DE102013212066A1 - Modul für die Integration in ein mobiles Endgerät zur Messung der Umgebungstemperatur - Google Patents

Modul für die Integration in ein mobiles Endgerät zur Messung der Umgebungstemperatur Download PDF

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Abstract

Die vorliegende Erfindung schlägt ein Modul für die Integration in ein mobiles Endgerät zur Abschätzung der Umgebungstemperatur vor, wobei das Modul ein erstes Mittel zur Temperaturmessung und ein zweites Mittel zur Temperaturmessung umfasst, wobei mit dem ersten Mittel zur Temperaturmessung eine erste Temperatur im ersten Bereich und mit dem zweiten Mittel zur Temperaturmessung eine zweite Temperatur im zweiten Bereich messbar ist, wobei das Modul eine Auswertungsvorrichtung umfasst, wobei die Auswertungsvorrichtung derart konfiguriert ist, dass durch die Auswertungsvorrichtung eine für die Abschätzung der Umgebungstemperatur benötigte Temperaturdifferenz zwischen der ersten Temperatur im ersten Bereich und der zweiten Temperatur im zweiten Bereich ermittelbar ist.

Description

  • Stand der Technik
  • Die Erfindung betrifft ein Modul für die Integration in ein mobiles Endgeräts zur Abschätzung der Umgebungstemperatur des mobilen Endgeräts.
  • Die Umgebungstemperatur eines mobilen Endgeräts lässt sich nur eingeschränkt genau mit einem am mobilen Endgerät angeordneten Temperatursensor bestimmen, da die Eigenwärme bzw. die Eigenerwärmung und die thermische Trägheit des mobilen Endgeräts die direkte Messung der Umgebungstemperatur verfälscht. Aus der Druckschrift EP 1 301 014 A1 ist ein Verfahren bekannt, wonach die Temperaturdifferenz zwischen zwei an unterschiedlichen Orten innerhalb des mobilen Endgeräts angeordneten Temperatursensoren dazu verwendet wird, die Umgebungstemperatur des mobilen Endgeräts abzuschätzen. Die Temperatursensoren messen dabei in der Regel unterschiedliche Temperaturen, weil weitere Komponenten bzw. Bauteile des mobilen Endgeräts durch ihren Betrieb Wärmequellen bilden, die dafür sorgen, dass sich über die Erstreckung des mobilen Endgeräts die Temperatur ändert. Zudem besitzen die verschiedenen Komponenten ein unterschiedliche Wärmekapazitäten – was unterschiedliche Reaktionsgeschwindigkeiten ergibt – und sind thermisch unterschiedlich gut an die Umgebung angebunden – wodurch sich unterschiedliche Endtemperaturen ergeben. Beispielsweise wird in der Regel ein im Inneren des mobilen Endgeräts angeordneter Temperatursensor eine höhere Temperatur aufweisen als ein Temperatursensor, der an einem Gehäuse eines mobilen Endgeräts angeordnet ist. Anhand der Temperaturdifferenz zwischen den beiden Temperatursensoren lässt sich dann die Umgebungstemperatur abschätzen. Voraussetzung für eine genaue Abschätzung der Umgebungstemperatur ist dabei eine sorgfältige Kalibrierung, d. h. Modellierung des thermischen Verhaltens des gesamten mobilen Endgeräts. Da die Temperatursensoren in der Regel an unterschiedlichen Orten im mobilen Endgerät angeordnet werden, müsste man in aufwendiger und zeitraubender Weise gerätetypspezifisch für eine sorgfältige Kalibrierung jedes einzelne mobile Endgeräts sorgen. Angesichts der Menge an unterschiedlichen Gerätetypen ist daher die Kalibration kosten und zeitaufwendig.
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, mit der die Umgebungstemperatur von einem mobilen Endgerät in möglichst genauer Weise ermittelt werden kann, wobei sich gleichzeitig der Kalibrationsaufwand in Grenzen hält.
