DE102004012059A1

DE102004012059A1 - Verfahren zum Herstellen eines Körpers

Info

Publication number: DE102004012059A1
Application number: DE200410012059
Authority: DE
Inventors: Bernhard Auburger; Klaus Bauer; Josef Brem
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2004-03-11
Filing date: 2004-03-11
Publication date: 2005-10-06

Abstract

Ein Körper umfasst ein Gehäuseteil (1). In einem ersten Herstellungsschritt wird ein Hilfsstoff (8) in das Gehäuseteil (1) eingebracht. Eine Hitze-Schutzmatrize (14) wird so angeordnet, dass eine Wärme-Strahlungsquelle (12) nur auf den Hilfsstoff (8) einwirken kann. Die Wärme-Strahlungsquelle (12) wird zum Einwirken auf den Hilfsstoff (8) gebracht.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Körpers, insbesondere eines Sensors, der ein Gehäuseteil umfasst.

Aus der DE 199 38 868 A1 ist eine Sensoreinrichtung und ein Verfahren zum Herstellen der Sensoreinrichtung bekannt. Die Sensoreinrichtung umfasst ein Gehäuseteil, das einstückig mit einem Steckerteil ausgebildet ist. In dem Gehäuseteil ist eine Kammer ausgebildet, in der ein Sensorelement angeordnet ist. Das Sensorelement ist als mikromechanischer Halbleitersensor ausgebildet und ist ein Drucksensor. Der mikromechanische Halbleitersensor ist mit einer Schicht aus Silikongel abgedeckt, die als Druckmittelmedium dient.

Derartige Gehäuseteile sind regelmäßig aus Kunststoff ausgebildet, der gegebenenfalls nur eine geringe Temperaturstabilität hat, das heißt sich bereits bei moderaten Temperaturen verformen kann. Aus diesem Grund muss beim Herstellen der Sensoreinrichtung das Silikongel bei einer entsprechend niedrigen Temperatur ausgehärtet werden. Dieses Aushärten nimmt dann eine entsprechend lange Zeitdauer in Anspruch.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Herstellen eines Körpers zu schaffen, das ein kostengünstiges Herstellen des Körpers ermöglicht.

Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung zeichnet sich aus durch ein Verfahren zum Herstellen eines Körpers, der ein Gehäuseteil umfasst, mit folgenden Schritten. Ein Hilfsstoff wird in das Gehäuseteil eingebracht. Eine Hitze-Schutzmatrize wird so angeordnet, dass eine Wärme-Strahlungsquelle nur auf den Hilfsstoff und die Hitze-Schutzmatrize einwirken kann. Die Wärme-Strahlungsquelle wird zum Einwirken auf den Hilfsstoff für eine vorgegebene Zeitdauer gebracht. Die Wärme-Strahlungsquelle kann so mit hoher Leistung betrieben werden, was zur Folge hat, dass der Hilfsstoff sehr schnell aushärtet aber gleichzeitig das Gehäuseteil, das gegebenenfalls sehr temperaturempfindlich ist, dabei nicht beschädigt wird. Auf diese Weise kann die Zeitdauer zum Herstellen des Körpers stark verringert werden. Dies wirkt sich dann auch entsprechend auf die Kosten zur Herstellung des Körpers aus.

