EP4705800A1 - Sonarmodul - Google Patents

Sonarmodul

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EP4705800A1
EP4705800A1 EP24722615.2A EP24722615A EP4705800A1 EP 4705800 A1 EP4705800 A1 EP 4705800A1 EP 24722615 A EP24722615 A EP 24722615A EP 4705800 A1 EP4705800 A1 EP 4705800A1
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EP
European Patent Office
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circuit board
electrode
electrical contact
water sound
sound transducer
Prior art date
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Pending
Application number
EP24722615.2A
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English (en)
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Christoph Zimmer
Christoph Hadler
Sebastian HALBIG
Stephan Rautenberg
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Tkms Atlas Elektronik GmbH
ThyssenKrupp AG
Original Assignee
Tkms Atlas Elektronik GmbH
ThyssenKrupp AG
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/52Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
    • G01S7/521Constructional features
    • GPHYSICS
    • G10MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10KSOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/004Mounting transducers, e.g. provided with mechanical moving or orienting device
    • G10K11/006Transducer mounting in underwater equipment, e.g. sonobuoys
    • G10K11/008Arrays of transducers

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
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  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract

Es ist ein Sonarmodul (20) mit einem ersten und einem zweiten Wasserschallwandler (24) sowie einer Leiterplatte (22) offenbart. Der erste und der zweite Wasserschallwandler (24) weist jeweils eine erste und eine zweite Elektrode zur Kontaktierung auf. Die Leiterplatte (22) umfasst einen ersten elektrischen Kontakt und einem zweiten elektrischen Kontakt, wobei der erste elektrische Kontakt mit der ersten Elektrode des ersten Wasserschallwandlers elektrisch verbunden ist und wobei der zweite elektrische Kontakt mit der ersten Elektrode des zweiten Wasserschallwandlers elektrisch verbunden ist. Die Leiterplatte weist zwischen dem ersten Kontakt und dem zweiten Kontakt einen Durchbruch oder eine Mehrzahl von Durchbrüchen auf.

Description

Sonarmodul
Beschreibung
Die Erfindung bezieht sich auf ein Sonarmodul und dessen Herstellungsverfahren.
Sonarmodule weisen typischerweise eine Mehrzahl von Wasserschallwandlern auf. Zur Kontaktierung der Sonarmodule ist es bekannt, diese auf einer Leiterplatte anzuordnen. Hierbei gibt es jedoch einige Probleme. So sind die Wasserschallwandler mit einer Seite fest mit der Leiterplatte verbunden. Die andere Seite kann jedoch frei Schwingen. Dies führ zu dem sogenannten Flattern des Wasserschallwandlers auf der der Leiterplatte abgewandten Seite des Wasserschallwandlers. Beim Senden von Schallwellen wird durch das Flattern das abgestrahlte Frequenzspektrum verfälscht. Weitere Probleme existieren bei der Quellung und Druckbeaufschlagung.
Ferner werden die Wasserschallwandler häufig mit einer Vergussmasse vergossen. Bei Verwendung einer Leiterplatte kann überschüssige Vergussmasse oder ein (Leit-) Klebstoff zur Befestigung der Wasserschallwandler auf der Leiterplatte jedoch nicht abfließen, so dass Spannungen entstehen können oder die Gefahr besteht, dass zu wenig Vergussmasse verwendet wird um Spannungen vorzubeugen. Ein weiteres Problem stellt die gegenseitige Beeinflussung der Wasserschallwandler durch übertragene Schwingungen über die Leiterplatte dar.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, ein verbessertes Konzept für Sonarmodule zu schaffen.
Die Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind der Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
Ausführungsbeispiele zeigen ein Sonarmodul mit einer Mehrzahl von Wasserschallwandlern, insbesondere einem ersten und einem zweiten Wasserschallwandlern und einer Leiterplatte. Der erste und der zweite Wasserschallwandler weisen jeweils eine erste und eine zweite Elektrode zur Kontaktierung auf.
