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GEBIET DER TECHNIK
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Trägheit erfassenden Wandler zur
Verwendung in Kraftfahrzeugen, Flugzeugen, Schiffen und ähnlichen
Beförderungsmitteln,
Fotoapparaten, Videocameras und ähnlichen
Abbildungsgeräten
sowie in Eingabevorrichtungen für
Elektronikgeräte
usw.
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TECHNISCHER HINTERGRUND
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Zu
den Anwendungsgebieten eines Trägheit erfassenden
Wandlers gehört
eine Videocamera. Einer bekannten Konfiguration solcher Wandler
zufolge sind das Detektorelement und die Schaltkreiskomponente in
einem Gehäuse
untergebracht.
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In
der Struktur, bei der eine Schaltkreiskomponente und ein Detektorelement
in einem einzigen Gehäuse
untergebracht sind, ist das Detektorelement der Gefahr einer Verunreinigung
mit Gas oder organischer Materie ausgesetzt, die von dem Harzkleber
verdampfen, der zur Befestigung der Schaltkreiskomponente im Gehäuse verwendet
wird. Lot und Flussmittel, die zur Verbindung der Schaltkreiskomponente
verwendet werden, können
ebenfalls eine Quelle der Verunreinigung sein. Die Verunreinigung
führt zu
einer Verschlechterung der Detektoreigenschaften des Detektorelements.
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In
jüngster
Zeit wird ein an beiden Enden offenes Gehäuse mit einer Trennwand verwendet,
um zwei Kammern bereitzustellen, die eine Kammer für die Unterbringung
eines Detektorelements und die andere für die Unterbringung einer Schaltkreiskomponente.
Es wird dadurch beabsichtigt, das Gas oder die organische Materie,
die vom Harzkleber wie auch von Lot und Flussmittel erzeugt werden,
die zur Verbindung der Schaltkreiskomponente verwendet werden, daran
zu hindern, in die Kammer des Detektorelements einzudringen.
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In
der oben genannten Zweikammerkonfiguration wird ein Detektorelement
in die eine Kammer montiert, und die Detektoreigenschaften werden
eingestellt, dann wird ein Schaltkreiselement in die andere Kammer
montiert, und die Eigenschaften werden nach dem Einstellen überprüft.
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Wenn
während
der Montage oder der Einstellung der Eigenschaften eine Schaltkreiskomponente
unbeabsichtigt beschädigt
wird, muss nicht nur die Schaltkreiskomponente selbst weggeworfen
werden, sondern das gesamte Detektorelement sowie das Gehäuse müssen weggeworfen
werden. Dies ist ein wesentlicher Kostennachteil.
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Selbst
wenn die Reihenfolge des Zusammenbaus umgekehrt wird, indem nämlich zuerst
eine Schaltkreiskomponente und dann ein Detektorelement montiert
wird, sind ähnliche
Nachteile unvermeidlich.
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Es
mag möglich
sein, eine beschädigte Schaltkreiskomponente
zu ersetzen, indem die beschädigte
Komponente aus der anderen Kammer des Gehäuses entfernt wird. Eine Schaltkreiskomponente
zu entfernen, die am Gehäuse
mit Harzkleber und Lot befestigt ist, ist aber keine leichte Arbeit. Selbst
wenn eine Schaltkreiskomponente erfolgreich entfernt wird, ist möglicherweise
das Gehäuse
mechanisch verformt.
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Es
kann auf
JP-A-08 043
435 Bezug genommen werden, wo die Merkmale des Oberbegriffs
der vorliegenden Erfindung offenbart werden. Ferner kann auf
EP-A-0 886 144 und
JP-A-08 114 622 Bezug
genommen werden.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung wird in den Ansprüchen definiert.
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Ein
Vorteil, der von der vorliegenden Erfindung angestrebt wird, besteht
darin, dass sie einen Trägheit
erfassenden Wandler zur Verfügung
stellen kann, der eine hohe Zuverlässigkeit am Detektorelement
aufweist. Wenn ein Teil des Trägheit
erfassenden Wandlers beschädigt
wird, kann sowohl das Detektorelement als auch die Schaltkreiskomponente, die
unbeschädigt
geblieben sind, für
eine Wiederverwendung geborgen werden.
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In
einer Konfiguration der vorliegenden Erfindung kann das Detektorelement,
das die Schlüsselkomponente
des Sensors ist, von der Abscheidung von Gas und organischer Materie
freigehalten werden, die vom Harzkleber erzeugt werden, der zur
Befestigung einer Schaltkreiskomponente verwendet wird, und ebenso
vom Anhaften von Lot und Flussmittel. Daher bewahrt das Detektorelement
des Trägheit
erfassenden Wandlers der vorliegenden Erfindung eine hohe Zuverlässigkeit.
Des Weiteren kann selbst bei Teilbeschädigung des Trägheit erfassenden
Wandlers sowohl das Detektorelement als auch die Schaltkreiskomponente,
die intakt geblieben sind, wiederverwendet werden.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine perspektivische Ansicht eines Trägheit erfassenden Wandlers
gemäss
einer ersten beispielhaften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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2 ist
eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht gemäss einer
ersten beispielhaften Ausrüstung.
