DE10312467A1

DE10312467A1 - Drucksensor und Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE10312467A1
Application number: DE10312467A
Authority: DE
Inventors: Kenji Chikuan; Michitake Kuroda; Haruhiko Miyagawa
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-03-29
Filing date: 2003-03-20
Publication date: 2003-10-09
Anticipated expiration: 2023-03-21
Also published as: JP3873792B2; US20030184982A1; FR2837921A1; DE10312467B4; US6678164B2; CN1448705A; JP2003294558A; CN1208607C; FR2837921B1

Abstract

In einem Drucksensor ist ein Sensorelement (40) auf Seiten einer ersten Oberfläche (11a) eines ersten Gehäuses (11) angeordnet und ein zweites Gehäuse (12) mit einem zylindrischen hohlen Abschnitt ist mit dem ersten Gehäuse verbunden, um einen Teil einer zweiten Oberfläche (11b) des ersten Gehäuses abzudecken, welche gegenüber der ersten Oberfläche liegt. Anschlüsse (20) sind in das erste Gehäuse so eingebettet, daß sie von der zweiten Oberfläche vorstehen und Abzweigabschnitte (21) zweigen von den Anschlüssen von den eingebetteten Abschnitten im ersten Gehäuse ab, um freiliegende Abschnitte (22) zu erhalten, welche in der zweiten Oberfläche freiliegen. Ein Chipkondensator (60) wird auf den freiliegenden Abschnitt auf der zweiten Oberfläche in elektrischer Verbindung mit den freiliegenden Abschnitten angeordnet. Bei diesem Drucksensor ist ein Durchmesser (D1) der zweiten Oberfläche des ersten Gehäuses größer als ein Innendurchmesser (D2) des hohlen Abschnittes an einer Position, wo die vorstehenden oberen Enden der Anschlüsse liegen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Drucksensor nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 beziehungsweise 5 mit einem Sensorelement, welches in einem Gehäuse mit Anschlüssen zur elektrischen Verbindung des Sensorelementes nach außen hin enthalten ist. Insbesondere beinhaltet der Drucksensor einen Kondensator um den Widerstand gegenüber elektrischer Kompatibilität oder Verträglichkeit (EMC) zu verbessern. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Drucksensors nach dem Oberbegriff des Anspruches 6.

Ein Drucksensor, wie er in der JP-A-7-243926 beschrieben ist, beinhaltet ein Sensorelement zur Erfassung eines Drucks und ein Gehäuse zur Aufnahme des Sensorelementes. Das Gehäuse weist eine Mehrzahl von Anschlüssen auf, um das Sensorelement elektrisch nach außen hin zu verbinden. Bei dem Drucksensor wird jedoch leicht ein elektrischer (Stör)Rauschstrom an das Sensorelement aufgrund der Einstrahlung einer elektromagnetischen Welle aufgebracht und das Sensorelement führt einen fehlerhaften Betrieb durch. Mit anderen Worten, der Widerstand gegenüber dem oben genannten EMC ist verschlechtert.

Um dieses Problem zu beseitigen, wird üblicherweise ein Kondensator zum Einschränken des Rauschstromes einem Schaltkreis eines Halbleiterchips zur Bildung des Sensorelementes zugefügt. In diesem Fall wird jedoch bei der Verbesserung des Einschränkeffektes gegenüber Rauschstrom die Größe des Sensorelementes mit dem Kondensator erhöht.

Andererseits könnte der Kondensator zum Aufheben des Rauschstroms an einer Position außerhalb des Halbleiterchips angeordnet werden. Wie beispielsweise in Fig. 10 gezeigt, werden Anschlüsse 200 eingegossen, um in einem Gehäuse 100 eingebettet und festgelegt zu sein, wobei das Gehäuse 100 einstückig unter Verwendung eines Kunststoffes oder Kunstharzes gegossen ist. Die Anschlüsse 200 stehen an einer Endseite des Gehäuses 100 an einer Position eines Verbindungsabschnittes 110 des Gehäuses 100 vor. Der Verbindungsabschnitt 110 weist einen hohlen Abschnitt auf und vorstehende obere Enden der Anschlüsse 200 werden über den Verbindungsabschnitt 110 elektrisch zur Außenseite hin verbunden. Ein Sensorelement (nicht gezeigt) ist an der anderen Seite des Gehäuses 100 angebracht und elektrisch mit den Anschlüssen 200 über eine Drahtbondierung verbunden.

Weiterhin sind Zweigabschnitte 210, welche von den Anschlüssen 200 abzweigen, in dem Gehäuse 100 angeordnet. Ein Kondensator 300 ist an einem Abschnitt vorgesehen, wo die Zweigabschnitte 210 von dem einen Ende des Gehäuses 100 vorstehen, so daß die Anschlüsse 200 elektrisch verbunden sind. Der Kondensator 300 wird in einem Vergußharz 400 eingesiedelt. Bei diesem Drucksensor ist jedoch ein Durchmesser D1' an einer Endoberfläche des Gehäuses 100 zur Anbringung des Kondensators 300 kleiner als ein Innendurchmesser D2' des Verbindungsabschnittes 110. Wenn demzufolge die Kapazität des Kondensators 300 erhöht wird, um die Widerstandsfähigkeit gegenüber EMC zu verbessern, wird es schwierig, den Kondensator 300 einzubauen. Üblicherweise sind Größe und Form des Verbindungsabschnittes 110 aufgrund der Verbindung mit einem von außen her kommenden Verbinder eingeschränkt. Somit ist es bei dem einstückig gegossenen Gehäuse 100 schwierig, den Einbaubereich für den Kondensator unabhängig von dem Verbindungsabschnitt 110 zu vergrößern.

