專利名稱：用于制造傳感器的傳感元件和載持元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種傳感元件、一種用于容納傳感元件的載持元件、一種用于制造傳感器的方法，以及傳感元件和載持元件在機(jī)動(dòng)車中的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
出版文獻(xiàn)WO 95/17680提出了一種具有引線框架的車輪轉(zhuǎn)速傳感器，所述引線框架在兩側(cè)都設(shè)有部件且具有殼體，所述殼體具有布置在引線框架一側(cè)的探針元件和電子電路，及布置在引線框架另一側(cè)的磁體。出版文獻(xiàn)WO 97/36729提出了一種用于制造車輪轉(zhuǎn)速傳感器的方法，所述車輪轉(zhuǎn)速傳感器包括第一殼體部件，該第一殼體部件具有帶有集成的易熔肋的定位元件，其中在注塑過程中，該第一殼體部件被第二殼體部件包圍。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，實(shí)現(xiàn)傳感器的簡單制造，該傳感器尤其設(shè)計(jì)為密封特別好且尺寸穩(wěn)定。根據(jù)本發(fā)明，該目的通過根據(jù)權(quán)利要求1的傳感元件、根據(jù)權(quán)利要求7的載持元件以及根據(jù)權(quán)利要求11的用于制造傳感器的方法來實(shí)現(xiàn)。所述傳感元件優(yōu)選地具有與基底元件連接的第一殼體?；自?yōu)選地理解為引線框架和/或傳感元件的結(jié)構(gòu)元件和/或載體條/載體膜或MID元件(模制互連裝置)(注塑模制的電路載體)，所述MID元件具有塑料體部或注塑體部，所述塑料體部或注塑體部具有施加在其上的和/或被其包封的印制導(dǎo)線，所述印制導(dǎo)線例如由金屬和/或有導(dǎo)電能力的塑料形成。優(yōu)選地，可從外部包圍保持裝置。保持裝置優(yōu)選地具有尤其經(jīng)倒圓的、可包圍的邊緣。優(yōu)選地，至少一個(gè)保持裝置、尤其是第一殼體的保持裝置具有至少一個(gè)定位凸出部或定位邊緣，尤其優(yōu)選地為至少一個(gè)分別位于相應(yīng)殼體的兩個(gè)相對(duì)的外表面上的定位凸出部或定位邊緣，更尤其優(yōu)選地為相應(yīng)的兩個(gè)彼此間隔的、分別位于相應(yīng)殼體的兩個(gè)相對(duì)的外表面上的定位凸出部。保持裝置優(yōu)選地為第一殼體的一部分，且與第一殼體一體地連接，其中所述第一殼體直接或間接地與基底元件連接。第一殼體優(yōu)選地包括至少探針元件和/或電子信號(hào)處理電路。有利地，傳感元件額外具有第二殼體，該第二殼體同樣包括可從外部包圍的保持裝置。該第二殼體尤其由塑料如環(huán)氧化物制成，而且包封引線框架或載體條或基底元件的一部分。尤其優(yōu)選地，第二殼體包封電子保護(hù)元件，例如電容器或者齊納二極管或者變阻器，所述電子保護(hù)元件與基底元件電連接。電接觸連接布置或鍵合弓I線、尤其是探針元件和信號(hào)處理電路與基底元件的機(jī)械的力消退可視作第二殼體的優(yōu)點(diǎn)。在加工傳感元件時(shí)，在彎曲、夾入、接觸時(shí)產(chǎn)生力。此外，傳感元件的第二殼體通過第二夾入點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了傳感元件在載持元件中更精確的定位，以及實(shí)現(xiàn)了稍后的整體封裝過程中傳感元件在載持元件中更按照位置的固定。傳感元件的第一和/或第二殼體優(yōu)選地在相應(yīng)的兩個(gè)相對(duì)的外表面上分別具有至少一個(gè)保持裝置。所述保持裝置相對(duì)于基底元件尤其沿軸向分別從殼體突出。傳感元件的第一和/或第二殼體優(yōu)選地由塑料、尤其是環(huán)氧化物制成。有利地，傳感元件的基底元件或引線框架具有接觸連接腿，傳感元件和/或傳感器可借助于接觸連接腿與外部系統(tǒng)電連接。優(yōu)選地，如此形成載持元件，即載持元件至少部分地由塑料、尤其優(yōu)選地由熱塑性塑料制成，其中至少一個(gè)夾持裝置和尤其用于定位在注塑模具中的定位元件由塑料制成。載持元件有利地具有兩個(gè)夾持裝置，傳感元件的相應(yīng)的殼體和/或保持裝置尤其夾入夾持裝置中或利用夾持裝置被固定。載持元件優(yōu)選地具有易熔肋，所述易熔肋配屬于定位元件。在此，所述易熔肋尤其集成在定位元件中。有利地，載持元件包括金屬框架和與金屬框架連接的載體裝置，該載體裝置包括定位元件和至少一個(gè)夾持裝置。