DE102012208361A1

DE102012208361A1 - Integrierte drucksensordichtung

Info

Publication number: DE102012208361A1
Application number: DE102012208361A
Authority: DE
Inventors: James Sterling; Steven Gross
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2011-05-19
Filing date: 2012-05-18
Publication date: 2013-01-03
Anticipated expiration: 2032-05-19
Also published as: US20120291559A1; DE102012208361B4; CN102786025A; CN102786025B; US8671766B2

Abstract

Manche Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung beziehen sich auf verbesserte Gehäuseanordnungen für Druckerfassungselemente. Statt ein Druckerfassungselement ungeniert auf eine Weise, die esSchmutz und dergleichen anfällig macht, der umliegenden Umgebung auszusetzen, umfassen die hierin offenbarten verbesserten Gehäuseanordnungen eine Abdeckung, die dazu beiträgt, eine Umhüllung um das Druckerfassungselement zu bilden. Die Abdeckung umfasst einen Fluidflusskanal, in dem ein Blockierbauglied angeordnet ist. Der Fluidflusskanal versetzt das Druckerfassungselement in eine Fluidkommunikation mit der äußeren Umgebung, sodass Druckmessungen vorgenommen werden können, während das Blockierbauglied dazu beiträgt, das Druckerfassungselement vor der äußeren Umgebung (z. B. Streudrähten und in gewissem Umfang Schmutz) zu schützen. Auf diese Weise tragen die hierin offenbarten Gehäuseanordnungen dazu bei, genauere und zuverlässigere Druckmessungen zu fördern als bisherige Implementierungen.

Description

Drucksensoren werden in vielen Kontexten verwendet, beispielsweise bei Automobilen, in der Industrie, Medizin, Luftfahrt und in der Unterhaltungselektronik. Beispielsweise werden Drucksensoren im Zusammenhang mit Automobilen dazu verwendet, Luftdruck und Vakuum von Ansaugkrümmern zu messen, und sie können auch beim Einsatz von Airbags und anderen Anwendungen verwendet werden.
Herkömmliche Drucksensoren werden in Integrierte-Schaltung-Gehäuse (IC-Gehäuse, IC = integrated circuit) eingehäust. Jedoch setzen manche herkömmliche IC-Gehäuse ihre Drucksensoren ungeniert der umliegenden Umgebung aus (z. B. der Luft), sodass der Sensor den Umgebungsdruck messen kann. Ungünstigerweise kann es jedoch zu Problemen kommen, wenn der Drucksensor ungeniert der umliegenden Umgebung ausgesetzt wird. Beispielsweise können Streudrähte oder Schmutz von der umliegenden Umgebung in einen physischen Kontakt mit dem freiliegenden Drucksensor kommen und dadurch ungenaue Druckmessungen oder sogar eine Beschädigung des Drucksensors selbst bewirken. Auch wenn herkömmliche Drucksensoren und ihre dazugehörigen Integrierte-Schaltung-Gehäuse in mancherlei Hinsicht ausreichend sind, haben die Erfinder deshalb verbesserte Drucksensoren und zugehörige Gehäuse, wie sie hierin dargelegt sind, ersonnen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, Vorrichtungen und ein Verfahren mit verbesserten Charakteristika zu liefern.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weiterbildungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend bezugnehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 eine isometrische Ansicht eines Gehäusesubstrats, an dem ein Druckerfassungselement angebracht ist;
2 eine isometrische Ansicht eines Gehäusesubstrats, über das eine Abdeckung platziert ist;
3 eine Querschnittsansicht eines Gehäusesubstrats, über das eine Abdeckung platziert ist;
4–9 Draufsichten, Unteransichten und Querschnittsansichten einer Abdeckung gemäß manchen Ausführungsbeispielen;
10A, 10B ein Ausführungsbeispiel, bei dem ein Gehäusesubstrat Nasen umfasst, die entsprechende Ausnehmungen in einer Abdeckung, die über das Gehäusesubstrat passt, in Eingriff nehmen, sodass die Abdeckung an dem Gehäusesubstrat einschnappen bzw. aus demselben herausschnappen kann; und
11 ein Verfahren im Format eines Flussdiagramms gemäß manchen Ausführungsbeispielen.
Der beanspruchte Gegenstand wird nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, wobei durchgehend gleiche Bezugszeichen verwendet werden, um auf gleiche Elemente Bezug zu nehmen. In der folgenden Beschreibung sind der Erläuterung halber zahlreiche spezifische Einzelheiten dargelegt, um ein gründliches Verständnis des beanspruchten Gegenstandes zu vermitteln. Es mag jedoch offensichtlich sein, dass der beanspruchte Gegenstand auch ohne diese spezifischen Einzelheiten praktiziert werden kann.
