Leiterplattenanordnung und Verfahren zum Herstellen einer Leiterplattenanordnung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Ultraschallsensors und einen Ultraschallsensor, insbesondere ein Verfahren zum Herstellen eines Ultraschallsensors zum Ermitteln des Füllstands und/oder der Temperatur eines in einer Brennkraftmaschine verwendeten Fluides, wie beispielsweise eines Motoröls oder einer wässrigen Harnstofflösung.

Ultraschallsensoren werden beispielsweise zum Ermitteln des Füllstands und/oder Qualität und der Temperatur eines Öls innerhalb einer Ölwanne einer Brennkraftmaschine verwendet. Dabei werden zur Erfassung des Füllstands vom Ultraschallsensor Ultraschallwellen ausgegeben und auf Grundlage der an der Öloberfläche reflektierten Schallwellen und deren Laufzeit der Füllstand ermittelt. Hierzu weist ein Ultraschallsensor einen Ultraschallsender und -empfänger auf. Ferner ist ein Temperatursensor zum Ermitteln der Temperatur des Öls vorgesehen, damit die Schallgeschwindigkeit in Beziehung zur Fluidqualität gesetzt werden kann.

Die Elektronik des Ultraschallwandlers, die beispielsweise ein Piezo-Element und einen integrierten Schaltkreis, beispielsweise einen ASIC, umfasst, wird nach dem elektrischen Verbinden üblicherweise in einem hohlen Gehäuse angeordnet und dort ortsfest fixiert, beispielsweise mittels eines Klebers. In alternativen Ausgestaltungen ist es bekannt, dass diese Elektronik mittels einer geeigneten Einrichtung anderweitig ortsfest innerhalb des Gehäuses platziert wird, beispielsweise durch Klipsen oder Schrauben.

Zudem ist aus der DE 10 2012 014 307 A1 ein Verfahren und eine Sensorvorrichtung zur Erfassung eines Flüssigkeitsstands für ein Fahrzeug bekannt. Die darin offenbarte Sensoreinrichtung umfasst einen Flüssigkeitsstandsensor und einen Lagesensor. Der Flüssigkeitsstandsensor und der Lagesensor sind derart in der Sensoreinrichtung angeordnet, dass der Flüssigkeitsstandsensor und der Lagesensor eine definierte räumliche Beziehung aufweisen, sodass eine von dem Lagesensor erfasste Lage auch die Lage des Flüssigkeitsstandsensors bestimmt. Die Sensoreinrichtung ist ausgestaltet, um bei dem Ermitteln des Flüssigkeitsstands die räumliche Beziehung zu berücksichtigen.

Die DE 10 2006 004 321 A1 betrifft eine multifunktionelle Leiterplatte für die Anwendung als starr-flexible bzw. semi-flexible Leiterplatte in der Form einer durchkontaktierten Leiterplatte bzw. einer Multilayerplatte bzw. einer flexiblen Leiterplatte. Dabei wird zumindest ein zusätzliches funktionelles Element mittels Ultraschall- bzw. mittels Reibschweißen zumindest stückweise flächig auf eine Kupferfolie durch Bildung einer intermetallischen Verbindung befestigt. In diesem Bereich wird eine Kerbfräsung angebracht und derart kann die Leiterplatte im Sinne einer starr-flexiblen bzw. semi-flexiblen Leiterplatte gebogen werden. Bei Anbringung von zwei Kerbfräsungen kann die Leiterplatte durch zweimalige Biegung um etwa 45° um insgesamt 90° gebogen werden.

Weitere Leiterplatten sind aus DE 102016 119006 A1 , US 9 706645 B2 und US 10 168200 B2 bekannt.

Die DE 10 2016 205 240 B3 offenbart ein Verfahren zum Herstellen eines Ultraschallsensors und einen Ultraschallsensor, der dazu ausgebildet ist, den Füllstand und/oder die Temperatur eines Fluids in einer Brennkraftmaschine zu ermitteln. Das daraus bekannte Verfahren weist ein Bereitstellen einer Elektronik des Ultraschallsensors, ein Anordnen der Elektronik des Ultraschallsensors in einem Spitzgusswerkzeug und ein Umspritzen der Elektronik mit Kunststoff zum Formen eines Gehäuses für die Elektronik auf. Das Gehäuse umfasst zumindest einen Funktionsabschnitt, der dazu ausgebildet ist, eine vorbestimmte Funktion zu erfüllen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine hinsichtlich Herstellungskosten und Messqualität verbesserte Leiterplattenanordnung für eine Vorrichtung zum Ermitteln des Füllstands und/oder der Qualität und der Temperatur eines in einem Fluidbehälter angeordneten Fluids einer Brennkraftmaschine anzugeben, wobei die Leiterplattenanordnung ferner bezüglich der Lebensdauer robust ist.

