DE102005036955A1 - Gemoldeter mikromechanischer Kraft-/Druckwandler sowie ein entsprechendes Herstellungsverfahren - Google Patents

Gemoldeter mikromechanischer Kraft-/Druckwandler sowie ein entsprechendes Herstellungsverfahren Download PDF

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Abstract

Der vorliegende Kraft-/Druckwandler bzw. dessen Herstellungsverfahren basiert auf einem mittels gängiger Verfahren der Oberflächenmikromechanik hergestellten Drucksensorchip aus einem Halbleitersubstrat. Dieses Halbleitersubstrat umfasst eine Membran über einer abgeschlossenen (Vakuum-)Kaverne, beispielsweise mit einer Höhe von einigen Mikrometern. Zur Realisierung des erfindungsgemäßen Kraft-/Druckwandlers wird der Drucksensorchip weitestgehend ummoldet, d. h. mit einer Moldmasse umgeben. Dies kann beispielsweise in einer Moldform geschehen, wobei die Moldmasse um den Drucksensorchip ein Gehäuse mit entsprechenden elektrischen Anschlüssen bildet. Darüber hinaus ist jedoch auch möglich, den Drucksensorchip in ein fertiges Gehäuse zu bringen und mittels der Moldmasse zu fixieren. Maßgeblich ist jedoch, dass erfindungsgemäß die Moldmasse über der Membran ein charakteristisches Gehäuseoberteil bildet, welches wenigstens in gewissen Grenzen beweglich ist und einen Kraftnebenschluss zur Membran aufweist.

Description

  • In der Consumer-Elektronik werden berührungsempfindliche Bildschirme in PDAs und Smartphones verwendet, sowie berührungsempfindliche Flächen als Ersatz für die Maus in Laptops. Eine Möglichkeit, derartige Anwendungen zu realisieren, besteht in der Verwendung von Drahtgittern, welche in die Oberfläche eingebracht werden und die es erlauben, durch das Schließen eines elektrischen Kontaktes bei Berührung, die Koordinate des Stiftes bzw. Fingers auszulesen. Eine derartige Anordnung erlaubt jedoch nicht, die jeweils aufgewendete Anpresskraft zu erfassen.
  • Eine andere Möglichkeit, berührungsempfindliche Flächen zu realisieren, besteht darin, die Oberfläche als starre Platte auszuführen, welche in den Ecken auf kraftempfindliche Elemente gelagert ist. Diese können durch Drucksensoren realisiert werden. Durch das Verhältnis der Kräfte (Hebelgesetz) kann auf die Position des Stiftes bzw. Fingers geschlossen werden. Die Summe der Kräfte ergibt die Anpresskraft, welche z.B. als Strichstärke betrachtet werden kann. Eine derartige Anordnung kann ebenfalls zur Verbesserung der Handschriftenerkennung verwendet werden.
  • Ein Problem ist hierbei die Robustheit des Kraftsensors. Bei den typischen Anwendungen von Touchpads oder anderen Bedienelementen treten Kräfte bis ca. 5 N auf, welche mit ca. 1 % Genauigkeit bestimmt werden müssen. Darüber hinaus muss ein entsprechender Sensor jedoch bis ca. 50 N überlastsicher gegen Bruch o.ä. sein.
  • Eine Möglichkeit der Kraftübertragung vom Touchpad oder dem direkt mit dem Finger zu bedienenden Bedienelement auf die Membran eines Druck- oder Kraftsensors besteht darin, dass eine kleine Stahlkugel verwendet wird, welche durch eine geeignete Aufbautechnik in der Mitte auf der Membran lose gehalten wird. Nachteilig wirkt sich bei einem derartigen Aufbau jedoch die relativ ungenaue Zentrierung der losen Kugel auf die Messgenauigkeit aus.
    •
  • Vorteile der Erfindung
  • Der vorliegende Kraft-/Druckwandler bzw. dessen Herstellungsverfahren basiert auf einem mittels gängiger Verfahren der Oberflächenmikromechanik hergestelltem Drucksensorchip aus einem Halbleitersubstrat. Dieses Halbleitersubstrat umfasst eine Membran über einer abgeschlossenen (Vakuum-)Kaverne, beispielsweise mit einer Höhe von einigen Mikrometern. Zur Realisierung des erfindungsgemäßen Kraft-/Druckwandlers wird der Drucksensorchip weitestgehend unmoldet, d.h. mit einer Moldmasse umgeben. Dies kann beispielsweise in einer Moldform geschehen, wobei die Moldmasse um den Drucksensorchip ein Gehäuse mit entsprechenden elektrischen Anschlüssen bildet. Darüber hinaus ist jedoch auch möglich, den Drucksensorchip in ein fertiges Gehäuse zu bringen und mittels der Moldmasse zu fixieren. Maßgeblich ist jedoch, dass erfindungsgemäß die Moldmasse über der Membran ein charakteristisches Gehäuseoberteil bildet, welches wenigstens in gewissen Grenzen beweglich ist und einen Kraftnebenschluss zur Membran aufweist.
