Stand der Technik Im Zuge dieser Anmeldung wird unter einer unlösba- ren elektrischen und mechanischen Verbindung eine Verbindung verstanden, bei der das Kontaktteil und das Gegenkontaktteil fest, beispielsweise durch Kleben, miteinander verbunden sind, wobei also de- ren Trennung nicht ohne weiteres durchgeführt wer- den kann.

Eine unlösbare elektrische und mechanische Verbin- dung ist beispielsweise aus der DE 197 19 455 C2

bekannt. Die elektrische und mechanische Verbindung weist ein Kontakte umfassendes Kontaktteil und ein Gegenkontakte besitzendes Gegenkontaktteil auf. Die Kontakte und Gegenkontakte sind in zwei Reihen hin- tereinander angeordnet. Um eine Verbindung mit dem Kontaktteil herzustelien, ist dieses mit seiner ei- nen Kontaktreihe auf einer der Reihen der Gegenkon- takte befestigt. Um die andere Gegenkontaktreihe kontaktieren zu können, ist von der anderen Kon- taktreihe eine Art Schleife auf das Gegenkontakt- teil geführt. Diese Schleife überspannt also die erste Kontaktreihe und ist auf der zweiten Gegen- kontaktreihe befestigt. Nachteilig hierbei ist, dass die beiden Kontaktreihenpaare (Kontaktreihe und Gegenkontaktreihe) nacheinander hergestellt werden müssen. Außerdem ist nachteilig, dass die Kontaktierungsdichte relativ gering ist.

Vorteile der Erfindung Die unlösbare elektrische und mechanische Verbin- dung mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen so- wie das Verfahren zur Herstellung einer derartigen Verbindung nach Anspruch 19 bieten demgegenüber den Vorteil, dass eine Kostenreduzierung und Zeiter- sparnis bei der Herstellung der Verbindung möglich ist, da sämtliche Kontakte gleichzeitig mit den Ge- genkontakten am Gegenkontaktteil verbunden werden können. Außerdem zeichnet sich die unlösbare Ver- bindung durch eine sehr flache Bauweise aus, da eine im Stand der Technik bekannte Schleife bezie- hungsweise Überspannung nicht verwendet werden muss. Dennoch bietet die erfindungsgemäße unlösbare elektrische und mechanische Verbindung eine hohe

Zuverlässigkeit hinsichtlich mechanischer Festig- keit und elektrischer Verbindung, also Leitfähig- keit zwischen den Kontakten und Gegenkontakten. Au- ßerdem ergibt sich eine Platzeinsparung, insbeson- dere dann, wenn die Gegenkontakte auf einem Schal- tungsträger vorgesehen sind, da diese dann an der Ober-und Unterseite des Schaltungsträgers mit den entsprechenden Gegenkontakten befestigt werden kön- nen. Mit dem erfindungsgemäßen Kontaktteil mit den Merkmalen des Anspruchs 18 lassen sich mit einem geeigneten Gegenkontaktteil dieselben Vorteile er- zielen.

Um die mechanische Verbindung zwischen dem Kontakt- teil und Gegenkontaktteil einfach und schnell her- stellen zu können, ist zumindest eine Klebestelle vorgesehen. Für die elektrische Verbindung ist zwi- schen den Kontakten und den Gegenkontakten ein elektrisch leitendes Kontaktmittel angeordnet.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird für die elektrische und mechanische Verbindung zumin- dest eine anisotrop elektrisch leitende Klebestelle hergestellt. Die Klebestelle kann also den gesamten Kontaktierungs-beziehungsweise Gegenkontaktie- rungsbereich benetzen, ohne dass darauf geachtet werden muss, die Kontakte und/oder die Gegenkon- takte auszusparen. Derartige anisotrop elektrisch leitende Klebstoffe weisen beispielsweise elekt- risch leitende Partikel auf, die sich beim Herstel- len der Verbindung zwischen jedem Kontakt und dem zugeordneten Gegenkontakt verteilen und so die elektrische Verbindung zwischen einem Kontakt-und Gegenkontaktpaar herstellen. Die mechanische Ver-

bindung erfolgt dabei auf bekannte Art und Weise durch Adhäsion des Klebstoffes an den zu verbinden- den Materialien. Derartige anisotrop leitende Kleb- stoffe werden auch als gefüllte Klebstoffe bezeich- net.

