本發(fā)明涉及電氣構(gòu)件，例如傳感器，特別是角度傳感器或傾角傳感器，在所述電氣構(gòu)件盡可能長(zhǎng)期液密的殼體中設(shè)有例如包含傳感元件的電子電路板，以便優(yōu)選以非接觸方式檢測(cè)所需參數(shù)，例如磁場(chǎng)的強(qiáng)度或方向。在具體說(shuō)明本發(fā)明所要達(dá)成的目的時(shí)，總是以傳感器為例，但是，殼體內(nèi)部設(shè)有電子電路板的電氣構(gòu)件并不局限于傳感器。
背景技術(shù)：
以傳感器為例的電氣構(gòu)件的一個(gè)例子是磁場(chǎng)敏感的角度傳感器，其傳感元件通常由以電子芯片為例的電子集成電路構(gòu)成，該電子芯片焊接在通常還承載更多(例如作為評(píng)估電路的)電子器件的電路板上。
通常情況下，電纜穿過(guò)某個(gè)穿孔從殼體穿出，其中該電纜的芯線(xiàn)的自由剝線(xiàn)末端與評(píng)估電路一起焊接在電路板上，或者，在殼體壁的穿孔中整合有插座，其從外部可及的電觸點(diǎn)在殼體內(nèi)部以與(通常為)一個(gè)電纜的各芯線(xiàn)導(dǎo)電的方式，與評(píng)估電路連接。
根據(jù)已知方案，為實(shí)現(xiàn)殼體的長(zhǎng)期密封性，除將各殼體部分連同位于其間的密封件螺旋連接在一起外，例如還通過(guò)以下方式將該殼體實(shí)施為一個(gè)焊接或粘接在一起的單元：將蓋子放置在筒形殼體上并實(shí)施激光焊接。
另一防護(hù)措施是，在封閉殼體前用硬化灌封材料將電子器件連同芯片一起灌封(即覆蓋)在殼體內(nèi)部，為此，通常用硬化灌封材料覆蓋整個(gè)電路板。
在電路板的底面上——該電路板基于以上理由而以與筒形內(nèi)腔的底部間隔一定距離的方式安裝——同樣設(shè)有導(dǎo)電通路或者至少設(shè)有用于焊接引出電纜或者電纜的引出芯線(xiàn)的焊接點(diǎn)，因此，至少也必須對(duì)電路板的底面上的導(dǎo)電區(qū)域和構(gòu)件進(jìn)行灌封，以及對(duì)電線(xiàn)的所有其他暴露部分(即芯線(xiàn)末端)或者(在使用插座時(shí))對(duì)芯線(xiàn)的暴露末端與插座間的焊接固定處，進(jìn)行灌封。
因而在任何情況下，在封閉殼體前既需要用硬化灌封材料灌封電路板下方的下內(nèi)腔，也需要灌封電路板上方的上內(nèi)腔。
在某些應(yīng)用場(chǎng)合，由于下內(nèi)腔和上內(nèi)腔均被灌封材料填滿(mǎn)，甚至不再放置蓋子，在此情況下，位于電路板上方的硬化后的灌封材料成為保護(hù)電子器件免受下方環(huán)境因素影響的唯一手段。
就預(yù)期用途而言，周?chē)臍んw也必須具有足夠的穩(wěn)定性，以便承受例如因?qū)んw固定在周?chē)h(huán)境的構(gòu)件上而產(chǎn)生的源于外部的負(fù)荷，這一點(diǎn)是理所當(dāng)然的。
但即使在傳感器殼體的內(nèi)腔被完全灌封的情況下，被澆注的電子設(shè)備也可能在溫度波動(dòng)較大時(shí)受損或毀壞。
造成這種現(xiàn)象的原因可能是，硬化后的灌封材料的熱膨脹(或者至少熱膨脹曲線(xiàn))不同于周?chē)臍んw的熱膨脹。特別是在額外借助放置蓋子來(lái)密閉殼體的情況下，將內(nèi)腔填滿(mǎn)的硬化后的灌封材料的膨脹會(huì)對(duì)電子電路產(chǎn)生極大的機(jī)械負(fù)荷，甚至(例如)可能造成電子器件與電路板間的焊接連接件發(fā)生剝離。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
因此，本發(fā)明的目的是提供一種電氣構(gòu)件和一種能避免上述問(wèn)題的制造方法。
權(quán)利要求1和9的特征是本發(fā)明用以達(dá)成該目的的解決方案。有益的實(shí)施方式包含于從屬權(quán)利要求中。
本發(fā)明的基本理念是，在用硬化的灌封材料加以灌封的封閉殼體的內(nèi)部肯定還存在足夠的空腔，硬化的灌封材料在受溫度影響而膨脹時(shí)可以伸展到這些空腔中。特別地，其中所使用的灌封材料的量?jī)H需確保所有需要被保護(hù)的部件，特別是電子器件和導(dǎo)電部件，正好被灌封材料覆蓋。
