WO2021160639A1 - Circuit board arrangement and method for producing a circuit board arrangement - Google Patents

Circuit board arrangement and method for producing a circuit board arrangement Download PDF

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WO2021160639A1
WO2021160639A1 PCT/EP2021/053138 EP2021053138W WO2021160639A1 WO 2021160639 A1 WO2021160639 A1 WO 2021160639A1 EP 2021053138 W EP2021053138 W EP 2021053138W WO 2021160639 A1 WO2021160639 A1 WO 2021160639A1
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fluid
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PCT/EP2021/053138
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Karl-Friedrich Pfeiffer
Henning Grotevent
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Vitesco Technologies Germany Gmbh
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Definitions

  • the present invention relates to a method for producing an ultrasonic sensor and an ultrasonic sensor, in particular a method for producing an ultrasonic sensor for determining the fill level and / or the temperature of a fluid used in an internal combustion engine, such as an engine oil or an aqueous urea solution.
  • Ultrasonic sensors are used, for example, to determine the fill level and / or quality and the temperature of an oil within an oil pan of an internal combustion engine. Ultrasonic waves are emitted by the ultrasonic sensor to detect the fill level and the fill level is determined on the basis of the sound waves reflected on the oil surface and their transit time.
  • an ultrasonic sensor has an ultrasonic transmitter and receiver. Furthermore, a temperature sensor is provided for determining the temperature of the oil so that the speed of sound can be related to the fluid quality.
  • the electronics of the ultrasonic transducer which for example comprise a piezo element and an integrated circuit, for example an ASIC, are usually arranged in a hollow housing after the electrical connection and are fixed in place there, for example by means of an adhesive.
  • these electronics are placed in another fixed location within the housing by means of a suitable device, for example by clipping or screwing.
  • DE 10 2012 014 307 A1 discloses a method and a sensor device for detecting a liquid level for a vehicle.
  • the sensor device disclosed therein comprises a liquid level sensor and a position sensor.
  • the liquid level sensor and the position sensor are arranged in the sensor device in such a way that the The liquid level sensor and the position sensor have a defined spatial relationship so that a position detected by the position sensor also determines the position of the liquid level sensor.
  • the sensor device is designed to take into account the spatial relationship when determining the liquid level.
  • DE 10 2006 004 321 A1 relates to a multifunctional circuit board for use as a rigid-flexible or semi-flexible circuit board in the form of a plated-through circuit board or a multilayer board or a flexible circuit board.
  • at least one additional functional element is fastened flatly on a copper foil by means of ultrasound or friction welding, at least in parts, by forming an intermetallic connection.
  • a notch milling is made in this area and in this way the circuit board can be bent in the sense of a rigid-flexible or semi-flexible circuit board. If two notches are made, the circuit board can be bent by about 45 ° twice for a total of 90 °.
  • DE 10 2016 205 240 B3 discloses a method for producing an ultrasonic sensor and an ultrasonic sensor which is designed to determine the fill level and / or the temperature of a fluid in an internal combustion engine.
  • the method known therefrom comprises providing electronics of the ultrasonic sensor, arranging the electronics of the ultrasonic sensor in an injection molding tool, and overmolding the electronics with plastic to form a housing for the electronics.
  • the housing comprises at least one functional section which is designed to fulfill a predetermined function.
  • the present invention is based on the object of providing a printed circuit board arrangement, which is improved in terms of manufacturing costs and measurement quality, for a device for determining the fill level and / or the quality and temperature of a fluid of an internal combustion engine arranged in a fluid container specify, wherein the circuit board arrangement is also robust with respect to the service life.
  • the present invention is essentially based on the idea of providing an at least partially curved circuit board in which a first area, on which an ultrasonic transducer can be arranged to determine the fill level and / or quality of the fluid, is designed to be essentially outside the To be arranged fluid container, and in which a second area, on which a temperature sensor for determining the temperature of the fluid and / or a further ultrasonic transducer for determining the quality of the fluid can be arranged, is designed to be arranged essentially within the fluid .
  • the second area extends in a media-tight manner through a wall, for example the bottom, of the fluid container.
  • the circuit board arrangement has a support element which is designed to support the bent circuit board, i. H.
  • the support element can ensure that the bent circuit board remains in its shape as desired even when the circuit board together with the support element is overmolded with plastic to form a media-tight housing.
  • a circuit board arrangement for a device for determining the fill level and / or the quality and the temperature of a fluid of an internal combustion engine arranged in a fluid container comprises an essentially plate-shaped first area, on which at least some of the electronics of the device for determining the fill level and / or quality of the fluid are attached and which is designed to be arranged outside the fluid container, and an essentially plate-shaped area second area on which a temperature sensor for determining the temperature of the fluid and / or an ultrasonic transducer for determining the quality of the fluid is attached and which is designed to be arranged at least partially within the fluid located in the fluid container and at a predetermined angle to the first area angled to extend.
  • the circuit board arrangement according to the invention furthermore has a support element which is connected to the first area and to the second area and is designed to fix the first area and the second area at the predetermined angle to one another.
  • the angled arrangement of the first area and the second area relative to one another can consequently ensure that the first area can be arranged outside the fluid container and the second area on which the temperature sensor for determining the temperature of the fluid and / or the sound transducer for determining the quality of the fluid is attached, can be arranged within the fluid in the fluid container.
  • the second area thus extends at least partially through a wall, preferably through the bottom, of the fluid container.
  • the support element can serve to fix the angled position of the first area relative to the second area.
  • the first area is integrally connected to the second area via a transition area which is bent in such a way that the first area and the second area are angled to one another at the predetermined angle.
  • the transition area is preferably a flexible circuit board area and is preferably integrally connected to the first area and the second area.
  • the predetermined angle is in the range between about 45 ° and about 135 °, and more preferably is about 90 °.
  • the support element has a first section that is connected to the connected to the first region and configured to support the first region, and a second portion connected to the second region and configured to support the second region.
  • the first section of the support element is designed to at least partially encompass the first area such that the first section of the support element is positively and / or non-positively connected to the first area of the circuit board arrangement
  • the second The section of the support element is preferably designed to at least partially encompass the second area in such a way that the second section of the support element is positively and / or non-positively connected to the second area.
  • the support element also has a transition section which is designed to support a transition region arranged between the first region and the second region.
  • the transition section of the support element is designed to support the transition area on only one side.
  • the transition section is preferably designed to support the transition area on the side of the truncated angle relative to the predetermined angle.
  • the circuit board arrangement according to the invention furthermore has a housing which at least partially surrounds the first area, completely the second area, and at least partially surrounds the support element in a fluid-tight manner.
  • the housing is preferably a plastic housing produced by means of plastic injection molding or plastic injection molding, the support element being designed to fix the first area relative to the second area at the predetermined angle during the plastic injection molding process.
  • a further aspect of the present invention is a method for producing a circuit board arrangement for a device for determining the Disclosed fill level and / or the quality and the temperature of a fluid of an internal combustion engine arranged in a fluid container.
  • the method according to the invention comprises providing a circuit board with a substantially plate-shaped first region and a substantially plate-shaped second region, bending the circuit board in such a way that the first region and the second region are arranged at an angle to one another at a predetermined angle, and arranging a Support element such that the support element is connected to the first region and the second region and is designed to position the first region and the second region relative to one another in such a way that the first region and the second region are arranged at an angle to one another at the predetermined angle.
  • the method according to the invention also has an at least partial overmolding of the circuit board arrangement with plastic for molding a housing of the circuit board arrangement.
  • the support element can thus fix and hold the first area relative to the second area at the predetermined angle.
  • FIG. 1 shows a schematic view of a device known from the prior art for determining the fill level and / or the quality and the temperature of a fluid in a fluid container
  • Fig. 2 is a plan view of an exemplary embodiment of a
  • FIG. 3 shows a plan view of a further exemplary embodiment of a
  • FIG. 4 is a side view of the exemplary embodiment of FIG.
  • FIG. 5 shows a side view of an exemplary embodiment of a circuit board arrangement according to the invention with a support element
  • FIG. 6 shows a side view of a further exemplary embodiment of a circuit board arrangement according to the invention with a support element
  • FIG. 7 shows a plan view of a further exemplary embodiment of a
  • FIG. 8 shows a side view of a further exemplary embodiment of a circuit board arrangement before a bending process
  • FIG. 9 shows a side view of the circuit board arrangement according to the invention of FIG. 8 after a bending process
  • FIG. 10 shows a perspective view of an embodiment of a support element of a circuit board arrangement according to the invention
  • FIG. 11 is a perspective view of another embodiment of a
  • FIG. 12 shows an exemplary flow chart of a method according to the invention for producing a circuit board arrangement according to the invention. Elements of the same construction or function are provided with the same reference symbols in all the figures.
  • fluid quality describes a parameter that characterizes a fluid.
  • the speed of sound of the fluid, the density of the fluid, from which the chemical composition of the fluid can be derived, the electrical properties of the fluid and the damping properties of the fluid can be understood as parameters that characterize the fluid quality.
  • the proportion of flarea in the water can be estimated by determining the temperature-dependent sound velocity of the aqueous flare solution.
  • an angled or inclined position of the first area relative to the second area is characterized in that it is a predetermined angle other than 180 °.
  • the plate-shaped first area and the plate-shaped second area thus extend in different planes which are not parallel to one another.
  • the fluid 12 can be, for example, a Act aqueous flare solution, which is designed to be injected into an exhaust tract of an internal combustion engine.
  • the fluid 12 can also be an engine or transmission oil, a brake fluid or a liquid for window cleaning.
  • the device 10 of FIG. 1 has an essentially plate-shaped printed circuit board 20 on which electronics 22 for determining the fill level and / or quality of the fluid 12 are attached and which are designed to be arranged outside the fluid container 14.
  • the electronics 22 are, for example, an ultrasonic transducer which is designed to transmit an ultrasonic signal 24 from the outside through the wall, preferably the base 15, of the fluid container 14 in couple the fluid 12 and again receive the ultrasonic signal 24 reflected on the surface 11 of the fluid 12.
  • the electronics 22 can have capacitors, resistors, operational amplifiers or also an application-specific integrated circuit (ASIC, application-specific integrated circuit), which are necessary for proper operation of the device 10.
  • ASIC application-specific integrated circuit
  • the device 10 of FIG. 1 known from the prior art comprises a temperature sensor 26 which is arranged within the fluid 12 and is electrically connected to the circuit board 20 via a corresponding electrical line 28.
  • the electrical line 28 extends through the wall, preferably the bottom 15, of the fluid container 14 and must be correspondingly sealed.
  • the separate electrical connection 28 represents a not inconsiderable technical effort in production and, due to this individual, separately wired component, represents an increased risk of defects, such as a short circuit between the connecting wires or even a broken electrical connection 28.
