传感器设备和接地连接的制作方法

1.本发明涉及工业传感器技术领域，尤其涉及传感器设备的电气接地


背景技术：

2.传感器设备，例如流体传感器设备，可以包括传感器，如温度传感器，和/或机械谐振器，如音叉谐振器。传感器设备通常需要互连至少两个印刷电路板(pcb)，并将pcb接地，以用于静电放电(esd：electrostatic discharge)保护和防止电磁干扰(emi噪声)。
3.弹簧触头，也称为弹簧指或接地触头，通常用于设备和pcb之间的接地。弹簧触头焊接在pcb上。然而，在许多应用中，像在车辆中实施传感器设备时，振动会在弹簧触头和pcb之间的软焊接合部上产生应力和疲劳，从而削弱连接。
4.在现有技术已知的一些传感器设备中，如图1所示的传感器设备10，pcb 12、14的接地是通过焊接到传感器设备10和pcb 12的导电体18上的引脚16实现的。pcb 12、14通过刚性连接装置20相互连接。为了保护和绝缘pcb 12、14和电子部件免受恶劣环境的威胁，传感器设备10的腔22可以填充环氧树脂(这种方法也被称为pcb灌封)。然而，环氧树脂由于其刚性材料特性，不允许阻尼振动。此外，由于它涉及几个元件(18，20)的安装，以及焊接和灌封的步骤，这种传感器设备的可制造性受到影响。


技术实现要素：

5.因此，本发明的一个目的是提供一种用于传感器设备的简化接地解决方案，该解决方案具有改进的抗振动性，并且适于大批量生产，即具有更高的可制造性。
6.上述目的通过根据独立权利要求1的传感器设备来实现。所述传感器设备包括适于容纳至少第一印刷电路板(pcb)和第二pcb的导电体。第一pcb和第二pcb通过柔性导电装置连接在一起，并且传感器设备还包括至少一个导电弹簧，该至少一个导电弹簧通过卡扣配合、形状配合或压配合连接保持在两个pcb之间，使得弹簧的第一部分压靠pcb中的一个，并且弹簧的第二部分压靠导电体，以保持导电体和pcb之间的电连接。
7.因此，由于导电弹簧通过卡扣配合、形状配合或压配合连接被保持，所以可以保持导电体和pcb之间的电连接，即执行接地功能，而不需要将导电弹簧焊接到pcb或导电体上。相反，导电弹簧和pcb之间的电连接有利地通过将弹簧的第一部分压靠pcb来实现。类似地，导电弹簧和导电体之间的电连接通过将弹簧的第二部分压靠导电体来实现。因此，相对于传感器设备中的电接地的已知解决方案，没有焊接接合部、因此没有电连接会被振动损坏。将组装导电弹簧的无焊料解决方案与使用柔性导电装置(即柔性电连接，如pcb柔性)相结合，可以避免刚性连接带来的缺点，特别是在振动方面。相反，本发明提供了一种在两个pcb之间没有刚性连接的传感器设备。此外，由于不需要焊接步骤来安装导电弹簧以确保接地功能，因此简化了制造，从而提高了可重复性并降低了组装过程的成本。因此，该传感器设备对于大批量生产是兼容的。此外，由于不需要特定的焊接步骤来确保接地功能，装配过程的自动化成为可能。此外，它允许提供免灌封组装工艺，这进一步提高了传感器设备的可制
造性。
8.传感器设备的有利实施例是从属权利要求的主题。根据各种有利的实施例，可以进一步改进传感器设备。
9.根据一个实施例，传感器设备可以进一步包括塑料保持器，所述至少一个导电弹簧安装在该塑料保持器上，并且塑料保持器可以设置在两个pcb之间，使得两个pcb中只有一个与塑料保持器直接表面接触，并且两个pcb中的另一个与至少一个弹簧直接表面接触。
10.使用塑料保持器可以提供无焊解决方案。
11.只有一个pcb与塑料保持器直接接触。其涉及塑料保持器位于一个pcb上，并且其尺寸使得在传感器设备的组装状态下，塑料保持器的高度小于两个pcb之间的距离。因此，在塑料保持器和另一个pcb(与弹簧接触的pcb)之间会产生间隙。因此，提供了消除应变的最小间隙，允许pcb通过弹簧相对于彼此移动。因此，在无焊组件中，弹簧提供了接地功能和应变消除功能的组合。
12.根据一个实施例，塑料保持器可以包括基部，适于部分容纳所述至少一个弹簧的容纳部从该基部基本上横向延伸。
13.因此，塑料保持器的容纳部提供了用于安装弹簧的保持特征，而不需要任何紧固件。
14.根据一个实施例，至少一个引导臂可以从弹簧的第一部分延伸，所述引导臂适于容纳在塑料保持器的容纳部的对应凹槽中。
15.该至少一个引导臂允许通过向弹簧提供引导特征来便于将弹簧安装到塑料保持器的容纳部。它还允许确保弹簧相对于塑料保持器的正确定位。
16.根据一个实施例，在流体传感器的组装状态下，塑料保持器可以通过与传感器设备的相应元件的卡扣配合、压配合或形状配合连接而保持就位。
17.因此，由于卡扣配合、压配合或形状配合连接，塑料保持器的组装可以容易地进行，并且不需要使用任何工具。因此，可以进一步简化传感器设备的制造。
18.根据一个实施例，塑料保持器可以具有包括至少一个凹部的圆周部，该凹部被构造为接收从传感器设备的第一组装元件突出的相应锁定元件。
19.因此，塑料保持器和头部组件包括构造成在传感器设备的组装状态下实现卡扣配合、压配合或形状配合连接的结构特征。
20.第一组装元件可以是传感器设备的头部组件，端子容纳在该头部组件中。
21.根据一个实施例，塑料保持器可以包括至少一个容纳部，该容纳部被构造用于接收从第二组装元件突出的相应锁定臂，该至少一个容纳部包括锁定臂，使得在传感器设备的组装状态下，在第二组装元件的锁定臂和塑料保持器之间相应形成卡扣配合、压配合或形状配合连接。
22.因此，塑料保持器和第二组装元件，例如连接器，包括构造成在传感器设备的组装状态下实现卡扣配合、压配合或形状配合连接的结构特征。
23.根据一个实施例，所述至少一个导电弹簧可以通过弹簧的第一部分和其中一个pcb之间形成的卡扣配合、压配合和/或形状配合连接而保持在两个pcb之间。
