DE102011054105A1 - Verbindungsleiterplatte - Google Patents

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Abstract

Verbindungsleiterplatte und Verfahren zum elektrischen und mechanischen Verbinden einer ersten und einer zweiten Leiterplatte, wobei die Leiterplatten mit Sensorelementen bestückt sind, wobei die Verbindungsleiterplatte Leiterbahnen aufweist um eine leitfähige Verbindung zwischen Kontaktflächen der ersten und zweiten Leiterplatte herzustellen, wobei die Verbindungsleiterplatte einteilig und starr ist, entlang eines Randes Metallkontakte angeordnet sind zum Verbinden mit den Kontaktflächen der ersten und zweiten Leiterplatte und die Verbindungsleiterplatte, die erste Leiterplatte und die zweite Leiterplatte flächenparallel zueinander angeordnet sind.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbindungsleiterplatte und einen linearen Wegsensor, der aus mehreren langen, schmalen Leiterplatten besteht, die mit der Verbindungsleiterplatte verbunden sind. Die Leiterplatten sind mit Sensorelementen, beispielsweise Hall-Sensoren bestückt, die in einem festen Raster angeordnet sind.
  • Durch diesen konstruktiven Aufbau wird ein linearer Wegsensor mit einer Sensorzeile gebildet. Diese Sensorzeile kann, je nach Bedarf, zur Produktion von linearen Wegsensoren verlängert werden. Eine gewünschte Länge ergibt sich, indem eine bestimmte Anzahl einzelner Leiterplatten miteinander verbunden werden. Um einen bestimmten vorgegebenen Abstand zwischen den Sensorelementen auch leiterplattenübergreifend konstant zu halten, müssen die Leiterplatten präzise ausgerichtet und maßhaltig verbunden werden.
  • Um zwei Leiterplatten elektrisch und gleichzeitig mechanisch zu verbinden, werden üblicherweise elektrische Steckverbinder verwendet. Diese Steckverbinder gibt es in unterschiedlichen Ausführungen, beispielsweise als Stift- und Buchsenleiste. Die Kontakte der Steckverbinder sind in einem festen Raster, welches auch mit ,Pitch' bezeichnet wird, angeordnet. Der Abstand der Kontakte kann dabei kleiner als 1 mm betragen.
  • Die Steckverbinder haben jedoch folgende Nachteile: Die Steckverbinder haben eine große Bauform, also eine große Breite und Höhe und stehen unvorteilhaft über den Rand der Leiterplatten hinaus. Weiter sind die Bestückungstoleranzen zu groß, so dass die Sensorelemente nicht mehr äquidistant angeordnet sind. Die Steckverbinder bieten nur eine lose Verbindung zwischen den Leiterplatten, so dass sich die Leiterplatten verschieben können. Die Kosten für die Steckverbinder sind hoch.
  • Ein Sensor mit einer Verbindungsanordnung zweier Leiterplatten, die senkrecht aufeinander stehen, ist aus der DE 198 38 218 A1 bekannt. Um die zwei Leiterplatten sowohl mechanisch als auch elektrisch miteinander zu verbinden, wird bei der Herstellung des Sensors eine mit Vorsprüngen versehene erste Leiterplatte in eine mit passenden Ausschnitten versehene zweite Leiterplatte gesteckt. Anschließend werden die beiden Leiterplatten über an den Stoßstellen befindliche lötfähige Abschnitte einseitig miteinander verlötet.
  • Weiter ist auch aus der DE 10 2008 012 443 A1 eine Verbindungsanordnung zweier Leiterplatten bekannt, die ebenfalls senkrecht aufeinander stehen. Dabei sind die in einer ersten Leiterplatte befindlichen Durchbrüche nicht nur an einer Ober- und Unterseite der ersten Leiterplatte, sondern zusätzlich von außen über Kontaktstellen auf einer Kantenfläche der ersten Leiterplatte mit lötfähigen Kontaktstellen versehen, so dass Ober- und Unterseite elektrisch über diese lötfähigen Kontaktstellen miteinander verbunden sind.