  • Offenbarung der Erfindung
  • In der vorliegenden Erfindung ist ein Modul vorgesehen, das sich in ein mobiles Endgerät integrieren lässt und zur Abschätzung der Umgebungstemperatur verwendbar ist. Als mobiles Endgerät werden nicht nur Mobiltelefone oder Tablets, sondern auch MP3-Player, USB-Sticks und Notebooks verstanden. Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass das Modul ein erstes Mittel zur Temperaturmessung und ein zweites Mittel zur Temperaturmessung umfasst. Das erste Mittel zur Temperaturmessung bzw. das zweite Mittel zur Temperaturmessung können dabei beispielsweise eine Temperaturdiode oder ein temperaturabhängiger Widerstand oder ein anderes temperatursensibles elektrisches Bauteil sein. Während mit dem ersten Mittel zur Temperaturmessung in einem ersten Bereich eine erste Temperatur messbar ist, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass es möglich ist, mit dem zweiten Mittel zur Temperaturmessung eine zweite Temperatur in einem zweiten Bereich zu messen. Darüber hinaus umfasst das erfindungsgemäße Modul eine Auswertevorrichtung, wobei die Auswertungsvorrichtung derart konfiguriert ist, dass eine zur Abschätzung der Umgebungstemperatur notwendige Temperaturdifferenz zwischen der ersten Temperatur im ersten Bereich und der zweiten Temperatur im zweiten Bereich ermittelbar ist. Es ist dabei vorstellbar, dass im Modul jeweils eine zur ersten Temperatur proportionale erste Messgröße und eine zur zweiten Temperatur proportionale zweite Messgröße zur Auswertevorrichtung übermittelbar ist. Es ist aber auch vorstellbar, dass eine direkt zur Temperaturdifferenz proportionale dritte Messgröße an die Auswertevorrichtung übermittelbar ist. Vorzugsweise wird das Modul an das Gerätegehäuse des mobilen Endgeräts angeordnet.
  • Das erfindungsgemäße Modul hat den Vorteil, dass es flexibel in eine Vielzahl von mobilen Endgeräten einbaubar ist. Dadurch ist es in vorteilhafter Weise möglich, die Kalibration im Wesentlichen auf das Modul zu beschränken und den Kosten- und Zeitaufwand für die gerätetypspezifischen Kalibrationen zu reduzieren.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist es vorgesehen, dass die Auswertungsvorrichtung zusätzlich derart konfiguriert ist, dass die Abschätzung der Umgebungstemperatur in Abhängigkeit der Temperaturdifferenz ermittelbar ist. Üblicherweise ist es vorgesehen, dass das Modul über eine Schnittstelle mit dem Rest des mobilen Endgeräts kommuniziert, d.h. Daten austauscht. Es ist dabei vorstellbar, dass beispielsweise die Temperaturdifferenz über die Schnittstelle an das mobile Endgerät übermittelbar ist und ein Prozessor des mobilen Endgeräts zur Abschätzung der Umgebungstemperatur vorgesehen ist. In der bevorzugten Ausführungsform wird die Umgebungstemperatur direkt in der Auswertungsvorrichtung abgeschätzt. Auf diese Weise bleiben das mobile Endgerät und das Modul unabhängig voneinander, wodurch in vorteilhafter Weise keine zusätzlichen Anpassungen des mobilen Endgeräts an das Modul erforderlich sind.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist es vorgesehen, dass die Auswertungsvorrichtung im zweiten Bereich angeordnet ist. Auf diese Weise ist es in vorteilhafter Weise möglich das Modul besonders kompakt und platzsparend zu realisieren. Außerdem ist es in dieser Ausführungsform nur noch erforderlich ein Signal, z.B. den ersten Messwert, zu übermitteln. Dies reduziert in vorteilhafter Weise den Konstruktionsaufwand des Moduls.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, dass der erste Bereich und der zweite Bereich über eine elektrisch leitfähige Verbindung miteinander verbunden sind.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, dass zwischen dem ersten Mittel zur Temperaturmessung und dem zweiten Mittel zur Temperaturmessung ein Trennbereich angeordnet ist. Durch die Variation der Dicke des Trennbereichs lässt sich der Abstand zwischen dem ersten Bereich und dem zweiten Bereich in vorteilhafter Weise verändern. Beispielsweise ist es vorstellbar, dass der Abstand gering gewählt wird, wenn ein möglichst kompaktes und kleindimensioniertes Modul gewünscht ist. Es ist auch vorstellbar, dass durch das Vergrößern des Abstandes zwischen dem ersten und dem zweiten Bereich die Temperaturdifferenz größer wird und daher mit kleineren Proportionalitätsfaktoren gearbeitet werden kann, wodurch die Abschätzung der Umgebungstemperatur in der Regel verbessert wird. Darüber hinaus ist es vorstellbar, dass der Trennbereich zur Abschirmung der Wärme dient, wodurch die Temperaturdifferenz unter Umständen vergrößerbar ist.