EP2777372A1 - Vorrichtung zur kontaktierung eines richtungsabhängigen elektrischen und/oder elektronischen bauteils und korrespondierende bauteilanordnung - Google Patents

Vorrichtung zur kontaktierung eines richtungsabhängigen elektrischen und/oder elektronischen bauteils und korrespondierende bauteilanordnung

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EP2777372A1
EP2777372A1 EP12778645.7A EP12778645A EP2777372A1 EP 2777372 A1 EP2777372 A1 EP 2777372A1 EP 12778645 A EP12778645 A EP 12778645A EP 2777372 A1 EP2777372 A1 EP 2777372A1
Authority
EP
European Patent Office
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component
contact elements
electronic component
dependent electrical
contacted
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP12778645.7A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Christian Erbe
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H05K2201/10704—Pin grid array [PGA]

Definitions

  • the invention relates to a device for contacting a direction-dependent electrical and / or electronic component according to the preamble of independent claim 1 and of a corresponding component arrangement with such a contacting device according to the preamble of independent claim 5.
  • a housing including terminal assignment (pinning) is selected for a component according to the criteria of size (cost), short bond lengths, testability.
  • size cost
  • short bond lengths testability.
  • a large number of mounting positions must be kept on the printed circuit board today. This quickly reaches its limits due to limited space available.
  • component-specific additional requirements In the case of sensors, vibrations / resonances play an important role, which depends on the
  • the inventive device for contacting a direction-dependent electrical and / or electronic component with the features of independent claim 1 and the corresponding component assembly with the features of independent claim 5 has the advantage that by the use of a 90 ° rotationally symmetrical pin assignment (pinning) at direction-dependent components, the flexibility and the degree of freedom can be massively increased, in which the component or the electronic control unit (ECU) can be used. In addition, layout space can be saved or, more simply, an optimized position can be used.
  • “pinning” is to be understood as meaning the assignment of component-based or component-based functions to the first connection elements of the component or of the component.
  • Embodiments of the present invention allow a customer to use a standard layout for multiple use cases with different detection directions so that, for example, a rotation rate sensor can also be used for rollover functionality. Since control unit connectors can point in different directions for different customers, a second placement space for the directional electrical and / or electronic component must be provided in the standard layout. The assumptions multiply when one considers that the customers also have different ones
  • Screw-on positions for a corresponding electronic control unit which require that the directional electrical and / or electronic component must be arranged on the right or left of the circuit board.
  • ECU electronice control unit
  • Embodiments of the present invention provide a device for contacting a direction-dependent electrical and / or electronic component, which comprises a predetermined first number of functions to be contacted, having a main body and a predetermined first
  • Number of first contact elements comprises, which are each assigned according to a predetermined terminal assignment of a function to be contacted and arranged with a predetermined positioning on the base body.
  • the positioning of the first contact elements on the base body is rotationally symmetrical about an angle of 90 °, so that at a
  • Embodiments of a component arrangement according to the invention comprise a direction-dependent electrical and / or electronic component, which comprises a predetermined first number of functions to be contacted, and a component carrier, which has a predetermined layout with a predetermined second number of second contact elements.
  • the direction-dependent electrical and / or electronic component comprises a contact device according to the invention having a main body and a plurality of first contact elements which are each assigned to a function to be contacted according to a predetermined terminal assignment and arranged with a predetermined positioning on the base body.
  • the positioning of the first contact elements on the base body is designed according to the invention rotationally symmetrical at an angle of 90 °, so that upon rotation of the directional electrical and / or electronic component by 90 ° no different component-based functions are superimposed.
  • Embodiments of the present invention can be used in all areas in which the orientation of components plays a role, as for example in direction-sensitive sensors, such as yaw rate sensors and / or acceleration sensors is the case.
  • the possible uses of such components multiply when using a rotationally symmetrical "pinning."
  • the component carrier can be designed, for example, as a printed circuit board or substrate.
  • the base body can be designed as part of the component housing or as a component socket. This allows a simple implementation of the invention.
  • the main body can be designed, for example, circular or rectangular, wherein the number of first contact elements can correspond to the first number of functions to be contacted.
  • the pin assignment or the assignment of the first contact elements to be contacted functions of the component can be adapted in an advantageous manner so that the corresponding direction-dependent electrical and / or electronic component the component carrier can be equipped both in a 0 ° orientation and in a 90 ° orientation.
  • the second number of second contact elements is at least twice as large as the first number of first contact elements selected, wherein in each case a first contact element with two second contact elements is connectable.
  • the first contact elements are designed as connection pins and the second contact elements as pin recordings.
  • the second contact elements are arranged on the component carrier such that the directionally dependent electrical and / or electronic component can be contacted with the component carrier in a first position with a first detection direction or in a second position with a second detection direction. wherein the second detection direction has an angle of 90 ° to the first detection direction.
  • a first contact element of the directional electrical and / or electronic component is designed as an orientation element, which is contacted in the first position with a second contact element, which is connected to a first electrical potential, and in the second position is connected to another second contact element which is connected to a second electrical potential, wherein the current orientation of the direction-dependent electrical and / or electronic component and thus the current detection direction can be determined by interrogation of the voltage applied to the orientation element.
  • the one second contact element can be connected to ground potential, and the other second contact element can be connected, for example, to a supply voltage potential. If the direction-dependent electrical and / or electronic component is then fitted in the first detection direction, then the corresponding first connection element is connected to the ground potential. If the direction-dependent electrical and / or electronic component is rotated by 90 °, then the corresponding first connection element is connected to the supply voltage potential.
  • the directional electrical and / or electronic component can either recognize itself in which direction it is installed, or the information can be transferred via a further connection element to an evaluation and control unit, which processes the information accordingly.