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3 ist
eine Vorderansicht eines Trägheit erfassenden
Wandlers gemäss
einer ersten beispielhaften Ausrüstung.
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4 ist
eine Draufsicht des Trägheit
erfassenden Wandlers gemäss
einer ersten beispielhaften Ausrüstung.
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5 ist
eine Draufsicht des ersten Gehäuses
in der ersten Ausführungsform
mit einer darauf montierten aktiven Komponente.
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6 ist
eine halb geschnittene Ansicht des ersten Gehäuses mit der darauf montierten
aktiven Komponente in der ersten Ausführungsform.
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7 ist
eine Draufsicht einer Detektoreinheit in der ersten beispielhaften
Ausführungsform, von
der die Abschirmplatte entfernt wurde.
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8 ist
eine Querschnittsansicht der Detektoreinheit von vorn.
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9 ist
ein Blockdiagramm, das den elektrischen Schaltkreis in der ersten
Ausführungsform zeigt.
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10 ist
eine Draufsicht des ersten Gehäuses
des Trägheit
erfassenden Wandlers mit auf der Oberseite angeordneten Prüfelektroden.
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11 ist
eine Querschnittsansicht eines Trägheit erfassenden Wandlers
gemäss
einer zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
von vorn.
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12 ist
eine Querschnittsansicht von vorn, die den Trägheit erfassenden Wandler in
einem getrennten Zustand zeigt.
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13 ist
eine Querschnittsansicht eines Trägheit erfassenden Wandlers
gemäss
einer dritten bespielhaften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung von vorn.
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14 ist
eine Draufsicht des Trägheit
erfassenden Wandlers.
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15 ist
eine Querschnittsansicht eines Schlüsselteils eines Trägheit erfassenden
Wandlers, um eine vierte beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung zu beschreiben.
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16 ist
eine Vorderansicht, die einen Trägheit
erfassenden Wandler gemäss
einer fünften beispielhaften
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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17 zeigt
die Draufsicht eines elastischen Gliedes in der fünften Ausführungsform.
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18 zeigt
die Draufsicht eines elastischen Gliedes eines Trägheit erfassenden
Wandlers gemäss
einer sechsten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung.
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19 ist
die Querschnittsansicht des Wandlers einer sechsten beispielhaften
Ausführungsform
von vorn.
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20 ist
eine perspektivische Ansicht, die einen Trägheit erfassenden Wandler gemäss einer siebenten
beispielhaften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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21 ist
eine Querschnittsansicht des Trägheit
erfassenden Wandlers in der siebenten Ausführungsform.
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EINGEHENDE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Im
Folgenden werden nun beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen 1 bis 21 beschrieben.
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(Ausführungsform
1)
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1 zeigt
eine perspektivische Ansicht eines Trägheit erfassenden Wandlers
gemäss
einer ersten beispielhaften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. 2 ist die
auseinandergezogene perspektivische Ansicht. 3 zeigt
die Vorderansicht, 4 die Draufsicht.
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5 zeigt
eine Draufsicht eines ersten Gehäuses
mit der in der beispielhaften Ausführungsform montierten aktiven
Komponente. 6 ist die halb geschnittene
Vorderansicht.
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7 zeigt
eine Draufsicht einer Detektoreinheit in Ausführungsform 1, wobei die Abschirmplatte
entfernt ist. 8 ist die Querschnittsansicht von
vorn.
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9 ist
ein elektrisches Blockdiagramm in Ausführungsform 1.
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10 ist
eine Draufsicht eines ersten Gehäuses
eines Trägheit
erfassenden Wandlers in Ausführungsform
1 mit auf der Oberseite angeordneten Prüfelektroden.
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Auf 1 bis 10 Bezug
nehmend, sind das erste Gehäuse 1 und
das zweite Gehäuse 2 beide
aus laminierten Keramikplatten gebildet. Die Gehäuse sind kastenförmig und
haben eine Öffnung
in der Oberseite, wie in 2, 5 und 6 veranschaulicht.
Innerhalb des ersten Gehäuses 1 ist
eine aktive Vorrichtung 2, die aus einem nackten Chip besteht,
der eines der wichtigen Einzelelemente der Schaltkreiskomponenten
ist, mit einem Kleber montiert und befestigt.
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An
einer Umfassungswand 3 des ersten Gehäuses 1 sind passive
Vorrichtungen 4a bis 4e angebracht, die weitere
wichtige Einzelelemente der Schaltkreiskomponenten sind. Im vorliegenden
Beispiel werden der Chipwiderstand und der Chipkondensator als passive
Vorrichtungen 4a bis 4e verwendet.
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Die
passiven Komponenten sind in der vorliegenden Ausführungsform
auf die Oberseite der Umfassungswand 3 montiert. Daher
kann, wenn die passiven Komponenten bei der Montage durch Lot oder
einen leitfähigen
Kleber mit der Oberfläche verbunden
werden, das Lot oder der leitfähige
Kleber durch ein Siebdruckverfahren auf die Oberfläche aufgebracht
werden. Das Siebdruckverfahren gewährt eine hohe Produktivität.
