DE102008043517A1 - Sensormodul und Verfahren zur Herstellung eines Sensormoduls - Google Patents

Sensormodul und Verfahren zur Herstellung eines Sensormoduls Download PDF

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Abstract

Es wird ein Sensormodul mit einem Sensorelement, einem Gehäuse und einem Substrat vorgeschlagen, wobei das Sensorelement auf dem Substrat angeordnet ist und das Sensorelement zumindest teilweise in das Gehäuse eingebettet vorgesehen ist und wobei das Sensormodul ferner ein Kompensationselement zur Kompensation von thermischen Verformungen des Gehäuses aufweist, wobei das Gehäuse im Wesentlichen zwischen dem Substrat und dem Kompensationselement angeordnet ist.

Description

  • Stand der Technik
  • Die Erfindung geht aus von einem Sensormodul nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Solche Sensormodule sind allgemein bekannt. Beispielsweise ist aus der Druckschrift DE 10 2005 038 443 A1 eine Sensoranordnung mit einem Substrat und einem Gehäuse bekannt, wobei das Gehäuse das Substrat in einem ersten Substratbereich im Wesentlichen vollständig umgibt, wobei das Gehäuse in einem zweiten Substratbereich zumindest teilweise mittels einer Öffnung geöffnet vorgesehen ist und wobei im Bereich der Öffnung der zweite Substratbereich aus dem Gehäuse ragend vorgesehen ist. Durch das Ausragen des zweiten Substratbereichs aus dem Gehäuse wird eine Beeinflussung der Kennlinie eines stressempfindlichen Sensorelements aufgrund von unterschiedlichen thermischen Ausdehnungen des Gehäuses und des Substrats verhindert, da ein aktiver Sensorbereich des Sensorelements im zweiten Substratbereich und somit außerhalb des Gehäuse und vom Gehäuse weitgehend thermisch entkoppelt anzuordnen ist. Ferner ist aus der noch unveröffentlichten Patentanmeldung DE 20 2008 011 943.1 eine Sensoranordnung bekannt, wobei ein Sensorelement auf einem Träger angeordnet ist und ein Bereich des Sensorelements in das Moldgehäuse eingebettet ist und wobei der Träger in einem Randbereich einer Duchgangsöffnung des Moldgehäuses in das Moldgehäuse eingebettet ist und wobei ferner ein sensitiver Bereich einer Sensoranordnung im Bereich der Durchgangsöffnung und somit ebenfalls außerhalb des Moldgehäuses angeordnet ist. Somit lässt sich einerseits der sensitive Bereich thermisch vom Moldgehäuse entkoppeln und andererseits eine räumliche Trennung zwischen einer Gehäuseoberseite und einer Gehäuseunterseite realisieren, so dass die Sensoranordnung eine Barriere für ein Messmedium darstellt und somit zum Einbau in einer abge dichteten Verbindung zwischen Raumbereichen, wie z. B. im Innenraum eines KFZ-Außengehäuses einsetzen. Eine unterschiedliche thermische Ausdehnung zwischen dem Gehäuse und dem Substrat ist insbesondere durch die Verwendung eines Moldgehäuses aus Kunststoff als Gehäuse und eines Leadframes aus Metall als Substrat bedingt, wodurch eine vergleichsweise kostengünstige Herstellung derartiger Sensormodule erzielt wird. Nachteilig an der thermischen Entkopplung gemäß dem Stand der Technik ist, dass der sensitive Bereich des Sensorelements durch das Auragen des zweiten Substratbereichs und durch die Durchgangsöffnung im Moldgehäuse jeweils vollkommen freigelegt ist und somit ungeschützt potentiellen Umwelteinflüssen, wie beispielsweise Verschmutzungen, mechanischen Beschädigungen oder elektromagnetischer Störstrahlung, ausgesetzt sind.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Das erfindungsgemäße Sensormodul und das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Sensormoduls gemäß den nebengeordneten Ansprüchen haben gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil, dass in einer vergleichsweise einfachen und kostengünstig zu realisierenden Weise thermische Verformungen des Sensormoduls mittels des Kompensationselements wirksam verhindert werden und gleichzeitig das Kompensationselement das Gehäuse und/oder das Sensorelement vor ungewünschten äußeren Umwelteinflüssen schützt. Das erfindungsgemäße Sensormodul ist somit wesentlich robuster und unempfindlicher gegenüber Verschmutzungen, mechanischen Beschädigungen und/oder elektromagnetischer Störstrahlung. Dies wird dadurch erreicht, dass das Gehäuse zwischen dem Kompensationselement und dem Substrat angeordnet ist. Somit werden das Gehäuse und/oder das Sensorelement auf einer dem Substrat abgewandten ersten Seite von dem Kompensationselement geschützt bzw. zumindest teilweise bedeckt. Das Kompensationselement umfasst vorzugsweise ein Metall, so