Modul und Verfahren zur Herstellung eines Moduls

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Modul nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Solche Module sind allgemein bekannt. Beispielsweise ist aus der Druckschrift DE 199 47 437 A1 ein Sensor mit einem Sensorgehäuse und mit einem Sensorteil bekannt, wobei das Sensorteil Bauelemente und das Sensorgehäuse ein Befestigungselement zur mechanischen Fixierung des Sensors an einem Fahrzeug aufweist. Eine unmittelbare Verbindung zwischen dem Befestigungselement und dem Sensorteil zur ungedämpften Schwingungsübertagung vom Befestigungselement zum Sensorteil ist nicht vorgesehen.

Offenbarung der Erfindung

Das erfindungsgemäße Modul und das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Moduls gemäß den nebengeordneten Ansprüchen haben gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil, dass eine Kraftwirkung auf das Befestigungselement unmittelbar in das Innengehäuse eingekoppelt wird, so dass in einem im Vergleich zum Stand der Technik erheblich größeren Frequenzband Kraftwirkungen bzw. Schwingungen und insbesondere vergleichsweise hochfrequenter Körperschall im Wesentlichen ungedämpft und unmittelbar auf das Innengehäuse übertragen werden. Insbesondere ist somit eine Einkopplung der Schwingungen in das wenigstens eine Bauelement realisierbar, ohne das vergleichsweise hochfrequente Schwingungen durch Tiefpaßeigenschaften des Moduls modifiziert und/oder

ausgefiltert werden. Bevorzugt ist eine wohldefinierte Filterfunktion der ersten Verbindung bei der Schwingungsübertragung durch eine geeignete Struktur und/oder Dimensionierung der ersten Verbindung vorgesehen. Besonders bevorzugt umfasst das Modul ein Sensormodul, wobei das Bauelement einen mikromechanischen Sensorchip umfasst, so dass eingekoppelte Schwingungen vom Sensorchip in einem vergleichsweise großen Frequenzbereich detektierbar sind. Insbesondere ist somit die Einkopplung von vergleichsweise hochfrequentem Körperschall auf das Innengehäuse und/oder das Bauelement realisierbar. Weiterhin werden Resonanzüberhöhungen verhindert.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen, sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung entnehmbar.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung beträgt eine Dämpfung einer

Schwingungsübertragung vom Befestigungselement zum Innengehäuse in einem Frequenzband von 5kHz bis 10OkHz maximal 50%, bevorzugt maximal 35% und besonders bevorzugt maximal 20% der Schwingungsamplitude beträgt. Vorteilhaft erfolgt somit in einem im Vergleich zum Stand der Technik erheblich breiterem Frequenzbereich eine lediglich wohldefinierte und/oder schwache maximale

Dämpfung der Schwingungsamplituden bei der Einkopplung in das Innengehäuse bzw. in das wenigstens eine Bauelement, so dass besonders vorteilhaft eine vergleichsweise präzise Schwingungsdetektion durch das Bauelement ermöglicht wird. Insbesondere ist eine mittlere Dämpfung von maximal 50%, bevorzugt maximal 35% und besonders bevorzugt maximal 20% in einem Frequenzband vom 5kHz bis 100 kHz vorgesehen, wobei ganz besonders bevorzugt eine derartige maximale Dämpfung in einem Frequenzband von 1 OkHz bis 5OkHz vorgesehen ist.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung sind das Befestigungselement und das Innengehäuse maximal 5 mm, bevorzugt maximal 2,5 mm und besonders bevorzugt maximal 1 mm voneinander beabstandet, wobei insbesondere der Zwischenbereich zwischen dem Befestigungselement und dem Innengehäuse vollständig durch die erste Verbindung ausgefüllt wird. Vorteilhaft wird durch die derartig geringe Beabstandung des Befestigungselements von dem Innengehäuse