24.因此，接地功能和应变消除功能都可以通过导电弹簧来实现，导电弹簧可以有利地被保持而不需要任何焊接接合部。
25.根据一个实施例，弹簧的第一部分可以包括以自由端部分终止的主部分，自由端部分从主部分横向延伸穿过pcb的相应通孔。
26.弹簧的自由端部分插入pcb的相应通孔允许提供形状配合连接，用于将弹簧保持在位，而不需要焊接接合部。
27.根据一个实施例，所述至少一个导电弹簧可以保持在两个pcb之间，使得所述至少一个导电弹簧与两个pcb直接表面接触。
28.因此，与塑料保持器的替代方案相比，卡扣配合、压配合和/或形状配合连接可以通过传感器设备的已经存在的元件(如组装元件的组装引脚)直接形成。这种连接具有无焊、不需要额外元件的优点，并且可以在不需要工具的情况下实现，即允许简化组装。
29.根据一个实施例，弹簧的第一部分可以是平坦部分，由弯曲片形成的第二部分从该平坦部分突出。
30.平坦的第一部分提供了良好适配的接触表面，用于当所述第一部分被压靠pcb时确保电连接。当第二部分从第一部分突出时，第一和第二部分合并以确保连续的电连接。第二部分的弯曲翼特别适于接触并压靠导电体的壁。
31.根据一个实施例，弹簧的第一部分可以设置有凸起，使得第一部分的凸起被压靠pcb中的一个，并且第二部分可以由弯曲片形成并从第一部分突出。
32.当第一部分(即凸起)压靠pcb时，凸起的特征允许进一步改善弹簧和pcb之间的电接触。
33.当第二部分从第一部分突出时，第一和第二部分合并以确保连续的电连接。第二部分的弯曲翼特别适于接触并压靠导电体的壁。
34.根据一个实施例，所述至少一个导电弹簧可以包括从第一部分延伸到弹簧的基部的第三部分，基部在几何上与第一部分相对，使得第三部分在第一和第二pcb之间处于预加载状态。
35.弹簧的第三部分在两个pcb之间处于预加载状态，弹簧沿着横向于pcb的方向施加足够的弹簧力，以便向pcb提供应变消除。因此，导电弹簧不仅允许提供接地功能，而且还允许提供应变消除功能，该应变消除功能改善了对pcb的保持，特别是在振动下，因为在刚性连接(如焊接接合部)上不会产生应力。因此，pcb的电接地和应变消除的两个功能有利地通过一个单一的部件，即导电弹簧来实现，该部件可以被组装到传感器设备上而不需要焊接步骤。
36.根据一个实施例，所述至少一个弹簧可以与屏蔽基部一体形成，所述弹簧基本上从屏蔽基部横向延伸，所述屏蔽基部平行布置在两个pcb之间。
37.因此，执行接地功能的弹簧可以提供附加功能：屏蔽功能。当屏蔽基部设置在两个pcb之间时，允许防止两个pcb之间的串扰(即无意的电磁耦合)。
38.上述目的还通过根据独立权利要求15的用于组装传感器设备的方法来实现。用于组装传感器设备的所述方法包括以下步骤：a)将至少一个导电弹簧安装到塑料保持器上，b)将塑料保持器设置到第一pcb上，第一pcb通过柔性导电装置连接到第二pcb，c)将第二pcb布置在塑料保持器上，以便将弹簧的第一部分压靠第二pcb，d)组装用于容纳pcb的导电体，从而将弹簧的第二部分压靠所述导电体，以保持导电体和pcb之间的电连接。
39.因此，安装在塑料保持器中的导电弹簧允许保持导电体和pcb之间的电连接，即执
行接地功能，而不需要焊接到pcb或导电体。相反，导电弹簧和pcb之间的电连接简单地通过将弹簧的第一部分压靠pcb来实现。类似地，导电弹簧和导电体之间的电连接简单地通过将弹簧的第二部分压靠导电体来实现。因此，相对于传感器设备中的电接地的已知解决方案，没有焊接接合部、因此没有电连接会被振动损坏。将组装导电弹簧的无焊料解决方案与使用柔性导电装置(即柔性电连接，如pcb柔性)相结合，可以避免刚性连接带来的缺点，特别是在振动方面。相反，本发明提供了一种在两个pcb之间没有刚性连接的传感器设备。此外，由于不需要焊接步骤来安装导电弹簧以确保接地功能，因此简化了制造，从而提高了可重复性并降低了组装过程的成本。因此，组装传感器设备的方法与大批量生产兼容。此外，由于不需要特定的焊接步骤来确保接地功能，装配过程的自动化成为可能。此外，它允许提供免灌封组装工艺，这进一步提高了传感器设备的可制造性。
40.用于组装传感器设备的方法的有利实施例是从属权利要求的主题。根据各种有利的实施例，可以进一步改进用于组装传感器设备的方法。
41.根据一个实施例，在步骤a)中，弹簧的引导臂可以容纳在塑料保持器的容纳部的相应凹槽中。
42.因此，由于弹簧的引导臂提供的导向特征，弹簧到塑料保持器的组装可以被简化。它还允许确保弹簧相对于塑料保持器的正确定位。
43.根据一个实施例，在步骤c)中，连接到连接器的第二pcb可以围绕横向于插入方向的旋转轴线枢转地移动到塑料保持器上。
44.因此，通过不需要任何工具并且适于自动化的简单组装步骤来进行传感器设备的组装，从而提高传感器设备的可制造性。
45.根据一个实施例，在步骤d)中，塑料保持器可以通过与传感器设备的相应元件的卡扣配合、压配合或形状配合连接而保持就位。
46.因此，由于卡扣配合、压配合或形状配合连接，塑料保持器的组装可以容易地进行，并且不需要使用任何工具。因此，可以进一步简化传感器设备的制造。
47.将参照附图描述附加的特征和优点。在描述中，参考了旨在说明本发明优选实施例的附图。应当理解，这些实施例并不代表本发明的全部范围。
48.附图被并入说明书中并且形成说明书的一部分以图示本发明的几个实施例。这些附图与说明书一起用于解释本发明的原理。附图仅出于说明如何制造和使用本发明的优选和替代示例的目的，并且不应解释为将本发明限制为仅示出和描述的实施例。此外，实施例的几个方面可以单独地或以不同的组合形成根据本发明的解决方案。因此，以下描述的实施例可以被单独考虑或以其任意组合考虑。
