DE102007016475A1 - Connection unit for a pressure sensor - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung geht aus von einer Anschlusseinheit für einen Drucksensor, umfassend - zumindest eine Druckmesszelle (20), - zumindest einen Leiterplattenträger (30), der mit einer flexiblen Leiterplatte (32) verbunden ist und wiederum mit der Druckmesszelle (20) mechanisch in Verbindung steht, - wobei die flexible Leiterplatte (32) durch Leitkleber mit zumindest einem Kontaktpunkt (24) der Druckmesszelle (20) elektrisch kontaktiert ist, - mit zumindest einem Stecker (50), der zumindest teilweise mit dem Leiterplattenträger (30) mechanisch in Verbindung steht, die flexible Leiterplatte zumindest teilweise umschließt und elektrisch leiternd mit der flexiblen Leiterplatte (32) kontaktiert ist.The invention relates to a connection unit for a pressure sensor, comprising - at least one pressure measuring cell (20), - at least one printed circuit board carrier (30), which is connected to a flexible printed circuit board (32) and in turn mechanically connected to the pressure measuring cell (20) - wherein the flexible printed circuit board (32) is electrically contacted by conductive adhesive with at least one contact point (24) of the pressure measuring cell (20), - with at least one plug (50) which is at least partially mechanically connected to the printed circuit board carrier (30), the flexible circuit board at least partially surrounds and is electrically conductively contacted with the flexible circuit board (32).

Description

Die Erfindung geht aus von einer Anschlusseinheit für einen Drucksensor nach der Gattung des unabhängigen Anspruchs. Aus der DE 10 2004 033 846 A1 ist bereits ein Ventil mit integriertem Drucksensor bekannt. Durch eine Bohrung im Polkern des Ventildoms wird der Druck der Hydraulikflüssigkeit auf eine Messmembran einer Messzelle übertragen. Die Anschlüsse des Drucksensors werden direkt auf eine Leiterplatte gebondet.The invention relates to a connection unit for a pressure sensor according to the preamble of the independent claim. From the DE 10 2004 033 846 A1 already a valve with integrated pressure sensor is known. Through a hole in the pole core of the valve dome, the pressure of the hydraulic fluid is transferred to a measuring diaphragm of a measuring cell. The connections of the pressure sensor are bonded directly to a printed circuit board.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anschlusseinheit für einen Drucksensor mit nur geringen Abmessungen anzugeben. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs gelöst.Of the Invention is based on the object, a connection unit for To specify a pressure sensor with only small dimensions. These The object is achieved by the features of the independent claim solved.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Die erfindungsgemäße Anschlusseinheit für einen Drucksensor mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs hat demgegenüber den Vorteil, dass sich kostengünstig ein kompakter Drucksensor realisieren lässt. Dadurch wird andererseits auch ermöglicht, dass im Tauschfall eine trennbare Verbindung zwischen Drucksensor und Anbausteuergerät erreicht wird, wobei der Außendurchmesser des Drucksensors nur so groß ist, dass die Magnetspule eines Magnetventils im Tauschfall über den Drucksensor geschoben werden kann. Durch die kompakte Bauweise der Anschlusseinheit ist auch eine ausreichende mechanische Festigkeit gegeben, die sich insbesondere in möglichen Auustauschfällen positiv auswirkt. Insbesondere durch die Verwendung einer flexiblen Leiterplatte ist eine besonders kompakte Bauform der Anschlusseinheit zu erreichen.The inventive connection unit for a Pressure sensor with the features of the independent claim has the advantage that is inexpensive a compact pressure sensor can be realized. This will on the other hand also allows that in the case of exchange a separable Connection between pressure sensor and attached controller reached is, with the outer diameter of the pressure sensor only so is great that the solenoid of a solenoid valve in the case of exchange over the pressure sensor can be pushed. Due to the compact design the connection unit is also a sufficient mechanical strength given, in particular in possible Auaustauschfällen positively affects. In particular, through the use of a flexible Printed circuit board is a particularly compact design of the connection unit to reach.

In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist vorgesehen, dass zwischen Leiterplattenträger und Stecker ein Kunststoffteil angeordnet ist. In dem vorzugsweise C-förmig ausgebildeten Kunststoffteil kommt eine Schleife der flexiblen Leiterplatte zu liegen.In an expedient development is provided that between PCB carrier and plug a plastic part is arranged. In the preferably C-shaped Plastic part comes to a loop of the flexible circuit board lie.