  • the circuit board arrangement 100 originally consists of a circuit board and has an essentially plate-shaped first region 110, on which the electronics 112 of the device for determining the fill level and / or quality of the fluid 12 is at least partially attached and which is designed to be essentially outside the Fluid container 14 to be arranged, and a substantially plate-shaped second region 120 on which a temperature sensor 122 for determining the temperature of the fluid 12 is attached and which is designed to be at least partially arranged within the fluid located in the fluid container 14.
  • a temperature sensor 122 for determining the temperature of the fluid 12 is attached and which is designed to be at least partially arranged within the fluid located in the fluid container 14.
  • the circuit board assembly 100 comprises one between the first region 110 and the second area 120 arranged transition area 130 (in FIG. 2 delimited from first area 110 and second area 120 by means of dotted lines).
  • the first area 110 can be a first printed circuit board and the second area 120 can be a second printed circuit board, which is integrally connected to the first printed circuit board by means of the transition area 130.
  • an ultrasonic transducer can be provided on the second area 120, by means of which the quality of the fluid 12 can be detected.
  • further electronic components of the device for determining the fill level and / or the quality and the temperature of the fluid 12 can be arranged on the second region 120.
  • the electronics 112 have an ultrasonic transducer which, as already explained above with regard to FIG. 1, is designed to couple ultrasonic signals 24 into the fluid 12 in the fluid container 14 and to receive them again as a reflection signal.
  • the electronics 112 can also contain further electronic elements, such as capacitors, resistors, operational amplifiers or an application-specific integrated circuit (ASIC), which are necessary for proper operation of the device for determining the fill level and / or quality and the temperature of the fluid 12 are necessary.
  • ASIC application-specific integrated circuit
  • the second area 120 is a section integrally connected to the first area 110 via the transition area 130 and is designed as a web-shaped element.
  • the web-like shape of the second area can be defined, for example, in that its length L is significantly greater than its width B.
  • the length L is approximately four to six times the width B.
  • a dashed line 102 is also drawn in, which lies in the transition region 130 and indicates a possible bending line for bending the transition region 130 in such a way that, after a corresponding Bending process, the second area 120 extends essentially at an angle to the first area 110 (see also FIGS. 4, 5, 6 and 9).
  • FIG. 3 shows a further exemplary embodiment of the circuit board arrangement 100, the circuit board arrangement of FIG. 3 differing from the circuit board arrangement 100 of FIG. 2 in that the second region 120 extends in a different direction relative to the first region 110.
  • FIG. 3 shows an embodiment in which the second area 120 can be obtained in that a cutout 101 is made in the originally rectangular printed circuit board of the printed circuit board arrangement 100 in order to obtain the separated second area 120, which in turn is connected to the first Area 110 can be integrally connected via the transition area 130.
  • the manufacturing outlay for producing the circuit board arrangement 100 of FIG. 3 can thus be reduced compared with the circuit board arrangement 100 of FIG. 2.
  • FIG. 4 shows a side view of the circuit board arrangement 100 according to the invention from FIG. 2.
  • the predetermined angle is approximately 90 °.
  • the dashed line shows the circuit board arrangement 100 in a state before the bending.
  • FIG. 5 shows a side view of an exemplary embodiment of a circuit board arrangement 100 according to the invention, such as the circuit board arrangement 100 of FIG connected and trained to the first Area 110 and the second area 120 to fix or hold at the predetermined angle 150 angled to one another.
  • the configuration of the circuit board arrangement 100 according to FIG. 5 shows a configuration in which the support element 140 is located on a side on which the smaller angle between the first area 110 and the second area 120 is located, i.e. on the inside of the bend.
  • the first area 110 and the second area 120 divide a full circle in such a way that there is a small angle (less than 180 °) and a large angle (greater than 180 °), the The sum of the small angle and the large angle corresponds to 360 °.
  • the support element 140 is located essentially on a side on which the large angle between the first area 110 and the second area 120 is arranged, that is to say on the outside of the bend .
  • FIG. 7 shows a top view of a further exemplary embodiment of a circuit board arrangement according to the invention, such as the circuit board arrangement according to FIG. 2, for example, before a bending process.
  • the circuit board arrangement 100 of FIG. 7 differs from the circuit board arrangement 100 of FIG. 2 in that a recess 103 is provided in the transition region 130, which can simplify the bending of the transition region 130 due to less bending material.
  • connection lines 124, 126 which are shown schematically but interrupted by the recess 103 and electrically connect the temperature sensor 122 to the electronics 112 arranged in the first area 110, by means of electrical connection wires 125, 127 to reinforce, which extend over the recess 103. Consequently, during a bending process along the bending line 102, not only the transition region 130 or the two remaining webs 131, 133, but also the electrical connecting wires 125, 127 are bent. In this way, on the one hand, the electrical connection can be more robust than just simple Conductor tracks are executed on the circuit board.
  • FIG. 8 shows a side view of a further exemplary embodiment of a circuit board arrangement 100 according to the invention, such as the circuit board arrangement 100 of FIG. 2, before the bending process
  • FIG. 9 shows the circuit board arrangement according to the invention after a bending process and with the support element 140 mounted.
  • the circuit board arrangement 100 of FIG. 8 has a recess 132, such as a notch, a groove or the like, in the transition region 130, so that a subsequent bending process along the bending line 102 (extends perpendicular to the plane of the drawing in the view of FIG. 8) is simplified can be.
  • the recess 132 can locally thin the material of the transition region 130, as a result of which the bending process can be implemented more easily and with less effort.
  • FIG. 9 shows the circuit board arrangement 100 of FIG. 8 after a bending process. From FIG. 9 it can be seen that a free area has arisen from the recess 132, which can be supported by means of the support element 140 (see in particular FIG. 10), specifically with an adapted area (see transition section 146 of the support element 140). 10, an exemplary embodiment of a support element 140 according to the present invention is disclosed.
  • the support element 140 has, in particular, a first section 142, which can be connected to the first area 110 and is designed to support the first area 110, a second section 144, which is connectable to the second area 120 and is designed to support the second area 120, and a transition section 146 which is designed to support the transition region 130, in particular the recess 132 (see also FIG.
  • the first section 142 of the support element 140 is designed to at least partially encompass the first area 110 such that the first area 110 is positively and / or non-positively connected to the first section 142 .
  • This can be done, for example, by means of a press fit.
  • the second section 144 of the support element 140 is designed to at least partially encompass the second area 120 such that the second area 120 is connected to the second section 144 in a form-fitting and / or force-fitting manner. This can also take place, for example, by means of a press fit.
  • the transition section 146 can be designed according to the shape of the recess 132 after the bending process and thus additionally support the transition region 130 weakened by the recess 132.
  • FIG. 11 shows a further possible embodiment of the support element 140 and differs from the support element 140 of FIG. 10 in that the support element 140 of FIG. 11 does not have a transition section 146. Rather, the support element 140 in FIG. 11 comprises only the first section 142 and the second section 144. Nevertheless, a support element 140 designed and shaped in this way can be designed to support a transition region 130 with a recess 132.
  • the transition section 146 of FIG. 10 only has the advantage over the variant of FIG. 11 that the transition area 130 receives additional support.
  • FIG. 12 shows an exemplary flow chart of a method according to the invention for producing a circuit board arrangement 100 for a device for determining the fill level and / or the quality and the temperature of a fluid 12 of an internal combustion engine arranged in a fluid container.
  • the method according to the invention starts at step 200 and then arrives at step 210, in which a circuit board is provided with an essentially plate-shaped first area 110, an essentially plate-shaped second area 120 and a transition area 130 arranged between the first area 110 and the second area 120 will.
  • the printed circuit board is bent in the transition area 130 in such a way that the first area 110 and the second area 120 are arranged at an angle to one another at a predetermined angle 150.
  • a support element 140 is arranged on the bent printed circuit board, which is connected to the first area 110 and the second area 120 and is designed to position the first area 110 and the second area 120 relative to one another in such a way that the first Area 110 and the second area 120 are arranged angled to one another at the predetermined angle 150.
  • the printed circuit board arrangement 100 is at least partially embedded in plastic to form a housing of the printed circuit board arrangement 100.
  • the support element 140 is designed to make the first area 110 and the second area 120 angled to one another at the predetermined angle 150 during the embedding process to be fixed so that the temperature sensor 122 arranged in the second area 120 remains in the predetermined position or position. The method then ends at step 250.
  • the circuit board arrangement 100 according to the invention can then be connected to a fluid container 14 in such a way that the first area 110 is arranged outside the fluid container 14 and the second area 120 together with the temperature sensor attached to it extends through the wall, preferably the base 15 of the fluid container 14 extends into the fluid 12, so that the temperature of the fluid 12 can be detected by means of the temperature sensor 122. If the circuit board arrangement 100 according to the invention is completely enclosed by plastic at least on the front side and the material in which the circuit board arrangement 100 is at least partially embedded is chemically resistant to the fluid 12 to be measured, the entire device can also be in contact with the fluid and the ultrasonic measurement can be carried out directly in the fluid 12 instead of through the wall of the fluid container 14.

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Abstract

The present invention relates to a circuit board arrangement (100) and to a method for producing a circuit board arrangement (100) for a device for ascertaining the fill level and/or the quality and the temperature of a fluid (12) of an internal combustion engine. The circuit board arrangement (100) has a first region (110), to which electronics (112) of the device are attached, a plate-like second region (120), which is arranged at a predetermined angle (150) with respect to the first region (110) and to which a temperature sensor (122) for ascertaining the temperature of the fluid (12) is attached, and a support element (140), which is connected to the first region (110) and to the second region (120) and which is designed to fix the first region (110) and the second region (120) at the predetermined angle (150) with respect to one another.

Description

Beschreibung description
Leiterplattenanordnung und Verfahren zum Herstellen einer Leiterplattenanordnung Printed circuit board assembly and method of manufacturing a printed circuit board assembly
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Ultraschallsensors und einen Ultraschallsensor, insbesondere ein Verfahren zum Herstellen eines Ultraschallsensors zum Ermitteln des Füllstands und/oder der Temperatur eines in einer Brennkraftmaschine verwendeten Fluides, wie beispielsweise eines Motoröls oder einer wässrigen Harnstofflösung. The present invention relates to a method for producing an ultrasonic sensor and an ultrasonic sensor, in particular a method for producing an ultrasonic sensor for determining the fill level and / or the temperature of a fluid used in an internal combustion engine, such as an engine oil or an aqueous urea solution.
