Beschreibung Titel
Anschlussvorrichtung für einen Drucksensor, Drucksensor und Verfahren zur Herstellung einer Anschlussvorrichtung
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Anschlussvorrichtung für einen Drucksensor nach der Gattung des unabhängigen Anspruchs 1 und von einem korrespondierenden Drucksensor nach der Gattung des unabhängigen Anspruchs 7 sowie von einem Verfahren zur Herstellung einer Anschlussvorrichtung für einen Drucksensor nach der Gattung des unabhängigen Anspruchs 10.
Aus der DE 10 2012 204 911 AI ist eine Drucksensoreinheit mit einer Schutzhülse bekannt, in welcher zumindest eine Messzelle, ein Schaltungsträger und eine Anschlussvorrichtung mit einer senkrecht zum Schaltungsträger angeordneten Leiterplatte, welche eine elektronische Schaltung mit mindestens einem elektronischen und/oder elektrischen Bauteil trägt, und einer Stützeinheit angeordnet sind. Die Messzelle weist mindestens einen Anschlusspunkt auf, über welchen mindestens ein elektrisches Ausgangssignal der Messzelle abgreifbar ist, wobei der Schaltungsträger eine interne Schnittstelle aufweist, welche das mindestens eine elektrische Ausgangssignal der Messzelle abgreift und an die elektronische Schaltung anlegt. Die Stützeinheit weist eine externe Schnittstelle auf, über welche mindestens ein elektrisches Ausgangssignal der auf der Leiterplatte angeordneten elektronischen Schaltung abgreifbar ist. Die interne Schnittstelle ist an einem ersten Ende der Schutzhülse ausgebildet und die externe Schnittstelle ist an einem zweiten Ende der Schutzhülse ausgebildet. Die Stützeinheit umfasst einen Grundkörper mit einer Außenkontur, welcher eine ersten Fügegeometrie, welche Teil der externen Schnittstelle ist und externe Kontaktelemente führt und/oder elektrisch kontaktiert, und eine zweite Fügegeometrie aufweist, über
welche die Stützeinheit mit der Leiterplatte gefügt ist. Zudem stützt die Stützeinheit über die Außenkontur die über die zweite Fügegeometrie gefügte Leiterplatte gegen eine Innenkontur der Schutzhülse ab. Der Schaltungsträger besteht vorzugsweise zumindest aus einem Kunststoff- Vorspritzling aus galvanisierbarem Kunststoff und einem zweiten, nicht galvanisierbaren Kunststoff, wobei Leiterbahnen und elektrisch leitende Kontaktstellen Flächen in einem galvanischen Prozess als metallische Oberflächenbeschichtung auf dem galvanisierten Kunststoff erzeugt werden.
Offenbarung der Erfindung
Die erfindungsgemäße Anschlussvorrichtung für einen Drucksensor gemäß den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 und der erfindungsgemäße Drucksensor gemäß den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 7 haben demgegenüber den Vorteil, dass die elektrische und mechanische Verbindung der Stützeinheit mit der Leiterplatte während der Bestückung der Leiterplatte mit dem mindestens einen elektronischen und/oder elektrischen Bauteil erfolgt. Das bedeutet, dass aufwändige und zusätzliche Klebstoffdispens- und Aushärteprozesse zur mechanischen Verbindung der Stützeinheit mit der Leiterplatte in vorteilhafter Weise durch einen standardisierten Lötpastendruck mit anschließendem Lötprozess im Durchlaufofen ersetzt werden können. Durch die mehrteilige Ausführung des Grundkörpers können die Leiterplatten direkt im Leite rplatten- nutzen mit den Stützeinheiten bestückt werden. Dadurch kann die elektrische und mechanische Verbindung der Stützeinheit mit der Leiterplatte in den ohnehin erforderlichen Standardprozess zum Bestücken der Leiterplatte integriert werden. Die mechanische und elektrische Verbindung kann durch Lotpaste erreicht werden, welche durch einen Lotpastendruckstandardprozess beim Bestücken der Leiterplatte aufgebracht wird. Die endgültige elektrische und mechanische Verbindung erfolgt durch die im Durchlaufofen nach dem Bestücken der Leiterplatte hergestellte Lötverbindung.
Analog zum Stand der Technik kombiniert die Stützeinheit die Funktionalität der externen Schnittstelle und eine Abstützfunktion für die Leiterplatte, so dass die Leiterplatte elektrisch mit einer externen Schaltung bzw. Steuergerät verbunden und gegen eine Innenkontur einer Schutzhülse abgestützt werden kann. Somit
bilden Ausführungsformen der Stützeinheit das Verbindungselement zwischen der Leiterplatte bzw. Sensoreinheit mit der Außenwelt.
Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Stützeinheit ermöglichen eine Bauraumoptimierung der Sensoreinheit durch das Abstützen der im Wesentlichen senkrecht zum Schaltungsträger gestellten Leiterplatte an der Innenkontur der Schutzhülse. Zudem können Zusatzfunktionen wie die Führung und/oder elektrische Kontaktierung von externen Kontaktpartnern und ein Berührschutz für die Kontaktflächen der Leiterplatte integriert werden. Des Weiteren können elektrische und/oder elektronische Bauelemente und/oder Leiterbahnen für eine Schutzbeschaltungen und/oder einen zusätzlichen Massepfad vorgesehen werden. Zudem können Kontaktflächen und/oder Führungsmittel für eine anforderungsgebundene Anbindung an vorgegebene Kundenschnittstellen bzw. an eine Peripherie vorgesehen werden. Dadurch kann die Sensoreinheit je nach Ausführung der Stützeinheit variabel an die verschiedenen Kundenschnittstellen ange- passt werden.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen eine Anschlussvorrichtung für einen Drucksensor mit einer Stützeinheit und einer Leiterplatte zur Verfügung, welche eine elektronische Schaltung mit mindestens einem elektronischen und/oder elektrischen Bauteil trägt. Die Stützeinheit bildet eine externe Schnittstelle mit mindestens einer elektrischen Kontaktstelle aus, über welche mindestens ein elektrisches Ausgangssignal der elektronischen Schaltung abgreifbar ist. Die mindestens eine Kontaktstelle ist über eine elektrische Verbindung mit einer korrespondierenden Kontaktstelle der Leiterplatte elektrisch verbunden. Erfindungsgemäß umfasst die Stützeinheit einen mehrteiligen Grundkörper, welcher mit der Leiterplatte durch mindestens eine Lötverbindung elektrisch und mechanisch verbunden ist.
Zudem stellen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung einen Drucksensor mit einer Schutzhülse zur Verfügung, in welcher zumindest eine Messzelle, ein Schaltungsträger und eine erfindungsgemäße Anschlussvorrichtung mit einer senkrecht zum Schaltungsträger angeordneten Leiterplatte, welche eine elektronische Schaltung mit mindestens einem elektronischen und/oder elektrischen Bauteil trägt, und einer Stützeinheit angeordnet sind. Der Schaltungsträger weist
eine interne Schnittstelle auf, welche mindestens ein elektrische Ausgangssignals der Messzelle abgreift und an die elektronische Schaltung anlegt. Über eine externe Schnittstelle ist ein Ausgangssignal der elektronischen Schaltung abgreifbar. Zudem stützt die Stützeinheit über eine Außenkontur die Leiterplatte gegen eine Innenkontur der Schutzhülse ab.
Der erfindungsgemäße Drucksensor kann sehr kompakt aufgebaut werden, da der Schaltungsträger nur die interne Schnittstelle ausbildet und am ersten Ende der Schutzhülse angeordnet ist und die Leiterplatte innerhalb der Schutzhülse gleichzeitig als Strukturbauteil ausgebildet und an der ersten Stirnseite mit dem
Schaltungsträger gefügt ist. An der zweiten Stirnseite ist die Leiterplatte mit der erfindungsgemäßen Stützeinheit gefügt, welche die Leiterplatte gegen die Schutzhülse abstützt. Dadurch kann in vorteilhafter Weise die Bauhöhe der Sensoreinheit reduziert werden.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen und Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungen der im unabhängigen Patentanspruch 1 angegebenen Anschlussvorrichtung für einen Drucksensor und des im unabhängigen Patentanspruch 7 angegebenen Drucksensors möglich.
Besonders vorteilhaft ist, dass die mindestens eine elektrische Verbindung zwischen der mindestens einen Kontaktstelle der externen Schnittstelle und der mindestens einen korrespondierenden Kontaktstelle der Leiterplatte über mindestens eine im Grundkörper ausgebildete Durchkontaktierung hergestellt wer- den kann, welche mit mindestens einer zugehörigen Gegenkotaktstelle im
Grundkörper elektrisch verbunden werden kann, welche wiederum über die mindestens eine Lötverbindung elektrisch und mechanisch mit der mindestens einen Kontaktstelle der Leiterplatte verbunden werden kann. In vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anschlussvorrichtung kann der Grundkörper der Stützeinheit zwei Halbschalen umfassen, wobei jede Halbschalte mindestens eine Kontaktstelle der externen Schnittstelle aufweist. Zur Erleichterung der Positionierung können die Halbschalen jeweils mindestens eine erste Fügegeometrie aufweisen, welche mit mindestens einer zweiten Fü- gegeometrie der Leiterplatte zur lagerichtigen Positionierung der Halbschalen bei
der Herstellung der mechanischen Verbindung zwischen den Halbschalen und der Leiterplatte zusammenwirken. Zur verbesserten Führung während der Montage können die Halbschalen jeweils eine dritte Fügegeometrie und eine vierte Fügegeometrie umfassen, wobei eine dritte Fügegeometrie einer ersten Halbschale mit einer vierten Fügegeometrie einer zweiten Halbschale und eine dritte Fügegeometrie der zweiten Halbschale mit einer vierten Fügegeometrie der ersten Halbschale zur lagerichtigen Positionierung der Halbschalen zueinander zusammenwirken.
