本发明涉及一种装置、尤其是传感器装置,具有结构元件、载体元件和壳体,其中,所述结构元件设置在所述载体元件上,所述结构元件和所述载体元件至少部分地设置在所述壳体内部并且所述装置还具有中间壳体,所述中间壳体基本上设置在所述壳体与所述结构元件之间,其中,所述中间壳体包括预模制壳体。
1.传感器装置,具有载体元件(3)、壳体(5)和构造为传感器元件的结构元件(2),其中,所述结构元件(2)设置在所述载体元件(3)上,所述结构元件(2)和所述载体元件(3)至少部分地设置在所述壳体(5)内部并且所述壳体(5)包括模制壳体,其特征在于,所述装置(1)具有中间壳体(4),所述中间壳体基本上设置在所述壳体(5)与所述结构元件(2)之间,其中,所述中间壳体(4)被构造为预模制壳体(4),其中,所述结构元件(2)完全地被所述中间壳体(4)包围并且所述中间壳体(4)包括第一壳体区域(4’)和第二壳体区域(4”)。xa0
2.根据权利要求1所述的传感器装置,其特征在于,所述载体元件(3)部分地被所述中间壳体(4)包围。xa0
3.根据权利要求1或2所述的传感器装置,其特征在于,所述第一和第二壳体区域(4’,4”)相互粘接,焊接和/或卡锁地设置。xa0
4.根据权利要求1或2所述的传感器装置,其特征在于,在所述结构元件(2)与所述中间壳体(4)之间、在所述载体元件(3)与所述中间壳体(4)之间和/或在所述壳体(5)与所述中间壳体(4)之间设置有去耦合器件(7)。xa0
5.根据权利要求1或2所述的传感器装置,其特征在于,所述中间壳体(4)和/或所述壳体(5)具有进入通道(6)。xa0
6.根据权利要求5所述的传感器装置,其特征在于,所述结构元件(2)包括压力传感器,所述压力传感器通过进入通道与压力介质连接。xa0
7.用于制造根据以上权利要求中任一项所述的传感器装置的方法,其特征在于,在第一方法步骤中将所述结构元件(2)与所述载体元件(3)xa0一起设置在所述中间壳体(4)中,以及在第二方法步骤中为了制造所述壳体(5)以模制材料注射包覆所述中间壳体(4),其中,在所述第一方法步骤中首先将所述结构元件(2)与所述载体元件(3)一起设置在第一壳体区域(4’)中,并且接着将第二壳体区域(4”)固定在所述第一壳体区域(4’)上。xa0
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,在时间上在所述第一方法步骤之前的第三方法步骤中通过冲压方法在格栅中制造所述载体元件(3),接着将所述结构元件(2)设置在所述格栅的载体元件(3)上,并且在时间上在所述第一方法步骤之后的第四方法步骤中将所述载体元件(3)从所述格栅分成单个。xa0技术领域
本发明涉及一种传感器装置和用于制造传感器装置的方法。
背景技术
这样的装置是普遍公知的。例如由文献DExa010xa02005xa0040xa0781xa0A1已知一种传感器装置,它具有一个带有微机械传感器元件和载体元件的模制壳体,其中,传感器元件设置在模制壳体的空腔中并且设置在载体元件上,载体元件完全地设置在模制壳体中并且分析处理元件与模制壳体通过钝化凝胶去耦合。
发明内容
