DE4105676C1 - Electrostatic pump or flow velocity sensor - has seal around flow aperture mounted on surface of semiconductor device - Google Patents

Electrostatic pump or flow velocity sensor - has seal around flow aperture mounted on surface of semiconductor device

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DE4105676C1 DE19914105676 DE4105676A DE4105676C1 DE 4105676 C1 DE4105676 C1 DE 4105676C1 DE 19914105676 DE19914105676 DE 19914105676 DE 4105676 A DE4105676 A DE 4105676A DE 4105676 C1 DE4105676 C1 DE 4105676C1
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J. Frieder Dipl.-Phys. 8000 Muenchen De Haag
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Axel Dipl.-Ing. 8000 Muenchen De Richter
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Abstract

The pump or sensor comprises a semiconductor body (2) with a fluid flow zone (2') transverse to the fluid flow direction, aligned with a flow aperture (3') in a base plate supporting the semiconductor body. The opposite surface of the latter to that supported by the base (3) has a seal (4) around the flow zone which is enclosed around its outer periphery by a cover mass (5) encasing the semiconductor body. Pref. an O-ring seal is used, attached to the end of the fluid line (6). ADVANTAGE - Electrical connections fully sealed from fluid.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine mikrominiaturi­ sierte, durch ätztechnische Verfahren aus einem Halbleiter­ werkstoff gebildete Baueinheit gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1, sowie ein Verfahren zu deren Herstellung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 12.The present invention relates to a microminiaturi based on etching technology from a semiconductor material-formed unit according to the preamble of Claim 1, and a method for their manufacture according to the preamble of claim 12.

In jüngster Zeit sind derartige, neuartige mikrominiaturi­ sierte, durch ätztechnische Verfahren aus einem Halblei­ terwerkstoff gebildete elektrostatisch betriebene Pumpen oder Durchflußsensoren zur Bestimmung der Strömungsgeschwin­ digkeit eines Fluids, im folgenden kurz Aktoren oder Sen­ soren genannt, entwickelt worden, die einen von einem Fluid durchströmbaren, sich im wesentlichen quer zur Strömungs­ richtung des Fluids erstreckenden Durchströmungsbereich aufweisen. Derartige Aktoren sind beispielsweise in der DE 39 25 749 C1 der Anmelderin und derartige Sensoren sind in der deutschen Patentanmeldung P 40 27 704.6-52 beschrieben. Bislang fehlt es an einem geeigneten Gehäuse für einen der­ artigen hochempfindlichen, mikrominiaturisierten, durch ätz­ technische Verfahren aus einem Halbleiterwerkstoff gebil­ deten elehtrohydrodynamischen Aktor oder Sensor, der einen von einem Fluid durchströmbaren, sich im wesentlichen quer zur Strömungsrichtung des Fluids erstreckenden Durchströ­ mungsbereich aufweist.Recently, such novel microminiaturi are based on etching techniques from a half lead electrostatically operated pumps or flow sensors for determining the flow rate fluidity, hereinafter referred to as actuators or sensors called sensors, developed by a fluid flowable, essentially transverse to the flow Direction of the fluid extending flow area exhibit. Such actuators are for example in DE 39 25 749 C1 of the applicant and such sensors are in the German patent application P 40 27 704.6-52. So far there is no suitable housing for one of the like highly sensitive, microminiaturized, by etching technical processes made from a semiconductor material detachable hydro-hydrodynamic actuator or sensor, the one of a fluid that can flow through it, essentially transversely to the flow direction of the fluid extending flows area.

Aus der US 32 67 859 ist ein Gehäuse für eine dielektrische Flüssigkeitspumpe bekannt, welches aus einem nichtleitenden Material, wie zum Beispiel Glas oder Kunststoff, hergestellt ist. Dieses Gehäuse ist zylindrisch ausgebildet und in ihm befinden sich die Elektroden für die dielektrische Flüssig­ keitspumpe. Der Durchströmungsbereich dieser Elektroden er­ streckt sich im wesentlichen bis zur Innenwandung des Ge­ häuses. Anschlußverbindungen in Form von Drähten sind abge­ dichtet durch die Gehäusewand nach außen geführt. Das Gehäuse weist einander gegenüberliegende Fluid­ durchlaßöffnungen auf, an die sich nach außen erstreckende Rohrabschnitte zur Verbindung mit einer Fluidleitung an­ schließen. Für einen hochempfindlichen, mikrominiaturisier­ ten, durch ätztechnische Verfahren aus einem Halbleiterwerk­ stoff gebildeten Aktor oder Sensor, der einen von einem Fluid durchströmbaren, sich im wesentlichen quer zur Strömungsrichtung des Fluids erstreckenden Durchströmungsbe­ reich aufweist, eignet sich das bekannte Gehäuse jedoch nicht.From US 32 67 859 is a housing for a dielectric Liquid pump known, which consists of a non-conductive Material such as glass or plastic is. This housing is cylindrical and in it are the electrodes for the dielectric liquid speed pump. The flow area of these electrodes extends essentially to the inner wall of the Ge house. Connection connections in the form of wires are abge  seals through the housing wall to the outside  guided. The housing has opposite fluid through openings to which extend outwards Pipe sections for connection to a fluid line shut down. For a highly sensitive, microminiaturized by etching techniques from a semiconductor plant fabric-formed actuator or sensor that one of one Fluid flowable, essentially transverse to Flow direction of the fluid extending Durchströmungsbe rich, the known housing is suitable Not.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Aktor- bzw. Sensor-Baueinheit mit einem mikrominiaturisierten, durch ätztechnische Verfahren aus einem Halbleiterwerkstoff gebildeten Aktor bzw. Sensor zu schaffen, die eine Gehäuse­ funktion für einen derartigen, hochempfindlichen Aktor bzw. Sensor erfüllt, sowie ein Verfahren zu deren Herstellung anzugeben.The invention has for its object an actuator or Sensor assembly with a microminiaturized, through etching process from a semiconductor material formed actuator or sensor to create a housing function for such a highly sensitive actuator or Sensor met, and a process for their manufacture specify.

