DE102007056284A1

DE102007056284A1 - Drucksensor

Info

Publication number: DE102007056284A1
Application number: DE200710056284
Authority: DE
Inventors: Ralf Schimmel; Dietmar Schultz
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2007-11-22
Filing date: 2007-11-22
Publication date: 2009-05-28
Also published as: WO2009065795A3; WO2009065795A2

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein Drucksensor 1, bestehend aus einer Drucksensorzelle 3, an der Drucksensorzelle 3 angeordneten Kontakten 5 und elektrischen Anschlussleitungen 8. Die Drucksensorzelle 3 ist in einem Kontaktrahmen 4 angeordnet. Der Kontaktrahmen 4 besitzt Kontakte 5, wobei die Kontakte 5 des Kontaktrahmens 4 an einem ersten Ende 11 mit den Anschlusskontakten 14 der Drucksensorzelle 3 verbunden und die Kontakte 5 an ihrem zweiten Ende 6 zur Verbindung mit den elektrischen Anschlussleitungen 8 ausgebildet sind.

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Drucksensor, bestehend aus einer Drucksensorzelle, an der Drucksensorzelle angeordneten Kontakten und elektrischen Anschlussleitungen.
Derartige Drucksensoren sind seit langem bekannt und somit Stand der Technik. Die elektrischen Anschlussleitungen sind mit den Kontakten an der Drucksensorzelle mittels Löten verbunden. Infolge des Einsatzes solcher Drucksensoren unter rauen Betriebsbedingungen sind die Kontaktierungen, insbesondere durch starke Vibrationen, besonders gefährdet. Hierbei kann es zu Beschädigungen der Kontaktierung der elektrischen Anschlussleitungen an den Kontakten kommen, welche von verfälschten elektrischen Signalen bis hin zum Ausfall der Signalweiterleitung führen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Drucksensor zu schaffen, der auch unter rauen Betriebsbedingungen eine zuverlässige und den Messwerten entsprechende Signalweiterleitung ermöglicht. Der Drucksensor soll darüber hinaus einfach aufgebaut und kostengünstig in Herstellung und Montage sein.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Drucksensorzelle in einem Kontaktrahmen angeordnet ist, dass der Kontaktrahmen Kontakte besitzt, dass die Kontakte des Kontaktrahmens an einem Ende mit den Anschlusskontakten der Drucksensorzelle verbunden sind und dass die Kontakte an ihrem anderen Ende zur Verbindung mit den elektrischen Anschlussleitungen ausgebildet sind.
Mit dem Vorsehen eines Kontaktrahmens wird die Möglichkeit eröffnet, die Drucksensorzelle separat an einem weiteren Bauteil zu befestigen und somit dieses Bauteil optimal an die Einsatzbedingungen anzupassen. Vor allem mit der Kontaktierung der Drucksensorzelle im Kontaktrahmen und der Kontaktierung der elektrischen Anschlussleitungen mit dem Kontaktrahmen können nunmehr zwei verschiedene Kontaktierungen eingesetzt werden, wobei jede Kontaktierung optimal an die jeweiligen Einsatzbedingungen angepasst ist. Der bisherigen Befestigung und Kontaktierung geschuldete Kompromisse werden somit vermieden. Ermöglicht wird das durch die beiden Verbindungsstellen an jeweils einem Ende der Kontakte im Kontaktrahmen. So kann über das erste Ende der Kontakte die Drucksensorzelle derart mit dem Kontaktrahmen kontaktiert werden, dass diese Kontaktierung optimal auf die Drucksensorzelle ausgerichtet ist. Dagegen kann über das zweite Ende der Kontakte im Kontaktrahmen eine an die Verbindung mit den Anschlussleitungen optimierte Kontaktierung gewählt werden. Darüber hinaus kann die Drucksensorzelle einfacher aufgebaut und kostengünstiger werden, da die Halterung und Befestigung nunmehr über den Kontaktrahmen erfolgt. Insofern wirken sich die zusätzlichen Kosten für das weitere Bauteil weniger stark aus.
Eine besonders gute Verbindung, die auch unter schwierigsten Einsatzbedingungen wie Vibrationen eine zuverlässige Kontaktierung gewährleistet, wird dadurch erreicht, dass die ersten Enden der Kontakte des Kontaktrahmens mit den Anschlusskontakten der Drucksensorzelle mittels gebondeter Drähte verbunden sind.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Kontaktstellen zwischen Kontaktrahmen und Drucksensorzelle mit einer Schutzschicht versehen. Auf diese Weise ist die Kontaktierung gegen Umwelteinflüsse geschützt. Die Schutzschicht kann beispielsweise ein Lack sein.
Eine gute Kontaktierung der elektrischen Anschlussleitungen, die insbesondere auch auf einer Leiterplatte angeordnet sein können, mit dem Kontaktrahmen wird dadurch erreicht, dass die zweiten Enden der Kontakte des Kontaktrahmens mittels Lötver bindungen mit den elektrischen Anschlussleitungen verbunden sind. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass mit dem Löten als eine Standardkontaktierung aufgrund geringer Betriebsmittelkosten in der Endmontage entstehen, da die komplette Baugruppe auch vorgefertigt werden kann.
