KR20160122154A - 압력 센서용 연결 장치, 압력 센서, 그리고 연결 장치의 제조 방법 - Google Patents

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로베르트 보쉬 게엠베하
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Abstract

본 발명은 압력 센서(1)용 연결 장치(3)에 관한 것이며, 상기 연결 장치는 지지 유닛(30)과 회로 기판(40)을 포함하고, 이 회로 기판은 적어도 하나의 전자 및/또는 전기 부품(44.1, 44.2)을 포함한 전자 회로(44)를 지지하고, 상기 지지 유닛(30)은 적어도 하나의 전기 접촉점(34)을 갖는 외부 인터페이스(26)를 형성하고, 상기 전기 접촉점을 통해 전자 회로(44)의 적어도 하나의 전기 출력 신호가 태핑될 수 있으며, 상기 적어도 하나의 접촉점(34)은 전기 연결부에 의해 회로 기판(40)의 상응하는 접촉점(48)과 전기 연결된다. 또한, 본 발명은 상기 연결 장치(3)를 포함하는 압력 센서(1), 그리고 연결 장치의 제조 방법에도 관한 것이다. 본 발명에 따라, 지지 유닛(30)은, 적어도 하나의 납땜 연결부에 의해 회로 기판(40)과 전기적 및 기계적으로 연결되는 다중 부재형(multi-part) 본체(32)를 포함한다.

Description

압력 센서용 연결 장치, 압력 센서, 그리고 연결 장치의 제조 방법{CONNECTION DEVICE FOR A PRESSURE SENSOR, PRESSURE SENSOR, AND METHOD FOR PRODUCING A CONNECTION DEVICE}
본 발명은 독립 청구항 제 1 항의 전제부에 따르는 압력 센서용 연결 장치, 독립 청구항 제 7 항의 전제부에 따르는 상응하는 압력 센서, 그리고 독립 청구항 제 10 항의 전제부에 따르는 압력 센서용 연결 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
DE 10 2012 204 911 A1에는 보호 슬리브를 포함하는 압력 센서 유닛이 개시되어 있으며, 보호 슬리브 내에는, 적어도 하나의 측정 셀, 회로 캐리어, 그리고 상기 회로 캐리어에 대해 수직으로 배치된 회로 기판 및 지지 유닛을 구비한 하나의 연결 장치가 배치되어 있고, 상기 회로 기판은 적어도 하나의 전자 및/또는 전기 부품을 구비한 전자 회로를 지지한다. 측정 셀은 적어도 하나의 접속점을 포함하고, 이 접속점을 통해 측정 셀의 적어도 하나의 전기 출력 신호가 태핑(tapping)될 수 있으며, 회로 캐리어는 측정 셀의 적어도 하나의 전기 출력 신호를 태핑하여 전자 회로에 인가하는 내부 인터페이스를 포함한다. 지지 유닛은 외부 인터페이스를 포함하며, 이 외부 인터페이스를 통해, 회로 기판 상에 배치된 전자 회로의 적어도 하나의 전기 출력 신호가 태핑될 수 있다. 내부 인터페이스는 보호 슬리브의 제 1 단부 상에 형성되고 외부 인터페이스는 보호 슬리브의 제 2 단부 상에 형성된다. 지지 유닛은 외부 윤곽부를 갖는 본체를 포함하며, 본체는, 외부 인터페이스의 부분이면서 외부 접촉 요소들을 안내하고, 및/또는 외부 접촉 요소들에 전기 접촉하는 제 1 결합 기하구조와, 지지 유닛이 회로 기판과 결합되게 하는 제 2 결합 기하구조를 포함한다. 또한, 지지 유닛은, 외부 윤곽부를 통해, 제 2 결합 기하구조를 통해 결합된 회로 기판을 보호 슬리브의 내부 윤곽부에 대해 지지한다. 회로 캐리어는 바람직하게는 적어도 전기도금 가능한 플라스틱으로 이루어진 플라스틱 예비 성형품(pre-molded part)과 전기도금 불가능한 제 2 플라스틱으로 구성되며, 스트립 도체들 및 전기 전도성 접촉점 표면들은 전기도금 공정에서 전기도금 가능한 플라스틱 상에 금속 표면 코팅으로서 제조된다.
본 발명의 과제는, 압력 센서용 연결 장치, 상응하는 압력 센서, 그리고 압력 센서용 연결 장치의 제조 방법을 제공하는 것이다.
독립 청구항 제 1 항의 특징들에 따르는 압력 센서용 본 발명에 따른 연결 장치, 및 독립 청구항 제 7 항의 특징들에 따르는 본 발명에 따른 압력 센서는, 적어도 하나의 전자 및/또는 전기 부품을 회로 기판에 장착 동안 회로기판과 지지 유닛의 전기적 및 기계적 연결이 수행된다는 장점을 갖는다. 이는, 회로 기판과 지지 유닛의 기계적 연결을 위한 복잡하고 추가적인 접착제 도포 및 경화 공정이, 바람직한 방식으로, 표준화된 납땜 페이스트 인쇄 및 연속로(continuous furnace) 내에서의 후속 납땜 공정으로 대체될 수 있음을 의미한다. 본체의 다중 부재형(multi-part) 실현에 의해, 회로 기판들은 지지 유닛들을 포함한 인쇄회로기판 패널 내에 직접 장착될 수 있다. 그 결과, 회로 기판과 지지 유닛의 전기적 및 기계적 연결은 회로 기판을 장착하기 위해 요구되는 표준 공정에 통합될 수 있다. 기계적 및 전기적 연결은, 회로 기판의 장착 동안 납땜 페이스트 인쇄 표준 공정에 의해 도포되는 납땜 페이스트에 의해 달성될 수 있다. 최종적인 전기적 및 기계적 연결은 회로 기판의 장착 후에 연속로 내에서 형성되는 납땜 연결부에 의해 이루어진다.