Manche Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung beziehen sich auf verbesserte Gehäuseanordnungen für Druckerfassungselemente. Statt ein Druckerfassungselement ungeniert auf eine Weise, die es für eine Beschädigung aufgrund von Streudrähten, Schmutz und dergleichen anfällig macht, der umliegenden Umgebung auszusetzen, umfassen die hierin offenbarten verbesserten Gehäuseanordnungen eine Abdeckung, die dazu beiträgt, eine Umhüllung um das Druckerfassungselement zu bilden. Die Abdeckung umfasst einen Fluidflusskanal, in dem ein Blockierbauglied angeordnet ist. Der Fluidflusskanal versetzt das Druckerfassungselement in eine Fluidkommunikation mit der äußeren Umgebung, sodass Druckmessungen vorgenommen werden können, während das Blockierbauglied dazu beiträgt, das Druckerfassungselement vor der äußeren Umgebung (z. B. Streudrähten und in gewissem Umfang Schmutz) zu schützen. Auf diese Weise tragen die hierin offenbarten Gehäuseanordnungen dazu bei, genauere und zuverlässigere Druckmessungen zu fördern als bisherige Implementierungen.
Es wird einleuchten, dass sich der Begriff „Fluid”, wie er hierin verwendet wird, auf jegliche Substanz bezieht, die keine feststehende Gestalt aufweist und die einem Außendruck ohne weiteres nachgibt. Beispielsweise kann ein typisches Fluid ein Gas (z. B. Luft) und/oder eine Flüssigkeit (z. B. Wasser) umfassen. Folglich ist ein Fluidflusskanal, wie er hierin offenbart wird, lediglich dahin gehend strukturiert, zu ermöglichen, dass ein Fluid (z. B. Luft und/oder Wasser) durch denselben hindurchwandert, jedoch nicht unbedingt in beiden Richtungen.
Ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung 100 gemäß manchen Ausführungsbeispielen wird nun kollektiv unter Bezugnahme auf 1 bis 3 beschrieben. Wie nachstehend umfassender einleuchten wird, zeigt 1 ein Gehäusesubstrat 102, an dem ein Druckerfassungselement 104 angebracht ist. 2 zeigt das Gehäusesubstrat 102, über dem eine Abdeckung 106 platziert ist, um um das Druckerfassungselement 104 herum eine Gehäuseumhüllung zu bilden, und 3 zeigt eine Querschnittsansicht des Gehäusesubstrats 102 und der Abdeckung 106 über demselben. Insbesondere umfasst die Abdeckung 106 einen Fluidflusskanal 108, der ein in demselben befindliches Blockierbauglied 110 umfasst. Dieser Fluidflusskanal 108 versetzt das Druckerfassungselement 104 in eine Fluidkommunikation mit der äußeren Umgebung, während das Blockierbauglied 110 dazu beiträgt, das Druckerfassungselement 104 vor der äußeren Umgebung (z. B. Streudrähten und in gewissem Umfang Schmutz) zu schützen. Folglich ermöglicht diese Konfiguration, dass das Druckerfassungselement 104 den Umgebungsdruck zuverlässig und präzise misst. Diese Komponenten werden im Folgenden ausführlicher beschrieben.
Das Gehäusesubstrat 102, das beispielsweise ein Keramik- oder Kunststoffsubstrat sein kann, umfasst eine Anbringoberfläche 112, die dazu konfiguriert ist, dass Druckerfassungselement 104 in Eingriff zu nehmen. Üblicherweise ist die Anbringoberfläche 112 zumindest ungefähr planar und weist einen Oberflächenbereich auf, der einer Fläche des Druckerfassungselements 104 entspricht (oder größer ist als dieselbe). Das Gehäusesubstrat 102 umfasst auch eine Ineingriffnahmeoberfläche 114, die dazu konfiguriert ist, die Abdeckung 106 in Eingriff zu nehmen. Die Ineingriffnahmeoberfläche 114 ist oft oben auf einer Seitenwand 116 positioniert, die sich von einer Gehäusesubstratbasis 118 nach oben erstreckt.
