CN105122013A - 传感器和用于制造传感器的方法 - Google Patents

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F.安特
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Abstract

本发明涉及一种传感器(100),其具有电子元件或者传感器元件(102)、光伏电池(106)的电路(104)以及壳体(108)。所述传感器元件(102)构造用于:在使用电能的情况下提供传感器信号,其中所述传感器信号表示至少一个由所述传感器元件(102)检测到的测量参量。所述电路(104)构造用于:在使用电能的情况下将所述传感器信号处理成数据信号。所述光伏电池(106)构造用于:为所述传感器元件(102)和所述电路(104)提供电能。在所述壳体(108)中布置有所述传感器元件(102)、所述电路(104)和所述光伏电池(106)。所述壳体(108)具有凹部(110),在该凹部中布置有所述光伏电池(106)。所述壳体(108)的、将所述凹部(110)包围的边缘(112)伸出超过所述光伏电池(106)。

Description

传感器和用于制造传感器的方法
技术领域
本发明涉及一种传感器以及一种用于制造传感器的方法。
背景技术
如果能源或者用于获取能量的机构被集成到一种元件中,这种元件就能够以能量自给的方式运行。
US2011/0169554A1说明了一种集成的、用太阳能来运行的构件。
发明内容
基于这种背景,以本发明来介绍按独立权利要求所述的、一种传感器和一种用于制造传感器的方法。有利的设计方案从相应的从属权利要求和以下说明中获得。
为了将光伏电池安置在壳体中,所述光伏电池能够从所述壳体的表面上缩进,布置在凹处中。通过缩进的布置方式,所述光伏电池能够比与所述表面齐平地布置所述光伏电池的情况更好地得到保护,以防止损坏。敏感的半导体材料可能在所述光伏电池的侧面的边沿上裸露,尤其所述侧面的边沿能够在所述凹处中较好地得到保护,以防止损坏、例如腐蚀或者破裂。
介绍一种具有以下特征的传感器:
-用于在使用电能的情况下提供传感器信号的电子元件或者传感器元件,其中所述传感器信号表示至少一个由所述传感器元件所检测到的测量参量;
-用于在使用电能的情况下将所述传感器信号处理成数据信号的电路;
-用于为所述传感器元件和所述电路提供电能的光伏电池;以及
-壳体,所述传感器元件、所述电路和所述光伏电池被所述壳体所容纳,其中所述壳体具有凹部,在该凹部中布置有所述光伏电池,其中所述壳体的、将所述凹部包围的边缘伸出超过所述光伏电池。
电子元件尤其能够是ASIC,该ASIC例如直接测量温度。传感器元件能够是微机械的(MEMS)传感器元件。所述传感器元件能够构造用于检测至少一个测量参量。所述测量参量能够是物理的参量。所述测量参量能够是化学的参量。传感器信号能够是电气的信号。尤其所述传感器信号能够是模拟的信号。电路能够是集成电路。数据信号尤其能够是数字的信号。所述电路能够构造用于通过通信协议将所述数据信号传输给接收器。光伏电池能够是反触点-太阳能电池。而后所述光伏电池的电气的触点能够从所述光伏电池的非光敏侧来接触。所述光伏电池也能够是具有正面的触点和背侧的触点的太阳能电池。而后能够在所述太阳能电池的光敏侧上接触所述正面的触点。壳体能够是保护套。所述壳体能够构造为液密的结构。所述壳体能够由一种或者多种不同的材料所构成。所述壳体的边缘能够围绕着所述凹部环绕地封闭地构成。所述边缘能够伸出超过所述光伏电池的、光敏的表面。处于所述光伏电池的表面与所述边缘的外部的表面之间的空间、也就是所述凹部的、与所述光伏电池的光敏的表面邻接的并且没有被所述光伏电池填满的区域能够没有材料,也就是例如充满环境空气,或者用保护介质来填满。所述凹部能够构造为形成所述壳体的材料中的盲孔。凹部的深度,也就是所述凹部的底部与所述壳体的边缘的、与侧壁邻接的边沿之间的间距能够大于所述光伏电池的厚度。所述壳体的边缘能够由电路板材料或者由浇注料来构成。通过这种方式,所述边缘能够由较硬的材料构成,该材料能够遮蔽所述光伏电池,以防止外部的影响。
所述光伏电池与所述壳体之间的过渡区域能够用保护介质来密封。所述过渡区域能够布置在将所述光伏电池的光敏侧与所述光伏电池的非光敏侧连接起来的边沿上。保护介质能够是一种物质,该物质被加入到所述过渡区域中并且在所述过渡区域中时效硬化。所述保护介质也能够持久柔韧,用于例如对热应力进行补偿。所述保护介质能够是透明的。而后所述保护介质也能够全面状地布置在所述光伏电池的光敏侧的上面。保护介质例如能够是保护胶、保护漆或者熔化液。
所述传感器元件以及作为替代方案或者补充方案所述电路能够布置在所述光伏电池的非光敏侧上。所述传感器元件和/或所述电路能够布置在单独的半导体芯片中。在构成所述壳体之前,所述半导体芯片能够被安置在所述光伏电池的背侧上。在所述光伏电池与所述传感器元件和/或所述电路之间能够布置具有印制导线的电路板。
