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Hintergrund
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1 und 2 sind jeweils eine Draufsicht und Querschnittsansicht eines herkömmlichen dualen Druckunterschiedssensors 1. Der Drucksensor 1 wird als dualer Druckunterschiedssensor bezeichnet, da er zwei separate Druckunterschieds-Sensiertransducer-Formen umfasst. Jede Transducer-Form ist ein Druckunterschiedssensor.
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Wie hierin verwendet, bezeichnet der Ausdruck „Druckunterschiedssensor einen Drucksensor, welcher einen Betrag misst bzw. sensiert, um welchen sich der Druck, welcher sich in einer Flüssigkeit oder einem Gas befindet, von einem Referenzdruck unterscheidet, typischerweise Atmosphärendruck. Die in 1 und 2 gezeigte Vorrichtung ist daher in der Lage, zwei Druckunterschiede zu messen, zum Beispiel den Druck auf zwei unterschiedliche Flüssigkeiten oder den Druckabfall an zwei Druckunterschieden entlang eines Strömungspfades, und stellt zwei korrespondierende Ausgangssignale bereit, welche repräsentativ für die Unterschiede zwischen den zwei gemessenen Drücken und einem Referenzdruck sind.
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Der Drucksensor 1 umfasst ein Gehäuse 2 mit einer Aussparung 3, welche gebildet wird durch oder definiert ist durch eine vertikale Seitenwand 4, welche die Aussparung 3 umgibt. Die Aussparung 3 ist nach oben hin offen und weist eine ebene oder im Wesentlichen ebene Bodenfläche 5 auf. Zwei kleine Anschlüsse 6, welche in der Querschnittsansicht der 2 sichtbar sind, erstrecken sich von einer äußeren Bodenfläche 7 des Gehäuses 2, und zwar „nach oben”, wie in 2 dargestellt, und in die Aussparung 3 hindurch durch die ebene Bodenfläche 7. Zwei separate piezoresistive Transducer(PRT)-Formen 8, welche im Stand der Technik gut bekannt sind, sind auf separaten, entsprechenden Sockeln 9 befestigt. Die Sockel 9 sind in einem Klebemittel 50 eingebettet, welches jeden Anschluss 6 umgibt.
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Das Klebemittel 50 weist einen nicht-ausgehärteten flüssigen Zustand und einen im Wesentlichen festen ausgehärteten Zustand auf. Nicht-ausgehärtetes Klebemittel wird auf der Oberseite der ebenen Bodenfläche 5 als ein Strang von Flüssigkeit aufgebracht. Das Klebemittel 50 ist derart aufgebracht, dass es beide Anschlüsse 6 vollständig umgibt. Die Sockel 9 der PRT-Formen, wobei die Sockel an den Formen vorbefestigt sind, werden auf dem Klebemittel 50-Strang angeordnet, bevor das Klebemittel 50 ausgehärtet ist. Die Sockel 9 setzen sich daher in dem nicht-ausgehärteten Klebemittel 50 ab. Nach Aushärtung verbindet sich das Klebemittel 50 in mechanischer Weise mit den Sockeln 9 mit der ebenen Bodenfläche 5. Außerdem wird eine Abdichtung zwischen der ebenen oberen Fläche 5 und dem Sockel 9 bereitgestellt.
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Ein viskoses Gel 75 füllt teilweise die Aussparung, im Wesentlichen wie dargestellt. Das Gel 75 schützt die PRT-Formen, lässt jedoch auch zu, dass Umgebungsdruck auf die nach oben gerichtete Seite der PRTs ausgeübt wird, das heißt, die Seite der PRTs, welche zum Umgebungsdruck hin gerichtet ist.
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Das Gel 75 ist viskos, jedoch flexibel genug, so dass Umgebungsluftdruck eine nach unten gerichtete Kraft auf die Oberseite der PRT-Formen 8 ausüben kann. Die zuvor erwähnten Anschlüsse 6 tragen ein Medium nach oben, wie dargestellt ist, wobei dessen Druck eine nach oben gerichtete Kraft auf die PRT-Formen ausübt. Die PRT-Formen sind daher zwei Kräften ausgesetzt: Umgebungsdruck und der Druck innerhalb der entsprechenden Anschlüsse 6. Die PRTs messen den Unterschied zwischen diesen zwei Drücken und werden daher als Druckunter schiedssensoren bezeichnet.
