WO2009121426A2 - Wegbausensor und verfahren zur herstellung eines wegbausensors mittels einlegen und kraft-/formschlüssiger verbindung - Google Patents

Wegbausensor und verfahren zur herstellung eines wegbausensors mittels einlegen und kraft-/formschlüssiger verbindung Download PDF

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WO2009121426A2
WO2009121426A2 PCT/EP2008/065390 EP2008065390W WO2009121426A2 WO 2009121426 A2 WO2009121426 A2 WO 2009121426A2 EP 2008065390 W EP2008065390 W EP 2008065390W WO 2009121426 A2 WO2009121426 A2 WO 2009121426A2
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sensor module
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Boris Adam
Martin Griebel
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Robert Bosch Gmbh
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Definitions

  • the invention is based on a displacement sensor or method for producing a displacement sensor according to the preamble of the independent claims. From DE 10 2004 021931 a product is already known which a
  • housing for an electronic circuit concerns.
  • the electronic components are arranged on a printed circuit board, which is adhesively connected to the housing parts. Furthermore, the assembly is done by means of a lid, and also the use of a seal is described.
  • the displacement sensor according to the invention, or the inventive method for producing such a displacement sensor having the features of the independent claim has the advantage over the components
  • This chip is called sensor module in the following.
  • the sensor module is inserted in the assembly in the housing, and two mutual contact elements (module contact element and housing contact element) make an electrically conductive connection between the module and the housing connection non-positive or positive. Also, the sensor module itself is positively or positively fixed in the housing, which the
  • process steps that produce a material connection and therefore are usually quite expensive can be omitted.
  • Examples of these expensive processes are: soldering the components onto a printed circuit board, fixing them e.g. by press-fitting and electrical contacting by, for example, bonding or soldering.
  • the assembly is made exclusively by inserting the individual components of the entire sensor and a positive or positive connection between them. If the contacting method described above as being disadvantageous in the production of the sensor is generally dispensed with, then synergies in the production process can be utilized and apparatus for the mentioned complex contacting methods can be saved.
  • the housing contact element is designed as a spring element or as a clamping device.
  • the sensor module which keeps corresponding electrical contact surfaces, for example in the form of pins / feet or exposed contact surfaces on the housing body of the sensor module, an electrically conductive connection is made to the housing contact element.
  • this is designed as a spring contact, the sensor module must undergo a fixation such that a pressure is exerted on this spring element and thus a frictional connection is established. This contact pressure would then not only prevail at the moment of assembly but permanently over the life of the sensor away.
  • a clamping or plug connection a form-fitting, possibly supplemented by a positive connection.
  • the housing contact element as a metal insert is advantageous.
  • this electrical contact element as well as the other components of the sensor can be assembled with the same method (insertion and force / positive connection).
  • this metal insert part have the property on the one hand the connection to the
  • Sensor module on the other hand to make the connection to the external sensor port via which the sensor data or signals to the outside.
  • said metal insert part only takes over part of the connection.
  • connection pins of the sensor module protrude flat so that the substrate of the IC and the terminals form a plane.
  • this arrangement is anyway an intermediate stage in the manufacturing process for the finished IC.
  • the pins / feet of the IC would be bent in a separate process step, e.g. to allow a printed circuit board assembly. This process step could also be omitted when using the method according to the invention and thus allow further savings.
  • the pins or module contact elements mentioned in the previous paragraph are formed in conjunction with the housing contact elements of the housing in such a way that the non-positive or positive connection is supported. It is conceivable here, for example, a curvature or grain of the pins of the sensor module, in which the round contact of the spring element fits or at least centered. In this way, a possible loss of contact by, for example, shocks can be avoided or reduced, as well as a potential short circuit with a wrong neighbor pin due to bent metal elements such as the spring contact or the pins or a non-exact insertion of the sensor module during the manufacturing process.
  • the fixing of the individual components of the sensor, in particular the sensor module by means of a plastic part takes place, which closes the sensor module.
  • This is intended in particular to a plastic lid, or to a lid made of a different material.
  • the purpose of the sensor does not necessarily mean sealing a hermetic seal, but in particular to ensure the fixation of the sensor module, further optionally the already mentioned electrical contacting.