  • Die EP 2 166 313 A1 betrifft einen magnetischen Sensor zur Bestimmung einer Position eines Gebermagneten entlang einer Strecke. Der Sensor weist mehrere Sensorelemente und eine Steuerelektronik auf zum Erhalt eines Sensorelementsignals eines der Sensorelemente, wobei die Sensorelemente und die Steuerelektronik jeweils zu Modulen zusammengefasst sind. Je nach Anzahl der Module lässt sich die Länge der Sensoren skalieren. Die Module bzw. die Leiterplatten der Module sind in bekannter Weise über oben beschriebene Steckverbindungen verbunden.
  • Die Aufgabe besteht darin, mindestens zwei Leiterplatten elektrisch und mechanisch so miteinander zu verbinden, dass folgende Anforderungen erfüllt sind: Beide Platinen müssen in einer Ebene ohne Versatz fixiert sein, um eine ausreichende Messgenauigkeit des Gesamtsensors mit den Sensorelementen auf verschiedenen Leiterplatten zu gewährleisten. Der Abstand der Sensorelemente muss deshalb auch leiterplattenübergreifend konstant sein, d. h. der Abstand ist immer derselbe, sowohl zwischen benachbarten Sensorelementen auf einer Leiterplatte als auch zwischen den äußersten Sensorelementen zweier benachbarter Leiterplatten. Der Abstand darf sich auch während des Verbindens und nach dem Verbinden der Leiterplatten nicht ändern.
  • Die Aufgabe wird gelöst mit einer Verbindungsleiterplatte zum elektrischen und mechanischen Verbinden einer ersten und einer zweiten Leiterplatte, wobei die Leiterplatten mit Sensorelementen bestückt sind und die Verbindungsleiterplatte Leiterbahnen aufweist, um eine leitfähige Verbindung zwischen Kontaktflächen der ersten und zweiten Leiterplatte herzustellen. Die Verbindungsleiterplatte ist einteilig und starr ausgebildet und entlang eines Randes sind Metallkontakte angeordnet, zum Verbinden der Verbindungsleiterplatte mit den Kontaktflächen der ersten und zweiten Leiterplatte. Dabei sind die Verbindungsleiterplatte, die erste Leiterplatte und die zweite Leiterplatte flächenparallel zueinander angeordnet.
  • Weiter wird die Aufgabe mit einem Verfahren zum elektrischen und mechanischen Verbinden einer ersten und einer zweiten Leiterplatte mit einer Verbindungsleiterplatte gelöst, wobei die Leiterplatten mit Sensorelementen bestückt werden und die Verbindungsleiterplatte Leiterbahnen aufweist, um eine leitfähige Verbindung zwischen Kontaktflächen der ersten und zweiten Leiterplatte herzustellen, wobei die Verbindungsleiterplatte, die erste Leiterplatte und die zweite Leiterplatte flächenparallel zueinander angeordnet werden, so dass die starre und einteilige Verbindungsleiterplatte auf der ersten als auch auf der zweiten Leiterplatte aufliegt und am Rande der Verbindungsleiterplatte angeordnete Metallkontakte auf den Kontaktflächen zu liegen kommen und mit diesen elektrisch leitend und mechanisch starr verbunden werden.
  • Die Verbindungsleiterplatte erlaubt eine elektrisch und mechanisch robuste Verbindung von zwei Leiterplatten. Durch die Verbindungsleiterplatte sind die erste Leiterplatte und zweite Leiterplatte exakt in einer Ebene positionierbar, wodurch eine Messgenauigkeit der Sensorelemente erhöht wird. Mit mehreren Verbindungsleiterplatten kann eine Kette von Leiterplatten erstellt werden, wobei jede Verbindungsstelle zwischen Leiterplatten von einer Verbindungsleiterplatte gebildet wird. Auf diese Weise lässt sich in einfacher Weise eine kostengünstige Längenskalierung des Sensors erreichen.
