CN109696215B - 确定测量通道的流体介质参数的传感器组件及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于确定流经测量通道的流体介质的至少一个参数、尤其是内燃机的吸入空气质量的传感器组件，其中，所述传感器组件具有器具壳体、尤其是已置入或能置入到流动管道的插接式探测器、布置在所述测量通道中的传感器芯片以及至少一个布置在所述器具壳体的电子部件室，其中，所述传感器芯片集成到传感器单元中，其中，所述传感器单元安置在电子部件模块上，该电子部件模块布置在所述电子部件室内部，其中，所述传感器单元至少部分地布置在所述测量通道中，其中，所述传感器芯片材料锁合地和/或形状锁合地嵌入到所述传感器单元的至少一个物料中。

Description

确定测量通道的流体介质参数的传感器组件及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种用于确定流经测量通道的流体介质的至少一个参数的传感器组件和一种相应的方法。

背景技术

由现有技术已知用于确定流动的流体介质、即液体和/或气体的特性的多种方法和装置。在此，作为可能参数的特性原则上可以是任意的可物理和/或化学测量的、对流体介质的流动进行定性或定量的特性。在此，尤其可以是流动速度和/或质量流量和/或体积流量。

下面尤其参照所谓的热膜式空气质量测量器描述本发明，如由Konrad Reif(编者)：Sensoren im Kraftfahrzeug，第二版，2012年，146-148页已知。这种热膜式空气质量测量器通常基于传感器元件、尤其是传感器芯片(例如硅传感器芯片)，例如具有传感器膜片作为测量表面或传感器区域，该传感器区域可以被流动的流体介质流过。传感器元件通常包括至少一个加热元件以及至少两个温度探测器，所述温度探测器例如布置在传感器元件的测量表面上。在此，通常一个温度探测器安装在加热元件的上游并且另一个温度探测器安装在加热元件的下游。由被温度探测器感测的温度曲线的非对称性可以推断出流体介质的质量流量和/或体积流量，所述温度曲线受到流体介质的流动的影响。

热膜式空气质量测量器通常构型为插接式探测器，所述插接式探测器可以固定地或可更换地装入到流动管道中。流动管道例如可以是内燃机的进气管段。在此，流体介质的分流流过至少一个设置在热膜式空气质量测量器中的主通道。在主通道的入口和出口之间构造有旁路通道。旁路通道尤其这样构造，使得所述旁路通道具有用于使通过主通道入口进入的介质分流转向的弯曲区段，其中，该弯曲区段在进一步的走向中过渡到布置有传感器芯片的区段中。最后提到的区段是真正的测量通道，传感器芯片布置在该测量通道中。

在所述类型的通常的热膜式空气质量测量器中，具有安装在其上的和分开铸造的传感器元件的传感器载体一般伸入到测量通道中。传感器元件可以贴到传感器载体上。传感器载体例如可以与金属制成的底板构成一单元，在该底板上也可以粘接具有作为电路载体的电路板的操控和分析处理电路。传感器载体例如可以构型为电子部件模块的注塑上去的塑料件。传感器芯片和操控和分析处理电路例如可以通过键合连接装置相互连接。这样形成的电子部件模块例如可以贴入到器具壳体中。整个插接式探测器通常可以通过盖、例如通过旁路盖封闭，该旁路盖通常完全地或至少部分地包含旁路通道，以及通过电子部件室盖封闭。

虽然由现有技术已知的装置具有多个优点，但所述装置仍具有改进潜力。尤其期望的是参数的可靠确定、尤其是传感器元件的测量信号的无干扰的生成和到操控和分析处理电路上的传输。只有当传感器元件的测量表面和在传感器元件与操控和分析处理电路之间的所有连接、尤其所有键合连接能够充分发挥功能、即不具有损坏时，一般才能够实现参数的可靠确定。在此，尤其在热膜式空气质量测量器的制造中必须考虑仔细的工作方式。例如在多种情况中，传感器元件在生产中被操作为敏感的裸芯片，该裸芯片也被称为裸片。用于加工所需的设备例如可以需要增高的费用。

发明内容

因此，在本发明的框架内，提出一种用于确定流经测量通道的流体介质、尤其内燃机的吸入空气质量流的至少一个参数的传感器组件。在本发明的框架中，“传感器组件”基本上理解为以下任意装置，所述装置可以确定参数并且所述装置例如可以产生相应于所确定的参数的至少一个测量信号、例如电测量信号，如电压或电流。所述参数例如可以是流动的流体介质的物理和/或化学特性。也可以感测特性的组合。所述参数尤其可以是流动速度和/或质量流量和/或体积流量。

传感器组件尤其可以设置成使用在车辆中。传感器组件尤其可以构型为所谓的热膜式空气质量测量器，该热膜式空气质量测量器例如可以安装在内燃机的进气管段中。然而其他构型方式原则上也是可能的。

用于确定流经测量通道的流体介质的至少一个参数、尤其是内燃机的吸入空气质量的传感器组件，包括器具壳体、尤其是已引入和可引入到流动管道中的插接式探测器和布置在测量通道中的、用于确定流体介质的参数的传感器芯片。在此，测量通道可以具有至少一个出口和一个入口。此外，传感器组件包括至少一个布置在器具壳体中的电子部件室。传感器芯片集成到传感器单元中，该传感器单元安置在电子部件模块上，该电子部件模块布置在电子部件室内部。此外，传感器单元至少部分地布置在测量通道中。传感器芯片这样集成到传感器单元中，使得传感器芯片形状锁合地和/或材料锁合地嵌入到传感器单元的至少一个物料、尤其是塑料物料中，尤其部分地由物料注塑包封。

