DE19722507B4

DE19722507B4 - Verfahren zur Herstellung einer elektrtrisch leitend mit einer integrierten Schaltung verbundenen Litze integrierte Schaltung mit einem Anschluss und Drehzahlsensor

Info

Publication number: DE19722507B4
Application number: DE1997122507
Authority: DE
Inventors: Paul Hund; Hans-Jürgen HERDERICH
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1997-05-30
Filing date: 1997-05-30
Publication date: 2007-06-14
Anticipated expiration: 2017-05-31
Also published as: DE19722507A1

Abstract

Verfahren zum Verbinden eines Anschlusses einer integrierten Schaltung mit einer Litze, wobei Einzeldrähte (24) der Litze (20) im Bereich des Anschlusses (18) zu einem Kontaktierelement (26) miteinander verschweißt werden, und dass das Kontaktierelement (26) mit dem Anschluss (18) der integrierten Schaltung (12) verschweißt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die integrierte Schaltung (12) und die Litze (20) nach dem elektrisch leitenden Verbinden mit Kunststoff (28, 30) umspritzt werden und dass das Kontaktierelement (26) vor dem Umspritzen mit Kunststoff (28, 30) zur Zugentlastung abgewinkelt wird.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum elektrisch leitenden Verbinden eines Anschlusses einer integrierten Schaltung mit einer Litze gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine integrierte Schaltung mit einem Anschluss, der elektrisch leitend mit einer Litze verbunden ist, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 5.

Es ist bekannt, eine Litze mit einer Crimpverbindung, also durch Quetschen einer Crimphülse, die auf den Anschluss der integrierten Schaltung aufgeschoben und in die ein abisoliertes Ende der Litze eingeschoben ist, oder durch Löten elektrisch leitend mit dem Anschluss der integrieren Schaltung zu verbinden. Das Crimpen hat den Nachteil, dass die mechanische Festigkeit der Verbindung begrenzt ist. Weiterer Nachteil ist die Korrosionsanfälligkeit der Crimpverbindung wegen der großen Oberfläche, die die Einzeldrähte der Litze bieten.

Eine Lötung hat den Nachteil, dass sie umständlich herstellbar ist und einen Zusatzwerkstoff, nämlich das Lot, benötigt. Ein beim Löten verwendetes Flussmittel kann ebenfalls eine Korrosion der Verbindung begünstigen.

Aus der DE 1190580 ist bereits ein in einem Gehäuse eingebauter Hochleistungsgleichrichter bekannt. Eine Litze aus Kupfer oder Silber wird an ihrem Ende zu einer massiven Metallkugel zusammengeschweißt. Die Kugel wird konisch gepresst und gleichzeitig mit einem Nickelplättchen und einer Molybdänscheibe verschweißt zur Kontaktierung mit beispielsweise einem Hochleistungsgleichrichter.

Aus der WO 95/10866 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Kompaktieren und anschließenden Verschweißen von elektrischen Leitern, insbesondere zur Herstellung von Durchgangs- oder Endknoten von Litzen mittels Ultraschall, bekannt.

Die DE 9318589 U1 zeigt einen Impulsgeber mit Abreißoszillator. Adern eines Verbindungskabels werden mit der Leiterplatte durch eine Löt-, Steck- oder Klemmverbindung mit entsprechenden Leiterbahnen auf der Leiterplatte in Kontakt gebracht. Weiterhin ist als Zugentlastung für das Kabel ein Niederhalter vorgesehen, der am Gehäusedeckel angebracht ist.

Vorteile der Erfindung

Gemäß der Erfindung werden die Einzeldrähte der Litze im Bereich des Anschlusses miteinander verschweißt, sie bilden ein mit der Litze einstückiges Kontaktierelement, das beispielsweise als Kontaktierelement rechteckigen Querschnitts ausgebildet ist. Das Kontaktierelement wird mit dem Anschluss der integrierten Schaltung verschweißt. Diese Schweißung kann gleichzeitig in einem Arbeitsgang mit der Verschweißung der Einzeldrähte der Litze zum Kontaktierelement oder auch anschließend in einem zweiten Arbeitsschritt durchgeführt werden.

