DE19843471B4

DE19843471B4 - Druckerkennungsvorrichtung

Info

Publication number: DE19843471B4
Application number: DE1998143471
Authority: DE
Inventors: Yasuhiro Kariya Yamashita; Osamu Kariya Ito
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1997-11-06
Filing date: 1998-09-22
Publication date: 2007-04-05
Anticipated expiration: 2018-09-23
Also published as: DE19843471A1; JPH11142273A; JP3697862B2

Abstract

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 Abschnitt (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 entsprechend der Verschiebung oder Versetzung des dünnen Abschnittes (2b) auszugeben; und
einem Schaltkreissubstrat (7), das in dem Gehäuse (1) angeordnet ist, um bezüglich einer Innenwand (1e) des Gehäuses (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 Laminatsubstrat (7a) aufweist, welches aus einer Mehrzahl von laminierten Keramikschichten (7a₁-7a₄) aufgebaut ist, wobei wenigstens eine aus der Mehrzahl...

Description

Die Erfindung betrifft eine Druckerkennungsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 bzw. 5, 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 Druckerkennungsvorrichtung ist in der JP-A-62-73131 beschrieben. Diese bekannte 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 Sensorchip wird ein elektrisches Signal ausgegeben und von Schaltkreisen verarbeitet, welche auf einem Schaltkreissubstrat angeordnet sind.

Die DE 39 13 031 A1 zeigt einen Drucksensor, der einerseits hochempfindlich ist und andererseits bei Hochdruck-Applikationen anwendbar ist. Erreicht wird dies durch einen speziellen Aufbau bzw. eine spezielle Anordnung des Sensorkörpers im Sensorgehäuse. Insbesondere weist der Sensorkörper eine Schulter auf, welche sich an einer Gegenfläche des Sensorgehäuses abstützen kann.

Die EP 0 553 725 A2 zeigt einen Drucksensor mit einem laminierten Keramiksubstrat, auf welchem ein Halbleiter-Sensorelement angeordnet ist.

In der Regel wird ein keramisches Laminatsubstrat verwendet, welches aus einer Mehrzahl von Keramikschichten 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 diesem Fall wird das Schaltkreissubstrat mit dem Sensorchip über eine Drahtbondierung oder dergleichen elektrisch verbunden 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 Verschiebungen, Formabweichungen oder Streuungen sowohl im Laminataufbau 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 innerhalb des Gehäuses einer Druckerkennungsvorrichtung zu verbessern.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäss durch die im Anspruch 1 bzw. 5 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 Keramikschichten besteht, wobei wenigstens eine der laminierten Keramikschichten eine grössere Kontur (z.B. Aussenumfang oder -abmessungen) als die anderen Schichten hat oder einen Innendurchmesser in einer mittig ausgebildeten Bohrung hat, der kleiner ist als der der anderen Schichten. Somit kann das Schaltkreissubstrat mit einer hohen Positioniergenauigkeit 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 Innendurchmesser 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 Keramikschichten 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 einer Innenseite des Gehäuses freiliegt, wobei das Schaltkreissubstrat 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 Endabschnitt des Sensorkörpers eingeführt ist, wobei ein Durchmesser der inneren Bohrung einer aus der Mehrzahl der laminierten Keramikschichten mit der grösseren Kontur als die anderen Schichten kleiner als derjenige der anderen Schichten 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 laminierten Keramikschichten die oberste Schicht der laminierten Keramikschichten auf der Seite gegenüber dem Kleber. Somit kann verhindert werden, dass der Kleber aus einem Spalt zwischen dem Schaltkreissubstrat und dem Gehäuse herausgetrieben 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 Abschnitt in den Innenraum des Gehäusebauteiles vor, wenigstens ein Teil einer vorderen Endfläche des zylindrischen Abschnittes ist der dünne Abschnitt, das keramische Laminatsubstrat weist eine Bohrung auf, in welche der zylindrische Abschnitt eingeführt ist und die eine der laminierten Keramikschichten steht in einer Oberflächenrichtung auf den zylindrischen Abschnitt im Gegensatz zu den anderen Schichten vor.

Das keramische Laminatsubstrat ist bevorzugt an dem Gehäusebauteil durch einen Kleber befestigt und die eine aus der Mehrzahl der laminierten Keramikschichten ist die oberste Schicht aus der Mehrzahl von laminierten Keramikschichten auf einer Seite gegenüberliegend dem Kleber.

