WO2007090736A1 - Universelles sensormodul und sensorbaugruppe, insbesondere für airbag-satelliten - Google Patents

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WO2007090736A1
WO2007090736A1 PCT/EP2007/050653 EP2007050653W WO2007090736A1 WO 2007090736 A1 WO2007090736 A1 WO 2007090736A1 EP 2007050653 W EP2007050653 W EP 2007050653W WO 2007090736 A1 WO2007090736 A1 WO 2007090736A1
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WO
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sensor module
housing part
sensor
module according
circuit carrier
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PCT/EP2007/050653
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Inventor
Markus Christoph
Harald Schmidt
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Continental Automotive Gmbh
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    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P1/00—Details of instruments
    • G01P1/02—Housings
    • G01P1/023—Housings for acceleration measuring devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R21/00—Arrangements or fittings on vehicles for protecting or preventing injuries to occupants or pedestrians in case of accidents or other traffic risks
    • B60R21/01—Electrical circuits for triggering passive safety arrangements, e.g. airbags, safety belt tighteners, in case of vehicle accidents or impending vehicle accidents
    • B60R21/013—Electrical circuits for triggering passive safety arrangements, e.g. airbags, safety belt tighteners, in case of vehicle accidents or impending vehicle accidents including means for detecting collisions, impending collisions or roll-over
    • B60R21/0132—Electrical circuits for triggering passive safety arrangements, e.g. airbags, safety belt tighteners, in case of vehicle accidents or impending vehicle accidents including means for detecting collisions, impending collisions or roll-over responsive to vehicle motion parameters, e.g. to vehicle longitudinal or transversal deceleration or speed value
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/18—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration in two or more dimensions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60R21/00—Arrangements or fittings on vehicles for protecting or preventing injuries to occupants or pedestrians in case of accidents or other traffic risks
    • B60R21/01—Electrical circuits for triggering passive safety arrangements, e.g. airbags, safety belt tighteners, in case of vehicle accidents or impending vehicle accidents
    • B60R2021/01006—Mounting of electrical components in vehicles

Definitions

  • the invention relates to a sensor module for installation in a Ge ⁇ housing part and a sensor assembly comprising a sensor module and a housing part.
  • an ignition device for triggering a restraining means in a motor vehicle which has a spatial circuit carrier.
  • the circuit carrier is designed as a three-dimensional plastic body with printed conductors applied thereto.
  • Carrier is designed as a plastic body, which is made of two plastic components: An insulating body of a first plastic component forms the framework of the plastic body. A conductor track body is injected around this insulating body in a further plastic component.
  • the further plastic component from which the Lei ⁇ is made terbahn stresses, has, in contrast to the first plastic component on the property that their may be Oberflä ⁇ che metallized. In particular, the surfaces of the lead sheet body to form conductor tracks metalli ⁇ be Siert, which are accessible on the plastic body.
  • MID Molded Interconnected Device
  • plastic body On this plastic body then conductor tracks are applied by a laser direct structuring.
  • the resulting plastic body as a circuit carrier for the ignition circuit is then equipped with electronic components. These components may be formed as SMD components, so that an SMD placement of the carrier is made possible by a standard SMD placement machine.
  • the ignition module for triggering a means of Insassenschutzmit ⁇ is known from DE 100 24 664 C2.
  • the ignition module comprises a three-dimensional circuit carrier from one
  • Plastic and an ignition circuit formed by circuit modules and conductor ⁇ tracks for an ignition element Terbahnen the Lei ⁇ are at least partially formed by an overall of the upper ⁇ the circuit body surface metal layer applied.
  • the circuit carrier is a molded body produced by injection molding.
  • the plastic of the circuit substrate is chosen such that it can be applied directly to him tracks in the MID technology.
  • the circuit ger need not be in a single process step ⁇ out to be formed, but may be formed multi-layer in two-component injection molding process, wherein externa ⁇ ßere layer consists of a plastic, on the conductor tracks are be applied.
  • the ignition module is designed as a basic module which is received by a housing part.
  • the circuit carrier can be inexpensively manufactured as a large-scale part. It is due to its small footprint regardless of the respective spatial conditions attached to a particular device.
  • the object of the present invention is therefore to provide an improved sensor assembly with an acceleration sensor, which is simple and inexpensive to manufacture.
  • a sensor module according to the invention for installation in a housing ⁇ part comprises: A three-dimensional circuit carrier made of plastic with a plurality of side surfaces; wherein at least one of the components is an acceleration sensor for detecting acceleration in a main sensitivity axis a formed by electronic components and conductor tracks electro ⁇ African circuit; and a plurality of terminal units, wherein the terminal units are provided on at least two of the side surfaces of the circuit substrate and wherein the sensor module via one of the terminal units with a complementary terminal unit of the housing part is electrically connected.
  • the main sensitivity axis of the acceleration sensor can be fixed relative to the housing part.
  • a sensor module comprises a sensor module and a housing part, wherein the sensor module comprises: a three-dimensional circuit carrier made of plastic with a plurality of side surfaces; an electronic circuit formed by electronic components and interconnects, where ⁇ in at least one of the components is an acceleration sensor for detecting an acceleration in a main axis of sensitivity; a plurality of connection units, wherein the terminal units are provided at at least two of the side surfaces of the circuit substrate and wherein the Sensormo ⁇ dul is electrically connected via one of the connection units with a complementary connection unit of the housing part.
  • the main sensitivity axis of the acceleration sensor can be re ⁇ latively fixed to the housing part.
  • the invention proposes to integrate the components necessary for the acceleration measurement into a sensor module.
  • the sensor module can inde ⁇ pendent of whether an acceleration in the x, y or z direction to be sensed, are built always identical. This results from the fact that the sensor module has a plurality ⁇ number of terminal units, which are distributed over a plurality of side surfaces of the sensor module. Only with the Construction of the sensor module in a separately manufactured, prin ⁇ ciple arbitrarily trained, housing part is determined whether the main axis of sensitivity of the acceleration sensor acceleration in x-, y- or z-direction, relative to the housing part detected.
  • a sensor assembly In addition to the advantage that only a single, generic scarf ⁇ tion part, the sensor module to hold, a sensor assembly according to the invention fewer items than conventional sensor assemblies on.
  • a circuit carrier such.
  • the structure of the housing part is considerably simplified.
  • the interconnects are at least partially formed on the surface of the circuit substrate.
  • the printed conductors are applied directly to the three-dimensional circuit carrier in order to form a
  • Circuit-carrier component comprising the unit of scarf ⁇ tion carrier and conductor tracks, this results in a particularly compact and easy to manufacture component.
  • the production can be carried out in a known manner as Molded Interconnected Device.
  • connection units each have a same number of connection contacts on ⁇ .
  • the invention has the further advantage, which is applied to the acceleration sensor without a casing surrounding this, which, as a component of so-called blank directly to the Heidelbergungschtkompo ⁇ .
  • the omission of the housing surrounding the acceleration sensor on the one hand simplifies the number of manufacturing steps and on the other hand makes possible the formation of a particularly compact sensor module.
  • At least some of the electronic components are surrounded according to a further embodiment by a potting material for their protection.
  • mounting surfaces for the electronic components are provided in the circuit carrier component.
  • the mounting surfaces are formed according to a variant by a recess in the circuit carrier.
  • the size of the recess is preferably adapted to be applied to the component surface electronic components. In this case, the required space and the required height are taken into account in particular even in the case of a bonding wire connection that may have been made.
  • the electronic components may be electrically connected to the circuit carrier component by a solder or adhesive connection or by a bonding wire connection.
  • the electronic components are arranged on one (single) of the side surfaces of the circuit carrier.
  • the respective connection contacts of a first and a second connection unit of the plurality of connection units are formed by an electrical conductor, in particular a bent socket, arranged in the circuit carrier, wherein a first section of the conductor forms a connection contact up to the side surface the first terminal unit extends and wherein a second portion of the conductor for training Rank another terminal contact extends to the side surface of the second terminal unit.