Angesichts der obigen Probleme ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Drucksensor, sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung zu schaffen, wobei der Drucksensor ein Sensorelement und ein Gehäuse mit wenigstens einem Anschluß hierin zur Verbindung des Sensorelementes zur Außenseite hin beinhaltet. Bei dem Drucksensor soll ein Kondensator mit hoher Kapazität problemlos und an geeigneter Stelle mit dem Gehäuse verbunden werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die vorliegende Erfindung die in den Ansprüchen 1 und 5 angegebenen Merkmale, was den eigentlichen Drucksensor betrifft, sowie die im Anspruch 6 angegebenen Merkmale, was das Verfahren zur Herstellung dieses Drucksensors betrifft, vor.

Die jeweiligen Unteransprüche haben vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung zum Inhalt.

Gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Drucksensor ein erstes Gehäuse mit einer ersten Oberfläche und einer zweiten Oberfläche, ein Sensorelement, welches in dem ersten Gehäuse auf Seiten der ersten Oberfläche zur Druckerfassung angeordnet ist, wenigstens einen Anschluß, der in dem ersten Gehäuse eingebettet ist, ohne mit dem ersten Gehäuse verbunden zu sein, ein zweites Gehäuse mit einer Innenwand, welche einen annähernd zylindrischen hohlen Abschnitt definiert und einen Kondensator zum Beschränken von Rauschstrom, der auf das Sensorelement wirkt. Das zweite Gehäuse ist mit dem ersten Gehäuse verbunden, um eine Abdeckoberfläche zu haben, welche wenigstens einen Teil der zweiten Oberfläche des ersten Gehäuses abdeckt und der wenigstens eine Anschluß ist elektrisch mit dem Sensorelement und zur Außenseite hin in Verbindung. Weiterhin weist der Anschluß einen sich erstreckenden Abschnitt auf, der sich in Axialrichtung, in der das erste Gehäuse und das zweite Gehäuse verbunden sind, erstreckt, und der sich erstreckende oder verlängerte Abschnitt des Anschlusses steht von der zweiten Oberfläche des ersten Gehäuses in den hohlen Abschnitt des zweiten Gehäuses in Axialrichtung vor, um ein vorstehendes Ende zu bilden, welches elektrisch zur Außenseite hin verbunden ist. Zusätzlich weist der wenigstens eine Anschluß einen Zweigabschnitt auf, der von dem sich erstreckenden Abschnitt abzweigt und im ersten Gehäuse eingebettet ist, wobei ein Teil des Zweigabschnittes von der zweiten Oberfläche vorsteht, um einen freiliegenden Abschnitt zu bilden und der Kondensator ist an dem freiliegenden Abschnitt angeordnet, um mit dem freiliegenden Abschnitt elektrisch verbunden zu sein. Bei diesem Drucksensor hat die zweite Oberfläche im ersten Gehäuse eine radiale Abmessung, welche größer als eine radiale Abmessung des hohlen Abschnittes an einer bestimmten Position ist, wo das obere Ende des sich erstreckenden Abschnittes des Anschlusses liegt. Da die zweite Oberfläche des ersten Gehäuses als tatsächliche Befestigungsoberfläche zur Anbringung des Kondensators verwendet wird, kann ein Kondensator mit großer Kapazität (und damit Größe) problemlos geeignet in den Drucksensor angeordnet werden.

Alternativ ist wenigstens ein Teil des freiliegenden Abschnittes an einer radialen Außenseite in Radialrichtung des hohlen Abschnittes an einer bestimmten Position angeordnet. Somit kann die Befestigungsoberfläche zur Anbringung des Kondensators problemlos bereitgestellt werden, ungeachtet von Form oder Größe des hohlen Abschnittes im zweiten Gehäuse.

Gemäß der vorliegenden Erfindung kann beim Zusammenbau der ersten und zweiten Gehäuse die zweite Obefläche des ersten Gehäuses, welche als Anbringoberfläche zum Befestigen des Kondensators verwendet wird, separat von dem hohlen Abschnitt des zweiten Gehäuses ausgebildet werden, welches als Verbindungsabschnitt dient. Somit kann die zweite Oberfläche des ersten Gehäuses problemlos ungeachtet von Größe oder Form des zweiten Gehäuses mit dem Verbindungsabschnitt größer ausgebildet werden. Somit ist es möglich, die radiale Abmessung der zweiten Oberfläche des ersten Gehäuses größer als die radiale Abmessung des hohlen Abschnittes im zweiten Gehäuse an einer bestimmten Position zu machen und es ist auch möglich, wenigstens einen Teil des freiliegenden Abschnittes radial außerhalb der radialen Abmessung des hohlen Abschnittes an einer bestimmten Position anzuordnen. Im Ergebnis kann bei dem Drucksensor der vorliegenden Erfindung die zweite Oberfläche des ersten Gehäuses unabhängig geeignet festgesetzt werden, und zwar ungeachtet von Größe und Form des zweiten Gehäuses mit dem Verbindungsabschnitt. Somit kann die Kapazität des Kondensators problemlos abhängig von den jeweiligen Notwendigkeiten geändert werden.

Weitere Einzelheiten, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich besser aus der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung.

