DE19843471A1 - Druckerkennungsvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Druckerkennungsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 bzw. 5 bzw. 7, welche zur Erkennung eines hohen Druckes eines Fluides in einem Kraftfahrzeug, beispielsweise dem Kraftstoff in einer Kraftstoffeinspritzanlage, der Bremsflüssigkeit in einer Bremsvorrichtung oder dergleichen, geeignet ist.

Eine bekannte Art einer derartigen Druckerkennungsvor­ richtung ist in der JP-A-62-73131 beschrieben. Diese be­ kannte Druckerkennungsvorrichtung weist einen Fühler- oder Sensorkörper auf, der in einem Gehäuse gehalten ist. Der Sensorkörper weist eine Druckeinlaßöffnung und einen dünnen Abschnitt an einem Ende der Druckeinlaßöffnung auf. Ein Sensorchip ist an dem dünnen Abschnitt des Sensorkörpers befestigt und erkennt eine Versetzung oder Verschiebung des dünnen Abschnittes, wobei diese Verschiebung durch über die Druckeinlaßöffnung anliegenden Druck erfolgt. Von dem Sen­ sorchip wird ein elektrisches Signal ausgegeben und von Schaltkreisen verarbeitet, welche auf einem Schaltkreis­ substrat angeordnet sind.

Als Schaltkreissubstrat wird ein keramisches Lami­ natsubstrat verwendet, welches aus einer Mehrzahl von Kera­ mikschichten besteht, welche aufeinanderlaminiert sind und welches leitfähige Muster aufweist, welche durch Aufdrucken und Sintern einer leitfähigen Paste auf den Oberflächen- und Innenschichten ausgebildet ist. Das Schaltkreissubstrat wird in dem Gehäuse befestigt und hiervon gehalten. In die­ sem Fall wird das Schaltkreissubstrat mit dem Sensorchip über eine Drahtbondierung oder dergleichen elektrisch ver­ bunden und die Ausgangselektroden des Schaltkreissubstrates sind mit Verbinderanschlüssen durch Löten oder dergleichen elektrisch verbunden. Es ist somit notwendig, daß das Schaltkreissubstrat präzise ausgerichtet oder positioniert wird. Das keramische Laminatsubstrat kann jedoch Verschie­ bungen, Formabweichungen oder Streuungen sowohl im Laminat­ aufbau als auch in der Verdrahtung haben, was durch die Druck- und Sintervorgänge begründet ist. Dies verringert die Lagegenauigkeit des Schaltkreissubstrates, wenn das Schaltkreissubstrat an dem Gehäuse befestigt wird.

Die vorliegende Erfindung wurde angesichts des obigen Problemes oder Nachteiles im Stand der Technik gemacht. Von daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Lage- oder Anordnungsgenauigkeit eines Schaltkreissubstrates in­ nerhalb des Gehäuses einer Druckerkennungsvorrichtung zu verbessern.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 bzw. 5 bzw. 7 angegebenen Merkmale, wobei die jeweiligen Unteransprüche vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungsformen zum Inhalt haben.

Allgemein gesagt, zur Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe weist gemäß der vorliegenden Erfindung ein Schaltkreissubstrat ein keramisches Laminatsubstrat auf, welches aus einer Mehrzahl von laminierten Keramik­ schichten besteht, wobei wenigstens eine der laminierten Keramikschichten eine größere Kontur (z. B. Außenumfang oder -abmessungen) als die anderen Schichten hat oder einen In­ nendurchmesser in einer mittig ausgebildeten Bohrung hat, der kleiner ist als der der anderen Schichten. Somit kann das Schaltkreissubstrat mit einer hohen Positioniergenauig­ keit innerhalb des Gehäuses unter Verwendung dieser einen laminierten Keramikschicht positioniert werden. Diese eine aus den laminierten Keramikschichten kann auch eine Kontur größer als die anderen Schichten haben, wobei der Innen­ durchmesser gleichzeitig kleiner als derjenigen der anderen Schichten ist. Infolgedessen kann das Schaltkreissubstrat gegenüber dem Gehäuse und gegenüber einem Sensorkörper mit hoher Positioniergenauigkeit angeordnet oder positioniert werden.

Weiterhin kann wenigstens eine der laminierten Keramik­ schichten in einer Oberflächenrichtung parallel zu einer Oberfläche des Keramiklaminatsubstrates vorstehen, um somit in Kontakt mit der Innenwand des Gehäuses an wenigstens zwei Abschnitten zu sein. Auch in diesem Fall lassen sich die gleichen Effekte wie oben beschrieben erhalten.

