Titel

Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Solche Vorrichtungen sind allgemein bekannt. Beispielsweise ist aus der Druckschrift DE 10 2005 040 781 A1 eine Sensorvorrichtung bekannt, welche ein Moldgehäuse mit einem mikromechanischen Sensorelement und einem Trägerelement aufweist, wobei das Sensorelement in einem Hohlraum des Moldgehäu- ses und auf dem Trägerelement angeordnet ist, wobei das Trägerelement voll- ständig in dem Moldgehäuse angeordnet ist und wobei das Auswerteelement von dem Moldgehäuse durch ein Passivierungsgel entkoppelt ist.

Offenbarung der Erfindung

Die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren zur

Herstellung einer Vorrichtung gemäß den nebengeordneten Ansprüchen haben gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil, dass das Bauelement durch das Zwischengehäuse bei der Herstellung des Gehäuses geschützt wird und somit eine Beschädigung des Bauelements während des Moldprozesses verhindert wird. Dies ist insbesondere bei der Ausbildung des Bauelements als Sensorelement und vorzugsweise als Drucksensorelement notwendig, da in diesem Fall die Gefahr von Beschädigungen des Bauelements und vorzugsweise von drucksensitiven Bereichen (Membranen) des Drucksensorelements durch den Spritzdruck und/oder die hohen Temperaturen während des Moldprozesses ver- gleichsweise hoch ist. Ein wirksamer Schutz wird dadurch erreicht, dass das Zwischengehäuse als Premold-Gehäuse ausgebildet ist und somit bei der Aufnahme des Bauelements und bei der Herstellung des Gehäuses bereits ausgehärtet ist. Femer ermöglicht das Zwischengehäuse eine verbesserte Positionierung der Vorrichtung im Herstellungsprozess des Gehäuses, da aufgrund des steifen Zwischengehäuses ein festes Einspannen der Vorrichtung in ein Spritzgußwerkzeug zur Herstellung des Gehäuses ermöglicht wird. Zudem wird das Bauelement von dem Gehäuses entkoppelt, so dass keine thermischen Spannungen von dem Gehäuse auf das Bauelement übertragen, sondern von dem Zwischengehäuse aufgenommen werden. Dies ist insbesondere im Herstellungsprozess des Gehäuses von Vorteil, da somit eine Beschädigung des Bauelements durch mecha- nische Spannung beim Aushärten der Moldmasse unterbunden wird. Ein weiterer

Vorteil ist, dass über die Formgebung des Zwischengehäuses Einfluss auf die Spritzgußqualität bei der Herstellung des Gehäuses genommen wird. Beispielsweise ist durch eine kugelförmige Ausbildung des Zwischengehäuses ein Gehäuse mit weniger Bindenähten realisierbar. Das Gehäuse ist im Moldprozess vergleichsweise flexibel auszubilden, so dass eine variable Adaption des Gehäuse im Hinblick auf die Anwendung der Vorrichtung in einfacher Weise ermöglicht wird.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unter- ansprüchen, sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen entnehmbar.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Bauelement vollständig von dem Zwischengehäuse umschlossen ist und/oder dass das Trä- gerelement teilweise von dem Zwischengehäuse umschlossen ist, so dass in vorteilhafter Weise das Bauelement vollständig von dem Zwischengehäuse gegen äußere Einflüsse geschützt wird und gleichzeitig eine elektrische Kontaktierung des Bauelements über das Trägerelement von außerhalb des Gehäuses ermöglicht wird. Das Zwischengehäuse und/oder das Gehäuse ist in einem äußeren Bereich des Trägerelement vorzugsweise als Steckerbuchse ausgeformt, so dass das Trägerelement in diesem äußeren Bereich die Steckerkontakte umfasst und somit eine vergleichsweise einfache Kontakterung des Trägerelements durch einen einfachen Steckerkontakt realisierbar ist. Das Trägerelement umfasst insbesondere ein Leadframe bzw. ein metallisches Einlegeteil (ELT).

