DE102008056198B4

DE102008056198B4 - Mass flow sensor and motor vehicle with the mass flow sensor

Info

Publication number: DE102008056198B4
Application number: DE102008056198.3A
Authority: DE
Inventors: Dr. Knittel Thorsten; Stefan Pesahl; Stephen Setescak
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Vitesco Technologies GmbH
Priority date: 2008-11-06
Filing date: 2008-11-06
Publication date: 2015-02-19
Anticipated expiration: 2028-11-07
Also published as: WO2010052138A1; EP2356409A1; JP2012507730A; CN102209885A; DE102008056198A1; KR20110082045A; JP5312603B2; CN102209885B; KR101642142B1

Abstract

Massenstromsensor (LMM) aufweisend – zumindest ein Sensorelement (SU), mittels dessen ein Massenstrom eines Fluidstroms (FF) erfassbar ist, – einen Sensorchip (CHP1), der eine erste Chipseite (CHP1_1) und eine zweite gegenüberliegende Chipseite (CHP1_2) aufweist, wobei auf der ersten Chipseite (CHP1_1) das zumindest eine Sensorelement (SU) und auf der zweiten Chipseite (CHP1_2) zumindest ein elektrischer Kontakt (SP) angeordnet ist, wobei der zumindest eine elektrische Kontakt (SP) mittels zumindest einer elektrischen Verbindung (CP1, V, SCP) mit dem zumindest einen Sensorelement (SU) elektrisch gekoppelt ist und wobei der Sensorchip (CHP1) durch eine mit einer Stirnseite (FS) des Sensorchips (CHP1) in Kontakt befindliche Wandung (W) als Teil einer Medientrennung ausgebildet ist, – ein Sensorträgerelement (LF), das zumindest eine elektrische Leitung (CP2) und zumindest einen elektrischen Kontaktbereich (CA) aufweist, der mit der zumindest einen elektrischen Leitung (CP2) elektrisch gekoppelt ist, wobei der Sensorchip (CHP1) derart auf dem Sensorträgerelement (LF) angeordnet ist, dass der zumindest eine elektrische Kontakt (SP) auf der zweiten Chipseite (CHP1_2) des Sensorchips (CHP1) mit dem zumindest einen elektrischen Kontaktbereich (CA) des Sensorträgerelementes (LF) elektrisch gekoppelt ist, – eine Auswerteeinheit, die mittels der zumindest einen elektrischen Leitung (CP2) des Sensorträgerelementes (LF) mit dem zumindest einen Sensorelement (SU) elektrisch gekoppelt ist und ausgebildet ist, mittels des zumindest einen Sensorelementes (SU) den Massenstrom des Fluidstroms (FF) zu ermitteln, wobei die Medientrennung ausgebildet ist, die Auswerteeinheit von dem Fluidstrom (FF) räumlich zu trennen.Mass flow sensor (LMM) comprising - at least one sensor element (SU), by means of which a mass flow of a fluid flow (FF) can be detected, - a sensor chip (CHP1) having a first chip side (CHP1_1) and a second opposite chip side (CHP1_2), wherein on the first chip side (CHP1_1) the at least one sensor element (SU) and on the second chip side (CHP1_2) at least one electrical contact (SP) is arranged, wherein the at least one electrical contact (SP) by means of at least one electrical connection (CP1, V , SCP) is electrically coupled to the at least one sensor element (SU) and wherein the sensor chip (CHP1) is formed as part of a media separation by a wall (W) in contact with an end face (FS) of the sensor chip (CHP1) Sensor carrier element (LF), the at least one electrical line (CP2) and at least one electrical contact region (CA), with the at least one electrical line (CP2) electr is coupled, wherein the sensor chip (CHP1) is arranged on the sensor carrier element (LF) such that the at least one electrical contact (SP) on the second chip side (CHP1_2) of the sensor chip (CHP1) with the at least one electrical contact region (CA) an evaluation unit which is electrically coupled to the at least one sensor element (SU) by means of the at least one electrical line (CP2) of the sensor carrier element (LF) and is formed by means of the at least one sensor element (SU ) to determine the mass flow of the fluid flow (FF), wherein the media separation is designed to spatially separate the evaluation unit of the fluid flow (FF).

Description

Die Erfindung betrifft einen Massenstromsensor und insbesondere einen Massenstromsensor für einen Luftmassensensor für ein Kraftfahrzeug.The invention relates to a mass flow sensor and in particular to a mass flow sensor for an air mass sensor for a motor vehicle.

Massenstromsensoren sind geeignet zum Erfassen eines Massenstroms eines Fluids in einem Stromungskanal. Ein derartiger Strömungskanal kann beispielsweise ein Ansaugtrakt einer Brennkraftmaschine sein. Abhangig von dem durch den Massenstromsensor erfassten Massenstrom konnen Diagnosen beispielsweise des Betriebs der Brennkraftmaschine durchgeführt werden als auch eine Steuerung der Brennkraftmaschine erfolgen. Zu diesen Zwecken ist ein auch unter unterschiedlichen Betriebsbedingungen zuverlässiges und möglichst prazises Erfassen des tatsächlichen Massenstroms wichtig.Mass flow sensors are suitable for detecting a mass flow of a fluid in a flow channel. Such a flow channel may for example be an intake tract of an internal combustion engine. Depending on the mass flow detected by the mass flow sensor, diagnoses of, for example, the operation of the internal combustion engine can be carried out as well as control of the internal combustion engine. For these purposes, a reliable and as accurate as possible detection of the actual mass flow is important even under different operating conditions.

DE 197 24 659 A1 offenbart eine Massenstromsensorvorrichtung, die ein Sensorelement umfasst. Das Sensorelement ist auf einem eigenen Chip angeordnet und integriert. Ferner ist eine Auswerteelektronik offenbart, die separat ausgebildet ist, aber mit der Sensoreinheit elektrisch gekoppelt ist. DE 197 24 659 A1 discloses a mass flow sensor device comprising a sensor element. The sensor element is arranged and integrated on a separate chip. Furthermore, a transmitter is disclosed, which is formed separately, but is electrically coupled to the sensor unit.