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Ein Problem mit dem in 1 und 2 dargestellten Drucksensor besteht darin, dass die Querschnittsfläche der Anschlüsse 6 klein ist. Falls zu viel von dem viskosen, jedoch trotzdem noch flüssigen Klebemittel 50 um die Anschlüsse 6 herum aufgetragen wird, kann der Sensor in eine oder beide der Anschlüsse 60 fließen, und teilweise oder sogar vollständig den Anschluss bzw. die Anschlüsse 6 blockieren. Sobald das Klebemittel 50 innerhalb eines Anschlusses 6 aushärtet, kann das Klebemittel 50 nicht in einfacher Weise von dem Anschluss 6 entfernt werden, ohne die Vorrichtung 1 zu zerstören. Ein zweites und damit verwandtes Problem ist, dass, während viele Nutzer der Vorrichtung 1 bevorzugen, dass die Gesamtabmessungen reduziert sind, ein Reduzieren der Gesamtgröße der Vorrichtung dazu tendiert, die Wahrscheinlichkeit zu erhöhen, dass Klebemittel in die Anschlüsse 6 gelangen wird. Ein Reduzieren der Größe der Vorrichtung 1 und ein Freihalten der Anschlüsse 6 von Klebemittel 50 während des Zusammenbaus ist daher problematisch.
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Das Problem des Klebemittel-Überflusses in die Anschlüsse hinein könnte durch Erhöhen des Abstandes bzw. der Distanz zwischen den Anschlüssen 6 und dem Klebemittel 50 gelöst werden, jedoch würde ein Vergrößern des Abstandes zwischen den Anschlüssen 6 und dem Klebemittel 50 erfordern, dass die Gesamtgröße der Vorrichtung 1 erhöht wird. Unglücklicherweise besteht der Trend in allen Gebieten der Elektronik, einschließlich des Sensierens von Druck, darin, Vorrichtungen kleiner anstelle von größer zu machen. Ein Drucksensor mit zwei oder mehreren separaten PRTs und mit einer reduzierten Größe, welcher jedoch ebenso vermeiden bzw. ausschließen kann, das Klebemittel 50 die Druckanschlüsse 6 blockiert, wäre eine Verbesserung gegenüber dem Stand der Technik. Ein weiterer Vorteil des Herstellungsverfahrens ist, dass eine einzelne PRT-Form 60 mit zwei PRTs die Anzahl von acht Verbindungspads auf sechs Verbindungspads 95 reduzieren kann, was auch die Anzahl an Verbindungsdrähten zu der Form von acht auf sechs reduziert.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist eine Draufsicht auf einen herkömmlichen dualen Druckunterschiedssensor;
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2 ist eine Querschnittsansicht der in 1 dargestellten Vorrichtung;
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3 ist eine Draufsicht auf eine bevorzugte Ausführungsform eines dualen Druckunterschiedssensors mit zwei piezoresistiven Transducern auf einer einzelnen Form, wobei die Form in einer Nut angeordnet und befestigt ist;
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4 ist eine Darstellung einer Aussparung der in 3 dargestellten Vorrichtung;
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5 ist eine Querschnittsansicht der in 3 und 4 dargestellten Vorrichtung;
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6 ist eine Draufsicht auf die in 5 dargestellte Struktur entlang Abschnittslinien 6-6;
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7 ist eine Draufsicht in die in 5 dargestellte Aussparung;
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8 ist eine Querschnittsansicht des verwendeten Gehäuses mit einem einzelnen Druckunterschiedssensor, wobei das Gehäuse vor Zusammenbau mit einem Sockel und der Form dargestellt ist;
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9 ist eine alternative Ausführungsform eines einzelnen Druckunterschiedssensors und zeigt ebenso Vorsprünge, welche sich nach oben von dem Boden der Nut erstrecken;
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10 ist eine Draufsicht auf die in 9 dargestellte Vorrichtung, welche ein Beispiel zeigt, wo Vorsprünge in einer Nut angeordnet sein können;
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11 ist eine Querschnittsansicht einer alternativen Ausführungsform, welche eine Nut mit einem trapezförmigen Querschnitt zeigt;
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12 ist eine Draufsicht auf die in 11 dargestellte Struktur;
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13 zeigt einen Zusammenbauschritt, welcher das Hinzufügen von flüssigem Klebemittel in die Nut umfasst, so dass das Klebemittel die Anschlüsse vollständig umgibt;
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14 ist eine Draufsicht auf die in 13 dargestellte Struktur;
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15 ist eine Querschnittsansicht des bevorzugten, dualen Druckunterschiedssensors, wobei die Hinzufügung eines viskosen Gels in die Aussparung gezeigt ist, und
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16 ist eine Draufsicht auf die einzelne in 15 dargestellte PRT-Form, ohne Darstellung von schützenden Passivierungsschichten.