Vorzugsweise sind die Halbschalen jeweils als Kunststoffspritzteil ausgeführt, in welches ein Stanzgitter eingebettet ist, welches die Kontaktstellen und
Durchkontaktierungen der externen Schnittstelle ausbildet. Alternativ bestehen die Halbschalten zumindest aus einem Kunststoff-Vorspritzling aus einem galvanisierbaren ersten Kunststoff und einem nicht galvanisierbaren zweiten Kunststoff, wobei Leiterbahnen und Kontaktstellen als metallische Oberflächen- beschichtung durch einen galvanischen Prozess auf den galvanisierbaren Kunststoff aufgebracht werden können. Alternativ kann der Kunststoff-Vorspritzling aus dem nicht galvanisierbaren zweiten Kunststoff gefertigt und zumindest teilweise mit dem galvanisierbaren ersten Kunststoff überspritzt werden. Die Stützeinheit kann beispielsweise mittels einer MID-2K- Technik hergestellt werden, d. h. die spritzgegossene Stützeinheit (Moulded Interconnected Device) besteht aus zwei Komponenten, welche einen galvanisierbaren ersten Kunststoff umfassen, der zumindest teilweise mit einem nicht galvanisierbaren zweiten Kunststoff überspritzt wird. Alternativ kann auch der nicht galvanisierbare zweite Kunststoff zumindest teilweise mit dem galvanisierbaren ersten Kunststoff überspritzt werden. Die teilweise hervorstehenden Oberflächen des Vorspritzlings werden durch einen galvanischen Prozess mit einer metallischen Oberfläche beschichtet, so dass die Leiterbahnen und Kontaktstellen entstehen. Die Verwendung einer solchen spritzgegossenen MI D-Stützeinheit eignet sich im vorliegenden Anwendungsfall besonders gut, da aufgrund der verbesserten Gestaltungsfreiheit und der Integration von elektrischen und mechanischen Funktionen die Miniaturisierung der Anschlussvorrichtung vorangetrieben werden kann. Wahlweise kann die Stützeinheit auch durch ein MID hergestellt werden, welches mittels eines Lasers direkt strukturiert wird. Die MID-Stützeinheit besteht dann aus einem Spritzgussteil, bei dem die Orte der Leiterbahnen und Kontaktmittel mit Hilfe eines Lasers
strukturiert und danach durch einen galvanischen Prozess mit einer metallischen Oberfläche beschichtet werden.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anschlussvorrichtung kann an einer Außenkontur des Grundkörpers zumindest ein EMV-Kontakt angeordnet werden. Der EMV-Kontakt kann beispielsweise als elektrisch leitende Beschichtung ausgeführt werden, welche die Außenkontur des Grundkörpers zumindest teilweise bedeckt, um einen zusätzlichen Massepfad zur Innenkontur der Schutzhülse auszubilden. Alternativ kann der EMV-Kontakt als elastische Kontaktzunge ausgeführt werden, welche eine elektrische Verbindung zur Innenkontur der Schutzhülse herstellt.
In vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Drucksensors kann der Grundkörper der Stützeinheit einen überstehenden Rand aufweisen, welcher die Schutzhülse im gefügten Zustand abschließt. Dadurch kann der Berührschutz und der Schutz vor eindringenden Fremdkörpern für den Drucksensor verbessert werden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen Komponenten bzw. Elemente, die gleiche bzw. analoge Funktionen ausführen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Fig. 1 zeigt eine schematische Perspektivdarstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Drucksensors.
Fig. 2 zeigt eine schematische Perspektivdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Anschlussvorrichtung für den erfindungsgemäßen Drucksensor aus Fig. 1.
Fig. 3 zeigt eine schematische Perspektivdarstellung eines Sensorträgers mit einem gefügten Schaltungsträger für den erfindungsgemäßen Drucksensor aus Fig. 1.
Fig. 4 und 5 zeigen jeweils eine schematische Perspektivdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer Halbschale für eine Stützeinheit der erfindungsgemäßen Anschlussvorrichtung für einen Drucksensor aus Fig. 2.
Fig. 6 zeigt eine schematische Perspektivdarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Halbschale für eine Stützeinheit der erfindungsgemäßen Anschlussvorrichtung für einen Drucksensor aus Fig. 2.
Fig. 7 und 8 zeigen jeweils eine schematische Perspektivdarstellung eines dritten Ausführungsbeispiels einer Halbschale für eine Stützeinheit der erfindungsgemäßen Anschlussvorrichtung für einen Drucksensor aus Fig. 2.
