DE4442478C2 - Sensor mit integriertem Verbinder - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Sensor mit integriertem Verbinder, insbesondere Drucksensor oder Beschleunigungssensor für Kraft­ fahrzeuge, umfassend ein Kunststoffgehäuse, das ein Meßelement aufnimmt; einen Verbinderbereich, der in einem Teil des Kunst­ stoffgehäuses ausgebildet ist und eine Anschlußeinrichtung für das Meßelement enthält; eine abschirmende Abdeckung, die elek­ tromagnetische Störungen und Rauschen abfängt und derart ange­ ordnet ist, daß sie das Meßelement abdeckt; und einen Kondensa­ tor zur Unterdrückung von Rauschen, der an der Anschlußeinrich­ tung und an der abschirmenden Abdeckung befestigt ist, wobei ein Endbereich der Anschlußeinrichtung an der Innenseite der abschirmenden Abdeckung positioniert ist.

Ein derartiger Sensor ist aus der DE 36 24 845 C2 bekannt, die ein Schaltgerät, beispielsweise für eine Transistorzündung, eine elektronische Zündung, einen Hitzdrahtluftmassenmesser oder eine Motorsteuerung beschreibt, welches ein Gehäuse und eine metallische Grundplatte aufweist, auf der eine Dick­ schichthybridplatte aufliegt, welche mit Steckerfahnen ausbil­ denden Einlegeteilen gebondet ist, die aus dem Gehäuse heraus führen. Die Dickschichthybridplatte ist von einer an Masse lie­ genden Abschirmplatte überdeckt, wobei zwischen den Einlege­ teilen und der Abschirmplatte Kondensatoren angeordnet sind.

Bei dem herkömmlichen Schaltgerät gemäß der DE 36 24 845 C2 haben die Kondensatoren als Anschlüsse an zwei gegenüberliegen­ den Schmalseiten Kontaktflächen, die einerseits unmittelbar mit den Einlegeteilen und andererseits mit der Abschirmplatte elek­ trisch verbunden sind. Zwischen den Kondensatoren und der Ab­ schirmplatte ist dort ein Kontaktgummi eingesetzt, in welches gegebenenfalls Silberpartikel eingelagert sind.

Bei der herkömmlichen Konstruktion gemäß der DE 36 24 845 C2 ist die Anordnung so gewählt, daß die Dickschichthybridplatte mit Einlegeteilen bzw. Anschlußfahnen gebondet ist, welche die Seitenwand des Gehäuses im Bereich eines Bodenrahmens durchset­ zen. Aus diesem Bodenrahmen ist dort eine Anschlagschulter her­ ausgeformt, an welcher eine Abschirmplatte anschlägt. Die Ab­ schirmplatte liegt andererseits auf dem Steg auf und überdeckt ein Fenster bzw. die Dickschichthybridplatte. Mit dem Steg ist die Abschirmplatte über Warmnieten verbunden. Die Verbindung mit dem Bodenrahmen im Bereich der Anschlagschulter erfolgt ebenfalls über Nieten. Daraus ergibt sich, daß die Befestigung der Abschirmplatte mit den Nieten zusätzliche Arbeitsschritte erforderlich macht, was den Fertigungsaufwand und die Kosten in unerwünschter Weise erhöht. Außerdem müssen die Kondensatoren dort einzeln in entsprechende Aussparungen eingesetzt werden, so daß zusätzlicher Aufwand erforderlich ist. In einem weiteren Herstellungsschritt werden dann die Einlegeteile bzw. Stecker­ fahnen angebracht.

Die DE 81 17 796 U1 beschreibt ein Kunststoffgehäuse, das zur Aufnahme eines integrierten Schaltkreises vorgesehen ist, wobei das Kunststoffgehäuse im Spritzgußverfahren hergestellt ist und durch die Gehäusewand nach außen tretende Anschlußkörper auf­ weist. Wenigstens ein elektrisches Schaltelement ist mit minde­ stens zwei von den Anschlußkörpers mechanisch und elektrisch verbunden, wobei die Gehäusewand zur Einbettung dieses Schalt­ elementes Verwendung findet. Das Schaltelement kann durch Löt­ stellen oder Schweißstellen mit den Anschlußkörpern verbunden sein.

In der DE 40 23 792 A1 ist ein Näherungsschalter mit einer Be­ festigungshülse und mit darin in Kunststoff eingebetteten, auf einer Platine gehaltenen Bauteilen einschließlich eines Sensors beschrieben. Der an der Platine gehaltene Sensor ist dort in einen Topf eingegossen und als Platine, die mit einem Anschluß­ kabel verbunden ist, in einer Gießform umgossen oder in einer umspritzten Einheit in der Befestigungshülse gehalten. Damit soll erreicht werden, ohne Nachverguß und damit ohne Unterbre­ chung des Fertigungstaktes eine Kunststoffumhüllung für den Näherungsschalter vorzusehen.