Weiterhin stellt das Kunststoffteil eine mechanische Verbindung her zwischen Leiterplattenträger und Stecker, beispielsweise über eine Klebverbindung.Farther the plastic part makes a mechanical connection between Printed circuit board carrier and plug, for example via an adhesive bond.

In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Leiterplattenträger die Druckmesszelle zumindest teilweise umschließt. Damit lässt sich eine besonders kompakte Bauform erreichen. Der Leiterplattenträger weist zur mechanischen Verbindung zumindest eine Schulter auf, die mit einem Bund der Druckmesszelle zusammenwirkt. Dadurch kann eine positionsgenaue und feste Verbindung der beiden Komponenten erreicht werden.In an expedient development is provided that the PCB carrier, the pressure measuring cell at least partially encloses. This is a special achieve compact design. The PCB carrier points for mechanical connection at least one shoulder, which with cooperates a collar of the pressure cell. This allows a positionally accurate and firm connection of the two components can be achieved.

Weitere zweckmäßige Weiterbildungen ergeben sich aus weiteren abhängigen Ansprüchen und aus der Beschreibung.Further expedient developments emerge from further dependent claims and the description.

Zeichnungdrawing

Ein Ausführungsbeispiel der Anschlusseinheit für einen Drucksensor ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigen:One Embodiment of the connection unit for a Pressure sensor is shown in the drawing and will be below described in more detail. Show it:

1 eine perspektivische Ansicht eines Polkerns, 1 a perspective view of a pole core,

2 eine perspektivische Ansicht des Polkerns mit montierter Druckmesszelle, 2 a perspective view of the pole core with mounted pressure measuring cell,

3 eine perspektivische Ansicht mit einem auf der Druckmesszelle angeordneten Leiterplattenträger, 3 a perspective view with a arranged on the pressure measuring cell PCB carrier,

4 eine perspektivische Ansicht eines Stecker mit flexibler Leiterplatte, 4 a perspective view of a plug with flexible circuit board,

5 eine perspektivische Ansicht des Steckers mit flexibler Leiterplatte im montierten Zustand, 5 a perspective view of the connector with flexible circuit board in the assembled state,

6 die montierte Baugruppe nach 5, jedoch mit aufgesetztem Kunststoffteil, 6 the assembled assembly after 5 , but with attached plastic part,

7 eine perspektivische Ansicht des Drucksensors, sowie 7 a perspective view of the pressure sensor, as well

8 eine Schnittdarstellung der in 7 gezeigten Komponenten. 8th a sectional view of in 7 shown components.

Ein Polkern 10 eines nicht näher bezeichneten Ventils, vorzugsweise eines Magnetventils für eine hydraulische Bremsanlage eines Kraftfahrzeugs, ist als zylinderförmiges Bauteil ausgeführt. Auf das Ende des Polkerns 10 ist eine Druckmesszelle 20 aufgesetzt, an deren Oberseite sich eine Messbrücke 21 und vier die Ausgangssignale der Messbrücke 21 abgreifenden Kontaktpunkte 24, sogenannte Lands, befinden. Die Druckmesszelle 20 ist als im Wesentlichen kappenförmiges Teil ausgeführt. Im mittleren Bereich befindet sich ein ringförmiger Bund 23, dessen Außendurchmesser etwas größer ausgebildet ist. Der im Wesentlichen ringförmig ausgeführte Bund 23 ist an zumindest einer Stelle mit einer Nase 25 versehen zur positionsgerechten Verbindung mit einem Leiterplattenträger 30.A pole core 10 an unspecified valve, preferably a solenoid valve for a hydraulic brake system of a motor vehicle, is designed as a cylindrical component. On the end of the pole core 10 is a pressure measuring cell 20 attached, at the top of a measuring bridge 21 and four the output signals of the measuring bridge 21 tapping contact points 24 , so-called Lands, are located. The pressure measuring cell 20 is designed as a substantially cap-shaped part. In the middle area is a ring-shaped collar 23 , whose outer diameter is slightly larger. The essentially ring-shaped collar 23 is at least one place with a nose 25 provided for positionally correct connection with a PCB carrier 30 ,