Die Leiterplatte weist einen ersten elektrischen Kontakt und einen zweiten elektrischen Kontakt auf. Der erste elektrische Kontakt ist mit der ersten Elektrode des ersten Wasserschallwandlers elektrisch verbunden ist und wobei der zweite elektrische Kontakt mit der ersten Elektrode des zweiten Wasserschallwandlers elektrisch verbunden ist. Die elektrische Verbindung wird bevorzugt mittels eines Lötkontakts oder einem Leitkleber hergestellt. Der Wasserschallwandler wird somit über die Leiterplatte einseitig kontaktiert. Für die jeweils zweite Elektrode kann die Leiterplatte einen dritten bzw. einen vierten Kontakt aufweisen. Der dritte elektrische Kontakt kann mit einer zweiten Elektrode des ersten Wasserschallwandlers elektrisch verbunden sein und wobei der weitere zweite elektrische Kontakt kann mit einer zweiten Elektrode des zweiten Wasserschallwandlers elektrisch verbunden sein. Insbesondere weist die Leiterplatte pro Wasserschallwandler beispielsweise einen elektrischen Kontakt (für eine einseitige Kontaktierung der Wasserschallwandler) oder zwei elektrische Kontakte (für eine beidseitige Kontaktierung der Wasserschallwandler) auf.
Alternativ kann das Sonarmodul eine weitere Leiterplatte, insbesondere zur Kontaktierung der zweiten Elektroden der Wasserschallwandler, aufweisen. Die weitere Leiterplatte kann einen ersten elektrischen Kontakt und einen zweiten elektrischen Kontakt aufweisen, wobei der erste elektrische Kontakt der weiteren Leiterplatte mit einer der ersten Elektrode gegenüberliegenden zweiten Elektrode des ersten Wasserschallwandlers elektrisch verbunden ist und wobei der zweite elektrische Kontakt der weiteren Leiterplatte mit einer der ersten Elektrode gegenüberliegenden zweiten Elektrode des zweiten Wasserschallwandlers elektrisch verbunden ist. Weiter Alternativ können die zweiten Elektroden der Wasserschallwandler z.B. auch mittels eines Drahts kontaktiert werden.
Ferner weist die Leiterplatte zwischen dem ersten Kontakt und dem zweiten Kontakt einen Durchbruch oder eine Mehrzahl von Durchbrüchen auf. Der Durchbruch der Leiterplatte ist bevorzugt größer bzw. die Durchbrüche der Mehrzahl von Durchbrüchen der Leiterplatte sind bevorzugt größer, als eine Öffnung der Leiterplatte zur Aufnahme von Bauteilkontakten zur rückseitigen Kontaktierung der Leiterplatte. Die Öffnung der Leiterplatte zur Aufnahme von Bauteilkontakten bezieht sich auf die Öffnung für die Pins der Bauteile bei der Durchsteckmontage (z.B. THT - Through-Hole Technology) oder eine gängige Größe dieser Öffnungen, wenn keine Öffnungen vorgesehen sind wie z.B. bei oberflächenmontierten Bauteilen (z.B. SMD - Surface-Mounted Device). Ferner ist der Durchbruch bevorzugt derart angeordnet, dass es eine gerade Linie zwischen dem ersten Wasserschallwallwandler gibt, die den Durchbruch schneidet. Als Durchbruch wird insbesondere ein Loch in der Leiterplatte bezeichnet, das vollständig von der Leiterplatte umschlossen ist.
Bevorzugt sind die Wasserschallwandler in einem Vergussmaterial eingeschlossen.
