DE102015223490A1

DE102015223490A1 - Baugruppe mit einer auf einem Substrat montierten elektrischen Komponente und Montageverfahren

Info

Publication number: DE102015223490A1
Application number: DE102015223490.8A
Authority: DE
Inventors: Gerard McGoogan; Joseph Erskine; Alan HARDIE
Original assignee: SKF AB
Current assignee: SKF AB
Priority date: 2014-11-28
Filing date: 2015-11-26
Publication date: 2016-06-02
Also published as: CN105657985B; GB201421160D0; US9854676B2; US20160157349A1; GB2532781A; CN105657985A

Abstract

Eine Baugruppe, umfassend mindestens eine elektrische Komponente, die auf einem Substrat montiert ist. Die Komponente umfasst mindestens eine erste und zweite Elektrode, wobei das Substrat mindestens einen ersten und zweiten elektrischen Leiter umfasst. Die erste Elektrode ist elektrisch mit dem ersten elektrischen Leiter verbunden und die zweite Elektrode ist elektrisch mit dem zweiten elektrischen Leiter verbunden. In einer Richtung senkrecht zum Substrat befindet sich die erste Elektrode zwischen dem ersten elektrischen Leiter und der zweiten Elektrode. Die zweite Elektrode ist mit Hilfe eines Verbindungselements, das sich zwischen der zweiten Elektrode und dem zweiten elektrischen Leiter erstreckt, mit dem zweiten elektrischen Leiter verbunden.

Description

ERFINDUNGSGEBIET
Die Erfindung betrifft eine Baugruppe, umfassend mindestens eine auf einem Substrat montierte elektrische Komponente, wobei die Komponente mindestens eine erste und zweite Elektrode umfasst, wobei das Substrat mindestens einen ersten und zweiten elektrischen Leiter umfasst, wodurch die erste Elektrode elektrisch mit dem ersten elektrischen Leiter und die zweite Elektrode elektrisch mit dem zweiten elektrischen Leiter verbunden ist.
Die Erfindung betriff auch eine Komponente, die sich für eine derartige Baugruppe eignet, sowie ein Verfahren zum Montieren einer elektrischen Komponente auf einem Substrat.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Bei einer derartigen bekannten Baugruppe ist eine Komponente mit zwei Elektroden versehen. Die Elektroden sind beabstandet und befinden sich in der gleichen Ebene. Eine derartige Komponente wird durch Oberflächenmontagetechnologie (SMT – Surface-Mount Technology) verwendet. SMT ist ein Verfahren zum Herstellen von Elektronikschaltungen, bei denen die Komponenten direkt auf einer Oberfläche eines Substrats wie etwa einer Leiterplatte (PCB – Printed Circuit Board) montiert oder platziert werden, wodurch die beabstandeten Elektroden der Komponenten direkt mit verschiedenen elektrischen Leitern verbunden sind, die sich auf der Oberfläche des Substrats befinden.
Ein Nachteil der bekannten Baugruppe besteht darin, dass sich die Elektroden der Komponente in der gleichen Ebene befinden müssen und dass sich beide Elektroden nach dem Verbinden der Komponente mit dem Substrat auf der Oberfläche des Substrats befinden. Eine derartige Orientierung der Elektroden bezüglich der Komponente sowie eine derartige Orientierung der Komponente bezüglich des Substrats ist nicht immer möglich oder wünschenswert.
KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Eine der Aufgaben der Erfindung besteht in der Bereitstellung einer Baugruppe, wodurch die Nachteile der oben erwähnten Baugruppe überwunden worden sind.
Diese Aufgabe wird durch die Baugruppe gemäß der Erfindung dadurch erreicht, dass in einer Richtung senkrecht zum Substrat die erste Elektrode sich zwischen dem ersten elektrischen Leiter und der zweiten Elektrode befindet, wodurch die zweite Elektrode mit Hilfe eines Verbindungselements, das sich zwischen der zweiten Elektrode und dem zweiten elektrischen Leiter erstreckt, mit dem zweiten elektrischen Leiter verbunden ist.
Durch die Baugruppe gemäß der Erfindung befinden sich die Elektroden auf gegenüberliegenden Seiten, wobei die beiden Seiten in dieser Anmeldung benannt werden: eine Bodenseite, die zum Substrat weist und sich darauf befindet, und eine Oberseite, die sich in einem Abstand von dem Substrat befindet, in einer Richtung senkrecht zum Substrat gesehen. Die an der Bodenseite befindliche erste Elektrode ist direkt mit dem ersten Verbinder verbunden. Die auf der Oberseite befindliche zweite Elektrode ist mit Hilfe des Verbindungselements mit dem zweiten elektrischen Leiter verbunden. Auf diese Weise kann die Komponente leicht mit dem Substrat verbunden werden, während sich nur die erste Elektrode auf der Oberfläche des Substrats befindet, während sich die zweite Elektrode über der ersten Elektrode und der Oberfläche des Substrats befindet. Der zweite elektrische Leiter befindet sich auf der Oberfläche des Substrats bei der Komponente und ist mit Hilfe des Verbindungselements, das sich von der Oberfläche des Substrats zu der höher befindlichen zweiten Elektrode erstreckt, mit der zweiten Elektrode verbunden.