Diese Aufgabe wird mit einem Leiterplattenanordnung gemäß Anspruch 1 und einem Verfahren zum Herstellen einer Leiterplattenanordnung gemäß Anspruch 9 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Der vorliegenden Erfindung liegt im Wesentlichen der Gedanke zu Grunde, eine zumindest teilweise gebogene Leiterplatte vorzusehen, bei der ein erster Bereich, auf dem ein Ultraschallwandler zum Ermitteln des Füllstands und/oder Qualität des Fluids angeordnet werden kann, dazu ausgebildet ist, im Wesentlichen außerhalb des Fluidbehälters angeordnet zu sein, und bei der ein zweiter Bereich, auf dem ein Temperatursensor zum Ermitteln der Temperatur des Fluids und/oder ein weiterer Ultraschallwandler zum Ermitteln der Qualität des Fluids angeordnet werden kann, dazu ausgebildet ist, im Wesentlichen innerhalb des Fluids angeordnet zu sein. Der zweite Bereich erstreckt sich dabei mediendicht durch eine Wandung, beispielsweise den Boden, des Fluidbehälters. Zusätzlich weist die Leiterplattenanordnung ein Stützelement auf, das dazu ausgebildet ist, die gebogene Leiterplatte, d. h. die zueinander angewinkelten ersten und zweiten Bereiche der Leiterplattenanordnung, in ihrer Position zu fixieren bzw. zu halten. Insbesondere kann das Stützelement gewährleisten, dass die gebogene Leiterplatte auch dann wie gewünscht in ihrer Form verbleibt, wenn die Leiterplatte samt dem Stützelement zum Formen eines mediendichten Gehäuses mit Kunststoff umspritzt wird.

Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Leiterplattenanordnung für eine Vorrichtung zum Ermitteln des Füllstands und/oder der Qualität und der Temperatur eines in einem Fluidbehälter angeordneten Fluids einer Brennkraftmaschine offenbart. Die erfindungsgemäße Leiterplattenanordnung umfasst einen im Wesentlichen plattenförmigen ersten Bereich, auf dem zumindest teilweise Elektronik der Vorrichtung zum Ermitteln des Füllstands und/oder Qualität des Fluids angebracht ist und der dazu ausgebildet ist, außerhalb des Fluidbehälters angeordnet zu sein, und einen im Wesentlichen plattenförmigen zweiten Bereich, auf dem ein Temperatursensor zum Ermitteln der Temperatur des Fluids und/oder ein Ultraschallwandler zum Ermitteln der Qualität des Fluids angebracht ist und der dazu ausgebildet ist, zumindest teilweise innerhalb des im Fluidbehälters befindlichen Fluids angeordnet zu sein und sich unter einem vorbestimmten Winkel zum ersten Bereich angewinkelt zu erstrecken. Die erfindungsgemäße Leiterplattenanordnung weist ferner ein Stützelement auf, das mit dem ersten Bereich und mit dem zweiten Bereich verbunden und dazu ausgebildet ist, den ersten Bereich und den zweiten Bereich unter dem vorbestimmten Winkel angewinkelt zueinander zu fixieren.

Durch die angewinkelte Anordnung des ersten Bereichs und des zweiten Bereichs relativ zueinander kann folglich gewährleistet werden, dass der erste Bereich außerhalb des Fluidbehälters angeordnet werden kann und der zweite Bereich, auf dem der Temperatursensor zum Ermitteln der Temperatur des Fluids und/oder der Schallwandler zum Ermitteln der Qualität des Fluids angebracht ist, innerhalb des Fluids im Fluidbehälter angeordnet werden kann. Somit erstreckt sich der zweite Bereich zumindest teilweise durch eine Wandung, vorzugsweise durch den Boden, des Fluidbehälters. Das Stützelement kann dabei dazu dienen, die angewinkelte Stellung des ersten Bereichs relativ zum zweiten Bereich zu fixieren.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Leiterplattenanordnung ist der erste Bereich mit dem zweiten Bereich über einen Übergangsbereich integral verbunden, der derart gebogen ist, dass der erste Bereich und der zweite Bereich unter dem vorbestimmten Winkel angewinkelt zueinander angeordnet sind. Der Übergangsbereich ist vorzugsweise ein biegsamer Leiterplattenbereich und ist vorzugsweise integral mit dem ersten Bereich und dem zweiten Bereich verbunden.