金屬框架尤其具有一個(gè)或多個(gè)與至少另一個(gè)載持元件或其金屬框架連接的連接元件。有利地，在載持元件和傳感元件的共同的封裝之前，移除該金屬框架。尤其在壓接(crimping)過程之中或之后開始這種移除，在該壓接過程中，載持元件的觸點(diǎn)接頭分別與傳感元件的至少一個(gè)接觸連接腿以及與外部的連接電纜或外部插頭的一個(gè)接觸連接元件(即例如，與相應(yīng)的電纜束或插頭腳/插頭端子)共同地導(dǎo)電連接，即例如壓接或熔焊或釬焊或粘合。有利地，所述至少一個(gè)夾持裝置包括兩個(gè)柔性支腿，所述柔性支腿可通過夾入和/ 或卡入過程基本上形鎖合地容納或保持傳感元件的保持裝置。在此，所述兩個(gè)支腿尤其在其端部或頭部分別具有倒圓部以便于容納傳感元件的保持裝置。至少一個(gè)支腿的所述端部或頭部尤其優(yōu)選地具有狹縫或槽以用于容納傳感元件的相應(yīng)地設(shè)計(jì)為可匹配的保持裝置。有利地，所述至少一個(gè)夾持裝置的兩個(gè)支腿分別在支腿的內(nèi)側(cè)上具有槽，尤其用于容納或卡入傳感元件的保持裝置的相應(yīng)的定位凸出部或定位邊緣。載持元件、尤其是其基底元件或引線框架優(yōu)選地具有至少兩個(gè)電觸點(diǎn)接頭，所述觸點(diǎn)接頭被設(shè)計(jì)為“可壓接的”和/或籃形的，并且可分別至少部分地包圍外部的連接觸頭，例如電纜束或插頭腳/插頭端子，以及包圍傳感元件的接觸連接腿，由此形成機(jī)械上牢固的導(dǎo)電連接。或者，載持元件的觸點(diǎn)接頭優(yōu)選地設(shè)計(jì)為基本上平坦的，且與傳感元件的相應(yīng)的接觸連接腿以及與外部連接的纜束或插頭腳/插頭端子共同地焊接。傳感元件的保持裝置和載持元件的夾持裝置優(yōu)選地如此設(shè)計(jì)，使得它們可彼此形鎖合地連接，并進(jìn)而實(shí)現(xiàn)傳感元件在載持元件上的固定。用于形成傳感器殼體的模制封裝過程或傳感元件和載持元件的共同的模制封裝過程優(yōu)選地為包覆成型(overmolding)-注塑過程。包覆成型-注塑過程優(yōu)選地理解為這樣一種注塑過程，其中尤其借助于螺桿傳動(dòng)裝置將熱塑性塑料壓入外模、例如用戶專用的外模中。尤其優(yōu)選地，通過擠出機(jī)螺桿將粘性的模塑材料如聚酰胺壓入注塑模具或模具型腔中，隨后，熱塑性塑料材料通過冷卻固化在
5注塑模具的壁上。此后，從模具移除完成的注塑模制構(gòu)件。傳感元件優(yōu)選地在共同的模制封裝過程之前借助于至少一個(gè)尤其可從外部包圍的保持裝置插入和/或夾入和/或壓入載持元件的至少一個(gè)夾持裝置中。載持元件在與傳感元件連接之后優(yōu)選地利用至少一個(gè)定位元件定位和/或固定在注塑模具中。在連接到載持元件之前，優(yōu)選地通過在制造傳感元件時(shí)使傳感元件的至少一部分經(jīng)歷至少一個(gè)等離子處理過程來制造傳感元件?？墒褂酶鞣N不同的方法產(chǎn)生用于等離子處理的等離子體，例如將高頻交流電壓施加在氣體上或者與此相關(guān)地使用直流電流和/或利用微波激發(fā)氣體。用于等離子處理的示例性的氣體混合物包含氧、氬、氫和/或氮?；旌衔锏姆N類取決于等離子處理工藝的具體要求，該要求例如源于雜質(zhì)的種類和被處理的材料。根據(jù)氣體混合物的種類，等離子體起到氧化或還原或活化的作用。氧化等離子體適于去除有機(jī)雜質(zhì)，而還原等離子體適于去除無機(jī)沉積物和/或分解氧化沉積物。等離子處理過程優(yōu)選地包括等離子清潔過程和/或等離子活化過程。等離子清潔過程優(yōu)選地理解為干燥、無接觸的、化學(xué)的和/或物理的、無磨蝕的清潔工藝，通過該工藝可得到非常高的清潔質(zhì)量。有機(jī)雜質(zhì)尤其通過與等離子體的自由基的化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為例如水蒸氣、二氧化碳和/或CH4。為了化學(xué)地去除污物，等離子體含有例如氧或氫或氬。在此，氧適于去除有機(jī)污物，而氫適于去除無機(jī)和/或有機(jī)物質(zhì)以及還原氧化物。有利地，清潔過程是物理和化學(xué)作用過程的組合，或者優(yōu)選地僅僅是化學(xué)作用過程(無離子)。物理的如果將待清潔的物體例如與用于產(chǎn)生等離子體的陰極連接，則由于所施加的電場(chǎng)，來自等離子體的正離子沿等離子體的方向被加速。在碰撞時(shí)，由于直接的動(dòng)量傳遞，這些離子使原子和分子從表面脫離?；瘜W(xué)的例如，被激發(fā)的氧和氧離子在與碳?xì)浠衔锓磻?yīng)時(shí)形成二氧化碳。例如， 被激發(fā)的氫形成鹵化物、硫化物、CHX，尤其是CH4,和水蒸氣。