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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Drucksensor mit einem
Halbleitersensorchip, wie z. B. einen Öldrucksensor, der in einem
Fahrzeug verwendet wird.
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Ein
Beispiel eines Drucksensors dieser Art ist in der Druckschrift
JP-A-7-243926 offengelegt.
Bei diesem Drucksensor ist ein Halbleitersensorchip mittels eines
Substrats auf einem vertieften Abschnitt angebracht, der in einem
Gehäuse
ausgebildet ist. Der vertiefte Abschnitt ist mit Öl gefüllt, um
den Sensorchip zu bedecken, und das Öl ist mit einer metallischen
Dichtungsmembran hermetisch bedeckt. Ein zu messender Druck wird
auf einer Vorderseite der Dichtungsmembran aufgebracht, und der
aufgebrachte Druck wird auf den Halbleiterchip mittels des Öls übertragen,
das den Halbleiterchip bedeckt. Das heißt, der von dem Halbleiterchip
zu messende Druck wird diesem von der Vorderseite der Dichtungsmembran
her aufgebracht, die dem Substrat des Sensorchips gegenüberliegt.
Diese Art von Drucksensor wird als Vorderseitentyp-Drucksensor bezeichnet.
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Ein
Drucksensor, bei dem der zu messende Druck von der Rückseite
des Sensorchips her aufgebracht wird (ein Rückseitentyp-Drucksensor), muß ebenso
eine bestimmte Druckmessungsanordnung erfüllen. Ein Rückseitentyp-Drucksensor, wie
er von den Erfindern als Prototyp gemacht wurde, ist in 5 gezeigt. 5 zeigt
die Vorderseite des Sensorchips. Ein Sensorchip J2 ist in einem
vertieften Abschnitt J4 angebracht, der auf einer Endfläche des Sensorgehäuses J1
ausgebildet ist. Vier Anschlüsse J5
sind rund um den vertieften Abschnitt J4 angeordnet, um den Sensorchip
J2 mit einem äußeren Schaltkreis
zu verbinden. Die Anschlüsse
J5 sind im Sensorge häuse 31 ausgeformt,
so daß sie
in eine Längsrichtung
des Sensorgehäuses
von einer Endfläche
des Sensorgehäuses
(der Vorderseite) in Richtung der anderen Endseite ragen.
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Der
Sensorchip J2 ist ein Halbleitersensorchip, der eine Membran aufweist,
und ist auf die Bodenfläche
des vertieften Abschnitts J4 mittels eines Sensorchipsubstrats geklebt.
In dem Sensorgehäuse J1
ist ein Durchgangsloch J6 ausgebildet, so daß ein zu messender Druck auf
die Sensorchipmembran über
das Durchgangsloch J6 aufgebracht wird. Der Sensorchip J2 ist in
dem vertieften Abschnitt J4 angeordnet, um die Vorderseitenöffnung des
Durchgangslochs J6 hermetisch zu verschließen. Auf diese Weise wird der
Rückseitentyp-Drucksensor
hergestellt, der einen von der Rückseite
des Sensorchips zugeführten
Druck erfaßt.
Ferner kann die Vorderseite des Sensorchips mit Öl und einer Dichtungsmembran
der selben Art, wie beim Drucksensor in der zuvor erwähnten Offenlegungsschrift
JP-A-7-243926 offengelegt,
bedeckt werden, und ein weiterer Druck kann von der Vorderseite
des Sensorchips von der Dichtungsmembranseite her zugeführt werden.
Auf diese Weise kann eine Druckdifferenz zwischen dem Druck, der
der Rückseite
zugeführt
wird, und dem Druck, welcher der Vorderseite zugeführt wird,
vom Druck sensor erfaßt
werden.