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, dass der Trennbereich durch einen Kleber oder einen Leitkleber ausgestaltet ist. Auf diese Weise werden in vorteilhafter Weise der erste Temperartursensor, der zweite Temperatursensor und die Auswertungsvorrichtung in vorteilhafter Weise möglichst großflächig miteinander verbunden. Durch das großflächige Verbinden wird auch die Festigkeit der Verbindung von erstem Temperartursensor, zweitem Temperatursensor und der Auswertungsvorrichtung verstärkt gegenüber einen kleinflächigeren Verbindung.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, dass der erste Bereich und der zweite Bereich an gegenüberliegenden Seiten des Moduls angeordnet sind. Auf diese Weise ist es in vorteilhafter Weise möglich, die am weitesten voneinander gelegenen Punkte als ersten und zweiten Bereich festzulegen. Bei einer solchen Wahl ist damit zu rechnen den größten Temperaturunterschied zwischen dem ersten und dem zweiten Bereich in vorteilhafter Weise zu realisieren.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, dass eine weitere Auswertungsvorrichtung im ersten Bereich angeordnet ist. Auf dieser Weise kann in vorteilhafter Weise die erste Temperatur direkt in der weiteren Auswertungsvorrichtung bestimmt und eine vierte Messgröße an die Auswertungsvorrichtung im ersten Bereich übermittelt werden. Insbesondere ist es auch vorstellbar, dass sowohl die Auswertungsvorrichtung als auch die weitere Auswertungsvorrichtung in der Lage sind, die Temperaturdifferenz zu ermitteln bzw. die Umgebungstemperatur abzuschätzen. Beim Ausfall einer Auswertungsvorrichtung wäre das Modul dann in vorteilhafter Weise immer noch funktionstüchtig.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, dass die elektrisch leitende Verbindung durch einen Bonddraht oder einen elektrischen Kontakt realisiert wird. Die Verwendung eines Bonddrahts ermöglicht das flexible Positionieren der Endstücke des Bonddrahts auf der Oberfläche des Moduls, wodurch in vorteilhafter Weise der erste Bereich möglichst weit vom zweiten Bereich entfernt angeordnet werden kann. Durch die Verwendung von Durchkontaktierung kann in vorteilhafter Weise auf den zusätzlichen Platzbedarf eines Bond-Drahts verzichtet werden und ein möglichst kompaktes Modul zur Verfügung gestellt werden.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, dass das erste Mittel zur Temperaturmessung einen temperaturabhängigen Widerstand und/oder eine Temperaturmessdiode und/oder ein anderes temperatursensibles elektrisches Bauteil und/oder das zweite Mittel zur Temperaturmessung einen temperaturabhängigen Widerstand und/oder eine Temperaturmessdiode und/oder ein anderes temperatursensibles elektrisches Bauteil umfasst. Insbesondere ist es vorgesehen solche Bauteile zu verwenden, die in eine Mikrovorrichtung integrierbar sind. Dadurch kann in vorteilhafter Weise das Bauteil möglichst klein dimensioniert werden.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, dass das Modul ein Gehäuse umfasst. Ein solches Gehäuse kann der Abschirmung aller Komponenten des Moduls oder eines Teils der Komponenten des Moduls dienen, wobei die Aufgabe der Abschirmung darin besteht, die von Bauteilen des mobilen Endgeräts auf das Modul pro Zeiteinheit übertragende Wärmemenge zu reduzieren. Außerdem beschützt das Gehäuse das erste Mittel zur Temperaturmessung, das zweite Mittel zur Temperaturmessung, insbesondere die Bonddrähte, und die Auswertungsvorrichtung vor Schäden.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen, sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen entnehmbar.
  • Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Zeichnungen, sowie aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen anhand der Zeichnungen. Die Zeichnungen illustrieren dabei lediglich beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung, welche den wesentlichen Erfindungsgedanken nicht einschränken
  • Kurze Beschreibung der Figuren
  • 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Modul in einer ersten und einer zweiten Ausführungsform mit einem Mold-Gehäuse bzw. einem Metall-Gehäuse.