等離子活化過程優(yōu)選地理解為用于增大待處理或待活化的物體的表面張力或附著力的等離子處理過程。在此，基材或物體與待涂覆的材料如模制材料之間的附著力被增強(qiáng)?；幕蛟撐矬w因此能更容易被尤其是流體、介質(zhì)或物質(zhì)潤濕或附著地包裹。這里，物體上液滴的接觸角對(duì)于物體的表面張力來說是常用的度量。如果物體的表面是憎水的(不吸水的)，則其表面張力小。借助于等離子活化過程，如利用附著劑那樣實(shí)現(xiàn)了表面張力的增大。在等離子活化過程之后，物體的表面變得親水或容易被潤濕，接觸角減小，并且分層的傾向更小。例如，等離子活化過程用于改善粘合劑或涂層在特定塑料上的附著力。有利地，該方法包括接觸連接過程之前的等離子清潔過程以用于顯著減小易受腐蝕性，以及模制封裝過程之前的等離子活化過程以用于顯著減小易分層性。傳感元件優(yōu)選地具有至少一個(gè)探針元件和/或至少一個(gè)電子電路，它們尤其直接地或間接地布置在基底元件或引線框架上，尤其優(yōu)選地布置在基底元件的載體底座上或芯片(管芯)墊盤上。更尤其優(yōu)選地，探針元件和/或電子電路按照焊球-針腳-焊球(ball-stitch-on-ball)鍵合方法(BSOB)或針腳-凸點(diǎn)(stitch-on-bump)鍵合方法(SOB)被電接觸連接，由此可實(shí)現(xiàn)電接觸連接的高抗拉強(qiáng)度和高剪切強(qiáng)度?；蛘?，更尤其優(yōu)選地，探針元件和/或電子電路按照楔形-球形鍵合方法或按照反向針腳-焊球 (reverse-stitch-on-ball)鍵合方法(RSOB)被電接觸連接。傳感元件、尤其是傳感元件的基底元件和可選的其它構(gòu)件優(yōu)選地在裝配過程之前和/或在與電連接件的接觸連接過程之前經(jīng)歷等離子處理過程，尤其是等離子清潔過程。有利地，在用于制造傳感元件的至少所述第一殼體的模制封裝過程之前，傳感元件的至少一部分經(jīng)歷等離子處理過程，尤其是等離子活化過程。在至少一個(gè)模制封裝過程之前，尤其在注塑過程之前，傳感元件的至少一部分、尤其優(yōu)選地為第一和第二殼體優(yōu)選地經(jīng)歷等離子處理過程，尤其是等離子活化過程。更尤其優(yōu)選地，這在至少一個(gè)裝配過程之后進(jìn)行。探針元件優(yōu)選地理解為磁電轉(zhuǎn)換元件，尤其是AMR、GMR或其它磁阻元件或霍爾元件，其尤其優(yōu)選地具有橋式結(jié)構(gòu)并且也稱為橋式芯片。探針元件有利地具有組合的、工作方式不同的磁電轉(zhuǎn)換元件?；自蛞€框架優(yōu)選地在兩側(cè)都分別具有至少一個(gè)構(gòu)件。探針元件與基底元件的至少一部分優(yōu)選地被模制封裝，由此形成傳感元件的第一殼體。此外，基底元件的至少一部分與尤其是電子保護(hù)元件被模制封裝，由此形成傳感元件的第二殼體。在此，尤其優(yōu)選地，第一和第二殼體彼此之間有確定的間距。在用于制造傳感器或用于形成傳感器殼體的模制封裝過程中，有利地，傳感元件的第一和第二殼體被共同地模制封裝。優(yōu)選地，尤其在傳感元件和/或傳感器的制造過程結(jié)束時(shí)，傳感元件或傳感器經(jīng)歷額外的等離子處理過程，尤其是等離子清潔過程，由此傳感元件或傳感器的暴露的觸點(diǎn)或連接件不腐蝕或僅較小程度地腐蝕或僅有較小程度的腐蝕傾向。此外，由于等離子清潔過程，可免除用于保護(hù)暴露的觸點(diǎn)或連接件的電鍍過程，如鍍錫或鍍鎳。隨后，尤其優(yōu)選地， 直接密封地包裝傳感元件和/或傳感器。用于制造傳感元件的方法優(yōu)選地包括以下步驟由坯體沖裁出基底元件，所述坯體尤其由金屬板形成，或使用載體條/載體膜或 MID元件即基底元件。接著，在基底元件的至少一側(cè)上涂覆表面涂層和/或至少一個(gè)接觸位置。然后，為基底元件裝配至少一個(gè)電子構(gòu)件。在裝配傳感元件的基底元件時(shí)，優(yōu)選地，首先在基底元件的第一側(cè)或第一面上設(shè)置第一粘合劑(分配)?？蛇x地，該第一粘合劑是可導(dǎo)電或絕緣的，而且具有較好的導(dǎo)熱性。 然后，將至少一個(gè)電子電路(也稱為ASIC芯片)和/或尤其優(yōu)選地設(shè)計(jì)為橋的至少一個(gè)探針元件安裝在該第一側(cè)上。該ASIC芯片更尤其優(yōu)選地用作探針元件的裝配載體。在此，例如借助于倒裝安裝將探針元件布置在ASIC芯片上。ASIC芯片和探針元件有利地設(shè)計(jì)為集成的構(gòu)件。此后，優(yōu)選地加熱引線框架的第一側(cè)上的粘合劑或基底元件以及構(gòu)件，由此借助于第一粘合劑使連接固化。