无壳体的传感器构造制造技术

本发明专利技术涉及无壳体的传感器构造。本发明专利技术涉及一种制造无壳体式传感器具体地制造接近传感器的方法。在此，提供了在一个传感器底座上构建机械功能和电子功能所需的全部组件，然后在组件周围注入塑料复合物。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于制造电子传感器的方法，具体地，封装传感器的方法，并涉及使用该方法制造的传感器。
技术介绍
电子传感器通常用于对物理測量变量从其周围环境的定量和/或定性检测，其中，将检测到的測量变量转换为电信号且发送用于后续处理。原则上，可以分为有源传感器和无源传感器，其中，除了实际换能器之外，有源传感器包括额外主电子设备，并使用外部辅助能量供能。作为这种电子传感器的示例，在非穷尽性列表中有电感或电容式接近开关、 磁传感器、光传感器、光栅、光纤传感器、感应距离传感器、三角測量距离传感器和相位測量光距离传感器。通常，这种传感器的技术构造包括坚固的壳体，其包括换能器和在印刷电路板上的相应的电子设备，其中，传感器电子设备的触点引导向外通过壳体。市场上已经立足的可行传感器结构包括具有圆柱壳体类型和多边形壳体类型的传感器。壳体通常由金属或塑料预装配，从而换能器、传感器电子设备和触点(例如，以电缆或插头触点的形式)可以被安装在这些壳体中。通常，安装在壳体中的传感器的组件被封装在铸造复合物中，以保护传感器结构不受环境影响和传感器结构的机械稳定性。可以根据单个电子组件、机电组件备或光电组件制造每个换能器，也可以根据预装配的电子组件、机械组件和/或光电组件的组制造每个换能器。在本专利技术的范围内，多边形传感器结构被理解为具有大体多面体壳体的传感器， 其通常基本具有块的形状或彼此嵌套的若干块的形状。相应的多边形结构以特別有利方式适合于例如在专用机构造领域非常普遍的轮廓系统(profile system)的T形槽组装。原则上，多边形传感器还可被安装到系统或机器的任意支撑元件上。与圆柱形传感器结构相关的缺点是多边形传感器的金属或塑料壳体的碾磨复杂，其生产是相对成本密集型。替代地，多边形传感器的壳体可以由锌压铸材料来制造，其中，壳体昂贵的问题被转换成铸造模具的高的初始成本。相对于少的数量，对于多边形传感器结构仍然存在高生产成本和有限的灵活性的问题。多边形传感器结构的另ー缺点在于这些传感器必须使用至少两个附接螺丝来安装在机器或系统壳体的平坦表面上，这意味着相对于圆柱形传感器増加了复杂度。所谓的“无壳体式”传感器表示另ー结构，其电子组件彼此机械接触，从而在它们被放置在注塑模具中并且借助于固定元件保持在固定的预定位置之前在生产过程初始它们可以彼此相对移动。然后，在所述组件周围完全地注模塑料复合物，其中，模制体由外部尺寸对应于注塑模具的内部尺寸的塑料复合物来形成。此方法的缺点在于各个组件，诸如传感器的换能器、具有主电子设备和触点的印刷电路板，必须以复杂且精确的方式放置且固定在注塑模具中。另外，必须在无壳体式多边形传感器的模制体上设置紧固件，以便在它们的使用位置能够安装这些紧固件。被构建为螺纹嵌件、螺纹通孔或螺纹杆等的紧固件在注模之前必须放置且固定在相应的模具中。
技术实现思路
因此，本专利技术基于公开下述传感器的问题，该传感器特別地可以以低生产成本少量地来生产并且提供用户额外的安装益处。通过根据独立方法权利要求并根据相关联设备权利要求的主题来解决此问题。优选的和/或有益的结构和改进是相应从属权利要求的主題。本专利技术包括一种用于传感器的生产方法，其中，通过在多个组件周围进行塑料复合物的注摸，形成模制体，例如，具有多边形的模制体，其外部尺寸对应于注塑模具的内部尺寸。通常，所述组件可以是对于每个传感器的功能和处理或组装所需要的任何光、电子、 机械和/或混合集成式组件。具体地，这些组件包括为每个測量任务构建的换能器。