CN102192812A - 传感器模块、用于制造传感器模块的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种传感器模块(1)、特别是机动车的压力传感器模块(2)，包括一个壳体(15)，该壳体具有两个彼此分隔开的腔(21、22)，在其中一个腔(22)中设置有一个传感器元件(7)、而在另一个腔(22)中设置有一个电路(5)、特别是集成的开关电路(6)，该传感器元件(7)和电路(5)通过至少一个带状导线(9)、特别是冲压栅格带状导线(10)相互电连接，所述带状导线引导穿过壳体(15)的将这些腔(21、22)彼此分隔开的壁(20)。在此规定，在所述壁(20)上连接一个包围带状导线的一个区段的壳体区域(4)，该壳体区域(4)具有一留空(11)，在该留空中露出带状导线(9)的一个纵向区段，所述留空(11)至少基本上填满密封材料(12)。本发明还涉及一种用于制造传感器模块的方法。

Description

传感器模块、用于制造传感器模块的方法

技术领域

本发明涉及一种传感器模块、特别是机动车的压力传感器模块，包括一个壳体，该壳体具有两个彼此分隔开的腔，在其中一个腔中设置有一个传感器元件，而在另一个腔中设置有一个电气/电子电路、特别是集成的开关电路，该传感器元件和电路通过至少一个带状导线、特别是冲压栅格带状导线相互电连接，所述带状导线穿过壳体的将这些腔彼此分隔开的壁。

本发明还涉及一种用于制造传感器模块、特别是机动车的压力传感器模块的方法，其中该传感器模块具有两个彼此分隔开的腔，在其中一个腔中设置一个传感器元件、而在另一个腔中设置一个电气/电子电路、特别是集成的开关电路，通过至少一个带状导线、特别是冲压栅格带状导线将该传感器元件和电路相互电连接，该带状导线穿过将这些腔彼此分隔开的壁。

背景技术

开头所述类型的传感器元件以及方法由现有技术是已知的。现代的传感器模块在壳体内部不仅支承传感器元件、而且支承控制传感器元件的或者说检测传感器元件的数据的电路，它们当然相互电连接。但通常对传感器元件和电路存在不同的要求、特别是在传感器元件的应用领域方面。因而例如对于应当用在机动车排气设备中的压力传感器而言必需将电路与传感器元件在空间上分隔开，因为传感器元件的废气耐久力比电路特别是集成的开关电路的废气耐久力可明显容易地确保。由于在组装传感器元件和电路时所希望的灵活性，也值得期待的是，传感器元件与电路彼此分隔开地构成并且可相应地布置。传感器元件因此可设置或者说布置在壳体的一个承受待研究的介质、特别是废气的腔中，而电路设置在一个与之分隔开的、不承受介质的腔中。

由公开文件DE 199 61 776A1已知一种传感器模块，其中，传感器元件和电路设置在分隔开的腔中，通过带状导线实现电连接，这些带状导线延伸穿过将这些腔彼此分隔开的壁。但因为带状导线和壳体的热膨胀系数不同，所以在温度波动时出现导致壳体与带状导线的脱离并因而出现不密封性，这会导致废气也进入第二腔中。

发明内容

按照本发明的传感器模块规定，在所述壁上连接一个包围带状导线的一个区段的壳体区域，该壳体区域具有一留空，在该留空中露出带状导线的一个纵向区段，所述留空至少基本上被填满密封材料。也就是说，在所述壁上连接一个壳体区域，从而该壁过渡到壳体区域中，带状导线同样被引到穿过该壳体区域。该壳体区域由壳体形成。亦即规定，带状导线的一个纵向区段在一构成在壳体的壳体区域中的留空中露出并且因而没有被壳体材料直接包围。取而代之，留空用密封材料填满，该密封材料保持在留空中并且包裹在留空中露出的带状导线。密封材料适宜地由与壳体不同的材料制成并且优选具有固有弹性。弹性的密封材料补偿带状导线和/或壳体的在运行中由热诱导的变形并且由此能防止介质沿着带状导线穿过所述壁并始终确保这些腔(密封地)分隔开。

优选地，密封材料构成为粘合剂材料。当粘合剂材料在硬化后具有足够的粘性时，它可以利用上述的固有弹性的能力，以便补偿带状导线和/或壳体的变形。此外，粘合剂材料本身由于其粘接作用和/或其强度(在硬化之后)保持在留空中并且在带状导线上。总之，因而提供了一种传感器模块，该传感器模块特别可靠地确保这些腔分隔开。