Die US 5 233 871 betrifft schließlich einen Mikrobeschleuni­ gungsmesser in einem Gehäuse für Kraftfahrzeuge oder Naviga­ tionssysteme. Dabei soll der Einfluß von äußeren mechanischen Belastungen und Schwingungsresonanzen auf den Beschleunigungs­ messer minimal gemacht werden. Zu diesem Zweck weist der in einem Gehäuse untergebrachte Beschleunigungsmesser ein stabiles Gehäuse auf, in welchem ein Hohlraum zur Aufnahme des Beschleu­ nigungsmessers und der Signalverarbeitungsschaltung eingearbei­ tet ist. Die untere Bodenfläche des Hohlraumes ist mit einer Aussparung versehen, in welcher das Meßelement untergebracht ist, das über entsprechende Leiter mit einer Schaltungsanord­ nung verbunden ist, die auf einem Substrat vorgesehen ist, welches auf einem Podest angeordnet ist. Das Gehäuse besteht dort aus einer geformten Grundplatte aus Aluminium, die ein Gehäuse aufnimmt, welches in eine umlaufende Nut eingesetzt und dort eingeklebt ist. Das Gehäuse hat seinerseits eine umlau­ fende Nut, in die ein Deckel eingesetzt und eingeklebt ist. Somit sind eine Vielzahl von Arbeitsschritten zur Herstellung der fertigen Baugruppe erforderlich.

Fig. 9 ist eine Schnittansicht einer früheren Entwicklung eines Drucksensors mit einer Sicherheitsmaßnahme gegenüber elektro­ magnetischen Störungen und Rauschen, wobei diese frühere Ent­ wicklung des Anmelders in der nicht vorveröffentlichten JP-A-6-281519 beschrieben ist. Fig. 10 zeigt eine Anordnung mit einer abschirmenden Abdeckung und Kondensator dieses Druck­ sensors. In den Zeichnungen enthält ein druckempfindliches Element 1, das als Meßelement dient und ein elektronisches Schaltungselement ist, eine Halbleitermembran, welche den piezoelektrischen Effekt des Halbleiters ausnutzt.

Das druckempfindliche Element 1, ein Hybrid-IC 2, der Signale von dem druckempfindlichen Element 1 verstärkt und der eine Temperaturkompensation etc. ausführt, sind auf einer Schal­ tungsplatte oder einer Grundplatte 3 montiert. Eine Anschlußein­ richtung 4, die als Eingangs/Ausgangs-Anschluß für eine ex­ terne Vorrichtung dient, ist mit der Grundplatte 3 elektrisch ver­ bunden. Die Anschlußeinrichtung 4 besteht aus drei elektri­ schen Drähten, nämlich einer Stromversorgungsleitung, einer Signalausgangsleitung und einer Masseleitung. Einer der drei elektrischen Drähte ist die Erdungs- oder Masseleitung, die mit Masse verbunden ist.

Das druckempfindliche Element 1, der Hybrid-IC 2 usw. sind mit einer abschirmenden Abdeckung 5 abgedeckt, die als Ab­ schirmung dient, um das Eindringen von Funkstörungen von au­ ßen zu dem druckempfindlichen Element 1 zu verhindern. Die abschirmende Abdeckung 5 ist elektrisch und mechanisch mit der Grundplatte 3 verbunden. Die Anschlußeinrichtung 4 ist mit ei­ nem Kondensator 6 versehen, um das Eindringen von Leitungs­ rauschen zu verhindern. Der Kondensator 6 besteht aus einem Paar von konzentrischen Zylindern. Ein Vorsprung 5a der ab­ schirmenden Abdeckung 5 ist mit dem äußeren Zylinder des Kon­ densators 6 durch Löten verbunden, und die Anschlußeinrich­ tung 4, die sich durch den inneren Zylinder des Kondensators 6 erstreckt, ist mit diesem inneren Zylinder durch Löten ver­ bunden. Der Zwischenraum zwischen dem inneren Zylinder und dem äußeren Zylinder ist mit einem dielektrischen Material gefüllt. Das druckempfindliche Element 1, der Hybrid-IC 2, die Grundplatte 3, ein Teil der Anschlußeinrichtung 4, die abschir­ mende Abdeckung 5 und der Kondensator 6 sind in einer Ausspa­ rung 7a eines Kunststoffgehäuses 7 untergebracht, um sie zu schützen.

Das Gehäuse 7 hat einen Verbinderbereich 8, in den die An­ schlußeinrichtung 4 eingesetzt ist. Der Verbinderbereich 8 wird mechanisch mit einem nicht dargestellten externen Ver­ binder verbunden, so daß die Anschlußeinrichtung 4 elektrisch mit der externen Vorrichtung verbunden wird. Die Aussparung 7a des Gehäuses 7 ist mit einer Kunststoff-Gehäusekappe 9 verschlossen, die eine Gaseinlaßöffnung 9a für eine Druckmes­ sung aufweist. Ein Drucksensor 10 in Form eines Sensors mit integriertem Verbinder wird von dem druckempfindlichen Ele­ ment 1, dem Hybrid-IC 2, der Grundplatte 3, der Anschlußeinrichtung 4, der abschirmenden Abdeckung 5, dem Kondensator 6, dem Ge­ häuse 7, welches teilweise den Verbinderbereich 8 aufweist, und der Gehäusekappe 9 gebildet.