然后，基底元件或引線框架有利地經(jīng)歷等離子處理過程，尤其是等離子清潔過程， 由此至少部分地清除基底元件和構(gòu)件的表面上的促進(jìn)腐蝕的硫化物、鹵素和/或碳污物。 此外，氧化層被還原。這樣尤其有利地保證了鍵合引線和引線框架或基底元件之間的電接觸連接，和/或與ASIC芯片或探針元件的至少一個(gè)觸點(diǎn)的電接觸連接。此外，該清潔用于在引線框架或基底元件被至少部分地模制封裝時(shí)實(shí)現(xiàn)較高的密封性。在裝配引線框架或基底元件或相應(yīng)的裝配過程之后，尤其在隨后的等離子處理過程之后，優(yōu)選地，至少ASIC芯片和/或探針元件借助于引線鍵合過程彼此導(dǎo)電連接和/或與弓I線框架或基底元件導(dǎo)電連接。在此，尤其優(yōu)選地，首先以適當(dāng)?shù)姆绞皆诨自虾拖鄳?yīng)構(gòu)件的接觸連接墊盤上或接觸連接件上的所有觸點(diǎn)處布置釬焊凸點(diǎn)。然后，牽拉各個(gè)鍵合引線，這根據(jù)所謂的BSOB鍵合方法或SOB鍵合方法進(jìn)行。更尤其優(yōu)選地，與ASIC芯片接觸連接的鍵合引線從ASIC芯片的接觸連接墊盤被拉向各個(gè)目標(biāo)點(diǎn)及那里的電連接凸塊。 通過這種類型的鍵合過程，構(gòu)件的不期望的熱影響和機(jī)械影響被保持得較小?；蛘?，ASIC芯片和/或探針元件的電接觸連接借助于楔形-球形鍵合方法或RSOB鍵合方法進(jìn)行。有利地，在接觸連接過程中實(shí)施上述鍵合方法中的至少一種，尤其是多種，以用于與不同的電觸點(diǎn)連接。尤其優(yōu)選地，電子構(gòu)件借助于SOB鍵合方法進(jìn)行接觸連接，而基底元件或引線框架借助于楔形-球形鍵合方法或其它楔形鍵合方法進(jìn)行接觸連接?；蛘?，優(yōu)選地，所有電接觸連接都借助于SOB或BSOB鍵合方法進(jìn)行。ASIC芯片的接觸連接墊盤有利地至少部分地由鋁形成，和/或探針元件的接觸連接墊盤由金形成。ASIC芯片的由鋁形成的接觸連接墊盤尤其設(shè)計(jì)為厚度小于Ιμπι的金屬噴鍍物。優(yōu)選地，金絲被用作鍵合引線，其具有作為添加物的鈀或摻雜了少量的鈀。上述接觸連接實(shí)現(xiàn)了高的熱負(fù)荷能力，尤其對(duì)于例如用于機(jī)動(dòng)車中時(shí)的溫度高達(dá) 180°C的情況，以及實(shí)現(xiàn)了高的抗拉強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度。隨后，有利地，在基底元件或引線框架的與第一側(cè)相對(duì)的第二側(cè)上涂覆第二粘合劑。然后，在第二側(cè)上在與所述橋相對(duì)的區(qū)域內(nèi)如此布置磁性件、尤其是鐵氧體，使得尤其優(yōu)選地，磁體的重心相對(duì)于基底元件垂直地位于探針元件的感應(yīng)面的重心和/或幾何中心的上方。更尤其優(yōu)選地，電子保護(hù)元件還與ASIC芯片離開確定的間距、可選地布置在基底元件的第一側(cè)或第二側(cè)上。該保護(hù)元件有利地安裝在與ASIC芯片相同的接合墊盤上或者優(yōu)選地與ASIC芯片離開確定間距地安裝在基底元件上的另一位置，同時(shí)該保護(hù)元件尤其與基底元件的兩個(gè)接觸連接腿機(jī)械和電連接。后者的優(yōu)點(diǎn)在于，改善了連接銷相對(duì)于模制殼體的機(jī)械穩(wěn)定性。同時(shí)，該保護(hù)元件有利地被第二殼體包圍。第二粘合劑優(yōu)選地可導(dǎo)電。優(yōu)選地，點(diǎn)狀地或作為交叉線地如此分配第一和第二粘合劑，使得在裝配過程或 “芯片安裝”之后，各個(gè)構(gòu)件的角部被粘合劑充分地覆蓋。然后，有利地，同樣通過加熱使第二粘合劑固化。該加熱尤其有利地分別在爐子中進(jìn)行。電子保護(hù)元件優(yōu)選地設(shè)計(jì)為電容器或優(yōu)選地設(shè)計(jì)為雙齊納二極管或變阻器。通過粘合連接或弓I線鍵合技術(shù)進(jìn)行電接觸連接。傳感元件的第一和/或第二殼體的制造優(yōu)選地通過被稱為傳遞模塑成型 (transfer molding)的模制封裝過程進(jìn)行。傳遞模塑成型優(yōu)選地理解為這樣一種注塑過程，其中固體的和/或預(yù)混合的模制材料在增大的壓力和增高的溫度下液化，隨后尤其在增大的壓力下被導(dǎo)入注塑模中，模制材料在該注塑模中凝固或結(jié)晶為熱固性塑料體，其中該熱固性塑料體基本上不可再熔化。
