Die vorliegende Beschreibung betrifft ein Sensormodul und ein Verfahren zum Herstellen eines Sensormoduls, sowie eine Sensorvorrichtung und ein Spritzgusswerkzeug.The present description relates to a sensor module and a method for manufacturing a sensor module, as well as a sensor device and an injection molding tool.
Der Einsatz von Sensorvorrichtung mit einem integrierten Schaltkreis, der in ein erstes Spritzgussgehäuse eingebettet ist, und mit Kontaktbeinen ausgestattet ist, ist bekannt. Über die Kontaktbeine wird der integrierte Schaltkreis mit Strom versorgt und es können die Sensordaten z.B. an eine weitere verarbeitende Einheit, z.B. eine CPU oder einen Microcontroller übermittelt werden. In Bereichen wie zum Beispiel dem Automotivbereich werden diese Sensorvorrichtungen und insbesondere ihre Verbindungen in Form der Kontaktbeine und entsprechend angeschlossener Kabelenden oder Anschlussstecker zum Schutz vor äußeren Einflüssen, z.B. Temperaturen oder auch mechanischen Kräften, in ein zweites Spritzgussgehäuse eingeschlossen.The use of sensor device with an integrated circuit, which is embedded in a first injection molded housing, and equipped with contact legs, is known. Via the contact legs, the integrated circuit is supplied with power and the sensor data, e.g. to another processing unit, e.g. a CPU or a microcontroller are transmitted. In areas such as automotive, these sensor devices, and in particular their connections in the form of the contact legs and correspondingly connected cable ends or connectors, are protected against external influences, e.g. Temperatures or mechanical forces included in a second injection molded housing.
Ein solches Sensormodul ist beispielhaft in 1 gezeigt. Jedes Kontaktbein 2 der Sensorvorrichtung ist mit einem Kontaktsteg 7, gewöhnlich ein Metallsteg, mittels einer ersten leitenden Kontaktierung 4a verbunden. Auf der anderen Seite ist jeder Kontaktsteg 7 mit einem freien Ende eines isolierten Kabels 3 mittels einer zweiten leitenden Kontaktierung 4b verbunden. Die Sensorvorrichtung wird in eine Halterung 6, üblicherweise aus Plastik, eingelegt und dann in ein Spritzgusswerkzeug eingelegt. Das Spritzgusswerkzeug weist im Inneren einen Hohlraum auf, wobei die Halterung für die Sensorvorrichtung dafür sorgt, dass die Sensorvorrichtung in dem Hohlraum des Spritzgusswerkzeuges richtig positioniert und fixiert ist. Der Hohlraum wird nach dem Schließen des Spritzgusswerkzeuges durch eine Öffnung mit Spritzgussmaterial gefüllt, so dass die Sensorvorrichtung zusammen mit den Kontaktbeinen 2, der Plastikhalterung 6, den Kontaktstegen 7 sowie den Enden der Kabel 3 von dem Spritzgussmaterial umgeben ist und das Spritzgussmaterial nach der Aushärtung als Modulgehäuse 5 dient.Such a sensor module is exemplary in 1 shown. Each contact leg 2 the sensor device is with a contact bar 7 , usually a metal web, by means of a first conductive contact 4a connected. On the other side is every contact bridge 7 with a free end of an insulated cable 3 by means of a second conductive contact 4b connected. The sensor device is in a holder 6 , usually made of plastic, inserted and then inserted into an injection mold. The injection molding tool has a cavity in the interior, wherein the holder for the sensor device ensures that the sensor device is correctly positioned and fixed in the cavity of the injection molding tool. The cavity is filled after closing the injection molding tool through an opening with injection molding material, so that the sensor device together with the contact legs 2 , the plastic holder 6 , the contact bridges 7 and the ends of the cables 3 surrounded by the injection molding material and the injection molding material after curing as a module housing 5 serves.
Die Halterung 6, sowie die Kontaktstege 7 machen die Herstellung des Sensormoduls aufwendig und resultieren in einem großen Sensormodul. Ferner ist die Sensorvorrichtung von viel Material umgeben, welches von einem etwaig zu messenden Signal, z.B. einem magnetischen oder elektrischen Feld durchdrungen werden muss, bevor die Sensorvorrichtung es detektieren kann.The holder 6 , as well as the contact bridges 7 make the production of the sensor module consuming and result in a large sensor module. Furthermore, the sensor device is surrounded by a large amount of material which has to be penetrated by a signal to be measured, for example a magnetic or electric field, before the sensor device can detect it.
Es ist daher wünschenswert ein kompaktes und dennoch sensitives Sensormodul, ein Verfahren zum Herstellen eines Sensormoduls, sowie eine effiziente Sensorvorrichtung zur Verfügung zu stellen, ohne dabei die Robustheit des Sensormoduls und der darin verwendeten Sensorvorrichtung zu schwächen.It is therefore desirable to provide a compact, yet sensitive sensor module, a method for manufacturing a sensor module, and an efficient sensor device, without weakening the robustness of the sensor module and the sensor device used therein.
Ein Beispiel betrifft ein Sensormodul, das eine Sensorvorrichtung aufweist, die einen integrierten Schaltkreis-Chip eingebettet in ein erstes Spritzgussgehäuse mit mindestens einem Kontaktbein aufweist. Das Sensormodul umfasst ferner einen Modulanschluss, dessen eines Ende mit dem Kontaktbein über eine elektrisch leitende Kontaktierung verbunden ist, wobei die zu mindestens Teile der Sensorvorrichtung und das eine Ende des Modulanschlusses, welcher mit dem Kontaktbein verbunden ist, von einem zweiten Spritzgussgehäuse umschlossen sind, und wobei die Sensorvorrichtung ferner eine Alignierungsstruktur aufweist, und zu mindestens ein Abschnitt der Alignierungsstruktur nicht von dem zweiten Spritzgussgehäuse umschlossen ist.One example relates to a sensor module having a sensor device having an integrated circuit chip embedded in a first injection molded housing having at least one contact leg. The sensor module further comprises a module terminal, one end of which is connected to the contact leg via an electrically conductive contact, wherein the at least parts of the sensor device and the one end of the module terminal, which is connected to the contact leg, are enclosed by a second injection molded housing, and wherein the sensor device further comprises an aligning structure, and at least a portion of the aligning structure is not enclosed by the second injection molded housing.