Nach einem anderen Ausführungsbeispiel ist vorgese- hen, dass die mechanische Verbindung mit einem un- gefüllten Klebstoff hergestellt wird und die elekt- rische Verbindung, also das Kontaktmittel durch ei- nen elektrisch leitenden Film gebildet ist. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die elektrische Verbindung durch direkten Kontakt zwischen Kontakt und Gegenkontakt hergestellt wird. Auf ein Kontakt- mittel kann also auch verzichtet werden. Alternativ kann vorgesehen sein, dass die elektrische Kon- taktierung mittels Löten erfolgt, also das Kon- taktmittel eine lötbare metallische Legierung auf- weist. Das Kontaktmittel kann durch eine zwischen jedem Kontakt und dem zugeordneten Gegenkontakt hergestellte an sich bekannte Bügellötstelle oder Laserlötstelle gebildet sein.

Es zeigt sich also, dass es entweder möglich ist, für die elektrische und mechanische Verbindung ein gemeinsames Verbindungsmittel zu verwenden oder aber für die mechanische und die elektrische Ver- bindung jeweils ein separates Verbindungsmittel vorzusehen. Insbesondere ist vorgesehen, dass das beziehungsweise die Verbindungsmittel mittels Lami- nieren, Schablonendruck, Dispense oder Siebdruck aufgetragen werden. Damit kann/können das/die Ver- bindungsmittel einfach an den dafür vorgesehen Stellen aufgetragen werden.

Besonders bevorzugt wird ein Ausführungsbeispiel, bei dem ein Schaltungsträger, der elektrische Bau- teile umfasst, das Gegenkontaktteil aufweist. Mit der erfindungsgemäßen Verbindung kann also leicht eine elektrische und mechanische Verbindung von dem Kontaktteil zu dem Schaltungsträger hergestellt werden.

Bei einer Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass das Kontaktteil mit einem Sensorelement verbunden ist, so dass dieses leicht an den vorstehend er- wähnten Schaltungsträger angebunden werden kann.

Somit lässt sich eine kompakte Einheit aus Schal- tungsträger und Sensorelement herstellen, die ins- besondere eine geringe Bauhöhe aufweist.

Bevorzugt wird eine Ausführungsform, bei der das Kontaktteil und das Sensorelement einstückig ausge- bildet sind, wobei das Sensorelement insbesondere als eine zumindest einen Sensor aufweisende fle- xible Sensormatte realisiert ist. Derartige Sensor- matten werden insbesondere in der Kraftfahrzeug- technik zur Insassenklassifizierung und/oder für automatische Kindersitzerkennung verwendet. Derar- tige Sensormatten sind vorzugsweise drucksensitiv ausgebildet. Selbstverständlich kann jedoch auch jedes andere Sensorelement mit dem erfindungsgemä- gen Kontaktteil ausgestattet sein oder dieses auf- weisen. Es sind also auch andere physikalische Grö- ßen erfassende Sensorelemente mit dem erfindungsge- mäßen Kontaktteil an einem Schaltungsträger an- schließbar.

Dadurch, dass zwischen den Lagen des Kontaktteils das Gegenkontaktteil aufgenommen wird, können ins- besondere die Kontakte als Kontaktreihe oder -matrix angeordnet werden. Die Gegenkontakte sind entsprechend als Gegenkontaktreihe oder-matrix an dem Gegenkontaktteil, insbesondere Schaltungsträ- ger, angeordnet.

Bevorzugt sind die Kontakte und Gegenkontakte Lei- terbahnenden. Bevorzugt wird hierbei, dass das Lei- terbahnende verbreitert gegenüber der übrigen Lei- terbahn ausgebildet ist, so dass an sich bekannte Kontakt-Pads gebildet sind.