Idee ist es, eine Leiterplatte mit Durchbrüchen zu verwenden, um die Wasserschallwandler zumindest einseitig zu kontaktieren. Die Durchbrüche ermöglichen es einerseits, dass überschüssige Vergussmasse durch die Leiterplatte austreten kann, so dass etwaige Spannungen in dem Sonarmodul vermieden werden. Ferner bieten die Durchbrüche eine Entkoppelung der Wasserschallwandler untereinander, so dass Schwingungen eines Wasserschallwandlers zumindest nicht vollständig über die Leiterplatte auf andere Wasserschallwandler übertragen werden. In Verbindung mit einer weiteren Leiterplatte, die die zweiten Elektroden der Wasserschallwandler kontaktiert, ist es ferner möglich, die Durchbrüche so groß zu gestalten, dass die Vergussmasse hierdurch großflächig zwischen die beiden Leiterplatten eingebracht werden kann. Somit wird die Gefahr verringert, dass sich die Vergussmasse aushärtet, bevor diese vollständig zwischen die beiden Leiterplatten geflossen ist. Die Kontaktierung der zweiten Elektroden der Wasserschallwandler mittels der weiteren Platine hat ferner den Vorteil, dass das Flattern der Wasserschallwandler reduziert wird.
In Ausführungsbeispielen weist die weitere Leiterplatte zwischen dem ersten und dem zweiten Kontakt einen Durchbruch oder eine Mehrzahl von Durchbrüchen auf, so dass die weitere Leiterplatte zwischen dem ersten und dem zweiten Kontakt einen größeren leiterplattenfreien Bereich aufweist als die Leiterplatte zwischen dem ersten und dem zweiten Kontakt. Somit werden die o.g. Vorteile kombiniert. D.h. es findet einerseits über die Leiterplatte eine Entkopplung der Wasserschallwandler als auch das Austreten der Vergussmasse statt. Über die weitere Leiterplatte lässt sich mittels der größeren Durchbrüche die Vergussmasse zwischen die beiden Leiterplatten einbringen und das Flattern wird reduziert.
Beispielsweise ist der Durchbruch der weiteren Leiterplatte größer bzw. die Gesamtheit einer Mehrzahl von Durchbrüchen der weiteren Leiterplatte sind größer als 20% bevorzugt größer als 40%, weiter bevorzugt größer als 55% oder größer als 70% einer Gesamtfläche der weiteren Leiterplatte in Abwesenheit des Durchbruchs oder der Durchbrüche der Mehrzahl von Durchbrüchen. Somit ist sichergestellt, dass der bzw. die Durchbrüche auch groß genug sind, um die Vergussmasse hierüber zwischen die Leiterplatten einzufüllen. Insbesondere kann eine laterale Ausdehnung der weiteren Leiterplatte im Bereich des ersten oder zweiten Kontakts kleiner sein als eine laterale Ausdehnung des ersten Wasserschallwandlers bzw. des zweiten Wasserschallwandlers. Lateral bezieht sich auf die Richtung seitlich auf den Stapel der beiden Leiterplatten und den dazwischen angeordneten Wasserschallwandlern, d.h. nicht aus Richtung einer Leiterplatte betrachtet. Beispielsweise ist es möglich, dass die Wasserschallwandler in (geraden, gebogenen oder gewinkelten) Linien angeordnet sind und die Leiterplatte in korrespondierenden Bahnen verläuft.
In Ausführungsbeispielen gibt es einen geschlossenen Polygonzug, der genau einen Kontakt der Leiterplatte einschließt, so dass der geschlossene Polygonzug zumindest zu 50%, bevorzugt 60%, weiter bevorzugt 75% durch den Durchbruch der Leiterplatte oder mehrere Durchbrüche der Mehrzahl von Durchbrüchen der Leiterplatte verläuft.
Weitere Ausführungsbeispiele zeigen, dass der erste und der zweite Wasserschallwandler Teil einer Vielzahl von Wasserschallwandlern sind, wobei die Wasserschallwandler der Vielzahl von Wasserschallwandlern jeweils eine erste und eine zweite Elektrode zur Kontaktierung aufweisen. Die Leiterplatte weist einen Kontakt pro Wasserschallwandler auf, der mit der ersten Elektrode eines dem Kontakt zugeordneten Wasserschallwandlers der Vielzahl von Wasserschallwandlern elektrisch verbunden ist. Die Leiterplatte weist zumindest zwischen benachbarten Kontakten jeweils einen Durchbruch oder eine Mehrzahl von Durchbrüchen auf. Somit können alle Wasserschallwandler zueinander eine verbesserte Entkoppelung aufweisen.