附图说明
49.如附图所示，从下面对本发明的各种实施例的更具体的描述中，进一步的特征和优点将变得显而易见，在附图中，相同的附图标记指代相同的元件，并且在附图中：
50.图1示出了现有技术中已知的传感器设备的剖视图。
51.图2示出了根据本发明第一实施例的传感器设备的剖视图。
52.图3a和3b示出了根据第一实施例的导电弹簧的两个示意图。
53.图4示出了根据第一实施例将三个导电弹簧安装到传感器设备的塑料保持器上的
透视图。
54.图5示出了安装在根据第一实施例的传感器设备的塑料保持器上的三个导电弹簧的透视图。
55.图6示出了根据第一实施例将塑料保持器安装到流体传感器的pcb上的透视图。
56.图7示出了安装在根据第一实施例的流体传感器的pcb上的塑料保持器的透视图。
57.图8示出了根据第一实施例的流体传感器的组装状态的透视图。
58.图9示出了根据第一实施例的传感器设备的变型的导电弹簧的示意图。
59.图10示出了根据第一实施例的传感器设备的剖视图，该传感器设备包括根据图9所示变型的导电弹簧。
60.图11示出了根据本发明第二实施例的传感器设备的剖视图。
61.图12示出了根据本发明第三实施例的传感器设备的透视图。
具体实施方式
62.现在将参照附图描述本发明。各个结构、系统和设备在附图中被示意性地描绘，仅仅是为了解释的目的，并且为了不使本公开被细节所模糊，这些细节对于本领域技术人员来说是众所周知的。然而，附图被包括来描述和解释本公开的说明性示例。这里使用的词语和短语应该被理解和解释为具有与相关领域技术人员对这些词语和短语的理解一致的含义。术语或短语的特殊定义，即不同于本领域技术人员所理解的普通或习惯含义的定义，并不意味着这里术语或短语的一致使用。
63.在下文中，已经相对于一个附图描述和示出的具有相同附图标记的元件将不必相对于其他附图再次详细描述，而是参考相同附图标记的先前描述。
64.图2示出了根据本发明的第一实施例的传感器设备100的截面图。
65.如图2所示，第一pcb 102通过柔性导电装置106连接到第二pcb 104。柔性导电装置106在第一pcb 102和第二pcb 104之间提供柔性电连接。柔性导电装置106可以是pcb柔性件或柔性pcb。柔性导电装置106由薄绝缘聚合物膜形成，其上附着有导电电路图案。使用柔性导电装置106，如柔性pcb 106，允许避免第一pcb 102和第二pcb 104之间的刚性互连。
66.电气部件108连接到每个pcb 102、104上。
67.端子引脚110被焊接到第一pcb 102。端子引脚110从容纳在传感器设备100的第一组件114(如头部组件114)中的端子块112延伸。敏感元件(未示出)，如温度传感器或谐振器，连接到端子引脚110。
68.端子引脚116被焊接到第二pcb 104。端子引脚116是用于客户连接的连接器。
69.图2中示出了构成传感器设备100的第二组件的连接器118。
70.连接器118和头部组件114通过导电体120保持在一起。如图2所示，在流体传感器100的组装状态下，导电体120被压接到连接器118的第一边界122。导电体120还通过连接器118的第二边界124和导电体120的相应台阶126之间的形状配合连接而附接到连接器118。
71.在头部组件114的台阶128和导电体120的边界130之间也形成形状配合连接。
72.导电体120因此适于容纳第一pcb 102和第二pcb 104。
73.为了对将pcb 102、104电接地以用于静电放电(esd)保护和防止电磁干扰(emi噪声)，有必要在pcb 102、104和导电体120之间建立电连接。电气接地功能通过导电弹簧200
实现。
74.在本发明的第一实施例中，导电弹簧200设置在塑料保持器300上。塑料保持器300设置在两个pcb 102、104之间，使得在流体传感器100的组装状态下，如图2所示，弹簧200的第一部分202压靠第二pcb 104。
75.此外，弹簧200的第二部分204压靠导电体120，以保持导电体120和pcb 102、104之间的电连接。
76.弹簧200的结构如图3a和3b所示。下面参照图2、3a和3b进一步描述根据第一实施例的传感器设备100的弹簧200。
77.弹簧200的第一部分202在平行于pcb 102、104的表面的平面中是平坦部分202a。第一部分202的平坦结构202a提供了良好适配的接触表面，用于当第二pcb 104压靠所述第一部分202时确保电连接。在一种变型中，第一部分202设有凸起，该凸起被压靠所述第一部分202，以便进一步改善电接触。
78.第二部分204由弯曲片204a形成，在传感器设备100的组装状态下，弯曲片204a的顶点204b压靠导电体120。弯曲片204a从第一部分202沿与平坦的第一部分202形成角度a的方向延伸(见图3b)。弯曲片204a具有自由端204c。
79.如图3b所示，第一部分202和第二部分204之间的角度a和第二部分204的顶点204b处的角度b都适于允许顶点204b在传感器设备100的组装状态下压靠导电体120(组装状态如图2所示)。
80.第一部分202和第二部分204，特别是在顶点204b处，可以被导电层覆盖，以进一步改善电接触。这种导电层可以由镀镍层上的镀金形成。
81.弹簧200具有平坦的基部部分206，该基部部分206适于搁置在塑料保持器300的容纳部304的相应基部302上。
82.为了提高弹簧200的保持力，弹簧200的基部206的舌片208(见图3a)可以弯曲，即卷曲到塑料保持器300的基部302。
