EP0771415A1 - Schutzmembran für einen siliziumdrucksensor - Google Patents

Schutzmembran für einen siliziumdrucksensor

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EP0771415A1
EP0771415A1 EP95924852A EP95924852A EP0771415A1 EP 0771415 A1 EP0771415 A1 EP 0771415A1 EP 95924852 A EP95924852 A EP 95924852A EP 95924852 A EP95924852 A EP 95924852A EP 0771415 A1 EP0771415 A1 EP 0771415A1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
protective membrane
cover
membrane
silicon chip
pressure sensor
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP95924852A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Peter Bauer
Manfred Frimberger
Lorenz Pfau
Josef Dirmeyer
Günter EHRLER
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Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP0771415A1 publication Critical patent/EP0771415A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L19/00—Details of, or accessories for, apparatus for measuring steady or quasi-steady pressure of a fluent medium insofar as such details or accessories are not special to particular types of pressure gauges
    • G01L19/06—Means for preventing overload or deleterious influence of the measured medium on the measuring device or vice versa
    • G01L19/0627—Protection against aggressive medium in general
    • G01L19/0645—Protection against aggressive medium in general using isolation membranes, specially adapted for protection
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L19/00—Details of, or accessories for, apparatus for measuring steady or quasi-steady pressure of a fluent medium insofar as such details or accessories are not special to particular types of pressure gauges
    • G01L19/0061—Electrical connection means
    • G01L19/0084—Electrical connection means to the outside of the housing
    • G—PHYSICS
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    • G01L19/00—Details of, or accessories for, apparatus for measuring steady or quasi-steady pressure of a fluent medium insofar as such details or accessories are not special to particular types of pressure gauges
    • G01L19/14—Housings
    • G01L19/142—Multiple part housings
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
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    • G01L19/14—Housings
    • G01L19/147—Details about the mounting of the sensor to support or covering means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L9/00—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means

Definitions

  • the invention relates to a protective membrane for a silicon pressure sensor according to the preamble of patent claim 1.
  • connection wires of silicon pressure sensors such as Bond wires and connection areas such as Bond pads must be protected from environmental influences in order to ensure the functionality of silicon pressure sensors over a long period of time.
  • the document EP 0 059 488 A1 shows a stainless steel membrane arranged at a distance above a capacitive silicon pressure sensor.
  • the cavity between the silicon pressure sensor and the protective membrane is filled with silicone oil.
  • the mass of the silicon chip acting as a pressure sensor membrane is increased by the gel applied to the silicon chip, the oil as the transmission medium between the silicon chip and the protective membrane, or the protective membrane lying directly on the silicon chip.
  • the pressure sensor membrane is sluggish. As a result, the pressure sensor no longer only records pressure but also accelerations. If the pressure sensor is used in a vehicle, for example, it is subjected to accelerations, which are then incorporated into its output signal.
  • the object of the present invention is to create an inexpensive pressure sensor which is protected against environmental influences and which, in particular, has a low sensitivity to acceleration and a high sensitivity to pressure.
  • a protective membrane which is connected to a cover enclosing the silicon chip, is made of a weakly air-permeable and water-impermeable material and is arranged at a distance above the pressure-absorbing silicon chip, one through the membrane, the cover and the silicon chip formed closed cavity is filled with air.
  • the protective membrane protects the pressure sensor, its connection surfaces and its connection wires against environmental influences and prevents corrosion on these components.
  • the mass of the pressure sensor membrane is increased only slightly by the protective membrane according to the invention and its arrangement above the air-filled cavity, so that the pressure sensor is very responsive and almost only absorbs pressure fluctuations but not changes in acceleration.
  • the protective membrane has poor air permeability.
  • a pressure increase in the cavity caused by a temperature increase causes pressure equalization with the environment via the protective membrane.
  • the pressure equalization takes place in a large time interval - for example in the minute range - compared to the duration of significant pressure signals recorded. The recorded pressure signals are thus not weakened or falsified.
  • FIG. 1 shows a longitudinal section through a pressure sensor with a cover formed in one piece with the protective membrane
  • FIG. 2 shows a perspective illustration of a cover which is formed in one piece with the protective membrane
  • FIG. 3 shows a view of the cover according to FIG. 2 from below
  • FIG. 4 shows a longitudinal section through a cover formed in two pieces with the protective membrane
  • FIG. 5 shows a longitudinal section through a pressure sensor with cover and protective membrane built into a housing.