Vorzugsweise liegt der vorbestimmte Winkel im Bereich zwischen ungefähr 45° und ungefähr 135° und beträgt noch bevorzugter ungefähr 90°.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Leiterplattenanordnung weist das Stützelement einen ersten Abschnitt, der mit dem ersten Bereich verbunden und zum Stützen des ersten Bereichs ausgebildet ist, und einen zweiten Abschnitt auf, der mit dem zweiten Bereich verbunden und zum Stützen des zweiten Bereichs ausgebildet ist.

In einer derart vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Leiterplattenanordnung ist der erste Abschnitt des Stützelements dazu ausgebildet, den ersten Bereich zumindest teilweise derart zu umfassen, dass der erste Abschnitt des Stützelements mit dem ersten Bereich der Leiterplattenanordnung form- und/oder kraftschlüssig verbunden ist, und der zweite Abschnitt des Stützelements ist dabei vorzugsweise dazu ausgebildet, den zweiten Bereich zumindest teilweise derart zu umfassen, dass der zweite Abschnitt des Stützelements mit dem zweiten Bereich form- und/oder kraftschlüssig verbunden ist.

In bevorzugter Weise weist das Stützelement ferner einen Übergangsabschnitt auf, der dazu ausgebildet ist, einen zwischen dem ersten Bereich und dem zweiten Bereich angeordneten Übergangsbereich zu stützen. Der Übergangsabschnitt des Stützelements ist dabei dazu ausgebildet, den Übergangsbereich auf nur einer Seite abzustützen. Vorzugsweise ist der Übergangsabschnitt dazu ausgebildet, den Übergangsbereich auf der Seite des überstumpfen Winkels relativ zum vorbestimmten Winkel abzustützen.

In einer bevorzugten Ausgestaltung weist die erfindungsgemäße Leiterplattenanordnung ferner ein Gehäuse auf, das zumindest teilweise den ersten Bereich, vollständig den zweiten Bereich, und zumindest teilweise das Stützelement fluiddicht umgibt. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Gehäuse um ein mittels Kunststoffspritzgießen oder Kunststoffspritzpressen hergestelltes Kunststoffgehäuse, wobei während des Kunststoffspritzvorgangs das Stützelement dazu ausgebildet ist, den ersten Bereich relativ zum zweiten Bereich unter dem vorbestimmten Winkel zu fixieren.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen einer Leiterplattenanordnung für eine Vorrichtung zum Ermitteln des Füllstands und/oder der Qualität und der Temperatur eines in einem Fluidbehälter angeordneten Fluids einer Brennkraftmaschine offenbart. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst ein Bereitstellen einer Leiterplatte mit einem im Wesentlichen plattenförmigen ersten Bereich und einem im Wesentlichen plattenförmigen zweiten Bereich, ein Biegen der Leiterplatte derart, dass der erste Bereich und der zweite Bereich unter einem vorbestimmten Winkel angewinkelt zueinander angeordnet sind, und ein Anordnen eines Stützelements derart, dass das Stützelement mit dem ersten Bereich und dem zweiten Bereich verbunden und dazu ausgebildet ist, den ersten Bereich und den zweiten Bereich relativ zueinander derart zu positionieren, dass der erste Bereich und der zweite Bereich unter dem vorbestimmten Winkel angewinkelt zueinander angeordnet sind.

In einer bevorzugten Ausgestaltung weist das erfindungsgemäße Verfahren ferner ein zumindest teilweises Umspritzen der Leiterplattenanordnung mit Kunststoff zum Formen eines Gehäuses der Leiterplattenanordnung auf. Während des Kunststoffspritzvorgangs der Leiterplattenanordnung kann das Stützelement somit den ersten Bereich relativ zum zweiten Bereich unter dem vorbestimmten Winkel fixieren und halten.