  • This cover can perform other tasks, for example, by interacting with the other mechanical components of the
  • Sensor enters a connection that is not destructible again destructible. This can ensure that no one third, for example, makes unauthorized manipulation of this sensor.
  • a method of the prior art is the laser welding of the lid to the housing, or the casting, but this leads to a cohesive connection, which is also not non-destructive irreversible. Such complex processes can be dispensed with or replaced by the use of the invention.
  • clip projections are conceivable, which are shaped in such a way that they would break off when attempting to open the sensor and thus evidence of manipulation can be provided.
  • the construction of the sensor can also be such that the sensor element or the sensor module does not come to rest directly in the housing, but also on the housing in order to be able to detect, for example, measurement conditions that are only present outside the housing.
  • the housing and the lid can i.a. have two tasks: First, to allow a mechanical assembly of the sensor and / or secondly to provide the mechanical measurement requirements, which are necessary for the functional use of the sensor, such as the formation of a pressure channel, the thermal conductivity, etc.
  • a tolerance compensation element can be used, which can be used for fixing or exerting a contact pressure on the sensor module.
  • this may for example be a silicone pad which comes to rest between the housing cover and the sensor module and by the contact pressure of the
  • Housing cover passes the contact pressure to the sensor module.
  • other positive properties of the respective material can be made use of, for example, a flexible connection, thermal conductivity, etc.
  • tolerance compensation elements for example, a molded bead on a plastic part, for example, the lid is attached (for example, a sealing lip) or a foaming of the interior of the sensor.
  • a seal can be realized if the sensor is used for pressure measurement, or requires a seal for other reasons, for example, to keep out moisture or
  • the sealing effect can be generated for example by appropriate shaping of the housing cover described above, or possibly more suitable by attaching a special sealing lip whose functions, for example, the said
  • the sealing lip can be molded on or inserted as a separate seal.
  • the seal may form a pressure channel that directs the external pressure to one side of the sensor module or sensor element and shields this pressure from the reference pressure.
  • the sensor module designates at least one element which contains the electronic functionality.
  • the sensor module designates at least one element which contains the electronic functionality.
  • Sensor element itself included, which receives the / the physical measurement parameters, and other electronic components that are necessary for the pre-processing.
  • Sensor element itself included, which receives the / the physical measurement parameters, and other electronic components that are necessary for the pre-processing.
  • Sensor modules in particular in the formation of a sensor array in a single sensor housing.
  • positive or non-positive connections can be formed in various ways, for example by clipping or
  • fixation refers to the attachment of a workpiece, component or material, for protection against Slipping (moving against each other) in unwanted trajectories, such as a mounting with screws (bracket), or a linear guide (“lateral fixation”), the buckling of cargo (load securing) Previously takes place a positioning of the components that possibly prefixed for the purpose of assembly.
  • a tolerance compensation element designates a component that is intended to transmit compressive forces and / or fill gaps and / or to effect a fixation of components and / or to form a seal. It compensates, as it were, the game (the tolerance), that in the space between two
  • Contact elements are used to produce an electrical contact according to the invention is distinguished between a contact element of the housing (housing contact element) and the counterpart, a
  • Contact element of the sensor module or an electronic component (module contact element). According to the invention, the number of contact elements is irrelevant. If only one contact element is mentioned in this document (or of a connecting pair), then the multiple execution of further connections is also included according to the invention.
  • Contact elements may be formed, for example, as spring elements, as connectors, as terminal contacts, etc.
  • Insertion is understood to mean a method of assembling multiple components by placing them in place at the correct location
  • Injection of gravity possibly assisted by a temporary device to hold the components in place.
  • the insertion usually follows a fixing by a positive, positive or cohesive connection.
  • FIG. 1 shows the structure of a sensor according to the prior art
  • FIG. 2 shows the construction according to the invention of a pressure sensor based on a sensor element with integrated contact surface
  • FIG. 3 shows the structure of an inertial sensor likewise with integrated contact surface
  • FIG. 4 shows the construction of an inertial sensor with a sensor module which has pins guided outward as connection possibility
  • FIG the possible formation of two contact elements for the advantageous production of a non-positive / positive connection shows the structure of a sensor according to the prior art
  • FIG. 2 shows the construction according to the invention of a pressure sensor based on a sensor element with integrated contact surface
  • FIG. 3 shows the structure of an inertial sensor likewise with integrated contact surface
  • FIG. 4 shows the construction of an inertial sensor with a sensor module which has pins guided outward as connection possibility
  • FIG the possible formation of two contact elements for the advantageous production of a non-positive / positive connection.