  • Durch den erfindungsgemäßen Kraftnebenschluss im Gehäuseoberteil kann vorteilhafterweise die Empfindlichkeit des Drucksensorchips variiert werden. Dadurch ist es möglich, die gleichen Drucksensorchips für unterschiedliche Druckbereiche durch die Ausgestaltung des Kraftnebenschlusses im Gehäuseoberteil zu verwenden. Weiterhin stellt die Verwendung von standardisierten Gehäusen bzw. Gehäuseverpackungen mit normierten elektrischen Anschlüssen eine Kosteneinsparung beim Einsatz der Drucksensoren in verschiedenen Anwendungen dar.
  • In einer Ausgestaltung der Erfindung ist darüber hinaus ein Füllmaterial zwischen Gehäuseoberteil und Membran vorgesehen. Durch dieses Füllmaterial kann der Druck bzw. die Kraft, die auf das Gehäuseoberteil wirkt, wenigstens teilweise umgeleitet werden. So kann beispielsweise ein Gel oder eine andere insbesondere zähflüssige Flüssigkeit die Kraft auf das Gehäuseoberteil in einen hydrostatischen Druck umwandeln, so dass nur noch ein Teil der ursprünglichen Kraft auf die Membran geleitet wird.
  • Der Kraftnebenschluss kann beispielsweise auch dadurch erzeugt werden, dass im wesentlichen nur ein Teil des Gehäusoberteils beweglich ist. So kann vorgesehen sein, dass ein erster Teil des Gehäuseoberteils starr mit dem übrigen Gehäuse bzw. der übrigen Moldmasse verbunden ist, während ein zweiter Teil des Gehäuseoberteils keine oder nur eine sehr geringe Verbindung zum übrigen Gehäuse aufweist. Indem dieser zweite Teil oberhalb der Membran vorgesehen ist, kann der Druck bzw. die Kraft auf dieses Teil wie vorgesehen auf die Membran weitergeleitet werden. Durch eine Gestaltung der Verbindung mit dem übrigen Gehäuse kann eine vorgebbare Steifigkeit des zweiten Teils eingestellt werden. Darüber hinaus ist jedoch auch denkbar, dass der zweite Teil vollständig durch einen Trenngraben vom ersten Teil getrennt ist. Weiterhin kann zwischen dem ersten und dem zweiten Teil ein Füllmaterial eingebracht werden, welches ebenfalls Auswirkungen auf die Steifigkeit und somit auf Einstellung der Abhängigkeit der Kraftübertragung auf die Membran hat.
  • Eine Weiterbildung der Erfindung weist eine Erhebung in Form eines Druckpunktes auf, der sich auf dem Gehäuse bzw. auf der durch die Moldmasse gebildetem Gehäuse befindet. Dieser Druckpunkt ist über der Membran angeordnet, um beispielsweise sensorisch mittels Fingerkontakt die optimale Stelle zur Erzeugung eines (elektrischen) Drucksignals anzuzeigen. Dadurch lässt sich in besonders einfacher Weise ein Bedienelement realisieren. Der Druckpunkt kann auch dazu dienen, unempfindlich gegenüber einer Verschiebung des Anpressteils zu sein, welches gegen den Kraftsensor drückt (Lagetoleranz).
  • Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung liegt in der Verwendung von Drucksensorchips, bei denen in einem Siliziumsubstrat mittels eines geeigneten Ätzverfahrens die unter der Membran liegende Kaverne aus einem porösen Bereich erzeugt werden. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die Kaverne nach Bildung des porösen Bereichs durch eine thermische Umlagerung zu erzeugen. Bei letzterem Verfahren kann gleichzeitig erreicht werden, dass die (kleineren) Poren des porösen Bereichs an der Substratoberfläche sich verschließen und so eine geschlossene Membran bilden. Da die Kaverne geschlossen ist und nicht wie bei den mit der konventionellen KOH-Ätztechnik hergestellten Drucksensoren zur Membran abgewandten Seite der Kaverne offen ist, liegt für die Membran ein mechanischer Anschlag auf dem Substrat vor. Dadurch ergibt sich bei der Anwendung als Kraftsensor ein deutlich verbesserter Überlastschutz. Darüber hinaus ermöglicht die beschriebene Ausgestaltung der Kaverne die Durchbiegung auf wenige Mikrometer zu begrenzen, so dass auch im Überlastfall die Dichtheit der Kaverne nicht beeinträchtigt wird, da bei einer entsprechend gestalteten Membransteifigkeit keine Spalte in der Membran entstehen kann.