Ein Sensorkörper der Druckerkennungsvorrichtung kann einen zylindrischen vorderen Endabschnitt haben, der in ei­ ner Innenseite des Gehäuses freiliegt, wobei das Schalt­ kreissubstrat um den zylindrischen vorderen Endabschnitt des Sensorkörpers in dem Gehäuse herum angeordnet ist.

Die Mehrzahl von laminierten Keramikschichten des Schaltkreissubstrates hat bevorzugt in mittigen Abschnitten innere Bohrungen, in welche der zylindrische vordere Endab­ schnitt des Sensorkörpers eingeführt ist, wobei ein Durch­ messer der inneren Bohrung einer aus der Mehrzahl der lami­ nierten Keramikschichten mit der größeren Kontur als die anderen Schichten kleiner als derjenige der anderen Schich­ ten ist.

Das Schaltkreissubstrat ist mit dem Gehäuse bevorzugt über einen Kleber verbunden ist, wobei die eine aus der Mehrzahl von laminierten Keramikschichten die oberste Schicht der Mehrzahl von laminierten Keramikschichten auf einer Seite gegenüberliegend dem Kleber ist. Wenn somit das Schaltkreissubstrat mittels eines Klebers an dem Gehäuse zu befestigen ist, ist bevorzugt diese eine aus den laminier­ ten Keramikschichten die oberste Schicht der laminierten Keramikschichten auf der Seite gegenüber dem Kleber. Somit kann verhindert werden, daß der Kleber aus einem Spalt zwi­ schen dem Schaltkreissubstrat und dem Gehäuse herausgetrie­ ben wird.

Es kann auch nur eine aus der Mehrzahl von laminierten Keramikschichten eine größere Kontur als die anderen Schichten haben.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Druckerkennungsvorrichtung steht ein zylindrischer Ab­ schnitt in den Innenraum des Gehäusebauteiles vor, wenig­ stens ein Teil einer vorderen Endfläche des zylindrischen Abschnittes ist der dünne Abschnitt, das keramische Lami­ natsubstrat weist eine Bohrung auf, in welche der zylindri­ sche Abschnitt eingeführt ist und die eine der laminierten Keramikschichten steht in einer Oberflächenrichtung auf den zylindrischen Abschnitt im Gegensatz zu den anderen Schich­ ten vor.

Das keramische Laminatsubstrat ist bevorzugt an dem Ge­ häusebauteil durch einen Kleber befestigt und die eine aus der Mehrzahl der laminierten Keramikschichten ist die ober­ ste Schicht aus der Mehrzahl von laminierten Keramikschich­ ten auf einer Seite gegenüberliegend dem Kleber.

Hierbei hat bevorzugt die eine aus der Mehrzahl von la­ minierten Keramikschichten eine größere Kontur als die an­ deren Schichten.

Weiterhin hat bevorzugt die eine aus der Mehrzahl von laminierten Keramikschichten einen Innendurchmesser (der mittig ausgebildeten Bohrung) kleiner als die anderen Schichten.

Weitere Einzelheiten, Aspekte und Vorteile der vorlie­ genden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Be­ schreibung von Ausführungsformen anhand der Zeichnung.

Es zeigt:

Fig. 1 eine Schnittdarstellung durch eine Druckerken­ nungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegen­ den Erfindung;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines Fühl- oder Sensorkörpers in der Druckerkennungsvorrichtung;

Fig. 3 eine teilweise geschnittene perspektivische Dar­ stellung des Fühl- oder Sensorkörpers und eines Sen­ sorchips;

Fig. 4A eine Draufsicht von oben auf ein keramisches Laminatsubstrat;

Fig. 4B einen Schnitt entlang Linie IV-VI in Fig. 4A durch das keramische Laminatsubstrat;

Fig. 5 den Schaltkreisaufbau zwischen Sensorchip, Dehn­ meßstreifen und einem Schaltkreissubstrat;

Fig. 6 eine auseinandergezogene Schnittdarstellung der Druckerkennungsvorrichtung;

Fig. 7A und 7B eine Draufsicht bzw. seitliche Schnitt­ darstellung zur Erläuterung eines Herstellungsschrittes bei der Herstellung der Druckerkennungsvorrichtung;

