DE102014218700A1 - Sensor mit variabler Schutzmassendicke - Google Patents

Sensor mit variabler Schutzmassendicke Download PDF

Info

Publication number
DE102014218700A1
DE102014218700A1 DE102014218700.1A DE102014218700A DE102014218700A1 DE 102014218700 A1 DE102014218700 A1 DE 102014218700A1 DE 102014218700 A DE102014218700 A DE 102014218700A DE 102014218700 A1 DE102014218700 A1 DE 102014218700A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
sensor
signal processing
processing circuit
wiring device
signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102014218700.1A
Other languages
English (en)
Inventor
Jasmin Lohmann
Thomas Fischer
Niki Speier
Stefan Günthner
Timo Dietz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Continental Teves AG and Co OHG
Original Assignee
Continental Teves AG and Co OHG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Continental Teves AG and Co OHG filed Critical Continental Teves AG and Co OHG
Priority to DE102014218700.1A priority Critical patent/DE102014218700A1/de
Publication of DE102014218700A1 publication Critical patent/DE102014218700A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/28—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection
    • H01L23/31—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape
    • H01L23/3107—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape the device being completely enclosed
    • H01L23/3135—Double encapsulation or coating and encapsulation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
    • G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
    • G01P15/0802—Details
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/495—Lead-frames or other flat leads
    • H01L23/49568—Lead-frames or other flat leads specifically adapted to facilitate heat dissipation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805—Shape
    • H01L2224/4809—Loop shape
    • H01L2224/48091—Arched
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48135—Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip
    • H01L2224/48137—Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip the bodies being arranged next to each other, e.g. on a common substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48245—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • H01L2224/48247—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic connecting the wire to a bond pad of the item
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/46—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements involving the transfer of heat by flowing fluids
    • H01L23/467—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements involving the transfer of heat by flowing fluids by flowing gases, e.g. air
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/00014—Technical content checked by a classifier the subject-matter covered by the group, the symbol of which is combined with the symbol of this group, being disclosed without further technical details
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/181—Encapsulation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/181—Encapsulation
    • H01L2924/1815—Shape