Fig. 9 bis 12 zeigen jeweils eine schematische Perspektivdarstellung von verschiedenen Fertigungszuständen während der Herstellung der erfindungsgemäßen Anschlussvorrichtung für einen Drucksensor aus Fig. 2.
Fig. 13 zeigt eine schematische Perspektivdarstellung eines Leiterplattennutzes.
Ausführungsformen der Erfindung
Wie aus Fig. 1 bis 12 ersichtlich ist, umfasst das dargestellte Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Drucksensors 1 eine Schutzhülse 20, in welcher zumindest eine Messzelle 50, welche insbesondere einen hydraulischen Druck eines magnetventilgesteuerten Fluids in einem Fahrzeugbremssystem erfasst, ein Schaltungsträger 60 und eine Anschlussvorrichtung 3 für den Drucksensor 1 mit einer im Wesentlichen senkrecht zur Stirnfläche des Schaltungsträgers 60 gestellten Leiterplatte 40 und einer Stützeinheit 30 angeordnet sind. Die Leiterplatte 40 ist beidseitig bestückbar ausgeführt und umfasst eine elektronische Schaltung 44 mit mindestens einem elektronischen und/oder elektrischen Bauteil 44.1, 44.2, welche beispielsweise eine Signalverstärkung und/oder ein Verarbeitung eines Rohsignals der Messzelle 50 durchführt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispielen umfasst die elektronische Schaltung 44 eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) 44.1 und eine korrespondierende Schutzbeschaltung mit mehreren elektrischen und/oder elektronischen Bauelementen 44.2. Elektri-
sehe Verbindungen zwischen dem ASIC 44.1 und den elektrischen und/oder elektronischen Bauelementen 44.2 werden durch Leiterbahnen 42.5 und Lötstellen 42.6 hergestellt. Die Messzelle 50 wandelt den hydraulischen Druck in mindestens ein elektrisches Ausgangssignal um und weist mindestens einen Anschlusspunkt 54 auf, über welchen das mindestens eine elektrische Ausgangssignal der Messzelle 50 abgreifbar ist. Der Schaltungsträger 60 weist eine interne Schnittstelle 24 auf, welche das mindestens eine elektrische Ausgangssignal der Messzelle 50 abgreift und an die elektronische Schaltung 44 anlegt. Zudem ist ein Ausgangssignal der elektronischen Schaltung 44 über eine externe Schnittstelle 26 abgreifbar. Hierbei ist die interne Schnittstelle 24 an einem ersten Ende 20.1 der Schutzhülse 20 ausgebildet, und die externe Schnittstelle 26 ist an einem zweiten Ende 20.2 der Schutzhülse 20 ausgebildet. Die Schutzhülse 20 schützt das Innenleben des Drucksensors 1 vor übermäßiger mechanischer Belastung.
Die Stützeinheit 30 für die Leiterplatte 40 bildet die externe Schnittstelle 26 mit mindestens einer elektrischen Kontaktstelle 34 aus, über welche mindestens ein elektrisches Ausgangssignal der der elektronischen Schaltung 44 abgreifbar ist. Die mindestens eine Kontaktstelle 34 ist über eine elektrische Verbindung mit einer korrespondierenden Kontaktstelle 48 der Leiterplatte 40 elektrisch verbunden. Erfindungsgemäß umfasst die Stützeinheit 30 einen mehrteiligen Grundkörper 32, welcher mit der Leiterplatte 40 durch mindestens eine Lötverbindung elektrisch und mechanisch verbunden ist.
Wie aus Fig. 1 bis 12 weiter ersichtlich ist, weist der Grundkörper 32 der Stützeinheit 30 eine zylindrische Form auf und umfasst in den dargestellten Ausführungsbeispielen zwei Halbschalen 32a, 32b, 32c, welche jeweils mindestens eine Kontaktstelle 34 der externen Schnittstelle 26 aufweisen. Die mindestens eine elektrische Verbindung zwischen der mindestens einen Kontaktstelle 34 der externen Schnittstelle 26 und der mindestens einen korrespondierenden Kontaktstelle 48 der Leiterplatte 40 ist über mindestens eine im Grundkörper 32 ausgebildete Durchkontaktierung 35 hergestellt, welche mit mindestens einer zugehörigen Gegenkotaktstelle 36 im Grundkörper 32 elektrisch verbunden ist, welche wiederum über die mindestens eine Lötverbindung elektrisch und mechanisch mit der mindestens einen Kontaktstelle 48 der Leiterplatte 40 verbunden ist. Bei
den dargestellten Ausführungsbeispielen weist die Stützeinheit 30 vier Kontaktstellen 34 auf, wobei auf jeder Halbschale 32a, 32b, 32c zwei Kontaktstellen 34 angeordnet sind.