In weiteren vorteilhaften Ausgestaltungen kann die Kontaktierung der elektrischen Anschlussleitungen auch durch Einpressen oder nach dem Pin-in-paste-Verfahren erfolgen. Diese Ausbildungen der Kontaktierung sind zeichnen sich ebenfalls durch ihre geringen Kosten aus.
Die Kontakte lassen sich besonders einfach herstellen und handhaben, wenn sie als Stanzgitter ausgebildet sind.
Eine besonders gute Kontaktierung beim Bonden wird gemäß einer weiteren Ausgestaltung dadurch erreicht, wenn die Kontakte an dem ersten Ende mit Aluminium, vorzugsweise walzplattiert, oder mit Gold, vorzugsweise galvanisch aufgebracht, beschichtet sind.
Eine schnelle und zuverlässige Kontaktierung mit den elektrischen Anschlussleitungen wird dadurch erreicht, wenn die Kontakte an dem zweiten Ende verzinnt sind.
Eine verbesserte Positionierung und Halterung des Drucksensors an anderen Bauteilen, vorzugsweise einer Leiterplatte, wird dadurch erreicht, dass der Kontaktrahmen Anformungen zur Positionierung und Halterung besitzt.
Für eine zuverlässigen Sitz der Drucksensorzelle und einen Schutz der Kontaktierung hat es sich als vorteilhaft erwiesen, dass der Kontaktrahmen Anformungen besitzt, welche zur Positionierung und Halterung der Drucksensorzelle ausgebildet sind.
In einer besonders einfachen Ausgestaltung sind die Aufnahmen als Rasthaken ausgebildet, die mit Raststellen am haltenden Bauteil, vorzugsweise einer Leiterplatte, zusammenwirken. Es ist aber auch denkbar, die Aufnahmen als Zapfen auszubilden, die in Bohrungen der Leiterplatte, vorzugsweise mittels Presspassung, eingreifen.
In einer weiteren Ausgestaltung ist der Kontaktrahmen zur Aufnahme für weitere Bauteile, vorzugsweise ein Gehäuse für die Drucksensorzelle, ausgebildet. Die Ausbildung kann darin bestehen, dass am Kontaktrahmen Führungen, Rasthaken oder Raststellen angeordnet sind, die dem Befestigen der weiteren Bauteile dienen.
An einem Ausführungsbeispiel wird die Erfindung näher beschrieben. Die Zeichnung zeigt in
1: einen erfindungsgemäßen Drucksensor auf einer Leiterplatte,
2: einen Kontaktrahmen in der Ansicht von unten,
3: den Kontaktrahmen aus 2 mit einer Drucksensorzelle und
4: einen Drucksensor mit Gehäuse.
1 zeigt einen Drucksensor 1, der auf einer Leiterplatte 2 angeordnet ist. Der Drucksensor 1 besteht aus einer Drucksensorzelle 3, welche in einem Kontaktrahmen 4 eingepresst ist. Im Kontaktrahmen 4 sind vier Kontakte 5 angeordnet, die mit ihrem zweiten Ende 6 in jeweils eine Bohrung 7 in der Leiterplatte 2 eingreifen. Auf der nicht sichtbaren Rückseite der Leiterplatte 2 sind die zweiten Enden 6 der Kontakte 5 verlötet. Die Bohrungen 7 sind Teil der Anschlussleitungen 8.
Der in 2 dargestellte Kontaktrahmen 4 besteht aus Kunststoff und besitzt einen Ring 9 zur Aufnahme der Drucksensorzelle. Am Ring 9 angeformte Rasthaken 10 dienen der Fixierung der Drucksensorzelle. Im Bodenbereich des Kontaktrahmens 4 sind die Kontakte 5 angeordnet, wobei drei Kontakte 5 in Einbaulage und ein Kontakt 5 in Explosionsdarstellung gezeigt sind. In der Einbaulage sind die Kontakte 5 in den Ring 9 eingespritzt. Die jeweils ersten Enden 11 der Kontakte 5 liegen innerhalb des Rings 9. die jeweils zweiten Enden 6 liegen außerhalb des Kontaktrahmens 4. Der Kontaktrahmen 4 besitzt weiter einen Zapfen 12 zur lagerichtigen Montage auf der Leiterplatte. Am Kontaktrahmen 4 angeformte Rasthaken 13 dienen der zusätzlichen mechanischen Verbindung mit der Leiterplatte, wie nachfolgend in 4 dargestellt.
3 zeigt die Verbindung des Kontaktrahmens 4 mit der in ihn eingesetzten Drucksensorzelle 3. Die elektrische Verbindung der Drucksensorzelle 3 mit dem Kontaktrahmen 4 erfolgt über eine Bondverbindung. Am Boden der Drucksensorzelle 3 befinden sich vier Anschlusskontakte 14, an denen jeweils ein Draht 15 aufgebondet ist. Das jeweils andere Ende der Drähte 15 ist an das jeweils erste Ende 11 der Kontakte 5 aufgebondet. Eine an den Kontakten 5 und den Anschlusskontakten 14 aufgebrachte Lackschicht schützt die Bondverbindungen vor Umwelteinflüssen.
4 zeigt die Leiterplatte 2 mit montiertem Drucksensor 1 von unten. Zur lagerichtigen Ausrichtung dient der Zapfen 12 des Drucksensors 1. Mechanisch gehalten wird der Drucksensor 1 mittels der beiden Rasthaken 13, die in der Leiterplatte 2 verrasten. Zum weiteren Schutz des Drucksensors 1 ist ein Gehäuse 16 vorgesehen, welches den Ring 9 umschließend auf der Oberseite der Leiterplatte 2 aufliegt. Zum weiteren Schutz der Drucksensorzelle 3 ist im Gehäuse 16 eine Dichtung 17 angeordnet.