Weitere Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden dem Fachmann durch Ausüben der vorliegenden Lehre und Betrachten der beiliegenden Zeichnungen ersichtlich, in denen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtung zum Ermitteln des Füllstands und/oder der Qualität und der Temperatur eines Fluids in einem Fluidbehälter zeigt,

Fig. 2 eine Draufsicht auf eine beispielhafte Ausführungsform einer

Leiterplattenanordnung vor einem Biegevorgang gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt, Fig. 3 eine Draufsicht auf eine weitere beispielhafte Ausführungsform einer

Leiterplattenanordnung vor einem Biegevorgang gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt,

Fig. 4 eine Seitenansicht der beispielhaften Ausführungsform der

Leiterplattenanordnung der Fig. 2 nach einem Biegevorgang zeigt,

Fig. 5 eine Seitenansicht einer beispielhaften Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Leiterplattenanordnung mit Stützelement zeigt,

Fig. 6 eine Seitenansicht einer weiteren beispielhaften Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Leiterplattenanordnung mit Stützelement zeigt,

Fig. 7 eine Draufsicht auf eine weitere beispielhafte Ausführungsform einer

Leiterplattenanordnung vor einem Biegevorgang gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt,

Fig. 8 eine Seitenansicht einer weiteren beispielhaften Ausführungsform einer Leiterplattenanordnung vor einem Biegevorgang zeigt,

Fig. 9 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Leiterplattenanordnung der Fig. 8 nach einem Biegevorgang zeigt,

Fig. 10 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines Stützelements einer erfindungsgemäßen Leiterplattenanordnung zeigt,

Fig. 11 eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines

Stützelements einer erfindungsgemäßen Leiterplattenanordnung zeigt, und

Fig. 12 ein beispielhaftes Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen einer erfindungsgemäßen Leiterplattenanordnung zeigt. Elemente gleicher Konstruktion oder Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Im Rahmen der vorliegenden Offenbarung beschreibt der Begriff „Fluidqualität“ einen ein Fluid charakterisierenden Parameter. Beispielsweise können die Schallgeschwindigkeit des Fluids, die Dichte des Fluids, von der die chemische Zusammensetzung des Fluids abgeleitet werden kann, die elektrischen Eigenschaften des Fluids und die Dämpfungseigenschaften des Fluids als Parameter aufgefasst werden, die die Fluidqualität charakterisieren. Beispielsweise kann bei einer wässrigen Flarnstofflösung, wie z. B. Urea, der Flarnstoffanteil im Wasser über die Ermittlung der temperaturabhängigen Schallgeschwindigkeit der wässrigen Flarnstofflösung abgeschätzt werden.

Im Rahmen der vorliegenden Offenbarung ist eine angewinkelte bzw. geneigte Stellung des ersten Bereichs relativ zum zweiten Bereich dadurch gekennzeichnet, dass es sich um einen vorbestimmten Winkel ungleich 180° handelt. Somit erstrecken sich der plattenförmige erste Bereich und der plattenförmige zweite Bereich in unterschiedlichen Ebenen, die nicht parallel zueinander sind.

Die Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht einer aus dem aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtung 10 zum Ermitteln des Füllstands 11 und/oder der Qualität und der Temperatur eines Fluids 12 in einem Fluidbehälter 14. Bei dem Fluid 12 kann es sich beispielsweise um eine wässrige Flarnstofflösung handeln, die dazu ausgebildet ist, in einen Abgastrakt einer Brennkraftmaschine eingespritzt zu werden. Ebenso kann das Fluid 12 ein Motor- bzw. Getriebeöl, eine Bremsflüssigkeit oder eine Flüssigkeit zur Scheibenreinigung sein.

Die Vorrichtung 10 der Fig. 1 weist eine im Wesentlichen plattenförmige Leiterplatte 20 auf, auf der Elektronik 22 zum Ermitteln des Füllstands und/oder Qualität des Fluids 12 angebracht ist und die dazu ausgebildet ist, außerhalb des Fluidbehälters 14 angeordnet zu sein. Bei der Elektronik 22 handelt es sich beispielsweise um einen Ultraschallwandler, der dazu ausgebildet ist, ein Ultraschallsignal 24 von außen durch die Wandung, vorzugweise den Boden 15, des Fluidbehälters 14 in das Fluid 12 einzukoppeln und wieder das an der Oberfläche 11 des Fluids 12 reflektierte Ultraschallsignal 24 wieder zu empfangen. Außerdem kann die Elektronik 22 Kondensatoren, Widerstände, Operationsverstärker oder auch eine anwendungsspezifische, integrierte Schaltung (ASIC, application-specific integrated Circuit) aufweisen, die für einen ordnungsgemäßen Betrieb der Vorrichtung 10 notwendig sind.

Ferner umfasst die aus dem Stand der Technik bekannte Vorrichtung 10 der Fig. 1 einen Temperatursensor 26, der innerhalb des Fluids 12 angeordnet und über eine entsprechende elektrische Leitung 28 mit der Leiterplatte 20 elektrisch verbunden ist. Die elektrische Leitung 28 erstreckt sich dabei durch die Wandung, vorzugsweise den Boden 15, des Fluidbehälters 14 und muss entsprechend abgedichtet sein.