在本发明的框架内，“材料锁合的附接”原则上理解为将第一元件附接在第二元件上，在该附接中通过原子力和/或分子力确保第一元件和第二元件之间的连接。在本发明的框架内，概念“形状锁合地”原则上理解为至少两个元件借助于形状锁合来连接。在本发明的框架内，“形状锁合”原则上理解为至少两个元件的连接，这两个元件借助于元件的几何形状防止所述至少两个元件相对彼此的相对运动。例如可以通过第一元件借助第二元件的完全或部分的注塑包封产生这种连接。在本发明的框架内，“注塑包封”原则上理解为造型方法、尤其是成形方法。第一元件借助于第二元件的注塑包封尤其可以在注塑方法中产生。在此，第二元件可以是在造型期间在时间上受限制地具有液态稠度的元件。第二元件尤其可以是具有比第一元件更低的粘度的塑料物料。第一元件尤其可以具有固态稠度。例如可以借助于传感器芯片以注塑方法通过暂时液化的塑料物料的完全或部分的注塑包封产生在传感器芯片和塑料物料之间的形状锁合的和/或材料锁合的连接。

在此，传感器单元可以包括至少一个微机电传感器系统(MEMS传感器)。在本发明的框架内，“微机电传感器系统”原则上理解为具有典型的0.02mm至10.0mm的尺寸的技术系统。微机电传感器系统例如可以具有在0.5mm x 0.5mm和5mm x 10mm之间的尺寸。此外，微机电传感器系统尤其可以具有典型的0.2mm至0.7mm的厚度。例如尺寸<1.0mm。微机电传感器系统可以包括多个部件。

传感器芯片可以具有至少一个测量表面。在测量表面上可以布置有至少一个加热元件和至少两个温度探测器。此外，传感器芯片可以这样形状锁合地和/或材料锁合地嵌入到传感器单元的物料中，使得测量表面保持露出。在此，传感器单元可以这样设置，以便能够使测量表面被流体介质流过。此外，传感器单元具有至少一个窗，通过该窗可接近测量表面。

在此，测量表面可以是膜片的表面。膜片例如可以包括与测量表面相对置的另一侧、尤其是膜片的与测量表面相对置的第二表面。在此，传感器单元可以设置成用于实现测量表面的对置侧的可接近性。传感器单元尤其可以具有至少一个开口，通过该开口可以接近膜片的与测量表面相对置的侧。

此外，传感器单元可以实施为可表面装配的构件。可表面装配的构件尤其可以构型为“SMD构件”。此外，可表面装配的构件可以施加到电子部件模块的电路载体、尤其是电路板上。SMD构件尤其可以通过使用钎焊技术、尤其通过使用SMD技术施加在电子部件模块的电路载体上。在此，SMD构件可以具有至少一个电触点、尤其是触脚，该触脚以SMD技术通过涂覆接触剂、例如钎焊剂与电路载体、尤其是电路板连接。

传感器单元可以具有至少一个导体薄膜，该导体薄膜包括至少一个电印制导线。导体薄膜尤其可以是用于电子构件的载体并且例如可以柔性地构型。导体薄膜尤其可以包括柔性材料。导体薄膜尤其也可以实施为中介层(Interposer)。传感器芯片可以被放置到导体薄膜上并且与电印制导线电连接。传感器单元的物料还可以形状锁合地附接到导体薄膜上。传感器单元的物料到导体薄膜上的材料锁合的附接也是可能的。

此外，导体薄膜尤其可以具有开口。在此，导体薄膜的开口例如可以包围传感器单元的开口，通过该传感器单元的开口可接近膜片的与测量表面相对置的侧。

此外，传感器芯片可以至少部分地嵌入在导体薄膜和传感器单元的物料之间。在此，传感器单元也可以包括多个导体薄膜。传感器单元例如可以具有多层的薄膜结构以实现复杂的电路。

在此，传感器单元可以根据由以下方法组成的组中选择的方法制造：薄层辅助模塑方法；面板级封装方法。在本发明的框架内，薄层辅助模塑方法原则上理解为具有注塑方法的变型方案的方法。薄层辅助模塑方法例如可以在使用至少一个中间层的情况下实施。在此，中间层也可以称为薄层。中间层尤其可以是薄膜、例如塑料薄膜。在此，中间层例如可以布置在模具(优选造型工具，特别优选注塑工具)和空腔(例如由模具包围的空穴之间。中间层尤其可以这样贴靠在工具的表面上，使得中间层复制工具的表面。优选地，中间层的位置借助于压力差、特别优选借助于所施加的负压来确定。中间层尤其可以在注塑包封期间布置在要制造的构件和模具之间。中间层尤其可以设置成用于实现要制造的构件从模具中无废料地脱模。

在本发明的框架内，所述模具原则上理解为要制造的构件的阴模。所述模具尤其可以是在注塑方法中的造型元件。

在本发明的框架内，面板级封装方法原则上理解为包含生产组合件(Package)的方法。面板级封装方法尤其可以包括多个芯片的完全或部分的注塑包封。在这里尤其可以实现芯片的复合体。所述复合体例如可以是面板。在此，面板可以包括多个子单元。子单元尤其可以是功能单元、即所谓的组合件。功能单元尤其可以具有至少一个芯片。此外，功能单元例如也可以包括多个芯片。优选地，面板级封装方法能够在一个方法步骤中实现多个组合件的完全或部分的注塑包封。