Diese Aufgabe wird bei einer Aktor- bzw. Sensor-Baueinheit gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1, durch die im Kenn­ zeichen des Anspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst. In Be­ zug auf das Verfahren wird diese Aufgabe bei einem Verfahren zur Herstellung einer Aktor- bzw. Sensor-Baueinheit gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 12, durch die im Kennzeichen des Anspruches 12 angegebenen Merkmale gelöst.This task is performed with an actuator or sensor unit according to the preamble of claim 1, by the in the characteristic Character of claim 1 specified features solved. In Be In the case of a procedure, this task becomes related to the procedure for the production of an actuator or sensor assembly according to the preamble of claim 12, by the in the mark of claim 12 specified features solved.

Bei der Aktor- bzw. Sensor-Baueinheit nach der Erfindung ist der unmittelbar von einem Fluid durchströmte, d. h. aktive und mit Elektroden versehene Bereich des Körpers des Aktors oder Sensors gegenüber dem übrigen Bereich des Körpers des Aktors oder Sensors abgedichtet abgetrennt. Dadurch können außerhalb des Abdichtungsmittels Kontakte, elektrische An­ schlüsse oder auch Schaltungsbauteile vorgesehen sein, ohne daß diese mit dem Fluid in Berührung kommen und ggf. einer Gefährdung ihrer Funktionstüchtigkeit ausgesetzt sind.In the actuator or sensor assembly according to the invention that flowed through directly by a fluid, d. H. active and areas of the body of the actuator provided with electrodes or sensor against the rest of the body of the Actuator or sensor sealed separated. This allows outside the sealant contacts, electrical connections conclusions or circuit components can be provided without that they come into contact with the fluid and possibly one Are at risk of their functionality.

Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous further developments of the subject matter of the invention are  specified in the subclaims.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Bau­ einheit ist dadurch ausgezeichnet, daß das Abdichtungsmittel ein Dichtungsring, oder vorteilhafterweise ein O-Ring ist.An advantageous development of the construction according to the invention unit is characterized in that the sealant is a sealing ring, or advantageously an O-ring.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemä­ ßen Baueinheit ist dadurch ausgezeichnet, daß der Endab­ schnitt einer Fluidleitung an dem Dichtungsmittel befestigt ist. Dies ermöglicht es, die Baueinheit ohne weiteres in ein Strömungssystem einzusetzen.Another advantageous development of the invention ß unit is characterized in that the Endab cut a fluid line attached to the sealant is. This makes it possible to easily fit the assembly into one Use flow system.

Eine wiederum andere vorteilhafte Weiterbildung der erfin­ dungsgemäßen Baueinheit ist dadurch ausgezeichnet, daß das Abdichtungsmittel von einem Fluidleitungsabschnitt gebildet ist, dessen eines Ende unmittelbar oder über eine Zwischen­ schicht mit dem Körper des Aktors bzw. Sensors verbunden ist. Diese Ausgestaltung erlaubt eine einfachere Herstel­ lung. Vorteilhaft ist es, wenn die Zwischenschicht eine Kle­ bemittelschicht ist, mit der das Ende des Fluidleitungsab­ schnittes an den Körper geklebt werden kann.Yet another advantageous further development of the inventor Unit according to the invention is characterized in that the Sealing means formed by a fluid line section is, one end of which is immediate or via an intermediate layer connected to the body of the actuator or sensor is. This configuration allows a simpler manufacture lung. It is advantageous if the intermediate layer is an adhesive middle layer, with which the end of the fluid line ab cut can be glued to the body.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemä­ ßen Baueinheit ist dadurch ausgezeichnet, daß auf der von dem Körper fortweisenden Seite der Grundplatte ein Fluidlei­ tungsanschluß vorgesehen ist.Another advantageous development of the invention ß unit is characterized in that on the a fluid line to the body-facing side of the base plate connection is provided.

Eine wiederum andere vorteilhafte Weiterbildung der erfin­ dungsgemäßen Baueinheit ist dadurch ausgezeichnet, daß an der Grundplatte elektrische äußere Anschlußkontakte vorgese­ hen sind, die mit zugeordneten elektrischen Anschlüssen des Körpers des Aktors bzw. Sensors über auf oder in der Grund­ platte vorgesehene, insbesondere gedruckte Leiterbahnen ver­ bunden sind. Es ist aber auch möglich, elektrische Verbin­ dungsleitungen mit Lötanschlüssen zu verwenden.Yet another advantageous further development of the inventor The inventive unit is characterized in that electrical base contacts are provided on the base plate hen are the associated electrical connections of the Body of the actuator or sensor over on or in the bottom plate provided, in particular printed conductor tracks ver are bound. But it is also possible to connect electrical use cables with solder connections.

