WO2007054557A1 - Sensorbaugruppe - Google Patents

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WO2007054557A1
WO2007054557A1 PCT/EP2006/068325 EP2006068325W WO2007054557A1 WO 2007054557 A1 WO2007054557 A1 WO 2007054557A1 EP 2006068325 W EP2006068325 W EP 2006068325W WO 2007054557 A1 WO2007054557 A1 WO 2007054557A1
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WO
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sensor assembly
assembly according
electronic circuit
housing
plug
Prior art date
Application number
PCT/EP2006/068325
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English (en)
French (fr)
Inventor
Markus Christoph
Harald Schmidt
Original Assignee
Continental Automotive Gmbh
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Filing date
Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D11/00—Component parts of measuring arrangements not specially adapted for a specific variable
    • G01D11/24—Housings ; Casings for instruments
    • G01D11/245—Housings for sensors
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/0284—Details of three-dimensional rigid printed circuit boards
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/09—Shape and layout
    • H05K2201/09818—Shape or layout details not covered by a single group of H05K2201/09009 - H05K2201/09809
    • H05K2201/0999—Circuit printed on or in housing, e.g. housing as PCB; Circuit printed on the case of a component; PCB affixed to housing

Definitions

  • the invention relates to a sensor assembly according to the upper ⁇ concept of claim 1.
  • Sensor modules of conventional type which are used, for example, as so-called airbag satellites, comprise a circuit carrier, for example a printed circuit board, on which the electronic circuit with the components and the conductor tracks is applied. After production and verification of this assembly, it is placed in a housing of the sensor assembly. This includes a mechanical attachment for the assembly and provides an externally available electrical connection thereto. The attachment can be done for example by so-called Einpresspins, groove-cockroaches or other fastening ⁇ supply elements. To protect the electronic circuit from environmental influences, the housing is then closed with a lid or a potting compound.
  • the housing has a relatively large complexity.
  • press-fit pins result in high tooling costs.
  • DE 197 08 210 C2 discloses an assembly in the form ei ⁇ nes temperature controller with a sensor and other electronic ⁇ African components.
  • the module is constructed in MID technology and includes a housing that encloses the electronic components.
  • the encompassed electronic components who ⁇ held by walls, housing inner sections and / or associated holding elements or worn.
  • the construction group further comprises outwardly leading terminals.
  • the electronic components are connected to one another by printed conductors applied directly to the housing bottom and / or the walls and / or housing inner sections.
  • a motion sensor in the form of a speed sensor for the wheel rotation of a motor ⁇ vehicle is known.
  • This has an connectable via an electrical cable integrated circuit with a measuring encoder and an electronic circuit arrangement for processing the measurement signals.
  • the sensor possesses a basic building block produced by casting or injection molding of thermoplastic material in MID technology, in which a permanent magnet is integrated.
  • a caseless integrated circuit is applied to the MID device in flip-chip technology.
  • the assembly of the base module with the integrated circuit and the permanent magnet and the terminal end of the Ka ⁇ bels are enveloped by an outer encapsulation and derstandsdus to a wi ⁇ and assembled to environmental influences protected unit.
  • the component comprises an overall casing, a functional part in the form of a printed circuit board having represents ⁇ on the applied electronic components, and a cover, wherein the component has at least one fastening means and at least one electrical connection.
  • the electrical connection is provided on the lid.
  • a pressure sensor module which comprises a plug part and a cover part.
  • a message Sor to accommodate a size to be detected is integrated into the plug part.
  • the object of the present invention is to provide a sensor assembly for use in particular gene Kraftfahrzeu ⁇ which allows an undistorted transmission of a sensor signal of the sensor assembly, while having a simple construction.
  • the sensor module comprises a housing part made of a plastic and an electronic circuit with egg ⁇ ner number, via interconnects at least partially electrically connected electronic components.
  • the electronic circuit is applied to the housing part. Inven ⁇ tion, the electronic circuit is applied completely directly on exactly a flat surface of the housing part.
  • the housing material of the housing part consists of a plastic, the temperature of a soldering process, in particular egg ⁇ nes reflow soldering process, withstand without damage.
  • the provision of a printed circuit board entbehr ⁇ is Lich, is reduced whereby the number of components for the manufacture of a sensor assembly.
  • Can terbahnen the housing part and the Lei ⁇ thereby be made as a so-called MID (Molded Intercon- nected Device) as a structural unit.
  • the plastics in particular thermoplastics Be ⁇ come garb that have the necessary for an SMD assembly tempera ⁇ turbe functionalmaschine.
  • This assembly may consist of two plastic components Herge ⁇ be presents.
  • An insulating body, the housing part, made of a first plastic component forms the framework of the assembly.
  • a conductor track body is injected around this insulating body in a further plastic component - the conductor tracks.
  • the other plastic component from which the head ⁇ ground body is produced in contrast to the first plastic component on the property that their may be Oberflä ⁇ che metallized.
  • the surfaces of the conductor track body, which are accessible to the plastic body, can be metallized into conductor tracks.
  • the assembly can also be injected from a single Kunststoffkompo ⁇ nent.
  • plastic tracks are then applied to these plastic parts forming the housing part by laser direct structuring in an additive or abusive manner.
  • SMD components surface mounted device
  • THT components Through Hole tech ⁇ nology
  • the electrical and mechanical connection of the electronic components to the conductor tracks is produced according to a further embodiment by a solder or adhesive connection.
  • the electronic circuit comprises a device for determining an acceleration and / or a device for determining a pressure, whereby the sensor assembly can be used in particular as a side airbag satellite in motor vehicles.
  • the housing part is a contact pin receiving plug part for external Kontak- tion of the sensor assembly.
