CN115808254A - 传感器模块 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种传感器模块1，包括承载体2和布置在承载体上的电结构元件5，所述承载体由部分地被塑料支架3包围的导电轨4构成，所述电结构元件具有结构元件基体5a，所述结构元件基体具有从其上突出的连接线5b，其中，所述连接线5b与该承载体2的导电轨4中的至少一些导电轨以电和机械的方式这样接触，使得通过连接线4固定在承载体2上的结构元件基体5a能够相对于承载体2克服连接线6的张力偏移。提出，设置有覆盖元件7，该覆盖元件紧固在承载体2中或者承载体2上，其中，电结构元件5的结构元件基体5a被覆盖元件7这样围绕，使得结构元件基体5a相对于承载体2的偏移通过该覆盖元件7的内轮廓上的至少一个止挡限制。

Description

传感器模块

技术领域

本发明涉及一种传感器模块。

背景技术

由现有技术已知如下传感器模块：所述传感器模块优选作为中间产品用于传感器的后来的制造，并且所述传感器模块的功能在于提供设有电接头的承载体用于接收传感器元件。传感器模块可以具有至少一个电结构元件或者电子结构元件，例如电阻或者EMV保护电容器。在后来的制造步骤中，传感器模块配备有传感器元件并且借助护套封装。这种类型的传感器模块例如由EP 1 926 999 B1已知并且包括承载体和电阻结构元件，该承载体由部分地被塑料支架注塑包封的导电轨构成，所述导电轨构造为冲裁网格。电阻结构元件具有结构元件基体，该结构元件基体通过侧向地从结构元件基体上突出的连接线与承载体的导电轨在连接部位上以电和机械的方式接触。由于结构元件基体仅通过连接线固定在承载体上，因此，结构元件基体可以通过传感器模块的力加载克服连接线的张力相对于承载体偏移。

在EP 1 926 999 B1中描述的借助封装材料对配备有传感器元件的传感器模块进行的注塑包封可以引起结构元件基体相对于承载体的不期望的偏移，因为液态封装材料在压力下被压入到注塑模具中并且有由此使电结构元件受负载和偏移，所述液态封装材料例如是热塑性材料。在不利的情况下，电结构元件或者其连接线可能被损坏。

尤其是，如果电结构元件是NTC温度传感器元件，该NTC温度传感器元件在一侧通过相对长的连接线在彼此靠近的连接部位上固定在冲裁网格上，如由DE 10 2008 002 682B4已知的具有NTC温度传感器元件的压力传感器公开的那样，则可能的是，通过连接线固定在承载体上的并且构造为传感器丸(Sensorpille)的结构元件基体相对于承载体克服连接线的张力强烈偏移。

发明内容

本发明涉及一种传感器模块，该传感器模块包括承载体和布置在该承载体上的至少一个电结构元件，所述承载体由部分地被塑料支架包围的导电轨构成。电结构元件具有结构元件基体，该结构元件基体具有从其上突出的连接线，其中，所述连接线与承载体的导电轨中的至少一些导电轨以电和机械的方式这样接触，使得通过连接线固定在承载体上的结构元件基体能够相对于承载体克服连接线的张力偏移。根据本发明，该传感器模块具有覆盖元件，该覆盖元件紧固在承载体中或者承载体上。电结构元件的结构元件基体被覆盖元件这样围绕，使得该结构元件基体相对于承载体的偏移通过覆盖元件的内轮廓上的至少一个止挡限制。

本发明的优点

通过本发明有利地实现，在借助封装材料对传感器模块注塑包封期间保护电结构元件以免损坏连接线和结构元件基体。围绕结构元件基体的覆盖元件在其面向结构元件基体的内轮廓上具有至少一个止挡，该止挡例如在注塑成型工艺期间减少结构元件基体的偏移，在所述注塑成型工艺中给该传感器模块设置护套。因此，结构元件基体可以仅轻微地点在承载体与止挡之间运动，使得有利地避免损坏电连接部位和损坏结构元件基体。

除此之外实现，被覆盖元件覆盖的结构元件基体在借助封装材料包覆该传感器模块时不直接嵌入到封装材料中。在覆盖元件与承载体之间为结构元件基体保留小的自由空间，在该自由空间中，该结构元件基体可以运动直至至少一个止挡。温度变化负荷在后来的运行中还可能引起导电轨和护套的不同的热膨胀并且因此可能使电结构元件负荷，因此，所述温度变化负荷可以通过结构元件基体相对于承载体的运动来补偿，使得电结构元件在明显减小的范围中暴露在由于拉应力造成的负荷中。有利地，由此也可以长期地提高传感器模块的可靠性。