這樣一種電氣構(gòu)件，如傳感器的已知的制造方法如下：首先，將電路板——連同設(shè)于電路板上的傳感元件和視情況而存在的其他電子器件以及優(yōu)選已固定于電路板上、從電路板引出去的芯線(xiàn)一起——與底部隔開(kāi)放置在筒形殼體內(nèi)腔中的支承部上，在放置并關(guān)閉蓋子之前，在內(nèi)部設(shè)有電路板的殼體的內(nèi)腔中填注可硬化但尚未硬化的液態(tài)或粘稠狀的灌封材料，使得下內(nèi)腔完全被填滿(mǎn)，并且通過(guò)上內(nèi)腔與下內(nèi)腔之間的通孔，也將上內(nèi)腔盡可能地完全填滿(mǎn)。
如此一來(lái)，在接下來(lái)被封閉的殼體中不留下任何空腔，或者頂多在設(shè)于上內(nèi)腔中的灌封材料的頂面與蓋子之間留下小空腔，尤其在這種已知的處理方式中，灌封殼體時(shí)，筒形殼體的開(kāi)口側(cè)朝上，并且在放置并關(guān)閉蓋子后，殼體也保持這種狀態(tài)，直至灌封材料硬化，使得殼體的現(xiàn)有空腔中的灌封材料向下推進(jìn)并填滿(mǎn)所有空腔。
本發(fā)明以其他方式實(shí)施灌封材料的填注操作，以便在灌封材料硬化后，所有想要保護(hù)的構(gòu)件和區(qū)域，特別是電路板上的所有導(dǎo)電表面，被灌封材料覆蓋。
需要指出的是，灌封材料硬化后，在形成于成品傳感器的下內(nèi)腔中的下空腔與形成于上內(nèi)腔中的上空腔之間，應(yīng)當(dāng)通過(guò)連接口而存在連接，以便從壓力和/或溫度方面考量，允許兩個(gè)空腔之間進(jìn)行空氣交換，從而形成整體上更大的空腔，這有益于傳感器的耐用性。
因此，按如下方式實(shí)施灌封操作：
首先灌封下內(nèi)腔。
為此，以某種方式保持殼體，使得通過(guò)一連接下內(nèi)腔與上內(nèi)腔的填注口——該填注口可貫穿電路板延伸或者可在電路板的外緣與筒形殼體的內(nèi)周壁之間延伸——，可將液態(tài)或粘稠狀的灌封材料送入下內(nèi)腔。
可以理解的是，填注灌封材料時(shí)，由于填注灌封材料而從下內(nèi)腔中被排擠出來(lái)的氣體(通常為空氣)肯定能夠從下內(nèi)腔中向上排出，其實(shí)現(xiàn)方式為：該氣體經(jīng)由其他開(kāi)口——該開(kāi)口同樣可貫穿電路板延伸或者可存在于電路板與周?chē)鷼んw之間的間隙中——通過(guò)填注口排出，或者填注口在填注期間被實(shí)施填注操作所使用的填注噴嘴僅部分封閉，而非完全封閉。
當(dāng)然，最好的實(shí)現(xiàn)方式是，在此期間，下內(nèi)腔位于電路板下方，并且電路板和殼體的底部?jī)?yōu)選水平延伸，電路板位于底部上方。
然而，上述方式在底部和/或電路板斜置的情況下也是可行的，只要填注口在下內(nèi)腔的最低點(diǎn)上方足夠遠(yuǎn)地處于這個(gè)用于下內(nèi)腔的灌封位置。
為達(dá)到上述效果，下內(nèi)腔理論上可以平行豎向延伸地位于殼體的同樣豎向延伸的底部與電路板之間，甚或可部分位于電路板上方，只要在此情況下，還能通過(guò)填注口填注足夠量的灌封材料。
其中，僅送入體積遠(yuǎn)小于下內(nèi)腔體積的灌封材料，即，該體積正好能覆蓋下內(nèi)腔中所有需要用灌封材料——尤其是以例如0.5毫米至3毫米、特別是1毫米至2毫米的預(yù)定層厚——覆蓋的表面。具體而言，這些表面包括視情況而存在于電路板底面上的焊盤(pán)或用于焊接從電路板引出去的芯線(xiàn)的裸露芯線(xiàn)末端的其他固定裝置，或者包括電路板的整個(gè)底面，至少所有視情況而設(shè)于電路板上的電子構(gòu)件，和/或用于將從電路板引過(guò)來(lái)的芯線(xiàn)焊接在緊密插設(shè)于殼體的穿孔中的插座上的焊接點(diǎn)。
在將預(yù)定體積的灌封材料送入下內(nèi)腔后，殼體以預(yù)定的第一時(shí)長(zhǎng)保持第一粘附位置，該第一粘附位置優(yōu)選為上述填注位置，以使灌封材料——根據(jù)其粘度、溫度和其他參數(shù)——輕微地粘附于被潤(rùn)濕的表面上。在這個(gè)第一粘附位置上，應(yīng)當(dāng)是優(yōu)選僅填注口未被灌封材料到達(dá)。
在第一時(shí)長(zhǎng)過(guò)去后，特別是緊接其后，殼體繞水平軸線(xiàn)旋轉(zhuǎn)，優(yōu)選而非強(qiáng)制性旋轉(zhuǎn)180°。