Eine wiederum andere vorteilhafte Weiterbildung der erfin­ dungsgemäßen Baueinheit ist dadurch ausgezeichnet, daß ein mit der Grundplatte verbundener Gehäuseteil vorgesehen ist, der mit einer Durchtrittsöffnung für das Fluid ausgebildet ist, die zu dem Fluiddurchtrittsbereich des Körpers ausge­ richtet ist und deren Randbereich mit dem Dichtungsmittel in Abdichtungseingriff steht. Dieses Gehäuseteil bietet einen Schutz für den Körper des Aktors bzw. Sensors und auch wei­ tere, gegebenenfalls vorgesehene elektrische Bauteile.Yet another advantageous further development of the inventor The inventive unit is characterized in that a  housing part connected to the base plate is provided, which is formed with a passage opening for the fluid is out to the fluid passage area of the body is directed and the edge area with the sealant in Sealing intervention. This housing part offers one Protection for the body of the actuator or sensor and also white tere, possibly provided electrical components.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemä­ ßen Baueinheit ist dadurch ausgezeichnet, daß der Gehäuse­ teil an der Durchtrittsöffnung einen Anschlußstutzen auf­ weist. Ein einfacher Einsatz in einem Fluidströmungssystem ist damit unmittelbar möglich.Another advantageous development of the invention ß unit is characterized in that the housing part at the passage opening on a connecting piece points. A simple use in a fluid flow system is immediately possible.

Eine andere vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Baueinheit ist dadurch ausgezeichnet, daß die Grundplatte einstückig mit dem Körper des Aktors bzw. Sensors ausgebil­ det ist.Another advantageous development of the invention Unit is characterized in that the base plate integrally formed with the body of the actuator or sensor det.

Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Ver­ fahrens ist dadurch ausgezeichnet, daß zur Abgrenzung des Durchströmungsbereiches des Abdichtungsmittels auf diesem ein im wesentlichen kegelförmiger Körper angeordnet wird, wobei die der Kegelspitze gegenüberliegende Grundfläche auf dem Abdichtungsmittel und dessen Durchströmungsbereich über­ greifend angeordnet wird.An advantageous development of the Ver driving is characterized by the fact that to delimit the Flow area of the sealant on this an essentially conical body is arranged, the base area lying opposite the cone tip the sealant and its flow area is arranged comprehensively.

Eine andere vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch ausgezeichnet, daß ein kegelförmiger Körper mit einer verspiegelten Grundfläche verwendet wird, deren Lage zur Ausrichtung des kegelförmigen Körpers durch den Durchströmungsbereich der Grundplatte und den Fluid­ durchströmungsbereich des Körpers hindurch beobachtet wird. Es wird hierdurch ermöglicht, die genaue Lage des kegelför­ migen Körpers zu überprüfen und diesen zum Beispiel zu zen­ trieren, so daß die Abdeckmasse in definierter Weise über den Körper des Aktors bzw. Sensors und vor allem um den Umfangsbereich des Abdichtungsmittels herum verläuft. Another advantageous development of the invention The process is characterized in that a conical Body with a mirrored base is used their position to align the conical body the flow area of the base plate and the fluid flow area of the body is observed. This enables the exact location of the cone check your body and zen it, for example trieren so that the masking compound in a defined manner the body of the actuator or sensor and especially around the Circumferential region of the sealant extends around.  

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemä­ ßen Verfahrens ist dadurch ausgezeichnet, daß die Grundflä­ che des kegelförmigen Körpers mit einer umlaufenden Ausneh­ mung ausgebildet wird, in die das Abdichtungsmittel zumin­ dest teilweise eingebracht wird. Wenn als Abdichtungsmittel ein Dichtungsring, insbesondere ein O-Ring verwendet wird, kann in dieser Ausnehmung der Dichtungsring angeordnet und relativ zu dem Körper des Aktors bzw. Sensors ausgerichtet werden, bevor die Abdeckmasse aufgebracht wird.Another advantageous development of the invention ßen procedure is characterized in that the Grundfla surface of the conical body with a circumferential recess tion is formed, in which the sealing agent at least at least partially introduced. If as a sealant a sealing ring, in particular an O-ring, is used, can be arranged in this recess and the sealing ring aligned relative to the body of the actuator or sensor before the masking compound is applied.

Wenn der kegelförmige Körper innerhalb einer Zuführleitung für die Abdeckmasse so angeordnet wird, daß ein Ringraum frei bleibt, so ergibt sich eine Art Zuführdüse für die Ab­ deckmasse.If the conical body is inside a feed line for the masking compound is arranged so that an annular space remains free, there is a kind of feed nozzle for the Ab covering compound.

Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Ver­ fahrens ist dadurch ausgezeichnet, daß als Abdichtungsmittel ein Fluidleitungsabschnitt verwendet wird, dessen eines Ende unmittelbar oder über eine Zwischenschicht, insbesondere ei­ ne Klebemittelschicht, mit dem Körper verbunden wird. Diese Vorgehensweise erlaubt unmittelbar einen Fluidanschluß an dem Körper herzustellen.An advantageous development of the Ver driving is characterized in that as a sealant a fluid line section is used, one end of which directly or via an intermediate layer, in particular egg ne layer of adhesive with which the body is connected. These The procedure immediately allows a fluid connection the body.