所述壳体至少能够部分地由浇注料构成。所述传感器元件并且作为替代方案或者补充方案所述电路能够被浇注在所述浇注料中。浇注料例如能够是塑料,所述塑料完全包围着所述传感器元件并且作为替代方案或者补充方案完全包围着所述电路并且防止外部的影响。所述浇注料能够在阴模中成形为所述壳体。所述浇注料能够是热后可塑性的材料。
在所述壳体的边缘中能够布置电气的印制导线。所述光伏电池能够通过所述边缘中的印制导线进行电接触。所述边缘能够具有超过所述光伏电池的光敏侧的超出部分。所述光伏电池的光敏侧的一部分由此能够被所述边缘所覆盖。在这种情况下,在所述光敏侧上能够接触所述光伏电池的至少一个电气的接头。
所述光伏电池能够如此被所述边缘所包围(埋入),从而至少在所述光伏电池的表面的部分区域中存在至少一处与所述表面的全方位的接触。所述光伏电池的边沿能够被埋入在所述边缘中。所述边沿能够完全被包围。由此所述光伏电池能够特别好地通过所述壳体得到保护。所述光伏电池能够被浇入或者被挤压包封,用于将所述边沿埋入到所述边缘中。电路板能够由多个层所构成,其中至少一个层具有一个对于所述光伏电池来说足够大的截取部分。覆盖层能够具有较小的截取部分,使得所述覆盖层在所述边沿上超过所述光伏电池。同样所述光伏电池能够在所述截取部分的上面被安置在所述覆盖层中,并且从所述非光敏侧与所述电路及所述传感器元件浇注在一起。
所述壳体能够在所述边缘上具有电气的接头,并且作为替代方案或者补充方案在与所述凹部对置的背侧上具有电气的接头。接头能够构造为所述电路的接口。所述电气的接头能够通过所述壳体中的穿通触头、所谓的穿通触头(Vias)来构成。所述接头能够同时构造在所述壳体的两侧上。而后能够在不决于安装位置的情况下动用所述接头。例如通过所述接头能够检查所述传感器的功能。
所述电路能够具有用于无线地传输数据信号的天线。通过无线的数据传输,所述传感器能够在接收器的作用范围之内被安置在任意的位置上。由此取消电缆。
所述传感器能够具有用于电能的蓄能器,其中所述蓄能器被所述壳体所包围。蓄能器例如能够是蓄电池或者电容器。在存在能量盈余时,能够在所述蓄能器中储存光伏电池的能量。如果存在能量不足,则能够在使用所述蓄能器中的能量的情况下运行所述传感器。例如所述传感器而后能够在昏暗条件下检测数据。
此外,介绍一种用于制造传感器的方法,其中所述方法具有以下方法步骤:
-提供传感器元件、电路和光伏电池,其中所述光伏电池与所述电路相连接并且所述电路与所述传感器元件相连接;并且
-将所述传感器元件、所述电路和所述光伏电池布置在壳体中,其中所述光伏电池布置在所述壳体的凹部中,其中所述壳体的、将所述凹部包围的边缘伸出超过所述光伏电池。
在所述提供的步骤中,能够提供多个由传感器元件、电路和光伏电池构成的装置,并且在所述布置的步骤中能够将所述多个装置布置在一个共同的壳体中。所述方法能够具有分隔的步骤,在所述分隔的步骤中能够将所述壳体分成多个子壳体,其中一个子壳体分别具有一个装置。通过同时制造多个传感器这种方式,能够节省制造成本和时间。
附图说明
下面借助于附图来示例性地对本发明进行详细解释。附图示出:
图1是按照本发明的一种实施例的、传感器的示意图;
图2是按照本发明的一种实施例的、具有被密封的光伏电池侧边的传感器的图示;
图3是按照本发明的一种实施例的、具有被埋入到电路板中的光伏电池侧边的传感器的图示;
图4是按照本发明的一种实施例的、具有被埋入到电路板中的光伏电池侧边并且具有盖子的、传感器的图示;
图5是按照本发明的一种实施例的、具有由浇注料和电路板材料构成的壳体的传感器的图示;
图6是按照本发明的一种实施例的、具有由浇注料构成的壳体的传感器的图示;
图7是按照本发明的一种实施例的、用于制造传感器的方法的流程图;并且
图8是多个按照本发明的一种实施例的、一起被埋入的传感器的图示。
在本发明的、下面对优选的实施例所作的说明中,为在不同的附图中所示出的并且类似地起作用的元件使用相同的或者类似的附图标记,其中放弃对于这些元件的重复的描述。
具体实施方式
图1示出了按照本发明的一种实施例的、传感器100的示意图。所述传感器100具有传感器元件102、电路104、光伏电池106和壳体108。所述传感器元件102构造用于在使用电能的情况下提供传感器信号。所述传感器信号表示至少一个由所述传感器元件102检测到的测量参量。所述电路104与所述传感器元件102相连接,并且构造用于在使用电能的情况下将所述传感器信号处理成数据信号。所述光伏电池106构造用于为所述传感器元件102和所述电路104提供电能,并且与所述电路104相连接。在所述壳体108中布置有所述传感器元件102、所述电路104和所述光伏电池106。所述壳体108具有凹部110,在该凹部中布置有所述光伏电池106。所述壳体108的、将所述凹部110包围的边缘112伸出超过所述光伏电池106,使得所述光伏电池106的光敏的表面缩在所述壳体108的表面的后面。按照在图1中示出的实施例,所述光伏电池106的光敏的表面没有被所述壳体108或者其它的覆盖层或者保护层所遮盖。由此在所述凹部110的、伸出超过所述光伏电池106的光敏的表面的边缘区域之间存在着自由空间。按照一种作为替代方案的实施例,所述光伏电池106的光敏的表面能够被覆盖层所覆盖。例如所述凹部110能够用透明的材料来填满,所述透明的材料能够齐平地以所述边缘112的外部的表面、在图1中以所述边缘112的指向下面的表面为终止。
