DE102006047695B4 - Elektronisches Modul zum Steuern eines Personen- und/oder Insassenschutzsystems eines Fahrzeugs - Google Patents

Elektronisches Modul zum Steuern eines Personen- und/oder Insassenschutzsystems eines Fahrzeugs Download PDF

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Abstract

Elektronisches Modul (1), umfassend: – zumindest einen Sensor (23) zur Erfassung einer physikalischen Größe – eine elektronische Schaltung mit zumindest einem Bauelement (27) zur Verarbeitung analoger und/oder digitaler Signale, wobei die Schaltung mit dem zumindest einen Sensor (23) elektrisch verbunden ist; – eine Leiterplatte (21), auf der die elektronische Schaltung zumindest teilweise angeordnet ist; – eine Sensorleiterplatte (22), auf welcher der zumindest eine Sensor (23) angeordnet ist, – wobei die Sensorleiterplatte (22) und die Leiterplatte (21) in einem gemeinsamen Gehäuse (10) aufgenommen sind, wobei die Sensorleiterplatte (22) mechanisch entkoppelt von der Leiterplatte (21) in dem Gehäuse (10) gehaltert ist, dadurch gekennzeichnet, dass a) die Sensorleiterplatte (22) zur verlustfreien oder verlustarmen Übertragung der zu erfassenden physikalischen Größe steif an das Gehäuse (10) angebunden ist, wobei b) die Sensorleiterplatte (22) über Haltestifte (17), die in dem Gehäuse (10) verankert sind, mit dem Gehäuse (10) mechanisch verbunden ist, c) die Sensorleiterplatte (22) und die Leiterplatte (21) im Wesentlichen parallel zueinander und übereinander angeordnet sind und d) eine elektrische Verbindung zwischen den elektrischen Komponenten (23) auf der Sensorleiterplatte (22) und den elektrischen Komponenten auf der Leiterplatte (21) über zumindest einen Kontaktstift (20) hergestellt ist, der sich im Wesentlichen orthogonal zu den Flächen der Leiterplatte (21 und der Sensorleiterplatte (22) erstreckt und als Pressfit-Pin ausgebildet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein elektronisches Modul mit zumindest einem Sensor zur Erfassung einer physikalischen Größe, insbesondere einer Beschleunigung und/oder Verzögerung; mit einer elektronischen Schaltung mit zumindest einem Bauelement zur Verarbeitung analoger und/oder digitaler Signale, wobei die Schaltung mit dem zumindest einem Sensor elektrisch verbunden ist; mit einer ersten Leiterplatte, auf der die elektronische Schaltung zumindest teilweise angeordnet ist; und mit einer Sensorleiterplatte, auf welcher der zumindest eine Sensor angeordnet ist, wobei die Sensorleiterplatte und die Leiterplatte in einem gemeinsamen Gehäuse aufgenommen sind, wobei die Sensorleiterplatte mechanisch entkoppelt von der Leiterplatte in dem Gehäuse gehaltert ist
  • Ein solches Sensormodul ist aus der DE 100 40 113 A1 bekannt. Dort ist eine Trägerplatte für einen Beschleunigungssensor an einer Seite auf einem Absatz einer Bodenplatte fixiert. Das andere Ende der Trägerplatte ist freischwingend, so dass Eigenschwingungen der Trägerplatte senkrecht zur Oberfläche der Bodenplatte möglich sind und bewusst in Kauf genommen werden. Das Frequenzspektrum dieser Eigenschwingungen soll dabei oberhalb des Frequenzspektrums der aufprallbedingten Schwingungen der Fahrzeugkarosserie liegen. Das durch den Beschleunigungssensor aufgenommene Signalspektrum ist hierdurch jedoch aufgrund des Übertragungsverhaltens der Trägerplatte stark verändert gegenüber dem durch den Aufprall erzeugten Spektrum, insbesondere bedämpft, und erfordert eine spezielle Weiterverarbeitung. Außerdem kann sich das Schwingungs- und damit Übertragungsverhalten der Leiterplatte aufgrund von Alterungserscheinungen im Lauf der Jahre verändern, was bei einem Einsatz in Sicherheitssystemen problematisch ist.