Eine Ausführungsform der Baugruppe gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement ein Metallteil umfasst, das mit der zweiten Elektrode und mit dem zweiten elektrischen Leiter verbunden ist.
Ein derartiges Metallteil kann leicht hergestellt und mit mindestens einem Verbindungsabschnitt versehen werden, um mit dem zweiten elektrischen Leiter verbunden zu werden, einem Verbindungsabschnitt, der mit der zweiten Elektrode verbunden werden soll, und einem Brückenabschnitt, der sich zwischen den Verbindungsabschnitten erstreckt.
Das Metallteil wird bevorzugt vor dem Montieren der elektrischen Komponente auf einem Substrat mit der zweiten Elektrode verbunden. Durch Montieren der elektrischen Komponente mit dem Metallteil auf dem Substrat wird die erste Elektrode auf dem ersten elektrischen Leiter platziert, während gleichzeitig der mit der zweiten Elektrode verbundene Verbindungsabschnitt auf dem zweiten elektrischen Leiter platziert wird. Dies gestattet die Platzierung mit Hilfe von Pick-and-Place-Maschinen.
Das Substrat isoliert die Komponente elektrisch von der Einrichtung, auf der die Baugruppe montiert werden wird, und einem etwaigen Potentialweg darauf.
Eine weitere Ausführungsform der Baugruppe gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass sich der zweite Verbinder an mindestens zwei gegenüberliegenden Seiten der elektrischen Komponente befindet, wodurch das Metallteil mit mindestens zwei Enden an gegenüberliegenden Seiten der elektrischen Komponente mit dem zweiten Verbinder und mit einem Teil, das sich zwischen den mindestens zwei Enden befindet, mit der zweiten Elektrode verbunden ist.
Durch Verbinden der zweiten Elektrode auf zwei gegenüberliegenden Seiten der Komponente mit dem zweiten Verbinder wird eine starre Verbindung erhalten, wodurch ein Kippen der Komponente in einer Richtung zu dem zweiten Verbinder leicht verhindert wird. Es ist auch möglich, die zweite Elektrode auf mehr Seiten der Komponente mit dem zweiten Leiter zu verbinden.
Das Metallteil kann an jedem der beiden Enden sowie an dem Teil, das sich zwischen den beiden Enden befindet, mit einem Verbindungsabschnitt versehen sein, wodurch ein Brückenabschnitt, der sich zwischen jedem Ende und dem Teil erstreckt, das sich zwischen den beiden Enden befindet.
Eine weitere Ausführungsform der Baugruppe gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Metallteil mit Hilfe eines Lots oder eines elektrisch leitenden Klebers mit der zweiten Elektrode und/oder dem zweiten elektrischen Leiter verbunden ist.
Mit Hilfe des Lots oder des elektrisch leitenden Klebers kann leicht und zuverlässig eine elektrische Verbindung erhalten werden.
Der Vorteil eines leitenden, flexiblen Klebers besteht darin, dass er den Sensor mechanisch von den Effekten des Gewichts des Metallteils isoliert.
Eine weitere Ausführungsform der Baugruppe gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement eine flexible Folie ist, das mit einem dritten elektrischen Leiter versehen ist, wobei die flexible Folie mit dem Substrat verbunden ist, wodurch ein erstes Ende des dritten elektrischen Leiters mit dem zweiten elektrischen Leiter verbunden ist, während das zweite Ende des dritten elektrischen Leiters mit der zweiten Elektrode verbunden ist.
Mit einer derartigen flexiblen Folie kann ein Abstand zwischen der Oberfläche des Substrats und der höher befindlichen zweiten Elektrode leicht überbrückt werden.
Eine weitere Ausführungsform der Baugruppe gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Ende des dritten elektrischen Leiters mit Hilfe eines Lots oder elektrisch leitenden Klebers verbunden ist.
Mit Hilfe von Lot oder elektrisch leitendem Kleber kann leicht und zuverlässig eine elektrische Verbindung erhalten werden.
Eine weitere Ausführungsform der Baugruppe gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat eine flexible Folie ist, die mit der flexiblen Folie des Verbindungselements ein Ganzes bildet.
Auf diese Weise wird die flexible Folie des Verbindungselements als ein integraler Teil des Substrats hergestellt, so dass keine separaten Verbindungselemente hergestellt werden müssen.
Eine weitere Ausführungsform gemäß der Erfindung besteht darin, dass das Substrat mit einem Loch versehen ist, wobei sich die erste Elektrode mindestens teilweise um das Loch herum befindet.