  • the electronic circuit is preferably arranged on an outer surface of a GeHouseab ⁇ section of the connector part. More preferably, an inner surface of the plug part is arranged parallel to the outer surface and the contact pins protrude from the inner surface into a contact cup of the plug part.
  • the outer surface may be provided with a number of trenches corresponding to the number of contact pins, in each of which one end of a contact pin protrudes. In the context ei ⁇ nes soldering process, the trench may be filled with a solder ⁇ to which melts during the soldering process and makes electrical contact between the conductors and the contact pins.
  • the outer surface of the plug part with a the electronic circuit enclosing end part such as a separate cover or a label, is connectable.
  • a the electronic circuit enclosing end part such as a separate cover or a label.
  • the choice of the final part depends on, against which environmental influences the electronic circuit on the plug part must be protected.
  • the connection between the end part and the plug part can take place with the aid of various sealing measures.
  • the housing part is a cover ⁇ part of the sensor assembly, which can be connected with a, pins aufneh ⁇ ing, plug part for external contacting of the plug assembly.
  • the application of the electronic circuit on a cover part has the advantage that the ⁇ ses can be made identical even with a variety of different positions of the sensor assembly. Only the plug part to be connected to the cover part needs to be designed specifically. Since the plug part - with the exception of the contact pins - but need not accommodate any further electronic ⁇ African components, this can be made in a much simpler and more cost-effective manner.
  • the plug part According to one embodiment provided with the electronic circuit planar surface facing the cover part in montier ⁇ th state of the cover part the plug part. Since ⁇ by conditionally, the sensor assembly from the components, plug part and cover part are performed at ⁇ , whereby the mounting and also the preparation of a hermetic see encapsulation of the electronic circuit against environmental influences is particularly easy to implement only.
  • the contact pins protrude with their one ends through a housing portion of the male part such that they protrude when connected to each other plug part and cover part in corresponding recesses of the cover ⁇ part, wherein the walls of the recesses are coated electrically conductive for producing an electrical Connection with the electronic circuit.
  • This embodiment makes it possible, in a particularly simple manner, to make electrical contact between the contact pins provided in the plug part and the electronic circuit on the plug To provide cover part. At the same time, a mechanical fixation of the two components to one another is thereby already accomplished.
  • the electrically conductive coating can be formed by an electrically conductive material applied directly to the wall or a metal sleeve, which, for example, is overmolded with plastic material during the production of the cover part.
  • the second variant has the advantage that the plug ⁇ part can be made of a different, cheaper, material than the cover part.
  • this consisting of a plastic material need not temperaturbe ⁇ constantly with respect to a soldering process, in particular, a reflow soldering process can be formed.
  • ⁇ resul advantage from a particularly inexpensive to produce Sen ⁇ sorbaurios because the expensive, temperature-resistant plastic ⁇ material needs to be used only for a small unit of the lid part.
  • the connector part which is considerably larger in terms of size, can be made of a simpler and, with regard to its properties, "poorer" plastic material.
  • FIG. 1 shows a section through a plug part of a sensor module according to the invention according to a first Va ⁇ variant
  • FIG. 2 is a plan view of the plug part of FIG. 1
  • 3 is a perspective view of the male part of FIG. 1
  • Fig. 5 is an enlarged view of engaging in the detection contact pins
  • FIG. 6 is an enlarged view of the connection of the plug part and the cover part of the sensor assembly of FIG .. 4
  • FIG. 1 to 3 show an inventive plug part 3 in a first variant of a sensor assembly according to the invention 1.
  • FIG. 1 shows a section through the plug ⁇ part 3.
  • an electronic circuit 5 is applied on an outer surface 13 of a housing portion 24, an electronic circuit 5 is applied.
  • the elekt ⁇ ronic circuit 5 includes a plurality of components 6 and a sensor 7, which are electrically connected to each other via interconnects not shown in the figures.
  • the outer surface 13 is, as is well visible from Figs. 1 to 3, a flat surface. All components 6, 7 belonging to the electronic circuit and the interconnects necessary for connecting the corresponding components 6, 7 are applied solely on the outer surface 13.
  • the outer surface could also be formed from two, preferably at an obtuse angle to each other, partial surfaces to be able to adjust, for example, by the assembly Winkelan ⁇ orders and at the same time to allow further easy and cost-effective installation.
  • Components (Surface Mounted Device) are formed, can be done by a standard SMD placement machines, since the electro ⁇ nic circuit formed by the components and interconnects is located only in the flat surface of the outer surface 13. Due to the design of the plug part 3, these can be arranged in a utility, whereby a high efficiency when equipping the surface 13 is ensured.
  • the electrical and mechanical contacting takes place in the context of a soldered connection, preferably a reflow soldering process being carried out.
  • the designed as a plug part 3 housing part 2 is formed from ei ⁇ ner plastic component, on the outer surface 13 of a housing portion 24 which are not shown in detail in the figure printed conductors are applied.
  • the plastic component is formed from such a material, which has the necessary temperature resistance ⁇ in the context of a soldering process.
  • the production of the conductor tracks can be effected by a laser direct structuring, in the context of which an activation of the structured areas takes place. As part of a subsequent electroplating process, metallization of the printed conductors takes place.
  • the unit of housing part and Lei ⁇ terbahnen could also be carried out in the context of a two-component injection molding, in which the plastic component of the housing part 3 insulating and another plastic component, which forms a NEN conductor body, be metallizable. Both methods are known under the name Molded Interconnected Device (MID).
  • MID Molded Interconnected Device
  • a contact cup 12 is arranged on a the outer surface 13 opposite inner surface 15 of the housing portion 24, a contact cup 12 is arranged.
