DE102004026210B4 - Vorrichtung zur Erfassung einer physikalischen Größe und Gehäuse für eine Anordnung zur Messung einer physikalischen Größe - Google Patents

Vorrichtung zur Erfassung einer physikalischen Größe und Gehäuse für eine Anordnung zur Messung einer physikalischen Größe Download PDF

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Abstract

Vorrichtung zur Messung einer physikalischen Größe, umfassend ein Gehäuse (2) mit einer Ausnehmung (3), einer in der Ausnehmung (3) untergebrachten Meßeinrichtung (1) für die physikalische Größe, welche im Wesentlichen die Form eines rechtwinkligen Quaders aufweist, zur Umwandlung der physikalischen Größe in ein elektrisches Signal und zur Ausgabe des elektrischen Signals, Mittel (5) zur Entnahme eines Signals von der Meßeinrichtung (1), und Haftmittel zum Anheften der Meßeinrichtung (1) an der Ausnehmung (3), gekennzeichnet durch eine Positionierungseinrichtung (15; 31) zur Positionierung der Meßeinrichtung an einer Innenwand der Ausnehmung (3) und Ausbuchtungen (32), die an Stellen der Ausnehmung (3) ausgebildet sind, welche Eckbereichen (14) der Meßeinrichtung (1) gegenüberliegen und von der Meßeinrichtung (1) weiter entfernt sind als der Abstand zwischen der Positionierungseinrichtung (15; 31) und der Meßeinrichtung (1).

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erfassung oder Messung einer physikalischen Größe mit einem Gehäuse, in dem ein Halbleiterbauelement untergebracht ist. Genauer gesagt betrifft die Erfindung die Form eines Gehäuses für einen Halbleitermeßfühler, der Druck und/oder Beschleunigung in ein elektrisches Signal umsetzt und das elektrische Signal ausgibt.
  • Beispielsweise wird allgemein ein Halbleiter-Drucksensorchip, das den Piezowiderstandseffekt ausnutzt, als Druckmeßfühler zur Messung des Motoransaugdrucks bei Automobilen eingesetzt. Das Arbeitsprinzip des Halbleiterdrucksensors ist bekannt. Der Halbleiterdrucksensor ist so aufgebaut, dass mehrere Halbleiterverformungsfühler auf einer Membran aus einem Material, welches einen Piezowiderstandseffekt besitzt (wie etwa einkristallines Silizium), angeordnet und zu einer Brücke verschaltet sind. Eine Änderung des Meßfühlerwiderstands der Halbleiterleiterverformungsfühler entsprechend der Verformung der Membran kann der Brückenschaltung als elektrisches Signal entnommen werden.
  • 10 zeigt eine Draufsicht auf eine Druckmeßvorrichtung, 11 ist eine Querschnittsansicht längs der Linie E-E in 10. Die Druckmeßvorrichtung 100 umfaßt einen Meßfühler 1 aus einer Basis 11 aus Glas, Silizium oder dergleichen. Ein Halbleiter-Drucksensorchip 12, der mit einer an der Basis 11 montierten Membran 13 versehen ist, ist in einer Ausnehmung 3 eines Harz- bzw. Kunstharzgehäuses 2 untergebracht, das durch Spritzgießen eines wärme-härtbaren Harzes wie Epoxyharz oder PPS (Polyphylensulfid) oder eines thermoplastischen Harzes hergestellt ist. Herkömmlicherweise wird beispielsweise die Basis 11 des Meßfühlers 1 durch Andrücken an einen Klebstoff, der in die Ausnehmung 3 in dem Gehäuse 2 hineingetröpfelt wurde, diegebonded, wonach Anschlußleiter (Leiterrahmen) 5, die das Gehäuse 2 durchsetzen, die etwa durch Einsetzgießen einstückig mit diesem ausgebildet sind, mit Hilfe von Bonddrähten 6 mit dem Drucksensorchip 12 verbunden werden.