Wie aus Fig. 4 bis 8 ersichtlich ist, weisen die Halbschalen 32a, 32b, 32c jeweils mindestens eine erste Fügegeometrie 39 auf, welche beispielsweise als Ausbuchtung ausgeführt sind. Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen sind jeweils zwei als Ausbuchtungen ausgeführte erste Fügegeometrien 39 vorgesehen. Die ersten Fügegeometrien 39 wirken zur lagerichtigen Positionierung der Halbschalen 32a, 32b, 32c bei der Herstellung der mechanischen Verbindung zwischen den Halbschalen 32a, 32b, 32c und der Leiterplatte 40 mit mindestens einer zweiten Fügegeometrie 42.1 der Leiterplatte 40 zusammen. Wie aus Fig. 9 bis 12 weiter ersichtlich ist, sind bei den dargestellten Ausführungsbeispielen jeweils zwei als Aussparungen ausgeführte zweite Fügegeometrien 42.1 an der Leiterplatte 40 vorgesehen, deren Abmessungen an die Abmessungen der als Ausbuchtungen ausgeführten ersten Fügegeometrien 39 angepasst sind.
Wie aus Fig. 2 und 4 bis 8 weiter ersichtlich ist, umfassen die Halbschalen 32a, 32b, 32c jeweils eine dritte Fügegeometrie 32.3, welche beispielsweise als Aufnahmeöffnung ausgeführt ist, und eine vierte Fügegeometrie 32.4, welche beispielsweise als Führungsdom ausgeführt ist. Hierbei wirken eine dritte Fügegeometrie 32.3 einer ersten Halbschale 32a.l mit einer vierten Fügegeometrie 32.4 einer zweiten Halbschale 32a.2 und eine dritte Fügegeometrie 32.3 der zweiten Halbschale 32a.2 mit einer vierten Fügegeometrie 32.4 der ersten Halbschale 32a.l zur lagerichtigen Positionierung der Halbschalen 32a.1, 32a.2 zueinander zusammen.
Die Stützeinheit 30 ist am zweiten Ende 20.2 der Schutzhülse 20 spielbeweglich eingeführt und stützt über die Außenkontur 37 die Leiterplatte 40 gegen eine Innenkontur 22 der Schutzhülse 20 ab. In den ersten vier Ausführungsbeispielen weist die Stützeinheit 30, 30a, 30b, 30c jeweils eine als Kontaktaufnahmetasche ausgeführte zweite Fügegeometrie 32.2, 32.2a, 32.2b, 32.2c zur Führung der externen Kontaktmittel auf.
Wie aus Fig. 1 weiter ersichtlich ist, ist die Schutzhülse 20 im dargestellten Ausführungsbeispiel als Hohlzylinder ausgeführt. Die Schutzhülse 20 ist am ersten Ende 20.1 mit einem Sensorträger 10 gefügt, welcher einen Befestigungsflansch 12 und einen Messanschluss 18 aufweist, welcher als Self-Clinch-Anschluss ausgeführt ist. Der Befestigungsflansch 12 weist eine Flanschkante 12.1 auf, auf welcher sich die Schutzhülse 20 abstützt und über welche der Drucksensor 1 mit einem nicht dargestellten Fluidblock verstemmt werden kann. Zudem umfasst der Befestigungsflansch 12 eine abgestufte Flanschoberfläche 14, wobei die Stufe 16 zwischen der Flanschkante 12.1 und der Flanschoberfläche 14 in den darge- stellten Ausführungsbeispielen als Verbindungsbereich verwendet wird, auf welchem die Schutzhülse 20 aufgepresst ist. Zusätzlich kann die Schutzhülse 20 am Übergang der Stufe 16 zur Flanschkante 12.1 mit dem Befestigungsflansch 12 verschweißt werden.
Wie aus Fig. 3 weiter ersichtlich ist, ist der Grundkörper 62 des Schaltungsträgers 60 im dargestellten Ausführungsbeispiel als Hohlzylinder mit einer inneren Fügegeometrie 62.2 ausgeführt, welche als Vieleck ausgeführt und an eine Außenkontur 56 der Messzelle 50 angepasst ist und die Messzelle 50 umschließt. Durch die Ausführung als Vieleck und die damit verbundenen geraden Kanten, kann die Messzelle 50 bei der Herstellung einfach aus einer Grundplatte ausgeschnitten werden. Vorzugsweise sind die Außenkontur 56 der Messzelle 50 und somit die innere Fügegeometrie 62.2 des Schaltungsträgers als regelmäßiges Sechseck oder Achteck ausgeführt. Die äußere Fügegeometrie 62.1 am Grundkörper 62 des Schaltungsträgers 60 umfasst zwei Aufnahmetaschen mit überstehendem Kragen, welche jeweils mindestens ein erstes Kontaktmittel 64.1 zur elektrischen Kontaktierung der Leiterplatte 40 umfassen. Das mindestens eine erste Kontaktmittel 64.1 ist über eine außenliegende Leiterbahn 64.2 am Grundkörper 62 des Schaltungsträgers 60 mit mindestens einem zweiten Kontaktmittel 64.3 zur elektrischen Kontaktierung der Messzelle 50 verbunden. Die Leiterplatte 40 weist am Grundträger 42 eine Aussparung 42.3 auf, welche an zwei gegenüberliegenden Seiten jeweils von einem Führungsschenkel 42.4 begrenzt ist. Die beiden Führungsschenkel 42.4 der Leiterplatte 40 sind jeweils mit einer Aufnahmetasche der äußeren Fügegeometrie 62.1 des Schaltungsträgers 60 gefügt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die beiden Führungsschenkel 42.4 der Leiterplatte 40 über innere Führungskanten in den Aufnahmetaschen 62.1 des
Schaltungsträgers 60 geführt. Zusätzlich oder alternativ können die Führungsschenkel 42.4 der Leiterplatte 40 auch über äußere Führungskanten an der Innenkontur 22 der Schutzhülse 20 geführt werden. Durch eine entsprechende Formgebung der Aufnahmetaschen 62.1 kann die Leiterplatte 40 bei Bedarf ei- nen vorgebbaren kleinen Neigungswinkel zur senkrechten Hochachse der Sensoreinheit 1 aufweisen.