在第一歩，传感器的光、电子和/或机械组件被机械地固定在印刷电路板的顶侧和/或后侧。在另ー步中，将装配的印刷电路板放置在注塑模具中。在注塑模具中，通过支撑指将印刷电路板保持在相对于注塑模具的壁的限定位置。然后，将液态的塑料复合物注入注塑模具中，从而至少部分地在此固定位置注模(注塑成型)具有所述组件的印刷电路板。优选地，换能器被构建为混合集成式组件，其包括，对于其部分的对应于每个测量任务来说，多个电子、机械和/或光组件，并因此相对于印刷电路板组件形成各个预制组件。必要吋，可期望的是换能器不被塑料复合物覆盖或者不完全地嵌入到塑料复合物中。例如，对于光传感器，在光束路径不应该被实现为通过铸造复合物到光传感器吋，会是这种情況。为此，在本专利技术的改进中，提供了在塑料复合物中嵌入导管元件，其中，此导管元件在塑料复合物中形成导管。在此，换能器被布置在导管中。在使用塑料复合物进行注模之前在电路板上安装导管元件，从而在电路板的俯视图中，导管壁围绕换能器。当注入塑料吋，塑料复合物没有滲透或者没有完全渗透导管内部，使得导管仍然脱离塑料复合物，或者，使得在注入之后塑料复合物围绕导管元件形成的导管。为此，通常，有利地是，在电路板上以密封的方式安装导管元件，从而防止塑料复合物在注模期间在导管元件指向电路板的端部与电路板本身之间的渗透。然后，还可以在导管中布置其他元件。例如，导管可以被关闭以便密封用适当材料制成的窗或光学元件。在本专利技术的不同的优选实施例或改进中，光学传感器的换能器可以包括机械地固定在印刷电路板上的光电组件以及具有透镜架和至少ー个透镜的预装配透镜单元。透镜架可以放置在印刷电路板的槽中和在注塑模具中，且至少部分地被注塑成型。在此，透镜架有利地形成在塑料复合物中的导管，如上所述。光换能器的这种两部分或多部分结构允许使用光电标准组件，例如，光电ニ极管和专用光学器件，从而可以消除特定、预装配、混合集成式组件。在注模期间通过按压透镜架，防止了仍为流体的塑料复合物会在印刷电路板之间或者光电组件与光学器件之间渗透并且因此阻挡换能器的光束路径。优选地，透镜架仅在垂直于印刷电路板的侧的周围被注塑成型，使得背向光电组件的透镜架的外侧可以被密封成与传感器的塑料模制体基本齐平。与现有技术相比，根据本专利技术的方法允许生产例如无壳体式多边形传感器，其中，通常主电子设备需要的印刷电路板可以同时用作底座，即，用作机械传感器结构的安装平I=I O机械组件包括设置用于附接传感器的至少ー个附接元件。作为这种附接元件，螺纹嵌件或螺纹套管可以被夹在印刷电路板上，其中，该嵌件或套管在注模エ艺中使用塑料复合物来完全地或至少部分地注摸。因此，在附接元件与传感器的模制体之间建立非正向配装连接和正向配装连接，藉此传感器的装配期间产生的カ最佳地吸收分布在模制体内。特別有利地是，电子组件和机械组件可以使用电子工程中常用的拾取和放置技术放置在印刷电路板上，并且可以使用典型附接处理诸如夹、粘结和/或焊接固定在印刷电路板上。因此，传感器底座可配备有传统自动拾取和放置设备中的所有组件。本专利技术的一个特别有利的改进是印刷电路板面板，其包括在注塑模具中同时注塑成型的多个相同的印刷电路板以形成具有塑料复合物的面板。使用完全或部分(一半) 的电路板面板作为安装平台，相应数量的传感器可以使用例如多边形的注模壳体同时来设置。然后将各个传感器从印刷电路板面板分离。本专利技术的另ー结构提供了使用透明或半透明塑料复合物注塑成型每个传感器的所配备的电路板。因此，可以将传感器的标签例如型号和/或连接标记直接应用于印刷电路板上，其中，此标签通过传感器的透明模制体仍可见。因此，以ー种特別有利的方式，可以去除在模制体表面上的额外标签印制。本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：W·韦尔勒，A·于尔根斯，
申请(专利权)人：堡盟英诺泰克股份公司，
类型：发明
国别省市：