DE102021211099A1 - Different colored injection when crafting a sensor - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Herstellung eines Sensors, welcher zumindest ein Sensorelement (10), umfassend ein erstes Gehäuse, aufweist, wobei das Sensorelement (10) auf einem Schaltungsträger (11) angeordnet ist, wobei das Sensorelement mit dem Schaltungsträger, insbesondere teilweise, in einer Kavität (3) eines Spritzgusswerkzeugs angeordnet wird, wonach das Sensorelement (10) sowie der Schaltungsträger, insbesondere zumindest teilweise, umspritzt werden, wodurch ein zweites Gehäuse ausgebildet wird, wobei das Spritzgusswerkzeug zumindest einen ersten und einen zweiten Einspritzpunkt (1, 2) aufweist und am ersten und zweiten Einspritzpunkt (1, 2) verschiedenes Einspritzmaterial (A, B) in die Kavität (3) eingespritzt wird.Method for producing a sensor, which has at least one sensor element (10), comprising a first housing, the sensor element (10) being arranged on a circuit carrier (11), the sensor element being arranged with the circuit carrier, in particular partially, in a cavity ( 3) an injection molding tool is arranged, after which the sensor element (10) and the circuit carrier are, in particular at least partially, encapsulated, whereby a second housing is formed, the injection molding tool having at least a first and a second injection point (1, 2) and at the first and second injection point (1, 2) different injection material (A, B) is injected into the cavity (3).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Sensors gemäß Oberbegriff von Anspruch 1 sowie einen Sensor.The invention relates to a method for producing a sensor according to the preamble of claim 1 and a sensor.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zur Herstellung vorzuschlagen sowie einen Sensor, welcher eine relativ hohe Robustheit und/oder Dichtigkeit aufweist bzw. eine relativ gute/ verbesserte Prüfbarkeit und/oder Qualitätssicherung hinsichtlich der Dichtigkeit bzw. Robustheit.The invention is based on the object of proposing a method for production and a sensor which is relatively robust and/or tight or relatively good/improved in terms of testability and/or quality assurance with regard to tightness or robustness.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch das Verfahren gemäß Anspruch 1 sowie den Sensor nach Anspruch 10.This object is achieved according to the invention by the method according to claim 1 and the sensor according to claim 10.

Durch die unterschiedlichen Einspritzmaterialen, insbesondere hinsichtlich der unterschiedlichen Farben, sind vorzugsweise mögliche Undichtigkeiten des Sensors erkennbar und/oder Abnutzungen des Spritzgusswerkzeugs, welches zu möglichen Undichtigkeiten eines damit produzierten Sensors führen könnte.Due to the different injection materials, in particular with regard to the different colors, possible leaks in the sensor can preferably be identified and/or wear and tear on the injection molding tool, which could lead to possible leaks in a sensor produced with it.

Das erste Gehäuse ist bevorzugt als eigenes Gehäuse des Sensorelement-Chips ausgebildet, also insbesondere als Gehäuse des unverpackten Chips bzw. des sogenannten bare dies.The first housing is preferably designed as a separate housing for the sensor element chip, ie in particular as a housing for the unpackaged chip or the so-called bare die.

Das erste Gehäuse ist alternativ vorzugsweise als Premoldgehäuse ausgebildet und aus Spritzgusskunststoff hergestellt.Alternatively, the first housing is preferably designed as a premolded housing and is made from injection-molded plastic.

Das Sensorelement ist bevorzugt als integrierte Schaltung/ als ASIC ausgebildet, insbesondere umfassend eine integrierte Signalverarbeitungsschaltung, zweckmäßigerweise auf einem Chip.The sensor element is preferably designed as an integrated circuit/as an ASIC, in particular comprising an integrated signal processing circuit, expediently on a chip.

Das Einspritzmaterial bzw. die verschiedenen Einspritzmaterialien sind bevorzugt Kunststoff, insbesondere, jeweils Thermoplast oder Duroplast, besonders bevorzugt Epoxy.The injection material or the various injection materials are preferably plastic, in particular, in each case thermoplastic or duroplastic, particularly preferably epoxy.

