DE102007056284A1

DE102007056284A1 - pressure sensor

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: WO2009065795A2; WO2009065795A3

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.The invention relates to a pressure sensor 1, consisting of a pressure sensor cell 3, arranged on the pressure sensor cell 3 contacts 5 and electrical connection lines 8. The pressure sensor cell 3 is arranged in a contact frame 4. The contact frame 4 has contacts 5, wherein the contacts 5 of the contact frame 4 are connected at a first end 11 to the connection contacts 14 of the pressure sensor cell 3 and the contacts 5 are formed at its second end 6 for connection to the electrical connection lines 8.

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Drucksensor, bestehend aus einer Drucksensorzelle, an der Drucksensorzelle angeordneten Kontakten und elektrischen Anschlussleitungen.object the invention is a pressure sensor, consisting of a pressure sensor cell, arranged on the pressure sensor cell contacts and electrical Connecting cables.

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.such Pressure sensors have long been known and therefore state of the art. The electrical connection cables are connected to the contacts on the Pressure sensor cell by means of soldering connected. Due to the use of such pressure sensors under harsh operating conditions are the contacts, in particular due to strong vibrations, particularly at risk. This can cause damage the contacting of the electrical connection lines to the contacts come, which of adulterated electrical Signals lead to the failure of signal forwarding.

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.Of the The invention is therefore based on the object, a pressure sensor create a reliable and reliable solution even under harsh operating conditions the measured values corresponding signal forwarding allows. The pressure sensor should over it In addition, simple and inexpensive in manufacture and assembly be.

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.According to the invention Task solved by that the pressure sensor cell is arranged in a contact frame, that the contact frame has contacts that the contacts of the contact frame connected at one end to the terminals of the pressure sensor cell are and that the contacts on the other end connect to it are formed with the electrical connection lines.

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.With the provision of a contact frame opens the possibility that Pressure sensor cell to attach separately to another component and thus optimally adapt this component to the conditions of use. Especially with the contacting of the pressure sensor cell in the contact frame and the contacting of the electrical connection lines with the contact frame can now two different contacts are used, wherein every contact optimally to the respective conditions of use is adjusted. The previous attachment and contact owed Compromises are thus avoided. This is made possible by the two connection points at each one end of the contacts in the contact frame. So can about that first end of the contacts the pressure sensor cell so with the contact frame be contacted, that this contact optimally to the pressure sensor cell is aligned. On the other hand can over the second end of the contacts in the contact frame one to the connection with the connection lines optimized contact can be selected. About that In addition, the pressure sensor cell can be made simpler and cheaper, because the holder and mounting now takes place over the contact frame. In this respect, the additional effect costs for the other component less strong.

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.A particularly good connection, even under the most difficult conditions how reliable a vibrations Contacting is guaranteed achieved in that the first ends of the contacts of the contact frame connected to the terminals of the pressure sensor cell by means of bonded wires are.

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.In an advantageous embodiment, the contact points between Contact frame and pressure sensor cell provided with a protective layer. In this way, the contact is protected against environmental influences. The Protective layer may be, for example, a paint.

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.A good contacting of the electrical connection lines, in particular can also be arranged on a circuit board, with the contact frame is achieved in that the second ends of the contacts of the contact frame by means of soldering connections connected to the electrical connection lines. This embodiment has the advantage of having soldering as a standard contact due to low equipment costs in the final assembly arise because the complete assembly also prefabricated can be.

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.In Further advantageous embodiments, the contacting of the electrical connection lines also by pressing or after done by the pin-in-paste method. These training of contacting are also characterized by their low cost.

Die Kontakte lassen sich besonders einfach herstellen und handhaben, wenn sie als Stanzgitter ausgebildet sind.The Contacts are particularly easy to make and handle, if they are designed as punched grid.

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.A particularly good bonding contact is according to a achieved further embodiment, when the contacts on the first end with aluminum, preferably roll-clad, or with Gold, preferably applied by electroplating coated.

Eine schnelle und zuverlässige Kontaktierung mit den elektrischen Anschlussleitungen wird dadurch erreicht, wenn die Kontakte an dem zweiten Ende verzinnt sind.A fast and reliable Contact with the electrical connection leads is thereby achieved when the contacts are tinned at the second end.

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.An improved positioning and mounting of the pressure sensor to other components, preferably a printed circuit board, is achieved by that the contact frame has positioning and mounting projections.

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.For a reliable seat the pressure sensor cell and a protection of the contact has it proved advantageous that the contact frame has projections, which is designed for positioning and mounting the pressure sensor cell are.

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 a particularly simple embodiment, the recordings are as latching hooks formed, with the resting points on the holding member, preferably one PCB, interact. But it is also conceivable, the recordings form as a pin, in holes in the circuit board, preferably by means of interference fit, intervene.

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.In Another embodiment is the contact frame for receiving for further Components, preferably a housing for the Pressure sensor cell, formed. The training can consist in that on the contact frame guides, Latch hooks or rest stops are arranged, which attach the other Serve components.