有利地，壳体构造成至少两件式的，其中所述壁由壳体件中的一个或两个形成。亦即在这里规定，在装配时首先由至少两个壳体件组成壳体，其中使这些腔彼此分隔开的壁或者完全由壳体件之一或者由两个壳体件共同形成。在后一种情况下例如可规定，每个壳体件形成一个壁区段。通过壳体的多件式的构成，传感器和电路可以无需大耗费地设置和固定在壳体上。特别是，必要时在这里可以按简单的方式和方法在传感器元件和带状导线之间和/或在电路和带状导线之间建立必需的键合(Bond)连接。

优选地，第一壳体件不仅具有传感器元件而且具有电路和带状导线。剩余的第二壳体件因而最终用作用于封闭或者局部地封闭壳体的盖。通过在第一壳体件上设置传感器元件、电路和带状导线，在这里可实现传感器模块的电气/电子部件的完全的预装配。

适宜地，第一壳体件包括具有留空的壳体区域。有利地，具有留空的壳体区域构成为在第一壳体件或壳体的基本部件上的突出部。在基本部件上放置所述一个或多个带状导线，使得它们例如为了制造键合连接是能容易到达的。通过构成为突出部的壳体区域，放置在基本部件上的带状导线在所述壳体区域中被壳体的或者说第一壳体件的材料包围。适宜地，壳体区域或者说突出部与壳体或第一壳体件一体地构成。变换地，壳体区域可以是指第一壳体件或基本部件的一个区段，该区段连接在所述壁上。在这里，带状导线优选基本上在基本部件中延伸，其中至少其端部区域能自由接近地位于或在基本部件的留空中。也可想到，所述至少一个带状导线这样地弯曲，即其在多个平面中延伸，从而它例如位于基本部件中的壳体区域中并且在传感器元件或电路附近支承在基本部件上。特别优选地，留空构成为穿孔，该穿孔延伸穿过整个第一壳体件或者说在该第一壳体件高度上延伸。除了作为密封材料的储藏部的任务外，穿孔和/或留空还满足另一任务：在制造第一壳体件时，将带状导线适宜地如上所述地由壳体或由壳体件的材料在所述壁的区域内并且也在与之连接的突出部区域内环绕注塑。为了能使带状导线、特别是冲压栅格带状导线在注塑工艺期间可靠地在壳体件上/中定向，将带状导线用相应的保持件保持在注塑模具中。适宜地，保持件在这里构造成这样，即在注塑第一壳体件时通过保持件形成所述留空。因此，可使带状导线在制造时精确地定向并且同时可制造用于密封材料的留空。

此外规定，壳体的第二壳体件具有一覆盖所述留空的凸起。第二壳体件的凸起覆盖留空并且适宜地如突出部那样在壳体的整个宽度上延伸，由此这些腔的分隔得到支持。此外，凸起这样地覆盖留空，使得位于其中的密封材料被可靠地保持在其中。这特别是在制造时具有意义，其中有利地在组装壳体件之后将密封材料填充到留空中。第二壳体件的凸起便用作留空的底面，由此密封材料被可靠地保持在留空中。

按照传感器模块的一种有利的改进方案规定，第一壳体件具有一密封板条或密封接纳部，而第二壳体件具有一密封接纳部或密封板条，它们组装地形成所述壁。第一壳体件的密封板条或密封接纳部在此可以从壳体区域或者说从已经设置的突出部抬起。适宜地，密封板条和密封接纳部彼此互补地构成，从而当第一壳体件和第二壳体件组装在一起以形成壳体时，密封板条至少基本上形锁合地接合到密封接纳部中。

有利地，在密封板条和密封接纳部之间附加地设有密封材料、特别是粘合剂密封材料，所述密封材料一方面提高密封度、另一方面将各壳体件彼此贴靠地固定。

最后规定，壳体件由塑料、特别是由热塑性塑料形成。

按照本发明的用于制造传感器模块、特别是如上所述的传感器模块的方法特征在于，在所述壁上连接地成型一个包围带状导线的一个区段的壳体区域，给该壳体区域配设一留空，在该留空中露出带状导线的一个纵向区段，将所述留空用密封材料至少基本上填满。如上所述，留空已经可以在生产壳体或壳体的一个壳体件时一同形成，或者也可之后置入到壳体件或壳体中。有利地，作为密封材料将粘合剂密封材料填充到留空中，它确保传感器模块的密封性或壳体的各腔彼此间沿着至少一个带状导线的分隔。