  • Durch die feste elektrische und mechanische Verbindung zwischen der Verbindungsleiterplatte und den Leiterplatten sind die Leiterplatten exakt und dauerhaft miteinander verbunden, so dass kein Spiel zwischen den Leiterplatten existiert. Dadurch bleibt ein Abstand zwischen den Sensorelementen zwischen den Leiterplatten konstant erhalten.
  • Die Metallkontakte sind entlang des Randes der Verbindungsleiterplatte angeordnet. Die Metallkontakte können dabei an wenigstens einem Seitenrand und zusätzlich an wenigstens einem Stirnseitenrand angeordnet sein. Gemäß der Erfindung ist es jedoch auch möglich, dass nur an wenigstens einem Seitenrand Metallkontakte vorgesehen sind.
  • Durch die mechanisch robuste Verbindung der Verbindungsleiterplatte kann die Anordnung aus den Leiterplatten erhöhten Schock- und Vibrationsbelastungen standhalten. Die Verbindungsleiterplatte erlaubt eine einfache, schnelle und preiswerte Verbindung von Leiterplatten.
  • Weiter hält die Verbindung zwischen Verbindungsleiterplatte und Leiterplatten durch die entlang des Randes verteilt vorgesehenen Kontaktflächen großen Zug- und/oder Druckkräften stand.
  • In Weiterbildung der Erfindung sind die Metallkontakte der Verbindungsleiterplatte mit den Kontaktflächen der Leiterplatten mit Lötzinn oder mit Leitkleber verbunden. Eine Verbindung mit Lötzinn ist preiswert herstellbar und mit gängigen Lötverfahren durchführbar. So ist es beispielsweise möglich die Verbindungsleiterplatte in einem automatischen Lötprozess mit den Leiterplatten zu verbinden. Zwar ist auch eine manuelle Lötmontage möglich, jedoch ist eine automatische Lötung preiswerter und ggf. präziser. Eine Verbindung mit Leitkleber hat den Vorteil, dass eine thermische Belastung der Leiterplatten und der Verbindungsleiterplatte geringer ausfällt als beim Löten, wodurch thermische Spannungen vermindert werden.
  • In Weiterbildung der Erfindung weist die Verbindungsleiterplatte eine Breite von kleiner 20 mm, insbesondere kleiner 8 mm auf. In Verbindung mit Leiterplatten, die lediglich geringfügig breiter sind als die Verbindungsleiterplatte ist es vorteilhaft möglich, die mit der Verbindungsleiterplatte verbundenen Leiterplatten in einem schmalen länglichen Gehäuse unterzubringen. Die verbundenen Leiterplatten werden hierzu an einer kurzen Seite des Gehäuses in Längsrichtung des Gehäuses eingeschoben.
  • Besonders bevorzugt sind die Metallkontakte an halbkreisförmigen Ausnehmungen am Rand der Leiterplatte vorgesehen. Die Metallkontakte sind dabei an einer Ober- und Unterseite der Verbindungsleiterplatte und auch an der Querschnittseite der Verbindungsleiterplatte im Bereich der halbkreisförmigen Ausnehmung als Kontaktfläche ausgebildet. Durch die Anordnung der Metallkontakte an einer Ober- und Unterseite wird ein Ablösen der Kontakte bei mechanischen Belastungen, beispielsweise bei Verwindungen vermieden. Weiter kann durch die Metallkontakte die Verbindungsleiterplatte einfach und preiswert mit Standard-Lötverfahren automatisch maschinell oder auch manuell verlötet werden.
  • In Weiterbildung weisen die erste und zweite Leiterplatte und auch die Verbindungsleiterplatte Positionieröffnungen auf zum Ausrichten der Leiterplatten und Verbindungsleiterplatte zueinander. Durch die Positionieröffnungen werden die Verbindungsleiterplatte und die Leiterplatte vorteilhaft für einen Lötvorgang vorpositioniert. Dies geschieht beispielsweise dadurch, dass ein Positionierstift einer Positioniervorrichtung passgenau in die Positionieröffnung ragt, wodurch die Verbindungsleiterplatte und die Leiterplatten einfach und automatisch exakt zueinander ausgerichtet werden. Nachdem die Verbindungsleiterplatte mit den Leiterplatten verlötet ist, können die verlöteten Leiterplatten aus der Positioniervorrichtung entfernt werden. Daher sind neben der Verbindungsleiterplatte keine weiteren Bauteile für die Positionierung notwendig.
