DE102011077686A1 - Pressure measuring device - Google Patents

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measuring device
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Aline Welter
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Robert Bosch GmbH
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Abstract

Es wird eine Druckmessvorrichtung (110) vorgeschlagen, umfassend ein Gehäuse (114) mit einem Gehäusebasisteil (116). Das Gehäusebasisteil (116) weist mindestens einen elektrischen Anschlusskontakt (120) zur elektrischen Kontaktierung der Druckmessvorrichtung (110) auf. Die Druckmessvorrichtung umfasst weiterhin mindestens ein auf mindestens einem Schaltungsträger (136) angeordnetes Drucksensorelement (138). Der Schaltungsträger (136) trägt weiterhin mindestens ein elektronisches Bauelement (140). Der Schaltungsträger (136) ist durch mindestens eine stoffschlüssige Verbindung mit den Gehäusebasisteil (116) verbunden. Die Druckmessvorrichtung (110) weist mindestens einen Elektronikraum (156) und mindestens einen ersten Druckraum (154) in dem Gehäuse (114) auf. Der erste Druckraum (154) ist von außen mit einem ersten Druck beaufschlagbar. Das elektronische Bauelement (140) ist in dem Elektronikraum (156) aufgenommen. Der erste Druckraum (154) und der Elektronikraum (156) sind jeweils durch das Gehäusebasisteil (116) und den Schaltungsträger (136) begrenzt und durch mindestens ein Dichtelement (128) des Gehäusebasisteils (116) gegeneinander abgedichtet.A pressure measuring device (110) is proposed, comprising a housing (114) with a housing base part (116). The housing base part (116) has at least one electrical connection contact (120) for electrical contacting of the pressure measuring device (110). The pressure measuring device furthermore comprises at least one pressure sensor element (138) arranged on at least one circuit carrier (136). The circuit carrier (136) further carries at least one electronic component (140). The circuit carrier (136) is connected by at least one cohesive connection with the housing base part (116). The pressure measuring device (110) has at least one electronics compartment (156) and at least one first pressure chamber (154) in the housing (114). The first pressure chamber (154) can be acted upon from the outside with a first pressure. The electronic component (140) is accommodated in the electronics compartment (156). The first pressure chamber (154) and the electronics compartment (156) are each bounded by the housing base part (116) and the circuit carrier (136) and sealed against each other by at least one sealing element (128) of the housing base part (116).

Description

Stand der TechnikState of the art

Aus dem Stand der Technik sind eine Vielzahl von Druckmessvorrichtungen zur Erfassung eines oder mehrerer Drücke in Gasen und/oder in Flüssigkeiten bekannt. Dabei können ein oder mehrere Absolutdrücke und/oder ein oder mehrere Differenzdrücke erfasst werden. Beispiele derartiger Drucksensoren, welche insbesondere unter Verwendung mikromechanischer Drucksensorelemente ausgebildet sein können, sind in Konrad Reif (Hrsg.): Sensoren im Kraftfahrzeug, Vieweg + Teubner Verlag, Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH, 1. Aufl., 2010, Seiten 134–136 beschrieben. Beispielsweise können dabei mikromechanische Sensorelemente verwendet werden, welche auf einem Trägerelement angeordnet sind, insbesondere einem keramischen Trägerelement, und welche durch einen Gelrahmen und ein Schutzgel abgedichtet sind. A variety of pressure measuring devices for detecting one or more pressures in gases and / or in liquids are known from the prior art. In this case, one or more absolute pressures and / or one or more differential pressures can be detected. Examples of such pressure sensors, which may be formed in particular using micromechanical pressure sensor elements, are shown in FIG Konrad Reif (ed.): Sensors in the motor vehicle, Vieweg + Teubner Verlag, Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH, 1st edition, 2010, pages 134-136 described. For example, micromechanical sensor elements can be used which are arranged on a carrier element, in particular a ceramic carrier element, and which are sealed by a gel frame and a protective gel.

Weitere Beispiele von Druckmessvorrichtungen sind in DE 197 31 420 A1 bzw. EP 0 927 337 B1 sowie in EP 1 521 952 B1 dargestellt. Insbesondere wird in EP 1 521 952 B1 ein Niederdrucksensor in Form eines Differenzdrucksensors beschrieben, der beispielsweise für Dieselpartikelfilter eingesetzt werden kann. Bei derartigen Differenzdrucksensoren, welche mittlerweile kommerziell erhältlich sind, sitzt üblicherweise ein Sensorchip, umfassend eine Schaltung und ein Sensorelement, die auf einem Chip monolithisch integriert sind, im Inneren mit einem Schutzgel gefüllten Rähmchen auf einem keramischen Sensorträger auf, so dass ein Schaltungsträger in Form eines Keramikhybrids entsteht. Auf diesem Schaltungsträger können sich zusätzlich Kondensatoren befinden, beispielsweise zur Unterdrückung von elektromagnetischen Störungen. Es wird ein Gehäuse verwendet, mit einem Deckel, der ein Dichtschwert zur Abschottung eines Elektronikraums und eines Druckraums aufweist. In dem Elektronikraum sind beispielsweise Bondverbindungen, integrierte Schaltkreise oder diskrete Bauelemente angeordnet.Further examples of pressure measuring devices are in DE 197 31 420 A1 respectively. EP 0 927 337 B1 as in EP 1 521 952 B1 shown. In particular, in EP 1 521 952 B1 a low pressure sensor in the form of a differential pressure sensor described, which can be used for example for diesel particulate filter. In such differential pressure sensors, which are meanwhile commercially available, usually sits a sensor chip, comprising a circuit and a sensor element, which are monolithically integrated on a chip, inside with a guard gel filled frames on a ceramic sensor carrier, so that a circuit carrier in the form of a Ceramic hybrids are created. In addition, capacitors may be located on this circuit carrier, for example for suppression of electromagnetic interference. A housing is used, with a cover which has a sealing blade for sealing off an electronics compartment and a pressure chamber. In the electronics compartment, for example, bonds, integrated circuits or discrete components are arranged.

Bekannte Druckmessvorrichtungen, wie beispielsweise gemäß dem oben beschriebenen Stand der Technik, bei welchen ein Deckel mit einem Dichtschwert Druckraum und Elektronikraum trennt, setzen üblicherweise vergleichsweise komplexe Herstellungsverfahren voraus. So sind üblicherweise zwei oder mehr Klebe- und Aushärteprozesse vorhanden. Beispielsweise verlangen übliche Verfahren, dass zunächst ein Kleber für eine Klebung eines Sensormoduls dispensiert wird, dann das Sensormodul gesetzt wird und der Kleber ausgehärtet wird. Dieses Aushärten ist in vielen Fällen wichtig, damit sich das Sensormodul beim anschließenden Bonden nicht bewegt. Anschließend erfolgt üblicherweise das Bonden, bei welchem das Sensormodul mit einem elektrischen Kontakt der Druckmessvorrichtung verbunden wird. Anschließend erfolgt ein Auftrag eines Klebers für eine Verklebung des Deckels und des Dichtschwerts, sowie eine Vergelung der Bonddrähte. Schließlich wird die Deckel- und Schwertklebung ausgehärtet. Known pressure measuring devices, such as according to the above-described prior art, in which a lid with a sealing bar pressure chamber and electronics compartment separates, usually require comparatively complex manufacturing processes. So usually two or more adhesive and curing processes are present. For example, conventional methods require that first an adhesive be dispensed for bonding a sensor module, then the sensor module set and the adhesive cured. This curing is important in many cases, so that the sensor module does not move during the subsequent bonding. Subsequently, the bonding is usually carried out, in which the sensor module is connected to an electrical contact of the pressure measuring device. Subsequently, an order of an adhesive for bonding the lid and the sealing blade, as well as a gelling of the bonding wires. Finally, the lid and Schwertklebung is cured.

Wünschenswert wäre daher eine Druckmessvorrichtung, welche die aufwendigen Aufbaukonzepte, welche aus dem Stand der Technik bekannt sind, zumindest weitgehend vermeidet und welche dennoch eine hohe Medienresistenz aufweist. Weiterhin wäre ein kostengünstiges, großtechnisch realisierbares Aufbaukonzept wünschenswert, welches auch für Sensormodule auf Hybridbasis einsetzbar ist.It would therefore be desirable to have a pressure measuring device which at least largely avoids the complicated construction concepts which are known from the prior art and which nevertheless has high media resistance. Furthermore, a cost-effective, industrially feasible design concept would be desirable, which is also used for sensor modules based on hybrid.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Es wird dementsprechend eine Druckmessvorrichtung vorgeschlagen, welche die Nachteile bekannter Druckmessvorrichtungen zumindest weitgehend vermeidet. Unter eine Druckmessvorrichtung ist dabei allgemein im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zu verstehen, welche eingerichtet ist, um einen oder mehrere Drücke eines oder mehrerer fluider Medien zu erfassen. Der mindestens eine Druck kann dabei beispielsweise als Absolutdruck erfasst werden. Alternativ oder zusätzlich kann jedoch auch mindestens ein Differenzdruck, beispielsweise zwischen einem externen Druck und einem Referenzdruck und/oder zwischen zwei oder mehreren externen Drücken erfasst werden.Accordingly, a pressure measuring device is proposed which at least largely avoids the disadvantages of known pressure measuring devices. In the context of the present invention, a pressure measuring device is generally understood to mean a device which is set up in order to detect one or more pressures of one or more fluid media. The at least one pressure can be detected, for example, as absolute pressure. Alternatively or additionally, however, it is also possible to detect at least one differential pressure, for example between an external pressure and a reference pressure and / or between two or more external pressures.