  • the orientation of the direction-dependent electrical and / or electronic component by means of an automatic optical inspection (AOI: Automatic Optical Inspection) via a carried on the directional dependent electrical and / or electronic component applied imprint.
  • AOI Automatic Optical Inspection
  • the pinning of the corresponding Kunststoff musclessvornchtung or the directional electrical and / or electronic component can be adapted by embodiments of the present invention so that the directional electrical and / or electronic component on the component carrier in both a 0 ° orientation and in a 90 ° Orientation can be fitted.
  • the "pinning" of the corresponding contacting device satisfies the conditions of rotational symmetry when there are no two different component-based or component-based functions in a 90 ° rotation.
  • Fig. 1 shows a schematic sectional view of an embodiment of a component arrangement according to the invention.
  • FIG. 2 shows a schematic plan view of an exemplary embodiment of a contacting device according to the invention in a first detection direction (X) for the component arrangement from FIG. 1.
  • FIG. 3 shows a schematic plan view of the exemplary embodiment of a contacting device according to the invention from FIG. 2 in a second detection direction (Y).
  • FIG. 4 shows a schematic plan view of an exemplary embodiment of a component carrier for accommodating the contacting device according to the invention according to FIGS. 2 and 3 for the component arrangement from FIG. 1.
  • the illustrated exemplary embodiment of a component arrangement 1 comprises a direction-dependent electrical and / or electronic component 10, for example a yaw rate sensor or an acceleration sensor which comprises a predetermined first number of functions 12.1 to 18.5 to be contacted, and a component carrier 30, which has a predetermined layout with a predetermined second number of second contact elements 33.
  • the direction-dependent electrical and / or electronic component 10 comprises a contacting device 20 with a main body 21 and a plurality of first contact elements 23, which are each assigned to a function to be contacted 12.1 to 18.5 and arranged with a predetermined positioning on the base body 21 according to a predetermined terminal assignment. According to the positioning of the first contact elements 23 on
  • Base body 21 rotationally symmetrical executed by an angle of 90 °, so that upon rotation of the direction-dependent electrical and / or electronic component 10 by 90 ° no different component-based functions 12.1 to 18.5 lie on each other.
  • the illustrated direction-dependent electrical and / or electronic component 10 comprises a sensor element 13 arranged within a housing 15 with a predetermined number of functions 12.1 to 18.5 to be contacted, which have corresponding electrical connections 17 to the individual first Contact elements 23 are connected, which are designed as connecting pins in the illustrated embodiment, wherein the number of first contact elements 23 corresponds to the number of functions to be contacted 12.1 to 18.5.
  • the main body 32 is rectangular and designed as part of the housing 15 and closes this down.
  • the component carrier 30 is designed in the illustrated embodiment as a printed circuit board with a base body 32, in which the second contact elements 33 are introduced as Pinabilityn.
  • the contacting device 20 can be designed as a component base, in which the component 10 is inserted.
  • the terminal assignment or the assignment of the first contact elements 23 to the functions to be contacted 12.1 to 18.5 of Component 10 are adapted in an advantageous manner so that the corresponding direction-dependent electrical and / or electronic component 10 can be fitted to the component carrier 30 both in a 0 ° orientation and in a 90 ° orientation.
  • the contacting device 20 is shown as being rectangular and having a predetermined 8x8 pitch with rows A through H and columns 1-8.
  • the first contact elements 23, which are assigned to be contacted functions 12.1 to 18.5, shown filled in a loading in a first detection direction X and shown hatched when fitted in a second detection direction Y. 2 and 3 respectively show the contacting device 20 according to the invention of the directional electrical and / or electronic component 10.
  • the contacting device 20 is aligned in the first detection direction X (transverse direction), i. the corresponding direction-dependent electrical and / or electronic component 10 is aligned so that an associated physical quantity is detected in the displayed first detection direction X.
  • the contacting device 20 is rotated through an angle of 90 ° and aligned in the second detection direction Y (vertical direction), i. the corresponding direction-dependent electrical and / or electronic component 10 is aligned so that an associated physical quantity is detected in the displayed second detection direction X.
  • the functions 12.1 to 12.6 to be contacted are assigned to the first contact elements 23 at the grid positions A1 to A6, a function 12.1 to be contacted being assigned to a first contact element 23 at the grid position A6, a function
  • the functions 14.1 to 14.6 to be contacted are assigned to the first contact elements 23 at the grid positions B1 and B2 to B7, wherein a function 14.1 to be contacted is a first contact element 23 at the grid position B7 is assigned, a function 14.2 is associated with a first contact element 23 at the grid position B6, etc.
  • the functions to be contacted 16.1 to 16.6 are assigned to the first contact elements 23 at the grid positions G2 to G6 and G8, wherein a function 16.1 to be contacted is assigned to a first contact element 23 at the grid position G8, a function
  • the functions 18.1 to 18.5 to be contacted are assigned to the first contact elements 23 at the grid positions H3 and H5 to H8, wherein a function 18.1 to be contacted is assigned to a first contact element 23 at the grid position H8 is assigned a function 18.2 a first contact element 23 at the grid position H7, etc.
  • the component carrier 30 is shown as rectangular and with a predetermined 8 ⁇ 8 grid with the rows A to H and the columns 1 to 8 analogous to the contacting apparatus 20.
  • the number of second contact elements 33 is twice as large as the number of first contact elements 23, wherein in each case a first contact element 23 of the contacting device 20 can be connected to two second contact elements 33 of the component carrier 30.
  • the second contact elements 33 of the component carrier 30, which, when equipped with the direction-dependent electrical and / or electronic component 10, which is aligned in the first detection direction X, via corresponding first contact elements 23 to be contacted with functions 12.1 to 18.5, filled out.