  • Gemäß einer besonderen Ausführungsform weist die Verbindungsleiterplatte mehrere Lagen von Leiterbahnen auf. Dadurch ist es möglich, die Leiterbahnen übereinander auf einer kleinen Fläche unterzubringen, wodurch die Verbindungsleiterplatte mit einer geringeren Fläche ausgebildet sein kann. Besonders bevorzugt können einzelne Lagen, insbesondere eine oberste und/oder unterste Lage flächig metallisiert ausgeführt sein. Dadurch wird eine elektrische Störsicherheit, beispielsweise eine elektromagnetische Verträglichkeit oder eine Masseführung verbessert. Dadurch werden Störungen, z. B. Einkopplungen, auf den Leiterbahnen der Verbindungsleitung wirkungsvoll verhindert.
  • In Weiterbildung der Erfindung weist die Verbindungsleiterplatte elektronische Bauteile auf. Dadurch ist es weiter möglich, die Signale auf den Leiterbahnen der Verbindungsleiterplatte zu beeinflussen. So ist es z. B. möglich, elektronische Schaltungsteile zur Signalanpassung auf der Verbindungsleiterplatte vorzusehen. Beispielsweise können Widerstände oder Kondensatoren zur Impedanzanpassung, aber auch aktive Halbleiterbauelemente auf der Verbindungsleiterplatte vorgesehen werden.
  • Gemäß einer besonderen Ausführungsform beträgt die Höhe der Verbindungsleiterplatte kleiner 2 mm, besonders bevorzugt kleiner 1 mm. Dadurch ist die Verbindungsleiterplatte sehr kompakt ausgeführt. Diese dünne Ausführung mit kleiner 2 mm, bzw. kleiner 1 mm ist möglich, da die Leiterplatte zum Beispiel in einem an einem pneumatischen Zylinder angeordneten Wegsensor kaum Biegekräften ausgesetzt wird. Weiter kann der Wegsensor durch die kompakte Ausführung direkt im Zylindergehäuse angeordnet werden. Der Wegsensor ist dann in das Zylindergehäuse integriert. Durch die Integration des Sensors im Zylindergehäuse kann die Außenwand des Zylindergehäuses glatt gestaltet werden. Das ist speziell für den Einsatz in der Lebensmittelindustrie erforderlich.
  • Besonders bevorzugt wird die erfindungsgemäße Verbindungsleiterplatte in einem linearen Wegsensor eingesetzt.
  • Lineare Wegsensoren, beispielsweise lineare Magnetfeldsensoren haben sich zur genauen Positions- oder Wegmessung durch berührungsloses Erfassen einer Stellung von z. B. Pneumatik- oder Hydraulikkolben innerhalb eines Arbeitszylinders bewährt. Zur Halterung der Sensoren sind an den Außenflächen eines Gehäuses des Arbeitszylinders Führungsnuten angebracht, in welchen die Magnetfeldsensoren axial verstellbar gehalten sind. In einer gewünschten Position in Längsrichtung der Nut können die Sensoren über geeignete Mittel, beispielsweise Schrauben arretiert werden.