In dem Fall, dass beispielsweise der Sensor ein Schallsensor ist und das Substrat aus einem Material wie Polyimid, das für Schallsignale ein schlechter Überträger ist, besteht, kann die erste Elektrode mit dem ersten Verbinder auf dem Substrat verbunden werden, während die Komponente durch das Loch mit Hilfe eines Klebers oder Klebstoffs mit gewünschten Eigenschaften für das Leiten und Übertragen von Schallsignalen von einem Objekt wie etwa einem Lager verbunden werden kann.
Im Fall, dass der Sensor eine ringförmige erste Elektrode umfasst, werden der Kleber oder der Klebstoff durch die ringförmige erste Elektrode mit der Komponente in Kontakt stehen.
Eine weitere Ausführungsform der Baugruppe gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente ein Sensor wie etwa ein Schallemissionssensor, ein Schwingungssensor, ein Ultraschallsensor, ein Scherschwingungskristallsensor oder andere piezoelektrische Sensoren ist.
Solche Sensoren sind oftmals mit einer unteren und oberen Elektrode versehen. Der Sensor kann unterschiedliche Konfigurationen wie etwa eine Scheibengestalt, eine Rohrgestalt, eine Rechteckplattengestalt besitzen. Durch die Baugruppe gemäß der Erfindung kann der Sensor leicht mit dem Substrat verbunden werden, wodurch die erste untere Elektrode direkt mit dem ersten Verbinder verbunden ist und die zweite obere Elektrode mit Hilfe des Verbindungselements mit dem zweiten Verbinder verbunden ist.
Ein derartiger Sensor kann einen Kristall umfassen, der sich zwischen der ersten und zweiten Elektrode befindet.
Eine weitere Ausführungsform der Baugruppe gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Baugruppe ein Lager oder eine Struktur, die mit einem Lager einen Kontakt herstellt, umfasst, wobei auf das Lager oder die Struktur das Substrat montiert ist.
Durch Montieren des beispielsweise mit einem Schallemissionssensor versehenen Substrats auf dem Lager können Schallsignale von dem Lager leicht gemessen werden.
Die Erfindung betrifft auch eine Komponente, die sich für eine derartige Baugruppe eignet, die die Nachteile der Komponente des Stands der Technik wie oben beschrieben überwindet.
Die Komponente gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente mit einem Verbindungselement versehen ist, das ein Metallteil umfasst, wobei das Metallteil mit der zweiten Elektrode verbunden ist, während sich mindestens ein Ende des Metallteils auf einer gleichen Ebene wie die erste Elektrode befindet.
Eine derartige Komponente kann leicht auf einem Substrat montiert werden, wodurch die erste Elektrode zwischen der zweiten Elektrode und dem ersten elektrischen Leiter, mit dem die erste Elektrode verbunden ist, angeordnet wird.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren, das sich zum Montieren einer elektrischen Komponente auf einem Substrat eignet, das die Nachteile des Verfahrens nach dem Stand der Technik wie oben beschrieben überwindet.
Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung umfasst die Komponente mindestens eine erste und eine zweite Elektrode, wobei das Substrat mindestens einen ersten und zweiten elektrischen Leiter umfasst, wodurch die erste Elektrode elektrisch mit dem ersten elektrischen Leiter und die zweite Elektrode elektrisch mit dem zweiten elektrischen Leiter verbunden ist, und wodurch in einer Richtung senkrecht zum Substrat die erste Elektrode sich zwischen dem ersten elektrischen Leiter und der zweiten Elektrode befindet, wodurch die zweite Elektrode mit Hilfe eines Verbindungselements, das sich zwischen der zweiten Elektrode und dem zweiten elektrischen Leiter erstreckt, mit dem zweiten elektrischen Leiter verbunden ist.
Mit einem derartigen Verfahren kann eine Komponente, die mit einer am Boden der Komponente befindlichen ersten Elektrode und einer an der Oberseite der Komponente befindlichen zweiten Elektrode versehen ist, leicht mit dem Substrat verbunden werden, wodurch die erste untere Elektrode direkt mit dem ersten Verbinder verbunden ist. Die zweite obere Elektrode ist mit dem zweiten Verbinder mit Hilfe des Verbindungselements verbunden, das den Abstand zwischen dem auf der Oberfläche des Substrats befindlichen zweiten elektrischen Leiter und der höher befindlichen zweiten Elektrode überbrückt.
Eine Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement ein Metallteil umfasst, das mit Hilfe eines Lots oder elektrisch leitenden Klebers mit der zweiten Elektrode und mit dem zweiten elektrischen Leiter verbunden ist.
Das Metallteil kann auf der zweiten Elektrode und der Komponente vorinstalliert werden, wobei das Metallteil dann mit einem standardmäßigen Oberflächenmontagezusammenbauprozess kompatibel wird.
Ein derartiges Metallteil liefert eine starre elektrische Verbindung zwischen der zweiten Elektrode und zu dem zweiten elektrischen Leiter, die mit Hilfe von Lot oder elektrisch leitendem Kleber leicht damit verbunden werden kann.