Die separate elektrische Verbindung 28 stellt einen nicht unerheblichen technischen Aufwand in der Fertigung dar und stellt aufgrund dieses einzelnen, separat bedrahteten Bauelements ein erhöhtes Defektrisiko dar, wie beispielsweise Kurzschluss zwischen den Anschlussdrähten oder sogar eine gebrochene elektrische Verbindung 28.

Die Fig. 2 zeigt eine erfindungsgemäße Leiterplattenanordnung 100 für eine Vorrichtung zum Ermitteln des Füllstands und/oder der Qualität und der Temperatur des in dem Fluidbehälter 14 angeordneten Fluids 12 der Brennkraftmaschine. Die Leiterplattenanordnung 100 besteht ursprünglich aus einer Leiterplatte und weist einen im Wesentlichen plattenförmigen ersten Bereich 110, auf dem zumindest teilweise die Elektronik 112 der Vorrichtung zum Ermitteln des Füllstands und/oder Qualität des Fluids 12 angebracht ist und der dazu ausgebildet ist, im Wesentlichen außerhalb des Fluidbehälters 14 angeordnet zu sein, und einen im Wesentlichen plattenförmigen zweiten Bereich 120 auf, auf dem ein Temperatursensor 122 zum Ermitteln der Temperatur des Fluids 12 angebracht ist und der dazu ausgebildet ist, zumindest teilweise innerhalb des im Fluidbehälters 14 befindlichen Fluids angeordnet zu sein. Bevorzugt, wie in der Fig. 2 gezeigt, umfasst die Leiterplattenanordnung 100 einen zwischen dem ersten Bereich 110 und dem zweiten Bereich 120 angeordneten Übergangsbereich 130 (in der Fig. 2 mittels gepunkteter Linien vom ersten Bereich 110 und zweiten Bereich 120 abgegrenzt) auf. Der erste Bereich 110 kann eine erste Leiterplatte sein und der zweite Bereich 120 kann eine zweite Leiterplatte sein, die mit der ersten Leiterplatte mittels dem Übergangsbereich 130 integral verbunden ist.

Zusätzlich oder alternativ zum Temperatursensor 122 kann ein Ultraschallwandler auf dem zweiten Bereich 120 vorgesehen sein, mittels dem die Qualität des Fluids 12 erfasst werden kann. Insbesondere können auf dem zweiten Bereich 120 weitere elektronische Bauelemente der Vorrichtung zum Ermitteln des Füllstands und/oder der Qualität und der Temperatur des Fluids 12 angeordnet werden.

Die Elektronik 112 weist einen Ultraschallwandler auf, der, wie bereits oben im Hinblick auf die Fig. 1 erläutert, dazu ausgebildet ist, Ultraschallsignale 24 in das Fluid 12 im Fluidbehälter 14 einzukoppeln und wieder als Reflexionssignal zu empfangen. Ebenfalls kann die Elektronik 112 weitere elektronische Elemente enthalten, wie beispielsweise Kondensatoren, Widerstände, Operationsverstärker oder auch eine anwendungsspezifische, integrierte Schaltung (ASIC, application-specific integrated Circuit), die für einen ordnungsgemäßen Betrieb der Vorrichtung zum Ermitteln des Füllstands und/oder der Qualität und der Temperatur des Fluids 12 notwendig sind.

Wie in der Fig. 2 angedeutet handelt es sich bei dem zweiten Bereich 120 um einen über den Übergangsbereich 130 mit dem ersten Bereich 110 integral verbundenen Abschnitt und ist als stegförmiges Element ausgebildet. Die stegförmige Form des zweiten Bereichs kann beispielsweise dadurch definiert werden, dass seine Länge L deutlich größer ist als seine Breite B. Beispielsweise beträgt die Länge L ungefähr dem vier- bis sechsfachen der Breite B.

In der Fig. 2 ist ebenfalls eine gestrichelte Linie 102 eingezeichnet, die im Übergangsbereich 130 liegt und eine mögliche Biegelinie zum Aufbiegen des Übergangsbereichs 130 derart anzeigt, dass sich nach einem entsprechenden Biegevorgang der zweite Bereich 120 im Wesentlichen angewinkelt zum ersten Bereich 110 erstreckt (siehe auch Fig. 4, 5, 6 und 9).