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Sensor (14) zum Erfassen einer Messgröße (16), umfassend: – einen Messaufnehmer (26) zum Erzeugen eines von der Messgröße (16) abhängigen Gebersignals (38), – eine Signalverarbeitungsschaltung (28), die eingerichtet ist, den Messaufnehmer (26) zur Erzeugung des Gebersignals (38) mit elektrischer Energie (43) zu versorgen und basierend auf dem Gebersignal (38) ein von der Messgröße (16) abhängiges Sensorsignal (40) zu erzeugen, und – eine Verdrahtungseinrichtung (36), auf der der Messaufnehmer (26) und die Signalverarbeitungsschaltung (28) miteinander elektrisch verbunden sind, – wobei die Verdrahtungseinrichtung (36) wärmeleitend mit einem Wärmeableitelement (48) verbunden ist, das eingerichtet ist, Wärmeenergie über die Verdrahtungseinrichtung (36) aus der Signalverarbeitungsschaltung (28) aufzunehmen und an die Umgebung abzugeben.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Sensor zum Erfassen einer Messgröße.
  • Aus der DE 10 2006 002 350 A1 ist ein Sensor in Form eines Inertialsensors bekannt, der eingerichtet ist eine Messgröße in Form von Inertialgrößen in drei verschiedenen räumlichen Achsen zu erfassen.
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung Sensoren zu verbessern.
  • Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfasst ein Sensor zum Erfassen einer Messgröße einen Messaufnehmer zum Erzeugen eines von der Messgröße abhängigen Gebersignals, eine Signalverarbeitungsschaltung, die eingerichtet ist, den Messaufnehmer zur Erzeugung des Gebersignals mit elektrischer Energie zu versorgen und basierend auf dem Gebersignal ein von der Messgröße abhängiges Sensorsignal zu erzeugen, eine Verdrahtungseinrichtung, auf der der Messaufnehmer und die Signalverarbeitungsschaltung miteinander elektrisch verbunden sind, und eine den Messaufnehmer, die Signalverarbeitungsschaltung und wenigstens einen Teil der Verdrahtungseinrichtung einhüllende Schutzmasse, wobei eine Schichtdicke der Schutzmasse in wenigstens einem Bereich außerhalb der Signalverarbeitungsschaltung dicker ist, als im Bereich der Signalverarbeitungsschaltung.
  • Dem angegebenen Sensor liegt die Überlegung zugrunde, dass sich insbesondere die Signalverarbeitungsschaltung zur Versorgung des Messaufnehmers mit elektrischer Energie und zur Erzeugung des Sensorsignals selbst mit elektrischer Energie in Form eines Versorgungsstromes versorgt werden muss. Der Versorgungsstrom wird jedoch nur zum Teil von der Signalverarbeitungsschaltung zur Erfüllung der zuvor genannten Aufgaben verwendet. Ein weiterer Teil des Versorgungsstromes erwärmt die Signalverarbeitungsschaltung in Form von Verlustleistung. Diese Erwärmung kann die Signalverarbeitungsschaltung und damit den Sensor schädigen.
  • Daher wird im Rahmen des angegebenen Sensors vorgeschlagen, bei der Auslegung und der Dimensionierung der Verdrahtungseinrichtung zusätzlich thermische Aspekte zu berücksichtigen. Ziel hierbei ist es, einen möglichst geringen thermischen Widerstand zur Umgebungstemperatur zu erreichen. Andererseits muss der Sensor jedoch auch eine bestimmte mechanische Stabilität besitzen. Diese beiden Anforderungen werden im Rahmen des angegebenen Sensors dadurch erreicht, dass der Sensor mit einer Schutzmasse umgeben ist, deren Schichtdicke im Bereich der sich durch die Verlustleistung erwärmenden Signalverarbeitungsschaltung reduziert ist. Mit anderen Worten wird die Kontur der Schutzmasse an die elektronischen Bauteile des Sensors derart angepasst, dass an sich erwärmenden Bauteilen des Sensors eine geringere Schichtdicke vorhanden ist, als an sich nicht erwärmenden Bauteilen. Dadurch wird der Übergangswärmewiderstand zwischen den sich erwärmenden Bauteilen des Sensors und der Umgebungsluft reduziert, so dass die sich erwärmenden Bauteile schneller abgekühlt werden können.
