内腔的内周之间的一间隙。

在下空腔与上空腔之间优选存在至少一个连接口，以便允许上空腔与下空腔之间进行压力交换、热交换和/或湿度交换。

连接口可以是填注口，或者仍然通畅的填注口形成第二连接口。

优选地，填注口贯穿电路板延伸，且/或电路板具有非圆形外周，并且筒形壳体的壁部内周在用于电路板的支承面区域内呈类似的非圆形，从而在电路板与壳体之间实现形状配合的防扭保护。

电路板被定位成与筒形壳体的底部隔开，其实现方式为，电路板要么贴靠在向上敞开的中间筒的端面上，该中间筒安装在筒形壳体的内腔中，尤其安装在壳体的底部，要么贴靠在用于隔开底部的其他间隔件如间隔环上。

然而，电路板也可以安装在壳体壁部内侧上(尤其环绕整周分布)的凸台上。

为了防止电路板在灌封传感器之前就已经与这样的支承面分离，电路板优选以粘接方式相对这个支承面固定。

附图说明

c)实施例

下面对本发明的实施方式进行示例性详细说明。图中：

图1a为所述传感器的第一结构形式的透视分解图；

图1b为所述传感器组装完毕后的轴向截面图；

图2a为本发明的传感器的第二结构形式的透视分解图；

图2b为图2a所示传感器安装完毕后的轴向截面图，与图1b一样，为清楚起见而未显示灌封材料；

图3a-3f为在与图2b相同的轴向截面图中，组装和灌封图2a和2b所示传感器时的不同状态。

附图标记列表

1 传感器

2 壳体

2' 壳体开口

2a 底部

3 盖子

4 传感元件

5、5' 插塞

6 凸台

7 电缆穿孔

8 插式连接器

9 电路板

9a 底面

9b 顶面

10 轴向

11 中间筒

12 间隔件，间隔环

12a 支承面

13 芯线

14 内腔

14a 底部

14.1 下内腔

14.2 上内腔

15 偏转轴

16 层厚

17 中间套管

18 填注口

19 连接口

20、20' 灌封材料

21.1 下空腔

21.2 上空腔

22 密封件

23 焊盘

24 电子器件

25 突出部

26 槽隙

27 穿孔

28 偏转轴

29 灌封喷嘴

100 水平面

具体实施方式

如图1a、1b中的第一结构形式所示，传感器1的第一结构形式由筒形朝上敞开的壳体2构成，其具有旋转对称的圆形外轮廓和内轮廓，以及在外周的位置上伸出的具有插式连接器8的中间套管17，该中间套管在筒形壳体2的侧壁的横向钻孔中略微伸出壳体底部且用来向外电传输该传感器所测得的信号。

在安装完毕的状态下，插式连接器8紧贴在中间套管17中，中间套管又紧贴在侧壁的电缆穿孔7中。

在壳体2的内壁的朝内伸出且略微高于电缆穿孔7的凸台上，放置有同样呈筒形朝上敞开的中间筒11，其优选由软铁构成，从而将传感元件4——在其是磁场敏感的传感元件的情况下——与从背面(即自下而上地)作用于传感元件4的磁场隔绝。

在中间筒11的内腔中，在其底部上放置有环形的间隔件12，即间隔环12，该间隔件通常由塑料构成且在该间隔件上，从其壁部的内侧出发伸出一个用作支承面12a的凸台，该凸台上安放(优选粘接)有电子电路板9。

在电路板9的朝向筒形壳体2的开口的顶面9b上，传感元件4大体居中布置，通常为电子芯片。通常构成用于传感元件4的信号的评估电路的组成部分的其他电子器件24，位于电路板9的顶面9b和底面9a上。

从间隔环12的内周出发，还朝内伸出一个突出部25，其与电路板9的外周中的对应槽隙26形状匹配且起防扭保护作用。

在电路板9的底面9a上布置有若干焊盘23，各有一导电芯线13以一个末端固定在这些焊盘上，另一末端分别与插式连接器8的送入壳体2的内腔14的接脚中的一个焊接在一起，图1b仅示例性地示出这些芯线中的单独一个芯线13。芯线13以穿过穿孔27的方式贯穿中间筒11的底部。