종래 기술과 유사하게, 지지 유닛은 외부 인터페이스의 기능과 회로 기판의 지지 기능을 조합하며, 그럼으로써 회로 기판은 외부 회로 또는 제어 유닛과 전기 연결되고 보호 슬리브의 내부 윤곽부에 대해 지지될 수 있게 된다. 그에 따라, 지지 유닛의 실시형태들은 외부 환경과 회로 기판 또는 센서 유닛 간의 연결 요소를 형성한다.
본 발명에 따른 지지 유닛의 실시형태들은 보호 슬리브의 내부 윤곽부 상에, 회로 캐리어에 대해 실질적으로 수직으로 배치되는 회로 기판을 지지하는 것을 통해 센서 유닛의 장착 공간 최적화를 가능하게 한다. 또한, 외부 상대 접점들의 안내 및/또는 전기 접촉 및 회로 기판의 접촉면들에 대한 접촉 방지와 같은 추가 기능들도 통합될 수 있다. 또한, 전기 및/또는 전자 부품들, 및/또는 보호 회로 및/또는 추가 접지 경로를 위한 스트립 도체들도 제공될 수 있다. 또한, 사전 설정된 고객 인터페이스들 또는 주변 장치에 요건에 따른 결합을 위한 접촉면들 및/또는 가이드 수단들도 제공될 수 있다. 그 결과, 센서 유닛은, 지지 유닛의 실시예에 따라서, 다양한 고객 인터페이스들에 가변적으로 매칭될 수 있다.
본 발명의 실시형태들은, 지지 유닛 및 회로 기판을 포함하는 압력 센서용 연결 장치를 제공하며, 회로 기판은 적어도 하나의 전자 및/또는 전기 부품을 포함하는 전자 회로를 지지한다. 지지 유닛은 적어도 하나의 전기 접촉점을 포함하는 외부 인터페이스를 형성하고, 상기 전기 접촉점을 통해 전자 회로의 전기 출력 신호가 태핑될 수 있다. 적어도 하나의 접촉점은 전기 연결부를 통해 회로 기판의 상응하는 접촉점과 전기 연결된다. 본 발명에 따라서, 지지 유닛은, 적어도 하나의 납땜 연결부를 통해 회로 기판과 전기적 및 기계적으로 연결되는 다중 부재형 본체를 포함한다.
또한, 본 발명의 실시형태들은, 보호 슬리브를 포함하는 압력 센서를 제공하며, 보호 슬리브 내에는, 적어도 하나의 측정 셀, 회로 캐리어, 그리고 회로 캐리어에 대해 수직으로 배치된 회로 기판 및 지지 유닛을 구비한 본 발명에 따른 하나의 연결 장치가 배치되고, 상기 회로 기판은 적어도 하나의 전자 및/또는 전기 부품을 구비한 전자 회로를 지지한다. 회로 캐리어는 내부 인터페이스를 포함하고, 이 내부 인터페이스는 측정 셀의 적어도 하나의 전기 출력 신호를 태핑하여 전자 회로에 인가한다. 외부 인터페이스를 통해, 전자 회로의 출력 신호가 태핑될 수 있다. 또한, 지지 유닛은 외부 윤곽부를 통해 회로 기판을 보호 슬리브의 내부 윤곽부에 대해 지지한다.
본 발명에 따른 압력 센서는 매우 컴팩트하게 구성될 수 있는데, 그 이유는 회로 캐리어가 단지 내부 인터페이스만을 형성하며 보호 슬리브의 제 1 단부 상에 배치되고, 회로 기판은 보호 슬리브의 내부에서 동시에 구조 부품으로서 형성되며 제 1 단부면 상에서 회로 캐리어와 결합되기 때문이다. 회로 기판은 제 2 단부면 상에서 회로 기판을 보호 슬리브에 대해 지지하는 본 발명에 따른 지지 유닛과 결합된다. 그 결과, 바람직한 방식으로, 센서 유닛의 전체 높이가 감소될 수 있다.
종속 청구항들에 제시된 조치들 및 개선예들에 의해, 독립 청구항 제 1 항에 제시된 압력 센서용 연결 장치 및 독립 청구항 제 7 항에 제시된 압력 센서의 바람직한 개선들이 가능하다.
특히 바람직하게는, 외부 인터페이스의 적어도 하나의 접촉점과 회로 기판의 적어도 하나의 상응하는 접촉점 간의 적어도 하나의 전기 연결부는 본체 내에 형성되는 적어도 하나의 관통 접속부(through connection)를 통해 형성될 수 있고, 관통 접속부는 본체 내의 적어도 하나의 대응하는 상대 접촉점과 전기 연결될 수 있으며, 상기 상대 접촉점은 다시 적어도 하나의 납땜 연결부를 통해 회로 기판의 적어도 하나의 접촉점과 전기적 및 기계적으로 연결될 수 있다.
본 발명에 따른 연결 장치의 바람직한 구현예에서, 지지 유닛의 본체는 2개의 하프 셀(half shell)을 포함할 수 있으며, 각각의 하프 셸은 외부 인터페이스의 적어도 하나의 접촉점을 포함한다. 포지셔닝을 수월하게 하기 위해, 하프 셸들은 각각 적어도 하나의 제 1 결합 기하구조를 포함할 수 있고, 이 제 1 결합 기하구조는 하프 셸들과 회로 기판 사이에 기계적 연결부의 형성 동안 하프 셸들의 정확한 위치에서의 포지셔닝을 위해 회로 기판의 적어도 하나의 제 2 결합 기하구조와 상호작용한다. 조립 동안 개선된 안내를 위해, 하프 셸들은 각각 제 3 결합 기하구조 및 제 4 결합 기하구조를 포함할 수 있으며, 하프 셸들 상호 간의 정확한 위치에서의 포지셔닝을 위해 제 1 하프 셸의 제 3 결합 기하구조는 제 2 하프 셸의 제 4 결합 기하구조와 상호작용하고 제 2 하프 셸의 제 3 결합 기하구조는 제 1 하프 셸의 제 4 결합 기하구조와 상호작용한다.