Nachstehend wird der Betrieb dieses Drucksensors 10 beschrie­ ben. Ein Untersuchungsgas G, welches in die Gaseinlaßöffnung 9a der Gehäusekappe 9 eingeleitet wird, erreicht die Position der Halbleitermembran des druckempfindlichen Elementes 1, so daß diese Halbleitermembran verformt wird. Infolgedessen lie­ fert das druckempfindliche Element 1 ein Drucksignal durch den piezoelektrischen Effekt des Halbleiters, und zwar in Ab­ hängigkeit von dem Grad der Verformung, welcher proportional zu dem Ausmaß der Verformung der Halbleitermembran ist. Die­ ses Drucksignal wird von dem Hybrid-IC 2 verstärkt und tempe­ raturkompensiert, bevor es über die Signalausgangsleitung der Anschlußeinrichtung 4 in dem Verbinderbereich 8 nach außen abgegeben wird.

Das Drucksignal von dem druckempfindlichen Element 1 des Drucksensors 10 ist ein kleines Signal, so daß es gegenüber elektromagnetischen Störungen und Rauschen von außen empfind­ lich ist und von derartigen elektromagnetischen Störungen stark beeinflußt wird. Daher ist es bei diesem Drucksensor 10 erforderlich, Gegenmaßnahmen gegenüber den elektromagneti­ schen Störungen zu ergreifen. Ganz allgemein gibt es zwei Ar­ ten von elektromagnetischen Störungen bzw. Rauschen: Funkrau­ schen, das sich durch die Luft ausbreitet, und Leitungsrau­ schen, welches sich über Leitungen ausbreitet. Der Drucksen­ sor 10 wird gegenüber Funkrauschen durch die abschirmende Ab­ deckung 5 und gegenüber Leitungsrauschen durch den Kondensa­ tor 6 geschützt.

Das bedeutet, Funkrauschen, das sich durch die Luft zu dem druckempfindlichen Element 1 hin ausbreitet, wird mit der ab­ schirmenden Abdeckung 5 abgeschirmt und von der abschirmenden Abdeckung 5 über die Masseleitung der Anschlußeinrichtung 4 durch die Grundplatte 3 abgeleitet. Somit erreicht das Funkrauschen das druckempfindliche Element 1 nicht. Das Leitungsrauschen, welches sich über die Signalleitung zu dem druckempfindlichen Element 1 hin ausbreitet, wird mit dem Kondensator 6 abgefan­ gen, und nachdem es die abschirmende Abdeckung 5 von dem Kon­ densator 6 aus erreicht hat, über die Masseleitung der An­ schlußeinrichtung 4 durch die Grundplatte 3 abgeleitet. Somit kann kein Leitungsrauschen das druckempfindliche Element 1 errei­ chen.

Als nächstes wird das Verfahren zur Herstellung des Drucksen­ sors 10 beschrieben. Zunächst wird das Gehäusematerial in eine Form gegossen, wobei die Anschlußeinrichtung 4 in die Form eingesetzt worden ist, um das Gehäuse 7 einschließlich des Verbinderbereiches 8 zu formen, und zwar mit der soge­ nannten Einsatzformtechnik oder Inserttechnik. Dann werden die abschirmende Abdeckung 5 und der Kondensator 6 durch Lö­ ten miteinander verbunden, vgl. Fig. 10, und in dem Gehäuse 7 montiert. Bei diesem Vorgang wird die abschirmende Abdeckung 5 in die Aussparung 7a des Gehäuses 7 eingesetzt, und der in­ nere Zylinder des Kondensators 6 wird in den Endbereich der Anschlußeinrichtung 4 eingesetzt, welche in die Aussparung 7a des Gehäuses 7 vorsteht. Die Anschlußeinrichtung 4 und der innere Zylinder des Kondensators 6 werden durch Löten mitein­ ander verbunden.

Danach wird die Grundplatte 3, auf der das druckempfindliche Ele­ ment 1, der Hybrid-IC 2 usw. montiert worden sind, in dem Ge­ häuse 7 montiert, und dann werden die abschirmende Abdeckung 5 und die Anschlußeinrichtung 4 an vorgegebenen Positionen der Grundplatte 3 angelötet. Schließlich wird die Aussparung 7a des Gehäuses 7 mit der Gehäusekappe 9 abgedeckt, um auf diese Weise den Drucksensor 10 fertigzustellen.

Bei der Herstellung des vorgeschlagenen Drucksensors 10 mit dem oben beschriebenen Aufbau ist es erforderlich, die An­ schlußeinrichtung 4 und den Kondensator 6 innerhalb des Ge­ häuses 7 aneinander anzulöten, so daß der Drucksensor 10 nicht leicht herzustellen ist. Dies macht es schwierig, das Herstellungsverfahren für den Drucksensor 10 zu automatisie­ ren. Weiterhin ist es erforderlich, einen Raum zur Unterbrin­ gung des Kondensators 6 in der Aussparung 7a des Gehäuses 7 vorzusehen bzw. freizuhalten, so daß der Drucksensor 10 not­ wendigerweise große Abmessungen erhält.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Sensor der eingangs genannten Art mit integriertem Verbinder anzugeben, der in einfacher und kompakter Weise herstellbar ist und zugleich in wirksamer Weise gegen Störungen durch Rauschen ge­ schützt ist.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, einen Sensor der eingangs genannten Art so auszubilden, daß die abschirmende Abdeckung, der Kondensator und die Anschlußleitungen des Kon­ densators in einer Anschlußbaugruppe vormontiert sind, daß die Anschlußbaugruppe als Einsatz unmittelbar in einem das Kunst­ stoffgehäuse bildenden Kunststoff eingeformt ist und daß der Kunststoff ein Flüssigkristallpolymer ist, das bei niedriger Temperatur eine hohe Fluidität besitzt.