Das Druckerfassungselement 104 ist an der Anbringoberfläche 112 angebracht. Bei dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel umfasst das Druckerfassungselement 104 eine integrierte Schaltung 120 (z. B. ein mikroelektromechanisches System (MEMS – micro electrical-mechanical system), das eine druckempfindliche Membran umfasst) und einen Leiterrahmen oder sonstigen Chipträger 122. Üblicherweise wird der Leiterrahmen oder sonstige Chipträger 122 an die Anbringoberfläche 112 angehaftet, beispielsweise durch Verwendung von Epoxid, Lötmittel, Befestigungsmitteln oder einem sonstigen Bindungselement. Die integrierte Schaltung 120 kann dann durch Verwendung von Epoxid, Lötmittel, Befestigungsmitteln oder einem anderen Bindungselement physisch an den Leiterrahmen oder Chipträger 122 angehaftet werden und kann durch Verwendung von Drahtbonden, Löten oder einer anderen elektrischen Verbindung elektrisch mit dem Leiterrahmen oder Chipträger 122 gekoppelt werden.
Zumindest ein elektrischer Kontakt ist auf einer Außenoberfläche der Gehäuseumhüllung zugänglich und ist dazu konfiguriert, eine elektrische Kommunikation zwischen dem Druckerfassungselement 104 und einer (nicht gezeigten) externen Schaltung bereitzustellen. Bei dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel weist der zumindest eine elektrische Kontakt die Form von acht leitfähigen Anschlussstiften 124 auf, von denen sich jeder durch die Gehäusesubstratseitenwand 116 und/oder -basis 118 erstreckt. Eine Drahtverbindung 126 koppelt jeden Anschlussstift 124 physisch und elektrisch mit einer entsprechenden Bondkontaktstelle auf der integrierten Schaltung 120. Auf diese Weise können Spannungen und Ströme an die und von der integrierten Schaltung 120 (z. B. an einen und von einem MEMS-Drucksensor auf der IC) bezüglich der äußeren Umgebung über die Anschlussstifte 124 kommuniziert werden, wodurch ermöglicht wird, dass Druck genau gemessen wird. Obwohl 1 ein Beispiel zeigt, bei dem die elektrischen Kontakte Anschlussstifte und Drahtverbindungen aufweisen, sind auch andere Anordnungen möglich. Beispielsweise können unter anderem Lötkugelkontakte und/oder Flipchip-Einhäusung mit Kugelrasterarrays verwendet werden. Auch ist es möglich, statt der in 1 veranschaulichten elektrischen Kopplung beispielsweise eine optische Kopplung zu verwenden.
Die Abdeckung 106 nimmt die Ineingriffnahmeoberfläche 114 des Gehäusesubstrats 102 in Eingriff, um um das Druckerfassungselement 104 herum eine Gehäuseumhüllung zu bilden. Eine Lippe 128 kann dazu beitragen, die Abdeckung 106 an dem Substrat 102 zu befestigen. Bei vielen Ausführungsbeispielen ist die Abdeckung 106 gänzlich aus einem flexiblen oder „weichen” Material hergestellt, das eine Abdichtung bildet, wenn es gegen die Ineingriffnahmeoberfläche 114 gedrückt wird. Beispielsweise kann die Abdeckung bei manchen Ausführungsbeispielen aus einem Elastomer hergestellt sein. Beispiele von Elastomeren umfassen Varianten von Gummi (Nitrilkautschuk, Silikonkautschuk, Butylkautschuk, Fluorelastomere), Polyurethanelastomere, Hochtemperatur-Polyolefin, Silikon und thermoplastische Elastomere. Die Weichheit der Abdeckung trägt dazu bei, eine gute Abdichtung zwischen der Abdeckung 106 und dem Substrat 102 zu bilden, und trägt ferner dazu bei, Erschütterungen zwischen denselben einzuschränken, um dazu beizutragen, eine Beschädigung der Anordnung zu verhindern. Bei anderen Ausführungsbeispielen könnte zwischen der Abdeckung 106 und der Ineingriffnahmeoberfläche 114 eine integrierte Dichtung oder sogar eine separate Dichtung (z. B. ein O-Ring) positioniert sein. Im Vergleich dazu, dass man einfach eine weiche Abdeckung nimmt, verkompliziert eine separate Dichtung jedoch eine Herstellung der Gehäuseanordnung 100 in mancherlei Hinsicht aufgrund der zusätzlich benötigten Verarbeitungs- und/oder Montageschritte.