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Die
Detektoreinheit 5 ist am ersten Gehäuse 1 angebracht und überdeckt
die Öffnung
des ersten Gehäuses 1.
Wie in 1 bis 3, 7 und 8 gezeigt,
gehören
zur Detektoreinheit 5 ein zweites Gehäuse 6, ein Fugenring 9,
ein Quarzoszillator 7 und eine metallische Abschirmplatte 8.
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Das
zweite Gehäuse 6 besteht
aus einem laminierten Keramikkörper,
der eine Öffnung
in der Oberseite hat. Der Fugenring 9 ist auf einer Umfassungswand 10 des
zweiten Gehäuses 6 befestigt. Der
Quarzoszillator 7 ist eine Detektorvorrichtung für die Erfassung
einer Trägheitskraft
und ist innen im zweiten Gehäuse 6 montiert.
Die Trägheitskraft
wird durch den Quarzoszillator 7 in Gestalt einer Änderung
der elektrischen Ladung erfasst, die in Übereinstimmung mit der darauf
wirkenden Trägheitskraft
erzeugt wird.
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Die
metallische Abschirmplatte 8 schliesst als Abdichtplatte
die Öffnung
des zweiten Gehäuses 6 ab.
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Der
Quarzoszillator 7 ist im zweiten Gehäuse 6 dicht eingeschlossen,
indem die Abschirmplatte 8 auf den Fugenring 9 aufgeschweisst
wird, wie in 8 veranschaulicht.
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Neben
dem soeben beschriebenen Schweissverfahren kann der hermetische
Abschluss auch durch Glas, Lot, Au-Sn usw. erreicht werden.
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Die
Umfassungswand 10 des zweiten Gehäuses 6 ist mit einem
Einschnitt für
sechs Plätze
auf der äusseren
Seitenwand versehen, wie in 1, 2 und 7 veranschaulicht.
Zweite Verbindungselektroden 11a bis 11f stehen
auf den Einschnitten zur Verfügung
und sind so ausgebildet, dass sie die ausgeschnittene Fläche sowie
einen Teil der Bodenfläche überdecken.
Die zweiten Verbindungselektroden 11a bis 11e sind
elektrisch mit dem Quarzoszillator 7 gekoppelt, wie in 9 gezeigt.
Die zweite Verbindungselektrode 11f ist die Erdungselektrode
(GND), die elektrisch mit dem zweiten Gehäuse 6 und dem Fugenring 9 verbunden
ist und zusammen mit der Abschirmplatte 8 geerdet ist.
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Inzwischen
ist die in das erste Gehäuse 1 montierte
aktive Vorrichtung 2 elektrisch über Draht 12 mit Elektroden 13 verbunden,
die im ersten Gehäuse 1 zur
Verfügung
stehen, wie in 2, 5 und 6 veranschaulicht.
Das erste Gehäuse 1 ist, wie
in 1, 2 und 5 veranschaulicht,
weiter mit sechs ersten Verbindungselektroden 14a bis 14f auf
der Oberseite der Umfassungswand 3 versehen, je eine zur
Verbindung mit einer der Elektroden 13.
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Die
ersten Verbindungselektroden 14a bis 14f und die
zweiten Verbindungselektroden 11a bis 11f sind
elektrisch mit den jeweiligen Gegenstücken durch leitfähigen Kleber
oder Lot verbunden: die erste Verbindungselektrode 14a mit
der zweiten Verbindungselektrode 11a, die erste Verbindungselektrode 14b mit
der zweiten Verbindungselektrode 11b, die erste Verbindungselektrode 14c mit
der zweiten Verbindungselektrode 11c, die erste Verbindungselektrode 14d mit
der zweiten Verbindungselektrode 11d, die erste Verbindungselektrode 14e mit
der zweiten Verbindungselektrode 11e und die erste Verbindungselektrode 14f mit
der zweiten Verbindungselektrode 11f.
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Wie
in 7 gezeigt, sind die zweiten Verbindungselektroden 11a bis 11d in
der Umfassungswand 10 des zweiten Gehäuses 6 an den vier
Ecken der äusseren
Seitenwandfläche
angeordnet. Die ersten Elektroden 14a bis 14d sind
an den Stellen angeordnet, die den zweiten Verbindungselektroden 11a bis 11d entsprechen.
Wenn eine Verbindung unter Verwendung von Lot oder einem ähnlichen
leitfähigen
Kleber hergestellt wird, kann die Detektoreinheit 5 relativ
zum ersten Gehäuse 1 selbsttätig ausgerichtet
werden, indem die Oberflächenspannung
des härtenden
Lots genutzt wird.
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Der
Vorteil der selbsttätigen
Ausrichtung offenbart seine Bedeutung, wenn die Verbindung durch einen
Reflow-Lötvorgang
zustande gebracht wird.
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Die
passiven Vorrichtungen 4a bis 4e sind ebenfalls
durch Lot mit den entsprechenden, auf dem ersten Gehäuse 1 zur
Verfügung
stehenden Mustern elektrisch verbunden.
