DE102013014526B4 - Electronics unit for a microphone unit, microphone unit and method for producing a microphone unit - Google Patents
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Abstract
Elektronikeinheit (2) für eine Mikrofoneinheit (1) umfassend- eine Mikrofonkapsel (4),- weitere elektronische Bauteile (5, 6),- eine Platine (7; 102 - 109; 202) und- eine wenigstens zweiadrige Kontakteinheit (8),- wobei die Kontakteinheit (8) Anschlusskontakte (8a, 8b) zur Kontaktierung der Platine (7; 102 - 109; 202) umfasst,- wobei die Mikrofonkapsel (4) auf einer Oberseite (7a) oder auf einer Unterseite (7b) der Platine (7; 102 - 109; 202) angeordnet ist,- wobei die Anschlusskontakte (8a, 8b) der Kontakteinheit (8) die Platine (7; 102 - 109; 202) von der Oberseite (7a) zu der Unterseite (7b) durchdringen oder von der Unterseite (7b) zu der Oberseite (7a) durchdringen,- wobei die Anschlusskontakte (8a, 8b) der als Steckbauteil (9) ausgeführten Kontakteinheit (8), Anschlusskontakte (4a, 4b) der als SMD-Bauteil (10) ausgeführten Mikrofonkapsel (4) und Anschlusskontakte der weiteren elektronischen Bauteile (5, 6) durch einen Flächenlötprozess auf die Platine (7; 102 - 109; 202) aufgelötet sind dadurch gekennzeichnet, dass die Kontakteinheit (8) einen die Anschlusskontakte (8a, 8b) tragenden Körper (17) umfasst, der ein zur Platine (7; 102 - 109; 202) eigenständiges Bauteil ist, und dass der Körper (17) einen Manipulationsabschnitt (18), als Ansaugfläche (19) aufweist, an welcher die Elektronikeinheit (2) von einem Greifer, als Sauggreifer, greifbar ist, wobei der Manipulationsabschnitt (18) als ebene und parallel zu der Oberseite (7a) bzw. Unterseite (7b) der Platine (7; 102 - 109; 202) ausgerichtete Ansaugfläche (19) ausgebildet ist.Electronic unit (2) for a microphone unit (1) comprising - a microphone capsule (4), - further electronic components (5, 6), - a circuit board (7; 102-109; 202) and - an at least two-wire contact unit (8), - wherein the contact unit (8) comprises connection contacts (8a, 8b) for contacting the board (7; 102-109; 202), - the microphone capsule (4) on an upper side (7a) or on a lower side (7b) of the board (7; 102-109; 202), - wherein the connection contacts (8a, 8b) of the contact unit (8) penetrate the circuit board (7; 102-109; 202) from the top (7a) to the bottom (7b) or penetrate from the bottom (7b) to the top (7a), - the connection contacts (8a, 8b) of the contact unit (8) designed as a plug-in component (9), connection contacts (4a, 4b) of the SMD component (10) executed microphone capsule (4) and connection contacts of the further electronic components (5, 6) are soldered onto the circuit board (7; 102-109; 202) by a surface soldering process et are characterized in that the contact unit (8) comprises a body (17) which carries the connection contacts (8a, 8b) and which is connected to the circuit board (7; 102-109; 202) is an independent component, and that the body (17) has a manipulation section (18) as a suction surface (19) on which the electronics unit (2) can be gripped by a gripper, as a suction gripper, the manipulation section (18) as a flat suction surface (19) oriented parallel to the top side (7a) or underside (7b) of the board (7; 102-109; 202).
Description
Die Erfindung betrifft eine Elektronikeinheit für eine Mikrofoneinheit, eine Mikrofoneinheit und ein Verfahren zur Herstellung einer Mikrofoneinheit gemäß den Ansprüchen 1, 2 und 6.The invention relates to an electronics unit for a microphone unit, a microphone unit and a method for producing a microphone unit according to
Aus der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Elektronikeinheit für eine Mikrofoneinheit bzw. eine Mikrofoneinheit bzw. ein Verfahren zur Herstellung einer Mikrofoneinheit zu entwickeln,
- - wobei die Elektronikeinheit zur automatischen Herstellung der Mikrofoneinheit trotz oberseitig und unterseitig vollflächig bestückter Platine von einem Greifer handhabbar ist,
- - wobei die Mikrofoneinheit unbeschadet auch mehrfach durch einen Stecker kontaktierbar ist und wobei die Mikrofoneinheit für den Einbau in einen Dachhimmel eines Fahrzeugs, in welchem Schwitzwasser auftreten kann, geeignet ist und
- - wobei eine automatische Montage der Mikrofoneinheit wirtschaftlich durchführbar ist.