und/oder durch die vollständige Ausfüllung des gesamten Zwischenraums durch die erste Verbindung in besonders einfacher Weise eine direkte Kraftübertragung zwischen dem Befestigungselement und dem Innengehäuse erzielt. Der Zwischenraum wird im Sinne der vorliegenden Erfindung insbesondere durch den überlappungsbereich des Befestigungselements mit dem Innengehäuse parallel zu einer direkten und kürzesten Abstandslinie zwischen denselben definiert.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung weist die erste Verbindung eine Klebeschicht und/oder eine Kunststoffschicht auf, wobei die Kunststoffschicht insbesondere eine Dicke zwischen 0,01 mm und 3 mm und bevorzugt zwischen 0,01 mm und 1 mm aufweist. Vorteilhaft wird durch eine stoffschlüssige Verbindung in einer einfachen und kostengünstig herstellbaren Weise die unmittelbare Kraftübertragung zwischen dem Befestigungselement und dem Innengehäuse realisiert, wobei bevorzugt in besonders vorteilhafter weise ein bestimmtes Dämpfungsverhalten und/oder eine bestimmte Schwingungsmodifikation, welche bevorzugt frequenzabhängig ist, durch eine entsprechende Dimensionierung der geeigneten Kunststoffschicht definierbar ist. Die Klebeschichtdicke und/oder die Kunststoffschichtdicke sind besonders bevorzugt in derselben Größenordnung wie die Abmessungen des Innengehäuses.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung weist das Befestigungselement im ersten Verbindungsbereich der ersten Verbindung eine Ausformung auf, welche der Formgebung des Innengehäuses im ersten Verbindungsbereich zumindest teilweise angepasst ist. Vorteilhaft ist somit in einfacher Weise die Herstellung einer stabilen und stoffschlüssigen ersten Verbindung möglich, welche die gewünschte direkte Kraftübertragung gewährleistet. Insbesondere weist die Ausformung eine plane Oberfläche auf, welche parallel zu einer planen Oberfläche des Innengehäuses verläuft und mit dieser die stoffschlüssige erste Verbindung über die gesamte Oberflächenfläche aufweist.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist das Befestigungselement metallisch. Vorteilhaft wird durch entsprechende die Schwingungsübertragung begünstigende Materialeigenschaften eines Metalls eine ungedämpfte

Schwingungsübertragung in einfacher Weise durch ein metallisches Befestigungselement erzielt.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung weist das Modul ein zumindest teilweise elektrisch leitfähiges Verbindungselement auf, welches in einem Teilbereich vom Innengehäuse umschlossen ist und eine elektrisch leitfähige und/oder mechanisch stabile zweite Verbindung zum wenigstens einen Bauelement und/oder zum Innengehäuse aufweist. Vorteilhaft ermöglicht das leitfähige Verbindungselement eine elektrische Kontaktierung und gleichzeitig eine mechanische Fixierung des Bauelements in einfacher Weise, wobei bevorzugt das Verbindungselement ein Leadframe umfasst, auf welchem die Bauelemente montiert und kontaktiert werden und welches zur Herstellung des Innengehäuses umspritzt wird.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung weist das Modul ein

Trägerelement, bevorzugt eine Platine, eine Leiterplatte und/oder ein Trägerelement mit Leiterbahnen, mit einer elektrisch leitfähigen und/oder mechanisch stabilen dritten Verbindung zum Verbindungselement, zum Innengehäuse und/oder zum wenigstens einen Bauelement aufweist. Vorteilhaft wird somit eine elektrische Kontaktierung und gleichzeitig eine mechanische Fixierung des Bauelements in einfacher Weise ermöglicht. Bevorzugt ist das Trägerelement zur Kontaktierung und/oder mechanischen Fixierung des Verbindungselements vorgesehen.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung weist das Modul wenigstens einen Anschlusspin auf, welcher eine elektrisch leitfähige vierte Verbindung zum wenigstens einen Bauelement, zum Innengehäuse, zum Verbindungselement und/oder zum Trägerelement aufweist. Vorteilhaft ist somit die Herstellung eines elektrischen Kontakts zum wenigstens einen Bauelement in einfacher Weise über einen Anschlussstecker realisierbar.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung umfasst das Bauelement ein mikromechanisches Bauelement, ein passives Bauelement, ein Halbleiterchip, bevorzugt einen Sensor und besonders bevorzugt einen Beschleunigungssensor und/oder das Außengehäuse einen Stecker mit einem Teilbereich der Anschlusspins

als Steckerkontakte umfasst. Vorteilhaft wird somit ein Beschleunigungssensormodul realisiert und/oder ein einfacher Steckerkontakt zur Herstellung einer externen elektrisch leitfähigen Verbindung zum wenigstens einen Bauelement ermöglicht.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur

Herstellung eines Moduls, wobei das Innengehäuse mit dem Befestigungselement unmittelbar stoffschlüssig verklebt wird und/oder eine Kunststoffschicht zwischen dem Innengehäuse und dem Befestigungselement angeordnet wird. Vorteilhaft wird somit in einfacher und kostengünstiger Weise ein Modul mit vergleichsweise gut zu beherrschenden Prozessschritten hergestellt, wobei eine Schwingungsübertragung vom Befestigungselement zum Innengehäuse und damit zum wenigstens einen Bauelement im Wesentlichen ungedämpft erfolgt. Besonders vorteilhaft ist somit die Verwendung bekannter Kunststoffgehäuse und Sensormodule möglich.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung eines erfindungsgemäßen Moduls als Beschleunigungssensor, bevorzugt als Beschleunigungssensor in einem Fahrzeug.

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

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Es zeigen Figur 1 eine schematische Seitenansicht eines Moduls gemäß einer ersten Ausführungsform und

Figur 2 eine schematische Seitenansicht eines Moduls gemäß einer zweiten Ausführungsform.

Ausführungsform(en) der Erfindung

In Figur 1 ist eine beispielhafte schematische Seitenansicht eines Moduls 1 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt, wobei das Modul 1 , insbesondere ein Sensormodul, ein Außengehäuse 2 und ein

Innengehäuse 3 aufweist, wobei das Außengehäuse 2 ein Befestigungselement 5 und das Innengehäuse 3 wenigstens ein Bauelement 4 aufweist und wobei das Modul 1 einen Zwischenbereich 18 zwischen dem Innengehäuse 3 und dem Befestigungselement 5 aufweist und wobei ferner das Modul 1 eine erste Verbindung 6 im Zwischenbereich 18 derart aufweist, dass über die erste Verbindung 6 eine Kraftwirkung auf das Befestigungselement 5 im Wesentlichen ungedämpft auf das Innengehäuse 3 übertragen wird. Die erste Verbindung 6 umfasst eine Klebeschicht 7, welche den Zwischenbereich 18 vollständig ausfüllt, so dass das Befestigungselement 5 mit dem Innengehäuse 3 stoffschlüssig verbunden ist, wobei das insbesondere metallische Befestigungselement 5 im ersten Verbindungsbereich 6' der ersten Verbindung 6 eine Ausformung 5' aufweist, welche der Formgebung des Innengehäuses 3 im ersten Verbindungsbereich 6' angepasst ist. Ferner weist das Modul 1 ein elektrisch leitfähiges Verbindungselement 8, welches in einem Teilbereich 9 vom Innengehäuse 3 umschlossen ist und eine elektrisch leitfähige und mechanisch stabile zweite Verbindung 10 zum wenigstens einen Bauelement 4 aufweist, und ein Leiterbahnen umfassendes Trägerelement 11 auf, welches eine elektrisch leitfähige und mechanisch stabile dritte Verbindung 12 zum Verbindungselement 8 aufweist. Weiterhin umfasst das Modul 1 wenigstens einen Anschlusspin 13, welcher eine elektrisch leitfähige vierte Verbindung 14 zum Trägerelement 11 aufweist und wobei das Außengehäuse 2 einen Stecker 13' mit einem Teilbereich der Anschlusspins 13 als Steckerkontakte umfasst. Das Bauelement 4 umfasst bevorzugt mikromechanische Bauelemente, passive Bauelemente und/oder einen Halbleiterchip. Das Befestigungselement 5 umfasst bevorzugt eine Buchse, wobei besonders bevorzugt eine form- und/oder kraftschlüssige Verbindung zwischen der Buchse und einem Karosserieteil eines Fahrzeugs vorgesehen ist

In Figur 2 ist eine beispielhafte schematische Seitenansicht eines Moduls 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform dargestellt, welche im Wesentlichen identisch der ersten Ausführungsform ist und wobei lediglich das Modul 1 kein

Verbindungselement 8 aufweist, sondern das wenigstens eine Bauelement 4 unmittelbar auf dem Trägerelement 11 über die dritte Verbindung 12 mechanisch fixiert und elektrisch kontaktiert ist. Das Trägerelement 11 ist in einem Teilbereich vom Innengehäuse 3 unmittelbar umschlossen.