  • Ein Sensormodul ist auch aus der EP 0 746 482 B1 bekannt. Bei diesem ist eine den Sensor umfassende Sensoreinheit über einen dämpfenden Halter auf der Leiterplatte durch Löten befestigt. Der Dämpfungshalter schützt den Sensor vor Zerstörung, beispielsweise während der Herstellung und Montage der Sensoreinheit. Die Sensorleiterplatte wird von dem Dämpfungshalter gehalten und ist über Metallstifte, die mit der Sensorleiterplatte verbunden sind, an die Leiterplatte gelötet. Der Dämpfungshalter gewährleistet, dass der Sensor elastisch gehalten wird und mechanische Schütterungen gedämpft werden. Erschütterungen, die in Folge eines Unfalls den Sensor erreichen sollen, werden zu dem Sensor übertragen. Durch die dämpfende Halterung der Sensoreinheit an der Leiterplatte ist allerdings nicht gewährleistet, dass die physikalische Größe, insbesondere eine Beschleunigung oder Verzögerung verlustfrei und zeitnah an die Sensoren übertragen wird.
  • Darüber hinaus ist aus der DE 100 15 273 A1 eine Steuervorrichtung für einen Unfallschutzvorrichtung zu entnehmen, welche breitbandige Beschleunigungssensoren aufweist, welche neben dem klassischen frequenzspektrum der Beschleunigung auch für den deutlich hochfrequenteren Körperschall empfindlich sind. Es wird eine einzige Leiterplatte vorgesehen, welche starr mit dem Gehäuse verbunden ist. Mit zunehmender Größe der Leiterplatte erhöht sich dabei der Aufwand erheblich.
  • Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein elektronisches Modul zu schaffen, das einfach herzustellen ist, eine gute Übertragung von auf das elektronische Modul wirkenden physikalischen Größen auf den Sensor ermöglicht und darüber hinaus eine Zuverlässigkeit über seine Lebenszeit aufweist.
  • Diese Aufgabe wird durch ein elektronisches Modul mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen wiedergegeben.
  • Ein erfindungsgemäßes elektronisches Modul umfasst: zumindest einen Sensor zur Erfassung einer physikalischen Größe, insbesondere einer Beschleunigung und/oder Verzögerung; eine elektronische Schaltung mit zumindest einem Bauelement zur Verarbeitung analoger und/oder digitaler Signale, wobei die Schaltung mit dem zumindest einem Sensor elektrisch verbunden ist; eine erste Leiterplatte, auf der die elektronische Schaltung zumindest teilweise angeordnet ist; und eine Sensorleiterplatte, auf welcher der zumindest eine Sensor angeordnet ist. Erfindungsgemäß sind die Sensorleiterplatte und die Leiterplatte in einem gemeinsamen Gehäuse aufgenommen, wobei die Sensorleiterplatte mechanisch entkoppelt von der Leiterplatte in dem Gehäuse gehaltert und zur verlustfreien oder verlustarmen Übertragung der zu erfassenden physikalischen Größe steif an das Gehäuse angebunden ist.
  • Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass eine Leiterplatte, die sämtliche elektronischen Komponenten, einschließlich der Sensoren, zur Ausbildung eines elektronischen Moduls aufnimmt, aufgrund ihrer Größe schwingungsanfällig ist. Um die Schwingungen, die einer genauen Messung durch die Sensoren entgegenstehen, zu reduzieren, wird üblicherweise eine größere Anzahl an Befestigungspunkten benötigt, an welchen die Leiterplatte mit dem Gehäuse verbunden ist. Diese Befestigungspunkte stehen auf einer Leiterplatte zur Ausbildung elektronischer Komponenten nicht mehr zur Verfügung. Die Reduktion von Schwingungen bei gleichzeitig vermindertem Platzbedarf wird nunmehr dadurch gelöst, dass der zumindest eine Sensor zur Erfassung der physikalischen Größe nicht mehr auf der Leiterplatte, sondern auf einer eigenständigen Sensorleiterplatte angeordnet wird. Dabei wird die Sensorleiterplatte derart in dem Gehäuse angeordnet, dass diese bevorzugt zur verlustfreien oder verlustarmen Übertragung der zu erfassenden physikalischen Größe steif an das Gehäuse angebunden ist. Durch die mechanische Entkopplung von der auch als Hauptleiterplatte bezeichneten Leiterplatte, die lediglich solche Bauelemente enthält, die unempfindlich gegenüber Schwingungen sind, kann die Zuverlässigkeit des elektronischen Moduls erhöht und der bauliche Aufwand gleichzeitig reduziert werden. Es ist nunmehr ausreichend, die Sensorleiterplatte mit dem darauf aufgebrachten zumindest einen Sensor fest mit dem Gehäuse zu verbinden, während die mechanische Anbindung der (Haupt-)Leiterplatte (für übrige Bauteile) an das Gehäuse keinen Limitierungen hinsichtlich der Festigkeit unterworfen ist. Dadurch ist es insbesondere möglich, die Anzahl der Befestigungspunkte der Leiterplatte zu reduzieren. Durch die Auslagerung des zumindest einen Sensors von der Leiterplatte auf die Sensorleiterplatte kann die (Haupt-)Leiterplatte von Haus aus bereits kleiner gestaltet werden. Darüber hinaus steht zusätzlicher Platz durch den Entfall eines oder mehrerer Befestigungspunkte zusätzlich zur Verfügung.
  • Zur Herstellung einer verlustfreien oder verlustarmen Übertragung der zu erfassenden physikalischen Größe durch den zumindest einen Sensor auf der Sensorleiterplatte ist vorgesehen, dass die Sensorleiterplatte über Haltestifte, die in dem Gehäuse verankert sind, mit dem Gehäuse mechanisch verbunden ist. Die Haltestifte können dabei in aus einer Gehäuseebene hervortretenden Gehäusevorsprüngen gehaltert sein, wobei die Sensorleiterplatte an den Gehäusevorsprüngen anliegt.
  • Die mechanische Halterung der (Haupt-)Leiterplatte an dem Gehäuse kann zumindest teilweise über signalführende Kontaktstifte erfolgen, über welche eine externe Kontaktierung des Moduls erfolgt. Die signalführenden Kontaktstifte treten damit an die Stelle der bisher notwendigen Befestigungspunkte, zum Beispiel in Form von Schrauben oder Thermonieten, die auch unter dem Begriff Warmgasnieten bekannt sind. In einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung kann dabei vorgesehen sein, dass die mechanische Halterung der (Haupt-)Leiterplatte an dem Gehäuse ausschließlich über die signalführenden Kontaktstifte erfolgt, welche eine externe Kontaktierung des Moduls erlauben. Das Vorsehen zusätzlicher Schrauben oder Thermonieten oder sonstiger Befestigungsmechanismen ist dadurch nicht notwendig. Die auf der (Haupt-)Leiterplatte zur Verfügung stehende Fläche kann bei dieser Ausführungsform vollständig für elektrische Funktionen genutzt werden, wodurch die (Haupt-)Leiterplatte im Vergleich zu herkömmlichen elektronischen Modulen kleiner ausgebildet werden kann.
  • Es ist alternativ auch möglich, die mechanische Halterung der (Haupt-)Leiterplatte an dem Gehäuse über eine Mehrzahl an Schrauben oder Thermonieten vorzunehmen. Die Halterung der (Haupt-)Leiterplatte kann dabei ausschließlich durch Schrauben oder Thermonieten oder sonstige Befestigungsmittel erfolgen. Diese können auch zusätzlich zu den eine Haltefunktion übernehmenden signalführenden Kontaktstiften vorgesehen sein.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass zur Ausbildung eines Sensormoduls auf der Sensorleiterplatte zusätzlich zu dem zumindest einen Sensor ein Teil der elektronischen Schaltung angeordnet ist. Dies können beispielsweise Bauelemente sein, die zur unmittelbaren Signalverarbeitung der von dem zumindest einen Sensor gelieferten Signale führen. Die Bauelemente können eine Kompensationsschaltung oder eine Ansteuerschaltung für den zumindest einen Sensor darstellen. Die Bereitstellung eines Sensormoduls bringt den Vorteil mit sich, dass beispielsweise ein Funktionstest des Sensormoduls hinsichtlich schadhafter Komponenten bereits vor der elektronischen Kontaktierung mit der die übrigen Bauelemente der elektronischen Schaltung aufweisenden (Haupt-)Leiterplatte erfolgen kann. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass lediglich funktionsfähige Sensoren oder Sensormodule in ein elektronisches Modul eingebaut werden. Insgesamt lassen sich hierdurch Fertigungskosten reduzieren.
  • Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass die (Haupt-)Leiterplatte größer als die Sensorleiterplatte ausgebildet ist. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass die Schwingungsanfälligkeit der Sensorleiterplatte allein durch Minimierung deren Größe reduziert werden kann. Hierdurch ist der Aufwand zur Anbindung an das Gehäuse verringert. Beispielsweise kann die Sensorleiterplatte mit einer geringeren Anzahl an Befestigungspunkten an dem Gehäuse gehaltert sein, im Verglich zu einer Anordnung, bei der der zumindest eine Sensor auf einer Leiterplatte üblicher Größe aufgebracht ist.
  • Demgegenüber ist die Größe der (Haupt-)Leiterplatte an die Größe des Gehäuses angepasst. Mit anderen Worten bedeutet dies, dass die Größe des Gehäuses und damit die äußeren Abmaße des elektronischen Moduls im Wesentlichen durch die Größe der Leiterplatte bestimmt sind. Im Vergleich zu herkömmlichen elektronischen Modulen gleicher Funktion kann das elektronische Modul kleiner ausgeführt werden, da die (Haupt-)Leiterplatte aufgrund der Auslagerung des zumindest einen Sensors und gegebenenfalls weiterer Bauelemente auf die Sensorleiterplatte kleiner ausgebildet sein kann.
  • Eine optimierte Größe ergibt sich insbesondere dann, wenn die Sensorleiterplatte und die (Haupt-)Leiterplatte im Wesentlichen parallel zueinander und übereinander angeordnet sind. Die parallele Ausrichtung von (Haupt-)Leiterplatte und Sensorleiterplatte zueinander ermöglicht eine geringe räumliche Ausdehnung in der Höhe, im Vergleich zu einer orthogonalen Ausrichtung. Die Anordnung übereinander sorgt dafür, dass die von der elektronischen Schaltung eingenommene Grundfläche verringert werden kann.
  • In einer weiteren Ausbildung verschließt ein Deckel das die (Haupt-)Leiterplatte und die Sensorleiterplatte aufnehmende Gehäuse dicht. Hierdurch sollen über die Lebenszeit des elektronischen Moduls die darin verbauten elektronischen Komponenten vor Umgebungseinflüssen, insbesondere Feuchtigkeit geschützt werden. Dabei ist es zweckmäßig, wenn der Deckel die (Haupt-)Leiterplatte an Auflageflächen des Gehäuses presst. Die Funktion des Deckels besteht gemäß dieser Ausführungsform nicht nur darin, einen dichtenden Abschluss des Gehäuses sicherzustellen. Vielmehr wird durch den Deckel auch sichergestellt, dass die in dem Gehäuse vorgesehene (Haupt-) Leiterplatte in einer vorbestimmten Position über die geforderte Lebensdauer gehalten wird, wobei herkömmliche Befestigungsmittel entbehrlich sind.
  • In einer weiteren Ausbildung weist die Sensorleiterplatte eine Anzahl an Verdrahtungsebenen auf, die geringer als die Anzahl an Verdrahtungsebenen der (Haupt-)Leiterplatte ist. Ferner ist die Entflechtung der (Haupt-)Leiterplatte vereinfacht. Dies resultiert daraus, dass die Anzahl der auf der Leiterplatte vorgesehenen elektrischen Bauelemente zur Ausbildung der elektronischen Schaltung geringer als bei herkömmlichen elektronischen Modulen ist. Da zur Bereitstellung eines Sensormoduls (welches neben dem zumindest einem Sensor die dem zumindest einen Sensor unmittelbar zugeordneten Bauelemente umfasst) eine wesentlich geringere Anzahl an Bauelementen zu verbinden sind, kann für die Herstellung des Sensormoduls eine preisgünstigere Leiterplatte verwendet werden, als zur Herstellung der elektronischen Schaltung auf der (Haupt-)Leiterplatte. Hierdurch lassen sich die Fertigungskosten des elektronischen Moduls weiter senken.