此外，传感器单元可以具有至少一个加厚部、尤其是坝状部。在此，加厚部尤其可以安置在测量表面的外边缘上。安置在测量表面的外边缘上的坝状部尤其可以设置成，用于在制造期间、尤其在注塑包封期间保护测量表面、尤其是膜片免受机械影响。

在本发明的另一方面中，提出一种用于制造用于确定流经测量通道的流体介质的至少一个参数、尤其是内燃机的吸入空气质量的传感器组件的方法。所述方法包括下列步骤，所述步骤优选按所说明的顺序。原则上其他顺序也是可能的。此外，也可以重复地实施所述方法步骤中的一个或多个或所有方法步骤。此外，所述方法步骤中的两个或更多个方法步骤也可以在时间上完全或部分重叠地或同时地实施。所述方法除了所提到的方法步骤之外也可以附加地包括其他步骤。

所述方法步骤是：

a)提供器具壳体、尤其是已置入或可置入到流动管道中插接式探测器，其中，器具壳体具有至少一个电子部件室；

b)提供至少一个电子部件模块；

c)提供至少一个传感器芯片；

d)将传感器芯片集成到传感器单元中，其中，传感器芯片被材料锁合地和/或形状锁合地嵌入到传感器单元的物料中，尤其通过物料部分地注塑包封；

e)将传感器单元安置在电子部件模块上，尤其将传感器单元与电子部件模块机械地和电地连接；并且

f)将电子部件模块这样布置在电子部件室内部，使得传感器单元至少部分地布置在测量通道中。

所述方法尤其用于制造根据本发明的、即根据上面提到的实施方式的或根据下面还详细描述的实施方式的传感器组件。相应地，针对定义和可选的构型可以在很大程度上参照对传感器组件的描述。然而其他构型原则上也是可能的。

在此，在步骤d)中的传感器芯片到传感器单元中的集成可以包括下列分步骤：

d1)提供导体薄膜，其中，导体薄膜包括至少一个电印制导线；

d2)将传感器芯片施加在导体薄膜上；

d3)建立在传感器芯片和电印制导线之间的至少一个电连接；和

d4)将传感器单元的至少一个物料材料锁合地和/或形状锁合地附接到导体薄膜上，其中，传感器芯片尤其至少部分地嵌入在导体薄膜和传感器单元的物料之间。

在方法步骤d4)中传感器单元的物料到导体薄膜上的附接可以是材料锁合的附接。在方法步骤d4)中传感器单元的物料到导体薄膜上的附接尤其也可以是形状锁合的附接。此外，方法步骤d4)可以包括下列分步骤：

d4a)将导体薄膜和施加在该导体薄膜上的传感器芯片插入到工具、尤其是注塑工具中；和

d4b)以至少一个物料注塑包封或注塑卡接导体薄膜和施加在该导体薄膜上的传感器芯片。

此外，可以在方法步骤d4)中使用至少一个露出工具。在此，露出工具可以设置成用于使传感器芯片的至少一个区域、尤其是至少一个测量表面从物料露出。

在此，方法步骤d4)还可以包括传感器芯片的膜片的去负载。优选地，膜片可以借助于压力平衡去负载。在此，去负载、尤其是压力平衡可以借助于至少一个开口、例如孔来产生。在此，所述开口尤其可以包括传感器单元的开口、优选导体薄膜的开口。此外，所述开口也可以包括所述工具的开口和/或露出工具的开口。例如能够通过所述开口实现膜片的去负载。例如可以通过所述开口引起膜片的两侧之间的压力平衡。尤其可以通过所述开口补偿作用到膜片的两个相对置表面上的压力差。此外，可以为了膜片的去负载使用至少一个阀。例如可以借助于所述阀控制膜片的两侧之间的压力平衡。

在步骤e)中的传感器单元在电子部件模块上的安置可以包括相对于触点的至少一个接头金属化部的构造、尤其是至少一个钎焊丘和/或至少一个可钎焊的接头垫在导体薄膜上的安置。在此，钎焊丘尤其可以安置在导体薄膜的背侧上。在导体薄膜的背侧上例如可以存在至少一个金属触点、尤其是至少一个接头金属化部，该接头金属化部与所述至少一个印制导线电连接。钎焊丘尤其可以安置在导体薄膜的金属触点上。在这里，尤其可以涉及相对于触点的接头金属化部的构造。在此，所述触点可以设置成用于实现传感器单元和电子部件模块之间的可电连接性。

此外，所述方法可以包括提供大型电路板拼板(Groβnutzen)式导体薄膜。在本发明的框架内，“大型电路板拼板式导体薄膜”原则上理解为以下导体薄膜：用该导体薄膜可以制造多个传感器单元。这些传感器单元可并排地布置。在此，为了制造多个并排布置的传感器单元可以使用单个导体薄膜。在提供大型电路板拼板式导体薄膜的情况下可以在方法步骤d4)后实施多个传感器单元的分离。所述分离尤其可以是导体薄膜的分开、例如锯开。并排布置的传感器单元能够以该方式分离。在此，在步骤d)中将传感器芯片集成到传感器单元中的分步骤d2)可以包括多个元件、尤其多个传感器芯片在导体薄膜上的施加。在此，多个元件的施加可以包括分别在所施加的元件和导体薄膜的至少一个电导线之间的至少一个电连接的建立。