  • Der Drucksensorchip 12 ist mit der Basis 11 verbunden, damit vom Gehäuse 2 her ausgeübte Spannungen vermindert werden.
  • Bei der obigen Anordnung wird außerdem ein Gelschutzelement 7 als Schutzelement zum Schutz der Oberfläche des Drucksensorchips 12 und der Bonddrähte 6 vor Verunreinigungen in dem Medium, dessen Druck gemessen werden soll, sowie zur Übertragung des zu messenden Drucks auf den Drucksensorchip 12 vorgesehen.
  • Weiterhin ist eine Harz- bzw. Kunstharzkappe 8 durch Spritzgießen aus demselben Material wie das Gehäuse 2 an dem Gehäuse 2 angebracht, um eine Druckkammer 9 zu bilden. Das Druckzuleitungsrohr 81 wird mit einem Raum verbunden, dessen Druck gemessen werden soll. Der Druck des Mediums, dessen Druck gemessen werden soll, gelangt über das Druckzuleitungsrohr 81 in die Druckmeßkammer 9, und Druckänderungen innerhalb der Druckmeßkammer 9 werden von dem Meßfühler 1 als ein Signal ausgegeben (siehe JP 2002-310836 A ).
  • Die 12 bis 15 zeigen vergrößerte Ansichten der Ausnehmung 3 innerhalb des Gehäuses 2, in welcher der Meßfühler 1 der Druckmeßvorrichtung 100 von 10 untergebracht ist. 12 ist eine Draufsicht, 13(a). ist eine Schnittansicht längs der Linie F-F in 12, und 13(b) ist eine Schnittansicht längs der Linie G-G in 12. Der einfachen Erläuterung wegen sind in den 12 und 13(a) die Bonddrähte 6 dargestellt. 14 ist eine vergrößerte Ansicht des in 13 mit einem Kreis markierten Bereichs.
  • Bei der beschriebenen Druckmeßvorrichtung werden die optimalen Abmessungen der Öffnung der Ausnehmung 3 für den Meßfühler 1 so gewählt, dass der Meßfühler 1 genau, zuverlässig und darüber hinaus von geringer Größe sein kann. Wenn die Abmessungen der Öffnung der Ausnehmung 3 klein sind, werden die Eigenschaften des Meßfühlers 1 durch externe Spannungen von der Kappe 8 oder thermische Spannungen aufgrund strikter Temperaturbedingungen beeinträchtigt und verändert.
  • Dieses Problem tritt besonders in dem Fall hervor, wo Positionierungsteile 31 vorgesehen sind, die vom Gehäuse 2 an Stellen entsprechend den Eckbereichen 14 des Meßfühlers so vorstehen, dass sie verhindern, dass der Meßfühler 1 in einer Richtung θ versetzt wird, weil die Eckbereiche 14 und die Positionierungsteile 31 nah beieinander liegen und miteinander in Kontakt kommen können.
  • Die Positionierungsteile 31 mit den Eckbereichen 14 machen es, wie in den 12 und 13 gezeigt, schwer, den Meßfühler 1 in die Ausnehmung 3 einzusetzen, wenn der Meßfühler dort festgeklebt werden soll.
  • Wenn eine große Menge an Klebstoff 4 zum Festkleben des Meßfühlers 1 an dem Gehäuse 2 verwendet wird, gerät der Klebstoff 4, der über den Boden des Meßfühlers 1 läuft, in den Zwischenraum zwischen dem Meßfühler 1 und Gehäuse 2, so dass sich ein hochragender Teil 41 im Zwi-schenraum zwischen beiden bildet. Dabei besteht eine gewisse Wahrscheinlichkeit, dass eine Deformation des Gehäuses 2 die Eigenschaften des Meßfühlers 1 beeinträchtigt und verändert.