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So
wird die elektrische Verbindung zwischen Quarzoszillator 7,
aktiver Vorrichtung 2 und den passiven Vorrichtungen 4a bis 4e vervollständigt.
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Die
aktive Vorrichtung 2 kann statt durch Drahtverbindung 12 durch
ein Flip-Tip-Montageverfahren
mit den Elektroden 13 verbunden werden.
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Nachdem
die elektrische Verbindung zwischen den ersten Verbindungselektroden 14a bis 14f und
den zweiten Verbindungselektroden 11a bis 11f vollendet
ist, wird am zweiten Gehäuse 6 zum
Zweck der Haftung und Abdichtung ein Harz 15 aussen um den
Boden herum aufgebracht, wie in 3 und 4 gezeigt.
So wird das zweite Gehäuse 6 fest
auf der Oberseite der Umfassungswand 3 des ersten Gehäuses 1 angebracht.
Folglich wird die Öffnung
auf der Oberseite des ersten Gehäuses 1 durch
das zweite Gehäuse 6 verschlossen
und abgedichtet, wodurch die aktive Vorrichtung 2 sicher
geschützt wird.
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Eine
Harzverkapselung der aktiven Vorrichtung 2 kann durch Einführung der
oben beschriebenen Abdichtbehandlung entfallen. In einem Spezialfall,
wo die aktive Vorrichtung 2 ein höheres Ausmass von Schutz braucht,
kann eine Harzverkapselung zusätzlich
angewendet werden.
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Das
erste Gehäuse 1 ist
mit Einschnitten auf der Aussenseite der Umfassungswand 3 versehen, wie
in 1 bis 5 und 10 gezeigt.
An den entsprechenden Einschnitten stehen äussere Elektroden 16a bis 16d und
Prüfelektroden 15e bis 16h zur
Verfügung.
Die äusseren
Elektroden 16a, 16b, 16c und 16d sind
so ausgebildet, dass sie die ausgeschnittene Fläche überdecken und sich zu einem
Teil der Bodenfläche
des ersten Gehäuses 1 hin
erstrecken. Die äussere
Elektrode 16a dient als Stromversorgungsanschluss (Vcc),
die äussere
Elektrode 16b dient als Ausgangsanschluss (OUT), die äusseren Elektroden 16c und 16d dienen
dem Erdanschluss.
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Die
Prüfelektroden 16e, 16f, 16g und 16h sind
in dem Bereich angeordnet, der um einen bestimmten, spezifisch vorbestimmten
Abstand über dem
Bodenniveau des ersten Gehäuses
liegt. Dadurch wird verhindert, dass die Prüfelektroden einen Kurzschlusskontakt
mit einem leitfähigen
Muster der Leiterplatte haben, auf die das erste Gehäuse montiert
ist.
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Die
Prüfelektroden 16e bis 16h werden
verwendet, um Daten in den Speicherabschnitt der aktiven Vorrichtung 2 zu
schreiben und verschiedene Arten von Überprüfungen auszuführen. Dadurch
wird ermöglicht,
Prüfungen
auszuführen,
während
die passiven Komponenten ins erste Gehäuse montiert werden. Es erweist
sich ferner als möglich,
einen Trägheit
erfassenden Wandler im fertigen Zustand zu prüfen.
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Auf 10 Bezug
nehmend, stehen Prüfelektroden 16i bis 16l auf
der Oberseite der Umfassungswand 3 des ersten Gehäuses 1 zur
Verfügung. Bei
der vorliegenden Konfiguration kann eine Prüfsonde von oben her Kontakt
mit den Prüfelektroden 16i bis 16l herstellen.
Die Inspektion kann erfolgen, während
eine passive Komponente in das erste Gehäuse montiert wird.
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Die äusseren
Elektroden 16a bis 16d befinden sich an den vier
Ecken der äusseren
Wandfläche der
Umfassungswand 3 des ersten Gehäuses 1. Diese Konfiguration
ist von Vorteil, wenn ein Trägheit
erfassender Wandler durch Reflow-Löten oder einen ähnlichen
automatisierten Lötprozess
auf eine Leiterplatte montiert wird. Ein Trägheit erfassender Wandler kann
nämlich
selbsttätig
ausgerichtet werden, indem die Oberflächenspannung genutzt wird,
die durch ein hart werdendes Lot erzeugt wird. So können mögliche Versetzungsfehler
während
des Montagevorganges auf ein Minimum reduziert werden.
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(Ausführungsform
2)
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11 und 12 zeigen
die Querschnittsansicht eines Trägheit
erfassenden Wandlers von vorn sowie seine auseinandergezogene Querschnittsansicht
in einer zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung.
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In
der vorliegenden Ausführungsform
2 werden diejenigen wichtigen Einzelkomponenten, die mit denen der
Ausführungsform
1 identisch sind, durch Verwendung der gleichen Bezugszahlen dargestellt, und
ihre eingehende Beschreibung entfällt. Nur unterschiedliche Punkte
werden eingehend beschrieben.
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Im
ersten Gehäuse 1A ist
ein treppenförmiger
Teil 3B einschliesslich einer Vertiefung an der Innenseite
der Oberseite der Umfassungswand 3A ausgebildet. Der treppenförmige Teil 3B trägt das zweite
Gehäuse 6.