Eine weitere Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement eine flexible Folie ist, die mit einem dritten elektrischen Leiter versehen ist, wobei die flexible Folie mit dem Substrat verbunden ist, wodurch ein erstes Ende des dritten elektrischen Leiters mit dem zweiten elektrischen Leiter verbunden ist, während das zweite Ende des dritten elektrischen Leiters mit Hilfe eines Lots oder eines elektrisch leitenden Klebers mit der zweiten Elektrode verbunden ist.
Mit einer derartigen flexiblen Folie kann ein Abstand zwischen der Oberfläche des Substrats und der höher befindlichen zweiten Elektrode leicht überbrückt werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Seitenansicht einer Komponente mit einer ersten unteren Elektrode und einer zweiten oberen Elektrode;
2 ist eine perspektivische schematische Ansicht eines Substrats und eines Verbindungselements einer ersten Ausführungsform einer Baugruppe gemäß der Erfindung;
3 ist eine perspektivische schematische Ansicht der ersten Ausführungsform gemäß der Erfindung, umfassend die Komponente wie in 1 gezeigt und das Substrat und das Verbindungselement wie in 2 gezeigt;
4A, 4B und 4C sind eine Perspektivansicht, eine Seitenansicht und eine Draufsicht einer zweiten Ausführungsform einer Baugruppe gemäß der Erfindung;
5 ist eine Perspektivansicht einer dritten Ausführungsform einer Baugruppe gemäß der Erfindung;
6A und 6B sind eine Draufsicht und eine Perspektivansicht eines Substrats und eines Verbindungselements ohne und mit einer Komponente einer vierten Ausführungsform einer Baugruppe gemäß der Erfindung;
7A und 7B sind eine Draufsicht und eine Perspektivansicht eines Substrats und eines Verbindungselements ohne und mit einer Komponente einer fünften Ausführungsform einer Baugruppe gemäß der Erfindung;
8A und 8B sind eine Draufsicht eines Substrats ohne und einem und eine Perspektivansicht eines Substrats, einer Komponente und eines Verbindungselements einer sechsten Ausführungsform einer Baugruppe gemäß der Erfindung,
8C ist eine vergrößerte Seitenansicht des Verbindungselements wie in 8B gezeigt;
9 ist eine Perspektivansicht einer siebten Ausführungsform einer Baugruppe gemäß der Erfindung.
In den Zeichnungen beziehen sich gleiche Bezugszahlen auf gleiche Elemente.
BESCHREIBUNG DER FIGUREN
1 zeigt eine Seitenansicht einer elektrischen Komponente 1, umfassend eine auf der Bodenseite 3 befindliche erste untere Elektrode 2 und eine auf der Oberseite 5 befindliche zweite obere Elektrode 4. Solche Komponenten 1 sind beispielsweise Sensoren wie etwa Schallemissionssensoren, Schwingungssensoren, Ultraschallsensoren, Scherschwingungskristallsensoren oder andere piezoelektrische Sensoren.
2 und 3 zeigen eine Perspektivansicht einer ersten Ausführungsform einer Baugruppe 11 gemäß der Erfindung. Die Baugruppe 11 umfasst ein mit einem ersten elektrischen Leiter 13 versehenes Substrat 12 und ein mit dem Substrat 12 verbundenes Verbindungselement 14. Nur ein kreisförmiges Teil 15 des ersten elektrischen Verbinders 13 ist in 2 gezeigt, der erste elektrische Verbinder 13 umfasst auch eine mit dem kreisförmigen Teil 15 verbundene nichtgezeigte elektrisch leitende Bahn.
Das Substrat 12 ist auch mit einem nichtgezeigten zweiten elektrischen Leiter versehen. Das Verbindungselement 14 ist mit einem dritten elektrischen Leiter 16 versehen. Nur ein kreisförmiges Teil 17 des dritten elektrischen Leiters 16 ist in 2 gezeigt, der dritte elektrische Leiter 16 umfasst auch eine mit dem kreisförmigen Teil 15 und dem nichtgezeigten zweiten elektrischen Leiter verbundene nichtgezeigte elektrisch leitende Bahn.
Das Substrat 12 und das Verbindungselement 14 bestehen als Ganzes aus einer flexiblen Folie, auf der der erste, zweite und dritte elektrische Leiter 13, 16 beispielsweise als eine gedruckte Schaltung aufgebracht sind.
3 zeigt die Baugruppe 11, die das Substrat 12, das Verbindungselement 14 und die Komponente 1 umfasst. Die Baugruppe 11 wird erhalten durch Montieren der Komponente 1 auf dem Substrat 12 und Verbinden der ersten Elektrode 2 der Komponente 1 mit Hilfe von Lot oder elektrisch leitendem Kleber mit dem kreisförmigen Teil 15 des ersten elektrischen Leiters 13. Danach wird das flexible Verbindungselement 14 gebogen, um den kreisförmigen Teil 17 des dritten elektrischen Leiters 16 auf der zweiten Elektrode 4 der Komponente 1 zu positionieren und den kreisförmigen Teil 17 des dritten elektrischen Leiters 16 mit Hilfe von Lot oder elektrisch leitendem Kleber mit der zweiten Elektrode 4 der Komponente 1 zu verbinden.