  • Auf diese Weise wird trotz der kontinuierlich höher integrierten und kleiner werdenden elektronischen Schaltungen und Baugruppen im Bereich der Sensorik, die auf Verdrahtungsträgern aufgebaut werden, eine optimierte Abfuhr der auftretenden Verlustleistungen erreicht. Hierdurch wird es steigender Integrations- und Funktionsdichte ermöglicht, Sensoren weiter zu miniaturisieren, ohne durch thermische Effekte den Stress der Bauteile, die Lebensdauer oder die Zuverlässigkeit negativ zu beeinflussen.
  • In einer Weiterbildung des angegebenen Sensors weist die Schutzmasse im Bereich der Signalaufbereitungsschaltung (28) eine zur Signalverarbeitungsschaltung gerichtete Vertiefung auf, was im Rahmen von Urformungsverfahren, wie Spritzen, Gießen, oder dergleichen besonders effizient realisierbar ist.
  • In einer bevorzugten Weiterbildung des angegebenen Sensors ist die einhüllende Schutzmasse mit einer wenigstens teilweise strukturierten Oberfläche ausgebildet. Durch die strukturierte Oberfläche wird der Wärmewiderstand zwischen Schutzmasse und der Umgebung weiter gesenkt, weil auf diese Weise mehr Kontakt zwischen der Umgebungsluft und der Schutzmasse vorhanden ist, so dass sich die Schutzmasse effektiver abkühlen und neue Wärmeenergie aus dem Wärmeleitelement aufnehmen kann.
  • In einer besonderen Weiterbildung des angegeben Sensors ist die strukturiere Oberfläche lamellenförmig ausgebildet, was sich besonders einfach urformen lässt.
  • Im Bereich der Signalverarbeitungsschaltung könnte die Oberfläche der Schutzmasse jedoch glatt ausgebildet werden, um so eine besonders dünne Schichtdicke zu ermöglichen.
  • In einer anderen Weiterbildung des angegebenen Sensors ist die Schutzmasse aus Kunststoff gebildet, wodurch die Schutzmasse nicht nur besonders günstig ist, sie lässt sich technisch auch besonders effizient um die oben genannten Bauteile des Sensors beispielsweise durch Urformungsverfahren wie Spritzen oder Gießen formen.
  • In einer noch anderen Weiterbildung umfasst der angegebene Sensor ein mit der Verdrahtungseinrichtung wärmeverbundenes Wärmeableitelement zum Kühlen der Signalverarbeitungseinrichtung über die Verdrahtungseinrichtung. Dieses Wärmeableitelement erhöht die Wärmekontaktfläche zwischen der Verdrahtungseinrichtung und der Schutzmasse und senkt damit den Wärmewiderstand. Auf diese Weise wird die Kühlwirkung der Signalverarbeitungsschaltung über die Verdrahtungseinrichtung und die Schutzmasse weiter unterstützt und verbessert.
  • In einer Weiterbildung des angegebenen Sensors ist die Verdrahtungseinrichtung ein lötbarer metallischer Leitungsträger in Form eines Leadframes. Zwar kann die Verdrahtungseinrichtung in beliebiger Weise, beispielsweise als printed circuit board, als Halbleitersubstrat, etc. ausgebildet sein, Leadframes haben jedoch nicht nur den Vorteil, dass sie in der Massenfertigung durch Stanzen sehr kostengünstig produzierbar sind, sie leiten durch ihre vollständig metallische Ausbildung die oben genannte Verlustleistung und damit die Wärmeenergie besonders effektiv.
  • Dabei kann das Wärmeableitelement ein von der Verdrahtungseinrichtung abragendes plattenförmiges Element sein, weil auf diese Weise eine besonders große Oberfläche zur Abgabe der Wärmeenergie an die Umgebung erreicht wird.
  • In einer besonderen Weiterbildung des angegebenen Sensors ist das plattenförmige Element mit der Verdrahtungseinrichtung einstückig ausgebildet, so dass die Verdrahtungseinrichtung, insbesondere wenn sie als Leadframe ausgebildet ist, durch Trennverfahren wie Stanzen in fertigungstechnisch besonders effektiver Weise einstückig mit dem als plattenförmiges Element ausgebildeten Wärmeableitelement hergestellt werden kann, ohne dass danach noch weitere Fügeschritte zum Zusammenführen des Wärmeleitelementes und der Verdrahtungseinrichtung notwendig wären.