  • figure designations a and b illustrate only the respective sensor in the open or in the assembled state.
  • a displacement sensor is shown, as it may occur in the prior art.
  • a housing 11 which is closed by a cover 12, this can be welded or cast as already mentioned, for example.
  • Components and the sensor element 13 whether integrated or not, are applied to a component carrier 14, which can be clamped to the housing, for example.
  • this can be applied to a component carrier 14, which can be clamped to the housing, for example.
  • Deadlock also happen by means of the electrical connection 15;
  • the at least one electrical connection 15 takes over the electrical connection to the component.
  • a plurality of electrical connections may be formed and / or a plurality of electronic components may be used.
  • Shown is still a tolerance compensation element 16 which takes over the function of a seal in this case.
  • a fixing function of the tolerance compensation element is not necessary here since the components are already fixed above the component carrier 14.
  • a pressure sensor is shown by way of example which furthermore has a pressure channel 17.
  • FIG. 2 shows a sensor according to the invention, which is illustrated by the example of an air pressure sensor which likewise has a housing 21, a cover 22, a tolerance compensation element 26, a pressure channel 27 and an electrical connection element 25. New here is the use of a sensor module
  • This module 23 in which the electrical functionality of the previously existing components 13 is integrated.
  • This module 23 has an electrical contact surface (28) (module contact element), via which a spring contact 24 (housing contact element) produces an electrically conductive connection to the connection 25.
  • a spring contact 24 housing contact element
  • the tolerance compensation element 26 which here not only assumes the function of a comprehensive seal, but at the same time transmits a contact pressure of the cover 22 to the sensor module 23 and thus accomplishes the fixation of the sensor module.
  • a sensor according to the invention is also shown in FIG. 3, but without the expression of a pressure channel and a tolerance compensating element 26 cut to size.
  • a silicon pad or a cushion of another material 31 performs the task of fixing the sensor module in the housing.
  • the sensor shown here may e.g. an inertial sensor, e.g. be an acceleration sensor.
  • FIG. 4 likewise shows a sensor as shown in FIG. 3, which differs in that the sensor module 41 has not provided the module contact elements 42 on the housing body of the module itself, but instead they are designed as separate pins / feet. These are planar to the substrate of the integrated circuit
  • the spring element as in 24 or 43 may have a nose 53 at the contact point, which fits into a correspondingly shaped recess 54 of the module contact element in a form-fitting manner.
  • the housing contact element could have a corresponding shaping.

Abstract

Wegbausensor für die Verwendung im Automobil mit einem Sensormodul, einem Gehäuse, wenigstens einem elektrischen Anschluss des Sensormoduls (Kontaktelement), dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Kontaktelement des Sensormoduls eine jeweilige elektrische Verbindung zu einem jeweiligen Kontaktelement des Gehäuses kraft- oder formschlüssig herstellt, das Sensormodul in das Gehäuse ein- oder angelegt ist und das Sensormodul im oder am Gehäuse kraft- oder formschlüssig fixiert ist.

Description

Beschreibung
Titel
Wegbausensor und Verfahren zur Herstellung eines Wegbausensors mittels Einlegen und kraft-/formschlüssiger Verbindung
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Wegbausensor bzw. Verfahren zur Herstellung eines Wegbausensors nach Gattung der unabhängigen Ansprüche. Aus der DE 10 2004 021931 ist bereits ein Erzeugnis bekannt, welches ein
Gehäuse für eine elektronische Schaltung betrifft. Hierbei sind die elektronischen Bauelemente auf einer Leiterplatte angeordnet, die mit den Gehäuseteilen klebend verbunden ist. Weiterhin geschieht der Zusammenbau mittels eines Deckels, und auch die Verwendung einer Dichtung ist beschrieben.