按照本发明,提出了一种传感器装置,具有载体元件、壳体和构造为传感器元件的结构元件,其中,所述结构元件设置在所述载体元件上,所述结构元件和所述载体元件至少部分地设置在所述壳体内部并且所述壳体包括模制壳体,其中:所述装置具有中间壳体,所述中间壳体基本上设置在所述壳体与所述结构元件之间,其中,所述中间壳体被构造为预模制壳体,其中,所述结构元件完全地被所述中间壳体包围并且所述中间壳体包括第一壳体区域和第二壳体区域。按照本发明,还提出了一种用于制造上述传感器装置的方法,其中,在第一方法步骤中将所述结构元件与所述载体元件一起设置在所述中间壳体中,以及在第二方法步骤中为了制造所述壳体以模制材料注射包覆所述中间壳体,其中,在所述第一方法步骤中首先将所述结构元件与所述载体元件一起设置在第一壳体区域中,并且接着将第二壳体区域固定在所述第一壳体区域上。根据并列技术方案所述的按本发明的装置和按本发明的用于制造装置的方法相对于现有技术具有优点,即在制造壳体时结构元件通过中间壳体被保护并且由此避免结构元件在模制过程期间损坏。这尤其是当结构元件构造为传感器元件并且优选构造为压力传感器元件时是必须的,因为在这种情况下结构元件和优选压力传感器元件的压敏区域(隔膜)在模制过程期间由于注射压力和/或高温度而损坏的风险比较高。有效的保护通过以下方式实现:中间壳体构造为预模制壳体并且由此在接收结构元件时以及在制造壳体时已经固化。此外,中间壳体能够改善在壳体的制造过程中的装置定位,因为由于刚性的中间壳体而能够实现该装置在用于制造壳体的注塑模具中的牢固夹紧。此外结构元件与壳体去耦合,使得没有热应力从壳体传递到结构元件上,而是被中间壳体接收。这尤其在壳体的制造过程中是有利的,因为由此抑制了在模制材料固化时通过机械应力损坏结构元件。另一优点是,通过中间壳体的造型影响在壳体制造时的注塑质量。例如,通过中间壳体的球形构造可实现具有更少的粘结缝的壳体。壳体可以在模制过程中相对灵活地被构造,从而能够考虑装置的使用以简单方式可变地适配壳体。本发明的有利设计方案和扩展方案由从属权利要求以及参照附图的说明得出。根据一种优选的扩展方案规定,结构元件完全被中间壳体包围和/或载体元件部分地被中间壳体包围,使得以有利的方式完全由中间壳体保护结构元件免受外部影响并且同时能够从壳体外部通过载体元件实现结构元件的电接通。中间壳体和/或壳体在载体元件的外部区域中优选构造为插座,使得载体元件在该外部区域中包括插头触点并且由此可通过简单的插头接触实现结构元件的相对简单的接通。载体元件尤其包括引线框或者金属插入件(ELT)。根据另一优选的扩展方案规定,中间壳体包括第一壳体区域和第二壳体区域,其中,第一和第二壳体区域优选相互粘接、焊接和/或卡锁地设置。特别有利的是,第一和第二壳体区域包括两个半壳,这些半壳一起构成中间壳体。因此特别有利的是,结构元件和载体元件能以简单方式设置在中间壳体中。根据另一优选的扩展方案规定,在结构元件与中间壳体之间、在载体元件与中间壳体之间和/或在壳体与中间壳体之间设置有去耦合器件。去耦合器件尤其包括弹性体。因此,壳体有利地与结构元件去耦合,使得壳体上的机械影响、例如冲击和类似影响不传递或仅不显著地传递到结构元件上。去耦合器件优选同样用于结构元件的钝化。根据另一优选的扩展方案规定,中间壳体和/或壳体具有进入通道。在结构元件包括传感器元件的情况下,进入通道有利地用于引导测量介质通过壳体并且通过中间壳体通向传感器元件。进入通道优选地相对于中间壳体和/或相对于壳体密封。根据另一优选的扩展方案规定,结构元件包括压力传感器,所述压力传感器通过进入通道与压力介质连接,使得以有利的方式将外部压力引向压力传感器的压敏区域。本发明的另一主题是用于制造装置的方法,其中,在第一方法步骤中将结构元件与载体元件一起设置在中间壳体中,以及在第二方法步骤中为了制造壳体以模制材料注射包覆中间壳体。