  • this two contact pins 8 are provided for external contacting of the housing part 2. While first ends 9 of the contact pins 8 protrude into the interior of the contact cup 12, the contact pins 8 extend with their second ends 10 through the housing portion 24, the ends 10 in, formed in the outer surface 13, trenches 11 come to rest.
  • a solder reservoir is formed in the trenches around the ends 10 of the contact pins 8, which melts during the soldering process and makes the electrical contact with the contact pins.
  • the mechanical buildin ⁇ account the contact pin 8 is carried by a support against the housing portion 24th
  • FIGS. 4 to 6 show a second exemplary embodiment of a sensor module 1 according to the invention.
  • the sensor ⁇ assembly in addition to a plug part 3, a cover part 4, which are interconnected in Fig. 4.
  • the electronic circuit see 5, comprising components 6, a sensor element 7 and not shown interconnects are arranged on a surface 25 of the cover part 4.
  • the cover part 4 can be designed as a simple, high-volume universal part, while the customized connector part 3 can be kept variable with respect to its plug contact.
  • This Vari ⁇ ante has the advantage that only the cover part 4 needs to be made of a temperature-resistant plastic, while for the plug part 3 a tincti ⁇ gerer plastic can be used.
  • the male ⁇ part 3 a contact cup 12, projecting into the known manner first ends 9 of contact pins 8.
  • the contact pins 8 are inserted from the surface of the housing section 24 facing away from the contact cup 12 by recesses.
  • the Kon ⁇ clock pins 8 are based on shoulders 16 (see FIG. 5) of the housing section, whereby the contact pins 8 in a de Finished position are arranged relative to the plug part 3. Second ends 10 of the contact pins 8 protrude when the cover part 4 is mounted in recesses 21 of a pot-shaped material accumulation 20 of the cover part 4, the second ends 10 being pressed into the recesses 21.
  • Walls 22 of the recesses 21 are provided with an electrically conductive layer can be formed on the surface 25 which terbahnen example, together with the Lei ⁇ . As a result, an electrical contact between the contact pins and the electronic circuit 5 is made on the cover part 4.
  • the second ends 10 are resiliently pressed together during insertion into the recesses 21 due to an existing slot 23 in these.
  • the spring force could also be introduced through the contacts in the recesses ⁇ .
  • the plug part 3 has a flange 17.
  • An edge portion 18 of the cover part 4 has in the region of the flange 17 an annular bead 19 which, for example, by a
  • Friction-welding connection with the flange 17 of the male part 3 can be brought into intimate contact.
  • any compound technology for producing a mechanical ⁇ African and sealing connection of the plug part 3 and De- ckelteil 4 is usable.
  • the sensor module according to the invention has the advantage that it has fewer parts compared to previously known sensor modules, as a circuit board in the form of a circuit board and necessary fasteners ent ⁇ fall.
  • the establishment of an electrical contact between the electronic circuit and the contact pins follows using a soldering process.
  • the use of expensive Einpresspins can be dispensed with.
  • the electronic circuit is arranged on a single planar surface of the housing part, the application of the electronic components can be carried out using standard equipment.
  • circuit changes may notwen ⁇ . In this way, a sensor assembly can be provided at a low cost overall.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Details Of Connecting Devices For Male And Female Coupling (AREA)

Abstract

Es wird eine Sensorbaugruppe (1) beschrieben mit einem Gehäu- seteil (2) aus einem Kunststoff, und einer elektronischen Schaltung (5), umfassend eine Anzahl an, über Leiterbahnen zumindest teilweise elektrisch verbundene, elektronischen Bauelementen (6), wobei die elektronische Schaltung (5) voll- ständig direkt auf mindestens einer ebenen Fläche des Gehäu- seteils (2) aufgebracht ist.

Description

Beschreibung
Sensorbaugruppe
Die Erfindung betrifft eine Sensorbaugruppe gemäß dem Ober¬ begriff des Patentanspruchs 1.
Sensorbaugruppen herkömmlicher Art, welche z.B. als sog. Air- bag-Satelliten eingesetzt werden, umfassen einen Schaltungs- träger, z.B. eine Leiterplatte, auf welcher die elektronische Schaltung mit den Bauelementen und den Leiterbahnen aufgebracht ist. Nach Herstellung und Überprüfung dieser Baugruppe wird diese in einem Gehäuse der Sensorbaugruppe angeordnet. Dieses umfasst eine mechanische Befestigung für die Baugruppe und schafft ein von außen verfügbare elektrische Verbindung zu dieser. Die Befestigung kann beispielsweise durch so genannte Einpresspins, Nut-Schabenasen oder andere Befesti¬ gungselemente erfolgen. Um die elektronische Schaltung vor Umwelteinflüssen zu schützen, wird das Gehäuse anschließend mit einem Deckel oder einer Vergußmasse verschlossen.
Die große Anzahl von Einzelteilen - Gehäuse, Baugruppe aus Leiterplatte und elektrischer Schaltung sowie Verschlußteil - erfordert bei einer derartigen Sensorbaugruppe zu deren Her- Stellung eine Vielzahl an einzelnen Fertigungsschritten.
Durch die Notwendigkeit, Befestigungselemente, z.B. Einpress¬ pins, an dem Gehäuse vorsehen zu müssen, weist das Gehäuse eine verhältnismäßig große Komplexität auf. Darüber hinaus ziehen Einpresspins hohe Werkzeugkosten nach sich.