Offenbarung der Erfindung
Der erfindungsgemäße Wegbausensor, bzw. das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines solchen Wegbausensors mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs hat demgegenüber den Vorteil, das Komponenten
(z.B. die Leiterplatte) und Montageprozesse entfallen können. Hierdurch ist eine günstigere Herstellung des Sensors möglich. Die elektronischen Bauelemente und das Sensorelement selber werden hierfür in ein eigenes Chipgehäuse (IC) integriert. Es stehen hierzu verschiedene Chipgehäuseformen zur Verfügung die dem Fachmann bekannt sind, beispielsweise die Bauformen SO, TSSOP, SSOP,
BGA. Dieser Chip wird im Folgenden Sensormodul genannt. Vorsorglich wird erwähnt dass auch die Verwendung mehrerer Sensormodule bzw. Bauelemente mit dem erfindungsgemäßen Verfahren möglich ist. Das Sensormodul wird bei der Montage in das Gehäuse eingelegt, und zwei gegenseitige Kontaktelemente (Modulkontaktelement und Gehäusekontaktelement) stellen eine elektrisch leitende Verbindung zwischen Modul und Gehäuseanschluss kraft- oder formschlüssig her. Auch das Sensormodul selber wird im Gehäuse kraft- oder formschlüssig fixiert, was den
Vorteil hat, dass Prozessschritte, die eine stoffschlüssige Verbindung herstellen und daher in der Regel recht aufwendig sind, entfallen können. Beispiele für diese aufwendigen Prozesse sind: Das Auflöten der Bauteile auf eine Leiterplatte, das Befestigen dieser z.B. mittels Einpresstechnik und das elektrische Kontaktieren durch beispielsweise Bonden oder Löten.
Zweckmäßigerweise wird der Zusammenbau ausschließlich durch Einlegen der Einzelbestandteile des gesamten Sensors und einer kraft- bzw. formschlüssigen Verbindung zwischen diesen hergestellt. Wird auf die weiter oben als nachteilig bezeichneten Kontaktierungsverfahren bei der Herstellung des Sensors generell verzichtet, so lassen sich Synergien im Produktionsprozess nutzen und Vorrichtung für die genannten aufwendigen Kontaktierungsverfahren einsparen.
Vorteilhaft ist, wenn das Gehäusekontaktelement als Federelement bzw. als Klemmvorrichtung ausgebildet ist. Durch das Einlegen des Sensormoduls, welches entsprechende elektrische Kontaktflächen freihält, beispielsweise in Form von Pins/Füßen bzw. offenliegende Kontaktflächen am Gehäusekörper des Sensormoduls, wird eine elektrisch leitende Verbindung zum Gehäusekontaktelement hergestellt. Falls dieses als Federkontakt ausgebildet ist, muss das Sensormodul eine Fixierung derart erfahren, dass ein Druck auf dieses Federelement ausgeübt wird und somit eine kraftschlüssige Verbindung hergestellt wird. Dieser Anpressdruck müsste dann nicht nur im Moment des Zusammenbaus sondern dauerhaft über die Lebensdauer des Sensors hinweg vorherrschen. Im Falle einer Klemm- oder Steckverbindung wird eine formschlüssige, gegebenenfalls ergänzt durch eine kraftschlüssige, Verbindung hergestellt. In diesem Fall ist ein immerwährender Anpressdruck nicht unbedingt zwingend, kann aus anderen Gründen wie z.B. der Sensorausrichtung aber dennoch notwendig sein. Vorteilhaft ist die Ausbildung des Gehäusekontaktelements als Metalleinlegeteil. In diesem Fall kann auch dieses elektrische Kontaktelement genauso wie die anderen Bauteile des Sensors mit dem gleichen Verfahren (Einlegen und kraft-/ formschlüssiges Verbinden) zusammengebaut werden. Beispielsweise kann dieses Metalleinlegeteil die Eigenschaft haben einerseits die Verbindung zum
Sensormodul herzustellen und auf der anderen Seite die Verbindung zum externen Sensoranschluss über die die Sensordaten bzw. Signale nach außen verfügbar zu machen. Genauso sind auch andere elektrische Verbindungsvarianten denkbar, bei denen das genannte Metalleinlegeteil nur einen Teil der Verbindung übernimmt.
Vorteilhafterweise können die Anschlusspins des Sensormoduls plan abstehen, sodass das Substrat des ICs und die Anschlüsse eine Ebene bilden. Üblicherweise ist bei der Herstellung solcher integrierter Schaltkreise diese Anordnung ohnehin eine Zwischenstufe im Herstellungsprozess zum fertigen IC.