在完全裝配好傳感元件的基底元件之后或就在傳遞模塑成型之前不久，有利地， 進(jìn)行額外的等離子處理過程。該額外的等離子處理過程尤其包括等離子清潔過程和其后的等離子活化過程。在此，等離子活化過程尤其優(yōu)選地涉及ASIC芯片、粘合的和鐵氧體的表面，由此實(shí)現(xiàn)了模制材料或注塑材料的附著力的改善。更尤其優(yōu)選地，由于該等離子處理過程而省去了一向普遍使用的、額外的電鍍過程。有利地，ASIC芯片、探針元件及磁性件被共同地模制封裝，由此形成圍繞這些構(gòu)件的第一殼體。此外，尤其優(yōu)選地，單獨(dú)地模制封裝電子保護(hù)元件，由此形成額外的第二殼體。 傳遞模塑成型優(yōu)選地被用作模制封裝技術(shù)。傳感元件的基底元件或引線框架優(yōu)選地通過基本上形式為鏈或條的連接片與其它傳感元件的基底元件或引線框架連接。在模制封裝過程之后，基底元件尤其通過沖壓過程被切割。有利地，基底元件具有至少一個(gè)接合墊盤或載體底座或芯片墊盤，在其上，ASIC芯片和探針元件布置在第一側(cè)而磁性件布置在第二側(cè)。此外，基底元件具有至少兩個(gè)與接合墊盤部分地連接的觸點(diǎn)接頭。在模制封裝且尤其在基底元件的切割之后，優(yōu)選地，磁性件被磁化。然后，尤其優(yōu)選地，引線框架與插頭端子或電纜通過壓接和/或熔焊和/或釬焊和/或粘合導(dǎo)電連接，同時(shí)更尤其優(yōu)選地，觸點(diǎn)接頭與插頭或電纜連接。ASIC芯片與探針元件或橋式芯片優(yōu)選地具有基本上相同的高度，且因此從基底元件的第一側(cè)基本上突出相同的距離。同時(shí)，ASIC芯片和橋式芯片在基底元件的第一側(cè)上布置為彼此間隔確定的長度。已發(fā)現(xiàn)，這種布置有利于共同的模制封裝。ASIC芯片和橋式芯片之間的確定長度或這種間隔尤其優(yōu)選地大于40 μ m,從而能夠沒有問題地進(jìn)行這些構(gòu)件的粘合過程以及隨后的共同的模制封裝過程?；自蛞€框架優(yōu)選地包括兩個(gè)或更多個(gè)尤其通過第二殼體彼此連接的接觸連接腿，所述接觸連接腿尤其優(yōu)選地作為傳感元件的接觸元件從傳感元件的共同的第三殼體部分地突出。此外，本發(fā)明還涉及傳感元件和載持元件在機(jī)動(dòng)車中的應(yīng)用，尤其作為速度傳感器或速度傳感單元、尤其優(yōu)選地作為車輪轉(zhuǎn)速傳感器的應(yīng)用。根據(jù)本發(fā)明的方法優(yōu)選地用于制造適于安全性關(guān)鍵的應(yīng)用的傳感器。該方法尤其用于制造尤其優(yōu)選地用于機(jī)動(dòng)車的速度傳感器。


從屬權(quán)利要求和下面參照附圖對(duì)實(shí)施例的描述給出了其它優(yōu)選的實(shí)施方式。附圖示意性地示出圖1示出傳感元件的實(shí)施例，所述傳感元件處于其尚未具有任何保持裝置的制造階段，圖2和3示出示例性的傳感元件，所述傳感元件分別在第一和第二殼體上具有用于與載持元件連接的保持裝置，圖4示出用于制造傳感器的方法的示例性的流程圖，圖5示出具有兩個(gè)夾持裝置和定位元件的載持元件的實(shí)施例，其中定位元件具有集成的易熔肋，以及圖6示出傳感元件和載持元件之間的示例性的連接或夾入。
具體實(shí)施例方式圖1示出示例性的傳感元件，所述傳感元件處于尚未具有用于與載持元件連接的保持裝置的制造階段。在此，圖la)示出基底元件1的第一側(cè)的俯視圖，圖lb)示出側(cè)視圖以及圖Ic)示出基底元件1的第二側(cè)或底側(cè)的俯視圖。根據(jù)示例，基底元件1被設(shè)計(jì)為由金屬制成的引線框架?；自?的第一側(cè)裝配有探針元件3和ASIC芯片2，所述探針元件3和ASIC芯片2通過電連接件5或鍵合引線(也稱為“鍵合金屬絲”)彼此連接以及與基底元件1的接觸連接腿9連接。探針元件3和ASIC芯片2從基底元件1突出基本相同的長度，或設(shè)計(jì)為相同的高度。根據(jù)本例，布線或電接觸連接按照BSOB鍵合方法進(jìn)行，其中金絲5與鍵合凸塊或凸塊或金凸點(diǎn)連接，所述鍵合凸塊或凸塊或金凸點(diǎn)布置在基底元件1的接觸連接腿 9上以及探針元件3和ASIC芯片2的接觸連接墊盤10上。在圖1所示的實(shí)施例中，所示出的傳感元件相對(duì)于其基底元件借助于帶11或其它的連接件與其它未示出的基底元件連接。探針元件3和ASIC芯片2布置在基底元件1的載體底座12上。載體底座12或接合墊盤布置在基底元件1的具有磁性件4的第二側(cè)上，該磁性件 4設(shè)計(jì)為鐵氧體。此外，基底元件1的第二側(cè)裝配有根據(jù)本例設(shè)計(jì)為電容器元件的電子保護(hù)元件6，所述電子保護(hù)元件6布置為距載體底座12或ASIC芯片2確定的距離。