Fig. 8A und 8B eine Draufsicht von oben bzw. eine Schnittdarstellung zur Erläuterung eines den Fig. 7A und 7B folgenden Herstellungsschrittes;

Fig. 9B und 9B eine Draufsicht von oben bzw. eine Schnittdarstellung zur Erläuterung eines den Fig. 8A und 8B folgenden Herstellungsschrittes;

Fig. 10A und 10B eine Draufsicht von oben bzw. eine Schnittdarstellung zur Erläuterung eines den Fig. 9A und 9B folgenden Herstellungsschrittes;

Fig. 11 eine Darstellung zur Erläuterung eines Effektes des keramischen Laminatsubstrates, bei welchem die oberste Schicht eine größere Kontur als die anderen Schichten hat;

Fig. 12A und 12B Schnittdarstellungen modifizierter ke­ ramischer Laminatsubstrate; und

Fig. 13 eine Schnittdarstellung durch eine Druckerken­ nungsvorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Eine Druckerkennungsvorrichtung gemäß einer Ausfüh­ rungsform der vorliegenden Erfindung ist dafür ausgelegt, hohen Druck (beispielsweise 20 MPa) in einem Fluid, bei­ spielsweise der Bremsflüssigkeit oder dem Bremsöl in einer Bremsvorrichtung oder dem Kraftstoff in einer Kraftstoff­ einspritzanlage für ein Fahrzeug zu messen oder zu erken­ nen.

Gemäß Fig. 1 weist die Druckerkennungsvorrichtung im wesentlichen ein Gehäuse 1 aus Metall (beispielsweise SUS430) auf, welches schweißbar ist und ausreichende Korro­ sionsfestigkeit hat. Das Gehäuse 1 weist einen Gewindeab­ schnitt 1a zur Befestigung an einem zu überwachenden Bau­ teil (beispielsweise einer Kraftstoffleitung) durch Gewin­ deeingriff auf. Ein Fühl- oder Sensorkörper 2 ist aus einem Metall mit geringem thermischen Ausdehnungskoeffizienten, beispielsweise Covar, gefertigt, welches einen linearen thermische Ausdehnungskoeffizienten hat, der nahe dem von Silicium liegt. Der Sensorkörper 2 weist eine Druckeinlaß- oder Druckeinführbohrung 2a auf, sowie einen dünnen Ab­ schnitt 2b an einem Ende der Druckeinführbohrung 2a. Der dünne Abschnitt dient als eine Membran zur Druckaufnahme.

Gemäß Fig. 2 weist der Sensorkörper 2 zylindrische Form mit einer Abstufung 2c an einem Ende, d. h. an einem Umfangsab­ schnitt der Öffnung der Druckeinführbohrung 2a auf.

Der Sensorkörper 2 wird in einen inneren Hohlraum des Gehäuses 1 eingeschoben, bis die Abstufung 2c des Sensor­ körpers 2 an einem Öffnungsendabschnitt 1b des Gehäuses 1 anschlägt. Die Abstufung 2c und der Öffnungsendabschnitt 1b werden durch Lichtbogenschweißen oder dergleichen fest mit­ einander verbunden. Somit ist der Sensorkörper 2 in das Ge­ häuse 1 eingebaut und hiermit verbunden, wodurch ein Gehäu­ sebauteil gebildet wird. In dem Zustand, in welchem der Sensorkörper 2 in das Gehäuse 1 eingebaut worden ist, wird, da der Gewindeabschnitt 1a des Gehäuses 1 eine Abstufung 1c in einem inneren Hohlraum hiervon hat, ein ringförmiger Spalt 3 zwischen dem Gehäuse 1 und dem Sensorkörper 2 ge­ bildet. Der Spalt 3 verhindert Belastungen oder Spannungen, welche erzeugt werden, wenn das Gehäuse 1 mit dem zu über­ wachenden Bauteil verbunden wird bzw. verhindert, daß der­ artige Belastungen einem Sensorchip 4 in dem Sensorkörper 2 übertragen werden.

Der Sensorchip 4 ist an einer oberen Oberfläche des dünnen Abschnittes 2b des Sensorkörpers 2 auf einer gegen­ überliegenden Seite der Druckzufuhrseite angeordnet, was durch ein isolierendes Glas 5 mit niedrigem Schmelzpunkt erfolgt. Gemäß Fig. 3 besteht der Sensorchip 4 aus einem Einkristall-Siliciumsubstrat 41 des N-Typs und vier durch Diffusion gebildete Meßpunkte oder Dehnmeßstreifen 42a-42d des P-Typs, welche auf dem Siliciumsubstrat 41 angeordnet sind. Der Sensorchip 4 gibt elektrische Signale entspre­ chend einer Versetzung oder Auslenkung des dünnen Abschnit­ tes 2b aus.