Ein weiteres Beispiel betrifft eine Sensorvorrichtung umfassend einen integrierten Schaltkreis eingebettet in ein erstes Spritzgussgehäuse mit mindestens einem Kontaktbein, wobei die Sensorvorrichtung eine Alignierungsstruktur aufweist, die ausgebildet ist, die Sensorvorrichtung in einem Spritzgusswerkzeug für einen zu mindestens teilweisen Einschluss in ein zweites Spritzgussgehäuse in dem Spritzgusswerkzeug zu positionieren.Another example relates to a sensor device comprising an integrated circuit embedded in a first injection molded housing having at least one contact leg, the sensor device having an aligning structure configured to receive the sensor device in an injection molding tool for at least partial confinement in a second injection molded housing in the injection molding tool position.
Ein weiteres Beispiel betrifft ein Spritzgusswerkzeug für ein Sensormodul, das einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt umfasst, die in geschlossener Form einen Hohlraum bilden, in den durch eine Einlassöffnung Spritzgussmaterial einfüllbar ist. Außerdem umfasst das Spritzgusswerkzeug eine am Spritzgusswerkzeug angeformte Alignierungsstruktur, die eine Sensorvorrichtung, die eine Ebene im Spritzgusswerkzeug definiert zur Ausrichtung einer Sensorvorrichtung, welche einen integrierten Schaltkreis eingebettet in ein erstes Spritzgussgehäuse mit mindestens einem Kontaktbein umfasst, und ein Ende eines Modulanschlusses, welcher mit dem Kontaktbein über eine elektrisch leitende Kontaktierung verbunden ist, in der geschlossenen Form in einer festen Position hält.Another example relates to an injection molding tool for a sensor module comprising a first portion and a second portion which in closed form form a cavity into which injection molding material is fillable through an inlet port. In addition, the injection molding tool comprises an alignment structure formed on the injection molding tool, comprising a sensor device defining a plane in the injection molding tool for aligning a sensor device comprising an integrated circuit embedded in a first injection molded housing with at least one contact leg, and an end of a module terminal connected to the contact leg is connected via an electrically conductive contact, holds in the closed mold in a fixed position.
Beispiele sind nachfolgend anhand von Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen dienen zum Veranschaulichen bestimmter Prinzipien, so dass nur Merkmale, die zum Verständnis dieser Prinzipien notwendig sind, dargestellt sind. Die Zeichnungen sind nicht maßstabsgerecht. In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Merkmale.
- 1 zeigt ausschnittsweise ein aus dem Stand der Technik bekanntes Sensormodul.
- 2A zeigt ein erstes Sensormodul, dass sich in einem ersten Spritzgusswerkzeug befindet.
- 2B zeigt einen senkrechten Schnitt durch das im ersten Spitzgusswerkzeug liegende erste Sensormodul entlang der gestuften Schnittlinie IIB-IIB.
- 3A zeigt ein zweites Sensormodul, dass sich in einem zweiten Spritzgusswerkzeug befindet.
- 3B zeigt seinen senkrechten Schnitt durch das im zweiten Spitzgusswerkzeug liegende zweite Sensormodul entlang der Schnittlinie IIIB-IIIB.
- 4A zeigt ein drittes Sensormodul, dass sich in einem dritten Spritzgusswerkzeug befindet.
- 4B zeigt einen senkrechten Schnitt durch das im drittem Spitzgusswerkzeug liegende dritte Sensormodul entlang der Schnittlinie IVB-IVB.
- 5 zeigt ein viertes Sensormodul, dass sich in einem vierten Spritzgusswerkzeug befindet.
- 6A-6D zeigen ein erstes Verfahren zum Herstellen eines fünften Sensormoduls.
- 6A zeigt eine Draufsicht einer fünften Sensorvorrichtung, welche auf einem Träger aufgebracht ist.
- 6B zeigt eine Seitenansicht der fünften Sensorvorrichtung aus 6A.
- 6C zeigt das fünfte Sensormodul, eingelegt in ein fünftes Spritzgusswerkzeug.
- 6D zeigt einen senkrechten Schnitt durch das im fünften Spitzgusswerkzeug liegende fünfte Sensormodul entlang der Schnittlinie VID-VID.
- 6E zeigt eine Draufsicht des fünften Sensormoduls.
- 6F zeigt einen Schnitt durch das fünfte Sensormodul aus 6E entlang der Schnittlinie VIF-VIF.
- 7A-7D zeigen ein zweites Verfahren zum Herstellen eines sechsten Sensormoduls.
- 7A zeigt eine Draufsicht einer sechsten Sensorvorrichtung.
- 7B zeigt eine Seitenansicht der sechsten Sensorvorrichtung aus 7A.
- 7C zeigt das sechste Sensormodul eingelegt in ein sechstes Spritzgusswerkzeug.
- 7D zeigt einen senkrechten Schnitt durch das im sechsten Spitzgusswerkzeug liegende sechste Sensormodul entlang der Schnittlinie VIID-VIID.
Examples are explained below with reference to drawings. The drawings serve to illustrate certain principles, so that only features necessary for understanding these principles are shown. The drawings are not to scale. In the drawings, like reference numerals designate like features. - 1 shows a detail of a known from the prior art sensor module.
- 2A shows a first sensor module that is located in a first injection molding tool.
- 2 B shows a vertical section through the first die located in the first die Sensor module along the stepped cutting line IIB-IIB ,
- 3A shows a second sensor module that is located in a second injection mold.
- 3B shows its vertical section through the lying in the second die casting second sensor module along the cutting line IIIB-IIIB ,
- 4A shows a third sensor module that is located in a third injection mold.
- 4B shows a vertical section through the lying in the third die casting third sensor module along the cutting line IVB-IVB ,
- 5 shows a fourth sensor module that is located in a fourth injection mold.
- 6A-6D show a first method for producing a fifth sensor module.
- 6A shows a plan view of a fifth sensor device which is mounted on a support.
- 6B shows a side view of the fifth sensor device 6A ,
- 6C shows the fifth sensor module, inserted in a fifth injection mold.
- 6D shows a vertical section through the lying in the fifth die casting fifth sensor module along the cutting line VID-VID ,
- 6E shows a plan view of the fifth sensor module.
- 6F shows a section through the fifth sensor module 6E along the cutting line VIF VIF ,
- 7A-7D show a second method for manufacturing a sixth sensor module.