dass eine elektromagnetische Abschirrmung des Sensorelements auf der ersten Seite durch das Kompensationselement realisiert wird. Das Kompensationselement ist besonders bevorzugt im Wesentlichen flächig und/oder plattenförmig ausgebildet und ganz besonders bevorzugt im Wesentlichen parallel zur Haupterstreckungsebene des Substrats ausgerichtet. Ferner wird durch das Kompensationselement ein thermomechanischer Stress zwischen dem Substrat und dem Gehäuse derart kompensiert, dass eine Verwölbung des Gehäuses aus einer Haupterstreckungsebene des Substrats heraus (d. h. senkrecht zur Haupt erstreckungsrichtung) verhindert wird. Das Sensormodul wird durch die Kompensationsplatte symmetrisiert, so dass der auf das Gehäuse einwirkende thermomechanische Stress, beispielsweise beim Aushärten des Gehäusematerials oder bei Temperaturschwankungen, bezüglich der Haupterstreckungsebene ebenfalls symmetrisiert wird und somit die Verwölbung aus der Haupterstreckungsebene verhindert wird. Das Gehäuse umfasst vorzugsweise ein Moldgehäuse, wobei das Kompensationselement vorzugsweise gerade den beim Aushärten der Moldmasse erzeugte thermomechanische Stress zwischen dem Substrat und dem Gehäuse kompensiert und eine Verwölbung des Gehäuses verhindert.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen, sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen zu entnehmen.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Kompensationselement zur Erzeugung einer temperaturabhängigen Kompensationskraft auf das Gehäuse ausgebildet vorgesehen ist. Dies wird vorzugsweise dadurch erreicht, dass der thermische Ausdehnungskoeffizient des Kompensationselements ungleich des thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Gehäuses ist. Besonders vorteilhaft wird somit im Gegensatz zum Stand der Technik eine aktive und temperaturabhängige Stresskompensation realisiert, wodurch eine höhere Genauigkeit mikromechanischer Bauelemente ermöglicht wird. Gleichzeitig werden Verarbeitungsprozesse, wie beispielsweise elektrisches Kontaktieren oder präzises Sägen, des Sensormoduls durch eine Reduktion der Verwölbung erheblich vereinfacht. Ferner wird die Planarität des Sensormoduls im Vergleich zum Stand der Technik somit über eine deutlich größeren Temperaturbereich erzielt.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Material des Kompensationselements gleich dem Material des Substrats ist und/oder dass die thermomechanischen Materialeigenschaften des Materials des Kompensationselements im Wesentlichen gleich den thermomechanischen Materialeigenschaften des Materials des Substrats sind. Besonders vorteilhaft wird somit der thermomechanische Stress zwischen dem Gehäuse und dem Substrat durch einen im Wesentlichen ähnlichen thermomechanischen Stress zwischen dem Gehäuse und dem Kompensationselement gerade kompensiert und dadurch eine Verwölbung des Gehäuses über den gesamten Temperaturbereich in vergleichsweise einfacher Weise verhindert.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Kompensationselement einen ersten thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweist, welcher kleiner, gleich oder größer einem zweiten thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Substrats ist. Besonders bevorzugt wird somit die vom Substrat ausgehende Kraft auf das Gehäuse durch die Kompensationskraft des Kompensationselements teilweise kompensiert, im Wesentlichen genau kompensiert oder überkompensiert. Insbesondere die Überkompensation ist von großem Vorteil, wenn auf das Gehäuse weitere thermomechanische Stresskräfte wirken, wobei beispielsweise durch Befestigungselemente des Sensorelements, durch Befestigungselemente des Substrats und/oder durch einen Substratträger, da in diesem Falle auch die weiteren thermomechanischen Stresskräfte von dem Kompensationselement kompensiert werden.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Kompensationselement einen anisotropen ersten Ausdehnungskoeffizienten aufweist. Besonders vorteilhaft ist somit eine anisotrope Ausdehnung des Substrats bzw. ein anisotroper thermomechanischer Stress kompensierbar.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die erste Dicke des Kompensationselements kleiner, gleich oder größer einer zweiten Dicke des Substrats ist, so dass in besonders vorteilhafter Weise eine teilweise Kompensation, eine im Wesentlichen genaue Kompensation oder eine Überkompensation des thermomechanischen Stress des Substrats realisierbar ist.