DE10226258A1

DE10226258A1 - Sensor

Info

Publication number: DE10226258A1
Application number: DE2002126258
Authority: DE
Inventors: Kurt Weiblen; Gerald Hopf; Christian Ohl
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2002-06-13
Filing date: 2002-06-13
Publication date: 2003-12-24
Also published as: WO2003106957A1

Abstract

Es wird ein Sensor mit einem Gehäuse vorgeschlagen, der sich dadurch auszeichnet, dass ein Rand des Chipgehäuses, auf dem sich das Sensorelement befindet, in eine Dichtmasse eingepresst ist, so dass eine Druckeinleitung auf das Sensorelement möglich ist.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Sensor nach der Gattung des unabhängigen Patentanspruchs.

Aus der Offenlegungsschrift WO 00/71978 A1 ist eine Sensorbaugruppe mit einem an einer Wand montierbaren Gehäuse bekannt. Dabei ist ein Drucksensor durch einen Durchgangskanal eines Dichtkissens und einen dichtend durch eine Trennwand hindurchgeführten Rohrstutzen mit einem Feuchtraum in einer Fahrzeugtüre verbunden. Das Gehäuse befindet sich in einem Trockenraum. Sowohl das Innere des Gehäuses als auch der Trockenraum sind gegenüber dem Inneren des Rohrstutzens abgedichtet, so dass an die Wasserdichtigkeit des Gehäuses, in dem eine Leiterplatte und elektronische Komponenten aufgenommen sind, geringe Anforderungen gestellt sind.

Vorteile der Erfindung

Der erfindungsgemäße Sensor mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, dass durch die Verwendung einer Dichtmasse, die insbesondere flexibel mit einer gewissen Viskosität ausgebildet ist, und in die ein Rand eines Chipgehäuses, auf dem sich das Sensorelement befindet, derart eingepresst ist, dass eine Druckeinleitung auf das Sensorelement möglich ist. Dies ermöglicht eine kostengünstige und montagefreundliche Verpackung bzw. Montage für Sensoren, insbesondere Drucksensoren. Die den Sensor umgebende Luft oder das Gas oder Gasgemisch, deren Druck bestimmt werden soll, wird direkt von außen auf das Sensorelement geleitet. Der Innenraum des Sensorgehäuses bildet ein davon konstruktiv getrenntes und geschlossenes Volumen und ist daher gut gegen das Eindringen von Medien und gegen Umwelteinflüsse geschützt. Dadurch können insbesondere sehr schnelle Drucktransienten gemessen werden. Dies ist vor allem für die Applikation von Drucksensoren im Seitenairbag erforderlich. Das Abdichten des Gehäuseinneren durch eine Membran oder ähnliches entfällt. Die einzelnen Elemente des Drucksensorgehäuses können in einem einfachen und kostengünstigen Montageprozess zusammengefügt werden. Insbesondere ermöglicht der Einsatz der Dichtmasse relativ hohe Form- und Lagetoleranzen.

Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen und Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungen des im unabhängigen Patentanspruch angegebenen Sensors möglich.

Besonders vorteilhaft ist, dass das Chipgehäuse ein Premold- Gehäuse oder ein Vergel-Ring ist. Weiterhin ist es von Vorteil, dass das Sensorelement durch eine Schutzschicht, die vorzugsweise ein Silikongel ist, geschützt ist. Das Sensorelement, das vorzugsweise ein mikromechanisches Element ist, ist außerdem passiviert.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Es zeigt
Fig. 1 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Sensors.