Ein zweites Gehäuse 6 kann
automatisch an die bezüglich
des ersten Gehäuses 1A richtige
Stelle gebracht werden, indem einfach das zweite Gehäuse 6 auf
den treppenförmigen
Teil 3B aufgepasst wird. Folglich werden auch die ersten Verbindungselektroden 14a bis 14f und
die zweiten Verbindungselektroden 11a bis 11f an
die richtige relative Position gebracht. Daher können die betreffenden Elektroden
mit hoher Zuverlässigkeit
elektrisch verbunden werden. Die Öffnung des ersten Gehäuses 1A kann
in der vorliegenden Ausführungsform durch
das zweite Gehäuse 6 sicher
verschlossen und abgedichtet werden.
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(Ausführungsform
3)
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13 und 14 zeigen
die Querschnittsansicht eines Trägheit
erfassenden Wandlers von vorn und seine Draufsicht in einer dritten
beispielhaften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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In
der vorliegenden Ausführungsform
3 werden diejenigen wichtigen Einzelkomponenten, die mit denen der
Ausführungsform
1 und der Ausführungsform
2 identisch sind, durch Verwendung der gleichen Bezugszahlen dargestellt,
und ihre eingehende Beschreibung entfällt. Nur unterschiedliche Punkte werden
eingehend beschrieben.
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Wie
in 13 veranschaulicht, ist die Umfassungswand 3C des
ersten Gehäuses 1B in
der Höhe
ausgedehnt worden, um höher
als die Umfassungswand 3A in Ausführungsform 2 zu sein. Konkret
ist das Niveau der Oberseite der Umfassungswand 3C höher als
das der zweiten Verbindungselektroden 11a bis 11f (die
Bezugszahlen sind in der Zeichnung nicht angegeben) des zweiten
Gehäuses 6.
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An
der obersten Stelle der Umfassungswand C steht eine Abschirmelektrode 17 zur
Verfügung,
die im Wesentlichen die gesamte Fläche überdeckt, wobei vermieden wird,
mit den passiven Vorrichtungen 4a bis 4e in Berührung zu
kommen, wie in 14 gezeigt. Die Abschirmelektrode 17 ist über einen
in der Umfassungswand 3C ausgebildeten, leitenden Kanal 20 elektrisch
mit dem Erdungsanschluss verbunden, nämlich der äusseren Elektrode 16c oder
der äusseren
Elektrode 16d. Die Bezugszahlen für die äusseren Elektroden 16c und 16d sind
in der Zeichnung nicht angegeben.
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Die
Abschirmelektrode 17 ist wirksam, um die jeweiligen Verbindungsabschnitte
zwischen den ersten Verbindungselektroden 14a bis 14f und
den zweiten Verbindungselektroden 11a bis 11f vor
Rauschen von aussen zu schützen.
Weiter ist die Abschirmelektrode 17 wirksam, um die aktive
Vorrichtung 2 vor einer möglichen elektrostatischen Schädigung zu
schützen,
die durch Berührung
mit den Fingern eines Montagearbeiters verursacht werden könnte. Die
Bezugszahlen 11a bis 11f und 14a bis 14f sind
in der Zeichnung nicht angegeben.
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Die
Ausdehnung der Umfassungswand 3C nach oben erschwert die
Zufuhr von Lot zu jedem der Verbindungspunkte zwischen den ersten
Verbindungselektroden 14a bis 14f und den zweiten
Verbindungselektroden 11a bis 11f. Um Lot leicht
einspritzen zu können,
werden Einschnitte 18a bis 18f zu einer Tiefe
ausgeführt,
die das Niveau des treppenförmigen
Teils 3B an den Stellen erreicht, die den ersten Verbindungselektroden 14a bis 14f und
den zweiten Verbindungselektroden 11a bis 11f entsprechen.
Das Lot wird in die Einschnitte 18a bis 18f eingespritzt, und
es wird gewährleistet,
dass die Kopplung zwischen den ersten Verbindungselektroden 14a bis 14f und
den zweiten Verbindungselektroden 11a bis 11f eine
stabile elektrische Verbindung ist.
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Das
Lot wird nur ins Innere der Leerräume 18a bis 18f eingespritzt.
Das eingespritzte Lot wird für
Haftung und Abdichtung mit einem (nicht gezeigten) Harz 15 überdeckt.
Dadurch wird ein unbeabsichtigter Kurzschluss zwischen der Abschirmelektrode 17 und
den ersten Verbindungselektroden 14a bis 14f bzw.
den zweiten Verbindungselektroden 11a bis 11f verhindert.
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Das
oben beschriebene Verfahren, Lot und leitenden Kleber über die
Einschnitte 18a bis 18f einzuspritzen, macht es
leicht und sicher, die ersten Verbindungselektroden mit den zweiten
Verbindungselektroden zu verbinden. Im Ergebnis kann die Fläche der
ersten und zweiten Verbindungselektroden verringert werden. Das
bedeutet einen leichteren Schutz gegen äusseres Rauschen.