  • FIG. 1 shows a pressure sensor designed as a silicon chip 2 and arranged on a base plate 1.
  • the pressure sensor can work according to the piezoresistive, the piezoelectric, the capacitive or another principle.
  • the silicon chip 2 is connected to an evaluating control circuit via connecting wires 3 which are led out downward through the base plate 1.
  • the connecting wires 3 are guided in a known manner through glass tubes, not shown here, through the base plate, so that the leadthroughs are tight against the environment.
  • the connection wires 3 are connected above the silicon chip 2 via bond wires 4, schematically indicated, to bond pads 5 on the surface of the silicon chip 2.
  • the bond wires 4, the bond pads 5 and in particular the connection points between bond wires 4 and bond pads 5 are at risk of corrosion. Furthermore, the entire surface of the silicon chip 2 is at risk of corrosion, in particular if the sensor is used in a chemically aggressive environment such as, for example, an atmosphere with salt spray. The surface of the silicon chip 2 with the connection structures 4 and 5 is therefore shielded from the environment.
  • a cover 7 is placed on the silicon chip 2 according to FIG. 1 and encloses the silicon chip 2.
  • a protective membrane 8 made of a weakly air-permeable and water-impermeable material, preferably plastic, is connected to the cover 7.
  • the cover 7 is also preferably made of plastic.
  • the cover 7, the protective membrane 8 and the silicon chip 2 describe a cavity 6 which is filled with air and as a pressure-transmitting medium between the protective membrane 8 and
  • Silicon chip 2 is used.
  • a pressure equalization with the environment takes place via the weakly air-permeable protective membrane 8.
  • a pressure equalization between the cavity and the environment via the membrane can also be necessary if the pressure sensor is operated at different ambient pressures.
  • different ambient air pressures act on the vehicle depending on the height above sea level in which the vehicle is operated. Filling the cavity with a pressure-transmitting medium that has an almost temperature-independent expansion coefficient, such as oil is therefore superfluous.
  • a protective membrane made of elastic plastic, preferably silicone rubber, has these properties with a simultaneous water resistance to a particular degree.
  • a suitable silicone rubber is sold, for example, by Bayer (Leverkusen, DE) under the name "LSR".
  • the protective membrane 8 can, for example, also be made from a natural rubber or another elastomer which has the aforementioned properties.
  • Cover 7 and protective membrane 8 can, according to FIG. 1, be made in one piece from the same material - plastic, elastic plastic, elastomer, silicone rubber - for example by injection molding, or have two material components according to FIG.
  • cover 7 is made of a different material than the protective membrane 8, the cover 7 and the protective membrane 8 are sealingly connected to one another. Sealing lips 9 are preferably formed on the ends of the cover 7 and seal the cover 7 according to FIG. 5 against a housing enclosing an electronics module with the pressure sensor.
  • the protective membrane 8 preferably has a bead 10 in its outer peripheral part. If the pressure sensor is exposed to changing temperatures or changing ambient pressures, the protective membrane 8 can expand or contract within certain limits by means of the bead 10. Stresses in the protective membrane 8, which influence the sensitivity of the pressure sensor, are thus avoided. Furthermore, voltages in the protective membrane 8 that occur during their manufacture are compensated for.
  • the mobility 10 of the protective membrane 8 is also influenced by the bead 10. If, for example, the protective membrane 8 is thick, it nevertheless remains easily movable due to a thin bead area. If the protective membrane 8 has a bead, the protective membrane 8 has an almost constant restoring force over its entire deflection range.
  • the inertia and the damping behavior of the protective membrane 8 and thus also the sensitivity of the pressure sensor can be influenced by the thickness of the protective membrane 8, its material properties and the configuration of the bead 10.
  • the protective membrane 8 is preferably very soft in order to transmit a pressure wave to be recorded to the pressure sensor with as little loss as possible. If the cover 7 is also made of a very soft material, its handling causes difficulties during assembly. According to Figure 4, the cover 7 is therefore made of an easy-to-handle harder material, while the protective membrane 8 is made of a softer material.
  • FIG. 2 shows a perspective view of the cover 7 with the protective membrane 8 in one piece.
  • the inner circumference of the cover 7, with which the cover 7 is pushed onto the pressure sensor can be of a uniformly round shape or, according to FIG. 3, wavy.