  • the first and the second section of the conductor are arranged approximately at right angles to one another and formed in the circuit carrier.
  • a further modification provides that an electrical Ver ⁇ connection of the conductor is carried to the electronic circuit on one of the side surfaces on which the first and / or second portion of the conductor end.
  • the electrical connection of the socket to the electronic circuit is realized on exactly one of the side surfaces on which the first or the second section of the conductor ends.
  • the electrical connection of the conductor to the electronic circuit is made using a solder paste or conductive adhesive.
  • the application of the solder paste for establishing the connection between the electronic circuit, in particular conductor tracks of the electronic circuit, and the socket can be effected, for example, using a doctor blade.
  • one of the side surfaces is formed as a lid for closing a recess of the housing part, when the sensor module is installed in the housing part.
  • the lateral surface formed as a lid ver ⁇ adds according to a further embodiment of any of the connection units for contacting the sensor module.
  • a sensor module according to the invention according to the variant just described thus has only two main components, whereby in particular the assembly is facilitated.
  • the three-dimensional circuit carrier essentially has the shape of a cuboid or a cube. This makes it ⁇ give the possibility casing part to dispose the sensor module in such a way in the Ge ⁇ that, optionally, a sensing in x-, y- or z-direction is made possible.
  • the sensor module of the sensor module according to the invention can, as described above, be formed.
  • the housing part of the sensor module with a recess provided for the sensor module which has a size which, regardless of with which of the terminal units the sensor module is connected to the housing part, the sensor module completely accommodates.
  • this means that the recess of the housing part is larger than the dimensions of the sensor module ⁇ , so that this, regardless of its orientation, can be introduced into the recess and contacted.
  • the sensor module according to the invention is used in particular in personal protection systems of a motor vehicle application. Specifically found this application for the deployment of an airbag, special to ⁇ one side airbags in a motor vehicle.
  • Fig. 1 is an overall view of an inventive
  • FIG. 2 is a perspective view of the inventions ⁇ to the invention sensor module of FIG. 1 in a first view
  • FIG. 3 is a perspective view of the inventions ⁇ to the invention sensor module of FIG. 1 in a second view
  • FIGS. 5a, 5b show a second embodiment of a sensor assembly OF INVENTION ⁇ to the invention, respectively in ner ei ⁇ cut representation
  • Fig. 6 shows a third embodiment of a sensor assembly OF INVENTION ⁇ to the invention in a perspective exploded view
  • 7a, 7b, 7c are two sectional views and a side views of the sensor assembly according to the invention according to the third embodiment, wherein the sensor module with a first terminal ⁇ unit is electrically connected to the ⁇ housing part, and
  • 8a, 8b, 8c are two sectional views and a side ⁇ view of Sensorbaugrup ⁇ pe according to the invention, wherein the sensor module with a second connection unit is electrically contacted with the housing part.
  • FIG 1 shows a sensor module 2 according to the invention in different side views.
  • FIGS. 2 and 3 each show the sensor module 2 in a perspective view from different sides.
  • the sensor module 2 has a chen in Wesentli ⁇ circuit substrate 4 cuboid formed on a plastic.
  • the plastic of the circuit substrate 4 is selected such that it can be applied directly to it (not shown in the figures) printed conductors in the so-called MID technology (Molded Interconnected Device).
  • the plastic of the circuit substrate 4 consists of an insulating plastic component.
  • the printed conductors can be produced by applying a further plastic J>
  • This process is referred to as a two-component injection molding process.
  • circuit carrier component 18 The entirety of circuit carrier 4 and printed conductors applied thereto is also referred to as circuit carrier component 18 in the context of the invention.
  • This can-component injection molding Two also injected instead of from a single plastic component ⁇ to.
  • the printed conductors can then be applied by means of a so-called laser direct structuring to these plastic bodies made of a special plastic material.
  • the conductor tracks can be produced on the surface of the circuit carrier, for example, by structuring being performed by a laser corresponding to the later conductor tracks. By a subsequent electroplating process these areas activated by the laser are metallized.
  • the surface could first be provided over a large area by electrodeposition or by sputtering or vapor deposition with a metal layer, which is then removed by laser exposure, etching after masking, etc. such that the desired printed conductors remain.
  • the circuit carrier 4 has side surfaces 5, 6, 7, 8, 9 and 10. On the side surface 5 and, for example, the side surface 10 opposite the side surface 5 are mounting surfaces 23, 24 on which an acceleration sensor 19 for detecting acceleration in a main sensitivity axis as well as electronic components 20, 21 are applied.
  • the electronic component 20 is designed as an ASIC and ⁇ together with the acceleration sensor 19 in a two-stage J>
  • Recess 25, 26 arranged.
  • the acceleration sensor 19 and the ASIC 20 are arranged on the bottom of the recess 26.
  • the top of the ASIC 20 and the Accelerati ⁇ supply sensor 19 in close approximately in a plane with the soil to the larger recess 25 from.
  • the recess 26 encircling bottom forms a contact surface 27 for electrical ⁇ connection of the ASIC 20 and the acceleration sensor 19 via bonding wires 31.
  • the depth of the recess 25 is selected such that the bonding wires do not protrude beyond the plane formed by the side surface 5 , After assembly and electrical contacting of the ASIC 20 and the acceleration sensor 19, the two-stage recess (not shown) with a potting compound to be filled to protect the compo ⁇ elements.
  • circuit substrate 4 On the side surface 10 of the circuit substrate 4 are further electronic components 21, z. B. passive components, brought on ⁇ .
  • the interconnected by means of the interconnects electronic components 20, 21 and the acceleration sensor 19 form an electronic circuit of the sensor module 2.
  • the electrical connection between the applied on the side surface 10 electronic components 21 and the ASIC 20 and the acceleration sensor 19 can over on the Surface running conductor tracks of the circuit carrier 4 be realized. It is also conceivable to make a contact ⁇ tion inside the circuit substrate 4.
  • the electronic components 20, 21 are preferably SMD components, which can be connected to the circuit carrier component 18 in a particularly easy to be automated manner. It is also conceivable to use the electronic components within the manufacturing process of the circuit carrier component J>
  • te, z. B. as a polymer resistor form.
  • the component is integrated directly into a conductor track.
  • connection unit 12 comprises connection contacts 14, 15 which extend orthogonally into the interior of the circuit carrier 4 from the side surface 5. Furthermore, a connection unit 13 with An ⁇ closing contacts 16, 17 formed on the side surface 9 orthogonal. The connection contacts 16, 17 extend from the side surface 9 into the interior of the circuit carrier 4. Alter ⁇ native, they could also be formed as vias. As can be clearly seen from the section along the line BB (lower figure in FIG. 1), the connection contacts 14, 15 and 16, 17 are orthogonal to one another.
  • connection unit 12 and connection unit 13 are part of the electronic circuit, with contact of the sensor module 2 optionally taking place via one of the two connection units 12, 13.
  • the acceleration sensor 19 comes in a different position, i. Level, for lying. With which of the terminal units 12, 13 the sensor module is to be contacted, depends on in which direction the main axis of sensitivity of the acceleration sensor 19 should be oriented for the sensing.
  • FIGS. 4 and 5a, 5b show the mandatory in FIGS. 1 to 3 be ⁇ sensor module 2, as it is in each case installed in a housing part 3.
  • the housing part 3 has a recess 30 into which the sensor module 2 is inserted.
  • Fig. 5 contacted via the terminal unit 13, so that the acceleration sensor rotated by 90 °, i. perpendicular to the ground and parallel to the walls of the recess 30, comes to rest.
  • housing parts 3 differ in their structural form, more precisely in the way they can be fastened to a support.