83.弹簧200还包括在第一部分202和基部206之间延伸的第三部分210，使得第三部分210没有任何自由端。弹簧200的第三部分210被构造成在两个pcb 102、104之间处于预加载状态(如图2所示)。因此，第三部分210在结构上被构造为沿着横向于pcb 102、104的方向d施加足够的弹簧力，以便向pcb 102、104提供应变消除。第三部分210用作压缩弹簧，沿方向d施加其回复力。如图3b所示，第三部分210是三点弯曲舌片210a。第三部分210的形状有利地允许增加弹簧200的工作行程，同时具有减小的体积。
84.在一种变型中，第三部分210充当压缩弹簧，但是具有与图2、3a和3b所示的弹簧200的三点弯曲舌片210a的设计不同的结构。
85.导电弹簧200不仅允许提供接地功能，而且还允许提供应力消除功能，该应力消除功能改善了pcb 102、104的保持，尤其是在振动下，因为刚性连接(如焊接接合部)上没有应力。因此，pcb 102、104的电接地和应变消除的两个功能有利地通过一个单一部件即导电弹簧200来实现，该导电弹簧200可以组装到传感器设备100上而不需要焊接步骤。
86.如图2所示，在流体传感器100的组装状态下，塑料保持器300设置在两个pcb 102、104之间，使得只有第一pcb 102与塑料保持器300直接表面接触，并且只有第二pcb 104与弹簧200的第一部分202直接表面接触。这可以通过弹簧200和塑料保持器300的特定尺寸以
及弹簧200相对于塑料保持器300的布置来实现。这个特征将参照图4进一步描述。
87.图4示出了根据第一实施例的适于接收传感器设备100的三个弹簧200的塑料保持器300。在一种变型中，塑料保持器300适于仅接收一个弹簧200。在另一变型中，塑料保持器300适于接收两个、四个或更多个弹簧200。
88.塑料保持器300包括基部308。基部308可以设置有一个或多个孔309，以容纳连接到第一pcb 102的(多个)电气部件108。
89.塑料保持器300例如通过注射成型一体形成，从而易于制造。
90.如图4所示，三个容纳部304从基部308横向延伸，即沿着平行于笛卡尔坐标的z方向的方向延伸。每个容纳部304包括支撑弹簧200的基部206的基部302。每个容纳部304由朝向基部302彼此面对的两个凹槽310形成。凹槽310定位在基部308上并且彼此隔开，使得当弹簧200容纳在其中时，它允许弹簧200的第二部分204和第三部分210从凹槽310向外突出(突出的方面在图5的视图的右侧更明显)。因此，凹槽310允许保持弹簧200，而不妨碍在传感器设备100的组装状态下(如图2所示)第二部分204和导电部分120之间的接触，也不妨碍由弹簧200的第三部分210执行的应变消除功能。
91.凹槽310的最高点312和塑料保持器300的基部308之间的总高度h的尺寸小于在传感器设备100的组装状态下两个pcb 102、104之间的距离d1(如图2所示)。因此，在传感器设备100的组装状态下，高度为d2的间隙(见图2)包含在塑料保持器300的最高点312和第二pcb 104之间。因此，如图2所示，只有第一pcb 102与位于第一pcb 102上的塑料保持器300直接表面接触。塑料保持器300和第二pcb 104之间的间隙d2为应变消除提供了足够的空间，即允许弹簧200的第三部分210施加其回复力。因此，与例如图1所示的起动状态的流体传感器相比，例如在振动下，它允许pcb102、104不受任何刚性互连影响的相互运动。
92.为了便于将弹簧200安装到塑料保持器300上并提高其在容纳部304中的保持，弹簧200还包括两个引导臂212。
93.如图3a和图4所示，引导臂212从第一部分202向基部206延伸。引导臂212在不同于第二部分204和第三部分210的侧面延伸。引导臂212适于分别容纳在塑料保持器300的每个容纳部304的凹槽310中，以便为弹簧200提供稳定性。如图4所示，引导臂212的两个自由端212a之间的距离d3(见图4)基本上大于弹簧200的第一部分202的长度距离d4和同一容纳部304的凹槽310之间的距离d5。如图5所示，当弹簧200被接收到塑料保持器300的容纳部304中时，它允许保持弹簧200的引导臂212稍微处于应力下。因此，它提高了弹簧200在容纳部304及其凹槽310内的保持力，因为当第二部分204的顶点204b压靠导电体120(导电体120在图2中示出)时，它防止弹簧200从容纳部304翻倒。
94.为了将塑料保持器300保持在头部组件114和连接器118上，在塑料保持器300和头部组件114之间以及塑料保持器300和连接器118之间进行卡扣配合、压配合和/或形状配合连接。卡扣配合、压配合或/和形状配合连接允许简单的组装步骤，并且不需要使用任何工具。因此，可以简化传感器设备200的制造。
95.如图4所示，塑料保持器300包括两个容纳部314，分别与上面已经描述的容纳部304相邻。每个容纳部314包括适于接收连接器118的锁定臂的空间316(连接器118的锁定臂将在下文参照图6至8进行描述)。每个容纳部314还包括锁定臂318，该锁定臂从基部308延伸并具有带有钩状部320a的自由端320。塑料保持器300的锁定臂318的钩状部320a适于在
104被压靠每个弹簧200的平坦的第一部分202，以确保第二pcb 104和每个弹簧200之间的电接触。
107.因此，图7表示组装方法的一个步骤，其中连接到连接器118的第二pcb104绕横向于插入方向m1(所述方向m1在图6中表示)的旋转轴线(m2)枢转地移动到塑料保持器300上。