DE 42 19 454 C2 offenbart eine Massenstromsensorvorrichtung mit einem Messchip, der mittels Bonddrähten mit anderen Schaltkreisen elektrisch gekoppelt ist. Ferner ist eine Wandung der Massenstromsensorvorrichtung derart mit dem Messchip in Kontakt, dass ein Anschlussbereich auf dem Messchip von dem Strömungskanal, in dem ein Sensorelement des Messchips angeordnet ist, räumlich getrennt ist. DE 42 19 454 C2 discloses a mass flow sensor device having a measuring chip electrically coupled to other circuits by bonding wires. Furthermore, a wall of the mass flow sensor device is in contact with the measuring chip such that a connection region on the measuring chip is spatially separated from the flow channel in which a sensor element of the measuring chip is arranged.

DE 102 13 827 A1 offenbart einen Fluidströmungssensor, der ein Sensorelement aufweist, mittels dessen ein Massenstrom eines Fluidstroms erfassbar ist. Ferner ist ein Sensorchip offenbart auf dem das Sensorelement angeordnet ist. Ferner ist ein Trägerelement offenbart und eine Steuerschaltung, die mittels der elektrischen Leitung des Trägerelementes mit dem Sensorelement elektrisch gekoppelt ist. DE 102 13 827 A1 discloses a fluid flow sensor having a sensor element by means of which a mass flow of a fluid flow is detectable. Furthermore, a sensor chip is disclosed on which the sensor element is arranged. Further, a carrier element is disclosed and a control circuit which is electrically coupled by means of the electrical line of the carrier element to the sensor element.

DE 103 50 551 A1 offenbart einen Messsensor zur Erfassung einer Messgroße einer Substanz. Dabei ist ein Sensorelement auf einer Oberseite eines ersten Bauelementes angeordnet und mit diesem mittels eines elektrischen Kontaktes elektrisch gekoppelt. DE 103 50 551 A1 discloses a measuring sensor for detecting a measured quantity of a substance. In this case, a sensor element is arranged on an upper side of a first component and electrically coupled thereto by means of an electrical contact.

DE 103 43 791 A1 offenbart einen Luftmassensensor, der einen Sensorchip mit einer Sensormembran, und eine Tragerstruktur umfasst. Der Sensorchip umfasst eine Durchkontaktierung mittels der eine elektrische Verbindung von der Oberseite des Sensorchips auf die Tragerstruktur ermöglicht wird. DE 103 43 791 A1 discloses an air mass sensor including a sensor chip with a sensor membrane and a support structure. The sensor chip comprises a plated-through connection by means of which an electrical connection from the top side of the sensor chip to the carrier structure is made possible.

DE 10 2006 060 978 A1 offenbart ein SMD Bauelement mit einer ersten und zweiten Seite. Die zweite Seite weist ein von der ersten Seite elektrisch isolierte Kontaktstelle auf. DE 10 2006 060 978 A1 discloses an SMD device having first and second sides. The second side has a pad electrically isolated from the first side.

DE 10 2007 055 779 A1 offenbart eine Halbleitervorrichtung mit einem Flusssensor und einem Feuchtigkeitssensor, die auf einem Halbleitersubstrat angeordnet sind. DE 10 2007 055 779 A1 discloses a semiconductor device having a flow sensor and a humidity sensor disposed on a semiconductor substrate.

Die Aufgabe der Erfindung ist, einen Massenstromsensor und ein Kraftfahrzeug mit dem Massenstromsensor anzugeben, der bzw. das besonders zuverlassig betreibbar ist.The object of the invention is to provide a mass flow sensor and a motor vehicle with the mass flow sensor, which can be operated particularly reliably.

Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhangigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.The object is solved by the features of the independent claims. Advantageous embodiments of the invention are characterized in the subclaims.

Die Erfindung zeichnet sich gemaß einem ersten Aspekt aus durch einen Massenstromsensor, der zumindest ein Sensorelement aufweist, mittels dessen ein Massenstrom eines Fluidstroms erfassbar ist. Ferner weist der Massenstromsensor einen Sensorchip auf, der eine erste Chipseite und eine zweite gegenuberliegende Chipseite aufweist. Auf der ersten Chipseite ist das zumindest eine Sensorelement und auf der zweiten Chipseite ist zumindest ein elektrischer Kontakt angeordnet. Der zumindest eine elektrische Kontakt ist mittels zumindest einer elektrischen Verbindung mit dem zumindest einen Sensorelement elektrisch gekoppelt. Der Massenstromsensor weist ferner ein Sensortragerelement auf, das zumindest eine elektrische Leitung und zumindest einen elektrischen Kontaktbereich aufweist. Der elektrische Kontaktbereich ist mit der zumindest einen elektrischen Leitung elektrisch gekoppelt. Der Sensorchip ist derart auf dem Sensortragerelement angeordnet, dass der zumindest eine elektrische Kontakt auf der zweiten Chipseite des Sensorchips mit dem zumindest einen elektrischen Kontaktbereich des Sensortragerelementes elektrisch gekoppelt ist. Der Massenstromsensor weist ferner eine Auswerteeinheit auf, die mittels der zumindest einen elektrischen Leitung des Sensorträgerelementes mit dem zumindest einen Sensorelement elektrisch gekoppelt ist. Die Auswerteeinheit ist ausgebildet, mittels des zumindest einen Sensorelementes den Massenstrom des Fluidstroms zu ermitteln. Der Sensorchip ist dabei zumindest als Teil einer Medientrennung ausgebildet. Die Medientrennung ist ausgebildet, die Auswerteeinheit von dem Fluidstrom räumlich zu trennen.The invention is characterized according to a first aspect by a mass flow sensor which has at least one sensor element, by means of which a mass flow of a fluid flow can be detected. Furthermore, the mass flow sensor has a sensor chip, which has a first chip side and a second opposite chip side. On the first chip side, this is at least one sensor element and on the second chip side, at least one electrical contact is arranged. The at least one electrical contact is electrically coupled to the at least one sensor element by means of at least one electrical connection. The mass flow sensor further has a sensor support element, which has at least one electrical line and at least one electrical contact area. The electrical contact region is electrically coupled to the at least one electrical line. The sensor chip is arranged on the sensor carrier element such that the at least one electrical contact on the second chip side of the sensor chip is electrically coupled to the at least one electrical contact region of the sensor carrier element. The mass flow sensor further has an evaluation unit, which is electrically coupled to the at least one sensor element by means of the at least one electrical line of the sensor carrier element. The evaluation unit is designed to determine the mass flow of the fluid flow by means of the at least one sensor element. The sensor chip is formed at least as part of a media separation. The media separation is designed to spatially separate the evaluation unit from the fluid flow.