Die DE 197 08 210 C2 offenbart eine Baugruppe in Gestalt ei¬ nes Temperaturreglers mit einem Sensor und weiteren elektro¬ nischen Bauelementen. Die Baugruppe ist in MID-Technologie aufgebaut und umfasst ein die elektronischen Bauteile umfas- sendes Gehäuse. Die umfassten elektronischen Bauelemente wer¬ den von Wandungen, Gehäuseinnenabschnitten und/oder damit verbundenen Halteelementen gehalten bzw. getragen. Die Bau- gruppe umfasst weiter nach außen führende Anschlusskontakte. Die elektronischen Bauteile sind untereinander durch unmittelbar auf dem Gehäuseboden und/oder den Wandungen und/oder Gehäuseinnenabschnitten aufgebrachten Leiterbahnen verbunden.
Aus der DE 10 2004 011 100 Al ist ein Bewegungssensor in Gestalt eines Drehzahlsensors für die Raddrehung eines Kraft¬ fahrzeugs bekannt. Dieser weist eine über ein elektrisches Kabel anschließbare integrierte Schaltung mit einem Messwert- geber und einer elektronischen Schaltungsanordnung zur Aufbereitung der Messsignale auf. Der Sensor besitzt einen durch Gießen oder Spritzgießen von thermoplastischem Kunststoff in MID-Technik hergestellten Grundbaustein, in den ein Dauermagnet integriert ist. Eine gehäuselose integrierte Schaltung ist in Flip-Chip-Technik auf das MID-Bauelement aufgebracht. Die Anordnung aus dem Grundbaustein mit der integrierten Schaltung und dem Dauermagnet sowie dem Anschlussende des Ka¬ bels sind von einem äußeren Verguss umhüllt und zu einer wi¬ derstandsfähigen und gegen Umgebungseinflüsse geschützten Baueinheit zusammengefügt.
Die DE 196 21 429 Al offenbart einen elektrischen Steckverb¬ inder zur Übertragung von Signalen mit einem Verbindergehäuse. Elektrische Bauelemente sind auf einer Montageplatte des Steckverbinders aufgebracht, auf welcher eine elektrisch lei¬ tende Beschichtung in Form von Leiterbahnen ausgeführt ist.
Die DE 10 2004 003 180 Al beschreibt ein Bauteil mit einem elektrischen Anschluss im Deckel. Das Bauteil umfasst ein Ge- häuse, ein Funktionsteil in Form einer Leiterplatte mit dar¬ auf aufgebrachten elektronischen Komponenten, und einen Deckel, wobei das Bauteil wenigstens ein Befestigungsmittel und wenigstens einen elektrischen Anschluss aufweist. Dabei ist der elektrische Anschluss an dem Deckel vorgesehen.
Aus der JP 2002221462 A ist ein Drucksensormodul bekannt, welches ein Steckerteil und ein Deckelteil umfasst. Ein Sen- sor zur Aufnahme einer festzustellenden Größe ist in das Steckerteil integriert.
Weitere Baugruppen sind aus der US 5,118,300 sowie aus der DE 102 02 901 Al bekannt.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Sensorbaugruppe insbesondere für den Einsatz in Kraftfahrzeu¬ gen anzugeben, welche eine unverfälschte Signalübertragung eines Sensors der Sensorbaugruppe ermöglicht und gleichzeitig einen konstruktiv einfachen Aufbau aufweist.
Diese Aufgabe wird durch eine Sensorbaugruppe mit den Merkma¬ len des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltun- gen ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.
Die erfindungsgemäße Sensorbaugruppe umfasst ein Gehäuseteil aus einem Kunststoff und eine elektronische Schaltung mit ei¬ ner Anzahl an, über Leiterbahnen zumindest teilweise elekt- risch verbundene, elektronischen Bauelementen. Die elektronische Schaltung ist auf dem Gehäuseteil aufgebracht. Erfin¬ dungsgemäß ist die elektronische Schaltung vollständig direkt auf genau einer ebenen Fläche des Gehäuseteils aufgebracht. Das Gehäusematerial des Gehäuseteils besteht aus einem Kunst- Stoff, der Temperaturen eines Lötprozesses, insbesondere ei¬ nes Reflow-Lötprozesses, schadlos aushält.
Durch das direkte Aufbringen der elektronischen Schaltung, insbesondere der Leiterbahnen, auf eine einzige ebene Fläche des Gehäuseteils ist das Vorsehen einer Leiterplatte entbehr¬ lich, wodurch die Anzahl der Bauteile zur Herstellung einer Sensorbaugruppe verringert ist. Das Gehäuseteil und die Lei¬ terbahnen können dabei als so genanntes MID (Molded Intercon- nected Device) als Baueinheit gefertigt werden. Als Kunststoffe kommen dabei insbesondere Thermoplaste in Be¬ tracht, die die für eine SMD-Bestückung notwendige Tempera¬ turbeständigkeit aufweisen.
Diese Baueinheit kann aus zwei Kunststoffkomponenten herge¬ stellt werden. Ein Isolierkörper, das Gehäuseteil, aus einer ersten Kunststoffkomponente bildet das Gerüst der Baueinheit. Um diese Isolierkörper herum wird in einer weiteren Kunststoffkomponente ein Leiterbahnkörper gespritzt - die Leiter- bahnen. Die weitere Kunststoffkomponente, aus der der Leiter¬ bahnkörper hergestellt wird, weist im Gegensatz zu der ersten Kunststoffkomponente die Eigenschaft auf, dass ihre Oberflä¬ che metallisiert werden kann. Die Oberflächen des Leiterbahnkörpers, die an dem Kunststoffkörper zugänglich sind, können zu Leiterbahnen metallisiert werden.