Mit dem erfindungsgemäßen Sensor wird die Aufgabe in zufrie­ denstellender Weise gelöst. Dabei kann in vorteilhafter Weise bei relativ niedrigen Temperaturen des Formharzes gearbeitet werden, so daß die Lötstellen der vormontierten Baugruppe nicht gefährdet werden. Dennoch gewährleistet die Konstruktion eine gute elektrische Isolierung sowie eine ausreichende Festigkeit, die keine unerwünschten Verformungen des Kondensa­ tors hervorruft. Mit dem erfindungsgemäßen Sensor wird in vor­ teilhafter Weise erreicht, daß die Herstellung vereinfacht werden kann, die Größe des Sensors sich verringern läßt und seine Widerstandsfähigkeit gegenüber Schwingungen verbessert ist.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Beschreibung von Ausfüh­ rungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in

Fig. 1 eine Schnittansicht eines Drucksensors gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2 eine Seitenansicht einer Anschlußbaugruppe des Druck­ sensors gemäß Fig. 1;

Fig. 3 eine Schnittansicht eines Drucksensors gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 4 eine Schnittansicht einer Anschlußbaugruppe des Drucksensors gemäß Fig. 3;

Fig. 5 eine Schnittansicht eines Beschleunigungssensors ge­ mäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 6 eine Schnittansicht einer Anschlußbaugruppe des Be­ schleunigungssensors gemäß Fig. 5;

Fig. 7 eine Schnittansicht eines Beschleunigungssensors ge­ mäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 8 eine Schnittansicht einer Anschlußbaugruppe des Be­ schleunigungssensors gemäß Fig. 7;

Fig. 9 eine Schnittansicht eines herkömmlichen Drucksen­ sors; und in

Fig. 10 eine Schnittansicht einer Anordnung des Drucksensors gemäß Fig. 9 mit abschirmender Abdeckung und Konden­ sator.

Erste Ausführungsform

Fig. 1 zeigt eine Schnittansicht eines Drucksensors gemäß ei­ ner ersten Ausführungsform der Erfindung, während Fig. 2 eine Schnittansicht einer Anschlußbaugruppe des Drucksensors gemäß Fig. 1 zeigt. In den Zeichnungen sind diejenigen Komponenten, die mit denen des Drucksensors gemäß Fig. 9 gleich oder äqui­ valent sind, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und eine Beschreibung dieser Komponenten erscheint an dieser Stelle entbehrlich.

In den Zeichnungen sind das druckempfindliche Element 1, der Hybrid-IC 2 usw. mit einer abschirmenden Abdeckung 20 abge­ deckt. Die abschirmende Abdeckung 20, die als Abschirmelement zum Schutze des druckempfindlichen Elementes 1, des Hybrid-IC 2 usw. gegenüber externem Funkrauschen dient, ist elektrisch und mechanisch an der Leiterplatte oder der Grundplatte 3 ange­ bracht. Eine zweite abschirmende Abdeckung 21 ist an den äu­ ßeren Zylinder des Kondensators 6 angelötet und elektrisch mit der Masseleitung der Anschlußeinrichtung 4 über eine nicht dargestellte Leitung verbunden. Eine Anschlußbau­ gruppe 22, die vorher zusammengebaut worden ist, besteht aus der Anschlußeinrichtung 4, dem Kondensator 6 und der zweiten abschirmenden Abdeckung 21.

Das druckempfindliche Element 1, der Hybrid-IC 2, die Grundplatte 3, ein Teil der Anschlußeinrichtung 4 und die abschirmende Abdeckung 20 sind in einer Aussparung 23a eines Kunststoffge­ häuses 23 zu Schutzzwecken untergebracht. Das Gehäuse 23 weist einen Verbinderbereich 24 auf, wobei die Anschlußbau­ gruppe 22 in diesen eingesetzt ist. Ein Drucksensor 25 in Form eines Sensors mit integriertem Verbinder wird von dem druckempfindlichen Element 1, dem Hybrid-IC 2, der Grundplatte 3, der Anschlußeinrichtung 4, dem Kondensator 6, der Gehäuse­ kappe 9, der abschirmenden Abdeckung 20, der zweiten abschir­ menden Abdeckung 21 und dem Gehäuse 23 mit dem Verbinderbe­ reich 24 gebildet.