Wie aus Fig. 2 und 9 bis 12 weiter ersichtlich ist, weist der Grundträger 42 der im Wesentlichen senkrecht zur Stirnfläche des Schaltungsträgers 60 gestellten Lei- terplatte 40 im Bereich der Führungsschenkel 42.4 Kontaktflächen 46 auf, welche mit korrespondierenden ersten Kontaktstellen 64.1 bzw. Kontaktflächen im Bereich der äußeren Fügegeometrie 62.1 am Grundkörper 62 des Schaltungsträgers 60 die interne elektrische Schnittstelle 24 ausbilden. Im Bereich der zweiten Fügegeometrie 42.1 weist der Grundträger 42 der Leiterplatte 40 Kontaktstellen 48 auf, welche von den korrespondierenden in Fig. 4 bis 8 dargestellten Gegenkontaktstellen 36 der Halbschalen 32a, 32b, 32c des Grundkörpers 32 der Stützeinheit 30 kontaktiert sind.
Wie aus Fig. 4 und der transparenten Darstellung aus Fig. 5 weiter ersichtlich ist, sind die Halbschalen 32a des Grundkörpers 32 der Stützeinheit 30 im dargestellten ersten Ausführungsbeispiel jeweils als Kunststoffspritzteil ausgeführt, in welches ein Stanzgitter eingebettet ist, welches die Kontaktstellen 34 der externen Schnittstelle 26 sowie die Durchkontaktierungen 35 und die Gegenkontaktstellen 36 ausbildet. Zudem ist an der Außenkontur 37 des Grundkörpers 32 ein als elastische Federzunge 38.1 ausgebildeter EMV-Kontakt angeordnet, welcher im gefügten Zustand eine elektrische Verbindung zur Innenkontur 22 der Schutzhülse 20 herstellt.
Wie aus Fig. 6 weiter ersichtlich ist, sind die Halbschalen 32b des Grundkörpers 32 der Stützeinheit 30 im dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel jeweils als
Kunststoffspritzteil in MID-1K- Technik (MID: Moulded Interconnected Device) hergestellt, welches mittels eines Lasers direkt strukturiert wird. Die MID- Halbschale 32b besteht dann aus einem Spritzgussteil, bei dem die Positionen der Kontaktstellen 34 der externen Schnittstelle 26 sowie die
Durchkontaktierungen 35 bzw. Leiterbahnen und die Gegenkontaktstellen 36 mit
Hilfe eines Lasers strukturiert und danach durch einen galvanischen Prozess mit einer metallischen Oberfläche beschichtet werden. Zudem ist der EMV-Kontakt an der Außenkontur 37 des Grundkörpers 32 als elektrisch leitende Beschichtung 38.2 ausgebildet, welche im gefügten Zustand eine elektrische Verbindung zur Innenkontur 22 der Schutzhülse 20 herstellt.
Wie aus Fig. 7 und 8 weiter ersichtlich ist, sind die Halbschalen 32c des Grundkörpers 32 der Stützeinheit 30 im dargestellten dritten Ausführungsbeispiel jeweils als Kunststoffspritzteil in MID-2K- Technik (MID: Moulded Interconnected Device) hergestellt, d. h. die spritzgegossenen Halbschalen 32c des Grundkörpers 32 der Stützeinheit 30 bestehen aus zwei Komponenten, welche einen galvanisierbaren ersten Kunststoff umfassen, der zumindest teilweise mit einem nicht galvanisierbaren zweiten Kunststoff überspritzt wird. Alternativ kann auch der nicht galvanisierbare zweite Kunststoff zumindest teilweise mit dem galvanisierbaren ersten Kunststoff überspritzt werden. Die teilweise hervorstehenden Oberflächen des Vorspritzlings werden durch einen galvanischen Prozess mit einer metallischen Oberfläche beschichtet, so dass die Kontaktstellen 34 der externen Schnittstelle 26 sowie die Durchkontaktierungen 35 bzw. Leiterbahnen und die Gegenkontaktstellen 36 entstehen. Zudem ist der EMV-Kontakt an der Außenkontur 37 des Grundkörpers 32 analog zum ersten Ausführungsbeispiel als elastische Federzunge 38.1 ausgebildet, welche im gefügten Zustand eine elektrische Verbindung zur Innenkontur 22 der Schutzhülse 20 herstellt.