从图1a还可看出，电路板9在大部分周边范围内具有圆形外轮廓，该外轮廓刚好放入间隔环12且通过这个周边区域放置在间隔环12的同样呈圆形环绕的凸台上。

但电路板9的圆形外轮廓在一个周边区段中变平，在这个区域内，在电路板9的该变平区域与间隔环12的壁部之间产生一个沿轴向连续的间隙。

为视需要间歇性地封闭这个间隙，制造传感器1时使用与这个间隙形状配合的插塞5，下文结合图3对此进行说明。

通过在此情况下呈罩形的形式为螺旋盖的盖子3来封闭壳体2，这个盖子具有内螺纹，可以在置入环绕式密封件22(如O形环)的情况下，将这个内螺纹密封式旋紧在位于壳体2的壁部的上部分中(即位于电缆穿孔7上方)的对应外螺纹上。

图2a、2b所示传感器1的第二结构形式与第一结构形式的主要区别是，同样呈筒形的壳体2的壁厚大得多，且其程度足以容纳用来将传感器1螺旋连接在周围环境的构件上的轴向通孔。

另一主要区别是，此处的盖子3并非呈罩形，而是浑圆的板状盖子3，其插入筒形壳体2的开口上的凸台并例如焊接在此处，且该盖子的顶面与壳体2的环绕式侧壁的顶面对齐。

相应地，壳体2的壁部的外侧不具有外螺纹，而是呈柱形光滑。

又一主要区别是，第二结构形式中未设中间筒，而是仅设有一个间隔环12。

在图2a、2b中，这个间隔环以其底面放置在壳体2的内壁面的相应朝内伸出的凸台上，在其上端面上放置有此处呈浑圆形且刚好放入壳体2的内周的圆盘状电子电路板9。

在这个电路板9上设有填注口18(下文结合图3a-3f对其用途加以说明)，制造传感器1时，可以间歇性地用形状匹配的插塞5封闭这个填注口，这个插塞——与第一结构形式一样——优选沿轴向10同样呈锥形。

在图2a、2b所示情形下，填注口18呈浑圆形，插塞5也具有浑圆形横截面。

借助第二实施方式的截面图3a-3f来对所述传感器的制造过程进行说明：

在图3a所示状态下，所有芯线13的一端与已经紧密固定在朝上敞开的壳体2中的插式连接器8的触脚焊接在一起，另一端与电路板9的底面9a上的焊盘23焊接在一起，随后将电路板9以其底面9a的边缘区域放置在间隔环12的上端面上并与其粘接，正如此前将间隔环12粘接在壳体2的内周壁上一样。

在图3a所示这个状态下，经由塞进电路板9的填注口18的填注喷嘴29将液态或粘稠状且尚未硬化但可以硬化的灌封材料20'注入下内腔14.1。如图所示，填注喷嘴29在填注过程中并未将填注口18完全封闭，因而在其周围，从下内腔14.1挤压而出的空气可能经由填注口18的自由部分朝上排出。

下内腔14.1的一侧被电路板的底面9a限制，另一侧被壳体2的内周壁和底部14a以及插式连接器8限制。壳体2大体水平布置，亦即，壳体2的上开口和/或该壳体的通常与该上开口平行的扁平底部14a大体平行于水平面100。

如图所示，填注的灌封材料20'的体积远小于下内腔14.1的体积，因此，填注的灌封材料20'能够以均匀的层厚分布在底部14a上。

但根据图3b所示的优选方案，在填注灌封材料20'后，立即将壳体2偏转至第一粘附位置——在该粘附位置中，灌封材料20'不允许达到填注口18——，亦即，围绕沿图3a的视向延伸的偏转轴28进行偏转，该偏转轴既横向于轴向10，又横向于插式连接器8和中间套管17的延伸方向。如此地选择偏转方向，使得插式连接器8朝下旋转且在这个第一粘附位置中，插式连接器8的整个内端面上的所有触脚均被灌封材料20'覆盖。在这个第一硬化位置中，可以在第一时间段内粘附灌封材料20'。

随后，如图3c所示，将壳体2例如围绕偏转轴28以例如180°旋转至第二硬化位置，使得下内腔14.1的其余内周面被灌封材料20'的尚未粘附、液态或粘稠状的部分润湿。