바람직하게 하프 셸들은, 리드프레임이 매립되는 플라스틱 사출 성형 부품으로서 각각 실현되며, 리드프레임은 외부 인터페이스의 접촉점들 및 관통 접속부들을 형성한다. 대안으로서, 하프 셸들은 적어도 전기도금 가능한 제 1 플라스틱으로 이루어진 플라스틱 예비 성형품과 전기도금 불가능한 제 2 플라스틱으로 구성되며, 스트립 도체들 및 접촉점들은 금속 표면 코팅층으로서 전기도금 공정에 의해 전기도금 가능한 플라스틱 상에 적층될 수 있다. 대안으로서, 플라스틱 예비 성형품은 전기도금 불가능한 제 2 플라스틱으로 제조되고 적어도 부분적으로 전기도금 가능한 제 1 플라스틱으로 오버몰딩될 수도 있다. 지지 유닛은 예컨대 MID-2K 기술에 의해 제조될 수 있으며, 다시 말하면 사출 성형된 지지 유닛(성형 상호연결 장치)은 적어도 부분적으로 전기도금 불가능한 제 2 플라스틱으로 오버몰딩되는 전기도금 가능한 제 1 플라스틱을 함유하는 2개의 성분으로 구성된다. 또한, 대안으로서, 전기도금 불가능한 제 2 플라스틱은 적어도 부분적으로 전기도금 가능한 제 1 플라스틱으로 오버몰딩될 수 있다. 예비 성형품의 부분적으로 돌출되는 표면들은 전기도금 공정에 의해 금속 표면으로 코팅되며, 그럼으로써 스트립 도체들 및 접촉점들이 형성된다. 상기 사출 성형된 MID 지지 유닛의 사용은 본 적용 사례에서 특히 적합한데, 그 이유는, 향상된 디자인 자유도와, 전기적 및 기계적 기능들의 통합을 기반으로, 연결 장치의 소형화가 촉진될 수 있기 때문이다. 선택적으로, 지지 유닛은, 레이저에 의해 직접적으로 구조화되는 MID에 의해서도 제조될 수 있다. 이런 경우, MID 지지 유닛은, 스트립 도체들 및 접촉 수단들의 위치들이 레이저에 의해 구조화되고 그 후에 전기도금 공정에 의해 금속 표면으로 코팅되는 사출 성형 부품으로 구성된다.
본 발명에 따른 연결 장치의 추가의 바람직한 구현예에서, 본체의 외부 윤곽부 상에는 적어도 하나의 EMC 접점이 배치될 수 있다. EMC 접점은 예컨대 전기 전도성 코팅층으로서 구현될 수 있으며, 전기 전도성 코팅층은, 보호 슬리브의 내부 윤곽부로 향하는 추가 접지 경로를 형성하기 위해, 본체의 외부 윤곽부를 적어도 부분적으로 덮는다. 대안으로서, EMC 접점은, 보호 슬리브의 내부 윤곽부로 향하는 전기 연결부를 형성하는 탄성 접촉 블레이드(contact blade)로서 실현될 수 있다.
본 발명에 따른 압력 센서의 바람직한 구현예에서, 지지 유닛의 본체는 돌출 테두리를 포함할 수 있으며, 이 돌출 테두리는 결합된 상태에서 보호 슬리브를 폐쇄한다. 그 결과, 압력 센서에 대해 접촉 방지, 및 침투하는 이물질로부터의 보호가 개선될 수 있다.
본 발명의 실시예들은 도면들에 도시되어 있고 하기에서 더 상세하게 설명된다. 도면들에서 동일한 도면부호들은 동일하거나 유사한 기능들을 실행하는 컴포넌트들 또는 부재들을 지시한다.
도 1은 본 발명에 따른 압력 센서의 한 실시예를 도시한 개략적 사시도이다.
도 2는 도 1의 본 발명에 따른 압력 센서용 본 발명에 따른 연결 장치의 한 실시예를 도시한 개략적 사시도이다.
도 3은 도 1의 본 발명에 따른 압력 센서를 위한 결합된 회로 캐리어를 포함하는 센서 캐리어를 도시한 개략적 사시도이다.
도 4 및 도 5는 도 2의 압력 센서용 본 발명에 따른 연결 장치의 지지 유닛을 위한 하프 셸의 제 1 실시예를 각각 도시한 개략적 사시도이다.
도 6은 도 2의 압력 센서용 본 발명에 따른 연결 장치의 지지 유닛을 위한 하프 셸의 제 2 실시예를 도시한 개략적 사시도이다.
도 7 및 도 8은 도 2의 압력 센서용 본 발명에 따른 연결 장치의 지지 유닛을 위한 하프 셸의 제 3 실시예를 각각 도시한 개략적 사시도이다.
도 9 내지 도 12는 도 2의 압력 센서용 본 발명에 따른 연결 장치의 제조 동안 다양한 제조 상태들을 각각 도시한 개략적 사시도이다.
도 13은 인쇄회로기판 패널을 도시한 개략적 사시도이다.
도 1 내지 도 12에서 확인할 수 있는 것처럼, 본 발명에 따른 압력 센서(1)의 도시된 실시예는 보호 슬리브(20)를 포함하고, 이 보호 슬리브 내에는, 특히 차량 브레이크 시스템 내에서 솔레노이드 밸브로 제어되는 유체의 유압 압력을 검출하는 적어도 하나의 측정 셀(50), 회로 캐리어(60), 그리고 상기 회로 캐리어(60)의 단부면에 대해 실질적으로 수직으로 배치되는 회로 기판(40) 및 지지 유닛(30)을 포함하는 압력 센서(1)용 연결 장치(3)가 배치된다. 회로 기판(40)은 양측에서 장착 가능하게 실현되고, 예컨대 측정 셀(50)의 미처리 신호의 신호 증폭 및/또는 처리를 실행하는 적어도 하나의 전자 및/또는 전기 부품(44.1, 44.2)을 구비한 전자 회로(44)를 포함한다. 도시된 실시예의 경우, 전자 회로(44)는, 주문형 집적회로(ASIC)(44.1), 및 복수의 전기 및/또는 전자 부품(44.2)을 구비한 상응하는 보호 회로를 포함한다. ASIC(44.1)와 전기 및/또는 전자 부품들(44.2) 사이의 전기 연결부들은 스트립 도체들(42.5) 및 납땜 이음부들(42.6)에 의해 형성된다. 측정 셀(50)은 유압 압력을 적어도 하나의 전기 출력 신호로 변환하고 적어도 하나의 접속점(54)을 포함하며, 이 접속점을 통해 측정 셀(50)의 적어도 하나의 전기 출력 신호가 태핑될 수 있다. 회로 캐리어(60)는, 측정 셀(50)의 적어도 하나의 전기 출력 신호를 태핑하여 전자 회로(44)에 인가하는 내부 인터페이스(24)를 포함한다. 또한, 전자 회로(44)의 출력 신호는 외부 인터페이스(26)를 통해 태핑될 수 있다. 이 경우, 내부 인터페이스(24)는 보호 슬리브(20)의 제 1 단부(20.1) 상에 형성되고, 외부 인터페이스(26)는 보호 슬리브(20)의 제 2 단부(20.2) 상에 형성된다. 보호 슬리브(20)는 과도한 기계적 하중으로부터 압력 센서(1)의 내부를 보호한다.