Weitere Einzelheiten, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsformen anhand der Zeichnung.
Es zeigt:
1 eine Schnittdarstellung durch eine Druckerkennungsvorrichtung gemäss einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 eine perspektivische Ansicht eines Fühl- oder Sensorkörpers in der Druckerkennungsvorrichtung;
3 eine teilweise geschnittene perspektivische Darstellung des Fühl- oder Sensorkörpers und eines Sensorchips;
4A eine Draufsicht von oben auf ein keramisches Laminatsubstrat;
4B einen Schnitt entlang Linie IVB-IVB in 4A durch das keramische Laminatsubstrat;
5 den Schaltkreisaufbau zwischen Sensorchip, Dehnmessstreifen und einem Schaltkreissubstrat;
6 eine auseinandergezogene Schnittdarstellung der Druckerkennungsvorrichtung;
7A und 7B eine Draufsicht bzw. seitliche Schnittdarstellung zur Erläuterung eines Herstellungsschrittes bei der Herstellung der Druckerkennungsvorrichtung;
8A und 8B eine Draufsicht von oben bzw. eine Schnittdarstellung zur Erläuterung eines den 7A und 7B folgenden Herstellungsschrittes;
9B und 9B eine Draufsicht von oben bzw. eine Schnittdarstellung zur Erläuterung eines den 8A und 8B folgenden Herstellungsschrittes;
10A und 10B eine Draufsicht von oben bzw. eine Schnittdarstellung zur Erläuterung eines den 9A und 9B folgenden Herstellungsschrittes;
11 eine Darstellung zur Erläuterung eines Effektes des keramischen Laminatsubstrates, bei welchem die oberste Schicht eine grössere Kontur als die anderen Schichten hat;
12A und 12B Schnittdarstellungen modifizierter keramischer Laminatsubstrate; und
13 eine Schnittdarstellung durch eine Druckerkennungsvorrichtung gemäss einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Eine Druckerkennungsvorrichtung gemäss einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist dafür ausgelegt, hohen Druck (beispielsweise 20 MPa) in einem Fluid, beispielsweise der Bremsflüssigkeit oder dem Bremsöl in einer Bremsvorrichtung oder dem Kraftstoff in einer Kraftstoffeinspritzanlage für ein Fahrzeug zu messen oder zu erkennen.
Gemäss 1 weist die Druckerkennungsvorrichtung im wesentlichen ein Gehäuse 1 aus Metall (beispielsweise SUS430) auf, welches schweissbar ist und ausreichende Korrosionsfestigkeit hat. Das Gehäuse 1 weist einen Gewindeabschnitt 1a zur Befestigung an einem zu überwachenden Bauteil (beispielsweise einer Kraftstoffleitung) durch Gewindeeingriff 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 Abschnitt 2b an einem Ende der Druckeinführbohrung 2a. Der dünne Abschnitt dient als eine Membran zur Druckaufnahme. Gemäss 2 weist der Sensorkörper 2 zylindrische Form mit einer Abstufung 2c an einem Ende, d.h. an einem Umfangsabschnitt der Öffnung der Druckeinführbohrung 2a auf.
Der Sensorkörper 2 wird in einen inneren Hohlraum des Gehäuses 1 eingeschoben, bis die Abstufung 2c des Sensorkörpers 2 an einem Öffnungsendabschnitt 1b des Gehäuses 1 anschlägt. Die Abstufung 2c und der Öffnungsendabschnitt 1b werden durch Lichtbogenschweissen oder dergleichen fest miteinander verbunden. Somit ist der Sensorkörper 2 in das Gehäuse 1 eingebaut und hiermit verbunden, wodurch ein Gehäusebauteil 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 gebildet. Der Spalt 3 verhindert Belastungen oder Spannungen, welche erzeugt werden, wenn das Gehäuse 1 mit dem zu überwachenden Bauteil verbunden wird bzw. verhindert, dass derartige 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 gegenüberliegenden Seite der Druckzufuhrseite angeordnet, was durch ein isolierendes Glas 5 mit niedrigem Schmelzpunkt erfolgt. Gemäss 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 entsprechend einer Versetzung oder Auslenkung des dünnen Abschnittes 2b aus.
Gemäss 1 ist um den vorderen Endabschnitt des Sensorkörpers 2 herum eine Schaltkreiskarte 7 angeordnet. Die Schaltkreiskarte oder das Schaltkreissubstrat 7 weist einen Schaltkreisteil mit entsprechenden Schaltkreisen, beispielsweise einem Verstärkungsschaltkreis 71 zur Verstärkung 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 elektrisch mit den leitfähigen Bauteilen (Teil des Leiterbahnenmusters) des keramischen Laminatsubstrates 7a über Drähte verbunden. Der Stiel 7c dient als Ausgangselektroden zur Bereitstellung einer elektrischen Verbindung mit einem äusseren Schaltkreis. Der Stiel 7c ist beispielsweise aus einer 42-Legierung gefertigt und mit dem keramischen Laminatsubstrat 7a durch Hartlöten oder dergleichen verbunden.
Gemäss den 4A und 4B besteht das keramische Laminatsubstrat 7a aus beispielsweise vier Keramikschichten 7a₁ -7a₄ , welche zusammenlaminiert sind. Der Stiel 7c ist an der obersten Keramikschicht 7a₁ befestigt. Der Stiel 7c besteht aus drei Stielbauteilen für je einen Energieversorgungsanschluss, einen Ausgangssignalanschluss und einen Masseanschluss. 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 verstanden.