但如图3b、c所示，此前借助所示出的插塞5将填注口18封闭，该插塞从上内腔14.2出发密封地插入填注口18并朝上突出于该填注口以外。

在这个第二粘附位置中，传感器1在第二时长内保留下来，直至注入下内腔14.1的灌封材料20'如此程度地粘附在周壁上，使得随后的位置变化不再会导致灌封材料20'的紧邻周壁及粘附在周壁上的部分发生脱落。

采用上述方式后，下内腔14.1(以及插塞5的朝内伸出下端)的所有内周面随后均被灌封材料20覆盖，如图3c所示，该灌封材料在此情况下将下空腔21.1包围。

在这一点例如因灌封材料20'的注入体积过小而无法确保的情况下，从第一粘附位置旋转至第二粘附位置的旋转度也可以小于180度，例如仅为120度，且在第二粘附位置中经过第二时长后，还以另一角度值旋转至第三粘附位置，在该粘附位置中，又以随后的第三时长保持该壳体2。

如图3d所示，为在上内腔14.2中进行灌封，首先将壳体2围绕偏转轴28偏转至水平位置，并在这个再填注位置中——在填注口18中仍插有插塞5的情况下——将一定量的液态或粘稠状的灌封材料20'注入(优选浇注至)上内腔14.2，使其分布在其中并流平。灌封材料在足量时覆盖所有电子器件24以及电路板9的顶面9b上的传感元件4，并粘附在电路板9的顶面9a上方的壳体2的内周壁上。

如果电路板9的外周与壳体2的内周壁间存在距离，则灌封材料20'——视粘度而定地——也会挤入这个距离并粘附于其中。

在此，填注的灌封材料20'的体积也小于壳体2的上开口往下至电路板9间的上内腔14.2的体积。

在另一粘附位置(即优选在图3d所示再填注位置)中，在另一相应的时长后，灌封材料20'粘附在润湿面上。这样就在上内腔中硬化的灌封材料20的表面与壳体2的自由开口之间产生上空腔21.2。

灌封上内腔14.2的整个过程中，灌封材料不应达到上内腔14.2的上缘以及/或者插塞5的顶面不应被润湿。

随后如图3e1所示，将插塞5从填注口18移除，从而为下空腔21.1与上空腔21.2建立连接口19，该连接口实现了这两个空腔21.1与21.2间的气体交换和压力补偿。

移除插塞5时，优选在将其轴向抽出前，首先围绕其轴向旋转该插塞，以便剥离粘附在其周边上——特别是粘附在下内腔14.1中——且优选尚未完全硬化的灌封材料20。

基于以上理由，优选在结束图3c所示第二硬化位置中的粘附后，立即灌封上内腔14.2，且优选在上内腔14.2中的灌封材料20足够硬化后立即移除插塞5，这样就避免了以下危险：上内腔14.2中的灌封材料20和下内腔14.1中的灌封材料均无法重新封闭打开后的连接口19。

这样就能如图3f所示放置盖子3并将其与壳体2紧密连接在一起。

图3e2示出不同于图3e1所示方案的用于在上内腔14.2中进行灌封的替代方案。

如图3e2所示，在将灌封材料20'施加于电路板9的顶面9b(即送入上内腔14.2)前就移除插塞5，此举的优点是，能够检测移除插塞5是否确实导致了通向下空腔21.1的通畅连接口19。

如图3e2所示，随后再将一定量的液态或粘稠状的灌封材料20'施加在电路板9的顶面9b上，但并非通过浇注和随后的自流平来实现这一点，而是采用以下施加方案：借助一个可控地沿电路板9的顶面9b并以可以间隔地在其上方移动的灌封喷嘴29(其用来仅将灌封材料20'施加于电路板9的顶面9b的所选表面区域)，以某个较小的层厚，使得事先可以——根据粘度和其他环境参数(如温度)——来算出所施加的灌封材料20'的侧分布。

在此需要指出的是，用于本申请的用途的灌封喷嘴指的是用于灌封材料20'的任意排出口，与存在常见的喷嘴效应(即利用朝喷嘴末端的横截面变窄来为流过的介质加速)与否无关。

如图3e3所示，这样就能针对性地仅将电路板9的表面上的特定区域用灌封材料20'润湿，且在该灌封材料硬化后能够排除事先确定的不需要灌封的区域，例如连接口19或者电路板9的顶面9b上的某个电子器件24。

