DE10220761A1 - Elektronischer Sensor mit elektronischen Sensorbauelementen und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents

Abstract

Es wird ein elektronischer Sensor mit elektronischen Sensorbauelementen auf einem leitfähigen Bauelementträger und einem Außengehäuse, welches durch einen Gieß- oder Spritzprozeß erzeugt wurde, vorgeschlagen und ein Verfahren zu dessen Herstellung. Der Sensor ist durch Beschaltung mit einem elektronischen Entstörelement entstört, wobei das Entstörelement vor der Herstellung des Außengehäuses mit dem Bauelement leitfähig lösbar verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen elektronischen Sensor gemäß Oberbegriff von Anspruch 1 sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung gemäß Oberbegriff von Anspruch 4.

Übliche Radsensoren für Blockierverhinderungssysteme (ABS) bzw. Fahrdynamikregelungen (ESP) in Kraftfahrzeugen werden wie in der WO 97/36729 beschrieben zum Beispiel nach folgen­ dem Verfahren hergestellt: Zunächst wird ein metallischer Stanzrahmens mit elektronischen Bauelementen, wie z. B. Inte­ grierten Chips bestückt, wobei diese bereits eingehäust sein können. Dann werden in einem ersten Vorumspritzvorgang meh­ rere sogenannte Vorumspritzlinge hergestellt, welche gemein­ sam auf dem Stanzrahmen angeordnet sind. Später werden die Vorumspritzlinge ausgestanzt und individuell in einem weite­ ren Spritzvorgang mit einen Außengehäuse umspritzt.

In vielen Fällen ist es erforderlich, die vorhandenen Sen­ sorschaltungen durch nachträgliche Entstörelemente an be­ stimmte Umgebungsbedingungen anzupassen. Es ist allgemein üblich, daß solche nachträglich hinzugefügten Entstörelemen­ te mit dem Stanzrahmen in aufwendiger Weise durch Schweißen, Löten, Leitkleben oder Crimp-Technik verbunden werden.

Die Erfindung gibt ein Verfahren an, mit dem das Einbringen eines Entstörelements in einen Sensor vereinfacht wird.

Die Erfindung betrifft einen elektronischer Sensor, insbe­ sondere Raddrehzahlsensor, mit elektronischen Sensorbauele­ menten auf einem leitfähigen Bauelementträger und einem Au­ ßengehäuse. Das Außengehäuse ist durch einen Gieß- oder Spritzprozeß erzeugt. Der Sensor ist durch Beschaltung mit einem oder mehreren elektronischen Entstörelementen, ent­ stört, wobei das/die Entstörelement/e vor der Herstellung des Außengehäuses mit dem Bauelementträger leitfähig lösbar verbunden sind.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung eines gehäusten Sensors, insbesondere des zuvor beschriebe­ nen Sensors, mit den Schritten:

• - Bereitstellen eines mit Sensorbauelementen bestückten oder bestückbaren leitfähigen Bauelementträgers (Vorumspritzling),
• - Umspritzen oder Gießen eines Außengehäuses, welches die elektronischen Bauelemente des Sensors vor Umwelteinflüssen abdichtet und
• - Einsetzen von einem oder mehreren Entstörelementen in den Bauelementträger, bevor das Außengehäuse hergestellt wird.

Beispiele für geeignete Entstörelemente sind Kondensatoren, Varistoren, Spulen, Ferrite oder Zehner-Dioden oder derglei­ chen. Vorzugsweise werden als Entstörelemente Bauelemente in SMD-Bauform verwendet.

Bei dem Sensor gemäß der Erfindung handelt es sich bevorzugt um einen Raddrehzahlsensor. Es ist aber auch möglich, den Sensor allgemein zur Erfassung von nichtrotatorischen Bewe­ gungen (Wegsensor etc.) einzusetzen.

Der leitfähige Bauelementträger ist beispielsweise ein übli­ cher metallischer Stanzrahmen (Leadframe), welcher zumindest zum Teil nach dem Ausstanzen leitfähige Elemente des Sensors bildet. Dabei sind bevorzugt die aus dem Sensorgehäuse ra­ genden Kontakte ebenfalls Teile des in der Fertigung verwen­ deten Stanzrahmens, welcher gleichzeitig zur Halterung des bzw. der Entstörelemente/s dient. Die nach außen führenden Kontakte können insbesondere entweder mit Steckkontakten versehen sein, selbst Steckkontakte einer Steckverbindung bilden oder mittels Crimptechnik mit einer elektrischen Lei­ tung verbunden sein.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das/die Entstörmittel in den Bauelementträger geklemmt oder federnd gehalten. Die Klemmung oder federnde Halterung ist insbesondere so ausgelegt, daß das Entstörbauelement einem möglichst geringen mechanischen Streß ausgesetzt ist.

Aufgrund der Klemmung kann das Entstörbauelement bevorzugt Kontaktflächen aus einem Metall wie z. B. Kupfer aufweisen, welches kein Edelmetall ist. Auf diese Weise kann das Ent­ störbauelement kostengünstig hergestellt werden.

Beim Einsetzten des Bauelements in den Träger kann zweckmä­ ßigerweise vorgesehen sein, daß die zur Halterung vorgesehe­ nen Elemente durch das Einsetzwerkzeug in geeigneter Weise aufgeweitet werden. Nach dem Zurückfahren des Werkzeugs be­ wegen sich die Halterungselemente in ihre Ausgangslage so daß sich die zu erreichende Klemmkontaktierung ergibt. Hier­ durch kann eine Zerstörung des Bauelementes bei Einsetzen mit einem Werkzeug wirksam vermieden werden.