  • Die Sensorleiterplatte kann auf zumindest einer Hauptseite mit elektronischen Bauelementen bestückt sein. Ebenso kann die Leiterplatte auf zumindest einer Hauptseite mit elektronischen Bauelementen bestückt sein. Somit ist in beiden Fällen wahlweise auch eine zweiseitige Bestückung der (Haupt-)Leiterplatte sowie der Sensorleiterplatte möglich.
  • Da ein erfindungsgemäßes elektronisches Modul den Verzicht auf klassische Anbaupunkte in Form von Thermonieten oder Schraubverbindungen ermöglicht, kann das Gehäuse aus einem kostengünstigen Kunststoff hergestellt werden. Dabei ist dennoch sichergestellt, dass eine unmittelbare Übertragung der auf das Gehäuse des elektronischen Moduls einwirkenden physikalischen Größe auf den zumindest einen Sensor auf der Sensorleiterplatte sichergestellt ist.
  • Ein erfindungsgemäßes elektronisches Modul ist insbesondere zum Steuern eines Personen- und/oder Insassenschutzsystems eines Fahrzeugs ausgebildet.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 eine Querschnittsdarstellung eines erfindungsgemäßen elektronischen Moduls in einer ersten Ausführungsform, und
  • 2 eine Querschnittsdarstellung eines erfindungsgemäßen elektronischen Moduls in einer zweiten Ausführungsform.
  • In den Figuren sind gleiche Merkmale mit gleichen Bezugszeichen versehen.
  • 1 zeigt ein erfindungsgemäßes elektronisches Modul 1 in einer Querschnittsdarstellung. Ein Gehäuse 10, z. B. aus einem Kunststoff, umfasst einen Gehäuseaufnahmebereich 12, der eine oder mehrere wannenförmige Vertiefungen aufweisen kann. An der Stirnseite des Gehäuseaufnahmebereichs 12 ist in bekannter Weise ein Kontaktbecher 11 zur externen Kontaktierung des elektronischen Moduls 1 ausgebildet. In den Kontaktbecher 11 ragen beispielhaft drei Kontaktstifte 19a, 19b und 19c hinein. Mit dem Kontaktbecher 11 kann ein korrespondierend ausgebildeter Kontaktstecker (nicht dargestellt) verbunden werden. Der Kontaktbecher 11 stellt eine Schnittstelle zu einem Personenschutzsystem, z. B. einem Airbag, oder anderen Steuergeräten in einem Fahrzeug dar.
  • Die Kontaktstifte 19a, 19b, 19c sind als sog. Pressfit-Pins ausgebildet und ragen mit ihren anderen Enden jeweils im Bereich von Auflageflächen 18a, 18b, 18c des Gehäuses 10 in den Gehäuseaufnahmebereich 12 hinein. Aufgrund der Anordnung des Kontaktbechers 11 an der Stirnseite des Gehäuses 10 sind die Kontaktstifte 19a, 19b, 19c jeweils um in etwa 90° gebogen, so dass die in den Gehäuseaufnahmebereich 12 ragenden Enden der Kontaktstifte 19a, 19b, 19c sich in Richtung einer in der Figur durch einen Deckel 24 verschlossenen Gehäuseöffnung erstrecken.