Gemäß Fig. 1 ist um den vorderen Endabschnitt des Sen­ sorkörpers 2 herum eine Schaltkreiskarte 7 angeordnet. Die Schaltkreiskarte oder das Schaltkreissubstrat 7 weist einen Schaltkreisteil mit entsprechenden Schaltkreisen, bei­ spielsweise einem Verstärkungsschaltkreis 71 zur Verstär­ kung des elektrischen Signales vom Sensorchip 4 und einen Einstellschaltkreis zum Einstellen der Empfindlichkeit des Sensorchips 4 auf. Das Schaltkreissubstrat 7 besteht aus einem keramischen Laminatsubstrat 7a, einem Schaltkreischip 7b und einem Stiel 7c. Das keramische Laminatsubstrat 7a weist leitfähige Bauteile auf, die auf einer Oberfläche und auf inneren Schichten des Substrates 7a durch Aufdrucken und Sintern ausgebildet sind und ist mit dem Gehäuse 1 durch einen Kleber verbunden. Der Schaltkreischip 7b ist auf dem keramischen Laminatsubstrat 7a angeordnet und elek­ trisch mit den leitfähigen Bauteilen (Teil des Leiterbah­ nenmusters) des keramischen Laminatsubstrates 7a über Dräh­ te verbunden. Der Stiel 7c dient als Ausgangselektroden zur Bereitstellung einer elektrischen Verbindung mit einem äu­ ßeren Schaltkreis. Der Stiel 7c ist beispielsweise aus ei­ ner 42-Legierung gefertigt und mit dem keramischen Lami­ natsubstrat 7a durch Hartlöten oder dergleichen verbunden.

Gemäß den Fig. 4A und 4B besteht das keramische Lami­ natsubstrat 7a aus beispielsweise vier Keramikschichten 7a₁-7a₄, welche zusammenlaminiert sind. Der Stiel 7c ist an der obersten Keramikschicht 7a₁ befestigt. Der Stiel 7c be­ steht aus drei Stielbauteilen für je einen Energieversor­ gungsanschluß, einen Ausgangssignalanschluß und einen Mas­ seanschluß. Die oberste Keramikschicht 7a₁ hat eine Kontur größer als die der anderen Schichten 7a₂-7a₄ (∅D < ∅d). Ein innerer Durchmesser (d. h. ein Durchmesser einer Bohrung in der obersten Keramikschicht 7a₁) ist kleiner als der der anderen Schichten 7a₂-7a₄ (∅A < ∅a). Unter "Kontur" seien z. B. Außenumfang, Länge und/oder Breite, Form etc. verstan­ den.

Das keramische Laminatsubstrat 7a ist in einem Raum ge­ halten und befestigt, der zwischen dem Sensorkörper 2 und dem Gehäuse 1 ausgebildet ist, wenn der Sensorkörper 2 in das Gehäuse 1 eingebaut ist. Hierbei erfolgt die Positio­ nierung des keramischen Laminatsubstrates 7a im wesentli­ chen durch die oberste Keramikschicht 7a₁. Genauer gesagt, die Kontur, d. h. der äußere Umfangsabschnitt der obersten Keramikschicht 7a₁, positioniert das keramische Lami­ natsubstrat 7a gegenüber einer Innenwand 1e des Gehäuses 1 und der innere Umfangsabschnitt der obersten Keramikschicht 7a₁ positioniert das keramische Laminatsubstrat 7a gegen­ über dem Sensorkörper 2. Die Positioniergenauigkeit des ke­ ramischen Laminatsubstrates 7a wird abhängig von der Grö­ ßenstreuung oder Größenabweichung der obersten Keramik­ schicht 7a₁ bestimmt. Bei dieser Ausführungsform ist die Form- oder Größenabweichung oder Streuung aufgrund der La­ minierung der Schichten 7a₁-7a₄ unerheblich. Die Abweichung oder -streuung aufgrund des Bedruckens und Sinterns einer jeden Schicht ist ebenfalls unerheblich. Von daher kann das keramische Laminatsubstrat 7a mit hoher Genauigkeit posi­ tioniert werden.