Die Herstellung einer Schweißverbindung ist besser überwachbar und weniger fehleranfällig als eine Crimp- oder eine Lötverbindung, sie ist einfach und schneller herstellbar und benötigt keine Zusatzwerkstoffe. Weiterer Vorteil ist die auf einen Bruchteil reduzierte Gesamtoberfläche der Litze im Bereich des Anschlusses durch das Auflösen der Oberflächen der Einzeldrähte und ihr Verschmelzen beim Schweißen, es verbleibt lediglich die Oberfläche des Kontaktierelements. Dies vermindert die Korrosionsanfälligkeit der Verbindung.

Das Kontaktierelement erhält eine Abwinkelung, beispielsweise mit der Form einer Kröpfung oder einer Zacke, die nach dem elektrisch leitenden Verbinden der Litze mit dem Anschluss der integrierten Schaltung mit Kunststoff umspritzt wird, mit dem auch die integrierte Schaltung umspritzt wird. Der Kunststoff bildet insbesondere ein Gehäuse. Diese Ausgestaltung der Erfindung bewirkt eine Zugentlastung der Verbindungsstelle und schützt diese vor mechanischer Belastung.

Gemäß Anspruch 9 ist die integrierte Schaltung magneto-resistiv oder nach dem Hall-Prinzip aufgebaut, sie ist als Bestandteil eines Drehzahlsensors, insbesondere zur Messung der Raddrehzahl eines Fahrzeuges vorgesehen (Anspruch 10).

Zeichnung

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die einzige Figur zeigt einen Drehzahlsensor mit einer integrierten Schaltung gemäß der Erfindung in einer Schnittdarstellung.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Der in der Zeichnung dargestellte, erfindungsgemäße Drehzahlsensor 10 weist eine mit Kunststoff umspritzte integrierte Schaltung 12 auf. Die integrierte Schaltung 12 ist elektrisch leitend verbunden mit einem magnetoresistiven Meßelement 14, welches ebenfalls mit Kunststoff umspritzt ist und einen Permanentmagneten 16 aufweist. Die Einheit von integrierten Schaltung 12, magneto-resistivem Meßelement 14 und Permanentmagneten 16 wird auch als magnetoresistive-integrierte Schaltung 12, 14, 16 bezeichnet und ist als einheitliches Bauteil erhältlich.
Die integrierte Schaltung 12 weist zwei nebeneinander liegende Anschlußfahnen 18 auf, die elektrisch leitend mit zwei Litzen 20 eines zweiadrigen elektrischen Kabels 22 verbunden sind, welches eine Meßleitung bildet. In der Zeichnung ist von den beiden nebeneinander liegenden Anschlußfahnen 18 der integrierten Schaltung 12 und den beiden Litzen 20 jeweils nur eine sichtbar. Zum Verbinden der Litzen 20 mit den Anschlußfahnen 18 sind Einzeldrähte 24 an freien Enden der Litzen 20 zu Kontaktierelementen 26 (Schweißzungen) rechteckigen Querschnitts miteinander verschweißt. Anschließend oder in einem Arbeitsgang mit dem Verschweißen des Einzeldrähte 24 untereinander werden die Kontaktierelemente 26 mit den Anschlußfahnen 18 der integrierten Schaltung 12 verschweißt. Die Schweißung kann beispielsweise eine Widerstandsschweißung, also eine Schmelzschweißung sein. Auch kann das Verschweißen der Einzeldrähte 24 untereinander und der dadurch gebildeten Kontaktierelemente 26 mit den Anschlußfahnen 18 durch Thermokompressionsbonden erfolgen, also eine Diffusionsschweißung unter Einwirkung von Druck und Temperatur. Durch die Schweißung lösen sich die Oberflächen der Einzeldrähte 24 der Litzen 20 auf, die Einzeldrähte 24 sind im Bereich der Kontaktierelemente 26 zu einem einstückigen Körper miteinander verbunden, der nur noch Außenoberflächen, nicht jedoch Zwischenoberflächen in seinem Innern aufweist, wie die Einzeldrähte 24 der Litzen 20.
Nach dem elektrisch leitenden Verbinden der Anschlußfahnen 18 der integrierten Schaltung 12 mit den Litzen 20 des zweiadrigen Kabels 22 wird die integrierte Schaltung 12 einschließlich ihres magnetoresistiven Elements 14 und dem Permanentmagneten 16 in ein Gehäuseteil 28 eingelegt, das aus Kunststoff gespritzt ist. Die in das Gehäuseteil 28 eingelegte integrierte Schaltung 12 wird mit Kunststoff 30 umspritzt, der zusammen mit dem Gehäuseteil 28 ein Gehäuse 28, 30 des Drehzahlsensors 10 ergibt, in welchem die integrierte Schaltung 12 mit dem magnetoresistiven Meßelement 14 und dem Permanentmagneten 16 vollständig eingeschlossen ist. Eine in das Gehäuse 28, 30 eingespritzte Metallbuchse 32 dient zum Anbringen des Drehzahlsensors 10 beispielsweise in einem Fahrzeug dicht an ein Fahrzeugrad.
Zur Zugentlastung der Litzen 20 werden diese vor dem Umspritzen mit Kunststoff 30 im Verlauf des Kontaktierelements 26 zu einem in Seitenansicht sägezahnförmigen Bügel 34 gebogen. Nach dem Umspritzen mit Kunststoff 30 sind die Bügel 34 der Litzen 20 durch Formschluß im Gehäuse 28, 30 gehalten. Der Formschluß nimmt eventuell vom Kabel 22 auf die Litzen 20 ausgeübte Kräfte auf, so daß die Verschweißung der Kontaktierelemente 26 mit den Anschlußfahnen 18 mechanisch unbelastet ist.
Der Drehzahlsensor 10 wirkt in an sich bekannter Weise mit einer nicht dargestellten Zähne oder Permanentmagnete aufweisenden Drehzahlgeberscheibe zusammen, die drehfest beispielsweise mit dem Fahrzeugrad verbunden ist. Bei Rotation der Drehzahlgeberscheibe beeinflussen deren Zähne oder Permanentmagnete das Magnetfeld des Permanentmagneten 16 des Drehzahlsensors 10, dem das magnetoresistive Meßelement 14 ausgesetzt ist. Diese Magnetfeldänderung wird von der integrierten Schaltung 12 in eine Meßsignal umgeformt, dessen Frequenz der Drehzahl proportional ist.
Der dargestellte Drehzahlsensor 10 hat eine Länge von cirka 37 mm und eine Breite im Bereich des magnetoresistiven Meßelements von cirka 4 mm.

