具有由液体硅酮橡胶制成的注射模制壳体的传感器制造技术

本发明专利技术涉及一种传感器（1），其包括传感器元件（2）、用于电连接的连接元件以及被施加到传感器元件上的壳体（8）。这里，壳体（8）包括具有固化的液体硅酮橡胶（LSR）作为主要成分的壳体材料。体材料。体材料。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有由液体硅酮橡胶制成的注射模制壳体的传感器


[0001]本专利技术涉及一种传感器，其包括传感器元件、用于电连接的连接元件以及用于传感器元件的壳体。

技术介绍

[0002]现有技术传感器使用由金属、陶瓷或热塑性塑料材料构成的壳体，其与由硬化材料（例如热塑性塑料、陶瓷或环氧树脂）构成的内部填充物相组合。
[0003]需要附加的内部填充物以使壳体的形状适应传感器元件的形状，并允许传感器元件和壳体之间的紧密的机械和热接触。陶瓷和金属壳体由于其相对大的壁厚和所需的附加填充材料而难以小型化。
[0004]此外，硬的罐装壳体通常提供良好的机械保护，但是限制了传感器元件和待测量介质之间的机械和热接触。
[0005]专利DE 69323126 T2公开了另一种使用收缩管作为传感器元件的壳体的技术。该元件具有硅酮弹性体涂层，并且被可热收缩的外部薄管覆盖。
[0006]然而，这种壳体具有若干个缺点，因为收缩管的尺寸和形状难以控制并且收缩管和连接的电导线之间的粘附力低。
[0007]另一现有技术文献公开了柔性传感器的使用，其中，传感器元件例如被施加在聚酰亚胺箔上。另一方面，这种传感器难以受到保护以免受机械冲击。