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Da
sich die Elektroden in den Einschnitten 18a bis 18f befinden,
wird die Klebwirkung des leitfähigen
Klebemittels verstärkt.
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Da
des Weiteren der leitfähige
Kleber nur auf einem niedrigeren Niveau als die Öffnung der Einschnitte 18a bis 18f angewendet
wird, verursacht der leitfähige
Kleber keinen Kurzschluss zwischen der Abschirmelektrode und den
ersten und/oder zweiten Verbindungselektroden.
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(Ausführungsform
4)
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15 ist
eine Querschnittsansicht eines Schlüsselteils, um einen Trägheit erfassenden
Wandler in einer vierten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung zu beschreiben.
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In
der vorliegenden Ausführungsform
4 werden diejenigen wichtigen Einzelkomponenten, die mit denen der
Ausführungsformen
1 bis 3 identisch sind, durch Verwendung der gleichen Bezugszahlen
dargestellt, und ihre eingehende Beschreibung entfällt. Nur
unterschiedliche Punkte werden eingehend beschrieben.
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15 zeigt
eine entlang der in 14 angedeuteten Linie B-B geschnittene
Querschnittsansicht.
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15 liefert
eine detaillierte Veranschaulichtung eines im ersten Gehäuse 1C angebrachten Loches 19.
Das Loch verläuft
vom treppenförmigen Teil 3B aus
nach unten, und sein Durchmesser verringert sich in einer bestimmten
Tiefe und weiter. Wenn die ersten Verbindungselektroden 14a bis 14f und
die zweiten Verbindungselektroden 11a bis 11f durch
Lot alle mit ihren entsprechenden Gegenstücken verbunden werden, wirkt
das Loch 19 so, dass mögliche
Kurzschlussstörungen
verhindert werden, die durch Lot verursacht werden, das sich ausserhalb des
Bereichs der ersten Verbindungselektroden 14a bis 14f und
der zweiten Verbindungselektroden 11a bis 11f ausbreitet.
Das Loch 19 nimmt nämlich
das überflüssige Lot
in sich auf.
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Wenn
das Loch 19 ein gerades Loch ist, kann das Lot durch das
Loch laufen, um in das erste Gehäuse 1C auszufliessen.
Der verringerte Lochdurchmesser verhindert ein Ausfliessen des Lots.
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So
wird verhindert, dass Lot und leitfähiger Kleber durch das Loch
austreten. Im Ergebnis werden mögliche
Störungen
bei der elektrischen Verbindung zwischen den ersten Verbindungselektroden und
den zweiten Verbindungselektroden verhindert.
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(Ausführungsform
5)
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16 und 17 zeigen
eine Vorderansicht eines Trägheit
erfassenden Wandlers gemäss einer
fünften
beispielhaften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung bzw. eine Draufsicht des elastischen
Gliedes.
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In
der vorliegenden Ausführungsform
5 werden diejenigen wichtigen Einzelkomponenten, die mit denen der
Ausführungsform
1 identisch sind, durch Verwendung der gleichen Bezugszahlen dargestellt, und
ihre eingehende Beschreibung entfällt. Nur unterschiedliche Punkte
werden eingehend beschrieben.
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Wie
in 16 gezeigt, sind das erste Gehäuse 1 und das zweite
Gehäuse 6 über ein
dünnes
elastisches Glied 21 verbunden und elektrisch gekoppelt. Das
elastische Glied 21 ist mit dritten Verbindungselektroden 22a bis 22f versehen,
deren jede sich so erstreckt, dass sie beide Oberflächen an
den Stellen, die den ersten Verbindungselektroden 14a bis 14f und
den zweiten Verbindungselektroden 11a bis 11f entsprechen, überdecken,
wie in 17 gezeigt. Das elastische Glied 21 ist
integral aus einem isolierenden Siliconmaterial und einem leitfähigen Material aus
kohlenstoffhaltigem Silicon gebildet.
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Die
ersten Verbindungselektroden 14a bis 14f und die
dritten Verbindungselektroden 22a bis 22f werden
an den jeweils entsprechenden Elektroden mit Lot verbunden; ebenso
die zweiten Verbindungselektroden 11a bis 11b und
die dritten Verbindungselektroden 22a bis 22f.
Dadurch wird die Detektoreinheit 5 elastisch gehalten.
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In
der oben beschriebenen Konfiguration wird das Detektorelement, das
innerhalb des zweiten Gehäuses
montiert ist, elastisch gehalten. Dadurch wird eine Verschlechterung
des Detektorsignalniveaus des Detektorelements unterdrückt, was
dazu beiträgt,
stabile Betriebseigenschaften zu verschaffen.
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Die
Grundfläche
des elastischen Gliedes ist im Wesentlichen mit der Fläche identisch, über die hinweg
das erste und zweite Gehäuse überlappen. Weiter
ist das elastische Glied mit dritten Verbindungselektroden versehen,
um die ersten Verbindungselektroden und die zweiten Verbindungselektroden
elektrisch zusammenzukoppeln. Im Ergebnis werden die Gehäuse einschliesslich
des Elektrodenabschnitts elastisch zusammengekoppelt.