Es ist erforderlich, wenn ein Körper zur Überdeckung des Durchströmungsbereiches des Abdichtungsmittels verwendet wird, diesen an die Form des Fluidleitungsabschnittes anzu­ passen. Unter Umständen kann bei ausreichender Länge des Fluidleitungsabschnittes dieser selbst zur Abgrenzung bzw. zum Schutz des Fluiddurchströmungsbereiches des Körpers gegen ein Eindringen von Abdeckmasse verwendet werden.It is required if a body is to cover the Flow area of the sealant used is to adapt this to the shape of the fluid line section fit. Under certain circumstances, if the length of the Fluid line section of this itself for delimitation or to protect the fluid flow area of the body against penetration of masking compound.

Der Erfindungsgegenstand wird im folgenden anhand von Aus­ führungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen nä­ her erläutert. Es zeigenThe subject matter of the invention is based on Aus leadership examples with reference to the drawings ago explained. Show it

Fig. 1 eine schematische Schnittdarstellung einer ersten Ausführungsform einer Aktor- oder Sensor-Bauein­ heit nach der Erfindung; Fig. 1 is a schematic sectional view of a first embodiment of an actuator or sensor unit according to the invention;

Fig. 2 eine schematische Schnittdarstellung einer zweiten Ausführungsform einer Aktor- oder Sensor-Bauein­ heit nach der Erfindung; und Fig. 2 is a schematic sectional view of a second embodiment of an actuator or sensor unit according to the invention; and

Fig. 3 eine schematische Schnittdarstellung einer Ein­ richtung zur Durchführung des Aufbringens einer Abdeckmasse auf den Körper einer Aktor- oder Sen­ sor-Baueinheit nach der Erfindung. Fig. 3 is a schematic sectional view of a device for performing the application of a masking compound on the body of an actuator or sensor assembly according to the invention.

Fig. 1 zeigt eine Baueinheit, die allgemein mit 1 bezeich­ net ist. Diese Baueinheit 1 weist einen Aktor mit einem Körper 2 auf. Dieser Aktor kann hier zum Beispiel als eine Pumpe ausgebildet sein. Der Körper 2 des Aktors ist mit einem Fluiddurchströmungsbereich 2′ ausgebildet und auf einer Grundplatte 3 angeordnet. Die Grundplatte 3 weist einen Durchströmungsbereich 3′ auf, der zu dem Fluiddurch­ strömungsbereich 2′ des Körpers 2 so ausgerichtet ist, daß eine Fluidströmung durch diesen Körper 2 hindurch nicht behindert wird. Fig. 1 shows a unit that is generally designated 1 with net. This assembly 1 has an actuator with a body 2 . This actuator can be designed here, for example, as a pump. The body 2 of the actuator is formed with a fluid flow area 2 'and arranged on a base plate 3 . The base plate 3 has a flow area 3 ', which is aligned to the fluid flow area 2 ' of the body 2 so that a fluid flow through this body 2 is not hindered.

Auf der von der Grundplatte 3 fortweisenden Seite des Aktors ist ein Abdichtungsmittel in der Form eines Dichtungsrings 4 angeordnet, der hier als ein O-Ring ausgebildet ist. Der Dichtungsring 4 weist einen Durchströmungsbereich 4′ auf und ist auf dem Körper 2 des Aktors so angeordnet, daß eine Fluidströmung durch den Fluiddurchströmungsbereich 2′ mög­ lichst nicht behindert wird. An dem oberen Bereich des Dich­ tungsrings 4 ist ein Fluidleitungsanschluß 6 zum Beispiel durch eine Klebeverbindung 7 befestigt.On the side of the actuator facing away from the base plate 3 , a sealing means in the form of a sealing ring 4 is arranged, which is designed here as an O-ring. The sealing ring 4 has a flow area 4 'and is arranged on the body 2 of the actuator so that a fluid flow through the fluid flow area 2 ' is not obstructed as far as possible. At the upper region of the device ring 4 , a fluid line connection 6 is fastened, for example, by an adhesive connection 7 .

An der von dem Körper 2 des Aktors fortweisenden Seite der Grundplatte 3 ist ebenfalls ein Fluidleitungsanschluß 8 an­ gebracht.On the body 2 of the actuator facing side of the base plate 3 , a fluid line connection 8 is also brought to.

Mit 9 ist einer von äußeren elektrischen Anschlüssen be­ zeichnet, die über nicht dargestellte elektrische Leitungs­ verbindungen mit zugeordneten elektrischen Anschlüssen an dem Körper 2 des Aktors verbunden sind. Die Verbindung kann über an der Grundplatte 3 vorgesehene, gedruckte Leiterbah­ nen hergestellt werden. 9 with one of external electrical connections be characterized, which are connected via electrical line connections, not shown, to associated electrical connections on the body 2 of the actuator. The connection can be made via the printed circuit boards provided on the base plate 3 .