Die Druckmessvorrichtung umfasst ein Gehäuse mit einem Gehäusebasisteil. Unter einem Gehäuse ist dabei ein Element zu verstehen, welches die Druckmessvorrichtung nach außen hin abschirmt und beispielsweise gegenüber mechanischen und/oder chemischen Einwirkungen schützt. Insbesondere kann das Gehäuse ein formstabiles Gehäuse sein, welches, zumindest unter Einwirkung seiner eigenen Gewichtskraft, seine Form nicht verändert. Das Gehäusebasisteil weist mindestens einen elektrischen Anschlusskontakt zur elektrischen Kontaktierung der Druckmessvorrichtung auf, beispielsweise mindestens einen von außen zugänglichen Steckkontakt. Das Gehäusebasisteil und/oder das Gehäuse können beispielsweise ganz oder teilweise aus einem oder mehreren Kunststoffmaterialien hergestellt sein. The pressure measuring device comprises a housing with a housing base part. Under a housing is an element to understand, which shields the pressure measuring device to the outside and protects, for example, against mechanical and / or chemical agents. In particular, the housing may be a dimensionally stable housing which, at least under the action of its own weight, does not change its shape. The housing base part has at least one electrical connection contact for electrical contacting of the pressure measuring device, for example at least one externally accessible plug-in contact. The housing base part and / or the housing may for example be wholly or partially made of one or more plastic materials.

Die Druckmessvorrichtung weist weiterhin mindestens ein auf mindestens einem Schaltungsträger angeordnetes Drucksensorelement auf. Bei dem Drucksensorelement kann es sich beispielsweise um ein mikromechanisches Drucksensorelement handeln und/oder um mindestens ein Drucksensorelement, wie es beispielsweise in dem oben beschriebenen Stand der Technik ausgeführt ist. Insbesondere kann das Drucksensorelement mindestens einen Drucksensorchip umfassen. Der Drucksensorchip kann beispielsweise ganz oder teilweise aus einem Halbleitermaterial hergestellt sein. Das Drucksensorelement kann allgemein beispielsweise mindestens einen drucksensitiven und/oder dehnungssensitiven und/oder verformungssensitiven elektrischen Widerstand umfassen, dessen Widerstandswert erfasst werden kann. The pressure measuring device furthermore has at least one pressure sensor element arranged on at least one circuit carrier. The pressure sensor element can be, for example, a micromechanical pressure sensor element and / or at least one pressure sensor element, as it is embodied for example in the above-described prior art. In particular, the pressure sensor element may comprise at least one pressure sensor chip. The pressure sensor chip may for example be wholly or partially made of a semiconductor material. The pressure sensor element can generally comprise, for example, at least one pressure-sensitive and / or strain-sensitive and / or deformation-sensitive electrical resistance whose resistance value can be detected.

Bei dem Schaltungsträger kann es sich insbesondere um einen plattenförmigen Schaltungsträger handeln, beispielsweise eine Leiterplatte. Der Schaltungsträger kann insbesondere, wie unten noch näher ausgeführt wird, ganz oder teilweise aus einem keramischen Material hergestellt sein. Auch andere Materialien sind jedoch grundsätzlich möglich. The circuit carrier may in particular be a plate-shaped circuit carrier, for example a printed circuit board. In particular, as will be explained in more detail below, the circuit carrier may be wholly or partially made of a ceramic material. However, other materials are possible in principle.

Der Schaltungsträger trägt weiterhin mindestens ein elektronisches Bauelement. Insbesondere kann es sich hierbei um ein elektronisches Bauelement einer Ansteuer- und/oder Auswerteschaltung der Druckmessvorrichtung handeln. Beispielsweise kann eine Ansteuer- und/oder Auswerteschaltung vorgesehen sein, um mindestens ein elektrisches Signal und/oder mindestens eine Eigenschaft des Drucksensorelements zu erfassen. Beispielsweise kann das elektronische Bauelement ein oder mehrere passive elektronische Bauelemente umfassen, beispielsweise einen oder mehrere Kondensatoren. Alternativ oder zusätzlich kann das elektronische Bauelement jedoch auch ein oder mehrere elektronische Bauelemente umfassen. Insbesondere kann das elektronische Bauelement mindestens einen integrierten Schaltkreis, insbesondere einen anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis (application-specific integrated circuit, ASIC), umfassen. Der Schaltungsträger ist durch mindestens eine stoffschlüssige Verbindung mit dem Gehäusebasisteil verbunden, insbesondere über eine Verklebung. The circuit carrier further carries at least one electronic component. In particular, this may be an electronic component of a control and / or evaluation circuit of the pressure measuring device. For example, a control and / or evaluation circuit may be provided to detect at least one electrical signal and / or at least one property of the pressure sensor element. For example, the electronic component may comprise one or more passive electronic components, for example one or more capacitors. Alternatively or additionally, however, the electronic component may also comprise one or more electronic components. In particular, the electronic component may comprise at least one integrated circuit, in particular an application-specific integrated circuit (ASIC). The circuit carrier is connected by at least one cohesive connection with the housing base part, in particular via a bond.

Die Druckmessvorrichtung weist mindestens einen Elektronikraum und mindestens einen ersten Druckraum in dem Gehäuse auf. Unter einem Elektronikraum ist allgemein ein Raum zu verstehen, in welchem mindestens ein elektronisches Bauelement, beispielsweise das elektronische Bauelement, welches von dem Schaltungsträger getragen wird, angeordnet ist. Unter einem Druckraum ist allgemein ein mit einem definierten Druck beaufschlagbarer Raum in dem Gehäuse zu verstehen, vorzugsweise ein druckdicht abgeschlossener Raum, welcher beispielsweise von außen oder auch von innen mit einem Druck beaufschlagbar ist. Im Folgenden werden die Bezeichnungen „erster“ und „zweiter“ als reine Nomenklatur verwendet, ohne hierdurch eine Rangfolge vorzugeben. Weiterhin wird beispielsweise die Bezeichnung „erster“ Druckraum verwendet, ohne dass notwendigerweise ein zweiter Druckraum oder auch weitere Druckräume vorhanden sein müssen. The pressure measuring device has at least one electronics compartment and at least one first pressure chamber in the housing. An electronics compartment generally refers to a space in which at least one electronic component, for example the electronic component, which is carried by the circuit carrier, is arranged. A pressure chamber is generally to be understood as meaning a space which can be acted upon by a defined pressure in the housing, preferably a pressure-tight closed space which can be acted upon, for example, from the outside or also from the inside with a pressure. In the following, the terms "first" and "second" will be used as a pure nomenclature without precedence. Furthermore, for example, the term "first" pressure chamber is used without necessarily a second pressure chamber or other pressure chambers must be present.

Der erste Druckraum ist von außen mit einem ersten Druck beaufschlagbar. Unter dem Ausdruck „von außen“ ist dabei allgemein eine Beaufschlagung aus mindestens einem außerhalb des Gehäuses angeordneten Messraum zu verstehen, beispielsweise einem Messraum, welcher in einem Bauelement eine Kraftfahrzeugs angeordnet sein kann. Die Druckbeaufschlagung des ersten Druckraums von außen kann beispielsweise über mindestens einen ersten Druckstutzen erfolgen. The first pressure chamber can be acted upon from the outside with a first pressure. The expression "from the outside" generally means an application of at least one measuring space arranged outside the housing, for example a measuring space, which can be arranged in a component of a motor vehicle. The pressurization of the first pressure chamber from the outside can take place, for example, via at least one first pressure port.

Das elektronische Bauelement ist in dem Elektronikraum aufgenommen. Der erste Druckraum und der Elektronikraum sind jeweils durch das Gehäusebasisteil und den Schaltungsträger begrenzt. Dies bedeutet, dass der Druckraum und der Elektronikraum jeweils durch mindestens eine von dem Gehäusebasisteil bereitgestellte erste Wandfläche und durch mindestens eine von dem Schaltungsträger bereitgestellte zweite Wandfläche begrenzt und vorzugsweise abgeschlossen werden. Vorzugsweise sind der Druckraum und der Elektronikraum jeweils nur durch das Gehäusebasisteil und den Schaltungsträger begrenzt, so dass ein Kontakt mit weiteren Elementen nicht besteht, ausgenommen gegebenenfalls eines zwischen dem Gehäusebasisteil und dem Schaltungsteil angeordneten Klebstoffs. The electronic component is accommodated in the electronics compartment. The first pressure chamber and the electronics compartment are each bounded by the housing base part and the circuit carrier. This means that the pressure chamber and the electronics compartment are each limited and preferably terminated by at least one first wall surface provided by the housing base part and by at least one second wall surface provided by the circuit carrier. Preferably, the pressure chamber and the electronics compartment are each limited only by the housing base part and the circuit carrier, so that contact with other elements does not exist, except where appropriate, an arranged between the housing base part and the circuit part adhesive.

