CN108120462B - 传感器装置和用于制造传感器装置的方法 - Google Patents
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Abstract
提出一种传感器装置,尤其是用于针对机动车的传动控制装置,其包括:‑传感器头,所述传感器头具有用于测量测量值的传感器以及用于传递所述测量值的至少一个第一信号接口导线,其中,所述第一信号接口导线与所述传感器连接并且被至少部分地布置在所述传感器头的第一表面上;以及‑传感器基座,所述传感器基座具有用于传递所述传感器测量值的第二信号接口导线,其中,第二信号接口导线尤其是面式地与所述第一信号接口导线连接并且至少部分地布置在所述传感器基座的第二表面上,其中,‑所述传感器头具有第一留空部,或‑所述传感器基座具有第二留空部。
Description
技术领域
本发明涉及一种传感器装置和一种用于制造传感器装置的方法。
背景技术
迄今已知的传感器装置、尤其是用于机动车的传动控制装置的传感器装置例如用于确定自动传动机构中的转速或路径或位置,在这些传感器装置中将传感器或传感器-ASIC(IC)的接口线材焊接在中间冲压格栅上。传感器与中间冲压格栅一起被布置在中空的塑料圆顶上并利用浇注质量体被紧固在塑料圆顶的内部中。
DE 10 2005 040 169 A1示出了这类传感器装置。
对此缺点是,传感器装置通常在技术上是耗费的。此外,在制造时在不利的情况下可能在不期望的部位上产生(传导的)切屑和/或由于化学或电化学过程而产生接口处的导电的沉积。此外一般必须针对传感器装置的不同结构高度使用不同的工具。这点通常提高了制造成本。
发明内容
本发明的实施方式可以以有利的方式实现:细微地将传感器装置的结构高度调整到所期望的高度上。
根据本发明的第一方面提出一种传感器装置,尤其是用于针对机动车的传动控制装置,传感器装置包括:-传感器头,所述传感器头具有用于测量测量值的传感器以及用于传递所述测量值的至少一个第一信号接口导线,其中,所述第一信号接口导线与所述传感器连接并且至少部分地布置在所述传感器头的第一表面上,以及-传感器基座,所述传感器基座具有用于传递所述传感器的测量值的第二信号接口导线,其中,第二信号接口导线尤其是面式地与所述第一信号接口导线连接并且至少部分地布置在所述传感器基座的第二表面上,其中,-所述传感器头具有第一留空部,所述传感器基座的一部分被接收到所述第一留空部中,或-所述传感器基座具有第二留空部,所述传感器头的一部分被接收到所述第二留空部中,其中,所述传感器装置还包括用于在所述传感器基座上固定所述传感器头的固定层,其中,所述固定层以如下方式被涂覆在所述传感器头的部分区域和所述传感器基座的部分区域上,使得所述固定层遮盖所述第一信号接口导线的没有所述固定层朝向周围环境暴露的区域和/或所述第二信号接口导线的没有所述固定层朝向周围环境暴露的区域。
关于此优点是,传感器装置一般能够在技术上简单地制造。此外,可以通常地以不同高度的传感器基座使用标准传感器头。由此能够在技术上简单地在制造传感器装置时常见地调整传感器装置的高度。这点一般降低了制造成本。此外,信号接口导线常见地良好地免受环境被保护,从而使得不会由于化学和/或电化学过程/进程而产生导电沉积。通过固定层一般可以实现以固定层覆盖的区域的并且由此所述传感器装置的油密的密封部。
根据本发明的第二方面提出一种用于制造传感器装置的方法,所述传感器装置尤其用于针对机动车的传动控制装置,其中,所述方法包括下列步骤:提供传感器头,所述传感器头包括用于测量测量值的传感器以及用于传递所述传感器的测量值的第一信号接口导线,其中,所述第一信号接口导线与所述传感器连接并且至少部分地布置在所述传感器头的第一表面上;提供传感器基座,所述传感器基座具有第一高度,其中,所述传感器基座的高度与所述传感器装置的所追求的总高度相关,并且其中,所述传感器基座包括第二信号接口导线,其中,所述第二信号接口导线至少部分地布置在所述传感器基座的第二表面上;-将所述传感器基座的一部分引入到所述传感器头的第一留空部中;或-将所述传感器头的一部分以如下远度地引入到所述传感器基座的第二留空部中,从而实现所述传感器装置的所追求的总高度;以及用于在所述传感器基座上固定所述传感器头的固定层以如下方式被涂覆在所述传感器头的和所述传感器基座的部分区域上,从而所述固定层遮盖所述第一信号接口导线的暴露的区域和/或所述第二信号接口导线的暴露的区域。