Der Fluidflusskanal 108 ist in der Abdeckung 106 angeordnet und erstreckt sich durch dieselbe hindurch. Bei dem Beispiel der 1 bis 3 umfasst der Fluidflusskanal 108 einen länglichen Kanal 130, der sich von einer Außenoberfläche 132 der Abdeckung 106 linear bis zu einer freiliegenden Oberfläche 134 des Blockierbauglieds 110 erstreckt. Von dem länglichen Kanal 130 aus erstrecken sich Leitungen 136a, 136b entlang gegenüberliegender vertikaler Oberflächen des Blockierbauglieds 110 seitlich und nach unten. Da der Fluidflusskanal 108 „Sprünge macht”, um einen direkten (z. B. Sichtlinien-)Pfad zwischen der äußeren Umgebung und dem Druckerfassungselement 104 zu behindern, bietet der Fluidflusskanal 108 einen gewissen Schutz vor äußeren Objekten, die das Druckerfassungselement 104 möglicherweise beschädigen könnten.
Um zusätzlichen Schutz vor der umliegenden Umgebung zu bieten, kann über dem Druckerfassungselement 104 eine Gel- oder Polymerfilmregion 138 gebildet werden. Diese Gel- oder Filmregion 138, die das Druckerfassungselement 104 einkapselt, liefert eine zusätzliche Schutzbarriere, überträgt jedoch trotzdem noch einen Druck von der umliegenden Umgebung auf das Druckerfassungselement 104. Bei manchen Ausführungsbeispielen kann dieses Gel oder dieser Film (ein) beliebige(s) der folgenden Materialien umfassen, ist jedoch nicht auf diese Materialien beschränkt: Perfluorpolyether/-silikon (Handelsname SIFEL), Fluorelastomer, Fluorsilikon oder Parylen.
4 bis 9 zeigen Darstellungen zusätzlicher Abdeckungen gemäß manchen Ausführungsbeispielen. Welche Fluidflusskanalgeometrie auch immer bei diesen Ausführungsbeispielen verwendet wird, der Fluidflusskanal umfasst ein Blockierbauglied, das dahin gehend positioniert wird, zu verhindern, dass der Fluidflusskanal einen unbehinderten Pfad (z. B. einen linearen Pfad) zwischen der äußeren Umgebung und dem Druckerfassungselement bereitstellt. Dies sind nur wenige Beispiele von Geometrien, die für die Abdeckung und den Fluidflusskanal verwendet werden könnten, und sie sind in keinster Weise einschränkend.
Bei vielen Ausführungsbeispielen weist der Fluidflusskanal eine ausreichende Größe auf, um zu ermöglichen, dass Luft durch denselben fließt, sodass ein Umgebungsdruck gemessen werden kann. Außerdem weist ein Fluidflusskanal oft eine ausreichende Größe auf, um zu einmöglichen, dass Wasser durch denselben fließt (z. B. um ein Abfließen von einer Gehäuseanordnung zu ermöglichen), wodurch eine Wasseransammlung in Gehäusen begrenzt wird. Aufgrund von H₂-Bonding und Wasseradhäsionskräften können Aperturen, die einen Fluidflusskanal definieren, einen Durchmesser von zumindest ungefähr 2,5 mm aufweisen, jedoch können Mindestdurchmesser für derartige Löcher je nach dem Material der Abdeckung, der Dicke der Abdeckung, dem abzulassenden Fluid und anderen Faktoren stark variieren.
4 veranschaulicht eine Abdeckung 400, die eine obere Oberfläche 402 und eine untere Oberfläche 404 umfasst. Die obere Oberfläche 402 umfasst eine mittlere Apertur 406, die den Beginn eines Fluidflusskanals 408, der sich durch die Abdeckung 400 hindurch erstreckt, definiert. Die untere Oberfläche 404 umfasst zwei untere Aperturen 410,412, die kollektiv das Ende des Fluidflusskanals 408 definieren. Der Fluidflusskanal 108 umfasst einen länglichen Kanal 414, der sich von der oberen Oberfläche 402 linear zu einer freiliegenden Oberfläche 416 eines Blockierbauglieds 418 erstreckt. Von dem länglichen Kanal 414 aus erstrecken sich Leitungen 420, 422 entlang gegenüberliegender vertikaler Oberflächen des Blockierbauglieds 418 seitlich und nach unten zu den zwei unteren Aperturen 410, 412.
5 veranschaulicht eine weitere Abdeckung 500, die eine obere Oberfläche 502 und eine untere Oberfläche 504 umfasst. Hier umfasst die obere Oberfläche 502 wiederum eine mittlere Apertur 506, die untere Oberfläche 504 umfasst jedoch lediglich eine untere Apertur 508, wobei ein Fluidflusskanal 510 zwischen den Aperturen 506, 508 definiert ist. Der Fluidflusskanal umfasst einen länglichen Kanal 512, der sich von der Apertur 506 linear zu einer freiliegenden Oberfläche 514 eines Blockierbauglieds 516 erstreckt. Von dem länglichen Kanal 512 aus erstreckt sich lediglich eine Leitung 518 entlang einer einzelnen vertikalen Oberfläche des Blockierbauglieds 516 seitlich und nach unten zu der unteren Apertur 508.