Weiterhin sind der erste Druckraum und der Elektronikraum durch mindestens ein Dichtelement des Gehäusebasisteils gegeneinander abgedichtet. Unter einer Abdichtung ist dabei allgemein eine technische Ausgestaltung zu verstehen, bei welcher zumindest weitgehend verhindert wird, dass auch über einen längeren Zeitraum, Medien wie beispielsweise Luft und/oder Abgase zwischen den gegeneinander abgedichteten Räumen ausgetauscht werden können und beispielsweise von dem ersten Druckraum in den Elektronikraum eindringen können. Furthermore, the first pressure chamber and the electronics compartment are sealed against each other by at least one sealing element of the housing base part. Under a seal is generally a technical design to understand in which at least largely prevents that even over a longer period of time, media such as air and / or exhaust gases between the mutually sealed rooms can be replaced and, for example, from the first pressure chamber in the Electronics room can penetrate.

Die Druckmessvorrichtung kann insbesondere mindestens einen zweiten Druckraum aufweisen, welcher vorzugsweise von dem ersten Druckraum und besonders bevorzugt auch von dem Elektronikraum getrennt ausgebildet ist und welcher vorzugsweise gegen den ersten Druckraum und besonders bevorzugt auch gegen den Elektronikraum abgedichtet ist. Das Drucksensorelement kann insbesondere eingerichtet sein, um einen Differenzdruck zwischen dem ersten Druckraum und dem zweiten Druckraum zu erfassen. Beispielsweise kann dementsprechend das Drucksensorelement in und/oder an mindestens einer Öffnung zwischen dem ersten Druckraum und dem zweiten Druckraum angeordnet sein. The pressure measuring device may in particular have at least one second pressure chamber, which is preferably formed separately from the first pressure chamber and more preferably also from the electronics compartment and which is preferably sealed against the first pressure chamber and more preferably also against the electronics compartment. The pressure sensor element may in particular be designed to detect a differential pressure between the first pressure chamber and the second pressure chamber. For example, accordingly, the pressure sensor element can be arranged in and / or at least one opening between the first pressure chamber and the second pressure chamber.

Der zweite Druckraum kann von außen mit mindestens einem zweiten Druck beaufschlagbar sein. Beispielsweise kann der erste Druckraum mit einem ersten Druck aus einem ersten Messraum beaufschlagbar sein, und der zweite Druckraum kann mit einem zweiten Druck aus einem zweiten Messraum beaufschlagbar sein, wobei der erste Messraum und der zweite Messraum insbesondere getrennt ausgebildet sein können. Auch die Beaufschlagung des zweiten Druckraums mit dem zweiten Druck kann insbesondere über mindestens einen Druckstutzen erfolgen, welcher im Folgenden auch als zweiter Druckstutzen bezeichnet wird.The second pressure chamber can be acted upon from the outside with at least a second pressure. For example, the first pressure chamber can be acted upon by a first pressure from a first measuring chamber, and the second pressure chamber can be acted upon with a second pressure from a second measuring chamber, wherein the first measuring chamber and the second measuring chamber can be formed separately in particular. The pressurization of the second pressure chamber with the second pressure can also take place in particular via at least one pressure port, which is also referred to below as the second pressure port.

Das Gehäuse kann weiterhin mindestens ein Deckelteil aufweisen. Unter einem Deckelteil ist allgemein ein Element zu verstehen, welches von außen auf das Gehäuse aufgesetzt werden kann, um auf diese Weise ein Teil des Gehäuses zu werden. Das Deckelteil kann insbesondere mindestens einen Innenraum des Gehäuses ganz oder teilweise verschließen. Beispielsweise kann das Deckelteil auf das Gehäusebasisteil aufgesetzt werden.The housing may further comprise at least one cover part. Under a cover member is generally to understand an element which can be placed on the outside of the housing to be in this way a part of the housing. In particular, the cover part can completely or partially close at least one interior of the housing. For example, the cover part can be placed on the housing base part.

Der zweite Druckraum kann insbesondere durch den Schaltungsträger und das Deckelteil begrenzt sein. Analog zur Begrenzung des ersten Druckraums und des Elektronikraums durch das Gehäusebasisteil und den Schaltungsträger bedeutet dies, dass der Schaltungsträger mindestens eine erste Wandfläche des zweiten Druckraums bereitstellt und das Deckelteil mindestens eine zweite Wandfläche des zweiten Druckraums. Besonders bevorzugt sind dies die einzigen Wandflächen, durch welche der zweite Druckraum begrenzt wird, so dass ein Medium in dem zweiten Druckraum vorzugsweise wiederum ausschließlich mit diesen Wandflächen in Kontakt kommt, sowie gegebenenfalls noch mindestens einem Klebstoff, welcher optional zwischen dem Deckelteil und dem Schaltungsträger vorhanden sein kann, in Kontakt kommt. Bevorzugt ist jedoch eine Verbindung zwischen dem Deckelteil und dem Schaltungsträger Klebstofffrei ausgestaltet.The second pressure chamber can be limited in particular by the circuit carrier and the cover part. Analogous to the limitation of the first pressure chamber and the electronics compartment through the housing base part and the circuit carrier, this means that the circuit carrier provides at least a first wall surface of the second pressure chamber and the cover part at least a second wall surface of the second pressure chamber. These are particularly preferably the only wall surfaces through which the second pressure chamber is delimited so that a medium in the second pressure chamber preferably again comes into contact exclusively with these wall surfaces, and possibly also at least one adhesive which optionally exists between the cover part and the circuit carrier can be in contact. Preferably, however, a connection between the cover part and the circuit substrate is configured adhesive-free.

Das Deckelteil kann insbesondere mit dem Gehäusebasisteil verbunden sein, vorzugsweise über mindestens eine stoffschlüssige Verbindung und besonders bevorzugt über mindestens eine Schweißverbindung. Beispielsweise kann das Deckelteil ebenfalls ganz oder teilweise aus mindestens einem Kunststoffmaterial hergestellt sein, so kann die mindestens eine Schweißverbindung beispielsweise mindestens eine Kunststoff-Schweißverbindung umfassen. Besonders bevorzugt kann die Schweißverbindung allgemein mindestens eine Ultraschall-Schweißverbindung umfassen. The cover part may in particular be connected to the housing base part, preferably via at least one cohesive connection and particularly preferably via at least one welded connection. For example, the cover part may also be wholly or partially made of at least one plastic material, so the at least one welded joint, for example, comprise at least one plastic welded joint. More preferably, the weld joint may generally include at least one ultrasonic weld joint.

Das Deckelteil kann insbesondere über mindestens ein Halteelement das Trägerelement gegen das Gehäusebasisteil pressen. Zu diesem Zweck kann das Deckelteil beispielsweise mindestens ein Halteelement aufweisen, beispielsweise mindestens einen Niederhalter in Form mindestens eines Vorsprungs, welcher von dem Deckelteil vorsteht. Das Deckelteil kann insbesondere Klebstoff-frei auf das Trägerelement einwirken. In particular, the cover part can press the carrier element against the housing base part via at least one holding element. For this purpose, the cover part, for example, have at least one holding element, for example at least one hold-down in the form of at least one projection, which projects from the cover part. The cover part can act in particular adhesive-free on the support member.

Das Deckelteil und das Gehäusebasisteil können insbesondere mindestens einen Innenraum des Gehäuses gegenüber einem Außenraum abschießen. Der erste Druckraum, der zweite Druckraum und der Elektronikraum können insbesondere durch die stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Schaltungsträger und dem Gehäusebasisteil gegeneinander abgedichtet sein. Der Schaltungsträger kann insbesondere zwischen dem ersten Druckraum und dem zweiten Druckraum mindestens eine Differenzdruckbohrung aufweisen, beispielsweise eine runde und/oder polygonale Bohrung, welche sich vorzugsweise senkrecht durch den Schaltungsträger hindurch erstreckt. Das Drucksensorelement kann die Differenzdruckbohrung insbesondere zumindest teilweise abdichten. So kann beispielsweise das Drucksensorelement in dem ersten Druckraum auf dem Schaltungsträger aufsitzen und dabei die Differenzdruckbohrung überdecken.The cover part and the housing base part can in particular shoot down at least one interior of the housing with respect to an exterior space. The first pressure chamber, the second pressure chamber and the electronics compartment can be sealed against each other, in particular by the cohesive connection between the circuit carrier and the housing base part. The circuit carrier may in particular have at least one differential pressure bore between the first pressure chamber and the second pressure chamber, for example a round and / or polygonal bore, which preferably extends perpendicularly through the circuit carrier. The pressure sensor element can at least partially seal the differential pressure bore. Thus, for example, sit the pressure sensor element in the first pressure chamber on the circuit board and thereby cover the differential pressure hole.