  • circuit carrier component 18 in MID
  • the acceleration sensor 19 as a so-called bare die, that is without a surrounding housing, can be applied directly to the circuit carrier component 18.
  • the steps of forming a housing for the acceleration sensor can thus be dispensed with.
  • the advantage is achieved that the Sen ⁇ sormodul is structurally particularly small ausgestaltbar. J>
  • the direct application of the acceleration sensor to the circuit carrier component results in a particularly good mechanical coupling to the latter. This allows a good signal transmission. This is further facilitated by the fact that the sensor module has only a small mass.
  • the advantage of the invention is that the handling in the creation of a sensor assembly for detecting an acceleration in any direction is greatly simplified because only in the context of introducing the sensor module according to the invention in a housing part, which may be designed specifically for ver ⁇ different manufacturers , the sensing axis is set.
  • Fig. 6 shows an exploded view of a third embodiment of a sensor assembly according to the invention.
  • This comprises a housing part 103 with a contact cup 129, which is designed according to the embodiments described above.
  • the housing part 103 includes fer ⁇ ner a recess 130 for receiving the sensor assembly 102.
  • the receptacle 130 includes, as shown in FIG. 6 is well ersicht ⁇ Lich, a triangular cross-sectional shape. On ⁇ takeover is therefore adapted to the shape of the sensor module 102nd
  • the sensor module 102 (not visible in the figure) has a three-dimensional circuit carrier 104 made of plastics with lateral surfaces 105, 106, 107, 108 and 109. On the Be ⁇ ten vom 105 and 106, connection units 112 and 113 are formed, each comprising connection contacts 114, 115, 116 and 117 (obscured by the acceleration sensor 119). A by electronic components 120, 121 and an acceleration sensor 119 and not shown in detail J>
  • te traces formed electronic circuit is applied to the side surface 106.
  • connection contacts 114 and 116 are formed by a socket 132.
  • the terminal contacts 115 and 117 are also formed by a substantially L-shaped bushing 135.
  • the bushes 132 and 135 have substantially equally long legs 133 and 134 or 136 and 137, which are formed substantially at right angles to each other.
  • the legs or socket portions 133, 134 and 136, 137 extend to the side surfaces 105 and 106, respectively, so that correspondingly shaped contactor ⁇ pins of the housing part 103 in the terminal contacts 114, 115 or 116, 117 - depending on the orientation of the sensor module 102 relative to the housing part 103 - can be inserted and electrically contacted.
  • the side surface 107 extends beyond the actual three-dimensional circuit carrier with a circumferential bead. In this way, the side surface 107, the Take over the function of a lid, when the sensor module 102 is electrically connected to one of the terminal units 112 or 113 with the housing part 103.
  • Figures 7 and 8 show the Sensorbau ⁇ group 100 according to the invention in each case in two sectional views and a side view.
  • the sensor module 102 with its side face 106 is preceded, on which the electrostatic ⁇ African circuit is including acceleration sensor, facing the soil to the recess 130th
  • the side surface 105 which has no electronic components, faces the bottom of the recess 130.
  • the sensing is an acceleration signal, for example, in a first Rich ⁇ processing possible, while in the embodiment shown in Fig. 8 installation position a sensing in a direction perpendicular to the first direction second direction is possible, provided that the installation position of the housing part via its contact cup 129 is identical in each case.

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Abstract

Es wird ein Sensormodul (2) zum Einbau in ein Gehäuseteil (3) beschrieben, das umfasst: einen dreidimensionalen Schaltungsträger (4) aus Kunststoff mit einer Mehrzahl an Seitenflächen (5, 6, 7, 8, 9, 10); eine durch elektronische Bauelemente (19, 20, 21) und Leiterbahnen gebildete elektronische Schaltung, wobei zumindest eines der Bauelemente (19, 20, 21) ein Beschleunigungssensor (19) zum Erfassen einer Beschleunigung in einer Hauptempfindlichkeitsachse ist; eine Mehrzahl an Anschlusseinheiten (12; 13), wobei die Anschlusseinheiten (12; 15 13) an zumindest zwei der Seitenflächen (5, 6, 7, 8, 9, 10) des Schaltungsträgers (3) vorgesehen sind und wobei das Sensormodul (2) über eine der Anschlusseinheiten (12; 13) mit einer komplementären Anschlusseinheit (28) des Gehäuseteils (3) elektrisch verbindbar ist. Abhängig davon, mit welcher der Anschlusseinheiten (12; 13) das Sensormodul (2) mit dem Gehäuseteil (3) elektrisch verbunden wird, ist die Hauptempfindlichkeitsachse des Beschleunigungssensors (19) relativ zu dem Gehäuseteil (3) festlegbar.

Description

Beschreibung
Universelles Sensormodul und Sensorbaugruppe, insbesondere für Airbag-Satelliten
Die Erfindung betrifft ein Sensormodul zum Einbau in ein Ge¬ häuseteil sowie eine Sensorbaugruppe, welche ein Sensormodul sowie ein Gehäuseteil umfasst.
Personenschutzsysteme, wie z. B. Airbags, werden unter ande¬ rem auf Basis von Beschleunigungs- bzw. Verzögerungs- Informationen eines Beschleunigungssensors ausgelöst. Aus Si¬ lizium gefertigte Beschleunigungssensoren sind üblicherweise von einem Gehäuse umgeben. Die resultierende Sensoreinheit ist dabei als SMD-Bauteil (Surface Mounted Device) ausgebil¬ det, damit diese auf einer, als Träger für eine elektronische Schaltung dienenden, Leiterplatte weiterverarbeitet werden kann. Die, durch elektronische Bauelemente und Leiterbahnen gebildete, elektronische Schaltung auf der Leiterplatte sowie die Ausgestaltung des Beschleunigungssensors unterscheiden sich je nach Sensierungsrichtung, da für die Erfassung der Beschleunigung in x-, y- und z-Richtung unterschiedliche Sensorzellen nötig sind. Neben dieser Variante existiert darüber hinaus eine Vielzahl an unterschiedlichen Gehäusen, in welche die elektronische Schaltung zusammen mit dem Beschleunigungs¬ sensor eingebracht ist. Dies erfordert einen hohen Handling- Aufwand.
Aus der DE 196 10 799 Cl ist eine Zündeinrichtung zum Auslö- sen eines Rückhaltemittels in einem Kraftfahrzeug bekannt, welche einen räumlichen Schaltungsträger aufweist. Der Schaltungsträger ist als dreidimensionaler Kunststoffkörper mit darauf aufgebrachten Leiterbahnen ausgebildet. Der Schal- J>
tungsträger ist als Kunststoffkörper ausgebildet, welcher aus zwei Kunststoffkomponenten hergestellt ist: Ein Isolierkörper aus einer ersten Kunststoffkomponente bildet das Gerüst des Kunststoffkörpers . Um diesen Isolierkörper herum wird in ei- ner weiteren Kunststoffkomponente ein Leiterbahnkörper gespritzt. Die weitere Kunststoffkomponente, aus der der Lei¬ terbahnkörper hergestellt wird, weist im Gegensatz zur ersten Kunststoffkomponente die Eigenschaft auf, dass ihre Oberflä¬ che metallisiert werden kann. Dabei werden insbesondere die Oberflächen des Leiterbahnkörpers zu Leiterbahnen metalli¬ siert, die am Kunststoffkörper zugänglich sind. Anstelle des vorbeschriebenen Zwei-Komponenten-Spritzgusses (MID, Molded Interconnected Device) des Kunststoffkörpers kann dieser auch aus einer einzigen Kunststoffkomponente gespritzt werden. Auf diesen Kunststoffkörper werden dann Leiterbahnen durch eine Laser-Direkt-Strukturierung aufgebracht. Der so entstandene Kunststoffkörper als Schaltungsträger für die Zündschaltung wird daraufhin mit elektronischen Bauelementen bestückt. Diese Bauelemente können als SMD-Bauelemente ausgebildet sein, so dass eine SMD-Bestückung des Trägers durch einen SMD- Standard-Bestückungsautomaten ermöglicht wird.