In dem Drucksensor 25 wird Funkrauschen, das sich durch die Luft zu dem druckempfindlichen Element 1 hin ausbreitet, von der abschirmenden Abdeckung 20 abgefangen und von dieser ab­ schirmenden Abdeckung 20 zu der Masseleitung der Anschlußein­ richtung 4 über die Grundplatte 3 abgeleitet. Somit erreicht kein Funkrauschen das druckempfindliche Element 1. Leitungsrau­ schen, das sich von der Anschlußeinrichtung 4 zu dem druck­ empfindlichen Element 1 hin ausbreitet, wird mit dem Konden­ sator 6 abgefangen, und nachdem es von dem Kondensator 6 die zweite abschirmende Abdeckung 21 erreicht hat, über eine Leitung zu der Masseleitung der Anschlußeinrichtung 4 ab­ geleitet. Somit erreicht kein Leitungsrauschen das druckemp­ findliche Element 1. Die zweite abschirmende Abdeckung 21 dient auch dazu, einen Teil des Funkrauschens abzufangen, das sich zu dem druckempfindlichen Element 1 hin ausbreitet.

Als nächstes wird ein Verfahren zur Herstellung des Drucksen­ sors 25 beschrieben. Zunächst wird das Material des Gehäuses 23, einschließlich des Verbinderbereiches 24 erläutert. Das Gehäuse 23 wird hergestellt, indem man ein Kunstharz in eine vorgegebene Form gießt. Im Hinblick darauf muß das Harzmate­ rial für das Gehäuse 23 die folgenden drei Bedingungen erfül­ len:

• a) Die Formharztemperatur muß niedriger sein als der Schmelzpunkt des Lotes, mit dem die Anschlußbau­ gruppe 22 gebildet wird.
• b) Der Einspritzdruck muß niedrig genug sein, d. h. das Material muß eine zufriedenstellende Fluidität auf­ weisen, damit der eingesetzte Kondensator 6 durch den Druck zum Zeitpunkt des Einspritzens nicht de­ formiert wird.
• c) Das Material muß einen hohen Wert der elektrischen Isolierung aufweisen und einen linearen Ausdeh­ nungskoeffizienten besitzen, der klein genug ist, um durch thermische Ausdehnung keine Verformung des Kondensators 6 hervorzurufen.

Als Material für das Gehäuse 23, das die obigen drei Bedin­ gungen erfüllt, wird ein Flüssigkristallpolymer verwendet. Im Gegensatz zu dem herkömmlicherweise verwendeten Material, das insbesondere nicht in der Lage ist, die obige Bedingung (ii) zu erfüllen, zeigt das Flüssigkristallpolymer eine ausrei­ chende Fluidität und erfüllt ohne weiteres die Bedingung (ii).

Als nächstes wird ein Verfahren zur Herstellung des Drucksen­ sors 25 speziell beschrieben. Das Flüssigkristallpolymer wird in eine vorgegebene Form gegossen, wobei die Anschlußbau­ gruppe 22 vorher in die Form eingesetzt worden ist, um das Gehäuse 23 durch Einsatzformen herzustellen. Es handelt sich dabei um ein Formverfahren, bei dem zum Zeitpunkt des Formens die Anschlußbaugruppe 22 in das Harz eingesetzt ist, bevor dieses einen Formkörper ergibt und aushärtet. Dieses Verfah­ ren unterscheidet sich von einem Formverfahren, bei dem die Anschlußbaugruppe 22 usw. an dem Harz angebracht werden, das bereits ausgehärtet ist. Aufgrund seiner besonders hohen Fluidität kann das Flüssigkristallpolymer mit niedrigem Druck eingespritzt werden, so daß keine Gefahr besteht, daß eine Verformung oder dergleichen bei dem Kondensator 6 der An­ schlußbaugruppe 22 auftritt.

Als nächstes wird die Grundplatte 3, an der das druckempfindliche Element 1, der Hybrid-IC 2 usw. montiert worden sind, in die Aussparung 23a des Gehäuses 23 eingesetzt, und die Anschluß­ einrichtung 4 wird an einer vorgegebenen Position der Grundplatte 3 angelötet. Schließlich wird die Aussparung 23a des Gehäuses 23 mit der Gehäusekappe 9 abgedeckt, so daß der Drucksensor 25 fertiggestellt wird.

Wie oben erwähnt, wird bei diesem Drucksensor 25 das Gehäuse 23, einschließlich des Verbinderbereiches 24, durch Einsatz­ formen integral mit der Anschlußbaugruppe 22 einschließlich des Kondensators 6 hergestellt, so daß es im Unterschied zu dem früheren Drucksensor 10 bei dem Drucksensor 25 nicht er­ forderlich ist, die Anschlußeinrichtung 4 und den Kondensator 6 innerhalb des kleinen Raumes des Gehäuses 7 anzulöten, so daß dadurch die Herstellung erleichtert wird. Weiterhin be­ steht bei diesem Drucksensor 25 kein Erfordernis, die Ausspa­ rung 23a des Gehäuses 23 mit einem Unterbringungsbereich für den Kondensator 6 vorzusehen, so daß dadurch eine entspre­ chende Reduzierung der Größe erzielt wird.

Bei der oben beschriebenen Ausführungsform ist der verwendete Kondensator ein Kondensator vom Durchgangstyp, so daß es im Hinblick auf die elektrostatische Kapazität erforderlich ist, die zweite abschirmende Abdeckung 21 an dem Kondensator 6 an­ zubringen bzw. zu befestigen. Die zweite abschirmende Abdec­ kung 21 kann jedoch in Abhängigkeit vom Kondensatortyp auch entfallen.