  • 15 ist eine Schnittansicht ähnlich 13(b). Wie in 15 gezeigt, tritt der Fall auf, dass der Boden der Ausnehmung 3 in dem durch Einspritzgießen gebildeten Gehäuse 2 durch Bildung einer Oberflächensenke 42 schalenförmig wird. Wenn eine Differenz in der Abmessung des Bodens besteht (der Boden uneben ist), besteht die Wahrscheinlichkeit, dass eine Verformung des Gehäuses 2 die Eigenschaften des Meßfühlers 1 beeinträchtigt und verändert. Dieses Problem tritt insbesondere in dem Fall auf, wo die Dimensionsdifferenz (Unebenheit) größer als 10 μm ist.
  • Die oben beschriebenen Probleme treten bei Vorrichtungen, die physikalische Größen in elektrische Signale umsetzen und letztere ausgeben, auf und zwar bei Beschleunigungsmeßvorrichtungen gleichermaßen wie bei den oben erwähnten Druckmeßvorrichtungen.
  • Eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der US 6 204 551 B1 bekannt.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Meßvorrichtung für eine physikalische Größe, die eine physikalische Größe in ein elektrisches Signal umsetzt und das Signal ausgibt, zu schaffen, bei der eine Beeinflussung durch äußere Spannungen oder durch Verformung eines Gehäuses bedingte Spannungen vermieden oder vermindert sind.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung zur Messung einer physikalischen Größe gemäß Anspruch 1 und ein dafür geeignetes Gehäuse gemäß Anspruch 8 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenanstand der Unteransprüche.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung sind an den vier Ecken der Ausnehmung 3 die Ausbuchtungen und die Einsenkungen vorgesehen, und ferner sind die Positionierungsteile vorgesehen, die ein Versetzen des Meßfühlers während des Drahtbondens erlauben. Deshalb ist es möglich, eine Meßeinrichtung für eine physikalische Größe zu schaffen, bei der die Wirkungen von Spannung vom Kunstharzgehäuse auf den Meßfühler verringert sind und die die gewünschten Ursprungseigenschaften sowie die Zuverlässigkeit aufweist und behält.
  • Da ferner die Einsenkungen vorgesehen sind, kommen die Böden der Eckbereiche des Meßfühlers niemals in Berührung mit oder in die Nähe des Kunstharzgehäuses, selbst wenn sich am Boden der Ausnehmung des Kunstharzgehäuses eine Oberflächensenke gebildet hat, weshalb die Einwirkungen des Kunstharzgehäuses auf die Eigenschaften des Meßfühlers verringert werden können.
  • Wenn sich ein Klebstoffüberschuß in Bereichen ansammelt, die in der Richtung der Tiefe des Kunstharzgehäuses vorgesehen sind, kann verhindert werden, dass Klebstoff, der über den Boden des Sensorchips läuft, in den Raum zwischen dem Kunstharzgehäuse und dem Meßfühler hoch-steigt, so dass die Wirkungen einer Deformation des Kunstharzgehäuses auf die Eigenschaften des Sensorchips verringert werden können, während eine ausreichende Kontaktfläche zwischen dem Kunstharzgehäuse und dem Sensorchip sichergestellt wird.