Der Schaltungsträger kann insbesondere zumindest teilweise aus einem keramischen Material hergestellt sein. So kann der Schaltungsträger insbesondere mindestens eine keramische Leiterplatte umfassen. Allgemein kann der Schaltungsträger mindestens eine Leiterplatte umfassen, welche beispielsweise eine oder mehrere Leiterbahnen und/oder eine oder mehrere Durchkontaktierungen und/oder eine oder mehrere Kontaktstellen, beispielsweise Kontaktpads, umfassen kann.The circuit carrier may in particular be made at least partially of a ceramic material. For example, the circuit carrier may comprise at least one ceramic circuit board. In general, the circuit carrier may comprise at least one printed circuit board, which may comprise, for example, one or more printed conductors and / or one or more plated-through holes and / or one or more contact pads, for example contact pads.

Auf dem Schaltungsträger kann beispielsweise mindestens ein elektrischer Kontakt angeordnet sein. Beispielsweise kann es sich hierbei um mindestens ein Kontaktpad auf mindestens einer Oberfläche handeln. Dieser mindestens eine elektrische Kontakt kann insbesondere mindestens ein in dem Elektronikraum angeordneter elektrischer Kontakt sein oder einen auf diese Weise angeordneten elektrischen Kontakt umfassen. Der elektrische Kontakt kann insbesondere direkt oder über mindestens ein elektrisches Zwischenelement gegen mindestens einen elektrischen Gegenkontakt des Gehäusebasisteils gepresst werden, wobei der elektrische Gegenkontakt mit dem elektrischen Anschlusskontakt verbunden ist und wobei eine elektrische Verbindung zwischen dem elektrischen Kontakt des Schaltungsträgers und dem elektrischen Anschlusskontakt hergestellt ist. Auf diese Weise kann durch eine entsprechende Pressung und/oder durch einen Kraftschluss und/oder einen Formschluss die elektrische Verbindung zwischen dem elektrischen Kontakt und dem elektrischen Anschlusskontakt hergestellt sein. Diese elektrische Verbindung kann vorzugsweise Lot-frei und/oder frei von stoffschlüssigen Verbindungen hergestellt sein, beispielsweise durch eine reine mechanische Verbindung. Der elektrische Kontakt des Schaltungsträgers kann beispielsweise über mindestens ein elektrisches Zwischenelement in Form mindestens eines Federkontaktelements gegen den elektrischen Gegenkontakt des Gehäusebasisteils gepresst werden, insbesondere über mindestens eine S-Feder. Das Zwischenelement kann auch ganz oder teilweise Bestandteil des Schaltungsträgers sein und/oder mit dem Schaltungsträger verbunden sein, beispielsweise indem die mindestens eine S-Feder oder eine andere Art von Zwischenelement an dem mindestens einen elektrischen Kontakt angebunden ist, beispielsweise stoffschlüssig. Alternativ oder zusätzlich kann das mindestens eine Zwischenelement jedoch auch ganz oder teilweise mit dem elektrischen Gegenkontakt verbunden sein, so dass dieses beispielsweise beim Zusammenpressen des Schaltungsträgers und des Gehäusebasisteils mit dem elektrischen Kontakt des Schaltungsträgers in Berührung kommt.For example, at least one electrical contact may be arranged on the circuit carrier. For example, this may be at least one contact pad on at least one surface. This at least one electrical contact may, in particular, be at least one electrical contact arranged in the electronics compartment or comprise an electrical contact arranged in this way. The electrical contact can in particular be pressed directly or via at least one electrical intermediate element against at least one electrical mating contact of the housing base part, wherein the electrical mating contact is connected to the electrical connection contact and wherein an electrical connection between the electrical contact of the circuit carrier and the electrical connection contact is made. In this way, by an appropriate pressure and / or by a frictional connection and / or a form fit the electrical connection between the electrical contact and the electrical connection contact can be made. This electrical connection may preferably be made solder-free and / or free of cohesive connections, for example by a pure mechanical connection. The electric Contact of the circuit carrier can be pressed for example via at least one electrical intermediate element in the form of at least one spring contact element against the electrical mating contact of the housing base part, in particular via at least one S-spring. The intermediate element may also be wholly or partly part of the circuit carrier and / or be connected to the circuit carrier, for example by the at least one S-spring or other type of intermediate element is connected to the at least one electrical contact, for example, materially. Alternatively or additionally, however, the at least one intermediate element can also be wholly or partially connected to the electrical mating contact, so that it comes into contact, for example, with the electrical contact of the circuit carrier when the circuit carrier and the housing base part are pressed together.

Wiederum alternativ oder zusätzlich kann ein elektrischer Kontakt jedoch auch durch mindestens eine stoffschlüssige Verbindung hergestellt sein oder hergestellt werden. So kann der elektrische Kontakt beispielsweise über mindestens eine elektrisch leitfähige stoffschlüssige Verbindung, beispielsweise mindestens einen Leitkleber, mit mindestens einem elektrischen Gegenkontakt des Gehäusebasisteils verbunden sein, wobei beispielsweise gleichzeitig eine mechanische und eine elektrisch leitfähige Verbindung hergestellt sein kann. Wiederum kann der elektrische Gegenkontakt mit dem elektrischen Anschlusskontakt verbunden sein, wobei eine elektrische Verbindung zwischen dem elektrischen Kontakt des Schaltungsträgers und dem elektrischen Anschlusskontakt hergestellt ist. Alternativ oder zusätzlich kann der mindestens eine elektrische Kontakt auch beispielsweise direkt mittels mindestens einer elektrisch leitenden stoffschlüssigen Verbindung, beispielsweise mindestens eines Leitklebers, mit dem elektrischen Anschlusskontakt verbunden sein. Again, alternatively or additionally, however, an electrical contact can also be produced or produced by at least one cohesive connection. For example, the electrical contact may be connected to at least one electrical mating contact of the housing base part via at least one electrically conductive cohesive connection, for example at least one conductive adhesive, wherein, for example, at the same time a mechanical and an electrically conductive connection can be made. Again, the electrical mating contact may be connected to the electrical connection contact, wherein an electrical connection between the electrical contact of the circuit carrier and the electrical connection contact is made. Alternatively or additionally, the at least one electrical contact can also be connected, for example, directly to the electrical connection contact by means of at least one electrically conductive cohesive connection, for example at least one conductive adhesive.

Allgemein kann die Druckmessvorrichtung derart ausgestaltet sein, dass der Schaltungsträger über mindestens ein weiteres Gehäuseteil des Gehäuses, welches vorzugsweise getrennt von dem Gehäusebasisteil ausgebildet ist, mit einem Druck beaufschlagt wird. Wie oben ausgeführt, kann dies insbesondere ein Deckelteil sein, vorzugsweise das Deckelteil, durch welches auch der optionale zweite Druckraum gebildet wird. Diese Druckbeaufschlagung kann allgemein derart erfolgen, dass die Pressung des elektrischen Kontakts auf den elektrischen Gegenkontakt bewirkt oder zumindest verstärkt wird.In general, the pressure measuring device can be designed such that the circuit carrier is acted upon by at least one further housing part of the housing, which is preferably formed separately from the housing base part, with a pressure. As stated above, this may in particular be a cover part, preferably the cover part, through which the optional second pressure chamber is also formed. This pressurization can generally be carried out in such a way that the pressing of the electrical contact on the electrical counter-contact is effected or at least amplified.

Das Gehäuse kann, wie oben ausgeführt, insbesondere zumindest teilweise aus einem Kunststoffmaterial hergestellt sein. The housing may, as stated above, in particular be made at least partially of a plastic material.

Das elektronische Bauelement kann, wie oben ebenfalls ausgeführt, insbesondere einen integrierten Schaltkreis umfassen, insbesondere mindestens einen anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis (ASIC).The electronic component can, as also stated above, in particular comprise an integrated circuit, in particular at least one application-specific integrated circuit (ASIC).

Das elektronische Bauelement und das Drucksensorelement können insbesondere auf einer dem Gehäusebasisteil zuweisenden Seite des Schaltungsträgers angeordnet sein. Das Gehäusebasisteil kann beispielsweise eine erste Vertiefung und mindestens eine zweite Vertiefung aufweisen, wobei das Drucksensorelement in die erste Vertiefung hineinragt und wobei das elektronische Bauelement, beispielsweise der ASIC, in die zweite Vertiefung hineinragt. Die erste Vertiefung und die zweite Vertiefung können insbesondere durch das Dichtelement voneinander getrennt sein. Insbesondere kann das Dichtelement mindestens ein in dem Gehäusebasisteil ausgebildetes Dichtschwert und/oder mindestens einen in dem Gehäusebasisteil ausgebildeten Dichtsteg aufweisen. So können beispielsweise die erste Vertiefung und die zweite Vertiefung durch das Dichtschwert und/oder den Dichtsteg getrennt sein, wobei der Dichtsteg vorzugsweise gegen den Schaltungsträger gepresst wird und/oder mit dem Schaltungsträger durch eine Klebeverbindung verklebt ist, so dass beispielsweise ein optionaler Spalt zwischen dem Dichtsteg und dem Schaltungsträger durch die Klebeverbindung abgedichtet ist.The electronic component and the pressure sensor element may in particular be arranged on a side of the circuit carrier facing the housing base part. The housing base part may, for example, have a first depression and at least one second depression, wherein the pressure sensor element projects into the first depression and wherein the electronic component, for example the ASIC, protrudes into the second depression. The first recess and the second recess can be separated from each other in particular by the sealing element. In particular, the sealing element may have at least one sealing blade formed in the housing base part and / or at least one sealing web formed in the housing base part. Thus, for example, the first recess and the second recess may be separated by the sealing blade and / or the sealing web, wherein the sealing web is preferably pressed against the circuit carrier and / or glued to the circuit substrate by an adhesive bond, so that, for example, an optional gap between the Seal and the circuit board is sealed by the adhesive bond.