Die Fig. 3 zeigt eine weitere beispielhafte Ausgestaltung der Leiterplattenanordnung 100, wobei sich die Leiterplattenanordnung der Fig. 3 im Vergleich zur Leiterplattenanordnung 100 der Fig. 2 darin unterscheidet, dass sich der zweite Bereich 120 relativ zum ersten Bereich 110 in einer anderen Richtung erstreckt. Insbesondere zeigt die Fig. 3 eine Ausgestaltung, bei der der zweite Bereich 120 dadurch erhalten werden kann, dass in die ursprünglich rechteckige Leiterplatte der Leiterplattenanordnung 100 ein Ausschnitt 101 eingebracht wird, um dadurch den separierten zweiten Bereich 120 zu erhalten, der wiederum mit dem ersten Bereich 110 über den Übergangsbereich 130 integral verbunden sein kann. Der fertigungstechnische Aufwand zum Herstellen der Leiterplattenanordnung 100 der Fig. 3 kann somit, verglichen mit der Leiterplattenanordnung 100 der Fig. 2, reduziert werden.

Die Fig. 4 zeigt eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Leiterplattenanordnung 100 der Fig. 2. Wie bereits erläutert ist es erfindungsgemäß, die ursprünglich ebene Leiterplatte mit dem ersten Bereich 110 und dem zweiten Bereich 120 im Übergangsbereich 130 entlang der Biegelinie 102 derart zu biegen, dass sich nach dem Biegevorgang der zweite Bereich 120 unter einem vorbestimmten Winkel 150 zum ersten Bereich 110 erstreckt. In dem Beispiel der Fig. 4 beträgt der vorbestimmte Winkel ungefähr 90°. Es ist aber selbstredend, dass es ebenso erfindungsgemäß ist, einen vorbestimmten Winkel 150 vorzusehen, der ungleich 90° ist, wie beispielsweise einen Winkel in einem Bereich zwischen ungefähr 45° und 135°. In der Fig. 4 zeigt die gestrichelte Linie die Leiterplattenanordnung 100 in einem Zustand vor der Biegung.

Die Fig. 5 zeigt eine Seitenansicht einer beispielhaften Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Leiterplattenanordnung 100, wie beispielsweise die Leiterplattenanordnung 100 der Fig. 4, nach einem Biegevorgang und einem mit montierten Stützelement 140. Das Stützelement 140 ist mit dem ersten Bereich 110 und mit dem zweiten Bereich 120 verbunden und dazu ausgebildet, den ersten Bereich 110 und den zweiten Bereich 120 unter dem vorbestimmten Winkel 150 angewinkelt zueinander zu fixieren bzw. zu halten. Die Ausgestaltung der Leiterplattenanordnung 100 gemäß Fig. 5 zeigt eine Ausgestaltung, bei der sich das Stützelement 140 auf einer Seite befindet, auf der sich der kleinere Winkel zwischen dem ersten Bereich 110 und dem zweiten Bereich 120 befindet, also auf der Innenseite der Biegung. Dabei ist es gemäß der vorliegenden Offenbarung derart definiert, dass der erste Bereich 110 und der zweite Bereich 120 einen Vollkreis derart teilen, dass es einen kleinen Winkel (kleiner als 180°) und einen großen Winkel (größer als 180°) gibt, wobei die Summe des kleinen Winkels und des großen Winkels 360° entspricht.

In einer alternativen Ausgestaltung, die in der Fig. 6 dargestellt ist, befindet sich das Stützelement 140 im Wesentlichen auf einer Seite, auf der sich der große Winkel zwischen dem ersten Bereich 110 und dem zweiten Bereich 120 angeordnet ist, also auf der Außenseite der Biegung.

Die Fig. 7 zeigt eine Draufsicht auf eine weitere beispielhafte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Leiterplattenanordnung, wie beispielsweise der Leiterplattenanordnung gemäß Fig. 2, vor einem Biegevorgang. Die Leiterplattenanordnung 100 der Fig. 7 unterscheidet sich von der Leiterplattenanordnung 100 der Fig. 2 darin, dass im Übergangsbereich 130 eine Ausnehmung 103 vorgesehen wird, die das Biegen des Übergangsbereichs 130 aufgrund von weniger Biegematerial vereinfachen kann.