Darüber hinaus kann so auch einfach der Hilfsstoff sicher und vollständig ausgehärtet werden. Ferner kann der Hilfsstoff unabhängig von seinem Aushärteverhalten, insbesondere in Bezug auf sein temperaturbezogenes Aushärteverhalten und im Hinblick auf andere Eigenschaften ausgewählt werden. Es kann so beispielsweise ein Hilfsstoff gewählt werden, der besonders beständig ist gegenüber aggressiven Medien und/oder gut an Kunststoff haftet, aber gegebenenfalls eine hohe Aushärtetemperatur hat.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn als Hilfsstoff ein halogeniertes, insbesondere fluoriertes, Silikonelastomer eingebracht wird, das sich durch besonders gute Schutzeigenschaften auszeichnet.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung besteht die Hitze-Schutzmatrize aus Keramik. Sie ist einfach herstellbar und schirmt Hitze wirkungsvoll ab.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Wärme-Strahlungsquelle ein Infrarot-Strahler. Dies hat den Vorteil, dass sehr hohe Temperaturen zum Aushärten des Hilfsstoffs erreichbar sind und eine große Wärmeenergiemenge in kurzer Zeit eingebracht werden kann.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden anhand der schematischen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
1 einen Körper in einem ersten Herstellungsschritt,
2 den Körper in einem zweiten Herstellungsschritt,
3 den Körper in einem dritten Herstellungsschritt,
4 eine Hitze-Schutzmatrize und
5 einen als Drucksensor ausgebildeten Körper.
Elemente gleicher Konstruktion oder Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
Ein Körper, der bevorzugt ein Drucksensor ist aber auch ein beliebiger anderer Sensor oder ein sonstiger Körper sein kann, hat ein Gehäuseteil 1, das bevorzugt aus Kunststoff, insbesondere aus PBT-Kunststoff hergestellt ist. Ferner ist eine Wand 4 in dem Gehäuseteil 1 ausgebildet, die umlaufend ausgebildet ist und so eine Kammer abgrenzt, in der ein Sensor-IC 6 eingesetzt ist und befestigt ist. Der Sensor-IC 6 ist bevorzugt ein mikromechanischer Drucksensor und umfasst neben dem eigentlichen Sensorelement bevorzugt auch eine Signalverarbeitungselektronik.
In einem weiteren Herstellungsschritt (2) wird ein Hilfsstoff 8 auf das erste Gehäuseteil 1 aufgebracht. Der Hilfsstoff 8 überdeckt beispielsweise den Sensor-IC 6. Der Hilfsstoff 8 ist bevorzugt ein halogeniertes, insbesondere fluoriertes, Silikonelastomer, das besonders gut gegenüber chemisch aggressiven Arbeitsmedien schützt, wie zum Beispiel Kraftstoff. Der Hilfsstoff 8 kann zum Beispiel ein halogeniertes, insbesondere fluoriertes, Dimethyl-Silikon oder ein Perfluorpolyether vernetztes Silikonelastomer sein. Der Hilfsstoff 8 wird in nicht ausgehärtetem Zustand auf das Gehäuseteil 1 aufgebracht.
In einem anschließenden Herstellungsschritt (3) wird der Körper so zu einer Wärme-Strahlungsquelle 12 angeordnet, dass diese auf ihn einwirkt. Die Wärme-Strahlungsquelle 12 ist bevorzugt ein Infrarot-Strahler, der den Hilfsstoff sehr stark erhitzt. Die Wärme-Strahlungsquelle 12 ist ausgebildet zum Abstrahlen einer hohen Wärmemenge und seine Strahlungswärme beträgt beispielsweise zwischen 200 und 800 °C. Zwischen der Wärme-Strahlungsquelle 12 und dem Körper ist eine Hitze-Schutzmatrize 14 angeordnet, die mit einer Ausnehmung 16 derart versehen ist, dass die von der Wärme-Strahlungquelle 12 abgestrahlte Wärme auf den Hilfsstoff 8 einwirkt, wobei die Wärme jedoch nicht auf das Gehäuseteil 1 und insbesondere nicht auf die Stirnseite der Wand 4 einwirkt.
Die Ausnehmung 16 ist so ausgebildet, dass sie nur den Bereich des Körpers für die Strahlungs-Wärme der Wärme-Strahlungsquelle 12 freigibt, in dem sich der Hilfsstoff 8 befindet.
Durch die mögliche hohe Energiemenge, die durch die Wärme-Strahlungsquelle 12 auf den Hilfsstoff 8 übertragen wird, kann der Aushärtevorgang sehr schnell erfolgen und dauert dabei je nach der Art des Hilfsstoffs nur wenige Sekunden und nur bei äußerst schwer aushärtbaren Hilfsstoffen 8 wenige Minuten. Dies hat den Vorteil, dass die Wärme-Strahlungsquelle 12 direkt in einer automatisierten Fertigungslinie zum Herstellen des Körpers angeordnet sein kann.
Bevorzugt wirkt die Wärme-Strahlungsquelle 12 gleichzeitig auf mehrere herzustellende Körper ein. In diesem Fall ist die Schutzmatrize 14 (4) mit weiteren Ausnehmungen 18, 20 versehen die dann auch weiteren herzustellenden Körpern zugeordnet sind. Die Hitze-Schutzmatrize 14 besteht bevorzugt aus Keramik, so zum Beispiel aus Aluminiumoxid oder Aluminiumnitrid.
Der Körper, der bevorzugt als Drucksensor (5) ausgebildet ist, hat ferner ein Steckerteil 2, das Steckkontakte aufweist, die mit Kontaktbahnen 10 elektrisch leitend verbunden sind. Gegebenenfalls wird zum Abdichten der Kontaktbahnen 10 und insbesondere zum Abdichten des Steckerteils von dem restlichen Bereich des Gehäuseteils 1 auf die Kontaktbahnen ebenfalls der Hilfsstoff 8 aufgebracht, wobei es sich hierbei auch um ein anderer Hilfsstoff 8 handeln kann, als der jenige, der auf den Sensor-IC 6 aufgebracht wird. Der Hilfsstoff 8, der sich gegebenenfalls auf den Kontaktbahnen 10 oder in einem Bereich befindet, in dem er das Steckerteil 2 von dem restlichen Gehäuseteil abdichtet, kann dann entsprechend ausgehärtet werden.

Claims

Verfahren zum Herstellen eines Körpers, der ein Gehäuseteil (1) umfasst, mit folgenden Schritten: – ein Hilfsstoff (8) wird in das Gehäuseteil (1) eingebracht, – eine Hitze-Schutzmatrize (14) wird so angeordnet, dass eine Wärme-Strahlungsquelle (12) nur auf den Hilfsstoff (8) und die Hitze-Schutzmatrize (14) einwirken kann, – die Wärme-Strahlungsquelle (12) wird zum Einwirken auf den Hilfsstoff für eine vorgegebene Zeitdauer gebracht.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem als Hilfsstoff (8) halogeniertes Silikonelastomer einbracht wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Hitze-Schutzmatrize (14) aus Keramik besteht.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Wärme-Strahlungsquelle (12) ein Infrarot-Strahler ist.