Beschreibung

Eine Verpackung bzw. ein Gehäuse von Drucksensoren oder auch Temperatursensoren muss folgende Eigenschaften erfüllen: eine geeignete Druckeinleitung auf das Sensorelement und ein Schutz der innerhalb der Verpackung befindlichen Komponenten, insbesondere der elektronischen Bauelemente bzw. Schaltungen. Üblicherweise werden hierfür Öffnungen im Gehäuse vorgesehen, die durch eine geeignete Geometrie das Innere mehr oder weniger vor dem Eindringen von Flüssigkeiten und/oder Gasen schützen sollen. Zum Teil werden diese Öffnungen zusätzlich durch eine gasdurchlässige Membran verschlossen.
Erfindungsgemäß wird nun ein Verpackungs- bzw. Montagekonzept für einen Sensor mit folgenden Eigenschaften vorgeschlagen:
eine optimierte Druckeinleitung auf das Sensorelement auch für schnelle Transienten. Dabei soll eine Membran entfallen, auch ein Dichtlabyrinth oder ähnliche Maßnahmen, die den Gasstrom behindern und in Verbindung mit dem Volumen im Gehäuse als Tiefpass wirken. Weiterhin soll ein optimierter Schutz der innerhalb des Gehäuses befindlichen Bauelemente, also der Leiterplatte, der passiven und aktiven elektrischen Bauelemente gegen Medien und Umwelteinflüsse von außen, ermöglicht werden.
Dies wird dadurch gelöst, dass ein Rand des Chipgehäuses, auf dem das Sensorelement angeordnet ist, in eine Dichtmasse, die flexibel ausgebildet ist, eingepresst wird, so dass eine Druckeinleitung auf das Sensorelement möglich ist.
Fig. 1 zeigt schematisch, wie der erfindungsgemäße Sensor ausgebildet ist. Ein Gehäuse 5 mit einem Gehäusedeckel weist in seinem Inneren einen Träger, hier eine Leiterplatte 4, auf. Auf der Leiterplatte 4 ist ein Chipgehäuse 2 mit einem darauf angeordneten Sensorelement 1 angebracht. Das Chipgehäuse 2 ist beispielsweise ein Premold-Gehäuse oder ein Vergel-Ring. Unter einem Premold-Gehäuse ist ein Kunststoffkörper mit eingespritzten Anschluss-Pins zu verstehen, wobei in das Gehäuse nachträglich der Chip eingeklebt wird und dann die Chipanschlüsse mit den Anschluss-Pins mit Bonddrähen verbunden werden. Ein Vergelring ist ein Kunststoff- oder Metallring, der auf das Trägermaterial geklebt oder gelötet ist.
Das Sensorelement 1 ist ein mikromechanisches Bauelement, also vorzugsweise eine mikromechanisch gefertigte Membran. Weiterhin ist eine Schutzschicht 3 vorgesehen, die über dem Sensorelement 1 angeordnet ist und beispielsweise ein Silikongel darstellt. Ein Rand 11 und 12 des Chipgehäuses 2 ist in eine Dichtmasse 7 eingepresst. Diese Dichtmasse 7 weist eine angemessene Viskosität auf und ist vorzugsweise ein aushärtbarer Kunststoff.
Das Einpressen wird beim Montieren beispielsweise beim Einpressen der Leiterplatte, erreicht. Die Dichtmasse 7 wurde zuvor in das Gehäuse 5 und in dafür vorgesehene Becken eingebracht, beispielsweise durch Eindispensen in ein solches Reservoir.
Durch die Montage des Gehäusedeckels 6 ist das Volumen 10 im Inneren des Gehäuses 5 und 6 abgeschlossen. Gegebenenfalls kann die Dichtmasse 7 durch ein geeignetes Verfahren ausgehärtet werden.
Die Druckeinleitung 8 von außerhalb des Gehäuses 5, 6 erfolgt über das im Vergleich zum Gehäuseinneren 10 sehr kleinen Volumen 9 direkt auf das passivierte Sensorelement 1.
Es ist möglich, dass mehr als ein Sensorelement in dem Gehäuse 5, 6 angeordnet ist. Die Dichtmasse 7 ist ein Kunststoff, der aushärtbar ist. Aus Fig. 1 ist ersichtlich, dass in den Reservoirs, in denen sich die Dichtmasse 7 befindet, sich der Rand 11, 12 des Chipgehäuses 2 um vergleichsweise große Werte verschieben kann und dennoch eine Abdichtung des Gehäuses 5, 6 erreicht und die Funktion des Sensorelements, also die Messung des Drucks über die Druckeinleitung 8 in dem Volumen 9 ermöglicht. Damit ist ein Montagekonzept für einen Sensor vorgestellt, der äußerst robust in Bezug auf die Montage ist.

Claims

1. Sensor mit einem Gehäuse (5, 6), wobei in dem Gehäuse (5, 6) ein Sensorelement (1) auf einem Chipgehäuse (2) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rand (11, 12) des Chipgehäuses (2) in eine Dichtmasse (7) derart eingepresst ist, dass eine Druckeinleitung (8) auf das Sensorelement (1) möglich ist.

2. Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Chipgehäuse (2) ein Premold-Gehäuse oder ein Vergel-Ring ist.

3. Sensor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement (1) durch eine Schutzschicht (3) geschützt ist.

4. Sensor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschicht (3) aus einem Silikongel besteht.

5. Sensor nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtmasse aushärtbar ist.