Die Leiterbahnen am Kontaktteil können beispiels- weise als Silberleiterbahnen ausgebildet sind, die vorzugsweise mit Graphit abgedeckt sind. Derartige Silberleitbahnen sind kostengünstig herstellbar.

Für ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist der Schaltungsträger als flexibles oder starres Sub- strat realisiert. Selbstverständlich kann der Schaltungsträger auch mehrlagig sein. Insbesondere werden hierfür als Leiterplattenwerkstoffe FR4 und LTCC vorgesehen. Selbstverständlich sind andere be- liebige Leiterplattenmaterialien verwendbar, insbe- sondere Keramiksubstrate. Die Oberfläche des Schal- tungsträgers kann beispielsweise Kupfer/Nickel/ Gold und/oder Kupfer umfassen.

Weitere Ausführungsbeispiele ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Zeichnung Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausfüh- rungsbeispielen mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen : Figur 1 ein Sensorelement mit zugehörigem Schal- tungsträger, wobei Sensorelement und Schaltungsträger über eine unlösbare elektrische und mechanische Verbindung miteinander verbunden sind, Figur 2 eine Schnittdarstellung eines den Schal- tungsträger und die Verbindung aufnehmen- den Gehäuses, Figur 3 eine weitere Schnittdarstellung des Ge- häuses, Figur 4 eine Draufsicht auf den Schaltungsträger, Figur 5 eine Draufsicht auf eine Lage des Kon- taktteils der Verbindung, und Figuren jeweils ein Ausführungsbeispiel einer 6A und 6B elektrischen und mechanischen Verbindung in Schnittansicht.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele Anhand der Figuren 1 bis 3 wird nachfolgend der Aufbau einer Sensorvorrichtung 1 näher beschrieben, die ein Sensorelement 2 und einen Schaltungsträger 3, vorzugsweise mit zum Sensorelement 2 zugehöriger Signal-Erfassungsschaltung, umfasst. Sensorelement

2 und Schaltungsträger 3 sind mit einer elektri- schen und mechanischen Verbindung 4 miteinander verbunden.

Das Sensorelement 2 ist im Ausführungsbeispiel als sogenannte Sensormatte 5 ausgebildet, die einen Sensorbereich 6 mit zumindest einem Sensor, ein Leiterbahnen tragendes Mittelteil 6'und ein Kon- taktteil 7 der Verbindung 4 umfasst. Der Schal- tungsträger 3 weist somit ein Gegenkontaktteil 8 der Verbindung 4 auf. Der Schaltungsträger 3 ist mit einer hier nicht dargestellten Sensor-Auswerte- einrichtung über einen elektrischen Anschluss 9 verbunden, der als Kabelanschluss ausgebildet sein kann. Das Kabel ist mit einer Zugentlastung 10 in ein Gehäuse 11 geführt. Die einzelnen Kabel des elektrischen Anschlusses 9 sind auf dem Schaltungs- träger 3 kontaktiert (Bezugszeichen K).

Das Gehäuse 11 besitzt ein Gehäuseunterteil 12 und ein Gehäuseoberteil 13, die halbschalenartig ausge- bildet sein können. Vorzugsweise ist vorgesehen, das Gehäuseunter-und-oberteil 12 und 13 mit einer in Figur 1 dargestellten Rastverbindung 14 aneinan- der befestigt werden. Das Gehäuse 11 nimmt somit den Schaltungsträger 3 und die Verbindung 4 auf.

Die Sensormatte 5 ragt also aus dem Gehäuse 11 her- aus, so dass der Sensorbereich 6 außerhalb des Ge- häuses 11 liegt. Auch das Sensorelement 2 ist mit einer Zugentlastung 10 am Gehäuse 11 befestigt.

Gehäuseunter-und-oberteil 12 und 13 weisen je- weils eine Wanne 15 und 16 auf, die durch Trenn- wände 17 und Gehäuseseitenwände gebildet sind, wo-

bei die Trennwände 17 parallel zueinander am Gehäu- seboden jedes Gehäuseteils 12 und 13 verlaufen. Der Abstand der Trennwände 17 jeder Wanne 15 bezie- hungsweise 16 ist so bemessen, dass der Schaltungs- träger und die Verbindung 4 innerhalb der Trenn- wände 17 liegen. Vor oder nach dem Verschließen des Gehäuses 11 wird in die beiden Wannen 15 und 16 eine Vergussmasse 18 eingebracht, die die Wannen 15 und 16 ausfüllt und somit den Schaltungsträger 3 und die Verbindung 4 fixiert und schützt.