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Bei
der in der 5 gezeigten Drucksensorstruktur
ist es notwendig, einen Rand des Sensorchips J2 und die Öffnung des
Durchgangslochs J6 hermetisch abzudichten, um einen Druckverlust über den
Rand zu vermeiden. Zu diesem Zweck ist es wirkungsvoll, den Raum
J7 zwischen dem Sensorchip J2 und den Innenwänden des vertieften Abschnitts
J4 mit einem Dichtmaterial wie z. B. Kunstharz zu befüllen. Jedoch
muß der
Raum J7 ausreichend groß sein,
um den Zwischenraum 37 wirkungsvoll mit einem viskosen
Dichtmaterial zu befüllen.
Der vertiefte Abschnitt J4 kann, wie mit der gepunkteten Linie in 5 gezeigt,
vergrößert werden.
Wenn jedoch der vertiefte Abschnitt J4 vergrößert ist, müssen die Anschlüsse J5 weiter
nach außen
verlegt werden. Das hat jedoch das Problem zur Folge, daß die Gesamtgröße des Sensorgehäuses J1
vergrößert werden muß.
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Aus
der
JP 07-209 115
AA ist ein Drucksensor bekannt, mit einem zylindrischen
Sensorgehäuse,
das einen an einem Längsende
ausgebildeten vertieften Abschnitt aufweist, wobei der vertiefte
Abschnitt mit einer äußeren Druckquelle über ein
Durchgangsloch in Verbindung steht, das im Sensorgehäuse ausgebildet
ist; mit einem Sensorchip, der in dem vertieften Abschnitt angeordnet
ist, um einen von der äußeren Druckquelle
zugeführten
Druck aufzunehmen; mit einer Vielzahl von Anschlüssen, die rund um den vertieften
Abschnitt zur elektrischen Verbindung des Sensorchips mit einem äußeren Schaltkreis
angeordnet sind; und mit einem Dichtmaterial, das in den Zwischenraum
zwischen einer Seitenwand des vertieften Abschnitts und einer Umfangsseite
des Sensorchips zur hermetischen Schließung des Durchgangslochs mit
einem Sensorchip eingebracht ist.
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Aus
der
DE 43 21 068 A1 ist
ein Drucksensor bekannt, der ein Dichtmaterial zum hermetischen Schließen des
Durchgangslochs mit dem Sensorchip aufweist, wobei der Drucksensor
eine Vielzahl von Einfüllbohrungen
zur Füllung
des Dichtmaterials in den Zwischenraum aufweist. Die Einfüllbohrungen sind
jedoch nicht in einem Zwischenraum zwischen zwei benachbarten Anschlüssen ausgebildet.
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Die
vorliegende Erfindung wurde angesichts der erwähnten Probleme gemacht, und
eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen verbesserten
Drucksensor bereitzustellen, bei dem ein zu messender Druck einer
Rückseite
des Sensorchips über ein
Durchgangsloch zugeführt wird,
das in einem Sensorgehäuse
ausgebildet ist, und bei dem ein Sensorchip hermetisch mit dem Durchgangsloch
verbunden ist, ohne daß die
Drucksensorgröße zunimmt.
Die Lösung
dieser Aufgabe erfolgt durch die im Anspruch 1 bzw. 2 angegebenen
Merkmale.
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Der
Drucksensor ist aus einem zylindrischen Sensorgehäuse und
einem weiteren Gehäuse
zusammengesetzt, die beide miteinander durch bördeln eines Endes des Gehäuses verbunden
werden. Ein vertiefter Abschnitt ist auf einer längslaufenden Endfläche des
Sensorgehäuses
ausgebildet, wo das Sensorgehäuse
mit dem anderen Gehäuse
gekoppelt ist. Ein Halbleitersensorchip, der eine Vorderseite und
eine Rückseite
aufweist, wird in dem vertieften Abschnitt angebracht, so daß die Vorderseite
dem Gehäuse
gegenüberliegt.
Ein erster Druck wird auf die Rückseite
des Sensorchips über
das Durchgangsloch aufgebracht, das in dem Sensorgehäuse ausgebildet
ist. Ein zweiter Druck, der von dem Gehäuse zugeführt wird, wird auf die Vorderseite
des Sensorchips mittels Öl
aufgebracht, das lediglich die Vorderseite bedeckt. Der Sensorchip
erfaßt
eine Druckdifferenz zwischen dem ersten und dem zweiten Drck, und
wandelt die erfaßte
Druckdifferenz in ein elektrisches Signal um.