  • Als Ergebnis können Vorrichtungen zur Erfassung einer physikalischen Größe in großer Menge und gleichmäßiger Form hergestellt werden, die die erforderlichen Eigenschaften und die gewünschte Zuverlässigkeit aufweisen.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 eine Draufsicht auf wesentliche Teile einer Druckmeßvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
  • 2(a) und 2(b) Schnittansichten längs der Linie A-A bzw. der Linie B-B in 1,
  • 3 eine Schnittansicht längs der Linie A-A in 1,
  • 4 eine Draufsicht auf wesentliche Teile einer Druckmeßvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
  • 5(a) und 5(b) Schnittansichten längs der Linie A-A bzw. der Linie B-B in 1,
  • 6 eine Draufsicht auf wesentliche Teile einer Druckmeßvorrichtung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
  • 7 eine perspektivische Ansicht einer Druckmeßvorrichtung gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
  • 8 eine Darstellung der Richtung, in der bei einem Beispiel eine Last aufgebracht wird,
  • 9(a) und 9(b) Darstellungen von Ausgangsspannungsänderungen einer Druckmeßvorrichtung,
  • 10 eine Draufsicht auf eine herkömmliche Druckmeßvorrichtung,
  • 11 eine Schnittansicht längs der Linie E-E in 10,
  • 12 eine Draufsicht auf wesentliche Teile einer herkömmlichen Druckmeßvorrichtung,
  • 13(a) und 13(b) Schnittansichten längs der Linie F-F bzw. der Linie G-G in 12,
  • 14 eine vergrößerte Darstellung des in 13(b) mit einem Kreis umschlossenen Bereichs, und
  • 15 eine Schnittansicht längs der Linie F-F in 12.
  • Obwohl die folgende Beschreibung die vorliegende Erfindung anhand einer Druckmeßvorrichtung erläutert, ist die Erfindung nicht auf eine solche beschränkt und vielmehr generell auf eine Meßvorrichtung zur Messung einer physikalischen Größe anwendbar, die eine physikalische Größe in ein elektrisches Ausgangssignal umsetzt und dieses ausgibt.
  • Erstes Ausführungsbeispiel
  • Unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 soll nun ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben werden. 1 ist eine Draufsicht auf wesentliche Teile einer Druckmeßvorrichtung gemäß diesem ersten Ausführungsbeispiel. 2(a) ist eine Schnittansicht längs der Linie A-A in 1, und 2(b) ist eine Schnittansicht längs der Linie B-B in 1. Zur leichteren Beschreibung sind in den 1 und 2(b) die Bonddrähte 6 dargestellt. 3 ist eine Schnittansicht längs der Linie A-A von 1.
  • In der Draufsicht von 1 erkennt man eine Ausnehmung 3 der Druckmeßvorrichtung 10 unterhalb der Anschlußleiter 5 und der Bonddrähte 6. Die Druckmeßvorrichtung 10 des ersten Ausführungsbeispiels unterscheidet sich von der Druckmeßvorrichtung des Standes der Technik gemäß 12 darin, dass Ausbuchtungen 32 an den vier Ecken der Ausnehmung 3 ausgebildet sind, die den Eckbereichen 14 des Meßfühlers 1 entsprechen, und dass außerdem Einsenkungen 33 am Boden der Ausbuchtungen 32 am Boden des Gehäuses 2 vorgesehen sind. Die Positionierungsteile 31 befinden sich in der Nähe der Ausbuchtungen 32.
  • Die Basis 11 des Meßfühlers 1 ist mit dem Boden der Ausnehmung 3 unter Verwendung eines Klebstoffs verklebt, dessen Aufgabe es ist, die Übertragung von Spannungen von dem Kunstharzgehäuse 2 auf den Meßfühler 1 zu vermindern. Der Klebstoff hat einen Elastizitätsmodul von etwa 2 bis 50 kgf/cm2 (0,2 bis 5 N/mm2). Beispielsweise wird ein Silikonkautschuk-Klebstoff verwendet.
  • Die Ausbuchtungen 32 sind so gebildet, daß der Abstand zwischen den Eckbereichen 14 des Meßfühlers 1 und (der Wand) der Ausnehmung 3 länger ist als der kürzeste Abstand zwischen Seitenteilen 15 des Meßfühlers 1 und (der Wand) der Ausnehmung 3.