Anstelle des vorbeschriebenen Zwei-Komponenten-Spritzgusses kann die Baueinheit auch aus einer einzigen Kunststoffkompo¬ nente gespritzt werden. Auf diesen, das Gehäuseteil bilden- den, Kunststoffkörper werden dann im Folgenden Leiterbahnen durch eine Laserdirektstrukturierung im additiven bzw. abra- siven Verfahren aufgebracht.
Als weitere Verfahren zur Herstellung der Baugruppe kommen auch das Heißprägeverfahren und Folienhinterspritzung in Betracht, die dem Fachmann bekannt sind, und deshalb an dieser Stelle nicht weiter beschrieben werden.
Dadurch, dass die Leiterbahnen lediglich auf einer einzigen ebenen Fläche des Gehäuseteils aufgebracht sind, können im
Weiteren Montagetechniken der Leiterplattenfertigung genutzt werden, wodurch eine besonders einfache und effiziente Ferti¬ gung der Sensorbaugruppe möglich ist.
Gemäß einer Ausführungsform handelt es sich bei den elektro¬ nischen Bauelementen um oberflächen-montierbare Bauelemente, so genannte SMD-Bauelemente (Surface Mounted Device) und/oder um Durchsteckbauelemente (THT-Bauelemente, Through Hole Tech¬ nology) . Die elektrische und mechanische Verbindung der e- lektronischen Bauelemente mit den Leiterbahnen ist gemäß einer weiteren Ausführungsform durch eine Lot- oder Klebever- bindung hergestellt.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst die elektronische Schaltung eine Vorrichtung zum Ermitteln einer Beschleunigung und/oder eine Vorrichtung zum Ermitteln eines Drucks, wodurch die Sensorbaugruppe insbesondere als Seiten-Airbag-Satellit in Kraftfahrzeugen einsetzbar ist.
In einer ersten Variante der Erfindung ist das Gehäuseteil ein Kontaktpins aufnehmendes Steckerteil zur externen Kontak- tierung der Sensorbaugruppe. Die elektronische Schaltung ist dabei bevorzugt auf einer äußeren Fläche eines Gehäuseab¬ schnitts des Steckerteils angeordnet. Weiter bevorzugt ist eine innere Fläche des Steckerteils gegenüber der äußeren Fläche parallel angeordnet ist und die Kontaktpins aus der inneren Fläche in einen Kontaktbecher des Steckerteils ragen. Hierdurch ergibt sich eine besonders einfache Möglichkeit, eine elektrische Verbindung zwischen den Kontaktpins und der elektronischen Schaltung herzustellen, da dies über eine einfache Durchkontaktierung in dem Gehäuseabschnitt möglich ist. Dazu kann die äußere Fläche mit einer, der Anzahl der Kontaktpins entsprechenden, Anzahl an Gräben versehen sein, in welche jeweils ein Ende eines Kontaktpins ragt. Im Rahmen ei¬ nes Lötprozesses kann der Graben mit einem Lot befüllt wer¬ den, welches beim Lötprozess aufschmilzt und den elektrischen Kontakt zwischen den Leiterbahnen und den Kontaktpins herstellt.
Zum Schutz der elektronischen Schaltung kann weiter vorgesehen sein, dass die äußere Fläche des Steckerteils mit einem die elektronische Schaltung einschließenden Abschlussteil, z.B. einem separaten Deckel oder einem Etikett, verbindbar ist. Die Wahl des Abschlussteils richtet sich danach, gegen welche Umwelteinflüsse die elektronische Schaltung auf dem Steckerteil geschützt werden muss. Gegebenenfalls kann die Verbindung zwischen dem Abschlussteil und dem Steckerteil unter Zuhilfenahme verschiedener Dichtmaßnahmen erfolgen.
Gemäß einer anderen Variante ist das Gehäuseteil ein Deckel¬ teil der Sensorbaugruppe, das mit einem, Kontaktpins aufneh¬ menden, Steckerteil zur externen Kontaktierung der Steckerbaugruppe verbindbar ist. Das Aufbringen der elektronischen Schaltung auf ein Deckelteil weist den Vorteil auf, dass die¬ ses auch bei einer Vielzahl an unterschiedlichen Positionierungen der Sensorbaugruppe identisch gefertigt werden kann. Lediglich das mit dem Deckelteil zu verbindende Steckerteil braucht spezifisch ausgebildet werden. Da das Steckerteil - mit Ausnahme der Kontaktpins - jedoch keine weiteren elektro¬ nischen Bauelemente aufzunehmen braucht, kann dieses auf sehr viel einfachere und kostengünstigere Weise gefertigt werden.
Gemäß einer Ausführungsform ist die mit der elektronischen Schaltung versehene ebene Fläche des Deckelteils im montier¬ ten Zustand des Deckelteils dem Steckerteil zugewandt. Da¬ durch bedingt kann die Sensorbaugruppe aus lediglich den bei¬ den Bauteilen, Steckerteil und Deckelteil ausgeführt werden, wodurch die Montage und auch die Herstellung einer hermeti- sehen Kapselung der elektronischen Schaltung gegenüber Umwelteinflüssen besonders einfach realisierbar ist.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ragen die Kontaktpins mit ihren einen Enden durch einen Gehäuseabschnitt des Stecker- teils derart, dass diese bei miteinander verbundenem Steckerteil und Deckelteil in entsprechende Ausnehmungen des Deckel¬ teils ragen, wobei die Wandungen der Ausnehmungen elektrisch leitend beschichtet sind zur Herstellung einer elektrischen Verbindung mit der elektronischen Schaltung. Diese Ausfüh- rungsform ermöglicht es, auf besonders einfache Weise einen elektrischen Kontakt zwischen den in dem Steckerteil vorgesehenen Kontaktpins und der elektronischen Schaltung auf dem Deckelteil vorzusehen. Gleichzeitig wird dadurch weiterhin bereits eine mechanische Fixierung der beiden Komponenten zueinander bewerkstelligt. Die elektrisch leitende Beschichtung kann durch ein direkt auf der Wandung aufgebrachtes elekt- risch leitfähiges Material oder eine Metallhülse gebildet sein, welche z.B. beim Herstellen des Deckelteils mit Kunst- stoffmaterial umspritzt wird.