技术实现思路

[0008]鉴于现有技术的缺点，本专利技术的目的是公开一种用于传感器元件的改进的壳体，其能够被容易地施加。
[0009]该目的通过如权利要求1中所述的传感器来实现。
[0010]该传感器包括传感器元件、用于电连接的连接元件以及被施加到传感器元件上的壳体。这里，壳体包括具有固化的液体硅酮橡胶（LSR）作为主要成分的壳体材料。
[0011]在一个实施例中，传感器元件具有圆柱形状。传感器元件可以具有≤2.4 mm的直径。
[0012]传感器可以是用于温度测量的传感器。传感器元件可以具有任何几何形状。连接元件机械地且电气地连接到传感器元件。
[0013]壳体紧密地覆盖整个传感器元件。它由弹性壳体材料构成。除了主要成分液态硅酮橡胶（LSR）之外，壳体材料还可以包括若干种填充材料或添加剂。
[0014]LSR作为壳体材料具有有利的性能。由于其高流动性和低粘性，在将壳体材料施加在传感器元件的外侧上期间，其可以容易地形成。这使得能够实现壳体的小型化和自由设计变化。此外，可以使壁厚最小化。小的壁厚缩短了传感器的响应时间。
[0015]由于低注射压力以及在该过程期间没有收缩行为，LSR在传感器元件上的施加比现有技术传感器中使用的热塑性塑料材料的施加更顺利。因此，LSR甚至能施加到易受影响
的机械结构。
[0016]LSR壳体的通常为5
‑
25%的低压缩变形以及在断裂前的高于100%的高伸长率允许柔软和顺利的施加。因此，LSR壳体的外表面易于适应待测量的表面并且可以实现良好的热接触。
[0017]由于LSR的高耐热性，该传感器适合于在苛刻的操作条件下的应用，并且被设计成用于在
‑
40℃至250℃的扩展测量范围内的温度测量。
[0018]可以使用氧化物陶瓷作为填充材料。氧化物陶瓷可以含有硅或铝的氧化物，如二氧化硅、蒙脱石或Al2O3。此外，填充材料可以包括氮化物，例如AlN和BN。除此之外，也可以使用诸如SiC的碳化物。借助于填充材料，可以改善或改变壳体的性质。可以通过填充材料改变的性质的示例是壳体材料的拉伸强度、硬度、介电强度、热导率和热膨胀。
[0019]由于LSR是主要成分，填充材料在壳体材料中的比例低于50 wt%。填充材料的颗粒直径优选地在10 nm和20 μm之间。
[0020]在一个实施例中，传感器元件包括温度敏感构件。
[0021]温度敏感构件可以包括用于检测温度的热敏电阻材料。
[0022]由于热敏电阻材料的电导率取决于温度，所以这种材料可以用于温度传感器。热敏电阻材料可以具有负的温度系数（NTC）。在另一个实施例中，热敏电阻材料可以具有正的温度系数（PTC）。
[0023]在一个实施例中，传感器元件包括连接到温度敏感构件的引线。引线使得传感器元件能够形成电连接。
[0024]在一个实施例中，一对引线连接到温度敏感构件。
[0025]在一个实施例中，连接元件包括电导线。
[0026]在一个实施例中，导线是单根导线。在另一个实施例中，导线是多绞合导线。在优选实施例中，两根电导线连接到传感器元件。
[0027]在一个实施例中，电导线用绝缘材料（即硅酮）绝缘。导线可以是单根导线或多绞合导线。
[0028]在优选实施例中，两根电导线连接到传感器元件的引线。电导线和传感器元件的引线之间的连接可以通过压接电导线或通过焊接来实现。
[0029]传感器元件可以包括具有不同横截面的两个部分。一个横截面大于另一个。在一个实施例中，电导线固定到具有较大横截面的那个部分的侧面。
[0030]壳体可以被紧密地施加到连接元件的一部分上。被覆盖的部分可以定位成邻近传感器元件。在另一个实施例中，连接元件的不邻近传感器元件的一部分被覆盖。
[0031]有必要用紧密的、不可渗透的壳体来保护包括传感器元件和连接元件的传感器免受待测量介质的化学影响。需要不可渗透的壳体的示例是用于测量诸如自动变速器流体（ATF）的化学物质或防冻化学物质的温度的传感器。
[0032]在导线的另一端部，可以设置电插头以将传感器元件连接到电路。
[0033]在另一个实施例中，连接元件包括引线框。
[0034]壳体可以被施加到引线框的至少一部分上。被覆盖的部分可以邻近传感器元件。
[0035]在一个实施例中，壳体材料在100℃具有0.2
‑
0.3 W/（m K）的热导率。
[0036]取决于应用，可以通过添加填充材料来调整热导率。壳体的高热导率可以通过具
有高热导率的填充材料来实现，例如Al2O3和h
‑
BN。这确保了传感器的短的响应时间。
[0037]在一个实施例中，壳体材料具有2xl0
‑4‑
4xl0
‑
4 K
‑1的热膨胀系数。
[0038]低的热膨胀系数确保传感器在宽温度范围内的顺利运行。可以通过填充材料使热膨胀系数适应应用的需求。
[0039]在一个实施例中，壳体材料具有10
‑
90的肖氏A硬度。
[0040]可以通过填充材料使硬度适应应用的需求。因此，壳体提供了抵抗环境机械冲击的良好保护。
[0041]在一个实施例中，壳体材料具有20 kV/mm或更高的介电强度。
[0042]因此，壳体提供了抵抗环境电冲击的保护，并且作为电绝缘壳体覆盖传感器元件。
[0043]在一个实施例中，保护传感器元件的壳体具有大于或等于0.2 mm的壁厚。在优选实施例中，壳体具有在0.3 mm和0.2 mm之间的壁厚。在更优选的实施例中，壳体具有在0.21 mm和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.传感器（1），所述传感器（1）包括传感器元件（2）、用于电连接的连接元件以及被施加到所述传感器元件上的壳体（8），其中，所述壳体（8）包括具有固化的液体硅酮橡胶（LSR）作为主要成分的壳体材料。2.如权利要求1所述的传感器（1），其中，所述传感器元件（2）包括温度敏感构件。3.如权利要求2所述的传感器（1），其中，所述温度敏感构件包括热敏电阻材料。4.如权利要求1或3中的一项所述的传感器（1），其中，所述连接元件包括电导线（6）。5.如权利要求1或3中的一项所述的传感器（1），其中，所述连接元件包括引线框。6. 如权利要求1至5中的一项所述的传感器（1），其中，所述壳体材料在100℃具有0.2
‑
0.3 W/（m K）的热导率。7. 如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：O，
申请(专利权)人：TDK电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：