Der erste und zweite Einspritzpunkt weisen zweckmäßigerweise jeweils einen separaten Einspritzkanal/ Angusskanal auf.The first and second injection point expediently each have a separate injection channel/sprue channel.

Es ist bevorzugt, dass das Einspritzmaterial, welches am ersten Einspritzpunkt in die Kavität gespritzt/ eingeleitet wird ein erstes Einspritzmaterial ist und das Einspritzmaterial, welches am zweiten Einspritzpunkt in die Kavität gespritzt/ eingeleitet wird, ein zweites Einspritzmaterial ist.It is preferable that the injection material injected/injected into the cavity at the first injection point is a first injection material and the injection material injected/injected into the cavity at the second injection point is a second injection material.

Das erste und das zweite Einspritzmaterial unterscheiden sich vorzugsweise in der Farbe.
Es ist bevorzugt, dass das Einspritzmaterial, welches am ersten Einspritzpunkt eingespritzt wird, eine andere/ unterschiedliche Farbe aufweist, als das Einspritzmaterial, welches am zweiten Einspritzpunkt eingespritzt wird. Unter einer anderen Farbe wird zweckmäßigerweise eine andere/ unterschiedliche Farbtemperatur verstanden.The first and second injection materials preferably differ in color.
It is preferred that the injection material injected at the first injection point has a different color than the injection material injected at the second injection point. A different color is expediently understood to mean a different/different color temperature.

Das Einspritzmaterial, welches an dem einen Einspritzpunkt eingespritzt wird, ist vorzugsweise UV-fluoreszierend ist und das Einspritzmaterial, welches an dem anderen Einspritzpunkt eingespritzt wird, ist nicht UV-fluoreszierend.The injection material injected at one injection point is preferably UV fluorescent and the injection material injected at the other injection point is non-UV fluorescent.

Es ist zweckmäßig, dass das Einspritzmaterial, welches an dem einen Einspritzpunkt eingespritzt wird, radioaktiv ist und das Einspritzmaterial, welches an dem anderen Einspritzpunkt eingespritzt wird, ist nicht radioaktiv.It is appropriate that the injection material injected at one injection point is radioactive and the injection material injected at the other injection point is non-radioactive.

Bevorzugt wird das Einspritzmaterial an dem ersten Einspritzpunkt im Wesentlichen zeitgleich mit dem Einspritzmaterial an dem zweiten Einspritzpunkt in die Kavität eingespritzt.The injection material at the first injection point is preferably injected into the cavity essentially at the same time as the injection material at the second injection point.

Unter dem Schaltungsträger wird zweckmäßigerweise ein Leadframe verstanden.The circuit carrier is expediently understood to be a leadframe.

Alternativ vorzugsweise wird das Einspritzmaterial an dem zweiten Einspritzpunkt nach dem Einspritzmaterial an dem ersten Einspritzpunkt in die Kavität eingespritzt.Alternatively preferably, the injection material is injected into the cavity at the second injection point after the injection material at the first injection point.

Es ist bevorzugt, dass das Einspritzmaterial an dem ersten und dem zweiten Einspritzpunkt bis zu einem definierten Zeitpunkt identisches Einspritzmaterial ist und gemeinsam an dem ersten und zweiten Einspritzpunkt in die Kavität eingespritzt wird und nach dem ersten definierten Zeitpunkt ein zusätzliches Einspritzmaterial an dem ersten und/oder zweiten Einspritzpunkt in die Kavität eingespritzt wird, wobei das zusätzliche Einspritzmaterial eine andere Farbe aufweist als das vor dem ersten definierten Zeitpunkt eingespritzte Einspritzmaterial und/oder dass das zusätzliche Einspritzmaterial im Unterschied zu dem vor dem ersten definierten Zeitpunkt eingespritzte Einspritzmaterial radioaktiv ist und/oder UV-fluoreszierend ist.It is preferred that the injection material at the first and the second injection point is identical injection material up to a defined point in time and is injected jointly into the cavity at the first and second injection point and after the first defined point in time an additional injection material at the first and/or second injection point is injected into the cavity, the additional injection material having a different color than the injection material injected before the first defined point in time and/or that the additional injection material is radioactive in contrast to the injection material injected before the first defined point in time and/or UV is fluorescent.