- - The electronics unit for the automatic production of the microphone unit can be handled by a gripper despite the circuit board being fully equipped on the top and bottom,
- - The microphone unit can also be contacted several times by a plug without prejudice, and the microphone unit is suitable for installation in a headliner of a vehicle in which condensation can occur and
- - With an automatic assembly of the microphone unit is economically feasible.
Die Elektronikeinheit für eine Mikrofoneinheit umfasst eine Mikrofonkapsel, weitere elektronische Bauteile, eine Platine und eine wenigstens zweiadrige Kontakteinheit, wobei die Kontakteinheit Anschlusskontakte zur Kontaktierung der Platine umfasst, wobei die Mikrofonkapsel auf einer Oberseite oder auf einer Unterseite der Platine angeordnet ist, wobei die Anschlusskontakte der Kontakteinheit die Platine von der Oberseite der Platine zu der Unterseite der Platine durchdringen oder von der Unterseite der Platine zu der Oberseite der Platine durchdringen, wobei die Anschlusskontakte der als Steckbauteil ausgeführten Kontakteinheit, Anschlusskontakte der als SMD-Bauteil ausgeführten Mikrofonkapsel und Anschlusskontakte der weiteren elektronischen Bauteile durch einen Flächenlötprozess auf die Platine aufgelötet sind. Hierdurch entsteht ein Verbund aus Bauteilen, welcher mit der Kontakteinheit ein Bauteil umfasst, welches aufgrund seiner Robustheit, welche dieses als rein elektrischen und elektronikfreies Bauteil aufweist, und auf Grund mehrfacher Lötverbindungen zu der Platine als Angriffsstelle für eine automatische Handhabung geeignet ist.The electronics unit for a microphone unit comprises a microphone capsule, further electronic components, a circuit board and an at least two-wire contact unit, the contact unit comprising connection contacts for contacting the circuit board, the microphone capsule being arranged on an upper side or on a lower side of the circuit board, the connection contacts of the Contact unit penetrate the board from the top of the board to the underside of the board or penetrate from the underside of the board to the top of the board, the connection contacts of the contact unit designed as a plug-in component, connection contacts of the microphone capsule designed as an SMD component and connection contacts of the other electronic components are soldered to the circuit board by a surface soldering process. This creates a composite of components which, together with the contact unit, comprises a component which, due to its robustness, which this has as a purely electrical and electronics-free component, and due to multiple soldered connections to the circuit board, is suitable as a point of attack for automatic handling.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, die Kontakteinheit mit einem die Anschlusskontakte tragenden Körper, der ein zur Platine eigenständiges Bauteil ist, auszustatten und diesen Körper mit einem Manipulationsabschnitt als Ansaugfläche zu versehen, an welchem die gesamte Elektronikeinheit von einem Greifer als Sauggreifer greifbar ist. Durch einen derartigen Manipulationsabschnitt wird eine automatische Handhabung der Elektronikeinheit einfach ermöglicht, ohne dass die Gefahr besteht, elektronische Bauteile der Elektronikeinheit zu beschädigen.According to the invention, it is provided that the contact unit is equipped with a body carrying the connection contacts, which is a separate component from the circuit board, and that this body is provided with a manipulation section as a suction surface on which the entire electronics unit can be gripped by a gripper as a suction gripper. Such a manipulation section enables the electronic unit to be handled automatically in a simple manner without the risk of damaging electronic components of the electronic unit.