Das Drucksensorelement kann insbesondere zumindest teilweise durch mindestens ein Schutzgel abgedeckt sein. Das Schutzgel kann insbesondere lateral durch mindestens einen auf dem Schaltungsträger aufsitzenden Gelrahmen, beispielsweise einen Kunststoffrahmen, in seiner Ausbreitung begrenzt sein. The pressure sensor element may in particular be at least partially covered by at least one protective gel. The protective gel can be limited in particular laterally by at least one mounted on the circuit board gel frame, such as a plastic frame in its spread.

In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eine Druckmessvorrichtung gemäß einer oder mehreren der vorangehend oder nachfolgend noch näher beschriebenen Ausgestaltungen vorgeschlagen. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte, welche vorzugsweise, jedoch nicht notwendigerweise, in der dargestellten Reihenfolge durchgeführt werden. Das Verfahren kann darüber hinaus weitere nicht genannte Verfahrensschritte umfassen. Weiterhin können auch einzelne oder mehrere der genannten Verfahrensschritte zeitlich überlappend und/oder gleichzeitig und/oder wiederholt durchgeführt werden. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte:

  • – Bereitstellen des Gehäusebasisteils;
  • – Bereitstellen des Schaltungsträgers mit dem Drucksensorelement und dem elektronischen Bauelement;
  • – Auftragen eines Klebstoffs auf mindestens eines der Elemente der Gruppe bestehend aus dem Gehäusebasisteil und dem Schaltungsträger;
  • – Verkleben des Schaltungsträgers mit dem Gehäusebasisteil, wobei der erste Druckraum und der Elektronikraum gebildet werden und gegeneinander abgedichtet werden.
In another aspect of the present invention, a method for manufacturing a pressure measuring device according to one or more of the embodiments described above or below is proposed. The method comprises the following steps, which are preferably, but not necessarily, performed in the illustrated order. The method may further comprise further process steps not mentioned. Furthermore, one or more of the mentioned method steps can also be performed overlapping in time and / or simultaneously and / or repeatedly. The method comprises the following steps:
  • - Providing the housing base part;
  • - Providing the circuit substrate with the pressure sensor element and the electronic component;
  • - Applying an adhesive on at least one of the elements of the group consisting of the housing base part and the circuit carrier;
  • - Gluing the circuit substrate to the housing base part, wherein the first pressure chamber and the electronics compartment are formed and sealed against each other.

Das Verfahren kann insbesondere weiterhin mindestens einen Verfahrensschritt umfassen, wobei mindestens ein Deckelteil aufgebracht wird, wobei der optionale zweite Druckraum gebildet wird. Das Deckelteil kann insbesondere derart mit dem Gehäusebasisteil verbunden werden, dass dieses einen Druck auf den Schaltungsträger ausübt und diesen Schaltungsträger gegen das Gehäusebasisteil presst. Eine Verbindung zwischen dem Deckelteil und dem Schaltungsträger kann insbesondere Klebstoff-frei ausgeführt werden. Das Deckelteil kann insbesondere vor einem Aushärten oder zumindest vor einem vollständigen Aushärten des Klebstoffs aufgebracht werden, so dass beispielsweise der Schaltungsträger über den Klebstoff zunächst locker auf das Gehäusebasisteil aufgesetzt wird und anschließend in einem Zustand, in welchem der Klebstoff zumindest noch nicht vollständig ausgehärtet ist, durch das Deckelteil auf das Gehäusebasisteil aufgepresst wird. Anschließend kann ein Aushärten des Klebstoffs erfolgen.The method may in particular further comprise at least one method step, wherein at least one cover part is applied, wherein the optional second pressure chamber is formed. The cover part can in particular be connected to the housing base part in such a way that it exerts a pressure on the circuit carrier and presses this circuit carrier against the housing base part. A connection between the cover part and the circuit carrier can be carried out in particular adhesive-free. The cover part can in particular be applied prior to curing or at least prior to complete curing of the adhesive, so that, for example, the circuit carrier is first loosely placed on the housing base part via the adhesive and then in a state in which the adhesive is at least not completely cured, is pressed by the cover part on the housing base part. Subsequently, a curing of the adhesive can take place.

Bei dem Aufbringen des Klebstoffs kann beispielsweise mindestens ein erster Kleberahmen zwischen dem Gehäusebasisteil und dem Schaltungsträger entstehen, welcher den ersten Druckraum abdichtet. Weiterhin kann mindestens ein zweiter Kleberahmen entstehen, welcher den Elektronikraum abdichtet. Allgemein kann die Druckmessvorrichtung also derart ausgestaltet sein, dass der erste Druckraum und/oder der Elektronikraum durch mindestens einen Kleberahmen zwischen dem Gehäusebasisteil und dem Schaltungsträger abgedichtet sind.In the application of the adhesive, for example, at least one first adhesive frame between the housing base part and the circuit carrier can be formed, which seals the first pressure chamber. Furthermore, at least a second adhesive frame may be created, which seals the electronics compartment. In general, the pressure measuring device can thus be designed such that the first pressure chamber and / or the electronics compartment are sealed by at least one adhesive frame between the housing base part and the circuit carrier.

Das Deckelteil und das Gehäusebasisteil können insbesondere durch ein Schweißverfahren verbunden werden, insbesondere durch ein Kunststoffschweißverfahren und/oder durch ein Ultraschallschweißverfahren.The cover part and the housing base part can in particular be connected by a welding method, in particular by a plastic welding method and / or by an ultrasonic welding method.

Die erfindungsgemäße Druckmessvorrichtung kann insbesondere in einem Kraftfahrzeug eingesetzt werden. Insbesondere kann die Druckmessvorrichtung eingesetzt werden in einer Abgasaufbereitungsvorrichtung eines Kraftfahrzeugs, insbesondere in einem Partikelfilter und besonders bevorzugt in einem Dieselpartikelfilter. Dementsprechend kann die Druckmessvorrichtung beispielsweise eingesetzt werden, um einen Betriebszustand einer Abgasaufbereitungsvorrichtung, beispielsweise einen Betriebszustand eines Dieselpartikelfilters, zu analysieren und/oder um eine Diagnose der Abgasaufbereitungsvorrichtung durchzuführen. The pressure measuring device according to the invention can be used in particular in a motor vehicle. In particular, the pressure measuring device can be used in an exhaust gas treatment device of a motor vehicle, in particular in a particulate filter and particularly preferably in a diesel particulate filter. Accordingly, the pressure measuring device may be used, for example, to analyze an operating state of an exhaust gas treatment device, such as an operating state of a diesel particulate filter, and / or to perform a diagnosis of the exhaust gas treatment device.

Die oben vorgeschlagene Druckmessvorrichtung und das oben vorgeschlagene Herstellungsverfahren weisen gegenüber bekannten Druckmessvorrichtungen und bekannten Verfahren eine Vielzahl von Vorteilen auf. So lässt sich allgemein eine medienresistente Druckmessvorrichtung herstellen, welche sich beispielsweise als Dieselpartikelfilter-Drucksensor einsetzen lässt. Dabei lässt sich auch ein Grundkonzept mit einem Keramikhybrid, also einem zumindest teilweise keramischen Schaltungsträger, realisieren. Weiterhin lässt sich eine Medientrennung zwischen dem elektronischen Bauelement, insbesondere dem ASIC und dem Drucksensorelement realisieren. Die Druckmessvorrichtung lässt sich derart herstellen, dass weitgehend identische Prozesse zu bekannten Verfahren eingesetzt werden können. Dabei kann jedoch ein zweiter Klebe- und Härteschritt, welcher bei einer Deckelklebung bei herkömmlichen Druckmessvorrichtungen in der Regel erforderlich ist, entfallen und/oder durch die oben beschriebene optionale Schweißung ersetzt werden, beispielsweise die preiswerte Ultraschallschweißung. Auf diese Weise lässt sich beispielsweise die oben beschriebene Dichtigkeit und Abdichtung zwischen den Druckräumen und/oder zwischen den Druckräumen und dem Elektronikraum oder allgemein eine Abdichtung der Druckmessvorrichtung ohne zweite Klebung realisieren. Insbesondere trägt dies der Tatsache Rechnung, dass eine Ultraschallschweißung von Kunststoff auf Keramik in der Regel nicht möglich ist. Das Verfahren kann somit insbesondere derart durchgeführt werden, dass eine Deckelklebung entfallen kann, und dass eine Abdichtung des ersten Druckraums zu dem Elektronikraum durch die in der Regel ohnehin vorhandene Hybridklebung realisiert wird. Hierdurch lassen sich Fertigungsprozesse erheblich vereinfachen.The above-proposed pressure measuring device and the above-proposed manufacturing method have a variety of advantages over known pressure measuring devices and known methods. Thus, in general, a media-resistant pressure measuring device can be produced, which can be used, for example, as a diesel particle filter pressure sensor. In this case, a basic concept can be realized with a ceramic hybrid, that is, an at least partially ceramic circuit carrier. Furthermore, a media separation between the electronic component, in particular the ASIC and the pressure sensor element can be realized. The pressure measuring device can be produced in such a way that largely identical processes to known methods can be used. In this case, however, a second adhesive and hardening step, which is usually required in the case of a cover adhesive in conventional pressure measuring devices, can be dispensed with and / or replaced by the optional welding described above, for example the inexpensive ultrasonic welding. In this way, for example, the above-described tightness and sealing between the pressure chambers and / or between the pressure chambers and the electronics compartment or generally a seal of the pressure measuring device can be realized without second gluing. In particular, this reflects the fact that an ultrasonic welding of plastic on ceramic is usually not possible. The method can thus be carried out in particular in such a way that a cover adhesive can be omitted, and that a sealing of the first pressure chamber to the electronics compartment is realized by the hybrid bonding, which is generally present anyway. As a result, manufacturing processes can be greatly simplified.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Weitere Einzelheiten und Merkmale bevorzugter Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele.Further details and features of preferred embodiments of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments.