Das keramische Laminatsubstrat 7a ist in einem Raum gehalten 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 Positionierung des keramischen Laminatsubstrates 7a im wesentlichen durch die oberste Keramikschicht 7a₁ . Genauer gesagt, die Kontur, d.h. der äussere Umfangsabschnitt der obersten Keramikschicht 7a₁ , positioniert das keramische Laminatsubstrat 7a gegenüber einer Innenwand 1e des Gehäuses 1 und der innere Umfangsabschnitt der obersten Keramikschicht 7a₁ positioniert das keramische Laminatsubstrat 7a gegenüber dem Sensorkörper 2. Die Positioniergenauigkeit des keramischen Laminatsubstrates 7a wird abhängig von der Grössenstreuung oder Grössenabweichung der obersten Keramikschicht 7a₁ bestimmt. Bei dieser Ausführungsform ist die Form- oder Grössenabweichung oder Streuung aufgrund der Laminierung 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 positioniert werden.
Die leitfähigen Bauteile, die auf der Oberfläche des keramischen Laminatsubstrates 7a und dem Sensorchip 4 ausgebildet sind, sind gemäss 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 keramischen Laminatsubstrates 7a, sondern auch der Sensorchip 4 und die Drähte 8 sind mit einem Überzugsmaterial 9, beispielsweise einem Silikongel als Korrosionsschutz überzogen. Der Stiel 7c, der mit dem keramischen Laminatsubstrat 7a verbunden ist, ist mit Verbindungsanschlüssen 10a einer Anschlussanordnung 10 durch Schweissen oder dergleichen verbunden. Die Anschlussanordnung 10 ist aus Kunststoff, beispielsweise PPS, durch Einsetzgiessen gebildet, um die Verbindungsanschlüsse 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 5 gezeigt. Wie dargestellt, bilden die Dehnmessstreifen 42a-42d einen Brückenschaltkreis. Der Schaltkreisteil des Schaltkreissubstrates 7 enthält zusätzlich zu dem Verstärkungsschaltkreis 71 einen Energieversorgungsschaltkreis 72 zur Zufuhr elektrischer Leistung an den Brückenschaltkreis. Der aus den Dehnmessstreifen 42a-42d gebildete Brückenschaltkreis gibt ein elektrisches Signal aus, welches dem an den dünnen Abschnitt 2b angelegten Druck entspricht, wobei dieses Signal an den Verstärkungsschaltkreis 71 geführt wird. Der Verstärkungsschaltkreis 71 verstärkt das elektrische Signal und gibt es an den externen Schaltkreis aus.
6 zeigt in einer auseinandergezogenen Schnittdarstellung die wesentlichen Teile der in 1 dargestellten Druckerkennungsvorrichtung.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die 7-10 ein Herstellungsvorgang für die bisher beschriebene Druckerkennungsvorrichtung näher erläutert.
In dem Herstellungsschritt gemäss den 7A und 7B wird zunächst der Sensorchip 4, auf welchem eine Paste für das Glas 5 aufgedruckt wurde, durch Sintern mit dem Sensorkörper 2 verbunden. Sodann wird der Sensorkörper 2 in das Gehäuse 1 eingeschoben, bis die Abstufung 2c des Sensorkörpers 2 an dem Öffnungsendabschnitt 1b des Gehäuses 1 anschlägt und die aneinander anliegenden Abschnitte werden fest miteinander durch Schweissen oder dergleichen verbunden.
Nachfolgend wird gemäss den 8A und 8B der Kleber gleichmässig und dünn auf die obere Oberfläche des Gehäuses 1 um den Sensorkörper 2 herum durch einen Stempel oder dergleichen aufgebracht. Sodann wird das keramische Laminatsubstrat 7a, auf welchem der Schaltkreischip 7b angeordnet ist, auf den aufgebrachten Klebstoff aufgesetzt und somit 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 9A und 9B werden sodann die Verbindungsanschlüsse 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 10A und 10B das Verbindergehäuse 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 Druckerkennungsvorrichtung gemäss 1 zusammengebaut.
Wenn bei der obigen Ausführungsform im Schritt der 8A und 8B das keramische Laminatsubstrat 7a durch den aufgebrachten Kleber 13 mit dem Gehäuse 1 verbunden wird, wie in 11 gezeigt, verhindert die oberste Keramikschicht 7a₁ des keramischen Lami natsubstrates 7a, dass der Kleber 13 austritt und die Oberfläche des keramischen Laminatsubstrates 7a verschmutzt. Dies deshalb, als die Kontur der obersten Keramikschicht 7a₁ grösser als diejenigen der anderen Schichten 7a₂ -7a₄ ist. Wenn die Kontur der obersten Keramikschicht 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 Laminatsubstrates 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 Innendurchmesser ihrer im wesentlichen mittig ausgebildeten Durchgangsbohrung kleiner als derjenigen der anderen Schichten ist. Wenn es jedoch nicht notwendig ist, den Kleber 13 an einem Austreten aus dem Spalt zwischen der Innenwand 1e des Gehäuses 1 und dem keramische Laminatsubstrat 7a zu hindern, wie in den 12A und 12B gezeigt, kann eine der Schichten 7a₂ -7a₄ , welche nicht die oberste Schicht 7a₁ ist, eine Kontur haben, welche grösser als diejenige der verbleibenden Schichten ist und einen Innendurchmesser der Bohrung haben, der kleiner als diejenigen der anderen Schichten ist, so dass das keramische Laminatsubstrat 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 gebildet; gemäss 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 dergleichen 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 Druckeinführbohrung 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 Sensorkörpers ist ein Schaltkreissubstrat angeordnet. Das Schaltkreissubstrat weist ein keramisches Laminatsubstrat auf, welches aus einer Mehrzahl von Keramikschichten zusammengesetzt 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 Schaltkreissubstrates verbessert werden.
Die vorliegende Erfindung wurde in der voranstehenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele und – formen beschrieben; es ergibt sich jedoch dem Fach mann 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 deren Äquivalente definiert ist.