也就是說(shuō)，如果在填注位置或第一粘附位置上，殼體的底部是水平延伸地位于同樣為水平延伸的電路板下方，那么，該底部現(xiàn)在則是平行于電路板地位于電路板上方且水平延伸。如此一來(lái)，灌封材料中尚未直接粘附于某個(gè)面上且仍然呈液態(tài)或粘稠狀的部分，現(xiàn)在有可能粘滯度略增——視其硬化時(shí)間而定——的灌封材料，在重力作用下向下流動(dòng)并借此進(jìn)一步潤(rùn)濕下內(nèi)腔的其他區(qū)域，在旋轉(zhuǎn)180°的情況下，所述其他區(qū)域確切是指相對(duì)設(shè)置的區(qū)域。
殼體也以預(yù)定的第二時(shí)長(zhǎng)保持在第二粘附位置。
如果上述旋轉(zhuǎn)的幅度小于180°，那么在第二粘附位置之后，優(yōu)選在進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)后，必然還會(huì)形成至少一個(gè)第三粘附位置，直至下內(nèi)腔內(nèi)部所有需要用灌封材料覆蓋的區(qū)域，特別是內(nèi)周面，完全被灌封材料覆蓋，灌封材料粘附于這些區(qū)域上并硬化且不再?gòu)倪@些周面上脫落。
如果只想用兩個(gè)粘附位置來(lái)取得相應(yīng)效果，那么，灌封材料的填注體積必須占空腔，特別是下空腔的體積的40％以上，更佳50％以上，更佳介于50％與80％之間，更佳介于50％與65％之間。與需要灌封的空腔的體積相比，特別是與下空腔體積相比，填注的灌封材料的體積越小，所需要的不同角位的粘附位置就越多。
在第二粘附位置或視情況而存在的其他粘附位置上，下內(nèi)腔中仍然呈液態(tài)或粘稠狀的灌封材料也將到達(dá)填注口。
為了防止灌封材料在此期間從下內(nèi)腔流入上內(nèi)腔，必須采取以下措施：
-要么根據(jù)填注口的大小和已經(jīng)過(guò)去的粘附時(shí)間選擇灌封材料的粘滯度增加，使得此時(shí)更加粘滯的灌封材料無(wú)法再穿過(guò)填注口，
-要么在到達(dá)一個(gè)能使灌封材料到達(dá)填注口的粘附位置之前，必須例如用插塞封閉填注口。
當(dāng)然，下內(nèi)腔與上內(nèi)腔之間有可能存在的所有其他連接口也如此。
作為依次到達(dá)若干經(jīng)定義的旋轉(zhuǎn)位置并分別保持一預(yù)定時(shí)長(zhǎng)這一方案的替代方案，在將灌封材料送入下內(nèi)腔——并視情況封閉填注口和所有其他連接口——后，殼體也可持續(xù)繞水平軸線(xiàn)旋轉(zhuǎn)或者使殼體完成其他偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，使得下內(nèi)腔的所有內(nèi)周壁在一段時(shí)間后，特別是在預(yù)定的硬化時(shí)間后——視殼體所需實(shí)施的旋轉(zhuǎn)或偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而定——被粘附程度或硬化程度越來(lái)越大的灌封材料覆蓋，但是在這個(gè)優(yōu)選閉合的環(huán)周分布的且在硬化狀態(tài)下形成空心體的灌封材料層內(nèi)部，留下內(nèi)空腔，硬化的灌封材料在傳感器受熱時(shí)可以伸展到這個(gè)內(nèi)空腔中。
在以上述方式灌封下內(nèi)腔后，接著灌封尚朝殼體開(kāi)口敞開(kāi)的上內(nèi)腔。
上內(nèi)腔同樣不需要完全被填滿(mǎn)，而是送入體積遠(yuǎn)小于上內(nèi)腔體積的灌封材料，但是所送入的灌封材料的量至少使得所有需要用灌封材料加以保護(hù)的構(gòu)件，優(yōu)選所有設(shè)于電路板頂面上的電氣或電子構(gòu)件，所有導(dǎo)電通路和所有焊接點(diǎn)，都被灌封，即完全被灌封材料覆蓋。電路板邊緣與殼體壁內(nèi)側(cè)之間的過(guò)渡區(qū)優(yōu)選也應(yīng)完全被灌封材料潤(rùn)濕。