Die erfindungsgemäße Mikrofoneinheit umfasst eine Elektronikeinheit nach Anspruch 1 und ein Gehäuse, wobei der Körper der Kontakteinheit ein Flanschteil umfasst, wobei die Elektronikeinheit derart mit dem Gehäuse verbunden ist, dass die Elektronikeinheit bei fertig montierter Mikrofoneinheit an dem Flanschteil ihrer Kontakteinheit derart formschlüssig in dem Gehäuse gehalten ist, dass Steckkontakte der Kontakteinheit der Elektronikeinheit mit einem Stecker kontaktierbar ist, ohne dass die Lötverbindung zwischen der Kontakteinheit und der Platine eine mechanische Belastung erfährt. Durch eine Aufhängung der Elektronikeinheit mittels der Kontakteinheit in dem Gehäuse ist es möglich, die Platine von mechanischen Belastungen zu entkoppeln, welche beim Kontaktieren oder Dekontaktieren der Steckkontakte der Kontakteinheit durch einen Stecker auftreten.The microphone unit according to the invention comprises an electronics unit according to claim 1 and a housing, the body of the contact unit comprising a flange part, the electronics unit being connected to the housing in such a way that, when the microphone unit is fully assembled, the electronics unit is held in such a form-fitting manner in the housing on the flange part of its contact unit is that plug contacts of the contact unit of the electronics unit can be contacted with a plug without the soldered connection between the contact unit and the circuit board experiencing mechanical stress. By suspending the electronics unit by means of the contact unit in the housing, it is possible to decouple the circuit board from mechanical loads which occur when the plug contacts of the contact unit are contacted or decontacted by a plug.
Durch die Anordnung der Platine und der darauf angeordneten Mikrofonkapsel sowie der darauf angeordneten weiteren elektronischen Bauteile in einem durch das Gehäuseoberteil, durch das Gehäuseunterteil und durch den Körper der Kontakteinheit gebildeten umlaufend geschlossenen Innenraum, sind alle in dem Innenraum befindlichen elektronischen Bauteile bei sich in dem Gehäuseunterteil ausgebildetem und nach unten öffnendem Sprachkanal gegen senkrecht fallendes Tropfwasser geschützt.Due to the arrangement of the circuit board and the microphone capsule arranged on it, as well as the additional electronic components arranged thereon, in a circumferentially closed interior formed by the upper housing part, the lower housing part and the body of the contact unit, all electronic components located in the interior are in the lower housing part trained and downward-opening speech channel protected against vertically falling dripping water.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer Mikrofoneinheit umfasst die Schritte, Bestückung einzelner Platinen eines Nutzens mit einer als SMD-Bauteil ausgebildeten Mikrofonkapsel und einer als Steckbauteil ausgebildeten, wenigstens zweiadrigen Kontakteinheit, Auflöten der Bauteile auf die Platinen in einem Flächenlötprozess, Vereinzeln der jeweils aus Platine, Mikrofonkapsel, Kontakteinheit und weiteren elektronischen Bauteilen gebildeten Elektronikeinheiten, Aufnehmen der einzelnen Elektronikeinheiten mit einem Greifer, Einsetzen der Elektronikeinheit in ein Gehäuseunterteil eines Gehäuses und hierbei Herbeiführung einer zweidimensionalen formschlüssigen Verbindung zwischen einem an einem Körper der Kontakteinheit ausgebildeten Flanschteil der Kontakteinheit und einer Flanschaufnahme des Gehäuseunterteils, Schließen des Gehäuses durch Aufsetzen eines Gehäuseoberteils auf das Gehäuseunterteil und hierbei Herbeiführung einer dreidimensionalen formschlüssigen Verbindung zwischen dem Flanschteil der Kontakteinheit und dem Gehäuse. Da die einzelnen Verfahrenschritte mit herkömmlichen Handhabungsmitteln durchführbar sind, lassen sich mit dem Verfahren wirtschaftlich bzw. kostengünstig Mikrofoneinheiten herstellen.The method according to the invention for producing a microphone unit comprises the steps of equipping individual circuit boards of a panel with a microphone capsule designed as an SMD component and an at least two-wire contact unit designed as a plug-in component, soldering the components onto the circuit boards in a surface soldering process, separating the respective circuit board, Microphone capsule, contact unit and other electronic components formed electronic units, picking up the individual electronic units with a gripper, inserting the electronic unit into a housing lower part of a housing and thereby creating a two-dimensional positive connection between a flange part of the contact unit formed on a body of the contact unit and a flange receptacle of the housing lower part, Closing the housing by placing an upper housing part on the lower housing part and thereby creating a three-dimensional positive connection between them en the flange part of the contact unit and the housing. Since the individual process steps are based on conventional Handling means can be carried out, microphone units can be produced economically or inexpensively with the method.
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden in der Zeichnung anhand von schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen beschreiben.Further details of the invention are described in the drawing with the aid of schematically illustrated exemplary embodiments.