  • 2 zeigt ein erfindungsgemäßes Modul in einer dritten und vierten Ausführungsform mit einem Mold-Gehäuse bzw. einem Metall-Gehäuse.
  • 3 zeigt ein erfindungsgemäßes Modul in einer fünften Ausführungsform und sechsten Ausführungsform.
  • 4 zeigt ein erfindungsgemäßes Modul in einer siebten Ausführungsform.
  • 5 zeigt verschiedene, prinzipiell realisierbare Schaltungen für eine im Modul angeordnete Auswertungsvorrichtung.
  • 6 zeigt ein erfindungsgemäßes Modul gemäß einer achten Ausführungsform.
  • Ausführungsformen der Erfindung,
  • In den verschiedenen Figuren sind gleiche Teile stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden daher in der Regel auch jeweils nur einmal benannt bzw. erwähnt.
  • In 1 sind zwei erfindungsgemäße Module 1 dargestellt, wobei das linke Modul in einer ersten Ausführungsform ein Mold-Gehäuse 70 und das rechte Modul in einer zweiten Ausführungsform ein Metallgehäuse 71 aufweist. Üblicherweise ist es vorgesehen, dass die Module 1 in ein mobiles Endgerät (hier nicht dargestellt), wie beispielsweise in ein Mobiltelefon oder Tablet, integriert sind. Als mobile Endgeräte können aber auch Laptops, USB-Sticks oder MP3-Player verstanden werden. Den beiden Gehäusen 70 und 71 ist beispielsweise gemeinsam, dass sie eine Öffnung aufweisen. Alternativ sind die beiden Gehäuse 70 und 71, insbesondere vollständig, geschlossen – d.h. insbesondere, dass die beiden Gehäuse 70 und 71 keine Öffnung bzw. Gehäuseöffnung aufweisen. Das in das mobile Endgerät integrierte Modul 1 ist vorzugsweise so platziert, dass die Öffnung des Gehäuses an der Oberfläche des mobilen Endgeräts angeordnet ist bzw. zumindest dorthin zeigt. Vorzugsweise ist das Modul 1 in ein Gerätegehäuse des mobilen Endgeräts integriert. Da das mobile Endgerät, insbesondere durch elektronische Komponenten im Inneren des mobilen Endgeräts, im Betrieb Wärme entwickelt, unterscheidet sich die Temperatur im Inneren des mobilen Endgeräts von dessen Umgebungstemperatur. Durch die Wärmeentwicklung der einzelnen Komponenten kann sich entlang der Erstreckung des mobilen Endgeräts und insbesondere auch über die Erstreckung des Moduls 1 ein Temperaturgradient ausbilden, d. h. es unterscheidet sich eine erste Temperatur in einem ersten Bereich 7 des Moduls von einer zweiten Temperatur in einem zweiten Bereich 8 des Moduls. Zur Erfassung der ersten Temperatur weist das Modul 1 in der ersten und in der zweiten Ausführungsform als erstes Mittel zur Temperaturmessung einen oberen Temperatursensor 10 auf. Die zweite Temperatur im zweiten Bereich 8 wird mit einer Teilvorrichtung 20 ermittelt, die sowohl einen unteren Temperatursensor als auch eine Auswertungsvorrichtung umfasst. Es ist vorstellbar dass es sich bei der Auswertevorrichtung um eine ASIC-Schaltung handelt. Der obere Temperatursensor 10 umfasst beispielsweise einen auf einem Trägermaterial in dem ersten Bereich 7 angeordneten Temperaturfühler. Zwischen dem oberen Temperatursensor 10 und der ASIC-Schaltung mit dem unteren Temperatursensor ist ein Trennbereich angeordnet. In den Modulen gemäß der ersten und der zweiten Ausführungsform wird der Trennbereich durch eine Schicht Kleber 30 geformt. Es ist vorstellbar, dass der Abstand zwischen dem ersten und dem zweiten Mittel zur Temperaturmessung 10 und 20 verkleinert wird, um das Modul 1 so zu dimensionieren, dass es in nahezu jedes mobile Endgerät bzw. zumindest in einer Vielzahl von verschiedenen mobilen Endgeräten einsetzbar ist. Für das erfindungsgemäße Modul 1 ist es weiter vorgesehen, dass die Auswertungsvorrichtung 20 Bestandteil des Moduls 1 ist. In der dargestellten ersten und zweiten Ausführungsform des Moduls 1 erhält die Auswertungsvorrichtung 21 die für die Bestimmung der Temperaturdifferenz notwendigen Messwerte bzw. Signale über einen Bond-Draht 35, der den oberen Temperatursensor 10 mit der Auswertungsvorrichtung elektrisch leitend verbindet. In der dargestellten ersten und zweiten Ausführungsform sind die Module 1 auf einem LGA-Substrat 72 angeordnet, das über eine Schnittstelle 40 mit einer Leiterplatte verknüpfbar ist. Über die Schnittstelle 40 kann die Information über die Temperaturdifferenz oder eine Abschätzung für die Umgebungstemperatur weitergeleitet werden. Zeitlich nach der Übermittlung kann das mobile Endgerät beispielsweise dafür sorgen, dass die abgeschätzte Umgebungstemperatur auf einem Bildschirm dargestellt wird und dem Nutzer des mobilen Endgeräts zugänglich gemacht wird oder die Daten im Gerät für andere Programme über eine Schnittstelle verfügbar gemacht werden.