為達(dá)此目的，在殼體的這樣一個(gè)再填注位置上將灌封材料送入上內(nèi)腔，該再填注位置使得灌封材料不到達(dá)殼體的上內(nèi)腔的上緣。接著，殼體以預(yù)定的第二時(shí)長(zhǎng)——靜止不動(dòng)或非靜止不動(dòng)地——保持這樣一個(gè)進(jìn)一步硬化位置，使得電路板的平面僅小幅偏離水平面，使得所有想要保護(hù)的區(qū)域，特別是電路板頂面上的所有電子構(gòu)件、所有導(dǎo)電通路和所有焊接點(diǎn)，被灌封材料潤(rùn)濕，并且另一方面，使得灌封材料無(wú)法從筒形殼體的上開(kāi)口流出或者也是只能到達(dá)該上開(kāi)口。
不管在再填注過(guò)程中還是在接下來(lái)的粘附過(guò)程中，上空腔與下空腔之間的所有開(kāi)口，無(wú)論填注口還是其他開(kāi)口，都保持封閉，但是在用插塞進(jìn)行封閉的情況下，該插塞優(yōu)選突出于位于上空腔中的硬化灌封材料以外。在將灌封材料再填注進(jìn)上空腔時(shí)也應(yīng)注意，不要讓這樣一個(gè)插塞的頂面被灌封材料覆蓋。
在上內(nèi)腔中的灌封材料硬化后，于該處——在此時(shí)可以實(shí)施的放置并關(guān)閉蓋子這一操作之后——形成上內(nèi)腔中的上空腔，亦即，在上內(nèi)腔中的硬化灌封材料的頂面與蓋子的底面之間。
在通過(guò)放置蓋子來(lái)封閉殼體之前，還需將有可能插設(shè)在填注口和/或其他連接口中的插塞移除，以便在上內(nèi)腔與下內(nèi)腔之間建立連接。
為達(dá)此目的，這至少一個(gè)插塞當(dāng)然必須在兩個(gè)方向上伸出相關(guān)開(kāi)口，其伸出程度使得相應(yīng)內(nèi)腔中的灌封材料層硬化后不完全覆蓋該插塞。
如果不存在插塞，那么，無(wú)論原有的填注口還是原有的其他連接口通常都由灌封材料封閉，特別是由被填注到上內(nèi)腔中的灌封材料封閉。
作為將灌封材料送入上內(nèi)腔并使殼體處于相應(yīng)位置或做相應(yīng)運(yùn)動(dòng)以讓灌封材料自流平這一方案的替代方案，也可通過(guò)以下方式在上內(nèi)腔中施加灌封材料，即，借助受導(dǎo)引(例如由機(jī)器或機(jī)械手導(dǎo)引)的噴嘴在電路板頂面施加灌封材料。
這樣就可以在電路板頂面上選擇性地僅灌封特定的表面區(qū)域，舉例而言，不在填注口和/或上內(nèi)腔與下內(nèi)腔之間的其他通孔上涂布灌封材料，或者也可以不用灌封材料覆蓋電路板上想要保護(hù)的電子構(gòu)件，以例如簡(jiǎn)化這些電子構(gòu)件的散熱或熱膨脹。
在此情況下，也可以在將灌封材料送入上內(nèi)腔之前便已移除插塞，其中，移除插塞后所存在的通孔不被來(lái)自上內(nèi)腔的灌封材料覆蓋。
為了控制灌封材料在被施加于傳感器之后的時(shí)間性粘度變化且進(jìn)而控制灌封材料的硬化過(guò)程，在填注時(shí)：
-液態(tài)或粘稠狀的灌封材料具有確定的粘度和/或
-確定的灌封材料溫度，且/或
-設(shè)置了確定的殼體溫度，且/或
-填注以及特別是隨后的粘附在確定的殼體周?chē)鷾囟认逻M(jìn)行。
舉例而言，當(dāng)送入時(shí)的灌封材料溫度介于15℃與25℃之間，更佳介于19℃與21℃之間時(shí)，且/或當(dāng)送入時(shí)的周?chē)鷾囟冉橛?5℃與25℃之間，更佳介于19℃與21℃之間時(shí)，以6pas至9pas、更佳7pas至8pas的粘度送入灌封材料。
殼體為了實(shí)現(xiàn)灌封材料的粘附而保持特定位置的各個(gè)時(shí)長(zhǎng)也是根據(jù)灌封材料的類(lèi)型和/或送入時(shí)的灌封材料粘度和/或送入時(shí)的灌封材料溫度和/或送入時(shí)的周?chē)鷾囟燃右源_定，如果是離心式灌封，則殼體為了實(shí)現(xiàn)灌封材料的粘附而在下內(nèi)腔中旋轉(zhuǎn)或離心旋轉(zhuǎn)、優(yōu)選持續(xù)地旋轉(zhuǎn)或離心旋轉(zhuǎn)的離心旋轉(zhuǎn)時(shí)長(zhǎng)同樣如此。
如果焊盤(pán)或用于從電路板引出去的電芯線(xiàn)的其他固定手段終止于電路板與電纜出口相對(duì)的一面，特別是電路板的頂面，則必須將這些芯線(xiàn)——尤其在將電路板放置并固定在殼體的支承面上之前——穿過(guò)上內(nèi)腔與下內(nèi)腔之間的通孔，特別是后來(lái)的連接口，因?yàn)橛糜谶B接這些芯線(xiàn)的電纜穿孔或插式連接器通常位于下內(nèi)腔中，而下內(nèi)腔的高度一般也大于上內(nèi)腔的高度。
