Sensor mit abdichtender Beschichtung Sensor with sealing coating
Die Erfindung betrifft einen Sensor gemäß Oberbegriff von Anspruch 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Sensors gemäß Oberbegriff von Anspruch 10. The invention relates to a sensor according to the preamble of claim 1 and to a method for producing a sensor according to the preamble of claim 10.
Es sind Geschwindigkeitssensoren bekannt, wie beispielsweise der in Druckschrift EP 0 889774 Bl offenbarte Raddrehzahlsensor, der einen Leadframe umfasst, welcher mit einem Sensorelement und einer Signalverarbeitungsschaltung bestückt ist. Das Sensorelement und die Signalverarbeitungsschaltung sind auf dem Leadframe in ein erstes inneres Kunststoffgehäuse eingebettet, welches Positionierelemente zur Positionierung in einem Speed sensors are known, such as the wheel speed sensor disclosed in document EP 0 889 774 B1, which comprises a leadframe which is equipped with a sensor element and a signal processing circuit. The sensor element and the signal processing circuit are embedded on the leadframe in a first inner plastic housing, which positioning elements for positioning in one
Spritzgusswerkzeug aufweist, wobei diese Positionierelemente Schmelzrippen aufweisen, die sich dicht mit einem äußeren Kunststoffgehäuse verbinden, in welches das erste innere Kunststoffgehäuse eingebettet ist. Injection molding tool, wherein these positioning elements have fins, which connect tightly with an outer plastic housing, in which the first inner plastic housing is embedded.
Solch ein äußeres Gehäuse, beispielsweise aus Thermoplast ausgebildet, insbesondere wenn dessen Gehäusewand eine relativ geringe Materialstärke aufweist, kann manchmal dazu neigen Feuchtigkeit aufzunehmen und ins das Innere durchzulassen. Außerdem können Bestandteile des äußeren Gehäuses in das Innere gelangen, die sich möglicherweise störend auf elektronische Bauelemente auswirken. Besonders bei relativ geringen Abmes¬ sungen des Sensors, wobei auch die Abstände zwischen Leiterbahnen des Leadframes und zwischen elektrischen Kontakten relativ klein sind, können so möglicherweise Fehlströme und Kriechströme bedingt werden. Such an outer housing, for example made of thermoplastic, in particular if its housing wall has a relatively low material thickness, can sometimes tend to absorb moisture and to let in the interior. In addition, components of the outer housing can get into the interior, which may interfere with electronic components. Particularly with relatively small dimen ¬ measurements of the sensor, whereby the distances between conductor tracks of the lead frame and between electrical contacts are relatively small, can be caused to possibly fault currents and leakage currents.
Es ist bekannt diese potentiellen Schwierigkeiten durch die Wahl eines relativ hochwertigen Materials des äußeren Gehäuses zu vermeiden, wobei solche Materialien meist relativ teuer sind. Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Sensor sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Sensors vorzuschlagen, welcher relativ zuverlässig bzw. robust und/oder relativ kostengünstig und/oder gegen Umwelteinflüsse relativ gut abgedichtet bzw.
unempfindlich ist, und dabei insbesondere eine relativ große Dauerhaftigkeit der Abdichtung bzw. Unempfindlichkeit aufweist. It is known to avoid these potential difficulties by choosing a relatively high quality material of the outer housing, such materials are usually relatively expensive. The invention is based on the object to propose a sensor and a method for producing a sensor which is relatively reliable or robust and / or relatively inexpensive and / or relatively well sealed against environmental influences or insensitive, and in particular has a relatively high durability of the seal or insensitivity.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch den Sensor gemäß Anspruch 1 sowie das Verfahren gemäß Anspruch 10. This object is achieved by the sensor according to claim 1 and the method according to claim 10.
Ein inneres Gehäuse wird bevorzugt als Innengehäuse verstanden und ein äußeres Gehäuse vorzugsweise als Außengehäuse. Ein inneres Gehäuse ist dabei insbesondere ein Gehäuse, welches ein oder mehrere Bauelemente, besonders bevorzugt elektronische Bauelemente, die auf einem Leadframe angeordnet sind, einhaust, besonders bevorzugt vollständig einhaust. An inner housing is preferably understood as an inner housing and an outer housing preferably as an outer housing. In this case, an inner housing is in particular a housing which houses one, particularly preferably completely, one or more components, particularly preferably electronic components, which are arranged on a leadframe.