6 veranschaulicht eine weitere Abdeckung 600, die eine obere Oberfläche 602 und eine untere Oberfläche 604 umfasst. Hier umfasst die untere Oberfläche 604 vier Aperturen, die das Ende eines Fluidflusskanals definieren.
7 veranschaulicht eine weitere Abdeckung 700, die eine einzelne Apertur 702 auf einer oberen Abdeckungsoberfläche 704 und eine einzelne Apertur 706 auf einer unteren Abdeckungsoberfläche 708 umfasst, wobei diese Aperturen bezüglich einer Achse, die senkrecht durch die Abdeckung 700 hindurch verläuft, ausgerichtet sind. Um zu verhindern, dass ein direkter linearer Pfad durch die Abdeckung 700 verläuft, ragt ein Blockierbauglied 710 von einer Seitenwand in einen zwischen den Aperturen 702, 706 definierten Fluidflusskanal hinein.
8 veranschaulicht ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem kreisförmige Aperturen verwendet werden. Die Aperturen könnten auch andere Formen aufweisen (z. B. polygonal, oval) und sind nicht auf eine bestimmte Geometrie beschränkt.
9 veranschaulicht eine weitere Abdeckung 900, bei der eine längliche ovale Apertur 902 auf einer oberen Abdeckungsoberfläche 904 vorgesehen ist und kleinere Aperturen 906, 908 auf einer unteren Abdeckungsoberfläche 910 vorgesehen sind. Wie aus den 4 bis 9 hervorgeht, kann eine beliebige Anzahl von Aperturen verwendet werden, und sie können in einer beliebigen Anzahl von Konfigurationen angeordnet werden. Ferner könnten die obere und die untere Oberfläche eines beliebigen bzw. beliebiger der veranschaulichten Ausführungsbeispiele auch „vertauscht” werden (z. B. könnte eine vertauschte Version der 4 zwei Aperturen auf der oberen Oberfläche und eine einzelne Apertur auf der unteren Oberfläche umfassen). Somit ist die obere Oberfläche nicht darauf beschränkt, lediglich eine einzelne Apertur aufzuweisen, wie dies in 4 bis 9 ausdrücklich veranschaulicht ist, sondern sie kann auch zusätzliche Aperturen aufweisen. Jedoch wird man verstehen, dass dann, wenn man weniger Aperturen (oder kleinere Aperturen) auf der oberen Oberfläche aufweist, dies tendenziell bewirkt, dass das Druckerfassungselement in geringerem Umfang einem unerwünschten Eindringen ausgesetzt wird. Falls beispielsweise lediglich eine kleine Apertur auf der oberen Oberfläche vorgesehen ist, ist es im Vergleich zu einem Fall, in dem eine sehr große Apertur (oder viele kleine Aperturen) auf der oberen Oberfläche vorgesehen sind, weniger wahrscheinlich, dass ein Streudraht in diese kleine Apertur eindringt.
10A veranschaulicht ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem ein Gehäusesubstrat 1000 Nasen 1002, 1004 umfasst, die sich von Seitenwänden 1006 bzw. 1008 des Gehäusesubstrats 1000 seitlich erstrecken. Wie in 10B gezeigt ist, nehmen diese Nasen 1002, 1004 entsprechende Ausnehmungen 1010 bzw. 1012 in Lippen 1014 bzw. 1016 einer Abdeckung 1018 in Eingriff. Die Nasen 1002, 1004 und die Ausnehmungen 1010, 1012 sind dahin gehend entworfen, zu ermöglichen, dass die Abdeckung 1018 auf lösbare Weise an dem Gehäusesubstrat 1000 einschnappt bzw. aus demselben herausschnappt.
Die Abdeckungs- und Gehäuseanordnung kann auch in kompliziertere Geometrien geformt werden, um mit den Außenabmessungen vorhandener Dichtungen, die seitens Kunden bei deren Anwendungen verwendet werden, zusammenzupassen. Bei manchen Ausführungsbeispielen kann das geformte Gehäuse ein weiteres Blockierbauglied oder einen sich windenden Pfad umfassen. Da die Abdeckungs- und Gehäuseanordnung jedoch ihren eigenen Fluidkanal umfasst, kann die Gehäuseanordnung den Raum, der für zukünftige Generationen des geformten Gehäuses für die Anwendung des Kunden (z. B. einen Seitentür-Airbag) benötigt wird, verringern. Somit kann die erfindungsgemäße Abdeckungs- und Gehäuseanordnung das Erfordernis, dass der Fluidkanal in der geformten Gehäuseanordnung den Raum für andere Komponenten freimacht, eliminieren oder verringern. Gleichzeitig kann die Abdeckungs- und Gehäuseanordnung aufgrund ihrer geringen Größe dennoch ein direkter Ersatz für geformte Vorläufer-Seitentür-Airbag-Gehäuse sein.