회로 기판(40)용 지지 유닛(30)은 적어도 하나의 전기 접촉점(34)을 포함하는 외부 인터페이스(26)를 형성하고, 전기 접촉점을 통해 전자 회로(44)의 적어도 하나의 전기 출력 신호가 태핑될 수 있다. 적어도 하나의 접촉점(34)은 전기 연결부를 통해 회로 기판(40)의 상응하는 접촉점(48)과 전기 연결된다. 본 발명에 따라서, 지지 유닛(30)은 다중 부재형 본체(32)를 포함하며, 이 본체는 적어도 하나의 납땜 연결부를 통해 회로 기판(40)과 전기적 및 기계적으로 연결된다.
도 1 내지 도 12에서 추가로 확인할 수 있는 것처럼, 지지 유닛(30)의 본체(32)는 원통형 형태를 갖고 도시된 실시예들에서 2개의 하프 셸(32a, 32b, 32c)을 포함하며, 이들 하프 셸은 외부 인터페이스(26)의 적어도 하나의 접촉점(34)을 각각 포함한다. 외부 인터페이스(26)의 적어도 하나의 접촉점(34)과 회로 기판(40)의 적어도 하나의 상응하는 접촉점(48) 사이의 적어도 하나의 전기 연결부는 본체(32) 내에 형성되는 적어도 하나의 관통 접속부(35)를 통해 형성되고, 이 관통 접속부는 본체(32) 내의 적어도 하나의 대응하는 상대 접촉점(36)과 전기 연결되며, 이 상대 접촉점은 다시 적어도 하나의 납땜 연결부를 통해 회로 기판(40)의 적어도 하나의 접촉점(48)과 전기적 및 기계적으로 연결된다. 도시된 실시예들의 경우, 지지 유닛(30)은 4개의 접촉점(34)을 포함하며, 각각의 하프 셸(32a, 32b, 32c) 상에 2개의 접촉점(34)이 배치된다.
도 4 내지 도 8에서 확인할 수 있는 것처럼, 하프 셸들(32a, 32b, 32c)은, 예컨대 돌출부로서 실현되는 적어도 하나의 제 1 결합 기하구조(39)를 각각 포함한다. 도시된 실시예들의 경우, 돌출부로서 실현되는 각각 2개의 제 1 결합 기하구조(39)가 제공된다. 제 1 결합 기하구조들(39)은 하프 셸들(32a, 32b, 32c)과 회로 기판(40) 사이의 기계적 연결부의 형성 동안 하프 셸들(32a, 32b, 32c)의 정확한 위치에서의 포지셔닝을 위해 회로 기판(40)의 적어도 하나의 제 2 결합 기하구조(42.1)와 상호작용한다. 도 9 내지 도 12에서 추가로 확인할 수 있는 것처럼, 도시된 실시예들의 경우, 공동부로서 실현되는 각각 2개의 제 2 결합 기하구조(42.1)가 회로 기판(40) 상에 제공되며, 이 제 2 결합 기하구조의 치수는 돌출부로서 실현되는 제 1 결합 기하구조들(39)의 치수에 매칭된다.
도 2 및 도 4 내지 도 8에서 추가로 확인할 수 있는 것처럼, 하프 셸들(32a, 32b, 32c)은 예컨대 수용 개구부로서 실현되는 제 3 결합 기하구조(32.3), 및 예컨대 가이드 돔부(guide dome)로서 실현되는 제 4 결합 기하구조(32.4)를 각각 포함한다. 이 경우, 하프 셸들(32a.1, 32a.2) 상호 간의 정확한 위치에서의 포지셔닝을 위해, 제 1 하프 셸(32a.1)의 제 3 결합 기하구조(32.3)는 제 2 하프 셸(32a.2)의 제 4 결합 기하구조(32.4)와 상호작용하고 제 2 하프 셸(32a.2)의 제 3 결합 기하구조는 제 1 하프 셸(32a.1)의 제 4 결합 기하구조(32.4)와 상호 작용한다.
지지 유닛(30)은 보호 슬리브(20)의 제 2 단부(20.2) 상에 유격 이동이 가능하게 삽입되어 외부 윤곽부(37)를 통해 회로 기판(40)을 보호 슬리브(20)의 내부 윤곽부(22)에 대해 지지한다. 제 1 내지 제 4 실시예에서, 지지 유닛(30, 30a, 30b, 30c)은 외부 접촉 수단들의 안내를 위해 접촉 수용 포켓으로서 실현되는 제 2 결합 기하구조(32.2, 32.2a, 32.2b, 32.2c)를 각각 포함한다.