Es zeigt.
Fig. 1 in einer schematischen Schnittdarstellung einen Drucksensor gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 eine Schnittdarstellung der voneinander getrennten ersten und zweiten Gehäuse des Drucksensors;
Fig. 3A eine Darstellung aus Richtung des Pfeiles IIIA in Fig. 2 und Fig. 3B eine Schnittdarstellung des Einbettungszustandes eines Anschlusses, der in dem ersten Gehäuse eingebettet und festgelegt ist;
Fig. 4A eine Schnittdarstellung, welche einen Befestigungszustand eines Chipkondensators im ersten Gehäuse zeigt und Fig. 4B eine Darstellung in Richtung des Pfeiles IVB in Fig. 4A;
Fig. 5 eine schematische Schnittdarstellung zur Veranschaulichung eines Formschrittes bei der Herstellung des Drucksensors von Fig. 1;
Fig. 6 eine schematische Schnittdarstellung zur Veranschaulichung eines Formschrittes nach dem Schritt von Fig. 5;
Fig. 7 eine Schnittdarstellung zur Veranschaulichung eines Formschrittes nach dem Schritt von Fig. 6;
Fig. 8 eine schematische Schnittdarstellung zur Veranschaulichung eines Formschrittes zur Herstellung des Drucksensors;
Fig. 9 eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung des Verbindungsaufbaus eines Chipkondensators in einem Drucksensor gemäß einer Abwandlung der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 10 eine schematische Schnittdarstellung eines Drucksensors nach dem Stand der Technik.
Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben, wobei diese Beschreibung rein illustrativ und nicht einschränkend zu verstehen ist.
Bei der momentan bevorzugten und dargestellten Ausführungsform wird ein Drucksensor S1 von Fig. 1 typischerweise zur Druckerfassung eines Kühlmittels in einer Fahrzeug-Klimaanlage verwendet, was jedoch nur ein Anwendungsbeispiel ist.
Der Drucksensor S1 beinhaltet ein Gehäuseteil 10, welches in Fig. 2 dargestellt ist. Fig. 2 zeigt einen getrennten Zustand des Gehäuseteils 10, welches dann in ein erstes Gehäuse 11 und ein zweites Gehäuse 12 unterteilt ist. Gemäß den Fig. 1 und 2 wird das Gehäuseteil 10 durch Zusammenbau des ersten Gehäuses 11 und des zweiten Gehäuses 12 gebildet. Sowohl das erste Gehäuse 11 als auch das zweite Gehäuse 12 sind in einem Schritt einstückig unter Verwendung eines Kunststoffes gegossen oder spritzgegossen, beispielsweise mit Polyphenylen-Sulfid (PPS) oder Polybutylenterephtalat (PBT).
Das erste Gehäuse 11 hat annähernd Zylinderform mit abgestuften Abschnitten. Ein Vertiefungsabschnitt 13 ist an einem Ende des ersten Gehäuses 11 ausgebildet und erstreckt sich von einem Ende des ersten Gehäuses 11 vertiefungsartig in dieses hinein. Ein Sensorelement 40 zur Druckerkennung ist in diesem Vertiefungsabschnitt 13 angeordnet. Der Vertiefungsabschnitt 13 hat eine Bodenfläche, welche als erste Oberfläche 11a verwendet wird. Das erste Gehäuse 11 hat eine zweite Oberfläche 11b an einer Seite gegenüberliegend der ersten Oberfläche 11a.
Anschlüsse 20 aus leitfähigem Material, beispielsweise einem geeigneten Metall sind in das erste Gehäuse 11 eingebettet. Beispielsweise sind in dieser Ausführungsform drei Anschlüsse 20 vorgesehen. Die Anschlüsse 20 sind so angeordnet, daß sie das erste Gehäuse 11 in Axialrichtung des ersten Gehäuses 11 durchtreten. Ein Ende eines jeden Anschlusses 20 steht von der ersten Oberfläche 11a vor und das andere Ende eines jeden Anschlusses 20 steht von der zweiten Oberfläche 11b vor. In dieser Ausführungsform sind die drei Anschlüsse 20 ein Anschluß für ein Eingangssignal Vcc des Sensorelementes 40, ein Anschluß für ein Ausgangssignal Vout des Sensorelementes 40 und ein Anschluß GND für Masse. Wie in den Fig. 3A und 4B gezeigt, sind die drei Anschlüsse 20 für das Eingangssignal Vcc, das Ausgangssignal Vout und Masse GND separat voneinander angeordnet.
Wie in Fig. 1 gezeigt, sind die auf einer Seite liegenden Enden der Anschlüsse 20 elektrisch mit dem Sensorelement 40 über einen Draht 50 in dem Vertiefungsabschnitt 13 des ersten Gehäuses 11 verbunden. Der Draht 50 wird beispielsweise durch eine Drahtbondierung von einem Gold- oder Aluminiummaterial gebildet. Die Endabschnitte der Anschlüsse 20, welche in den Vertiefungsabschnitt 13 vorragen, werden durch ein Versiegelungsmaterial 55 beispielsweise aus Silikongummi versiegelt.
Das Sensorelement 40 wandelt einen angelegten Druck in ein elektrisches Signal um und gibt das elektrische Signal als Sensorsignal aus. Das Sensorelement 40 kann vom Halbleitermembran-Typ sein mit einer Membran zur Druckaufnahme. In diesem Fall wird die Membran, die in einem Siliziumhalbleiterteil angeordnet ist, mit einer Grundplatte durch Anoden-Bondieren zusammengefügt. Dann wird die Grundplatte 41, welche das Sensorelement 40 bildet, mit der Bodenfläche (d. h. der ersten Oberfläche 11a) der Vertiefung verbunden.