  • In 2 ist das erfindungsgemäße Modul 1 in einer dritten Ausführungsform mit einem Mold-Gehäuse 70 und in einer vierten Ausführungsform mit einem Metalldeckel 71 dargestellt. Sowohl in der dritten als auch in der vierten Ausführungsform besteht das Modul 1 aus dem Kleber 30, der die Teilvorrichtung 20 (bestehend aus einem zweiten Mittel zur Temperaturmessung und einer ASIC-Schaltung), und das erste Mittel zur Temperaturmessung 10 voneinander trennt. Der erste Bereich 7 mit der ersten Temperatur ist dabei am ersten Mittel zur Temperaturmessung 10 angeordnet, während der zweite Bereich 8 mit der zweiten Temperatur auf der Unterseite der Teilvorrichtung 20 zu finden ist. Dabei ist die Teilvorrichtung 20 als flip-chip ausgestaltet, dessen Kontakte auf der zum LGA-Substrat zugewandten Seite angeordnet sind. Die Kommunikation mit dem ersten Mittel zur Temperaturmessung 10 erfolgt dann indirekt über den Bonddraht 35 und das LGA-Substrat 72. Es ist vorstellbar, dass die Teilvorrichtung 20 des Moduls 1 in der dritten und vierten Ausführungsform nur auf einer Seite Kontaktstellen aufweist. Auch hier lässt sich der Kontakt mit der Leiterplatte mit Hilfe der Schnittstelle 40 herstellen.
  • In 3 sind erfindungsgemäße Module gemäß einer fünften und sechsten Ausführungsform dargestellt. Beide Module weisen als Grundkörper ein Siliziumsubstrat 11 auf und auf der unteren Seite des jeweiligen Moduls ist die Schnittstelle 40 zur Leiterplatte angeordnet. Während bei der links dargestellten fünften Ausführungsform des Moduls 1 die Auswertungsvorrichtung bzw. Logik 21 auf der unteren Seite des Moduls platziert ist, ist die Auswertungsvorrichtung bzw. Logik 21 in der rechts dargestellten sechsten Ausführungsform an der oberen Seite des Moduls 1 angeordnet. Sowohl in der fünften als auch in der sechsten Ausführungsform wird in diesen Ein-Chip-Varianten des Moduls 1 die elektrisch leitende Verbindung durch eine Durchkontaktierung 36 realisiert. Die Durchkontaktierung 36 erlaubt es einerseits die für die Abschätzung der Umgebungstemperatur notwendigen Informationen bzw. Messgrößen zur Auswertungsvorrichtung bzw. Logik 21 zu übermitteln. Andererseits werden weitere Durchkontaktierungen 36 in der rechten Ausführungsform dazu genutzt, um Informationen bzw. Messgrößen an die Schnittstelle 40 zu übermitteln, wobei die Schnittstelle für die Kommunikation des Moduls 1 mit dem mobilen Endgerät vorgesehen ist. Insbesondere ist der erste Bereich 7 mit der ersten Temperatur in der fünften Ausführungsform an der Oberseite des Silizium-Substrats 11 angeordnet. Der zweite Bereich 8 mit der zweiten Temperatur ist dagegen auf der Unterseite des Auswertungsvorrichtung bzw. Logik 21 auf der dem Silizium-Substrat 11 abgewandten Seite angeordnet. In der sechsten Ausführungsform ist der erste Bereich 7 mit der ersten Temperatur an der dem Silizium-Substrat 11 abgewandten Seite angeordnet, während der zweite Bereich 8 mit der zweiten Temperatur an der Unterseite des Silizium-Substrats 11 zur angeordnet ist.