在图1中示出了一种用于集成并且用于保护传感器系统和传感器100中的一个或者多个光伏电池106的结构形式的实施例。
这样的传感器100例如能够与“物联网”(InternetofThings,IoT)结合使用,所述物联网被称为信息技术中的、最重要的未来的发展方向之一。通过所述物联网,不仅人能够访问互联网并且通过其进行联网,而且仪器也通过互联网彼此联网。具有上网功能的洗衣机属于已经在技术上得到实现的实例,所述洗衣机在电价较低的时段自动地开始洗衣过程。另一种实例是联网的冰箱,所述冰箱自动地补充订购被取出的食品。物联网的另一个领域瞄准用自主的传感器100实现的生产及家居自动化的方向,所述自主的传感器要么从电池中并且/或者用能量采集器、例如光伏电池106、热电发电机要么从振动中获取其能量。对于这样的传感器100、例如温度传感器来说,能够使用来自消费性电子产品的领域的传感器元件102、例如用于智能手机的传感器102、例如陀螺仪、加速度传感器、压力传感器或者麦克风。通过能够成本低廉地获得的传感器元件102,能够以较低的总成本来制造传感器100。例如就这样能够成本低廉地制造用于对窗框上的窗子位置进行探测的传感器100或者用于对墙纸上的柜子后面的霉菌探测的湿度传感器。用于物联网的传感器模块100(结构尺寸级为几个cm3)不仅能够包括至少一个用于对物理的/化学的参量进行探测的传感器102,而且在较小的结构空间上也能够集成处理器104、无线电模块、蓄能器和能量采集器106。
在这里所介绍的方案中,光伏电池106被集成到较小地制成的、自主的传感器系统100中,该传感器系统具有最大数平方厘米的基面,例如具有小于10、5或者3平方厘米的基面,使得所述光伏电池106的边沿得到了保护并且所述壳体108的、垂直的环绕的超出部分112至少部分地在伸出超过所述太阳能电池106的有效表面的情况下保护所述太阳能电池106的有效表面,以防止机械的影响。
通过将所述光伏电池106集成到所述传感器模块100中这种方式,来保护侧面的边缘,以防止外部的影响,并且同时通过所述壳体的、至少部分垂直的环绕的超出部分112来保护所述光伏电池106的有效表面,以防止机械的负荷。
图2示出了按照本发明的一种实施例的、具有被密封的光伏电池侧边的传感器100的图示。所述传感器100能够相当于在图1中示出的传感器。作为图1的补充,所述壳体108在这里具有一个由电路板材料202构成的第一壳体件200和一个由浇注料(模制料)206构成的第二壳体件204。所述具有光伏电池106的凹部110布置在所述第一壳体件200中。在这种实施例中,所述凹部110以切削的方式来制成。所述光伏电池106构造为反触点电池,并且在使用有传导能力的胶粘剂的情况下被粘贴在所述凹部110中的触板208上。所述光伏电池106也能够在使用焊料的情况下被钎焊到所述触板208上。围绕着所述光伏电池106,一条缝隙210在所述边缘112与所述光伏电池106之间延伸。为了保护敏感的光伏电池侧边,所述缝隙210用保护胶212来密封。通过所述保护胶212,所述光伏电池侧边能够得到保护。可选整个留下的凹部110能够用所述保护胶212来密封。而后也能够保护所述光伏电池106的光敏的表面。
在所述第一壳体件200中集成了印制导线214。尤其所述第一壳体件200具有电气的穿通触头(通道)216。所述电气的穿通触头216能够完全穿过所述第一壳体件200来延伸。例如电气的穿通触头216能够从所述边缘212的外部的表面一直延伸到所述第一壳体件200的、与第二壳体件204邻接的表面。另外的穿通触头213能够从所述第一壳体件200的、与第二壳体件204邻接的表面一直延伸到光伏电池106的触板208。印制导线214能够平行于所述第一壳体件200与所述第二壳体件204之间的界面在所述第一壳体件200的、将所述光伏电池106的非光敏侧105覆盖的区段中延伸。这样的印制导线214能够与处于所述第一壳体件200与所述第二壳体件204之间的界面上的、用于与所述传感器元件102及所述电路104相接触的接头在电方面相连接。
所述印制导线214部分地被埋入到所述电路板材料202中。在所述第一壳体件200的、与凹部110对置的背侧上布置有所述传感器元件102和所述电路104。所述传感器元件102和所述电路104构造为基于半导体材料的集成的构件(ASICs、MEMs)并且通过接触线(键合引线Drahtbonds)218与所述第一壳体件200的印制导线214相连接。
所述第二壳体件204构造为围绕着所述传感器元件102和所述电路104的保护套。所述传感器元件102和所述电路104被埋入到所述第二壳体件204中。所述边缘112通过其中一侧上的凹部110和壳体108的在另一侧上的侧面来定义。所述边缘112与所述侧面齐平。在所述边缘112中同样布置有穿通触头216,所述穿通触头一直伸展到所述壳体108的表面。