Analog ist ein Verfahren zur Herstellung eines Sonarmoduls mit folgenden Schritten offenbart: a) Bereitstellen eines und eines zweiten Wasserschallwandlers (24), wobei der erste und der zweite Wasserschallwandler jeweils eine erste und eine zweite Elektrode zur Kontaktierung aufweisen; b) Bereitstellen einer Leiterplatte (22), mit einem ersten elektrischen Kontakt und einem zweiten elektrischen Kontakt c) elektrisch Verbinden des ersten elektrischen Kontakts der Leiterplatte mit der ersten Elektrode des ersten Wasserschallwandlers; d) elektrisch Verbinden des zweiten elektrischen Kontakts der Leiterplatte mit der ersten Elektrode des zweiten Wasserschallwandlers; e) Bereitstellen einer weiteren Leiterplatte mit einem ersten elektrischen Kontakt und einem zweiten elektrischen Kontakt, wobei die weitere Leiterplatte zwischen dem ersten und dem zweiten Kontakt einen Durchbruch aufweist, so dass die weitere Leiterplatte zwischen dem ersten und dem zweiten Kontakt einen größeren leiterplattenfreien Bereich aufweist als die Leiterplatte zwischen dem ersten und dem zweiten Kontakt; f) elektrisch Verbinden des ersten elektrischen Kontakts der weiteren Leiterplatte mit einer der ersten Elektrode gegenüberliegenden zweiten Elektrode des ersten Wasserschallwandlers; g) elektrisch Verbinden des zweiten elektrischen Kontakts der weiteren Leiterplatte mit einer der ersten Elektrode gegenüberliegenden zweiten Elektrode des zweiten Wasserschallwandlers. Nach den Schritten f) und g) kann in einem Schritt h) das Verfüllen der Zwischenräume zwischen den Leiterplatten mit einer Vergussmasse erfolgen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegende Zeichnung erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 : eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Sonarmoduls mit einer Leiterplatte, wobei Fig. 1a eine Draufsicht und Fig. 1 b eine perspektivische Darstellung ist;
Fig. 2: eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels des Sonarmoduls mit zwei Leiterplatten, wobei Fig. 2a eine Draufsicht und Fig. 2b eine perspektivische Darstellung ist; Fig. 3: eine schematische Darstellung einer Kombination der Ausführungsbeispiele des Sonarmoduls aus Fig. 1 und Fig. 2, wobei Fig. 3a eine Draufsicht und Fig. 3b eine perspektivische Darstellung ist.
Bevor nachfolgend Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung im Detail anhand der Zeichnungen näher erläutert werden, wird darauf hingewiesen, dass identische, funktionsgleiche oder gleichwirkende Elemente, Objekte und/oder Strukturen in den unterschiedlichen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind, so dass die in unterschiedlichen Ausführungsbeispielen dargestellte Beschreibung dieser Elemente untereinander austauschbar ist bzw. aufeinander angewendet werden kann.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Sonarmoduls 20. Fig. 1a zeigt eine Draufsicht des Sonarmoduls 20 und Fig. 1 b zeigt eine perspektivische Darstellung. Die Darstellung unterscheidet sich ferner hinsichtlich der Form der Durchbrüche 26. Dies wird nachfolgend beschrieben.