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Der
Sensorchip muß hermetisch
in dem vertieften Abschnitt angebracht werden, so daß der erste
Druck nicht auf die zweite Druckseite entweicht. Zu diesem Zweck
wird ein Dichtmaterial in einen Zwischenraum zwischen einer Seitenwand
des vertieften Abschnittes und einer Umfangsseite des Sensorchips
gefüllt.
Um den vertieften Abschnitt herum ist eine Vielzahl von Löchern ausgebildet,
um das Dichtmaterial einzufüllen.
Die Füllöcher sind
zwischen den Anschlüssen
angeordnet, die den Sensorchip mit einem äußeren Schaltkreis elektrisch
verbinden. Auf diese Weise werden die Auffüllöcher ohne Vergrößerung des
Sensorgehäuses
ausgebildet.
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Vorzugsweise
wird der vertiefte Abschnitt in einer rechteckigen Form ausgebildet,
und die Auffüllöcher werden
an den vier Ecken des rechteckigen vertieften Abschnitts ausgebildet.
Auf diese Weise wird das Dichtmaterial gleichmäßig und mit wenig Reibung in
den Füllraum
gefüllt.
Der Sensorchip wird hermetisch auf dem Sensorgehäuse angebracht, um zu verhindern,
daß der
erste Druck auf die zweite Druckseite entweicht. Ferner wird das
Fülloch
abgeschrägt,
um es an der Außenseite
zu vergrößern. Das
Dichtmaterial fließt
mit noch weniger Reibung entlang der Abschrägung in den Füllraum.
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Alternativ
kann der Sensorchip nur den ersten Druck erfassen, der auf der Rückseite
des Sensorchips aufgebracht wird, indem die zweite Druckzufuhr von
der Gehäuseseite
her beseitigt wird. In diesem Fall wirkt der Drucksensor wie ein
Absolutdrucksensor.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist der Sensorchip hermetisch auf dem Sensorgehäuse angebracht,
ohne den Drucksensor zu vergrößern.
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Ein
Vorteil der vorliegenden Erfindung ist es unter anderem, einen kompakten
Drucksensor bereitzustellen, der eine Druckdifferenz zwischen Drücken erfaßt, die
auf beiden Seiten des Sensorchips aufgebracht werden.
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Weitere
Einzelheiten, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben
sich aus der illustrativ und nicht einschränkend zu verstehenden Beschreibung
bevorzugter Ausführungsformen
der Erfindung anhand der Zeichnung. Es zeigt:
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1 einen
Querschnitt des Drucksensors gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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2 einen
Querschnitt eines Sensorgehäuses,
wie er in dem in 1 gezeigten Drucksensor verwendet
wird, auf welchem ein Sensorchip angebracht wird;
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3A eine
Draufsicht, die eine Endfläche des
Sensorgehäuses
zeigt, auf welcher der Sensorchip angebracht ist, betrachtet von
der in 2 gezeigten Richtung A;
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3B einen
Teilquerschnitt, der den vertieften Abschnitt des Sensorgehäuses zeigt,
in welchem der Sensorchip angeordnet ist, entlang der Linie IIIB-IIIB,
wie sie in 3A gezeigt ist;
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3C eine
schematische Ansicht, welche die Flußrichtungen des Dichtmaterials
während
der Befüllung
in den vertieften Abschnitt zeigt;
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4 einen
Teilquerschnitt, der einen Prozeß des Befüllens des Dichtmaterials in
den vertieften Abschnitt zeigt; und
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5 eine
Draufsicht, die eine Endfläche des
Sensorgehäuses
eines Prototyp-Drucksensors zeigt.
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Eine
bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug auf die 1 bis 4 beschrieben.