此外，所述方法可以附加地包括在传感器芯片的测量表面的、尤其是膜片的外边缘上施加至少一个加厚部、尤其是坝状部、例如框架。加厚部尤其可以完全围绕测量表面的外边缘。

此外，在所述工具、尤其在注塑工具、尤其也在露出工具和具有在其上安置的至少一个元件的导体薄膜之间存在中间层。中间层尤其可以设置成用于保护具有在其上安置的元件的导体薄膜免受机械负载。中间层尤其可以设置成保护所述工具免受由于物料、尤其由于塑料物料所造成的污染。此外，中间层可以设置成用于使在具有在其上布置的元件的导体薄膜和所述工具、尤其和注塑工具、尤其也和露出工具之间的空间密封。

所提出的装置和所提出的方法相对于已知的装置和方法具有多种优点。相比于现有技术尤其能够明显改善参数确定的可靠性。此外，由于相比于传统的实施方案更稳固的实施方案能够在成本降低的同时降低在制造和装配中的复杂性。

相对于现有技术，通过所提出的传感器组件可以借助于电子部件模块与传感器单元、尤其是实施为SMD构件的传感器单元的直接连接提高传感器元件的测量信号的无干扰的生成和到操控和分析处理电路上传输的可靠性并且由此提高参数确定的可靠性。此外，所提出的传感器组件可以基于敏感元件的封装而具有高可靠性。传感器芯片通过塑料物料的注塑包封例如可以相对于现有技术提高所提出的传感器组件的可靠性，其中，传感器芯片的测量表面保持可接近。

传感器单元的集成构造、尤其传感器芯片、传感器载体和至少一个键合连接装置在传感器单元中的集成、即例如电子部件与接触导线在构件中的集成例如可以相对于现有技术简化热膜式空气质量测量器的制造和/或装配。传感器单元的集成构造例如可以相对于现有技术减小在制造和/或装配期间传感器芯片的可能损坏、尤其传感器芯片的测量表面的可能损坏的风险。所提出的传感器组件尤其可以由于封装而在操作中具有相对于现有技术更高的稳固性。

此外，可能的是，所提出的传感器组件的传感器单元的集成构造相对于现有技术导致在传感器组件的制造中的明显的价格下降。尤其可以是，所提出的传感器组件的制造相对于现有技术占据更短的时间。尤其能够通过传感器单元在集成生产中的制造借助于卷对卷方法(R2R方法)实现较少的制造时间。R2R方法例如可以是用于制造电子构件的成本有利的和快速的方法。此外，所提出的传感器组件相对于现有技术可以成本更有利地制作，因为在制造传感器单元时使用大型电路板拼板。传感器组件例如可以通过大尺寸的电路板拼板加工而相对于现有技术更有利地制作。

此外，传感器单元的集成构造相对于现有技术可以使热膜式空气质量测量器的装配变容易。例如可以通过传感器芯片、传感器载体和键合连接装置在传感器单元中的集成实现较小的安装容积。尤其可能的是，相对于现有技术，传感器单元到热膜式空气质量测量器中的安装、尤其传感器单元在电子部件模块上的安置、例如传感器单元和电路板借助于SMD技术的接触需要更小的费用。相对于现有技术，所提出的传感器组件例如能够实现传感器芯片与操控和分析处理电路的改善的装配和更简单的接触。

所提出的传感器组件相对于现有技术可以具有降低的复杂性。导体薄膜与其他电子构件的例如借助于直接的插接式接触的简单连接的可行性方案例如可以减小复杂性。薄膜例如可以非常简单地通过直接的插接式接触与其他电子部件连接并且以该方式实现系统的简化。

尤其可以基于传感器单元的构型实现传感器单元的构造与操控和分析处理电路的构造、例如分析处理电子部件的好的兼容性、例如好的构造兼容性。尤其通过SMD结构类型能够产生紧凑的构件。

所提出的构造尤其能够实现薄膜电路，在该薄膜电路中将传感器芯片的三维构造集成到电子部件模块的平面电路中或者与该平面电路连接。可能的是，所提出的传感器组件的传感器单元既与电路、也与传感器的三维构造兼容，尤其可以利用存在的结构的几何尺寸。这能够基于传感器单元的构型、尤其薄膜电路的构型中的柔性来实现。

附图说明

从下面对优选实施例的说明得出本发明其他可选的细节和特征，所述实施例在附图中示意性地示出。

附图示出：

图1以俯视图示出传感器组件的实施例；

图2A至2C以俯视图(图2A和2C)并且以立体视图(图2B)示出根据本发明的传感器组件的实施例的局部；

图3、4和5用于制造传感器组件的方法的实施例，其中，以俯视图(图3)并且以两个横截面视图(图4和5)示出不同的中间产品；

图6A和6B用于制造传感器组件的方法的方法步骤的实施例，其中，以两个横截面视图阐明所述方法步骤的两个分步骤；和

图7以流程图示出用于制造传感器组件的方法的示意性示图。

具体实施方式

在图1中以俯视图示出用于确定流经测量通道112的流体介质的至少一个参数的传感器组件110的实施例，其中，测量通道可以具有至少一个入口111和出口113。传感器组件110尤其可以设置成使用在车辆中。传感器组件110尤其可以构型为所谓的热膜式空气质量测量器，该热膜式空气质量测量器例如可以安装在内燃机的进气管段中。相应地，流体介质例如可以是内燃机的吸入空气质量。然而原则上其他实施方式也是可能的。传感器组件110尤其可以包括一个或多个在图1中未示出的另外的功能元件，如电极、电极引线和触点、多个层、加热元件或如在现有技术中示出的其他功能元件。此外，传感器组件110例如可以被接收在同样未示出的流动管道中。