Das Sonarmodul 20 umfasst eine Leiterplatte 22 mit darauf angeordneten Wasserschallwandlern 24a, 24b, 24c, 24d, 24e. Die fünf gezeigten Wasserschallwandler 24 sind nur beispielhaft gewählt und es kann eine beliebige Anzahl einer Mehrzahl von Wasserschallwandlern verwendet werden, sofern ausreichend Platz für die Wasserschallwandler auf der Leiterplatte zur Verfügung steht. Die Wasserschallwandler 24 weisen zwei Elektroden (nicht dargestellt), beispielsweise eine Elektrode kopfseitig und eine Elektrode fußseitig, auf. Eine Elektrode, in diesem Fall beispielhaft die fußseitige Elektrode, ist von durch einen elektrischen Kontakt 25 der Leiterplatte 22 kontaktiert, d.h. mit derselben elektrisch verbunden. Der Kontakt 25, unterhalb des Wasserschallwandlers 24a, ist beispielhaft für die Kontakte dargestellt gestrichelt dargestellt. Die zweite Elektrode kann beliebig anderweitig kontaktiert werden, beispielsweise ebenfalls über die Leiterplatte. Hierzu kann die zweite Elektrode ebenfalls fußseitig an dem Wasserschallwandler angeordnet sein, oder z.B. mit einem Draht auf die Leiterplatte geführt werden. Die Art der Kontaktierung ist jedoch für die weitere Offenbarung nicht von Bedeutung. Zwischen den Kontakten 25 sind eine Vielzahl von Durchbrüchen 26 angeordnet. Gezeigt sind in Fig. 1a beispielhaft 6 Durchbrüche 26 pro Kontakt 25. Die Durchbrüche 26 umschließen die Kontakte zu mindestens 50%, bevorzugt mindestens 60%, weiter bevorzugt zu mindestens 75%. D.h., es gibt einen geschlossenen Polygonzug 27, der genau einen Kontakt 25 der Leiterplatte 22 einschließt, so dass der geschlossene Polygonzug 27 zumindest zu 50% durch den Durchbruch 26 der Leiterplatte 22 oder mehrere Durchbrüche 26 der Mehrzahl von Durchbrüchen 26 der Leiterplatte 22 verläuft. Beispielhaft ist für die Kontakte zu den Wasserschallwandlern 24d, 24e jeweils ein Polygonzug 27 gestrichelt dargestellt. In Fig. 1 b sind alternativ geformte Durchbrüche 26 dargestellt. Die Durchbrüche 26 bilden einen Teilkreis bzw. zwei Teilkreise. Im Falle eines Teilkreises besteht nur eine Verbindung der Leiterplatte in das Innere des Teilkreises, bei zwei Teilkreisen liegt eine weitere Verbindung jeweils verdeckt hinter den Wasserschallwandlern 24. Ferner ist auch eine Vermischung der Formen der Durchbrüche 26 möglich.
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung des Sonarmoduls 20 in einer alternativen Ausführungsform. Fig. 2a zeigt wiederum analog zu Fig. 1a eine Draufsicht, während Fig. 2b wiederum eine perspektivische Darstellung offenbart. Das Sonarmodul 20 umfasst eine Leiterplatte 22a und eine weitere Leiterplatte 22b. Hinsichtlich der Merkmale ist die Leiterplatte 22a identisch mit der Leiterplatte 22 aus Fig. 1 , einzig die Durchbrüche 26 sind größer gehalten. Somit ist der leiterplattenfreie Bereich zumindest zwischen einigen Kontakten in Fig. 2 größer als in Fig. 1. Die Leiterplatte bildet im Bereich der Wasserschallwandler 24 beispielsweise Bahnen aus. Zwischen Kontakten der Leiterplatte, die auf einer Bahn liegen, brauchen keine weiteren Durchbrüche angeordnet werden, wenngleich dies auch möglich ist. Zwischen diesen Kontakten kann der leiterplattenfreie Bereich auch kleiner sein als bei dem Ausführungsbeispiel aus Fig. 1 . Die weitere Leiterplatte 22b dient beispielsweise der mechanischen Stabilität des Leiterplatten-Wasserschallwandler Stapels. Die Wasserschallwandler 24 weisen eine elektrische Verbindung zu der Leiterplatte 22a und der weiteren Leiterplatte 22b auf.
Während die kleineren Durchbrüche in Fig 1 der Vibrationsentkopplung der Wasserschallwandler untereinander dienen und das Austreten der Vergussmasse durch die Durchbrüche und somit die Leiterplatte 22 ermöglichen, ermöglichen die größeren Durchbrüche 26 in Fig. 2 das Befüllen des Zwischenraums zwischen der Leiterplatte 22a und der weiteren Leiterplatte 22b mit einer Vergussmasse. Ferner reduziert die Anordnung mit zwei Leiterplatten in Fig. 2 das Flattern der Wasserschallwandler 24 erheblich.