Der Leiterplattenträger 30 ist gemäß 3 als im Wesentlichen rohrförmiges Teil ausgeführt. An einer Stelle weist er eine zum Mittelpunkt hin weisende Nase 33 auf. Auf der Unterseite ist eine im Wesentlichen rechteckförmige Ausnehmung 34 vorgesehen. Auf einer flexiblen Leiterplatte 32 sind auf der einen Seite beispielsweise eine integrierte Schaltung 35 sowie mehrere Bauteile 36 angeordnet. Die beiden kreisförmigen Abschnitte der flexiblen Leiterplatte 32 werden durch einen bandartigen Bereich miteinander verbunden. Der andere Bereich der flexiblen Leiterplatte 32 ist mit einem Stecker 50 verbindbar, der beispielsweise als Koax-Stecker ausgeführt ist. Die flexible Leiterplatte 32 und der Stecker 50 sind durch beispielsweise vier Leitkleberpunkte 52 miteinander elektrisch leitend verbunden. Das Gehäuse des Steckers 50 ist im Wesentlichen ringförmig ausgeführt. In dem Bereich, wo die flexible Leiterplatte 32 ausgeklappt werden kann, weist der Stecker 50 einen erhöhten Randbereich 54 auf.The PCB carrier 30 is according to 3 designed as a substantially tubular part. At one point he has a nose pointing towards the center 33 on. On the bottom is a substantially rectangular recess 34 intended. On a flexible circuit board 32 are on the one hand, for example, an integrated circuit 35 as well as several components 36 arranged. The two circular sections of the flexible circuit board 32 are connected by a band-like area. The other area of the flexible circuit board 32 is with a plug 50 connectable, which is designed for example as a coax connector. The flexible circuit board 32 and the plug 50 are for example four Leitkleberpunkte 52 electrically connected to each other. The housing of the plug 50 is designed substantially annular. In the area where the flexible circuit board 32 can be unfolded, the plug points 50 a raised edge area 54 on.

Um eine komplette Abdichtung zu erreichen, ist ein vorzugsweise C-förmiges Kunststoffteil 39 vorgesehen, dessen Ausnehmung 41 der Aufnahme des erhöhten Randbereichs 54 des Steckers 50 dient und wie dieser einen stufenförmigen Querschnitt aufweist. Weiterhin ist eine Aussparung 43 vorgesehen, welche mit der Nase 53 des Steckers 50 zusammenwirkt. Der Außendurchmesser des Steckers 50 ist hierbei so gewählt, dass er mit dem Außendurchmesser des Kunststoffteils 39 übereinstimmt. Weiterhin weist das Kunststoffteil 39 einen inneren, axial etwas weiter hervorstehenden Bereich auf, in dem auch die Aussparung 43 angeordnet ist. Es ergibt sich eine bessere Verbindung, wenn der Stecker 50 auf dieses Kunststoffteil 39 im montierten Zustand aufgesetzt wird.To achieve a complete seal, is a preferably C-shaped plastic part 39 provided, the recess 41 the inclusion of the raised edge area 54 of the plug 50 serves and as this has a stepped cross-section. Furthermore, there is a recess 43 provided, which with the nose 53 of the plug 50 interacts. The outer diameter of the plug 50 is chosen so that it matches the outer diameter of the plastic part 39 matches. Furthermore, the plastic part 39 an inner, slightly more axially projecting area, in which the recess 43 is arranged. It results in a better connection when the plug 50 on this plastic part 39 is mounted in the assembled state.

7 zeigt die Außenkontur der montierten Komponenten Polkern 10, Druckmesszelle 20 (nicht sichtbar), Leiterplattenträger 30, Kunststoffteil 39 sowie Stecker 50. Die zugehörige Schnittdarstellung der 7 ist in 8 dargestellt. Daraus geht hervor, dass einerseits die Druckmesszelle 20 über eine Laserschweißung 14 mit dem Polkern 10 des Ventils verbunden ist. Weiterhin ist der Leiterplattenträger 30 so geformt, dass die ausgebildetete Schulter 31 mit der Oberseite des Bunds 23 der Druckmesszelle 20 zusammenwirkt. Die flexible Leiterplatte 32 wird durch den Leiterplattenträger 30 gehalten. Zur Herstellung einer elektrischen Kontaktierung zwischen der flexiblen Leiterplatte 32 und den Kontaktpunkten 24 auf der Messbrücke 21 sind entsprechend vier Leitkleberpunkte 27 vorgesehen. Entsprechende Durchkontaktierung zum Stecker 50 wird durch entsprechende Leiterbahnen der flexiblen Leiterplatte 32 übernommen. Im montierten Zustand weist die flexible Leiterplatte 32 eine schlangenförmige Querschnittsstruktur auf. Der Leiterplattenträger 30 ist einerseits mit dem Stecker 50, andererseits auch mit dem im Wesentlichen C-förmigen Kunststoffteil 39 verbunden. Auf der flexiblen Leiterplatte sind integrierte Schaltung 35 und Bauteile 36 angeordnet. Der Stecker 50 ist beispielsweise als Koax-Stecker ausgeführt. 7 shows the outer contour of the assembled components Polkern 10 , Pressure measuring cell 20 (not visible), PCB carrier 30 , Plastic part 39 as well as plugs 50 , The associated sectional view of 7 is in 8th shown. It can be seen that on the one hand the pressure measuring cell 20 via a laser welding 14 with the pole core 10 the valve is connected. Furthermore, the circuit board carrier 30 shaped so that the trained shoulder 31 with the top of the waistband 23 the pressure measuring cell 20 interacts. The flexible circuit board 32 is through the PCB carrier 30 held. For making an electrical contact between the flexible circuit board 32 and the contact points 24 on the measuring bridge 21 are accordingly four Leitkleberpunkte 27 intended. Corresponding through-connection to the plug 50 is through appropriate traces of the flexible circuit board 32 accepted. In the assembled state, the flexible circuit board 32 a serpentine cross-sectional structure. The PCB carrier 30 is on the one hand with the plug 50 on the other hand, with the substantially C-shaped plastic part 39 connected. On the flexible circuit board are integrated circuit 35 and components 36 arranged. The plug 50 is designed for example as a coax plug.