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Detaillierte Beschreibung
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3 ist eine Draufsicht auf einen dualen Druckunterschiedssensor 10. 4 ist eine vergrößerte Ausschnittsansicht des Inneren des Drucksensors 10.
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3 zeigt, dass der Drucksensor 10 eine einzelne Siliziumform 60 mit zwei darin ausgebildeten piezoresistiven Transducern umfasst. Die Form 60 ist in einer Aussparung 20 befestigt, welche in einem Spritzguss-Kunststoffgehäuse 15 ausgebildet ist.
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Die Form 60 ist mit einem in 3 nicht dargestellten Sockel verbunden, welche jedoch in einer in der Bodenfläche 25 des Gehäuses 15 ausgebildeten Aussparung bzw. Nut sitzt. Die Nut, welche in 3 nicht dargestellt ist, umgibt zwei Druckanschlüsse vollständig, welche ebenso in 3 nicht dargestellt sind.
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Der Sockel, welcher innerhalb der Nut angeordnet ist, umgibt ebenso beide Anschlüsse. Zwei Druckeinlassanschlüsse 12 und 14 erstrecken sich von einer Seite des Gehäuses 15 und übertragen unter Druck stehende Fluide (Flüssigkeiten oder Gase) zu entsprechenden Druckanschlüssen 35 und 40, welche in 3 oder 4 nicht dargestellt sind.
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4 ist eine Detailansicht des Inneren der innerhalb des Gehäuses 15 ausgebildeten Aussparung 20. Zwei PRTs, welche in 4 aufgrund ihrer Größe nicht sichtbar sind, sind in separate und entsprechend dünne Membranen 65 und 70 ausgebildet, welche ihrerseits in einer einzelnen Siliziumform 60 ausgebildet sind. Die Form 60 und ihre umschlossenen PRTs, welche in entsprechende Membranen 65 und 70 ausgebildet sind, sitzen am Boden der Aussparung 20, welche durch vertikale Seitenwände 22 definiert ist, welche sich nach oben von der ebenen Bodenfläche 25 der Aussparung 20 erstrecken. Elektrische Verbindungen zwischen den PRTs und einem verbindungsspezifischen integrierten Schaltkreis 74 (ASIC) werden durch feine Leitungsdrähte 72 hergestellt, welche sich von der Siliziumform 60 hin zu dem ASIC 74 erstrecken. Die Enden der Leitungsdrähte 72 sind mit Verbindungspads 95 verbunden, welche sowohl auf der Siliziumform 60 als auch dem ASIC 74 angeordnet sind. Leitungsdrähte 72 erstrecken sich von dem ASIC 74 zu Leitungsrahmen 83, welche mit einer externen Energiequelle elektrisch verbunden sind.
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Wie in 3 dargestellt ist, ist ein zweite Aussparung 80 in dem Gehäuse 15 ausgebildet, um Zugang zu den Leitungsrahmen 83 bereitzustellen, welche sich von dem Inneren eines Verbindungsanschlusses 86 erstrecken und welche eine elektrische Verbindung zu dem ASIC 74 in der ersten Aussparung 20 bereitstellen. Sogenannte Chip-Kondensatoren 82 bzw. Chip-Caps sind zwischen die Leitungsrahmen 83 geschaltet, um elektromagnetische Interferenz (EMI) unterdrücken zu helfen. Die Kondensatoren 82 sind dem Fachmann auf dem Gebiet der Elektronik als „Chip-Caps” bekannt.