  • In einer bevorzugten Weiterbildung des angegebenen Sensors steht das plattenförmige Element zu einer Verdrahtungsebene der Verdrahtungseinrichtung winklig, insbesondere rechtwinklig. Diese Weiterbildung hat den Vorteil, dass zwar eine große Oberfläche zur Ableitung der Wärmeenergie vom Verdrahtungsträger zu Verfügung steht, andererseits wird durch die winklige Anordnung von Verdrahtungseinrichtung und plattenförmigen Wärmeleitelement ein kompakter Aufbau erreicht, mit dem auch der oben genannte Trend zu immer kleiner werdenden Sensoren weiterverfolgt werden kann.
  • In einer anderen Weiterbildung des angegebenen Sensors umfasst die Verdrahtungseinrichtung einen elektrischen Anschluss zur elektrischen Kontaktierung eines Übertragungskabels, das eingerichtet ist, das Sensorsignal zu führen. Dabei kann der elektrische Anschluss eingerichtet sein, wenigstens einen Teil der Wärmeenergie von der Verdrahtungseinrichtung in das Übertragungskabel zu leiten. Auf diese Weise wird zusätzlich Wärmeenergie über das Kabel abgeführt, so dass das Wärmeleitelement entsprechend kleiner ausgebildet werden kann.
  • In einer besonderen Weiterbildung umfasst der angegebene Sensor eine den Messaufnehmer, die Signalverarbeitungsschaltung, das Wärmeableitelement und einen Teil der Verdrahtungseinrichtung einhüllende Schutzmasse, die den Sensor vor Verwitterungs- und anderen Ermüdungserscheinungen schützen kann.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst ein Fahrzeug eine der angegebenen Vorrichtungen, insbesondere zur Erfassung von Fahrdynamikdaten.
  • Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden, wobei:
  • 1 eine schematische Ansicht eines Fahrzeuges mit einer Fahrdynamikregelung;
  • 2 eine schematische Ansicht eines Inertialsensors aus 1;
  • 3 eine perspektivische Ansicht eines alternativen Inertialsensors ohne Schutzmasse;
  • 4 eine Schnittansicht des Inertialsensors aus 3 mit Schutzmasse; und
  • 5 eine perspektivische Ansicht des Inertialsensors aus 3 mit Schutzmasse zeigen.
  • In den Figuren werden gleiche technische Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen und nur einmal beschrieben.
  • Es wird auf 1 Bezug genommen, die eine schematische Ansicht eines Fahrzeuges 2 mit einer an sich bekannten Fahrdynamikregelung zeigt. Details zu dieser Fahrdynamikregelung können beispielsweise der DE 10 2011 080 789 A1 entnommen werden.
  • Das Fahrzeug 2 umfasst ein Chassis 4 und vier Räder 6. Jedes Rad 6 kann über eine ortsfest am Chassis 4 befestigte Bremse 8 gegenüber dem Chassis 4 verlangsamt werden, um eine Bewegung des Fahrzeuges 2 auf einer nicht weiter dargestellten Straße zu verlangsamen.
  • Dabei kann es in einer dem Fachmann bekannten Weise passieren, dass das die Räder 6 des Fahrzeugs 2 ihre Bodenhaftung verlieren und sich das Fahrzeug 2 sogar von einer beispielsweise über ein nicht weiter gezeigtes Lenkrad vorgegebenen Trajektorie durch Untersteuern oder Übersteuern wegbewegt. Dies wird durch an sich bekannte Regelkreise wie ABS (Antiblockiersystem) und ESP (elektronisches Stabilitätsprogramm) vermieden.
  • In der vorliegenden Ausführung weist das Fahrzeug 2 dafür Drehzahlsensoren 10 an den Rädern 6 auf, die eine Drehzahl 12 der Räder 6 erfassen. Ferner weist das Fahrzeug 2 einen Inertialsensor 14 auf, der nachstehend Fahrdynamidaten 16 genannte Inertialdaten des Fahrzeuges 2 erfasst die beispielsweise eine Nickrate, eine Wankrate, eine Gierrate, eine Querbeschleunigung, eine Längsbeschleunigung und/oder eine Vertikalbeschleunigung des Fahrzeuges 2 umfassen können.
  • Basierend auf den erfassten Drehzahlen 12 und Fahrdynamikdaten 16 kann ein Regler 18 in einer dem Fachmann bekannten Weise bestimmen, ob das Fahrzeug 2 auf der Fahrbahn rutscht oder sogar von der oben genannten vorgegebenen Trajektorie abweicht und entsprechen mit einem an sich bekannten Reglerausgangssignal 20 darauf reagieren. Das Reglerausgangssignal 20 kann dann von einer Stelleinrichtung 22 verwendet werden, um mittels Stellsignalen 24 Stellglieder, wie die Bremsen 8 anzusteuern, die auf das Rutschen und die Abweichung von der vorgegebenen Trajektorie in an sich bekannter Weise reagieren.