Das äußere Gehäuse ist bevorzugt aus Thermoplast und/oder Duroplast als Kunststoffmaterial ausgebildet. The outer housing is preferably formed of thermoplastic and / or thermosetting plastic material.
Unter der Formulierung, dass ein Bauelement, wie beispielsweise ein Sensorelement oder eine Signalverarbeitungsschaltung, auf einem Leadframe angeordnet ist, wird bevorzugt eine elektrische Kontaktierung und/oder eine Befestigung des Bauelements mit dem Leadframe verstanden. Under the formulation that a component, such as a sensor element or a signal processing circuit, is arranged on a leadframe, an electrical contacting and / or an attachment of the component to the leadframe is preferably understood.
Vorzugsweise wird unter einem Leadframe ein elektrisch leit¬ fähiger Leiterrahmen verstanden bzw. ein Stanzgitter aus Metall. Preferably an electrically leit ¬ capable leadframe is meant by a leadframe or a stamped grid made of metal.
Die Beschichtung ist vorzugsweise so ausgebildet, dass sie zumindest das erste innere Gehäuse abdichtet. Unter dem Begriff Abdichten, wird dabei zweckmäßigerweise verstanden, dass ein Eindringen von Feuchtigkeit und/oder von Stoffen, die aus dem äußeren Gehäuse lösbar sind und nach innen gelangen können und/oder aus dem äußeren Gehäuse nach innen diffundieren können, beispielsweise in das erste innere Gehäuse oder ein anderes inneres Gehäuse, durch die Beschichtung vermieden wird. Der Sensor umfasst bevorzugt ein oder zwei oder drei oder mehr innere Gehäuse, welche insbesondere gemeinsam in das äußere Gehäuse zumindest teilweise eingebettet sind.
Unter einer zumindest teilweisen Einbettung wird zweckmäßigerweise eine im Wesentlichen vollständige Einbettung bzw. Umhüllung verstanden oder alternativ vorzugsweise eine Einbettung, bei der wenigstens ein Teil, beispielsweise eines inneren Gehäuses/ eines elektronischen Bauelements, von dem äußeren Gehäuse/ von dem das elektronische Bauelement ein¬ bettende innere Gehäuse unbedeckt bleibt. The coating is preferably designed such that it seals at least the first inner housing. The term sealing, it is expediently understood that an ingress of moisture and / or substances that are detachable from the outer housing and can get inward and / or can diffuse from the outer housing to the inside, for example, in the first inner Housing or other internal housing, through which coating is avoided. The sensor preferably comprises one or two or three or more inner housings, which are in particular jointly at least partially embedded in the outer housing. An at least partially embedding a substantially complete embedding or sheathing is advantageously understood or alternatively preferably embedding, at least a portion, such as an inner casing / an electronic component of the outer casing / from which the electronic component is a ¬ end of the bed inner housing remains uncovered.
Es ist bevorzugt, dass das Sensorelement und/oder eine Sig¬ nalverarbeitungsschaltung, insbesondere in einem gemeinsamen Sensorbauteil integriert, auf dem Leadframe angeordnet sind und von dem ersten inneren Gehäuse, aus Kunststoff ausgebildet, insbesondere aus Epoxy, umschlossen sind, wobei zumindest eine Leadframestruktur aus dem ersten inneren Gehäuse hinausragt und/oder im Wesentlichen bündig an der Außenfläche des ersten inneren Gehäuses als Stumpf endet, It is preferable that the sensor element and / or a Sig ¬ nalverarbeitungsschaltung, in particular integrated in a common sensor element are arranged on the leadframe and is formed from the first inner housing, made of plastic, in particular from epoxy, are enclosed, wherein at least one leadframe structure protrudes from the first inner housing and / or ends substantially flush with the outer surface of the first inner housing as a stump,
wobei die Beschichtung so ausgebildet ist, dass sie das erste innere Gehäuse von außen im Wesentlichen vollständig abdichtend umschließt. Das Sensorelement und die Signalverarbeitungs¬ schaltung sind dabei zweckmäßigerweise in ein gemeinsames elektronisches Bauelement integriert, beispielsweise in einen ASIC. Es ist zweckmäßig, dass die Beschichtung die eine oder mehreren Leadframestrukturen, welche aus dem ersten inneren Gehäuse hinausragen oder im Wesentlichen bündig an der Außenfläche des ersten inneren Gehäuses als Stumpf enden, zumindest teilweise umschließt und/oder beschichtet, so dass die Beschichtung so ausgebildet ist, wherein the coating is formed so that it surrounds the first inner housing from the outside substantially completely sealingly. The sensor element and the signal processing ¬ circuit are expediently integrated into a common electronic component, for example in an ASIC. It is expedient for the coating to at least partially surround and / or coat the one or more lead frame structures which protrude from the first inner housing or terminate substantially flush with the outer surface of the first inner housing, so that the coating is formed in this way .