Die Durchbrüche 26 in Fig. 2 weisen bevorzugt eine Fläche auf, die größer ist als 20%, bevorzugt größer ist als 40%, weiter bevorzugt größer ist als 60% einer Gesamtfläche der weiteren Leiterplatte in Abwesenheit des Durchbruchs oder der Durchbrüche. Im Ausführungsbeispiel aus Fig 2 weist die Leiterplatte 22a in Abwesenheit der Durchbrüche die gleiche Größe auf, wie die weitere Leiterplatte 22b.
Die laterale Ausdehnung der weiteren Leiterplatte 22b kann im Bereich der Kontakte kleiner sein, als eine laterale Ausdehnung der zugeordneten Wasserschallwandler. Eine solche Anordnung ist hinsichtlich der Wasserschallwandler 24c, 24d und 24e und der beiden zugehörigen Bahnen der Leiterplatte 22a gezeigt. Demgegenüber verdeckt die obere Bahn der Leiterplatte 22a die Wasserschallwandler 24a und 24b komplett.
Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung einer Kombination der Ausführungsbeispiele aus Fig. 1 und Fig. 2. Fig. 3a zeigt demnach wiederum eine Draufsicht und Fig. 3b eine perspektivische Darstellung des resultierenden Ausführungsbeispiels. Hinsichtlich der Benennung der Leiterplatten kann die untere Leiterplatte 22 als „(erste) Leiterplatte“ und die obere Leiterplatte 22a als „zweite bzw. weitere Leiterplatte“ bezeichnet werden.
Die offenbarten (Wasser-) Schallwandler sind für den Einsatz unter Wasser, insbesondere im Meer, ausgelegt. Die Schallwandler können Wasserschall in ein dem Schalldruck entsprechendes elektrischen Signal (z.B. Spannung oder Strom), das Wasserschallsignal, umwandeln. Überdies ist es möglich, dass die Schallwandler eine anliegende elektrische Spannung in Wasserschall umwandeln können. Die Schallwandler können demnach als Wasserschallempfänger und/oder als Wasserschallsender verwendet werden. Als sensorisches Material können die Schallwandler ein piezoelektrisches Material, beispielsweise eine Piezokeramik, aufweisen. Die Schallwandler können für (Aktiv- und/oder Passiv-) Sonar (sound navigation and ranging, dt.: Schall-Navigation und -Entfernungsbestimmung) eingesetzt werden. Als Wasserschallwandler können z.B. Hydrophone verwendet werden. Die Schallwandler sind bevorzugt nicht für medizinische Anwendungen geeignet bzw. werden nicht für medizinische Anwendungen eingesetzt.
Obwohl manche Aspekte im Zusammenhang mit einer Vorrichtung beschrieben wurden, versteht es sich, dass diese Aspekte auch eine Beschreibung des entsprechenden Verfahrens darstellen, sodass ein Block oder ein Bauelement einer Vorrichtung auch als ein entsprechender Verfahrensschritt oder als ein Merkmal eines Verfahrensschrittes zu verstehen ist. Analog dazu stellen Aspekte, die im Zusammenhang mit einem oder als ein Verfahrensschritt beschrieben wurden, auch eine Beschreibung eines entsprechenden Blocks oder Details oder Merkmals einer entsprechenden Vorrichtung dar.
Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele stellen lediglich eine Veranschaulichung der Prinzipien der vorliegenden Erfindung dar. Es versteht sich, dass Modifikationen und Variationen der hierin beschriebenen Anordnungen und Einzelheiten anderen Fachleuten einleuchten werden. Deshalb ist beabsichtigt, dass die Erfindung lediglich durch den Schutzumfang der nachstehenden Patentansprüche und nicht durch die spezifischen Einzelheiten, die anhand der Beschreibung und der Erläuterung der Ausführungsbeispiele hierin präsentiert wurden, beschränkt sei.