  • Typische Anwendungsbereiche für die vorgeschlagene Erfindung sind z.B. Mobiltelefone (Handy), Smartphones, (Computer-)Tastaturen, Spielekonsolen oder Touchpads.
  • Weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen bzw. aus den abhängigen Patentansprüchen.
  • Zeichnungen
  • 1 zeigt einen Kraftsensor, wie er aus dem Stand der Technik bekannt ist. In der 2 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer Verpackung des erfindungsgemäßen Kraftsensors in einem Fullmold-Gehäuse dargestellt. Die 3 zeigt einen Kraftsensor, bei dem Füllmaterial lediglich über der Membran vorgesehen ist, während das Füllmaterial in 4 den gesamten Sensorchip bedeckt. In der 5 ist ein zweiteiliges Gehäuseoberteil in Form eines Stempels dargestellt. Eine Verwendung eines Druckpunktes im Gehäuseoberteil bei einem SOIC-Gehäuse wird in 6 gezeigt, wohingegen eine entsprechende Ausgestaltung bei einem MLF-Gehäuse in 7 gezeigt wird. Weitere zweiteilige Ausgestaltungen des Gehäuseoberteil sind in den 8 und 9 dargestellt.
    •
  • Mit der vorliegenden Erfindung wird eine Möglichkeit präsentiert, die Betätigung eines Bedienelements, wie sie üblicherweise bei Tastaturen oder Touchpads eingesetzt werden, mit einem in mikromechanischer Bauweise hergestellten Drucksensor auf der Basis der Piezotechnologie zu erfassen. Dabei ist neben der Betätigung des Bedienelements als digitaler An/Aus-Schalter auch eine direkte Erfassung der Anpresskraft des Bedienelements möglich. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann dabei die Anpresskraft mit ca. 1% Genauigkeit sehr präzise erfasst werden. Eine derartig genaue Bestimmung der Anpresskraft ermöglicht es, ein elektrisches Signal in Abhängigkeit von der erfassten Größe der Anpresskraft zu erzeugen und somit beispielsweise eine akustische bzw. optische Anzeige oder auch andere Vorrichtungseinheit in Abhängigkeit der Anpresskraft anzusteuern.
  • In der 1 ist ein Kraftsensor nach dem Stand der Technik beschrieben. Dabei wird ein vorzugsweise aus einem Halbleitermaterial bestehendes Substrat 10 verwendet, in dem mittels eines KOH-Ätzvorgangs eine Kaverne 70 und eine Membran 20 erzeugt wird. Dabei entstehend typische Ätzkanten 30, die bei einer Beanspruchung der Membran einen Schwachpunkt darstellen können. Dieses Substrat 10 wird wie in der 1 dargestellt, mit der Unterseite 35 auf einen Halter 40 aufgebracht, wobei der Halter 40 einen Zugang 15 zur Kaverne 70 aufweist, um einen Druckausgleich zu ermöglichen. Auf die Oberfläche 30 des Substrats 10 wird eine Kugel 60 aufgebracht, durch die ein unmittelbarer Kraftschluß auf die Membran 20 erfolgen soll. Typischerweise sind auf der Oberfläche 25 der Membran 20 piezoelektrische Widerstände aufgebracht, durch die eine Bewegung der Kugel 60 bzw. der Membran 20 erfasst werden kann. Alternativ kann jedoch auch vorgesehen sein, die Bewegung der Membran kapazitiv über zwei Elektroden zu erfassen, wobei die beiden Elektroden die Kaverne 70 einschließen. Um die Kugel 60 an ihrem Ort auf der Membran 20 zu halten, ist ein Positionierungselement 45 mit entsprechenden Ausnehmungen 50 und 55 vorgesehen. Durch eine entsprechende Ausgestaltung steht die Kugel 60 geringfügig über das Positionierungselement 45 hinaus. Dieser Abstand 65 kann dazu verwendet werden, sensorisch den Ort der Kraftaufnahme zu erfühlen.