  • In 4 ist ein erfindungsgemäßes Modul 1 in einer siebten Ausführungsform dargestellt. Es handelt sich hierbei um eine Zwei-Chip-Variante des Moduls 1. In dieser Ausführungsform ist es vorgesehen, dass zwischen zwei Silizium-Substraten 11‘ und 11‘‘ ein Leitkleber 30‘ im Trennbereich angeordnet ist – wobei der Trennbereich hier beispielsweise durch eine Schicht des Leitklebers 30‘ gebildet ist. An der Unterseite des unteren Silizium-Substrats 11 ist die Auswertungsvorrichtung bzw. Logik 21 angeordnet. Der zweite Bereich 8 mit der zweiten Temperatur ist ebenfalls an der Unterseite der Auswertungsvorrichtung bzw. Logik 21 zu finden. Der erste Bereich 7 mit der ersten Temperatur ist hingegen auf der oberen Seite des oberen Silizium-Substrats 11‘ lokalisiert. Damit die Informationen bzw. Messwerte zur ersten Temperatur zur Auswertungsvorrichtung bzw. Logik 21 gelangen können, sind Durchkontaktierungen bzw. Leiterbahnen 36 durch beide Silizium-Substrate 11‘ und 11‘‘ vorgesehen. Damit die Informationen auch das Hindernis des Leitklebers überwinden können, sind Punktkontakte 41 im Leitkleber 30‘ realisiert, die die Leiterbahnen 36 des oberen Silizium-Substrats 11‘ mit den Leiterbahnen 36 des unteren Silizium-Substrats 11‘‘ elektrisch leitend verbindet. Alternativ wird anstatt des Leitklebers 30' eine metallische Verbindung, z.B. Lötzinn, verwendet.
  • In 5 sind drei verschiedene, mit einem erfindungsgemäßen Modul prinzipiell realisierbare Schaltungen dargestellt. Die Schaltskizzen umfassen jeweils einen ersten Temperatursensor 60 in Form einer ersten Diode und einen zweiten Temperatursensor 61 in Form einer zweiten Diode. In einer alternativen Ausführungsform kann zur Temperaturbestimmung wahlweise auch ein temperaturabhängiger Widerstand oder ein anderes temperatursensibles elektrisches Bauteil verwendet werden. In der linken Schaltskizze wird eine erste Spannung U1 50, die über dem ersten Temperatursensor abfällt, und eine zweite Spannung U2 50, die über den zweiten Temperatursensor abfällt, in zwei unabhängigen Schaltkreisen gemessen. Der Temperaturunterschied dT ermittelt sich dann unter Berücksichtigung einer Proportionalitätskonstante C zu dT = C·(U2 – U1). In einer zweiten Schaltungsvariante wird die Potentialdifferenz dU 52 differentiell gemessen, d. h. es wird die Spannung gemessen, die insgesamt über die erste und die zweite Temperaturdiode 60 und 61 abfällt, sofern sich die Eingänge bzw. die Ausgänge der Temperaturdioden ein Potential 65 teilen (z.B. dadurch, dass beide Eingänge bzw. beide Ausgänge geerdet werden). Der Temperaturunterschied bestimmt sich dann zu dT = C·dU. In einer erweiterten und rechts dargestellten Schaltungsvariante umfasst die Schaltung zur Verstärkung eine Messbrücke, bestehend aus einem weiteren ersten und einem weiteren zweiten Temperatursensoren 60 und 61.