Es ist auch möglich, die zweite Elektrode 4 des kreisförmigen Teils 17 des dritten elektrischen Leiters 16 zuerst zu verbinden und danach das flexible Verbindungselement 14 bezüglich des Substrats 12 zu biegen, um die erste Elektrode 2 mit dem kreisförmigen Teil 15 des ersten elektrischen Leiters 13 zu verbinden.
Die 4A, 4B und 4C zeigen eine Perspektivansicht, eine Seitenansicht und eine Draufsicht einer zweiten Ausführungsform einer Baugruppe 21 gemäß der Erfindung. Die Baugruppe 21 umfasst eine plattenförmige Montagehalterung 22, die mit zwei Löchern 23 nahe gegenüberliegenden Enden der Halterung 22 versehen ist. Zwischen den beiden Löchern 23 ist die Baugruppe 11, wie in 3 gezeigt, an der Halterung 22 montiert.
5 zeigt eine perspektivische Ansicht einer dritten Ausführungsform einer Baugruppe 31 gemäß der Erfindung, die ein Lager 32 und die Baugruppe 21 umfasst, wie in den 4A, 4B, 4C gezeigt. Die Baugruppe 21 ist auf einer äußeren Oberfläche 33 des Lagers 32 montiert. Der erste und zweite elektrische Leiter auf dem Substrat 12 sind mit einem Messsystem wie etwa einem Computer verbunden, um die von der Komponente 1 erhaltenen Signale in Informationen über den Status des Lagers 32 umzuwandeln. Eine derartige Umwandlung ist in der Technik bekannt. Anstatt eines Computers können die relevanten Informationen unter Verwendung eines analogen Elektroniksystems oder irgendeiner anderen Art von Messsystem extrahiert werden.
Die 6A und 6B zeigen eine Draufsicht und eine perspektivische Ansicht einer vierten Ausführungsform einer Baugruppe 41 gemäß der Erfindung.
6A zeigt eine Draufsicht einer flexiblen Folie 42, umfassend ein Substrat 43, ein Verbindungselement 44 und eine longitudinale Verlängerung 45. Das Substrat 43 und die longitudinale Verlängerung 45 sind mit einem ersten elektrischen Leiter 46 und einem zweiten elektrischen Leiter 47 versehen. Auf dem Substrat 43 ist der erste elektrische Leiter 46 an seinem Ende mit einem ringförmigen Teil 48 versehen.
Das Verbindungselement 44 ist mit einem dritten elektrischen Leiter 49 versehen, der mit dem zweiten elektrischen Leiter 47 an dem Übergang von dem Substrat 43 zu dem Verbindungselement 44 verbunden ist. Der dritte elektrische Leiter 49 ist an seinem von dem Substrat 43 entfernten Ende mit einem ringförmigen Teil 50 versehen.
Der Teil der flexiblen Folie 42, der sich innerhalb der ringförmigen Teile 48, 50 befindet, kann entfernt werden, um Löcher in der flexiblen Folie 42 zu erhalten.
Ein Kleber oder ein Klebstoff mit guten Übertragungseigenschaften für Schallsignale kann in den Löchern aufgebracht werden. Beim Montieren der Baugruppe 41 auf einem Lager 33, als Beispiel, auf der Seite des Substrats 43 wird das Gel oder der Klebestoff in der Lage sein, Schallsignale von dem Lager zum Sensor zu übertragen.
6B zeigt die Baugruppe 41, die die flexible Folie 42 und die Komponente 1 umfasst. Die Baugruppe 41 wird erhalten durch Montieren der Komponente 1 auf dem ringförmigen Teil 48 und Verbinden der ersten Elektrode 2 der Komponente 1 mit Hilfe von Lot oder elektrisch leitendem Kleber mit dem ringförmigen Teil 48 des ersten elektrischen Leiters 46. Danach wird das flexible Verbindungselement 44 gebogen, um den ringförmigen Teil 50 des dritten elektrischen Leiters 44 auf der zweiten Elektrode 4 der Komponente 1 zu positionieren und den ringförmigen Teil 50 mit Hilfe von Lot oder elektrisch leitendem Kleber mit der zweiten Elektrode 4 zu verbinden. Es ist auch möglich, zuerst die zweite Elektrode 4 mit dem ringförmigen Teil 50 zu verbinden und danach das flexible Verbindungselement 44 bezüglich des Substrats 43 zu biegen, um die erste Elektrode 2 mit dem ringförmigen Teil 48 des ersten elektrischen Leiters 48 zu verbinden.
Die 7A und 7B zeigen eine Draufsicht und eine perspektivische Ansicht einer fünften Ausführungsform einer Baugruppe 51 gemäß der Erfindung.