  • the second contact elements 33 of the component carrier 30, which are connected to the direction-dependent electrical and / or electronic component 10, which is aligned in the second detection direction Y, via corresponding first contact elements 23 to be contacted with functions 12.1 to 18.5 are shown hatched ,
  • the rotationally symmetric positioning of the first contact elements 23 on the base body 21 by an angle of 90 ° does not result in any different component-based functions 12.1 to 12 when the directional electrical and / or electronic component 10 is rotated by 90 ° 18.5 to each other, since none of the second contact elements 33 with two different functions to be contacted 12.1 to 18.5 is connectable. This means that the second contact elements 33 at a
  • the second contact elements 33 of the component carrier 30, which are connectable to the same functions 12.1 to 18.5 to be contacted, are electrically connected to one another.
  • the second contact elements 33 of the component carrier 30, which can be used for automatically determining the orientation of the assembled direction-dependent electrical and / or electronic component 10.
  • a first contact element 23 of the direction-dependent electrical and / or electronic component 10 which is arranged on the contacting device 20 at the grid position H8, used as an orientation element 18.1.
  • the second contact element 33, which is arranged on the component carrier 30 at the grid position H1 is connected to a ground potential
  • the second contact element 33 which is arranged on the component carrier 30 at the grid position H8, is connected to a supply voltage potential.
  • the corresponding first connection element 23 arranged at the grid position H8 of the contacting device 20 is arranged with the second contact element 33 arranged at the grid position H8 of the component carrier 30 and thus with the Ground potential connected. If the direction-dependent electrical and / or electronic component 10 is rotated by 90 °, then the corresponding first connection element 23 arranged at the grid position H8 of the contacting device 20 is arranged with the second contact element 33 arranged at the grid position H 1 of the component carrier 30 and thus with the supply voltage potential connected.
  • the direction-dependent electrical and / or electronic component 10 can either recognize itself in which detection direction it is installed, or the information can be transmitted to an evaluation and control unit via a further connection element which processes the information accordingly.
  • the orientation of the direction-dependent electrical and / or electronic component 10 by means of an automatic optical inspection (AOI: Automatic Optical Inspection) via an applied on the directional electrical and / or electronic component 10 imprint done.
  • AOI Automatic Optical Inspection
  • Embodiments of the present invention advantageously increase the flexibility and the degrees of freedom for direction-dependent components or components as a result of the rotationally symmetrical terminal assignment at an angle of 90 °.
  • standard layouts can be created that can be used by a maximum number of customers with different requirements without having to have too many mounting positions on the printed circuit board.

Landscapes

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (20) zur Kontaktierung eines richtungsabhängigen elektrischen und/oder elektronischen Bauteils (10), welches eine vorgegebene erste Anzahl von zu kontaktierenden Funktionen umfasst, mit einem Grundkörper (21) und einer vorgegebenen ersten Anzahl von ersten Kontaktelementen (23), welche gemäß einer vorgegeben Anschlussbelegung jeweils einer zu kontaktierenden Funktion zugeordnet und mit einer vorgegebenen Positionierung am Grundkörper (21) angeordnet sind, sowie eine zugehörige Bauteilanordnung mit einer solchen Kontaktierungsvornchtung (20). Erfindungsgemäß ist die Positionierung der ersten Kontaktelemente (23) am Grundkörper (21) rotationssymmetrisch um einen Winkel von 90° ausgeführt, so dass bei einer Drehung das richtungsabhängigen elektrischen und/oder elektronischen Bauteils (10) um 90° keine unterschiedlichen bauteilbasierten Funktionen aufeinander liegen.

Description

Beschreibung
Titel
Vorrichtung zur Kontaktierung eines richtungsabhängigen elektrischen und/oder elektronischen Bauteils und korrespondierende Bauteilanordnung
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zur Kontaktierung eines richtungsabhängigen elektrischen und/oder elektronischen Bauteils nach der Gattung des unabhängigen Patentanspruchs 1 und von einer korrespondierenden Bauteilanordnung mit einer solchen Kontaktierungsvorrichtung nach der Gattung des unabhängigen Patentanspruchs 5.
Derzeit wird für ein Bauteil ein Gehäuse inklusive Anschlussbelegung (Pinning) nach den Gesichtspunkten Größe (Kosten), kurze Bondlängen, Prüfbarkeit ausgewählt. Um Layouts zu erstellen, die von einer maximalen Anzahl von Kunden, mit unterschiedlichen Anforderungen, zu nutzen sind, müssen heute sehr viele Bestückungspositionen auf der Leiterplatte vorgehalten werden. Dies stößt aufgrund nur begrenzt zur Verfügung stehender Fläche schnell an Grenzen. Hinzu kommen bauteilspezifische Zusatzanforderungen. Bei Sensoren spielen Schwingungen/Resonanzen eine große Rolle, welche sich in Abhängigkeit vom
Verbauort bzw. der Anschraubpunkte sowohl eines elektronischen Steuergeräts (ECU) als auch der Leiterplatte und der gewünschten Detektionsrichtung zusätzlich verändern.