dass der Austrittsbereich und/oder Grenzbereich dieser einen oder dieser mehreren Leadframestrukturen mit/aus dem ersten inneren Gehäuse gegenüber diesem ersten inneren Gehäuse abgedichtet sind. in that the exit region and / or boundary region of these one or more lead frame structures are sealed to / from the first inner housing with respect to this first inner housing.
Es ist bevorzugt, dass der Sensor wenigstens ein erstes inneresIt is preferable that the sensor has at least a first inner
Gehäuse und ein zweites inneres Gehäuse aufweist, Housing and a second inner housing,
die insbesondere jeweils mindestens ein auf dem Leadframe
angeordnetes elektronisches Bauelement einbetten, wobei das erste innere Gehäuse und das zweite innere Gehäuse durch mindestens ein Zwischensegment des Leadframes miteinander elektrisch und mechanisch verbunden sind und in particular at least one each on the leadframe embedding arranged electronic component, wherein the first inner housing and the second inner housing are electrically and mechanically connected to each other by at least one intermediate segment of the leadframe and
wobei die Beschichtung dieses wenigstens eine Zwischensegments des Leadframes umhüllt und wherein the coating encloses this at least one intermediate segment of the leadframe and
außerdem wenigstens die Bereiche bzw. Übergänge bzw. Über¬ gangsflächen des ersten inneren Gehäuses und des zweiten inneren Gehäuses umhüllt, in denen das wenigstens eine Zwischensegment des Leadframes in diese Gehäuse eintritt und/oder hineinragt und/oder aus diesen hinausragt. also envelops at least the regions or transitions or over ¬ transition surfaces of the first inner housing and the second inner housing, in which the entering at least one intermediate segment of the leadframe in this housing and / or projects and / or protrudes therefrom.
Es ist dabei zweckmäßig, dass die Beschichtung, die das we¬ nigstens eine Zwischensegment des Leadframes umhüllt sowie Teile des ersten und zweiten inneren Gehäuses, zusammenhängend und/oder einstückig ausgebildet ist sowie abdichtend ausgebildet ist. Hierbei ist besonders bevorzugt nur der direkt an das Zwischensegment des Leadframes angrenzende Teil des Gehäuses des jeweiligen inneren Gehäuses beschichtet oder alternativ vor- zugsweise im Wesentlichen ein Viertel oder ein Drittel oder die Hälfte des an das Zwischensegment des Leadframes angrenzende Gebiet der Fläche des entsprechenden inneren Gehäuses. It is expedient that the coating that surrounds the we ¬ least one intermediate segment of the lead frame and parts of the first and second inner housing, is formed integrally and / or in one piece and is formed sealingly. In this case, only the part of the housing of the respective inner housing which is directly adjacent to the intermediate segment of the leadframe is preferably coated, or alternatively preferably substantially one fourth or one third or half of the region of the surface of the corresponding inner housing adjacent to the intermediate segment of the leadframe ,
Die Beschichtung ist/ wird bevorzugt mittels eines Plasmabe- schichtungsverfahrens erzeugt und die Beschichtung ist dabei insbesondere aus mindestens einem Organosilikat ausgebildet, besonders bevorzugt als duroplastischer Lack oder als eine duroplastische Beschichtung ausgebildet, welche durch das Plasmabeschichtungsverfahren erzeugt wird bzw. abgesetzt wird. The coating is / is preferably produced by means of a plasma coating method and the coating is formed in particular from at least one organosilicate, particularly preferably as a thermosetting lacquer or as a thermosetting coating which is produced or deposited by the plasma coating process.