图3示出了按照本发明的一种实施例的、具有被埋入到电路板202中的光伏电池侧边的传感器100的图示。所述传感器100相当于图3中的传感器。与图3相比,在这里在所述边缘112与所述光伏电池106之间不存在缝隙。在这里,所述光伏电池106的侧面的边沿被埋入到所述第一壳体件200的电路板材料202中。所述边缘112完全包围着所述边沿,并且在所述光伏电池106的光敏侧105上在所述光伏电池106的边缘区域中延伸。对于所述太阳能电池106的侧面的保护防止对所述光伏电池106的相应的边沿的影响、例如湿气或者机械的损坏,其中所述敏感的半导体区域处于所述相应的边沿上。由此例如能够防止由于湿气而使所述敏感的p-n半导体过渡带短路。
在图3中,所述光伏电池106借助于嵌入(Embedding)被集成在所述电路板202中。换句话说,图3示出了这里所介绍的方案的另一种变型方案。所述光伏电池106借助于所述嵌入工艺直接被集成到所述电路板202中。在这种情况中,所述侧面的保护和所述超出部分112用电路板材料202来实现。所述嵌入工艺也能够用于在电方面接触所述电路板202中的芯片102、104。为了将光伏电池106集成到所述电路板202中,由此不仅产生较好的边沿保护,而且由此也能够用处于两面上、也就是在下侧面和上侧面上的接点208与所述光伏电池106进行电接触。如在前面所描述的变型方案中一样,在这里也能够将保护用的凝胶212填充到所述空穴110中。在这里没有出现所述光伏电池106的、离开电路板202的、如在图2中一样的侧面的间距。
所述壳体108的、超过所述光伏电池106的基面的超出部分112提供多个优点。所述有效的光伏电池-电池表面由于安放在表面上而得到保护,以防止受到机械的影响。所述侧面的超出部分112与所述光伏电池-电池表面形成一空穴110,额外的、例如透明的保护介质212、例如凝胶、油漆或者熔化液能够容易地沉积到所述空穴110中,用于保护所述光伏电池106的有效表面。如果通过电路板202实现了所述侧面的超出部分112,那么同时能够将所述电气的触头216引到外面。
所述垂直的超出部分112也能够在侧面上在一定程度上包围或者覆盖所述光伏电池106的有效表面。如果在这种情况中使用电路板材料202(将PV电池106嵌入到电路板202中),那就能够如在图3中示出的那样不仅在正面上而且在背侧上用标准-电路板工艺来接触光伏电池106。这一点是有利的,因为在正面或者背侧上分别具有一个接点的光伏电池106得到了普遍的推广并且成本低廉。
在图3中,所述光伏电池106由此被集成到单层的或者多层的电路板202中。在这里,所述光伏电池106例如被粘贴到处于所述电路板202中的盲孔110中。所述缝隙210在这里从由于工艺公差而存在的必要的间距中产生,并且在粘贴之后必要时用保护胶212来填充。
按照一种实施例,图3示出了自主的传感器系统100的结构形式的一种变型方案。在这里朝所述电路板202中铣出或者钻出一个凹处202,随后借助于胶粘剂、例如用于所述接点208的传导胶粘剂将所述光伏电池106加入到所述凹处中。由于所述工艺公差,相对于所述电路板202设置了侧面的间距210,该侧面的间距随后例如能够用保护胶212来密封。这种变型方案能够实现容易的、对于所述光伏电池106的接触,所述光伏电池在该光伏电池106的背侧、也就是不是朝向光源的一侧105上拥有两个接点208。也有利的是,借助于电路板制造商的标准工艺能够使电气的触头216从所述电路板202中穿过。由此能够将所述电路板202的两面彼此连接起来,由此能够从外面来容易地接触所述系统100。
图4示出了按照本发明的一种实施例的、具有被埋入到电路板202中的光伏电池侧边并且具有盖子400的、传感器100的图示。所述传感器100相当于图3中的传感器。与图3相比,所述第二壳体件204在这里构造为由金属或者塑料构成的盖子400。所述盖子400表示一种作为替代方案的、用于所述传感器元件102及所述电路104的保护。所述盖子400能够取代模制料来使用。所述盖子400能够安放在所述电路板202的、环绕的外部的边缘上,使得所述盖子400的边缘齐平地以所述电路板202的边缘为终止。所述盖子400包围着所述布置在电路板202上的元件102、104。所述元件102、104通过键合引线与所述电路板202的接点相连接。