- 7A shows a plan view of a sixth sensor device.
- 7B shows a side view of the sixth sensor device 7A ,
- 7C shows the sixth sensor module inserted in a sixth injection molding tool.
- 7D shows a vertical section through the lying in the sixth die casting tool sixth sensor module along the cutting line VII D-VII D ,
2A zeigt ein erstes Sensormodul, dass sich in einem ersten Spritzgusswerkzeug 108 befindet, wobei nur die obere Hälfte 108b zu sehen ist. Das Sensormodul umfasst eine Sensorvorrichtung mit einem integrierten Schaltkreis-Chip eingebettet in ein erstes Spritzgussgehäuse 101, auch Sensorgehäuse, mit zwei Kontaktbeinen 102, die an einer Seite des Gehäuses herausragen. Die Kontaktbeine 102 sind jeweils über eine elektrisch leitende Kontaktierung 104 mit einem Ende eines Kabels 103 verbunden, die später als externer Modulanschluss dienen. Teile des Sensorgehäuses 101, sowie die Kontaktbeine und die jeweiligen Enden der Kabel 103, welches mit den Kontaktbeinen 102 verbunden sind, sind von einem zweiten gespritzten Gehäuse 105, auch Modulgehäuse, umschlossen. Die Sensorvorrichtung weist ferner eine Alignierungsstruktur 160 auf, welche nicht von dem Sensorgehäuse 105 umschlossen ist. Die Alignierungsstruktur 160 ist an den Seiten des Sensorgehäuses 101 ausgebildet. Sie fügt sich in entsprechende Aussparungen des Spritzgusswerkzeuges, welches während des Spritzens eines zweiten Spritzgussgehäuses 105, des Modulgehäuses, in Kontakt mit der Alignierungsstruktur 160 steht, so dass kein Spitzgussmaterial an das Sensorgehäuse im Bereich der Alignierungsstruktur gelangt. 2A shows a first sensor module that is in a first injection molding tool 108 is located, with only the upper half 108b you can see. The sensor module comprises a sensor device with an integrated circuit chip embedded in a first injection molded housing 101 , also sensor housing, with two contact legs 102 , which protrude on one side of the housing. The contact legs 102 are each via an electrically conductive contact 104 with one end of a cable 103 which later serve as external module connection. Parts of the sensor housing 101 , as well as the contact legs and the respective ends of the cables 103 , which with the contact legs 102 are connected by a second injection-molded housing 105 , also module housing, enclosed. The sensor device further has an aligning structure 160 which is not from the sensor housing 105 is enclosed. The Alignierungsstruktur 160 is on the sides of the sensor housing 101 educated. It fits into corresponding recesses of the injection molding tool, which during the injection molding of a second injection molded housing 105 , the module housing, in contact with the Alignierungsstruktur 160 stands, so that no injection-molded material reaches the sensor housing in the region of the Alignierungsstruktur.
2B zeigt einen senkrechten Schnitt durch das im ersten Spitzgusswerkzeug liegende erste Sensormodul entlang der gestuften Schnittlinie IIB-IIB. Hier sind ein erster Teil 108a des Spritzgusswerkzeugs und ein zweiter Teil des Spritzgusswerkzeuges 108b zu sehen, welche in geschlossener Form einen Hohlraum ausbilden, der dann über ein Einfüllloch (nicht gezeigt) mit einem Spritzgussmaterial gefüllt werden kann und so nach Aushärtung das Modulgehäuse 105 ausbildet. Erster 108a und zweiter 108b Teil, hier unterer und oberer Teil, des Spritzgusswerkzeuges können im Bereich des Sensorgehäuses 101 Verengungen des Hohlraumes aufweisen, so dass in einem geschlossenen Zustand des Spitzgusswerkzeuges 108 der unterer 108a und/oder oberer Teil 108b direkt auf dem Sensorgehäuse 101 aufliegen und/oder hier nur ein verringerter Abstand besteht, so dass das resultierende Modulgehäuse an dieser Stelle nicht vorhanden bzw. verjüngt ist. Dies kann beispielsweise in dem Bereich auftreten, in dem der aktive Sensorbereich des integrierten Schaltkreis-Chips ausgebildet ist. Als aktiver Sensorbereich wird im Folgenden derjenige Bereich verstanden, der einem externen Signal, z.B. einem Magnetfeld oder einem elektrischen Feld ausgesetzt sein muss, um ein entsprechendes Sensorsignal zu erzeugen und auszugeben. 2 B shows a vertical section through the lying in the first die casting first sensor module along the stepped section line IIB-IIB , Here are a first part 108a the injection molding tool and a second part of the injection molding tool 108b to see which form a cavity in the closed form, which can then be filled via a filling hole (not shown) with an injection molding material and so after curing the module housing 105 formed. first 108a and second 108b Part, here lower and upper part, of the injection molding tool can in the area of the sensor housing 101 Having constrictions of the cavity, so that in a closed state of the injection-molded tool 108 the lower one 108a and / or upper part 108b directly on the sensor housing 101 rest and / or there is only a reduced distance, so that the resulting module housing is not present or tapered at this point. This may occur, for example, in the area in which the active sensor area of the integrated circuit chip is formed. In the following, the active sensor region is understood to mean the region which must be exposed to an external signal, for example a magnetic field or an electric field, in order to generate and output a corresponding sensor signal.