108.连接器118的每个锁定臂134插入塑料保持器300的容纳部314的空间316中。连接器118通过锁定臂134的钩状自由端134a、320a和相应的锁定臂318的相互保持而卡扣配合到塑料保持器300上。
109.如图8所示，并且上面已经参照图2进行了描述，在塑料保持器300的最高点312和第二pcb 104之间提供了高度为d2的间隙。因此，塑料保持器300和第二pcb 104之间的间隙d2为应变消除提供了足够的空间，即允许弹簧200的第三部分210施加其回复力(第三部分210在两个pcb 102、104之间处于预加载状态)。因此，与例如图1所示的起动状态的流体传感器相比，例如在振动下，它允许pcb 102、104不受任何刚性互连影响的相互运动。
110.如图8所示，弹簧200的第二部分204突出，使得弯曲片204a的顶点204b延伸超过、特别是稍微超过pcb 102、104的表面。因此，当导电体120组装到头部组件114和连接器118时，它将确保突出顶点204b压靠导电体120，从而在弹簧200和导电体120之间提供可靠的电接触。
111.在图8所示步骤之后的步骤中，将导电体120组装到头部组件114和连接器118上，以便提供处于如图2所示组装状态的传感器设备100。
112.如上所述，在图2所示的流体传感器100的组装状态下，导电体120被压接到连接器118的第一边界122。导电体120还通过连接器118的第二边界124和导电体120的相应台阶126之间的形状配合连接而附接到连接器118。
113.因此，安装到塑料保持器300的导电弹簧200允许保持导电体120和pcb 102、104之间的电连接，即执行接地功能，而不需要焊接到pcb 102、104或导电体120。相反，导电弹簧200和pcb之间的电连接简单地通过将弹簧200的第一部分202压靠第二pcb 104来实现。类似地，导电弹簧200和导电体120之间的电连接简单地通过将弹簧200的第二部分204，特别是弯曲片204a的顶点204b压靠导电体120来实现。因此，相对于传感器设备中的电接地的已知解决方案，没有焊接接合部、因此没有电连接会被振动损坏。用于组装导电弹簧200的无焊解决方案和使用pcb挠性件106的组合允许避免由刚性连接引起的缺点，特别是在振动方面。相反，本发明提供了在两个pcb 102、104之间没有刚性连接的传感器设备100。此外，由于不需要焊接步骤来安装导电弹簧以确保接地功能，因此简化了制造，从而提高了可重复性并降低了组装过程的成本。因此，组装传感器设备的方法与大批量生产兼容。此外，由于不需要特定的焊接步骤来确保接地功能，装配过程的自动化成为可能。此外，它允许提供免灌封组装工艺，这进一步提高了传感器设备100的可制造性。
114.图9示出了根据第一实施例的用于传感器设备100的导电弹簧元件400的示意图。图10示出了根据本发明第一实施例的传感器设备100的示意性剖视图，该传感器设备100包括作为弹簧200的变型的弹簧元件400。下面将一起描述图9和图10。已经在图2中描述和示出的具有相同附图标记的元件将不再详细描述，而是参考它们在上面的描述。
115.弹簧元件400包括从公共屏蔽基部406延伸的三个弹簧400a、400b、400c。在替代方案中，弹簧元件400包括屏蔽基部406和仅一个弹簧400a。在另一个变型中，弹簧元件400包
括屏蔽基部406和两个、四个或更多个弹簧400a、b、c、
…
116.弹簧400a、400b、400c与屏蔽基部406一体形成。因此，弹簧元件400形成为单件。
117.与根据第一变型的弹簧200一样，根据第二变型的每个弹簧400a、400b、400c包括第一平坦部分402，执行电接地功能的第二部分404和执行应变消除部分的第三部分410从第一平坦部分402延伸。如在第一变型中，每个弹簧400a、400b、400c包括从第一部分402延伸的两个引导臂412。
118.与弹簧200相比，根据第二变型的弹簧400a、400b、400c共享公共基部406，该公共基部406为pcb 102、104提供屏蔽功能。因此，弹簧元件400的基部406的尺寸被设计成覆盖塑料保持器的基部308，基本上对应于pcb 102、104的表面，如图10所示。因此，当屏蔽基部306位于塑料保持器300上时，它涉及屏蔽基部306设置在两个pcb 102、104之间(塑料保持器设置在两个pcb之间)，从而防止两个pcb 102、104之间的串扰(即无意的电磁耦合)。
119.因此，弹簧元件400不仅允许执行接地功能和应变消除功能，还允许执行附加的屏蔽功能。
120.图11示出了根据本发明第二实施例的传感器设备500的剖视图。
121.与根据第一实施例的传感器设备100类似，传感器设备500包括通过柔性导电装置506连接到第二pc b504的第一pcb 502。柔性导电装置506在第一pcb 502和第二pcb 504之间提供柔性电连接。柔性导电装置506可以是pcb挠性件或柔性pcb 506。柔性导电装置506由薄绝缘聚合物膜形成，其上附着有导电电路图案。柔性导电装置506的使用，如pcb的弯曲，允许避免第一pcb 502和第二pcb 504之间的刚性互连。
122.端子引脚510被焊接到第一pcb 502。端子引脚510从容纳在传感器设备500的第一组件514(如头部组件514)中的端子块512延伸。敏感元件(未示出)，如温度传感器或谐振器，连接到端子引脚510。
123.端子引脚516被焊接到第二pcb 504。端子引脚516是用于客户连接的连接器。
124.第二组件518(如连接器518)和头部组件514通过导电体520保持在一起。导电体520适于容纳第一pcb 502和第二pcb 504。