In der Offenlegungsschrift DE 10 2009 042 653 A1 wird beispielsweise ein Verfahren zum automatischen Bestücken von Substraten und Bauelementen in Bestückungsvorrichtungen beschrieben, wobei die zu bestückenden Bauelemente und/oder Einzelschaltungen durch ein Bestückungsprogramm vorgegeben werden. Allerdings können für das Bestücken eines Substrats mehrere mögliche Bestückungsvarianten existieren. Daher wird jedes zu bestückende Substrat mit ei- ner individuellen Kennung versehen. Zusätzlich wird zu einer Leiterplatten be- schreibung eine Liste der möglichen Bestückungsvarianten und Konfigurationen hinterlegt. In der Bestückungsvorrichtung wird dann auf Basis dieser individuellen Kennung des Substrats die individuelle Bestückungsvariante und Konfiguration für das jeweilige Substrat ermittelt und dem Bestückungsprogramm der Bestückungsvorrichtung vorgegeben. Vom Bestückungsprogramm wird üblicherweise eine Abfolge für einen Ablauf der Bestückung des Substrats festgelegt, wobei von einer Beschreibung für die jeweilige Bestückung, der so genannten Leiterplattenbeschreibung ausgegangen wird, welche beispielsweise eine Konfigurati- on des zu bestückenden Substrats, Beschreibungen der verwendeten Bauelemente usw. umfasst.
Offenbarung der Erfindung
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Kontaktierung eines richtungsabhängigen elektrischen und/oder elektronischen Bauteils mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 und die korrespondierende Bauteilanordnung mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 5 hat demgegenüber den Vorteil, dass durch die Verwendung einer um 90° rotationssymmetrischen Anschlussbelegung (Pinning) bei richtungsabhängigen Komponenten, die Flexibilität und der Freiheitsgrad massiv erhöht werden können, in welchem die Komponente oder das elektronische Steuergerät (ECU) verwendet werden kann. Zusätzlich kann Layoutfläche eingespart bzw. einfacher eine optimierte Position verwendet werden. Unter„Pinning" ist im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung die Zuordnung von komponentenbasierten bzw. bauteilbasierten Funktionen auf die ersten Anschlusselemente der Komponente bzw. des Bauteils zu verstehen.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ermöglichen es einem Kunden, ein Standardlayout für mehrere Anwendungsfälle mit verschiedenen Detektions- richtungen zu verwenden, so dass beispielsweise ein Drehratensensor auch für eine Rollover-Funktionalität verwendet werden kann. Da Steuergerätestecker bei verschiedenen Kunden in unterschiedliche Richtungen weisen können, muss im Standardlayout ein zweiter Bestückungsplatz für das richtungsabhängige elektrische und/oder elektronische Bauteil vorgehalten werden. Die Vorhalte vervielfäl- tigen sich, wenn man berücksichtigt, dass die Kunden zusätzlich verschiedene
Anschraubpositionen für ein korrespondierendes elektronisches Steuergerät (ECU) verwenden, welche bedingen, dass das richtungsabhängige elektrische und/oder elektronische Bauteil rechts bzw. links auf der Leiterplatte angeordnet werden muss. Von den vier Einbaupositionen lassen sich bei einem richtungsabhängigen elektrischen und/oder elektronischen Bauteil mit einer um 90° drehba- ren Kontaktierungsvorrichtung bereits zwei Vorhalte einsparen.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen eine Vorrichtung zur Kon- taktierung eines richtungsabhängigen elektrischen und/oder elektronischen Bauteils, welches eine vorgegebene erste Anzahl von zu kontaktierenden Funktionen umfasst, zur Verfügung, welche einen Grundkörper und eine vorgegebene erste
Anzahl von ersten Kontaktelementen umfasst, welche gemäß einer vorgegeben Anschlussbelegung jeweils einer zu kontaktierenden Funktion zugeordnet und mit einer vorgegebenen Positionierung am Grundkörper angeordnet sind. Erfindungsgemäß ist die Positionierung der ersten Kontaktelemente am Grundkörper rotationssymmetrisch um einen Winkel von 90° ausgeführt, so dass bei einer
Drehung des richtungsabhängigen elektrischen und/oder elektronischen Bauteils um 90° keine unterschiedlichen bauteilbasierten Funktionen aufeinander liegen.
Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Bauteilanordnung umfassen ein richtungsabhängiges elektrisches und/oder elektronisches Bauteil, welches eine vorgegebene erste Anzahl von zu kontaktierenden Funktionen umfasst, und einen Bauteilträger, welcher ein vorgegebenes Layout mit einer vorgegebenen zweiten Anzahl von zweiten Kontaktelementen aufweist. Das richtungsabhängige elektrische und/oder elektronische Bauteil umfasst eine erfindungsgemäße Kon- taktierungsvorrichtung mit einem Grundkörper und mehren ersten Kontaktelementen, welche gemäß einer vorgegeben Anschlussbelegung jeweils einer zu kontaktierenden Funktion zugeordnet und mit einer vorgegebenen Positionierung am Grundkörper angeordnet sind. Die Positionierung der ersten Kontaktelemente am Grundkörper ist erfindungsgemäß rotationssymmetrisch um einen Winkel von 90° ausgeführt, so dass bei einer Drehung das richtungsabhängigen elektrischen und/oder elektronischen Bauteils um 90° keine unterschiedlichen bauteilbasierten Funktionen aufeinander liegen.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung können in allen Bereichen ein- gesetzt werden, in welchen die Ausrichtung von Komponenten eine Rolle spielt, wie es beispielsweise bei richtungssensitiven Sensoren, wie Drehratensensoren und/oder Beschleunigungssensoren der Fall ist. Die Einsatzmöglichkeiten solcher Komponenten multiplizieren sich bei Verwendung eines rotationssymmetrischen„Pinnings". Der Bauteilträger kann beispielsweise als Leiterplatte bzw. Substrat ausgeführt werden.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen und Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungen der im unabhängigen Patentanspruch 1 angegebenen Vorrichtung zur Kontaktierung eines richtungsabhängigen elektrischen und/oder elektronischen Bauteils und der im unabhängigen Patentanspruch 5 angegebenen Bauteilanordnung möglich.