Um die Sensorvorrichtung 101 während des Spitzgussvorgangs in einer festen und definierten Position zu halten, weist das Sensorgehäuse 101 eine Alignierungsstruktur (160), hier in Form von sechseckigen Vorsprüngen an zwei sich gegenüberliegenden Seiten des Sensorgehäuses 101, auf. Es kann jedoch auch jegliche andere Form für die Vorsprünge gewählt werden. Die Vorsprünge fügen sich so in entsprechend ausgesparte Gegenstücke in der Innenwand des Spritzgusswerkzeuges ein, dass die Position des Sensorgehäuses 101 in geschlossener Form des Spritzgusswerkzeuges fest vorgegeben ist. Die Innenseite des Spitzgusswerkzeuges kann dabei exakt entgegengesetzte Aussparungen zu den Vorsprüngen des Sensorgehäuses 101aufweisen, oder eine Form, die lediglich eine bestimmte Positionierung der Alignierungsstruktur 106 des Sensorgehäuses 101 innerhalb des Spritzgusswerkzeuges erlaubt. Wenn ein Vorsprung also wie beispielhaft in den 2A und 2B gezeigt als Sechseck ausgebildet ist, kann die Innenseite des Spritzgusswerkzeuges entsprechende sechseckige Aussparungen aufweisen oder aber andere Geometrien, z.B. quadratische Aussparungen, in die die sechseckigen Vorsprünge nur in vorbestimmten Positionen einführbar sind. In 2B ist ein erster Teil des Modulgehäuses 105a vollständig getrennt von einem zweiten Teil des Sensorgehäuses 105b dargestellt. Dies erfordert dann eine zweite Einspritzöffnung für das Spritzgussmaterial, welches den ersten Teil 105a bildet. Alternativ könnte die Spritzgussform nur in einer horizontalen Ebene auf Höhe der Alignierungsstrukturen 160 verengt sein, so dass das Modulgehäuse 105 lediglich zwei seitliche Aussparungen bis runter zu den Alignierungsstrukturen 160 aufweist, dieses ansonsten aber vollständig umschließt.To the sensor device 101 during the injection molding process to hold in a fixed and defined position, the sensor housing points 101 an aligning structure ( 160 ), here in the form of hexagonal protrusions on two opposite sides of the sensor housing 101 , on. However, any other shape for the projections can be chosen. The projections fit so in corresponding recessed counterparts in the Inner wall of the injection mold one that the position of the sensor housing 101 fixed in the closed mold of the injection molding tool. The inside of the injection-molded tool can be exactly opposite recesses to the projections of the sensor housing 101 have, or a shape, only a certain positioning of the Alignierungsstruktur 106 of the sensor housing 101 allowed inside the injection molding tool. So if an edge as exemplified in the 2A and 2 B shown formed as a hexagon, the inside of the injection molding tool may have corresponding hexagonal recesses or other geometries, such as square recesses into which the hexagonal projections are inserted only in predetermined positions. In 2 B is a first part of the module housing 105a completely separated from a second part of the sensor housing 105b shown. This then requires a second injection opening for the injection molding material, which is the first part 105a forms. Alternatively, the injection mold could only in a horizontal plane at the level of Alignierungsstrukturen 160 be narrowed, leaving the module housing 105 only two lateral recesses down to the Alignierungsstrukturen 160 has, but this otherwise completely encloses.
3A zeigt ein weiteres Beispiel eines Sensormoduls, dass sich in einem zweiten Spritzgusswerkzeug 208 befindet, wobei nur die obere Hälfte 208b zu sehen ist. Die Kontaktbeine 202 sind ebenso wie bei dem Beispiel der 2A über eine elektrisch leitende Kontaktierung 204 mit Enden zweier Kabel 203 verbunden, welche aus dem Spritzgusswerkzeug 208 herausgeführt werden. Im Unterschied zu dem Beispiel der 2A und 2B weist das Sensorgehäuse 201 keine Alignierungsstrukturen in Form von Vorsprüngen auf. Das Spritzgusswerkzeug 208 weist Alignierungsstrukturen 270 auf, welche das Sensorgehäuse 201 im Spritzgusswerkzeug in Position halten, wenn das Spritzgusswerkzeug geschlossen ist. In der 3A sind Alignierungsstrukturen 270 an den Seiten sowie der Oberfläche gezeigt. Die Alignierungsstrukturen 270 können aber auch nur an einer Seite vorhanden sein und oder an weiteren Seiten auf das Sensorgehäuse 201 treffen. 3A shows another example of a sensor module that is in a second injection molding tool 208 is located, with only the upper half 208b you can see. The contact legs 202 are just like the example of 2A via an electrically conductive contact 204 with ends of two cables 203 connected, which from the injection mold 208 be led out. Unlike the example of 2A and 2 B has the sensor housing 201 no Alignierungsstrukturen in the form of protrusions. The injection mold 208 has Alignierungsstrukturen 270 on which the sensor housing 201 in position in the injection mold when the injection mold is closed. In the 3A are aligning structures 270 shown on the sides as well as the surface. The Alignierungsstrukturen 270 but can also be present only on one side and or on other pages on the sensor housing 201 to meet.
Das Sensorgehäuse 201 kann entsprechende Alignierungsstrukturen in Form von Aussparungen 261 aufweisen, so dass die Alignierungsstrukturen 270 des Spritzgusswerkzeuges sich in diese Aussparungen 261 einfügen können. Dies ist in dem in 3B gezeigten Schnitt entlang der Linie IIIB-IIIB schematisch angedeutet. Die Alignierungsstrukturen 270 des Spritzgusswerkzeuges 208a, 208b können mechanisch getriebene Andrückelemente, sogenannte Pusher, sein, zum Beispiel in Form von Federbasierten Andrückelementen, wobei die Feder beim Einlegen eines Sensorgehäuses 201 in das Spritzgusswerkzeug 208 gespannt wird und die Oberfläche des Andrückelementes somit an das Sensorgehäuse 201 gedrückt wird oder, sofern entsprechende Aussparungen 261 im Sensorgehäuse vorhanden sind, in diese Aussparungen 261 gedrückt wird. Die Andrückelemente 270 können auch eine elastische Spitze 271 aufweisen, die sich unter Druck verformt und Teile des Sensorgehäuses 201 während des Einspritzens von Spritzgussmaterials dichtend abdeckt. Alternativ oder zusätzlich könnten die Andrückelemente auch von außen mittels eines Schraub-oder Steckmechanismus angedrückt werden. Je nach Ausformung der Alignierungsstrukturen 270 kann ein Teil des Sensorgehäuses 201 vom Einschluss durch das Spritzgussmaterial des Modulgehäuses 205 ausgespart sein, so dass das zu durchdringende Material im Bereich des aktiven Sensorgebietes verringert bzw. nicht vorhanden ist.The sensor housing 201 can have corresponding Alignierungsstrukturen in the form of recesses 261 exhibit, so that the Alignierungsstrukturen 270 of the injection molding tool into these recesses 261 can insert. This is in the in 3B shown section along the line IIIB-IIIB indicated schematically. The Alignierungsstrukturen 270 of the injection molding tool 208a . 208b can be mechanically driven pressure elements, so-called pushers, for example in the form of spring-based pressure elements, wherein the spring when inserting a sensor housing 201 in the injection mold 208 is tensioned and thus the surface of the pressure element thus to the sensor housing 201 is pressed or, if appropriate recesses 261 are present in the sensor housing, in these recesses 261 is pressed. The pressing elements 270 can also have a elastic lace 271 which deforms under pressure and parts of the sensor housing 201 during the injection of injection molding material sealingly covers. Alternatively or additionally, the pressing elements could also be pressed from the outside by means of a screw or plug-in mechanism. Depending on the shape of the Alignierungsstrukturen 270 can be a part of the sensor housing 201 from inclusion by the injection molding material of the module housing 205 be recessed, so that the material to be penetrated in the region of the active sensor area is reduced or not available.