Die anderen Enden der Anschlüsse 20 stehen von der zweiten Oberfläche 11b des ersten Gehäuses 11 vor und diese vorstehenden Enden der Anschlüsse 20 sind dafür vorgesehen, mit einem von außen her kommenden (Steck)Verbinder verbindbar zu sein. Wie in den Fig. 1, 3A und 3B gezeigt, sind an den Anschlüssen 20 Abzweigabschnitte 21 ausgebildet, welche von den eingebetteten Abschnitten der Anschlüsse 20, welche im ersten Gehäuse 11 eingebettet sind, abzweigen. Diese Abzweigabschnitte 21 zweigen von den Anschlüssen 20 an Abschnitten ab, welche im ersten Gehäuse 11 zur dortigen Befestigung eingebettet sind. Ein Teil der Abzweigabschnitte 21 steht zu der ersten Oberfläche 11b des ersten Gehäuses 11 frei vor, um freiliegende Abschnitte 22 zu bilden. Beispielsweise sind in dieser Ausführungsform die freiliegenden Abschnitte 22 die jeweiligen Enden der Abzweigabschnitte 21. In den Fig. 3A und 4B sind die verbleibenden Teile der Abzweigabschnitte 21 mit Ausnahme der freiliegenden Abschnitte 22 gestrichelt dargestellt. Gemäß den Fig. 1, 4A und 4B ist ein Chipkondensator 60 zum Beseitigen oder zumindest Vermindern von elektrischem Rauschstrom am Sensorelement 40 an den freiliegenden Abschnitten 22 der Abzweigabschnitte 21 auf der zweiten Oberfläche 11b des ersten Gehäuses 11 angeordnet. Der Chipkondensator 60 ist mit den freiliegenden Abschnitten 22 unter Verwendung eines leitfähigen Verbindungsteils, beispielsweise einer Ag-Paste oder eines Lotes verbunden. In dieser Ausführungsform sind zwei Chipkondensatoren 60 vorgesehen. Jeder der Chipkondensatoren 60 ist so angeordnet, daß er mit zwei freiliegenden Abschnitten 22 in Verbindung ist. Gemäß Fig. 4B sind die beiden Chipkondensatoren 60 so angeordnet, daß der Anschluß 20 für das Ausgangssignal Vout gemeinsam verwendet wird.
Wie oben beschrieben ist das Sensorelement 40 im ersten Gehäuse 11 angeordnet und die Anschlüsse 20 sind in dem ersten Gehäuse 11 zur Befestigung im ersten Gehäuse 11 vorgesehen. Das erste Gehäuse 11 wird einstückig gegossen. Zusätzlich werden die Abzweigabschnitte 21, welche von den Anschlüssen 20 abzweigen, im ersten Gehäuse 11 eingebettet, um in dem ersten Gehäuse 11 festgelegt zu werden.
Das andere Ende des ersten Gehäuses 11 wird mit dem zweiten Gehäuse 12 verbunden. Das zweite Gehäuse 12 hat annähernd Zylinderform und wird als eigentlicher Verbinder zur Durchführung einer Verbindung nach außen hin verwendet. Das zweite Gehäuse 12 weist einen hohlen Abschnitt auf und die anderen Enden der Anschlüsse 20 stehen in den hohlen Abschnitt des zweiten Gehäuses 12 vor und erstrecken sich hierin.
Das zweite Gehäuse 12 wird so angeordnet, daß es wenigstens einen Teil der zweiten Oberfläche 11b des ersten Gehäuses 11 abdeckt. Von daher kann ein freiliegender Bereich des Chipkondensators 60 nach außen hin verringert werden und Einwirkungen auf den Chipkondensator 60 aufgrund von eindringendem Staub etc. können beschränkt werden.
Wie in Fig. 1 gezeigt, ist der Durchmesser D1 der zweiten Oberfläche 11b im ersten Gehäuse 11 ein Durchmesser einer Anbringoberfläche, auf der der Chipkondensator 60 angebracht wird. Wie in Fig. 1 gezeigt wird der Durchmesser D1 der zweiten Oberfläche 11b des ersten Gehäuses 11 größer als ein Innendurchmesser D2 des Verbindungsabschnittes des zweiten Gehäuses 12 gemacht, der die Verbindung nach außen hin bewirkt.
Wie weiterhin in Fig. 1 gezeigt, ist ein Gehäuse an der einen Endseite des ersten Gehäuses 11 angebracht. Das Gehäuse 70 hat eine Zylinderform mit einem abgestuften Teil. Beispielsweise ist das Gehäuse 70 aus einem Stahlmaterial, beispielsweise platiertem Kohlenstoffstahl gefertigt. Das Gehäuse 70 weist einen Druckeinlaß 71 auf, welchem in dieser Ausführungsform Kühlmittel von einer Kühlmittelleitung einer Fahrzeug-Klimaanlage zugeführt wird. Ein Schraubabschnitt 72 ist am Gehäuse 70angeordnet, so daß der Drucksensor S1 an der Kühlmittelleitung der Klimaanlage befestigt werden kann.
Eine Metallmembran 80 aus einem dünnen Metall wie beispielsweise rostfreiem Stahl ist in dem Gehäuse 70 auf Seiten des ersten Gehäuses 11 angeordnet, um die Öffnung des Druckeinlasses 71 luftdicht abzudecken. Die Metallmembran 80 wird an der inneren Umfangsoberfläche des Gehäuses 70 durch ein Druckteil (Ringschweißung) 81 angebracht, um luftdicht mit dem Gehäuse 70 verbunden zu sein. Ein Endabschnitt 73 des Gehäuses 70 auf Seiten des ersten Gehäuses 11 ist umgebogen, um das erste Gehäuse 11 an der ersten Endseite des ersten Gehäuses 11 zu umgreifen, so daß das Gehäuse 70 am ersten Gehäuse 11 befestigt ist. Im Zusammenbauzustand von erstem Gehäuse 11 und Gehäuse 70 wird eine Druckerfassungskammer 90 zwischen dem ersten Gehäuse 11 und der Metallmembran 80 gebildet. In der Druckkammer 90 ist ein Öl (z. B. Fluorin-Öl) eingeschlossen und wird als Druckübertragungsmedium verwendet. Das Öl ist in der Druckerfassungskammer 90 so eingefüllt und eingeschlossen, daß das Sensorelement 40 und ein elektrisches Verbindungsteil, beispielsweise der Draht 50 bedeckt sind. Weiterhin wird das Öl von der Metallmembran 80 eingeschlossen.
Eine kreisförmige Vertiefung 91 ist um die Druckerkennungskammer 90 herum ausgebildet und ein O-Ring 92 zum luftdichten Abschließen der Druckerkennungskammer 90 ist in der Vertiefung 91 angeordnet. Der O-Ring 92 liegt unter Druck zwischen dem ersten Gehäuse 11 und dem Druckteil 81. Von daher ist die Druckerkennungskammer 90 luftdicht durch die Metallmembran 80 und den O-Ring 92 verschlossen und versiegelt.