Es ist zweckmäßig, dass der erste Einspritzpunkt und der zweite Einspritzpunkt im Spritzgusswerkzeug so ausgebildet und angeordnet sind, dass das durch die beiden Einspritzpunkte in die Kavität eingespritzte Einspritzmaterial eine Einspritzrichtung und/oder Richtung der Fließfront aufweist, welche sich kreuzen und die beiden Einspritzmaterialien der beiden Einspritzpunkte sich während des Einspritzens in der Kavität durchmischen.It is expedient that the first injection point and the second injection point are designed and arranged in the injection mold in such a way that the injection material injected into the cavity through the two injection points has an injection direction and/or direction of the flow front which intersect and the two injection materials of the two Injection points mix up during injection in the cavity.

Die beiden Einspritzpunkte sind bevorzugt so angeordnet, dass sie jeweils bezüglich der Positionierung des Schaltungsträgers in dem Spritzgusswerkzeug hinsichtlich der Längsachse des Schaltungsträgers zwischen der Position des Sensorelements und der Position des gegenüberliegenden Endes des Schaltungsträgers bzw. dessen Anbindung an ein Kabel bzw. einen Stecker angeordnet sind.The two injection points are preferably arranged in such a way that they are each relative to the longitudinal axis of the shell with respect to the positioning of the circuit carrier in the injection molding tool tion carrier are arranged between the position of the sensor element and the position of the opposite end of the circuit carrier or its connection to a cable or a plug.

Es ist bevorzugt, dass der erste Einspritzpunkt und der zweite Einspritzpunkt im Spritzgusswerkzeug so ausgebildet und angeordnet sind, dass sie im Wesentlichen direkt gegenüberliegend und wechselseitig im Wesentlichen auf einander, insbesondere im Wesentlichen hinsichtlich der Einspritzkanals parallel zueinander, ausgerichtet sind.It is preferred that the first injection point and the second injection point are designed and arranged in the injection mold such that they are essentially directly opposite and mutually essentially mutually aligned, in particular essentially parallel to one another with regard to the injection channel.

Die Erfindung betrifft außerdem vorzugsweise einen Sensor, insbesondere Geschwindigkeitssensor und/oder Raddrehzahlsensor, umfassend wenigstens ein Sensorelement, das ein erstes Gehäuse aufweist, und ein Schaltungsträger, auf dem das Sensorelement angeordnet und mit diesem elektrisch kontaktiert ist, wobei der Sensor ein zweites Gehäuse aufweist, welches das Sensorelement und den Schaltungsträger vollständig oder teilweise einhüllt, wobei das zweite Gehäuse, insbesondere nach einem Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet/ hergestellt ist und zumindest zwei unterschiedliche Einspritzmaterialien umfasst.The invention also preferably relates to a sensor, in particular a speed sensor and/or wheel speed sensor, comprising at least one sensor element, which has a first housing, and a circuit carrier, on which the sensor element is arranged and electrically contacted with it, the sensor having a second housing, which completely or partially encloses the sensor element and the circuit carrier, the second housing being designed/manufactured in particular by a method according to one of the preceding claims and comprising at least two different injection materials.