Die Baugruppe 51 differiert von der Baugruppe 41 nur dadurch, dass der dritte elektrische Leiter 49 an seinem Ende mit einem kreisförmigen Teil 52 anstelle des ringförmigen Teils 50 versehen ist.
Der ringförmige Teil 48 kann auch durch einen kreisförmigen Teil ersetzt werden. Je nach der Art von Komponente 1 ist die Übertragung von Signalen von der Komponente 1 zu einer mit der longitudinalen Verlängerung 45 verbundenen Einrichtung besser mit einem ringförmigen Teil 50 oder mit einem kreisförmigen Teil 52.
Die 8A und 8B zeigen eine Draufsicht und eine perspektivische Ansicht einer sechsten Ausführungsform einer Baugruppe 61 gemäß der Erfindung. 8A zeigt eine Draufsicht eines mit einer longitudinalen Verlängerung 65 versehenen Substrats 63. Das Substrat 63 und die longitudinale Verlängerung 65 sind mit einem ersten elektrischen Leiter 66 und einem zweiten elektrischen Leiter 47 versehen. Auf dem Substrat 63 ist der erste elektrische Leiter 46 an seinem Ende mit zwei gekrümmten Teilen 68 versehen. An dem Substrat 63 ist der zweite elektrische Leiter 47 an seinem Ende mit zwei rechteckigen Teilen 69 versehen, die sich an gegenüberliegenden Seiten der gekrümmten Teile 68 des ersten elektrischen Leiters 46 befinden. Zwischen den gekrümmten Teilen 68 ist ein Loch 70 im Substrat 63 vorgesehen. Das Loch 70 ist am Umfang der Komponente 1 vorbei hinaus verlängert, um ein Kleben von der Oberseite des Substrats 63 in das Loch 70 zu gestatten, wenn das Substrat 63 an einem Lager 33 oder einer Halterung 22 montiert wird, um die Komponente mit dem Lager 33 oder der Halterung 22 zu verbinden, so dass Schallsignale von dem Lager 33 oder der Halterung 22 gut zur Komponente 1 übertragen werden.
8C zeigt ein Verbindungselement 71 der Baugruppe 61 gemäß der Erfindung.
Das Verbindungselement 71 besteht aus einem Metallstreifen und umfasst einen zentral angeordneten kreisförmigen Teil 72, zwei Brückenteile 73, die sich von dem kreisförmigen Teil 72 nach unten erstrecken, und zwei Verbindungsabschnitte 74, die sich parallel zum kreisförmigen Teil 72 erstrecken. Die Verbindungsabschnitte 74 befinden sich auf einer niedrigeren Ebene als der kreisförmige Teil 72, in einer Richtung senkrecht zum kreisförmigen Teil 72 gesehen.
8B zeigt die Baugruppe 61, die das Substrat 63, die Komponente 1 und das Verbindungselement 71 umfasst.
Die Baugruppe 61 wird erhalten durch Montieren des zentral angeordneten kreisförmigen Teils 72 des Verbindungselements 71 auf der zweiten Elektrode 4 der Komponente 1 und Verbinden des kreisförmigen Teils 72 mit Hilfe von Lot oder elektrisch leitendem Kleber mit der zweiten Elektrode 4. Die Brückenteile 73 besitzen eine Länge, so dass sich die Verbindungsabschnitte 74 auf der gleichen Ebene wie die erste Elektrode 2 befinden, nachdem das Verbindungselement 71 mit der zweiten Elektrode 4 verbunden ist.
Danach wird die Komponente 1 mit dem damit verbundenen Verbindungselement 71 auf dem Substrat 63 montiert, wodurch die erste Elektrode 2 der Komponente 1 an den gekrümmten Teilen 68 des ersten elektrischen Verbinders 66 positioniert wird und die Verbindungsabschnitte 74 des Verbindungselements 71 an den beiden rechteckigen Teilen 69 des zweiten elektrischen Leiters 67 positioniert werden. Danach wird die erste Elektrode 2 mit den gekrümmten Teilen 68 verbunden und die Verbindungsabschnitte 74 werden mit Hilfe von Lot oder elektrisch leitendem Kleber mit den beiden rechteckigen Teilen 69 verbunden.
Es ist auch möglich, zuerst die erste Elektrode 2 mit den gekrümmten Teilen 68 des ersten elektrischen Leiters 66 zu verbinden und danach den kreisförmigen Teil 72 des Verbindungselements 72 mit der zweiten Elektrode 4 zu verbinden und die Verbindungsabschnitte 74 des Verbindungselements 72 mit den beiden rechteckigen Teilen 69 des zweiten elektrischen Leiters 67 zu verbinden.