Ultraschallsensoren werden beispielsweise zum Ermitteln des Füllstands und/oder Qualität und der Temperatur eines Öls innerhalb einer Ölwanne einer Brennkraftmaschine verwendet. Dabei werden zur Erfassung des Füllstands vom Ultraschallsensor Ultraschallwellen ausgegeben und auf Grundlage der an der Öloberfläche reflektierten Schallwellen und deren Laufzeit der Füllstand ermittelt. Hierzu weist ein Ultraschallsensor einen Ultraschallsender und -empfänger auf. Ferner ist ein Temperatursensor zum Ermitteln der Temperatur des Öls vorgesehen, damit die Schallgeschwindigkeit in Beziehung zur Fluidqualität gesetzt werden kann. Ultrasonic sensors are used, for example, to determine the fill level and / or quality and the temperature of an oil within an oil pan of an internal combustion engine. Ultrasonic waves are emitted by the ultrasonic sensor to detect the fill level and the fill level is determined on the basis of the sound waves reflected on the oil surface and their transit time. For this purpose, an ultrasonic sensor has an ultrasonic transmitter and receiver. Furthermore, a temperature sensor is provided for determining the temperature of the oil so that the speed of sound can be related to the fluid quality.
Die Elektronik des Ultraschallwandlers, die beispielsweise ein Piezo-Element und einen integrierten Schaltkreis, beispielsweise einen ASIC, umfasst, wird nach dem elektrischen Verbinden üblicherweise in einem hohlen Gehäuse angeordnet und dort ortsfest fixiert, beispielsweise mittels eines Klebers. In alternativen Ausgestaltungen ist es bekannt, dass diese Elektronik mittels einer geeigneten Einrichtung anderweitig ortsfest innerhalb des Gehäuses platziert wird, beispielsweise durch Klipsen oder Schrauben. The electronics of the ultrasonic transducer, which for example comprise a piezo element and an integrated circuit, for example an ASIC, are usually arranged in a hollow housing after the electrical connection and are fixed in place there, for example by means of an adhesive. In alternative embodiments, it is known that these electronics are placed in another fixed location within the housing by means of a suitable device, for example by clipping or screwing.
Zudem ist aus der DE 10 2012 014 307 A1 ein Verfahren und eine Sensorvorrichtung zur Erfassung eines Flüssigkeitsstands für ein Fahrzeug bekannt. Die darin offenbarte Sensoreinrichtung umfasst einen Flüssigkeitsstandsensor und einen Lagesensor. Der Flüssigkeitsstandsensor und der Lagesensor sind derart in der Sensoreinrichtung angeordnet, dass der Flüssigkeitsstandsensor und der Lagesensor eine definierte räumliche Beziehung aufweisen, sodass eine von dem Lagesensor erfasste Lage auch die Lage des Flüssigkeitsstandsensors bestimmt. Die Sensoreinrichtung ist ausgestaltet, um bei dem Ermitteln des Flüssigkeitsstands die räumliche Beziehung zu berücksichtigen. In addition, DE 10 2012 014 307 A1 discloses a method and a sensor device for detecting a liquid level for a vehicle. The sensor device disclosed therein comprises a liquid level sensor and a position sensor. The liquid level sensor and the position sensor are arranged in the sensor device in such a way that the The liquid level sensor and the position sensor have a defined spatial relationship so that a position detected by the position sensor also determines the position of the liquid level sensor. The sensor device is designed to take into account the spatial relationship when determining the liquid level.
Die DE 10 2006 004 321 A1 betrifft eine multifunktionelle Leiterplatte für die Anwendung als starr-flexible bzw. semi-flexible Leiterplatte in der Form einer durchkontaktierten Leiterplatte bzw. einer Multilayerplatte bzw. einer flexiblen Leiterplatte. Dabei wird zumindest ein zusätzliches funktionelles Element mittels Ultraschall- bzw. mittels Reibschweißen zumindest stückweise flächig auf eine Kupferfolie durch Bildung einer intermetallischen Verbindung befestigt. In diesem Bereich wird eine Kerbfräsung angebracht und derart kann die Leiterplatte im Sinne einer starr-flexiblen bzw. semi-flexiblen Leiterplatte gebogen werden. Bei Anbringung von zwei Kerbfräsungen kann die Leiterplatte durch zweimalige Biegung um etwa 45° um insgesamt 90° gebogen werden. DE 10 2006 004 321 A1 relates to a multifunctional circuit board for use as a rigid-flexible or semi-flexible circuit board in the form of a plated-through circuit board or a multilayer board or a flexible circuit board. In this case, at least one additional functional element is fastened flatly on a copper foil by means of ultrasound or friction welding, at least in parts, by forming an intermetallic connection. A notch milling is made in this area and in this way the circuit board can be bent in the sense of a rigid-flexible or semi-flexible circuit board. If two notches are made, the circuit board can be bent by about 45 ° twice for a total of 90 °.
Weitere Leiterplatten sind aus DE 102016 119006 A1 , US 9 706645 B2 und US 10 168200 B2 bekannt. Further circuit boards are known from DE 102016 119006 A1, US 9 706645 B2 and US 10 168200 B2.
Die DE 10 2016 205 240 B3 offenbart ein Verfahren zum Herstellen eines Ultraschallsensors und einen Ultraschallsensor, der dazu ausgebildet ist, den Füllstand und/oder die Temperatur eines Fluids in einer Brennkraftmaschine zu ermitteln. Das daraus bekannte Verfahren weist ein Bereitstellen einer Elektronik des Ultraschallsensors, ein Anordnen der Elektronik des Ultraschallsensors in einem Spitzgusswerkzeug und ein Umspritzen der Elektronik mit Kunststoff zum Formen eines Gehäuses für die Elektronik auf. Das Gehäuse umfasst zumindest einen Funktionsabschnitt, der dazu ausgebildet ist, eine vorbestimmte Funktion zu erfüllen. DE 10 2016 205 240 B3 discloses a method for producing an ultrasonic sensor and an ultrasonic sensor which is designed to determine the fill level and / or the temperature of a fluid in an internal combustion engine. The method known therefrom comprises providing electronics of the ultrasonic sensor, arranging the electronics of the ultrasonic sensor in an injection molding tool, and overmolding the electronics with plastic to form a housing for the electronics. The housing comprises at least one functional section which is designed to fulfill a predetermined function.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine hinsichtlich Herstellungskosten und Messqualität verbesserte Leiterplattenanordnung für eine Vorrichtung zum Ermitteln des Füllstands und/oder der Qualität und der Temperatur eines in einem Fluidbehälter angeordneten Fluids einer Brennkraftmaschine anzugeben, wobei die Leiterplattenanordnung ferner bezüglich der Lebensdauer robust ist. The present invention is based on the object of providing a printed circuit board arrangement, which is improved in terms of manufacturing costs and measurement quality, for a device for determining the fill level and / or the quality and temperature of a fluid of an internal combustion engine arranged in a fluid container specify, wherein the circuit board arrangement is also robust with respect to the service life.
Diese Aufgabe wird mit einem Leiterplattenanordnung gemäß Anspruch 1 und einem Verfahren zum Herstellen einer Leiterplattenanordnung gemäß Anspruch 9 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben. This object is achieved with a printed circuit board arrangement according to claim 1 and a method for producing a printed circuit board arrangement according to claim 9. Preferred refinements are given in the subclaims.
Der vorliegenden Erfindung liegt im Wesentlichen der Gedanke zu Grunde, eine zumindest teilweise gebogene Leiterplatte vorzusehen, bei der ein erster Bereich, auf dem ein Ultraschallwandler zum Ermitteln des Füllstands und/oder Qualität des Fluids angeordnet werden kann, dazu ausgebildet ist, im Wesentlichen außerhalb des Fluidbehälters angeordnet zu sein, und bei der ein zweiter Bereich, auf dem ein Temperatursensor zum Ermitteln der Temperatur des Fluids und/oder ein weiterer Ultraschallwandler zum Ermitteln der Qualität des Fluids angeordnet werden kann, dazu ausgebildet ist, im Wesentlichen innerhalb des Fluids angeordnet zu sein. Der zweite Bereich erstreckt sich dabei mediendicht durch eine Wandung, beispielsweise den Boden, des Fluidbehälters. Zusätzlich weist die Leiterplattenanordnung ein Stützelement auf, das dazu ausgebildet ist, die gebogene Leiterplatte, d. h. die zueinander angewinkelten ersten und zweiten Bereiche der Leiterplattenanordnung, in ihrer Position zu fixieren bzw. zu halten. Insbesondere kann das Stützelement gewährleisten, dass die gebogene Leiterplatte auch dann wie gewünscht in ihrer Form verbleibt, wenn die Leiterplatte samt dem Stützelement zum Formen eines mediendichten Gehäuses mit Kunststoff umspritzt wird. The present invention is essentially based on the idea of providing an at least partially curved circuit board in which a first area, on which an ultrasonic transducer can be arranged to determine the fill level and / or quality of the fluid, is designed to be essentially outside the To be arranged fluid container, and in which a second area, on which a temperature sensor for determining the temperature of the fluid and / or a further ultrasonic transducer for determining the quality of the fluid can be arranged, is designed to be arranged essentially within the fluid . The second area extends in a media-tight manner through a wall, for example the bottom, of the fluid container. In addition, the circuit board arrangement has a support element which is designed to support the bent circuit board, i. H. the angled to one another first and second regions of the circuit board arrangement to fix or hold in their position. In particular, the support element can ensure that the bent circuit board remains in its shape as desired even when the circuit board together with the support element is overmolded with plastic to form a media-tight housing.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Leiterplattenanordnung für eine Vorrichtung zum Ermitteln des Füllstands und/oder der Qualität und der Temperatur eines in einem Fluidbehälter angeordneten Fluids einer Brennkraftmaschine offenbart. Die erfindungsgemäße Leiterplattenanordnung umfasst einen im Wesentlichen plattenförmigen ersten Bereich, auf dem zumindest teilweise Elektronik der Vorrichtung zum Ermitteln des Füllstands und/oder Qualität des Fluids angebracht ist und der dazu ausgebildet ist, außerhalb des Fluidbehälters angeordnet zu sein, und einen im Wesentlichen plattenförmigen zweiten Bereich, auf dem ein Temperatursensor zum Ermitteln der Temperatur des Fluids und/oder ein Ultraschallwandler zum Ermitteln der Qualität des Fluids angebracht ist und der dazu ausgebildet ist, zumindest teilweise innerhalb des im Fluidbehälters befindlichen Fluids angeordnet zu sein und sich unter einem vorbestimmten Winkel zum ersten Bereich angewinkelt zu erstrecken. Die erfindungsgemäße Leiterplattenanordnung weist ferner ein Stützelement auf, das mit dem ersten Bereich und mit dem zweiten Bereich verbunden und dazu ausgebildet ist, den ersten Bereich und den zweiten Bereich unter dem vorbestimmten Winkel angewinkelt zueinander zu fixieren. According to a first aspect of the present invention, a circuit board arrangement for a device for determining the fill level and / or the quality and the temperature of a fluid of an internal combustion engine arranged in a fluid container is disclosed. The circuit board arrangement according to the invention comprises an essentially plate-shaped first area, on which at least some of the electronics of the device for determining the fill level and / or quality of the fluid are attached and which is designed to be arranged outside the fluid container, and an essentially plate-shaped area second area on which a temperature sensor for determining the temperature of the fluid and / or an ultrasonic transducer for determining the quality of the fluid is attached and which is designed to be arranged at least partially within the fluid located in the fluid container and at a predetermined angle to the first area angled to extend. The circuit board arrangement according to the invention furthermore has a support element which is connected to the first area and to the second area and is designed to fix the first area and the second area at the predetermined angle to one another.