Claims

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 Abschnitt (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 entsprechend der Verschiebung oder Versetzung des dünnen Abschnittes (2b) auszugeben; und einem Schaltkreissubstrat (7), das in dem Gehäuse (1) angeordnet ist, um bezüglich einer Innenwand (1e) des Gehäuses (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 Laminatsubstrat (7a) aufweist, welches aus einer Mehrzahl von laminierten Keramikschichten (7a₁ -7a₄ ) aufgebaut ist, wobei wenigstens eine aus der Mehrzahl von laminierten Keramikschichten (7a₁ -7a₄ ) eine grössere Kontur als die verbleibenden Schichten hat.
Druckerkennungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Sensorkörper (2) einen zylindrischen vorderen Endabschnitt hat, der in einer Innenseite des Gehäuses (1) freiliegt; und wobei das Schaltkreissubstrat (7) um den zylindrischen vorderen Endabschnitt des Sensorkörpers (2) in dem Gehäuse (1) herum angeordnet ist.
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 wobei ein Durchmesser der inneren Bohrung einer aus der Mehrzahl der laminierten Keramikschichten (7a₁ -7a₄ ) mit der grösseren Kontur als die anderen Schichten kleiner als derjenige der anderen Schichten ist.
Druckerkennungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 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.
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 Abschnitt (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 entsprechend der Verschiebung oder Versetzung des dünnen Abschnittes (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 elekt rischen Signals von dem Sensorchip (4) verbunden ist, wobei das Schaltkreissubstrat (7) ein keramisches Laminatsubstrat (7a), bestehend aus einer Mehrzahl von laminierten Keramikschichten (7a₁ -7a₄ ), aufweist, wobei wenigstens eine aus der Mehrzahl von laminierten Keramikschichten (7a₁ -7a₄ ) einen Innendurchmesser kleiner als diejenige der anderen Schichten hat.
Druckerkennungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei nur eine aus der Mehrzahl von laminierten Keramikschichten (7a₁ -7a₄ ) eine grössere Kontur als die anderen Schichten hat.
Druckerkennungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei wenigstens eine aus der Mehrzahl von laminierten Keramikschichten (7a₁ -7a₄ ) in einer Oberflächenrichtung parallel zur Oberfläche des keramischen Laminatsubstrates (7a) der anderen Schichten vorsteht und die Innenwand (1e) des Gehäusebauteils (1, 2) an wenigstens zwei Abschnitten berührt.
Druckerkennungsvorrichtung nach Anspruch 7, wobei: ein zylindrischer Abschnitt in den Innenraum des Gehäusebauteiles (1, 2) vorsteht; wenigstens ein Teil einer vorderen Endfläche des zylindrischen Abschnittes der dünne Abschnitt (2b) ist; das keramische Laminatsubstrat (7a) eine Bohrung aufweist, 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.
Druckerkennungsvorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, wobei das keramische Laminatsubstrat (7a) an dem Gehäusebauteil (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 gegenüberliegend dem Kleber ist.