Dies hat den Vorteil, dass der Massenstromsensor dadurch besonders robust und zuverlassig ausgebildet ist, um den Massenstrom des Fluidstroms zu ermitteln. Das Fluid kann als ein Gas oder eine Flussigkeit ausgebildet sein. Das Fluid ist insbesondere Luft, so dass der Massenstromsensor insbesondere in einem Luftmassensensor nutzbar ist. Die elektrische Leitung kann beispielsweise als eine auf dem Sensortragerelement aufgebrachte Leiterbahn, so z. B. als eine aufgeklebte Leiterbahn, ausgebildet sein. Der Sensorchip ist typischerweise in einem Strömungskanal angeordnet und in diesem dem Fluidstrom aussetzbar. Dabei ist vorzugsweise eine Wandung als Medientrennung vorgesehen, die derart angeordnet ist, dass ein Teil des Massenstromsensors, so z. B. der Sensorchip, dem Stromungskanal zugeordnet ist, während ein anderer Teil des Massenstromsensors von dem Strömungskanal raumlich getrennt ist. Die Wandung kann aufgrund der elektrischen Kopplung des Sensorelementes mit der elektrischen Leitung des Sensortragerelementes besonders zuverlässig ausgebildet werden. Insbesondere kann der Massenstromsensor besonders zuverlassig betrieben werden, da keine freiverlaufenden elektrischen Drahte, so z. B. Bonddrahte, vorhanden sind, die durch die Wandung beschadigt werden konnten. Aufgrund der Anordnung des zumindest einen elektrischen Kontaktes auf der zweiten Chipseite des Sensorchips, ist auch der elektrische Kontakt und der elektrische Kontaktbereich vor Feuchtigkeit und Partikeln, die im Fluidstrom transportiert werden, geschutzt.This has the advantage that the mass flow sensor is thus made particularly robust and reliable in order to determine the mass flow of the fluid flow. The fluid may be formed as a gas or a liquid. The fluid is in particular air, so that the mass flow sensor can be used in particular in an air mass sensor. The electrical line can, for example, as a force applied to the sensor carrier element conductor track, such. B. as a glued trace, be formed. The sensor chip is typically arranged in a flow channel and can be exposed to the fluid flow in it. In this case, a wall is preferably provided as a media separation, which is arranged such that a part of the mass flow sensor, such. B. the sensor chip, the flow channel is assigned, while another part of the mass flow sensor is spatially separated from the flow channel. The wall can be formed particularly reliable due to the electrical coupling of the sensor element with the electrical line of the sensor support element. In particular, the mass flow sensor can be operated particularly reliable because no free-running electrical wires, such. As bonding wires, are present, which could be damaged by the wall. Due to the arrangement of the at least one electrical contact on the second chip side of the sensor chip, the electrical contact and the electrical contact region is also protected from moisture and particles transported in the fluid flow.

Ferner ergibt sich als Vorteil, dass die Wandung als Medientrennung aufgrund der elektrischen Kopplung des Sensorelementes mit der elektrischen Leitung des Sensortragerelementes besonders einfach und zuverlassig ausgebildet werden kann. Insbesondere kann die Auswerteeinheit besonders zuverlassig von dem Stromungskanal raumlich getrennt werden und somit vor Feuchtigkeit und Partikeln in dem Fluidstrom geschützt werden.Furthermore, it is advantageous that the wall can be designed to be particularly easy and reliable as media separation due to the electrical coupling of the sensor element to the electrical line of the sensor carrier element. In particular, the evaluation unit can be separated from the flow channel in a particularly reliable manner and thus protected from moisture and particles in the fluid flow.

Die Verwendung des Sensorchips als zumindest ein Teil der Medientrennung ermoglicht eine besonders einfache und kostengünstige Ausführung der Medientrennung.The use of the sensor chip as at least part of the media separation allows a particularly simple and cost-effective execution of the media separation.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung des ersten Aspekts umfasst die elektrische Verbindung eine elektrische Durchkon taktierung durch den Sensorchip von der ersten Chipseite zu der zweiten Chipseite. Dies ermöglicht eine besonders zuverlassige elektrische Verbindung zwischen dem zumindest einen Sensorelement und dem zumindest einen elektrischen Kontakt. Vorzugsweise ist die zumindest eine elektrische Durchkontaktierung direkt mit dem zumindest einen elektrischen Kontakt elektrisch gekoppelt. Die elektrische Durchkontaktierung ist vorzugsweise als vertikale elektrische Durchkontaktierung ausgebildet. Der zumindest eine elektrische Kontakt ist beispielsweise als Lotpunkt oder als elektrisch leitender Klebepunkt ausgebildet.In an advantageous embodiment of the first aspect, the electrical connection comprises an electrical Durchkon taktierung by the sensor chip from the first chip side to the second chip side. This allows a particularly reliable electrical connection between the at least one sensor element and the at least one electrical contact. Preferably, the at least one electrical feedthrough is electrically coupled directly to the at least one electrical contact. The electrical via is preferably formed as a vertical electrical feedthrough. The at least one electrical contact is formed for example as a solder point or as an electrically conductive adhesive point.