Hierbei zeigt:
-
1 : eine perspektivische Explosionsdarstellung einer erfindungsgemäßen Mikrofoneinheit und einer Stutzenaufnahme, an welcher die Mikrofoneinheit befestigbar ist; -
2 : eine perspektivische Darstellung der in der1 gezeigten Mikrofoneinheit in zusammengebautem Zustand; -
3 : eine schematische Darstellung der Elektronikeinheit der in den1 und2 gezeigten Mikrofoneinheit; -
4 : eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsvariante eines Nutzens; -
5 : einen Ausschnitt aus einer zweiten Ausführungsvariante eines Nutzens und -
6 -10 : verschiedene Ansichten größerer Abschnitte des in der5 gezeigten Nutzens.
-
1 : a perspective exploded view of a microphone unit according to the invention and a socket receptacle to which the microphone unit can be attached; -
2 : a perspective view of the in FIG1 microphone unit shown in the assembled state; -
3 : a schematic representation of the electronics unit of the1 and2 microphone unit shown; -
4th : a schematic representation of a first embodiment variant of a benefit; -
5 : an excerpt from a second variant of a panel and -
6th -10 : different views of larger sections of the5 shown benefit.
Die
Die Mikrofoneinheit
Das Gehäuse
In der schematischen Darstellung der
Aus der
Durch das Gehäuseoberteil
In der
In der
In der
In der
In der
In der
In der
Der Flächenlötprozess wird gemäß einer Ausführungsvariante in einem Reflow-Ofen durchgeführt.According to one embodiment, the surface soldering process is carried out in a reflow oven.
Die Erfindung ist nicht auf dargestellte oder beschriebene Ausführungsbeispiele beschränkt. Sie umfasst vielmehr Weiterbildungen der Erfindung im Rahmen der Schutzrechtsansprüche.The invention is not restricted to the illustrated or described exemplary embodiments. Rather, it comprises further developments of the invention within the scope of the property right claims.
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- MikrofoneinheitMicrophone unit
- 22
- ElektronikeinheitElectronics unit
- 33
- Gehäusecasing
- 3a3a
- GehäuseunterteilHousing base
- 3b3b
- GehäuseoberteilHousing upper part
- 44th
- MikrofonkapselMicrophone capsule
- 4a, 4b4a, 4b
- Anschlusskontakte von 4Connection contacts of 4
- 5, 65, 6
- elektronische Bauteileelectronic components
- 77th
- Platinecircuit board
- 7a7a
- Oberseite von 7Top of 7
- 7b7b
- Unterseite von 7Bottom of 7
- 88th
- KontakteinheitContact unit
- 8a, 8b8a, 8b
- Anschlusskontakte von 8Connection contacts of 8
- 8c, 8d8c, 8d
- Steckkontakte von 8Plug contacts from 8
- 99
- SteckbauteilPlug-in component
- 1010
- SMD-BauteilSMD component
- 1111
- Stutzen an 3aNozzle at 3a
- 1212th
- Struktur von 11Structure of 11
- 1313th
- Innenseite von 3aInside of 3a
- 1414th
- Dichtungsmittel an 3aSealant at 3a
- 1515th
- Eingang von 4Entrance from 4th
- 1616
- Sprachkanal in 3aVoice channel in 3a
- 1717th
- Körper von 8Body of 8
- 1818th
- Manipulationsabschnitt an 8Manipulation section on 8
- 1919th
- Ansaugfläche an 8Suction area on 8
- 2020th
- Flanschteil an 8Flange part on 8
- 2121
- Flanschaufnahme an 3aFlange mount on 3a
- 22, 2322, 23
- Rastmittel an 3a, 3bLatching means on 3a, 3b
- 24, 2524, 25
- Rastmittel an 3a, 3bLatching means on 3a, 3b
- 2626th
- geschlossener Innenraum von 3closed interior of 3
- 27, 2827, 28
- Anlagefläche von 17 bzw. 8Contact surface of 17 or 8
- 101101
- NutzenTo use
- 102 - 109102-109
- Platinecircuit board
- 110110
- Rahmenframe
- 111 - 113111-113
- Stegweb
- 114 - 116114-116
- Ausnehmung Recess
- 201201
- NutzenTo use
- 202202
- Platinecircuit board
- 210210
- Rahmenframe
- 214214
- Ausnehmung Recess
- 501501
- Stutzenaufnahme Connection socket
- xx
- RaumrichtungSpatial direction
- yy
- RaumrichtungSpatial direction
- z, z'z, z '
- RaumrichtungSpatial direction
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2014
- 2014-09-02 CN CN201410441810.0A patent/CN104427422B/en active Active
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