Bezugszeichenliste:
20 Sonarmodul
22 Leiterplatte 24 Wasserschallwandler
25 Kontakt der Leiterplatte
26 Durchbruch
27 Polygonzug

Claims

Patentansprüche
1 . Sonarmodul (20) mit folgenden Merkmalen:
- einem ersten und einem zweiten Wasserschallwandler (24, 24a, 24b, 24c, 24d, 24e) (24), wobei der erste und der zweite Wasserschallwandler (24, 24a, 24b, 24c, 24d, 24e) jeweils eine erste und eine zweite Elektrode zur Kontaktierung aufweisen;
- einer Leiterplatte (22, 22a, 22b), mit einem ersten elektrischen Kontakt (25) und einem zweiten elektrischen Kontakt (25), wobei der erste elektrische Kontakt (25) mit der ersten Elektrode des ersten Wasserschallwandlers elektrisch verbunden ist und wobei der zweite elektrische Kontakt (25) mit der ersten Elektrode des zweiten Wasserschallwandlers elektrisch verbunden ist;
- wobei die Leiterplatte (22, 22a, 22b) zwischen dem ersten Kontakt (25) und dem zweiten Kontakt (25) einen Durchbruch (26) oder eine Mehrzahl von Durchbrüchen (26) aufweist.
2. Sonarmodul (20) gemäß Anspruch 1 , wobei die Leiterplatte (22, 22a, 22b) einen dritten elektrischen Kontakt (25) und einen vierten elektrischen Kontakt (25) aufweist, wobei der dritte elektrische Kontakt (25) mit einer zweiten Elektrode des ersten Wasserschallwandlers elektrisch verbunden ist und wobei der weitere zweite elektrische Kontakt (25) mit einer zweiten Elektrode des zweiten Wasserschallwandlers elektrisch verbunden ist.
3. Sonarmodul (20) gemäß einem der vorherigen Ansprüche,
- wobei das Sonarmodul eine weitere Leiterplatte (22, 22a, 22b) aufweist,
- wobei die weitere Leiterplatte (22, 22a, 22b) einen ersten elektrischen Kontakt (25) und einen zweiten elektrischen Kontakt (25) aufweist, wobei der erste elektrische Kontakt (25) mit einer der ersten Elektrode gegenüberliegenden zweiten Elektrode des ersten Wasserschallwandlers elektrisch verbunden ist, wobei der zweite elektrische Kontakt (25) mit einer der ersten Elektrode gegenüberliegenden zweiten Elektrode des zweiten Wasserschallwandlers elektrisch verbunden ist.
4. Sonarmodul (20) gemäß Anspruch 3, - wobei die weitere Leiterplatte (22, 22a, 22b) zwischen dem ersten und dem zweiten Kontakt (25) einen Durchbruch (26) oder eine Mehrzahl von Durchbrüchen aufweist, so dass die weitere Leiterplatte (22, 22a, 22b) zwischen dem ersten und dem zweiten Kontakt (25) einen größeren leiterplattenfreien Bereich aufweist als die Leiterplatte (22, 22a, 22b) zwischen dem ersten und dem zweiten Kontakt.
5. Sonarmodul (20) gemäß Anspruch 4, wobei der Durchbruch (26) der weiteren Leiterplatte (22, 22a, 22b) größer ist oder eine Gesamtheit der Mehrzahl von Durchbrüchen der weiteren Leiterplatte (22, 22a, 22b) größer sind als 20% einer Gesamtfläche der weiteren Leiterplatte (22, 22a, 22b) in Abwesenheit des Durchbruchs oder der Durchbrüche der Mehrzahl von Durchbrüchen.
6. Sonarmodul (20) gemäß einem der Ansprüche 4 oder 5, wobei eine laterale Ausdehnung der weiteren Leiterplatte (22, 22a, 22b) im Bereich des ersten oder zweiten Kontakts kleiner ist als eine laterale Ausdehnung des ersten Wasserschallwandlers bzw. des zweiten Wasserschallwandlers.
7. Sonarmodul (20) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Wasserschallwandler (24, 24a, 24b, 24c, 24d, 24e) in einem Vergussmaterial eingeschlossen sind.