  • FIG. 3 shows the cover 7 formed in one piece with the protective membrane 8 from below.
  • the waves 11 in the inner circumference 12 of the cover 7, when the cover 7 is attached to the pressure sensor cause small, semi-cylindrical cavities through which a superfluous air from the cavity 6 between the protective membrane 8 and the pressure sensor arises when the cover 7 is attached to the pressure sensor is discharged downwards.
  • the cavity 6 is also closed off next to the protective membrane 8, the cover 7 and the silicon chip 2 by a printed circuit board 13 carrying the silicon chip 2.
  • FIG. 5 shows a pressure sensor enclosed by a cover 7 with a protective membrane 8, which is mounted with its connecting wires 3 onto a printed circuit board 13.
  • a housing which has an upper wall 14 and a lower wall 15 encloses this arrangement.
  • In the upper wall 14 there is an opening 16 which connects the pressure sensor to the surroundings via a channel 17, so that the pressure fluctuations to be measured are channel 17 and the protective membrane 8 to the pressure sensor.
  • the channel 17 runs approximately parallel to the wall 14 of the housing. This prevents manual contact of the protective membrane 8 from the outside.
  • the cover 7 is fitted between the upper wall 14 and the printed circuit board 13 in such a way that it covers the silicon chip 2 in a sealing manner and at the same time encloses the opening 16 with its sealing lips 9 so that the opening 16 is completely sealed off from the rest of the housing interior.
  • the pressure sensor with the protective membrane according to the invention is preferably used for side impact detection in side parts of vehicles.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schutzmembrane für Siliziumdrucksensoren, mit der der Siliziumchip und seine elektrischen Anschlußstrukturen gegen schädliche Umwelteinflüsse abgeschirmt werden können, wobei die Membran in ihrem äußeren Umfang eine Sicke aufweist, mit der Temperatur- und Druckspannungen ausgeglichen werden können und mit der die Trägheit der Membran beeinflußbar ist.

Description

Beschreibung
Schutzmembran für einen Siliziumdrucksensor
Die Erfindung betrifft eine Schutzmembran für einen Silizium¬ drucksensor gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Insbesondere Anschlußdrähte von Siliziumdrucksensoren wie z.B. Bonddrähte sowie Anschlußflächen wie z.B. Bondpads müssen vor Umwelteinflüssen geschützt werden, um die Funk¬ tionstüchtigkeit von Siliziumdrucksensoren über einen langen Zeitraum zu gewährleisten.
Die Druckschrift EP 0 059 488 AI zeigt eine in einem Abstand über einem kapazitiven Siliziumdrucksensor angeordnete Edel¬ stahlmembran. Der Hohlraum zwischen Siliziumdrucksensor und der Schutzmembran ist mit Silikonöl gefüllt.
Die Druckschrift US 4,843,454 offenbart eine Schutzmembran aus Aluminium oder Gummi, die auf einem piezoresistiven Siliziumdruckwandler aufliegt.
Die Druckschrift US 3 088 323 offenbart einen Siliziumdruck¬ sensor, der mit einer Silikongelschicht bedeckt ist.
Durch das auf den Siliziumchip aufgetragene Gel, das öl als Übertragungsmedium zwischen Siliziumchip und Schutzmembran, oder die direkt auf dem Siliziumchip aufliegende Schutzmem¬ bran wird die Masse des als Drucksensormembran wirkenden Siliziumchips erhöht. Die Drucksensormembran wird damit träger. Infolgedessen nimmt der Drucksensor nicht mehr nur Druck sondern auch Beschleunigungen auf. Wird der Drucksensor beispielsweise in einem Fahrzeug eingesetzt, ist er Beschleu¬ nigungen ausgesetzt, die dann in sein Ausgangssignal einge- hen. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen vor Umwelt¬ einflüssen geschützten, kostengünstigen Drucksensor zu schaf¬ fen, der insbesondere eine geringe Beschleunigungsempfind¬ lichkeit und dabei eine hohe Druckempfindlichkeit aufweist.
Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Patentan¬ spruchs 1.