Es ist bevorzugt, dass die Beschichtung aus mindestens einem Schutzlack ausgebildet ist. Der Schutzlack ist dabei insbe¬ sondere als Lack ausgebildet, der eine oder mehrere der folgenden Basismaterialen aufweist: Acryl, Polyurethan, Acrylate, Epoxy, Silikon-Acryl , modifiziertes Silikon. Dabei ist/ wird derIt is preferred that the coating is formed from at least one protective lacquer. The protective lacquer is in particular ¬ special designed as a lacquer having one or more of the following base materials: acrylic, polyurethane, acrylates, epoxy, silicone-acrylic, modified silicone. It is / is the
Schutzlack als Beschichtung besonders bevorzugt durch Sprühen oder Tauchen aufgetragen.
Es ist zweckmäßig, dass die Beschichtung aus einem Kunststoff, insbesondere einem Thermoplast oder einem vergossenen Duroplast bzw. einer duroplastischen Vergussmasse, ausgebildet ist. Der Sensor ist bevorzugt als Geschwindigkeitssensor ausgebildet, insbesondere als Raddrehzahlsensor also alternativ vorzugsweise als Geschwindigkeitssensor für den Antriebsmotor eines Protective coating as a coating particularly preferably applied by spraying or dipping. It is expedient that the coating is made of a plastic, in particular a thermoplastic or a cast thermoset or a thermosetting potting compound. The sensor is preferably designed as a speed sensor, in particular as a wheel speed sensor, that is, as an alternative, preferably as a speed sensor for the drive motor
Kraftfahrzeugs und dabei besonders bevorzugt als Kurbelwel¬ lensensor oder Nockenwellensensor. Motor vehicle, and particularly preferably as Kurbelwel ¬ lensensor or camshaft sensor.
Das Verfahren ist zweckmäßigerweise zur Herstellung einer oder mehrerer der oben erläuterten Varianten des Sensors ausgestaltet . Es ist bevorzugt, dass nach dem Bestücken des Leadframes mit wenigstens einem elektronischen Bauelement, wie beispielsweise dem Sensorelement und nach dem darauf folgenden Einbetten zumindest eines solchen elektronischen Bauelements in ein inneres Gehäuse durch einen Spritzgussvorgang, ein oder mehrere Teile des Leadframes bzw. des als Dambar bezeichneten Leadframes bzw. eines Dambars, welcher nach diesem Spritzgussvorgang aus diesem inneren Gehäuse herausragen, abgetrennt werden, beispielsweise durch Stanzen bzw. Freistanzen. Dadurch wird zumindest ein Stumpf des Leadframes/ Dambars erzeugt, welcher im Wesentlichen bündig an/mit der Oberfläche eines inneren Gehäuses endet . The method is expediently designed to produce one or more of the variants of the sensor explained above. It is preferred that after the insertion of the leadframe with at least one electronic component, such as the sensor element and after the subsequent embedding of at least one such electronic component in an inner housing by an injection molding process, one or more parts of the leadframe or as dambar designated lead frames or a Dambars, which protrude after this injection molding process from this inner housing, are separated, for example by punching or free dancing. As a result, at least one stump of the leadframe / dambar is produced, which ends essentially flush with the surface of an inner housing.
Die Erfindung bezieht sich außerdem auf die Verwendung des Sensors in Kraftfahrzeugen, insbesondere als Geschwindig- keitssensor. The invention also relates to the use of the sensor in motor vehicles, in particular as a speed sensor.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen an Hand von Figuren. Further preferred embodiments will become apparent from the subclaims and the following description of exemplary embodiments with reference to figures.