Ein weiteres Zündmodul zum Auslösen eines Insassenschutzmit¬ tels ist aus der DE 100 24 664 C2 bekannt. Das Zündmodul um- fasst einen dreidimensionalen Schaltungsträger aus einem
Kunststoff sowie eine durch Schaltungsbausteine und Leiter¬ bahnen gebildete Zündschaltung für ein Zündelement. Die Lei¬ terbahnen sind zumindest teilweise durch eine auf die Ober¬ fläche des Schaltungskörpers aufgebrachte Metallschicht ge- bildet. Der Schaltungsträger ist ein durch Spritzgießen hergestellter Formkörper. Der Kunststoff des Schaltungsträgers ist derart gewählt, dass auf ihn unmittelbar Leiterbahnen in der MID-Technik aufgebracht werden können. Der Schaltungsträ- ger braucht nicht in einem einzigen Verfahrensschritt ausge¬ formt zu werden, sondern kann im Zwei-Komponenten- Spritzverfahren mehrschichtig ausgebildet sein, wobei die äu¬ ßere Schicht aus einem Kunststoff besteht, auf den Leiterbah- nen aufbringbar sind. Das Zündmodul ist als ein Grundmodul ausgebildet, das von einem Gehäuseteil aufgenommen wird. Beim Zusammenbau des Grundmoduls mit dem Gehäuseteil erfolgt eine elektrische Kontaktierung des Grundmoduls mit, mit dem Gehäu¬ seteil verbundenen, Kontaktstiften. Der Schaltungsträger kann kostengünstig als Großserienteil hergestellt werden. Er ist wegen seines geringen Platzbedarfs unabhängig von den jeweiligen räumlichen Verhältnissen an einem jeweiligen Gerät anbringbar .
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine verbesserte Sensorbaugruppe mit einem Beschleunigungssensor anzugeben, der einfach und kostengünstig herzustellen ist.
Diese Aufgabe wird durch ein Sensormodul gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1 sowie durch eine Sensorbaugruppe gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 13 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen .
Ein erfindungsgemäßes Sensormodul zum Einbau in ein Gehäuse¬ teil umfasst: Einen dreidimensionalen Schaltungsträger aus Kunststoff mit einer Mehrzahl an Seitenflächen; eine durch elektronische Bauelemente und Leiterbahnen gebildete elektro¬ nische Schaltung, wobei zumindest eines der Bauelemente ein Beschleunigungssensor zum Erfassen einer Beschleunigung in einer Hauptempfindlichkeitsachse ist; und eine Mehrzahl an Anschlusseinheiten, wobei die Anschlusseinheiten an zumindest zwei der Seitenflächen des Schaltungsträgers vorgesehen sind und wobei das Sensormodul über eine der Anschlusseinheiten mit einer komplementären Anschlusseinheit des Gehäuseteils elektrisch verbindbar ist. Abhängig davon, mit welcher der Anschlusseinheiten das Sensormodul mit dem Gehäuseteil elekt- risch verbunden wird, ist die Hauptempfindlichkeitsachse des Beschleunigungssensors relativ zu dem Gehäuseteil festlegbar.
Eine erfindungsgemäße Sensorbaugruppe umfasst ein Sensormodul und ein Gehäuseteil, wobei das Sensormodul aufweist: Einen dreidimensionalen Schaltungsträger aus Kunststoff mit einer Mehrzahl an Seitenflächen; eine durch elektronische Bauelemente und Leiterbahnen gebildete elektronische Schaltung, wo¬ bei zumindest eines der Bauelemente ein Beschleunigungssensor zum Erfassen einer Beschleunigung in einer Hauptempfindlich- keitsachse ist; eine Mehrzahl an Anschlusseinheiten, wobei die Anschlusseinheiten an zumindest zwei der Seitenflächen des Schaltungsträgers vorgesehen sind und wobei das Sensormo¬ dul über eine der Anschlusseinheiten mit einer komplementären Anschlusseinheit des Gehäuseteils elektrisch verbunden ist. Abhängig davon, mit welcher der Anschlusseinheiten das Sensormodul mit dem Gehäuseteil elektrisch verbunden ist, ist die Hauptempfindlichkeitsachse des Beschleunigungssensors re¬ lativ zu dem Gehäuseteil festlegbar.
Um die Fertigung zu vereinfachen und eine geringere Anzahl an Komponenten vorhalten zu müssen, schlägt die Erfindung vor, die zur Beschleunigungsmessung notwendigen Bestandteile in ein Sensormodul zu integrieren. Das Sensormodul kann, unab¬ hängig davon, ob eine Beschleunigung in x-, y- oder z- Richtung sensiert werden soll, immer identisch aufgebaut werden. Dies resultiert daraus, dass das Sensormodul eine Mehr¬ zahl an Anschlusseinheiten aufweist, welche über mehrere Seitenflächen des Sensormoduls verteilt sind. Erst mit dem Ein- bau des Sensormoduls in ein separat davon gefertigtes, prin¬ zipiell beliebig ausgebildetes, Gehäuseteil wird festgelegt, ob die Hauptempfindlichkeitsachse des Beschleunigungssensors eine Beschleunigung in x-, y- oder z-Richtung, relativ zu dem Gehäuseteil, erfasst.
Neben dem Vorteil, lediglich ein einziges, generisches Schal¬ tungsteil, das Sensormodul, vorhalten zu müssen, weist eine erfindungsgemäße Sensorbaugruppe weniger Einzelteile als her- kömmliche Sensorbaugruppen auf. Im Rahmen der Erfindung können ein Schaltungsträger, wie z. B. eine Leiterplatte, und die zur Befestigung des Schaltungsträgers notwendigen Befes¬ tigungselemente in dem Gehäuse entfallen. Dadurch ist auch der Aufbau des Gehäuseteils wesentlich vereinfacht.
Eine besonders einfache Fertigung ergibt sich dann, wenn die Leiterbahnen zumindest teilweise auf der Oberfläche des Schaltungsträgers ausgebildet sind. Werden die Leiterbahnen gemäß einer weiteren Ausführungsform direkt auf den dreidi- mensionalen Schaltungsträger aufgebracht zur Bildung einer
Schaltungsträger-Komponente, umfassend die Einheit aus Schal¬ tungsträger und Leiterbahnen, so ergibt sich ein besonders kompaktes und einfach herzustellendes Bauteil. Die Fertigung kann in bekannter Weise als Molded Interconnected Device er- folgen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weisen die Anschlusseinheiten jeweils eine gleiche Anzahl an Anschluss¬ kontakten auf. Hierdurch wird eine hohe Flexibilität beim Zu- sammenbau des Sensormoduls mit dem Gehäuseteil hinsichtlich der Orientierung des Sensormoduls in dem Gehäuseteil ermög¬ licht . Die Erfindung bringt den weiteren Vorteil mit sich, das der Beschleunigungssensor ohne ein diesen umgebendes Gehäuse, als so genannter Bare Die, direkt auf die Schaltungsträgerkompo¬ nente aufgebracht ist. Der Entfall des den Beschleunigungs- sensor umgebenden Gehäuses vereinfacht einerseits die Anzahl der Herstellungsschritte und ermöglicht andererseits die Aus¬ bildung eines besonders kompakten Sensormoduls. Zumindest manche der elektronischen Bauelemente sind gemäß einer weite¬ ren Ausführungsform von einem Vergussmaterial zu deren Schutz umgeben.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind in der Schaltungsträgerkomponente Bestückungsflächen für die elektronischen Bauelemente vorgesehen. Die Bestückungsflächen sind gemäß ei- ner Variante durch eine Ausnehmung in dem Schaltungsträger gebildet. Die Größe der Ausnehmung ist dabei bevorzugt an die auf die Bestückungsfläche aufzubringenden elektronischen Bauelemente angepasst. Dabei wird insbesondere auch bei einer eventuell vorgenommenen Bonddraht-Verbindung der dabei benö- tigte Platz und die dabei benötigte Höhe berücksichtigt.