  • Der Regler 18 kann beispielsweise in eine an sich bekannte Motorsteuerung des Fahrzeuges 2 integriert sein. Auch können der Regler 18 und die Stelleinrichtung 22 als eine gemeinsame Regeleinrichtung ausgebildet und optional in die zuvor genannte Motorsteuerung integriert sein.
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand des Inertialsensors 14 näher erläutert. Dies ist jedoch nicht einschränkend zu verstehen, weil die Erfindung sich an beliebigen, insbesondere aktiven Sensoren, wie beispielsweise den Drehzahlsensoren 10 praktizieren lässt.
  • In 2 ist der Inertialsensor 14 in einer beispielhaften Ausgestaltung gezeigt.
  • Der Inertialsensor 14 umfasst im Rahmen der vorliegenden Ausführung einen Messaufnehmer 26, eine Signalauswertschaltung 28 in Form einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung, nachstehend ASIC 28 (engl: application-specific integrated circuit) genannt, und einen Schutzkondensator 30, die über Bonddrähte 34 verbunden und auf einem Verdrahtungsträger in Form eines Leadframes 36 getragen sind.
  • Der Messaufnehmer 26 gibt die Signalauswerteschaltung 28 ein Gebersignal 38 aus, das von den oben genannten zu erfassenden Fahrdynamikdaten 16 abhängig ist. Die ASIC 32 kann dann basierend auf dem Gebersignal 38 ein die Fahrdynamikdaten 16 enthaltendes Sensorsignal 40 erzeugen und über den Leadframe 36 an eine Schnittstelle 42 anlegen, über den das Sensorsignal 40 dann an ein zum Regler 18 führendes, nicht gezeigtes Datenkabel ausgegeben werden kann.
  • Über diese Schnittstelle 42 kann die ASIC 28 ferner elektrische Energie beispielsweise in Form eines Speisestromes 43 zum Betrieb des Inertialsensors 14 aufnehmen und damit den Messaufnehmer 26 elektrisch betreiben. Dabei hat der Schutzkondensator 30 die Aufgabe, den Inertialsensor 14 vor Überspannungen zu schützen. Der Speisestrom 43 und das Sensorsignal 40 können zweckmäßiger überlagert sein.
  • Der Messaufnehmer 26, die ASIC 28 und der Schutzkondensator 30 können ferner von einem mechanischen Entkopplungsmaterial 44, Globetop-Masse 44 genannt, umhüllt sein, die wiederum gemeinsam mit dem Messaufnehmer 26, der ASIC 28 und dem Schutzkondensator 30 in einer als Spritzpressmaterial 46 ausgeführten Schutzmasse, wie beispielsweise einem Epoxidharz verkapselt sein kann.
  • Im Betrieb des Inertialsensors 14 nimmt insbesondere die ASIC 28 eine nicht zu vernachlässigende Menge an Verlustleistung auf und erwärmt sich hierdurch. Diese Wärmeenergie wird dann Spritzpressmaterial 46 abgegeben, dass dann wiederum die Wärmeenergie an die Umgebung abgibt. Spritzpressmaterialien, wie das genannte Epoxidharz sind jedoch einerseits keine guten Wärmeleiter. Ferner ist die wirksame Oberfläche am Leadframe 36 zur Abgabe der Wärmeenergie an das Spritzpressmaterial 46 sehr klein, weil der Leadframe 36 aufgrund des Trends zur Miniaturisierung in seinen geometrischen Abmessungen immer kleiner wird.
  • Zusammen mit der Tatsache, dass das Spritzpressmaterial 46 kein strömendes Medium ist, ist die Abfuhr der durch die Verlustleistung entstehenden Wärmeenergie so gering, dass sich der Leadframe 36 und damit schlussendlich auch das Spritzpressmaterial 46 über Gebühr erwärmen kann. Dadurch könnte der Inertialsensor 14 in einem Temperaturbereich betrieben werden, in dem seine fehlerfreie Funktion nicht mehr sichergestellt ist. Insbesondere während der Fahrt mit dem Fahrzeug 2 kann dies verkehrsgefährdenden Situationen führen, denn wenn der Inertialsensor 14 beispielsweise eine nicht vorhandene Querbeschleunigung als Fahrdynamikdaten 16 ausgibt könnte der Regler 18 in fehlerhafter Weise mit Stelleingriffen reagieren, die dann wiederrum das Fahrzeug 2 in einen für den Fahrer nicht beherrschbaren Zustand überführen können.
  • Daher wird im Rahmen der vorliegenden Ausführung vorgeschlagen, die wirksame Oberfläche zur Wärmeableitung der durch die Verlustleistung entstehenden Wärmeenergie am Leadframe 36 zu erhöhen.