附图说明

下面应根据附图更详细地说明本发明。为此，

图1示出一个有利的传感器模块的一个壳体件的俯视图，

图2示出包括密封材料的壳体件的俯视图，

图3示出该传感器模块的带状导线的分布，

图4示出传感器模块的侧视图，以及

图5示出传感器模块的透视图。

具体实施方式

图1示出一个传感器模块1的透视的俯视图，该传感器模块构造成压力传感器模块2、特别是构造成低压传感器模块，包括一个第一壳体件3，该第一壳体件以热塑性塑料制成。第一壳体件在中间具有一构成为突出部的壳体区域4，该壳体区域在第一壳体件3的整个宽度上延伸。在该图中，在壳体区域4左侧、在第一壳体件3上设置有一电气/电子电路5，该电路构造成集成的开关电路6。在相对的一侧上，与壳体区域4隔开距离地设置有一个传感器元件7，该传感器元件构造成压力传感器元件8。传感器元件7和集成的电路6在此在当前情况下分别构造成芯片。

传感器元件7和开关电路6通过键合连接与在当前情况下四个带状导线9相连接，这些带状导线穿过突出部延伸。在加工壳体件3时将带状导线9构造成冲压栅格带状导线10，而在制造壳体件3时由塑料材料环绕注塑。在一个相应的注塑模具时，为此使冲压栅格带状导线10定向和保持在一保持装置中，而将塑料注射到模具中。保持装置在此这样地构成和设置在壳体区域4中或者说在突出部的区域中，使得在注塑过程期间将突出部的一个区域空出，从而在突出部中形成一个留空11，在该留空中分别露出每个冲压栅格带状导线10的一个纵向区段。

如在图2中所示，紧接着用密封材料12填满或者至少基本上填满该留空11，该密封材料有利地构成为粘合剂密封材料13。由此，冲压栅格带状导线10的在留空中露出的各纵向区段被粘合剂密封材料13包围。

图3示出按照图2的壳体件3的俯视图，其中冲压栅格带状导线10在突出部区域中的分布用虚线示出。带状导线9或者说冲压栅格带状导线10的被第一壳体件3的塑料材料环绕注塑的区段可能在温度波动时由于其温度膨胀系数与塑料的温度膨胀系数不同而通过热诱导的变形与塑料或者说壳体件3脱离，而在留空11中的粘合剂密封材料13确保系统的密封性。如果粘合剂密封材料在硬化之后具有足够的粘性或固有弹性，则通过粘合剂密封材料平衡或者说补偿带状导线9的由热诱导的变形。因此，带状导线9可以在留空11的区域中变形，而不由此危害密封性。

图4示出传感器模块1的侧视图。除了第一壳体件3，还示出传感器模块1的一个第二壳体件14，该第二壳体件与壳体件3一起形成传感器模块1的壳体15。第二壳体件14具有一凸起16，该凸起在第二壳体件14的整个宽度上延伸。如由图5可见，壳体件14的宽度等于壳体件3的宽度。在这里应注意，在这些图示中出于清楚的原因没有标出传感器模块1的侧壁，然而当然可以设有侧壁而且有利地设有侧壁。凸起16的上侧、即凸起16的面向壳体件3的表面构造成使得凸起16总体上覆盖并且因而密封留空11。

壳体件3还在壳体区域4或者说突出部的面向开关电路6的边缘区域上具有一突出的密封接纳部17，该密封接纳部与壳体件14的一密封板条18协同作用。密封板条18以及密封接纳部17在壳体件3和14的整个宽度上延伸。优选地，密封接纳部在其自由端部上具有凹形的横截面。相应地，密封板条18适宜地在其自由端部上具有凸形的横截面，从而当将壳体件14和壳体件3彼此贴靠地设置时，密封板条18至少基本上形锁合地嵌入密封接纳部17中。在壳体件3和14组装之前，优选将粘合剂密封材料19如也在图1和2中所示的那样填充或者施加到密封接纳部17中。粘合剂密封材料19可由与粘合剂密封材料13相同的材料形成。但优选地，它具有较高的粘接力，以便将壳体件3和14彼此贴靠地保持。

密封板条18和密封接纳部17在传感器模块1的壳体15的组装状态下形成一个壁20，该壁将壳体15这样地分开，即形成两个彼此分隔开的腔21、22。在此，集成的开关电路6设置在腔21中，而传感器元件7设置在腔22中。当然，壁20也可构成或者说设置在留空11的另一侧上、亦即靠近于压力传感器元件8。

凸起16和突出部形成一个第二壁23，该第二壁支持壁20的功能。但原则上也可取消凸起16。凸起16的重要的优点在于，当粘合剂密封材料13如在图5中所示地被从上方填充到留空11中时，在装配传感器模块1时凸起16形成用于留空11的底面。亦即在这里在组装壳体15之后添加粘合剂密封材料13。由此省去工艺步骤以及另一铸模，当留空如在本实施例中那样构成为连续的穿孔时。