Die leitfähigen Bauteile, die auf der Oberfläche des keramischen Laminatsubstrates 7a und dem Sensorchip 4 aus­ gebildet sind, sind gemäß Fig. 1 miteinander über Drähte 8 verbunden, welche den Spalt 3 überbrücken. Die Drähte 8 sind beispielsweise Aluminiumdrähte mit jeweils einem Durchmesser im Bereich von annähernd 30 µm bis 50 µm. Nicht nur die oberen Oberflächen des Sensorkörpers 2 und des ke­ ramischen Laminatsubstrates 7a, sondern auch der Sensorchip 4 und die Drähte 8 sind mit einem Überzugsmaterial 9, bei­ spielsweise einem Silikongel als Korrosionsschutz überzo­ gen. Der Stiel 7c, der mit dem keramischen Laminatsubstrat 7a verbunden ist, ist mit Verbindungsanschlüssen 10a einer Anschlußanordnung 10 durch Schweißen oder dergleichen ver­ bunden. Die Anschlußanordnung 10 ist aus Kunststoff, bei­ spielsweise PPS, durch Einsetzgießen gebildet, um die Ver­ bindungsanschlüsse 10a zu halten. Die Anschlußanordnung 10 ist mit einem Verbindergehäuse 11 unter Zwischenschaltung eines O-Ringes 12 durch Verformen eines Bördelabschnittes 1d des Gehäuses 1 verbunden. Das Verbindergehäuse 11 ist ebenfalls aus Kunststoff, beispielsweise PPS, gebildet.

Die elektrische Verbindung des Schaltkreisteiles des Schaltkreissubstrates 7 und des Sensorchips 4 ist in Fig. 5 gezeigt. Wie dargestellt, bilden die Dehnmeßstreifen 42a-42d einen Brückenschaltkreis. Der Schaltkreisteil des Schaltkreissubstrates 7 enthält zusätzlich zu dem Verstär­ kungsschaltkreis 71 einen Energieversorgungsschaltkreis 72 zur Zufuhr elektrischer Leistung an den Brückenschaltkreis. Der aus den Dehnmeßstreifen 42a-42d gebildete Brücken­ schaltkreis gibt ein elektrisches Signal aus, welches dem an den dünnen Abschnitt 2b angelegten Druck entspricht, wo­ bei dieses Signal an den Verstärkungsschaltkreis 71 geführt wird. Der Verstärkungsschaltkreis 71 verstärkt das elektri­ sche Signal und gibt es an den externen Schaltkreis aus.

Fig. 6 zeigt in einer auseinandergezogenen Schnittdar­ stellung die wesentlichen Teile der in Fig. 1 dargestellten Druckerkennungsvorrichtung.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Fig. 7-10 ein Herstellungsvorgang für die bisher beschriebene Druckerken­ nungsvorrichtung näher erläutert.

In dem Herstellungsschritt gemäß den Fig. 7A und 7B wird zunächst der Sensorchip 4, auf welchem eine Paste für das Glas 5 aufgedruckt wurde, durch Sintern mit dem Sensor­ körper 2 verbunden. Sodann wird der Sensorkörper 2 in das Gehäuse 1 eingeschoben, bis die Abstufung 2c des Sensorkör­ pers 2 an dem Öffnungsendabschnitt 1b des Gehäuses 1 an­ schlägt und die aneinander anliegenden Abschnitte werden fest miteinander durch Schweißen oder dergleichen verbun­ den.

Nachfolgend wird gemäß den Fig. 8A und 8B der Kleber gleichmäßig und dünn auf die obere Oberfläche des Gehäuses 1 um den Sensorkörper 2 herum durch einen Stempel oder der­ gleichen aufgebracht. Sodann wird das keramische Lami­ natsubstrat 7a, auf welchem der Schaltkreischip 7b angeord­ net ist, auf den aufgebrachten Klebstoff aufgesetzt und so­ mit mit dem Gehäuse 1 verbunden. Die leitfähigen Teile des keramischen Laminatsubstrates 7a, der Sensorchip 4 und der Schaltkreischip 7b werden miteinander über die Drähte 8 mittels Ultraschallbonden elektrisch verbunden. Danach wird das Aufbringen des Überzugsmaterials 9 durchgeführt.

Gemäß den Fig. 9A und 9B werden sodann die Verbindungs­ anschlüsse 10a der Anschlußanordnung 10 gegenüber dem Stiel 7c des keramischen Laminatsubstrates 7a angeordnet und mit dem Stiel 7c durch Schweißen oder dergleichen verbunden.