Durch die angewinkelte Anordnung des ersten Bereichs und des zweiten Bereichs relativ zueinander kann folglich gewährleistet werden, dass der erste Bereich außerhalb des Fluidbehälters angeordnet werden kann und der zweite Bereich, auf dem der Temperatursensor zum Ermitteln der Temperatur des Fluids und/oder der Schallwandler zum Ermitteln der Qualität des Fluids angebracht ist, innerhalb des Fluids im Fluidbehälter angeordnet werden kann. Somit erstreckt sich der zweite Bereich zumindest teilweise durch eine Wandung, vorzugsweise durch den Boden, des Fluidbehälters. Das Stützelement kann dabei dazu dienen, die angewinkelte Stellung des ersten Bereichs relativ zum zweiten Bereich zu fixieren. The angled arrangement of the first area and the second area relative to one another can consequently ensure that the first area can be arranged outside the fluid container and the second area on which the temperature sensor for determining the temperature of the fluid and / or the sound transducer for determining the quality of the fluid is attached, can be arranged within the fluid in the fluid container. The second area thus extends at least partially through a wall, preferably through the bottom, of the fluid container. The support element can serve to fix the angled position of the first area relative to the second area.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Leiterplattenanordnung ist der erste Bereich mit dem zweiten Bereich über einen Übergangsbereich integral verbunden, der derart gebogen ist, dass der erste Bereich und der zweite Bereich unter dem vorbestimmten Winkel angewinkelt zueinander angeordnet sind. Der Übergangsbereich ist vorzugsweise ein biegsamer Leiterplattenbereich und ist vorzugsweise integral mit dem ersten Bereich und dem zweiten Bereich verbunden. In a preferred embodiment of the circuit board arrangement according to the invention, the first area is integrally connected to the second area via a transition area which is bent in such a way that the first area and the second area are angled to one another at the predetermined angle. The transition area is preferably a flexible circuit board area and is preferably integrally connected to the first area and the second area.
Vorzugsweise liegt der vorbestimmte Winkel im Bereich zwischen ungefähr 45° und ungefähr 135° und beträgt noch bevorzugter ungefähr 90°. Preferably, the predetermined angle is in the range between about 45 ° and about 135 °, and more preferably is about 90 °.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Leiterplattenanordnung weist das Stützelement einen ersten Abschnitt, der mit dem ersten Bereich verbunden und zum Stützen des ersten Bereichs ausgebildet ist, und einen zweiten Abschnitt auf, der mit dem zweiten Bereich verbunden und zum Stützen des zweiten Bereichs ausgebildet ist. In a further advantageous embodiment of the circuit board arrangement according to the invention, the support element has a first section that is connected to the connected to the first region and configured to support the first region, and a second portion connected to the second region and configured to support the second region.
In einer derart vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Leiterplattenanordnung ist der erste Abschnitt des Stützelements dazu ausgebildet, den ersten Bereich zumindest teilweise derart zu umfassen, dass der erste Abschnitt des Stützelements mit dem ersten Bereich der Leiterplattenanordnung form- und/oder kraftschlüssig verbunden ist, und der zweite Abschnitt des Stützelements ist dabei vorzugsweise dazu ausgebildet, den zweiten Bereich zumindest teilweise derart zu umfassen, dass der zweite Abschnitt des Stützelements mit dem zweiten Bereich form- und/oder kraftschlüssig verbunden ist. In such an advantageous embodiment of the circuit board arrangement according to the invention, the first section of the support element is designed to at least partially encompass the first area such that the first section of the support element is positively and / or non-positively connected to the first area of the circuit board arrangement, and the second The section of the support element is preferably designed to at least partially encompass the second area in such a way that the second section of the support element is positively and / or non-positively connected to the second area.
In bevorzugter Weise weist das Stützelement ferner einen Übergangsabschnitt auf, der dazu ausgebildet ist, einen zwischen dem ersten Bereich und dem zweiten Bereich angeordneten Übergangsbereich zu stützen. Der Übergangsabschnitt des Stützelements ist dabei dazu ausgebildet, den Übergangsbereich auf nur einer Seite abzustützen. Vorzugsweise ist der Übergangsabschnitt dazu ausgebildet, den Übergangsbereich auf der Seite des überstumpfen Winkels relativ zum vorbestimmten Winkel abzustützen. In a preferred manner, the support element also has a transition section which is designed to support a transition region arranged between the first region and the second region. The transition section of the support element is designed to support the transition area on only one side. The transition section is preferably designed to support the transition area on the side of the truncated angle relative to the predetermined angle.
In einer bevorzugten Ausgestaltung weist die erfindungsgemäße Leiterplattenanordnung ferner ein Gehäuse auf, das zumindest teilweise den ersten Bereich, vollständig den zweiten Bereich, und zumindest teilweise das Stützelement fluiddicht umgibt. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Gehäuse um ein mittels Kunststoffspritzgießen oder Kunststoffspritzpressen hergestelltes Kunststoffgehäuse, wobei während des Kunststoffspritzvorgangs das Stützelement dazu ausgebildet ist, den ersten Bereich relativ zum zweiten Bereich unter dem vorbestimmten Winkel zu fixieren. In a preferred embodiment, the circuit board arrangement according to the invention furthermore has a housing which at least partially surrounds the first area, completely the second area, and at least partially surrounds the support element in a fluid-tight manner. The housing is preferably a plastic housing produced by means of plastic injection molding or plastic injection molding, the support element being designed to fix the first area relative to the second area at the predetermined angle during the plastic injection molding process.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen einer Leiterplattenanordnung für eine Vorrichtung zum Ermitteln des Füllstands und/oder der Qualität und der Temperatur eines in einem Fluidbehälter angeordneten Fluids einer Brennkraftmaschine offenbart. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst ein Bereitstellen einer Leiterplatte mit einem im Wesentlichen plattenförmigen ersten Bereich und einem im Wesentlichen plattenförmigen zweiten Bereich, ein Biegen der Leiterplatte derart, dass der erste Bereich und der zweite Bereich unter einem vorbestimmten Winkel angewinkelt zueinander angeordnet sind, und ein Anordnen eines Stützelements derart, dass das Stützelement mit dem ersten Bereich und dem zweiten Bereich verbunden und dazu ausgebildet ist, den ersten Bereich und den zweiten Bereich relativ zueinander derart zu positionieren, dass der erste Bereich und der zweite Bereich unter dem vorbestimmten Winkel angewinkelt zueinander angeordnet sind. According to a further aspect of the present invention is a method for producing a circuit board arrangement for a device for determining the Disclosed fill level and / or the quality and the temperature of a fluid of an internal combustion engine arranged in a fluid container. The method according to the invention comprises providing a circuit board with a substantially plate-shaped first region and a substantially plate-shaped second region, bending the circuit board in such a way that the first region and the second region are arranged at an angle to one another at a predetermined angle, and arranging a Support element such that the support element is connected to the first region and the second region and is designed to position the first region and the second region relative to one another in such a way that the first region and the second region are arranged at an angle to one another at the predetermined angle.
In einer bevorzugten Ausgestaltung weist das erfindungsgemäße Verfahren ferner ein zumindest teilweises Umspritzen der Leiterplattenanordnung mit Kunststoff zum Formen eines Gehäuses der Leiterplattenanordnung auf. Während des Kunststoffspritzvorgangs der Leiterplattenanordnung kann das Stützelement somit den ersten Bereich relativ zum zweiten Bereich unter dem vorbestimmten Winkel fixieren und halten. In a preferred embodiment, the method according to the invention also has an at least partial overmolding of the circuit board arrangement with plastic for molding a housing of the circuit board arrangement. During the plastic injection molding process of the circuit board arrangement, the support element can thus fix and hold the first area relative to the second area at the predetermined angle.
Weitere Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden dem Fachmann durch Ausüben der vorliegenden Lehre und Betrachten der beiliegenden Zeichnungen ersichtlich, in denen: Other objects and features of the present invention will become apparent to those skilled in the art by practicing the present teachings and reviewing the accompanying drawings, in which:
Fig. 1 eine schematische Ansicht einer aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtung zum Ermitteln des Füllstands und/oder der Qualität und der Temperatur eines Fluids in einem Fluidbehälter zeigt, 1 shows a schematic view of a device known from the prior art for determining the fill level and / or the quality and the temperature of a fluid in a fluid container,
Fig. 2 eine Draufsicht auf eine beispielhafte Ausführungsform einerFig. 2 is a plan view of an exemplary embodiment of a
Leiterplattenanordnung vor einem Biegevorgang gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt, Fig. 3 eine Draufsicht auf eine weitere beispielhafte Ausführungsform einerShows circuit board assembly prior to a bending process according to the present invention, 3 shows a plan view of a further exemplary embodiment of a
Leiterplattenanordnung vor einem Biegevorgang gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt, Shows circuit board assembly prior to a bending process according to the present invention,
Fig. 4 eine Seitenansicht der beispielhaften Ausführungsform derFIG. 4 is a side view of the exemplary embodiment of FIG
Leiterplattenanordnung der Fig. 2 nach einem Biegevorgang zeigt, Shows the circuit board arrangement of Fig. 2 after a bending process,
Fig. 5 eine Seitenansicht einer beispielhaften Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Leiterplattenanordnung mit Stützelement zeigt, 5 shows a side view of an exemplary embodiment of a circuit board arrangement according to the invention with a support element,
Fig. 6 eine Seitenansicht einer weiteren beispielhaften Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Leiterplattenanordnung mit Stützelement zeigt, 6 shows a side view of a further exemplary embodiment of a circuit board arrangement according to the invention with a support element,
Fig. 7 eine Draufsicht auf eine weitere beispielhafte Ausführungsform einer7 shows a plan view of a further exemplary embodiment of a
Leiterplattenanordnung vor einem Biegevorgang gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt, Shows circuit board assembly prior to a bending process according to the present invention,
Fig. 8 eine Seitenansicht einer weiteren beispielhaften Ausführungsform einer Leiterplattenanordnung vor einem Biegevorgang zeigt, 8 shows a side view of a further exemplary embodiment of a circuit board arrangement before a bending process,
Fig. 9 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Leiterplattenanordnung der Fig. 8 nach einem Biegevorgang zeigt, FIG. 9 shows a side view of the circuit board arrangement according to the invention of FIG. 8 after a bending process,
Fig. 10 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines Stützelements einer erfindungsgemäßen Leiterplattenanordnung zeigt, 10 shows a perspective view of an embodiment of a support element of a circuit board arrangement according to the invention,
Fig. 11 eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines11 is a perspective view of another embodiment of a
Stützelements einer erfindungsgemäßen Leiterplattenanordnung zeigt, und Shows support element of a printed circuit board assembly according to the invention, and
Fig. 12 ein beispielhaftes Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen einer erfindungsgemäßen Leiterplattenanordnung zeigt. Elemente gleicher Konstruktion oder Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen versehen. 12 shows an exemplary flow chart of a method according to the invention for producing a circuit board arrangement according to the invention. Elements of the same construction or function are provided with the same reference symbols in all the figures.