例如在这种器件24是温度传感器的情况下，该温度传感器不应被灌封材料20覆盖，因为这样不仅会延迟环境温度传输至这种温度传感器，还会因灌封材料的良好导热性而造成测量结果的普遍失真。

Claims (16)

1.一种制造电气构件(1)的方法，所述电气构件具有壳体和设于所述壳体中的灌封电子电路板，所述电气构件包括：

筒形壳体(2)，具有设于端侧的壳体开口(2')；

电路板(9)，其上设有传感元件(4)；

其中所述电路板(9)与所述筒形壳体(2)的内腔(14)的底部(14a)隔开布置，且与所述筒形壳体(2)的敞开侧隔开布置，从而在灌封之前，在所述壳体(2)中，在所述电路板(9)下方形成下内腔(14.1)，且在所述电路板(9)上方形成上内腔(14.2)，所述下内腔与所述上内腔通过填注口(18)彼此连通；

其实现方式为：

a)将所述电路板(9)导电连接至从所述电路板(9)引出去的芯线(13)的末端，并且将所述电路板(9)放置在所述壳体(2)的内腔(14)中的支承面(12a)上并加以固定，以至少防止所述电路板与所述支承面轴向分离；且

b)在内部设有所述电路板(9)的所述壳体(2)的内腔(14)中填注尚未硬化的液态或粘稠状的灌封材料(20')，并且

其特征在于，

在步骤b)中依次实施：

b1)所述壳体(2)保持在预定的填注位置，使得所述下内腔(14.1)至少部分位于所述电路板(9)的填注口(18)下方；

b2)在所述填注位置上，所述液态或粘稠状的灌封材料(20')以一体积通过所述填注口(18)而经过所述电路板(9)或者穿过所述电路板而进入所述下内腔(14.1)，所述体积小于所述下内腔(14.1)的体积，且接着，所述壳体(2)以预定的第一时长保持所述填注位置，所述填注位置作为第一粘附位置，在所述第一粘附位置上，所述灌封材料(20')不到达所述填注口(18)；还包括如下b2.1)：

在b2)之后，用插塞(5)封闭所述填注口(18)；或者

在b2)之后，用插塞(5)封闭所述填注口(18)，并且用其他插塞(5')也将所述下内腔(14.1)与所述上内腔(14.2)之间附加存在的连接口(19)封闭；

b3)在此之后，所述壳体(2)绕非竖向的偏转轴(15)旋转，并且所述壳体(2)以预定的第二时长保持在第二粘附位置，并且

b4)所述壳体(2)进入再填注位置，在所述再填注位置上，所述壳体开口(2')的最低点高于所述电路板(9)的最高点；

b5)在所述再填注位置上，将尚未硬化的液态或粘稠状的灌封材料(20')以一体积施加到所述上内腔(14.2)中以及所述电路板(9)的顶面(9b)上，所述体积小于所述上内腔(14.2)的体积，并且

b6)在第三粘附位置上，以第三时长等待所述灌封材料(20')硬化；

其中，还包括在b3)之后重新移除至少一个插塞(5)的步骤，该步骤是：

在b6)之后的b7)，其前提是，在b5)和b6)中以也将所述填注口(18)和/或附加存在的连接口(19)覆盖的方式施加所述灌封材料(20')，并且所述灌封材料硬化；或者

在b5)之前的b4.1)，或在b4)之前，其前提是，在b5)和b6)中，所述灌封材料(20')的施加和粘附发生于所述填注口和/或附加存在的连接口(19)周围。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