4A zeigt ein weiteres Beispiel eines Sensormoduls, dass sich in einem dritten Spritzgusswerkzeug 408 befindet. Die Kontaktbeine 402 sind ebenso wie bei den Beispielen der vorstehend beschriebenen Figuren über eine elektrisch leitende Kontaktierung 404 mit den Enden zweier Kabel 403 verbunden, welche aus dem Spritzgusswerkzeug 408 herausgeführt werden. Ebenso wie das Beispiel der 2A und 2B weist das Sensorgehäuse 401 eine Alignierungsstruktur 462 in Form von vier Vorsprünge auf der Ober- und Unterseite des Sensorgehäuses 401 auf. Es können wie bereits erwähnt weniger oder mehr Vorsprünge an ein oder mehreren Seiten des Sensorgehäuses ausgeprägt sein. Ferner kann das Spritzgusswerkzeug optional entsprechende Aussparungen an der Innenwand aufweisen, in welche sich die Alignierungsstrukturen 462 fügen können. Wie in 4B gezeigt ist, verjüngt sich das Spritzgusswerkzeug 408a, 408b in dem gesamten Bereich, der das Sensorgehäuse 401 umgibt. Hierdurch kann das Material in diesem Bereich verringert werden, um die Sensivität des Sensors nicht oder nur unwesentlich zu beeinträchtigen. Sofern die Innenwand des Spritzgusswerkzeuges keine Vertiefungen für die Alignierungsstrukturen 462 aufweist, bilden die Alignierungsstruktur 462 sowie die Oberfläche des Modulgehäuses 405 eine gemeine, durchgehende Oberfläche im Bereich des eingeschlossenen Sensorgehäuses. 4A shows another example of a sensor module that is in a third injection molding tool 408 located. The contact legs 402 are as well as in the examples of the figures described above via an electrically conductive contact 404 with the ends of two cables 403 connected, which from the injection mold 408 be led out. Just like the example of 2A and 2 B has the sensor housing 401 an aligning structure 462 in the form of four protrusions on the top and bottom of the sensor housing 401 on. As already mentioned, fewer or more projections may be formed on one or more sides of the sensor housing. Furthermore, the injection molding tool can optionally have corresponding recesses on the inner wall, in which the Alignierungsstrukturen 462 can add. As in 4B is shown, the injection mold tapers 408a . 408b in the entire area, the sensor housing 401 surrounds. As a result, the material can be reduced in this area in order not to affect the sensitivity of the sensor or only insignificantly. If the inner wall of the injection molding tool no recesses for the Alignierungsstrukturen 462 has, form the Alignierungsstruktur 462 as well as the surface of the module housing 405 a common, continuous surface in the area of the enclosed sensor housing.
5 zeigt einen senkrechten Schnitt durch ein viertes Spritzgusswerkzeug 508a, 508b und ein viertes Sensormodul. Im Unterschied zu den vorstehend beschriebenen Beispielen ragt lediglich ein Teil des Sensorgehäuses 501 in einen Hohlraum des Spritzgusswerkzeuges 508a, 508b, nämlich lediglich der Teil, an dem die Kontaktbeine 502 aus dem Sensorgehäuse 501 austreten und mittels einer elektrisch leitende Kontaktierung 504 mit einem Ende eines Kabels 503, das als Modulanschluss dient, verbunden sind. Der untere Teil des Spritzgusswerkzeugs 508a weist optional Alignierungsstrukturen 572 auf, welche dazu dienen, dass Sensorgehäuse 501 zu stützen, wenn es am einen Rand in das Spritzgusswerkzeug 508a eingelegt wird, insbesondere wenn es noch nicht durch den oberen Teil des Spritzgusswerkzeuges 508b eingeklemmt und somit fixiert ist. Das Sensorgehäuse 501 weist eine Alignierungsstruktur 563 auf, welche in Form von Aussparungen an der Oberfläche des Sensorgehäuses 501 ausgebildet sind. Der obere Teil des Spritzgusswerkzeuges 508b weist eine als Komplementärteil ausgeprägte Alignierungsstruktur 573 auf, welche in geschlossener Form des Spritzgusswerkzeuges 508 in die Aussparung 563 des Sensorgehäuses greift und die dieses somit in einer bestimmten Position fixieren und die Form abdichten. Das Spritzgussmaterial, welche sin den Hohlraum gefüllt wird, umschließt somit lediglich einen kleinen Teil des Sensorgehäuses 501, das Kontaktbein 502 und das mittels der elektrisch leitenden Kontaktierung 504 verbunden Ende des Kabels 503. Das resultierende Sensorgehäuse 505 schützt somit den Kontaktbereich, wodurch es die gewünschte Robustheit gewährleistet, ohne dass das Sensorgehäuse 501 von unnötigem weiteren Material umschlossen wird. 5 shows a vertical section through a fourth injection molding tool 508a . 508b and a fourth sensor module. In contrast to the examples described above, only part of the sensor housing protrudes 501 in a cavity of the injection molding tool 508a . 508b , namely only the part where the contact legs 502 from the sensor housing 501 emerge and by means of an electrically conductive contact 504 with one end of a cable 503 , which serves as a module connection, are connected. The lower part of the injection mold 508a optionally has aligning structures 572 on, which serve to sensor housing 501 to support it when at one edge in the injection mold 508a is inserted, especially if it is not yet through the upper part of the injection molding tool 508b clamped and thus fixed. The sensor housing 501 has an aligning structure 563 on, which in the form of recesses on the surface of the sensor housing 501 are formed. The upper part of the injection mold 508b has a pronounced as complementing Alignierungsstruktur 573 on which in the closed mold of the injection molding tool 508 in the recess 563 engages the sensor housing and thus fix this in a certain position and seal the mold. The injection molding material, which is filled in the cavity, thus enclosing only a small part of the sensor housing 501 , the contact leg 502 and that by means of the electrically conductive contact 504 connected end of the cable 503 , The resulting sensor housing 505 thus protects the contact area, thereby ensuring the desired robustness, without the sensor housing 501 enclosed by unnecessary further material.