通过腔21和22经由壁20的分隔以及必要时通过壁23，传感器模块1的电气/电子元件(传感器元件7和电路5)可承受不同的介质。低压传感器模块2因此可以传感器元件7承受机动车内燃机的废气，而集成的开关电路6与之分隔开地例如遭受环境空气。位于留空11中的粘合剂密封材料13保证废气不会从腔21沿着带状导线9的路径进入到腔22中。即使带状导线9由于温度波动而变形，通过粘合剂密封材料13也确保密封性。由此也必须较不费事地实现或者不实现集成的开关电路6的抵抗废气的构成。

如果凝胶应该是必需的，以便附加地保护传感器元件7和/或集成的开关电路(ASIC)6免于废气或其他介质，则这可以在没有其他结构上的或制造技术上的措施的情况下实现。在传感器壳体15中的突出部或壁20和/或23用作用于分布凝胶的限定部。不产生附加的构件以及因而附加的购买成本。

有利的传感器模块1及其制造方法是特别简单的，因为忽略粘合剂密封材料13不需要附加的构件或加工工艺。除了成型带状导线在注塑模具中的支架和填入粘合剂密封材料13之外，传感器模块1可按常见的方式和方法制造。因此，传感器模块1提供在传感器元件7和集成的开关电路6之间的借助冲压栅格带状导线10和相应的键合连接的被证明的和健壮的电气连接。

Claims (10)

1.传感器模块(1)、特别是机动车的压力传感器模块(2)，包括一个壳体(15)，该壳体具有两个彼此分隔开的腔(21、22)，在其中一个腔(22)中设置有一个传感器元件(7)，而在另一个腔(21)中设置有一个电路(5)、特别是集成的开关电路(6)，该传感器元件(7)和该电路(5)通过至少一个带状导线(9)、特别是冲压栅格带状导线(10)相互电连接，所述带状导线穿过所述壳体(15)的将这些腔(21、22)彼此分隔开的壁(20)，其特征在于，在所述壁(20)上连接一个包围所述带状导线的一个区段的壳体区域(4)，该壳体区域(4)具有一留空(11)，在该留空中露出所述带状导线(9)的一个纵向区段，所述留空(11)至少基本上被填满密封材料(12)。

2.根据权利要求1所述的传感器模块，其特征在于，所述密封材料(12)是粘合剂密封材料(13)。

3.根据上述权利要求中任一项所述的传感器模块，其特征在于，所述壳体(15)构造成至少两件式的，所述壁(20)由壳体件(3、14)中的至少一个形成。

4.根据上述权利要求中任一项所述的传感器模块，其特征在于，第一壳体件(3)具有所述传感器元件(7)、所述电路(5)和所述带状导线(9)。

5.根据上述权利要求中任一项所述的传感器模块，其特征在于，所述第一壳体件(3)包括具有留空(11)的所述壳体区域(4)。

6.根据上述权利要求中任一项所述的传感器模块，其特征在于，第二壳体件(14)具有覆盖所述留空的凸起(16)。

7.根据上述权利要求中任一项所述的传感器模块，其特征在于，所述第一壳体件(3)具有一密封板条(18)或密封接纳部(17)，而所述第二壳体件(14)具有一密封接纳部(17)或密封板条(18)，所述密封接纳部和密封板条组装地形成所述壁(20)。

8.根据上述权利要求中任一项所述的传感器模块，其特征在于，在所述密封板条(18)和所述密封接纳部(17)之间设有密封材料、特别是粘合剂密封材料(19)。

9.根据上述权利要求中任一项所述的传感器模块，其特征在于，这些壳体件(3、14)由塑料注塑制成。

10.用于制造特别是根据上述权利要求中任一项或多项所述的传感器模块(1)的方法，其中该传感器模块(1)具有两个彼此分隔开的腔(21、22)，在其中一个腔(22)中设置一个传感器元件(7)，而在另一个腔(21)中设置一个电气/电子电路(5)、特别是集成的开关电路(6)，通过至少一个带状导线(9)、特别是冲压栅格带状导线(10)将该传感器元件(7)和该电路(5)相互电连接，该带状导线(9)穿过将这些腔(21、22)彼此分隔开的壁(20)，其特在在于，在所述壁(20)上连接地成型一个包围所述带状导线(9)的一个区段的壳体区域(4)，给该壳体区域(4)配设一留空(11)，在该留空中露出所述带状导线(9)的一个纵向区段，将所述留空(11)至少基本上填满密封材料(12)。

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