Der hydraulische Druck in einem Bremssystem wird durch die auf dem Magnetventil sitzende Druckmesszelle 20 in ein elektrisches Signal umgesetzt. Dieses elektrische Signal wird durch die Schaltung 35 und die elektronischen Bauteile 36 elektronisch aufbereitet und verstärkt über den Stecker 50 beispielsweise an ein daran angeschlossenes Anbausteuergerät zur Auswertung weitergegeben. Im Tauschfall soll das Anbausteuergerät nachträglich ausgetauscht werden können, was eine trennbare Verbindung von Drucksensor und Anbausteuergerät bedingt.The hydraulic pressure in a brake system is determined by the pressure sensor located on the solenoid valve 20 converted into an electrical signal. This electrical signal is passed through the circuit 35 and the electronic components 36 electronically processed and reinforced via the plug 50 for example, passed on to an attached crop control unit for evaluation. In the case of exchange, the attachment control unit should be able to be replaced later, which requires a separable connection of pressure sensor and attachment control unit.

Auf dem Polkern 10 eines Magnetventils wird die Druckmesszelle 20, bestehend aus einer Membran mit Messbrücke 21 in Metalldünnschichttechnik druckdicht laserverschweißt (Laserschweißung 14). Auf die Druckmesszelle 20 (insbesondere dessen Bund 23) wird der Leiterplattenträger 30 an seiner Schulter 31 aufgeklebt. Die vier Kontaktpunkte 24 auf der Messbrücke 21 werden über vier Leitkleberpunkte 27 mit der flexiblen Leiterplatte 32 elektrisch leitend verbunden. Zusätzlich wird die flexible Leiterplatte 32 mit einem Zweikomponentenklebstoff mit dem Leiterplattenträger 30 dauerhaft verklebt. Die flexible Leiterplatte 32 wird bereits mit integrierter Schaltung 35, beispielsweise in FlipChip-Technik, und elektronischen Bauteilen 36, wie beispielsweise Widerstände oder Kondensatoren, vorgefertigt. An das Ende der flexiblen Leiterplatte 32 wird ein Miniatur-Koax-Stecker 50 ebenfalls mit Leitkleber, beispielsweise Silberleitkleber verklebt, nämlich in den Leitkleberpunkten 52. Auf den Leiterplattenträger 30 wird anschließend ein vorzugsweise C-förmiges Kunststoffteil 39 geklebt. Die flexible Leiterplatte 32 wird nun so gefaltet, dass eine Schleife der flexiblen Leiterplatte 32 in dem C-förmigen Kunststoffteil 39 untergebracht werden kann. Das passende Gegenstück, nämlich der Miniatur-Koax-Stecker 50 wird nun auf das C-förmige Kunststoffteil 39 fest verklebt. Der so entstehende Drucksensor ist sehr kompakt aufgebaut und weist eine hohe mechanische Festigkeit auf.On the pole core 10 a solenoid valve becomes the pressure measuring cell 20 , consisting of a membrane with measuring bridge 21 laser welded in metal thin film technology (laser welding 14 ). On the pressure measuring cell 20 (especially its covenant 23 ) becomes the PCB carrier 30 on his shoulder 31 glued. The four contact points 24 on the measuring bridge 21 become over four Leitkleberpunkte 27 with the flexible circuit board 32 electrically connected. In addition, the flexible circuit board 32 with a two-part adhesive to the circuit board carrier 30 permanently glued. The flexible circuit board 32 is already integrated circuit 35 in FlipChip technology, for example, and electronic components 36 , such as resistors or capacitors, prefabricated. At the end of the flexible circuit board 32 will be a miniature coax plug 50 also glued with conductive adhesive, such as silver conductive adhesive, namely in the Leitkleberpunkten 52 , On the PCB carrier 30 then becomes a preferably C-shaped plastic part 39 glued. The flexible circuit board 32 is now folded so that a loop of the flexible circuit board 32 in the C-shaped plastic part 39 can be accommodated. The right counterpart, namely the miniature coax plug 50 Now on the C-shaped plastic part 39 firmly glued. The resulting pressure sensor is very compact and has a high mechanical strength.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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Claims (11)