圖2示出具有第一和第二殼體7、8的傳感元件100的實(shí)施例，所述殼體在注塑工藝中由熱固性模塑料如環(huán)氧物形成。在圖2a)中，傳感元件100仍相對(duì)于其基底元件1借助于帶11與其它未示出的傳感元件連接。在此，基底元件1具有兩個(gè)接觸連接腿9和一個(gè)載體底座，其中該載體底座由第一殼體7包封。圖2b)示出切割過程之后的示例性的傳感元件100，在切割過程中，僅基底元件1的對(duì)完成的傳感元件很重要的部分被沖裁并被進(jìn)一步處理。圖2c)示出根據(jù)本例的傳感元件100的側(cè)剖視圖。從該視圖可看到作為第一和第二殼體7、8的一部分的保持裝置13。根據(jù)本例，保持裝置13分別設(shè)計(jì)為第一和第二殼體7、8 的倒圓的、可從外部包圍的邊緣。在此，第一殼體7包含ASIC芯片2和探針元件3以及磁性件4或根據(jù)本例的鐵氧體，其中ASIC芯片2和探針元件3布置在基底元件1的載體底座 12的第一側(cè)，而磁性件4或根據(jù)本例的鐵氧體布置在該載體底座12的第二側(cè)。第二殼體8 包括作為電子保護(hù)元件6的電容器元件，該電子保護(hù)元件6與兩個(gè)接觸連接腿9連接。圖3示出示例性的傳感元件100，其具有帶接觸連接腿9的基底元件1以及由注塑形成的第一殼體7和第二殼體8。所述第一殼體7包括未示出的探針元件、ASIC芯片以及磁性件。第二殼體8示例性地包括電子保護(hù)元件或者在替換實(shí)施例中為“空”，即僅由基底元件的封裝模制部分和注塑模料本身組成。在此，該第二殼體8還用于消除機(jī)械負(fù)荷，尤其是相對(duì)于接觸連接腿9消除應(yīng)變。此外，圖3還示出可從外部包圍的保持裝置13，根據(jù)本例，該保持裝置13設(shè)計(jì)為第一和第二殼體的倒圓的邊緣。此外，第一殼體7的保持裝置13 在相對(duì)兩側(cè)上分別具有兩個(gè)定位凸出部22。圖4示出用于制造傳感器的示例性方法的流程圖。在此，方法步驟A至I涉及示例性的傳感元件的制造，方法步驟J涉及示例性的載持元件的制造，方法步驟K和L涉及傳感器的制造。其中，在方法步驟A “裝配第一側(cè)”中在基底元件或引線框架從第一側(cè)裝配構(gòu)件。 在該方法步驟A中，將電絕緣且導(dǎo)熱性相對(duì)較好的第一粘合劑施加在基底元件的第一側(cè)的一部分上，根據(jù)本例施加在載體底座的第一側(cè)上，這也稱為“粘合劑分配”。然后，將ASIC芯片和探針元件布置或粘合在該第一側(cè)上，這也可稱為“芯片安裝”。隨后，使第一粘合劑在爐子中硬化，即“固化”。接著，在方法步驟B中進(jìn)行等離子清潔過程，即“等離子清潔”。這是為電接觸連接工藝做準(zhǔn)備。然后，進(jìn)行被布置在基底元件的第一側(cè)上的構(gòu)件或探針元件和ASIC芯片的接觸連接過程C，即“引線鍵合”，根據(jù)本例該接觸連接過程利用金絲按照BSOB鍵合方法進(jìn)行。接著，進(jìn)行基底元件的第二側(cè)的裝配過程D，即“裝配第二側(cè)”。其中，示例性地用導(dǎo)電的第二粘合劑潤濕基底元件的第二側(cè)的一部分，即“粘合劑分配”，然后將用于改善傳感元件的電磁兼容性的磁性件和電子保護(hù)元件彼此間隔地布置在第二側(cè)上。隨后，使第二粘合劑在爐子中硬化，即“固化”。在裝配過程之后，進(jìn)行等離子活化過程E，即“等離子活化”，或者使傳感元件經(jīng)歷該等離子活化過程。接著，在注塑過程F即“傳遞模塑成型”中形成第一和第二殼體，所述第一和第二殼體包括之前布置在基底元件上的構(gòu)件以及分別具有作為保持裝置的、從外部可包圍的倒圓的邊緣。殼體的注塑在爐子中硬化，即“模后固化”。此后，進(jìn)行磁性件的磁化過程G，然后進(jìn)行傳感元件的電性測(cè)試方法H，即“電性測(cè)試”，其中檢驗(yàn)探針元件與磁性件共同作用的工作性能以及ASIC芯片的工作性能。接著，使傳感元件經(jīng)歷等離子清潔過程I，即“等離子清潔”，該過程減小了傳感元件或傳感元件的暴露的電觸點(diǎn)的易受腐蝕性。由此，不需要額外的電鍍過程，例如為暴露的電觸點(diǎn)鍍錫或鍍鎳?；蛘撸耆粚?duì)傳感元件進(jìn)行任何額外的處理來抗腐蝕，而是例如借助于密封地包裝或借助于密封的袋子對(duì)傳感元件進(jìn)行合適的封裝。在方法步驟J中，在注塑過程中制造固定在金屬框架上的示例性的載持元件，即 “載持元件”。同時(shí)，形成定位元件和兩個(gè)夾持裝置。然后，在共同的方法步驟K即“夾合”中，通過傳感元件的第一和第二殼體利用其保持裝置將傳感元件和載持元件形鎖合地夾在載持元件的夾持裝置中而彼此機(jī)械地連接。然后，在共同的方法步驟L即“使元件連接”中，使傳感元件和載持元件與外部接頭共同地彼此電連接或接觸。