Die elektronischen Bauelemente können wahlweise durch eine Lot- oder Klebeverbindung oder durch eine Bonddraht- Verbindung mit der Schaltungsträgerkomponente elektrisch ver- bunden sein.
Um die Bestückung der Schaltungsträgerkomponente mit den e- lektronischen Bauelementen zu vereinfachen, ist gemäß einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, dass die elektronischen Bauelemente auf einer (einzigen) der Seitenflächen des Schaltungsträgers angeordnet sind. Hierdurch kann die Bestückung der elektronischen Bauelemente unter Verwendung von SMD- Standard-Equipment erfolgen. Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die jeweiligen Anschlusskontakte einer ersten und einer zweiten Anschlusseinheit der Mehrzahl an Anschlusseinheiten durch einen, in dem Schaltungsträger angeordneten elektrischen Leiter, insbesondere eine gebogene Buchse, gebildet, wobei sich ein erster Abschnitt des Leiters zur Ausbildung eines Anschlusskontakts bis zu der Seitenfläche der ersten Anschlusseinheit erstreckt und wobei sich ein zweiter Abschnitt des Leiters zur Ausbil- düng eines weiteren Anschlusskontakts bis zu der Seitenfläche der zweiten Anschlusseinheit erstreckt.
In einer Abwandlung dieser Ausführungsform sind der erste und der zweite Abschnitt des Leiters in etwa rechtwinklig zuein- ander angeordnet und in dem Schaltungsträger ausgebildet.
Eine weitere Abwandlung sieht vor, dass eine elektrische Ver¬ bindung des Leiters zu der elektronischen Schaltung auf einer der Seitenflächen realisiert ist, an welcher der erste und/oder der zweite Abschnitt des Leiters enden. In einer weiter bevorzugten Realisierung ist die elektrische Verbindung der Buchse zu der elektronischen Schaltung auf genau einer der Seitenflächen realisiert, an welcher der erste oder der zweite Abschnitt des Leiters enden. Diese Variante weist den Vorteil auf, dass die Metallisierung des Sensormoduls auf besonders einfache Weise realisiert werden kann. Es ist nun¬ mehr möglich, eine Metallisierung ausschließlich von einer Seitenfläche her, bevorzugt derjenigen Seitenfläche, auf wel¬ cher die elektronischen Bauelemente und Leiterbahnen aufge- bracht sind, vorzunehmen. Auf diese Weise lässt sich die Her¬ stellung des Sensormoduls vereinfachen. Gleichzeitig reduzie¬ ren sich die Fertigungskosten. Nichtsdestotrotz bleibt die Möglichkeit bestehen, das Sensormodul von unterschiedlichen Seitenflächen her zu kontaktieren. Ein elektrischer Kontakt zu der elektronischen Schaltung des Sensormoduls von einer der Seitenflächen zu einer anderen der Seitenflächen ist dabei durch die Leiter, z.B. in Gestalt von Buchsen bewerkstel- ligt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die elektrische Verbindung des Leiters zu der elektronischen Schaltung unter Verwendung einer Lotpaste oder Leitklebers hergestellt. Das Aufbringen der Lotpaste zur Herstellung der Verbindung zwischen der elektronischen Schaltung, insbesondere Leiterbahnen der elektronischen Schaltung, und der Buchse kann beispielsweise unter Verwendung einer Rakel erfolgen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist eine der Seitenflächen als Deckel zum Abschließen einer Ausnehmung des Gehäuseteils ausgebildet, wenn das Sensormodul in das Gehäuseteil eingebaut ist . Die als Deckel ausgebildete Seitenfläche ver¬ fügt gemäß einer weiteren Ausführungsform über keine der An- Schlusseinheiten zur Kontaktierung des Sensormoduls. Eine erfindungsgemäße Sensorbaugruppe gemäß der gerade beschriebenen Variante weist damit lediglich zwei Hauptbestandteile auf, wodurch insbesondere die Montage erleichtert wird.
Der dreidimensionale Schaltungsträger weist im Wesentlichen die Form eines Quaders oder eines Würfels auf. Hierdurch er¬ geben sich die Möglichkeit, das Sensormodul derart in dem Ge¬ häuseteil anzuordnen, dass wahlweise eine Sensierung in x-, y- oder z-Richtung ermöglicht wird.
Das Sensormodul der erfindungsgemäßen Sensorbaugruppe kann, wie oben beschrieben, ausgebildet sein. In einer weiteren Ausführungsform ist das Gehäuseteil der Sensorbaugruppe mit einer Ausnehmung für das Sensormodul versehen, die eine Größe aufweist, die unabhängig davon, mit welcher der Anschlusseinheiten das Sensormodul mit dem Gehäuseteil verbunden ist, das Sensormodul vollständig aufnimmt . Mit anderen Worten bedeutet dies, dass die Ausnehmung des Gehäuseteils größer als die Ab¬ maße des Sensormoduls ist, so dass dieses, unabhängig von dessen Orientierung, in die Ausnehmung eingebracht und kontaktiert werden kann.
Die erfindungsgemäße Sensorbaugruppe findet insbesondere in Personenschutzsystemen eines Kraftfahrzeuges Anwendung. Genauer findet diese Anwendung zum Auslösen eines Airbags, ins¬ besondere eines Seiten-Airbags, in einem Kraftfahrzeug.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren näher be¬ schrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine Gesamtansicht eines erfindungsgemäßen
Sensormoduls von verschiedenen Seiten,
Fig. 2 eine perspektivische Darstellung des erfin¬ dungsgemäßen Sensormoduls aus Fig. 1 in einer ersten Ansicht,
Fig. 3 eine perspektivische Darstellung des erfin¬ dungsgemäßen Sensormoduls aus Fig. 1 in einer zweiten Ansicht,
Fig. 4 einen Schnitt durch ein erstes Ausführungs- beispiel einer erfindungsgemäßen Sensorbaugruppe, J>
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Fig. 5a, 5b ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfin¬ dungsgemäßen Sensorbaugruppe, jeweils in ei¬ ner geschnittenen Darstellung,
Fig. 6 ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfin¬ dungsgemäßen Sensorbaugruppe in einer perspektivischen Explosionsdarstellung,
Fig. 7a, 7b, 7c zwei geschnittene Ansichten und eine Seiten- ansieht der erfindungsgemäßen Sensorbaugruppe gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel, wobei das Sensormodul mit einer ersten Anschluss¬ einheit elektrisch mit dem Gehäuseteil ver¬ bunden ist, und
Fig. 8a, 8b, 8c zwei geschnittene Ansichten und eine Seiten¬ ansicht der erfindungsgemäßen Sensorbaugrup¬ pe, wobei das Sensormodul mit einer zweiten Anschlusseinheit elektrisch mit dem Gehäuse- teil kontaktiert ist.
Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Sensormodul 2 in verschie¬ denen Seitenansichten. Die Fig. 2 und 3 zeigen das Sensormodul 2 jeweils in einer perspektivischen Ansicht von verschie- denen Seiten her. Das Sensormodul 2 weist einen im Wesentli¬ chen quaderförmig ausgebildeten Schaltungsträger 4 aus einem Kunststoff auf. Der Kunststoff des Schaltungsträgers 4 ist derart gewählt, dass auf ihn unmittelbar (in den Figuren nicht dargestellte) Leiterbahnen in der so genannten MID- Technik (Molded Interconnected Device) aufgebracht werden können. Der Kunststoff des Schaltungsträgers 4 besteht aus einer isolierenden Kunststoffkomponente . Die Leiterbahnen können durch das Aufbringen einer weiteren Kunststoffkompo- J>
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nente gebildet werden, deren Oberfläche metallisiert werden kann. Dieses Verfahren wird als Zwei-Komponenten- Spritzgussverfahren bezeichnet.