  • Hierzu wird auf 3 Bezug genommen, die eine perspektivische Ansicht einer Ausführung des zuvor beschriebenen Inertialsensors 14 ohne Entkopplungsmaterial 44 und Spritzpressmaterial 46 zeigt.
  • Von dem in 3 gezeigten Leadframe 36 ragt vertikal ein Wärmeableitelement 48 in Form eines plattenförmigen Elementes ab. Dieses Wärmeableitelement 48, nachstehend Kühlplatte 48 genannt, ist einstückig mit dem Leadframe 36 verbunden, und erhöht die wirksame Oberfläche des Leadframes 36 zur Abgabe der durch die Verlustleistung hervorgerufenen Wärmeenergie.
  • Von diesen Kühlplatten 48 können an dem Leadframe 36 beliebig viele angeordnet sein, was in 3 durch eine weitere gepunktet angedeutete Kühlplatte 48 angedeutet wird. Auf diese gepunktet angedeutete Kühlplatte 48 soll jedoch der Übersichtlichkeit halber nachstehend nicht weiter eingegangen werden.
  • Um die wirksame Oberfläche zur Abfuhr der durch Verlustleistung entstehenden Wärmeenergie weiter zu vergrößern, können auch an der Schnittstelle 42 mehrere Anschlusspins 50 angeordnet sein, obwohl zur Verwirklichung der elektrischen Funktion des Inertialsensors 14 nur zwei Anschlusspins 50 notwendig wären. Die Anschlusspins 50 sind zahnförmig aufgebaut und bedingen, wenn sie entsprechend an das oben genannte Übertragungskabel angeschlossen werden, einen besonders geringen thermischen Übergangswiderstand zum Übertragungskabel, so dass das Übertragungskabel neben seiner Funktion als elektrisches Übertragungselement auch als Kühlelement mit verwendet werden kann.
  • Zur Herstellung des in 3 gezeigten Leadframes 36 mit der Kühlplatte 48 und den Anschlusspins 50 kann der gesamte Aufbau zunächst in einem nicht weiter gezeigten Halterahmen mit einer Vielzahl weiterer, nicht gezeigter Leadframes 36 durch Trennverfahren wie Stanzen ausgeschnitten werden. Dann kann die Kühlplatte 48 in der in 3 gezeigten Weise vertikal nach oben gebogen werden. Schließlich wird der in 3 gezeigte Inertialsensor 14 vor dem Freistanzen aus dem Halterahmen noch mit dem Spritzpressmaterial 46 ummantelt.
  • Die vertikale Anordnung der Kühlplatte 48 reduziert dabei einerseits den für den Inertialsensor 14 notwendigen Bauraum. Noch wichtiger ist jedoch, dass durch die vertikal angeordnete Kühlplatte 48 der Kamineffekt ausgenutzt wird, denn die Luft, die die mit dem Spritzpressmaterial 46 umspritzte Kühlplatte 48 umgibt wird auf diese Weise erwärmt und steigt auf, so dass kühlere Luft nachströmen kann. Auf diese Weise wird in einfacher Weise eine Wärmekonvektion erzwungen.
  • Ferner kann alternativ oder zusätzlich zu den im Rahmen der 3 vorgeschlagenen Maßnahmen zur Erhöhung der wirksamen Oberfläche zur Abgabe der durch die Verlustleistung auftretenden Wärmeenergie auch die Form der als Spritzpressmaterial 46 ausgebildeten Schutzmasse angepasst werden, um eine verbesserte Wärmeabfuhr zu erreichen.
  • Dazu wird der Inertialsensor 14 mit dem Spritzpressmaterial 46 mit einer Gesamtdicke 52 ummantelt, bei der eine ausreichende Stabilität für den Inertialsensor 14 gewährleistet ist. Hier kann auch die Kühlplatte 48 zur Stabilität des Inertialsensors 14 beitragen.
  • Um die Wärmeableitung vom ASIC 28 zu verbessern wird jedoch das Spritzpressmaterial 46 im Bereich des ASICs 28 mit einer verringerten Dicke 54 ausgeführt, bei der die durch die Verlustleistung bedingte Wärmeenergie schneller nach außen transportiert und so abgeleitet werden kann. Hierbei können an der Außenseite des Spritzpressmaterials 46 Maßnahmen getroffen werden, die die Oberfläche des Spritzpressmaterials 46 vergrößern. Dies können beispielsweise Strukturen in der Oberfläche wie Riffelungen, Wellen, Kammstrukturen oder Hügelstrukturen sein. Im Rahmen der 4 und 5 sind diese Strukturen als Riffelungen 56 dargestellt.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102006002350 A1 [0002]
    • DE 102011080789 A1 [0029]