在确定的灌封材料温度和/或确定的周围温度下，将所述液态或粘稠状的灌封材料(20')填注到所述下内腔和/或所述上内腔(14.1、14.2)中，

且/或

被填注到空腔中的灌封材料的体积占相关空腔的体积的40％以上；且/或

所述实现方式还包括步骤c)将盖子(3)紧密放置在所述筒形壳体(2)的敞开侧上，以便所述盖子(3)在已制成的所述电气构件(1)中封闭所述筒形壳体(2)的敞开侧。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述灌封材料(20、20')的类型和/或所述灌封材料的粘度和/或所述灌封材料温度和/或在各个时长的持续期间填注时的周围温度，确定所述第一时长和/或所述第二时长。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，以6Pas至9Pas的粘度送入所述灌封材料(20')，在15℃至25℃的灌封材料温度和/或15℃至25℃的确定的周围温度下。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，如果所述芯线(13)终止于所述电路板(9)的顶面(9b)上，并且如果电缆穿孔(7)和/或插式连接器(8)在所述壳体(2)内位于所述下内腔(14.1)中，则在步骤a)之前，将所述芯线(13)通过所述上内腔(14.2)与所述下内腔(14.1)之间的一通孔，引入所述下内腔(14.1)。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在灌封之前，至少对所述壳体(2)的内表面和/或已装配的所述电路板(9)进行清洁和/或表面处理，使得所述灌封材料(20')能够以最佳效果快速而良好地粘附于其上。

7.一种电气构件(1)，包括：

筒形壳体(2)，具有设于端侧的壳体开口(2')；

电路板(9)，其上设有传感元件(4)；

其中所述电路板(9)与内腔(14)的底部(14a)隔开且与筒形壳体(2)的敞开侧隔开并设于支承面(12a)上，从而在所述电路板(9)下方形成下内腔(14.1)，且在所述电路板(9)上方形成上内腔(14.2)；

其中所述内腔(14.1、14.2)中的至少一者至少部分被填注硬化的灌封材料(20)；

其特征在于，

在所述下内腔(14.1)中存在有被所述灌封材料(20)至少部分包围的未被所述灌封材料填充且充满了气体的下空腔(21.1)；所述下内腔(14.1)的所有的壁均整面环周地被所述硬化的灌封材料(20)完全覆盖，并且所述下内腔(14.1)的底部被所述硬化的灌封材料完全覆盖，且

在所述上内腔(14.2)中存在有被所述灌封材料(20)至少部分包围的未被所述灌封材料填充且充满了气体的上空腔(21.2)，在所述下空腔(21.1)与所述上空腔(21.2)之间存在连接口(19)。

8.根据权利要求7所述的电气构件，其特征在于，

在所述上内腔(14.2)中，硬化的灌封材料(20)至少将所述电路板(9)的顶面(9b)上的所有导电的构件和区域完全覆盖；

在所述下内腔(14.1)中，硬化的灌封材料(20)完全覆盖设于所述电路板(9)的底面(9a)上的所有导电部件。

9.根据权利要求7所述的电气构件，其特征在于，所述下空腔(21.1)的体积占所述下内腔(14.1)的体积的至少20％。

10.根据权利要求7所述的电气构件，其特征在于，所述上空腔(21.2)占所述上内腔(14.2)的体积的至少20％。

11.根据权利要求7所述的电气构件，其特征在于，所述电路板(9)的顶面(9b)上的灌封材料(20)的层厚(16)介于0.5mm与3mm之间。

12.根据权利要求7所述的电气构件，其特征在于，所述电路板(9)具有用于将尚未硬化的液态或粘稠状的灌封材料(20')填注到所述下内腔(14.1)中的填注口(18)。

13.根据权利要求7至12中任一项所述的电气构件，其特征在于，所述灌封材料(20)在所述上内腔(14.2)中粘附于所述筒形壳体(2)的壁内侧。

14.根据权利要求7所述的电气构件，其特征在于，所述电路板(9)安装在向上敞开的中间筒(11)的端面上，所述中间筒安装在所述筒形壳体(2)的内腔(14)中用作间隔件(12)；或

安装在所述壳体(2)的壁内侧上向内突出的、起支承面(12a)作用的凸台(6)上；或

安装在至少一个单独的间隔件(12)的起支承面(12a)作用的顶面上，所述间隔件安装在所述筒形壳体(2)的内腔(14)中；或

所述构件(1)还包括盖子(3)，其封闭所述筒形壳体(2)的敞开侧。

15.根据权利要求7所述的电气构件，其特征在于，所述电路板(9)具有非圆形外周，并且在所述支承面(12a)内，所述填注口(18)和/或连接口(19)是所述电路板(9)的外周与所述内腔(14)的内周之间的一间隙。

16.根据权利要求14所述的电气构件，其特征在于，所述电路板(9)具有非圆形外周，并且在所述支承面(12a)内，所述中间筒(11)的支承面具有类似的非圆形内轮廓并且起防扭保护作用。

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