6A bis 6D zeigen einzelne Schritte eines Verfahrens zur Herstellung eines Sensormoduls. 6A und 6B zeigen ein Sensorgehäuse 601, welches zusammen mit den Kontaktbeinen 602 des Stanzgitters auf einen Träger 680 aufgebracht ist, wobei der Träger 680 an den Seiten des Sensorgehäuses 601 übersteht. Der Überstand kann dabei an einer oder mehreren Seiten des Sensorgehäuses 601 ausgebildet sein. Die Kontaktbeine 602 des Sensorgehäuses 601 können dann wie in den voranstehend beschriebenen Ausführungsformen mittels einer elektrisch leitenden Kontaktierung 604 mit entsprechenden Enden von Kabeln 603 verbunden werden, welche zum Anschluss des späteren Sensormoduls dienen. Der Träger 680 kann dann vollständig und zusammen mit den Enden der Kabel 603 in ein Spritzgusswerkzeug 608a, 608b wie in den 6C und 6D gezeigt, eingelegt werden, wobei Teile des Trägers 681 in entsprechende Aussparungen 674 des Spritzgusswerkzeuges im Bereich des Trägers 681 eingelegt werden und somit das Spritzgusswerkzeug 508 in geschlossener Form im Bereich des Trägers dichtend abschließen. 6C zeigt das resultierende Modulgehäuse 605, wobei diejenigen Teile am Rand des Trägers 681, die in das Spritzgusswerkzeug 608 eingeklemmt waren, über das Modulgehäuse 605 herausragen. Die überstehenden Trägerteile 681 können wahlweise nach dem Aushärten des Modulgehäuse 605 entfernt werden. Um dies zu erleichtern, kann der Träger 680 Sollbruchstellen aufweisen. Diese Sollbruchstellen können zum Beispiel unmittelbar entlang der Sensorgehäusewand verlaufen oder auf Höhe der Modulgehäusewand, sodass die überstehenden Trägerteile 680 nach oder beim Auslösen des Modulgehäuses 605 aus dem Spritzgusswerkzeug 608 äußerlich rückstandlos entfernt werden können. Die 6E und 6F zeigen das Sensorgehäuse, nachdem es aus dem Spritzgusswerkzeug 608 entfernt wurde. Da kein Plastikhalter mehr für die Justierung im Spritzgusswerkzeug 608 von Nöten ist, kann die Dicke des Sensorgehäuses 605 im Vergleich zur Version mit Plastikhalter wie in 1 gezeigt reduziert werden. 6A to 6D show individual steps of a method for manufacturing a sensor module. 6A and 6B show a sensor housing 601 , which together with the contact legs 602 of the stamped grid on a support 680 is applied, the carrier 680 on the sides of the sensor housing 601 survives. The supernatant may be on one or more sides of the sensor housing 601 be educated. The contact legs 602 of the sensor housing 601 can then as in the embodiments described above by means of an electrically conductive contact 604 with corresponding ends of cables 603 be connected, which serve for connection of the later sensor module. The carrier 680 can then be complete and along with the ends of the cables 603 in an injection mold 608a . 608b like in the 6C and 6D shown to be inserted, with parts of the carrier 681 in corresponding recesses 674 of the injection molding tool in the region of the carrier 681 are inserted and thus the injection molding tool 508 seal closed in the closed area in the area of the carrier. 6C shows the resulting module housing 605 , with those parts on the edge of the carrier 681 in the injection mold 608 were clamped over the module housing 605 protrude. The protruding support parts 681 can optionally after curing of the module housing 605 be removed. To facilitate this, the wearer can 680 Have predetermined breaking points. These predetermined breaking points can for example run directly along the sensor housing wall or at the height of the module housing wall, so that the protruding support parts 680 after or when the module housing is triggered 605 from the injection mold 608 externally without residue can be removed. The 6E and 6F show the sensor housing after it's out of the injection mold 608 was removed. As no plastic holder more for the adjustment in the injection mold 608 What is needed is the thickness of the sensor housing 605 compared to the version with plastic holder as in 1 be shown reduced.