图5示出了按照本发明的一种实施例的、具有由浇注料206和电路板材料202构成的壳体108的、传感器100的图示。所述传感器100相当于图3中的传感器。与图3相比,所述电路板材料202仅仅在所述光伏电池106的正面105、也就是光敏侧105上安放在所述光伏电池106的边沿上。所述光伏电池106的侧面和背侧被埋入在浇注料206中。所述由电路板材料202构成的第一壳体件200在这里由一个围绕着所述光伏电池106环绕的环构成,该环构成所述边缘112并且构成所述凹部110的至少一个部分。所述凹部110的、另一个按照这种实施例完全由所述光伏电池106填满的部分通过所述浇注料206构成。在所述由壳体件200构成的环上,所述光伏电池106如此得到定向,使得所述凹部110的、由所述环构成的部分完全被所述光伏电池106的光敏侧所封闭。按照这种实施例,所述光伏电池106的光敏侧和所述由壳体件200构成的环重叠,使得所述光伏电池106的光敏侧的、环绕的边缘区域由所述壳体件200来承载。在已经涂抹了所述浇注料206之后,所述光伏电池106与所述第一壳体件200中的穿通触头116相连接。此外,在所述光伏电池106的背侧上布置有另一块具有用于进行重新布线(Umverdrahtung)的结构的电路板500,在所述电路板500上给所述传感器元件102和所述电路104接线。通过所述另一块电路板500,所述光伏电池106与所述电路104相连接。所述传感器元件102和所述电路104与所述另一块电路板500一起被埋入在所述浇注料206中。
换句话说,图5示出了一种由电路板202和模制料206构成的混合解决方案。所述ASICs/MEMs-传感器102、104与所述印制导线500和所述键合引线218及所述PV电池106的背侧一起被埋入在模制料206中。电气的通道216穿过所述电路板200的边缘112。可选所述凹部110能够用保护胶来填满。所述保护功能能够部分地通过电路板材料202并且部分地通过模制料206来得到保证。在这种变型方案中,在所述太阳能电池106上实施重新布线结构500,所述电路板200或者所述电路板框架112仅仅用于引出用于进行功能测试的电气的触头216。所述太阳能电池106在这里在侧面被模制料206所包围,所述超出部分112通过电路板材料202来产生。保护材料212在这里也可选能够被加入到所述空穴110中。
图6示出了按照本发明的一种实施例的、具有由浇注料206构成的壳体108的、传感器100的图示。所述传感器100相当于图5中的传感器。与图5相比,所述壳体108在这里为一体结构并且完全由浇注料206构成。所述光伏电池106在背侧上并且在边沿上被埋入在所述浇注料206中。如在图5中一样,所述传感器元件102和所述电路104布置在用于用印制导线214进行重新布线500的结构上,所述重新布线结构在所述光伏电池106上被固定并且进行接线。U形的所浇入的穿通触头600将所述传感器100的正面105与所述传感器100及光伏电池106的背侧连接起来。所述穿通触头600通过所述边缘112在所述传感器100的侧面的后面一直伸展到所述传感器100的背侧上的、扩大的接触面602。换句话说,图6示出了光伏电池106被模制料206所包裹的情况。在这里所述保护效果通过模制料206并且不是通过电路板来得到保证。所述传感器102的重新布线500能够直接在所述太阳能电池106上进行。在工艺上,这种变型方案例如能够通过膜层模制(Filmmolden)来实现,在进行膜层模制时从上方并且从下方同时进行模制。在所述下侧面上能够设置模具,该模具如所勾画出来的那样释放所述光伏电池106。电气的接点602例如能够借助于模制穿通触头600来引到外面。在这里没有出现所述光伏电池106的、离开所述模制料206的、如在图2中那样的、由于工艺原因产生的、侧面的间距。
图7示出了按本发明的一种实施例的、用于制造传感器100的方法700的流程图。所述方法700具有提供的步骤702和布置的步骤704。在所述提供的步骤702中提供传感器元件、电路和光伏电池,其中所述光伏电池与所述电路相连接并且所述电路与所述传感器元件相连接。在所述布置的步骤704中,所述传感器元件、所述电路和所述光伏电池布置在一壳体中,其中所述光伏电池布置在所述壳体的凹部中,并且所述壳体的、将所述凹部包围的边缘伸出超过所述光伏电池。
图8示出了多个按照本发明的一种实施例的、一起被埋入的传感器100的图示。所述传感器100能够相当于这里所描述的实施例之一。所述传感器100布置在栅格中。在这里例如有九个同样类型的传感器以三行三列的形式进行布置。每个传感器100都如在图1中示出的传感器一样具有传感器元件102、电路104、光伏电池106和壳体108。所述壳体108在这里差不多构造为正方形。所述同样差不多正方形的光伏电池106相应地布置在所述壳体108里面的当中处,使得所述边缘112在周围伸出超过所述光伏电池106,用于保护所述光伏电池106。所述传感器元件102和所述电路104并排地布置在所述壳体108中。所述传感器元件102和所述电路104彼此相连接,并且在另一个层面中布置在所述光伏电池106的上面。所述壳体108至少用所述边缘112来包围着所述光伏电池106,并且完全包围着所述传感器元件102和所述电路104。所述壳体108能够作为用于所有传感器100的一体的总壳体在多腔模具中构成。同样,所述壳体108能够单个地构成。对于多腔模具来说,能够在使用薄膜800的情况下布置所述光伏电池106、所述传感器元件102和所述电路104。能够在所述多腔模具的外部来装夹所述薄膜800,并且随后能够将其与所述元件一起放入到所述多腔模具中,用于用浇注料206进行挤压包封。