关于此优点是,传感器装置通过该方法常见地在技术上简单地制造。此外一般可以在技术上简单且细微地调整或实现传感器装置的总高度,其方式是,传感器头被不同远度地引入到传感器基座中,或其方式是,传感器基座不同远度地被引入到传感器头中。也可以以不同高度的传感器基座使用标准传感器头(具有固定高度),以便实现所追求的总高度。由此为了制造传感器装置需要很少的工具。这点一般降低了制造成本。通过固定层一般可以实现以固定层覆盖的区域的油密的密封部。
用于本发明实施方式的想法尤其可以被看作基于下面描述的构思和认识。
在一实施方式中,传感器头的第一表面是传感器头的内表面并且传感器基座的第二表面是传感器基座的外表面。关于此优点是,信号接口导线的暴露部分通常特别小。由此一般需要针对固定层的特别少的材料。
在一实施方式中,传感器头的第一表面是传感器头的外表面并且传感器基座的第二表面是传感器基座的内表面。其有利之处是,一般使第二信号接口导线特别良好地免受周围环境或者说环境被保护。此外可以通常在技术上特别简单地制造传感器头。
在一实施方式中,传感器由传感器头完全围住。关于此优点是,传感器一般特别良好地免受环境、尤其是免受油被保护。
在一实施方式中,所述传感器布置在所述传感器头的外表面上并且由所述固定层基本上完全遮盖。这点一般允许了传感器头的特别快速且在技术上简单的制造。由此,制造成本通常还要进一步降低。
在一实施方式中,所述传感器头包括第三留空部,所述第三留空部用于尤其是借助于激光焊接在所述第一信号接口导线的部分区域与所述第二信号接口导线的部分区域之间制造电连接。关于此优点是,可以通常在技术上简单地形成信号接口导线之间的电连接。通过穿过第三留空部的激光焊接由此一般可以形成信号接口导线之间的特别更安全的电连接。
在一实施方式中,所述方法还包括下列步骤:使所述第一信号接口导线与所述第二信号接口导线尤其是借助于激光焊接通过所述传感器头的第三留空部进行电连接。关于此优点是,通常在技术上简单地形成信号接口导线之间的电连接。通过穿过第三留空部的激光焊接一般形成了信号接口导线之间的特别更安全的电连接。
在所述方法的一实施方式中,传感器头的第一表面是传感器头的内表面并且传感器基座的第二表面是传感器基座的外表面。关于此优点是,信号接口导线的暴露部分通常特别小。由此一般需要针对固定层的特别少的材料。
在所述方法的一实施方式中,传感器头的第一表面是传感器头的外表面并且传感器基座的第二表面是传感器基座的内表面。其有利之处是,一般使第二信号接口导线特别良好地免受周围环境或者说环境被保护。
要指出的是,本发明的可能的特征和优点中的一些特征和优点在这里参考传感器装置或用于制造传感器装置的方法的不同的实施方式来描述。本领域技术人员识别出的是,这些特征可以以适当的方式组合、适配或交换,以便实现本发明的另外的实施方式。
附图说明
本发明的实施方式随后参考附图来描述,其中,附图和描述都不能够被解释为限制本发明。
图1示出了根据本发明的传感器装置的第一实施方式的横截面视图;
图2示出了来自图1沿方向X的传感器基座的俯视图;
图3示出了在涂覆固定层之后的来自图1的传感器装置的侧视图;
图4示出了根据本发明的传感器装置的第二实施方式的横截面视图;
图5示出了在涂覆固定层之后的来自图4的传感器装置的侧视图;以及
图6示出了在电路板元件上布置传感器装置之后的来自图4或图5的传感器装置的侧视图。
这些附图仅仅是示意性的且不按照比例尺。相同的附图标记在这些附图中表示相同或作用相同的特征。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的传感器装置10的第一实施方式的横截面视图。图2示出了来自图1沿方向X的传感器基座40的俯视图。图3示出了在涂覆固定层60之后的来自图1的传感器装置10的侧视图。传感器装置10包括传感器头20和传感器基座40。在传感器头20中埋入传感器21(例如ASIC或IC)。传感器21用于测量或检测测量信号或测量值、例如车轮的转速。
传感器21与第一信号接口导线24、25电连接。传感器21的测量到的信号或测量值通过第一信号接口导线24、25被继续导引。第一信号接口导线24、25在传感器头20的下部分中在传感器头20的内表面上延伸。第一表面22是传感器头20的内表面上。传感器基座40具有第二信号接口导线44,第二信号接口导线与第一信号接口导线24、25电连接。第二信号接口导线44在传感器基座40的上区域中在传感器基座40的外表面上延伸。第二表面42是传感器基座40的外表面。在传感器基座40的下区域中,第二信号接口导线44在传感器基座40内部中延伸。由此,在传感器基座40到传感器头20中的并沿第一信号接口导线24、25和第二信号接口导线44的在图1中示出的对应的取向的引入中,两个信号接口导线到达在彼此直接的接触中或彼此处于在非常近的附近中。