  • Die Erfindung betrifft äußerst kompakte Wegsensoren zur Kolbenpositionsbestimmung, wie sie an pneumatischen Zylindern von automatisiert arbeitenden Maschinen zur Erkennung der Position des Zylinderkolbens eingesetzt werden. In solchen Anwendungen ist der Bauraum sehr wichtig, denn die Wegsensoren sind für die eigentliche mechanische Funktion der Maschine störend, aber zur Positionsbestimmung unerlässlich. Deshalb ist der erfindungsgemäße Wegsensor möglichst klein im Querschnitt und zur Wegmessung in verschiedenen Längen herstellbar, wobei die Länge von wenigen Zentimetern bis über einen Meter Länge beträgt. Der Wegsensor kann dabei durch die Verbindungsleiterplatte bei der Produktion in verschiedenen Längen hergestellt werden. Die Sensoren müssen auch deshalb einen kleinen Bauraum aufweisen, damit diese in Zylindergehäuse integriert werden können.
  • Der erfindungsgemäße magnetische Wegsensor zur Bestimmung einer Position eines Gebermagneten entlang einer Strecke weist mehrere Hall-Sensoren auf, die an eine Steuerelektronik angeschlossen sind. Die Steuerelektronik ist dazu ausgebildet, einerseits die Ansteuerdaten für einen zu aktivierenden Hall-Sensor seriell zu empfangen und andererseits die Hall-Sensoren parallel und entsprechend der Ansteuerung direkt zu aktivieren, so dass auf einer analogen Hallsignal-Busleitung, an der sämtliche Hall-Sensoren direkt angeschlossen sind, das Hallsignal des adressierten Hall-Sensors oder der Hall-Sensoren von einer Auswerteelektronik abgegriffen und zur Auswertung der Hallsignale und zur Ermittlung der Position ausgewertet werden kann. Unter einer analogen Hallsignal-Busleitung wird eine Leitung verstanden, an der die Hall-Sensoren unmittelbar direkt busartig angeschlossen sind, so dass deren analoge Haltsignale auf der Leitung sequentiell liegen.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung im Einzelnen erläutert.
  • In der Zeichnung zeigt:
  • 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Verbindungsleiterplatte zum elektrischen Verbinden einer ersten und zweiten Leiterplatte;
  • 2 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Wegsensors an einem Zylinder zur Positionsmessung eines Zylinderkolbens;
  • 3 bis 6 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Verbindungsleiterplatte in verschiedenen Ansichten;
  • 7 zwei Leiterplatten und die Verbindungsleiterplatte vor einer Lötmontage
  • 8 zwei Leiterplatten und die Verbindungsleiterplatte nach einer Lötmontage
  • 1 zeigt eine Verbindungsleiterplatte 2 zum elektrischen und mechanischen Verbinden einer ersten Leiterplatte 4 und einer zweiten Leiterplatte 6, wobei die Leiterplatten 4 und 6 mit Sensorelementen 14 bestückt sind. Die Verbindungsleiterplatte 2 weist Leiterbahnen auf, um eine leitfähige Verbindung zwischen Kontaktflächen 18 der ersten und zweiten Leiterplatte 4 und 6 herzustellen. Die Verbindungsleiterplatte 2 ist einteilig und starr. Entlang eines Randes der Verbindungsleiterplatte 2 sind Metallkontakte 20 angeordnet zum Verbinden mit den Kontaktflächen 18 der ersten und zweiten Leiterplatte 4 und 6.
  • Die Verbindungsleiterplatte 2, die erste Leiterplatte 4 und die zweite Leiterplatte 6 sind flächenparallel zueinander angeordnet.
  • Die Sensorelemente 14 sind dabei in gleichen Abständen zueinander angeordnet. Diese identischen Abstände werden auch an der Verbindungsstelle zwischen der ersten Leiterplatte 4 und der zweiten Leiterplatte 6 eingehalten. Die gleichmäßigen Abstände sind für eine Sensorfunktion notwendig, um beispielsweise eine genaue Positionsbestimmung durchführen zu können. Die Sensorelemente 14 sind beispielsweise als Hall-Sensoren 16 ausgebildet.
  • Ein in 2 dargestellter, erfindungsgemäßer, magnetischer Wegsensor 1 dient dazu, die Position C eines Gebermagneten 42 entlang einer Messstrecke AB zu bestimmen, wobei der Gebermagnet 42 auf einem Kolben 44 eines Arbeitszylinders 46 montiert ist. Derartige Arbeitszylinder werden beispielsweise in automatisiert arbeitenden Maschinen, wie Robotern und dergleichen, eingesetzt, um Kolbenpositionen zu erfassen, wenn sich der Kolben 44 in Kolbenrichtung 48 bewegt.