Im Rahmen der vorliegenden Offenbarung beschreibt der Begriff „Fluidqualität“ einen ein Fluid charakterisierenden Parameter. Beispielsweise können die Schallgeschwindigkeit des Fluids, die Dichte des Fluids, von der die chemische Zusammensetzung des Fluids abgeleitet werden kann, die elektrischen Eigenschaften des Fluids und die Dämpfungseigenschaften des Fluids als Parameter aufgefasst werden, die die Fluidqualität charakterisieren. Beispielsweise kann bei einer wässrigen Flarnstofflösung, wie z. B. Urea, der Flarnstoffanteil im Wasser über die Ermittlung der temperaturabhängigen Schallgeschwindigkeit der wässrigen Flarnstofflösung abgeschätzt werden. In the context of the present disclosure, the term “fluid quality” describes a parameter that characterizes a fluid. For example, the speed of sound of the fluid, the density of the fluid, from which the chemical composition of the fluid can be derived, the electrical properties of the fluid and the damping properties of the fluid can be understood as parameters that characterize the fluid quality. For example, in an aqueous flare solution, such as. B. urea, the proportion of flarea in the water can be estimated by determining the temperature-dependent sound velocity of the aqueous flare solution.
Im Rahmen der vorliegenden Offenbarung ist eine angewinkelte bzw. geneigte Stellung des ersten Bereichs relativ zum zweiten Bereich dadurch gekennzeichnet, dass es sich um einen vorbestimmten Winkel ungleich 180° handelt. Somit erstrecken sich der plattenförmige erste Bereich und der plattenförmige zweite Bereich in unterschiedlichen Ebenen, die nicht parallel zueinander sind. In the context of the present disclosure, an angled or inclined position of the first area relative to the second area is characterized in that it is a predetermined angle other than 180 °. The plate-shaped first area and the plate-shaped second area thus extend in different planes which are not parallel to one another.
Die Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht einer aus dem aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtung 10 zum Ermitteln des Füllstands 11 und/oder der Qualität und der Temperatur eines Fluids 12 in einem Fluidbehälter 14. Bei dem Fluid 12 kann es sich beispielsweise um eine wässrige Flarnstofflösung handeln, die dazu ausgebildet ist, in einen Abgastrakt einer Brennkraftmaschine eingespritzt zu werden. Ebenso kann das Fluid 12 ein Motor- bzw. Getriebeöl, eine Bremsflüssigkeit oder eine Flüssigkeit zur Scheibenreinigung sein. 1 shows a schematic view of a device 10 known from the prior art for determining the fill level 11 and / or the quality and temperature of a fluid 12 in a fluid container 14. The fluid 12 can be, for example, a Act aqueous flare solution, which is designed to be injected into an exhaust tract of an internal combustion engine. The fluid 12 can also be an engine or transmission oil, a brake fluid or a liquid for window cleaning.
Die Vorrichtung 10 der Fig. 1 weist eine im Wesentlichen plattenförmige Leiterplatte 20 auf, auf der Elektronik 22 zum Ermitteln des Füllstands und/oder Qualität des Fluids 12 angebracht ist und die dazu ausgebildet ist, außerhalb des Fluidbehälters 14 angeordnet zu sein. Bei der Elektronik 22 handelt es sich beispielsweise um einen Ultraschallwandler, der dazu ausgebildet ist, ein Ultraschallsignal 24 von außen durch die Wandung, vorzugweise den Boden 15, des Fluidbehälters 14 in das Fluid 12 einzukoppeln und wieder das an der Oberfläche 11 des Fluids 12 reflektierte Ultraschallsignal 24 wieder zu empfangen. Außerdem kann die Elektronik 22 Kondensatoren, Widerstände, Operationsverstärker oder auch eine anwendungsspezifische, integrierte Schaltung (ASIC, application-specific integrated Circuit) aufweisen, die für einen ordnungsgemäßen Betrieb der Vorrichtung 10 notwendig sind. The device 10 of FIG. 1 has an essentially plate-shaped printed circuit board 20 on which electronics 22 for determining the fill level and / or quality of the fluid 12 are attached and which are designed to be arranged outside the fluid container 14. The electronics 22 are, for example, an ultrasonic transducer which is designed to transmit an ultrasonic signal 24 from the outside through the wall, preferably the base 15, of the fluid container 14 in couple the fluid 12 and again receive the ultrasonic signal 24 reflected on the surface 11 of the fluid 12. In addition, the electronics 22 can have capacitors, resistors, operational amplifiers or also an application-specific integrated circuit (ASIC, application-specific integrated circuit), which are necessary for proper operation of the device 10.
Ferner umfasst die aus dem Stand der Technik bekannte Vorrichtung 10 der Fig. 1 einen Temperatursensor 26, der innerhalb des Fluids 12 angeordnet und über eine entsprechende elektrische Leitung 28 mit der Leiterplatte 20 elektrisch verbunden ist. Die elektrische Leitung 28 erstreckt sich dabei durch die Wandung, vorzugsweise den Boden 15, des Fluidbehälters 14 und muss entsprechend abgedichtet sein. Furthermore, the device 10 of FIG. 1 known from the prior art comprises a temperature sensor 26 which is arranged within the fluid 12 and is electrically connected to the circuit board 20 via a corresponding electrical line 28. The electrical line 28 extends through the wall, preferably the bottom 15, of the fluid container 14 and must be correspondingly sealed.
Die separate elektrische Verbindung 28 stellt einen nicht unerheblichen technischen Aufwand in der Fertigung dar und stellt aufgrund dieses einzelnen, separat bedrahteten Bauelements ein erhöhtes Defektrisiko dar, wie beispielsweise Kurzschluss zwischen den Anschlussdrähten oder sogar eine gebrochene elektrische Verbindung 28. The separate electrical connection 28 represents a not inconsiderable technical effort in production and, due to this individual, separately wired component, represents an increased risk of defects, such as a short circuit between the connecting wires or even a broken electrical connection 28.
Die Fig. 2 zeigt eine erfindungsgemäße Leiterplattenanordnung 100 für eine Vorrichtung zum Ermitteln des Füllstands und/oder der Qualität und der Temperatur des in dem Fluidbehälter 14 angeordneten Fluids 12 der Brennkraftmaschine. Die Leiterplattenanordnung 100 besteht ursprünglich aus einer Leiterplatte und weist einen im Wesentlichen plattenförmigen ersten Bereich 110, auf dem zumindest teilweise die Elektronik 112 der Vorrichtung zum Ermitteln des Füllstands und/oder Qualität des Fluids 12 angebracht ist und der dazu ausgebildet ist, im Wesentlichen außerhalb des Fluidbehälters 14 angeordnet zu sein, und einen im Wesentlichen plattenförmigen zweiten Bereich 120 auf, auf dem ein Temperatursensor 122 zum Ermitteln der Temperatur des Fluids 12 angebracht ist und der dazu ausgebildet ist, zumindest teilweise innerhalb des im Fluidbehälters 14 befindlichen Fluids angeordnet zu sein. Bevorzugt, wie in der Fig. 2 gezeigt, umfasst die Leiterplattenanordnung 100 einen zwischen dem ersten Bereich 110 und dem zweiten Bereich 120 angeordneten Übergangsbereich 130 (in der Fig. 2 mittels gepunkteter Linien vom ersten Bereich 110 und zweiten Bereich 120 abgegrenzt) auf. Der erste Bereich 110 kann eine erste Leiterplatte sein und der zweite Bereich 120 kann eine zweite Leiterplatte sein, die mit der ersten Leiterplatte mittels dem Übergangsbereich 130 integral verbunden ist. 2 shows a circuit board arrangement 100 according to the invention for a device for determining the fill level and / or the quality and the temperature of the fluid 12 of the internal combustion engine arranged in the fluid container 14. The circuit board arrangement 100 originally consists of a circuit board and has an essentially plate-shaped first region 110, on which the electronics 112 of the device for determining the fill level and / or quality of the fluid 12 is at least partially attached and which is designed to be essentially outside the Fluid container 14 to be arranged, and a substantially plate-shaped second region 120 on which a temperature sensor 122 for determining the temperature of the fluid 12 is attached and which is designed to be at least partially arranged within the fluid located in the fluid container 14. Preferably, as shown in FIG. 2, the circuit board assembly 100 comprises one between the first region 110 and the second area 120 arranged transition area 130 (in FIG. 2 delimited from first area 110 and second area 120 by means of dotted lines). The first area 110 can be a first printed circuit board and the second area 120 can be a second printed circuit board, which is integrally connected to the first printed circuit board by means of the transition area 130.
Zusätzlich oder alternativ zum Temperatursensor 122 kann ein Ultraschallwandler auf dem zweiten Bereich 120 vorgesehen sein, mittels dem die Qualität des Fluids 12 erfasst werden kann. Insbesondere können auf dem zweiten Bereich 120 weitere elektronische Bauelemente der Vorrichtung zum Ermitteln des Füllstands und/oder der Qualität und der Temperatur des Fluids 12 angeordnet werden. In addition or as an alternative to the temperature sensor 122, an ultrasonic transducer can be provided on the second area 120, by means of which the quality of the fluid 12 can be detected. In particular, further electronic components of the device for determining the fill level and / or the quality and the temperature of the fluid 12 can be arranged on the second region 120.
Die Elektronik 112 weist einen Ultraschallwandler auf, der, wie bereits oben im Hinblick auf die Fig. 1 erläutert, dazu ausgebildet ist, Ultraschallsignale 24 in das Fluid 12 im Fluidbehälter 14 einzukoppeln und wieder als Reflexionssignal zu empfangen. Ebenfalls kann die Elektronik 112 weitere elektronische Elemente enthalten, wie beispielsweise Kondensatoren, Widerstände, Operationsverstärker oder auch eine anwendungsspezifische, integrierte Schaltung (ASIC, application-specific integrated Circuit), die für einen ordnungsgemäßen Betrieb der Vorrichtung zum Ermitteln des Füllstands und/oder der Qualität und der Temperatur des Fluids 12 notwendig sind. The electronics 112 have an ultrasonic transducer which, as already explained above with regard to FIG. 1, is designed to couple ultrasonic signals 24 into the fluid 12 in the fluid container 14 and to receive them again as a reflection signal. The electronics 112 can also contain further electronic elements, such as capacitors, resistors, operational amplifiers or an application-specific integrated circuit (ASIC), which are necessary for proper operation of the device for determining the fill level and / or quality and the temperature of the fluid 12 are necessary.