Die Erfindung zeichnet sich gemäß einem zweiten Aspekt aus durch einen Massenstromsensor, der zumindest ein Sensorelement aufweist, mittels dessen ein Massenstrom eines Fluidstroms ermittelbar ist. Der Massenstromsensor weist ferner ein Sensortragerelement auf, das zumindest eine elektrische Leitung aufweist. Darüber hinaus weist der Massenstromsensor einen Sensorchip auf, der eine erste Chipseite und eine zweite gegenüberliegende Chipseite aufweist. Der Sensorchip ist mit seiner zweiten Chipseite mit dem Sensortragerelement gekoppelt. Auf der ersten Chipseite ist das zumindest eine Sensorelement angeordnet. Das zumindest eine Sensorelement ist mittels zumindest einer elektrischen Verbindung mit der zumindest einen elektrischen Leitung des Sensorträgerelementes elektrisch gekoppelt. Der Massenstromsensor weist ferner eine Auswerteeinheit auf, die mittels der zumindest einen elektrischen Leitung des Sensorträgerelementes mit dem zumindest einen Sensorelement elektrisch gekoppelt ist. Die Auswerteeinheit ist ausgebildet, mittels des zumindest einen Sensorelementes den Massenstrom des Fluidstroms zu ermitteln. Der Sensorchip ist dabei zumindest als Teil einer Medientrennung ausgebildet. Die Medientrennung ist ausgebildet, die Auswerteeinheit von dem Fluidstrom räumlich zu trennen.The invention is characterized according to a second aspect by a mass flow sensor having at least one sensor element, by means of which a mass flow of a fluid flow can be determined. The mass flow sensor further has a sensor support element which has at least one electrical line. In addition, the mass flow sensor has a sensor chip, which has a first chip side and a second opposite chip side. The sensor chip is coupled with its second chip side to the sensor carrier element. On the first chip side, the at least one sensor element is arranged. The at least one sensor element is electrically coupled to the at least one electrical line of the sensor carrier element by means of at least one electrical connection. The mass flow sensor further has an evaluation unit, which is electrically coupled to the at least one sensor element by means of the at least one electrical line of the sensor carrier element. The evaluation unit is designed to determine the mass flow of the fluid flow by means of the at least one sensor element. The sensor chip is formed at least as part of a media separation. The media separation is designed to spatially separate the evaluation unit from the fluid flow.

Vorzugsweise erfolgt die elektrische Kontaktierung der zumindest einen elektrischen Verbindung mit der zumindest einen elektrischen Leitung des Sensortragerelementes direkt neben einer Verbindungsstelle der zweiten Chipseite des Sensorchips mit dem Sensorträgerelement. Dies hat den Vorteil, dass der Massenstromsensor besonders zuverlässig betreibbar ist.The electrical contacting of the at least one electrical connection with the at least one electrical line of the sensor carrier element is preferably carried out directly next to a connection point of the second chip side of the sensor chip with the sensor carrier element. This has the advantage that the mass flow sensor is particularly reliable operable.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung des ersten und zweiten Aspekts umfasst die zumindest eine elektrische Verbindung zumindest eine Oberflachenleiterbahn, die entlang einer Oberflache des Sensorchips angeordnet ist. Dies hat den Vorteil, dass die elektrische Verbindung besonders einfach ausfuhrbar ist. So kann die zumindest eine Oberflachenleiterbahn beispielsweise als zumindest eine auf die Oberflache des Sensorchips aufgeklebte Leiterbahn ausgebildet sein. Grundsätzlich ist es auch möglich, dass zumindest eine der zumindest einen elektrischen Verbindung die zumindest eine Oberflächenleiterbahn umfasst und zumindest eine weitere der zumindest einen elektrischen Verbindung die zumindest eine elektrische Durchkontaktierung umfasst.In an advantageous embodiment of the first and second aspects, the at least one electrical connection comprises at least one surface conductor track, which is arranged along a surface of the sensor chip. This has the advantage that the electrical connection is particularly easy ausfuhrbar. For example, the at least one surface conductor track may be formed as at least one printed conductor glued onto the surface of the sensor chip. In principle, it is also possible that at least one of the at least one electrical connection comprises the at least one surface conductor track and at least one further of the at least one electrical connection comprises the at least one electrical feedthrough.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des ersten und zweiten Aspekts ist das Sensorträgerelement als Leadframe ausgebildet. Beispielsweise ist das als Leadframe ausgebildete Sensortragerelement als Blechstanzbauelement ausgebildet und weist bereits eine elektrische Leitfahigkeit auf. Dies hat den Vorteil, dass bereits das Sensorträgerelement als zumindest eine elektrische Leitung ausgebildet ist und zur elektrischen Kopplung des zumindest einen Sensorelementes mit vorzugsweise der Auswerteeinheit nutzbar ist.In a further advantageous embodiment of the first and second aspects, the sensor carrier element is designed as a leadframe. For example, the sensor support element designed as a leadframe is designed as a sheet metal stamping component and already has an electrical conductivity. This has the advantage that already the sensor carrier element is designed as at least one electrical line and for the electrical coupling of at least a sensor element with preferably the evaluation unit is usable.

Die Erfindung zeichnet sich gemäß einem dritten Aspekt aus durch ein Kraftfahrzeug, das zumindest einen Massenstromsensor gemäß dem ersten oder zweiten Aspekt aufweist. Vorzugsweise weist das Kraftfahrzeug eine Brennkraftmaschine auf. Dabei ist der zumindest eine Massenstromsensor vorzugsweise in einem Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine angeordnet und in diesem insbesondere während eines Betriebs der Brennkraftmaschine einem Luftstrom als Fluidstrom ausgesetzt.The invention is characterized in a third aspect by a motor vehicle having at least one mass flow sensor according to the first or second aspect. Preferably, the motor vehicle has an internal combustion engine. In this case, the at least one mass flow sensor is preferably arranged in an intake tract of the internal combustion engine and, in particular during operation of the internal combustion engine, is exposed to an air flow as fluid flow therein.

Ausfuhrungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden anhand der schematischen Zeichnungen näher erlautert. Es zeigen:Exemplary embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the schematic drawings. Show it:

1 eine erste Ausführungsform eines Massenstromsensors im Querschnitt, 1 A first embodiment of a mass flow sensor in cross section,

2 eine zweite Ausfuhrungsform eines Massenstromsensors im Querschnitt, 2 a second embodiment of a mass flow sensor in cross section,

3 ein Massenstromsensor als Teil einer Medientrennung im Querschnitt. 3 a mass flow sensor as part of a media separation in cross section.

Elemente gleicher Konstruktion oder Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.Elements of the same construction or function are identified across the figures with the same reference numerals.