도 1에서 추가로 확인할 수 있는 것처럼, 보호 슬리브(20)는 도시된 실시예에서 중공 실린더로서 실현된다. 보호 슬리브(20)는 제 1 단부(20.1) 상에서 센서 캐리어(10)와 결합되며, 이 센서 캐리어는 고정 플랜지(12), 및 셀프 클린치 단자(self-clinch terminal)로서 실현된 측정 단자(18)를 포함한다. 고정 플랜지(12)는 플랜지 에지(12.1)를 포함하고, 이 플랜지 에지 상에 보호 슬리브(20)가 지지되며, 플랜지 에지를 통해 압력 센서(1)가 미도시한 유체 블록과 코킹될 수 있다. 또한, 고정 플랜지(12)는 단차형 플랜지 표면(14)을 포함하고, 플랜지 에지(12.1)와 플랜지 표면(14) 사이의 단차부(16)(step)는 도시된 실시예들의 경우 보호 슬리브(20)가 압입되는 연결 영역으로서 사용된다. 추가로, 보호 슬리브(20)는 단차부(16)로부터 플랜지 에지(12.1)로 향하는 전이부 상에서 고정 플랜지(12)와 용접될 수 있다.
도 3에서 추가로 확인할 수 있는 것처럼, 회로 캐리어(60)의 본체(62)는 도시된 실시예의 경우 내부 결합 기하구조(62.2)를 포함하는 중공 실린더로서 실현되며, 내부 결합 기하구조는 다각형으로서 실현되며 측정 셀(50)의 외부 윤곽부(56)에 매칭되고 측정 셀(50)을 에워싼다. 다각형으로서의 실현 및 이와 결부되는 직선 에지들에 의해, 측정 셀(50)은 제조 동안 간단하게 베이스 플레이트에서 절단될 수 있다. 바람직하게 측정 셀(50)의 외부 윤곽부(56) 및 그에 따른 회로 캐리어의 내부 결합 기하구조(62.2)는 정육각형 또는 정팔각형으로서 실현된다. 회로 캐리어(60)의 본체(62) 상의 외부 결합 기하구조(62.1)는 돌출 칼라부들(projected collar)을 구비한 2개의 수용 포켓을 포함하고, 돌출 칼라부들은 회로 기판(40)의 전기 접촉을 위한 적어도 하나의 제 1 접촉 수단(64.1)을 각각 포함한다. 적어도 하나의 제 1 접촉 수단(64.1)은, 회로 캐리어(60)의 본체(62) 상에서 바깥쪽에 위치하는 스트립 도체(64.2)를 통해, 측정 셀(50)의 전기 접촉을 위한 적어도 하나의 제 2 접촉 수단(64.3)과 연결된다. 회로 기판(40)은 베이스 캐리어(42) 상에 공동부(42.3)를 포함하며, 이 공동부는 2개의 대향하는 면 상에서 각각 하나의 가이드 다리부(42.4)에 의해 한정된다. 회로 기판(40)의 두 가이드 다리부(42.4)는 회로 캐리어(60)의 외부 결합 기하구조(62.1)의 수용 포켓과 각각 결합된다. 도시된 실시예에서, 회로 기판(40)의 두 가이드 다리부(42.4)는 내부 가이드 에지들을 통해 회로 캐리어(60)의 수용 포켓(62.1) 내로 안내된다. 추가로 또는 대안으로서, 회로 기판(40)의 가이드 다리부(42.4)는 보호 슬리브(20)의 내부 윤곽부(22) 상에서 외부 가이드 에지들을 통해서도 안내될 수 있다. 수용 포켓들(62.1)의 적절한 형성에 의해, 회로 기판(40)은 필요한 경우 센서 유닛(1)의 수직축에 대해 사전 설정 가능한 작은 경사 각도를 가질 수 있다.
도 2 및 도 9 내지 도 12에서 추가로 확인할 수 있는 것처럼, 회로 캐리어(60)의 단부면에 대해 실질적으로 수직으로 배치되는 회로 기판(40)의 베이스 캐리어(42)는 가이드 다리부들(42.4)의 영역에 접촉면들(46)을 포함하며, 이 접촉면들은, 상응하는 제 1 접촉점들(64.1) 또는 접촉면들과 함께, 회로 캐리어(60)의 본체(62) 상의 외부 결합 기하구조(62.1)의 영역에서, 내부 전기 인터페이스(24)를 형성한다. 회로 기판(40)의 베이스 캐리어(42)는, 제 2 결합 기하구조(42.1)의 영역에 접촉점들(48)을 포함하며, 이 접촉점들은 지지 유닛(30)의 본체(32)의 하프 셸들(32a, 32b, 32c)의 도 4 내지 도 8에 도시된 상응하는 상대 접촉점들(36)에 의해 접촉된다.
도 4, 및 도 5의 투시도에서 추가로 확인할 수 있는 것처럼, 지지 유닛(30)의 본체(32)의 하프 셸들(32a)은 도시된 제 1 실시예의 경우 리드프레임이 매립되는 플라스틱 사출 성형 부품으로서 각각 실현되며, 리드 프레임은 외부 인터페이스(26)의 접촉점들(34)뿐만 아니라 관통 접속부들(35) 및 상대 접촉점들(36)을 형성한다. 또한, 본체(32)의 외부 윤곽부(37) 상에는 탄성 스프링 설부(38.1)(elastic spring tongue)로서 형성된 EMC 접점이 배치되며, 이 EMC 접점은 결합된 상태에서 보호 슬리브(20)의 내부 윤곽부(22)에 대한 전기 연결부를 형성한다.
도 6에서 추가로 확인할 수 있는 것처럼, 지지 유닛(30)의 본체(32)의 하프 셸들(32b)은 도시된 제 2 실시예의 경우 MID-1K 기술(MID: Moulded Interconnected Device, 성형 상호연결 장치)로 각각 플라스틱 사출 성형 부품으로서 제조되며, 이 플라스틱 사출 성형 부품은 레이저에 의해 직접적으로 구조화된다. 이런 경우, MID 하프 셸(32b)은, 외부 인터페이스(26)의 접촉점들(34)의 위치들뿐만 아니라 관통 접속부들(35) 또는 스트립 도체들 및 상대 접촉점들(36)이 레이저에 의해 구조화되고 그런 후에 전기도금 공정에 의해 금속 표면으로 코팅되는 사출 성형 부품으로 구성된다. 또한, EMC 접점은 본체(32)의 외부 윤곽부(37) 상에 전기 전도성 코팅층(38.2)으로서 형성되며, 이 코팅층은 결합된 상태에서 보호 슬리브(20)의 내부 윤곽부(22)에 대한 전기 연결부를 형성한다.