Danach wird gemäß den Fig. 10A und 10B das Verbinderge­ häuse 11 mit dem O-Ring 12 auf das Gehäuse 1 gesetzt. Das Verbindergehäuse 11 wird mit dem Gehäuse 1 über den O-Ring 12 durch Verformen des Bördelabschnittes 1d des Gehäuses 1 so verbunden, daß der Innenraum des Gehäuses 1 versiegelt abgedichtet ist. Auf diese Weise wird die Druckerkennungs­ vorrichtung gemäß Fig. 1 zusammengebaut.

Wenn bei der obigen Ausführungsform im Schritt der Fig. 8A und 8B das keramische Laminatsubstrat 7a durch den auf­ gebrachten Kleber 13 mit dem Gehäuse 1 verbunden wird, wie in Fig. 11 gezeigt, verhindert die oberste Keramikschicht 7a₁ des keramischen Laminatsubstrates 7a, daß der Kleber 13 austritt und die Oberfläche des keramischen Laminatsubstra­ tes 7a verschmutzt. Dies deshalb, als die Kontur der ober­ sten Keramikschicht 7a₁ größer als diejenigen der anderen Schichten 7a₂-7a₄ ist. Wenn die Kontur der obersten Kera­ mikschicht 7a₁ nicht größer als die der anderen Schichten 7a₂-7a₄ wäre, könnte der Kleber 13 aus dem Spalt zwischen dem keramischen Laminatsubstrat 7a und der Innenwand 1e des Gehäuses 1 austreten und die Oberfläche des keramischen La­ minatsubstrates 7a erreichen. In einem derartigen Fall kann der Kleber 13 die Drahtverbindung des Schaltkreischips 7b oder dergleichen behindern oder unmöglich machen. Bei der beschriebenen Ausführungsform tritt dieses Problem jedoch nicht auf.

Bei der oben beschriebenen Ausführungsform ist die oberste Keramikschicht 7a₁ so ausgebildet, daß ihre Kontur größer als diejenigen der anderen Schichten ist und der In­ nendurchmesser ihrer im wesentlichen mittig ausgebildeten Durchgangsbohrung kleiner als derjenigen der anderen Schichten ist. Wenn es jedoch nicht notwendig ist, den Kle­ ber 13 an einem Austreten aus dem Spalt zwischen der Innen­ wand 1e des Gehäuses 1 und dem keramische Laminatsubstrat 7a zu hindern, wie in den Fig. 12A und 12B gezeigt, kann eine der Schichten 7a₂-7a₄, welche nicht die oberste Schicht 7a₁ ist, eine Kontur haben, welche größer als die­ jenige der verbleibenden Schichten ist und einen Innen­ durchmesser der Bohrung haben, der kleiner als diejenigen der anderen Schichten ist, so daß das keramische Lami­ natsubstrat 7a korrekt positioniert werden kann. Weiterhin kann, wenn eine hohe Positioniergenauigkeit des keramischen Laminatsubstrates 7a sichergestellt ist, entweder nur die Kontur oder nur der Innendurchmesser einer der Schichten 7a₁-7a₄ so gewählt werden, daß er sich von Kontur und/oder Innendurchmesser der verbleibenden Schichten unterscheidet.

Das Gehäuse 1 und der Sensorkörper 2 werden separat ge­ bildet; gemäß Fig. 13 können jedoch das Gehäuse 1 und der Sensorkörper 2 als einstückige Einheit ausgebildet werden.

Der Sensorchip 4 ist selbstverständlich nicht auf den oben beschriebenen Halbleitertyp beschränkt. Metallische Dehnmeßstreifen können auf dem Sensorkörper 2 über eine isolierende Schicht durch Abscheidungsverfahren oder der­ gleichen ausgebildet werden.

Beschrieben wurde somit insoweit zusammenfassend eine Druckerkennungsvorrichtung mit einem Sensorkörper, der eine Druckeinführbohrung und einen dünnen Abschnitt aufweist, der als eine Art Membran an einem Ende der Druckeinführboh­ rung dient; diese Anordnung ist in ein Gehäuse eingebaut. An dem dünnen Abschnitt in dem Gehäuse ist ein Sensorchip befestigt und um den vorderen Endabschnitt des Sensorkör­ pers ist ein Schaltkreissubstrat angeordnet. Das Schalt­ kreissubstrat weist ein keramisches Laminatsubstrat auf, welches aus einer Mehrzahl von Keramikschichten zusammenge­ setzt ist, wobei die oberste Schicht der Keramikschichten eine größere Kontur als die verbleibenden Schichten oder auch eine hiervon abweichende Kontur hat. Hierdurch kann die Positionier- oder Lagegenauigkeit des Schaltkreis­ substrates verbessert werden.