125.导电体520以与参考图2已经描述的导电体520相同的方式附接到头部组件514和连接器518。
126.为了对将pcb 502、504电接地以用于静电放电(esd)保护和防止电磁干扰(emi噪声)，有必要在pcb和导电体520之间建立电连接。电气接地功能通过导电元件600实现。
127.导电元件600包括从公共屏蔽基部606延伸的至少两个弹簧600a、600b。在替代方案中，弹簧元件600包括屏蔽基部606和仅一个弹簧600a。在另一变型中，弹簧元件600包括屏蔽基部606和三个或更多个弹簧600a、b，
…
。两个或更多个弹簧600a、b具有相同的结构，因此对其的描述适用于每个弹簧。
128.弹簧600a、400b与屏蔽基部606一体形成。因此，弹簧元件600形成为单件。
129.在变型中，根据第二实施例的传感器设备500设置有至少一个弹簧600a，而不是导电元件600，即不与公共屏蔽基部606一体形成的单独的弹簧600a、600b。
130.导电元件600设置在两个pcb 504、502之间，使得屏蔽基部606搁置在第一pcb 502上。
131.对于第一实施例，弹簧600a的第一部分602被压靠第二pcb 504。此外，弹簧600a的
第二部分504压靠导电体520，以保持导电体520和pcb 502、504之间的电连接。
132.与第一实施例不同，传感器设备500没有设置塑料保持器以保持弹簧元件600。相反，弹簧元件600通过形成在弹簧元件600的弹簧600a的第一部分602和第二pcb 504之间的形状配合连接保持在两个pcb 502、504之间。
133.弹簧600的第一部分602在平行于pcb 502、504的表面的平面中是平坦部分602a。
134.根据第二实施例，第一部分602包括以自由端部分603b终止的主部分603a，自由端部分603b从主部分603a横向延伸穿过pcb 504的相应通孔503。弹簧600a的自由端部分603b和pcb 504之间的形状配合连接允许保持弹簧600a，从而保持弹簧元件600，而不需要焊接接合部。因此，弹簧元件600可以保持在传感器设备500中，而无需焊接。
135.在一种变型中，自由端部分603b可以具有一种形状或结构，以便提供与pcb 504的孔503的卡扣配合连接或压配合连接。
136.第一部分602的平坦结构602a提供了良好适配的接触表面，用于当第二部分602压靠第二pcb 504时确保电连接。在一种变型(未示出)中，第一部分602设有凸起，该凸起被压靠所述第一部分602，以便进一步改善电接触。
137.第二部分604由弯曲片604a形成，在传感器设备500的组装状态下，弯曲片604a的顶点604b压靠导电体520。弯曲片604a从第一部分602沿与平坦的第一部分602形成角度a的方向延伸。弯曲片604a具有自由端604c。
138.如图11所示，对于弹簧600a，第一部分602和第二部分604之间的角度a和第二部分604的顶点604b处的角度b都适于允许顶点604b在传感器设备500的组装状态下压靠导电体520。
139.第一部分602和第二部分604，特别是在顶点604b处，可以被导电层覆盖，以进一步改善电接触。这种导电层可以由镀镍层上的镀金形成。
140.弹簧600a还包括在第一部分602和屏蔽基部606之间延伸的第三部分610，使得第三部分610没有任何自由端。弹簧600a的第三部分610被构造成在两个pcb 502、504之间处于预加载状态。因此，第三部分610在结构上被构造为沿着横向于pcb 502、504的方向d施加足够的弹簧力，以便向pcb 502、504提供应变消除。第三部分210用作压缩弹簧，沿方向d施加其回复力。如图11所示，第三部分610是三点弯曲舌片610a。第三部分610的形状有利地允许增加弹簧600a、因此增加弹簧元件600的工作行程，同时具有减小的体积。
141.在一种变型中，第三部分610充当压缩弹簧，但是具有与图11所示的弹簧600a的三点弯曲舌片610a的设计不同的结构。
142.导电弹簧600不仅允许提供接地功能，而且还允许提供应力消除功能，该应力消除功能改善了pcb 502、504的保持，尤其是在振动下，因为没有刚性连接(如焊接接合部)引起的应力且其上没有应力。因此，pcb 502、504的电接地和应变消除的两个功能有利地通过一个单一部件即导电元件600来实现，该导电元件600可以组装到传感器设备500上而不需要焊接步骤。
143.为了进一步改善屏蔽基部606在传感器设备500上的保持，屏蔽基部606可以包括从基部606横向延伸的舌片607。屏蔽基部606布置在传感器设备500中，使得舌片607抵接从头部组件514突出的锁定元件532。舌片507抵靠锁定元件532防止屏蔽基部606在平行于pcb 502、504的平面(xy)中位移。
144.图12示出了根据本发明第三实施例的传感器设备700的剖视图。
145.与根据第一和第二实施例的传感器设备100和500类似，传感器设备700包括通过柔性导电装置706连接到第二pcb 704的第一pcb 702。柔性导电装置706类似于上面已经描述的柔性导电装置106、506。
146.柔性导电装置706的使用允许避免第一pcb 702和第二pcb 704之间的刚性互连。
147.端子引脚(图12中不可见)被焊接到第一pcb 702。端子引脚从容纳在传感器设备700的第一组件714(如头部组件714)中的端子块712延伸。敏感元件(未示出)，如温度传感器或谐振器，连接到端子引脚710。