Besonders vorteilhaft ist, dass der Grundkörper als Teil des Bauteilgehäuses oder als Bauteilsockel ausgeführt werden kann. Dies ermöglicht eine einfache Implementierung der Erfindung. In Abhängigkeit des Bauteilgehäuses oder von der Einbausituation kann der Grundkörper beispielsweise kreisförmig oder recht- eckförmig ausgeführt werden, wobei die Anzahl der ersten Kontaktelemente der ersten Anzahl von zu kontaktierenden Funktionen entsprechen kann.
Bei der Ausführung der Kontaktierungsvorrichtung als Bauteilsockel, in welchen das Bauteil eingesteckt wird, kann die Anschlussbelegung bzw. die Zuordnung der ersten Kontaktelemente zu den zu kontaktierenden Funktionen des Bauteils in vorteilhafter Weise so anpasst werden, dass das korrespondierende richtungsabhängige elektrische und/oder elektronische Bauteil auf dem Bauteilträger sowohl in einer 0°-Ausrichtung als auch in einer 90°-Ausrichtung bestückt werden kann. Dadurch ist es in vorteilhafter Weise möglich, herkömmliche aus dem Stand der Technik bekannte Sensortypen entsprechend anzupassen, um die Rotationsymmetrie erreichen zu können.
In vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Bauteilanordnung ist die zweite Anzahl von zweiten Kontaktelementen mindestens doppelt so groß wie die ersten Anzahl von ersten Kontaktelementen gewählt, wobei jeweils ein erstes Kontaktelement mit zwei zweiten Kontaktelementen verbindbar ist.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Bauteilanordnung sind die ersten Kontaktelemente als Anschlusspins und die zweiten Kontaktelemente als Pinaufnahmen ausgeführt. In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Bauteilanordnung sind die zweiten Kontaktelemente so am Bauteilträger angeordnet, dass das richtungsabhängige elektrische und/oder elektronische Bauteil in einer ersten Positi- on mit einer ersten Detektionsrichtung oder in einer zweiten Position mit einer zweiten Detektionsrichtung mit dem Bauteilträger kontaktierbar ist, wobei die zweite Detektionsrichtung einen Winkel von 90° zur ersten Detektionsrichtung aufweist. In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Bauteilanordnung ist ein erstes Kontaktelement des richtungsabhängigen elektrischen und/oder elektronischen Bauteils als Orientierungselement ausgeführt, welches in der ersten Position mit einem zweiten Kontaktelement kontaktiert ist, welches mit einem ersten elektrischen Potential verbunden ist, und in der zweiten Position mit einem anderen zweiten Kontaktelement verbunden ist, welches mit einem zweiten elektrischen Potential verbunden ist, wobei durch Abfrage des am Orientierungselement anliegenden elektrischen Potential die aktuelle Orientierung des richtungsabhängigen elektrischen und/oder elektronischen Bauteils und somit die aktuelle Detektionsrichtung ermittelbar ist. Dies ermöglicht in vorteilhafter Weise eine ein- fache automatische Erkennung einer unbeabsichtigten Fehlbestückung, d.h. einen Verbau des richtungsabhängigen elektrischen und/oder elektronischen Bauteils mit falscher Ausrichtung. So kann das eine zweite Kontaktelement beispielsweise mit Massepotential verbunden werden und das andere zweite Kontaktelement kann beispielswiese mit einem Versorgungsspannungspotential ver- bunden werden. Wird nun das richtungsabhängige elektrische und/oder elektronische Bauteil in die erste Detektionsrichtung bestückt, dann ist das korrespondierende erste Anschlusselement mit dem Massepotential verbunden. Wird das richtungsabhängige elektrische und/oder elektronische Bauteil um 90° gedreht bestückt, dann wird das korrespondierende erste Anschlusselement mit dem Versorgungsspannungspotential verbunden. So kann das richtungsabhängige elektrische und/oder elektronische Bauteil entweder selber erkennen in welcher Richtung es verbaut ist, oder die Information kann über ein weiteres Anschlusselement an eine Auswerte- und Steuereinheit übergeben werden, welche die Information entsprechend verarbeitet. Alternativ kann die Orientierung des rich- tungsabhängigen elektrischen und/oder elektronischen Bauteils mittels einer automatischen optischen Prüfung (AOI: Automatic Optical Inspection) über einen auf dem richtungsabhängigen elektrischen und/oder elektronischen Bauteil aufgebrachten Aufdruck erfolgen.
Das Pinning der korrespondierenden Kontaktierungsvornchtung bzw. des richtungsabhängigen elektrischen und/oder elektronischen Bauteils kann durch Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung so angepasst werden, dass das richtungsabhängige elektrische und/oder elektronische Bauteil auf dem Bauteilträger sowohl in einer 0°-Ausrichtung als auch in einer 90°-Ausrichtung bestückt werden kann. Das„Pinning" der korrespondierenden Kontaktierungsvornchtung erfüllt die Bedingungen der Rotationssymmetrie, wenn bei einer Drehung um 90° keine zwei unterschiedlichen komponentenbasierten bzw. bauteilbasierten Funktionen aufeinander liegen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen Komponenten bzw. Elemente, die gleiche bzw. analoge Funktionen ausführen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Fig. 1 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Bauteilanordnung.
Fig. 2 zeigt eine schematische Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kontaktierungsvornchtung in einer ersten Detektionsrichtung (X) für die Bauteilanordnung aus Fig. 1 .
Fig. 3 zeigt eine schematische Draufsicht auf das Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kontaktierungsvornchtung aus Fig. 2 in einer zweiten Detektionsrichtung (Y).
Fig. 4 zeigt eine schematische Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel eines Bauteilträgers zur Aufnahme der erfindungsgemäßen Kontaktierungsvornchtung gemäß Fig. 2 und 3 für die Bauteilanordnung aus Fig. 1.