Claims

Verfahren zum Verbinden eines Anschlusses einer integrierten Schaltung mit einer Litze, wobei Einzeldrähte (24) der Litze (20) im Bereich des Anschlusses (18) zu einem Kontaktierelement (26) miteinander verschweißt werden, und dass das Kontaktierelement (26) mit dem Anschluss (18) der integrierten Schaltung (12) verschweißt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die integrierte Schaltung (12) und die Litze (20) nach dem elektrisch leitenden Verbinden mit Kunststoff (28, 30) umspritzt werden und dass das Kontaktierelement (26) vor dem Umspritzen mit Kunststoff (28, 30) zur Zugentlastung abgewinkelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktierelement (26) zu einem einen Rechteckquerschnitt aufweisenden Körper geformt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweißung eine Schmelzschweißung ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweißung eine Thermokompressionsschweißung ist.
Integrierte Schaltung mit einem Anschluss, der elektrisch leitend mit einer Litze verbunden ist, wobei Einzeldrähte (24) der Litze (20) im Bereich des Anschlusses (18) zu einem Kontaktierelement (26) miteinander verschweißt sind, und dass das Kontaktierelement (26) mit dem Anschluss (18) der integrierten Schaltung (12) verschweißt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die integrierte Schaltung (12) und die Litze (20) mit Kunststoff (28, 30) umspritzt sind und dass das Kontaktierelement (26) eine Abwinklung (34) als Zugentlastung aufweist, die mit dem Kunststoff (28, 30) umspritzt ist.
Integrierte Schaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktierelement (26) rechteckigen Querschnitt aufweist.
Integrierte Schaltung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweißung eine Schmelzschweißung ist.
Integrierte Schaltung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweißung eine Thermokompressionsschweißung ist.
Integrierte Schaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die integrierte Schaltung (12) eine magnetoresistive-integrierte oder Hall-Schaltung (12, 14, 16) ist.
Drehzahlsensor, dadurch gekennzeichnet, dass er eine magnetoresistive-integrierte oder Hall-Schaltung (12, 14, 16) nach einem der Ansprüche 5 bis 9 aufweist.