Die vorliegende Erfindung wurde in der voranstehenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung anhand be­ vorzugter Ausführungsbeispiele und -formen beschrieben; es ergibt sich jedoch dem Fachmann auf diesem Gebiet, daß eine Vielzahl von Modifikationen und Abwandlungen im Rahmen der vorliegenden Erfindung möglich ist, ohne diesen Rahmen zu verlassen, wie er durch die nachfolgenden Ansprüche und de­ ren Äquivalente definiert ist.

Claims (11)

1. Eine Druckerkennungsvorrichtung mit:
einem Gehäusebauteil mit einem Sensorkörper (2) und einem Gehäuse (1), welches außerhalb des Sensorkörpers (2) angeordnet ist, wobei der Sensorkörper (2) einen dünnen Ab­ schnitt (2b) zur Druckaufnahme für eine Verschiebung oder Versetzung und eine Druckeinführbohrung (2a) zum Einbringen des Druckes an den dünnen Abschnitt (2b) aufweist;
einem Sensorchip (4), der auf dem dünnen Abschnitt (2b) auf gegenüberliegender Seite der Druckeinführbohrung (2a) angeordnet ist, um ein elektrisches Signal entspre­ chend der Verschiebung oder Versetzung des dünnen Abschnit­ tes (2b) auszugeben; und
einem Schaltkreissubstrat (7), das in dem Gehäuse (1) angeordnet ist, um bezüglich einer Innenwand (1e) des Ge­ häuses (1) angeordnet zu sein und um elektrisch mit dem Sensorchip (4) zur Verarbeitung des elektrischen Signales von dem Sensorchip (4) verbunden zu sein, wobei
das Schaltkreissubstrat (7) ein keramisches Lami­ natsubstrat (7a) aufweist, welches aus einer Mehrzahl von laminierten Keramikschichten (7a₁-7a₄) aufgebaut ist, wobei wenigstens eine aus der Mehrzahl von laminierten Keramik­ schichten (7a₁-7a₄) eine größere Kontur als die verbleiben­ den Schichten hat.

2. Druckerkennungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Sensorkörper (2) einen zylindrischen vorderen Endab­ schnitt hat, der in einer Innenseite des Gehäuses (1) frei­ liegt; und wobei das Schaltkreissubstrat (7) um den zylin­ drischen vorderen Endabschnitt des Sensorkörpers (2) in dem Gehäuse (1) herum angeordnet ist.

3. Druckerkennungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Mehrzahl von laminierten Keramikschichten (7a₁-7a₄) des Schaltkreissubstrates (7) in mittigen Abschnitten innere Bohrungen hat, in welche der zylindrische vordere Endabschnitt des Sensorkörpers (2) eingeführt ist; und wo­ bei ein Durchmesser der inneren Bohrung einer aus der Mehr­ zahl der laminierten Keramikschichten (7a₁-7a₄) mit der größeren Kontur als die anderen Schichten kleiner als der­ jenige der anderen Schichten ist.

4. Druckerkennungsvorrichtung nach einem der Ansprüche l bis 3, wobei das Schaltkreissubstrat (7) mit dem Gehäuse über einen Kleber verbunden ist; und wobei die eine aus der Mehrzahl von laminierten Keramikschichten die oberste Schicht (7a₁) der Mehrzahl von laminierten Keramikschichten (7a₁-7a₄) auf einer Seite gegenüberliegend dem Kleber ist.