148.端子引脚716被焊接到第二pcb 704。端子引脚716是用于客户连接的连接器。
149.第二组件718(如连接器718)和头部组件714通过导电体720保持在一起。导电体720适于容纳第一pcb 702和第二pcb 704。
150.导电体720以与参考图2已经描述的导电体120相同的方式附接到头部组件714和连接器718。
151.为了对将pcb 702、704电接地以用于静电放电(esd)保护和防止电磁干扰(emi噪声)，有必要在pcb和导电体720之间建立电连接。电气接地功能通过导电元件800实现。
152.导电元件800包括从公共屏蔽基部806延伸的三个弹簧800a、800b、800c。在替代方案中，弹簧元件800包括屏蔽基部806和仅一个弹簧800a。在另一变型中，弹簧元件800包括屏蔽基部806和二个或更多个弹簧800a、b，
…
。两个或更多个弹簧800a、b具有相同的结构，因此对其的描述适用于每个弹簧。
153.弹簧800a、800b、800c与屏蔽基部806一体形成。因此，弹簧元件800形成为单件。
154.在变型中，根据第三实施例的传感器设备800设置有至少一个弹簧800a，而不是导电元件800，即不与公共屏蔽基部806一体形成的单独的弹簧800a、800b。
155.导电元件800设置在两个pcb 702、704之间，使得屏蔽基部806搁置在第一pcb 702上。
156.对于第一和第二实施例，弹簧800a的第一部分802被压靠第二pcb 704。此外，弹簧800a的第二部分804压靠导电体720，以保持导电体720和pcb702、704之间的电连接。
157.与第一实施例不同，传感器设备700没有设置塑料保持器以保持弹簧元件800。相反，弹簧元件800通过形成在弹簧元件800的弹簧800a的第一部分802和第二pcb 704之间的压配合连接保持在两个pcb 702、704之间。
158.弹簧800的第一部分802在平行于pcb 702、704的表面的平面中是平坦部分802a。
159.根据第三实施例，第一部分602设置有通孔605。在图12所示的变型中，通孔605具有圆形横截面。然而，在另一个变型中，通孔605具有不同形状的横截面，如椭圆形。
160.装配引脚720从第二组件718延伸，即由塑料材料制成的连接器718。装配引脚720具有大致圆柱形主体722，至少一个纵向舌片724在圆柱形主体722上径向延伸。装配引脚的720圆柱形主体722具有与第一部分602的通孔605相似的直径。因此，当装配引脚702经由pcb 704的相应通孔705插入穿过pcb 704时，至少一个纵向片724在pcb 704的通孔705和弹簧800a的通孔805中轻微变形，从而提供压配合连接。借助于传感器设备700的第一组件718的装配引脚720，弹簧800a的第一部分802和pcb 704之间的这种压配合连接允许保持弹簧800a，从而保持弹簧元件800，而不需要焊接接合部。因此，弹簧元件800可以保持在传感器
设备700中，而无需焊接。
161.第一部分802的平坦结构802a提供了良好适配的接触表面，用于当第二部分802压靠第二pcb 704时确保电连接。在一种变型(未示出)中，第一部分802设有凸起，该凸起被压靠所述第一部分802，以便进一步改善电接触。
162.如在第一和第二实施例中，弹簧800a的第二部分804由弯曲片804a形成，在传感器设备700的组装状态下，弯曲片804a的顶点804b压靠导电体720。弯曲片804a从第一部分802沿与平坦的第一部分802形成角度a的方向延伸。弯曲片804a具有自由端804c。
163.如图12所示，对于弹簧800a，第一部分802和第二部分804之间的角度a和第二部分804的顶点804b处的角度b都适于允许顶点804b在传感器设备700的组装状态下压靠导电体720。
164.第一部分802和第二部分804，特别是在顶点84b处，可以被导电层覆盖，以进一步改善电接触。这种导电层可以由镀镍层上的镀金形成。
165.如在第一和第二实施例中，弹簧800a还包括在第一部分802和屏蔽基部806之间延伸的第三部分810，使得第三部分810没有任何自由端。弹簧800a的第三部分810被构造成在两个pcb 702、704之间处于预加载状态。因此，第三部分810在结构上被构造为沿着横向于pcb 702、704的方向d施加足够的弹簧力，以便向pcb 702、704提供应变消除。第三部分80用作压缩弹簧，沿方向d施加其回复力。如图12所示，第三部分810是三点弯曲舌片810a。第三部分810的形状有利地允许增加弹簧800a、因此增加弹簧元件800的工作行程，同时具有减小的体积。
166.在一种变型中，第三部分810充当压缩弹簧，但是具有与图12所示的弹簧800a的三点弯曲舌片810a的设计不同的结构。
167.导电弹簧800不仅允许提供接地功能，而且还允许提供应力消除功能，该应力消除功能改善了pcb 702、704的保持，尤其是在振动下，因为没有刚性连接(如焊接接合部)引起的应力且其上没有应力。因此，pcb 702、704的电接地和应变消除的两个功能有利地通过一个单一部件即导电元件800来实现，该导电元件80可以组装到传感器设备700上而不需要焊接步骤。
168.为了进一步改善屏蔽基部806在传感器设备800上的保持，屏蔽基部806可以包括从基部806横向延伸的舌片807。屏蔽基部806布置在传感器设备700中，使得舌片807抵接从头部组件714突出的锁定元件732。舌片807抵靠锁定元件732防止屏蔽基部806在平行于pcb 702、704的平面(xy)中位移。