Die Verwendung von solchen spritzgegossenen Halbschalen 32a, 32b, 32c eig- net sich im vorliegenden Anwendungsfall besonders gut, da aufgrund der verbesserten Gestaltungsfreiheit und der Integration von elektrischen und mechanischen Funktionen die Miniaturisierung der Anschlussvorrichtung vorangetrieben werden kann. In den dargestellten Ausführungsbeispielen wird auch der Schaltungsträger 60 in der so genannten MID-Technik hergestellt und besteht zumindest aus einem Kunststoff-Vorspritzling aus einem galvanisierbaren ersten Kunststoff und einem nicht galvanisierbaren zweiten Kunststoff. Auf einer Stirnfläche des Schaltungsträgers 60 sind die als Bondflächen ausgeführten zweiten Kontaktstellen 64.3 angeordnet, welche über außenliegende Leiterbahnen 64.2 mit den korrespon-
dierenden als Kontaktflächen ausgeführten ersten Kontaktstellen 64.1 verbunden sind, welche in den Aufnahmetaschen der äußeren Fügegeometrie 62.1 angeordnet sind. Die ersten Kontaktstellen 64.1, die Leiterbahnen 64.2 und die zweiten Kontaktstellen 64.3 des Schaltungsträgers 60 sind jeweils als Metallschicht mit vorgegebenen Abmessungen ausgebildet und sind in einem galvanischen
Prozess auf den galvanisierbaren Kunststoff des Schaltungsträgers 60 aufgebracht. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Schaltungsträger 60 als Kunststoffspritzteil in der MID-IK- Technik (MID: Moulded Interconnected Device) hergestellt, welches mittels eines Lasers direkt strukturiert wird. Alternativ kann der Schaltungsträger 60 analog zu den Halbschalen 32c des Grundkörpers 32 der Stützeinheit 30 auch als Kunststoffspritzteil in der MID-2K- Technik oder als Kunststoffspritzteil ausgeführt werden, in welches ein Stanzgitter eingebettet ist, welches die ersten Kontaktstellen 64.1, die zweiten Kontaktstellen 64.3 und die Leiterbahnen 64.2 ausbildet.
Wie aus Fig. 3 weiter ersichtlich ist, kann der Befestigungsflansch 12 beispielsweise mittels einer Self-Clinch-Anschluss 18 mit dem nicht dargestellten Fluid- block verpresst bzw. angebunden werden. Neben dem oben beschriebenen Verbindungsbereich 16 zum Aufpressen bzw. Verschweißen der Schutzhülse 20 sind in die Flanschoberfläche 14 nicht sichtbare Verbindungsöffnungen eingebracht, welche am Schaltungsträger 60 angeordnete nicht sichtbare Verbindungszapfen aufnehmen, um eine verdrehsichere Verbindung des Schaltungsträgers 60 mit dem Sensorträger 10 zu ermöglichen. Zum Fügen des Schaltungsträgers 60 mit dem Sensorträger 10 kann eine Kleberschicht auf die Flansch- Oberfläche 14 aufgebracht werden. Selbstverständlich können auch andere geeignete und dem Fachmann bekannte Verbindungstechniken eingesetzt werden, um den Schaltungsträger 60 verdrehsicher mit dem Sensorträger 10 zu fügen. So kann am Befestigungsflansch 12 des Sensorträgers 10 beispielsweise eine umlaufende Aufnahmenut eingebracht werden, welche mit am Grundkörper 62 des Schaltungsträgers 60 angeformten Rastnasen bzw. Rastbügeln eine
Clipsverbindung ausbilden können. Die als Druckmesszelle ausgeführte Messzelle 50 ist so auf einem nicht sichtbaren rohrförmigen Träger des Befestigungsflansches 12 aufgesetzt, dass abhängig vom Druck des Fluids im Hydraulikblock eine Messmembran 50.1 der Messzelle 50 verformt wird. Die Verformung der Messmembran 50.1 wird von einer Messbrücke 52 erfasst. Die Messbrücke 52
ist mit vier Kontaktpunkten 54 verbunden, welche jeweils über Bonddrähte 58 mit den als Bondflächen ausgeführten zweiten Kontaktstellen 64.3 des Schaltungsträgers 60 elektrisch verbunden sind.