Normalerweise würden die Pins/Füße des ICs in einem eigenen Prozessschritt gebogen werden, um z.B. eine Leiterplattenmontage zu ermöglichen. Dieser Prozessschritt könnte bei Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens auch entfallen und damit weitere Einsparungen ermöglichen.
Vorteilhafterweise werden die im vorigen Absatz genannten Pins bzw. Modulkontaktelemente in Verbindung mit den Gehäusekontaktelementen des Gehäuses so geformt, dass die kraft- bzw. formschlüssige Verbindung unterstützt wird. Denkbar ist hier beispielsweise eine Wölbung bzw. Körnung der Pins des Sensormoduls, in welche sich der rundliche Kontakt des Federelements einpasst bzw. zumindest zentriert. Hierdurch kann ein möglicher Kontaktverlust durch beispielsweise Erschütterungen vermieden bzw. reduziert werden, ebenso ein potenzieller Kurzschluss mit einem falschen Nachbarpin aufgrund verbogener Metallelemente beispielsweise des Federkontakts bzw. der Pins oder einem nicht exakten Einlegen des Sensormoduls während des Herstellungsprozesses.
Vorteilhafterweise findet die Fixierung der einzelnen Bauteile des Sensors, insbesondere des Sensormoduls mittels eines Kunststoffteils statt, welches das Sensormodul verschließt. Hierbei ist insbesondere an einen Kunststoffdeckel, oder an einen Deckel aus einem anderen Material gedacht. Abhängig vom - A -
Anwendungszweck des Sensor bedeutet Verschließen nicht zwangsläufig ein hermetisches Versiegeln, sondern soll insbesondere die Fixierung des Sensormoduls sicherstellen, des weiteren gegebenenfalls die bereits erwähnte elektrische Kontaktierung. Dieser Deckel kann weitere Aufgaben übernehmen, beispielsweise, indem er mit den anderen mechanischen Bestandteilen des
Sensors eine Verbindung eingeht, die nicht zerstörungsfrei wieder auflösbar ist. Dadurch kann sichergestellt werden dass niemand Drittes beispielsweise unerlaubte Manipulationen an diesem Sensor vornimmt. Ein Verfahren aus dem Stand der Technik ist das Laserschweißen des Deckels mit dem Gehäuse, oder das Vergießen, was allerdings zu einer stoffschlüssigen Verbindung führt, die ebenfalls nicht zerstörungsfrei rückgängig machbar ist. Derartige aufwändige Verfahren können bei Anwendung der Erfindung entfallen, bzw. ersetzt werden. Für den Fall kraft-/ bzw. formschlüssiger Verbindungen sind beispielsweise Klipsnasen denkbar, die derart geformt sind, dass sie beim Versuch des Öffnens des Sensors abbrechen würden und somit ein Nachweis einer Manipulation geführt werden kann. Der Aufbau des Sensor kann auch derart sein, dass das Sensorelement bzw. das Sensormodul nicht direkt im Gehäuse, sondern auch am Gehäuse zum Liegen kommt, um beispielsweise Messbedingungen, die nur außerhalb des Gehäuses vorliegen, detektieren zu können. Somit kann das Gehäuse und der Deckel u.a. zwei Aufgaben haben: Erstens einen mechanischen Zusammenbau des Sensors zu ermöglichen und/oder zweitens die mechanischen Messvoraussetzungen zu schaffen, die für die funktionale Verwendung des Sensors von Nöten sind, beispielsweise die Ausbildung eines Druckkanals, der Wärmeleitfähigkeit, etc.
Vorteilhafterweise kann weiterhin ein Toleranzausgleichselement Anwendung finden, welches bei der Fixierung bzw. der Ausübung eines Anpressdrucks auf das Sensormodul Anwendung finden kann. In einem einfachen Fall kann das beispielsweise ein Silikonkissen sein, welches zwischen dem Gehäusedeckel und dem Sensormodul zum Liegen kommt und durch den Anpressdruck des
Gehäusedeckels den Anpressdruck an das Sensormodul weitergibt. Hierbei können sich weitere positive Eigenschaften des jeweiligen Materials zu Nutze gemacht werden, beispielsweise eine flexible Verbindung, Wärmeleitfähigkeit, etc. Es sind auch andere Toleranzausgleichselemente denkbar beispielsweise eine angespritzte Wulst, die auf einem Kunststoffteil beispielsweise dem Deckel angebracht ist (z.B. eine Dichtlippe) oder auch ein Ausschäumen des Innenraum des Sensors.