Es zeigen:Show it:

1 eine Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Druckmessvorrichtung; und 1 a sectional view of an embodiment of a pressure measuring device according to the invention; and

2 eine Explosionsdarstellung des Ausführungsbeispiels gemäß 1. 2 an exploded view of the embodiment according to 1 ,

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

In den 1 und 2 ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Druckmessvorrichtung 110 dargestellt. Dabei zeigt 1 eine Schnittdarstellung durch die Druckmessvorrichtung 110, wohingegen 2 eine Explosionsdarstellung zeigt, anhand derer gleichzeitig ein mögliches Zusammenbaukonzept der Druckmessvorrichtung 110 erkennbar ist. Der Zusammenbau wird durch die in 2 eingezeichneten Pfeile 112 (Montage) symbolisiert. Beide Darstellungen werden im Folgenden gemeinsam beschrieben.In the 1 and 2 is an embodiment of a pressure measuring device according to the invention 110 shown. It shows 1 a sectional view through the pressure measuring device 110 , whereas 2 an exploded view shows, based on which at the same time a possible assembly concept of the pressure measuring device 110 is recognizable. The assembly is done by the in 2 drawn arrows 112 (Assembly) symbolizes. Both representations are described together below.

Die Druckmessvorrichtung 110 weist ein Gehäuse 114 auf. Das Gehäuse 114 wiederum ist mehrteilig ausgestaltet und umfasst ein Gehäusebasisteil 116 und ein Deckelteil 118. Gehäusebasisteil 116 und Deckelteil 118 können beispielsweise aus einem oder mehreren Kunststoffwerkstoffen hergestellt sein.The pressure measuring device 110 has a housing 114 on. The housing 114 in turn, is designed in several parts and comprises a housing base part 116 and a lid part 118 , Housing base part 116 and lid part 118 For example, they may be made of one or more plastic materials.

Das Gehäusebasisteil 116 kann, wie insbesondere aus 1 erkennbar ist, mindestens einen elektrischen Anschlusskontakt 120 umfassen, welcher beispielsweise Bestandteil eines Steckers 122 der Druckmessvorrichtung 110 sein kann.The housing base part 116 can, in particular, look like 1 it can be seen, at least one electrical connection contact 120 include, for example, part of a plug 122 the pressure measuring device 110 can be.

In dem Gebäusebasisteil 116 sind in dem dargestellten Ausführungsbeispiel eine erste Vertiefung 124 und eine zweite Vertiefung 126 ausgebildet, welche durch ein Dichtelement 128 in Form eines Dichtschwerts 130 voneinander getrennt sind. Das Dichtschwert 130 bildet gemeinsam mit einem Rand 132 des Gehäusebasisteils 116 eine vorzugsweise ebene Auflagefläche 134, auf der ein Schaltungsträger 136, vorzugsweise ein keramischer Schaltungsträger 136, aufliegt. Dieser keramische Schaltungsträger 136 wird im Folgenden auch als Hybrid bezeichnet.In the building base part 116 are in the illustrated embodiment, a first recess 124 and a second recess 126 formed, which by a sealing element 128 in the form of a sealing sword 130 are separated from each other. The sealing sword 130 forms together with a border 132 of the housing base part 116 a preferably flat bearing surface 134 on which a circuit carrier 136 , preferably a ceramic circuit carrier 136 , rests on. This ceramic circuit carrier 136 is also referred to below as a hybrid.

Auf dem Schaltungsträger 136 sind auf einer dem Gehäusebasisteil 116 zuweisenden Seite mindestens ein Drucksensorelement 138 und mindestens ein elektronisches Bauelement 140, beispielsweise mindestens ein ASIC 142, angeordnet. Beispielsweise kann das Drucksensorelement 138 eine Differenzdruckbohrung 144 abdecken, welche sich durch den Schaltungsträger 136 hindurch erstreckt. Das Drucksensorelement 138 weist somit der ersten Vertiefung 124 zu. Das elektronische Bauelement 140, wobei auch mehrere elektronische Bauelemente 140 vorgesehen sein können, weist der zweiten Vertiefung 126 zu. Das Drucksensorelement 138 kann vorzugsweise auf einer der ersten Vertiefung 124 zuweisenden Seite durch ein Gel 146 abgedeckt sein, welches beispielsweise lateral durch mindestens ein Gelrähmchen 148, beispielsweise einen auf dem Schaltungsträger 136 aufsitzenden Kunststoffrahmen, an seiner Ausbreitung gehindert sein kann. Das elektronische Bauelement 140 kann, wie in 1 angedeutet, weiterhin durch eine Schutzabdeckung vollständig oder teilweise abgedeckt sein, beispielsweise durch einen Glob Top 150.On the circuit board 136 are on one of the housing base part 116 assigning side at least one pressure sensor element 138 and at least one electronic component 140 for example at least one ASIC 142 arranged. For example, the pressure sensor element 138 a differential pressure hole 144 cover, which is through the circuit carrier 136 extends through. The pressure sensor element 138 thus indicates the first depression 124 to. The electronic component 140 , where also several electronic components 140 can be provided has the second recess 126 to. The pressure sensor element 138 may preferably be on one of the first recess 124 assigning side by a gel 146 be covered, for example, laterally by at least one Gelrähmchen 148 , for example one on the circuit carrier 136 seated plastic frame, may be hindered from spreading. The electronic component 140 can, as in 1 indicated, further be covered by a protective cover completely or partially, for example, by a Glob Top 150 ,

Der Schaltungsträger 136 ist derart auf das Gehäusebasisteil 116 aufgebracht, dass dieser auf der Auflagefläche 134 aufliegt. Zwischen der Auflagefläche 134 und dem Schaltungsträger ist ein Klebstoff 152 vorgesehen, welcher die erste Vertiefung 124 und die zweite Vertiefung 126 vollständig umrahmt und welcher in 2 gestrichelt dargestellt ist. Durch diesen Klebstoff 152, das Gehäusebasisteil 116 und den Schaltungsträger 136 werden ein erster Druckraum 154 und ein Elektronikraum 156 gebildet, welche gegeneinander abgedichtet sind. Der erste Druckraum 154 ist, wie in 2 erkennbar ist, durch einen ersten Druckstutzen 158 mit einem ersten Druck (in den Figuren mit P1 bezeichnet) von außen beaufschlagbar.The circuit carrier 136 is so on the Gehäusebasisteil 116 applied that on the support surface 134 rests. Between the support surface 134 and the circuit carrier is an adhesive 152 provided, which is the first recess 124 and the second well 126 completely framed and which in 2 is shown in dashed lines. Through this glue 152 , the housing base part 116 and the circuit carrier 136 become a first pressure chamber 154 and an electronics room 156 formed, which are sealed against each other. The first pressure room 154 is how in 2 can be seen through a first discharge nozzle 158 with a first pressure (in the figures with P 1 ) from the outside acted upon.

Der Schaltungsträger 136 weist vorzugsweise mindestens ein in dem Elektronikraum 156 angeordneten elektrischen Kontakt 160 auf. Beispielsweise kann dieser elektrische Kontakt 160 mindestens ein Kontaktpad umfassen. Auf diesem elektrischen Kontakt 160 kann beispielsweise ein Zwischenelement 162 in Form eines Federelements angeordnet sein, beispielsweise in Form einer S-Feder. Wird der Schaltungsträger 136 gegen die Auflagefläche 134 gepresst, so wird das Zwischenelement 162 gegen einen elektrischen Gegenkontakt 164 innerhalb der zweiten Vertiefung 126 gepresst, welcher mit dem elektrischen Anschlusskontakt 120 elektrisch leitend verbunden ist. Auf diese Weise entsteht eine elektrische Verbindung zwischen dem elektrischen Kontakt 160 und dem elektrischen Anschlusskontakt 120. Der elektrische Gegenkontakt 164 kann beispielsweise eine oder mehrere Kontaktflächen umfassen, wie insbesondere in 2 erkennbar ist.The circuit carrier 136 preferably has at least one in the electronics compartment 156 arranged electrical contact 160 on. For example, this electrical contact 160 include at least one contact pad. On this electrical contact 160 For example, an intermediate element 162 be arranged in the form of a spring element, for example in the form of an S-spring. Will the circuit carrier 136 against the support surface 134 pressed, so is the intermediate element 162 against an electrical counter contact 164 within the second well 126 pressed, which with the electrical connection contact 120 is electrically connected. This creates an electrical connection between the electrical contact 160 and the electrical connection contact 120 , The electrical counter contact 164 For example, it may include one or more contact surfaces, such as in particular 2 is recognizable.