In 1 ist eine erste Ausführungsform eines Massenstromsensors LMM im Querschnitt dargestellt. Der Massenstromsensor LMM kann beispielsweise in einem Luftmassensensor in einem Kraftfahrzeug angeordnet sein. Der Massenstromsensor LMM ist zumindest teilweise in einem Strömungskanal FC angeordnet und in diesem einem Fluidstrom FF, so z. B. einem Luftstrom, aussetzbar. Der Strömungskanal FC ist beispielsweise als Bypasskanal eines Gehäusekörpers ausgebildet, der mit dem Massenstromsensor LMM beispielsweise Bestandteil einer Massenstromsensorvorrichtung ist, z. B. des Luftmassensensors, die vorzugsweise stromabwärts zu einem Luftfilter in einem Ansaugtrakt einer Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs angeordnet ist.In 1 a first embodiment of a mass flow sensor LMM is shown in cross section. The mass flow sensor LMM can be arranged for example in an air mass sensor in a motor vehicle. The mass flow sensor LMM is at least partially disposed in a flow channel FC and in this a fluid flow FF, such. B. a stream of air, interchangeable. The flow channel FC is formed, for example, as a bypass channel of a housing body, which is for example part of a mass flow sensor device with the mass flow sensor LMM, z. B. the air mass sensor, which is preferably arranged downstream of an air filter in an intake tract of an internal combustion engine of the motor vehicle.

Eine Strömungsrichtung des Fluidstromes FF in dem Strömungskanal FC ist in 1 senkrecht in die Figurenebene hinein verlaufend.A flow direction of the fluid flow FF in the flow channel FC is in 1 running vertically into the plane of the figure.

Der Massenstromsensor LMM weist einen ersten Sensorchip CHP1, so z. B. einen Silizium-Chip, auf, der eine erste und eine zweite Chipseite CHP1_1, CHP1_2 umfasst. Auf der ersten Chipseite CHP1_1 ist ein Sensorelement SU angeordnet, insbesondere integriert. Das Sensorelement SU umfasst eine Membran M auf der beispielsweise ein oder mehrere Temperatursensoren TS angeordnet sind. Der erste Sensorchip CHP1 ist ausgebildet und vorgesehen, in dem Strömungskanal FC angeordnet zu werden und mit seiner ersten Chipseite CHP1_1 dem Fluidstrom FF ausgesetzt zu sein. Die zweite Chipseite CHP1_2 ist jedoch dem Fluidstrom abgewandt angeordnet und diesem nicht ausgesetzt. Mittels des Sensorelementes SU ist ein Massenstrom des Fluidstromes FF erfassbar. Der erste Sensorchip CHP1 weist ferner eine elektrische Durchkontaktierung V auf, die in der 1 vertikal durch den ersten Sensorchip CHP1 von der ersten zu der zweiten Chipseite CHP1_1, CHP1_2 verläuft. Die elektrische Durchkontaktierung V ist beispielsweise als eine Kupfersäule (Copper Pillar Bump) in dem ersten Sensorchip CHP1 ausgebildet. Alternativ kann die elektrische Durchkontaktierung V aber auch als Lotkugel (Solder Ball Bump) oder als eine andere einem Fachmann bekannte Ausführung ausgebildet sein. Die elektrische Durchkontaktierung V ist auf der ersten Chipseite CHP1_1 des ersten Sensorchips CHP1 mit einem ersten Ende einer ersten elektrischen Leitung CP1 elektrisch gekoppelt. Ein zweites Ende der ersten elektrischen Leitung CP1 ist mit dem Temperatursensor TS des Sensorelementes SU elektrisch gekoppelt. Grundsätzlich können auch andere oder zusätzliche Bauelemente auf der Membran M des Sensorelementes SU angeordnet sein und mit weiteren ersten elektrischen Leitungen CP1 elektrisch gekoppelt sein. Die zumindest eine erste elektrische Leitung CP1 ist beispielsweise als eine integrierte Leiterbahn auf dem ersten Sensorchip CHP1 ausgebildet. Im Bereich der zweiten Chipseite CHP1_2 des ersten Sensorchips CHP1 ist die elektrische Durchkontaktierung V mit einem elektrischen Kontakt SP elektrisch gekoppelt. Der elektrische Kontakt SP ist beispielsweise als ein Lotpunkt oder ein elektrisch leitender Klebepunkt ausgebildet. Auch andere dem Fachmann bekannte elektrische Kontakte SP sind verwendbar.The mass flow sensor LMM has a first sensor chip CHP1, such. A silicon chip including first and second chip sides CHP1_1, CHP1_2. On the first chip side CHP1_1 a sensor element SU is arranged, in particular integrated. The sensor element SU comprises a membrane M on which, for example, one or more temperature sensors TS are arranged. The first sensor chip CHP1 is designed and intended to be arranged in the flow channel FC and to be exposed with its first chip side CHP1_1 to the fluid flow FF. However, the second chip side CHP1_2 is arranged facing away from the fluid flow and not exposed to this. By means of the sensor element SU, a mass flow of the fluid flow FF can be detected. The first sensor chip CHP1 also has an electrical feed-through V, which in the 1 vertically through the first sensor chip CHP1 from the first to the second chip side CHP1_1, CHP1_2. The electrical via V is formed, for example, as a copper pillar (Copper Pillar Bump) in the first sensor chip CHP1. Alternatively, the electrical feedthrough V can also be designed as a solder ball (solder ball bump) or as another embodiment known to a person skilled in the art. The electrical via V is electrically coupled to a first end of a first electrical lead CP1 on the first chip side CHP1_1 of the first sensor chip CHP1. A second end of the first electrical line CP1 is electrically coupled to the temperature sensor TS of the sensor element SU. In principle, other or additional components can also be arranged on the membrane M of the sensor element SU and can be electrically coupled to further first electrical lines CP1. The at least one first electrical line CP1 is designed, for example, as an integrated conductor track on the first sensor chip CHP1. In the region of the second chip side CHP1_2 of the first sensor chip CHP1, the electrical feedthrough V is electrically coupled to an electrical contact SP. The electrical contact SP is formed, for example, as a soldering point or an electrically conductive adhesive point. Other electrical contacts SP known to the person skilled in the art can also be used.

Der erste Sensorchip CHP1 kann auch mehr als eine elektrische Durchkontaktierung V und mehr als eine erste elektrische Leitung CP1 aufweisen.The first sensor chip CHP1 may also have more than one electrical via V and more than a first electrical lead CP1.