就像图2中能够看到的那样,多个第一信号接口导线24、25彼此平行地延伸。相同情况适用于第二信号接口导线44。
在传感器基座40的下端部上,信号接口导线接触部70在传感器基座40的下侧面上沿水平方向延伸。信号接口导线接触部70用于传感器21与控制装置的电路板元件80电连接,在该电路板元件上布置传感器装置10。电路板元件80尤其可以是机动车、例如PKW的传动机构的控制装置的电路板。
传感器头20在它的中部具有第一留空部26。第一留空部26的大小和外形相应于传感器基座40的上部分的大小或者说直径和大小。传感器基座40的一部分、即图1中的上部分被推入到传感器头20的第一留空部26中。根据传感器装置10的所追求的总高度而定,传感器基座40可以不同远度地被推入或引入到传感器头20中。该高度在图1中从上向下或反过来地延伸。
传感器基座40可以是所谓的标准传感器基座,也就是传感器基座40始终具有相同高度。传感器头20也相应具有相同高度。通过传感器基座40不同远度地引入到传感器头20中能够实现传感器装置10的不同的总高度。
也可以想象的是,在高度上缩短传感器基座40,其方式是,例如传感器基座40的上部分被分开或去除。由此传感器装置10的总高度可以在还要更大的区域上被调整。
在调整传感器装置10的所期望的总高度之后,第一信号接口导线24、25与第二信号接口导线44电连接。为此,传感器头20具有第三留空部27。第三留空部27在图1中水平穿过传感器头20的壁延伸。通过第三留空部27,第一信号接口导线24、25与第二信号接口导线44电连接。这点可以例如通过激光焊接过程来实现,其中,激光穿过传感器头20的第三留空部27达到至这些信号接口导线24、25、44。通过第三留空部27的两个信号接口导线24、25、44彼此的电连接尤其不是意味着电连接穿过第三留空部27延伸,而是通过第三留空部27进行该过程。在传感器头20的多个第一信号接口导线24、25和传感器基座40的多个第二信号接口导线44的情况下,第一信号接口导线24、25分别与所属的第二信号接口导线44电连接。
在将第一信号接口导线24、25与第二信号接口导线44电连接之后,将固定层60利用固定层60遮盖到第一信号接口导线24、25(尤其是第一信号接口导线24、25的通过第三留空部27能接近的区域)以及第二信号接口导线44(第二信号接口导线44在传感器基座40的外表面上没有被传感器头20遮盖的区域)的暴露的或敞开的区域上。围绕传感器基座40,在向传感器头20的过渡部上也涂覆有固定层60。固定层60的不同的区域不必彼此直接连通。
固定层60以不导电方式构造。固定层60例如可以是粘接材料和/或漆。可想象的是,固定层60是环氧树脂质量体。固定层60被带入到第三留空部27中。
在涂覆固定层60之后并且在硬化之前可以再一次检查传感器装置10的总高度并且将传感器头20(略微)相对于传感器基座40在高度上(图3中从上向下或反之亦然)进行推移。
在涂覆固定层60之后将该固定层60硬化。这点例如可以通过加热来执行。
固定层60也用于固定传感器头20关于或相对于传感器基座40的位置。传感器基座40在固定层60硬化之后相比于或者说相对于传感器头20不再在高度上可动。
固定层60形成相对于环境的油密的密封部。由此,在硬化固定层60之后没有油到达传感器头20中并且也没有油到达至第一信号接口导线24、25或到达至第二信号接口导线44。
传感器装置10现在可以布置或固定在电路板元件80上并通过信号接口导线接触部70或者多个信号接口导线接触部70与电路板元件80电连接。信号接口导线接触部70在传感器基座40的最下端部处水平地在传感器基座40的下侧面上延伸。
也可以首先仅将传感器基座40固定在电路板元件80上并与电路板元件80电连接(例如通过钎焊),与其它的电结构元件一起。并且然后才使传感器头20在传感器基座40上装配、接触、固定和受保护。因此也可行的是传感器装置10的总高度大于钎焊炉中的自由高度。
一个信号接口导线接触部70或多个信号接口导线接触部70可以是导引片,这些导引片通过(SMD-)钎焊与电路板元件80电连接。也可以想象通过电缆或另外的导引片的连接。导引片分别也可以是柔性膜(Flexfolien)和/或导引层。
传感器头20布置在注塑工具(Spritzwerkzeug)中并例如利用热固性塑料材料包覆注塑(例如通过传递模塑(Transfermolden))。热固性的材料具有如下的优点,即,传感器装置10可以在回流钎焊过程之前布置在电路板元件80上并与该电路板元件电连接。