Der Körper 2 des Aktors ist mit einer Abdeckmasse 5 über­ deckt, die mit einem äußeren Umfangsbereich des Dichtungs­ rings 4 in Berührung steht, sich über den Körper 2 des Aktors erstreckt und schließlich bis zu der Oberfläche der Grundplatte 3 verläuft. Das Zusammenwirken zwischen dem Dichtungsring 4 und der Abdeckmasse 5 ist derart, daß kein diese Baueinheit 1 durchströmendes Fluid außerhalb des Dichtungsrings 4 und damit in eine etwaige Berührung mit dem außerhalb dieses Dichtungsrings 4 gelegenen Bereichen des Körpers 2 des Aktors oder der Grundplatte 3 gelangen kann.The body 2 of the actuator is covered with a covering compound 5 , which is in contact with an outer peripheral region of the sealing ring 4 , extends over the body 2 of the actuator and finally extends to the surface of the base plate 3 . The interaction between the sealing ring 4 and the covering compound 5 is such that no fluid flowing through this structural unit 1 can get outside the sealing ring 4 and thus come into contact with the areas of the body 2 of the actuator or the base plate 3 located outside this sealing ring 4 .

Zur Abdichtung der Fluidströmung zwischen den beiden Fluid­ leitungsanschlüssen 6 und 8 kann der Dichtungsring 4 bei­ spielsweise auf die Oberfläche des Körpers 2 des Aktors aufgeklebt werden, bevor die Abdeckmasse 5 aufgebracht wird. Andererseits können der Dichtungsring 4 und die Abdeckmasse 5 aus solchen Materialien sein, daß zwischen ihnen eine abdichtende Verbindung hergestellt werden kann.To seal the fluid flow between the two fluid line connections 6 and 8 , the sealing ring 4 can be glued to the surface of the body 2 of the actuator, for example, before the covering compound 5 is applied. On the other hand, the sealing ring 4 and the covering compound 5 can be made of such materials that a sealing connection can be made between them.

Die in Fig. 2 gezeigte und in ihrer Gesamtheit mit 11 be­ zeichnete Baueinheit ist der in Fig. 1 gezeigten ähnlich. Gleiche Bauteile sind in der Fig. 2 mit denselben Bezugszeichen wie in Fig. 1 bezeichnet.The shown in Fig. 2 and in its entirety with 11 be marked unit is similar to that shown in Fig. 1. The same components are designated in FIG. 2 with the same reference numerals as in FIG. 1.

Die Baueinheit 11 gemäß Fig. 2 unterscheidet sich von der in Fig. 1 dargestellten, im wesentlichen dadurch, daß ein Gehäuseteil 12 vorgesehen ist, welcher den mit der Abdeck­ masse 5 überdeckten Bereich übergreift. Der Gehäuseteil 12 ist mit einer Fluiddurchströmungsöffnung 13 ausgebildet, an die sich ein Fluidleitungsanschluß 14 anschließt, der mit seinem einen Ende fest mit dem Gehäuseteil 12 verbunden ist.The structural unit 11 according to FIG. 2 differs from that shown in FIG. 1, essentially in that a housing part 12 is provided which overlaps the area covered by the covering 5 . The housing part 12 is formed with a fluid flow opening 13 , to which a fluid line connection 14 is connected, which is firmly connected at one end to the housing part 12 .

Der Gehäuseteil 12 ist derart ausgebildet, daß, wenn er mit der Grundplatte 3 verbunden ist, mit dem Rand seiner Fluid­ durchströmungsöffnung 13 in Abdichtungseingriff mit dem Dichtungsring 4 steht. Die Verbindung des Gehäuseteils 12 mit der Grundplatte 3 kann zum Beispiel durch Kleben, Löten oder eutektisches Bonden am Rand 15 des Gehäuseteils 12 erfolgen.The housing part 12 is designed such that when it is connected to the base plate 3 , the edge of its fluid flow opening 13 is in sealing engagement with the sealing ring 4 . The housing part 12 can be connected to the base plate 3 , for example by gluing, soldering or eutectic bonding at the edge 15 of the housing part 12 .

In Fig. 3 ist eine erfindungsgemäße Einrichtung darge­ stellt, mit der auf besonders vorteilhafte Weise der Körper eines Aktors oder Sensors mit einer Abdeckmasse überdeckt werden kann. Auch in der Fig. 3 sind die gleichen Bauteile wie in den Fig. 1 und 2 mit denselben Bezugszeichen be­ zeichnet.In Fig. 3, a device according to the invention is Darge, with which the body of an actuator or sensor can be covered with a covering compound in a particularly advantageous manner. Also in the Fig. 3 are the same components as in FIGS. 1 and 2 be the same reference numerals distinguished.

Auf einer Grundplatte 3 ist der Körper 20 eines Aktors, zum Beispiel einer Pumpe, befestigt. Die Ausrichtung zwischen dem Körper 20 und der Grundplatte 3 erfolgt hier ebenfalls so, daß der Fluiddurchströmungsbereich 20′ des Körpers 20 und der Durchströmungsbereich 3′ der Grundplatte 3 zueinan­ der ausgerichtet sind. Auf der oberen Oberfläche des Körpers 20 ist ein Abdichtungsmittel in der Form eines Dichtungs­ rings 4 angeordnet. Mit 21 ist ein Bondkontakt zur elektri­ schen Verbindung mit dem Körper 20 des Aktors bezeichnet.The body 20 of an actuator, for example a pump, is fastened on a base plate 3 . The alignment between the body 20 and the base plate 3 also takes place here such that the fluid flow area 20 'of the body 20 and the flow area 3 ' of the base plate 3 are aligned with one another. On the upper surface of the body 20 , a sealant in the form of a seal ring 4 is arranged. With 21 a bond contact for electrical connection's with the body 20 of the actuator is designated.

