通过低压注入活性树脂而密封复杂形状的电子传感器的方法

摘要

一种通过低压注入活性树脂而将放置在外壳中的电子传感器密封起来的方法，该外壳由至少两个连接的元件组成，该方法包括以下步骤：i.将传感器组装在所述外壳的元件内，ii.锁定该外壳的元件，以形成注射护套，iii.通过该注射护套的至少一个填充孔低压注入活性树脂，iv.继续注入直至活性树脂溢出到被提供用来容纳过量活性树脂的至少一个溢出容器中，其特征在于，该填充孔和溢出容器结合在注射护套中。

说明书

技术领域

本发明涉及一种通过低压注入活性树脂而密封放置在外壳中的电子传感器的方法。

背景技术

为了在具有苛刻的周围条件(例如温度和湿度)的环境中保护电子元器件，将所述电子元器件及其连接件集成到密封且保护性组件中是已知的。

本发明通过本身决非限制性的示例描述了一种集成在机动车的门手柄中的接近传感器。这种电子传感器因此经受温度和湿度环境，从而在缺乏合适的保护措施的情况下时常观察到电子元器件的过早老化和劣化，甚至失效。

本领域技术人员知道可通过将保护性的活性树脂涂覆在所述电子元器件上来解决这个问题。

因而，已知生产一种包裹电子元器件及其相关的连接件的呈容器状的元件，然后通过重力浇铸活性树脂，例如聚氨酯、环氧化物或硅树脂来填充该容器。

该方法具有显著的缺点，即其体积。实际上，重力浇铸需要使容器具有尺寸余量以利于流动并避免在涂覆电子元器件时活性树脂的溢出。为了避免溢出，因而在容器中系统地提供了“死体积”，其产生用于组件的一定的体积。

除此之外，在没有再产生容器的裕度以便能够恰当地填充所有体积的条件下，重力方法不能用于填充复杂形状的产品。

现在，目前的传感器趋于小型化，且它们的形状趋于变得越来越复杂，以便更好地集成在其最接近的环境中。因而，集成在机动车的门手柄中的传感器必须能够较好地贴合所述手柄的形状，而不会使手柄变得太庞大。因此需要将复杂形状与有限的尺寸结合起来，该尺寸不容许通过重力浇铸的包覆成型(surmoulage)。

为了解决此问题，本领域技术人员可使用若干已知的方案。第一方案在于不使用包覆成型并且将电子元器件放置在外壳中，外壳填充有空气并且相对外部是密封的。现在，如果只是因为传感器的电源导线或信号传输导线需要穿入所述外壳的内部并因而由此产生了同样多破坏密封性的潜在来源，那么大量连续生产的部件的密封是难以保证的。第二技术在于在压力下利用热塑性材料或活性双成分材料对电子部件进行包覆成型(通常被称为R.I.M.，其是“反应注射成型(Reaction Injection Molding)”的首字母缩写词)。这需要在模具方面和在机器方面同样多的巨大投资，这使得这种备选方案在成本方面受到了抑制。此外，热塑性材料的注入通常在电子元器件不容易承受的高压和高温条件下进行。而且，这些材料在面对潮湿气氛时不具有非常良好的耐受性。最后，这种包覆成型会捕获(emprisonner)对所述包覆成型的密封性有害的气泡。

发明内容

本发明致力于以可容忍的成本解决上面的问题。

为此，本发明首先致力于一种通过低压注入活性树脂而将放置在外壳中的电子传感器密封起来的方法，外壳由至少两个连接的元件组成，所述方法包括以下步骤：

i.将传感器组装在外壳的元件内，

ii.锁定外壳的元件，以形成注射护套，

iii.通过注射护套的至少一个填充孔低压注入活性树脂，

iv.继续注入直至活性树脂通过至少一个排放孔而溢出到被提供用来容纳过量活性树脂的至少一个溢出容器(dévidoir)中，

所述方法其特征在于，填充孔和溢出容器结合在注射护套中。

因而，低压注入是在构成铸模的现存部件中进行的，该低压注入设有至少一个填充孔和一个用于排出过剩物的排放孔，从而除了进入面向排放孔而提供的溢出容器中之外没有泄漏的风险。此外，低压不会损坏电子元器件。

有利的是，该方法还包括一个后续步骤，在该后续步骤期间使填充孔和溢出容器从注射护套分离。

因而，完成的部件具有美观的外观和减小的尺寸，消除了根据本发明对于密封所需要的两个元件(填充孔和溢出容器)。

在一个实施例中，填充孔和溢出容器具有利于它们从注射护套分离的弱化区域。

这样容易以工业且可靠的方式使这两种元件从注射护套分离。

溢出容器优选地包括促进活性树脂流动的装置，从而使低压注入的过剩物很好地流动。

此外，所使用的活性树脂属于聚氨酯系列。

有利的是，所使用的活性树脂在步骤iii中注入时具有大于7000mPa·s的粘度，并且在步骤iv结束时具有大于10000mPa·s的粘度。

因而可以确保以较低(与填充孔垂直处1至1.5巴的过压)的压力轻易地进行浇铸，并且不会由非常高的粘度损伤电子元器件。

附图说明

本发明的其它特征、目的和好处将通过参照代表其非限制性示例的优选实施例的附图从以下详细说明得出。图中：

图1是根据本发明的传感器的三维图示，

图2是根据本发明的传感器的下半外壳的图1的区域A的放大图，

图3是在树脂的低压注入步骤之前的组装后的根据本发明的传感器的三维图示，

图4是图3的区域B的放大图，其显示树脂溢出容器，

图5是图3的区域C的放大图，其显示了填充孔，

图6是根据本发明的传感器在其最终制造步骤中一旦消除了填充孔和溢出容器之后的三维视图，

图7是根据本发明的传感器的侧视图。

具体实施方式

所展示的实施例是意图集成在机动车的门手柄中的接近传感器。

给机动车装备电子装置是很普遍的，以便允许确定地识别接近所述车辆的人员，从而只容许具有正式授权的人员进入车辆内部。为实现此目的所实施的装置可以是多种多样的，但基本原理(此处为了提醒而回顾一下)如下：