Zweite Ausführungsform

Fig. 3 ist eine Schnittansicht eines Drucksensors gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung, während Fig. 4 eine Seitenansicht einer Anschlußbaugruppe zeigt.

Gemäß der dargestellten Ausführungsform sind das druckemp­ findliche Element 1, der Hybrid-IC 2 usw. mit einer abschir­ menden Abdeckung 26 abgedeckt, die als Abschirmelement dient, um sie gegen äußeres Funkrauschen zu schützen. Die abschir­ mende Abdeckung 26 ist an den äußeren Zylinder des Kondensa­ tors 6 angelötet und mit der Masseleitung der Anschlußein­ richtung 4 über eine nicht dargestellte Leitung verbun­ den. Eine Anschlußbaugruppe 27, die vorher zusammengebaut worden ist, wird von der Anschlußeinrichtung 4, dem Kondensa­ tor 6 und der abschirmenden Abdeckung 26 gebildet. Abgesehen von den obigen Einzelheiten hat der Drucksensor 25 den glei­ chen Aufbau wie die erste Ausführungsform.

Als nächstes wird ein Verfahren zur Herstellung dieses Druck­ sensors 25 erläutert. Ein Flüssigkristallpolymer wird in eine vorgegebene Form gegossen, wobei die Anschlußbaugruppe 27 in die Form eingesetzt worden ist, um das Gehäuse 23 einschließ­ lich des Verbinderbereichs 24 herzustellen. Dann wird die Grundplatte 3, an der das druckempfindliche Element 1, der Hybrid-IC 2 usw. montiert worden sind, in die Aussparung 23a des Gehäu­ ses 23 eingesetzt, und die Anschlußeinrichtung 4 wird an ei­ ner vorgegebenen Position auf der Grundplatte 3 angelötet. Schließ­ lich wird die Aussparung 23a des Gehäuses 23 mit der Gehäuse­ kappe 9 abgedeckt.

Wie oben erläutert, ist auch bei diesem Drucksensor 25 das Gehäuse 23, einschließlich des Verbinderbereiches 24, mit der Anschlußbaugruppe 27 durch Einsatzformen integriert, so daß der gleiche Effekt wie oben erläutert bei dem Drucksensor 25 erzielt werden kann. Während bei der ersten Ausführungsform das innere Ende oder der vordere Endbereich der Anschlußein­ richtung 4 an der Außenseite der abschirmenden Abdeckung 20 positioniert ist und ein Teil der abschirmenden Abdeckung 20 und ein Teil der Anschlußeinrichtung 4 zwischen dem druckemp­ findlichen Element 1 und einem vorderen Endbereich der Grundplatte 3 angeordnet sind, ist bei dieser Ausführungsform der vordere Endbereich der Anschlußeinrichtung 4 an der Innenseite der abschirmenden Abdeckung 26 angebracht, und es ist nur ein Teil der Anschlußeinrichtung 4, der zwischen dem druckemp­ findlichen Element 1 und dem vorderen Endbereich der Grundplatte 3 angeordnet ist, mit der Folge, daß dadurch die Grundplatte 3 ent­ sprechend in ihrer Größe reduziert werden kann und eine Redu­ zierung der Abmessungen und der Größe des Drucksensors 25 er­ reicht wird.

Das Funkrauschen wird mit der abschirmenden Abdeckung 26 ab­ gefangen, und das Leitungsrauschen wird mit dem Kondensator 6 abgefangen und zu der abschirmenden Abdeckung 26 hin abgelei­ tet, so daß es über die Masseleitung der Anschlußeinrichtung 4 nach außen abgeleitet wird.

Dritte Ausführungsform

Fig. 5 zeigt eine Schnittansicht eines Beschleunigungssensors gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung, während Fig. 6 eine Seitenansicht einer Anschlußbaugruppe zeigt.

Bei der dargestellten Ausführungsform sind auf einer Grundplatte 32 ein Beschleunigungs-Meßelement 30, das als Sensorelement dient und als elektronisches Schaltungselement ausgebildet ist, ein Hybrid-IC 31 zur Verstärkung eines kleinen Ausgangs­ signals von dem Beschleunigungs-Meßelement 30 und zur Durch­ führung einer Temperaturkompensation usw. montiert. Eine An­ schlußeinrichtung 33 dient als Eingangs/Ausgangs-Anschluß für eine externe Vorrichtung, die elektrisch mit der Grundplatte 32 verbunden ist. Diese Anschlußeinrichtung 33 besteht aus drei elektrischen Drähten, nämlich einer Versorgungsleitung, einer Signalausgangsleitung und einer Masseleitung. Einer dieser drei elektrischen Drähte bildet die Masseleitung, die mit Erde bzw. Masse verbunden ist. Das Beschleunigungs-Meßelement 30, der Hybrid-IC 31 usw. sind mit einer abschirmenden Abdec­ kung 34 abgedeckt, die als Abschirmelement dient. Die ab­ schirmende Abdeckung 34 ist elektrisch und mechanisch an der Grundplatte 32 befestigt und dient dem Zweck, zu verhindern, daß Funkrauschen, welches sich durch die Luft ausbreitet, in das Beschleunigungs-Meßelement 30 eintritt.