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5 ist eine Querschnittsansicht des in 4 dargestellten Gehäuses, und zwar entlang der ersten Aussparung 20. Das Spritzguss-Kunststoff-Gehäuse 15 ist derart ausgebildet, so dass es vertikale Seitenwände 22 aufweist, welche eine offene innere Aussparung 20 umgeben und diese daher definieren, welche durch eine Öffnung 24 in dem „oberen Bereich” der Aussparung 20 zugänglich ist.
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Die Aussparung 20 weist eine Bodenfläche 25 auf, welche vorzugsweise eben oder wenigstens im Wesentlichen eben ist. Ein erster Druckanschluss 35 erstreckt sich durch das Gehäuse 15 von einem Boden und einer Außenfläche 30 des Gehäuses 15, und zwar nach oben gerichtet (wie in der Figur dargestellt) durch die ebene Bodenfläche 25 hindurch. Ein zweiter Druckanschluss 40, welcher seitlich versetzt und vorzugsweise parallel zu dem ersten Anschluss 35 ist, erstreckt sich durch die Boden- und äußere Fläche 30 des Gehäuses 15 hindurch, und zwar nach oben gerichtet durch die ebene Bodenfläche 25 hindurch.
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Zwei Membranen 65 und 70 sind in der einen Form 60 ausgebildet, wobei jede der Membranen 65 und 70 oberhalb eines entsprechenden Druckanschlusses 35 und 40 angeordnet ist. Jede Membran 65 und 70 ist daher reaktiv auf Druck in einem entsprechenden Druckanschluss 35 und 40, und zwar aufgrund der um jede Membrane durch die Verbindung zwischen dem Sockel und der Form 60 bereitgestellten Abdichtung. Jede Membran weist einen entsprechenden piezoresistiven Transducer auf (siehe 91 und 92 in 16), welcher in einer Ecke der Membran ausgebildet und in der Nähe dazu angeordnet ist, wobei Druck in einem Druckanschluss (35 oder 40) auf eine entsprechende Membran (65 oder 70) wirkt, was den entsprechenden Transducer dazu bringt, ein Signal zu erzeugen, welches die Durchbiegung der Membran wiedergibt. Elektrische Signale von den PRTs werden von Schaltkreisen in dem zuvor genannten ASIC 74 detektiert.
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Die Membranen 65 und 70 sind derart bemessen, geformt und angeordnet, dass sie funktionell und strukturell durch relativ dicke Befestigungskontaktflächen 62 der Form 60 voneinander getrennt sind und welche jede Membran umgeben. Die erhöhte Dicke der Befestigungskontaktflächen 62 mit Bezug auf die dünnen Membranen 65 und 70 stellen eine mechanisch robuste Mechanik-Schnittstelle und Kontakt- bzw. Verbindungsfläche für den Glas-Sockel 55 bereit. In einer bevorzugten Ausführungsform sind der Sockel 55 und die Form anodisch miteinander verbunden. Bei Draufsicht, wie in 8 dargestellt, erscheint die resultierende Struktur als eine einzelne Lage einer Siliziumform 60, welche von einem Silizium-Wafer geschnitten ist.
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Die Nut 45, welche oben erläutert ist, wird in 5 im Querschnitt dargestellt und trägt das Bezugszeichen 45, und weist einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt auf. Die Nut wird vorzugsweise während des Spritzguss-Verfahrens in der Bodenfläche 25 ausgebildet; jedoch kann die Nut nach Spritzgießen des Gehäuses durch maschinelles Erzeugen der Nut 45 in der Bodenfläche 25 ausgebildet werden. Unabhängig von dem Verfahren des Ausbildens der Nut 45, ist die Nut 45 derart ausgebildet, dass diese den ersten Anschluss 35 und den zweiten Anschluss 40 vollständig umgeben, oder wenigstens Abschnitte der Anschlüsse, wobei die Anschlüsse 35 und 40 sich durch den Boden 25 hin erstrecken. Mit anderen Worten, der Ausgang jedes Anschlusses 35 und 40 durch die Bodenfläche 25 ist vollständig von einer gleichförmig-tiefen Nut umgeben, mit einem rechteckigen oder im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt, und welche in der Bodenfläche 25 der Aussparung 20 ausgebildet ist.