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Verhältnis der ersten Dicke zur zweiten Dicke im Wesentlichen umgekehrt proportional zum Verhältnis eines ersten Elastizitätsmoduls des Kompensationselements zu einem zweiten Elastizitätsmodul des Substrats vorgesehen ist, so dass in besonders vorteilhafter Weise durch die entsprechende Wahl des Verhältnisses der Dicken zwischen dem Kompensationselement und dem Substrats eine Differenz der thermomechanischen Ausdehnung des Substrats und der thermomechanischen Ausdehnung des Kompensationselements aufgrund unterschiedlicher Elastizitätsmodule kompensiert wird.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Kompensationselement eine erste Struktur aufweist, welche im Wesentlichen i dentisch zu einer zweiten Struktur des Substrats ist. Das thermomechanische Ausdehnungsverhalten des Substrats wird durch eine Struktur auf bzw. in dem Substrat beeinflusst, wobei vergleichsweise aufwändige Strukturen eine vergleichsweise komplexe Ausdehnungscharakteristik verursachen. In vorteilhafter Weise ist dennoch eine im Wesentlichen exakte Stresskompensation der thermomechanischen Ausdehnung hervorgerufen durch das strukturierte Substrat in einfacher Weise dadurch möglich, dass auf bzw. in dem Kompensationselement einer der Struktur des Substrats im Wesentlichen identische Struktur kopiert wird.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Gehäuse eine Öffnung aufweist, wobei ein drucksensitiver Bereich des Sensorelements im Bereich der Öffnung angeordnet ist und wobei das Kompensationselement die Öffnung zumindest teilweise abdeckt. Besonders vorteilhaft wird somit der drucksensitive Bereich, welcher nicht durch das Gehäuse geschützt wird, durch das Kompensationselement vor ungewünschten äußeren Umwelteinflüssen, wie Verschmutzung, mechanische Beschädigung und/oder elektromagnetische Störstrahlung geschützt. Dies ist besonders dadurch vorteilhaft, dass der drucksensitive Bereich insbesondere freiliegende bewegliche Strukturen und/oder Elektroden aufweist, welche vergleichsweise empfindlich gegenüber Verschmutzungen (Kurzschlussgefahr und/oder Gefahr des Einklemmens der beweglichen Strukturen durch Partikel), mechanischen Beschädigungen (Gefahr des Abbruchs beweglicher Strukturen) und/oder elektromagnetischer Störstrahlung (Ladungsinduktion) sind.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Kompensationselement im Bereich der Öffnung einen Durchlass aufweist. Besonders vorteilhaft wird somit durch den Durchlass hindurch ein Kontakt des drucksensitiven Bereichs mit einem Messmedium (beispielsweise ein Fluid bzw. ein Messgas) hergestellt, womit beispielsweise ein Druck des Messmediums mittels des Sensorelements ermöglicht wird. Das Sensormodul ist dabei derart aufgebaut, dass das Sensorelement beispielsweise eine Barriere für ein Messmedium darstellt und somit zum Einbau in einer abgedichteten Verbindung zwischen Raumbereichen, wie z. B. im Innenraum eines KFZ-Außengehäuses einsetzbar ist. Besonders bevorzugt ist der Querschnitt des Durchlasses parallel zur Haupterstreckungsebene kleiner und insbesondere um ein Vielfaches kleiner als der mittlere Querschnitt der Öffnung parallel zur Haupterstreckungsebene, so dass das Kompensationselement dem drucksensitiven Bereich trotz des Durchlasses einen Schutz vor den ungewünschten äußeren Umwelteinflüssen, wie Verschmutzung, mechanische Beschädigung und/oder elektromagnetische Störstrahlung bietet.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Substrat einen Leadframe umfasst und/oder dass das Substrat auf einer Leiterplatte angeordnet ist. Besonders vorteilhaft werden die Heerstellungskosten des Sensormoduls durch die Verwendung eines Leadframes als Substrat erheblich reduziert. Das Substrat wird vorzugsweise auf einer Leiterplatte angeordnet, wobei die Leiterplatte vorteilhaft zur mechanischen Fixierung und zur elektrischen Kontaktierung des Substrats bzw. des Sensorelements dient. Optional umfasst das Substrat im Sinne der vorliegenden Erfindung die Leiterplatte, so dass durch das Kompensationselement auch thermomechanischer Stress der Leiterplatte auf das Gehäuse kompensiert wird. Ferner umfasst das Substrat alternativ gleichzeitig sowohl den Leadframe, als auch die Leiterplatte, so dass das Kompensationselement gleichzeitig sowohl den thermomechanische Stress des Leadframes auf das Gehäuse, als auch den thermomechanische Stress der Leiterplatte auf das Gehäuse bzw. auf das Substrat teilweise kompensiert, genau kompensiert und/oder überkompensiert.
  • Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Sensormoduls, wobei in einem ersten Herstellungsschritt das Sensorelement auf einem Substrat angeordnet wird, wobei in einem zweiten Herstellungsschritt das Sensorelement mit einer Moldmasse zur Bildung des Gehäuses umspritzt wird und wobei in einem nachfolgenden dritten Herstellungsschritt das Kompensationselement auf dem Gehäuse befestigt wird. In vorteilhafter Weise wird somit ein Sensormodul vergleichsweise kostengünstig hergestellt, welches eine thermomechanische Stresskompensation gegen Verwölbungen des Gehäuses und einen Schutz des Gehäuses und/oder des Sensorelements vor den ungewünschten äußeren Umwelteinflüssen, wie Verschmutzung, mechanische Beschädigung und/oder elektromagnetische Störstrahlung bietet. Das Kompensationselement wird mit dem Gehäuse bevorzugt stoffschlüssig verbunden und besonders bevorzugt auf das Gehäuse aufgeklebt und/oder auflaminiert.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Es zeigen
  • 1 eine schematische Seitenansicht eines Sensormoduls gemäß dem Stand der Technik,
  • 2 eine schematische Seitenansicht eines Sensormoduls gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
  • 3 eine schematische Seitenansicht eines Sensormoduls gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
  • 4 eine schematische Seitenansicht eines Sensormoduls gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und
  • 5 eine schematische Seitenansicht eines Sensormoduls gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Ausführungsformen der Erfindung
  • In den Figuren sind gleiche Elemente stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden daher in der Regel auch jeweils nur einmal benannt bzw. erwähnt.
  • In 1 ist eine schematische Seitenansicht eines Sensormoduls 1 gemäß dem Stand der Technik dargestellt, wobei das Sensormodul 1 ein Sensorelement 2, 2', ein Gehäuse 3 und ein Substrat 4 umfasst. Das Sensorelement 2, 2' ist auf dem Substrat 4 angeordnet und umfasst einen Drucksensor mit einem drucksensitiven Bereich 6. Das Gehäuse 3 weist in einem Bereich des drucksensitiven Bereichs 6 eine Öffnung 7 auf, so dass ein Messmedium 8 durch die Öffnung 7 zum drucksensitiven Bereich 6 gelangt. Das Sensormodul 2, 2' weist innerhalb des Gehäuses 2 beispielhaften einen elektrischen Kontakt in Form eines Bonddrahtes 2'' auf. Das Substrat 2 umfasst insbesondere einen Leadframe, welcher beispielsweise durch Stanzen aus einem Blech hergestellt wird. Das Sensorelement 2, 2' ist bevorzugt mechanisch am Substrat 4 befestigt und wird über Strukturen des Substrats 4 elektrisch kontaktiert. Das Substrat 4 ist auf einer Leiterplatte 5 angeordnet. Das Gehäuse 3 umfasst ein Kunststoffgehäuse, welches in einem Moldprozess hergestellt wird, wobei in einem ersten Verfahrensschritt das Sensorelement 2, 2' auf dem Substrat 4 befestigt und anschließend in einem zweiten Verfahrensschritt das Sensorelement 2, 2' und/oder das Substrat 4 mit einer Moldmasse zur Bildung des Gehäuses 3 umspritzt wird. Durch den chemischen Schrumpf beim Aushärten der Moldmasse und unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten zwischen Moldmasse und Substrat 4 entsteht beim Abkühlen eine Kraft, welche zu einer Wölbung bzw. Verwölbung des Gehäuses 3 aus einer Haupterstreckungsebene 100 des Substrats 4 heraus (d. h. senkrecht zur Haupterstreckungsebene 100). Insbesondere bei derartigen ”leadless”-Gehäusen ist die Verwölbung aufgrund des asymmetrischen Aufbaus vergleichsweise stark. Durch das Aufkleben oder Auflöten des Substrats 4 auf die Leiterplatte 5 wächst die Gefahr, dass sich die Verwölbung weiter verstärkt, da die Leiterplatte 5 ebenfalls einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweist, welche von dem thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Gehäuses 3 verschieden ist. Die Kombination von Materialien unterschiedlicher Ausdehnungskoeffizienten induziert Stress im Sensorelement, so dass sich die Kennlinie des Sensors verändert. Der unterschiedliche thermomechanische Stress im Gehäuse 3, im Substrat 4 und in der Leiterplatte 5 wird in 1 durch die Pfeile 30, 40, 40' und 50 schematisch illustriert.