同時(shí)，使傳感元件的一個(gè)接觸連接腿與外部接頭的一個(gè)電纜束或一個(gè)插頭腳/插頭端子由載持元件的例如設(shè)計(jì)為籃形的觸點(diǎn)接頭容納并與該觸點(diǎn)接頭一起被壓接。接著，在方法步驟M中使彼此連接的元件即傳感元件和載持元件一起被封裝模制。其中，相連接的元件借助于載持元件的定位元件嵌入注塑模具中或在其中定位，然后進(jìn)行共同的注塑過程即“包覆成型”，以形成傳感器殼體，其中例如傳感元件的第一和第二殼體與載持元件一起利用包覆成型-注塑過程被封裝模制。圖5是載持元件200的實(shí)施例，該載持元件具有金屬框架15和載體裝置14。載體裝置14具有帶有集成的易熔肋19的定位元件18以及兩個(gè)夾持裝置20，所述夾持裝置20 分別具有兩個(gè)其端部或頭部為倒圓部17的柔性支腿16。由于這些倒圓部，傳感元件的保持裝置可相對(duì)容易和精確地被夾持裝置20容納或夾入該夾持裝置20中。此外，下部的較大的夾持裝置在柔性支腿16的內(nèi)側(cè)還分別具有槽23。載持元件200還具有兩個(gè)籃形的金屬觸點(diǎn)接頭21，用于分別與傳感元件的一個(gè)接觸連接腿和外部電連接件的一個(gè)電纜束或一個(gè)插頭腳或其它連接件電接觸連接。圖6示出傳感元件100和載持元件200之間的示例性的連接。其中，圖6a)示出已處于機(jī)械連接狀態(tài)的兩個(gè)元件100、200的示例性布置。圖6b)至d)示出第二殼體8的保持裝置13夾入載持元件的具有兩個(gè)柔性支腿16的夾持裝置20中的三個(gè)步驟。兩個(gè)支腿16在其端部分別具有倒圓部17。圖6e)至g)相應(yīng)地示例性地示出傳感元件100的第一殼體7在夾持裝置20中的容納或夾入。在此，第一殼體7的保持裝置13具有倒圓的邊緣以及分別位于兩個(gè)相對(duì)側(cè)的兩個(gè)用于精確定位的定位凸出部22。其中，定位凸出部22分別沉入或卡入夾持裝置20的柔性支腿16的內(nèi)側(cè)上的槽23中。圖6a)所示的布置示出傳感元件100與載持元件200連接。其中，傳感元件100 的第一和第二殼體7、8以各自的保持裝置夾入載持元件的夾持裝置20中。傳感元件的基底元件1的接觸連接腿9由載持元件的籃形的觸點(diǎn)接頭21容納。此外，載持元件200具有帶有集成的易熔肋19的定位元件18，以將該結(jié)構(gòu)定位在未示出的注塑模具中。
權(quán)利要求
1.傳感元件(100)，其具有至少一個(gè)探針元件(3)，其特征在于，所述傳感元件(100)具有用于與載持元件(200)連接的保持裝置(13)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感元件，其特征在于，所述保持裝置(1 可從外部被包圍。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的傳感元件，其特征在于，所述保持裝置(1 具有至少一個(gè)尤其是倒圓的、可包圍的邊緣。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中至少一項(xiàng)所述的傳感元件，其特征在于，所述保持裝置(13) 是第一殼體(7)的一部分且與所述第一殼體(7) —體地連接，其中所述第一殼體(7)直接地或間接地與尤其設(shè)計(jì)為引線框架的基底元件(1)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中至少一項(xiàng)所述的傳感元件，其特征在于，所述第一殼體(7)包括至少所述探針元件C3)和/或電子信號(hào)處理電路(2)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2至5中至少一項(xiàng)所述的傳感元件，其特征在于，所述傳感元件額外地具有第二殼體(8)，所述第二殼體(8)同樣包括可從外部被包圍的保持裝置(13)。
7.用于容納傳感元件(100)的載持元件000)，所述傳感元件(100)尤其是根據(jù)權(quán)利要求1至6中至少一項(xiàng)所述的傳感元件，所述載持元件(200)尤其包括至少一個(gè)用于所述載持元件在注塑模具中定位的定位元件(18)，其特征在于，所述載持元件(200)包括至少一個(gè)夾持裝置(20)，所述夾持裝置00)可容納和/或保持所述傳感元件(100)的保持裝置 (13)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的載持元件，其特征在于，所述載持元件至少部分地由塑料形成，其中尤其所述至少一個(gè)夾持裝置00)和所述定位元件(18)由塑料形成。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的載持元件，其特征在于，所述載持元件具有兩個(gè)夾持裝置 (20)。