  • Der Wegsensor 1 weist einzelne Sensorelemente 14 auf, die als Hall-Sensoren 16 oder magneto-resistive Sensoren, abgekürzt MR-Sensoren, ausgebildet sind und entlang der Messstrecke AB angeordnet sind. Die Hall-Sensoren 16 sind mit einer Steuerelektronik 52 verbunden und mit dieser und der ersten bzw. zweiten Leiterplatte 4, bzw. 6 zusammen zu Modulen 54 bzw. 26 zusammengefasst. Das Modul 54 weist eine bevorzugt als Mikrocontroller ausgebildete Auswerteelektronik 30 auf. Über eine Leitung 32 werden dem erfindungsgemäßen Wegsensor 1 alle notwendigen Daten und Versorgungsspannungen zugeführt sowie Positionssignale, die in der Auswerteelektronik 30 bestimmt werden, ausgegeben.
  • Bevorzugt sind die Hall-Sensoren 16 und die Steuerelektronik 52 auf einer ersten Leiterplatte 4 bzw. einer zweiten Leiterplatte 6 angeordnet. Die Auswerteelektronik 30 ist auf der ersten Leiterplatte 4 angeordnet. Die erste und zweite Leiterplatte 4 und 6 sind über die erfindungsgemäße Verbindungsleiterplatte 2 derart miteinander verbunden, dass die Leiterplatten flächenparallel angeordnet sind, wobei die Verbindungsleiterplatte 2 flächenparallel über den Leiterplatten 4 und 6 angeordnet ist.
  • 3 zeigt die Verbindungsleiterplatte 2 von einer Oberseite. An der Oberseite sind Metallkontakte 20 angeordnet. Die Metallkontakte der Verbindungsleiterplatte sind mit den Kontaktflächen der Leiterplatten mit Lötzinn oder mit Leitkleber verbunden. Die Verbindungsleiterplatte 2 hat eine rechteckige Grundform, wobei eine Breite der Verbindungsleiterplatte 2 eine Breite von kleiner 20 mm oder kleiner 8 mm aufweist. Die Verbindungsleiterplatte 2 weist in diesem Beispiel eine erste Positionieröffnung 6 und eine zweite Positionieröffnung 8 auf. Wie bereits erläutert, sind die Metallkontakte entlang des Randes der Verbindungsleiterplatte angeordnet. Die Metallkontakte können dabei an wenigstens einem Seitenrand und zusätzlich an wenigstens einem Stirnseitenrand angeordnet sein. Gemäß der Erfindung ist es jedoch auch möglich, dass nur an wenigstens einem Seitenrand Metallkontakte vorgesehen sind, wenn z. B. weniger elektrische Verbindungen benötigt werden.
  • Die Metallkontakte 20 weisen in diesem Beispiel halbkreisförmige Ausnehmungen 12 am Rand auf, wodurch das Lötzinn beim Löten besser aufgenommen wird. Die halbkreisförmigen Ausnehmungen sind auch mit einer metallisierten Lötoberfläche versehen.
  • Die Verbindungsleiterplatte 2 kann auch passive und/oder aktive elektronische Bauteile, beispielsweise Widerstände, Kondensatoren, Transistoren usw. aufweisen.
  • 4 zeigt die Verbindungsleiterplatte 2 aus 3 von einer Unterseite. Die Metallkontakte 20 sind auch auf der Unterseite ausgebildet und flächig elektrisch mit den Metallkontakten 20 auf der Oberseite über den Rand der Verbindungsleiterplatte 2 verbunden. Die Metallkontakte 20 sind jeweils paarweise mit Leiterbahnen 22 verbunden, um die Kontaktflächen der ersten Leiterplatte auf die Kontaktflächen der zweiten Leiterplatte zu verbinden. Die Leiterbahnen 22 können auch in verschiedenen Lagen einer mehrlagigen Verbindungsleiterplatte 2 geführt sein. Weiter können eine oberste und/oder unterste Lage, jedoch auch Zwischenlagen der Verbindungsleiterplatte 2 metallisierte Flächen zur Abschirmung und zur Verbesserung einer Störfestigkeit aufweisen.