Alternativ oder zusätzlich zu der elektrischen Durchkontaktierung V kann die jeweilige erste elektrische Leitung CP1 auch mit ihrem jeweils ersten Ende mit einer Oberflächenleiterbahn SCP elektrisch gekoppelt sein, die entlang einer Oberfläche des ersten Sensorchips CHP1 angeordnet ist (gepunktet dargestellt in 1). Grundsätzlich ist es auch möglich, dass bei mehreren ersten elektrischen Leitungen CP1, zumindest eine der zumindest einen ersten elektrischen Leitung CP1 mit zumindest einer Oberflächenleiterbahn SCP elektrisch gekoppelt ist, während zumindest eine andere der zumindest einen ersten elektrischen Leitung CP1 mit der zumindest einen elektrischen Durchkontaktierung V elektrisch gekoppelt ist.As an alternative or in addition to the electrical feedthrough V, the respective first electrical line CP1 can also be electrically coupled with its respective first end to a surface conductor track SCP which is arranged along a surface of the first sensor chip CHP1 (shown dotted in FIG 1 ). In principle, it is also possible that in the case of a plurality of first electrical lines CP1, at least one of the at least one first electrical line CP1 is electrically coupled to at least one surface conductor track SCP, while at least one other of the at least one first electrical line CP1 is connected to the at least one electrical feedthrough V is electrically coupled.

Die erste elektrische Leitung CP1 und die elektrische Durchkontaktierung V und/oder die Oberflächenleiterbahn SCP können als eine elektrische Verbindung zwischen der ersten Chipseite CHP1_1 und der zweiten Chipseite CHP1_2 des ersten Sensorchips CHP1 bezeichnet werden, die das Sensorelement SU mit dem zumindest einen elektrischen Kontakt SP auf der zweiten Chipseite CHP1_2 des ersten Sensorchips CHP1 elektrisch koppelt. The first electrical lead CP1 and the electrical feedthrough V and / or the surface trace SCP can be referred to as an electrical connection between the first chip side CHP1_1 and the second chip side CHP1_2 of the first sensor chip CHP1, which comprises the sensor element SU with the at least one electrical contact SP the second chip side CHP1_2 of the first sensor chip CHP1 electrically couples.

Der Massenstromsensor LMM weist ferner ein Sensorträgerelement LF auf, das vorzugsweise als Leadframe ausgebildet ist. Das als Leadframe ausgebildete Sensorträgerelement LF ist beispielsweise als Blechstanzbauelement ausgebildet und weist von sich aus bereits eine elektrische Leitfähigkeit auf. Alternativ kann das Sensorträgerelement LF aber auch als Leiterplatte ausgebildet sein. Das Sensorträgerelement LF weist zumindest eine zweite elektrische Leitung CP2 auf, die im Falle des Leadframes als das Leadframe selbst ausgebildet ist. Ist das Sensorträgerelement LF als Leiterplatte ausgebildet, ist die zumindest eine zweite elektrische Leitung CP2 beispielsweise als eine aufgeklebte Leiterbahn ausgebildet. Das Sensorträgerelement LF weist zumindest einen elektrischen Kontaktbereich CA auf, der mit einem Ende der zumindest einen zweiten elektrischen Leitung CP2 elektrisch gekoppelt ist.The mass flow sensor LMM further has a sensor carrier element LF, which is preferably designed as a leadframe. Trained as a leadframe sensor carrier element LF is formed for example as a sheet metal stamping device and has by itself already an electrical conductivity. Alternatively, however, the sensor carrier element LF can also be designed as a printed circuit board. The sensor carrier element LF has at least one second electrical line CP2, which in the case of the leadframe is designed as the leadframe itself. If the sensor carrier element LF is designed as a printed circuit board, the at least one second electrical line CP2 is designed, for example, as a glued-on conductor track. The sensor carrier element LF has at least one electrical contact region CA, which is electrically coupled to one end of the at least one second electrical line CP2.

Der erste Sensorchip CHP1 ist vorzugsweise mittels eines Klebers AD mit seiner zweiten Chipseite CHP1_2 mit dem Sensorträgerelement LF gekoppelt. Der Kleber AD ist vorzugsweise elektrisch nichtleitend ausgebildet. Der erste Sensorchip CHP1 ist derart auf dem Sensorträgerelement LF angeordnet, dass der zumindest eine elektrische Kontakt SP auf der zweiten Chipseite CHP1_2 des ersten Sensorchips CHP1 mit dem zumindest einen elektrischen Kontaktbereich CA des Sensorträgerelementes LF elektrisch gekoppelt ist, wobei der Kleber AD in diesem Bereich vorzugsweise nicht aufgetragen ist. Die elektrische Kopplung kann beispielsweise mittels des Lotpunktes oder mittels des elektrisch leitenden Klebepunktes erfolgen.The first sensor chip CHP1 is preferably coupled to the sensor carrier element LF by means of an adhesive AD with its second chip side CHP1_2. The adhesive AD is preferably formed electrically non-conductive. The first sensor chip CHP1 is arranged on the sensor carrier element LF such that the at least one electrical contact SP on the second chip side CHP1_2 of the first sensor chip CHP1 is electrically coupled to the at least one electrical contact region CA of the sensor carrier element LF, the adhesive AD preferably being in this region not applied. The electrical coupling can be done for example by means of the soldering point or by means of the electrically conductive adhesive point.

Vorzugsweise weist der Massenstromsensor LMM einen zweiten Sensorchip CHP2 auf, der beispielsweise auch als Silizium-Chip ausgebildet ist. Der zweite Sensorchip CHP2 weist eine Auswerteeinheit auf, so z. B. eine integrierte Auswerteeinheit. Die Auswerteeinheit auf dem zweiten Sensorchip CHP2 ist mit einem weiteren Ende der zumindest einen zweiten elektrischen Leitung CP2 des Sensorträgerelementes LF elektrisch gekoppelt und somit mit der Sensoreinheit SU auf dem ersten Sensorchip CHP1. Die Auswerteeinheit des zweiten Sensorchips CHP2 ist ausgebildet, mittels des Sensorelementes SU ein Sensorsignal, das repräsentativ ist für den ermittelten Massenstrom des Fluidstromes FF, zu ermitteln und ausgangsseitig zur Verfügung zu stellen.Preferably, the mass flow sensor LMM to a second sensor chip CHP2, which is for example also designed as a silicon chip. The second sensor chip CHP2 has an evaluation unit, such. B. an integrated evaluation. The evaluation unit on the second sensor chip CHP2 is electrically coupled to a further end of the at least one second electrical line CP2 of the sensor carrier element LF and thus to the sensor unit SU on the first sensor chip CHP1. The evaluation unit of the second sensor chip CHP2 is designed to determine, by means of the sensor element SU, a sensor signal which is representative of the determined mass flow of the fluid flow FF and to make it available on the output side.