Aus Figur 3 geht noch hervor, dass die benachbart zu einer Gehäuseöffnung 19 liegenden Trennwände 17 der oberen und unteren Wanne 15 und 16 einen Ver- satz zueinander aufweisen, so dass die Sensormatte 5 mit ihrem Mittelteil 6'zwischen diesen beiden Trennwänden 17 hindurchgeführt werden kann, um durch die Gehäuseöffnung 19 hindurchzutreten. An der Außenseite des Gehäuses 19 ist die Gehäuseöff- nung 19 noch von einem Knickschutz 20 zumindest be- reichsweise umgeben, der die Sensormatte 5 im Be- reich der Gehäuseöffnung 19 schützt.

Gemäß Figur 3 umfasst das Kontaktteil 7 zumindest zwei Lagen 21 und 22, die zwischen sich einen Zwi- schenraum 23 einschließen. Sind das Kontaktteil 7 und die Sensormatte 5 einstückig ausgebildet, so sind diese Lagen 21 und 22 Bestandteil des Sensor- elements 2 und können zwischen sich den zumindest einen Sensor aufnehmen. Zwischen diesen beiden La- gen 21 und 22 kann eine Zwischenlage 24 angeordnet sein, die die auf den Lageninnenseiten liegenden Leiterbahnen elektrisch voneinander isoliert. Die Zwischenlage 24 kann sich bis in den Sensorbereich

6 erstrecken und so als Abstandhalter dienen. Die obere Lage 22 ist mit der Oberseite 25 des Schal- tungsträgers verbunden. Die untere Lage 21 ist ent- sprechend mit der Unterseite 26 des Schaltungsträ- gers 3 verbunden. Somit wird klar, dass der Schal- tungsträger 3 mit seinem Gegenkontaktteil 8 in dem Zwischenraum 23 zu liegen kommt.

Figur 4 zeigt den Schaltungsträger 3 in Draufsicht.

Er weist elektrische beziehungsweise elektronische Bauteile 27'der Signal-Erfassungsschaltung und -wie bereits erwähnt-das Gegenkontaktteil 8 auf, das mehrere Gegenkontakte 27 besitzt, die hier eine Gegenkontaktreihe 28 auf der Oberseite 25 bilden, bei der die einzelnen Gegenkontakte 27 einen Ab- stand zueinander aufweisen. Die Gegenkontakte 27 befinden sich an Enden 29 von Leiterbahnen 30, die zu den elektrischen beziehungsweise elektronischen Bauelementen 27'führen. Auch die hier nicht darge- stellte Unterseite 26 des Schaltungsträgers 3 weist mehrere Gegenkontakte 27 auf, die ebenfalls in be- vorzugter Ausführungsform eine Gegenkontaktreihe 28 (Figuren 6A und 6B) bilden.

Figur 5 zeigt ausschnittweise das Kontaktteil 7, wobei hier lediglich eine Lage 21 des Mittelteils 6'der Sensormatte 5 wiedergegeben ist. Das Kon- taktteil 7 weist mehrere Kontakte 31 auf, die von Enden 32 von Leiterbahnen 33, die zu dem zumindest einen Sensor führen, gebildet sind. Die Kontakte 31 sind entsprechend der Anordnung der Gegenkontakte 27 in einer Kontaktreihe 34 angeordnet, wobei die Mittenabstände zwischen zwei Kontakten 31 den Mit- tenabständen zwischen zwei Gegenkontakten 27 ent-

sprechen, so dass diese fluchtend übereinander ge- bracht werden können.

Figur 6A zeigt in Schnittdarstellung gemäß Linie VI-VI in Figur 1 die Verbindung 4. Gleiche bezie- hungsweise gleichwirkende Teile wie in den übrigen Figuren sind mit denselben Bezugszeichen versehen.