传感器21的传感器接口线材或第一信号接口导线24、25(两个、三个或更多个)以如下方式定位在注塑工具中,即,它们几乎平齐地贴靠在注塑工具处并由此在完成的传感器头20上在传感器头20的内表面上暴露。有时,传感器接口线材或第一信号接口导线24、25可以在传感器头20的内表面上的区域中暴露。
图4示出了根据本发明的传感器装置10的第二实施方式的横截面视图。图5示出了在涂覆固定层60之后的来自图4的传感器装置10的侧视图。
在图4中或在图5中示出的实施方式中,传感器基座40具有第二留空部46,传感器头20的一(下)部分被引入到该第二留空部中。传感器21被布置在传感器头20的外表面上。第一信号接口导线24、25在传感器头20的外表面上延伸。第二信号接口导线44在传感器基座40的上部分中在传感器基座40的内表面(第二留空部46内部)上延伸。第一表面22是传感器头的外表面。第二表面42是传感器基座40的内表面。
根据传感器装置10的所期望总高度(该高度在图4中和在图5中从上向下或反之亦然地延伸)在将传感器头20的一部分引入到传感器基座40中之后,涂覆固定层60。图4中,传感器头20尽可能地(直到止挡部)被引入到传感器基座40的第二留空部46中。根据传感器装置10的所追求的总高度而定,传感器头20没有直到止挡部地处于传感器基座40的第二留空部46中。
第一信号接口导线24、25与第二信号接口导线44在传感器基座40的上(暴露的)端部上电连接。这点例如可以通过激光焊接来发生。
接下来涂覆固定层60。固定层60遮盖传感器基座40的一部分、传感器头20的一部分以及传感器21。尤其地利用固定层60来遮盖第二信号接口导线44的暴露部分以及第一信号接口导线24、25的暴露部分(其没有被第一信号接口导线24、25或传感器基座40遮盖)。传感器21也被固定层60遮盖。此外遮盖传感器头20和传感器基座40之间的(环绕的)过渡区域。
在涂覆固定层60之后硬化固定层60的材料。由此来确定传感器头20关于传感器基座40的相对位置。传感器头20相对于传感器基座40的推移不再可能。
第二留空部46的大小和外形相应于传感器头20的下部分的大小或者说直径和大小。
固定层60以不导电方式构造。固定层60例如可以是粘接材料/粘接物质和/或漆和/或浇注件。可想象的是,固定层60是环氧树脂质量体。
传感器基座40可以是所谓的标准传感器基座,也就是传感器基座40始终具有相同高度。传感器头20也相应具有相同高度。通过传感器基座40不同远度地引入到传感器头20中能够实现传感器装置10的不同的总高度。
信号接口导线接触部70在传感器基座40的下部分中水平地在传感器基座40内部延伸。信号接口导线接触部70的水平延伸的部分紧紧地在信号基座的最下端部之上从信号基座出来并从该信号基座中伸出。信号接口导线接触部70用于传感器21与电路板元件80的电连接,在电路板元件上布置传感器装置10。
也可以想象的是,信号接口导线接触部70向下伸出,从而使得信号接口导线接触部70可以插入到电路板元件80中。在此,通过冷接触和/或钎焊来进行信号接口导线接触部70与电路板元件80之间的电连接。
图6示出了在电路板元件80上布置传感器装置10之后的来自图4或图5的传感器装置10的侧视图。传感器装置10布置在电路板元件80上或者说控制装置的、尤其是机动车的传动控制装置的电路板上,该电路板又布置在装配板90上。通过信号接口导线接触部70,传感器装置10与电路板元件80或电路板电连接。在电路板元件80上可以布置另外的电结构元件或已经在传感器装置10布置在电路板元件80上时可以在电路板元件80上存在另外的电子结构元件。
传感器装置10的图1或图3中示出的实施方式可以以相同方式布置在又被布置在装配板90上的电路板元件80上并且传感器装置10的传感器21与电路板元件80或电路板电连接。
传感器头20和/或传感器基座40可以基本上由热塑性的材料组成。由此可以通过传感器头20和/或传感器基座40的局部熔融来实现传感器头20与传感器基座40之间的固定。
最后要指出的是,像“具有”、“包括”等概念不排除另外的元件或步骤并且像“一”或“一个”的概念不排除大量。权利要求中的附图标记不能被看作是限制。
Claims (8)
1.传感器装置(10),其包括:
-传感器头(20),所述传感器头具有用于测量测量值的传感器(21)以及用于传递所述测量值的至少一个第一信号接口导线(24、25),其中,所述第一信号接口导线(24、25)与所述传感器(21)连接并且至少部分地布置在所述传感器头(20)的内表面上,以及