169.与第一实施例相比，第二和第三实施例的传感器设备500、700没有设置用于承载弹簧/弹簧元件的塑料保持器300。相反，第二和第三实施例的弹簧元件600、800与两个pcb 502、504、702、704直接表面接触：基部606、806与第一pcb 502、702直接表面接触，第一部分602、802与第二pcb 504、704直接表面接触。虽然第二和第三实施例的传感器500、700不需要额外的元件，例如塑料保持器，但是它们需要第二pcb 504、704设置有通孔503、705，以便与弹簧元件600、800的第一部分形成压配合、卡扣配合或形状配合连接。
170.由于使用了塑料保持器300，所以不需要在pcb上存在用于保持根据第一实施例的弹簧/弹簧元件的通孔。
171.在一种变型(未示出)中，传感器设备100、500、700可以包括两个以上的pcb，例如
彼此堆叠并且在其间布置有(多个)弹簧或弹簧元件。
172.所有第一、第二和第三实施例提供了传感器设备100、500、700，其中执行接地功能和应变消除功能的导电弹簧/弹簧元件通过卡扣配合、形状配合或压配合连接来保持，即不需要焊接导电弹簧/弹簧元件。
173.此外，由于不需要焊接步骤来安装导电弹簧以确保接地功能，因此简化了制造，从而提高了可重复性并降低了组装过程的成本。因此，该传感器设备对于大批量生产是兼容的。
174.此外，相对于传感器设备中电接地的已知解决方案，其中接触弹簧焊接到pcb上，防止了振动对焊接接合部造成的损坏。相反，本发明提供了在两个pcb之间没有刚性连接的传感器设备100、500、700。
175.尽管已经结合特定示例描述了实施例，但是本发明不受限制，并且在不脱离本发明的范围的情况下，可以对所公开的实施例进行多种改变。因此，各种实施例和示例并不旨在局限于所公开的特定形式。相反，它们包括落入权利要求范围内的修改和替换，并且各个特征可以自由地彼此组合，以获得根据本发明的进一步的实施例或例子。
176.附图标记
177.10：传感器设备(现有技术)
178.12，14：pcb
179.16：引脚
180.18：刚性连接装置
181.20：导电元件
182.22：腔
183.100：根据第一实施例的传感器设备
184.102，104,：pcb
185.106：柔性装置，柔性pcb
186.108：电气部件
187.110：端子引脚
188.112：端子块
189.114：头部组件
190.116：端子引脚
191.118：连接器
192.120：导电体
193.122，124：连接器的边界
194.126：导电体的台阶
195.128：头部组件的台阶
196.130：导电体的边界
197.132：从头部组件突出的锁定元件
198.132a：锁定元件的自由端
199.134：从连接器突出的锁定臂
200.134a：锁定臂的自由端
201.200：根据第一实施例的用于传感器设备的导电弹簧
202.202：第一部分
203.202a：平坦部分
204.204：第二部分
205.204a：弯曲片
206.204b：顶点
207.204c：自由端
208.206：基部
209.208：舌片
210.210：第三部分
211.210a：三点弯曲片
212.212：引导臂
213.300：塑料保持器
214.302：容纳部的基部
215.304：容纳部
216.306：容纳部的基部
217.308：塑料保持器的基部
218.309：孔
219.310：凹槽
220.312：最高点
221.314：容纳部
222.316：空间
223.318：锁定臂
224.320自由端
225.320a：钩状部
226.322：凹部
227.324：圆周部
228.400：根据第一实施例的用于传感器设备的弹簧元件
229.400a、400b、400c：弹簧
230.402：第一部分
231.404：第二部分
232.406屏蔽基部
233.412：引导臂
234.500：根据第二实施例的传感器设备
235.502，504：pcb
236.506：柔性装置，柔性pcb
237.510：端子引脚
238.512：端子块
239.514：第一组件，头部组件
240.516：端子引脚
241.518：第二组件，连接器
242.520：导电体
243.600：根据第二实施例的用于传感器设备的弹簧元件
244.600a，600b：弹簧
245.602：第一部分
246.602a：平坦部分
247.603a：主部分
248.603b：自由端部分
249.604：第二部分
250.604a：弯曲片
251.604b：顶点
252.604c：自由端
253.606：基部
254.610：第三部分
255.610a：三点弯曲片
256.700：根据第三实施例的传感器设备
257.702，704：pcb
258.706：柔性装置，柔性pcb
259.712：端子块
260.714：第一组件，头部组件
261.716：端子引脚
262.718：第二组件，连接器
263.720：导电体
264.722：圆柱形主体
265.724：纵向舌片
266.800：根据第三实施例的用于传感器设备的弹簧元件
267.800a，800b：弹簧
268.802：第一部分
269.802a：平坦部分
270.805：通孔
271.804：第二部分
272.804a：弯曲片
273.804b：顶点
274.804c：自由端
275.806：基部
276.810：第三部分
277.810a：三点弯曲片
278.a，b：角度
279.d，m2，m1：方向
280.d1，d2，d3，d4，d5：距离
281.h：高度
282.xyz：笛卡尔坐标