Für die mechanische Verbindung des Kontaktteils 7 mit dem Gegenkontaktteil 8 ist eine Klebestelle 35 vorgesehen, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel auch der elektrischen Verbindung zwischen jedem Kontakt 31 und dem zugehörigen Gegenkontakt 27 dient, da die Klebestelle 35 hier mittels eines anisotrop elektrisch leitenden Klebstoffs 36 reali- siert ist. Die anisotrop elektrische Leitfähigkeit der Klebestelle 35 wird im Ausführungsbeispiel durch elektrisch leitende Partikel 37 hergestellt, die zwischen den Kontakten 31 und Gegenkontakten 27 liegen. Mithin bilden diese elektrisch leitenden Partikel 37 ein elektrisch leitendes Kontaktmittel 38 aus, welches der elektrischen Verbindung dient.

Anstelle der hier dargestellten Partikel 37 wäre es jedoch auch denkbar, die Klebestelle 35 mit einem nichtleitenden beziehungsweise isolierenden Kleb- stoff und das Kontaktmittel 38 beispielsweise durch Einbringen einer lötbaren metallischen Legierung herzustellen.

Gemäß Ausführungsbeispiel nach Figur 6B der elekt- rischen und mechanischen Verbindung 4 sind hier die Kontakte 31 und Gegenkontakte 27 einer Kontaktreihe 34 beziehungsweise Gegenkontaktreihe 28 versetzt zu den anderen Kontakten 31 und Gegenkontakten 27 der anderen Kontaktreihe 34 beziehungsweise Gegenkon-

taktreihe 28 angeordnet. Diese Ausgestaltung bietet gegenüber dem Ausführungsbeispiel nach Figur 6A den Vorteil, dass auf die Verwendung einer Zwischenlage 24 (Figur 3) im Bereich des Mittelteils 6'verzich- tet werden kann. Gleiche Teile wie in den übrigen Figuren sind im übrigen mit denselben Bezugszeichen versehen, so dass insofern auf deren Beschreibung verwiesen werden kann.

Im Folgenden wird noch ein Verfahren zur Herstel- lung der unlösbaren elektrischen und mechanischen Verbindung 4 zwischen einem mehrere Kontakte 31 aufweisenden Kontaktteil 7 und einem mehrere Gegen- kontakte 27 aufweisenden Kontaktteil 8 beschrieben : Zunächst wird die Sensormatte 5 im Bereich des fle- xiblen Abschnitts 39 (Figur 5) des Mittelteils 6' aufgeweitet, so dass der Zwischenraum 23 für das Gegenkontaktteil 8 gebildet wird. An den Lagenin- nenseiten 40 (Figur 6A) liegen somit die Kontakte 31 der beiden Lagen 21 und 22 mit Abstand zueinan- der. Nachfolgend wird der Schaltungsträger 3 mit seinem Gegenkontaktteil 8 in den Zwischenraum 23 eingebracht. Selbstverständlich kann auch die Sen- sormatte 5 mit ihrem Kontaktteil 7 auf den Schal- tungsträger 3 aufgesteckt werden. Anschließend wer- den Kontaktteil 7 und Gegenkontaktteil 8 so zuein- ander ausgerichtet, dass die Kontakte 31 über den entsprechenden Gegenkontakten 27 zu liegen kommen.

Danach erfolgt die Herstellung der Klebestelle 35, also das Einbringen des Klebstoffs 36, und die elektrische Kontaktierung zwischen den Kontakten 31 und den Gegenkontakten 27. Hierzu wird vorzugsweise vor dem Ineinanderstecken von Kontaktteil 7 und Gegenkontaktteil 8 Klebstoff 36 im Bereich des

Gegenkontaktteils 8 auf die Ober-und Unterseite 25 und 26 und die Gegenkontakte 27 aufgetragen. Al- ternativ oder zusätzlich kann Klebstoff 36 auch auf die Lageninnenseiten 40 und/oder die Kontakte 31 aufgetragen werden. Da vorzugsweise unter Wärme aushärtender Klebstoff 36 verwendet wird, wird an- schließend die ausgerichtete Verbindung 4 erwärmt und, vorzugsweise unter Druck, die Kontakte 31 und die Gegenkontakte 27 zusammengebracht, so dass die elektrische und mechanische Verbindung 4 herge- stellt ist. Dieser Verfahrensschritt wird auch als Heatsealen bezeichnet.