Eine Schutzmembran, die mit einer den Siliziumchip umschlie- ßenden Abdeckung verbunden ist, ist aus einem schwach luft¬ durchlässigen und wasserundurchlässigen Material hergestellt und in einem Abstand oberhalb des den Druck aufnehmenden Siliziumchips- angeordnet, wobei ein durch die Membran, die Abdeckung und den Siliziumchip gebildeter geschlossener Hohlraum mit Luft gefüllt ist.
Die Schutzmembran schützt den Drucksensor, seine Anschlu߬ flächen und seine Anschlußdrähte vor Umwelteinflüssen und verhindert Korrosion an diesen Bauteilen. Die Masse der Drucksensormembran wird durch die erfindungsgemäße Schutzmem¬ bran und ihre Anordnung über dem mit Luft gefüllten Hohlraum nur geringfügig erhöht, sodaß der Drucksensor sehr reaktions¬ schnell ist und nahezu nur Druckschwankungen, nicht aber Beschleunigungsänderungen aufnimmt.
Die Schutzmembran weist eine schwache Luftdurchlässigkeit auf. Damit erfolgt bei einer z.B. durch eine Temperaturerhö¬ hung verursachten Druckerhöhung im Hohlraum ein Druckaus¬ gleich mit der Umgebung über die Schutzmembran. Der Druckaus- gleich erfolgt in einem großen Zeitintervall - etwa im Minu¬ tenbereich - verglichen mit der Dauer von aufgenommenen, signifikanten Drucksignalen. Damit werden die aufgenommenen Drucksignale nicht abgeschwächt oder verfälscht.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeich¬ nung erläutert. Es zeigen
Figur 1 einen Längsschnitt durch einen Drucksensor mit einer mit der Schutzmembran einstückig ausgebildeten Ab¬ deckung,
Figur 2 eine perspektivische Darstellung einer einstückig mit der Schutzmembran ausgebildeten Abdeckung von oben,
Figur 3 eine Ansicht der Abdeckung gemäß Figur 2 von unten, Figur 4 einen Längsschnitt durch eine zweistückig mit der Schutzmembran ausgebildeten Abdeckung, und
Figur 5 einen Längsschnitt durch einen in ein Gehäuse einge¬ bauten Drucksensor mit Abdeckung und Schutzmembran.
Figur 1 zeigt einen als Siliziumchip 2 ausgebildeten und auf einer Grundplatte 1 angeordneten Drucksensor. Der Drucksensor kann nach dem piezoresistiven, dem piezoelektrischen, dem kapazitiven oder einem anderen Prinzip arbeiten. Der Sili¬ ziumchip 2 ist über Anschlußdrähte 3, die nach unten durch die Grundplatte 1 herausgeführt sind, mit einer auswertenden Steuerschaltung verbunden. Die Anschlußdrähte 3 sind in bekannter Weise über hier nicht dargestellte Glasröhrchen durch die Grundplatte geführt, sodaß die Durchführungen dicht gegen die Umgebung sind. Die Anschlußdrähte 3 sind oberhalb des Siliziumchips 2 über schematisch angedeutete Bonddrähte 4 mit Bondpads 5 auf der Oberfläche des Siliziumchips 2 verbun¬ den.
Die Bonddrähte 4, die Bondpads 5 und insbesondere die Verbin- dungsstellen zwischen Bonddrähten 4 und Bondpads 5 sind korrosionsgefährdet. Ferner ist die gesamte Oberfläche des Siliziumchip 2 korrosionsgefährdet, insbesondere wenn der Sensor in einer chemisch aggressiven Umgebung wie beispiels¬ weise einer Atmosphäre mit Salznebeln eingesetzt wird. Die Oberfläche des Siliziumchip 2 mit den Anschlußstrukturen 4 und 5 wird deshalb gegen die Umgebung abgeschirmt. Eine Abdeckung 7 wird gemäß Figur 1 auf den Siliziumchip 2 aufgesetzt und umschließt den Siliziumchip 2. Eine Schutzmem¬ bran 8 aus einem schwach luftdurchlässigen und wasserundurch¬ lässigen Material, vorzugsweise Kunststoff, ist mit der Abdeckung 7 verbunden. Die Abdeckung 7 ist ebenfalls vorzugs¬ weise aus Kunsstoff hergestellt.