Die Gesamtheit aus Schaltungsträger 4 und darauf aufgebrachten Leiterbahnen wird im Rahmen der Erfindung auch als Schaltungsträgerkomponente 18 bezeichnet.
Diese kann anstelle des Zwei-Komponenten-Spritzgussverfahrens auch aus einer einzigen Kunststoffkomponente gespritzt wer¬ den. Auf diesen, aus einem speziellen Kunststoffmaterial be¬ stehenden Kunststoffkörper können dann im Folgenden die Leiterbahnen durch eine so genannte Laser-Direktstrukturierung aufgebracht werden. Die Leiterbahnen können auf der Oberflä- che des Schaltungsträgers beispielsweise hergestellt werden, indem eine den späteren Leiterbahnen entsprechende Strukturierung durch einen Laser vorgenommen wird. Durch einen nachfolgenden Galvanikprozess werden diese durch den Laser aktivierten Bereiche metallisiert. Alternativ könnte die Oberflä- che zunächst großflächig durch galvanische Abscheidung oder durch Aufsputtern oder Aufdampfen mit einer Metallschicht versehen werden, die dann durch eine Laserbelichtung, Abätzen nach Abdecken mit Masken usw. derart entfernt wird, dass die erwünschten Leiterbahnen zurückbleiben.
Der Schaltungsträger 4 weist Seitenflächen 5, 6, 7, 8, 9 und 10 auf. Auf der Seitenfläche 5 und z.B. der, der Seitenfläche 5 gegenüberliegenden Seitenfläche 10 sind Bestückungsflächen 23, 24, auf welche ein Beschleunigungssensor 19 zum Erfassen einer Beschleunigung in einer Hauptempfindlichkeitsachse so¬ wie elektronischen Bauelemente 20, 21 aufgebracht sind. Das elektronische Bauelement 20 ist als ASIC ausgebildet und zu¬ sammen mit dem Beschleunigungssensor 19 in einer zweistufigen J>
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Ausnehmung 25, 26 angeordnet. Der Beschleunigungssensor 19 sowie der ASIC 20 sind dabei auf dem Boden der Ausnehmung 26 angeordnet. Die Oberseite des ASIC 20 und des Beschleuni¬ gungssensors 19 schließen in etwa in einer Ebene mit dem Bo- den der größeren Ausnehmung 25 ab. Dieser, die Ausnehmung 26 umlaufende Boden bildet eine Kontaktierfläche 27 zum elektri¬ schen Anschluss des ASIC 20 und des Beschleunigungssensors 19 über Bonddrähte 31. Die Tiefe der Ausnehmung 25 ist dabei derart gewählt, dass die Bonddrähte nicht über die durch die Seitenfläche 5 gebildete Ebene hinausragen. Nach der Montage und der elektrischen Kontaktierung des ASIC 20 und des Beschleunigungssensors 19 kann die zweistufige Ausnehmung mit einer Vergussmasse (nicht dargestellt) zum Schutz der Bauele¬ mente aufgefüllt sein.
Auf der Seitenfläche 10 des Schaltungsträgers 4 sind weitere elektronische Bauelemente 21, z. B. passive Bauelemente, auf¬ gebracht. Die mittels der Leiterbahnen untereinander verbundenen elektronischen Bauelemente 20, 21 und der Beschleuni- gungssensor 19 bilden eine elektronische Schaltung des Sensormoduls 2. Die elektrische Verbindung zwischen den auf der Seitenfläche 10 aufgebrachten elektronischen Bauelementen 21 und dem ASIC 20 sowie dem Beschleunigungssensor 19 kann über auf der Oberfläche verlaufende Leiterbahnen des Schaltungs- trägers 4 realisiert sein. Denkbar ist auch, eine Kontaktie¬ rung im Inneren des Schaltungsträgers 4 vorzunehmen.
Bei den elektronischen Bauelementen 20, 21 handelt es sich bevorzugt um SMD-Bauelemente, welche besonders gut automati- sierbar mit der Schaltungsträgerkomponente 18 verbindbar sind. Denkbar ist auch, die elektronischen Bauelemente im Rahmen des Fertigungsprozesses der Schaltungsträgerkomponen- J>
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te, z. B. als Polymer-Widerstand, auszubilden. Hierbei wird das Bauelement direkt in eine Leiterbahn integriert .
Das in den Fig. 1 bis 3 gezeigte Sensormodul weist zwei An- Schlusseinheiten 12, 13 auf. Die Anschlusseinheit 12 umfasst Anschlusskontakte 14, 15, welche sich von der Seitenfläche 5 orthogonal in das Innere des Schaltungsträgers 4 hinein erstrecken. Weiterhin ist eine Anschlusseinheit 13 mit An¬ schlusskontakten 16, 17 auf der Seitenfläche 9 orthogonal ausgebildet. Die Anschlusskontakte 16, 17 erstrecken sich von der Seitenfläche 9 ins Innere des Schaltungsträgers 4. Alter¬ nativ könnten diese auch als Durchkontaktierungen ausgebildet sein. Wie aus dem Schnitt längs der Linie B-B (untere Figur in Fig. 1) gut zu erkennen ist, verlaufen die Anschlusskon- takte 14, 15 und 16, 17 orthogonal zueinander.
Sowohl die Anschlusseinheit 12 als auch die Anschlusseinheit 13 sind Teil der elektronischen Schaltung, wobei eine Kontak- tierung des Sensormoduls 2 wahlweise über eine der beiden An- Schlusseinheiten 12, 13 erfolgt.
Je nachdem, mit welcher der Anschlusseinheiten das Sensormodul kontaktiert wird, kommt der Beschleunigungssensor 19 in einer unterschiedlichen Position, d.h. Ebene, zum Liegen. Mit welcher der Anschlusseinheiten 12, 13 das Sensormodul kontaktiert werden soll, hängt davon ab, in welcher Richtung die Hauptempfindlichkeitsachse des Beschleunigungssensors 19 für die Sensierung orientiert sein soll.
Die Fig. 4 und 5a, 5b zeigen das in den Fig. 1 bis 3 be¬ schriebene Sensormodul 2, wie es jeweils in ein Gehäuseteil 3 eingebaut ist. Das Gehäuseteil 3 weist eine Ausnehmung 30 auf, in welche das Sensormodul 2 eingesetzt ist. Unabhängig J>
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davon, mit welcher der Anschlusseinheiten 12, 13 das Sensormodul 2 mit, in die Ausnehmung 30 hineinragenden, Enden von Kontaktpins 28 verbunden ist, ist das Sensormodul 2 vollstän¬ dig in der Ausnehmung 30 gelegen. Die Kontaktpins 28 erstre- cken sich mit ihren anderen Enden in einen Kontaktbecher 29, des Gehäuseteils welcher zur externen Kontaktierung der Sensorbaugruppe dient . Die Verbindung von Sensormodul 2 und Kon¬ taktpins 28 erfolgt mittels der bekannten Einpresstechnik. Darüber hinaus sind auch andere elektrische Anschlussmethoden denkbar.
Während in dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 der Beschleu¬ nigungssensor aufgrund der Kontaktierung über die Anschlusseinheit 12 parallel zum Boden der Ausnehmung 30 zum Liegen kommt, ist das Sensormodul 2 im Ausführungsbeispiel gemäß
Fig. 5 über die Anschlusseinheit 13 kontaktiert, so dass der Beschleunigungssensor um 90° gedreht, d.h. senkrecht zum Boden und parallel zu den Wänden der Ausnehmung 30, zum Liegen kommt .
Darüber hinaus unterscheiden sich die Gehäuseteile 3 in ihrer baulichen Form, genauer in der Art, wie diese an einem Träger befestigt werden können.