-传感器基座(40),所述传感器基座具有用于传递所述传感器的测量值的第二信号接口导线(44),其中,所述第二信号接口导线(44)与所述第一信号接口导线(24、25)连接并且在传感器基座(40)的上区域中至少部分地布置在所述传感器基座(40)的外表面上,其中,
-所述传感器头(20)具有第一留空部(26),所述传感器基座(40)的一部分被接收到所述第一留空部中,
其中,所述传感器装置(10)还包括用于在所述传感器基座(40)上固定所述传感器头(20)的固定层(60),其中,所述固定层(60)以如下方式被涂覆在所述传感器头(20)的部分区域和所述传感器基座(40)的部分区域上,从而所述固定层(60)遮盖所述第一信号接口导线(24、25)的没有所述固定层(60)朝向周围环境暴露的区域和/或所述第二信号接口导线(44)的没有所述固定层(60)朝向周围环境暴露的区域,
其中,所述传感器头(20)包括第三留空部(27),所述第三留空部用于在所述第一信号接口导线(24、25)的部分区域与所述第二信号接口导线(44)的部分区域之间制造电连接,第三留空部(27)水平地延伸穿过传感器头(20)的壁。
2.根据权利要求1所述的传感器装置(10),其中,所述传感器(21)由所述传感器头(20)完全围住。
3.根据权利要求1所述的传感器装置(10),其中,所述传感器(21)布置在所述传感器头(20)的外表面上并且由所述固定层(60)基本上完全遮盖。
4.根据权利要求1所述的传感器装置(10),其中,传感器装置用于针对机动车的传动控制装置。
5.根据权利要求1所述的传感器装置(10),其中,所述第三留空部用于借助于激光焊接在所述第一信号接口导线(24、25)的部分区域与所述第二信号接口导线(44)的部分区域之间制造电连接。
6.用于制造传感器装置(10)的方法,其中,所述方法包括下列步骤:
提供传感器头(20),所述传感器头包括用于测量测量值的传感器(21)以及用于传递所述传感器的测量值的第一信号接口导线(24、25),其中,所述第一信号接口导线(24、25)与所述传感器(21)连接并且至少部分地布置在所述传感器头(20)的内表面上;
提供传感器基座(40),所述传感器基座具有第一高度,其中,所述传感器基座(40)的高度与所述传感器装置(10)的所追求的总高度相关,并且其中,所述传感器基座(40)包括第二信号接口导线(44),其中,所述第二信号接口导线(44)在传感器基座(40)的上区域中至少部分地布置在所述传感器基座(40)的外表面上;
-将所述传感器基座(40)的一部分引入到所述传感器头(20)的第一留空部(26)中,从而实现所述传感器装置(10)的所追求的总高度;以及
用于在所述传感器基座(40)上固定所述传感器头(20)的固定层(60)以如下方式被涂覆在所述传感器头(20)的和所述传感器基座(40)的部分区域上,从而所述固定层(60)遮盖所述第一信号接口导线(24、25)的暴露的区域和/或所述第二信号接口导线(44)的暴露的区域,
其还包括下列步骤:将所述第一信号接口导线(24、25)与所述第二信号接口导线(44)通过所述传感器头(20)的第三留空部(27)进行电连接,第三留空部(27)水平地延伸穿过传感器头(20)的壁。
7.根据权利要求6所述的方法,其中,所述传感器装置用于针对机动车的传动控制装置。
8.根据权利要求6所述的方法,其中,将所述第一信号接口导线(24、25)与所述第二信号接口导线(44)借助于激光焊接通过所述传感器头(20)的第三留空部(27)进行电连接。
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CN (1) | CN108120462B (zh) |
DE (1) | DE102016223847A1 (zh) |
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- 2016-11-30 DE DE102016223847.7A patent/DE102016223847A1/de not_active Withdrawn
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2017
- 2017-11-29 CN CN201711227637.4A patent/CN108120462B/zh active Active
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