  • In 6 ist ein Modul gemäß einer achten Ausführungsform dargestellt. Das dargestellte Modul umfasst einen Leitkleber 30‘, der zwischen dem unteren Silizium-Substrat 11‘‘ und dem oberen Silizium-Substrat 11‘ angeordnet ist. An der Oberseite des oberen Silizium-Substrats 11‘ und an der Unterseite des unteren Silizium-Substrats 11‘‘ ist jeweils eine Auswertungsvorrichtung bzw. Logik 21 bzw. 22 angeordnet. Es ist in dieser Ausführungsform vorgesehen, dass sich der erste Bereich 7 mit der ersten Temperatur auf der Oberseite des Moduls und der zweite Bereich 8 mit der zweiten Temperatur auf der Unterseite des Moduls befindet. Da sich sowohl im ersten Bereich als auch im zweiten Bereich jeweils eine Auswertungsvorrichtung bzw. Logik 21 bzw. 22 befindet, ist es möglich die erste Temperatur und die zweite Temperatur jeweils in einer unabhängigen Auswertungsvorrichtung bzw. Logik 21 bzw. 22 zu ermitteln. Zur Kommunikation zwischen den unabhängigen Auswertungsvorrichtungen dienen Durchkontaktierungen 36 des oberen bzw. des unteren Silizium-Substrats 11‘ bzw. 11‘‘. Zur Überwindung des Leitklebers 30‘ sind im Leitkleber 30‘ zwischen dem oberen und dem unteren Silizium-Substrat 11‘ und 11‘‘ Punktkontakte 41 realisiert, die die Durchkontaktierung 36 des unteren Silizium-Substrats 11‘‘ mir der des oberen Silizium-Substrats 11‘ elektrisch leitend verbindet. Alternativ wird anstatt des Leitklebers 30' eine metallische Verbindung, z.B. Lötzinn, verwendet.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • EP 1301014 A1 [0002]

Claims (11)

  1. Modul (1) für die Integration in ein mobiles Endgerät zur Abschätzung der Umgebungstemperatur, wobei das Modul (1) ein erstes Mittel zur Temperaturmessung und ein zweites Mittel zur Temperaturmessung umfasst, wobei mit dem ersten Mittel zur Temperaturmessung eine erste Temperatur im ersten Bereich (7) und mit dem zweiten Mittel zur Temperaturmessung eine zweite Temperatur im zweiten Bereich (8) messbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Modul (1) eine Auswertungsvorrichtung (20, 21) umfasst, wobei die Auswertungsvorrichtung (20, 21) derart konfiguriert ist, dass durch die Auswertungsvorrichtung (20, 21) eine für die Abschätzung der Umgebungstemperatur benötigte Temperaturdifferenz zwischen der ersten Temperatur im ersten Bereich (7) und der zweiten Temperatur im zweiten Bereich (8) ermittelbar ist.
  2. Modul gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertungsvorrichtung (20, 21) zusätzlich derart konfiguriert ist, dass die Abschätzung der Umgebungstemperatur in Abhängigkeit der Temperaturdifferenz ermittelbar ist.
  3. Modul (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertungsvorrichtung im zweiten Bereich (8) angeordnet ist.
  4. Modul gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Bereich (7) und der zweite Bereich (8) über eine elektrisch leitfähige Verbindung (36, 35) direkt oder indirekt miteinander verbunden sind.
  5. Modul (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem ersten Mittel zur Temperaturmessung (10) und dem zweiten Mittel zur Temperaturmessung (20) ein Trennbereich angeordnet ist.
  6. Modul (1) gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Trennbereich durch einen Kleber (30) oder einen Leitkleber (30‘) ausgestaltet ist.
  7. Modul (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Bereich (7) und der zweite Bereich (8) an gegenüberliegenden Seiten des Moduls (1) angeordnet sind.
  8. Modul (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine weitere Auswertungsvorrichtung (22) im ersten Bereich (7) angeordnet ist.
  9. Modul gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch leitende Verbindung (35, 36) durch einen Bonddraht (36) oder Durchkontaktierung (36) realisiert wird.
  10. Modul gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Mittel zur Temperaturmessung (10) einen temperaturabhängigen Widerstand und/oder eine Temperaturmessdiode und/oder ein anderes temperatursensibles elektrisches Bauteil und/oder das zweite Mittel zur Temperaturmessung (20) einen temperaturabhängigen Widerstand und/oder eine Temperaturmessdiode und/oder ein anderes temperatursensibles elektrisches Bauteil umfasst.
  11. Modul (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das Modul (1) zusätzlich ein Gehäuse (70, 71) umfasst, wobei das Gehäuse (70, 71) mindestens an einer Seite offen ist.
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