Zwecks einfacher Fertigung des Deckelteils sind die Beschich- tung der Wandungen und die Leiterbahnen der elektronischen
Schaltung zusammen hergestellt. Dies kann, wie vorab bereits beschrieben im Rahmen der Herstellung der MID-Komponente erfolgen .
Die zweite Variante weist den Vorteil auf, dass das Stecker¬ teil aus einem anderen, kostengünstigeren, Material als das Deckelteil gefertigt werden kann. Insbesondere braucht dieses aus einem Kunststoff bestehende Material nicht temperaturbe¬ ständig hinsichtlich eines Lötprozesses, insbesondere eines Reflow-Lötprozesses, ausgebildet werden. Im Ergebnis resul¬ tiert daraus eine besonders kostengünstig herstellbare Sen¬ sorbaugruppe, da das teuere, temperaturbeständige Kunststoff¬ material des Deckelteils lediglich für eine kleine Baueinheit verwendet werden braucht. Das im Verhältnis wesentlich größe- re Steckerteil kann hingegen aus einem einfacheren und hinsichtlich seiner Eigenschaften „schlechteren" Kunststoffmaterial gefertigt sein.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren näher er- läutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Schnitt durch ein Steckerteil einer erfindungsgemäßen Sensorbaugruppe gemäß einer ersten Va¬ riante,
Fig. 2 eine Draufsicht auf das Steckerteil aus Fig. 1, Fig. 3 eine perspektivische Ansicht des Steckerteils gemäß Fig. 1,
Fig. 4 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Sensorbau- gruppe gemäß einer zweiten Variante,
Fig. 5 eine vergrößerte Darstellung von in das Detektion eingreifende Kontaktpins, und
Fig. 6 eine vergrößerte Darstellung der Verbindung von Steckerteil und Deckelteil der Sensorbaugruppe aus Fig. 4.
Die Fig. 1 bis 3 zeigen ein erfindungsgemäßes Steckerteil 3 in einer ersten Variante einer erfindungsgemäßen Sensorbaugruppe 1. Fig. 1 zeigt dabei einen Schnitt durch das Stecker¬ teil 3. Auf einer äußeren Fläche 13 eines Gehäuseabschnitts 24 ist eine elektronische Schaltung 5 aufgebracht. Die elekt¬ ronische Schaltung 5 umfasst eine Mehrzahl an Bauelementen 6 sowie einen Sensor 7, welche über in den Figuren nicht näher dargestellte Leiterbahnen elektrisch miteinander verbunden sind. Die äußere Fläche 13 ist, wie dies aus den Fig. 1 bis 3 gut ersichtlich ist, eine ebene Fläche. Sämtliche zu der e- lektronischen Schaltung gehörige Bauelemente 6, 7 sowie die dazu notwendigen Leiterbahnen zur Verbindung der entsprechenden Bauelemente 6, 7 sind allein auf der äußeren Fläche 13 aufgebracht .
Die äußere Fläche könnte auch aus zwei, vorzugsweise im stumpfen Winkel zueinander angeordneten, Teilflächen gebildet sein, um beispielsweise durch die Montage bedingte Winkelan¬ ordnungen angleichen zu können und gleichzeitig weiter eine einfache und kostengünstige Montage zu ermöglichen.
Das Aufbringen der Bauelemente 6, 7, welche als SMD-
Bauelemente (Surface Mounted Device) ausgebildet sind, kann durch einen SMD-Standard-Bestückungsautomaten erfolgen, da die durch die Bauelemente und Leiterbahnen gebildete elektro¬ nische Schaltung lediglich in der ebenen Fläche der äußeren Fläche 13 gelegen ist. Aufgrund der Gestaltung des Steckerteils 3 können diese in einem Nutzen angeordnet werden, wo- durch eine hohe Effizienz beim Bestücken der Fläche 13 gewährleistet ist. Die elektrische und mechanische Kontaktie- rung erfolgt im Rahmen einer Lötverbindung, wobei bevorzugt ein Reflow-Lötprozess durchgeführt wird.
Das als Steckerteil 3 ausgebildetes Gehäuseteil 2 ist aus ei¬ ner Kunststoffkomponente gebildet, auf deren äußerer Fläche 13 eines Gehäuseabschnitts 24 die in der Figur nicht näher sichtbaren Leiterbahnen aufgebracht sind. Die Kunststoffkomponente ist aus einem solchen Material gebildet, welches im Rahmen eines Lötprozesses die notwendige Temperaturbeständig¬ keit aufweist. Die Erzeugung der Leiterbahnen kann durch eine Laser-Direkt-Strukturierung erfolgen, im Rahmen derer eine Aktivierung der strukturierten Bereiche erfolgt. Im Rahmen eines nachfolgenden Galvanik-Prozesses erfolgt eine Metalli- sierung der Leiterbahnen. Anstelle des beschriebenen Herstellungsverfahrens könnte die Einheit aus Gehäuseteil und Lei¬ terbahnen auch im Rahmen eines Zwei-Komponenten-Spritzgusses erfolgen, bei dem die Kunststoffkomponente des Gehäuseteils 3 isolierend und eine weitere Kunststoffkomponente, welche ei- nen Leiterbahnkörper bildet, metallisierbar sein. Beide Verfahren sind unter dem Namen Molded Interconnected Device (MID) bekannt.