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Die
vorliegende Ausführungsform
5 hat das Ziel, eine Detektoreinheit 5 elastisch zu halten.
Daher wird eine Befestigung der Detektoreinheit 5 mit Harz 15 zum
Kleben und Abdichten, wie es in der Ausführungsform 1 verwendet worden
war, hier in der Ausführungsform
5 nicht verwendet.
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Obwohl
in der Beschreibung der vorliegenden Ausführungsform 5 ein Silicon als
isolierendes Material des elastischen Gliedes 21 verwendet
wird, kann jedes andere Material verwendet werden, soweit es eine
elastische Eigenschaft besitzt, die für die Vibrationsschutzleistung
geeignet ist.
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Das
elastische Glied der vorliegenden Ausführungsform kann mit den zuvor
in den Ausführungsformen
1 bis 4 beschriebenen Strukturen integriert werden.
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Eine
Integration des elastischen Gliedes mit den anderen Strukturen wird
neue Vorteile schaffen, in denen die durch die ursprüngliche
Konfiguration geschaffenen innewohnenden Merkmale und die aus der
Elastizität
hervorgehenden Vorteile gut kombiniert sind. Somit wird sie nützlichere
Vorteile zur Verfügung
stellen.
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(Ausführungsform
6)
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18 und 19 zeigen
eine Draufsicht eines elastischen Gliedes eines Trägheit erfassenden
Wandlers sowie seine Querschnittsansicht von vorn gemäss einer
sechsten beispielhaften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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In
der vorliegenden Ausführungsform
6 wird das elastische Glied 21 von 16 durch
eine andere Entsprechung aus einem anderen Material ersetzt.
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Auf 18 und 19 Bezug
nehmend, wird ein elastisches Glied 21A aus einem isolierenden
Siliconmaterial 23a und einem kohlenstoffhaltigen, leitenden
Material 23b gebildet, die in bestimmten, vorgegebenen
gleichen Abständen
miteinander verbunden, laminiert und zu einer bestimmten Dicke geschnitten
wurden. Dies wird anisotroper Leitgummi genannt. Das so zur Verfügung gestellte
elastische Glied 21A macht es möglich, die ersten Verbindungselektroden 14a bis 14f und
die zweiten Verbindungselektroden 11a bis 11f bei
den ihnen entsprechenden Elektroden zu koppeln, ohne die in der
Ausführungsform
5 beschriebenen dritten Elektroden zu verwenden.
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Obwohl
in der Beschreibung der vorliegenden Ausführungsform ein Silicon als
isolierendes Material des elastischen Gliedes 21A verwendet
wird, können
beliebige andere Materialien verwendet werden, soweit sie eine elastische
Eigenschaft besitzen, die für
die Vibrationsschutzleistung geeignet ist.
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Das
elastische Glied der vorliegenden Ausführungsform kann mit den zuvor
in den Ausführungsformen
1 bis 5 beschriebenen Strukturen integriert werden.
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Eine
Integration des elastischen Gliedes der vorliegenden Ausführungsform
mit den anderen Strukturen wird neue Vorteile schaffen, in denen
die durch die ursprüngliche
Konfiguration geschaffenen innewohnenden Merkmale und die durch
das elastische Glied zustande kommenden Vorteile gut kombiniert
sind. Somit wird sie nützlichere
Vorteile zur Verfügung
stellen.
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(Ausführungsform
7)
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20 und 21 zeigen
eine perspektivische Ansicht bzw. eine Querschnittsansicht eines Trägheit erfassenden
Wandlers gemäss
einer siebenten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung.
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In
der vorliegenden Ausführungsform
werden diejenigen wichtigen Einzelkomponenten, die mit denen der
Ausführungsform
1 identisch sind, durch Verwendung der gleichen Bezugszahlen dargestellt, und
ihre eingehende Beschreibung entfällt. Nur unterschiedliche Punkte
werden eingehend beschrieben.
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Wie
in 20 gezeigt, sind Anschlusspole 24a bis 24d durch
Hartlöten
an den äusseren
Elektroden 16m bis 16p auf dem ersten Gehäuse 1D angebracht.
Die Anschlusspole 24a bis 24d bestehen aus einem
mit leitfähigem
Lot überzogenen
Stahlblech in einer Grösse,
die für
ein Einsetzen in Rundlöcher
einer Montageplatte geeignet ist.
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Die
Anschlussstücke 24a bis 24d können zur gleichen
Zeit angebracht werden, zu der das erste Gehäuse 1D mit einem Laminierverfahren
hergestellt wird. Zum Beispiel können
Anschlussstücke 24a bis 24d in
Streifenform während
der Herstellung des ersten Gehäuses 1D durch
Laminieren keramischer Platten laminiert werden. Die Leitung zwischen
betreffenden Schichten äusserer
Elektroden sowie die Verbindung zwischen betreffneden äusseren
Elektroden und den Anschlusspolen 24a bis 24d werden auch
gleichzeitig erreicht. Danach werden die Anschlusspole 24a bis 24d zu
einer konkreten, vorausbestimmten Gestalt gebogen.