  • In dem Gehäuseaufnahmebereich 12 ist eine Leiterplatte 21 angeordnet, welche auf den beispielhaft drei Auflageflächen 18a, 18b, 18c aufliegt, wobei die Enden der Kontaktstifte 19a, 19b, 19c korrespondierende Öffnungen in der Leiterplatte 21 durchdringen und dabei einen elektrischen sowie mechanischen Kontakt zu der Leiterplatte herstellen. Auf der Leiterplatte 21 sind ein- oder beidseitig elektronische Bauelemente zur Ausbildung einer elektronischen Schaltung aufgebracht, weiche über auf den Oberflächen der Leiterplatte 21 oder im Inneren der Leiterplatte 21 verlaufenden Leiterzugstrukturen elektrisch miteinander verbunden sind.
  • Zwischen der Leiterplatte 21 und einem Boden 15 des Gehäuseaufnahmebereichs 12 ist eine Sensorleiterplatte 22 angeordnet. Diese erstreckt sich im Wesentlichen parallel zu der Leiterplatte 21. Auf der Sensorleiterplatte 22 ist zumindest ein Sensor 23 angeordnet. Der zumindest eine Sensor 23 ist in dem Ausführungsbeispiel auf der Seite der Sensorleiterplatte 22 angeordnet, welche dem Boden 15 zugewandt ist. Die Sensorleiterplatte 22 kann darüber hinaus weitere elektronische Bauelemente zur Ausbildung eines Sensormoduls 28 umfassen, welche der unmittelbaren Funktion des zumindest einen Sensors 23 zuzuordnen sind. Die Sensorleiterplatte 23 ruht auf sich von dem Boden 15 erstreckenden Gehäusevorsprüngen 16. In der Querschnittsdarstellung der 1 sind lediglich zwei derartige Vorsprünge 16 dargestellt, obwohl dies in der Praxis mehr sein könnten. Aus jedem oder zumindest manchen der Gehäusevorsprünge 16 erstrecken sich Haltestifte 17, welche durch korrespondierende Öffnungen in der Sensorleiterplatte 22 dringen und dabei eine feste Anbindung der Sensorleiterplatte 23 und der darauf aufgebrachten elektronischen Komponenten an das Gehäuse 10 bewerkstelligen.
  • Eine elektrische Verbindung zwischen den elektrischen Komponenten auf der Sensorleiterplatte 23 und den elektrischen Komponenten auf der Leiterplatte 21 ist über zumindest einen Kontaktstift 20 hergestellt, der sich im Wesentlichen orthogonal zu den Flächen der Leiterplatte 21 und der Sensorleiterplatte 22 erstreckt und als Pressfit-Pin ausgebildet ist.
  • Die Gehäuseöffnung ist durch den Deckel 24 verschlossen, welcher auf seiner zu dem Gehäuseinneren zugewandten Seite beispielhaft drei Deckelvorsprünge 26a, 26b und 26c aufweist. Die Deckelvorsprünge 26a, 26b, 26c sind an solchen Stellen des Deckels 24 angebracht, so dass sie korrespondierend zu den Auflageflächen 18a, 18b, 18c zum Liegen kommen. Die Erstreckung der Deckelvorsprünge 26a, 26b, 26c ist dabei derart, dass diese mit einem vordefinierten Druck auf die Leiterplatte 21 pressen, wenn der Deckel 24 seine Endstellung an dem Gehäuse 10 erreicht hat. Die Befestigung des Deckels 24 unter Bildung eines hermetischen Verschlusses des Gehäuseinneren erfolgt durch eine Laserschweißerbindung des Deckels 24 mit dem Gehäuse 10. An der Außenseite des Deckels 24 sind Anbauflächen 13, 14 vorgesehen, mit denen ein fertig gestelltes Modul z. B. an einem Karosserieteil befestigt werden kann.
  • Ein erfindungsgemäßes elektronisches Modul weist eine Reihe von Vorteilen auf. Aufgrund der Auslagerung des zumindest einen Sensors und der dem zumindest einem Sensor unmittelbar zuzuordnenden elektronischen Bauelemente auf eine Sensorleiterplatte 22 zur Ausbildung eines Sensormoduls 28 lässt sich der auf der Leiterplatte 21 zur Ausbildung der vollständigen elektronischen Schaltung benötigte Platz reduzieren. Die Platzreduktion erfolgt dadurch, dass eine übereinander ”gestapelte” Anordnung von Leiterplatte 21 und Sensorleiterplatte 22 erfolgt. Die Sensorleiterplatte 22 ist dabei wesentlich kleiner ausgebildet als die Leiterplatte 21. Aufgrund dessen neigt die Sensorleiterplatte 22 zu weniger Schwingungen, wodurch die Genauigkeit der durch den zumindest einen Sensor ermittelten Messergebnis erhöhbar ist. Zur Herstellung einer festen und unmittelbaren Verbindung des Sensormoduls 28 an das Gehäuse ist lediglich ein Steckvorgang notwendig.