Bei der Herstellung des Drucksensors 1 wird die Messzelle 50 mit dem Sensorträger 10 verschweißt. Anschließend wird der Schaltungsträger 60 über die Verbindungszapfen in die Verbindungsöffnungen eingepresst und aufgeklebt, wobei die Haltekleberschicht zwischen der Flanschoberfläche 14 und einer Grundfläche des Schaltungsträgers 60 eingebracht wird. Nach dem Aufbringen der Haltekleberschicht wird die Schutzhülse 20 aufgepresst und eventuell mit einer Punkt- schweißung fixiert.
Wie aus Fig. 9 weiter ersichtlich ist, sind auf der bedruckten Oberfläche der Leiterplatte 40 Leiterbahnen 42.5, Lötstellen 42.6 für die anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) 44.1 bzw. die elektrischen und/oder elektronischen Bauelemente 44.2, die Kontaktflächen 46 für die elektrische Verbindung mit dem Schaltungsträger 60 und die Kontaktstellen 48 für die elektrische und mechanische Verbindung mit der Stützeinheit 30 angeordnet. Wie aus Fig. 10 weiter ersichtlich ist, werden die Lötstellen 42.6 für die anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) 44.1 bzw. die elektrischen und/oder elektronischen Bauelemente 44.2 und die Kontaktstellen 48 für die elektrische und mechanische Verbindung mit der Stützeinheit 30 mit Lotpaste bedruckt. Wie aus Fig. 11 weiter ersichtlich ist, wird anschließend zuerst die Vorderseite der Leiterplatte mit der anwendungsspezifischen integrierten Schaltung (ASIC) 44.1, den elektrischen und/oder elektronischen Bauelemente 44.2 und mit der ersten Halbschale 32a.l bestückt. Wie aus Fig. 12 und 2 weiter ersichtlich ist, wird dann die Rückseite der Leiterplatte 40 mit den korrespondierenden elektrischen und/oder elektronischen Bauelementen 44.2 und mit der zweiten Halbschale 32a.2 bestückt. Nach dem Bestücken durchläuft die bestückte Leiterplatte 40 einen Durchlaufofen, in welchem die Lötverbindungen hergestellt werden.
Wie aus Fig. 13 ersichtlich ist, können mehrere Anschlussvorrichtungen 3, welche in einem Leiterplattennutzen 5 gleichzeitig hergestellt werden, indem die Halbschalen 32a, 32b, 32c des Grundkörpers 32 der Stützeinheit 30 während der Bestückung der Leiterplatte 40 gleichzeitig mit dem mindestens einen elektroni-
sehen und/oder elektrischen Bauteil 44.1, 44.2 mit der Leiterplatte 40 elektrisch und mechanisch verbunden werden.
Nach dem Ausfräsen der Anschlussvorrichtung 3 aus dem Leiterplattennutzen 5 wird die Leitplatte 40 in die Aufnahmetaschen der äußeren Fügegeometrie 62.1 am Grundkörper 62 des Schaltungsträgers 60 eingesteckt und gegebenenfalls dort mit Haltekleber und Leitkleber fixiert, um eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem Schaltungsträger 60 und der Leiterplatte 40 zu gewährleisten und die Leiterplatte 40 zu fixieren. Der Haltekleber wird beispielsweise an Grundflächen der Aufnahmetaschen 62.1 des Schaltungsträgers 60 eingebracht und der Leitkleber wird beispielsweise auf die Kontaktflächen 46 der Leiterplatte 40 aufgebracht. Alternativ können die ersten Kontaktstellen 64.1 am Grundkörper 62 des Schaltungsträgers als federelastische Kontaktelemente ausgeführt werden, welche eine zur Einsteckrichtung der Leiterplatte 40 senkrechte Kraft auf die Kontaktflächen 46 der Leiterplatte 40 ausüben und gleichzeitig die in die Aufnahmetaschen der äußeren Fügegeometrie 62.1 eingesteckte Leiterplatte 40 fixieren, so dass auf den Haltekleber und den Leitkleber verzichtet werden kann.
Die beschriebene erfindungsgemäße Anschlussvorrichtung eignet sich insbesondere für den Einsatz in einem Drucksensor für Bremssysteme von Kraftfahrzeugen, ist jedoch hierauf nicht eingeschränkt. So kann die erfindungsmäße Anschlussvorrichtung beispielsweise auch für optische und/oder akustische Messzellen eingesetzt werden. Insbesondere bei Bremssystemen der Premiumklasse kommt eine Vielzahl von Drucksensoren bei nur begrenztem Bauraum zum Einsatz. Ein bauraumminimierte Drucksensor eignet sich daher gerade für diese Anwendung.
Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Anschlussvorrichtung stützen in vorteilhafter Weise die Leiterplatte gegen die Schutzhülse ab und verhindern ein Kippen der Leiterplatte.