Nachfolgend wird die Arbeitsweise des Drucksensors S1 bei der Druckerkennung beschrieben. Der Drucksensor S1 wird an ein Leitungsteil einer Klimaanlage für ein Fahrzeug durch den Schraubenabschnitt 72 des Gehäuses 70 angebracht, um mit dem Innenraum des Rohres in Verbindung zu stehen. Ein Kühlmittel in dem Rohr der Klimaanlage wird in den Drucksensor S1 durch den Druckeinlaß 71 eingebracht. Somit wird der Druck des Kühlmittels in der Klimaanlage von der Metallmembran 80 auf eine Oberfläche des Sensorelementes 40 über das Öl in der Druckerkennungskammer 90 aufgebracht. Ein elektrisches Signal entsprechend dem aufgebrachten Druck wird vom Sensorelement 40 als Sensorsignal ausgegeben. Das Sensorsignal wird vom Sensorelement 40 dem Draht 50 übergeben und über die Anschlüsse 20 einem außenliegenden Schaltkreis übertragen, so daß der Druck des Kühlmittels in der Klimaanlage erfaßbar ist.
Im Drucksensor S1 kann ein Rauschstrom von der Außenseite des Gehäuseteiles 10 dem Sensorelement 40 über die Anschlüsse 20 und den Draht 50 auferlegt werden. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Chipkondensator 60 über die Abzweigabschnitte 21 mit den Anschlüssen 20 in Verbindung, welche wiederum mit dem Sensorelement 40 verbunden sind. Von daher kann ein auf das Sensorelement 40 einwirkender Rauschstrom begrenzt oder sogar beseitigt werden. Insbesondere wird der Rauschstrom von der Außenseite her dem Sensorelement 40 über den Anschluß 20 für das Ausgangssignal Vout und den Anschluß 20 für das Eingangssignal Vcc auferlegt. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Chipkondensator 60 jedoch zwischen dem Sensorelement 40 und der Außenseite angebracht, um den Rauschstrom zu absorbieren. Somit kann bei dieser Ausführungsform die Widerstandsfähigkeit gegenüber EMC verbessert werden.
Nachfolgend wird ein Herstellungsverfahren für den Drucksensor S1 unter Bezugnahme auf die Fig. 5 bis 8 beschrieben.
Zunächst wird das erste Gehäuse 11 gemäß den Fig. 2 und 3A vorbereitet. In dem ersten Gehäuse 11 von Fig. 2 und 3A werden die Anschlüsse 20 einstückig mit eingegossen. Sodann wird der Chipkondensator 60 auf der zweiten Oberfläche 11b des ersten Gehäuses 11 angeordnet und der Chipkondensator 60 und der freiliegende Abschnitt 22 werden durch eine Ag-Paste oder Lot elektrisch miteinander verbunden. Dieser Zustand ist in den Fig. 4A und 4B gezeigt.
Nachfolgend werden gemäß den Fig. 5 und 6 das erste Gehäuse 11 mit dem Chipkondensator oder den Chipkondensatoren 60 und das zweite Gehäuse 12 zusammengebaut und Kontaktabschnitte zwischen dem ersten Gehäuse 11 und dem zweiten Gehäuse 12 werden durch Ultraschall verschmolzen. So wird das Gehäuseteil 10 bestehend aus den ersten und zweiten Gehäusen 11 und 12 gemäß Fig. 6 gebildet.
Nachfolgend wird gemäß Fig. 7 das Sensorelement 40 an der ersten Oberfläche 11a angeheftet und dort befestigt, d. h. an der Bodenfläche des Vertiefungsabschnittes 13 im ersten Gehäuse 11. Sodann wird das Dichtmaterial 55 (der Kleber) eingebracht und die Anschlüsse 20 und das Sensorelement 40 werden mittels einer Drahtbondierung über die Drähte 50 verbunden. Weiterhin wird der O-Ring 92 eingebaut. Sodann wird das erste Gehäuse 11 so angeordnet (d. h. beispielsweise gedreht), daß das Sensorelement 40 auf der Oberseite (oben) liegt und eine bestimmte Menge an Öl wird in den Vertiefungsabschnitt des ersten Gehäuses 11 her über einen Spender oder dergleichen eingebracht.
Sämtliche Umfänge vom Druckteil 81 und Mentalmembran 80 werden in das Gehäuse 70 eingeschmolzen, so daß das Druckteil 81 und die Mentalmembran 80 quasi einstückig sind. Während der horizontale Zustand des Gehäuses 70 in der aufrechtstehenden Lage beibehalten wird, wird das erste Gehäuse 11 in das Gehäuse 70 eingeführt. In diesem Zustand werden erst das Gehäuse 11 und Gehäuse 70 in eine Vakuumkammer verbracht und Luft in der Druckerkennungskammer 90 wird abgepumpt.
Danach werden das erste Gehäuse 11 und das Gehäuse 70 zusammengedrückt, so daß das erste Gehäuse 11 und der Druckabschnitt des Gehäuses 70 ausreichend kontaktieren. Von daher wird die Druckerkennungskammer 90, welche durch die Metallmembran 80 und dem O-Ring 92 abgedichtet ist, ausgebildet. Nachfolgend wird der Endabschnitt 73 des Gehäuses 70 radial nach innen gebogen, um mit dem ersten Gehäuse 11 verbunden zu werden, so daß das Gehäuse 10 und das Gehäuse 70 eine Einheit bilden. Mit dem oben beschriebenen Herstellungsverfahren wird der Drucksensor S1 gebildet. Da bei der vorliegenden Ausführungsform das Gehäuseteil 10 durch Kombination des ersten Gehäuses 11 und des zweiten Gehäuses 12 gebildet wird, können der Anordnungsabschnitt oder Anbringabschnitt für den Chipkondensator 60 im ersten Gehäuse 11 und der Verbindungsabschnitt im zweiten Gehäuse 12 unabhängig voneinander ausgebildet werden. Von daher ist die Fläche der zweiten Oberfläche 11b, welche die tatsächliche Kondensatoranbringfläche ist, leicht ungeachtet der Größe oder der Form des zweiten Gehäuses 12 mit dem Verbindungsabschnitt problemlos vergrößerbar. Somit kann der Durchmesser D1 der zweiten Oberfläche 11b problemlos größer als der Durchmesser D2 des Verbindungsabschnittes des zweiten Gehäuses 12 gemacht werden.