An einem Ausführungsbeispiel wird die Erfindung näher beschrieben. Die Zeichnung zeigt inAt an embodiment the invention will be closer described. The drawing shows in

1: einen erfindungsgemäßen Drucksensor auf einer Leiterplatte, 1 a pressure sensor according to the invention on a printed circuit board,

2: einen Kontaktrahmen in der Ansicht von unten, 2 : a contact frame in the bottom view,

3: den Kontaktrahmen aus 2 mit einer Drucksensorzelle und 3 : the contact frame 2 with a pressure sensor cell and

4: einen Drucksensor mit Gehäuse. 4 : a pressure sensor with housing.

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. 1 shows a pressure sensor 1 on a circuit board 2 is arranged. The pressure sensor 1 consists of a pressure sensor cell 3 which are in a contact frame 4 is pressed. In the contact frame 4 are four contacts 5 arranged with her second end 6 in each case a hole 7 in the circuit board 2 intervention. On the invisible back of the circuit board 2 are the second ends 6 the contacts 5 soldered. The holes 7 are part of the connecting cables 8th ,

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.The in 2 illustrated contact frame 4 is made of plastic and has a ring 9 for receiving the pressure sensor cell. On the ring 9 molded snap hooks 10 serve to fix the pressure sensor cell. In the bottom area of the contact frame 4 are the contacts 5 arranged, with three contacts 5 in installation position and a contact 5 are shown in exploded view. In the installation position are the contacts 5 in the ring 9 injected. The first ends each 11 the contacts 5 lie inside the ring 9 , the respective second ends 6 lie outside the contact frame 4 , The contact frame 4 still has a pin 12 for correct installation on the printed circuit board. At the contact frame 4 molded snap hooks 13 serve the additional mechanical connection with the printed circuit board, as described below 4 shown.

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. 3 shows the connection of the contact frame 4 with the pressure sensor cell inserted in it 3 , The electrical connection of the pressure sensor cell 3 with the contact frame 4 via a bond. At the bottom of the pressure sensor cell 3 There are four connection contacts 14 , each with a wire 15 is bonded. The other end of the wires 15 is at the first end 11 the contacts 5 bonded on. One at the contacts 5 and the connection contacts 14 Applied lacquer layer protects the bonds from environmental influences.

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. 4 shows the circuit board 2 with mounted pressure sensor 1 from underneath. For orientation in alignment, the pin is used 12 of the pressure sensor 1 , The pressure sensor is held mechanically 1 by means of the two latching hooks 13 that in the circuit board 2 lock. To further protect the pressure sensor 1 is a housing 16 provided, which the ring 9 enclosing on the top of the circuit board 2 rests. For further protection of the pressure sensor cell 3 is in the case 16 a seal 17 arranged.

Claims

Pressure sensor, consisting of a pressure sensor cell, arranged on the pressure sensor cell contacts and electrical connection lines, characterized in that the pressure sensor cell ( 3 ) in a contact frame ( 4 ) is arranged that the contact frame ( 4 ) Contacts ( 5 ) possesses that the contacts ( 5 ) of the contact frame ( 4 ) at a first end ( 11 ) with the connection contacts ( 14 ) of the pressure sensor cell ( 3 ) and that the contacts ( 5 ) at its second end ( 6 ) for connection to the electrical connection lines ( 8th ) are formed.

Pressure sensor according to claim 1, characterized in that the first ends ( 11 ) of contacts ( 5 ) of the contact frame ( 4 ) with the connection contacts ( 14 ) of the pressure sensor cell ( 3 ) by means of bonded wires ( 15 ) are connected.

Pressure sensor according to claim 2, characterized in that on the contact points ( 14 . 11 ) between pressure sensor cell ( 3 ) and contact frames ( 4 ) a protective layer, in particular a moisture protection layer, is arranged.

Pressure sensor according to claim 1, characterized ge indicates that the second ends ( 6 ) of contacts ( 5 ) of the contact frame ( 4 ) with the electrical connection cables ( 8th ) are connected by means of soldered connections, press-fit or pin-in-paste methods.

Pressure sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the contacts ( 5 ) are formed as stamped grid.

Pressure sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the contacts ( 5 ) at the first end ( 11 ) are coated with aluminum, preferably roll-clad, or with gold, preferably applied by electroplating.

Pressure sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the contacts ( 5 ) at its second end ( 6 ) are tinned.

Pressure sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the contact frame ( 4 ) Formations ( 12 . 13 ), which for positioning and mounting on other components, preferably a printed circuit board ( 2 ), are formed.

Pressure sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the contact frame ( 4 ) Formations ( 10 ), which for positioning and mounting the pressure sensor cell ( 3 ) are formed.

Pressure sensor according to claim 8 and 9, characterized in that the recordings ( 10 . 13 ) are designed as latching hooks.

Pressure sensor according to one of the preceding claims, characterized in that on the contact frame ( 4 ) Guides, latching hooks or latching points for receiving further components, preferably a housing ( 16 ) for the pressure sensor cell ( 3 ) are arranged.