Das Gehäuse 114 weist, wie oben erläutert, weiterhin das Deckelteil 118 auf. Dieses Deckelteil 118 umfasst einen Rand 166, vorzugsweise einen umlaufenden Rand 166, welcher auf einem Gehäuserand 168 des Gehäusebasisteils 116 aufliegt. Das Deckelteil 118 und das Gehäusebasisteil 116 können beispielsweise durch eine Schweißverbindung 170 miteinander verbunden sein, vorzugsweise eine Ultraschallschweißverbindung. The housing 114 has, as explained above, continue the lid part 118 on. This cover part 118 includes a border 166 , preferably a peripheral edge 166 which is on a case edge 168 of the housing base part 116 rests. The lid part 118 and the housing base part 116 For example, by a welded joint 170 be connected to each other, preferably an ultrasonic welding connection.

Weiterhin weist das Deckelteil 118 vorzugsweise mindestens ein Halteelement 172 auf, beispielsweise einen Niederhalter. Dieses Halteelement 172 kann beispielsweise über den Rand 166 vorstehen und kann auf eine dem Deckelteil 118 zuweisende Seite des Schaltungsträgers 136 drücken, um so den Schaltungsträger 136 gegen das Gehäusebasisteil 116 zu pressen. Das Halteelement 172, insbesondere der Niederhalter, können beispielsweise als umlaufender Rand und/oder als einer oder mehrere vorstehende längliche oder punktförmige Vorsprünge und/oder als Säulen ausgestaltet sein. Auch andere Ausgestaltungen des Halteelements 172 sind denkbar.Furthermore, the cover part 118 preferably at least one retaining element 172 on, for example, a hold-down. This holding element 172 for example, over the edge 166 protrude and can on a the lid part 118 assigning side of the circuit board 136 press to make the circuit carrier 136 against the housing base part 116 to squeeze. The holding element 172 , In particular, the hold-down, for example, as a peripheral edge and / or as one or more protruding elongated or punctiform projections and / or be designed as columns. Other embodiments of the retaining element 172 are conceivable.

In dem Deckelteil 118 ist weiterhin vorzugsweise eine dritte Vertiefung 174 ausgebildet. Nach Aufsetzen des Deckelteils 118 auf das Gehäusebasisteil 116 bildet sich in dieser dritten Vertiefung 174 ein zweiter Druckraum 176, welcher durch den Schaltungsträger 136 und das Deckelteil 118 gebildet wird. Dieser optionale zweite Druckraum 176 ist, vorzugsweise über mindestens einen zweiten Druckstutzen 178, mit einem zweiten Druck beaufschlagbar, welcher in den Figuren auch mit P2 bezeichnet ist. Mittels des Drucksensorelements 138 und über die Differenzdruckbohrung 144 kann ein Differenzdruck P1 – P2 oder P2 – P1 zwischen den Druckräumen 154 und 176 erfasst werden. Eine Druckverbindung zwischen dem zweiten Druckstutzen 178 und dem zweiten Druckraum 176 kann beispielsweise durch mindestens eine in 2 dargestellte Druckzuführung 180 folgen, welche beispielsweise in dem Gehäusebasisteil 116 ausgebildet sein kann. Diese kann beispielsweise auf einer von den Druckstutzen 158, 178 abgewandten Rückseite des Gehäusebasisteils 116 angeordnet sein.In the lid part 118 is furthermore preferably a third depression 174 educated. To Placing the lid part 118 on the housing base part 116 forms in this third depression 174 a second pressure chamber 176 passing through the circuit carrier 136 and the lid part 118 is formed. This optional second pressure chamber 176 is, preferably via at least one second discharge nozzle 178 , acted upon by a second pressure, which is also designated in the figures with P 2 . By means of the pressure sensor element 138 and about the differential pressure hole 144 may be a differential pressure P 1 - P 2 or P 2 - P 1 between the pressure chambers 154 and 176 be recorded. A pressure connection between the second discharge nozzle 178 and the second pressure chamber 176 For example, by at least one in 2 shown pressure supply 180 which, for example, in the housing base part 116 can be trained. This can, for example, on one of the discharge nozzle 158 . 178 remote from the back of the housing base part 116 be arranged.

Die in den 1 und 2 dargestellte Druckmessvorrichtung 110 kann beispielsweise mittels eines Aufbaukonzept realisiert werden, bei welchem zunächst ein Schaltungsträger 136, vorzugsweise ein bestückter Schaltungsträger, beispielsweise ein bestücktes Keramikhybrid, optional mit einem oder mehreren Kondensatoren und/oder einem oder mehreren Drucksensorelementen 138 im Gelrähmchen 148 und mit dem ASIC 142 unter dem Glob Top 150, mit der Vorderseite, also der bestückten Seite, nach unten in das Gehäusebasisteil 116 eingebaut wird. Die Kontaktierung kann über die ein oder mehreren Zwischenelemente 162 beispielsweise in Form elastischer S-Federn erfolgen. Derartige S-Federn sind grundsätzlich aus herkömmlichen Hochdrucksensorkonzepten bekannt. Die Abdichtung zwischen dem Elektronikraum 156 und dem ersten Druckraum 154 kann auf der Hybridvorderseite durch das, vorzugsweise in das Gehäuse 114 integrierte Dichtschwert 130 erfolgen. Der zweite Druck (hier mit P2 bezeichnet) beaufschlagt vorzugsweise die gesamte Hybridrückseite und gelangt über die Differenzdruckbohrung 144 zum Drucksensorelement 138.The in the 1 and 2 illustrated pressure measuring device 110 can be realized for example by means of a design concept, in which initially a circuit carrier 136 , preferably a populated circuit carrier, for example a populated ceramic hybrid, optionally with one or more capacitors and / or one or more pressure sensor elements 138 in the yard 148 and with the ASIC 142 under the Glob Top 150 , with the front side, so the equipped side, down into the housing base part 116 is installed. The contacting may be via the one or more intermediate elements 162 for example in the form of elastic S-springs. Such S springs are basically known from conventional high pressure sensor concepts. The seal between the electronics room 156 and the first pressure chamber 154 can on the hybrid front through the, preferably in the housing 114 integrated sealing sword 130 respectively. The second pressure (here designated P 2 ) preferably acts on the entire hybrid rear side and passes over the differential pressure bore 144 to the pressure sensor element 138 ,

Beispielsweise können zur Herstellung der in den 1 und 2 dargestellten Druckmessvorrichtungen 110 folgende Fertigungsschritte verwendet werden, welche vorzugsweise, jedoch nicht notwendigerweise, in der dargestellten Reihenfolge durchgeführt werden:

  • – Auftragen des Klebstoffs 152 für die Hybrid- und Schwertklebung, beispielsweise mittels eines Dispenserverfahrens (siehe beispielsweise 2 und die schraffierte Fläche);
  • – Auflegen des Schaltungsträgers 136 auf die Auflagefläche 134 bzw. den Klebstoff 152, wobei das Auflegen vorzugsweise lose erfolgt;
  • – Aufsetzen des Deckelteils 118 und Verbinden des Deckelteils 118 mit dem Gehäusebasisteil 116, vorzugsweise durch ein Schweißverfahren und insbesondere durch Ultraschallschweißung;
  • – Aushärten des Klebstoffs 152.
For example, for the preparation of in the 1 and 2 illustrated pressure measuring devices 110 the following manufacturing steps are used, which are preferably, but not necessarily, carried out in the order shown:
  • - Apply the adhesive 152 for hybrid and Schwertklebung, for example by means of a Dispenserverfahrens (see, for example 2 and the hatched area);
  • - placing the circuit board 136 on the support surface 134 or the adhesive 152 wherein the laying preferably takes place loosely;
  • - Place the cover part 118 and connecting the lid part 118 with the housing base part 116 , preferably by a welding process and in particular by ultrasonic welding;
  • - curing of the adhesive 152 ,

Bei dem vorletzten genannten Verfahrensschritt wird vorzugsweise der Hybrid über das mindestens eine Halteelement 172 in sein Kleberbett gedrückt und fixiert. Der elektrische Kontakt stellt sich vorzugsweise aufgrund der bevorzugten S-Federn automatisch ein, welche für die Herstellung des elektrischen Kontakts auf den elektrischen Gegenkontakt 164 gepresst werden.In the method step mentioned last but one, the hybrid is preferably via the at least one holding element 172 pressed into his adhesive bed and fixed. The electrical contact is preferably adjusted automatically due to the preferred S-springs, which for the preparation of the electrical contact on the electrical mating contact 164 be pressed.