優(yōu)選在灌封之前對(duì)殼體的內(nèi)表面和/或完成裝配的電路板進(jìn)行清潔或表面處理，使得灌封材料能夠以最佳效果快速而持久地粘附于這些表面上。
在所述構(gòu)件、特別是所述傳感器方面，就一種具有筒形殼體、封閉殼體的蓋子以及在殼體內(nèi)腔中與底部隔開(kāi)地安裝在支承面上的電路板的同類(lèi)型傳感器而言，本發(fā)明用以達(dá)成前述目的的解決方案如下：在灌封材料的硬化狀態(tài)下，上內(nèi)腔和下內(nèi)腔均不完全被灌封材料填滿(mǎn)，并且尤其在下內(nèi)腔和/或上內(nèi)腔中存在內(nèi)空腔，該內(nèi)空腔占據(jù)相關(guān)內(nèi)腔的體積的至少20％，更佳至少30％，更佳至少40％，更佳至少50％，更佳至少60％，更佳至少70％。
然而，無(wú)論上內(nèi)腔還是下內(nèi)腔，所有想要保護(hù)的區(qū)域——?dú)んw在上內(nèi)腔中的上內(nèi)表面優(yōu)選除外——，優(yōu)選所有導(dǎo)電構(gòu)件以及優(yōu)選電路板的整個(gè)頂面和底面，完全被硬化的灌封材料覆蓋，優(yōu)選包括電路板頂面與筒形殼體的壁內(nèi)側(cè)之間的過(guò)渡區(qū)在內(nèi)。
電路板上個(gè)別無(wú)需灌封的導(dǎo)電元件，例如某個(gè)電子部件，可以排除在外。
下內(nèi)腔的內(nèi)周壁優(yōu)選完全被灌封材料覆蓋，并且特別地，未被灌封材料完全覆蓋的導(dǎo)電部件或元件不突出于硬化灌封材料的指向下空腔的內(nèi)表面而伸入下空腔。
如果電纜通過(guò)殼體上的穿孔從殼體中引出以實(shí)現(xiàn)信號(hào)傳輸，則特別地，電纜外周與穿孔內(nèi)周之間的接縫至少在其朝向殼體內(nèi)腔的末端上完全被灌封材料覆蓋。
在殼體內(nèi)部，尤其在各芯線(xiàn)中，優(yōu)選設(shè)有縱向水障。
上內(nèi)腔中的上空腔一方面由覆蓋電路板的硬化灌封材料的指向蓋子的頂面形成，另一方面由蓋子的底面形成，并且該上空腔側(cè)向上可由筒形殼體的壁部?jī)?nèi)表面限定。
同樣地，填注口和/或連接口可以是電路板外周與殼體內(nèi)腔的內(nèi)周之間的一間隙。
在下空腔與上空腔之間優(yōu)選存在至少一個(gè)連接口，以便允許上空腔與下空腔之間進(jìn)行壓力交換、熱交換和/或濕度交換。
連接口可以是填注口，或者仍然通暢的填注口形成第二連接口。
優(yōu)選地，填注口貫穿電路板延伸，且/或電路板具有非圓形外周，并且筒形殼體的壁部?jī)?nèi)周在用于電路板的支承面區(qū)域內(nèi)呈類(lèi)似的非圓形，從而在電路板與殼體之間實(shí)現(xiàn)形狀配合的防扭保護(hù)。
電路板被定位成與筒形殼體的底部隔開(kāi)，其實(shí)現(xiàn)方式為，電路板要么貼靠在向上敞開(kāi)的中間筒的端面上，該中間筒安裝在筒形殼體的內(nèi)腔中，尤其安裝在殼體的底部，要么貼靠在用于隔開(kāi)底部的其他間隔件如間隔環(huán)上。
然而，電路板也可以安裝在殼體壁部?jī)?nèi)側(cè)上(尤其環(huán)繞整周分布)的凸臺(tái)上。
為了防止電路板在灌封傳感器之前就已經(jīng)與這樣的支承面分離，電路板優(yōu)選以粘接方式相對(duì)這個(gè)支承面固定。
附圖說(shuō)明
c)實(shí)施例
下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行示例性詳細(xì)說(shuō)明。圖中：
圖1a為所述傳感器的第一結(jié)構(gòu)形式的透視分解圖；
圖1b為所述傳感器組裝完畢后的軸向截面圖；
圖2a為本發(fā)明的傳感器的第二結(jié)構(gòu)形式的透視分解圖；
圖2b為圖2a所示傳感器安裝完畢后的軸向截面圖，與圖1b一樣，為清楚起見(jiàn)而未顯示灌封材料；
圖3a-3f為在與圖2b相同的軸向截面圖中，組裝和灌封圖2a和2b所示傳感器時(shí)的不同狀態(tài)。
附圖標(biāo)記列表
1傳感器
2殼體
2'殼體開(kāi)口
2a底部
3蓋子
4傳感元件
5、5'插塞
6凸臺(tái)
7電纜穿孔
8插式連接器
9電路板
9a底面
9b頂面
10軸向
11中間筒
12間隔件，間隔環(huán)
12a支承面
13芯線(xiàn)
14內(nèi)腔