Unter Bezugnahme auf 11 kann man ein Betriebsverfahren 1100 gemäß manchen Ausführungsbeispielen sehen. Obwohl dieses Verfahren 1100 nachstehend als Serie von Handlungen oder Ereignissen veranschaulicht und beschrieben wird, wird die vorliegende Offenbarung nicht durch die veranschaulichte Reihenfolge derartiger Handlungen oder Ereignisse eingeschränkt. Dasselbe gilt für andere hierin offenbarte Verfahren. Beispielsweise können manche Handlungen in einer anderen Reihenfolge als der hierin veranschaulichten und/oder beschriebenen Reihenfolge und/oder gleichzeitig mit anderen Handlungen oder Ereignissen stattfinden. Außerdem sind nicht alle veranschaulichten Handlungen erforderlich, und eine oder mehrere der hierin gezeigten Handlungen kann bzw. können in einer oder mehreren separaten Handlungen oder Phasen durchgeführt werden.
Das Verfahren 1100 beginnt bei 1102, wo ein Gehäusesubstrat bereitgestellt wird. Das Gehäusesubstrat umfasst eine Anbringoberfläche auf demselben.
Bei 1104 wird eine integrierte Druckerfassungsschaltung an der Anbringoberfläche angebracht.
Bei 1106 wird über dem Gehäusesubstrat eine Abdeckung vorgesehen, um eine Gehäuseumhüllung um die integrierte Druckerfassungsschaltung herum zu bilden. Die Abdeckung umfasst einen Fluidflusskanal, der dazu konfiguriert ist, die integrierte Druckerfassungsschaltung in einen Umgebungskontakt mit einer außerhalb der Gehäuseumhüllung liegenden Umgebung zu bringen. Ein Blockierbauglied ist in dem Fluidflusskanal angeordnet und dazu konfiguriert, einen direkten physischen Kontakt zwischen einem Objekt von der äußeren Umgebung und der integrierten Druckerfassungsschaltung zu verhindern.
Obwohl die Offenbarung in Bezug auf eine oder mehrere Implementierungen gezeigt und beschrieben wurde, werden Fachleuten auf der Basis einer Lektüre und eines Verständnisses dieser Spezifikation und der angehängten Zeichnungen äquivalente Abänderungen und Modifikationen einleuchten.
Obwohl Gehäuseanordnungen oben beispielsweise im Zusammenhang damit beschrieben wurden, dass sie eine obere und eine untere Oberfläche aufweisen, die eine oder mehrere Aperturen umfassen, die Eintritts-/Austrittsregionen eines Fluidflusskanals definieren, wird einleuchten, dass Aperturen auch in anderen Regionen der Gehäuseanordnung vorliegen können. Beispielsweise ist die Abdeckung bei manchen Ausführungsbeispielen größer als das Gehäusesubstrat, und sowohl die Eintritts- als auch die Austrittsaperturen befinden sich auf der Unterseite der Abdeckung, sodass eine der „unteren” Aperturen der Umgebung ausgesetzt ist und sich eine andere neben dem Drucksensor befindet. Bei wieder anderen Ausführungsbeispielen ist die Abdeckung dick, was eine Apertur auf der Seite (auf den Seiten) und auch auf der Unterseite ermöglicht. Somit können die Oberflächen der Abdeckung und/oder des Gehäusesubstrats allgemein als erste Oberfläche, zweite Oberfläche, usw. bezeichnet werden, wobei die Attribute „erste”, „zweite” usw. keinerlei Art einer Reihenfolgenbildung oder Platzierung bezüglich anderer Elemente implizieren; vielmehr sind „erste” und „zweite” und andere, ähnliche Attribute lediglich generische Attribute. Außerdem wird einleuchten, dass der Begriff „gekoppelt” eine direkte und indirekte Kopplung umfasst. Die Offenbarung umfasst alle derartigen Modifikationen und Abänderungen und wird lediglich durch den Schutzumfang der folgenden Patentansprüche beschränkt. Insbesondere in Bezug auf die verschiedenen Funktionen, die die oben beschriebenen Komponenten (z. B. Elemente und/oder Ressourcen) erfüllen, ist beabsichtigt, dass die zum Beschreiben derartiger Komponenten verwendeten Begriffe einer beliebigen Komponente entsprechen – wenn nichts anderes angegeben ist – die die angegebene Funktion der beschriebenen Komponente erfüllt (z. B. die funktional äquivalent ist), auch wenn sie zu der offenbarten Struktur, die die Funktion bei den hierin veranschaulichten exemplarischen Implementierungen der Offenbarung erfüllt, strukturell nicht äquivalent ist. Obwohl ein bestimmtes Merkmal der Offenbarung eventuell unter Bezugnahme auf lediglich eine von mehreren Implementierungen offenbart wurde, kann ein derartiges Merkmal außerdem mit einem oder mehreren anderen Merkmalen der anderen Implementierungen kombiniert werden, je nachdem, wie dies für eine beliebige gegebene oder bestimmte Anwendung erwünscht und vorteilhaft sein mag. Außerdem sollen die Artikel „ein(e, r, s)”, wie sie in dieser Anmeldung und den angehängten Patentansprüchen verwendet werden, in der Bedeutung „ein(e, r, s) oder mehrere” ausgelegt werden. Ferner sollen die Begriffe „umfasst”, „haben”, „hat”, „mit” oder Varianten derselben in dem Umfang, wie sie entweder in der ausführlichen Beschreibung oder in den Patentansprüchen verwendet werden, auf ähnliche Weise einschließlich sein wie der Begriff „aufweisen”.