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Wenn
ein Trägheit
erfassender Wandler mit Hilfe der Anschlussstücke 24a bis 24d auf
eine Platte montiert wird, kann er mit verbesserter Genauigkeit auf
eine Stelle montiert werden. Weiter eröffnet die Montage mittels der
Anschlusspole den Weg, die Trägheit
erfassenden Wandler für
eine gedruckte Leiterplatte zu verwenden, auf der eine Oberflächenmontage
nicht möglich
ist, sowie unter rauen Betriebsbedingungen wie in einem Kraftfahrzeug,
wo die Anforderungen an die Zuverlässigkeit der Montage strenger
sind.
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Die
Anschlusspole 24a bis 24d können integral mit dem ersten
Gehäuse 1D hergestellt
werden. In diesem Falle ist die Zuverlässigkeit um einen weiteren
Schritt verbessert.
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Die
Beschreibungen in den obigen Ausführungsformen 1 bis 7 beruhen
auf der Herstellung des ersten und des zweiten Gehäuses in
Gestalt laminierter Keramikplatten. Neben der aus laminierten Platten
gebildeten Struktur können
die Gehäuse
auf andere Weise zur Verfügung
gestellt werden, zum Beispiel durch Formen oder maschinelle Bearbeitung
eines Barrens. Ausser dem keramischen Werkstoff können natürlich andere
Arten von Werkstoffen wie Glas-Epoxid-Material verwendet werden,
um die Gehäuse
zu liefern.
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Obwohl
die Beschreibungen der Ausführungsformen
1 bis 7 auf einer Detektorvorrichtung mit Quarzoszillator beruhen,
ist es nicht die Absicht der vorliegenden Erfindung, die Detektorvorrichtung
auf einen Quarzoszillator zu beschränken. Jegliches anderes Material
kann für
den Zweck verwendet werden, solange sich seine physikalische Grösse in Übereinstimmung
mit der Trägheit ändert und
der Betrag der Änderung
als ein elektrisches Signal erfasst wird.
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INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
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In
einem Trägheit
erfassenden Wandler der vorliegenden Erfindung hat ein erstes Gehäuse eine Öffnung und
eine darin montierte Schaltkreiskomponente. Das Gehäuse ist
mit äusseren
Elektroden und ersten Verbindungselektroden versehen. Ein Detektorelement
ist in ein zweites Gehäuse
montiert, von dem eine Öffnung
mit einer Abdichtplatte dicht verschlossen ist, und das Gehäuse ist
mit zweiten Verbindungselektroden versehen. Das zweite Gehäuse wird
so am ersten Gehäuse
angebracht, dass ersteres die Öffnung
des letzteren überdeckt.
Die zweiten und ersten Verbindungselektroden werden elektrisch gekoppelt.
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Dadurch
wird ein Detektorelement, das die Schlüsselkomponente des Sensors
ist, von der Abscheidung von Gas und organischer Materie, die aus einem
Harzkleber erzeugt werden, der für
die Befestigung einer Schaltkreiskomponente verwendet wird, sowie
von einem Verspritzen von Lot und Flussmaterial frei gehalten.
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Somit
werden Trägheit
erfassende Wandler mit einem hoch zuverlässigen Detektorelement hergestellt.
Ausserdem können,
selbst wenn der Trägheit
erfassende Wandler während
der Montage der Schaltkreiskomponenten oder der Einstellung der Eigenschaften
teilweise beschädigt
wird, sowohl das Detektorelement als auch die Schaltkreiskomponenten,
die unbeschädigt
geblieben sind, wieder verwendet werden.
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Obwohl
die vorangehenden Beschreibungen bezüglich des Trägheit erfassenden
Wandlers für eine
Erfassung der Trägheit
gegeben worden sind, können
die durch die vorliegende Erfindung vorgeschlagenen Strukturen natürlich auf
jegliche andere Arten von Sensorvorrichtungen für die Erfassung physikalischer
Grössen
angewendet werden.
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Bezugszahlen in den Zeichnungen
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- 1,
1A, 18, 1C, 1D
- erstes
Gehäuse
- 2
- aktive
Vorrichtung
- 3,
3A, 3C
- Umfassungswand
- 3B
- treppenförmiger Teil
- 4a–4e
- passive
Vorrichtung
- 5
- Detektoreinheit
- 6
- zweites
Gehäuse
- 7
- Quarzoszillator
- 8
- Abschirmplatte
- 9
- Fugenring
- 10
- Umfassungswand
- 11a–11f
- zweite
Verbindungselektrode
- 12
- Draht
- 13
- Elektrode
- 14a–14f
- erste
Verbindungselektrode
- 15
- Harz
- 16a–16d
- äussere Elektrode
- 16m–16p
- äussere Elektrode
- 16e–16h
- Prüfelektrode
- 16i–16l
- Prüfelektrode
- 17
- Abschirmelektrode
- 18a–18f
- Einschnitt
- 19
- Loch
- 20
- leitender
Kanal
- 21,
21A
- elastisches
Glied
- 22a–22f
- dritte
Verbindungselektrode
- 23a
- isolierendes
Material
- 23b
- leitendes
Material
- 24a–24d
- Anschlusspol