9 ist eine perspektivische Ansicht einer siebten Ausführungsform einer Baugruppe 81 gemäß der Erfindung. Die Baugruppe 81 ist ähnlich der Baugruppe 31, außer dass durch die Baugruppe 31 ein flexibles Verbindungselement 14 verwendet wird, während durch die Baugruppe 81 das Verbindungselement 81, wie in 8 gezeigt, verwendet wird, um die zweite Elektrode 4 der Komponente 1 mit einem zweiten elektrischen Leiter auf einem Substrat 82 zu verbinden.
Durch alle die Ausführungsformen der Baugruppe 11, 21, 31, 41, 51, 61, 81 gemäß der Erfindung befindet sich die erste Elektrode 2 zwischen dem ersten elektrischen Leiter 15, 48, 68 und der zweiten Elektrode 4, in einer Richtung senkrecht zum Substrat 12, 43, 63, 82 gesehen.
Es ist auch möglich, dass das Verbindungselement mehr als zwei Verbindungsabschnitte umfasst.
Es ist möglich, die Halterung 22 beispielsweise durch Kleber an einem Objekt zu montieren, wobei dann keine Löcher 23 in der Halterung vorgesehen werden müssen. Das Substrat kann an einem Lager oder einer Struktur montiert werden, die mit einem Lager einen Kontakt herstellt, wie etwa einem Lagergehäuse oder einem Zwischenlagergehäuse, oder an einer beliebigen anderen Art von Objekt montiert werden.
Der Fachmann realisiert, dass die vorliegende Erfindung auf keinen Fall auf die bevorzugten Ausführungsformen beschränkt ist. Andere Variationen der offenbarten Ausführungsformen können durch den Fachmann durch Praktizieren der beanspruchten Erfindung anhand einer Studie der Zeichnungen, der Offenbarung und der beigefügten Ansprüche verstanden und bewirkt werden.
In den Ansprüchen schließt das Wort „umfassend“ andere Elemente oder Schritte nicht aus, und der unbestimmte Artikel „ein“ oder „eine“ oder „einer“ schließt keine Mehrzahl aus. Allein die Tatsache, dass gewisse Maße in zueinander verschiedenen abhängigen Ansprüchen aufgeführt werden, zeigt nicht an, dass eine Kombination dieser Maße nicht vorteilhaft verwendet werden kann.
Alle Bezugszeichen im Schutzbereich sollten nicht als den Schutzbereich der Ansprüche beschränkend ausgelegt werden.
Bezugszeichenliste

1: elektrische Komponente
2: untere Elektrode
3: Unterseite
4: obere Elektrode
5: Oberseite
11: Baugruppe
12: Substrat
13: erster elektrischer Leiter
14: Verbindungselement
15: kreisförmiger Teil
16: dritter elektrischer Leiter
17: kreisförmiger Teil
21: Baugruppe
22: Halterung
23: Loch
31: Baugruppe
32: Lager
33: äußere Oberfläche
41: Baugruppe
42: flexible Folie
43: Substrat
44: Verbindungselement
45: longitudinale Verlängerung
46: erster elektrischer Leiter
47: zweiter elektrischer Leiter
48: ringförmiger Teil
49: dritter elektrischer Leiter
50: ringförmiger Teil
51: Baugruppe
52: kreisförmiger Teil
61: Baugruppe
63: Substrat
65: longitudinale Verlängerung
66: erster elektrischer Leiter
67: zweiter elektrischer Leiter
68: gekrümmter Teil
69: rechteckiger Teil
70: Loch
71: Verbindungselement
72: kreisförmiger Teil
73: Brückenteil
74: Verbindungsabschnitt
81: Baugruppe
82: Substrat

Claims

Baugruppe (11, 21, 31, 41, 51, 61, 81), umfassend mindestens eine auf einem Substrat (12, 32, 64, 82) montierte elektrische Komponente (1), wobei die Komponente mindestens eine erste und zweite Elektrode (2, 4) umfasst, wobei das Substrat (12, 32, 64, 82) mindestens einen ersten und zweiten elektrischen Leiter (13; 44, 47; 66, 67) umfasst, wodurch die erste Elektrode (2) elektrisch mit dem ersten elektrischen Leiter (13, 46, 66) und die zweite Elektrode (4) elektrisch mit dem zweiten elektrischen Leiter (47, 67) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Richtung senkrecht zum Substrat (12, 32, 64, 82) die erste Elektrode (2) sich zwischen dem ersten elektrischen Leiter (13, 46, 66) und der zweiten Elektrode (4) befindet, wodurch die zweite Elektrode (4) mit Hilfe eines Verbindungselements (14, 44, 71), das sich zwischen der zweiten Elektrode (4) und dem zweiten elektrischen Leiter (47, 67) erstreckt, mit dem zweiten elektrischen Leiter (47, 67) verbunden ist.
Baugruppe (11, 21, 31, 41, 51, 61, 81) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (71) ein Metallteil umfasst, das mit der zweiten Elektrode (4) und mit dem zweiten elektrischen Leiter (47, 67) verbunden ist.