Claims

Vorrichtung, die folgende Merkmale aufweist: ein Gehäusesubstrat (102; 1000), das eine Anbringoberfläche (112) auf demselben umfasst; ein Druckerfassungselement (104), das an der Anbringoberfläche angebracht ist; eine Abdeckung (106), die dazu konfiguriert ist, das Gehäusesubstrat in Eingriff zu nehmen, um eine Gehäuseumhüllung um das Druckerfassungselement herum zu bilden; einen Fluidflusskanal (108), der in der Abdeckung angeordnet und dazu konfiguriert ist, das Druckerfassungselement in einen Umgebungskontakt mit einer außerhalb der Gehäuseumhüllung liegenden Umgebung zu bringen, wodurch ermöglicht wird, dass Fluid von der äußeren Umgebung sowohl in die Gehäuseumhüllung eintritt als auch aus derselben austritt; und ein Blockierbauglied (110), das in dem Fluidflusskanal angeordnet und dazu konfiguriert ist, einen direkten physischen Kontakt zwischen einem Objekt von der äußeren Umgebung und dem Druckerfassungselement zu verhindern.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, bei der das Druckerfassungselement (104) eine integrierte Schaltung aufweist, die ein mikroelektromechanisches System umfasst, das eine Membran aufweist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 2, bei der das Druckerfassungselement (104) einen Leiterrahmen oder Chipträger (122) aufweist, an dem die integrierte Schaltung angebracht ist.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der der Fluidflusskanal bei einer ersten Apertur auf einer ersten Oberfläche der Abdeckung beginnt und bei einer zweiten Apertur auf einer zweiten Oberfläche der Abdeckung endet, wobei der Fluidflusskanal einen nicht-linearen Pfad zwischen der ersten und der zweiten Apertur aufweist.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der der Fluidflusskanal (108) folgende Merkmale aufweist: einen länglichen Kanal (130), der sich von einer Oberfläche (132) der Abdeckung (106) zu einer Oberfläche (134) des Blockierbauglieds (110) linear erstreckt; und zumindest eine Leitung, die sich entlang zumindest einer Oberfläche des Blockierbauglieds seitlich und nach unten erstreckt.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der der Fluidflusskanal (108) folgende Merkmale aufweist: einen länglichen Kanal (130), der sich von einer Oberfläche (132) der Abdeckung (106) zu einer Oberfläche (134) des Blockierbauglieds (110) linear erstreckt; und zumindest zwei Leitungen, die sich entlang zumindest zwei jeweiligen Oberflächen des Blockierbauglieds seitlich und nach unten erstrecken.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, die ferner folgendes Merkmal aufweist: zumindest einen elektrischen Kontakt, der mit der integrierten Druckerfassungsschaltung gekoppelt ist und bezüglich der Gehäuseumhüllung außen zugänglich ist, wobei der elektrische Kontakt dazu konfiguriert ist, eine elektrische Kommunikation zwischen der integrierten Druckerfassungsschaltung und einer außerhalb der Gehäuseumhüllung liegenden Schaltung bereitzustellen.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 5 bis 7, bei der die elektrischen Kontakte zumindest entweder einen leitfähigen Anschlussstift und/oder eine leitfähige kugelartige Struktur aufweisen.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, bei der die Abdeckung und das Gehäusesubstrat derart konfiguriert sind, dass die Abdeckung bezüglich des Gehäusesubstrats (102; 1000) einschnappen beziehungsweise herausschnappen kann.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, bei der das Gehäusesubstrat (102; 1000) folgende Merkmale aufweist: eine periphere Seitenwand, die sich von einer peripheren Basis aus nach oben erstreckt; und eine Nase, die sich von der peripheren Seitenwand aus seitlich erstreckt.