Der Massenstromsensor LMM weist den ersten und zweiten Sensorchip CHP1, CHP2 auf und ist somit als Zweichipsensor ausgebildet. Der erste Sensorchip CHP1 ist während eines Betriebs der Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs dem Fluidstrom FF ausgesetzt. Der zweite Sensorchip CHP2 ist vorzugsweise auch während des Betriebs der Brennkraftmaschine nicht dem Fluidstrom FF ausgesetzt, da mit dem Fluidstrom FF mitgeführte Partikel sowie Feuchtigkeit zu einer Schädigung der Auswerteeinheit auf dem zweiten Sensorchip CHP2 führen könnten.The mass flow sensor LMM has the first and second sensor chip CHP1, CHP2 and is thus designed as a dual-chip sensor. The first sensor chip CHP1 is exposed to the fluid flow FF during operation of the internal combustion engine of the motor vehicle. The second sensor chip CHP2 is preferably also not exposed to the fluid flow FF during operation of the internal combustion engine, since particles entrained with the fluid flow FF and moisture could lead to damage to the evaluation unit on the second sensor chip CHP2.

Der Gehäusekörper der Massenstromsensorvorrichtung weist eine Wandung W auf, die derart zwischen dem ersten und zweiten Sensorchip CHP1, CHP2 des Massenstromsensors LMM angeordnet ist, dass der zweite Sensorchip CHP2 von dem Strömungskanal FC räumlich getrennt ist. Die Wandung W ist vorzugsweise als Dichtlippe ausgebildet und an einer Kontaktstelle der Dichtlippe mit dem Sensorträgerelement LF mit diesem verklebt. Die Kontaktstelle ist im Bereich des Sensorträgerelementes LF, in dem die zumindest eine zweite elektrische Leitung CP2 verläuft. Aufgrund der in dem Sensorträgerelement LF integrierten oder auf dem Sensorträgerelement LF aufgebrachten zumindest einen zweiten elektrischen Leitung CP2 kann die Wandung W besonders geeignet mit dem Sensorträgerelement LF in Kontakt treten. Die Wandung W stellt eine Medientrennung dar, die ausgebildet ist, den Strömungskanal FC, in dem der erste Sensorchip CHP1 angeordnet ist, von dem zweiten Sensorchip CHP2 mit der Auswerteeinheit räumlich zu trennen. Insbesondere durch die Ausbildung der zumindest einen zweiten elektrischen Leitung CP2 des Sensortragerelementes LF ist die Wandung W besonders einfach ausfuhrbar, da keine freiverlaufende Bonddrähte oder sonstige freiverlaufende elektrische Leiter zwischen dem ersten und zweiten Sensorchip CHP1, CHP2 vorhanden sind. Dies hat ferner den Vorteil, dass die Massenstromsensorvorrichtung mit dem Massenstromsensor LMM besonders zuverlässig hergestellt und betrieben werden kann.The housing body of the mass flow sensor device has a wall W, which is arranged between the first and second sensor chip CHP1, CHP2 of the mass flow sensor LMM such that the second sensor chip CHP2 is spatially separated from the flow channel FC. The wall W is preferably formed as a sealing lip and adhered to a contact point of the sealing lip with the sensor carrier element LF with this. The contact point is in the region of the sensor carrier element LF, in which the at least one second electrical line CP2 extends. Because of the at least one second electrical line CP2 integrated in the sensor carrier element LF or applied to the sensor carrier element LF, the wall W can come into contact with the sensor carrier element LF in a particularly suitable manner. The wall W represents a media separation, which is designed to spatially separate the flow channel FC, in which the first sensor chip CHP1 is arranged, from the second sensor chip CHP2 with the evaluation unit. In particular, by the formation of the at least one second electrical line CP2 of the sensor carrier element LF, the wall W is particularly easy ausfuhrbar, since no free-running bonding wires or other freiverlaufende electrical conductors between the first and second sensor chip CHP1, CHP2 are present. This also has the advantage that the mass flow sensor device with the mass flow sensor LMM can be manufactured and operated particularly reliable.

In 2 ist eine zweite Ausführungsform des Massenstromsensors LMM im Querschnitt mit dem Sensorträgerelement LF und dem ersten und zweiten Sensorchip CHP1, CHP2 dargestellt. Der erste Sensorchip CHP1 ist mit seiner zweiten Chipseite CHP1_2 mit dem Sensorträgerelement LF gekoppelt, so z. B. mittels des Klebers AD. Das Sensorelement SU auf der ersten Chipseite CHP1_1 des ersten Sensorchips CHP1 ist mit dem zweiten Ende der zumindest einen ersten elektrischen Leitung CP1 elektrisch gekoppelt. Das Sensorelement SU, insbesondere zumindest eine Komponente des Sensorelementes SU, ist mit dem ersten Ende der zumindest einen ersten elektrischen Leitung CP1 mit der zumindest einen Oberflächenleiterbahn SCP elektrisch gekoppelt. Der zumindest eine elektrische Kontakt SP ist direkt neben einer Verbindungsstelle des ersten Sensorchips CHP1 mit dem Sensorträgerelement LF angeordnet. Das Sensorträgerelement LF weist den elektrischen Kontaktbereich CA auf, der im Vergleich zu der 1 nicht unter der zweiten Chipseite CHP1_2 des ersten Sensorchips CHP1 angeordnet ist. Auch dadurch kann die Wandung W derart zwischen dem ersten und zweiten Sensorchip CHP1, CHP2 mit dem Sensorträgerelement LF in Kontakt treten, dass eine zuverlässige Medientrennung zwischen dem Fluidstrom FF und der Auswerteeinheit auf dem zweiten Sensorchip CHP2 gewährleistet ist.In 2 a second embodiment of the mass flow sensor LMM is shown in cross-section with the sensor carrier element LF and the first and second sensor chip CHP1, CHP2. The first sensor chip CHP1 is coupled with its second chip side CHP1_2 to the sensor carrier element LF, such. B. by means of the adhesive AD. The sensor element SU on the first chip side CHP1_1 of the first sensor chip CHP1 is electrically coupled to the second end of the at least one first electrical line CP1. The sensor element SU, in particular at least one component of the sensor element SU, is electrically coupled to the first end of the at least one first electrical line CP1 with the at least one surface conductor track SCP. The at least one electrical contact SP is arranged directly next to a connection point of the first sensor chip CHP1 with the sensor carrier element LF. The sensor carrier element LF has the electrical contact region CA, which in comparison to the 1 is not disposed under the second chip side CHP1_2 of the first sensor chip CHP1. This also allows the wall W to come into contact with the sensor carrier element LF between the first and second sensor chips CHP1, CHP2 in such a way that reliable media separation between the fluid flow FF and the evaluation unit on the second sensor chip CHP2 is ensured.