本发明的有利的构型和扩展方案在下面描述。

本发明与电结构元件的结合是特别有利的，该电结构元件设计为NTC温度传感器元件并且具有传感器丸作为结构元件基体，两个连接线从该传感器丸上突出。当在设置用于在注塑成型工艺或者模塑方法中借助封装材料进行包覆的传感器模块上使用NTC温度传感器元件时，有利地避免损坏电连接部位。由于通过覆盖元件保护该NTC温度传感器元件，直接在NTC温度传感器元件旁边或在NTC温度传感器元件附近导入的注塑料(例如热塑性材料)不能够通过压力或者温度引起对NTC温度传感器元件的移位或者损坏。此外，在覆盖元件下方存在用于NTC电阻的运动自由空间，使得由温度变化引起的膨胀负荷在后来的运行中不引起对NTC温度传感器元件的损坏。

该覆盖元件可以价格有利地由塑料制成。有利地，覆盖元件具有面向结构元件基体的内轮廓，该内轮廓的形状至少局部地与结构元件基体的轮廓相适配地、尤其是互补地构造。互补的内轮廓应理解为如下内轮廓：该内轮廓的面曲线跟随结构元件基体的外面或相应于结构元件基体的外面。如果结构元件基体例如是传感器丸，则该内轮廓在覆盖元件的面向传感器丸的侧上是这样弯曲的，使得该内轮廓至少区段地跟随该轮廓，使得以具有小间隙的方式围绕该传感器丸。小间隙应理解为在优选小于1毫米、尤其是小于0.5毫米并且完全尤其是小于0.1毫米的范围中的间隙。

覆盖元件可以具有盖和至少两个接片，所述接片从盖朝向承载体突出，所述接片以侧向地围绕结构元件基体的方式啮合到塑料支架的凹部中。通过所述接片，能够简单地将覆盖元件推入到塑料支架的为此设置的凹部中。

附加地，覆盖元件可以具有凸块，所述凸块从盖朝向承载体突出并且平放在导电轨上，该电结构元件的连接线在所述凸块之间贯穿。由此，连接线也被覆盖元件部分地同时保护，因为在抖动负荷和振动的情况下通过凸块限制连接线的偏移。

覆盖元件可以在盖的两个彼此背离的侧上具有至少两个夹爪，所述夹爪在将覆盖元件导入到塑料支架的凹部中时压向该凹部的内壁并且由此将覆盖元件固定在该凹部中。由此，覆盖元件能够以特别简单的方式装配在承载体上。

在一个实施例中，电结构元件的结构元件基体可以布置在凹部中。在推开时，覆盖元件的接片在结构元件基体上滑动并且有利地将其在凹部中的位置对齐。

所述连接线的背离结构元件基体的端部可以从承载体的设有覆盖元件的区域中引导出来，并且与导电轨在借助塑料支架注塑包封的区域之外在连接部位上例如通过焊接电接触。在随后对传感器模块进行包覆时，连接部位可以纳入到借助封装材料进行的注塑包封中。

传感器模块的承载体可以在端部侧上具有用于传感器元件的接收部，该传感器元件尤其是用于检测转速的传感器元件。传感器元件例如可以霍尔元件、具有或者不具有磁铁的霍尔IC或者别的磁场敏感的结构元件。传感器元件可以与承载体的导电轨电接触。

另外有利的是具有上文描述的传感器模块的传感器，该传感器具有传感器元件、尤其是用于检测转速的传感器元件以及由封装材料、尤其是热塑性材料构成的护套，所述传感器元件放入到传感器模块的接收部中并且与传感器模块的导电轨电接触，传感器模块和传感器元件完全地或部分地嵌入到所述封装材料中，其中，该护套覆盖所述覆盖元件。

附图说明

下面参照所附附图阐述本发明的可能的实施方式。在附图中示出：

图1传感器模块的分解视图，该传感器模块具有承载体、构造为NTC温度传感器元件的电结构元件和覆盖元件，

图2在将NTC温度传感器元件布置在承载体上之后图1中的视图，

图3传感器的示意性横截面，该传感器具有传感器模块和在由封装材料构成的护套中的、固定在该传感器模块中的传感器元件。

具体实施方式

图1和图2示出传感器模块1的分解视图。传感器模块1具有承载体2。该承载体包括导电轨4，所述导电轨部分地被塑料支架3包围。导电轨4构造为冲裁网格件。导电轨4可以以已知的方式在注塑方法或者模塑工艺中设有塑料支架3。塑料支架3可以由热塑性塑料或者热固性塑料构成并且具有侧向突出的轴颈13，所述轴颈能够用于在后来的、借助至少部分地覆盖传感器模块1的封装材料进行的注塑方法期间将传感器模块1保持在工具中。在本实施例中，传感器模块1具有四个导电轨4a、4b、4c和4d。传感器模块1例如在其端侧上还具有用于传感器元件8的接收部12。传感器元件8例如是转速传感器元件、尤其是霍尔元件或者霍尔IC，该传感器元件可以被推入到所述接收部中并且例如与导电轨4a和4d电接触。