Es zeigen in schematischer Darstellung

  • 1 ein Ausführungsbeispiel des Spritzgusswerkzeugs in einem beispielhaften Spritzgussvorgang hinsichtlich acht aufeinander folgenden, beispielhaften Momentaufnahmen und
  • 2 auf der linken Seite eine Röntgenaufnahme eines beispielhaften Raddrehzahlsensorgehäuses und auf der rechten Seiten eine Simulation eines beispielhaften Raddrehzahlsensorgehäuses.
It show in schematic representation
  • 1 an embodiment of the injection molding tool in an exemplary injection molding process with respect to eight consecutive exemplary snapshots and
  • 2 on the left an x-ray of an example wheel speed sensor housing and on the right a simulation of an example wheel speed sensor housing.

In 1 sind beispielhaft acht aufeinanderfolgende Momentaufnahmen im Zuge des beispielhaften Herstellungsverfahrens veranschaulicht. Die Abfolge ist von oben links nach unten und danach von oben rechts nach unten. Die einzige Änderung im Zuge der acht Abbildungen ist hinsichtlich der Verteilung bzw. Einspritzung des Einspritzmaterials.In 1 Illustrated is an example of eight consecutive snapshots taken during the example manufacturing process. The sequence is top left to bottom and then top right to bottom. The only change over the course of the eight figures is in the distribution or injection of the injection material.

Im Zuge der acht Momentaufnahmen wird das Einspritzmaterial immer weiter in die Kavität eingespritzt und verteilt sich dort.In the course of the eight snapshots, the injection material is injected further and further into the cavity and is distributed there.

Die Bezugszeichen bzw. dargestellten Objekte/ Elemente sind anhand der zeitlich ersten Momentaufnahme oben links, im Folgenden beispielhaft erläutert.The reference symbols or objects/elements shown are explained below by way of example based on the first snapshot at the top left.

Das Sensorelement 10, umfassend ein erstes Gehäuse, nur dargestellt in dieser ersten Momentaufnahme, dabei gestrichelt gezeichnet, weil es aus der Ebene herausragend angeordnet ist. Sensorelement 10 ist mit dem Schaltungsträger 11 verbunden, welcher mit der Kabelanbindung bzw. Steckeranbindung 12 bereits verbunden ist und in der Kavität 3 des Spritzgusswerkzeugs angeordnet ist.The sensor element 10, comprising a first housing, only shown in this first snapshot, drawn in dashed lines because it is arranged protruding from the plane. Sensor element 10 is connected to the circuit carrier 11, which is already connected to the cable connection or plug connection 12 and is arranged in the cavity 3 of the injection molding tool.

Durch ersten Einspritzpunkt 1 wird Einspritzmaterial A in die Kavität 3 gespritzt und durch zweiten Einspritzpunkt 2 wird das dazu verschiedene Einspritzmaterial B in die Kavität 3 gespritzt, wobei diese beiden Einspritzmaterialien A und B zur Herstellung des zweiten Gehäuses des Sensors beispielgemäß in der Farbe unterscheiden.Injection material A is injected into the cavity 3 through the first injection point 1 and the different injection material B is injected through the second injection point 2 into the cavity 3, with these two injection materials A and B differing in color for the production of the second housing of the sensor, for example.

Im Zuge der zeitlich fortschreitenden Momentaufnahmen, sieht man in den Figuren, dass die Einspritzmaterialien immer weiter in die Kavität gespritzt werden und sich dort verteilen. Beispielgemäß sind die beiden Einspritzpunkte 1 und 2 gegenüberliegend, auf einander gerichtet und hinsichtlich der beiden Einspritzkanäle parallel zueinander ausgerichtet, wodurch eine relativ gute Durchmischung der beiden Einspritzmaterialien A und B erreicht wird.In the course of the snapshots that progress over time, you can see in the figures that the injection materials are injected further and further into the cavity and are distributed there. According to the example, the two injection points 1 and 2 are opposite one another, directed towards one another and aligned parallel to one another with regard to the two injection channels, as a result of which relatively thorough mixing of the two injection materials A and B is achieved.