도 7 및 도 8에서 추가로 확인할 수 있는 것처럼, 지지 유닛(30)의 본체(32)의 하프 셸들(32c)은 도시된 제 3 실시예의 경우 MID-2K 기술(MID: Moulded Interconnected Device, 성형 상호연결 장치)로 각각 플라스틱 사출 성형 부품으로서 제조되며, 다시 말하면, 지지 유닛(30)의 본체(32)의 사출 성형된 하프 셸들(32c)은, 적어도 부분적으로 전기도금 불가능한 제 2 플라스틱으로 오버몰딩되는 전기도금 가능한 제 1 플라스틱을 포함하는 2개의 성분으로 구성된다. 대안으로서, 전기도금 불가능한 제 2 플라스틱 역시도 적어도 부분적으로 전기도금 가능한 제 1 플라스틱으로 오버몰딩될 수 있다. 예비 성형품의 부분적으로 돌출된 표면들은 전기도금 공정에 의해 금속 표면으로 코팅되며, 그럼으로써 외부 인터페이스(26)의 접촉점들(34)뿐만 아니라 관통 접속부들(35) 또는 스트립 도체들 및 상대 접촉점들(36)이 형성된다. 또한, EMC 접점은 본체(32)의 외부 윤곽부(37) 상에서 제 1 실시예와 유사하게 탄성 스프링 설부(38.1)로서 형성되며, 이 스프링 설부는 결합된 상태에서 보호 슬리브(20)의 내부 윤곽부(22)에 대한 전기 연결부를 형성한다.
상기 사출 성형된 하프 셸들(32a, 32b, 32c)의 사용은 본 적용예의 경우 특히 적합한데, 그 이유는, 개선된 디자인 자유도와, 전기적 및 기계적 기능들의 통합을 기반으로, 연결 장치의 소형화가 촉진될 수 있기 때문이다.
또한, 도시된 실시예들의 경우, 회로 캐리어(60)는 이른바 MID 기술로 제조되고, 적어도 전기도금 가능한 제 1 플라스틱으로 이루어진 플라스틱 예비 성형품과 전기도금 불가능한 제 2 플라스틱으로 구성된다. 회로 캐리어(60)의 단부면 상에는 접합면(bonding surface)으로서 실현되는 제 2 접촉점들(64.3)이 배치되고, 이 제 2 접촉점들은 바깥쪽에 위치하는 스트립 도체들(64.2)을 통해, 접촉면으로서 실현되는 상응하는 제 1 접촉점들(64.1)과 연결되며, 이 제 1 접촉점들은 외부 결합 기하구조(62.1)의 수용 포켓들 내에 배치된다. 회로 캐리어(60)의 제 1 접촉점들(64.1), 스트립 도체들(64.2) 및 제 2 접촉점들(64.3)은 각각 사전 설정된 치수를 갖는 금속 층으로서 형성되어 전기도금 공정에서 회로 캐리어(60)의 전기도금 가능한 플라스틱 상에 적층된다. 도시된 실시예에서, 회로 캐리어(60)는 MID-1K 기술(MID: Moulded Interconnected Device, 성형 상호연결 장치)로 플라스틱 사출 성형 부품으로서 제조되며, 이 플라스틱 사출 성형 부품은 레이저에 의해 직접 구조화된다. 대안으로서, 회로 캐리어(60)는, 지지 유닛(30)의 본체(32)의 하프 셸들(32c)과 유사하게 MID-2K 기술의 플라스틱 사출 성형 부품으로서도, 또는 제 1 접촉점들(64.1), 제 2 접촉점들(64.3) 및 스트립 도체들(64.2)을 형성하는 리드프레임이 매립되는 플라스틱 사출 성형 부품으로서도 실현될 수 있다.
도 3에서 추가로 확인할 수 있는 것처럼, 고정 플랜지(12)는 예컨대 셀프 클린치 단자(18)에 의해 미도시한 유체 블록과 압착되거나 결합될 수 있다. 보호 슬리브(20)를 압착하거나 용접하기 위한 전술한 연결 영역(16) 외에도, 플랜지 표면(14)에는 보이지 않는 연결 개구부들이 형성되며, 이 연결 개구부들은, 센서 캐리어(10)와 회로 캐리어(60)의 비틀림 방지식 연결을 가능하게 하기 위해, 회로 캐리어(60) 상에 배치되는 보이지 않는 연결 핀들을 수용한다. 센서 캐리어(10)와 회로 캐리어(60)를 결합하기 위해, 접착제 층이 플랜지 표면(14) 상에 적층될 수 있다. 자명한 사실로서, 센서 캐리어(10)와 회로 캐리어(60)를 비틀림 방지되게 결합하기 위해, 적합하고 통상의 기술자에게 알려진 다른 연결 기술들도 사용될 수 있다. 따라서, 센서 캐리어(10)의 고정 플랜지(12) 상에는 예컨대 원주를 따라 연장되는 수용 그루브가 형성될 수 있으며, 이 수용 그루브는 회로 캐리어(60)의 본체(62)에 일체로 형성되는 래칭 노즈들(latching nose) 또는 래칭 러그들(latching lug)과 함께 하나의 클립 연결부를 형성할 수 있다. 압력 측정 셀로서 실현되는 측정 셀(50)은, 유압 블록 내의 유체의 압력에 따라서 측정 셀(50)의 측정 멤브레인(50.1)이 변형되도록, 고정 플랜지(12)의 보이지 않는 관형 캐리어 상에 안착된다. 측정 멤브레인(50.1)의 변형은 측정 브리지(52)에 의해 검출된다. 측정 브리지(52)는, 본딩 와이어들(58)을 통해 회로 캐리어(60)의 접합면들로서 실현되는 제 2 접촉점들(64.3)과 각각 전기 연결되는 4개의 접촉점(54)과 연결된다.