Auf einer der äußeren Fläche 13 gegenüber liegenden inneren Fläche 15 des Gehäuseabschnitts 24 ist ein Kontaktbecher 12 angeordnet. In diesem sind zwei Kontaktpins 8 zur externen Kontaktierung des Gehäuseteils 2 vorgesehen. Während erste Enden 9 der Kontaktpins 8 in das Innere des Kontaktbechers 12 ragen, erstrecken sich die Kontaktpins 8 mit ihren zweiten Enden 10 durch den Gehäuseabschnitt 24 hindurch, wobei die Enden 10 in, in der äußeren Fläche 13 gebildeten, Gräben 11 zu Liegen kommen. Beim Aufbringen der Lotpaste, z. B. durch ein Siebdruckverfahren oder ein Schablonendruckverfahren, auf die mit den Leiterbahnen versehene Fläche 13 entsteht ein Lot-Reservoir in den Gräben um die Enden 10 der Kontaktpins 8, welches beim Lötprozess aufschmilzt und den elektrischen Kontakt zu den Kontaktpins δherstellt. Die mechanische Befes¬ tigung der Kontaktpins 8 erfolgt durch eine Abstützung gegenüber dem Gehäuseabschnitt 24.
Um die elektronische Schaltung 5 auf der äußeren Fläche 13 des Steckerteils 3 gegen Umwelteinflüsse zu schützen, kann auf dieser ein die elektronische Schaltung 5 umgebendes Ab¬ schlussteil aufgebracht werden. Dies kann z. B. ein Deckel oder bei entsprechend geringeren Anforderungen ein Etikett sein .
In den Fig. 4 bis 6 ist ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Sensorbaugruppe 1 dargestellt. Die Sensor¬ baugruppe 1 weist neben einem Steckerteil 3 ein Deckelteil 4 auf, die in Fig. 4 miteinander verbunden sind. Die elektroni- sehe Schaltung 5, umfassend Bauelemente 6, ein Sensorelement 7 sowie nicht näher dargestellte Leiterbahnen sind auf einer Fläche 25 des Deckelteils 4 angeordnet. Das Deckelteil 4 kann als einfaches, hochvolumiges Universalteil ausgebildet sein, während das kundenspezifische Steckerteil 3 hinsichtlich sei- nes Steckkontaktes variabel gehalten werden kann. Diese Vari¬ ante weist den Vorteil auf, dass lediglich das Deckelteil 4 aus einem temperaturbeständigen Kunststoff gefertigt zu werden braucht, während für das Steckerteil 3 ein kostengünsti¬ gerer Kunststoff verwendet werden kann.
Wie im vorangegangenen Ausführungsbeispiel weist das Stecker¬ teil 3 einen Kontaktbecher 12 auf, in den in bekannter Weise erste Enden 9 von Kontaktpins 8 ragen. Die Kontaktpins 8 sind von der, dem Kontaktbecher 12 abgewandten, Fläche des Gehäu- seabschnitts 24 her durch Ausnehmungen eingesteckt. Die Kon¬ taktpins 8 stützen sich an Schultern 16 (siehe Fig. 5) des Gehäuseabschnitts ab, wodurch die Kontaktpins 8 in einer de- finierten Position relativ zu dem Steckerteil 3 angeordnet sind. Zweite Enden 10 der Kontaktpins 8 ragen bei montiertem Deckelteil 4 in Ausnehmungen 21 einer topfförmigen Materialanhäufung 20 des Deckelteils 4 hinein, wobei die zweiten En- den 10 in die Ausnehmungen 21 eingepresst werden. Wandungen 22 der Ausnehmungen 21 sind mit einer elektrisch leitfähigen Schicht versehen, welche beispielsweise zusammen mit den Lei¬ terbahnen auf der Fläche 25 ausgebildet werden kann. Hierdurch ist ein elektrischer Kontakt zwischen den Kontaktpins und der elektronischen Schaltung 5 auf dem Deckelteil 4 hergestellt .
Im Ausführungsbeispiel werden die zweiten Enden 10 aufgrund eines in diesen vorhandenen Schlitzes 23 beim Einpressen in die Ausnehmungen 21 federnd zusammengepresst . Die Federkraft könnte ebenso durch die Kontakte in den Ausnehmungen aufge¬ bracht werden.
Je nach Art der Verbindung von Steckerteil 3 und Deckelteil 4 kann eine hermetische Abdichtung der elektronischen Schaltung 5 gegenüber Umwelteinflüssen erzielt werden. Wie aus dem vergrößerten Ausschnitt der Fig. 6 besser hervorgeht, weist das Steckerteil 3 einen Flansch 17 auf. Ein Randabschnitt 18 des Deckelteils 4 weist im Bereich des Flansches 17 einen ring- förmigen Wulst 19 auf, welcher beispielsweise durch eine
Reib-Schweiß-Verbindung mit dem Flansch 17 des Steckerteils 3 in innigen Kontakt gebracht werden kann. Prinzipiell ist jede beliebige Verbindungstechnologie zur Herstellung einer mecha¬ nischen und abdichtenden Verbindung von Steckerteil 3 und De- ckelteil 4 verwendbar.
Die erfindungsgemäße Sensorbaugruppe weist den Vorteil auf, dass diese weniger Einzelteile gegenüber bislang bekannten Sensorbaugruppen aufweist, da ein Schaltungsträger in Form einer Leiterplatte und notwendige Befestigungselemente ent¬ fallen. Die Herstellung einer elektrischen Kontaktierung zwischen der elektronischen Schaltung und den Kontaktpins er- folgt unter Verwendung eines Lötprozesses. Auf die Verwendung von teueren Einpresspins kann dabei verzichtet werden. Gegen¬ über herkömmlichen Sensorbaugruppen besteht der Vorteil, dass weniger Fertigungsschritte benötigt werden.