  • Die Ausnehmungen 50 und 55 sind typischerweise so gestaltet, dass die Kugel 60 ein geringfügiges Spiel besitzt, so dass der Ort der Kugelauflage auf der Membran 20 sich ändern kann. Da zusätzlich die Positionieren der Kugel 60 und des Positionierungselements 45 nur mit einer gewissen Genauigkeit erfolgen kann, ist bei einer grosstechnischen Herstellung eines derartigen Kraftsensors nicht auszuschließen, dass sich Unterschiede in der Messgenauigkeit aufgrund unterschiedlicher Ausrichtungen der Kugelauflage in Bezug zu den piezoelektrischen Widerständen nicht vermeiden lassen.
  • Ausgangspunkt für die Herstellung eines erfindungsgemäßen Kraft-/Druckwandlers ist ein mit gängigen mikromechanischen Verfahren hergestellter Drucksensor, wie er beispielsweise aus der DE 100 32 579 A1 oder der DE 101 14 036 A1 bekannt ist. Mit diesen Verfahren ist ein Drucksensor herstellbar, bei dem sich eine Kaverne in einem vorzugsweise aus Silizium bestehenden Halbleitersubstrat befindet. Weiterhin wird über der Kaverne eine Membran mittels eines porös geätzten Bereichs erzeugt. Darüber hinaus ist beispielsweise aus den Schriften DE 101 35 216 A1 oder DE 10 2004 007518 A1 bekannt, Piezowiderstände in einer Membran oder auf einer zusätzlichen Schicht auf der Membran zu erzeugen. Da die Herstellung der Membran, der Kaverne oder der Piezowiderstände nicht ursächlicher Gegenstand der vorliegenden Anmeldung ist, sei zum expliziten Herstellungsverfahren ausdrücklich auf die genannten Schriften verwiesen.
  • Um eine übersichtlichere Beschreibung zu ermöglichen, sind bei den nachfolgenden Beschreibungen der Ausführungsbeispiele anhand der 2 bis 6 gleiche Komponenten mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
  • In einem ersten Ausführungsbeispiel, wie es in 2 dargestellt ist, wird gemäß dem Herstellungsverfahren der Schrift DE 100 32 579 A1 eine Kaverne 100 und eine Membran 110 unter Bildung von porösem Silizium in einem Siliziumsubstrat 140 erzeugt. Auf die Membran 110 werden anschließend Piezowiderstände beispielsweise entsprechend der DE 101 35 216 A1 oder Dehnungsmessstreifen, wie sie in der DE 10 2004 007518 A1 beschrieben werden, mittels Maskierungs-, Epitaxie- und/oder Strukturierungsschritten aufgebracht. Die maximale Durchbiegung und somit das maximal erzeugbare elektrische (Druck-)Signal der Membran wird durch die Tiefe der Kaverne vorgegeben. Weiterhin kann durch die Erzeugung einer einkristallinen Membran, beispielsweise im Rahmen einer thermischen Umlagerung des porösen Siliziummaterials, eine besonders stabile Membran erzeugt werden. Sowohl die stabile einkristalline Membran als auch die Kavernentiefe dient somit für einen Überlastschutz des Drucksensorchips.
  • Der fertig prozessierte Drucksensorchip bzw. das Siliziumsubstrat 140 wird anschließend mittels eines geeigneten Chipklebers 130 auf ein Pad 120 d.h. auf eine entsprechende Befestigung aufgebracht. Um die elektrischen Anschlüsse der piezoelektrischen Widerstände auf der Membran oder evtl. anderer auf dem Chip vorhandener Schaltungen aus dem noch zu fertigenden Gehäuse herauszuführen, werden Leadframes 160 vorgesehen, die mittels Bondverbindungen 150 mit dem Chip 140 verbunden sind. Der Chip 140 wird anschließend zusammen mit den Leadframes 160 wahlweise in eine Moldform oder in ein geeignetes Gehäuse gegeben und mit einer Moldmasse vergossen.
  • Bei der Verwendung eines Drucksensors mit einer Moldverpackung nach 2 ist vorgesehen, dass ein Druck oder eine Kraft 180 von oben auf das Gehäuse wirkt, beispielsweise in dem der Drucksensor in eine Tastatur oder ein Touchpad eingebaut wird. Über eine Verbiegung der Moldmasse oberhalb der Kaverne 100 wird die Membran 110 eingedrückt und somit ein elektrisches Signal erzeugt, welches am Leadframe 160 abgenommen werden kann. Durch die Wahl des Moldmaterials oder der Dicke der Moldmasse über der Membran 110 kann die Steifigkeit und somit die Empfindlichkeit des Drucksensors eingestellt werden.