14a底部
14.1下內(nèi)腔
14.2上內(nèi)腔
15偏轉(zhuǎn)軸
16層厚
17中間套管
18填注口
19連接口
20、20'灌封材料
21.1下空腔
21.2上空腔
22密封件
23焊盤(pán)
24電子器件
25突出部
26槽隙
27穿孔
28偏轉(zhuǎn)軸
29灌封噴嘴
100水平面
具體實(shí)施方式
如圖1a、1b中的第一結(jié)構(gòu)形式所示，傳感器1的第一結(jié)構(gòu)形式由筒形朝上敞開(kāi)的殼體2構(gòu)成，其具有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)的圓形外輪廓和內(nèi)輪廓，以及在外周的位置上伸出的具有插式連接器8的中間套管17，該中間套管在筒形殼體2的側(cè)壁的橫向鉆孔中略微伸出殼體底部且用來(lái)向外電傳輸該傳感器所測(cè)得的信號(hào)。
在安裝完畢的狀態(tài)下，插式連接器8緊貼在中間套管17中，中間套管又緊貼在側(cè)壁的電纜穿孔7中。
在殼體2的內(nèi)壁的朝內(nèi)伸出且略微高于電纜穿孔7的凸臺(tái)上，放置有同樣呈筒形朝上敞開(kāi)的中間筒11，其優(yōu)選由軟鐵構(gòu)成，從而將傳感元件4——在其是磁場(chǎng)敏感的傳感元件的情況下——與從背面(即自下而上地)作用于傳感元件4的磁場(chǎng)隔絕。
在中間筒11的內(nèi)腔中，在其底部上放置有環(huán)形的間隔件12，即間隔環(huán)12，該間隔件通常由塑料構(gòu)成且在該間隔件上，從其壁部的內(nèi)側(cè)出發(fā)伸出一個(gè)用作支承面12a的凸臺(tái)，該凸臺(tái)上安放(優(yōu)選粘接)有電子電路板9。
在電路板9的朝向筒形殼體2的開(kāi)口的頂面9b上，傳感元件4大體居中布置，通常為電子芯片。通常構(gòu)成用于傳感元件4的信號(hào)的評(píng)估電路的組成部分的其他電子器件24，位于電路板9的頂面9b和底面9a上。
從間隔環(huán)12的內(nèi)周出發(fā)，還朝內(nèi)伸出一個(gè)突出部25，其與電路板9的外周中的對(duì)應(yīng)槽隙26形狀匹配且起防扭保護(hù)作用。
在電路板9的底面9a上布置有若干焊盤(pán)23，各有一導(dǎo)電芯線(xiàn)13以一個(gè)末端固定在這些焊盤(pán)上，另一末端分別與插式連接器8的送入殼體2的內(nèi)腔14的接腳中的一個(gè)焊接在一起，圖1b僅示例性地示出這些芯線(xiàn)中的單獨(dú)一個(gè)芯線(xiàn)13。芯線(xiàn)13以穿過(guò)穿孔27的方式貫穿中間筒11的底部。
從圖1a還可看出，電路板9在大部分周邊范圍內(nèi)具有圓形外輪廓，該外輪廓?jiǎng)偤梅湃腴g隔環(huán)12且通過(guò)這個(gè)周邊區(qū)域放置在間隔環(huán)12的同樣呈圓形環(huán)繞的凸臺(tái)上。
但電路板9的圓形外輪廓在一個(gè)周邊區(qū)段中變平，在這個(gè)區(qū)域內(nèi)，在電路板9的該變平區(qū)域與間隔環(huán)12的壁部之間產(chǎn)生一個(gè)沿軸向連續(xù)的間隙。
為視需要間歇性地封閉這個(gè)間隙，制造傳感器1時(shí)使用與這個(gè)間隙形狀配合的插塞5，下文結(jié)合圖3對(duì)此進(jìn)行說(shuō)明。
通過(guò)在此情況下呈罩形的形式為螺旋蓋的蓋子3來(lái)封閉殼體2，這個(gè)蓋子具有內(nèi)螺紋，可以在置入環(huán)繞式密封件22(如o形環(huán))的情況下，將這個(gè)內(nèi)螺紋密封式旋緊在位于殼體2的壁部的上部分中(即位于電纜穿孔7上方)的對(duì)應(yīng)外螺紋上。
圖2a、2b所示傳感器1的第二結(jié)構(gòu)形式與第一結(jié)構(gòu)形式的主要區(qū)別是，同樣呈筒形的殼體2的壁厚大得多，且其程度足以容納用來(lái)將傳感器1螺旋連接在周?chē)h(huán)境的構(gòu)件上的軸向通孔。
另一主要區(qū)別是，此處的蓋子3并非呈罩形，而是渾圓的板狀蓋子3，其插入筒形殼體2的開(kāi)口上的凸臺(tái)并例如焊接在此處，且該蓋子的頂面與殼體2的環(huán)繞式側(cè)壁的頂面對(duì)齊。
相應(yīng)地，殼體2的壁部的外側(cè)不具有外螺紋，而是呈柱形光滑。