Ausführungsformen der Erfindung Wie aus Fig. 1 bis 4 ersichtlich ist, umfasst das dargestellte Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Bauteilanordnung 1 ein richtungsabhängiges elektrisches und/oder elektronisches Bauteil 10, beispielsweise einen Drehratensensor oder einen Beschleunigungssensor, welches eine vorgegebene erste Anzahl von zu kontaktierenden Funktionen 12.1 bis 18.5 umfasst, und einen Bauteilträger 30, welcher ein vorgegebenes Layout mit einer vorgegebenen zweiten Anzahl von zweiten Kontaktelementen 33 aufweist. Das richtungsabhängige elektrische und/oder elektronische Bauteil 10 umfasst eine Kontaktierungsvorrichtung 20 mit einem Grundkörper 21 und mehren ersten Kontaktelementen 23, welche gemäß einer vorgegebenen Anschlussbelegung jeweils einer zu kontaktierenden Funktion 12.1 bis 18.5 zugeordnet und mit einer vorgegebenen Positionierung am Grundkörper 21 angeordnet sind. Erfindungsgemäß ist die Positionierung der ersten Kontaktelemente 23 am
Grundkörper 21 rotationssymmetrisch um einen Winkel von 90° ausgeführt, so dass bei einer Drehung das richtungsabhängigen elektrischen und/oder elektronischen Bauteils 10 um 90° keine unterschiedlichen bauteilbasierten Funktionen 12.1 bis 18.5 aufeinander liegen.
Wie aus Fig. 1 weiter ersichtlich ist, umfasst das dargestellte richtungsabhängige elektrische und/oder elektronische Bauteil 10 ein innerhalb eines Gehäuses 15 angeordnetes Sensorelement 13 mit einer vorgegebener Anzahl von zu kontaktierenden Funktionen 12.1 bis 18.5, welche über korrespondierende elektrische Verbindungen 17 mit den einzelnen ersten Kontaktelementen 23 verbunden sind, welche im dargestellten Ausführungsbeispiel als Anschlusspins ausgeführt sind, wobei die Anzahl der ersten Kontaktelemente 23 der Anzahl von zu kontaktierenden Funktionen 12.1 bis 18.5 entspricht. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Grundkörper 32 rechteckförmig und als Teil des Gehäuses 15 ausgeführt und schließt dieses nach unten ab. Der Bauteilträger 30 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel als Leiterplatte mit einem Grundkörper 32 ausgeführt, in welchen die zweiten Kontaktelemente 33 als Pinaufnahmen einbracht sind. Bei alternativen nicht dargestellten Ausführungsformen kann die Kontaktierungsvorrichtung 20 als Bauteilsockel ausgeführt werden, in welchen das Bauteil 10 ein- gesteckt wird. Dadurch kann die Anschlussbelegung bzw. die Zuordnung der ersten Kontaktelemente 23 zu den zu kontaktierenden Funktionen 12.1 bis 18.5 des Bauteils 10 in vorteilhafter Weise so anpasst werden, dass das korrespondierende richtungsabhängige elektrische und/oder elektronische Bauteil 10 auf dem Bauteilträger 30 sowohl in einer 0°-Ausrichtung als auch in einer 90°-Ausrichtung bestückt werden kann. Dadurch ist es in vorteilhafter Weise möglich, herkömmli- che aus dem Stand der Technik bekannte Sensortypen entsprechend anzupassen, um die Rotationsymmetrie zu erreichen.
Wie aus Fig. 2 und 3 weiter ersichtlich ist, ist zur Vereinfachung der Darstellung und der Beschreibung die Kontaktierungsvorrichtung 20 rechteckförmig und mit einem vorgegebenen 8x8 Raster mit den Reihen A bis H und den Spalten 1 bis 8 dargestellt. Hierbei sind die ersten Kontaktelemente 23, denen zu kontaktierende Funktionen 12.1 bis 18.5 zugeordnet sind, bei einer Bestückung in eine erste De- tektionsrichtung X ausgefüllt dargestellt und bei einer Bestückung in eine zweite Detektionsrichtung Y schraffiert dargestellt. Fig. 2 und 3 zeigen jeweils die erfindungsgemäße Kontaktierungsvorrichtung 20 des richtungsabhängigen elektrischen und/oder elektronischen Bauteils 10. In Fig. 2 ist die Kontaktierungsvorrichtung 20 in die erste Detektionsrichtung X (Querrichtung) ausgerichtet, d.h. das korrespondierende richtungsabhängige elektrische und/oder elektronische Bauteil 10 ist so ausgerichtet, dass eine zugehörige physikalische Größe in die angezeigte erste Detektionsrichtung X erfasst wird. In Fig. 3 ist die Kontaktierungsvorrichtung 20 um einen Winkel von 90° gedreht und in die zweite Detektionsrichtung Y (Hochrichtung) ausgerichtet, d.h. das korrespondierende richtungsabhängige elektrische und/oder elektronische Bauteil 10 ist so ausgerichtet, dass eine zugehörige physikalische Größe in die angezeigte zweite Detektionsrichtung X erfasst wird.