换句话说,图8示出了将光伏电池106阵列布置在临时的基座800上的情况。同样示出了所述上侧面802及所述下侧面804的模制范围。所述临时的基座例如能够是薄膜800。光伏电池106能够相应地与MEMS/ASIC102、104及键合引线218一起布置在所述薄膜800上。在所述传感器100之间伸展着锯切线(S?gestra?en)806,沿着该锯切线将所述传感器100分开。为了使所述模制料206成形,所述模具能够将上方的轮廓802和下方的轮廓804描绘在所述传感器100中。所述侧面的模制保护能够得到实现,方法是:如在图8中所示出的那样,所述光伏电池106在模制之前以阵列的形式布置在临时的基座800上(例如胶粘薄膜)。随后对这个阵列进行覆盖模制(übermoldet)并且通过随后沿着所述锯切线806进行分开(锯切)的方式来最后对各个传感器元件100进行处理。
这里所介绍的方案能够在聚焦于成本降低或者较大的件数的情况下用于来自于“物联网”领域的(部分)自主的传感器100。
仅仅示例性地选择了这里所描述的并且在附图中示出的实施例。不同的实施例能够完全或者关于各个特征彼此相组合。一种实施例也能够通过另一种实施例的特征来得到补充。此外,按本发明的方法步骤能够重复并且以与这里所描述的顺序不同的顺序来执行。如果一种实施例在第一特征与第二特征之间包括“与/或”联结,那么这一点能够如此解读,使得所述实施例按照一种实施方式不仅具有所述第一特征而且具有所述第二特征,并且按照另一种实施方式要么仅仅具有所述第一特征,要么仅仅具有所述第二特征。

Claims (11)

1.传感器(100),具有以下特征:
-用于在使用电能的情况下提供传感器信号的电子元件或者传感器元件(102),其中所述传感器信号表示至少一个由所述传感器元件(102)所检测到的测量参量;
-用于在使用电能的情况下将所述传感器信号处理成数据信号的电路(104);
-用于为所述传感器元件(102)和所述电路(104)提供电能的光伏电池(106);以及
-壳体(108),由所述壳体容纳所述传感器元件(102)、所述电路(104)和所述光伏电池(106),其中所述壳体(108)具有凹部(110),在所述凹部中布置有所述光伏电池(106),其中所述壳体(108)的、将所述凹部(110)包围的边缘(112)伸出超过所述光伏电池(106)。
2.按权利要求1所述的传感器(100),其中所述壳体的边缘(112)由电路板材料(202)或者浇注料(206)构成。
3.按前述权利要求中任一项所述的传感器(100),其中所述光伏电池(106)与所述壳体(108)之间的过渡区域(210)尤其在所述光伏电池的太阳能活性的表面的区域中用对于太阳辐射来说至少部分透明的保护介质(212)来密封。
4.按前述权利要求中任一项所述的传感器(100),其中所述传感器元件(102)和/或所述电路(104)布置在所述光伏电池(106)的非光敏侧(105)上。
5.按前述权利要求中任一项所述的传感器(100),其中所述壳体(108)至少部分地由浇注料(206)所构成,并且所述传感器元件(102)和/或所述电路(104)至少部分地被浇注在所述浇注料(206)中。
6.按前述权利要求中任一项所述的传感器(100),其中在所述壳体(108)的边缘(112)中布置有电气的印制导线,并且所述光伏电池(106)通过所述印制导线(214、216)尤其借助于穿通触头(213)至少在一侧上在所述边缘(112)中进行电接触。
7.按前述权利要求中任一项所述的传感器(100),其中所述光伏电池(106)如此被所述边缘(112)所包围或埋入,从而至少在所述光伏电池的表面的部分区域中存在至少一处与所述表面的全方位的接触。
8.按前述权利要求中任一项所述的传感器(100),其中所述光伏电池(106)的太阳能活性的一侧至少部分地被所述边缘(112)所覆盖。
9.按前述权利要求中任一项所述的传感器(100),其中所述壳体(108)在所述边缘(112)上并且/或者在所述壳体(108)的、与所述凹部(110)对置的背侧上具有电气的接头(602)。
10.用于制造传感器(100)的方法(700),其中所述方法(700)具有以下步骤:
-提供(702)传感器元件(102)、电路(104)和光伏电池(106),其中所述光伏电池(106)与所述电路(104)相连接并且所述电路(104)与所述传感器元件(102)相连接;并且
-将所述传感器元件(102)、所述电路(104)和所述光伏电池(106)布置(704)在壳体(108)中,其中所述光伏电池(106)布置在所述壳体(108)的凹部(110)中,其中所述壳体(108)的、将所述凹部(110)包围的边缘(112)伸出超过所述光伏电池(106)。