Wird anstelle des anisotrop elektrisch leitenden Klebstoffs 36 ein elektrisch isolierender Klebstoff verwendet, können die Kontakte 31 und/oder Gegen- kontakte 37 mit dem Kontaktmittel 38 versehen wer- den, das dann insbesondere eine lötbare Metallle- gierung umfasst. Zur Aushärtung des Klebstoffs und für die Verflüssigung der lötbaren Metalllegierung wird anschließend Wärme an der Verbindung 4 auge- bracht. Für Kontaktteil 7 und Gegenkontaktteil 8 sind dann wärmebeständige Materialien vorgesehen.

Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass zuerst die Kontakte 31 und Gegenkontakte 27 durch Löten miteinander verbunden werden und dass anschließend ein Klebstoff zwischen den Schaltungsträger 3 und die Lagen 21 und 22 eingebracht wird. Es zeigt sich also, dass eine Vielzahl von Variationsmöglichkei- ten hinsichtlich der Ausbildung der elektrischen und der mechanischen Verbindung 4 bestehen.

Um die Qualität insbesondere der elektrischen Kon- taktierung zwischen den Gegenkontakten 27 und den Kontakten 31 sicherstellen zu können, werden vor- zugsweise während und/oder nach Herstellen der Ver- bindung 4 Leitfähigkeitsprüfungen vorgenommen.

Hierzu ist vorgesehen, dass zumindest einem Gegen- kontakt 27 ein Prüfkontakt 41 (Figur 4) zugeordnet ist, der über eine Prüfleiterbahn 42 aus dem Kon- taktierungsbereich herausgeführt wird. Die elektri- sche Verbindung zwischen den Gegenkontakten 27 und den Kontakten 31 kann dadurch messtechnisch erfasst werden. Selbstverständlich kann vorgesehen sein, dass jedem Kontakt 27 ein Prüfkontakt 41 zugeordnet ist.

Bei der erfindungsgemäßen elektrischen und mechani- schen Verbindung 4 ist also entscheidend, dass die Kontakte 31 und die Gegenkontakte 27 in zwei unter- schiedlichen Ebenen (Oberseite 25 und Unterseite 26) angeordnet sind, die mit Abstand zueinander liegen. Somit kann die Kontaktierungsdichte durch die beidseitige, also übereinanderstehende Kontak- tierung zwischen den einzelnen Kontakten 31 und den zugeordneten Gegenkontakten 27 erhöht werden. Die erfindungsgemäße Verbindung 4 zeichnet sich außer- dem durch hohe mechanische und elektrische Zuver- lässigkeit aus. Bei der Herstellung der elektri- schen und mechanischen Verbindung 4 ist außerdem die Prozesszeit durch die gleichzeitige Herstellung der Kontaktierung in beiden Ebenen gewährleistet.

Außerdem zeichnet sich die Verbindung 4 durch eine flache Bauweise aus. Überdies sind die Kosten für die Herstellung der Verbindung 4 gering.

Anstelle der Sensormatte 5 kann sich an das Mittel- teil 6', das die Leiterbahnen 33 trägt, ein weite- res Kontaktteil 7 anschließen. Damit kann der Schaltungsträger 3 mit einem anderen Schaltungsträ- ger oder einem elektrischen oder elektronischen Bauteil verbunden werden. So ist es möglich, an- statt des Anschlusses 9 mit seinem Kabel einen fle- xiblen Leiterbahnträger, insbesondere das Mittel- teil 6', zu verwenden, der das Kontaktteil 7 be- sitzt. Mithin weist dann der Schaltungsträger 3 nicht die Kontaktierungen K, sondern ein Gegenkon- taktteil 8 auf.