  • Die bislang notwendige feste Anbindung der Leiterplatte an das Gehäuse, um eine möglichst unverfälschte Übertragung äußerer Einwirkungen auf den zumindest einen Sensor zu ermöglichen, kann nunmehr entfallen. Aufgrund dessen ist es auch nicht mehr notwendig, die Leiterplatte 21 mittels Thermonieten oder Schraubverbindungen mit dem Gehäuse zu verbinden. Vielmehr ist es ausreichend, wenn, wie dies 1 darstellt, zur Befestigung die zur elektrischen Kontaktierung dienenden Kontaktstifte verwendet werden. Eine endgültige mechanische Fixierung erfolgt durch Druckbeaufschlagung durch den die Gehäuseöffnung verschließenden Deckel. Die gesamte Herstellung des elektronischen Moduls 1 lässt sich damit unter ausschließlicher Verwendung von Steckvorgängen realisieren.
  • Die Leiterplatte 21 kann im Vergleich zu herkömmlichen Modulen kleiner ausgebildet werden, da wesentliche Bestandteile auf ein Sensormodul ausgelagert wurden. Darüber hinaus steht der bislang für Befestigungen benötigte Platz nunmehr für elektronische Funktionen zur Verfügung.
  • Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die elektrische Entflechtung der Leiterplatte 21 aufgrund der Reduktion der elektrisch miteinander zu verbindenden Bauelemente erleichtert ist. In der Praxis hat es sich als ausreichend herausgestellt, für die Leiterplatte 21 ein Leiterplattenmaterial zu verwenden, welches eine 4-lagige Verdrahtung im Inneren aufweist. Aufgrund der geringeren Anzahl an elektronischen Komponenten kann die Sensorleiterplatte 22 des Sensormoduls 28 sogar mit lediglich zwei Verdrahtungslagen im Inneren auskommen. Ein weiterer Vorteil der verbesserten Entflechtung ist der dadurch steigende EMV-Schutz.
  • Aufgrund der Reduktion der Größe der Leiterplatte, auf welcher der zumindest eine Sensor angeordnet ist, kann als Gehäusematerial ein wesentlich kostengünstigerer Kunststoff im Vergleich zu einem Metall verwendet werden.
  • 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen elektronischen Moduls, ebenfalls in einer Querschnittsdarstellung. Im Gegensatz zum vorangegangenen Ausführungsbeispiel enden die Kontaktstifte 19 in dem Gehäuseaufnahmebereich 12 benachbart zueinander. Wie aus der Darstellung ohne weiteres hervorgeht, sind auf der Leiterplatte 21 beidseitig elektronische Bauelemente 27 aufgebracht. Ein weiterer Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel zu 1 besteht in einem abgewandelten Gehäuse. Die Befestigung der Leiterplatte 21 erfolgt gleichfalls ohne die Verwendung spezieller Befestigungsmittel, wie z. B. Schrauben oder Thermonieten. Die Befestigung erfolgt vielmehr unter Verwendung der Kontaktstifte 19 sowie der an dem Gehäusedeckel 24 angeordneten Deckelvorsprünge 26, welche die Leiterplatte 21 unter Druck gegen korrespondierende Gehäusevorsprünge pressen.