另外，传感器模块1包括电结构元件5，该电结构元件在示出的实施例中构造为NTC温度传感器元件15(Negative Temperature Coefficient Thermistor，负温度系数热敏电阻器)。电结构元件5具有结构元件基体5a和从其上突出的连接线5b。结构元件基体5a包括液滴形传感器丸，两个连接线5b在所述传感器丸的在横截面中缩细的端部上突出，所述连接线的远离传感器丸的端部不具有绝缘部。

塑料支架3在其外套上具有凹部10。如图2所示，电结构元件5借助结构元件基体5a插入到凹部10中，使得结构元件基体5a被凹部10的内壁侧向地包围并且连接线5b在凹部10的敞开的端部上从该凹部中引导出来。连接线5b在此在塑料支架3之外贴靠在导电轨4b和4c上。两个连接线5b可以在背离结构元件基体5a的端部5c上在连接部位6上与导电轨4a和4b例如熔焊或者钎焊。由此，电结构元件5以电和机械的方式固定在承载体2上。连接线5b基于其长度具有一定的弹性和弯曲性。结构元件基体5a首先仅通过连接线5b保持在承载体2上，并且可以通过由于抖动负荷或者外部作用力造成的力作用克服连接线5b的张力偏移。

如图2和图3所示，传感器模块1还包括覆盖元件7，该覆盖元件优选由塑料制成。覆盖元件7具有大致矩形的盖7b和两个从盖7在一个端部上朝向承载体2突出的接片7c以及三个在盖7b的另一个端部上朝向承载体突出的凸块7d。另外，覆盖元件7例如在盖7b的两个彼此背离的侧上具有至少两个夹爪7e。

覆盖元件7这样放置到承载体2上，使得接片7c侵入到凹部10中并且侧向地围绕结构元件基体5a。在到达覆盖元件7的在图3中示出的最终位置时，两个夹爪7e压向凹部10的内壁并且由此将覆盖元件7固定在凹部10中。覆盖元件7的盖7b的外壁可以与凹部10齐平。

从盖7b朝向承载体2突出的凸块7d平放在导电轨4上，其中，电结构元件5a的连接线5b在凸块7d之间贯穿。连接线5b的背离结构元件基体5a的端部5c在承载体2的设有覆盖元件7的区域之外与导电轨4在连接部位6上电接触。

覆盖元件7具有面向结构元件基体5a的内轮廓，该内轮廓通过盖7b的内轮廓7a和接片7c的面向结构元件基体的内壁形成。在此，盖7b的内轮廓7a与NTC温度传感器元件15的液滴形传感器丸的形状相适配地或互补地构造，使得内轮廓7a至少局部地紧紧地贴靠在传感器丸上。凹部10的与内轮廓7a对置的底部同样局部地作为对应支承物(Gegenhalt)贴靠在结构元件基体5a上。

盖7b的内轮廓7a和接片7c的内壁形成止挡，所述止挡限制结构元件基体5a相对于承载体2在凹部10内的偏移。由此，结构元件基体在凹部10内只能够以具有小间隙的方式运动。该间隙优选是最高1毫米、尤其是最高0.5毫米并且完全尤其是最高0.1毫米。

当在后来的工作步骤中为传感器模块1设置由封装材料构成的护套9时，如图3所示，这是有利的。为此，首先将传感器元件8放入到塑料支架3的为此确定的接收部12中并且使其与导电轨4电接触。随后，将传感器模块1放入到注塑成型工具中并且为其设置护套9。护套9例如由作为封装材料的注塑料构成，例如热塑性材料，该热塑性材料完全地或者部分地覆盖具有塑料支架3的传感器模块1的前部区域。导电轨4的端部可以作为电附接元件101被具有封装材料的包封部排除在外。通过这种方式可以获得完整的传感器100。传感器100尤其可以是转速传感器。