Baugruppe (11, 21, 31, 41, 51, 61, 81) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich der zweite Verbinder an mindestens zwei gegenüberliegenden Seiten der elektrischen Komponente (1) befindet, wodurch das Metallteil mit mindestens zwei Enden an gegenüberliegenden Seiten der elektrischen Komponente (1) mit dem zweiten Verbinder und mit einem Teil, das sich zwischen den mindestens zwei Enden befindet, mit der zweiten Elektrode (4) verbunden ist.
Baugruppe (11, 21, 31, 41, 51, 61, 81) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallteil mit Hilfe eines Lots oder eines elektrisch leitenden Klebstoffs mit der zweiten Elektrode (4) und/oder dem zweiten elektrischen Leiter (47, 67) verbunden ist.
Baugruppe (11, 21, 31, 41, 51, 61, 81) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement eine flexible Folie (42) ist, das mit einem dritten elektrischen Leiter (16, 46) versehen ist, wobei die flexible Folie mit dem Substrat (12, 43) verbunden ist, wodurch ein erstes Ende des dritten elektrischen Leiters (16, 49) mit dem zweiten elektrischen Leiter (47, 67) verbunden ist, während das zweite Ende des dritten elektrischen Leiters (16, 49) mit der zweiten Elektrode (4) verbunden ist.
Baugruppe (11, 21, 31, 41, 51, 61, 81) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Ende des dritten elektrischen Leiters (16, 49) mit Hilfe eines Lots oder eines elektrisch leitenden Klebers mit der zweiten Elektrode (4) verbunden ist.
Baugruppe (11, 21, 31, 41, 51, 61, 81) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat (12, 43) eine flexible Folie (42) ist, die mit der flexiblen Folie (42) des Verbindungselements (14, 44) ein Ganzes bildet.
Baugruppe (11, 21, 31, 41, 51, 61, 81) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat (12, 43) mit einem Loch versehen ist, wobei sich die erste Elektrode (2) mindestens teilweise um das Loch herum befindet.
Baugruppe (11, 21, 31, 41, 51, 61, 81) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente (1) ein Sensor wie etwa ein Schallemissionssensor, ein Schwingungssensor, ein Ultraschallsensor, ein Scherschwingungskristallsensor oder andere piezoelektrische Sensoren ist.
Baugruppe (11, 21, 31, 41, 51, 61, 81) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Baugruppe (11, 21, 31, 41, 51, 61, 81) ein Lager (32) oder eine Struktur, die mit einem Lager (32) einen Kontakt herstellt, umfasst, wobei auf das Lager (32) oder die Struktur das Substrat (12, 43, 63, 82) montiert ist.
Komponente (1), die sich für eine Baugruppe (11, 21, 31, 41, 51, 61, 81) nach einem der vorhergehenden Ansprüche eignet, wobei die Komponente (1) mindestens eine erste und zweite Elektrode (2, 4) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente (1) mit einem Verbindungselement (71) versehen ist, das ein Metallteil umfasst, wobei das Metallteil mit der zweiten Elektrode (4) verbunden ist, während sich mindestens ein Ende des Metallteils auf einer gleichen Ebene wie die erste Elektrode (2) befindet.
Verfahren zum Montieren einer elektrischen Komponente (1) auf einem Substrat (12, 43, 63, 82), wobei die Komponente (1) mindestens eine erste und zweite Elektrode (2, 4) umfasst, wobei das Substrat (12, 43, 63, 82) mindestens einen ersten und zweiten elektrischen Leiter (13; 46, 47; 66, 67) umfasst, wodurch die erste Elektrode (2) elektrisch mit dem ersten elektrischen Leiter (13, 46, 66) und die zweite Elektrode (4) elektrisch mit dem zweiten elektrischen Leiter (47, 67) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Richtung senkrecht zum Substrat (12, 43, 63, 82) die erste Elektrode (2) sich zwischen dem ersten elektrischen Leiter (13, 46, 66) und der zweiten Elektrode (4) befindet, wodurch die zweite Elektrode (4) mit Hilfe eines Verbindungselements (14, 44, 71), das sich zwischen der zweiten Elektrode (4) und dem zweiten elektrischen Leiter (47, 67) erstreckt, mit dem zweiten elektrischen Leiter (47, 67) verbunden ist.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (71) ein Metallteil umfasst, das mit Hilfe eines Lots oder elektrisch leitenden Klebers mit der zweiten Elektrode (4) und mit dem zweiten elektrischen Leiter (47, 67) verbunden ist.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (14, 44) eine flexible Folie (42) ist, die mit einem dritten elektrischen Leiter (16, 49) versehen ist, wobei die flexible Folie (42) mit dem Substrat (12, 43) verbunden ist, wodurch ein erstes Ende des dritten elektrischen Leiters (16, 49) mit dem zweiten elektrischen Leiter (47, 67) verbunden ist, während das zweite Ende des dritten elektrischen Leiters (16, 49) mit Hilfe eines Lots oder eines elektrisch leitenden Klebers mit der zweiten Elektrode (4) verbunden ist.