Claims (15)

  1. Elektronisches Modul (1), umfassend: – zumindest einen Sensor (23) zur Erfassung einer physikalischen Größe – eine elektronische Schaltung mit zumindest einem Bauelement (27) zur Verarbeitung analoger und/oder digitaler Signale, wobei die Schaltung mit dem zumindest einen Sensor (23) elektrisch verbunden ist; – eine Leiterplatte (21), auf der die elektronische Schaltung zumindest teilweise angeordnet ist; – eine Sensorleiterplatte (22), auf welcher der zumindest eine Sensor (23) angeordnet ist, – wobei die Sensorleiterplatte (22) und die Leiterplatte (21) in einem gemeinsamen Gehäuse (10) aufgenommen sind, wobei die Sensorleiterplatte (22) mechanisch entkoppelt von der Leiterplatte (21) in dem Gehäuse (10) gehaltert ist, dadurch gekennzeichnet, dass a) die Sensorleiterplatte (22) zur verlustfreien oder verlustarmen Übertragung der zu erfassenden physikalischen Größe steif an das Gehäuse (10) angebunden ist, wobei b) die Sensorleiterplatte (22) über Haltestifte (17), die in dem Gehäuse (10) verankert sind, mit dem Gehäuse (10) mechanisch verbunden ist, c) die Sensorleiterplatte (22) und die Leiterplatte (21) im Wesentlichen parallel zueinander und übereinander angeordnet sind und d) eine elektrische Verbindung zwischen den elektrischen Komponenten (23) auf der Sensorleiterplatte (22) und den elektrischen Komponenten auf der Leiterplatte (21) über zumindest einen Kontaktstift (20) hergestellt ist, der sich im Wesentlichen orthogonal zu den Flächen der Leiterplatte (21 und der Sensorleiterplatte (22) erstreckt und als Pressfit-Pin ausgebildet ist.
  2. Modul nach Anspruch 1, bei dem die Haltestifte (16) in aus einer Gehäuseebene hervortretenden Gehäusevorsprüngen (16) gehaltert sind und die Sensorleiterplatte (22) an den Gehäusevorsprüngen (16) anliegt.
  3. Modul nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die mechanische Halterung der Leiterplatte (21) an dem Gehäuse (10) zumindest teilweise über Signal führende Kontaktstifte (19; 19a, 19b, 19c) erfolgt, welche eine externe Kontaktierung des Moduls erlauben.
  4. Modul nach Anspruch 3, bei dem die mechanische Halterung der Leiterplatte (21) an dem Gehäuse (10) ausschließlich über die Signal führenden Kontaktstifte (19; 19a, 19b, 19c) erfolgt, welche eine externe Kontaktierung des Moduls erlauben.
  5. Modul nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die mechanische Halterung der Leiterplatte (21) an dem Gehäuse (10) über eine Mehrzahl an Schrauben oder Thermonieten erfolgt.
  6. Modul nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem zur Ausbildung eines Sensormoduls (28) auf der Sensorleiterplatte (22) zusätzlich zu dem zumindest einen Sensor (23) ein Teil der elektronischen Schaltung angeordnet ist.
  7. Modul nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die Leiterplatte (21) größer als die Sensorleiterplatte (22) ist.
  8. Modul nach Anspruch 7, bei dem die Größe der Leiterplatte (21) an die Größe des Gehäuses (10) angepasst ist.
  9. Modul nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem ein Deckel (24) das die Leiterplatte (21) und die Sensorleiterplatte (22) aufnehmende Gehäuse (10) dicht verschließt.
  10. Modul nach Anspruch 9, bei dem der Deckel (24) die Leiterplatte (21) an Auflageflächen des Gehäuses (10) presst.
  11. Modul nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die Sensorleiterplatte (22) eine Anzahl an Verdrahtungsebenen aufweist, die geringer als die Anzahl an Verdrahtungsebenen der Leiterplatte (21) ist.
  12. Modul nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die Sensorleiterplatte (22) auf zumindest einer Hauptseite mit elektronischen Bauelementen bestückt ist.
  13. Modul nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die Leiterplatte (21) auf zumindest einer Hauptseite mit elektronischen Bauelementen bestückt ist.
  14. Modul nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem das Gehäuse (10) aus einem Kunststoff gebildet ist.
  15. Modul nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem dieses zum Steuern eines Personen- und/oder Insassenschutzsystems eines Fahrzeugs ausgebildet ist.
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