  • Vorzugsweise beträgt der kürzeste Abstand zwischen den Seitenteilen 15 und der Ausnehmung 3 0 mm bis 0,4 mm, um Versetzungen des Meßfühlers 1 zu unterbinden, während der Abstand zwischen den Eckbereichen 14 und der Ausnehmung 3 lediglich länger sein soll, als der kürzeste Abstand zwischen den Seitenteilen 15 des Meßfühlers 1 und der Ausnehmung 3. Zur Spannungsminderung ist es jedoch vorzuziehen, dass der Abstand zwischen den Eckbereichen 14 des Meßfühlers 1 und der Ausnehmung 3 unter Berücksichtigung der Festigkeit und der Abmessung des Gehäuses 2 größtmöglich ist. Damit der Abstand zwischen den Eckbereichen 14 und der Ausnehmung 3 gleichförmig wird und Spannungen reduziert werden, ist es weiterhin vorteilhaft, dass die Ausbuchtungen 32 im Querschnitt kreisbogenförmig um die jeweiligen Eckpunkte der Eckbereiche 14 gebildet sind, wenn sich der Meßfühler 1 in gewünschter Position befindet. Es sei in diesem Zusammenhang darauf hingewiesen, dass sich die vorerwähnten Abstände auf die Abstände in einer der 1 entsprechenden Horizontalebene beziehen und die Eckpunkte des Meßfühlers in 1 die Mittelpunkte der erwähnten Kreisbögen sind.
  • Vorzugsweise haben die Einsenkungen 33 an den Böden der Ausbuchtungen 32 jeweils eine Tiefe von etwa 0,05 mm bis 0,2 mm. Wenn diese Tiefe weniger als 0,05 mm beträgt, können sie nicht verhindern, dass Klebstoff hochsteigt, da die Klebstoff-Tropfenmenge variiert. Wenn die Tiefe der Einsenkungen größer als 0,2 mm ist, wird die Steifigkeit des Gehäuses 2 beeinträchtigt.
  • Wenn eine Gießform für das Gehäuse 2 so geformt ist, dass es die Ausbuchtungen 32 enthält, können sie bei der Herstellung des Gehäuses 2 ausgebildet werden.
  • Infolge des Vorhandenseins der beschriebenen Ausbuchtungen 32 sind die Eigenschaften des Meßfühlers 1 stabil, da ein ausreichender Zwischenraum zwischen dem Gehäuse 2 und den Eckbereichen 14 des Meßfühlers 1 besteht, bei denen die Wahrscheinlichkeit einer Beeinträchtigung durch Spannungen vom Gehäuse 2 her am größten ist.
  • Wenn die Positionierungsteile 31 aus demselben Material bestehen wie das Gehäuse 2 und die Gießform für das Gehäuse 2 so gebildet ist, dass sie diese Positionierungsteile 31 enthält, können die Positionierungsteile 31 bei der Herstellung des Gehäuses 2 ausgebildet werden. Wenn ferner die Positionierungsteile 31 jeweils mit einer Neigung 34 zu der die Öffnung der Ausnehmung 3 umschließenden Kante gebildet werden, kann der Meßfühler 1 leicht in der Ausnehmung 3 montiert werden (siehe 2(b)). In diesem Fall bilden die schrägen Positionierungsteile 31 eine trichterartige Führung beim Einsetzen des Meßfühlers 1.
  • Wie in 3 gezeigt, können die Einsenkungen 33 selbst bei einer leichten Unebenheit aufgrund einer Oberflächensenke 42 am Boden der Ausnehmung 3 nach Gießen des Gehäuses 2 verhindern, dass die Böden der Eckbereiche 14 des Meßfühlers 1 dem Gehäuse 2 nahe oder zu nahe kommen und können eine Beeinflussung der Eigenschaften des Meßfühlers 1 durch eine Deformation des Gehäuses 2 mindern.
  • Wenn der Meßfühler 1 und das Gehäuse 2 unter Verwendung des Klebstoffs 4 miteinander verbunden sind, können die Wirkungen der Einsenkungen 33 bei der Ausnehmung 3 selbst dann, wenn eine größere Menge Klebstoff 4 vorhanden ist, verhindern, dass der Klebstoff 4, der sich über den Boden des Meßfühlers 1 ausbreitet und in den Zwischenraum zwischen dem Gehäuse 2 und der Basis 11 des Meßfühlers 1 hochsteigt und können damit verhindern, dass eine Deformation des Gehäuses 2 die Eigenschaften des Meßfühlers 1 beeinträchtigt und verändert.