11.按权利要求9所述的方法(700),其中在所述提供的步骤(702)中提供多个由传感器元件(102)、电路(104)和光伏电池(106)构成的装置,并且在所述布置的步骤(704)中将所述多个装置布置在一个共同的壳体(108)中,其中所述方法(700)具有分隔的步骤,在所述分隔的步骤中将所述壳体(108)分成多个子壳体(108),其中一个子壳体(108)则各具有一个装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109155353A (zh) * 2016-05-30 2019-01-04 罗伯特·博世有限公司 热电系统、尤其是热电传感器系统以及对应的制造方法

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10142718B2 (en) * 2014-12-04 2018-11-27 Invensense, Inc. Integrated temperature sensor in microphone package
US10318427B2 (en) * 2014-12-18 2019-06-11 Intel Corporation Resolving memory accesses crossing cache line boundaries
DE102016210532B4 (de) 2016-06-14 2020-11-26 Robert Bosch Gmbh Sensoranordnung
EP3476040B1 (en) * 2016-06-28 2022-04-13 LG Electronics Inc. Solar cell module and method for manufacturing the same
NL2017885B1 (en) * 2016-11-29 2018-06-11 Sencio B V Sensor package and method of manufacturing the same
DE102017206744B9 (de) * 2017-04-21 2023-01-12 Infineon Technologies Ag Mems package mit hoher wärmekapazität und verfahren zum herstellen selbiger
EP3399284B1 (de) * 2017-05-03 2019-07-10 Dr. Johannes Heidenhain GmbH Sensoreinheit zur positionsmessung
US10749241B2 (en) * 2018-02-22 2020-08-18 Diehl Metering Gmbh Through-lid communication radio for a water meter and water meter assembly
DE102018110783A1 (de) * 2018-05-04 2019-11-07 Abb Schweiz Ag Sensorvorrichtung und Verfahren zum Herstellen einer Sensorvorrichtung
JP7059983B2 (ja) * 2019-06-13 2022-04-26 信越半導体株式会社 電子デバイス及びその製造方法
DE112022002465A5 (de) * 2021-05-07 2024-02-29 Ams-Osram International Gmbh Funktionelle zelle und mikrosystem umfassend eine vielzahl von funktionellen zellen
CN115084046B (zh) * 2022-07-20 2022-11-08 威海市泓淋电力技术股份有限公司 一种混合集成半导体封装及其制造方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0581218A1 (en) * 1992-07-24 1994-02-02 Omron Corporation Physical variable sensor and method of manufacturing the same
DE19726044A1 (de) * 1997-06-19 1999-02-04 Effem Gmbh Flüssigkeitsstandanzeiger
US6125697A (en) * 1998-03-20 2000-10-03 Holton; Bradley R. Apparatus and method for measuring the quantity of liquid in a liquid reservoir
DE102008008846A1 (de) * 2008-02-13 2009-09-17 Robert Bosch Gmbh Messwerkzeug
US20110187609A1 (en) * 2010-01-29 2011-08-04 Casio Computer Co., Ltd. Electric device with an antenna device and a solar panel