Claims

Drucksensor, bestehend aus einer Drucksensorzelle, an der Drucksensorzelle angeordneten Kontakten und elektrischen Anschlussleitungen, dadurch gekennzeichnet, dass die Drucksensorzelle (3) in einem Kontaktrahmen (4) angeordnet ist, dass der Kontaktrahmen (4) Kontakte (5) besitzt, dass die Kontakte (5) des Kontaktrahmens (4) an einem ersten Ende (11) mit den Anschlusskontakten (14) der Drucksensorzelle (3) verbunden sind, und dass die Kontakte (5) an ihrem zweiten Ende (6) zur Verbindung mit den elektrischen Anschlussleitungen (8) ausgebildet sind.
Drucksensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Enden (11) der Kontakte (5) des Kontaktrahmens (4) mit den Anschlusskontakten (14) der Drucksensorzelle (3) mittels gebondeter Drähte (15) verbunden sind.
Drucksensor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf den Kontaktstellen (14, 11) zwischen Drucksensorzelle (3) und Kontaktrahmen (4) eine Schutzschicht, insbesondere eine Feuchtigkeitsschutzschicht, angeordnet ist.
Drucksensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Enden (6) der Kontakte (5) des Kontaktrahmens (4) mit den elektrischen Anschlussleitungen (8) mittels Lötverbindungen, Einpressen oder Pin-in-paste-Verfahren verbunden sind.
Drucksensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontakte (5) als Stanzgitter ausgebildet sind.
Drucksensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontakte (5) an dem ersten Ende (11) mit Aluminium, vorzugsweise walzplattiert, oder mit Gold, vorzugsweise galvanisch aufgebracht, beschichtet sind.
Drucksensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontakte (5) an ihrem zweiten Ende (6) verzinnt sind.
Drucksensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktrahmen (4) Anformungen (12, 13) besitzt, welche zur Positionierung und Halterung an anderen Bauteilen, vorzugsweise einer Leiterplatte (2), ausgebildet sind.
Drucksensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktrahmen (4) Anformungen (10) besitzt, welche zur Positionierung und Halterung der Drucksensorzelle (3) ausgebildet sind.
Drucksensor nach Anspruch 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmen (10, 13) als Rasthaken ausgebildet sind.
Drucksensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Kontaktrahmen (4) Führungen, Rasthaken oder Raststellen zur Aufnahme weiterer Bauteile, vorzugsweise einem Gehäuse (16) für die Drucksensorzelle (3), angeordnet sind.