在图1中示出的传感器组件110具有器具壳体114，该器具壳体构型为插接式探测器116并且可引入到未示出的流动管道中。传感器组件110还包括至少一个布置在器具壳体114中的电子部件室118和布置在测量通道112中并且集成到传感器单元120中的传感器芯片122。在此，传感器单元120安装在电子部件模块124上，该电子部件模块布置在电子部件室118内部。如在图1中可看出，在此传感器单元120同时部分地布置在测量通道112中。传感器芯片122形状锁合地和/或材料锁合地嵌入到传感器单元的至少一个物料126中。传感器芯片122尤其被物料126注塑包封，使得在图1中仅能看到测量表面128。在此，测量表面128是传感器芯片122的一部分。在这里示出的实施例中，测量通道112刚好具有一个入口111和一个出口113。

在图2A中以俯视图示出根据本发明的传感器组件110的实施例的局部，该传感器组件具有电子部件模块124和实施为可表面装配的构件132的传感器单元120，该电子部件模块包括至少一个电路载体130、尤其是电路板。在此，可表面装配的构件132可以包括至少一个触脚134。在这里示出的实施例中，传感器单元120和电子部件模块124通过使用SMD技术直接相互连接。在此，触脚134可以与电路载体130形成直接电接触并且通过接触剂136、例如通过钎焊剂138在空间上固定。传感器芯片122形状锁合地和/或材料锁合地嵌入到传感器单元120的至少一个物料126中。在此，物料126尤其可以是塑料物料140。在这里示出的实施例中，由传感器芯片122仅能看到测量表面128。

图2B示出根据本发明的传感器组件110的另一实施例的局部的立体示图，在该局部中示出传感器单元120的一部分。在此，传感器单元120可以具有导体薄膜142以及物料126、尤其是塑料物料140。此外，传感器单元120可以具有由塑料物料140注塑包封的传感器芯片122。传感器芯片122包括测量表面128。在此，测量表面128尤其可以实施为膜片144，在该膜片上布置有至少一个加热元件146和至少两个温度探测器148。传感器芯片122这样形状锁合地和/或材料锁合地嵌入到物料126中，使得测量表面128保持露出。传感器单元120尤其可以具有窗150，通过该窗能接近测量表面128。在图2B中，传感器芯片122在图中被物料126遮盖并且因此不可见。

在图2C中示出根据本发明的传感器组件110的另一实施例的局部的俯视图，该俯视图示出实施为可表面装配的构件130的传感器单元120。在这里示出的俯视图中，除了至少一个触脚134和物料126、尤其是塑料物料140之外也示出传感器芯片122。传感器芯片122包括测量表面128、尤其是膜片144，该膜片具有至少一个加热元件146和至少两个温度探测器148。传感器芯片122被放置到导体薄膜142上。传感器芯片122被嵌入在导体薄膜142和物料126之间。在此，传感器芯片122和导体薄膜142这样被物料126注塑包封，使得测量表面128保持露出。在此，如在图2C中示出的那样，所述至少一个触脚134例如也可以保持露出。传感器单元120例如可以包括多个触脚134。在图2C中仅标明所示出触脚134中的两个触脚，传感器单元120借助于所示触脚可以固定在电子部件模块124上。在此，这里示出的触脚134仅是电触点的一种实施方式，借助于所述电触点能够实现传感器芯片122和电子部件模块124之间的电接触。例如电触点的在这里未示出的、作为接触垫的构型是可能的。电触点的所有实施方式的共同功能尤其可以是实现传感器芯片122和电子部件模块124之间的电连接、尤其是钎焊连接。所述电连接尤其能够借助于接触剂136。尤其借助于钎焊剂138、尤其借助于钎焊丘实现。在此，电触点、尤其是接触垫可以布置在导体薄膜142的背侧上。

在图3和4中示出用于制造传感器组件110的方法步骤，该传感器组件用于确定流经测量通道112的流体介质的至少一个参数。图3和4尤其可以示出用于制造根据本发明的、即根据上面提到的实施方式或根据下面还详细描述的实施方式的传感器组件110的方法步骤。例如在图3、4和5中示出用于制造传感器组件110的方法的中间产品。

图3以俯视图示出电路板拼板(Nutzen)152，该电路板拼板包括一个导体薄膜142，该导体薄膜包括印制导线154的重复结构作为用于多个传感器单元的中间产品。在当前情况下所述结构被线性地布置在带形的印制导线154上。然而其他电路板拼板布置也是可能的。

在所述结构中分别将传感器芯片122放置到导体薄膜142上。导体薄膜142尤其可以柔性地构型。导体薄膜142包括至少一个导电的印制导线154和至少一个接头金属化部156。在此，传感器芯片122和接头金属化部156可以定位在导体薄膜142的对置侧上。接头金属化部156尤其可以定位在导体薄膜142的背侧上。在此，传感器芯片122尤其可以被放置在导体薄膜142的前侧上。传感器芯片122和接头金属化部156例如可以借助于印制导线154相互电连接。接头金属化部156例如可以在较晚的时间点这样构造，使得能够安装至少一个触脚134。