Die Anschlußeinrichtung 33 ist mit einem Kondensator 36 ver­ sehen, um das Eindringen von Leitungsrauschen von der An­ schlußeinrichtung 33 zu verhindern. Der Kondensator 36 hat den gleichen Aufbau wie der Kondensator 6 gemäß Fig. 9; die An­ schlußeinrichtung 33 ist an den inneren Zylinder des Konden­ sators 36 angelötet, und eine zweite abschirmende Abdeckung 35 ist an den äußeren Zylinder des Kondensators 36 angelötet. Die Masseleitung der Anschlußeinrichtung 33 ist mit der zwei­ ten abschirmenden Abdeckung 35 durch eine nicht dargestellte Leitung verbunden. Eine Anschlußbaugruppe 37, die vor­ her zusammengebaut worden ist, besteht aus der Anschlußein­ richtung 33, der zweiten abschirmenden Abdeckung 35 und dem Kondensator 36. Das Beschleunigungs-Meßelement 30, der Hy­ brid-IC 31, die Grundplatte 32, ein Teil der Anschlußeinrichtung 33 und die abschirmende Abdeckung 34 sind in einer Aussparung 38a eines Gehäuses 38 zu ihrem Schutz untergebracht.

Das Gehäuse 38 weist einen Verbinderbereich 39 auf, der mit der darin eingesetzten Anschlußbaugruppe 37 geformt ist. Die Aussparung 38a des Gehäuses 38 ist mit einer Gehäusekappe 40 abgedeckt. Ein Beschleunigungssensor 41 in Form eines Sensors mit integriertem Verbinder wird von dem Beschleunigungs-Meß­ element 30, dem Hybrid-IC 31, der Grundplatte 32, der Anschlußein­ richtung 33, der abschirmenden Abdeckung 34, der zweiten ab­ schirmenden Abdeckung 35, dem Kondensator 36, dem Gehäuse 38, das teilweise den Verbinderbereich 39 umfaßt, und der Gehäu­ sekappe 40 gebildet.

Nachstehend wird der Betrieb des Beschleunigungssensors 41 beschrieben. Wenn der Beschleunigungssensor 41 beispielsweise in einem Kraftfahrzeug montiert ist, wird ein kleines Be­ schleunigungssignal von dem Beschleunigungs-Meßelement 30 ge­ liefert. Dieses Beschleunigungssignal wird von dem Hybrid-IC 31 verstärkt und temperaturkompensiert, bevor es über die An­ schlußeinrichtung 33 an eine externe Vorrichtung abgegeben wird. In diesem Falle wird Funkrauschen, das sich durch die Luft zu dem Beschleunigungs-Meßelement 30 hin ausbreitet, von der abschirmenden Abdeckung 34 abgefangen und von der ab­ schirmenden Abdeckung 34 zu der Masseleitung der Anschlußein­ richtung 33 und durch die Basis 32 abgeführt. Leitungsrau­ schen, das sich von der Anschlußeinrichtung 33 zu dem Be­ schleunigungs-Meßelement 30 hin ausbreitet, wird von dem Kon­ densator 36 abgefangen und zu der Masseleitung der Anschluß­ einrichtung 33 und durch die zweite abschirmende Abdeckung 35 abgeführt.

Im folgenden wird ein Verfahren zur Herstellung des Beschleu­ nigungssensors 41 beschrieben. Zunächst wird die Anschlußbau­ gruppe 37 in eine vorgegebene Form eingesetzt, und in diesem Zustand wird ein Flüssigkristallpolymer in diese Form einge­ gossen, um das Gehäuse 38, einschließlich des Verbinderberei­ ches 39, durch Einsatzformen zu bilden. Dann wird die Grundplatte 32, auf der das Beschleunigungs-Meßelement 30, der Hybrid-IC 31 usw. montiert worden sind und an der die abschirmende Ab­ deckung 34 befestigt worden ist, in die Aussparung 38a des Gehäuses 38 eingesetzt, und die Anschlußeinrichtung 33 wird an einer vorgegebenen Position der Grundplatte 32 angelötet. Schließlich wird die Aussparung 38a des Gehäuses 38 mit der Gehäusekappe 40 abgedeckt, so daß der Beschleunigungssensor 41 fertig ist.

Wie oben erläutert, ist auch bei diesem Beschleunigungssensor 41 das Gehäuse 38, einschließlich des Verbinderbereiches 39, mit der Anschlußbaugruppe 37 durch Einsatzformen integriert, so dab der Beschleunigungssensor 41 den gleichen Effekt er­ zielt wie der Drucksensor 25 gemäß der ersten Ausführungs­ form.

Auch bei dieser Ausführungsform ist der Kondensator 36 ein Kondensator vom Durchführungstyp, so daß es im Hinblick auf die elektrostatische Kapazität erforderlich ist, die zweite abschirmende Abdeckung 35 fest an dem Kondensator 36 anzu­ bringen.

Vierte Ausführungsform

Fig. 7 zeigt eine Schnittansicht eines Beschleunigungssensors gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, und Fig. 8 zeigt eine Seitenansicht einer Anschlußbaugruppe.