Wie in 1 gezeigt, wird ein Drucksensor S1 aus einem Sensorgehäuse 10,
auf welchem ein Sensorchip 20 angebracht ist, und einem
Gehäuse 30 zusammengesetzt.
Das Sensorgehäuse 10 und
das Gehäuse 30 sind
durch Bördeln eng
miteinander verbunden. Der Drucksensor S1 wird benutzt, um einen
Motoröldruck
zu erfassen, der durch eine im Gehäuse 30 ausgebildete
Druckzufuhrbohrung 32 zugeführt wird.
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Zunächst wird
ein Sensorgehäuse 10,
auf dem ein Sensorchip 20 angebracht ist, im wesentlichen
unter Bezugnahme auf 2 beschrieben. Das Sensorgehäuse 10 ist
zylindrischen durch Formen eines Kunstharzmaterials wie z. B. PPS
(Polyphenylensulfid) oder PBT (Polybutylenterephthalat) ausgebildet.
Ein vertiefter Abschnitt 11, der eine Tiefe von ungefähr 2,5 mm
bis 3,0 mm aufweist, ist auf einer der Endflächen des Sensorgehäuses 10 ausgebildet. In
dem Sensorgehäuse 10 ist
ein Durchgangsloch 12 ausgebildet, das den vertieften Abschnitt 11 mit
einer Außenseite
des Sensorgehäuses 10 verbindet.
Ein atmosphärischer
Druck wird dem vertieften Abschnitt 11 über das Durchgangsloch 12 zugeführt. Der
Sensorchip 20 ist in dem vertieften Abschnitt 11 angeordnet,
um das Durchgangsloch 12 zu schließen, das an der Bodenseite
des vertieften Abschnittes 11 eine Öffnung aufweist (wie besser
in den 3A und 3B gesehen
werden kann).
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Eine
Vorderseite (eine Oberseite in 2) und eine
Rückseite
(eine Unterseite in 2) des Sensorchips 20 nimmt
die jeweiligen darauf aufgebrachten Drücke auf, erfaßt eine
Druckdifferenz zwischen den zwei Drücken und wandelt diese in ein elektrisches
Signal um. Wie in 3B gezeigt, ist der Sensorchip 20 aus
einer Membran 21, die aus einem Halbleitermaterial wie
Silizium hergestellt ist, und einem Substrat 22, das aus
einem Material wie Glas hergestellt ist, zusammengesetzt. Die Membran 21 und
das Substrat 22 sind miteinander durch Anodenschweißen oder
dergleichen verbunden. Der Sensorchip 20 ist, wie in 3A gezeigt,
rechteckig. Das Substrat 22 ist auf die Bodenseite des
vertieften Abschnitts 11 mit einem Klebstoff wie z. B.
Silikongummi geklebt. Das Substrat 22 weist ein mittiges
Loch auf, welches den durch das Durchgangsloch 12 eingeführten Druck
auf die Rückseite
der Membran 21 aufgebracht. Die Rückseite der Membran 21 wird
auch als Rückseite
des Sensorchips 20 bezeichnet.
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Die
Anschlüsse 13,
die den Sensorchip 20 mit einem äußeren Schaltkreis elektrisch
verbinden, sind, wie in 2 gezeigt, in das Sensorgehäuse 10 eingebettet,
und um den vertieften Abschnitt 11, wie in 3A gezeigt,
angeordnet. In dieser Ausführungsform
werden vier Anschlüsse 13 bereitgestellt, die
jeweiligen Anschlüsse
werden z. B. als Anschluß zur
Eingabe eines Signals an den Sensorchip 20, zur Ausgabe
eines Sensorsignals, zur Erdung und zur Einstellung eines Signals
benutzt. Der Sensorchip 20 ist über Drähte 14, die durch
Drahtbonden ausgebildet werden, elektrisch mit den Anschlüssen 13 verbunden,
wie in 2 gezeigt. Jedes vordere Ende der Anschlüsse 13 ist
an dem Sensorgehäuse 10 mit einem
Dichtmaterial 15 wie z. B. Silikongummi befestigt.