In 3 ist der Massenstromsensor LMM mit der Wandung W im Querschnitt dargestellt. Die Wandung W ist nicht in Kontakt mit der zumindest einen zweiten elektrischen Leitung CP2 des Sensorträgerelementes LF oder mit dem Sensorträgerelement LF. Die Wandung W ist vorzugsweise mit einer Seite der Wandung W in Kontakt mit einer Stirnseite FS des ersten Sensorchips CHP1. Die Stirnseite FS ist dem zweiten Sensorchip CHP2 zugewandt. Dadurch bildet der erste Sensorchip CHP1, insbesondere die Stirnseite FS des ersten Sensorchips CHP1, mit der Wandung W die Medientrennung zwischen dem ersten und zweiten Sensorchip CHP1, CHP2. Dies ermöglicht eine besonders kostengünstige und zugleich zuverlässige Ausführung des Massenstromsensors LMM, da die zumindest eine zweite elektrische Leitung CP2 des Sensorträgerelementes LF nicht in Kontakt ist mit der Wandung W und somit keine Gefahr einer Beschädigung der zumindest einen zweiten elektrischen Leitung CP2 des Sensorträgerelementes LF besteht.In 3 the mass flow sensor LMM is shown with the wall W in cross section. The wall W is not in contact with the at least one second electrical line CP2 of the sensor carrier element LF or with the sensor carrier element LF. The wall W is preferably in contact with a side of the wall W in contact with a front side FS of the first sensor chip CHP1. The front side FS faces the second sensor chip CHP2. As a result, the first sensor chip CHP1, in particular the front side FS of the first sensor chip CHP1, forms with the wall W the media separation between the first and second sensor chip CHP1, CHP2. This allows a particularly cost-effective and at the same time reliable embodiment of the mass flow sensor LMM, since the at least one second electrical line CP2 of the sensor carrier element LF is not in contact with the wall W and thus there is no risk of damaging the at least one second electrical line CP2 of the sensor carrier element LF.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

AD

Glue

CA

electrical contact area

CHP1

first sensor chip

CHP1_1

first chip side

CHP1_2

second chip side

CHP2

second sensor chip

CP1

first electrical line

CP2

second electrical line

FC

flow channel

FF

fluid flow

FS

front

LF

Sensor support element

LMM

Mass flow sensor

M

membrane

SCP

Surface conductor path

SP

electric contact

SU

sensor element

TS

temperature sensor

V

electrical via

W

wall

Claims

Having mass flow sensor (LMM) At least one sensor element (SU), by means of which a mass flow of a fluid flow (FF) can be detected, A sensor chip (CHP1) having a first chip side (CHP1_1) and a second opposite chip side (CHP1_2), wherein on the first chip side (CHP1_1) the at least one sensor element (SU) and on the second chip side (CHP1_2) at least one electrical Contact (SP) is arranged, wherein the at least one electrical contact (SP) by means of at least one electrical connection (CP1, V, SCP) with the at least one sensor element (SU) is electrically coupled and wherein the sensor chip (CHP1) by a with a Front side (FS) of the sensor chip (CHP1) in contact wall (W) is formed as part of a media separation, A sensor carrier element (LF) which has at least one electrical line (CP2) and at least one electrical contact region (CA) which is electrically coupled to the at least one electrical line (CP2), the sensor chip (CHP1) being mounted on the sensor carrier element ( LF) is arranged such that the at least one electrical contact (SP) on the second chip side (CHP1_2) of the sensor chip (CHP1) is electrically coupled to the at least one electrical contact region (CA) of the sensor carrier element (LF), - An evaluation unit, which is electrically coupled by means of at least one electrical line (CP2) of the sensor carrier element (LF) with the at least one sensor element (SU) and is formed, by means of the at least one sensor element (SU) to the mass flow of the fluid flow (FF) determine, wherein the media separation is designed to spatially separate the evaluation of the fluid flow (FF).

Mass flow sensor (LMM) according to claim 1, wherein the electrical connection (CP1, V, SCP) comprises an electrical via (V) through the sensor chip (CHP1) from the first chip side (CHP1_1) to the second chip side (CHP1_2).

Mass flow sensor (LMM) comprising - at least one sensor element (SU), by means of which a mass flow of a fluid flow (FF) can be detected, - a sensor carrier element (LF) having at least one electrical line (CP2), - a sensor chip (CHP1), the a first chip side (CHP1_1) and a second opposite chip side (CHP1_2), wherein the sensor chip (CHP1) with its second chip side (CHP1_2) is coupled to the sensor carrier element (LF), wherein on the first chip side (CHP1_1) the at least one sensor element (SU) is arranged and this by means of at least one electrical connection (CP1, V, SCP) is electrically coupled to the at least one electrical line (CP2) of the sensor carrier element (LF), and wherein the sensor chip (CHP1) is connected to a wall (W.1) in contact with an end face (FS) of the sensor chip (CHP1) ) is formed as part of a media separation, - an evaluation unit which is electrically coupled to the at least one sensor element (SU) by means of the at least one electrical line (CP2) of the sensor carrier element (LF) and is formed by means of the at least one sensor element (SU) to determine the mass flow of the fluid flow (FF), wherein the media separation is designed to spatially separate the evaluation unit of the fluid flow (FF).

Mass flow sensor (LMM) according to claim 3, wherein the at least one electrical connection (CP1, V, SCP) comprises at least one surface trace (SCP), which is arranged along a surface of the sensor chip (CHP1).

Mass flow sensor (LMM) according to one of the preceding claims, wherein the sensor carrier element (LF) is designed as a leadframe.

Motor vehicle with at least one mass flow sensor (LMM) according to one of claims 1 to 5.