  • 5 zeigt die Verbindungsleiterplatte 2 aus 3 in einer Seitenansicht auf eine kurze Seite der Verbindungsleiterplatte 2. Die Metallkontakte 20 sind dabei über den Rand der Verbindungsleiterplatte 2 geführt. Die Verbindungsleiterplatte 2 weist eine Höhe bzw. Dicke von kleiner 2 mm, bzw. von kleiner 1 mm auf.
  • 6 zeigt die Verbindungsleiterplatte 2 aus 3 in einer Seitenansicht auf eine lange Seite der Verbindungsleiterplatte 2. Die Metallkontakte 20 sind dabei, wie bereits zu 4 ausgeführt, über den Rand der Verbindungsleiterplatte 2 geführt.
  • 7 zeigt die Verbindungsleiterplatte 2 gemäß 3 mit Sicht auf die Unterseite mit den Leiterbahnen 22. Weiter zeigt 7 die erste Leiterplatte 4 und die zweite Leiterplatte 6, die zueinander so positioniert sind, beispielsweise in einer Positioniervorrichtung, dass diese final miteinander verbunden werden können. Hierzu wird die Verbindungsleiterplatte 2 auf die beiden Leiterplatten 4 und 6 aufgelegt, so dass die Metallkontakte 20 der Verbindungsleiterplatte 2 genau auf den Kontaktflächen 18 der ersten und zweiten Leiterplatte 4 und 6 aufliegen. Um die Position der Verbindungsleiterplatte 2 auf der ersten und zweiten Leiterplatte 4 und 6 zu gewährleisten, sind in der Verbindungsleiterplatte 2 Positionieröffnungen 8 und 10 vorgesehen, die mit Positionieröffnungen 8', 10' der Leiterplatten 4 und 6 übereinstimmen müssen. Hierzu kann in der Positionsvorrichtung für jede Positionieröffnung 8 und 10 ein Positionierstift vorgesehen sein, um die genaue Position mechanisch festzulegen.
  • Sobald die Verbindungsleiterplatte 2 positioniert ist, wird diese mit den beiden Leiterplatten 4 und 6 verlötet. Wodurch die Leiterplatten 4 und 6 fest zueinander fixiert sind.
  • 8 zeigt die mit den beiden Leiterplatten 4 und 6 verlötete Verbindungsleiterplatte 2. Die Metallkontakte 20 sind mit den Kontaktflächen 18 verlötet. Dadurch bilden die Leiterplatten 4 und 6 mit der Verbindungsleiterplatte 2 eine Einheit.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    linearer Wegsensor
    2
    Verbindungsleiterplatte
    4
    erste Leiterplatte
    6
    zweite Leiterplatte
    8, 8'
    erste Positionieröffnung
    10, 10'
    zweite Positionieröffnung
    12
    halbkreisförmige Ausnehmung
    14
    Sensorelemente
    16
    Hall-Sensoren
    18
    Kontaktflächen
    20
    Metallkontakte
    22
    Leiterbahnen
    24
    Sensorzeile
    26
    Modul
    30
    Auswerteelektronik
    32
    Leitung
    42
    Gebermagnet
    44
    Kolben
    46
    Arbeitszylinder
    48
    Kolbenrichtung
    52
    Steuerelektronik
    54
    Modul
    AB
    Messstrecke
    C
    Position
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 19838218 A1 [0005]
    • DE 102008012443 A1 [0006]
    • EP 2166313 A1 [0007]

Claims (15)

  1. Verbindungsleiterplatte zum elektrischen und mechanischen Verbinden einer ersten Leiterplatte (4) und einer zweiten Leiterplatte (6), wobei die Leiterplatten (4, 6) mit Sensorelementen (14) bestückt sind, und die Verbindungsleiterplatte (2) Leiterbahnen (22) aufweist, um eine leitfähige Verbindung zwischen Kontaktflächen (18) der ersten und zweiten Leiterplatte (4, 6) herzustellen, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsleiterplatte (2) einteilig und starr ist, dass entlang eines Randes Metallkontakte (20) angeordnet sind zum Verbinden mit den Kontaktflächen der ersten und zweiten Leiterplatte (4, 6), und dass die Verbindungsleiterplatte (2), die erste Leiterplatte (4) und die zweite Leiterplatte (6) flächenparallel zueinander angeordnet sind.