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An
dem anderen Ende des Sensorgehäuses 10 ist
ein Anschlußabschnitt 16 ausgebildet.
Der Anschlußabschnitt 16 dient
dazu, die Anschlüsse 13 an einen äußeren Schaltkreis
(einer in ein Fahrzeug eingebauten elektronischen Steuereinheit
(ECU)) über einen
Kabelbaum (nicht dargestellt) anzuschließen. Die Datenübertragung
zwischen dem Sensorchip 20 und dem äußeren Schaltkreis wird über die
Drähte 14 und
die Anschlüsse 13 durchgeführt.
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Bezugnehmend
auf 1 wird nachfolgend die Gesamtstruktur des Drucksensors
S1 beschrieben. Das Gehäuse 30,
das aus einem Material wie z. B. galvanisiertem Kohlenstoffstahl
hergestellt ist, beinhaltet einen Gehäusekörper 31 und einen
Rand 36, um das Gehäuse 30 mit
dem Sensorgehäuse 10 durch
Kraftverformung, z. B. Bördeln
zu verbinden. Der Gehäusekörper 31 beinhaltet
eine Druckzufuhrbohrung 32 zum Einführen von Motoröl in den
Drucksensor S1, und ein Gewinde 33 zur Montage des Drucksensors
S1 an einen Öltank.
Eine Dichtmembran 34, die an einem Halteelement 35 befestigt
ist, ist zwischen dem Gehäuse 30 und
dem Sensorgehäuse 10 angeordnet,
um die obere Öffnung
der Druckzufuhrbohrung 32 hermetisch abzuschließen. Die Dichtmembran 34 wird
aus einer dünnen
Metallplatte wie z. B. einer SUS-Platte hergestellt, und das Halteelement 35 wird
aus einem metallischen Material wie z. B. SUS hergestellt. Ein äußerer Rand
des Halteelements 35 wird an den Gehäusekörper 31 geschweißt.
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Wie
in 1 gezeigt, werden das Gehäuse 30 und das Sensorgehäuse 10 durch
z. B. Bördeln des
Rands 36 eng miteinander verbunden. Zwischen der Dichtmembran 34 und
der Endfläche
des Sensorgehäuses 10 wird
eine Druckerfassungskammer 40 ausgebildet. Die Druckerfassungskammer 40 ist
mit Öl 41 gefüllt, wie
z. B. fluoridischem Öl,
das zum Übertragen
des von der Druckzufuhrbohrung 32 eingeführten Druckes
an die Vorderseite des Sensorchips 20 dient. Das Öl 41 bedeckt
die Vorderseite des Sensorchips 20 und wird von der Dichtmembran 34 in der
Druckerfassungskammer 40 gehalten.
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Eine
O-Ring-Nut 42 umgibt die Druckerfassungskammer 40.
Ein O-Ring 43 ist in der Nut 42 angeordnet und
zwi schen dem Sensorgehäuse 10 und der
Dichtmembran 34 im Preßsitz
angeordnet, um die Druckerfassungskammer 40 hermetisch
abzudichten.
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Der
wie oben beschrieben aufgebaute Drucksensor S1, erfaßt eine
Differenz zwischen zwei Drücken
auf folgende Weise. Der Drucksensor S1 ist fest mit einer Rohrleitung
des Motoröltanks
verbunden, um das Motoröl
in den Drucksensor S1 über
die Druckzufuhrbohrung 32 einzuführen. Andererseits wird ein
atmosphärischer
Druck (ein erster Druck) in den Drucksensor S1 über das Durchgangsloch 12 eingeführt und
auf die Rückseite
des Sensorchips 20 aufgebracht. Der Öldruck (ein zweiter Druck)
wird über
die Druckzufuhrbohrung 32 eingeführt und an die Dichtmembran 34 angelegt
und beaufschlagt die Vorderseite des Sensorchips 20 über das Öl 41 in
der Druckerfassungskammer 40. Der Sensorchip 20 wandelt
die Druckdifferenz zwischen dem ersten Druck und dem zweiten Druck
in ein elektrisches Signal um. Das elektrische Signal wird an den äußeren Schaltkreis
(elektrische Steuereinheit) über
die Drähte 14 und
die Anschlüsse 13 ausgegeben.