特别有利的是,通过将结构元件设置在中间壳体内部和将载体元件至少部分地设置在中间壳体内部,实现在第二方法步骤期间对结构元件的保护(如上面已经详细说明那样),使得以有利的方式避免了通过在注射模制材料时的注射压力、通过在模制过程期间的温度上升和/或通过在模制过程之后在模制材料固化时的热应力损坏结构元件并且同时通过使用模制过程可实现壳体的可变的且成本低廉的构造。此外,通过中间壳体实现了结构元件与壳体的去耦合。根据一种优选的扩展方案规定,在第一方法步骤中首先将结构元件与载体元件一起设置在第一壳体区域中,并且接着将第二壳体区域固定在第一壳体区域上,从而有利地将结构元件相对简单且成本低廉地设置在构造为预模制壳体的中间壳体中。通过第一和第二壳体区域的接下来的粘接、卡锁和/或焊接,尤其是借助激光穿透束焊接或者超声波焊接,实现第一和第二壳体区域之间的在机械上牢固的且密封的连接以形成中间壳体。根据另一优选的扩展方案规定,在时间上在第一方法步骤之前的第三方法步骤中通过冲压方法在格栅中制造载体元件,其中,接着将结构元件设置在格栅的载体元件上,并且在时间上在第一方法步骤之后的第四方法步骤中将载体元件从格栅分成单个。因此特别有利的是,该装置能以比较大的零件数特别成本低廉地被制造。
附图说明
本发明的实施例在附图中示出并且在以下说明书中详细地阐述。其中:图1a和1b示出用于制造根据本发明第一实施方式的装置的第一原始结构和根据本发明第一实施方式的装置,和图2a和2b示出用于制造根据本发明第二实施方式的装置的第二原始结构和根据本发明第二实施方式的装置。
具体实施方式
在图1a和1b中示出用于制造根据本发明第一实施方式的装置1的第一原始结构1’和根据本发明第一实施方式的装置1,其中,根据在图1a中示出的第一原始结构1’示意地说明第一和第三方法步骤。在第三方法步骤中首先将包括传感器元件的结构元件2设置在载体元件3上。载体元件3尤其包括引线框,引线框在冲压过程中制造。在接下来的第一方法步骤中将结构元件2和至少部分地将载体元件3设置在中间壳体4的第一壳体区域4’中,其中,接着将中间壳体4的第二壳体区域4”设置在第一壳体区域4’上。第一和第二壳体区域4’,4”尤其相互焊接、粘接和/或夹紧,其中特别优选载体元件3被第一和第二壳体区域4’,4”夹住。结构元件2被中间壳体4完全包围并且可从中间壳体4的外部通过载体元件3电接通。而载体元件3具有外部区域3’,该外部区域从中间壳体4伸出。在第二方法步骤中为了形成壳体5以模制材料注射包覆第一原始结构1’,其中,中间壳体4被壳体5基本上完全包围并且结构元件2与模制材料通过中间壳体4完全隔离并且去耦合。在第一壳体区域4’的区域中还设有去耦合器件7,该去耦合器件引起结构元件2与中间壳体4的去耦合。变换地,去耦合器件7包括钝化器件,使得优选载体元件3在测量介质与结构元件2的灵敏区域之间存在直接接触的情况下通过去耦合器件钝化和/或灵敏区域相对于机械过载荷被缓冲。在图1b中示出根据第一实施方式的装置1,其中,壳体5在外部区域3’的区域中具有插头壳体的形状,使得载体元件3的外部区域3’形成插头触点并且载体元件3可通过简单的插头接触被接通。在图2a和2b中示出用于制造根据本发明第二实施方式的装置1的第二原始结构1”和根据本发明第二实施方式的装置1,其中,在图2a中所示的第二原始结构1”基本上与在图1a中所示的第一原始结构1’相同并且根据第二实施方式的在图2b中所示的装置1基本上与根据第一实施方式的在图1b所示的装置1相同,其中,中间壳体4具有进入通道6,进入通道从壳体5伸出并且将压力介质引向结构元件2的压敏区域。结构元件2因此起到用于测量压力介质中的压力的压力传感器元件的作用。