  2. Verbindungsleiterplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallkontakte der Verbindungsleiterplatte mit den Kontaktflächen der Leiterplatten mit Lötzinn oder mit Leitkleber verbunden sind.
  3. Verbindungsleiterplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsleiterplatte (2) eine Breite von kleiner 20 mm, insbesondere kleiner 8 mm aufweist.
  4. Verbindungsleiterplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallkontakte (20) an halbkreisförmigen Ausnehmungen (12) am Rand der Verbindungsleiterplatte (2) vorgesehen sind.
  5. Verbindungsleiterplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und zweite Leiterplatte (4, 6) und die Verbindungsleiterplatte (2) Positionieröffnungen (8, 8', 10, 10') aufweisen zum Ausrichten der Leiterplatten und Verbindungsleiterplatte zueinander.
  6. Verbindungsleiterplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsleiterplatte (2) mehrere Lagen von Leiterbahnen (22) aufweist.
  7. Verbindungsleiterplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsleiterplatte (2) elektronische Bauteile aufweist.
  8. Verbindungsleiterplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Höhe der Verbindungsleiterplatte (2) kleiner 2 mm, besonders bevorzugt kleiner 1 mm beträgt.
  9. Verfahren zum elektrischen und mechanischen Verbinden einer ersten und einer zweiten Leiterplatte (4, 6) mit einer Verbindungsleiterplatte (2), wobei die Leiterplatten (4, 6) mit Sensorelementen (14) bestückt werden, und die Verbindungsleiterplatte (2) Leiterbahnen (22) aufweist, um eine leitfähige Verbindung zwischen Kontaktflächen (18) der ersten und zweiten Leiterplatte (4, 6) herzustellen, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsleiterplatte (2), die erste Leiterplatte (4) und die zweite Leiterplatte (6) flächenparallel zueinander angeordnet werden, so dass die starre und einteilige Verbindungsleiterplatte sowohl auf der ersten als auch auf der zweiten Leiterplatte aufliegt und am Rande der Verbindungsleiterplatte angeordnete Metallkontakte auf den Kontaktflächen zu liegen kommen und mit diesen elektrisch leitend und mechanisch starr verbunden werden.
  10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallkontakte der Verbindungsleiterplatte mit den Kontaktflächen der Leiterplatten verlötet oder mit Leitkleber verbunden werden.
  11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass beim Verlöten Lötzinn in den Metallkontakten (20) durch halbkreisförmige Ausnehmungen (12) an der Verbindungsleiterplatte (2) aufgenommen wird.
  12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Verlöten die erste und zweite Leiterplatte (4, 6) und die Verbindungsleiterplatte (2) durch Positionieröffnungen (8, 8', 10, 10') zueinander ausgerichtet werden.
  13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsleiterplatte (2) mit elektronischen Bauteilen bestückt wird.
  14. Linearer Wegsensor mit wenigstens einer Verbindungsleiterplatte (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 zur Längenskalierung von Leiterplatten, wobei eine erste Leiterplatte (4) mit einer zweiten Leiterplatte (6) über die Verbindungsleiterplatte (2) verbunden ist und die Leiterplatten mit Sensorelementen bestückt sind.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12 zum Herstellen eines Wegsensors nach Anspruch 13.
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