Daher wirkt der Drucksensor S1 als ein relativer Drucksensor und
erfaßt
den Öldruck
relativ zum atmosphärischen
Druck.
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Es
ist beim als relativer Drucksensor wirkenden Drucksensor S1 wichtig,
einen Druckverlust von der Rückseite
an die Vorderseite des Sensorchips 20 zu verhindern. Mit
anderen Worten muß der
Sensorchip 20 hermetisch an die Bodenseite des vertieften Abschnitts 11 gebondet
werden. Jedoch neigt der den Sensorchip 20 an die Bodenseite
des vertieften Abschnitts 11 anheftende Klebstoff dazu,
sich auf der Bodenseite ungleich zu verteilen, wodurch er Druckverlust
verursacht. Die vorliegende Erfindung stellt eine einzigartige Struktur
bereit, um fehlerfrei Druckverlust zu vermeiden. Details des Aufbaus
zur Vermeidung von Druckverlust werden nachstehend beschrieben.
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3A zeigt
eine Vorderseite des Sensorgehäuses 10,
in welchem der Sensorchip 20 angeordnet ist (betrachtet
aus der in 2 gezeigten Richtung A). 3B zeigt
einen Querschnitt entlang der in 3A gezeigten
Linie III3-III3. Ein Dichtmaterial 50 wird in einen Zwischenraum
zwischen den Umfangsseiten des Sensorchips 20 und die Seitenwände des
vertieften Abschnitts 11 gefüllt. Das Dichtmaterial wird
im flüssigen
Zustand in den Zwischenraum gefüllt
und danach ausgehärtet.
Als Dichtmaterial 50 kann ein Kunstharzmaterial wie z.
B. Silikongummi verwendet werden, das bei Raumtemperatur aushärtet.
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Wie
in 3A gezeigt, werden rund um den vertieften Abschnitt 11 Einfüllbohrungen 60 ausgebildet,
um das Dichtmaterial 50 in den vertieften Abschnitt 11 zu
füllen.
Der Sensorchip 20 ist ebenso wie der vertiefte Abschnitt 11 rechteckig,
der somit der Form des Sensorchips 20 entspricht. Vier
Einfüllbohrungen 60 sind
an den jeweiligen Ecken des vertieften Abschnitts 11 ausgebildet,
so daß jede
Einfüllbohrung 60 zwischen
zwei benachbarten Anschlüssen 13 positioniert
ist. Wie in 3B gezeigt, beinhaltet die Einfüllbohrung 60 eine
Abschrägung 61, welche
die Einfüllbohrung 60 an
der Außenseite
vergrößert, und
einen geraden Abschnitt 62, der von der äußersten
Stelle der Abschrägung 61 nach
oben geht.
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Das
Dichtmaterial 50 wird in den vertieften Abschnitt 11 von
der Einfüllbohrung 60 in
der folgenden Weise eingefüllt.
Nachdem der Sensorchip 20 auf die Bodenwand des vertieften
Abschnitts 11 geklebt wurde, wird das Dichtmaterial 50 von
einer Düse
K befüllt,
die, wie in 4 gezeigt, an dem geraden Abschnitt 62 ausgerichtet
ist. Um den Sensorchip 20 während der Bearbeitung des Einfüllens des Dichtmaterials 50 an
der richtigen Position auf der Bodenwand zu halten, kann der Sensorchip 20 durch Unterdruck
angesaugt werden, der vom Durchgangsloch 12 her angelegt
wird. Das von der Düse
K eingespritzte Dichtmaterial 50, fließt entlang der Abschrägung 61 und
füllt den
Zwischenraum zwischen der Umfangsseite des Sensorchips 20 und
der Seitenwand des vertieften Abschnitts 11, wie in den 3A und 3B gezeigt.