압력 센서(1)를 제조할 때, 측정 셀(50)은 센서 캐리어(10)와 용접된다. 그런 다음, 회로 캐리어(60)는 연결 핀들을 통해 연결 개구부들 내로 압입되어 접착되며, 고정 접착제 층이 플랜지 표면(14)과 회로 캐리어(60)의 베이스면 사이에 삽입된다. 고정 접착제 층을 적층한 후에, 보호 슬리브(20)가 압입되고 경우에 따라 점 용접으로 고정된다.
도 9에서 추가로 확인할 수 있는 것처럼, 회로 기판(40)의 인쇄된 표면 상에는, 스트립 도체들(42.5); 주문형 집적 회로(ASIC)(44.1) 또는 전기 및/또는 전자 부품들(44.2)용 납땜 이음부들(42.6); 회로 캐리어(60)와의 전기 연결을 위한 접촉면들(46); 및 지지 유닛(30)과의 전기적 및 기계적 연결을 위한 접촉점들(48)이 배치된다. 도 10에서 추가로 확인할 수 있는 것처럼, 주문형 집적 회로(ASIC)(44.1) 또는 전기 및/또는 전자 부품들(44.2)용 납땜 이음부들(42.6), 및 지지 유닛(30)과의 전기적 및 기계적 연결을 위한 접촉점들(48)은 납땜 페이스트로 인쇄된다. 그런 다음, 도 11에서 추가로 확인할 수 있는 것처럼, 맨 먼저 회로 기판의 전면에 주문형 집적 회로(ASIC)(44.1), 전기 및/또는 전자 부품들(44.2) 및 제 1 하프 셸(32a.1)이 장착된다. 그런 다음, 도 12 및 도 2에서 추가로 확인할 수 있는 것처럼, 회로 기판(40)의 배면에 상응하는 전기 및/또는 전자 부품들(44.2) 및 제 2 하프 셸(32a.2)이 장착된다. 장착 후에, 장착된 회로 기판(40)은 납땜 연결부들이 제조되는 연속로를 통과한다.
도 13에서 확인할 수 있는 것처럼, 회로 기판(40)에 적어도 하나의 전자 및/또는 전기 부품(44.1, 44.2)을 동시에 장착하는 동안 지지 유닛(30)의 본체(32)의 하프 셸들(32a, 32b, 32c)이 회로 기판(40)과 전기적 및 기계적으로 연결됨으로써, 복수의 연결 장치(3)가 인쇄회로기판 패널(5)에서 동시에 제조될 수 있다.
인쇄회로기판 패널(5)에서 연결 장치(3)를 떼어낸 후에, 회로 기판(40)은 회로 캐리어(60)의 본체(62) 상의 외부 결합 기하구조(62.1)의 수용 포켓 내로 삽입되고 경우에 따라, 회로 캐리어(60)와 회로 기판(40) 사이에 전기 전도성 연결을 보장하면서 회로 기판(40)을 고정하기 위해, 거기에 고정 접착제 및 전도성 접착제로 고정된다. 고정 접착제는 예컨대 회로 캐리어(60)의 수용 포켓들(62.1)의 베이스면 상으로 삽입되고, 전도성 접착제는 예컨대 회로 기판(40)의 접촉면들(46) 상에 도포된다. 대안으로서, 회로 캐리어의 본체(62) 상의 제 1 접촉점들(64.1)은, 회로 기판(40)의 삽입 방향에 대해 수직인 힘을 회로 기판(40)의 접촉면들(46) 상에 가하면서 이와 동시에 외부 결합 기하구조(62.1)의 수용 포켓들 내로 삽입된 회로 기판(40)을 고정하는 탄성 접촉 요소들로서 실현될 수 있으며, 그럼으로써 고정 접착제 및 전도성 접착제가 생략될 수 있다.
전술한 본 발명에 따른 연결 장치는 특히 자동차의 브레이크 시스템용 압력 센서에 사용하기에 적합하지만, 그것으로 제한되지는 않는다. 따라서 본 발명에 따른 연결 장치는 예컨대 광학 및/또는 음향 측정 셀을 위해서도 사용될 수 있다. 특히 프리미엄 클래스의 브레이크 시스템의 경우, 많은 압력 센서가 제한된 장착 공간에서 사용된다. 그러므로 장착 공간이 최소화된 압력 센서는 바로 상기 적용을 위해 적합하다.
본 발명에 따른 연결 장치의 실시형태들은 바람직한 방식으로 보호 슬리브에 대해 회로 기판을 지지하고 회로 기판의 기울어짐을 방지한다.