  • In 2 ist eine schematische Seitenansicht eines Sensormoduls 1 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt, wobei die erste Ausführungsform im Wesentlichen des in 1 illustrierten Sensormoduls ähnelt, wobei das Sensormodul 1 ein flächiges Kompensationselement 10 aufweist, welches auf einer dem Substrat 4 abgewandten Seite des Gehäuses 3 im Wesentlichen parallel zur Haupterstreckungsebene 100 angeordnet ist, so dass das Gehäuse 3 zwischen dem Kompensationselement 10 und dem Substrat 4 angeordnet ist. Eine Leiterplatte 5 weist die erste Ausführungsform nicht auf. Das Kompensationselement 10 weist im Bereich der Öffnung 7 einen Durchlass 11 auf, wobei der Durchlass 11 als Gaseinlass/-auslass für das Messmedium 8 fungiert. Der Querschnitt des Durchlasses 11 parallel zur Haupterstreckungsebene 100 ist dabei um ein Vielfaches kleiner als der mittlere Querschnitt der Öffnung 7 parallel zur Haupterstreckungsebene 100. Nach dem ersten und zweiten Verfahrensschritt wird in einem dritten Verfahrensschritt das Kompensationselement 10 auf das Gehäuse beispielsweise aufgeklebt und/oder, auflaminiert. Durch Aufbringen des Kompensationselements 10 auf das Gehäuse 3 wird zum Einen die Öffnung 7 über dem drucksensitiven Bereich 6 teilweise verschlossen und gleichzeitig eine Kompensation zu der verwölbenden Kraft geschaffen. Das Kompensationselement 10 hat dabei bevorzugt einen ersten thermischen Ausdehnungskoeffizienten, welcher im Wesentlichen gleich oder ähnlich einem zweiten Ausdehnungskoeffizienten des Substrats 10 bzw. des Leadframes ist. Bei ei ner Temperaturveränderung entsteht so eine Gegenkraft zu der verwölbenden Kraft des Substrats 4. Das Kompensationselement 10 dient also gleichzeitig als Schutz des Gehäuses und des drucksensitiven Bereichs 6 vor ungewünschten äußeren Umwelteinflüssen, wie Verschmutzung, mechanische Beschädigung und/oder elektromagnetische Störstrahlung, als auch zur Stresskompensation. Das Kompensationselement 10 wird besonders bevorzugt aus dem gleichen Material oder aus einem Material mit ähnlichen thermomechanischen Materialeigenschaften wie das Material des Substrats 4 gebildet. Die Gegenkraft wird somit beispielsweise über die Wahl der Materialdicke des Kompensationselement 10 senkrecht zur Haupterstreckungsebene 10 variiert wird, wobei ganz besonders bevorzugt das Kompensationselement 10 senkrecht zur Haupterstreckungsebene 100 eine erste Dicke 12 aufweist, welche im Wesentlichen gleich einer zweiten Dicke 13 des Substrats 4 senkrecht zur Haupterstreckungsebene 100 ist und somit die vom Substrat 4 ausgehende Kraft im Wesentlichen mit gleicher Kraft des Kompensationselements 10 kompensiert wird.
  • In 3 ist eine schematische Seitenansicht eines Sensormoduls 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt, wobei die zweite Ausführungsform identisch der in 2 illustrierten ersten Ausführungsform ist, wobei das Substrat 4 ähnlich wie in 1 auf eine Leiterplatte 5 aufgelötet und/oder aufgeklebt ist und wobei ferner die erste Dicke 12 größer als die zweite Dicke 13 ist, so dass die Kraft des Kompensationselements 10 die Kraft des Substrats 4 überkompensiert und somit zusätzlich auch eine Kraft der Leiterplatte 5 kompensiert.