Bei der Ausgestaltung gemäß der Fig. 7 ist es beabsichtigt, die schematisch dargestellten, aber durch die Ausnehmung 103 unterbrochenen elektrischen Verbindungsleitungen 124, 126, die den Temperatursensor 122 mit der im ersten Bereich 110 angeordneten Elektronik 112 elektrisch verbinden, mittels elektrischen Verbindungsdrähten 125, 127 zu verstärken, die sich über die Ausnehmung 103 erstrecken. Folglich werden bei einem Biegevorgang entlang der Biegelinie 102 nicht nur der Übergangsbereich 130, bzw. die verbliebenen zwei Stege 131 , 133, sondern auch die elektrischen Verbindungsdrähte 125, 127 gebogen werden. Damit kann zum einen die elektrische Verbindung robuster als nur durch einfache Leiterbahnen auf der Leiterplatte ausgeführt werden. Zum anderen muss nur wenig von dem tendenziell spröden Leiterplattenmaterial gebogen werden. Zusätzlich kann es vorteilhaft sein, die Ausnehmung 103 derart vorzusehen, dass die zwei Bereiche 110, 120 beim Biegevorgang vollständig getrennt voneinander sind (d. h., dass keine Stege 131 , 133 mehr vorhanden sind bzw. die Stege 131 , 133 vor dem Biegevorgang entfernt werden) und nur noch über die Verbindungsdrähte 125, 127 miteinander verbunden sind.

Die Fig. 8 zeigt eine Seitenansicht einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Leiterplattenanordnung 100, wie beispielsweise der Leiterplattenanordnung 100 der Fig. 2, vor dem Biegevorgang, wohingegen die Fig. 9 die erfindungsgemäße Leiterplattenanordnung nach einem Biegevorgang und mit montiertem Stützelement 140 darstellt.

Die Leiterplattenanordnung 100 der Fig. 8 weist im Übergangsbereich 130 eine Vertiefung 132, wie beispielsweise eine Kerbe, eine Nut oder dergleichen, auf, damit ein anschließender Biegevorgang entlang der Biegelinie 102 (erstreckt sich bei der Ansicht der Fig. 8 senkrecht zur Zeicheneben) vereinfacht werden kann. Insbesondere kann die Vertiefung 132 das Material des Übergangsbereichs 130 lokal verdünnen, wodurch der Biegevorgang einfacher und mit weniger Kraftaufwand realisiert werden kann.

Zusätzlich zu der Vertiefung 132 im Übergangsbereich 130 der Fig. 8 kann es denkbar sein, auf der der Vertiefung 132 gegenüberliegenden Seite des Übergangsbereichs 130 ebenfalls eine Vertiefung (nicht dargestellt) vorzusehen, damit das Biegen noch weiter vereinfachter werden kann.

Die Fig. 9 zeigt die Leiterplattenanordnung 100 der Fig. 8 nach einem Biegevorgang. Aus der Fig. 9 geht hervor, dass aus der Vertiefung 132 ein freier Bereich entstanden ist, der mittels dem Stützelement 140 abgestützt werden kann (siehe insbesondere Fig. 10), speziell mit einem angepassten Bereich (siehe Übergangsabschnitt 146 des Stützelements 140). In Fig. 10 ist eine beispielhafte Ausgestaltung eines Stützelements 140 gemäß der vorliegenden Erfindung offenbart. Das Stützelement 140 weist insbesondere einen ersten Abschnitt 142, der mit dem ersten Bereich 110 verbindbar und zum Stützen des ersten Bereichs 110 ausgebildet ist, einen zweiten Abschnitt 144, der mit dem zweiten Bereich 120 verbindbar und zum Stützen des zweiten Bereichs 120 ausgebildet ist, und einen Übergangsabschnitt 146 auf, der zum Stützen des Übergangsbereichs 130, insbesondere der Vertiefung 132, ausgebildet ist (siehe auch Fig. 9). Insbesondere geht aus den Fig. 9 und 10 hervor, dass der erste Abschnitt 142 des Stützelements 140 dazu ausgebildet ist, den ersten Bereich 110 zumindest teilweise derart umfassen, dass der erste Bereich 110 mit dem ersten Abschnitt 142 form- und/oder kraftschlüssig verbunden ist. Dies kann beispielsweise mittels einer Presspassung erfolgen. In ähnlicher Weise ist der zweite Abschnitt 144 des Stützelements 140 dazu ausgebildet, den zweiten Bereich 120 zumindest teilweise derart zu umfassen, dass der zweite Bereich 120 mit dem zweiten Abschnitt 144 form- und/oder kraftschlüssig verbunden ist. Dies kann ebenfalls beispielsweise mittels einer Presspassung erfolgen. Der Übergangsabschnitt 146 kann entsprechend der Form der Vertiefung 132 nach dem Biegevorgang ausgeführt sein und den durch die Vertiefung 132 geschwächten Übergangsbereich 130 damit zusätzlich stützen.