Wie aus Fig. 2 und 3 weiter ersichtlich ist, sind die zu kontaktierenden Funktionen 12.1 bis 12.6 den ersten Kontaktelementen 23 an den Rasterpositionen A1 bis A6 zugeordnet, wobei eine zu kontaktierende Funktion 12.1 einem ersten Kontaktelement 23 an der Rasterposition A6 zugeordnet ist, eine Funktion 12.2 einem ersten Kontaktelement 23 an der Rasterposition A5 zugeordnet ist usw. Die zu kontaktierenden Funktionen 14.1 bis 14.6 sind den ersten Kontaktelementen 23 an den Rasterpositionen B1 und B2 bis B7 zugeordnet, wobei eine zu kontaktierende Funktion 14.1 einem ersten Kontaktelement 23 an der Rasterpo- sition B7 zugeordnet ist, eine Funktion 14.2 einem ersten Kontaktelement 23 an der Rasterposition B6 zugeordnet ist usw. Die zu kontaktierenden Funktionen 16.1 bis 16.6 sind den ersten Kontaktelementen 23 an den Rasterpositionen G2 bis G6 und G8 zugeordnet, wobei eine zu kontaktierende Funktion 16.1 einem ersten Kontaktelement 23 an der Rasterposition G8 zugeordnet ist, eine Funktion
16.2 einem ersten Kontaktelement 23 an der Rasterposition G6 zugeordnet ist usw. Die zu kontaktierenden Funktionen 18.1 bis 18.5 sind den ersten Kontaktelementen 23 an den Rasterpositionen H3 und H5 bis H8 zugeordnet, wobei eine zu kontaktierende Funktion 18.1 einem ersten Kontaktelement 23 an der Rasterposition H8 zugeordnet ist, eine Funktion 18.2 einem ersten Kontaktelement 23 an der Rasterposition H7 zugeordnet ist usw.
Wie aus Fig. 4 weiter ersichtlich ist, ist zur Vereinfachung der Darstellung und der Beschreibung der Bauteilträger 30 analog zur Kontaktierungsvorrichtung 20 rechteckförmig und mit einem vorgegebenen 8x8 Raster mit den Reihen A bis H und den Spalten 1 bis 8 dargestellt. Hierbei ist die Anzahl von zweiten Kontakt- elementen 33 doppelt so groß wie die Anzahl von ersten Kontaktelementen 23 gewählt, wobei jeweils ein erstes Kontaktelement 23 der Kontaktierungsvorrichtung 20 mit zwei zweiten Kontaktelementen 33 des Bauteilträgers 30 verbindbar ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die zweiten Kontaktelemente 33 des Bauteilträgers 30, welche bei einer Bestückung mit dem richtungsabhängi- gen elektrischen und/oder elektronischen Bauteil 10, das in die erste Detektions- richtung X ausgerichtet ist, über korrespondierende erste Kontaktelemente 23 mit zu kontaktierenden Funktionen 12.1 bis 18.5 verbunden werden, ausgefüllt dargestellt. Die zweiten Kontaktelemente 33 des Bauteilträgers 30, welche bei einer Bestückung mit dem richtungsabhängigen elektrischen und/oder elektronischen Bauteil 10, das in die zweite Detektionsrichtung Y ausgerichtet ist, über korrespondierende erste Kontaktelemente 23 mit zu kontaktierenden Funktionen 12.1 bis 18.5 verbunden werden, sind schraffiert dargestellt.
Wie aus Fig. 4 weiter ersichtlich ist, liegen durch die rotationssymmetrische um einen Winkel von 90° ausgeführte Positionierung der ersten Kontaktelemente 23 am Grundkörper 21 , bei einer Drehung des richtungsabhängigen elektrischen und/oder elektronischen Bauteils 10 um 90° keine unterschiedlichen bauteilbasierten Funktionen 12.1 bis 18.5 aufeinander, da keines der zweiten Kontaktelemente 33 mit zwei verschiedenen zu kontaktierenden Funktionen 12.1 bis 18.5 verbindbar ist. Das bedeutet, dass die zweiten Kontaktelemente 33 die bei einer
Bestückung in die erste Detektionsrichtung X verwendet werden, bei einer Be- stückung in die zweite Detektionsrichtung Y frei bleiben und umgekehrt. Um unabhängig von der Detektionsrichtung einen fehlerfreien Betrieb des richtungsabhängigen elektrischen und/oder elektronischen Bauteils 10 zu ermöglichen, sind die zweiten Kontaktelemente 33 des Bauteilträgers 30, welche mit den gleichen zu kontaktierenden Funktionen 12.1 bis 18.5 verbindbar sind, mit einander elektrisch verbunden.
Eine Ausnahme bilden hier die zweiten Kontaktelemente 33 des Bauteilträgers 30, welche zur automatischen Ermittlung der Orientierung des bestückten richtungsabhängigen elektrischen und/oder elektronischen Bauteils 10 verwendet werden können. Zu diesem Zweck wird ein erstes Kontaktelement 23 des richtungsabhängigen elektrischen und/oder elektronischen Bauteils 10, welches an der Kontaktierungsvorrichtung 20 an der Rasterposition H8 angeordnet ist, als Orientierungselement 18.1 verwendet. Des Weiteren wird das zweite Kontaktelement 33, welches am Bauteilträger 30 an der Rasterposition H1 angeordnet ist, mit einem Massepotential verbunden, und das zweite Kontaktelement 33, welches am Bauteilträger 30 an der Rasterposition H8 angeordnet ist, wird mit einem Versorgungspannungspotential verbunden. Wird nun das richtungsabhängige elektrische und/oder elektronische Bauteil 10 in die erste Detektionsrichtung X bestückt, dann ist das korrespondierende an der Rasterposition H8 der Kontaktierungsvorrichtung 20 angeordnete erste Anschlusselement 23 mit dem an der Rasterposition H8 des Bauteilträgers 30 angeordneten zweiten Kontaktelement 33 und somit mit dem Massepotential verbunden. Wird das richtungsabhängige elektrische und/oder elektronische Bauteil 10 um 90° gedreht bestückt, dann ist das korrespondierende an der Rasterposition H8 der Kontaktierungsvorrichtung 20 angeordnete erste Anschlusselement 23 mit dem an der Rasterposition H 1 des Bauteilträgers 30 angeordneten zweiten Kontaktelement 33 und somit mit dem Versorgungsspannungspotential verbunden. Durch die unterschiedlichen von der Einbauposition des richtungsabhängigen elektrischen und/oder elektronischen Bauteils abhängigen Spannungspotentiale kann das richtungsabhängige elektrische und/oder elektronische Bauteil 10 entweder selber erkennen in welcher Detektionsrichtung es verbaut ist, oder die Information kann über ein weiteres Anschlusselement an eine Auswerte- und Steuereinheit übergeben werden, welche die Information entsprechend verarbeitet. Alternativ kann die Orientierung des richtungsabhängigen elektrischen und/oder elektronischen Bauteils 10 mittels einer automatischen optischen Prüfung (AOI: Automatic Optical Inspection) über einen auf dem richtungsabhängigen elektrischen und/oder elektronischen Bauteil 10 aufgebrachten Aufdruck erfolgen.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung erhöhen durch die um einen Winkel von 90° rotationssymmetrische Anschlussbelegung in vorteilhafter Weise die Flexibilität und die Freiheitsgrade für richtungsabhängige Komponenten bzw. Bauteile. Dadurch können Standardlayouts erstellt werden, die von einer maxi- malen Anzahl von Kunden, mit unterschiedlichen Anforderungen genutzt werden können, ohne zu viele Bestückungspositionen auf der Leiterplatte vorhalten zu müssen.