Wenn das Bauelement vergleichsweise unempfindlich gegenüber einer mechanischen Beanspruchung ist, kann es ebenfalls zweckmäßig sein, auf den besagten Vorgang des Auseinander­ drückens mit zusätzlichen Mitteln zu verzichten. In diesem Fall wird das Entstörbauelement in den Träger eingedrückt, so daß die geeignet geformten Haltemittel durch den Druck aufgeweitet werden.

Es ist bevorzugt, daß ein Anschlagmittel im Sensor vorgese­ hen ist, mit dem sich verhindern läßt, daß beim Einsetzen des Entstörbauelements dieses zu weit in den Träger hinein­ gesetzt wird bzw. das Bauelement auf der gegenüberliegenden Seite herausfällt. Das Anschlagmittel ist insbesondere ein geeignet geformtes vorstehendes Teil am Bauelementträger oder ein vorstehendes Teil am Vorumspritzling, welches im ersten Fall insbesondere aus Metall und im letzten Fall ins­ besondere aus Kunststoff besteht.

Weitere bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung der Figu­ ren.

Es zeigen

Fig. 1 einen Vorumspritzling mit einem zum Einsetzen vor­ gesehenen Entstörelement,

Fig. 2 Halterungen zur Aufnahme des Entstörelements im Querschnitt, und

Fig. 3 einen aktiven Radsensor vor der Endumspritzung.

In Fig. 1 ist Vorumspritzling 1 für einen Raddrehzahlsensor mit einer Ausnehmung 2 versehen, in die Entstörelement 3 eingesetzt werden kann. Kontaktfedern 4 dienen zur Aufnahme des Entstörelements 3. Bauelement 3 ist ein Kondensator in SMD-Bauweise mit Cu-Kontakten 8.

In Fig. 2a und 2b ist gezeigt, wie Stanzrahmen 6 in Kunststoffmaterial 5 des Vorumspritzlings eingebettet ist. In Teilbild a) ist Halterung 4 durch Aufbiegen des Rahmens 6 erzeugt und ist daher einstückig mit dem Rahmenmaterial ver­ bunden. In Teilbild b) bildet Stanzrahmen 6 einen Anschlag 7, welcher ein Herausfallen des Bauelements 3 verhindert.

Fig. 3 zeigt den Vorumspritzling eines sogenannten aktiven Raddrehzahlsensors, welcher aus dem eigentlichen sensori­ schen Element 9 und einer aktiven Elektronik zusammengesetzt ist. Kontaktzungen 11 sind Teile des Stanzrahmens und können zusätzlich als Steckelemente eines angespritzten, nicht dar­ gestellten Steckers herangezogen werden. An die Kontaktzun­ gen 11 sind Halteelemente 4 angebracht, welche zur Aufnahme von Bauelement 3 dienen. Durch Umspritzen wird anschließend das nicht dargestellte Außengehäuse des Sensors hergestellt, welches das Entstörbauelement 4 endgültig fixiert.

Claims (9)

1. Elektronischer Sensor, insbesondere Raddrehzahlsensor, mit elektronischen Sensorbauelementen (9, 10,3) auf einem leitfähigen Bauelementträger (6) und einem Außengehäuse, welches durch einen Gieß- oder Spritzprozeß erzeugt wur­ de, wobei der Sensor durch Beschaltung mit einem oder mehreren elektronischen Entstörbauelementen (3), wie z. B. Kondensatoren, Varistoren oder Zehner-Dioden etc., entstört wird, dadurch gekennzeichnet, daß das/die Ent­ störbauelement/e vor der Herstellung des Außengehäuses mit dem Bauelementträger leitfähig lösbar verbunden sind.

2. Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das/die Entstörbauelement/e in den Bauelementträger durch Halterungselemente (4) geklemmt sind oder federnd gehalten sind.

3. Sensor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Bauelementträger zumindest teilweise aus Metall oder metallisiertem Kunststoff hergestellt ist.

4. Sensor nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß das Entstörelement (3) Kon­ taktflächen (8) aus einem nicht edlem Material aufweist.

5. Sensor nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß im Kunststoffmaterial des Vorumspritzlings (1) mindestens eine Ausnehmung zur Auf­ nahme eines Entstörelements (3) vorgesehen ist und die Halterungselemente (4) in der Ausnehmung frei liegen.

6. Sensor nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß am Kunststoffmaterial des Vorumspritzlings (1) und/oder dem Bauelementträger ein Anschlagmittel (7) vorgesehen ist.

7. Verfahren zur Herstellung eines gehäusten Sensors, ins­ besondere gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, mit den Schritten

• - Bereitstellen eines mit Sensorbauelementen bestückten oder bestückbaren leitfähigen Bauelementträgers (Vorumspritzling),
• - Umspritzen oder Gießen eines Außengehäuses, welches die elektronischen Bauelemente des Sensors vor Um­ welteinflüssen abdichtet, gekennzeichnet durch den Schritt:
• - Einsetzen von einem oder mehreren Entstörelementen in den Bauelementträger, bevor das Außengehäuse hergestellt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das/die Entstörbauelement/e während der Herstellung des Außengehäuses durch eine Klemmung, federnde Halterung oder einer von außen wirkenden Kraft an den Bauelement­ träger angedrückt wird/werden.

9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das/die Entstörelement/e durch positive oder negative thermische Ausdehnung an den Bauelementträger angedrückt wird/werden.