CN102365754A (zh) * 2009-03-31 2012-02-29 日本聚乙烯株式会社 太阳能电池密封材料用树脂组合物、太阳能电池密封材料及使用其的太阳能电池组件
CN102436290A (zh) * 2010-08-17 2012-05-02 卡西欧计算机株式会社 设备模块以及电子设备
CN102541081A (zh) * 2010-12-10 2012-07-04 比亚迪股份有限公司 太阳能跟踪光电传感器以及光伏发电系统

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19927687C2 (de) * 1999-06-17 2002-12-12 Gerhard Schaal Überwachungsvorrichtung zur Bestimmung mindestens eines Umgebungsparameters von Pflanzen
US7422348B1 (en) 2005-11-07 2008-09-09 Yates Ii John E Lighting apparatus for illumination of removable frame sign
WO2010035269A2 (en) 2008-09-29 2010-04-01 Shani Keysar Integrated solar powered device
KR20120113018A (ko) * 2011-04-04 2012-10-12 삼성전기주식회사 태양전지모듈 및 그 제조방법
DE102011105190A1 (de) 2011-06-09 2012-12-13 Leonhard Kurz Stiftung & Co. Kg Kunststoffteil
DE102012224424A1 (de) * 2012-12-27 2014-07-17 Robert Bosch Gmbh Sensorsystem und Abdeckvorrichtung für ein Sensorsystem

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0581218A1 (en) * 1992-07-24 1994-02-02 Omron Corporation Physical variable sensor and method of manufacturing the same
DE19726044A1 (de) * 1997-06-19 1999-02-04 Effem Gmbh Flüssigkeitsstandanzeiger
US6125697A (en) * 1998-03-20 2000-10-03 Holton; Bradley R. Apparatus and method for measuring the quantity of liquid in a liquid reservoir
DE102008008846A1 (de) * 2008-02-13 2009-09-17 Robert Bosch Gmbh Messwerkzeug
CN102365754A (zh) * 2009-03-31 2012-02-29 日本聚乙烯株式会社 太阳能电池密封材料用树脂组合物、太阳能电池密封材料及使用其的太阳能电池组件
US20110187609A1 (en) * 2010-01-29 2011-08-04 Casio Computer Co., Ltd. Electric device with an antenna device and a solar panel
CN102436290A (zh) * 2010-08-17 2012-05-02 卡西欧计算机株式会社 设备模块以及电子设备
CN102541081A (zh) * 2010-12-10 2012-07-04 比亚迪股份有限公司 太阳能跟踪光电传感器以及光伏发电系统

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109155353A (zh) * 2016-05-30 2019-01-04 罗伯特·博世有限公司 热电系统、尤其是热电传感器系统以及对应的制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP2986950A1 (de) 2016-02-24
US9933286B2 (en) 2018-04-03
DE102013206689A1 (de) 2014-10-16
US20160011020A1 (en) 2016-01-14
WO2014170153A1 (de) 2014-10-23

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