Die Herstellung der Schaltungsträgerkomponente 18 in MID-
Technik bietet den Vorteil, dass der Beschleunigungssensor 19 als so genannter Bare Die, das heißt ohne ein diesen umgebendes Gehäuse, direkt auf die Schaltungsträgerkomponente 18 aufgebracht werden kann. Die Schritte des Ausbildens eines Gehäuses für den Beschleunigungssensor können damit entfallen. Darüber hinaus wird der Vorteil erzielt, dass das Sen¬ sormodul baulich besonders klein ausgestaltbar ist. J>
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Durch das direkte Aufbringen des Beschleunigungssensors auf die Schaltungsträgerkomponente ergibt sich eine besonders gu¬ te mechanische Kopplung zu dieser. Hierdurch wird eine gute Signalübertragung ermöglicht . Diese wird weiterhin dadurch begünstigt, dass das Sensormodul eine lediglich geringe Masse aufweist .
Der Vorteil der Erfindung besteht darin, dass das Handling bei der Erstellung einer Sensorbaugruppe zum Erfassen einer Beschleunigung in einer beliebigen Richtung stark vereinfacht wird, da erst im Rahmen des Einbringens des erfindungsgemäßen Sensormoduls in ein Gehäuseteil, welches spezifisch für ver¬ schiedene Hersteller ausgebildet sein kann, die Sensierung- sachse festgelegt wird.
Fig. 6 zeigt in einer Explosionsdarstellung ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Sensorbaugruppe. Diese umfasst ein Gehäuseteil 103 mit einem Kontaktbecher 129, der entsprechend den vorher beschriebenen Ausführungs- beispielen ausgestaltet ist. Das Gehäuseteil 103 umfasst fer¬ ner eine Ausnehmung 130 zur Aufnahme der Sensorbaugruppe 102. Die Aufnahme 130 weist, wie dies aus der Fig. 6 gut ersicht¬ lich ist, eine im Querschnitt dreieckige Form auf. Die Auf¬ nahme ist damit an die Form des Sensormoduls 102 angepasst.
Das Sensormodul 102 weist einen dreidimensionalen Schaltungs¬ träger 104 aus Kunststoff mit Seitenflächen 105, 106, 107, 108 und 109 (in der Figur nicht sichtbar) auf. Auf den Sei¬ tenflächen 105 und 106 sind Anschlusseinheiten 112 und 113 ausgebildet, welche jeweils Anschlusskontakte 114, 115 bzw. 116 und 117 (verdeckt durch den Beschleunigungssensor 119) umfassen. Eine durch elektronische Bauelemente 120, 121 und einen Beschleunigungssensor 119 sowie nicht näher dargestell- J>
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te Leiterbahnen gebildete elektronische Schaltung ist auf der Seitenfläche 106 aufgebracht.
Die Anschlusskontakte 114 und 116 sind durch eine Buchse 132 gebildet. In entsprechender Weise sind die Anschlusskontakte 115 und 117 ebenfalls durch eine im Wesentlichen L-förmig gebildete Buchse 135 gebildet. Die Buchsen 132 und 135 weisen im Wesentlichen gleich lange Schenkel 133 und 134 bzw. 136 und 137 auf, welche im Wesentlichen zueinander rechtwinklig ausgebildet sind. Die Schenkel bzw. Buchsenabschnitte 133, 134 bzw. 136, 137 erstrecken sich bis zu den Seitenflächen 105 bzw. 106, so dass entsprechend ausgebildete Kontaktier¬ pins des Gehäuseteils 103 in die Anschlusskontakte 114, 115 oder 116, 117 - je nach Orientierung des Sensormoduls 102 re- lativ zu dem Gehäuseteil 103 - eingesteckt und elektrisch kontaktiert werden können.
Die Ausbildung jeweiliger Anschlusskontakte der Anschlusseinheiten 112 bzw. 113 ermöglicht es, die Metallisierung des Sensormoduls ausschließlich von einer Seite her vornehmen zu können. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist dies die Sei¬ tenfläche 106, auf welcher sämtliche elektronische Bauelemen¬ te der elektronischen Schaltung aufgebracht sind. Die elekt¬ rische Verbindung zwischen den an die Seitenfläche 106 ragen- den Enden der Buchsenabschnitte 133, 135 erfolgt bevorzugt durch eine Lotpaste. Aufgrund des leitenden Materials und der Gestalt der Buchsen 132, 135 ist dennoch eine Kontaktierung der elektronischen Schaltung auch von der Seitenfläche 105 her möglich.
Die Seitenfläche 107 erstreckt sich mit einem umlaufenden Wulst über den eigentlichen dreidimensionalen Schaltungsträger hinaus. Auf diese Weise kann die Seitenfläche 107 die Funktion eines Deckels übernehmen, wenn das Sensormodul 102 mit einer der Anschlusseinheiten 112 oder 113 mit dem Gehäuseteil 103 elektrisch verbunden wird.
Die Figuren 7 und 8 zeigen die erfindungsgemäße Sensorbau¬ gruppe 100 jeweils in zwei Schnittansichten und einer Seitenansicht. In den Figuren 7a und 7b ist das Sensormodul 102 mit seiner Seitenfläche 106 voran, auf welcher sich die elektro¬ nische Schaltung samt Beschleunigungssensor befindet, dem Bo- den der Ausnehmung 130 zugewandt. Im Gegensatz dazu ist in den Figuren 8a und 8b die, keine elektronischen Bauelemente aufweisende, Seitenfläche 105 dem Boden der Ausnehmung 130 zugewandt. Als Boden der Ausnehmung wird dabei diejenige Flä¬ che des Gehäuseteils 103 bezeichnet, welche den Kontaktpins 128 in dem Kontaktbecher 129 gegenüberliegt. Aus dieser Bo¬ denfläche erstrecken sich "Verlängerungen" der Kontaktpins 128, welche in die Aufnahme 130 zur Kontaktierung des Sensor¬ moduls 102 mit den entsprechenden Anschlusskontakten des Sensormoduls ragen.
Aus den Figuren 7a und 8a ist der bogenförmige, im Wesentli¬ chen L-förmige, Verlauf der Buchsen 132, 135 gut zu erkennen. Unabhängig davon, mit welcher der Seitenflächen 105 oder 106 das Sensormodul 102 dem Boden der Ausnehmung 130 zur Kontak- tierung zugewandt ist, wird die Aufnahme 130 durch die Sei¬ tenfläche 107 verschlossen. Die wulstigen Ränder der Seitenfläche 107 liegen nach dem Zusammenbau von Sensormodul 102 und Gehäuseteil 103 in innigem Kontakt an entsprechend aus¬ gestalteten Rändern der Aufnahme 130.
In der in Fig. 7 gezeigten Anordnung ist die Sensierung eines Beschleunigungssignals beispielsweise in einer ersten Rich¬ tung möglich, während bei der in Fig. 8 gezeigten Einbaulage eine Sensierung in einer zu der ersten Richtung senkrechten zweiten Richtung möglich ist, sofern die Einbauposition des Gehäuseteils über seinen Kontaktbecher 129 jeweils identisch ist.