Weiterhin kann wenigstens ein Teil der freiliegenden Abschnitte 22 der Abzweigabschnitte 21, welche in der zweiten Oberfläche 11b freiliegen, gegenüber dem Durchmesser D2 des Verbindungsabschnittes des zweiten Gehäuses 12 radial weiter außen angeordnet werden. Mit anderen Worten, das zweite Gehäuse hat eine Abdeckoberfläche 12a, welche einen Teil der zweiten Oberfläche 11b des ersten Gehäuses 11 mit einem bestimmten Abstand zwischen der Abdeckoberfläche 12a und der zweiten Oberfläche 11b des ersten Gehäuses 11 abdeckt. Somit ist wenigstens ein Teil der freiliegenden Abschnitte 22 von der Abdeckoberfläche 12a des zweiten Gehäuses 12 bedeckt. Somit kann bei dem Drucksensor 51 mit dem Sensorelement 40 und den Anschlüssen 20 zur Verbindung des Sensorelementes 40 nach außen hin der Chipkondensator 60 mit hoher Kapazität (großer Größe) auf geeignete Weise in das Gehäuseteil 10 eingebaut werden, ohne daß Größe oder Form des Verbindungsabschnittes geändert werden.
Weiterhin können die Chipkondensatoren 60 an den freiliegenden Abschnitten der Abzweigabschnitte 21 angebracht werden, wobei die Basisabschnitte der Abzweigabschnitte 21 in das erste Gehäuse 11 eingebettet sind, um mit dem ersten Gehäuse 11 in Verbindung zu sein. Somit kann der Chipkondensator 60 problemlos am ersten Gehäuse 11 angebracht werden, wobei verhindert ist, daß die Abzweigabschnitte 21 während des Zusammenbaus verformt werden. Da die Anschlüsse 20 und die Abzweigabschnitte 21 fest an dem ersten Gehäuse 11 angebracht sind, kann verhindert werden, daß die Abzweigabschnitte 21 durch Vibrationen verformt werden, auch dann, wenn das zweite Gehäuse 12 mit Ultraschall angeschweißt wird.
Da der Chipkondensator 60 in dem Gehäuse 10 angeordnet ist, kann die Kapazität des Chipkondensators 60 im Vergleich zu dem Fall größer gemacht werden, bei dem der Chipkondensator 60 im Sensorelement 40 angebracht ist. Zusätzlich ist bei dieser Ausführungsform der Chipkondensator 60 in einem annähernden Mittelabschnitt des Gehäuses 10 in Axialrichtung separat vom Sensorelement 40 angebracht. Somit können Form und Größe des Chipkondensators 60 frei gewählt werden, ohne von der Form des Sensorelementes 40 und der inneren Formgebung des zweiten Gehäuses 12 abhängig zu sein. Somit kann die Größe des Chipkondensators 60 leichter erhöht werden.
Gemäß Fig. 1 zweigen die Abzweigabschnitte 21 von axialen Abschnitten der Anschlüsse 20 aus radial nach außen ab. Selbst wenn daher die Anschlüsse 20 gemeinsam vorgesehen sind, kann der Anbringraum zum Anbringen des Chipkondensators 60 problemlos bereitgestellt werden. Da weiterhin bei dieser Ausführungsform die zweite Oberfläche 11b des ersten Gehäuses 11 von der Abdeckoberfläche 12a des zweiten Gehäuses 12 bedeckt ist, kann der auf der zweiten Oberfläche 11b angeordnete Chipkondensator 60 von der Abdeckoberfläche 12a des zweiten Gehäuses 12 abgedeckt werden. Somit kann wirksam verhindert werden, daß der Chipkondensator 60 durch eindringendes Fremdmaterial (z. B. Staub oder dergleichen) beeinflußt wird. Da ein Ultraschallschmelzen durchgeführt wird, ist es unnötig, eine Kunststoffabdichtung zum Schutz des Chipkondensators 60 vorzusehen. Für eine noch bessere Bedeckung und damit einen noch besseren Schutz des Chipkondensators 60 kann jedoch in der vorliegenden Ausführungsform auch der Chipkondensator 60 durch einen Kunststoff oder dergleichen bedeckt werden.
Obgleich die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf eine bevorzugte Ausführungsform, sowie unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben worden ist, sei festzuhalten, daß sich verschiedene Änderungen und Abwandlungen einem Fachmann auf diesem Gebiet ohne weiteres ergeben ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen, wie sie in dem beiliegenden Ansprüchen und deren Äquivalenten definiert ist.
Beispielsweise sind in der oben beschriebenen Ausführungsform die beiden Chipkondensatoren 60 so angeordnet, daß der Anschluß 20 für das Ausgangssignal Vout gemeinsam benutzt wird. Gemäß Fig. 9 können jedoch die beiden Chipkondensatoren 60 so angeordet werden, daß der Anschluß 20 für Masse gemeinsam benutzt wird.
Bei einem Drucksensor der vorliegenden Erfindung ist somit insoweit zusammenfassend ein Sensorelement auf Seiten einer ersten Oberfläche eines ersten Gehäuses angeordnet und ein zweites Gehäuse mit einem zylindrischen hohlen Abschnitt ist mit dem ersten Gehäuse verbunden, um einen Teil einer zweiten Oberfläche des ersten Gehäuses abzudecken, welche gegenüber der ersten Oberfläche liegt. Anschlüsse sind in das erste Gehäuse so eingebettet, daß sie von der zweiten Oberfläche vorstehen und Abzweigabschnitte zweigen von den Anschlüssen von den eingebetteten Abschnitten im ersten Gehäuse ab, um freiliegende Abschnitte zu erhalten, welche in der zweiten Obefläche freiliegen. Ein Chipkondensator oder auch mehrere hiervon wird/werden auf den freiliegenden Abschnitt auf der zweiten Oberfläche in elektrischer Verbindung mit den freiliegenden Abschnitten angeordnet. Bei diesem Drucksensor ist ein Durchmesser der zweiten Oberfläche des ersten Gehäuses größer als ein Innendurchmesser des hohlen Abschnittes an einer Position, wo die vorstehenden oberen Enden der Anschlüsse liegen.