Bei der dargestellten Ausführungsform sind das Beschleuni­ gungs-Meßelement 30, der Hybrid-IC 31 usw. mit einer abschir­ menden Abdeckung 42 abgedeckt, die als Abschirmelement dient. Die abschirmende Abdeckung 42 ist an den äußeren Zylinder des Kondensators 36 angelötet und mit der Masseleitung der An­ schlußeinrichtung 33 durch eine nicht dargestellte Lei­ tung verbunden. Eine Anschlußbaugruppe 33, die vorher zusam­ mengebaut worden ist, wird von der Anschlußeinrichtung 33, dem Kondensator 36 und der abschirmenden Abdeckung 42 gebil­ det. Abgesehen von den obigen Einzelheiten hat der Beschleu­ nigungssensor den gleichen Aufbau wie die dritte Ausführungs­ form.

Auch bei diesem Beschleunigungssensor 41 wird die Anschluß­ baugruppe 43 in eine vorgegebene Form eingesetzt, und in die­ sem Zustand wird Flüssigkristallpolymer in die Form eingegos­ sen, um das Gehäuse 38, einschließlich des Verbinderbereiches 39, durch Einsatzformen zu bilden. Dann wird die Grundplatte 32, an der das Beschleunigungs-Meßelement 30, der Hybrid-IC 31 usw. montiert worden sind, in die Aussparung 38a des Gehäuses 38 eingesetzt, und die Anschlußeinrichtung 33 wird an einer vor­ gegebenen Position der Grundplatte 32 angelötet. Danach wird die Aussparung 38a des Gehäuses 38 mit der Gehäusekappe 40 abge­ deckt. Auf diese Weise wird der Beschleunigungssensor 41 her­ gestellt.

Dementsprechend bietet der Beschleunigungssensor 41 den glei­ chen Effekt wie der Drucksensor 25 gemäß der zweiten Ausfüh­ rungsform.

Bei dem Drucksensor 25 und dem Beschleunigungssensor 41 gemäß der ersten und der vierten Ausführungsform ist es auch mög­ lich, eine Vielzahl von Kondensatoren zur Verhinderung des Leitungsrauschens vorzusehen, diese Kondensatoren mit der An­ schlußeinrichtung usw. in einer Kondensatorbaugruppe vorher zusammenzubauen und das Gehäuse herzustellen, wobei diese Kondensatorbaugruppe in die Form eingesetzt worden ist.

Wie bereits erwähnt, wird gemäß der Erfindung der Kondensator durch Einsatzformen in das Gehäuse eingebettet, so daß die Herstellung des Sensors erleichtert wird und die Größe des Sensors verringert werden kann.

Weiterhin wird gemäß der Erfindung der Kondensator durch Ein­ satzformen in das Gehäuse eingebettet und zur gleichen Zeit an der abschirmenden Abdeckung befestigt, wobei der vordere Endbereich der Anschlußeinrichtung an der Innenseite der ab­ schirmenden Abdeckung positioniert wird, so daß dadurch die Größe des Sensors weiter verringert wird.

Gemäß der Erfindung wird das Gehäuse aus einem Material her­ gestellt, das eine ausreichende Fluidität zum Zeitpunkt der Formung besitzt, so daß der Einspritzdruck zum Zeitpunkt des Formens verringert werden kann, mit der Folge, daß der Kon­ densator keinerlei Verformung zum Zeitpunkt des Einsatzfor­ mens erleidet.

Claims (1)

1. Sensor mit integriertem Verbinder, insbesondere Drucksensor oder Beschleunigungssensor für Kraftfahrzeuge, umfassend

   • 1. ein Kunststoffgehäuse (23, 38), das ein Meßelement (1, 30) aufnimmt;
   • 2. einen Verbinderbereich (24, 39), der in einem Teil des Kunststoffgehäuses (23, 38) ausgebildet ist und eine An­ schlußeinrichtung (4, 33) für das Meßelement (1, 30) enthält;
   • 3. eine abschirmende Abdeckung (20, 21, 26, 35, 42), die elektromagnetische Störungen und Rauschen abfängt und derart angeordnet ist, daß sie das Meßelement (1, 30) abdeckt; und
   • 4. einen Kondensator (6, 36) zur Unterdrückung von Rauschen, der an der Anschlußeinrichtung (4, 33) und an der abschirmenden Abdeckung (21, 26, 35, 42) befestigt ist, wobei ein Endbereich der Anschlußeinrichtung (4, 33) an der Innenseite der abschirmenden Abdeckung (21, 26, 35, 42) positioniert ist,

   dadurch gekennzeichnet,
   daß die abschirmende Abdeckung (21, 26, 35, 42), der Konden­ sator (6, 36) und die Anschlußleitungen des Kondensators (6, 36) in einer Anschlußbaugruppe (27, 43) vormontiert sind,
   daß die Anschlußbaugruppe als Einsatz unmittelbar in einem das Kunststoffgehäuse (23, 38) bildenden Kunststoff einge­ formt ist,
   und daß der Kunststoff ein Flüssigkristallpolymer ist, das bei niedriger Temperatur eine hohe Fluidität besitzt.