Da das Dichtmaterial 50 von den Einfüllbohrungen 60 kommt,
die an den vier Ecken des vertieften Abschnitts 11 positioniert
sind, fließt
das Dichtmaterial 50 mit wenig Reibung entlang der Seiten
des vertieften Abschnitts 11, wie in 3C gezeigt.
Danach wird das Dichtmaterial 50 bei Raumtemperatur ausgehärtet. Alternativ
kann das Dichtmaterial 50 durch Heizen oder Bestrahlung
mit Licht ausgehärtet
werden. So wird der Sensorchip 20 auf dem Sensorgehäuse 10 montiert,
das damit eine Sensorgehäuseunterbaugruppe
bildet, wie in 2 gezeigt.
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Dann
wird die Unterbaugruppe wie in 2 gezeigt
positioniert (die Vorderseite ist oben), und eine vorbestimmte Menge
an Öl 41 wie
z. B. fluoridischem Öl
oder dergleichen wird von der Oberseite in den oberen Zwischenraum
des Sensorgehäuses 10 gefüllt. Andererseits
wird das Halteelement 35, das die Membran 34 hält, an seinem
gesamten Umfang, wie in 1 gezeigt, an das Gehäuse geschweißt. Dann
wird das Gehäuse 30 an
der Oberseite des Sensorgehäuses 10 plaziert,
und das Gehäuse 30 und
der Sensor 10 werden teleskopartig aneinander gekoppelt.
Dann wird das mit dem Gehäuse 30 gekoppelte
Sensorgehäuse 10 in
eine Vakuumkammer gestellt, um die Luft aus der Druckerfassungskammer 40 zu
saugen.
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Daraufhin
werden das Sensorgehäuse 10 und
das Gehäuse 30 stark
aneinander gedrückt,
so daß die
Druckerfassungskammer 40 durch den O-Ring 42,
der zwischen dem Sensorge häuse 10 und
dem Halteelement 35 angeordnet ist, fest abgedichtet wird.
Dann wird der Rand des Gehäuses 30 gebördelt oder
sonstwie kaltverformt, um das Sensorgehäuse 10 und das Gehäuse 30 fest
miteinander zu verbinden. Somit ist der in 1 gezeigte
Drucksensor fertiggestellt.
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Bei
dem Drucksensor der vorliegenden Erfindung werden die nachfolgenden
Vorteile erzielt.
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Da
die Einfüllbohrungen 60 rund
um den vertieften Abschnitt 11 ausgebildet werden, wird
das Dichtmaterial 50 richtig in den Zwischenraum zwischen
die Seitenwand des vertieften Abschnitts 11 und der Umfangsseite
des Sensorchips 20 gefüllt, wodurch
eine gute Abdichtung zwischen der Rück- und Vorderseite des Sensorchips 20 verwirklicht wird.
Da die Einfüllbohrungen 60 zwischen
den Anschlüssen 13 ausgebildet
sind, ist es nicht notwendig, die Anschlüsse 13 nach außen zu bewegen.
Dementsprechend kann der Drucksensor S1 kompakt gehalten werden.
Da der Raum, in dem das Öl 41 eingefüllt wird,
nicht vergrößert wird,
indem die Einfüllbohrungen 60 vorgesehen
werden, erhöht
sich die benötigte Menge
an Öl 41 nicht.
Wenn nämlich
eine größere Menge
an Öl 41 benutzt
wird, verändern
sich die Sensorcharakteristiken in einem höheren Ausmaß entsprechend der Temperaturveränderungen,
da die Druckübertragungscharakteristik
aufgrund der höheren
Wärmekapazität des Öls 41 sehr
von den Temperaturveränderungen
beeinflußt
wird. Daher kann die Temperaturabhängigkeit des Drucksensors gemäß der vorliegenden
Erfindung niedriger gehalten werden.