Claims (10)

  1. Sensor (14) zum Erfassen einer Messgröße (16), umfassend: – einen Messaufnehmer (26) zum Erzeugen eines von der Messgröße (16) abhängigen Gebersignals (38), – eine Signalverarbeitungsschaltung (28), die eingerichtet ist, den Messaufnehmer (26) zur Erzeugung des Gebersignals (38) mit elektrischer Energie (43) zu versorgen und basierend auf dem Gebersignal (38) ein von der Messgröße (16) abhängiges Sensorsignal (40) zu erzeugen, – eine Verdrahtungseinrichtung (36), auf der der Messaufnehmer (26) und die Signalverarbeitungsschaltung (28) miteinander elektrisch verbunden sind, und – eine den Messaufnehmer (26), die Signalverarbeitungsschaltung (28) und wenigstens einen Teil der Verdrahtungseinrichtung (36) einhüllende Schutzmasse (46), wobei eine Schichtdicke der Schutzmasse (46) in wenigstens einem Bereich außerhalb der Signalverarbeitungsschaltung (28) dicker ist, als im Bereich der Signalverarbeitungsschaltung (28).
  2. Sensor (14) nach Anspruch 1, wobei die Schutzmasse im Bereich der Signalaufbereitungsschaltung (28) eine zur Signalverarbeitungsschaltung gerichtete Vertiefung aufweist.
  3. Sensor (14) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Schutzmasse (46) eine Oberfläche (56) aufweist, die wenigstens teilweise strukturiert ausgebildet ist.
  4. Sensor (14) nach Anspruch 3, wobei strukturierte Oberfläche (56) lamellenförmig ausgebildet ist.
  5. Sensor (14) nach Anspruch 3 oder 4, wobei die Oberfläche (56) der Schutzmasse (46) im Bereich der Signalaufbereitungsschaltung (28) glatt ausgebildet ist.
  6. Sensor (14) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Schutzmasse aus einem Kunststoff gebildet ist.
  7. Sensor (14) nach Anspruch 6, wobei der Kunststoff um den Messaufnehmer (26), die Signalverarbeitungsschaltung (28) und die Verdrahtungseinrichtung (36) gespritzt ist.
  8. Sensor (14) nach einem der vorstehenden Ansprüche, umfassend ein mit der Verdrahtungseinrichtung (36) wärmeverbundenes Wärmeableitelement zum Kühlen der Signalverarbeitungseinrichtung (28) über die Verdrahtungseinrichtung (36).
  9. Sensor (14) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Wärmeableitelement (48) ein von der Verdrahtungseinrichtung (36) abragendes plattenförmiges Element ist.
  10. Sensor (14) nach Anspruch 8, wobei das plattenförmige Element winklig zu einer Verdrahtungsebene der Verdrahtungseinrichtung (36) steht.
DE102014218700.1A 2014-09-17 2014-09-17 Sensor mit variabler Schutzmassendicke Withdrawn DE102014218700A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014218700.1A DE102014218700A1 (de) 2014-09-17 2014-09-17 Sensor mit variabler Schutzmassendicke