Claims

1. Ein Drucksensor mit:
einem ersten Gehäuse (11) mit einer ersten Oberfläche (11a) und einer zweiten Oberfläche (11b) gegenüber der ersten Oberfläche,
einem Sensorelement (40) zur Druckerkennung, wobei das Sensorelement in dem ersten Gehäuse auf Seiten der ersten Oberfläche angeordnet ist;
wenigstens einem Anschluß (20), der in das erste Gehäuse eingebettet ist, um mit dem ersten Gehäuse in Verbindung zu sein, wobei der Anschluß elektrisch mit dem Sensorelement und einer Außenseite in Verbindung ist;
einem zweiten Gehäuse (12) mit einer Innenwandoberfläche, welche einen annähernd zylindrischen hohlen Abschnitt bildet, wobei das zweite Gehäuse mit dem ersten Gehäuse verbunden ist, und eine Abdeckoberfläche (12a) hat, welche wenigstens einen Teil der zweiten Oberfläche des ersten Gehäuses abdeckt, und
wenigstens einem Kondensator (60) zum Beschränken eines Rauschstromes, der dem Sensorelement auferlegt wird, wobei
der wenigstens eine Anschluß einen sich erstreckenden Abschnitt hat, der sich in Axialrichtung erstreckt, in welcher das erste Gehäuse und das zweite Gehäuse verbunden sind;
der sich erstreckende Abschnitt des Anschlusses von der zweiten Oberfläche des ersten Gehäuses sich in dem hohlen Abschnitt des zweiten Gehäuses in besagter Axialrichtung erstreckt, um ein vorstehendes Ende zu haben, welches elektrisch mit der Außenseite verbindbar ist;
der Anschluß einen Abzweigabschnitt (21) beinhaltet, der von dem sich erstreckenden Abschnitt abzweigt und in dem ersten Gehäuse eingebettet ist;
ein Teil des Abzweigabschnittes (21) an der zweiten Oberfläche freiliegt, um einen freiliegenden Abschnitt (22) zu bilden;
der Kondensator auf dem freiliegenden Abschnitt angeordnet ist, um elektrisch mit dem freiliegenden Abschnitt verbunden zu sein; und
die zweite Oberfläche (11b) des ersten Gehäuses eine radiale Abmessung (D1) hat, welche größer als eine radiale Abmessung (D2) des hohlen Abschnittes an einer bestimmten Position ist, wo das obere Ende des sich erstreckenden Abschnittes des Anschlusses liegt.