如图3清楚所示，护套9还覆盖塑料支架3的设有覆盖元件7的区域。通过覆盖元件7有利地防止：封装材料在注塑成型工艺期间不受阻碍地侵入到凹部10中并且可以环绕结构元件基体5a流动。因此，只有具有连接部位6的连接线的端部5c被电结构元件5包覆。结构元件基体5a在凹部10中不被封装材料环绕流动，并且因此保留其在内轮廓7a的和接片7c的限制该偏移的止挡之间的小的可运动性。因此，在后来的运行中的温度变化负荷的情况下，结构元件基体5可以在凹部内在小范围中运动并且可以补偿由温度变化负荷引起的机械应力。

Claims (11)

1.一种传感器模块(1)，所述传感器模块包括承载体(2)和布置在所述承载体(2)上的至少一个电结构元件(5)，所述承载体由部分地被塑料支架(3)包围的导电轨(4)构成，所述电结构元件具有结构元件基体(5a)，所述结构元件基体具有从其上突出的连接线(5b)，其中，所述连接线(5b)与所述承载体(2)的导电轨(4)中的至少一些导电轨在连接部位(6)处以电和机械的方式接触，使得通过所述连接线(4)固定在所述承载体(2)上的结构元件基体(5a)能够相对于所述承载体(2)克服所述连接线(6)的张力偏移，其特征在于，设有覆盖元件(7)，所述覆盖元件紧固在所述承载体(2)中或者所述承载体(2)上，其中，所述电结构元件(5)的结构元件基体(5a)被所述覆盖元件(7)围绕，使得所述结构元件基体(5a)相对于所述承载体(2)的偏移通过所述覆盖元件(7)的内轮廓上的至少一个止挡限制。

2.根据权利要求1所述的传感器模块，其特征在于，所述电结构元件(5)是NTC温度传感器元件(15)，所述NTC温度传感器元件具有传感器丸作为结构元件基体(5a)，两个连接线(5b)从所述传感器丸上突出。

3.根据权利要求1或者2所述的传感器模块，其特征在于，所述覆盖元件(7)由塑料制成。

4.根据上述权利要求中任一项所述的传感器模块，其特征在于，所述覆盖元件(7)具有面向所述结构元件基体(5a)的内轮廓(7a)，所述内轮廓的形状至少局部地与所述结构元件基体(5a)的轮廓相适配地、尤其是互补地构造。

5.根据上述权利要求中任一项所述的传感器模块，其特征在于，所述覆盖元件(7)具有盖(7b)和至少两个接片(7c)，所述接片从所述盖(7b)朝向所述承载体(2)突出，所述接片以侧向地围绕所述结构元件基体(5a)的方式啮合到所述塑料支架(3)的凹部(10)中。

6.根据权利要求5所述的传感器模块，其特征在于，所述覆盖元件(7)具有凸块(7d)，所述凸块从所述盖(7b)朝向所述承载体(2)突出地平放在所述导电轨(4)上，所述电结构元件(5a)的连接线(5b)在所述凸块之间贯穿。

7.根据权利要求5或者6所述的传感器模块，其特征在于，所述覆盖元件(7)在所述盖(7b)的两个彼此背离的侧上具有至少两个夹爪(7e)，所述夹爪在将覆盖元件(7)导入到所述塑料支架(3)的凹部(10)中时压向所述凹部(10)的内壁并且由此将所述覆盖元件(7)固定在所述凹部(10)中。

8.根据权利要求5所述的传感器模块，其特征在于，所述电结构元件(5)的结构元件基体(5a)布置在所述凹部(10)中。

9.根据上述权利要求中任一项所述的传感器模块，其特征在于，所述连接线(5b)的背离所述结构元件基体(5a)的端部(5c)从所述承载体(2)的设有所述覆盖元件(7)的区域中引导出来，并且与所述导电轨(4)在被所述塑料支架(3)包围的区域之外在所述连接部位(6)上电接触。

10.根据上述权利要求中任一项所述的传感器模块，其特征在于，所述承载体(2)在端部侧上具有用于传感器元件(8)的接收部(12)，所述传感器元件尤其是用于检测转速的传感器元件。

11.一种传感器(100)，其特征在于，所述传感器(100)至少包括：

-根据权利要求1至10中任一项所述的传感器模块(1)，

-传感器元件(8)、尤其是用于检测转速的传感器元件，所述传感器元件放入到所述传感器模块(1)的接收部(12)中并且与所述传感器模块(1)的导电轨(4)电接触，以及

-由封装材料、尤其是热塑性材料构成的护套(9)，所述传感器模块(1)和所述传感器元件(8)完全地或部分地嵌入到所述封装材料中，其中，所述护套(9)覆盖所述覆盖元件(7)。

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