Vorteilhafterweise kann eine Dichtung realisiert werden, falls der Sensor zur Druckmessung dient, oder eine Dichtung aus anderen Gründen benötigt, beispielsweise zur Fernhaltung von Feuchtigkeit oder
Umgebungsdruckschwankungen. Die dichtende Wirkung kann beispielsweise durch entsprechende Ausformung des oben beschriebenen Gehäusedeckels erzeugt werden, oder ggf. geeigneter durch das Anbringen einer speziellen Dichtlippe, deren Funktionen beispielsweise auch das genannte
Toleranzausgleichselement übernehmen kann. Die Dichtlippe kann angespritzt werden, oder auch als separate Dichtung eingelegt werden. Im Falle beispielsweise eines Drucksensors kann die Dichtung einen Druckkanal bilden der den äußeren Druck auf eine Seite des Sensormoduls oder Sensorelements leitet und diesen Druck vom Referenzdruck abschirmt.
Begriffserläuterungen
Das Sensormodul bezeichnet vorliegend wenigstens ein Element welches die elektronische Funktionalität beinhaltet. Hierin ist üblicherweise wenigstens ein
Sensorelement selber enthalten, welches den/die physikalischen Messparameter aufnimmt, sowie weitere elektronische Bauteile, die für die Vorverarbeitung notwenig sind. Idealerweise existiert nur ein integriertes Sensormodul in dem die komplette Elektronik enthalten ist, es sind jedoch auch erfindungsgemäße Sensoren denkbar, die zusätzlich Bauelemente enthalten oder mehrere
Sensormodule, insbesondere bei der Ausbildung eines Sensorarrays in einem einzigen Sensorgehäuse.
Form- bzw. kraftschlüssige Verbindungen können definitionsgemäß auf verschiedene Weisen ausgebildet werden, beispielsweise durch Klipsen oder
Verrasten, Verdrücken, Verklemmen, etc. Zur Definition der Begriffe form-, kraft- und stoffschlüssig sei auf entsprechende Lexika (z.B. Wikipedia) verwiesen.
Die Fixierung, oder auch mechanische Stabilisierung, bezeichnet die Befestigung eines Werkstückes, Bauteils oder eines Werkstoffes, zur Sicherung gegen Verrutschen (gegeneinander bewegen) in nicht gewünschten Bewegungsbahnen, wie zum Beispiel eine Montage mit Schrauben (Halterung), oder einer Linearführung („seitliche Fixierung"), das Festschnallen von Ladegut (Ladegutsicherung). Vorhergehend findet ein in Position bringen der Bauteilen statt, die ggf. zum Zwecke der Montage vorfixiert werden.
Ein Toleranzausgleichselement bezeichnet ein Bauteil, dass dazu vorgesehen ist Druckkräfte weiterzugeben und/oder Zwischenräume auszufüllen und/oder eine Fixierung von Bauteilen zu bewirken und/oder eine Dichtung zu bilden. Es gleicht sozusagen das Spiel (die Toleranz) aus, das im Raum zwischen zwei
Bauteilen entsteht.
Kontaktelemente dienen der Herstellung eines elektrischen Kontakts wobei erfindungsgemäß unterschieden wird zwischen einem Kontaktelement des Gehäuses (Gehäusekontaktelement) und dem Gegenstück, einem
Kontaktelement des Sensormoduls, bzw. eines elektronischen Bauteiles (Modulkontaktelement). Erfindungsgemäß ist die Anzahl der Kontaktelemente unerheblich. Ist in dieser Schrift nur von einem Kontaktelement die Rede (bzw. von einem verbindenden Paar), so ist damit auch die mehrfache Ausführung weiterer Verbindungen erfindungsgemäß mit eingeschlossen. Die
Kontaktelemente können beispielsweise als Federelemente, als Steckverbinder, als Klemmkontakte, etc. ausgebildet sein.