  • In 4 ist eine schematische Seitenansicht eines Sensormoduls 1 gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt, wobei die dritte Ausführungsform im Wesentlichen der ersten Ausführungsform illustriert in 2 ist, wobei das Kompensationselement 10 eine Kunststoffplatte umfasst, wobei die erste Dicke 12 geringer ist als die zweite Dicke 13. In einer optionalen Ausführungsform verhält sich die erste Dicke 12 relativ zur zweiten Dicke 13 umgekehrt proportional zu den zugeordneten Elastizitätsmodulen des Substrats 3 und des Kompensationselements 10.
  • In 5 ist eine schematische Seitenansicht eines Sensormoduls 1 gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt, wobei die vierte Ausführungsform im Wesentlichen identisch der ersten Ausführungsform il lustriert in 2 ist, wobei das Sensorelement 2, 2' keinen drucksensitiven Bereich 6, das Gehäuse 3 keine Öffnung 7 und das Kompensationselement 10 keinen Durchlass 11 aufweisen. Das Kompensationselement 10 dient somit zur Stresskompensation und zum Schutz des Gehäuses 10 vor Verunreinigungen und mechanischen Beschädigungen. Alternativ umfasst das Kompensationselement 10 ein metallisches Material und dient gleichzeitig zur Abschirmung des Sensorelements 2, 2' gegen elektromagnetische Störstrahlung.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 102005038443 A1 [0002]
    • - DE 202008011943 [0002]

Claims (12)

  1. Sensormodul (1) mit einem Sensorelement (2, 2'), einem Gehäuse (3) und einem Substrat (4), wobei das Sensorelement (2, 2') auf dem Substrat (4) angeordnet ist und wobei das Gehäuse (3) das Sensorelement (2, 2') zumindest teilweise umgibt, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensormodul (1) ferner ein Kompensationselement (10) zur Kompensation von thermischen Verformungen des Gehäuses aufweist, wobei das Gehäuse (3) im Wesentlichen zwischen dem Substrat (4) und dem Kompensationselement (10) angeordnet ist.
  2. Sensormodul (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kompensationselement (10) zur Erzeugung einer temperaturabhängigen Kompensationskraft auf das Gehäuse (3) ausgebildet vorgesehen ist.
  3. Sensormodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Material des Kompensationselement (10) gleich dem Material des Substrats (4) ist und/oder dass die thermomechanischen Materialeigenschaften des Materials des Kompensationselements (10) im Wesentlichen gleich den thermomechanischen Materialeigenschaften des Materials des Substrats (4) sind.
  4. Sensormodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kompensationselement (10) einen ersten thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweist, welcher kleiner, gleich oder größer einem zweiten thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Substrats (4) ist.
  5. Sensormodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kompensationselement (10) einen anisotropen ersten Ausdehnungskoeffizienten aufweist.
  6. Sensormodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Dicke (12) des Kompensationselements (10) kleiner, gleich oder größer einer zweiten Dicke (13) des Substrats (4) ist.
  7. Sensormodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der ersten Dicke (12) zur zweiten Dicke (13) im Wesentlichen umgekehrt proportional zum Verhältnis eines ersten Elastizitätsmoduls des Kompensationselements (10) zu einem zweiten Elastizitätsmodul des Substrats (4) vorgesehen ist.
  8. Sensormodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kompensationselement (10) eine erste Struktur aufweist, welche im Wesentlichen identisch zu einer zweiten Struktur des Substrats (4) ist.
  9. Sensormodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (3) eine Öffnung (7) aufweist, wobei ein drucksensitiver Bereich (6) des Sensorelements (2, 2') im Bereich der Öffnung (7) angeordnet ist und wobei das Kompensationselement (10) die Öffnung (7) zumindest teilweise abdeckt.
  10. Sensormodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kompensationselement (10) im Bereich der Öffnung (7) einen Durchlass (11) aufweist.
  11. Sensormodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat (4) einen Leadframe umfasst und/oder dass das Substrat (4) auf einer Leiterplatte (5) angeordnet ist.
  12. Verfahren zur Herstellung eines Sensormoduls (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Herstellungsschritt das Sensorelement (2, 2') auf einem Substrat (4) angeordnet wird, dass in einem zweiten Herstellungsschritt das Sensorelement (2, 2') mit einer Moldmasse zur Bildung des Gehäuses (3) umspritzt wird und dass in einem nachfolgenden dritten Herstellungsschritt das Kompensationselement (10) auf dem Gehäuse (3) befestigt wird.
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