图4示出在通过物料126注塑包封期间的电路板拼板152。物料126尤其可以是塑料物料140、特别优选热固性塑料。在图4中示出的方法步骤中，物料126可以具有液态稠度。塑料物料140尤其可以在有限的时间内具有比电路板拼板152更低的粘度。这里示出的方法步骤包括至少一个工具158。工具158尤其可以是注塑工具160。工具158也可以是露出工具162。尤其多个工具158、尤其至少一个注塑工具160和一个露出工具162参与在图4中示出的方法步骤中。在此，所述工具158中的每个工具、尤其注塑工具160和露出工具162分开地被操控。露出工具162尤其可以相对于注塑工具160在空间上分开地定位。在此，工具158构造成用于预给定传感器单元120的几何形状。在此，露出工具162尤其可以具有以下功能：使传感器单元120的传感器芯片122的至少一个区域从物料126、尤其塑料物料140露出。为此，电路板拼板152可以被嵌入到注塑工具160中。例如可以借助于这里未示出的接收部来实现电路板拼板152在注塑工具160中的定位。电路板拼板152尤其可以在嵌入到注塑工具160期间也实施为大型电路板拼板。露出工具162可以在下一步骤中在空间上这样定位，使得传感器芯片122的一部分、尤其测量表面128、例如膜片144通过露出工具162遮盖。露出工具162尤其可以这样定位在传感器芯片122的测量表面128上，以便使测量表面128从下一步骤中引入的物料126露出。尤其可以在电路板拼板152和所述至少一个工具158之间构造有空间164。电路板拼板152通过物料126的注塑包封例如可以意味着空间164通过物料126的填充。在此，在工具158和电路板拼板152之间可以附加地安置有中间层166、尤其是薄膜168。尤其可以在注塑工具158和电路板拼板152之间安置有中间层166。此外，中间层166也可以安置在露出工具162和传感器芯片122的测量表面128之间。中间层166例如可以设置成，用于保护测量表面128免受机械影响、尤其是机械负载，和/或，用于在注塑包封时使测量表面128相对于物料126密封。中间层166例如可以设置成用于保护测量表面免受由于物料126、尤其是塑料物料140所造成的污染。中间层166例如也可以设置成，使布置在电路板拼板152和所述至少一个工具158之间的空间164相对于工具158密封。在这里未示出的实施方式中，露出工具162可以这样成形，使得测量表面128相对于在测量表面128外部的物料126密封。露出工具162尤其可以这样成形，使得测量表面128通过露出工具162保护而免受机械影响。露出工具162例如可以具有边缘、尤其是外翻部，该外翻部可以包围测量表面128。露出工具162尤其可以这样成形，使得露出工具162在注塑包封期间不接触测量表面128。

图5示出用于制造传感器组件110的方法的中间产品的横截面视图、尤其是传感器单元120的横截面视图，该传感器单元包括加厚部170以及开口172。传感器单元120还包括导体薄膜142、物料126和传感器芯片122。在此，传感器芯片122具有带测量表面128的膜片144和与测量表面128相对置的表面174。此外，这里示出的中间产品、即传感器单元120包括印制导线154以及布置在导体薄膜142上的接头金属化部156。

测量表面128在图5中示出的中间产品中由加厚部170、尤其是坝状部围绕。加厚部170尤其施加在测量表面128的外边缘上。在此，加厚部170可以设置成用于在制造期间简化测量表面128相对于物料126的密封和/或保护测量表面128免受可能由露出工具162引起的机械影响。

开口172在图5中示出的中间产品中布置在传感器单元120的下侧上。开口172例如位于传感器单元120的导体薄膜142中。开口172例如能够实现膜片144在制造期间的去负载。膜片144在制造期间的去负载尤其可以在图6A和6B中阐明。其中，例如示出工具158、尤其是注塑工具160的两件式的实施方案。在此，工具158、例如注塑工具160的两个半部可以通过真空密封装置175相对于周围环境密封。在此，真空密封装置175尤其可以使工具160的两个半部之间的空穴、例如空腔和/或在电路板拼板152和工具160之间的空间164相对于周围环境密封。露出工具162可以集成到注塑工具160的在图6A和6B下方示出的半部中并且包括例如露出工具开口176。露出工具开口176尤其可以引到膜片144的测量表面128上，并且，以该方式，例如能够实现与周围环境的压力平衡。此外，注塑工具的在上方示出的半部可以具有工具开口178。工具开口178尤其可以直接连接到导体薄膜中的开口172上。在此，工具开口178可以导向到与测量表面128相对置的表面174上，并且，以该方式，例如能够实现与周围环境的压力平衡。

如在图6A和6B示出的那样，所述开口、例如导体薄膜142的开口172和/或注塑工具158的工具开口178和/或露出工具162的露出工具开口176尤其可以这样相互组合，以便实现所述开口的共同作用。所述开口的组合尤其能够实现在制造方法期间由于压力差而机械负载的膜片144的去负载。优选地，在制造方法中，尤其在注塑方法中，可以借助于在膜片144的两侧之间的压力平衡引起膜片144的去负载。尤其可以借助于至少一个阀180、优选借助于两个阀180控制所述膜片的两侧之间的压力平衡。在此，所述至少一个阀180例如布置在所述开口内部。优选地，第一阀182布置在工具开口178内部，并且第二阀184布置在露出工具开口176内部。