  • Eine weitere Möglichkeit, die Empfindlichkeit zu modifizieren und gezielt einzustellen, ist in 3 dargestellt. Dabei ist auf der Oberseite des Sensorchips 140 ein Füllmaterial 200, beispielsweise ein Gel, aufgebracht, welches seinerseits durch eine gegenüber dem Ausführungsbeispiel der 2 dünnere Schicht des Moldmaterials abgedeckt wird. Der Vorteil in einer derartigen Ausführung liegt darin, dass die Steifigkeit des Moldmaterials weniger eine Rolle spielt und die Kraft indirekt auf die Membran 110 übertragen wird, indem der Druck bzw. die Kraft 180 zuerst auf das Gel 200 übertragen und somit in einen hydrostatischen Druck umgewandelt wird. Dadurch wird nur ein Teil der ursprünglichen Kraft wirklich auf die Membran 110 geführt. Neben der Belegung der gesamten Chipoberfläche mit dem Füllmaterial 200 ist auch denkbar, nur die Membran (nicht gezeigt) oder den gesamten Drucksensorchip 140 (siehe 5) mit dem Füllmaterial 210 zu bedecken.
  • In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der Bereich des aus der Moldmasse 170 geformten Gehäuses oberhalb des Sensorchips 140 zweigeteilt. Ein erster Teil 320 ist fest mit dem übrigen Gehäuse bzw. der Moldmasse 170 verbunden. Ein zweiter Teil 300 in Form eines Stempels ist dagegen vom übrigen Teil des Gehäuses durch einen Trenngraben 310 getrennt und lediglich auf dem Füllmaterial 200, beispielsweise einem zähen Gel fixiert. Wird nun der Stempel 300 mit einer Fläche A durch die Kraft F (180) hinuntergedrückt, so wird die Kraft F (180) im Gel 200 gemäß p = F/Ain einen Druck p umgewandelt. Durch Anpassung der Stempelfläche A lassen sich so Kraftsensoren mit unterschiedlichen Kraft-Messbereichen unter Verwendung baugleicher Drucksensoren realisieren.
  • Ebenso lässt sich ein zweigeteiltes Gehäuseoberteil über eine Ausgestaltung nach 8 realisieren. Dabei kann ein definierter Kraftnebenschluss durch einen geschlossenen Ring 500 aus Füllmaterial um die Membran 110 herum erzeugt werden. Über die Stege 520, mit denen der Stempel 510 mit dem übrigen Gehäuse verbunden sind, kann eine gewünschte Steifigkeit und somit Empfindlichkeit eingestellt werden. Alternativ kann auch vorgesehen sein, die Stege 520 beispielsweise durch einen Schleifvorgang oder eine Laserentfernung ganz zu entfernen, wie es in 9 dargestellt ist. Dabei dienen die mit Füllmaterial versehenen Gräben 505 dem Stempel 515 sowohl als Halterung als auch zur Führung.
  • Generell lassen sich als Gehäuseformen sowohl gängige SOIC-Gehäuse (siehe 6) als auch MLF-Gehäuse (siehe 7) verwenden. Selbstverständlich sind jedoch auch Sondergehäuse nutzbar.
  • Anhand eines SOIC-Gehäuses (Small outline IC) mit seinen nach außen führende Leadframes 162, wie er in 6 dargestellt ist, bzw. eines MLF-Gehäuses (Micro Lead Frame) kann eine weitere Ausgestaltung der Erfindung vorgestellt werden. Durch die Verwendung eines Druckpunkts 400 d.h. einer Erhebung kann eine Kraft 180, die von oben auf das Gehäuse gerichtet ist, gezielt in eine Fläche über der Membran 110 des Sensorchips 140 eingeleitet werden. Der Druckpunkt 400 auf der Gehäuseoberseite kann jedoch auch in einem Aufbau ohne den Einsatz des Füllmaterials 200 eingesetzt werden.
  • Zur Erzeugung des Druckpunktes kann die Moldform entsprechend geformt sein. Darüber hinaus kann jedoch auch vorgesehen sein, dass der Druckpunkt 400 durch ein nachträgliches Aufbringen eines Klebetropfens erzeugt wird. Weiterhin ist möglich, den Druckpunkt 400 durch nachträgliches Rückdünnen beispielsweise durch gezieltes Abfräsen oder Ablasern der übrigen Gehäuseoberseite zu her zu stellen.