Unter Einlegen versteht man ein Verfahren zum Zusammenbau mehrerer Bauteile durch räumliches Plazieren an der richtigen Stelle lediglich unter
Einwirkung der Schwerkraft, gegebenenfalls unterstützt durch eine temporäre Vorrichtung um die Bauteile in Position zu halten. Dem Einlegen folgt üblicherweise ein Fixieren durch eine kraft-, form- oder stoffschlüssige Verbindung.
Zeichnungen
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 den Aufbau eines Sensors nach dem Stand der Technik, Figur 2 den erfindungsgemäßen Aufbau eines Drucksensors auf Basis eines Sensorelements mit integrierter Kontaktfläche, Figur 3 zeigt den Aufbau eines Inertialsensors ebenso mit integrierter Kontaktfläche, Figur 4 zeigt den Aufbau eines Inertialsensors mit einem Sensormodul welches plan nach außen geführte Pins als Anschlussmöglichkeit besitzt, Figur 5 zeigt die mögliche Formung zweier Kontaktelemente zur vorteilhaften Herstellung einer kraft-/formschlüssigen Verbindung.
Allgemeines zu allen Figuren:
Die Figurenbezeichnungen a bzw. b illustrieren lediglich den jeweiligen Sensor im offenen bzw. im zusammengebauten Zustand.
Desweiteren sind der Übersicht halber keine Kontaktpunkte/-vorrichtungen dargestellt, mittels derer der Sensor an beispielsweise der Karosserie befestigt werden könnte.
Die Zeichnungen sind schematische im Querschnitt dargestellt, erfindungsgemäß können auch mehrere elektrische Anschlüsse und/oder Verbindungspunkte auf die erfindungsgemäße Weise kontaktiert werden.
In Figur 1 ist ein Wegbausensor gezeigt, wie er in dem Stand der Technik nach vorkommen kann. Es existiert ein Gehäuse 11 welches durch einen Deckel 12 verschlossen wird, dieser kann wie bereits erwähnt beispielsweise verschweißt oder vergossen werden. Bauelemente und das Sensorelement 13 ob integriert oder nicht, werden auf ein Bauelementeträger 14 aufgebracht, welcher mit dem Gehäuse beispielsweise verklemmt werden kann. Optional kann diese
Verklemmung auch mittels des elektrischen Anschluss 15 geschehen; in jedem Fall übernimmt der wenigstens eine elektrische Anschluss 15 die elektrische Verbindung zu dem Bauelement. Natürlich können auch mehrere elektrische Verbindungen ausgebildet sein und/oder mehrere elektronische Bauelemente verwendet werden. Dargestellt ist weiterhin ein Toleranzausgleichselement 16 welches in diesem Fall die Funktion einer Dichtung übernimmt. Eine fixierende Funktion des Toleranzausgleichelements ist hier nicht notwendig da die Bauteile bereits über dem Bauelementeträger 14 fixiert sind. Im vorliegenden Fall ist beispielhaft ein Drucksensor dargestellt der weiterhin über einen Druckkanal 17 verfügt. In Figur 2 ist nun ein erfindungsgemäßer Sensor, am Beispiel eines Luftdrucksensors dargestellt, der ebenso über ein Gehäuse 21, einen Deckel 22, ein Toleranzausgleichselement 26, ein Druckkanal 27 und ein elektrisches Anschlusselement 25 verfügt. Neu ist hier die Verwendung eines Sensormoduls
23 in dem die elektrische Funktionalität der bisher vorhandenen Bauelemente 13 integriert ist. Dieses Modul 23 besitzt eine elektrische Kontaktfläche (28) (Modulkontaktelement), über die ein Federkontakt 24 (Gehäusekontaktelement) eine elektrisch leitende Verbindung zum Anschluss 25 herstellt. Unterschiedlich ist ebenso die Funktionalität des Toleranzausgleichselements 26, welches hier nicht nur die Funktion einer umfassenden Dichtung übernimmt, sondern gleichzeitig einen Anpressdruck des Deckels 22 auf das Sensormodul 23 überträgt und somit die Fixierung des Sensormoduls bewerkstelligt.