  • Ferner können die Einsenkungen 33 auch externe Spannungen sowie Spannungen, die von einer Verformung des Gehäuses 2 herrühren vermindern und eine dadurch bedingte Änderung der Eigenschaften des Meßfühlers 1 unterdrücken.
  • Zweites Ausführungsbeispiel
  • Ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf 4 beschrieben. 4 ist eine Draufsicht, die wesentliche Teile einer Druckmeßvorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt und dieselben Teile zeigt wie die Draufsicht von 1.
  • In 4 sind die Ausbuchtungen 32 an den vier Ecken der Ausnehmung 3 vorgesehen, die den Eckbereichen 14 des Meßfühlers 1 entsprechen, wie dies auch bei 1 der Fall war. Eine Schnittansicht längs der Linie C-C in 4 und eine Schnittansicht längs der Linie D-D in 4 stimmen praktisch mit den Schnittansichten der 2(a) bzw. 2(b) überein. Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel dienen hier die Seitenteile 15 der Ausnehmung 3 selbst als Positionierungsteile für den Meßfühler 1. Vorzugsweise liegt der Abstand zwischen den Seitenteilen 15 der Ausnehmung 3 und dem Meßfühler 1 bei 0,0 mm bis 0,4 mm, wie dies auch beim ersten Ausführungs beispiel der Fall war. Es sind also keine gesonderten Posititionierungsteile vorhanden. Wie sich daraus ergibt, dass 2(b) dennoch dem Schnitt längs der Linie D-D in 4 entspricht, sind hier die Seitenteile 15 angeschrägt.
  • Mit diesem Ausführungsbeispiel lassen sich dieselben Wirkungen erzielen wie mit dem ersten Ausführungsbeispiel.
  • Drittes Ausführungsbeispiel
  • Ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die 5(a) und 5(b) beschrieben. 5(a) entspricht einer Schnittansicht längs der Linie A-A in 1, und 5(b) einer Schnittansicht längs der Linie B-B in 1.
  • Das dritte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel darin, dass die Einsenkungen 33. nicht vorgesehen sind. Bei dem dritten Ausführungsbeispiel sind die Ausbuchtungen 32 an den vier Ecken der Ausnehmung 3 vorgesehen, die den Eckbereichen 14 des Meßfühlers 1 entsprechen, wie dies auch beim ersten Ausführungsbeispiel der Fall war. Gleichermaßen wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel können die Eigenschaften des Meßfühlers 1 stabil gemacht werden, da ausreichender Raum zwischen dem Kunstharzgehäuse 2 und den Eckbereichen 14 des Meßfühlers 1 vorhanden ist, die am ehesten von Spannungen vom Gehäuse 2 her beeinflußt werden.
  • Viertes Ausführungsbeispiel
  • Ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf 6 beschrieben. 6 ist eine Draufsicht auf wesentliche Teile einer Druckmeßvorrichtung dieses vierten Ausführungsbeispiels. Das vierte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel darin, dass mehrere Ausbuchtungen 32 an den Seitenteilen 15 der Ausnehmung 3 vorgesehen sind. Da die Mehrzahl von Ausbuchtungen 32 in der Ausnehmung 3 ausgebildet ist, ist ausreichender Raum zwischen dem Kunstharzgehäuse 2 einerseits und den Eckbereichen 14 und den Seitenteilen 15 an den vier Seiten des Meßfühlers 1 andererseits vorhanden, die am ehesten durch Spannung vom Gehäuse 2 her beeinflußt werden, so dass die Eigenschaften des Meßfühlers 1 stabil gemacht werden können.