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Weiterhin mit Bezug auf 5 ist der Sockel 55 wenigstens teilweise in einem Klebemittel 50-Material eingebettet, welches vor Anordnung des Sockels 55 in der Nut 45 aufgetragen wird. Das Klebemittel 50 weist vorzugsweise eine relativ geringe Viskosität in seinem nicht-ausgehärteten Zustand auf, um in der Lage zu sein, sich vor Anordnung des Sockels 55 in der Nut in dieser auszubreiten. Sowie das Klebemittel durch die Nut hindurchströmt, führt ein Anordnen des Sockels 55 in der Nut 45 dazu, dass der Sockel 55 wenigstens teilweise vor seinem Aushärten in dem Klebemittel 50 eingebettet ist. Das Klebemittelmaterial 50 kann in 5 als sich nach oben von dem Boden der Nut 45 um einen schmalen Abstand und in direktem Kontakt mit der vertikalen Seitenwand des Sockels 55 und der vertikalen Seitenwand der Nut 45 erstreckend gesehen werden. Sowie das Klebemittel 50 ausgehärtet ist, stellt die Befestigung des Klebemittels an den vertikalen Seitenwänden der Nut und den vertikalen Seitenwänden des Sockels eine verbesserte Verbindung bereit, das heißt, eine, welche mehr Bindungsstärke bereitstellt, als sonst mit der in 1 und 2 gezeigten Struktur möglich wäre.
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Die Abmessungen der Nut 45, nämlich seine Breite, Tiefe sowie Querschnittsform, werden zusammen mit dem Volumen des darin aufgetragenen Klebemittels 50 ausgewählt, so dass, wenn der Sockel 55 in das Klebemittel innerhalb der Nut eingebettet ist, kein Klebemittel aus der Nut 45 und auf die ebene Oberfläche 25 fließt. Durch Bilden einer Nut-Struktur 45 in der ebenen Bodenfläche 25, und lediglich teilweises Auftragen mit einem flüssigen Klebemittel, kann der Sockel 55 in präziser Weise relativ zu den Anschlüssen 35 und 40 angeordnet werden, während gleichzeitig ein Überlaufen von Klebemittel vermieden wird, so dass eine Verbindung mit erhöhter Stärke ausgebildet ist. Was noch wichtiger ist, eine einzelne Form 60 mit zwei PRTs kann in der Nut 45 befestigt werden, wodurch die Gesamtgröße der resultierenden Vorrichtung 10 reduziert wird.
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7 ist eine Draufsicht in die in 5 dargestellte Aussparung. Wie oben erwähnt, ist die Siliziumform 60 an dem Sockel 55 befestigt, und zwar vor Anordnung des Sockel 55 in der Nut 45 und dem Klebemittel 50. 7 zeigt, dass die einzelne Form 60 mit zwei Membranen 65 und 70 weniger Raum erfordert als die zwei separaten in 1 und 2 dargestellten Vorrichtungen.
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13 und 14 sind jeweils Querschnitts- und Drauf-Sichten des Gehäuses 15 und der Nuten 45 aus 3 und 4, welche teilweise mit Klebemittel 50 gefüllt sind. Sie stellen dar, wie die in diesen Figuren gezeigte Vorrichtung zusammengesetzt werden kann. Weder in 13 noch in 14 ist eine Form bzw. einen Sockel gezeigt. In 13 ist die Nut 45 teilweise gefüllt, jedoch zeigt 13 ebenso, dass die Tiefe des flüssigen Klebemittels 50 in der Nut 45 gleichförmig oder wenigstens im Wesentlichen gleichförmig über die gesamte Nut 45 ist. 14 zeigt, dass sowohl die Nut als auch das darin befindliche Klebemittel die Anschlüsse 34 und 45 vollständig umgeben.