图6A图示说明工具158的空腔的抽气、尤其是将空气从电路板拼板152和工具158之间的空间164的内部抽出。优选地，工具158的两个半部在这里所示出的抽气过程中未完全闭合，使得在加厚部170和露出工具176之间存在空隙186。在此，空隙186尤其可以防止加厚部170在抽气过程期间的机械负载。如在图6A中示出的那样，两个布置在所述开口中的阀180可以在抽气过程中关闭。优选地，这两个关闭的阀180抑制周围环境空气引入到空腔中、尤其到空间164中。在此，第一阀182例如可以使工具开口178与注塑工具160内部的平衡开口188连接。工具开口178与平衡开口188的连接尤其可以防止例如可能通过抽气出现的膜片144的机械负载。关闭的阀180例如可以抑制膜片144尤其由于周围环境压力所导致的压力负载。

在图6B中图示说明工具158的空腔通过物料126、尤其是塑料物料140的填充。填充过程例如可以紧接着在图6A中示出的抽气过程。空间164的填充尤其可以与电路板拼板152通过物料126的注塑包封相应。在这里示出的填充过程中，工具158的两个半部尤其可以完全闭合。以该方式，膜片144从物料126露出。如在图6B中示出，两个布置在所述开口中的阀180可以在填充过程期间打开。优选地，这两个打开的阀180可以抑制膜片144尤其由于在填充过程期间出现的压力差而引起的压力负载。在此，第一阀182例如可以在它的打开位置中这样布置在所述注塑工具160的内部，使得所述第一阀封闭工具开口178与平衡开口188的连接。第一阀182尤其可以在它的打开位置中防止空腔和周围环境之间通过平衡开口188的压力交换。

图7示出用于制造用于确定流经测量通道112的流体介质的至少一个参数的传感器组件110的方法的示意性示图。在此，所述方法可以包括多个步骤，优选地，所述方法包括六个步骤。第一步骤a)(方法步骤190)包括提供器具壳体114、尤其是已置入或可置入到流动管道中的插接式探测器116，其中，器具壳体114具有至少一个电子部件室118。在所述第一步骤中尤其可以提供在图1中示出的器具壳体114。

所述方法所包括的另一步骤b)(方法步骤192)包含提供至少一个电子部件模块124。在所述另一步骤中尤其可以提供在图1中示出的电子部件模块124。此外，所述方法包括步骤c)(方法步骤194)，提供至少一个传感器芯片122。在此，尤其可以提供在图2C和图4中示出的传感器芯片122。

此外，用于制造传感器组件110的方法包括步骤d)(方法步骤196)，将传感器芯片122集成到传感器单元120中，其中，传感器芯片122材料锁合地和/或形状锁合地嵌入到传感器单元120的物料126中，尤其部分地由物料126注塑包封。在此，所述方法步骤196可以具有多个分步骤、尤其四个分步骤。例如在实施步骤d)(方法步骤196)之后可以存在图5中示出的用于制造传感器组件110的方法的中间产品、尤其是传感器单元120。

在此，第一分步骤d1)(方法步骤198)可以具有，提供导体薄膜142。在此，导体薄膜142尤其可以包括至少一个印制导线154。在此，可以提供尤其在图3中示出的、具有在其上布置的印制导线154的导体薄膜142。方法步骤196例如可以包括另一分步骤d2)(方法步骤200)，将传感器芯片122施加在导体薄膜142上。在此，传感器芯片122尤其可以如在图3中示出的那样施加到导体薄膜142上。在此，第三分步骤d3)(方法步骤202)可以包括建立传感器芯片122和电印制导线154之间的至少一个电连接。例如可以在实施前三个分步骤、尤其是分步骤d1)(方法步骤198)、分步骤d2)(方法步骤200)和分步骤d3)(方法步骤202)之后，存在图3中示出的电路板拼板152作为用于制造传感器组件110的方法的中间产品。

用于制造传感器组件110的方法的步骤d)(方法步骤196)还可以包括分步骤d4)(方法步骤204)，将传感器单元120的至少一个物料126材料锁合地和/或形状锁合地附接到导体薄膜142上，其中，传感器芯片122尤其至少部分地嵌入在导体薄膜142和传感器单元120的物料126之间。在此，分步骤d4)(方法步骤204)还可以包括多个分步骤。分步骤d4)(方法步骤204)尤其可以具有第一分步骤d4a)(方法步骤206)，包括将导体薄膜142和施加到该导体薄膜上的传感器芯片122插入到工具158中。

此外，分步骤d4)(方法步骤204)可以具有第二分步骤d4b)(方法步骤208)，包括导体薄膜142和施加到该导体薄膜上的传感器芯片122通过至少一个物料126的注塑包封或注塑卡接。分步骤d4a)(方法步骤206)和d4b)(方法步骤208)的实施尤其可以在图4中示出的用于制造传感器组件110的方法的中间产品中阐明。

分步骤d4)(方法步骤204)可以具有另外的分步骤(方法步骤210)，包括传感器芯片122的膜片144的去负载。在此，传感器芯片的膜片144的去负载尤其可以在图6A和6B中示出。

此外，用于制造传感器组件110的方法包括步骤e)(方法步骤212)，包括将传感器单元120安置在电子部件模块124上，尤其是将传感器单元120和电子部件模块124机械地和电地连接。

此外，用于制造传感器组件110的方法包括步骤f)(方法步骤214)，包括将电子部件模块124这样布置在电子部件室118内部，使得传感器单元120至少部分地布置在测量通道112中。

Claims (17)