Wie in der Fig. 2 angedeutet handelt es sich bei dem zweiten Bereich 120 um einen über den Übergangsbereich 130 mit dem ersten Bereich 110 integral verbundenen Abschnitt und ist als stegförmiges Element ausgebildet. Die stegförmige Form des zweiten Bereichs kann beispielsweise dadurch definiert werden, dass seine Länge L deutlich größer ist als seine Breite B. Beispielsweise beträgt die Länge L ungefähr dem vier- bis sechsfachen der Breite B. As indicated in FIG. 2, the second area 120 is a section integrally connected to the first area 110 via the transition area 130 and is designed as a web-shaped element. The web-like shape of the second area can be defined, for example, in that its length L is significantly greater than its width B. For example, the length L is approximately four to six times the width B.
In der Fig. 2 ist ebenfalls eine gestrichelte Linie 102 eingezeichnet, die im Übergangsbereich 130 liegt und eine mögliche Biegelinie zum Aufbiegen des Übergangsbereichs 130 derart anzeigt, dass sich nach einem entsprechenden Biegevorgang der zweite Bereich 120 im Wesentlichen angewinkelt zum ersten Bereich 110 erstreckt (siehe auch Fig. 4, 5, 6 und 9). In FIG. 2, a dashed line 102 is also drawn in, which lies in the transition region 130 and indicates a possible bending line for bending the transition region 130 in such a way that, after a corresponding Bending process, the second area 120 extends essentially at an angle to the first area 110 (see also FIGS. 4, 5, 6 and 9).
Die Fig. 3 zeigt eine weitere beispielhafte Ausgestaltung der Leiterplattenanordnung 100, wobei sich die Leiterplattenanordnung der Fig. 3 im Vergleich zur Leiterplattenanordnung 100 der Fig. 2 darin unterscheidet, dass sich der zweite Bereich 120 relativ zum ersten Bereich 110 in einer anderen Richtung erstreckt. Insbesondere zeigt die Fig. 3 eine Ausgestaltung, bei der der zweite Bereich 120 dadurch erhalten werden kann, dass in die ursprünglich rechteckige Leiterplatte der Leiterplattenanordnung 100 ein Ausschnitt 101 eingebracht wird, um dadurch den separierten zweiten Bereich 120 zu erhalten, der wiederum mit dem ersten Bereich 110 über den Übergangsbereich 130 integral verbunden sein kann. Der fertigungstechnische Aufwand zum Herstellen der Leiterplattenanordnung 100 der Fig. 3 kann somit, verglichen mit der Leiterplattenanordnung 100 der Fig. 2, reduziert werden. FIG. 3 shows a further exemplary embodiment of the circuit board arrangement 100, the circuit board arrangement of FIG. 3 differing from the circuit board arrangement 100 of FIG. 2 in that the second region 120 extends in a different direction relative to the first region 110. In particular, FIG. 3 shows an embodiment in which the second area 120 can be obtained in that a cutout 101 is made in the originally rectangular printed circuit board of the printed circuit board arrangement 100 in order to obtain the separated second area 120, which in turn is connected to the first Area 110 can be integrally connected via the transition area 130. The manufacturing outlay for producing the circuit board arrangement 100 of FIG. 3 can thus be reduced compared with the circuit board arrangement 100 of FIG. 2.
Die Fig. 4 zeigt eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Leiterplattenanordnung 100 der Fig. 2. Wie bereits erläutert ist es erfindungsgemäß, die ursprünglich ebene Leiterplatte mit dem ersten Bereich 110 und dem zweiten Bereich 120 im Übergangsbereich 130 entlang der Biegelinie 102 derart zu biegen, dass sich nach dem Biegevorgang der zweite Bereich 120 unter einem vorbestimmten Winkel 150 zum ersten Bereich 110 erstreckt. In dem Beispiel der Fig. 4 beträgt der vorbestimmte Winkel ungefähr 90°. Es ist aber selbstredend, dass es ebenso erfindungsgemäß ist, einen vorbestimmten Winkel 150 vorzusehen, der ungleich 90° ist, wie beispielsweise einen Winkel in einem Bereich zwischen ungefähr 45° und 135°. In der Fig. 4 zeigt die gestrichelte Linie die Leiterplattenanordnung 100 in einem Zustand vor der Biegung. 4 shows a side view of the circuit board arrangement 100 according to the invention from FIG. 2. As already explained, it is according to the invention to bend the originally flat circuit board with the first area 110 and the second area 120 in the transition area 130 along the bending line 102 in such a way that after the bending process, the second area 120 extends at a predetermined angle 150 to the first area 110. In the example of FIG. 4, the predetermined angle is approximately 90 °. It goes without saying, however, that it is also according to the invention to provide a predetermined angle 150 which is not equal to 90 °, such as, for example, an angle in a range between approximately 45 ° and 135 °. In FIG. 4, the dashed line shows the circuit board arrangement 100 in a state before the bending.
Die Fig. 5 zeigt eine Seitenansicht einer beispielhaften Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Leiterplattenanordnung 100, wie beispielsweise die Leiterplattenanordnung 100 der Fig. 4, nach einem Biegevorgang und einem mit montierten Stützelement 140. Das Stützelement 140 ist mit dem ersten Bereich 110 und mit dem zweiten Bereich 120 verbunden und dazu ausgebildet, den ersten Bereich 110 und den zweiten Bereich 120 unter dem vorbestimmten Winkel 150 angewinkelt zueinander zu fixieren bzw. zu halten. Die Ausgestaltung der Leiterplattenanordnung 100 gemäß Fig. 5 zeigt eine Ausgestaltung, bei der sich das Stützelement 140 auf einer Seite befindet, auf der sich der kleinere Winkel zwischen dem ersten Bereich 110 und dem zweiten Bereich 120 befindet, also auf der Innenseite der Biegung. Dabei ist es gemäß der vorliegenden Offenbarung derart definiert, dass der erste Bereich 110 und der zweite Bereich 120 einen Vollkreis derart teilen, dass es einen kleinen Winkel (kleiner als 180°) und einen großen Winkel (größer als 180°) gibt, wobei die Summe des kleinen Winkels und des großen Winkels 360° entspricht. 5 shows a side view of an exemplary embodiment of a circuit board arrangement 100 according to the invention, such as the circuit board arrangement 100 of FIG connected and trained to the first Area 110 and the second area 120 to fix or hold at the predetermined angle 150 angled to one another. The configuration of the circuit board arrangement 100 according to FIG. 5 shows a configuration in which the support element 140 is located on a side on which the smaller angle between the first area 110 and the second area 120 is located, i.e. on the inside of the bend. According to the present disclosure, it is defined in such a way that the first area 110 and the second area 120 divide a full circle in such a way that there is a small angle (less than 180 °) and a large angle (greater than 180 °), the The sum of the small angle and the large angle corresponds to 360 °.
In einer alternativen Ausgestaltung, die in der Fig. 6 dargestellt ist, befindet sich das Stützelement 140 im Wesentlichen auf einer Seite, auf der sich der große Winkel zwischen dem ersten Bereich 110 und dem zweiten Bereich 120 angeordnet ist, also auf der Außenseite der Biegung. In an alternative embodiment, which is shown in FIG. 6, the support element 140 is located essentially on a side on which the large angle between the first area 110 and the second area 120 is arranged, that is to say on the outside of the bend .
Die Fig. 7 zeigt eine Draufsicht auf eine weitere beispielhafte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Leiterplattenanordnung, wie beispielsweise der Leiterplattenanordnung gemäß Fig. 2, vor einem Biegevorgang. Die Leiterplattenanordnung 100 der Fig. 7 unterscheidet sich von der Leiterplattenanordnung 100 der Fig. 2 darin, dass im Übergangsbereich 130 eine Ausnehmung 103 vorgesehen wird, die das Biegen des Übergangsbereichs 130 aufgrund von weniger Biegematerial vereinfachen kann. FIG. 7 shows a top view of a further exemplary embodiment of a circuit board arrangement according to the invention, such as the circuit board arrangement according to FIG. 2, for example, before a bending process. The circuit board arrangement 100 of FIG. 7 differs from the circuit board arrangement 100 of FIG. 2 in that a recess 103 is provided in the transition region 130, which can simplify the bending of the transition region 130 due to less bending material.
Bei der Ausgestaltung gemäß der Fig. 7 ist es beabsichtigt, die schematisch dargestellten, aber durch die Ausnehmung 103 unterbrochenen elektrischen Verbindungsleitungen 124, 126, die den Temperatursensor 122 mit der im ersten Bereich 110 angeordneten Elektronik 112 elektrisch verbinden, mittels elektrischen Verbindungsdrähten 125, 127 zu verstärken, die sich über die Ausnehmung 103 erstrecken. Folglich werden bei einem Biegevorgang entlang der Biegelinie 102 nicht nur der Übergangsbereich 130, bzw. die verbliebenen zwei Stege 131 , 133, sondern auch die elektrischen Verbindungsdrähte 125, 127 gebogen werden. Damit kann zum einen die elektrische Verbindung robuster als nur durch einfache Leiterbahnen auf der Leiterplatte ausgeführt werden. Zum anderen muss nur wenig von dem tendenziell spröden Leiterplattenmaterial gebogen werden. Zusätzlich kann es vorteilhaft sein, die Ausnehmung 103 derart vorzusehen, dass die zwei Bereiche 110, 120 beim Biegevorgang vollständig getrennt voneinander sind (d. h., dass keine Stege 131 , 133 mehr vorhanden sind bzw. die Stege 131 , 133 vor dem Biegevorgang entfernt werden) und nur noch über die Verbindungsdrähte 125, 127 miteinander verbunden sind. In the embodiment according to FIG. 7, it is intended to connect the electrical connection lines 124, 126, which are shown schematically but interrupted by the recess 103 and electrically connect the temperature sensor 122 to the electronics 112 arranged in the first area 110, by means of electrical connection wires 125, 127 to reinforce, which extend over the recess 103. Consequently, during a bending process along the bending line 102, not only the transition region 130 or the two remaining webs 131, 133, but also the electrical connecting wires 125, 127 are bent. In this way, on the one hand, the electrical connection can be more robust than just simple Conductor tracks are executed on the circuit board. On the other hand, only a little of the printed circuit board material, which tends to be brittle, has to be bent. In addition, it can be advantageous to provide the recess 103 in such a way that the two areas 110, 120 are completely separated from one another during the bending process (ie that there are no more webs 131, 133 or the webs 131, 133 are removed before the bending process) and are only connected to one another via the connecting wires 125, 127.