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15 ist eine Querschnittsansicht des bevorzugten dualen Druckunterschiedssensors, wobei die Hinzufügung eines viskosen Gels in der Aussparung dargestellt ist. 16 ist eine Draufsicht auf die in 15 dargestellte PRT-Form 60, wobei Passivierungsschichten weggelassen sind, um den Schaltkreis 97 zu zeigen. Die Passivierungsschichten umfassen üblicherweise Siliziumdioxid oder Siliziumnitrid und sind auf die Form 60 aufgebracht, um den Schaltkreise 97, welcher in der Form 60 gebildet ist, zu schützen. Der Schaltkreis 97, welcher in 16 dargestellt ist, ist aus 1–15 aus Gründen der besseren Verständlichkeit weggelassen.
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Wenn das Gehäuse 15, wie in 15 dargestellt, zusammengesetzt wird, ist der Sockel 55 wenigstens teilweise in dem ausgehärteten Klebemittel 50 eingebettet, so dass separate Dichtungen um jede der Membranen 65 und 70 gebildet sind, wobei jede einen entsprechenden piezoresistiven Transducer 91 und 92 bereitstellt (siehe 16). Ein dualer Druckunterschiedssensor wird somit in einem Gehäuse 15 von reduzierter Größe bereitgestellt, wobei dessen Größe in signifikanter Weise reduziert ist, während das Risiko, dass Klebemittel 50 in die Anschlüsse fließt und diese blockiert, reduziert ist.
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In 16 sind zwei piezoresistive Transducer 91 und 92 (PRTs) in der Nähe einer Ecke einer entsprechenden dünnen Membran 65 und 70 angeordnet, welche in der Siliziumform 60 ausgebildet sind. Die mit gestrichelten Linien dargestellten Quadrate 67 zeigen die relativen Positionen der Sockel 55 unterhalb der Form 60.
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Leitfähige Schaltkreisleitungen 97 sind auf der Oberfläche der Form 60 ausgebildet, um elektrische Signale zu und von den PRTs 91 und 92 zu übertragen, welche in der Form 60 und dem ASIC 74 ausgebildet sind. Ein Vorteil des Herstellungsverfahrens ist, dass eine einzelne PRT-Form 60 mit zwei PRTs 91 und 29 acht Verbindungspads für zwei individuelle PRT-Formen auf sechs Verbindungspads 65 reduzieren kann, während ebenso die Anzahl an Verbindungsleitungen zu der einzelnen PRT-Form von acht auf sechs reduziert ist. Daher kann die Größe der Form ebenso in bedeutender Weise reduziert werden.
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8 bis 12 zeigen jeweils eine Ausführungsform mit einem Einzel-Sensor/Einzel-Anschluss-Drucksensor mit einer Struktur mit einer Nut zur Befestigung in einer Form und Abdichtung von Medien. 8 ist eine Querschnittsansicht des Gehäuses, welches mit einem einzelnen Druckunterschiedssensor verwendet wird, wobei das Gehäuse vor Anbringen eines Sockels dargestellt ist. Ein einzelner Anschluss 35 ist vollständig von einer in dem Boden 25 einer Aussparung 20 eines Spritzguss-Gehäuses 20 ausgebildeten Nut umgeben.
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9 zeigt eine alternative Ausführungsform einer Struktur mit einer Nut für ein genaues Befestigen einer Form und Abdichten von Medien im Querschnitt. 10 ist eine Draufsicht auf die in 9 gezeigte Struktur.
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Ein einzelner Druckanschluss 35 ist in dem Spritzguss-Gehäuse 15 ausgebildet und erstreckt sich durch die Boden 25-Fläche der Aussparung 20 hin zu einer äußeren Fläche 30. Die Bodenfläche der Nut 45, welche den Anschluss 35 umgibt, weist Pfosten-artige Vorsprünge 80 auf, welche in der Nut 45 ausgebildet sind, welche sich nach oben von dem Boden der Nut 45 hin zu der Bodenfläche 25 der Aussparung 20 erstrecken. Die Pfosten-artigen Vorsprünge 80 stellen in effektiver Weise eine Plattform dar, auf welcher ein Sockel 55 angeordnet sein kann, nachdem Klebemittel zu der Nut 45 hinzugefügt ist. Mit anderen Worten, die Vorsprünge 80 vermeiden, dass Klebemittel 50 von unterhalb des Sockels herausgequetscht wird, und unterstützend sicherzustellen, dass etwas Klebemittel zwischen dem Boden des Sockels und dem Boden der Nut verbleibt. Zusätzlich zur Bereitstellung einer Anordnungs-Plattform mit fester Höhe für den Sockel 55, stellen die Vorsprünge 80 ebenso zusätzliche vertikale Oberflächen bereit, an welchen ein Klebemittel 50 anhaften kann. Die Vorsprünge 80 verbessern somit die Bindungsstärke der Verbindung zwischen dem Klebemittel 50, dem Sockel 55 und den Seitenwänden der Nut 45.