Claims (12)

  1. Vorrichtung zur Erfassung eines Drucks bzw. einer Kraft mittels eines aus einem Halbleitersubstrat hergestellten Drucksensorchips, wobei vorgesehen ist, dass – der Drucksensorchip (140) – eine Membran (110) und – eine unterhalb der Membran (110) befindliche Kaverne (100) aufweist, und – der Drucksensorchip weitestgehend in ein Gehäuse gemoldet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Moldmasse oberhalb der Membran ein Gehäuseoberteil bildet, wobei das Gehäuseoberteil einen Kraftnebenschluss zur Membran aufweist.
  2. Vorrichtung zur Erfassung eines Drucks bzw. einer Kraft nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Gehäuseobereil und Membran (110) ein Füllmaterial (200, 210) vorgesehen ist, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass die Kraft auf das Gehäuseoberteil in dem Füllmaterial in einen hydrostatischen Druck gewandelt wird.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfindlichkeit des Drucksensorchips zur Erzeugung eines elektrischen Signals in Reaktion auf die Druck- bzw. Kraftausübung mittels der Gestaltung des Kraftnebenschlusses vorgebbar ist, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass der Kraftnebenschluss durch die Wahl des Füllmaterials oder die Gestaltung des Gehäuseoberteils erfolgt.
  4. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuseoberteil wenigstens – einen ersten mit dem übrigen Gehäuse bzw mit der übrigen Moldmasse (170) verbundenen Teil (320) und – einen unmittelbar oberhalb der Membran befindlichen, vom ersten Teil weitgehend separierten zweiten Teil (300, 510, 515) aufweist, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass der erste und der zweite Teil des Gehäuseoberteils durch einen Trenngraben (310, 500, 505) oder einen Bereich, der ein Füllmaterial aufweist, voneinander getrennt sind.
  5. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuseoberteil oberhalb der Membran eine Erhebung (400) gegenüber dem übrigen Gehäuseoberteil aufweist, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass die Erhebung aus dem Gehäuse- bzw. Moldmaterial oder aus einem nachträglich aufgebrachten Material besteht.
  6. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kaverne (100) vollständig von dem Halbleitersubstrat (140) und der Membran (110) umschlossen wird, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass die maximale Durchbiegung der Membran durch die Tiefe der Kaverne vorgegeben ist.
  7. Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass – die Membran (110) und die Kaverne (100) mittels mikromechanischer Verfahren in dem Halbleitersubstrat erzeugt werden und – der Drucksensorchip (140) weitestgehend zur Bildung eines Gehäuses mit einer Moldmasse umschlossen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Moldmasse oberhalb der Membran ein Gehäuseoberteil mit einem Kraftnebenschluss zur Membran bildet.
  8. Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung der Kaverne und/oder der Membran im Halbleitersubstrat ein porös geätzter Bereich erzeugt wird, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass die Kaverne – durch eine thermische Umlagerung des erzeugten porösen Halbleitermaterials oder – durch eine Entfernung des poröesen Halbleitermaterials erzeugt wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Membran und/oder auf die gesamte Drucksensorchipoberseite ein Füllmaterial (200) aufgebracht wird, bevor der Drucksensorchip mit der Moldmasse (170) umschlossen wird.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfindlichkeit des Drucksensorchips zur Erzeugung eines elektrischen Signals mittels der Gestaltung eines Kraftnebenschlusses vorgegeben wird, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass der Kraftnebenschluss durch die Wahl des Füllmaterials oder die Gestaltung des Gehäuseoberteils erfolgt.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuseoberteil in wenigstens – einen ersten mit dem übrigen Gehäuse verbundenen Teil (320) und – einen unmittelbar oberhalb der Membran befindlichen, vom ersten Teil weitgehend separierten zweiten Teil (300, 510, 515) aufgeteilt wird, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass der erste und der zweite Teil des Gehäuseoberteils durch einen Trenngraben (310, 500, 505) oder einen mit einem Füllmaterial versehenen Bereich voneinander getrennt wird.
  12. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuseoberteil oberhalb der Membran mit einer Erhebung gegenüber dem übrigen Gehäuseoberteil versehen wird, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass die Erhebung aus dem Gehäuse- bzw. Moldmaterial oder aus einem nachträglich aufgebrachten Material besteht.
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