In Figur 3 ist ebenso ein erfindungsgemäßer Sensor dargestellt, der jedoch ohne die Ausprägung eines Druckkanals und eines entsprechend zugeschnittenen Toleranzausgleichselements 26. Ein Silikonkissen oder ein Kissen eines anderen Werkstoffs 31 übernimmt die Aufgabe des Fixierens des Sensormoduls im Gehäuse. Der hier dargestellte Sensor kann z.B. ein Inertialsensor wie z.B. ein Beschleunigungssensor sein.
In Figur 4 ist ebenso ein Sensor wie in Figur 3 dargestellt, der sich dadurch unterscheidet, dass das Sensormodul 41 die Modulkontaktelemente 42 nicht am Gehäusekörper des Moduls selber vorgesehen hat, sondern diese als separate Pins/Füße 42 ausgebildet sind. Diese sind plan zum Substrat der integrierten
Schaltung ausgebildet. Auch klassisch gebogene Pins können jedoch mit dem erfindungsgemäße Verfahren beispielsweise über einen Federkontakt wie in 43 dargestellt kontaktiert werden.
In Figur 5 ist eine zusätzliche formschlüssige Verbindungsmöglichkeit der
Kontaktelemente zwischen dem Sensorelement 51 und dem elektrischen Anschluss 52 dargestellt. Das Federelement wie in 24 oder 43 kann an der Kontaktstelle eine Nase 53 besitzen, welche sich in eine entsprechend geformte Vertiefung 54 des Modulkontaktelements formschlüssig einpasst. Ebenso könnte das Gehäusekontaktelement eine entsprechende Formung aufweisen.

Claims

Ansprüche
1. Wegbausensor für die Verwendung im Automobil mit:
- einem Sensormodul (23) mit wenigstens einem Modulkontaktelement (28),
- einem Gehäuse (21), - wenigstens einem elektrischen Anschluss (25) zum Sensormodul (23),
- welcher wenigstens ein Gehäusekontaktelement (24) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass
- das wenigstens eine Modulkontaktelement (28) eine jeweilige elektrische Verbindung zu einem jeweiligen Gehäusekontaktelement (24) kraft- oder formschlüssig herstellt,
- das Sensormodul (23) in das Gehäuse (21) ein- oder angelegt ist,
- das Sensormodul (23) im oder am Gehäuse (21) kraft- oder formschlüssig fixiert ist.
2. Wegbausensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der
Zusammenbau ausschließlich durch Einlegen und Kraft- und/oder Formschluss geschieht.
3. Wegbausensor nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Gehäusekontaktelement als Federelement (24) und/oder Klemmvorrichtung ausgebildet ist.
4. Wegbausensor nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Gehäusekontaktelement (24) als Metalleinlegeteil ausgebildet ist.
5. Wegbausensor nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine elektrische Anschluss des Sensormoduls (23) plan abstehende Kontaktflächen/Füße (42) aufweist.
6. Wegbausensor nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweiligen Modul- (53) und Gehäusekontaktelemente (54) derart geformt sind, dass eine Fixierung und/oder Verrastung zwischen diesen stattfindet.
7. Wegbausensor nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixierung des Sensormoduls (23) im oder am Gehäuse (21) mittels eines das Sensormodul verschließenden Kunststoffteils (22) stattfindet.
8. Wegbausensor nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixierung des Sensormoduls (23) im oder am Gehäuse (21) durch ein
Toleranzausgleichselement (26) unterstützt wird.
9. Wegbausensor nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Dichtung (26) beim kraft- oder formschlüssigen Verbinden einen Druckkanal (27) ausbildet oder den Sensor abdichtet.
10. Verfahren zur Herstellung eines Wegbausensor für die Verwendung im Automobil mit:
- einem Sensormodul (23) mit wenigstens einem Modulkontaktelement (28), - einem Gehäuse (21),
- wenigstens einem elektrischen Anschluss (25) zum Sensormodul (23),
- welcher wenigstens ein Gehäusekontaktelement (24) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass
- das wenigstens eine Modulkontaktelement (28) eine jeweilige elektrische Verbindung zu einem jeweiligen Gehäusekontaktelement (24) kraft- oder formschlüssig herstellt,
- das Sensormodul (23) in das Gehäuse (21) ein- oder angelegt ist,
- das Sensormodul (23) im oder am Gehäuse (21) kraft- oder formschlüssig fixiert ist.
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