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014218700.1A DE102014218700A1 (de) 2014-09-17 2014-09-17 Sensor mit variabler Schutzmassendicke

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102014218700A1 true DE102014218700A1 (de) 2016-03-17

Family

ID=55406023

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102014218700.1A Withdrawn DE102014218700A1 (de) 2014-09-17 2014-09-17 Sensor mit variabler Schutzmassendicke

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102014218700A1 (de)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006002350A1 (de) 2006-01-18 2007-07-19 Robert Bosch Gmbh Inertialsensoranordnung
US20070230115A1 (en) * 2006-02-16 2007-10-04 Stephan Dobritz Memory module
DE102006035876A1 (de) * 2006-08-01 2008-02-07 Infineon Technologies Ag Chip-Modul, Verfahren zur Herstellung eines Chip-Moduls und Mehrfachchip-Modul
US20110260266A1 (en) * 2010-04-27 2011-10-27 Advanced Semiconductor Engineering, Inc. Semiconductor package structure and package process
DE102011080789A1 (de) 2010-08-10 2012-02-16 Continental Teves Ag & Co. Ohg Verfahren und System zur Regelung der Fahrstabilität

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006002350A1 (de) 2006-01-18 2007-07-19 Robert Bosch Gmbh Inertialsensoranordnung
US20070230115A1 (en) * 2006-02-16 2007-10-04 Stephan Dobritz Memory module
DE102006035876A1 (de) * 2006-08-01 2008-02-07 Infineon Technologies Ag Chip-Modul, Verfahren zur Herstellung eines Chip-Moduls und Mehrfachchip-Modul
US20110260266A1 (en) * 2010-04-27 2011-10-27 Advanced Semiconductor Engineering, Inc. Semiconductor package structure and package process
DE102011080789A1 (de) 2010-08-10 2012-02-16 Continental Teves Ag & Co. Ohg Verfahren und System zur Regelung der Fahrstabilität

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19781577B3 (de) ABS-Ventilblock-Kühlkörper für eine Steuermodulelektronik
EP2429273B1 (de) Kühlvorrichtung für ein elektrisches Gerät und zugehöriges Herstellungsverfahren
DE102014208429A1 (de) Sensorherstellung durch Halten des Zwischenspritzlings
DE102010030170A1 (de) Steuergerät
DE112013002936B4 (de) Thermischer Durchflussmesser
DE102013214915A1 (de) Verdrahtungseinrichtung zum Verdrahten einer elektronischen Vorrichtung
EP3063797A1 (de) Elektrische schaltung und verfahren zur herstellung einer elektrischen schaltung
DE112013002992B4 (de) Thermischer Durchflussmesser
DE112010000032T5 (de) Elektronische Schaltungsvorrichtung
DE102008018199A1 (de) Elektrische Baugruppe mit einem Stanzgitter, elektrischen Bauelementen und einer Füllmasse
EP3167480B1 (de) Kühlvorrichtung, verfahren zur herstellung einer kühlvorrichtung und leistungsschaltung
EP3031684A1 (de) Bremsscheibe mit innenliegender sensoreinrichtung, bremssystem sowie fahrzeug, verwendung und verfahren jeweils umfassend ein solches bremssystem
DE112013002939B4 (de) Thermischer Durchflussmesser
DE102013217888A1 (de) Elektronische Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung einer elektronischen Vorrichtung
EP3289839A1 (de) Elektronische baugruppe, insbesondere für ein getriebesteuermodul
DE102013204029A1 (de) Vorrichtung zum Kühlen eines elektrischen Gerät und zugehöriges Herstellungsverfahren
DE102014218700A1 (de) Sensor mit variabler Schutzmassendicke
DE102020204766A1 (de) Verfahren zur Herstellung von Dämpferstrukturen an einem mikromechanischen Wafer
DE102014213217A1 (de) Körperschallentkopplung an mit Geberfeldern arbeitenden Sensoren
DE112013002965T5 (de) Thermischer Durchflussmesser
DE102014218702A1 (de) Sensor mit Wärmeableitflächen am Leadframe
DE102013224645A1 (de) Verfahren zum Herstellen einer elektronischen Baugruppe
EP2609621A1 (de) Elektrische schaltung mit zu kühlender schaltungskomponente, kühlkörper und verfahren zur abgedichteten einbettung einer elektrischen schaltung
DE102014213218A1 (de) Sensor mit Opferanode
DE102017110354A1 (de) Gehäuse für eine Steuereinheit für eine Kamera eines Kraftfahrzeugs und mit einem Wärmeabfuhrelement, Kamera, Kraftfahrzeug sowie Verfahren

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified
R005 Application deemed withdrawn due to failure to request examination