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Da
die Einfüllbohrungen 60 an
vier Ecken des vertieften Abschnitts 11 ausgebildet werden, kann
das Dichtmaterial 50 mit weniger Reibung in den Zwischenraum
zwischen die Seitenwand des vertieften Abschnitts 11 und
der Umfangsseite des Sensorchips 20 gefüllt werden. Es ist mög lich, die Einfüllbohrungen 60 an
den Seiten des vertieften Abschnitts 11 auszubilden. Aber
in diesem Fall kann das Dichtmaterial 50 nicht ausreichend
an die Eckabschnitte des Sensorchips 20 gebracht werden,
da das Dichtmaterial 50 nicht ausreichend in die Eckabschnitte
kriecht. Da das Dichtmaterial 50 von den Einfüllbohrungen 60 eingefüllt wird,
die an den Ecken positioniert sind, fließt in der obigen Ausführungsform das
Dichtmaterial 50 mit wenig Reibung oder Widerstand von
den Ecken zu den anderen Orten, wie in 3C gezeigt.
Darüberhinaus
wird das Dichtmaterial 50 ausreichend an die Ecken des
Sensorchips 20 gebracht. Zusätzlich wird verhindert, daß ein Teil
des Dichtmaterials 50 an den Anschlüssen 13 am Ende des
Einfüllprozesses
in einer fadenartigen Form klebt, da die Einfüllbohrungen zwischen den Anschlüssen positioniert
sind.
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Da
die Abschrägung 61 in
der Einfüllbohrung 60 ausgebildet
ist, fließt
das Dichtmaterial 50 entlang der Abschrägung 61 mit wenig
Reibung oder Widerstand, und es kann gleichzeitig an der Menge des Dichtmaterials 50 gespart
werden, die zur Befüllung des
Zwischenraums benötigt
wird. Da der gerade Abschnitt 62 an der äußersten
Position der Abschrägung 61 hervorsteht,
kann die Einfülldüse K leicht
an dem geraden Abschnitt 62 ausgerichtet werden. Ferner
verhindert der gerade Abschnitt 62, daß das Dichtmaterial 50 austritt.
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Eine
Stufe 63 mit der Tiefe "h" wird am oberen Ende
der Einfüllbohrung 60 bereitgestellt,
wie in 3B gezeigt. Die Stufe 63 verhindert
ferner, daß das
Dichtmaterial 50 aus dem befüllten Zwischenraum austritt
und an der Dichtmembran 34 festklebt. Wenn das Dichtmaterial
an der Dichtmembran 34 festklebt, wird die Druckübertragung
von der Dichtmembran an den Sensorchip 20 nachteilig be einflußt. Die
Stufe 63 führt
obige Funktionalität
aus, wenn die Tiefe "h" ungefähr 50 μm beträgt.
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Der
oben beschriebene Drucksensor S1 erfaßt eine Druckdifferenz zwischen
dem an der Rück- und
Vorderseite des Sensorchips 20 aufgebrachten Drucks. Der
Drucksensor S1 kann als Absolutdrucksensor benutzt werden, der den
auf der Rückseite des
Sensorchips 20 aufgebrachten Druck erfaßt. In diesem Fall wird der
zu messende Druck auf der Rückseite
des Sensorchips 20 über
das Durchgangsloch 12 aufgebracht. Die selben oben beschriebenen Vorteile
der vorliegenden Erfindung werden in ähnlicher Form bei einem Absolutdrucksensor
erhalten. Obwohl die Einfüllbohrungen 60 mit
dem vertieften Abschnitt Öl
in der oben beschriebenen Ausführungsform
verbunden sind, können
die Einfüllbohrungen 60 von
dem vertieften Abschnitt 11 getrennt sein und über zusätzliche
Passagen, die im Sensorgehäuse 10 ausgebildet
werden, verbunden sein.
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Obgleich
die vorliegende Erfindung mit Bezug auf die vorstehend genannte
bevorzugte Ausführungsformen
beschrieben wurde, ist es für
den Fachmann offensichtlich, daß Änderungen
in Form und Detail gemacht werden können, ohne den Bereich der
Erfindung, wie er in den anliegenden Ansprüchen definiert wird, zu verlassen.