Vorrichtung gemäß Anspruch 10, bei der die Abdeckung (106) folgende Merkmale aufweist: eine Lippe, die sich von einer Unterseite der Abdeckung aus nach unten erstreckt; und eine Ausnehmung, die in der Lippe angeordnet und dazu konfiguriert ist, die Nase in Eingriff zu nehmen, um die Abdeckung mit dem Gehäusesubstrat zu koppeln.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, bei der die Abdeckung flexibel ist, sodass zwischen der Abdeckung und dem Gehäusesubstrat eine Abdichtung gebildet wird.
Vorrichtung gemäß Anspruch 12, bei der die Abdeckung ein Elastomermaterial aufweist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 13, bei der das Elastomermaterial zumindest eines der folgenden Materialien umfasst: Gummi, Nitrilkautschuk, Silikonkautschuk, Butylkautschuk, Fluorelastomer, Polyurethanelastomer, Hochtemperatur-Polyolefin, Silikon oder thermoplastisches Elastomer.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, die ferner folgendes Merkmal aufweist: Epoxid oder Haftmittel, das zwischen dem Gehäusesubstrat und der Abdeckung angeordnet ist, um das Gehäusesubstrat an der Abdeckung zu befestigen.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15, die ferner folgendes Merkmal aufweist: ein Gelregion, die in der Gehäuseumhüllung um das Druckerfassungselement herum gebildet ist.
Verfahren, das folgende Schritte aufweist: Bereitstellen (1102) eines Gehäusesubstrats, das eine Anbringoberfläche auf demselben umfasst; Anbringen (1104) einer integrierten Druckerfassungsschaltung, die an der Anbringoberfläche angebracht ist; Bereitstellen (1106) einer Abdeckung über dem Gehäusesubstrat, um eine Gehäuseumhüllung um die integrierte Druckerfassungsschaltung herum zu bilden, wobei die Abdeckung einen Fluidflusskanal umfasst, der dazu konfiguriert ist, die integrierte Druckerfassungsschaltung in einen Umgebungskontakt mit einer außerhalb der Gehäuseumhüllung liegenden Umgebung zu bringen, und wobei ein Blockierbauglied in dem Fluidflusskanal angeordnet und dazu konfiguriert ist, einen direkten physischen Kontakt zwischen einem Objekt von der äußeren Umgebung und der integrierten Druckerfassungsschaltung zu verhindern.
Verfahren gemäß Anspruch 17, das ferner folgende Schritte aufweist: Bereitstellen zumindest eines elektrischen Kontakts, der bezüglich der Gehäuseumhüllung extern zugänglich und mit der integrierten Druckerfassungsschaltung gekoppelt ist; und Koppeln der integrierten Druckerfassungsschaltung über den zumindest einen elektrischen Kontakt mit einer außerhalb der Gehäuseumhüllung liegenden Schaltung.
Verfahren gemäß Anspruch 18, bei dem der elektrische Kontakt zumindest entweder einen leitfähigen Anschlussstift und/oder eine leitfähige kugelartige Struktur aufweist.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 17 bis 19, bei dem das Bereitstellen der Abdeckung über dem Gehäusesubstrat ein Einschnappen der Abdeckung auf das Gehäusesubstrat aufweist.
Vorrichtung, die folgende Merkmale aufweist: eine Einrichtung zur Druckerfassung eines Drucks einer umliegenden Umgebung; eine Einrichtung zum Umhüllen der Einrichtung zur Druckerfassung; eine Einrichtung, um die Einrichtung zur Druckerfassung in einen Umgebungskontakt mit der umliegenden Umgebung zu bringen, und die sich durch die Einrichtung zum Umhüllen hindurch erstreckt; und eine Einrichtung zum Verhindern eines direkten physischen Kontakts zwischen einem Objekt von der äußeren Umgebung und der Einrichtung zur Druckerfassung.