Die Fig. 8 zeigt eine Seitenansicht einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Leiterplattenanordnung 100, wie beispielsweise der Leiterplattenanordnung 100 der Fig. 2, vor dem Biegevorgang, wohingegen die Fig. 9 die erfindungsgemäße Leiterplattenanordnung nach einem Biegevorgang und mit montiertem Stützelement 140 darstellt. 8 shows a side view of a further exemplary embodiment of a circuit board arrangement 100 according to the invention, such as the circuit board arrangement 100 of FIG. 2, before the bending process, whereas FIG. 9 shows the circuit board arrangement according to the invention after a bending process and with the support element 140 mounted.
Die Leiterplattenanordnung 100 der Fig. 8 weist im Übergangsbereich 130 eine Vertiefung 132, wie beispielsweise eine Kerbe, eine Nut oder dergleichen, auf, damit ein anschließender Biegevorgang entlang der Biegelinie 102 (erstreckt sich bei der Ansicht der Fig. 8 senkrecht zur Zeicheneben) vereinfacht werden kann. Insbesondere kann die Vertiefung 132 das Material des Übergangsbereichs 130 lokal verdünnen, wodurch der Biegevorgang einfacher und mit weniger Kraftaufwand realisiert werden kann. The circuit board arrangement 100 of FIG. 8 has a recess 132, such as a notch, a groove or the like, in the transition region 130, so that a subsequent bending process along the bending line 102 (extends perpendicular to the plane of the drawing in the view of FIG. 8) is simplified can be. In particular, the recess 132 can locally thin the material of the transition region 130, as a result of which the bending process can be implemented more easily and with less effort.
Zusätzlich zu der Vertiefung 132 im Übergangsbereich 130 der Fig. 8 kann es denkbar sein, auf der der Vertiefung 132 gegenüberliegenden Seite des Übergangsbereichs 130 ebenfalls eine Vertiefung (nicht dargestellt) vorzusehen, damit das Biegen noch weiter vereinfachter werden kann. In addition to the recess 132 in the transition region 130 of FIG. 8, it may be conceivable to also provide a recess (not shown) on the side of the transition region 130 opposite the recess 132 so that the bending can be simplified even further.
Die Fig. 9 zeigt die Leiterplattenanordnung 100 der Fig. 8 nach einem Biegevorgang. Aus der Fig. 9 geht hervor, dass aus der Vertiefung 132 ein freier Bereich entstanden ist, der mittels dem Stützelement 140 abgestützt werden kann (siehe insbesondere Fig. 10), speziell mit einem angepassten Bereich (siehe Übergangsabschnitt 146 des Stützelements 140). In Fig. 10 ist eine beispielhafte Ausgestaltung eines Stützelements 140 gemäß der vorliegenden Erfindung offenbart. Das Stützelement 140 weist insbesondere einen ersten Abschnitt 142, der mit dem ersten Bereich 110 verbindbar und zum Stützen des ersten Bereichs 110 ausgebildet ist, einen zweiten Abschnitt 144, der mit dem zweiten Bereich 120 verbindbar und zum Stützen des zweiten Bereichs 120 ausgebildet ist, und einen Übergangsabschnitt 146 auf, der zum Stützen des Übergangsbereichs 130, insbesondere der Vertiefung 132, ausgebildet ist (siehe auch Fig. 9). Insbesondere geht aus den Fig. 9 und 10 hervor, dass der erste Abschnitt 142 des Stützelements 140 dazu ausgebildet ist, den ersten Bereich 110 zumindest teilweise derart umfassen, dass der erste Bereich 110 mit dem ersten Abschnitt 142 form- und/oder kraftschlüssig verbunden ist. Dies kann beispielsweise mittels einer Presspassung erfolgen. In ähnlicher Weise ist der zweite Abschnitt 144 des Stützelements 140 dazu ausgebildet, den zweiten Bereich 120 zumindest teilweise derart zu umfassen, dass der zweite Bereich 120 mit dem zweiten Abschnitt 144 form- und/oder kraftschlüssig verbunden ist. Dies kann ebenfalls beispielsweise mittels einer Presspassung erfolgen. Der Übergangsabschnitt 146 kann entsprechend der Form der Vertiefung 132 nach dem Biegevorgang ausgeführt sein und den durch die Vertiefung 132 geschwächten Übergangsbereich 130 damit zusätzlich stützen. FIG. 9 shows the circuit board arrangement 100 of FIG. 8 after a bending process. From FIG. 9 it can be seen that a free area has arisen from the recess 132, which can be supported by means of the support element 140 (see in particular FIG. 10), specifically with an adapted area (see transition section 146 of the support element 140). 10, an exemplary embodiment of a support element 140 according to the present invention is disclosed. The support element 140 has, in particular, a first section 142, which can be connected to the first area 110 and is designed to support the first area 110, a second section 144, which is connectable to the second area 120 and is designed to support the second area 120, and a transition section 146 which is designed to support the transition region 130, in particular the recess 132 (see also FIG. 9). In particular, it can be seen from FIGS. 9 and 10 that the first section 142 of the support element 140 is designed to at least partially encompass the first area 110 such that the first area 110 is positively and / or non-positively connected to the first section 142 . This can be done, for example, by means of a press fit. Similarly, the second section 144 of the support element 140 is designed to at least partially encompass the second area 120 such that the second area 120 is connected to the second section 144 in a form-fitting and / or force-fitting manner. This can also take place, for example, by means of a press fit. The transition section 146 can be designed according to the shape of the recess 132 after the bending process and thus additionally support the transition region 130 weakened by the recess 132.
Die Fig. 11 zeigt eine weitere mögliche Ausgestaltung des Stützelements 140 und unterscheidet sich vom Stützelement 140 der Fig. 10 darin, dass das Stützelement 140 der Fig. 11 keinen Übergangsabschnitt 146 aufweist. Vielmehr umfasst das Stützelement 140 der Fig. 11 lediglich den ersten Abschnitt 142 und den zweiten Abschnitt 144. Nichtsdestotrotz kann ein derart ausgebildetes und ausgeformtes Stützelement 140 dazu ausgebildet sein, einen Übergangsbereich 130 mit Vertiefung 132 zu stützen. Der Übergangsabschnitt 146 der Fig. 10 hat lediglich den Vorteil gegenüber der Variante der Fig. 11 , dass der Übergangsbereich 130 eine zusätzliche Abstützung erhält. FIG. 11 shows a further possible embodiment of the support element 140 and differs from the support element 140 of FIG. 10 in that the support element 140 of FIG. 11 does not have a transition section 146. Rather, the support element 140 in FIG. 11 comprises only the first section 142 and the second section 144. Nevertheless, a support element 140 designed and shaped in this way can be designed to support a transition region 130 with a recess 132. The transition section 146 of FIG. 10 only has the advantage over the variant of FIG. 11 that the transition area 130 receives additional support.
Die Fig. 12 zeigt ein beispielhaftes Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen einer Leiterplattenanordnung 100 für eine Vorrichtung zum Ermitteln des Füllstands und/oder der Qualität und der Temperatur eines in einem Fluidbehälter angeordneten Fluids 12 einer Brennkraftmaschine. FIG. 12 shows an exemplary flow chart of a method according to the invention for producing a circuit board arrangement 100 for a device for determining the fill level and / or the quality and the temperature of a fluid 12 of an internal combustion engine arranged in a fluid container.
Das erfindungsgemäße Verfahren startet beim Schritt 200 und gelangt dann zum Schritt 210, an dem eine Leiterplatte mit einem im Wesentlichen plattenförmigen ersten Bereich 110, einem im Wesentlichen plattenförmigen zweiten Bereich 120 und einem zwischen dem ersten Bereich 110 und den zweiten Bereich 120 angeordneten Übergangsbereich 130 bereitgestellt wird. Im darauffolgenden Schritt 220 wird die Leiterplatte im Übergangsbereich 130 derart gebogen, dass der erste Bereich 110 und der zweite Bereich 120 unter einem vorbestimmten Winkel 150 angewinkelt zueinander angeordnet sind. In einem darauffolgenden Schritt 230 wird ein Stützelement 140 an der gebogenen Leiterplatte angeordnet, das mit dem ersten Bereich 110 und dem zweiten Bereich 120 verbunden und dazu ausgebildet ist, den ersten Bereich 110 und den zweiten Bereich 120 relativ zueinander derart zu positionieren, dass der erste Bereich 110 und der zweite Bereich 120 unter dem vorbestimmten Winkel 150 angewinkelt zueinander angeordnet sind. The method according to the invention starts at step 200 and then arrives at step 210, in which a circuit board is provided with an essentially plate-shaped first area 110, an essentially plate-shaped second area 120 and a transition area 130 arranged between the first area 110 and the second area 120 will. In the subsequent step 220, the printed circuit board is bent in the transition area 130 in such a way that the first area 110 and the second area 120 are arranged at an angle to one another at a predetermined angle 150. In a subsequent step 230, a support element 140 is arranged on the bent printed circuit board, which is connected to the first area 110 and the second area 120 and is designed to position the first area 110 and the second area 120 relative to one another in such a way that the first Area 110 and the second area 120 are arranged angled to one another at the predetermined angle 150.
In einem weiteren Verfahrensabschnitt 240 erfolgt ein zumindest teilweises Einbetten der Leiterplattenanordnung 100 in Kunststoff zum Formen eines Gehäuses der Leiterplattenanordnung 100. Insbesondere ist das Stützelement 140 dazu ausgebildet, während des Einbettungsvorgangs den ersten Bereich 110 und den zweiten Bereich 120 angewinkelt zueinander unter dem vorbestimmten Winkel 150 zu fixieren, damit der im zweiten Bereich 120 angeordnete Temperatursensor 122 in der vorbestimmten Stellung bzw. Position verbleibt. Das Verfahren endet dann beim Schritt 250. In a further process section 240, the printed circuit board arrangement 100 is at least partially embedded in plastic to form a housing of the printed circuit board arrangement 100. In particular, the support element 140 is designed to make the first area 110 and the second area 120 angled to one another at the predetermined angle 150 during the embedding process to be fixed so that the temperature sensor 122 arranged in the second area 120 remains in the predetermined position or position. The method then ends at step 250.