·车辆装备有识别授权人员接近的装置(通常携带能够与识别装置以安全的方式对话的电子徽章)，

·当授权人员接近时，识别装置在解锁车辆的门之前仍然等待所述人员实际地表示出进入车辆的意图。这种双重校验的目的是允许例如授权人员非常接近其车辆经过而不会刻板地解锁入口。

在这种装置中，用于确定授权人员重新进入车辆中的实际意图的其中一个措施在于将接近传感器放置在门的手柄中，接近传感器将使识别装置知道授权人员朝手柄方向伸出了他的手。

以下在说明书中将更详细地描述这种类型的传感器。

集成在车辆中(在这种情况下是集成到门的手柄中)的此类传感器例如为电容型，并且将接近度检测信号发送给识别装置。如果满足之前提到的双重条件(例如检测到呈徽章形式的授权并检测到身体的一部分——通常是手——接近门的手柄)，就发生解锁并授权进入。

以下参照图1详细描述根据本发明的传感器10的构造。

其包括通过机械锁定装置20a，30a而共同协作的下半外壳20和上半外壳30，从而这样实现注射护套。在所述注射护套内部，放置有传感器10的天线40和电子元器件50，天线40用于检测接近度，而电子元器件50负责处理信息并将信号发送给识别装置(未显示)。为了给传感器供电并发送所检测的信号，还使电导线70穿入注射护套的内部。如图2中所示，下半外壳20具有使电导线70最佳定位并将它们保持就位的导向件20b。

所述注射护套可通过注入塑料、热塑性或热固性材料来制造，但并非一定如此。完全可以设想护套由另一类型的材料(例如金属)制成。

上半外壳30和下半外壳20结合了形成填充孔60的两个元件60a，60b。此填充孔60允许以防漏的方式引导活性树脂流向注射护套。为此，将树脂喷嘴放置在顶部元件60a上就足够了。

一旦组装好，传感器看起来就如图3中所示。此时其呈通过电导线70而联接到车辆的电缆束上的单一部件的形式。

如图5中所示，通过填充孔60来进行树脂注入，更具体地说，喷嘴与树脂入口锥体60c协同。图1中还可见用于引入树脂的通道60d，其引导活性树脂流向注射护套的内部，与待进行包覆成型的元件相接触。在该方法的这个阶段，活性树脂是非常流动性的(其在填充孔60处的粘度有利地大于7000mPa·s)。活性树脂在注入步骤结束时一旦填充溢出容器80就将开始硬化，以达到大于10000mPa·s的粘度。

该方法的下一步骤在于继续注入树脂，直至活性树脂溢出为此目的而提供的溢出容器80。因此树脂将在注射护套内部充分缓慢地(注入时间通常在30秒至1分钟之间，取决于传感器10的形状和待注入的树脂的体积)前进，以不会损坏电子元器件50。这是由于相对较低的粘度和低压注入(在喷嘴60处为1至1.5巴之间)的组合。树脂的前沿将随着其向前推进而驱散周围空气，周围空气将能够通过溢出容器80而逸出。

有利的是，电子元器件放置在接近喷嘴60处，以始终处于具有较低粘度的树脂中。

还有利的是，溢出容器80放置在活性树脂于注射护套中前进的末端处。

在整个注入阶段期间，传感器放置在夹具中，该夹具将使这两个半外壳20，30保持就位，并确保为此协同的装置20a，30a的机械锁定不会停止，机械锁定停止将导致泄漏并致使传感器不相容。

在所示的实施例中，树脂还用作注射护套的元件的粘胶。

在注入阶段结束时，如图2和图4中所示，树脂将通过为此目的而提供的单独的泄漏孔90而离开注射护套。这些泄漏孔90通向溢出容器80中，溢出容器80用来将过量材料容纳在其储槽110中。

有利的是，溢出容器80具有面向泄漏孔90的放出锥体100，从而更容易流出树脂而不会堵塞所述泄漏孔90。树脂将因而填充溢出容器80的储槽110，而不会弄脏该工具。为了在没有溢出的条件下填充所述储槽110而优化了注入参数。

应该注意溢出容器80可包括导向件80a，以促进电连接器70的定位，尤其如图1，2和4中所示。

随后的步骤是使填充孔60和溢出容器80与传感器10的其余部分分离，以便获得如图6中所示的功能性传感器10。

根据一个优选实施例，通过与分离点120垂直的形状和减少的厚度而促进这种分离操作。因而，用来引起该分离的力是最小的，并且通过产生这些较小刚度的区域而使断裂系统化。

同重力浇铸方法相比，为了突出根据本发明的方法的好处，图7显示了根据本发明的传感器10的侧视图。线L代表如果使用重力浇铸来填充下半外壳20，针对给定的传感器所达到的最高水平。因而可直接看出电子元器件50和天线40不能被完全包覆成型，而且不能获得密封性。

本发明并不局限于所述的单个实施例，而是涵盖了本领域技术人员所想到的范围内的任何变型。

例如，在没有以任何方式脱离本发明的条件下可以很容易地想到更为复杂的形状。还可以设想由不止两个元件组成的注射护套，或实际上将一个(或更多)填充孔60放置在装备多个溢出容器80的注射护套中间。