Auf dem Dichtungsring 4 ist ein Kegel 22 mit nach oben wei­ sender Spitze angeordnet. Die der Kegelspitze gegenüberlie­ gende Fläche 23 ist verspiegelt. Zur Zentrierung des Kegels 22 in Bezug auf den Dichtungsring 4 ist der Kegel 22 mit ei­ ner ringförmigen Ausnehmung 24 ausgebildet, die den Dich­ tungsring 4 teilweise aufnimmt. Oberhalb des Kegels 22 be­ findet sich eine sich in Richtung zu dem Kegel 22 öffnende Zuführleitung 25 für eine Abdeckmasse.On the sealing ring 4 , a cone 22 is arranged with white tip upwards. The cone tip lying surface 23 is mirrored. To center the cone 22 with respect to the sealing ring 4 , the cone 22 is formed with egg ner annular recess 24 , the device ring 4 partially receives you. Above the cone 22 there is a feed line 25 opening towards the cone 22 for a masking compound.

Auf der von dem Körper 20 fortweisenden Seite der Grundplat­ te 3 ist eine allgemein mit 26 bezeichnete optische Einrich­ tung vorgesehen, die durch entweder direkte optische Beob­ achtung oder Refelexionsmessung erlaubt, die Justierung des Kegels 22 zu überwachen. On the body 20 facing side of the Grundplat te 3 a generally designated 26 Optical Einrich device is provided, which allows either direct optical observation or reflection measurement to monitor the adjustment of the cone 22 .

Die Gesamtheit aus Kegel 22 und Zuführleitung 25 kann im Rahmen der Erfindung allgemein als eine Zuführdüse angesehen werden.The entirety of cone 22 and feed line 25 can generally be regarded as a feed nozzle within the scope of the invention.

Nachdem die Justierung der Zuführdüse erfolgt ist, wird über die Zuführleitung 25 eine Abdeckmasse zugeführt, die sich außerhalb des Dichtungsrings 4 und den Körper 20 überdeckend bis zu der Grundplatte 3 erstreckt.After the feed nozzle has been adjusted, a covering compound is fed via the feed line 25 , which extends outside the sealing ring 4 and covers the body 20 as far as the base plate 3 .

Der Dichtungsring 4 besitzt also eine doppelte Funktion, nämlich beim Überdecken mit einer Abdeckmasse als Abdichtung gegen das Eindringen von Abdeckmasse in den Fluiddurchströ­ mungsbereich 20′ zu wirken, und andererseits bei der Verwen­ dung der Baueinheit den Durchtritt von Fluid nach außerhalb des Dichtungsrings 4 zu verhindern.The sealing ring 4 thus has a double function, namely, when covering with a covering composition as a seal against the ingress of covering compound in the Fluiddurchströ to act mung area 20 ', and on the other hand, in the USAGE extension of the assembly to the passage of fluid to the outside of the sealing ring 4 to prevent .

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 ist an dem Abdich­ tungsmittel ein Fluidleitungsanschluß 6 als ein getrennter Teil angebracht. Es ist jedoch auch möglich das in Fig. 1 als Dichtungsring 4 ausgebildete Abdichtungsmittel einstüc­ kig mit einem Fluidleitungsanschluß auszubilden. In Abhän­ gigkeit von der Form des Fluidleitungsanschlusses muß dann auch die in Fig. 3 gezeigte Einrichtung zum Aufbringen ei­ ner Abdeckmasse ausgebildet werden. Beispielsweise könnte der Kegel von der seiner Spitze gegenüberliegenden Seite her mit einer geeigneten ringförmigen Ausnehmung ausgebildet sein, die einen Abschnitt des Fluidleitungsanschlusses auf­ nimmt.In the embodiment of FIG. 1, a fluid line connection 6 is attached to the sealing means as a separate part. However, it is also possible to form the sealing means in FIG. 1 as a sealing ring 4 in one piece with a fluid line connection. Depending on the shape of the fluid line connection, the device shown in FIG. 3 for applying egg masking compound must then also be formed. For example, the cone could be formed from the side opposite its tip with a suitable annular recess which receives a portion of the fluid line connection.

Claims (18)