Die Fig. 11 zeigt eine weitere mögliche Ausgestaltung des Stützelements 140 und unterscheidet sich vom Stützelement 140 der Fig. 10 darin, dass das Stützelement 140 der Fig. 11 keinen Übergangsabschnitt 146 aufweist. Vielmehr umfasst das Stützelement 140 der Fig. 11 lediglich den ersten Abschnitt 142 und den zweiten Abschnitt 144. Nichtsdestotrotz kann ein derart ausgebildetes und ausgeformtes Stützelement 140 dazu ausgebildet sein, einen Übergangsbereich 130 mit Vertiefung 132 zu stützen. Der Übergangsabschnitt 146 der Fig. 10 hat lediglich den Vorteil gegenüber der Variante der Fig. 11 , dass der Übergangsbereich 130 eine zusätzliche Abstützung erhält.

Die Fig. 12 zeigt ein beispielhaftes Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen einer Leiterplattenanordnung 100 für eine Vorrichtung zum Ermitteln des Füllstands und/oder der Qualität und der Temperatur eines in einem Fluidbehälter angeordneten Fluids 12 einer Brennkraftmaschine.

Das erfindungsgemäße Verfahren startet beim Schritt 200 und gelangt dann zum Schritt 210, an dem eine Leiterplatte mit einem im Wesentlichen plattenförmigen ersten Bereich 110, einem im Wesentlichen plattenförmigen zweiten Bereich 120 und einem zwischen dem ersten Bereich 110 und den zweiten Bereich 120 angeordneten Übergangsbereich 130 bereitgestellt wird. Im darauffolgenden Schritt 220 wird die Leiterplatte im Übergangsbereich 130 derart gebogen, dass der erste Bereich 110 und der zweite Bereich 120 unter einem vorbestimmten Winkel 150 angewinkelt zueinander angeordnet sind. In einem darauffolgenden Schritt 230 wird ein Stützelement 140 an der gebogenen Leiterplatte angeordnet, das mit dem ersten Bereich 110 und dem zweiten Bereich 120 verbunden und dazu ausgebildet ist, den ersten Bereich 110 und den zweiten Bereich 120 relativ zueinander derart zu positionieren, dass der erste Bereich 110 und der zweite Bereich 120 unter dem vorbestimmten Winkel 150 angewinkelt zueinander angeordnet sind.

In einem weiteren Verfahrensabschnitt 240 erfolgt ein zumindest teilweises Einbetten der Leiterplattenanordnung 100 in Kunststoff zum Formen eines Gehäuses der Leiterplattenanordnung 100. Insbesondere ist das Stützelement 140 dazu ausgebildet, während des Einbettungsvorgangs den ersten Bereich 110 und den zweiten Bereich 120 angewinkelt zueinander unter dem vorbestimmten Winkel 150 zu fixieren, damit der im zweiten Bereich 120 angeordnete Temperatursensor 122 in der vorbestimmten Stellung bzw. Position verbleibt. Das Verfahren endet dann beim Schritt 250.

Die erfindungsgemäße Leiterplattenanordnung 100, wie beispielsweise in der Fig. 6 dargestellt, kann dann mit einem Fluidbehälter 14 derart verbunden werden, dass der erste Bereich 110 außerhalb des Fluidbehälters 14 angeordnet ist und sich der zweite Bereich 120 samt dem daran angebrachten Temperatursensor durch die Wandung, vorzugsweise den Boden 15, des Fluidsbehälters 14 in das Fluid 12 erstreckt, so dass die Temperatur des Fluids 12 mittels des Temperatursensors 122 erfasst werden kann. Wenn die erfindungsgemäße Leiterplattenanordnung 100 zumindest auf der Vorderseite vollständig von Kunststoff umschlossen ist und das Material, in dem die Leiterplattenanordnung 100 zumindest teilweise eingebettet ist, gegenüber dem zu vermessenden Fluid 12 chemisch beständig ist, kann auch die gesamte Vorrichtung mit dem Fluid in Kontakt stehen und die Ultraschallmessung statt durch die Wandung des Fluidbehälters 14 direkt im Fluid 12 ausgeführt werden.

Alle hier genannten Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung können auch dafür genutzt werden, an Stelle des Temperatursensors oder auch zusätzlich zum Temperatursensor einen Ultraschallwandler vorzusehen, mit dem dann eine Ultraschallmessung im Wesentlichen senkrecht zum Bereich 120 durchgeführt werden kann.