又一主要區(qū)別是，第二結(jié)構(gòu)形式中未設(shè)中間筒，而是僅設(shè)有一個(gè)間隔環(huán)12。
在圖2a、2b中，這個(gè)間隔環(huán)以其底面放置在殼體2的內(nèi)壁面的相應(yīng)朝內(nèi)伸出的凸臺(tái)上，在其上端面上放置有此處呈渾圓形且剛好放入殼體2的內(nèi)周的圓盤(pán)狀電子電路板9。
在這個(gè)電路板9上設(shè)有填注口18(下文結(jié)合圖3a-3f對(duì)其用途加以說(shuō)明)，制造傳感器1時(shí)，可以間歇性地用形狀匹配的插塞5封閉這個(gè)填注口，這個(gè)插塞——與第一結(jié)構(gòu)形式一樣——優(yōu)選沿軸向10同樣呈錐形。
在圖2a、2b所示情形下，填注口18呈渾圓形，插塞5也具有渾圓形橫截面。
借助第二實(shí)施方式的截面圖3a-3f來(lái)對(duì)所述傳感器的制造過(guò)程進(jìn)行說(shuō)明：
在圖3a所示狀態(tài)下，所有芯線(xiàn)13的一端與已經(jīng)緊密固定在朝上敞開(kāi)的殼體2中的插式連接器8的觸腳焊接在一起，另一端與電路板9的底面9a上的焊盤(pán)23焊接在一起，隨后將電路板9以其底面9a的邊緣區(qū)域放置在間隔環(huán)12的上端面上并與其粘接，正如此前將間隔環(huán)12粘接在殼體2的內(nèi)周壁上一樣。
在圖3a所示這個(gè)狀態(tài)下，經(jīng)由塞進(jìn)電路板9的填注口18的填注噴嘴29將液態(tài)或粘稠狀且尚未硬化但可以硬化的灌封材料20'注入下內(nèi)腔14.1。如圖所示，填注噴嘴29在填注過(guò)程中并未將填注口18完全封閉，因而在其周?chē)?，從下?nèi)腔14.1擠壓而出的空氣可能經(jīng)由填注口18的自由部分朝上排出。
下內(nèi)腔14.1的一側(cè)被電路板的底面9a限制，另一側(cè)被殼體2的內(nèi)周壁和底部14a以及插式連接器8限制。殼體2大體水平布置，亦即，殼體2的上開(kāi)口和/或該殼體的通常與該上開(kāi)口平行的扁平底部14a大體平行于水平面100。
如圖所示，填注的灌封材料20'的體積遠(yuǎn)小于下內(nèi)腔14.1的體積，因此，填注的灌封材料20'能夠以均勻的層厚分布在底部14a上。
但根據(jù)圖3b所示的優(yōu)選方案，在填注灌封材料20'后，立即將殼體2偏轉(zhuǎn)至第一粘附位置——在該粘附位置中，灌封材料20'不允許達(dá)到填注口18——，亦即，圍繞沿圖3a的視向延伸的偏轉(zhuǎn)軸28進(jìn)行偏轉(zhuǎn)，該偏轉(zhuǎn)軸既橫向于軸向10，又橫向于插式連接器8和中間套管17的延伸方向。如此地選擇偏轉(zhuǎn)方向，使得插式連接器8朝下旋轉(zhuǎn)且在這個(gè)第一粘附位置中，插式連接器8的整個(gè)內(nèi)端面上的所有觸腳均被灌封材料20'覆蓋。在這個(gè)第一硬化位置中，可以在第一時(shí)間段內(nèi)粘附灌封材料20'。
隨后，如圖3c所示，將殼體2例如圍繞偏轉(zhuǎn)軸28以例如180°旋轉(zhuǎn)至第二硬化位置，使得下內(nèi)腔14.1的其余內(nèi)周面被灌封材料20'的尚未粘附、液態(tài)或粘稠狀的部分潤(rùn)濕。
但如圖3b、c所示，此前借助所示出的插塞5將填注口18封閉，該插塞從上內(nèi)腔14.2出發(fā)密封地插入填注口18并朝上突出于該填注口以外。
在這個(gè)第二粘附位置中，傳感器1在第二時(shí)長(zhǎng)內(nèi)保留下來(lái)，直至注入下內(nèi)腔14.1的灌封材料20'如此程度地粘附在周壁上，使得隨后的位置變化不再會(huì)導(dǎo)致灌封材料20'的緊鄰周壁及粘附在周壁上的部分發(fā)生脫落。
采用上述方式后，下內(nèi)腔14.1(以及插塞5的朝內(nèi)伸出下端)的所有內(nèi)周面隨后均被灌封材料20覆蓋，如圖3c所示，該灌封材料在此情況下將下空腔21.1包圍。
在這一點(diǎn)例如因灌封材料20'的注入體積過(guò)小而無(wú)法確保的情況下，從第一粘附位置旋轉(zhuǎn)至第二粘附位置的旋轉(zhuǎn)度也可以小于180度，例如僅為120度，且在第二粘附位置中經(jīng)過(guò)第二時(shí)長(zhǎng)后，還以另一角度值旋轉(zhuǎn)至第三粘附位置，在該粘附位置中，又以隨后的第三時(shí)長(zhǎng)保持該殼體2。