1. Baueinheit mit einer mikrominiaturisierten, durch ätz­ technische Verfahren aus einem Halbleiterwerkstoff gebildeten, elektrostatisch betriebenen Pumpe oder einem entsprechenden Durchflußsensor zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit eines Fluids, mit einem Körper (2; 20) mit einem quer zur Fluidströmungsrichtung ausgerichteten Fluiddurchströmungsbereich (2′; 20′), dadurch gekennzeichnet,
  • - daß der Körper (2; 20) mit einer Grundplatte (3) verbun­ den ist, die sich quer zur Fluidströmungsrichtung er­ streckt und eine Fluiddurchtrittsöffnung (3′) im Fluid­ durchströmungsbereich (2′; 20′) des Körpers (2; 20) auf­ weist,
  • - daß an dem von der Grundplatte (3) fortweisenden Ober­ flächenbereich des Körpers (2; 20) auf diesem ein den Durchströmungsbereich (2′; 20′) des Körpers (2; 20) um­ schließendes, einen Durchströmungsbereich (4′) aufwei­ sendes Abdichtungsmittel (4) angeordnet ist, und
  • - daß eine mindestens den Durchströmungsbereich (4′) des Abdichtungsmittels (4) aussparende Abdeckmasse (5) vorgesehen ist, die sich von dem Abdichtungsmittel (4) ausgehend und den Körper (2; 20) der Pumpe oder des Sensors überdeckend bis zu der Grundplatte (3) er­ streckt.
1.Module with a microminiaturized, formed by etching technical processes from a semiconductor material, electrostatically operated pump or a corresponding flow sensor for determining the flow velocity of a fluid, with a body ( 2 ; 20 ) with a fluid flow area oriented transversely to the direction of fluid flow ( 2 '; 20 ′), Characterized,
  • - That the body ( 2 ; 20 ) with a base plate ( 3 ) is the, which extends transversely to the fluid flow direction and a fluid passage opening ( 3 ') in the fluid flow area ( 2 '; 20 ') of the body ( 2 ; 20 ) having,
  • - That on the base plate ( 3 ) pointing upper surface area of the body ( 2 ; 20 ) on this one the flow area ( 2 '; 20 ') of the body ( 2 ; 20 ) around closing, a flow area ( 4 ') aufwei sends Sealing means ( 4 ) is arranged, and
  • - That at least the flow area ( 4 ') of the sealing means ( 4 ) sparing covering compound ( 5 ) is provided, which is based on the sealing means ( 4 ) and the body ( 2 ; 20 ) of the pump or the sensor covering up to the base plate ( 3 ) he stretches.
2. Baueinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß das Abdichtungsmittel ein Dichtungsring (4) ist.
2. Unit according to claim 1, characterized in
  • - That the sealing agent is a sealing ring ( 4 ).
3. Baueinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß der Dichtungsring ein O-Ring (4) ist.
3. Unit according to claim 2, characterized in
  • - That the sealing ring is an O-ring ( 4 ).
4. Baueinheit nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß der Endabschnitt einer Fluidleitung an dem Dich­ tungsring (4) befestigt ist.
4. Unit according to claim 2 or 3, characterized in that
  • - That the end portion of a fluid line is fixed to the device ring ( 4 ).
5. Baueinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß das Abdichtungsmittel von einem Fluidleitungsab­ schnitt gebildet ist, dessen eines Ende unmittelbar oder über eine Zwischenschicht mit dem Körper verbunden ist.
5. Unit according to claim 1, characterized in
  • - That the sealing means is formed by a Fluidleitungsab section, one end of which is connected directly or via an intermediate layer to the body.
6. Baueinheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß die Zwischenschicht eine Klebemittelschicht ist.
6. Unit according to claim 5, characterized in
  • - That the intermediate layer is an adhesive layer.
7. Baueinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß auf der von dem Körper (2; 20) fortweisenden Seite der Grundplatte (3) ein Fluidleitungsanschluß (8) vorge­ sehen ist.
7. Unit according to one of the preceding claims, characterized in that
  • - That on the body ( 2 ; 20 ) facing side of the base plate ( 3 ) a fluid line connection ( 8 ) is seen easily.
8. Baueinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß an der Grundplatte (3) elektrische äußere Anschluß­ kontakte (9) vorgesehen sind, die mit zugeordneten elek­ trischen Anschlüssen des Körpers (2; 20) der Pumpe oder des Sensors über auf der Grundplatte (3) vorgesehene ge­ druckte Leiterbahnen verbunden sind.
8. Unit according to one of the preceding claims, characterized in
  • - That on the base plate ( 3 ) electrical external connection contacts ( 9 ) are provided, which are connected to associated electrical connections of the body ( 2 ; 20 ) of the pump or the sensor via the base plate ( 3 ) provided for printed circuit traces.
9. Baueinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß ein mit der Grundplatte (3) verbundenes Gehäuseteil (12) vorgesehen ist, das mit einer Durchtrittsöffnung (13) für das Fluid ausgebildet ist, die zu dem Fluid­ durchströmungsbereich (2′) des Körpers (20) ausgerichtet ist und deren Randbereich mit dem Dichtungsmittel (4) in Abdichtungseingriff steht.
9. Unit according to one of the preceding claims, characterized in that
  • - That a with the base plate ( 3 ) connected housing part ( 12 ) is provided, which is formed with a passage opening ( 13 ) for the fluid, which is aligned with the fluid flow area ( 2 ') of the body ( 20 ) and the edge area with the sealing means ( 4 ) is in sealing engagement.
10. Baueinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß der Gehäuseteil (12) an der Durchtrittsöffnung (13) einen Anschlußstutzen (14) aufweist.
10. Unit according to one of the preceding claims, characterized in that
  • - That the housing part ( 12 ) at the passage opening ( 13 ) has a connecting piece ( 14 ).
11. Baueinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß die Grundplatte (3) einstückig mit dem Körper (2; 20) der Pumpe oder des Sensors ausgebildet ist.