Aufgrund der direkten Verbindung der elektrischen Komponenten mit dem Gehäuseteil ergibt sich eine sehr gute Signalübertra¬ gung bei der Verwendung von Beschleunigungssensoren.
Aufgrund der Tatsache, dass die elektronische Schaltung auf einer einzigen ebenen Fläche des Gehäuseteils angeordnet ist, kann das Aufbringen der elektronischen Komponenten unter Verwendung von Standard-Equipment erfolgen.
Die Gefahr von Beschädigungen der elektronischen Schaltung ist verringert, da eine mechanische Beanspruchung durch das Einpressen der bislang verwendeten Leiterplatte entfällt. Hierdurch bedingt ergibt sich auch eine kleinere Bestückflä¬ che, da Sperrflächen für Einpresswerkzeuge entfallen können.
Durch eine Laserstrukturierung zur Erstellung der Leiterbahnen ergibt sich eine hohe Flexibilität bei eventuell notwen¬ digen Schaltungsänderungen. Hierdurch kann insgesamt eine Sensorbaugruppe mit geringen Kosten bereitgestellt werden.
Es ist weiterhin denkbar, die Leiterbahnen auch dreidimensional auf dem Gehäuseteil anzubringen.

Claims

Patentansprüche
1. Sensorbaugruppe (1) mit einem Gehäuseteil (2) aus einem Kunststoff, und - einer elektronischen Schaltung (5), umfassend eine Anzahl an, über Leiterbahnen zumindest teilweise elekt¬ risch verbundene, elektronischen Bauelementen (6), wobei die elektronische Schaltung (5) auf dem Gehäuseteil (2) aufgebracht ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
- die elektronische Schaltung vollständig direkt auf genau einer ebenen Fläche des Gehäuseteils aufgebracht ist, und das Gehäusematerial des Gehäuseteils (2) aus einem Kunststoff besteht, der Temperaturen eines Lötprozesses, insbesondere eines Reflow-Lötprozesses, schadlos aus¬ hält.
2. Sensorbaugruppe nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass es sich bei den elektronischen Bauelementen (6) um oberflä- chenmontierbare Bauelemente und/oder im Durchsteckbauelemente handelt .
3. Sensorbaugruppe nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die elektrische und mechanische Verbindung der elektronischen Bauelemente (6) mit den Leiterbahnen durch eine Lot- oder Klebeverbindung hergestellt ist.
4. Sensorbaugruppe nach einem der vorherigen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die elektronische Schaltung (5) eine Vorrichtung zum Ermit¬ teln der Beschleunigung und/oder eine Vorrichtung zum Ermit- teln eines Drucks umfasst.
5. Sensorbaugruppe nach einem der vorherigen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Gehäuseteil (2) ein Kontaktpins (8) aufnehmendes Stecker¬ teil (3) zur externen Kontaktierung der Sensorbaugruppe (1) ist .
6. Sensorbaugruppe nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die elektronische Schaltung (5) auf einer äußeren Fläche (13) des Steckerteils (3) angeordnet ist.
7. Sensorbaugruppe nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass eine innere Fläche des Steckerteils (3) gegenüber der äußeren Fläche parallel angeordnet ist und die Kontaktpins (8) aus der inneren Fläche (15) in einen Becher (12) des Steckerteils (3) ragen.
8. Sensorbaugruppe nach einem der Ansprüche 5 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die äußere Fläche (13) mit einer der Anzahl der Kontaktpins (8) entsprechenden Anzahl an Gräben (11) versehen ist, in welche jeweils ein Ende eines Kontaktpins (8) ragt.
9. Sensorbaugruppe nach einem der Ansprüche 5 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die äußere Fläche (13) des Steckerteils (3) mit einem die e- lektronische Schaltung (5) einschließenden Abschlussteil ver¬ bindbar ist.
10. Sensorbaugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Gehäuseteil (2) ein Deckelteil (4) der Sensorbaugruppe ist, das mit einem Kontaktpins (8) aufnehmenden Steckerteil (3) zur externen Kontaktierung der Sensorbaugruppe (1) ver- bindbar ist.
11. Sensorbaugruppe nach Anspruch 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die mit der elektronischen Schaltung (5) versehene ebene Flä¬ che des Deckelteils im montierten Zustand des Deckelteils (4) dem Steckerteil (3) zugewandt ist.
12. Sensorbaugruppe nach Anspruch 10 oder 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Kontaktpins (8) mit ihren einen Enden (10) durch einen Gehäuseabschnitt (24) des Steckerteils (3) derart ragen, dass diese bei miteinander verbundenen Steckerteil (3) und Deckel¬ teil (4) in entsprechende Ausnehmungen (21) des Deckelteils (4) ragen, wobei die Wandungen (22) der Ausnehmungen (21) e- lektrisch leitend beschichtet sind zur Herstellung einer e- lektrischen Verbindung mit der elektronischen Schaltung (5) .
13. Sensorbaugruppe nach Anspruch 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Beschichtung der Wandungen (22) und die Leiterbahnen der elektronischen Schaltung (5) zusammen hergestellt sind.
14. Sensorbaugruppe nach einem der Ansprüche 10 bis 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Steckerteil (3) aus einem anderen Material als das De¬ ckelteil (4) besteht, insbesondere aus einem Kunststoffmate- rial, das bei einem Reflow-Lötprozess nicht temperaturbestän¬ dig ist.
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