如圖3d所示，為在上內(nèi)腔14.2中進(jìn)行灌封，首先將殼體2圍繞偏轉(zhuǎn)軸28偏轉(zhuǎn)至水平位置，并在這個(gè)再填注位置中——在填注口18中仍插有插塞5的情況下——將一定量的液態(tài)或粘稠狀的灌封材料20'注入(優(yōu)選澆注至)上內(nèi)腔14.2，使其分布在其中并流平。灌封材料在足量時(shí)覆蓋所有電子器件24以及電路板9的頂面9b上的傳感元件4，并粘附在電路板9的頂面9a上方的殼體2的內(nèi)周壁上。
如果電路板9的外周與殼體2的內(nèi)周壁間存在距離，則灌封材料20'——視粘度而定地——也會(huì)擠入這個(gè)距離并粘附于其中。
在此，填注的灌封材料20'的體積也小于殼體2的上開(kāi)口往下至電路板9間的上內(nèi)腔14.2的體積。
在另一粘附位置(即優(yōu)選在圖3d所示再填注位置)中，在另一相應(yīng)的時(shí)長(zhǎng)后，灌封材料20'粘附在潤(rùn)濕面上。這樣就在上內(nèi)腔中硬化的灌封材料20的表面與殼體2的自由開(kāi)口之間產(chǎn)生上空腔21.2。
灌封上內(nèi)腔14.2的整個(gè)過(guò)程中，灌封材料不應(yīng)達(dá)到上內(nèi)腔14.2的上緣以及/或者插塞5的頂面不應(yīng)被潤(rùn)濕。
隨后如圖3e1所示，將插塞5從填注口18移除，從而為下空腔21.1與上空腔21.2建立連接口19，該連接口實(shí)現(xiàn)了這兩個(gè)空腔21.1與21.2間的氣體交換和壓力補(bǔ)償。
移除插塞5時(shí)，優(yōu)選在將其軸向抽出前，首先圍繞其軸向旋轉(zhuǎn)該插塞，以便剝離粘附在其周邊上——特別是粘附在下內(nèi)腔14.1中——且優(yōu)選尚未完全硬化的灌封材料20。
基于以上理由，優(yōu)選在結(jié)束圖3c所示第二硬化位置中的粘附后，立即灌封上內(nèi)腔14.2，且優(yōu)選在上內(nèi)腔14.2中的灌封材料20足夠硬化后立即移除插塞5，這樣就避免了以下危險(xiǎn)：上內(nèi)腔14.2中的灌封材料20和下內(nèi)腔14.1中的灌封材料均無(wú)法重新封閉打開(kāi)后的連接口19。
這樣就能如圖3f所示放置蓋子3并將其與殼體2緊密連接在一起。
圖3e2示出不同于圖3e1所示方案的用于在上內(nèi)腔14.2中進(jìn)行灌封的替代方案。
如圖3e2所示，在將灌封材料20'施加于電路板9的頂面9b(即送入上內(nèi)腔14.2)前就移除插塞5，此舉的優(yōu)點(diǎn)是，能夠檢測(cè)移除插塞5是否確實(shí)導(dǎo)致了通向下空腔21.1的通暢連接口19。
如圖3e2所示，隨后再將一定量的液態(tài)或粘稠狀的灌封材料20'施加在電路板9的頂面9b上，但并非通過(guò)澆注和隨后的自流平來(lái)實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，而是采用以下施加方案：借助一個(gè)可控地沿電路板9的頂面9b并以可以間隔地在其上方移動(dòng)的灌封噴嘴29(其用來(lái)僅將灌封材料20'施加于電路板9的頂面9b的所選表面區(qū)域)，以某個(gè)較小的層厚，使得事先可以——根據(jù)粘度和其他環(huán)境參數(shù)(如溫度)——來(lái)算出所施加的灌封材料20'的側(cè)分布。
在此需要指出的是，用于本申請(qǐng)的用途的灌封噴嘴指的是用于灌封材料20'的任意排出口，與存在常見(jiàn)的噴嘴效應(yīng)(即利用朝噴嘴末端的橫截面變窄來(lái)為流過(guò)的介質(zhì)加速)與否無(wú)關(guān)。
如圖3e3所示，這樣就能針對(duì)性地僅將電路板9的表面上的特定區(qū)域用灌封材料20'潤(rùn)濕，且在該灌封材料硬化后能夠排除事先確定的不需要灌封的區(qū)域，例如連接口19或者電路板9的頂面9b上的某個(gè)電子器件24。
例如在這種器件24是溫度傳感器的情況下，該溫度傳感器不應(yīng)被灌封材料20覆蓋，因?yàn)檫@樣不僅會(huì)延遲環(huán)境溫度傳輸至這種溫度傳感器，還會(huì)因灌封材料的良好導(dǎo)熱性而造成測(cè)量結(jié)果的普遍失真。