7A bis 7D zeigen einzelne Schritte eines Verfahrens zur Herstellung eines Sensormoduls. 7A und 7B zeigen ein weiteres Beispiel eines Sensorgehäuses 701 mit einer Alignierungsstruktur 764 am Kopfende des Sensorgehäuses auf der gegenüberliegenden Seite der Kontaktbeine 702, welche wie in den voranstehend beschriebenen Ausführungsformen mittels einer elektrisch leitenden Kontaktierung 704 mit entsprechenden Enden von Kabeln 703 verbunden werden, welche zum Anschluss des späteren Sensormoduls dienen. Eine entsprechende Alignierungsstruktur 764 an einer oder beiden Seitenflächen des Sensorgehäuses wären ebenso denkbar. Wie in dem senkrechten Schnitt in der 7B zu erkennen ist, befindet sich die Alignierungsstruktur 764 auf Höhe der Kontaktbeine 702. Wie in dem vorstehend beschriebenen Beispiel wird die Alignierungsstruktur 764 zwischen den beiden Teilen des Spritzgusswerkzeuges 708a und 708b in geschlossener Form eingeklemmt, so dass der Hohlraum des Spritzgusswerkzeuges 708 dichtend abgeschlossen ist. Die Auflagestelle 775 zwischen den beiden Teilen des Spritzgusswerkzeug 708 kann dabei minimal vertieft sein und somit eine Alignierungsstruktur für die Alignierungsstruktur 764 bilden. Dann wird das Spritzgussmaterial durch mindestens eine Einspritzöffnung in den Hohlraum des Spritzgusswerkzeuges 708 eingespritzt, wobei das Sensorgehäuse 701 durch die Fixierung der Alignierungsstruktur 764 zwischen den Teilen des Spritzgusswerkzeuges 708 in Position gehalten wird. Nach Aushärten des Spritzgussmaterials kann das Modulgehäuse 705 aus dem Spritzgusswerkzeug entfernt werden. Die überstehende Alignierungsstruktur 764 kann anschließend äußerlich rückstandslos entfernt werden. Zum Beispiel kann die Alignierungsstruktur 764 eine Sollbruchstelle 765 aufweisen, welche am Rand des Sensorgehäuses 701 liegt und minimal von diesem umschlossen ist. Die Sollbruchstelle 765 kann z.B. in Form einer gezackten Perforation in die Alignierungsstruktur 764 eingeprägt sein. Somit ist auf der einen Seite gewährleistet, dass die Alignierungsstruktur 764 das Sensorgehäuse 701 während des Spritzgussvorgangs in einer gewünschten Position hält, da es stabil genug ist, die beim Einlegen in das Spritzgusswerkzeug auftretenden und später während des Einspritzens des Spritzgussmaterials auftretenden Kräfte, auszuhalten. Wenn die Alignierungsstruktur 764 nach dem Aushärten des Modulgehäuses 705 jedoch über einen bestimmten Grad aus der Ebene der Kontaktbeine 702 heraus gebogen wird, so löst sie sich entlang der innerhalb des Modulgehäuses 705 oder sogar des Sensorgehäuses 701 gelegenen Sollbruchstelle 765. 7A to 7D show individual steps of a method for manufacturing a sensor module. 7A and 7B show another example of a sensor housing 701 with an aligning structure 764 at the head of the sensor housing on the opposite side of the contact legs 702 which, as in the embodiments described above, by means of an electrically conductive contact 704 with corresponding ends of cables 703 be connected, which serve for connection of the later sensor module. An appropriate alignment structure 764 on one or both side surfaces of the sensor housing would also be conceivable. As in the vertical section in the 7B can be seen, is the Alignierungsstruktur 764 at the level of the contact legs 702 , As in the example described above, the aligning structure becomes 764 between the two parts of the injection mold 708a and 708b clamped in closed form, leaving the cavity of the injection mold 708 sealing is completed. The support point 775 between the two parts of the injection mold 708 can be minimally deepened and thus an alignment structure for the Alignierungsstruktur 764 form. Then the injection molding material is introduced through at least one injection opening into the cavity of the injection molding tool 708 injected, with the sensor housing 701 by fixing the Alignierungsstruktur 764 between the parts of the injection mold 708 is held in position. After curing of the injection molding material, the module housing 705 be removed from the injection mold. The supernatant alignment structure 764 can then be removed externally without residue. For example, the Alignierungsstruktur 764 a breaking point 765 have, which at the edge of the sensor housing 701 lies and is minimally enclosed by this. The breaking point 765 can eg in the form of a serrated perforation in the Alignierungsstruktur 764 be imprinted. Thus, on the one hand ensures that the Alignierungsstruktur 764 the sensor housing 701 holds in a desired position during the injection molding process, since it is stable enough to withstand the forces occurring during insertion into the injection mold and later occurring during injection of the injection molding material. If the Alignierungsstruktur 764 after curing the module housing 705 but above a certain degree from the level of the contact legs 702 is bent out, it dissolves along within the module housing 705 or even the sensor housing 701 located predetermined breaking point 765 ,
Die Alignierungsstruktur 764 kann zum Beispiel als Metallplättchen aus dem Stanzgitter für die Kontaktbeine 702 gefertigt werden. Auf diese Stanzgitter, auch Leiterrahmen genannt, wird der Integrierte Schaltkreis-Chip aufgebracht, bevor das Sensorgehäuse 701 darum gefertigt wird. Beim Spritzen des Sensorgehäuses 701 wird das Metallplättchen dann an einer Seite minimal in das Sensorgehäuse 701 eingeschlossen, die Einschlusstiefe kann zum Beispiel bei 200µm liegen. Das Metallplättchen kann eine spezielle Beschaffenheit aufweisen, um die Verbindungskraft des Metallplättchens mit dem Sensorgehäuse 701 zu erhöhen, zum Beispiel Kerben, Finger, Strukturen, bzw. eine bestimmte Rauigkeit mittels Oberflächenbehandlung). Das Metallplättchen kann optional mit Alignierungsmarkierungen, z.B. in Form von Löchern, versehen sein, so dass die Toleranzkette aus dem Spritzgussverfahren für das Sensorgehäuse 701 auf das Spritzgussverfahren des Modulgehäuses 705 übertragen werden kann. Das Metallplättchen hält ferner hohe Temperaturen und Drücke aus. Nach dem Aushärten des Modulgehäuses 705 kann das Metallplätchen entlang einer Sollbruchstelle 765, die als Perforation in das Stanzgitter eingebracht wurde, aus dem Sensorgehäuses 701 und damit aus dem Modulgehäuse 705 entfernt werden. Nach dem Herauslösen des Metallplätchen schließt sich das Sensor- und/oder Modulgehäuse an der entsprechenden Stelle durch die zwar feste aber nicht steife Beschaffenheit der beiden Gehäuse.The Alignierungsstruktur 764 For example, as a metal plate from the stamped grid for the contact legs 702 be made. On these punched grid, also called lead frame, the integrated circuit chip is applied before the sensor housing 701 is made of it. When spraying the sensor housing 701 then the metal plate is minimal on one side into the sensor housing 701 included, the inclusion depth can be, for example, at 200μm. The metal plate may have a specific nature to increase the bonding force of the metal plate to the sensor housing 701 to increase, for example, notches, fingers, structures, or a certain roughness by means of surface treatment). The metal plate may optionally be provided with alignment marks, eg in the form of holes, so that the tolerance chain from the injection molding process for the sensor housing 701 on the injection molding process of the module housing 705 can be transferred. The metal plate also withstands high temperatures and pressures. After curing the module housing 705 can the metal plate along a predetermined breaking point 765 , which was introduced as a perforation in the stamped grid, from the sensor housing 701 and thus from the module housing 705 be removed. After detachment of the metal plate, the sensor and / or module housing closes at the appropriate location by the solid though not stiff nature of the two housing.