2 zeigt beispielhaft auf der linken Seite eine Röntgenaufnahme eines beispielhaften Sensors nach einem außerordentlichen Belastungstest, um eine Grenzbelastung zu erkennen. Jeweils eingekreist gekennzeichnet weist das Sensorgehäuse zwei Risse auf.
Auf der rechten Seite ist für ein solches Sensorgehäuse eine Simulation der mechanischen Stressverteilung veranschaulicht.
Bei einem erfindungsgemäßen Sensor sind insbesondere besondere mechanische Belastungen mit bloßem Auge erkennbar. 2 shows an example on the left side of an X-ray image of an exemplary sensor after an extraordinary stress test to detect a limit load. The sensor housing has two cracks, each circled.
A simulation of the mechanical stress distribution for such a sensor housing is illustrated on the right-hand side.
In the case of a sensor according to the invention, in particular special mechanical loads can be seen with the naked eye.

Claims (10)

Verfahren zur Herstellung eines Sensors, welcher zumindest ein Sensorelement (10), umfassend ein erstes Gehäuse, aufweist, wobei das Sensorelement (10) auf einem Schaltungsträger (11) angeordnet ist, wobei das Sensorelement mit dem Schaltungsträger, insbesondere teilweise, in einer Kavität (3) eines Spritzgusswerkzeugs angeordnet wird, wonach das Sensorelement (10) sowie der Schaltungsträger, insbesondere zumindest teilweise, umspritzt werden, wodurch ein zweites Gehäuse ausgebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Spritzgusswerkzeug zumindest einen ersten und einen zweiten Einspritzpunkt (1, 2) aufweist und am ersten und zweiten Einspritzpunkt (1, 2) verschiedenes Einspritzmaterial (A, B) in die Kavität (3) eingespritzt wird.Method for producing a sensor, which has at least one sensor element (10), comprising a first housing, the sensor element (10) being arranged on a circuit carrier (11), the sensor element being arranged with the circuit carrier, in particular partially, in a cavity ( 3) an injection molding tool is arranged, after which the sensor element (10) and the circuit carrier are, in particular at least partially, encapsulated, whereby a second housing is formed, characterized in that the injection molding tool has at least a first and a second injection point (1, 2). and different injection material (A, B) is injected into the cavity (3) at the first and second injection point (1, 2). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Einspritzmaterial (A), welches am ersten Einspritzpunkt (1) eingespritzt wird, eine andere Farbe aufweist, als das Einspritzmaterial (B), welches am zweiten Einspritzpunkt (2) eingespritzt wird.procedure after claim 1 , characterized in that the injection material (A), which is injected at the first injection point (1) has a different color than the injection material (B) which is injected at the second injection point (2). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Einspritzmaterial (A), welches an dem einen Einspritzpunkt (1) eingespritzt wird, UV-fluoreszierend ist und das Einspritzmaterial (B), welches an dem anderen Einspritzpunkt (2) eingespritzt wird, ist nicht UV-fluoreszierend.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the injection material (A) which is injected at one injection point (1) is UV-fluorescent and the injection material (B) which is injected at the other injection point (2) is not UV fluorescent. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Einspritzmaterial (A), welches an dem einen Einspritzpunkt (1) eingespritzt wird, radioaktiv ist und das Einspritzmaterial (B), welches an dem anderen Einspritzpunkt (2) eingespritzt wird, ist nicht radioaktiv.Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the injection material (A) injected at one injection point (1) is radioactive and the injection material (B) injected at the other injection point (2) is not radioactive. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Einspritzmaterial (A) an dem ersten Einspritzpunkt (1) im Wesentlichen zeitgleich mit dem Einspritzmaterial (B) an dem zweiten Einspritzpunkt (2) in die Kavität (3) eingespritzt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the injection material (A) at the first injection point (1) is injected into the cavity (3) essentially at the same time as the injection material (B) at the second injection point (2). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Einspritzmaterial (B) an dem zweiten Einspritzpunkt (2) nach dem Einspritzmaterial (A) an dem ersten Einspritzpunkt (1) in die Kavität (3) eingespritzt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the injection material (B) is injected into the cavity (3) at the second injection point (2) after the injection material (A) at the first injection point (1). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Einspritzmaterial (A) an dem ersten und dem zweiten Einspritzpunkt (1, 2) bis zu einem definierten Zeitpunkt identisches Einspritzmaterial ist und gemeinsam an dem ersten und zweiten Einspritzpunkt (1, 2) in die Kavität (3) eingespritzt wird und nach dem ersten definierten Zeitpunkt ein zusätzliches Einspritzmaterial (B) an dem ersten und/oder zweiten Einspritzpunkt (1, 2) in die Kavität (3) eingespritzt wird, wobei das zusätzliche Einspritzmaterial (B) eine andere Farbe aufweist als das vor dem ersten definierten Zeitpunkt eingespritzte Einspritzmaterial (A) und/oder dass das zusätzliche Einspritzmaterial (B) im Unterschied zu dem vor dem ersten definierten Zeitpunkt eingespritzte Einspritzmaterial (A) radioaktiv ist und/oder UV-fluoreszierend ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the injection material (A) at the first and the second injection point (1, 2) is identical injection material up to a defined point in time and together at the first and second injection point (1, 2) in the cavity (3) is injected and after the first defined point in time an additional injection material (B) is injected into the cavity (3) at the first and/or second injection point (1, 2), the additional injection material (B) having a different color than the injection material (A) injected before the first defined time and/or that the additional injection material (B) is radioactive and/or UV-fluorescent in contrast to the injection material (A) injected before the first defined time. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Einspritzpunkt (1) und der zweite Einspritzpunkt (2) im Spritzgusswerkzeug so ausgebildet und angeordnet sind, dass das durch die beiden Einspritzpunkte (1, 2) in die Kavität (3) eingespritzte Einspritzmaterial (A, B) eine Einspritzrichtung und/oder Richtung der Fließfront aufweist, welche sich kreuzen und die beiden Einspritzmaterialien (A, B) der beiden Einspritzpunkte (1, 2) sich während des Einspritzens in der Kavität (3) durchmischen.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the first injection point (1) and the second injection point (2) are designed and arranged in the injection mold such that the through the two injection points (1, 2) injected into the cavity (3). Injection material (A, B) has an injection direction and/or direction of the flow front which intersect and the two injection materials (A, B) of the two injection points (1, 2) mix during injection in the cavity (3). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Einspritzpunkt (1) und der zweite Einspritzpunkt (2) im Spritzgusswerkzeug so ausgebildet und angeordnet sind, dass sie im Wesentlichen direkt gegenüberliegend und wechselseitig im Wesentlichen auf einander, insbesondere im Wesentlichen hinsichtlich der Einspritzkanals parallel zueinander, ausgerichtet sind.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the first injection point (1) and the second injection point (2) are designed and arranged in the injection mold in such a way that they are essentially directly opposite and mutually essentially on top of one another, in particular essentially with regard to the Injection channel are aligned parallel to each other. Sensor, insbesondere Geschwindigkeitssensor und/oder Raddrehzahlsensor, umfassend wenigstens ein Sensorelement (10), das ein erstes Gehäuse aufweist, und ein Schaltungsträger (11), auf dem das Sensorelement (10) angeordnet und mit diesem elektrisch kontaktiert ist, wobei der Sensor ein zweites Gehäuse aufweist, welches das Sensorelement (10) und den Schaltungsträger (11) vollständig oder teilweise einhüllt, wobei das zweite Gehäuse, insbesondere nach einem Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet/ hergestellt ist und zumindest zwei unterschiedliche Einspritzmaterialien (A, B) umfasst.Sensor, in particular speed sensor and/or wheel speed sensor, comprising at least one sensor element (10), which has a first housing, and a circuit carrier (11), on which the sensor element (10) is arranged and electrically contacted with it, the sensor having a second Has a housing which completely or partially encloses the sensor element (10) and the circuit carrier (11), the second housing being designed/manufactured in particular by a method according to one of the preceding claims and comprising at least two different injection materials (A, B).
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