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Zwischengehäuse einen ersten Gehäusebereich und einen zweiten Gehäusebereich umfasst, wobei der erste und der zweiten Gehäusebereich vorzugsweise miteinander verklebt, verschweißt und/oder verrastet vorgesehen sind. Besonders vor- teilhaft umfasst der erste und zweite Gehäusebereich zwei Halbschalen, welche zusammen das Zwischengehäuse bilden. Besonders vorteilhaft ist somit das Bauelement und das Trägerelement in einfacher Weise in dem Zwischengehäuse anzuordnen.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass zwischen dem Bauelement und dem Zwischengehäuse, zwischen dem Trägerelement und dem Zwischengehäuse und/oder zwischen dem Gehäuse und dem Zwischengehäuse ein Entkopplungsmittel angeordnet ist. Das Entkopplungsmittel umfasst insbesondere ein Elastomer. Vorteilhaft wird somit das Gehäuses vom Bauele- ment entkoppelt, so dass mechanische Einflüsse auf das Gehäuse, wie Stöße und dergleichen, nicht oder nur unwesentlich auf das Bauelement übertragen werden. Die Entkopplungsmittel dienen vorzugsweise ebenfalls zur Passivierung des Bauelements.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Zwischengehäuse und/oder das Gehäuse einen Einlasskanal aufweisen. Im Fall, dass das Bauelement ein Sensorelement umfasst, dient der Einlasskanal vorteilhaft dazu, ein Messmedium zum Sensorelement durch das Gehäuse und durch das Zwischengehäuse zu leiten. Der Einlasskanal ist vorzugswiese gegenüber dem Zwischengehäuse und/oder gegenüber dem Gehäuse abgedichtet.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Bauelement einen Drucksensor umfasst, welche über den Einlasskanal mit einem Druckmedium verbunden ist, so dass in vorteilhafter weise ein Außendruck zu einem drucksensitiven Bereich des Drucksensor geleitet wird.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung, wobei in einem ersten Verfahrensschritt das Bauelement zusammen mit dem Trägerelement in dem Zwischengehäuse angeordnet wird und wobei in einem zweiten Verfahrensschritt das Zwischengehäuse zur

Herstellung des Gehäuses mit einer Moldmasse umspritzt wird. Besonders vor- - A -

teilhaft wird durch die Anordnung des Bauelements und zumindest teilweise des Trägerelements innerhalb des Zwischengehäuses ein Schutz des Bauelements während des zweiten Verfahrensschrittes erzielt (wie oben bereits detailiert ausgeführt), so dass eine Beschädigung des Bauelements durch den Spritzdruck beim Spritzen der Moldmasse, durch eine Erhöhung der Temperatur während des MoId prozesses und/oder durch thermische Spannungen beim Aushärten der Moldmasse nach dem Moldprozess in vorteilhafter weise vermieden wird und gleichzeitig eine variable und kostengünstige Ausbildung des Gehäuse durch die Verwendung eines Moldprozesses erzielbar ist. Ferner wird durch das Zwischen- gehäuse eine Entkopplung des Bauelements vom Gehäuse erreicht.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass im ersten Verfahrensschritt zunächst das Bauelement zusammen mit dem Trägerelement im ersten Gehäusebereich angeordnet wird und anschließend der zweite Gehäusebe- reich auf dem ersten Gehäusebereich befestigt wird, so dass vorteilhaft das Bauelement vergleichsweise einfach und kostengünstig im als Premold-Gehäuse ausgebildeten Zwischengehäuse anzuordnen ist. Durch ein anschließendes Verkleben, Verrasten und/oder Verschweißen der ersten und zweiten Gehäusebereiche, insbesondere mittels Laserdurchstrahlschweissen oder Ultraschall- schweissen, wird eine mechanisch feste und dichte Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Gehäusebereich zur Bildung des Zwischengehäuses erzielt.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass in einem dritten Verfahrensschritt zeitlich vor dem ersten Verfahrensschritt das Trägerelement durch ein Stanzverfahren in einem Gitter hergestellt wird, wobei anschließend das Baudelement auf dem Trägerelement des Gitters angeordnet wird, und dass in einem vierten Verfahrensschritt zeitlich nach dem ersten Verfahrensschritt das Trägerelement aus dem Gitter vereinzelt wird. Besonders vorteilhaft ist die Vorrichtung somit in vergleichsweise großen Stückzahlen besonders kostengünstig herstellbar.

Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen Es zeigen

Figuren 1 a und 1 b eine erste Vorläuferstruktur zur Herstellung einer Vorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und eine Vor- richtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und

Figuren 2a und 2b eine zweite Vorläuferstruktur zur Herstellung einer Vorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und eine Vorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Ausführungsformen der Erfindung

In den Figuren 1 a und 1 b sind eine erste Vorläuferstruktur 1 ' zur Herstellung einer Vorrichtung 1 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und eine Vorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegen- den Erfindung dargestellt, wobei anhand einer in Figur 1a illustrierten ersten Vorläuferstruktur 1 ' ein erste und ein dritter Verfahrensschritt schematisch veranschaulicht wird. Im dritten Verfahrensschritt wird zunächst ein Bauelement 2, welches ein Sensorelement umfasst, auf einem Trägerelement 3 angeordnet. Das Trägerelement 3 umfasst insbesondere ein Leadframe, welches in einem Stanzvorgang hergestellt wird. In einem nachfolgenden ersten Verfahrensschritt wird das Bauelement 2 und zumindest teilweise das Trägerelement 3 in einem ersten Gehäusebereich 4' eines Zwischengehäuses 4 angeordnet, wobei anschließend ein zweiter Gehäusebereich 4" des Zwischengehäuses 4 auf dem ersten Gehäusebereich 4' angeordnet wird. Der erste und der zweite Gehäuse- bereich 4', 4" werden insbesondere miteinander verschweißt, verklebt und/oder verclipst, wobei besonders bevorzugt das Trägerelement 3 von dem ersten und dem zweiten Gehäusebereich 4', 4" eingeklemmt wird. Das Bauelement 2 ist von dem Zwischengehäuse 4 vollständig umschlossen und über das Trägerelement 3 von außerhalb des Zwischengehäuses 4 elektrisch kontaktierbar. Das Träger- element 3 weist hingegen einen Außenbereich 3' auf, welcher aus dem Zwischengehäuse 4 herausragt. In einem zweiten Verfahren schritt wird die erste Vorläuferstruktur 1 ' mit einer Moldmasse zur Bildung des Gehäuses 5 umspritzt, wobei das Zwischengehäuse 4 von dem Gehäuse 5 im Wesentlichen vollständig umgeben ist und wobei das Bauelement 2 durch das Zwischengehäuse 4 von der Moldmasse vollständig isoliert und entkoppelt ist. Im Bereich des ersten Gehäusebereichs 4' ist ferner ein Entkopplungsmittel 7 angeordnet, welches eine Entkopplung des Bauelement 2 von dem Zwischengehäuse 4 bewirkt. Alternativ umfasst das Entkopplungsmittel 7 ein Passivierungsmittel, so dass vorzugsweise das Trägerelement 3 bei einem direkten Kontakt zwischen einem Messmedium und einem sensitiven Bereich des Bauelements 2 durch das Entkopplungsmittel passiviert wird und/oder der sensitive Bereich gegenüber einer mechanischen

Überbeanspruchung gedämpft wird.

In Figur 1 b ist die Vorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform dargestellt, wobei das Gehäuse 5 im Bereich des Außenbereichs 3' die Form eines Stecker- gehäuses aufweist, so dass der Außenbereich 3' des Trägerelements 3 Steckerkontakte bildet und das Trägerelement 3 durch einen einfachen Steckerkontakt kontaktierbar ist.

In den Figuren 2a und 2b ist eine zweite Vorläuferstruktur 1 " zur Herstellung ei- ner Vorrichtung 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und eine Vorrichtung 1 gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt, wobei die in Figur 2a dargestellte zweite Vorläuferstruktur 1 " im Wesentlichen identisch der in Figur 1 a dargestellten ersten Vorläuferstruktur 1 ' ist und wobei die in Figur 2b dargestellte Vorrichtung 1 gemäß der zweiten Ausführungsform im Wesentlichen identisch der in Figur 1 b dargestellten

Vorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform ist, wobei das Zwischengehäuse 4 einen Einlasskanal 6 aufweist, welche aus dem Gehäuse 5 herausragt und ein Druckmedium zu einem drucksensitiven Bereich des Bauelements 2 führt. Das Bauelement 2 fungiert somit als Drucksensorelement zur Messung ei- nes Drucks im Druckmedium.