Claims

J>19Patentansprüche
1. Sensormodul (2) zum Einbau in ein Gehäuseteil (3), umfas¬ send: - einen dreidimensionalen Schaltungsträger (4) aus Kunststoff mit einer Mehrzahl an Seitenflächen (5, 6, 7, 8, 9, 10), eine durch elektronische Bauelemente (19, 20, 21) und Leiterbahnen gebildete elektronische Schaltung, wobei zumindest eines der Bauelemente (19, 20, 21) ein Be¬ schleunigungssensor (19) zum Erfassen einer Beschleunigung in einer Hauptempfindlichkeitsachse ist, eine Mehrzahl an Anschlusseinheiten (12; 13), wobei die Anschlusseinheiten (12; 13) an zumindest zwei der Sei- tenflächen (5, 6, 7, 8, 9, 10) des Schaltungsträgers (3) vorgesehen sind und wobei das Sensormodul (2) über eine der Anschlusseinheiten (12; 13) mit einer komplementären Anschlusseinheit (28) des Gehäuseteils (3) elektrisch verbindbar ist, wobei abhängig davon, mit welcher der Anschlusseinheiten (12; 13) das Sensormodul (2) mit dem Gehäuseteil (3) elektrisch verbunden wird, die Hauptempfindlichkeitsachse des Beschleu¬ nigungssensors (19) relativ zu dem Gehäuseteil (3) festlegbar ist.
2. Sensormodul 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 die Anschlusseinheiten (12; 13) jeweils eine gleiche Anzahl an Anschlusskontakten (14, 15; 16, 17) aufweisen.
3. Sensormodul 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 J>
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die Leiterbahnen zumindest teilweise auf der Oberfläche des Schaltungsträgers (4) ausgebildet sind.
4. Sensormodul 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 Leiterbahnen direkt auf den dreidimensionalen Schaltungsträger (4) aufgebracht sind zur Bildung einer Schaltungsträ¬ gerkomponente (18) .
5. Sensormodul 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 der Beschleunigungssensor (19) ohne ein diesen umgebendes Gehäuse direkt auf die Schaltungsträgerkomponente (18) aufge¬ bracht ist.
6. Sensormodul 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 zumindest manche der elektronischen Bauelemente (19, 20, 21) von einem Vergussmaterial zu deren Schutz umgeben sind.
7. Sensormodul 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 in der Schaltungsträgerkomponente (18) Bestückungsflächen (23, 24) für die elektronischen Bauelemente (19, 20, 21) vor- gesehen sind.
8. Sensormodul nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Bestückungsflächen (23, 24) durch eine Ausnehmung (25, 26) in dem Schaltungsträger (4) gebildet sind.
9. Sensormodul nach Anspruch 7 oder 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass J>
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die elektronischen Bauelemente (19, 20, 21) durch eine Lot¬ oder Klebeverbindung oder eine Bonddrahtverbindung mit der Schaltungsträgerkomponente (18) elektrisch verbunden sind.
10. Sensormodul nach einem der Ansprüche 7 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die elektronischen Bauelemente (19, 20, 21) auf einer der Seitenflächen (5, 6, 7, 8, 9, 10) des Schaltungsträgers (4) angeordnet sind.
11. Sensormodul 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 jeweiligen Anschlusskontakte (114, 115; 116, 117) einer ersten und einer zweiten Anschlusseinheit (112; 113) der Mehrzahl an Anschlusseinheiten (112; 113) durch einen, in dem Schaltungsträger angeordneten elektrischen Leiter, insbesondere eine gebogene Buchse (132, 135) , gebildet sind, wobei sich ein erster Abschnitt (134; 136) des Leiters (132, 135) zur Ausbildung eines Anschlusskontakts bis zu der Seitenflä- che (105) der ersten Anschlusseinheit (112) erstreckt und wo¬ bei sich ein zweiter Abschnitt (133; 137) des Leiters (132, 135) zur Ausbildung eines weiteren Anschlusskontakts bis zu der Seitenfläche (106) der zweiten Anschlusseinheit (113) er¬ streckt .
12. Sensormodul nach Anspruch 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der erste und der zweite Abschnitt des Leiters (132, 135) in etwa rechtwinklig zueinander angeordnet und in dem Schal- tungsträger (104) ausgebildet sind.
13. Sensormodul nach Anspruch 11 oder 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass J>
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eine elektrische Verbindung des Leiters (132, 135) zu der e- lektronischen Schaltung auf einer der Seitenflächen (105, 106) realisiert ist, an welcher der erste und/oder der zweite Abschnitt des Leiters (132, 135) enden.
14. Sensormodul nach Anspruch 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die elektrische Verbindung des Leiters (132, 135) zu der e- lektronischen Schaltung auf genau einer der Seitenflächen re- alisiert ist, an welcher der erste oder der zweite Abschnitt der Buchse enden.
15. Sensormodul nach 13 oder 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die elektrische Verbindung des Leiters (132, 135) zu der e- lektronischen Schaltung unter Verwendung einer Lotpaste oder einem Leitkleber hergestellt ist .
16. Sensormodul nach einem der Ansprüche 11 bis 15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass eine der Seitenflächen als Deckel zum Abschließen einer Ausnehmung (130) des Gehäuseteils (103) ausgebildet ist, wenn das Sensormodul in das Gehäuseteil eingebaut ist.
17. Sensormodul nach Anspruch 16, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die als Deckel ausgebildete Seitenfläche über keine der An¬ schlusseinheiten verfügt.
18. Sensormodul nach einem der Ansprüche 1 bis 15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der dreidimensionale Schaltungsträger (4) im Wesentlichen die Form eines Quaders aufweist. J>
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19. Sensormodul nach Anspruch 18, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der dreidimensionale Schaltungsträger (4) im Wesentlichen die Form eines Würfels aufweist.
20. Sensorbaugruppe (1) mit einem Sensormodul (2) und einem Gehäuseteil (3), wobei das Sensormodul (2) aufweist: einen dreidimensionalen Schaltungsträger (4) aus Kunst- Stoff mit einer Mehrzahl an Seitenflächen (5, 6, 7, 8, 9, 10), eine durch elektronische Bauelemente (19, 20, 21) und Leiterbahnen gebildete elektronische Schaltung, wobei zumindest eines der Bauelemente (19, 20, 21) ein Be- schleunigungssensor (19) zum Erfassen einer Beschleunigung in einer Hauptempfindlichkeitsachse ist, eine Mehrzahl an Anschlusseinheiten (12; 13), wobei die Anschlusseinheiten (12; 13) an zumindest zwei der Seitenflächen (5, 6, 7, 8, 9, 10) des Schaltungsträgers (3) vorgesehen sind und wobei das Sensormodul (2) über eine der Anschlusseinheiten (12; 13) mit einer komplementären Anschlusseinheit (28) des Gehäuseteils (3) elektrisch verbunden ist, wobei abhängig davon, mit welcher der Anschlusseinheiten (12; 13) das Sensormodul (2) mit dem Gehäuseteil (3) elektrisch verbunden ist, die Hauptempfindlichkeitsachse des Beschleuni¬ gungssensors (19) relativ zu dem Gehäuseteil (3) festlegbar ist.
21. Sensorbaugruppe nach Anspruch 20, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Sensormodul (2) nach einem der Ansprüche 2 bis 12 ausge¬ bildet ist . J>
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22. Sensorbaugruppe nach Anspruch 20 oder 21, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Gehäuseteil (3) mit einer Ausnehmung (30) für das Sensor- modul (2) versehen ist, die eine Größe aufweist, die unabhän¬ gig davon, mit welcher der Anschlusseinheiten (12; 13) das Sensormodul (2) mit dem Gehäuseteil (3) verbunden ist, das Sensormodul (2) vollständig aufnimmt.
23. Verwendung der Sensorbaugruppe (1) nach einem der Ansprü¬ che 20 bis 22 in einem Personenschutzsystem eines Kraftfahrzeugs .
24. Verwendung der Sensorbaugruppe (1) nach einem der Ansprü- che 20 bis 22 zum Auslösen eines Airbags, insbesondere eines Seitenairbags, in einem Kraftfahrzeug.
PCT/EP2007/050653 2006-02-06 2007-01-23 Universelles sensormodul und sensorbaugruppe, insbesondere für airbag-satelliten WO2007090736A1 (de)

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DE102006005283A DE102006005283B3 (de) 2006-02-06 2006-02-06 Universelles Sensormodul und Sensorbaugruppe, insbesondere für Airbag-Satelliten

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