  • Es ist anzumerken, dass mehrere Ausbuchtungen 32 am Seitenteil auf einer Seite der Ausnehmung 3 vorgesehen sein können.
  • Fünftes Ausführungsbeispiel
  • Ein fünftes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf 7 beschrieben. 7 ist eine perspektivische Ansicht, die wesentliche Teile einer Druckmeßvorrichtung gemäß diesem fünften Ausführungsbeispiel zeigt.
  • Die Bezugszahl 5 bezeichnet Anschlußleiter, die durch Einsetzgießen in das Kunstharzgehäuse 2 eingegossen sind, und die Bezugszahl 31 bezeichnet Positionierungsteile zum Positionierendes nicht gezeigten Meßfühlers 1, die an beiden Seiten der Ausbuchtungen 32 vorgesehen sind. Die Einsenkungen 33, obwohl nicht gezeigt, sind ebenfalls vorgesehen. Die Bezugszahl 35 bezeichnet Reorganisationsflächen zum Reorganisieren der Höhe der Anschlußleiter 5 oder dergleichen beim Drahtbonden.
  • Obwohl bei den beschriebenen und dargestellten Ausführungsbeispielen die Ausbuchtungen 32 kreisbogenförmig geformt sind, ist die vorliegende Erfindung darauf nicht beschränkt. Obwohl ferner bei den voranstehenden Ausführungsbeispielen der Meßfühler 1 aufgebaut ist, indem ein Halbleiter-Sensorchip 12 mit einer Basis 11 verbunden ist, können die Wirkungen der vorliegenden Erfindung auch mit einem Meßfühler 1 erhalten werden, der lediglich aus dem Halbleiter-Sensorchip 12 besteht.
  • Wenn Gehäuse für Meßfühler in oben beschriebener Weise aus wärme-härtbarem Kunstharz wie Epoxyharz oder PPS (Polyphylensulfid) oder thermoplastischem Kunstharz bestehen, können sie in Massenproduktion durch Übertragungsformen oder Spritzgießen hergestellt werden.
  • Beispiele
  • Bei einem Beispiel 1 wurde die Druckmeßvorrichtung von 1 hergestellt. Der Meßfühler 1 bestand aus einer Basis 11 aus Glas und einem Halbleiter-Sensorchip 12, die durch eine Anodenverbindungstechnik miteinander verbunden waren und einen rechteckigen Quader mit einer Seitenlänge von 4,1 mm darstellten. Der Abstand zwischen den gegenüberliegenden Positionierungsteilen 31 betrug 4,25 mm. Die Ausbuchtungen 32 waren so geformt, daß der Abstand von den Eckbereichen 14 0,22 mm betrug, wenn der Meßfühler 1 sich in einer gewünschten Position befand. Die Einsenkungen 33 wurden mit einer Tiefe von 0,11 mm vom Boden der Ausnehmung 3 aus ausgebildet. Ein Silikonklebstoff mit einem Elastizitätsmodul von 3,9 kgf/cm2 (0,39 N/mm2) wurde als Klebstoff 4 verwendet.
  • Bei der so hergestellten Druckmeßvorrichtung kommen die Eckbereiche 14 niemals in Berührung mit der Ausnehmung 3, selbst wenn der Abstand zwischen den Positionierungsteilen 31 und dem Meßfühler 10,0 mm beträgt. Bei einem Vergleichsbeispiel wurde eine Druckmeßvorrichtung identischen Aufbaus hergestellt, bei der jedoch die Ausbuchtungen 32 nicht vorgesehen waren.