5. Eine Druckerkennungsvorrichtung mit:
einem Gehäusebauteil mit einem Sensorkörper (2) und einem Gehäuse (1), welches außerhalb des Sensorkörpers (2) angeordnet ist, wobei der Sensorkörper (2) einen dünnen Ab­ schnitt (2b) zur Druckaufnahme für eine Verschiebung oder Versetzung und eine Druckeinführbohrung (2a) zum Einbringen des Druckes an den dünnen Abschnitt (2b) aufweist;
einem Sensorchip (4), der auf dem dünnen Abschnitt (2b) auf gegenüberliegender Seite der Druckeinführbohrung (2a) angeordnet ist, um ein elektrisches Signal entspre­ chend der Verschiebung oder Versetzung des dünnen Abschnit­ tes (2b) auszugeben; und
einem Schaltkreissubstrat (7), welches an dem Gehäuse (1) um den Sensorkörper (2) innerhalb des Gehäuses (1) herum befestigt ist und elektrisch mit dem Sensorchip (4) für eine Verarbeitung des elektrischen Signals von dem Sen­ sorchip (4) verbunden ist, wobei
das Schaltkreissubstrat (7) ein keramisches Lami­ natsubstrat (7a), bestehend aus einer Mehrzahl von lami­ nierten Keramikschichten (7a₁-7a₄), aufweist, wobei wenig­ stens eine aus der Mehrzahl von laminierten Keramikschich­ ten (7a₁-7a₄) einen Innendurchmesser kleiner als diejenige der anderen Schichten hat.

6. Druckerkennungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei nur eine aus der Mehrzahl von laminierten Keramikschichten (7a₁-7a₄) eine größere Kontur als die an­ deren Schichten hat.

7. Eine Druckerkennungsvorrichtung mit:
einem Gehäusebauteil (1, 2) mit einem Innenraum, einem dünnen Abschnitt (2b) zur Druckaufnahme und zur Verschie­ bung oder Versetzung hierdurch und einer Druckeinführboh­ rung (2a) zum Einbringen des Druckes von der Außenseite des Gehäusebauteils her an den dünnen Abschnitt (2b);
einem Sensorchip (4), der auf dem dünnen Abschnitt (2b) in dem Innenraum des Gehäusebauteils (1, 2) angeordnet ist, um ein elektrisches Signal entsprechend der Verschie­ bung oder Versetzung des dünnen Abschnittes (2b) auszuge­ ben;
einem keramischen Laminatsubstrat (7a), bestehend aus einer Mehrzahl von laminierten Keramikschichten (7a₁-7a₄), das mit dem Gehäuse (1) in dem Innenraum verbunden ist und eine Innenwand (1e) des Gehäusebauteils (1, 2) berührt; und
einem Schaltkreischip (7b), der auf dem keramischen Laminatsubstrat (7a) angeordnet und elektrisch mit dem Sen­ sorchip (4) zur Verarbeitung des elektrischen Signales von dem Sensorchip (4) verbunden ist, wobei
wenigstens eine aus der Mehrzahl von laminierten Kera­ mikschichten (7a₁-7a₄) in einer Oberflächenrichtung paral­ lel zur Oberfläche des keramischen Laminatsubstrates (7a) der anderen Schichten vorsteht und die Innenwand (1e) des Gehäusebauteils (1, 2) an wenigstens zwei Abschnitten be­ rührt.

8. Druckerkennungsvorrichtung nach Anspruch 7, wobei:
ein zylindrischer Abschnitt in den Innenraum des Ge­ häusebauteiles (1, 2) vorsteht;
wenigstens ein Teil einer vorderen Endfläche des zy­ lindrischen Abschnittes der dünne Abschnitt (2b) ist;
das keramische Laminatsubstrat (7a) eine Bohrung auf­ weist, in welche der zylindrische Abschnitt eingeführt ist; und
die eine der laminierten Keramikschichten (7a₁-7a₄) in einer Oberflächenrichtung auf den zylindrischen Abschnitt im Gegensatz zu den anderen Schichten vorsteht.

9. Druckerkennungsvorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, wobei das keramische Laminatsubstrat (7a) an dem Gehäuse­ bauteil (1, 2) durch einen Kleber befestigt ist; und die eine aus der Mehrzahl der laminierten Keramikschichten (7a₁-7a₄) die oberste Schicht (7a₁) aus der Mehrzahl von laminierten Keramikschichten (7a₁-7a₄) auf einer Seite ge­ genüberliegend dem Kleber ist.

10. Druckerkennungsvorrichtung nach einem der Ansprü­ che 7 bis 9, wobei die eine aus der Mehrzahl von laminier­ ten Keramikschichten (7a₁-7a₄) eine größere Kontur als die anderen Schichten hat.

11. Druckerkennungsvorrichtung nach einem der Ansprü­ che 7 bis 10, wobei die eine aus der Mehrzahl von laminier­ ten Keramikschichten (7a₁-7a₄) einen Innendurchmesser klei­ ner als die anderen Schichten hat.