Die Druckmessvorrichtung 110 gemäß dem in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel oder auch gemäß anderen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung kann allgemein insbesondere als Differenzdrucksensor für niedrige Drücke eingesetzt werden, beispielsweise für Drücke, insbesondere Differenzdrücke, unterhalb von 100 bar, vorzugsweise Drücke unterhalb von 10 bar, beispielsweise Differenzdrücke bis typischerweise 1 bar.The pressure measuring device 110 according to the in the 1 and 2 illustrated embodiment or according to other embodiments of the present invention can generally be used in particular as a differential pressure sensor for low pressures, for example for pressures, in particular differential pressures, below 100 bar, preferably pressures below 10 bar, for example differential pressures to typically 1 bar.

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Claims (10)

Druckmessvorrichtung (110), umfassend ein Gehäuse (114) mit einem Gehäusebasisteil (116), wobei das Gehäusebasisteil (116) mindestens einen elektrischen Anschlusskontakt (120) zur elektrischen Kontaktierung der Druckmessvorrichtung (110) aufweist, weiterhin umfassend mindestens ein auf mindestens einem Schaltungsträger (136) angeordnetes Drucksensorelement (138), wobei der Schaltungsträger (136) weiterhin mindestens ein elektronisches Bauelement (140) trägt, wobei der Schaltungsträger (136) durch mindestens eine stoffschlüssige Verbindung mit den Gehäusebasisteil (116) verbunden ist, wobei die Druckmessvorrichtung (110) mindestens einen Elektronikraum (156) und mindestens einen ersten Druckraum (154) in dem Gehäuse (114) aufweist, wobei der erste Druckraum (154) von außen mit einem ersten Druck beaufschlagbar ist und wobei das elektronische Bauelement (140) in dem Elektronikraum (156) aufgenommen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Druckraum (154) und der Elektronikraum (156) jeweils durch das Gehäusebasisteil (116) und den Schaltungsträger (136) begrenzt sind und durch mindestens ein Dichtelement (128) des Gehäusebasisteils (116) gegeneinander abgedichtet sind.Pressure measuring device ( 110 ), comprising a housing ( 114 ) with a housing base part ( 116 ), wherein the housing base part ( 116 ) at least one electrical connection contact ( 120 ) for electrical contacting of the pressure measuring device ( 110 ), further comprising at least one on at least one circuit carrier ( 136 ) arranged pressure sensor element ( 138 ), wherein the circuit carrier ( 136 ) at least one electronic component ( 140 ), wherein the circuit carrier ( 136 ) by at least one cohesive connection with the housing base part ( 116 ), the pressure measuring device ( 110 ) at least one electronics room ( 156 ) and at least one first pressure chamber ( 154 ) in the housing ( 114 ), wherein the first pressure chamber ( 154 ) can be acted upon from the outside with a first pressure and wherein the electronic component ( 140 ) in the electronics room ( 156 ), characterized in that the first pressure chamber ( 154 ) and the electronics room ( 156 ) each through the housing base part ( 116 ) and the circuit carrier ( 136 ) are limited by at least one sealing element ( 128 ) of the housing base part ( 116 ) are sealed against each other. Druckmessvorrichtung (110) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Druckmessvorrichtung (110) mindestens einen zweiten Druckraum (176) aufweist, wobei das Drucksensorelement (138) eingerichtet ist, um einen Differenzdruck zwischen dem ersten Druckraum (154) und dem zweiten Druckraum (176) zu erfassen.Pressure measuring device ( 110 ) according to the preceding claim, wherein the pressure measuring device ( 110 ) at least one second pressure space ( 176 ), wherein the pressure sensor element ( 138 ) is adapted to a differential pressure between the first pressure chamber ( 154 ) and the second pressure chamber ( 176 ) capture. Druckmessvorrichtung (110) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das Gehäuse (114) weiterhin mindestens ein Deckelteil (118) aufweist, wobei der zweite Druckraum (176) durch den Schaltungsträger (136) und das Deckelteil (118) begrenzt ist.Pressure measuring device ( 110 ) according to the preceding claim, wherein the housing ( 114 ) at least one cover part ( 118 ), wherein the second pressure chamber ( 176 ) through the circuit carrier ( 136 ) and the lid part ( 118 ) is limited. Druckmessvorrichtung (110) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das Deckelteil (118) mit dem Gehäusebasisteil (116) verbunden ist, wobei das Deckelteil (118) über mindestens ein Halteelement (172) den Schaltungsträger (136) gegen das Gehäusebasisteil (116) presst. Pressure measuring device ( 110 ) according to the preceding claim, wherein the cover part ( 118 ) with the housing base part ( 116 ), wherein the lid part ( 118 ) via at least one retaining element ( 172 ) the circuit carrier ( 136 ) against the housing base part ( 116 ) presses. Druckmessvorrichtung (110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei auf dem Schaltungsträger (136) mindestens ein elektrischer Kontakt (160) angeordnet ist, wobei der elektrische Kontakt (160) direkt oder über mindestens ein elektrisches Zwischenelement (162) gegen mindestens einen elektrischen Gegenkontakt (164) des Gehäusebasisteils (116) gepresst wird, wobei der elektrische Gegenkontakt (164) mit dem elektrischen Anschlusskontakt (120) verbunden ist, wobei eine elektrische Verbindung zwischen dem elektrischen Kontakt des Schaltungsträgers (136) und dem elektrischen Anschlusskontakt (120) hergestellt ist.Pressure measuring device ( 110 ) according to one of the preceding claims, wherein on the circuit carrier ( 136 ) at least one electrical contact ( 160 ), wherein the electrical contact ( 160 ) directly or via at least one electrical intermediate element ( 162 ) against at least one electrical mating contact ( 164 ) of the housing base part ( 116 ) is pressed, wherein the electrical mating contact ( 164 ) with the electrical connection contact ( 120 ), wherein an electrical connection between the electrical contact of the circuit carrier ( 136 ) and the electrical connection contact ( 120 ) is made. Druckmessvorrichtung (110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das elektronische Bauelement (140) mindestens einen integrierten Schaltkreis, insbesondere mindestens einen anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis (142), aufweist.Pressure measuring device ( 110 ) according to one of the preceding claims, wherein the electronic component ( 140 ) at least one integrated circuit, in particular at least one application-specific integrated circuit ( 142 ), having. Druckmessvorrichtung (110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das elektronische Bauelement (140) und das Drucksensorelement (138) auf einer dem Gehäusebasisteil (116) zuweisenden Seite des Schaltungsträgers (136) angeordnet sind.Pressure measuring device ( 110 ) according to one of the preceding claims, wherein the electronic component ( 140 ) and the pressure sensor element ( 138 ) on a housing base part ( 116 ) assigning side of the circuit carrier ( 136 ) are arranged. Druckmessvorrichtung (110) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das Gehäusebasisteil (116) mindestens eine erste Vertiefung (124) und mindestens eine zweite Vertiefung (126) aufweist, wobei das Drucksensorelement (138) in die erste Vertiefung (124) hineinragt und wobei das elektronische Bauelement (140) in die zweite Vertiefung (126) hineinragt.Pressure measuring device ( 110 ) according to the preceding claim, wherein the housing base part ( 116 ) at least one first recess ( 124 ) and at least one second recess ( 126 ), wherein the pressure sensor element ( 138 ) into the first well ( 124 protruding) and wherein the electronic component ( 140 ) into the second recess ( 126 ) protrudes. Druckmessvorrichtung (110) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die erste Vertiefung (124) und die zweite Vertiefung (126) durch das Dichtelement (128) voneinander getrennt sind.Pressure measuring device ( 110 ) according to the preceding claim, wherein the first recess ( 124 ) and the second recess ( 126 ) through the sealing element ( 128 ) are separated from each other. Verfahren zur Herstellung einer Druckmessvorrichtung (110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend die folgenden Schritte: – Bereitstellen des Gehäusebasisteils (116), – Bereitstellen des Schaltungsträgers (136) mit dem Drucksensorelement (138) und dem elektronischen Bauelement (140), – Auftragen eines Klebstoffes (152) auf mindestens eines der Elemente der Gruppe bestehend aus den Gehäusebasisteil (116) und dem Schaltungsträger (136), – Verkleben des Schaltungsträgers (136) mit dem Gehäusebasisteil (116), wobei der erste Druckraum (154) und der Elektronikraum (156) gebildet werden und gegeneinander abgedichtet werden.Method for producing a pressure measuring device ( 110 ) according to one of the preceding claims, comprising the following steps: - providing the housing base part ( 116 ), - providing the circuit carrier ( 136 ) with the pressure sensor element ( 138 ) and the electronic component ( 140 ), - application of an adhesive ( 152 ) on at least one of the elements of the group consisting of the housing base part ( 116 ) and the circuit carrier ( 136 ), - gluing the circuit board ( 136 ) with the housing base part ( 116 ), wherein the first pressure chamber ( 154 ) and the electronics room ( 156 ) are formed and sealed against each other.
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