Es zeigen in schematischer Darstellung It show in a schematic representation
Fig. 1 und Fig. 2 jeweils ein Ausführungsbeispiel des Sensors,
welcher einen Leadframe 3 umfasst, auf welchem jeweils nicht dargestellt elektronische Bauteile angeordnet sind, die in einem ersten inneren Gehäuse 1 und einem zweiten inneren Gehäuse 2 eingebettet sind. Dabei ist beispielgemäß in erstem inneren Gehäuse 1 ein Sensorelement und eine Signalverarbeitungs¬ schaltung angeordnet und eingebettet und in zweitem inneren Gehäuse 2 ein Kondensator als elektronisches Schutzelement. 1 and FIG. 2 each show an embodiment of the sensor, which comprises a leadframe 3 on which electronic components (not illustrated in each case) are arranged, which are embedded in a first inner housing 1 and a second inner housing 2. It is for example arranged in accordance with the first inner housing 1, a sensor element and a signal processing circuit ¬ and embedded in the second inner housing 2, a capacitor as an electronic protection element.
In Fig. 1 sind erstes und zweites inneres Gehäuse 1 und 2 vollständig durch Beschichtung 3 abgedichtet wobei die Be- schichtung 3 außerdem durchgängig bzw. einstückig den nicht Leadframe vollständig bedeckt bis auf die Enden der zwei Leadframebeine 7, welche zur elektrischen Kontaktierung des Sensors vorgesehen sind, soweit der Leadframe 3 aus den inneren Gehäusen 1 und 2 herausragt. In FIG. 1, the first and second inner housings 1 and 2 are completely sealed by coating 3, wherein the coating 3 also completely or integrally completely covers the non-lead frame except for the ends of the two leadframe legs 7, which are provided for electrical contacting of the sensor are, as far as the leadframe 3 protrudes from the inner housings 1 and 2.
Erstes inneres Gehäuse 1 weist im Wesentlichen bündig an seiner Außenfläche einen Stumpf 5 des Leadframes bzw. einer Lead- framestruktur auf, wobei dieser ebenfalls von Beschichtung 3 bedeckt ist. First inner housing 1 has substantially flush on its outer surface a stump 5 of the leadframe or a leadframe structure, which is also covered by coating 3.
Im Ausführungsbeispiel des Sensors, das anhand der Fig. 2 veranschaulicht ist, ist im Unterschied zu Fig. 1 die Be¬ schichtung 3 so ausgebildet, dass sie ein eine Zwischensegments des Leadframes 3 umhüllt und außerdem wenigstens die Bereiche des ersten inneren Gehäuses 1 und des zweiten inneren Gehäuses 2 umhüllt, in denen das wenigstens eine Zwischensegment des Leadframes in diese Gehäuse eintritt, wobei dieser beschichtete Bereich beispielgemäß jeweils im Wesentlichen ein Drittel der Oberfläche des ersten inneren und zweiten inneren Gehäuses 1, 2 ausmacht . In the exemplary embodiment of the sensor, is illustrated with reference to FIG. 2, 1, Be ¬ coating 3 is in contrast to FIG. Configured such that it encloses an intermediate segment of the lead frame 3, and also at least the portions of the first inner housing 1 and the envelopes the second inner housing 2, in which the at least one intermediate segment of the leadframe enters into these housing, said coated area, for example, each substantially equal to a third of the surface of the first inner and second inner housing 1, 2.
Stumpf 5 des Leadframes wird in diesem Ausführungsbeispiel nicht von Beschichtung 3 umhüllt bzw. bedeckt. Blunt 5 of the leadframe is not covered or covered by coating 3 in this embodiment.
In den Ausführungsbeispielen des Sensors, wie anhand der Figuren 1 und 2 dargestellt ist jeweils nicht das äußere Gehäuse ab¬ gebildet. Dieses umschließt dabei aber in nicht dargestellter
Weise das erste und zweite innere Gehäuse 1 und 2 vollständig sowie die daraus hinausragenden Teile des Leadframes 3, mit Ausnahme der beiden Enden der zwei Leadframebeine 7.
In the embodiments of the sensor, as shown with reference to Figures 1 and 2 is not formed in each case from the outer housing ¬ . This encloses it but not shown Do the first and second inner housing 1 and 2 completely and the protruding parts of the leadframe 3, with the exception of the two ends of the two leadframe legs 7th