1: 압력 센서
3: 연결 장치
5: 인쇄회로기판 패널
10: 센서 캐리어
12: 고정 플랜지
12.1: 플랜지 에지
14: 플랜지 표면
16: 단차부, 연결 영역
18: 측정 단자
20: 보호 슬리브
20.1: 제 1 단부
20.2: 제 2 단부
22: 내부 윤곽부
24: 내부 인터페이스
26: 외부 인터페이스
30, 30a, 30b, 30c: 지지 유닛
32: 다중 부재형 본체
32a, 32b, 32c: 하프 셸
32a.1, 32a.2: 하프 셸
32.2, 32.2a, 32.2b, 32.2c: 제 2 결합 기하구조
32.3: 제 3 결합 기하구조
32.4: 제 4 결합 기하구조
34: 전기 접촉점
35: 관통 접속부
36: 상대 접촉점
37: 외부 윤곽부
38.1: 스프링 설부
38.2: 전기 전도성 연결부
39: 제 1 결합 기하구조
40: 회로 기판
42: 베이스 캐리어
42.1: 제 2 결합 기하구조
42.3: 공동부
42.4: 가이드 다리부
42.5: 스트립 도체
42.6: 납땜 이음부
44: 전자 회로
44.1: 주문형 집적회로, ASIC
44.2: 전자 및/또는 전기 부품
48: 접촉점
50: 측정 셀
50.1: 측정 멤브레인
52: 측정 브리지
54: 접속점, 접촉점
56: 외부 윤곽부
60: 회로 캐리어
62: 본체
62.1: 외부 결합 기하구조, 수용 포켓
62.2: 내부 결합 기하구조
64: 접촉면
64.1: 제 1 접촉 수단, 제 1 접촉점
64.2: 바깥쪽에 위치하는 스트립 도체
64.3: 제 2 접촉 수단

Claims (10)

  1. 지지 유닛(30) 및 회로 기판(40)을 포함하는 압력 센서용 연결 장치로서, 상기 회로 기판(40)은 적어도 하나의 전자 및/또는 전기 부품(44.1, 44.2)을 포함하는 전자 회로(44)를 지지하고, 상기 지지 유닛(30)은 적어도 하나의 전기 접촉점(34)을 포함하는 외부 인터페이스(26)를 형성하고, 상기 전기 접촉점을 통해 상기 전자 회로(44)의 적어도 하나의 전기 출력 신호가 태핑될 수 있으며, 상기 적어도 하나의 접촉점(34)은 전기 연결부를 통해 상기 회로 기판(40)의 상응하는 접촉점(48)과 전기 연결되는, 상기 연결 장치에 있어서,
    상기 지지 유닛(30)은, 적어도 하나의 납땜 연결부를 통해 상기 회로 기판(40)과 전기적 및 기계적으로 연결되는 다중 부재형 본체(32)를 포함하는 것을 특징으로 하는 압력 센서용 연결 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 외부 인터페이스(26)의 상기 적어도 하나의 접촉점(34)과 상기 회로 기판(40)의 적어도 하나의 상응하는 접촉점(48) 사이의 적어도 하나의 전기 연결부는 상기 본체(32) 내에 형성된 적어도 하나의 관통 접속부(35)를 통해 형성되고, 상기 관통 접속부는 본체(32) 내의 적어도 하나의 대응하는 상대 접촉점(36)과 전기 연결되며, 상기 상대 접촉점은 다시 적어도 하나의 납땜 연결부를 통해 상기 회로 기판(40)의 적어도 하나의 접촉점(48)과 전기적 및 기계적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 압력 센서용 연결 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 지지 유닛(30)의 상기 본체(32)는 2개의 하프 셸(32a, 32b, 32c)을 포함하며, 각각의 하프 셸(32a, 32b, 32c)은 상기 외부 인터페이스(26)의 적어도 하나의 접촉점(34)을 포함하는 것을 특징으로 하는 압력 센서용 연결 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 하프 셸들(32a, 32b, 32c)은 적어도 하나의 제 1 결합 기하구조(39)를 각각 포함하며, 상기 제 1 결합 기하구조는 상기 하프 셸들(32a, 32b, 32c)과 상기 회로 기판(40) 사이의 기계적 연결부의 형성 동안 상기 하프 셸들(32a, 32b, 32c)의 정확한 위치에서의 포지셔닝을 위해 상기 회로 기판(40)의 적어도 하나의 제 2 결합 기하구조(42.1)와 상호작용하는 것을 특징으로 하는 압력 센서용 연결 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 하프 셸들(32a, 32b, 32c)은 제 3 결합 기하구조(32.3) 및 제 4 결합 기하구조(32.4)를 각각 포함하며, 상기 하프 셸들(32a.1, 32a.2) 상호 간의 정확한 위치에서의 포지셔닝을 위해, 제 1 하프 셸(32a.1)의 제 3 결합 기하구조(32.3)는 제 2 하프 셸(32a.2)의 제 4 결합 기하구조(32.4)와 상호작용하고 상기 제 2 하프 셸(32a.2)의 제 3 결합 기하구조(32.3)는 상기 제 1 하프 셸(32a.1)의 제 4 결합 기하구조(32.4)와 상호작용하는 것을 특징으로 하는 압력 센서용 연결 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 본체(32)의 외부 윤곽부(37) 상에는 적어도 하나의 EMC 접점(38.1, 38.2)이 배치되는 것을 특징으로 하는 압력 센서용 연결 장치.
  7. 보호 슬리브(20)를 포함하는 압력 센서로서, 상기 보호 슬리브 내에는, 적어도 하나의 측정 셀(50), 회로 캐리어(60), 그리고 상기 회로 캐리어(60)에 대해 수직으로 배치된 회로 기판(40) 및 지지 유닛(30)을 포함하는 연결 장치(3)가 배치되고, 상기 회로 기판(40)은 적어도 하나의 전자 및/또는 전기 부품(44.1, 44.2)을 포함하는 전자 회로(44)를 지지하고, 상기 회로 캐리어(60)는, 상기 측정 셀(50)의 적어도 하나의 전기 출력 신호를 태핑하여 상기 전자 회로(44)에 인가하는 내부 인터페이스(24)를 포함하며, 외부 인터페이스(26)를 통해 상기 전자 회로(44)의 출력 신호가 태핑될 수 있는, 상기 압력 센서에 있어서,
    상기 연결 장치(3)는 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 따라서 실현되며, 상기 지지 유닛(30)은 외부 윤곽부(37)를 통해 상기 회로 기판(40)을 상기 보호 슬리브(20)의 내부 윤곽부(22)에 대해 지지하는 것을 특징으로 하는 보호 슬리브를 포함하는 압력 센서.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 지지 유닛(30)의 본체(32)는 돌출 테두리(33)를 포함하며, 상기 돌출 테두리는 결합된 상태에서 상기 보호 슬리브(20)를 폐쇄하는 것을 특징으로 하는 보호 슬리브를 포함하는 압력 센서.
  9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
    적어도 하나의 EMC 접점(38.1, 38.2)은 상기 본체(32)의 외부 윤곽부(37) 상에서 상기 보호 슬리브(20)의 상기 내부 윤곽부(22)와 전기 전도 방식으로 연결되는 것을 특징으로 하는 보호 슬리브를 포함하는 압력 센서.
  10. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 따라 형성되는, 압력 센서용 연결 장치의 제조 방법에 있어서, 지지 유닛(30)의 본체(32)의 하프 셸들(32a, 32b, 32c)은 회로 기판(40)에 적어도 하나의 전자 및/또는 전기 부품(44.1, 44.2)을 장착하는 동안 상기 회로 기판(40)과 전기적 및 기계적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 압력 센서용 연결 장치의 제조 방법.
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