Ein weiteres Beispiel betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Modulgehäuses für Sensormodule, wobei das Verfahren den Schritt Einlegen einer Sensorvorrichtung mit einem integrierten Schaltkreis eingebettet in ein erstes Spritzgussgehäuse und mindestens einem Kontaktbein und einem Ende eines Modulanschlusses, welches mittels einer elektrisch leitenden Kontaktierung mit dem Kontaktbein verbunden ist, in einen ersten Teil eines Spritzgusswerkzeugs, wo-bei das Spritzgusswerkzeug eine integrierte Alignierungsstruktur umfasst, welche die Sensorvorrichtung und den Modulanschluss jeweils in einer bestimmten Position halten umfasst. Ferner umfasst das Verfahren den Schritt Schließen des Spritzgusswerkzeugs mittels eines zweiten Teiles der Spritzgusswerk-zeugs, welcher formschlüssig mit dem ersten Teil einen Hohlraum um Teile der Sensor-vorrichtung, des Kontaktbeines und des damit verbundenen Endes des Modulanschlusses bildet; wobei der erste und zweite Teil des Spritzgusswerkzeugs in geschlossener Form mindestens einen Teil der Sensorvorrichtung und des Modulanschlusses direkt kontaktieren und die Sensorvorrichtung und den Modulanschluss dadurch in Position halten und Füllen des Hohlraums mit einem Spritzgussmaterial, wobei die Sensorvorrichtung und der Modulanschluss zu mindestens teilweise von dem Füllmaterial umschlossen werden. Ferner kann das Verfahren optional den Schritt aufweisen Behandeln einer Oberfläche des ersten Spritzgussgehäuses vor dem Einbringen in den ersten Teil des Spritzgusswerkzeugs mittels Laserbehandlung/Plasmabehandlung oder Auftragen einer klebenden Schicht.Another example relates to a method for manufacturing a module housing for sensor modules, the method comprising the step of inserting a sensor device with an integrated circuit embedded in a first injection molded housing and at least one contact leg and one end of a module terminal, which is connected by means of an electrically conductive contact with the contact leg is, in a first part of an injection molding tool, where the injection molding tool comprises an integrated Alignierungsstruktur holding the sensor device and the module terminal in each case in a certain position. Furthermore, the method comprises the step of closing the injection molding tool by means of a second part of the injection molding tool which forms a cavity with parts of the sensor device, the contact leg and the end of the module connection connected thereto in a form-fitting manner with the first part; wherein the first and second parts of the injection mold in closed form directly contact at least a portion of the sensor device and the module port and thereby hold the sensor device and the module port in position and fill the cavity with an injection molding material, the sensor device and the module port being at least partially remote from the mold Filling material to be enclosed. Furthermore, the method may optionally include the step of treating a surface of the first injection molded housing prior to introduction into the first part of the injection molding tool by means of laser treatment / plasma treatment or application of an adhesive layer.
Die Sensorgehäuse 101, 201, 401, 501, 601, 701 in den verschiedenen Beispielen können aus Epoxidharz bestehen. Das Spritzgussmaterial für die Modulgehäuse 105, 205, 405, 505, 605, 705 der verschiedenen Beispiele kann ein Thermoplast sein. Die leitende Kontaktierung 104, 204, 404, 504, 604, 705 der verschiedenen Beispiele kann mittels Verlötung, Verschweißung, Krimpen oder Verklammerung, auch Clamping genannt, realisiert sein. Die Kontaktbeine 102, 202, 402, 502, 602, 702 der verschiedenen Beispiele können aus Kupfer oder einem anderen Metall bestehen, welches sich mittels der entsprechenden Kontaktierungstechnik leitend mit den Enden der jeweiligen Kabel 103, 203, 403, 503, 603, 703 verbinden lässt. Die Kabel 103, 203, 403, 503, 603, 703 können isoliert sein, wobei die mit der leitenden Kontaktierung 104, 204, 404, 504, 604, 704 in Kontakt stehenden Enden freiliegen. Die Kabel 103, 203, 403, 503, 603, 703 können eine gemeinsame Isolierungsstruktur aufweisen oder separate Isolierungsstrukturen 103a, 203b, 403b, 503b, 603b, 703b, so dass die Kabel 103, 203, 403, 503, 603, 703 entweder an einer gemeinsamen Stelle aus dem Modulgehäuse 105, 205, 405, 505, 605, 705 austreten oder an verschiedenen Stellen des Modulgehäuses 105, 205, 405, 505, 605, 705. Anstelle der Kabel 103, 203, 403, 503, 603, 703 kann in sämtlichen Beispielen auch ein Steckkontakt als Modulanschluss verwendet werden. Das Spitzgusswerkzeug 108, 208, 408, 508, 608, 708 weist entsprechende Öffnungen auf, welche in geschlossener Form vollständig von den Kabeln bzw. Steckkontakten 103, 203, 403, 503, 603, 703 ausgefüllt werden und somit die während des Füll- und Aushärtevorgangs notwendige Dichtung gewährleisten.The sensor housing 101 . 201 . 401 . 501 . 601 . 701 in the various examples may consist of epoxy resin. The injection molding material for the module housing 105 . 205 . 405 . 505 . 605 . 705 The various examples may be a thermoplastic. The conductive contact 104 . 204 . 404 . 504 . 604 . 705 The various examples can be realized by means of soldering, welding, crimping or clamping, also called clamping. The contact legs 102 . 202 . 402 . 502 . 602 . 702 The various examples may be made of copper or another metal, which by means of the appropriate contacting technique conductive with the ends of the respective cable 103 . 203 . 403 . 503 . 603 . 703 connect. The cables 103 . 203 . 403 . 503 . 603 . 703 can be isolated, with the conductive contact 104 . 204 . 404 . 504 . 604 . 704 exposed ends are in contact. The cables 103 . 203 . 403 . 503 . 603 . 703 may have a common isolation structure or separate isolation structures 103a . 203b . 403b . 503b . 603b . 703b so the cables 103 . 203 . 403 . 503 . 603 . 703 either at a common location from the module housing 105 . 205 . 405 . 505 . 605 . 705 leak out or in different places of the module housing 105 . 205 . 405 . 505 . 605 . 705 , Instead of the cables 103 . 203 . 403 . 503 . 603 . 703 In all examples, a plug contact can be used as a module connection. The injection molding tool 108 . 208 . 408 . 508 . 608 . 708 has corresponding openings, which in the closed form completely from the cables or plug contacts 103 . 203 . 403 . 503 . 603 . 703 be filled and thus ensure the necessary during the filling and curing process seal.