Anschlusseinheit für einen Drucksensor, umfassend: – zumindest eine Druckmesszelle (20), – zumindest einen Leiterplattenträger (30), der mit einer flexiblen Leiterplatte (32) verbunden ist und wiederum mit der Druckmesszelle (20) mechanisch in Verbindung steht, – wobei die flexible Leiterplatte (32) durch Leitkleber mit zumindest einem Kontaktpunkt (24) der Druckmesszelle (20) elektrisch kontaktiert ist, – mit zumindest einem Stecker (50), der zumindest teilweise mit dem Leiterplattenträger (30) mechanisch in Verbindung steht, die flexible Leiterplatte zumindest teilweise umschließt und elektrisch leitend mit der flexiblen Leiterplatte (32) kontaktiert ist.Connection unit for a pressure sensor, comprising: - at least one pressure measuring cell ( 20 ), - at least one printed circuit board carrier ( 30 ), with a flexible printed circuit board ( 32 ) and in turn connected to the pressure measuring cell ( 20 ) is mechanically connected, - wherein the flexible printed circuit board ( 32 ) by conductive adhesive with at least one contact point ( 24 ) of the pressure measuring cell ( 20 ) is electrically contacted, - with at least one plug ( 50 ), which at least partially with the PCB carrier ( 30 ) is mechanically connected, the flexible circuit board at least partially surrounds and electrically conductive with the flexible circuit board ( 32 ) is contacted. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest teilweise zwischen Leiterplattenträger (30) und Stecker (50) ein Kunststoffteil (39) angeordnet ist.Apparatus according to claim 1, characterized in that at least partially between printed circuit board carrier ( 30 ) and plugs ( 50 ) a plastic part ( 39 ) is arranged. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Leiterplattenträger (30) die Druckmesszelle (20) zumindest teilweise umschließt.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the printed circuit board carrier ( 30 ) the pressure measuring cell ( 20 ) at least partially encloses. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Leiterplattenträger (30) zumindest eine Schulter (31) aufweist, welche zur mechanischen Verbindung der Druckmesszelle (20) mit einem Bund (23) der Druckmesszelle (20) zusammenwirkt.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the printed circuit board carrier ( 30 ) at least one shoulder ( 31 ), which for mechanical connection of the pressure measuring cell ( 20 ) with a bunch ( 23 ) of the pressure measuring cell ( 20 ) cooperates. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stecker (50) zumindest eine Nase (53) aufweist, die mit einer Aussparung (43) des Kunststoffteils (39) zusammenwirkt.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the plug ( 50 ) at least one nose ( 53 ), which with a recess ( 43 ) of the plastic part ( 39 ) cooperates. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffteil (39) im Wesentlichen C-förmig ausgebildet ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the plastic part ( 39 ) is formed substantially C-shaped. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stecker (50) einen erhöhten Randbereich (54) aufweist, der mit einer Ausnehmung (41) des Kunststoffteils (39) zusammenwirkt.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the plug ( 50 ) a raised edge area ( 54 ), which with a recess ( 41 ) of the plastic part ( 39 ) cooperates. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Leiterplattenträger (30) mit der flexiblen Leiterplatte (32) verklebt ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the printed circuit board carrier ( 30 ) with the flexible printed circuit board ( 32 ) is glued. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf den Leiterplattenträger (30) das Kunststoffteil (39) geklebt ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that on the printed circuit board carrier ( 30 ) the plastic part ( 39 ) is glued. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die flexible Leiterplatte (32) so gefaltet ist, dass zumindest eine Schleife in dem Kunststoffteil (39) untergebracht ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the flexible printed circuit board ( 32 ) is folded so that at least one loop in the plastic part ( 39 ) is housed. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffteil (39) und Stecker (50) miteinander verklebt sind.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the plastic part ( 39 ) and plugs ( 50 ) are glued together.
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