10.根據(jù)權(quán)利要求7至9中至少一項(xiàng)所述的載持元件，其特征在于，所述至少一個(gè)夾持裝置00)具有兩個(gè)柔性支腿(16)，所述兩個(gè)支腿(16)可通過夾入和/或卡入過程基本上形鎖合地容納或保持所述傳感元件(100)的保持裝置(13)，其中這兩個(gè)支腿(16)尤其在它們的端部分別具有用于便于容納所述傳感元件的所述保持裝置(13)的倒圓部(17)。
11.用于制造傳感器的方法，其中包括至少一個(gè)第一殼體(7)的傳感元件(100)在模制封裝過程中至少部分地被模制封裝，由此形成傳感器殼體，其特征在于，所述傳感元件 (100)、尤其是根據(jù)權(quán)利要求1至6中至少一項(xiàng)所述的傳感元件與載持元件(200)、尤其是根據(jù)權(quán)利要求7至10中至少一項(xiàng)所述的載持元件機(jī)械地連接，和/或被所述載持元件容納， 然后所述傳感元件和所述載持元件在用于形成所述傳感器殼體的共同的模制封裝過程(M) 中至少部分地被模制封裝。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，在所述共同的模制封裝過程(M)之前， 所述傳感元件(100)利用至少一個(gè)尤其可從外部被包圍的保持裝置(1 被插入和/或夾入和/或壓入所述載持元件O00)的至少一個(gè)夾持裝置00)中。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的方法，其特征在于，所述載持元件(200)在與所述傳感元件(100)連接之后利用至少一個(gè)定位元件(18)定位在注塑模具(18)中。
14.根據(jù)權(quán)利要求11至13中至少一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在與所述載持元件 (200)連接之前，在所述傳感元件(100)的制造期間，通過使所述傳感元件(100)的至少一部分經(jīng)歷至少一個(gè)等離子處理過程(B、E、I)來制造所述傳感元件(100)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，在與構(gòu)件0、3、4、6)的裝配過程(A、D) 之前和/或在與電連接件(5)的接觸連接過程(C)之前，所述傳感元件(100)、尤其是所述傳感元件的至少一個(gè)基底元件(1)至少部分地經(jīng)歷等離子處理過程(B)，尤其是等離子清潔過程。
16.根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的方法，其特征在于，在用于制造所述傳感元件(100) 的至少一個(gè)第一殼體(7)的模制封裝過程(F)之前，所述傳感元件的至少一部分經(jīng)歷等離子處理過程(E)，尤其是等離子活化過程。
17.根據(jù)權(quán)利要求14至16中至少一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述傳感元件(100) 裝配有至少一個(gè)探針元件C3)和/或至少一個(gè)電子電路O)，所述探針元件C3)和/或所述電子電路( 尤其直接地或間接地布置在所述基底元件(1)上。
18.根據(jù)權(quán)利要求1至6中至少一項(xiàng)所述的傳感元件以及根據(jù)權(quán)利要求7至10中至少一項(xiàng)所述的載持元件在機(jī)動(dòng)車中的應(yīng)用，尤其是作為速度傳感器的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于制造傳感器的方法，其中具有至少一個(gè)第一殼體(7)的傳感元件(100)在模制封裝過程中至少部分地被模制封裝，由此通過使傳感元件(100)與載持元件(200)機(jī)械地連接和/或被載持元件容納而形成傳感器殼體，此后傳感元件和載持元件在用于形成傳感器殼體的共同的模制封裝過程(L)中被模制封裝。
文檔編號(hào)G01D11/24GK102171536SQ200980139302
公開日2011年8月31日 申請(qǐng)日期2009年10月1日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月2日
發(fā)明者A·卡拉斯, D·胡貝爾, 沃爾德 E·德, J·席林格, L·比布里歇爾, M·瓦特茲拉維克 申請(qǐng)人:大陸-特韋斯貿(mào)易合伙股份公司及兩合公司