Die erfindungsgemäße Leiterplattenanordnung 100, wie beispielsweise in der Fig. 6 dargestellt, kann dann mit einem Fluidbehälter 14 derart verbunden werden, dass der erste Bereich 110 außerhalb des Fluidbehälters 14 angeordnet ist und sich der zweite Bereich 120 samt dem daran angebrachten Temperatursensor durch die Wandung, vorzugsweise den Boden 15, des Fluidsbehälters 14 in das Fluid 12 erstreckt, so dass die Temperatur des Fluids 12 mittels des Temperatursensors 122 erfasst werden kann. Wenn die erfindungsgemäße Leiterplattenanordnung 100 zumindest auf der Vorderseite vollständig von Kunststoff umschlossen ist und das Material, in dem die Leiterplattenanordnung 100 zumindest teilweise eingebettet ist, gegenüber dem zu vermessenden Fluid 12 chemisch beständig ist, kann auch die gesamte Vorrichtung mit dem Fluid in Kontakt stehen und die Ultraschallmessung statt durch die Wandung des Fluidbehälters 14 direkt im Fluid 12 ausgeführt werden. The circuit board arrangement 100 according to the invention, as shown for example in FIG. 6, can then be connected to a fluid container 14 in such a way that the first area 110 is arranged outside the fluid container 14 and the second area 120 together with the temperature sensor attached to it extends through the wall, preferably the base 15 of the fluid container 14 extends into the fluid 12, so that the temperature of the fluid 12 can be detected by means of the temperature sensor 122. If the circuit board arrangement 100 according to the invention is completely enclosed by plastic at least on the front side and the material in which the circuit board arrangement 100 is at least partially embedded is chemically resistant to the fluid 12 to be measured, the entire device can also be in contact with the fluid and the ultrasonic measurement can be carried out directly in the fluid 12 instead of through the wall of the fluid container 14.
Alle hier genannten Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung können auch dafür genutzt werden, an Stelle des Temperatursensors oder auch zusätzlich zum Temperatursensor einen Ultraschallwandler vorzusehen, mit dem dann eine Ultraschallmessung im Wesentlichen senkrecht zum Bereich 120 durchgeführt werden kann. All of the advantages of the device according to the invention mentioned here can also be used to provide an ultrasonic transducer instead of the temperature sensor or in addition to the temperature sensor, with which an ultrasonic measurement can then be carried out essentially perpendicular to the area 120.

Claims

Patentansprüche Claims
1. Leiterplattenanordnung (100) für eine Vorrichtung zum Ermitteln des Füllstands und/oder der Qualität und der Temperatur eines in einem Fluidbehälter (14) angeordneten Fluids (12) einer Brennkraftmaschine, wobei die Leiterplattenanordnung (100) aufweist: einen im Wesentlichen plattenförmigen ersten Bereich (110), auf dem zumindest teilweise Elektronik (112) der Vorrichtung zum Ermitteln des Füllstands und/oder Qualität des Fluids (12) angebracht ist und der dazu ausgebildet ist, außerhalb des Fluidbehälters (14) angeordnet zu sein, einen im Wesentlichen plattenförmigen zweiten Bereich (120), auf dem ein Temperatursensor (122) zum Ermitteln der Temperatur des Fluids (12) und/oder ein Ultraschallwandler zum Ermitteln der Qualität des Fluids (12) angebracht ist und der dazu ausgebildet ist, zumindest teilweise innerhalb des im Fluidbehälters (14) befindlichen Fluids (12) angeordnet zu sein, wobei der erste Bereich (110) und der zweite Bereich (120) unter einem vorbestimmten Winkel (150) zueinander angewinkelt angeordnet sind, und ein Stützelement (140), das mit dem ersten Bereich (110) und dem zweiten Bereich (120) verbunden und dazu ausgebildet ist, den ersten Bereich (110) und den zweiten Bereich (120) unter dem vorbestimmten Winkel (150) angewinkelt zueinander zu fixieren. 1. A circuit board arrangement (100) for a device for determining the fill level and / or the quality and the temperature of a fluid (12) of an internal combustion engine arranged in a fluid container (14), the circuit board arrangement (100) having: a substantially plate-shaped first region (110), on which at least some of the electronics (112) of the device for determining the fill level and / or quality of the fluid (12) are attached and which is designed to be arranged outside the fluid container (14), a substantially plate-shaped second one Area (120) on which a temperature sensor (122) for determining the temperature of the fluid (12) and / or an ultrasonic transducer for determining the quality of the fluid (12) is attached and which is designed to be located at least partially within the in the fluid container ( 14) located fluids (12) to be arranged, wherein the first area (110) and the second area (120) at a predetermined angle (150) are arranged at an angle to one another, and a support element (140) which is connected to the first region (110) and the second region (120) and is designed to support the first region (110) and the second region (120) at the predetermined angle (150) to be fixed at an angle to each other.
2. Leiterplattenanordnung (100) nach Anspruch 1 , wobei der erste Bereich (110) mit dem zweiten Bereich (120) über einen Übergangsbereich (130) integral verbunden ist, wobei der Übergangsbereich (130) derart gebogen ist, dass der erste Bereich (110) und der zweite Bereich (120) unter dem vorbestimmten Winkel (150) angewinkelt zueinander angeordnet sind. 2. Printed circuit board arrangement (100) according to claim 1, wherein the first region (110) is integrally connected to the second region (120) via a transition region (130), the transition region (130) being bent in such a way that the first region (110 ) and the second region (120) are arranged angled at the predetermined angle (150) to one another.
3. Leiterplattenanordnung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der vorbestimmte Winkel (150) im Bereich zwischen ungefähr 45° und ungefähr 135° liegt, vorzugsweise ungefähr 90° beträgt. 3. printed circuit board arrangement (100) according to any one of the preceding claims, wherein the predetermined angle (150) is in the range between approximately 45 ° and approximately 135 °, preferably approximately 90 °.
4. Leiterplattenanordnung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Stützelement (140) aufweist: einen ersten Abschnitt (142), der mit dem ersten Bereich (110) verbunden und zum Stützen des ersten Bereichs (110) ausgebildet ist, und einen zweiten Abschnitt (144), der mit dem zweiten Bereich (120) verbunden und zum Stützen des zweiten Bereichs (120) ausgebildet ist. 4. printed circuit board assembly (100) according to any one of the preceding claims, wherein the support element (140) comprises: a first portion (142), which is connected to the first region (110) and is designed to support the first region (110), and a second section (144) connected to the second area (120) and designed to support the second area (120).
5. Leiterplattenanordnung (100) nach Anspruch 4, wobei der erste Abschnitt (142) des Stützelements (140) dazu ausgebildet ist, den ersten Bereich (110) zumindest teilweise derart zu umfassen, dass der erste Abschnitt (142) des Stützelements (140) mit dem ersten Bereich (110) zumindest teilweise form- und/oder kraftschlüssig verbunden ist, und der zweite Abschnitt (144) des Stützelements (140) dazu ausgebildet ist, den zweiten Bereich (120) zumindest teilweise derart zu umfassen, dass der zweite Abschnitt (144) des Stützelements (140) mit dem zweiten Bereich (120) zumindest teilweise form- und/oder kraftschlüssig verbunden ist. 5. Printed circuit board arrangement (100) according to claim 4, wherein the first section (142) of the support element (140) is designed to at least partially encompass the first region (110) in such a way that the first section (142) of the support element (140) is at least partially positively and / or non-positively connected to the first area (110), and the second section (144) of the support element (140) is designed to at least partially encompass the second area (120) in such a way that the second section (144) of the support element (140) is at least partially connected to the second area (120) in a form-fitting and / or force-fitting manner.
6. Leiterplattenanordnung (100) nach einem der Ansprüche 4 und 5, wobei das Stützelement (140) ferner einen Übergangsabschnitt (146) aufweist, der dazu ausgebildet ist, einen zwischen dem ersten Bereich (110) und dem zweiten Bereich (120) angeordneten Übergangsbereich (130) zu stützen, wobei der Übergangsabschnitt (146) des Stützelements (140) dazu ausgebildet ist, den Übergangsbereich (130) auf nur einer Seite abzustützen. 6. printed circuit board arrangement (100) according to any one of claims 4 and 5, wherein the support element (140) further comprises a transition section (146) which is designed to have a transition area arranged between the first area (110) and the second area (120) (130), wherein the transition section (146) of the support element (140) is designed to support the transition area (130) on only one side.
7. Leiterplattenanordnung (100) nach Anspruch 6, wobei der Übergangsabschnitt (146) des Stützelements (140) dazu ausgebildet ist, den Übergangsbereich (130) auf der Seite des überstumpfen Winkels relativ zum vorbestimmten Winkel (150) abzustützen. 7. printed circuit board arrangement (100) according to claim 6, wherein the transition section (146) of the support element (140) is designed to support the transition region (130) on the side of the obtuse angle relative to the predetermined angle (150).
8. Leiterplattenanordnung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner mit: einem Gehäuse, das zumindest teilweise den ersten Bereich (110), vollständig den zweiten Bereich (120) und zumindest teilweise das Stützelement (140) fluiddicht umgibt. 8. circuit board assembly (100) according to any one of the preceding claims, further comprising: a housing which at least partially surrounds the first area (110), completely the second area (120) and at least partially the support element (140) in a fluid-tight manner.
9. Verfahren zum Herstellen einer Leiterplattenanordnung (100) für eine Vorrichtung zum Ermitteln des Füllstands und/oder der Qualität und der Temperatur eines in einem Fluidbehälter (14) angeordneten Fluids (12) einer Brennkraftmaschine, wobei das Verfahren aufweist: 9. A method for producing a circuit board arrangement (100) for a device for determining the fill level and / or the quality and the temperature of a fluid (12) of an internal combustion engine arranged in a fluid container (14), the method comprising:
Bereitstellen einer Leiterplatte mit einem im Wesentlichen plattenförmigen ersten Bereich (110) und einem im Wesentlichen plattenförmigen zweiten Bereich (120), Providing a circuit board with an essentially plate-shaped first area (110) and an essentially plate-shaped second area (120),
Biegen der Leiterplatte derart, dass der erste Bereich (110) und der zweite Bereich (120) unter einem vorbestimmten Winkel (150) angewinkelt zueinander angeordnet sind, und Bending the circuit board in such a way that the first region (110) and the second region (120) are arranged at an angle to one another at a predetermined angle (150), and
Anordnen eines Stützelements (140), das mit dem ersten Bereich (110) und mit dem zweiten Bereich (120) verbunden und dazu ausgebildet, den ersten Bereich (110) und den zweiten Bereich (120) relativ zueinander derart zu positionieren, dass der erste Bereich (110) und der zweite Bereich (120) unter dem vorbestimmten Winkel (150) angewinkelt zueinander angeordnet sind. Arranging a support element (140) which is connected to the first area (110) and to the second area (120) and is designed to position the first area (110) and the second area (120) relative to one another in such a way that the first Area (110) and the second area (120) at the predetermined angle (150) are angled to each other.
10. Verfahren nach Anspruch 9, ferner mit: zumindest teilweises Einbetten der Leiterplattenanordnung (100) in Kunststoff zum Formen eines Gehäuses der Leiterplattenanordnung (100). 10. The method of claim 9, further comprising: at least partially embedding the circuit board assembly (100) in plastic to form a housing of the circuit board assembly (100).
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