2. Drucksensor nach Anspruch 1, wobei wenigstens ein Teil des freiliegenden Abschnittes (22) an einer radialen Außenseite der radialen Abmessung des hohlen Abschnittes an einer bestimmten Position liegt.

3. Drucksensor nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Abdeckoberfläche des zweiten Gehäuses sich in einer Radialrichtung senkrecht zur Axialrichtung erstreckt, um der zweiten Oberfläche des ersten Gehäuses gegenüber zu liegen und um einen bestimmten Abstand zwischen der Abdeckoberfläche der zweiten Oberfläche zu haben.

4. Drucksensor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Anschluß eine Mehrzahl von Anschlußabschnitten beinhaltet, welche sich in Axialrichtung erstrecken.

5. Ein Drucksensor mit:
einem ersten Gehäuse (11) mit einer ersten Oberfläche (11a) und einer zweiten Oberfläche (11b) gegenüber der ersten Oberfläche,
einem Sensorelement (40) zur Druckerkennung, wobei das Sensorelement in dem ersten Gehäuse auf Seiten der ersten Oberfläche angeordnet ist;
wenigstens einem Anschluß (20), der in das erste Gehäuse eingebettet ist, um mit dem ersten Gehäuse in Verbindung zu sein, wobei der Anschluß elektrisch mit dem Sensorelement und einer Außenseite in Verbindung ist;
einem zweiten Gehäuse (12) mit einer Innenwandoberfläche, welche einen annähernd zylindrischen hohlen Abschnitt bildet, wobei das zweite Gehäuse mit dem ersten Gehäuse verbunden ist, und eine Abdeckoberfläche (12a) hat, welche wenigstens einen Teil der zweiten Oberfläche des ersten Gehäuses abdeckt, und
wenigstens einem Kondensator (60) zum Beschränken eines Rauschstromes, der dem Sensorelement auferlegt wird, wobei:
der wenigstens eine Anschluß einen sich erstreckenden Abschnitt hat, der sich in Axialrichtung erstreckt, in welcher das erste Gehäuse und das zweite Gehäuse verbunden sind;
der sich erstreckende Abschnitt des Anschlusses sich von der zweiten Oberfläche des ersten Gehäuses in dem hohlen Abschnitt des zweiten Gehäuses in besagter Axialrichtung erstreckt, um ein vorstehendes Ende zu haben, welches elektrisch mit der Außenseite verbindbar ist;
der Anschluß einen Abzweigabschnitt (21) beinhaltet, der von dem sich erstreckenden Abschnitt abzweigt und in dem ersten Gehäuse eingebettet ist;
ein Teil des Abzweigabschnittes (21) an der zweiten Oberfläche freiliegt, um einen freiliegenden Abschnitt (22) zu bilden;
der Kondensator auf dem freiliegenden Abschnitt angeordnet ist, um elektrisch mit dem freiliegenden Abschnitt verbunden zu sein; und
wenigstens ein Teil des freiliegenden Abschnitts (22) radial außerhalb einer radialen Abmessung (D2) des hohlen Abschnitts an einer bestimmten Position angeordnet ist, wo das obere Ende des sich erstreckenden Abschnittes des Anschlusses liegt.

6. Ein Verfahren zur Herstellung eines Drucksensors, mit den folgenden Schritten
einstückiges Gießen eines ersten Gehäuses (11) mit wenigstens einem Anschluß (20), der in das erste Gehäuse eingebettet ist und welches eine erste Oberfläche (11a) und eine zweite Oberfläche (11b) gegenüber der ersten Oberfläche hat, wobei der Anschluß von der zweiten Oberfläche vorsteht,
Anordnen wenigstens eines Kondensators (60) auf einem freiliegenden Abschnitt (22) eines Abzweigabschnittes (21) des Anschlusses, welcher auf der zweiten Oberfläche des ersten Gehäuses freiliegt, wobei der Abzweigabschnitt von dem Anschluß radial nach außen in dem ersten Gehäuse abzweigt;
einstückiges Gießen eines zweiten Gehäuses (12) mit einer Innenwandoberfläche, welche einen annähernd zylindrischen hohlen Abschnitt definiert;
Zusammenfügen des ersten Gehäuses und des zweiten Gehäuses miteinander in Axialrichtung derart, daß der Anschluß von der zweiten Oberfläche in den hohlen Abschnitt des zweiten Gehäuses vorsteht und ein Teil der zweiten Oberfläche des ersten Gehäuses durch eine Abdeckoberfläche am zweiten Gehäuse abgedeckt ist, welches sich in Radialrichtung erstreckt; und
Befestigen eines Sensorelementes (40) in dem ersten Gehäuse auf Seiten der ersten Oberfläche zur elektrischen Verbindung mit dem Anschluß.