Claims

Ansprüche
Vorrichtung zur Kontaktierung eines richtungsabhängigen elektrischen und/oder elektronischen Bauteils, welches eine vorgegebene erste Anzahl von zu kontaktierenden Funktionen (12.1 bis 18.5) umfasst, mit einem Grundkörper (21 ) und einer vorgegebenen ersten Anzahl von ersten Kontaktelementen (23), welche gemäß einer vorgegeben Anschlussbelegung jeweils einer zu kontaktierenden Funktion (12.1 bis 18.5) zugeordnet und mit einer vorgegebenen Positionierung am Grundkörper (21 ) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionierung der ersten Kontaktelemente (23) am Grundkörper (21 ) rotationssymmetrisch um einen Winkel von 90° ausgeführt ist, so dass bei einer Drehung das richtungsabhängigen elektrischen und/oder elektronischen Bauteils (10) um 90° keine unterschiedlichen bauteilbasierten Funktionen (12.1 bis 18.5) aufeinander liegen.
Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (32) als Teil des Bauteilgehäuses (46) oder als Bauteilsockel ausgeführt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (32) kreisförmig oder rechteckförmig ausgeführt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der ersten Kontaktelemente (23) der ersten Anzahl von zu kontaktierenden Funktionen (12.1 bis 18.5) entspricht.
Bauteilanordnung mit einem richtungsabhängigen elektrischen und/oder elektronischen Bauteil, welches eine vorgegebene erste Anzahl von zu kontaktierenden Funktionen (12.1 bis 18.5) umfasst, und einem Bauteilträger (30), welcher ein vorgegebenes Layout mit einer vorgegebenen zweiten Anzahl von zweiten Kontaktelementen (33) aufweist, und wobei das richtungs- abhängige elektrische und/oder elektronische Bauteil (10) eine Kontaktierungsvornchtung (20) mit einem Grundkörper (21 ) und mehren ersten Kontaktelementen (23) umfasst, welche gemäß einer vorgegeben Anschlussbelegung jeweils einer zu kontaktierenden Funktion (12.1 bis 18.5) zugeordnet und mit einer vorgegebenen Positionierung am Grundkörper (21 ) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktierungsvornchtung (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 4 ausgeführt ist.
Bauteilanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Anzahl von zweiten Kontaktelementen (33) mindestens doppelt so groß wie die ersten Anzahl von ersten Kontaktelementen (23) gewählt ist, wobei jeweils ein erstes Kontaktelement (23) mit zwei zweiten Kontaktelementen (33) verbindbar ist.
Bauteilanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Kontaktelemente (23) als Anschlusspins und die zweiten Kontaktelemente (33) als Pinaufnahmen ausgeführt sind.
Bauteilanordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Kontaktelemente (33) so am Bauteilträger (30) angeordnet sind, dass das richtungsabhängige elektrische und/oder elektronische Bauteil (10) in einer ersten Position mit einer ersten Detektionsrichtung (X) oder in einer zweiten Position mit einer zweiten Detektionsrichtung (Y) mit dem Bauteilträger (30) kontaktierbar ist, wobei die zweite Detektionsrichtung (Y) einen Winkel von 90° zur ersten Detektionsrichtung (X) aufweist.
Bauteilanordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Kontaktelement (23) des richtungsabhängigen elektrischen und/oder elektronischen Bauteils (10) als Orientierungselement (18.1 ) ausgeführt ist, welches in der ersten Position mit einem zweiten Kontaktelement (H1 ) kontaktiert ist, welches mit einem ersten elektrischen Potential verbunden ist, und in der zweiten Position mit einem anderen zweiten Kontaktelement (H8) verbunden ist, welches mit einem zweiten elektrischen Potential verbunden ist, wobei durch Abfrage des am Orientierungselement (18.1 ) anliegenden elektrischen Potentials die aktuelle Orientierung des rieh- tungsabhängigen elektrischen und/oder elektronischen Bauteils (10) und somit die aktuelle Detektionsrichtung (X, Y) ermittelbar ist.
10. Bauteilanordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das richtungsabhängige elektrische und/oder elektronische Bauteil (10) als Beschleunigungssensor und/oder Drehratensensor ausgeführt ist, und der Bauteilträger (30) als Leiterplatte ausgeführt ist.
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