8. Sonarmodul (20) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Durchbruch (26) der Leiterplatte (22, 22a, 22b) größer ist oder die Durchbrüche der Mehrzahl von Durchbrüchen der Leiterplatte (22, 22a, 22b) größer sind, als eine Öffnung der Leiterplatte (22, 22a, 22b) zur Aufnahme von Bauteilkontakten zur rückseitigen Kontaktierung der Leiterplatte.
9. Sonarmodul (20) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei es einen geschlossenen Polygonzug (27) gibt, der genau einen Kontakt (25) der Leiterplatte (22, 22a, 22b) einschließt, so dass der geschlossene Polygonzug (27) zumindest zu 50% durch den Durchbruch (26) der Leiterplatte (22, 22a, 22b) oder mehrere Durchbrüche der Mehrzahl von Durchbrüchen der Leiterplatte (22, 22a, 22b) verläuft.
10. Sonarmodul (20) gemäß einem der vorherigen Ansprüche,
- wobei der erste und der zweite Wasserschallwandler (24, 24a, 24b, 24c, 24d, 24e) (24) Teil einer Vielzahl von Wasserschallwandlern sind, wobei die Wasserschallwandler (24, 24a, 24b, 24c, 24d, 24e) der Vielzahl von Wasserschallwandlern jeweils eine erste und eine zweite Elektrode zur Kontaktierung aufweisen;
- wobei die Leiterplatte (22, 22a, 22b) (22), einen Kontakt (25) pro Wasserschallwandler (24, 24a, 24b, 24c, 24d, 24e) aufweist, der mit der ersten Elektrode eines dem Kontakt (25) zugeordneten Wasserschallwandlers der Vielzahl von Wasserschallwandlern elektrisch verbunden ist;
- wobei die Leiterplatte (22, 22a, 22b) (22) zumindest zwischen benachbarten Kontakten jeweils einen Durchbruch (26) oder eine Mehrzahl von Durchbrüchen aufweist.
11 . Verfahren zur Herstellung eines Sonarmoduls (20) mit folgenden Schritten: a) Bereitstellen eines und eines zweiten Wasserschallwandlers (24), wobei der erste und der zweite Wasserschallwandler (24, 24a, 24b, 24c, 24d, 24e) jeweils eine erste und eine zweite Elektrode zur Kontaktierung aufweisen; b) Bereitstellen einer Leiterplatte (22, 22a, 22b) (22), mit einem ersten elektrischen Kontakt (25) und einem zweiten elektrischen Kontakt c) elektrisch Verbinden des ersten elektrischen Kontakts der Leiterplatte (22, 22a, 22b) mit der ersten Elektrode des ersten Wasserschallwandlers; d) elektrisch Verbinden des zweiten elektrischen Kontakts der Leiterplatte (22, 22a, 22b) mit der ersten Elektrode des zweiten Wasserschallwandlers; e) Bereitstellen einer weiteren Leiterplatte (22, 22a, 22b) mit einem ersten elektrischen Kontakt (25) und einem zweiten elektrischen Kontakt, wobei die weitere Leiterplatte (22, 22a, 22b) zwischen dem ersten und dem zweiten Kontakt (25) einen Durchbruch (26) aufweist, so dass die weitere Leiterplatte (22, 22a, 22b) zwischen dem ersten und dem zweiten Kontakt (25) einen größeren leiterplattenfreien Bereich aufweist als die Leiterplatte (22, 22a, 22b) zwischen dem ersten und dem zweiten Kontakt; f) elektrisch Verbinden des ersten elektrischen Kontakts der weiteren Leiterplatte (22, 22a, 22b) mit einer der ersten Elektrode gegenüberliegenden zweiten Elektrode des ersten Wasserschallwandlers; g) elektrisch Verbinden des zweiten elektrischen Kontakts der weiteren Leiterplatte (22, 22a, 22b) mit einer der ersten Elektrode gegenüberliegenden zweiten Elektrode des zweiten Wasserschallwandlers.
12. Verfahren gemäß Anspruch 11 , wobei nach den Schritten f) und g) in einem Schritt h) das Verfüllen der Zwischenräume zwischen den Leiterplatten mit einer Vergussmasse erfolgt.
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