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In einer alternativen Ausführungsform sind die Pfosten-artigen Vorsprünge 80 ersetzt durch durchgängige Stege 84, welche in 10 durch gestrichelte Linien innerhalb der Nut 45 dargestellt sind. Der Steg 84 erstreckt sich nach oben von der Bodenfläche 25. Der Steg ist vorzugsweise mittig am Boden der Nut 45 angeordnet und erstreckt sich um den Anschluss 35 herum und verhindert, dass der Boden des Sockels 55 den Boden der Nut 45 kontaktiert.
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11 ist eine Querschnittsansicht einer alternativen Ausführungsform eines Gehäuses 15 mit einzelnem Anschluss. 12 ist eine Draufsicht in die Aussparung des in 11 dargestellten Gehäuses. Diese zwei Figuren zeigen eine alternative Ausführungsform einer Nut 46, welche entweder für einzelne PRT-Drucksensoren oder Mehrfach-PRT-Drucksensoren verwendet werden kann.
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Wie in 11 gesehen werden kann, weist die Nut 46 einen trapezförmigen Querschnitt auf. Die Nut mit trapezförmigem Querschnitt ist in gewisser Weise dahingehend vorteilhaft, dass das Volumen des in der Nut 46 aufgetragenen Klebemittels 50 weniger dazu neigt, Überzufließen, und zwar aufgrund der Tatsache, dass das Volumen der trapezförmig geformten Nut 46 sich in merklicher Weise hin zu der Bodenfläche 25 der Aussparung 20 hin erhöht.
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In der bevorzugten Ausführungsform weist das Klebemittel 50 einen anfänglichen flüssigen Zustand auf, während welchem die Viskosität zwischen etwa 0,3 und etwa 100 Kilopoise beträgt. In seinem ausgehärteten Zustand ist das Klebemittel 50 im Wesentlichen fest.
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Die Nuten 45 und 46 weisen Dimensionen auf, welche derart ausgewählt sind, um für den Sockel 55 eine Spielpassung aufzuweisen, wenn sie darin installiert ist. Mit anderen Worten, die Breite einer Nut sollte größer als die Breite der Wände des Sockels sein, so dass der Sockel mit Leichtigkeit in die Nut eingeführt werden kann und wenigstens teilweise in dem Klebemittel innerhalb der Nuten 45 bzw. 46 eingebettet ist.
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In einer bevorzugten Ausführungsform besteht der Sockel aus Glas. In einer alternativen Ausführungsform besteht der Sockel aus Silizium.
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Während die in den 3 bis 8 dargestellte Nut 45 eine im Wesentlichen rechteckige Querschnittsform aufweist, weist die alternative Ausführungsform der in 11 dargestellten Nut eine trapezförmige Querschnittsform 46 auf. Weitere Nut-Ausführungsformen können von halbkreisförmigem Querschnitt sein, oder elliptische Querschnitte aufweisen, wie es dem Fachmann bekannt sein wird.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Gehäuse 15 einschließlich der Nut 45 aus einem Spritzguss-Kunststoff gebildet. In einer alternativen Ausführungsform ist das Gehäuse 15 ein Spritzguss-Kunststoff, jedoch ist die Nut 45 maschinell hergestellt. Für das Gehäuse geeignetes Material umfasst thermoplastisches Polymer bzw. „TPP”.
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Die Siliziumform 60, welche einen, zwei oder mehrere piezoresistive Transducer 91 und 92 aufweisen kann, ist mit dem Sockel unter Verwendung von entweder anodischem Bonden, Glasfritten-Bonden bzw. Schmelz-Bonden befestigt.
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Die vorangegangene Beschreibung dient lediglich dem Zwecke der Darstellung. Der wahre Umfang der Erfindung wird durch die angefügten Ansprüche definiert.