  • 8 ist eine Ansicht, die zeigt, wie bei diesem Beispiel eine Last aufgebracht wurde. Die 9(a) und 9(b) zeigen Änderungen der Ausgangsspannung von der Druckmeßvorrichtung, auf die eine Seitenlast ausgeübt wurde, und zeigt die Ergebnisse von Experimenten die an drei Druckmeßvorrichtungen des Beispiels 1 und drei Druckmeßvorrichtungen des Vergleichsbeispiels ermittelt wurden. Bezüglich der Druckmeßvorrichtungen des Beispiels 1 konnte bestätigt werden, dass das Ausgangssignal des Meßfühlers nahezu unverändert blieb, so lange die Seitenlast nicht mehr als 8 kg/cm2 (0,8 N/mm2) betrug.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung werden Maßnahmen getroffen, um zu verhindern, dass der Sensorchip von Spannungen beeinflußt wird, die vom Kunstharzgehäuse ausgehen, während der Sensorchip positioniert wird. Als Folge kann eine Druckmeßvorrichtung mit den erforderlichen anfänglichen Eigenschaften und einer entsprechenden Zuverlässigkeit geschaffen werden.

Claims (8)

  1. Vorrichtung zur Messung einer physikalischen Größe, umfassend ein Gehäuse (2) mit einer Ausnehmung (3), einer in der Ausnehmung (3) untergebrachten Meßeinrichtung (1) für die physikalische Größe, welche im Wesentlichen die Form eines rechtwinkligen Quaders aufweist, zur Umwandlung der physikalischen Größe in ein elektrisches Signal und zur Ausgabe des elektrischen Signals, Mittel (5) zur Entnahme eines Signals von der Meßeinrichtung (1), und Haftmittel zum Anheften der Meßeinrichtung (1) an der Ausnehmung (3), gekennzeichnet durch eine Positionierungseinrichtung (15; 31) zur Positionierung der Meßeinrichtung an einer Innenwand der Ausnehmung (3) und Ausbuchtungen (32), die an Stellen der Ausnehmung (3) ausgebildet sind, welche Eckbereichen (14) der Meßeinrichtung (1) gegenüberliegen und von der Meßeinrichtung (1) weiter entfernt sind als der Abstand zwischen der Positionierungseinrichtung (15; 31) und der Meßeinrichtung (1).
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Einsenkungen (33) an den Böden der Ausbuchtungen (32) vorgesehen sind, die tiefer reichen als der Boden der Ausnehmung (3).
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionierungseinrichtung (31) an zwei Innenwänden neben den Ausbuchtungen (32) und an Stellen benachbart den Ausbuchtungen vorgesehen ist.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionierungseinrichtung (31) an zwei Innenwänden benachbart den Ausbuchtungen (32) vorgesehen ist.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausbuchtungen (32) im Schnitt kreisbogenförmig sind.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionierungseinrichtung (15; 31) einstückig mit dem Gehäuse (2) ausgebildet ist.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Meßeinrichtung (1) einen Halbleitermeßfühler, welcher einen Piezowiderstandseffekt ausnutzt, aufweist.
  8. Gehäuse für eine Einrichtung zur Erfassung einer physikalischen Größe mit einer Ausnehmung (3), die eine Meßeinrichtung (1) zur Erfassung einer physikalischen Größe, zur Umsetzung einer physikalischen Größe in ein elektrisches Signal und zur Ausgabe des elektrischen Signals aufnimmt, welche im Wesentlichen eine rechtwinklige Quaderform besitzt, einer Positionierungseinrichtung (15; 31), die an einer Innenwand der Ausnehmung (3) vorgesehen ist, Ausbuchtungen (32), die an Stellen in der Ausnehmung (3) vorgesehen sind, welche Eckbereichen (14) der Meßeinrichtung (1) gegenüberliegen und von der Meßeinrichtung (1) weiter beabstandet sind als der Abstand zwischen der Positionierungseinrichtung (15; 31) und der Meßeinrichtung (1), wenn die Meßeinrichtung in dem Gehäuse (2) untergebracht ist, und Einsenkungen (33), die an den Böden der Ausbuchtungen (32) vorhanden sind und tiefer reichen als der Boden der Ausnehmung (3).
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