1.用于确定流经测量通道(112)的流体介质的至少一个参数的传感器组件(110)，其中，所述传感器组件(110)具有：器具壳体(114)，布置在所述测量通道(112)中的传感器芯片(122)以及至少一个布置在所述器具壳体(114)的电子部件室(118)，其中，所述传感器芯片(122)被集成到传感器单元(120)中，其中，所述传感器单元(120)被安置在电子部件模块(124)上，该电子部件模块布置在所述电子部件室(118)内部，其中，所述传感器单元(120)至少部分地布置在所述测量通道(112)中，其中，所述传感器芯片(122)材料锁合地和/或形状锁合地嵌入到所述传感器单元(120)的至少一个物料(126)中，

其特征在于，所述传感器单元(120)包括至少一个导体薄膜(142)，该导体薄膜包括至少一个印制导线(154)和至少一个接头金属化部(156)，所述至少一个接头金属化部与所述至少一个印制导线(154)电连接并且相对于至少一个电触点地构造，所述电触点设置成用于实现所述传感器单元(120)和所述电子部件模块(124)之间的可电连接性，其中，所述传感器芯片(122)被放置到所述导体薄膜(142)上并且与所述印制导线(154)电连接，其中，所述传感器单元(120)的所述物料(126)材料锁合地和/或形状锁合地附接到所述导体薄膜(142)上。

2.根据权利要求1所述的传感器组件(110)，其中，所述传感器单元(120)具有至少一个窗(150)，通过该窗能接近测量表面(128)。

3.根据权利要求2所述的传感器组件(110)，其中，所述测量表面(128)是膜片的表面，其中，所述传感器单元(120)具有至少一个开口，通过该开口能接近所述膜片的与所述测量表面相对置的侧。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的传感器组件(110)，其中，所述传感器单元(120)构型为能表面装配的构件(132)，其中，所述能表面装配的构件(132)被施加到所述电子部件模块(124)的电路载体(130)上。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的传感器组件(110)，其中，所述传感器芯片(122)至少部分地嵌入在所述导体薄膜(142)和所述传感器单元(120)的所述物料(126)之间。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的传感器组件(110)，其中，所述传感器单元(120)按照从下列方法组成的组中选择的方法制造：薄层辅助模塑方法；面板级封装方法。

7.根据权利要求2或3所述的传感器组件(110)，其中，所述传感器单元(120)具有至少一个加厚部，其中，所述加厚部被安置在所述测量表面(128)的外边缘上。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的传感器组件(110)，其中，所述参数是内燃机的吸入空气质量。

9.根据权利要求1至3中任一项所述的传感器组件(110)，其中，所述器具壳体(114)构造为已置入或能置入到流动管道中的插接式探测器(116)。

10.用于制造根据权利要求1至9中任一项所述的用于确定流经测量通道(112)的流体介质的至少一个参数的传感器组件(110)的方法，其中，所述方法包括下列步骤：

a)提供器具壳体(114)，其中，所述器具壳体(114)具有至少一个电子部件室(118)；

b)提供至少一个电子部件模块(124)；

c)提供至少一个传感器芯片(122)；

d)将所述传感器芯片(122)集成到传感器单元(120)中，其中，将所述传感器芯片(122)材料锁合地和/或形状锁合地嵌入到所述传感器单元(120)的物料(126)中；

e)将所述传感器单元(120)安置在所述电子部件模块(124)上；并且

f)将所述电子部件模块(124)这样布置在所述电子部件室(118)内部，使得所述传感器单元(120)至少部分地布置在所述测量通道(112)中，

其特征在于，在步骤d)中的所述传感器芯片(122)到所述传感器单元(120)中的集成包括下列步骤：

d1)提供导体薄膜(142)，其中，所述导体薄膜(142)包括至少一个导电的印制导线(154)和至少一个接头金属化部(156)，所述至少一个接头金属化部与所述至少一个印制导线(154)电连接并且相对于至少一个电触点地构造，所述电触点设置成用于实现所述传感器单元(120)和所述电子部件模块(124)之间的可电连接性；

d2)将所述传感器芯片(122)施加在所述导体薄膜(142)上；

d3)建立所述传感器芯片(122)和所述导电的印制导线(154)之间的至少一个电连接；

d4)将所述传感器单元(120)的至少一个物料(126)材料锁合地和/或形状锁合地附接到所述导体薄膜(142)上。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，在步骤d4)中，所述传感器芯片(122)至少部分地嵌入在所述导体薄膜(142)和所述传感器单元(120)的所述物料(126)之间。

12.根据权利要求10或11所述的方法，其中，方法步骤d4)包括下列分步骤：

d4a)将所述导体薄膜(142)和施加在该导体薄膜上的所述传感器芯片(122)插入到工具(158)中；并且

d4b)通过所述至少一个物料(126)注塑包封或注塑卡接所述导体薄膜(142)和施加在该导体薄膜上的所述传感器芯片(122)。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，使用至少一个露出工具(162)，以便使所述传感器芯片(122)的至少一个区域从所述物料(126)露出。

14.根据权利要求12所述的方法，其中，方法步骤d4)还包括所述传感器芯片(122)的膜片(144)的去负载。

15.根据权利要求10或11所述的方法，其中，在步骤a)中，提供已置入或能置入到流动管道中的插接式探测器(116)作为所述器具壳体(114)。

16.根据权利要求10或11所述的方法，其中，在步骤d)中，所述传感器芯片(122)部分地由所述物料(126)注塑包封。

17.根据权利要求10或11所述的方法，其中，在步骤e)中，所述传感器单元(120)与所述电子部件模块(124)机械地和电地连接。

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