11. Unit according to one of the preceding claims, characterized in that
  • - That the base plate ( 3 ) is integrally formed with the body ( 2 ; 20 ) of the pump or the sensor.
12. Verfahren zur Herstellung einer Baueinheit mit einer mikrominiaturisierten, durch ätztechnische Verfahren aus einem Halbleiterwerkstoff gebildeten elektrostatisch betriebenen Pumpe oder einem entsprechenden Durchfluß­ sensor zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit eines Fluids, mit einem Körper mit einem quer zur Fluidströ­ mungsrichtung ausgerichteten Fluiddurchströmungsbereich, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß der Körper (2; 20) mit einer Grundplatte (3) verbun­ den wird, die sich quer zur Fluidströmungsrichtung er­ streckt und eine Fluiddurchtrittsöffnung (3′) im Fluid­ durchströmungsbereich (2′; 20′) des Körpers (2; 20) auf­ weist,
  • - daß an dem von der Grundplatte (3) fortweisenden Ober­ flächenbereich des Körpers (2; 20) auf diesem ein den Durchströmungsbereich (2′; 20′) des Körpers (2; 20) umschließendes, einen Durchströmungsbereich (4′) aufwei­ sendes Abdichtungsmittel (4) angeordnet wird, und
  • - daß mindestens der Durchströmungsbereich (4′) des Ab­ dichtungsmittels (4) abgegrenzt und eine Abdeckmasse (5) aufgebracht wird, die sich unter Aussparung mindestens des Durchströmungsbereiches (4′) des Abdichtungsmittels (4) ausgehend von dem Abdichtungsmittel (4) bis zu der Grundplatte (3) erstreckt, wobei der Körper (2; 20) überdeckt wird.
12. A method for producing a structural unit with a microminiaturized electrostatically operated pump formed by etching technology from a semiconductor material or a corresponding flow sensor for determining the flow velocity of a fluid, with a body with a fluid flow area oriented transversely to the direction of fluid flow, characterized in that
  • - That the body ( 2 ; 20 ) with a base plate ( 3 ) is the which extends transversely to the fluid flow direction and a fluid passage opening ( 3 ') in the fluid flow area ( 2 '; 20 ') of the body ( 2 ; 20 ) having,
  • - That on the base plate ( 3 ) pointing upper surface area of the body ( 2 ; 20 ) on this one the flow area ( 2 '; 20 ') of the body ( 2 ; 20 ) enclosing a flow area ( 4 ') having sealing agent ( 4 ) is arranged, and
  • - That at least the flow area ( 4 ') of the sealant ( 4 ) is delimited and a covering compound ( 5 ) is applied, which is recessed at least the flow area ( 4 ') of the sealant ( 4 ) starting from the sealant ( 4 ) up to extends the base plate ( 3 ), the body ( 2 ; 20 ) being covered.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß zur Abgrenzung des Durchströmungsbereiches (4′) des Abdichtungsmittels (4) auf diesem ein im wesentlichen kegelförmiger Körper (22) angeordnet wird, wobei die der Kegelspitze gegenüberliegende Grundfläche (23) auf dem Abdichtungsmittel (4) und dessen Durchströmungsbereich (4′) übergreifend angeordnet wird.
13. The method according to claim 12, characterized in that
  • - That to delimit the flow area ( 4 ') of the sealing means ( 4 ) on this an essentially conical body ( 22 ) is arranged, the opposite surface of the cone tip ( 23 ) on the sealing means ( 4 ) and its flow area ( 4 ') is arranged across the board.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß ein kegelförmiger Körper (22) mit einer verspiegel­ ten Grundfläche (23) verwendet wird, deren Lage zur Ausrichtung des kegelförmigen Körpers (22) durch den Durchströmungsbereich (3′) der Grundplatte (3) und den Fluiddurchströmungsbereich (2′; 20′) des Körpers (2; 20) hindurch beobachtet wird.
14. The method according to claim 13, characterized in
  • - That a conical body ( 22 ) with a mirrored base area ( 23 ) is used, the position of which for aligning the conical body ( 22 ) through the flow area ( 3 ') of the base plate ( 3 ) and the fluid flow area ( 2 '; 20 ' ) of the body ( 2 ; 20 ) is observed.
15. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß die Grundfläche (23) des kegelförmigen Körpers (22) mit einer umlaufenden Ausnehmung (24) ausgebildet wird, in die das Abdichtungsmittel (4) zumindest teilweise eingebracht wird.
15. The method according to claim 13, characterized in
  • - That the base ( 23 ) of the conical body ( 22 ) is formed with a circumferential recess ( 24 ) into which the sealing means ( 4 ) is at least partially introduced.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß als Abdichtungsmittel ein Dichtungsring (4) verwen­ det wird.
16. The method according to any one of claims 12 to 15, characterized in
  • - That a sealing ring ( 4 ) is used as a sealant.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß als Dichtungsring ein O-Ring (4) verwendet wird.
17. The method according to claim 16, characterized in that
  • - That an O-ring ( 4 ) is used as a sealing ring.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß als Abdichtungsmittel ein Fluidleitungsabschnitt verwendet wird, dessen eines Ende unmittelbar oder über eine Zwischenschicht, insbesondere eine Klebemittel­ schicht, mit dem Körper verbunden wird.
18. The method according to any one of claims 12 to 15, characterized in
  • - That a fluid line section is used as a sealing agent, one end of which is connected to the body directly or via an intermediate layer, in particular an adhesive layer.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US3267859A (en) * 1964-02-18 1966-08-23 Sakari T Jutila Liquid dielectric pump
DE3925749C1 (en) * 1989-08-03 1990-10-31 Fraunhofer-Gesellschaft Zur Foerderung Der Angewandten Forschung Ev, 8000 Muenchen, De

Patent Citations (2)

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