Die Abdeckung 7, die Schutzmembran 8 und der Siliziumchip 2 beschreiben einen Hohlraum 6, der mit Luft gefüllt ist und als druckübertragendes Medium zwischen Schutzmembran 8 und
Siliziumchip 2 dient. Bei einer durch eine Temperaturerhöhung verursachten Druckerhöhung im Hohlraum 6 erfolgt ein Druck¬ ausgleich mit der Umgebung über die schwach luftdurchlässige Schutzmembran 8. Ein Druckausgleich zwischen Hohlraum und Umgebung über die Membran kann auch dann notwendig werden, wenn der Drucksensor bei unterschiedlichen Umgebungsdrücken betrieben wird. Bei einem beispielsweise in einem Fahrzeug angeordneten Drucksensor wirken je nach der Höhe über über dem Meeresspiegel, in der das Fahrzeug betrieben wird, unter- schiedliche Umgebungsluftdrücke auf das Fahrzeug. Eine Fül¬ lung des Hohlraums mit einem druckübertragenden Medium, das einen nahezu temperaturunabhängigen Ausdehnungskoeffizienten aufweist wie z.B. öl, ist damit überflüssig.
Der Druckausgleich über die Membran erfolgt in einem großen Zeitintervall - etwa im Minutenbereich - verglichen mit der Dauer von aufgenommenen, signifikanten Drucksignalen. Damit werden die aufgenommenen Drucksignale nicht abgeschwächt oder verfälscht. Eine Schutzmembran aus elastischem Kunsstoff, vorzugsweise Silikongummi, weist diese Eigenschaften bei gleichzeitiger Wasserresistenz in besonderem Maße auf. Ein geeignetes Silikongummi wird beispielsweise von der Firma Bayer (Leverkusen, DE) unter der Bezeichnung "LSR" vertrie¬ ben. Die Schutzmembran 8 kann aber beispielsweise auch aus einem Naturkautschuk oder einem sonstigen Elastomer herge¬ stellt sein, der vorgenannte Eigenschaften aufweist. Abdeckung 7 und Schutzmembran 8 können gemäß Figur 1 ein¬ stückig aus demselben Material - Kunsstoff, elastischer Kunststoff, Elastomer, Silikongummi - beispielsweise im Spritzgußverfahren hergestellt werden, oder gemäß Figur 4 zwei Materialkomponenten aufweisen. Ist die Abdeckung 7 aus einem anderen Material als die Schutzmembran 8 hergestellt, so werden Abdeckung 7 und Schutzmembran 8 abdichtend miteinander verbunden. An den Abschlüssen der Abdeckung 7 sind vorzugsweise Dichtlippen 9 ausgeformt, die die Abdeckung 7 gemäß Figur 5 gegen ein eine Elektronikbaugruppe mit dem Drucksensor umschließendes Gehäuse abdichten.
Die Schutzmembran 8 weist in ihrem äußeren Umfangsteil vor¬ zugsweise eine Sicke 10 auf. Ist der Drucksensor wechselnden Temperaturen oder wechselnden Umgebungsdrücken ausgesetzt, kann sich die Schutzmembran 8 mittels der Sicke 10 in gewis¬ sen Grenzen ausdehnen oder zusammenziehen. Damit werden Spannungen in der Schutzmembran 8 vermieden, die die Empfind¬ lichkeit des Drucksensors beeinflussen. Ferner werden Span- nungen in der Schutzmembran 8, die bei ihrer Herstellung auf¬ treten, ausgeglichen.
Durch die Sicke 10 wird auch die Beweglichkeit der Schutzmem¬ bran 8 beeinflußt. Ist die Schutzmembran 8 beispielsweise dick ausgebildet, so bleibt sie infolge eines dünnen Sicken- bereichs dennoch gut beweglich. Weist die Schutzmembran 8 eine Sicke auf, wirkt auf die Schutzmembran 8 eine nahezu konstante Rückstellkraft über ihren ganzen Auslenkungsbe¬ reich.
Die Trägheit und das Dämpfungsverhalten der Schutzmembran 8 und damit auch die Empfindlichkeit des Drucksensors sind durch die Dicke der Schutzmembran 8, ihre Materialeigenschaf¬ ten sowie die Ausbildung der Sicke 10 beeinflußbar. Je härter und dicker die Schutzmembran 8 ist, desto stärker gedämpft ist sie. Mit zunehmender Dicke wird die Schutzmembran 8 träger. Ist die Schutzmembran 8 zu dick ausgebildet, reagiert sie nicht nur auf Druckänderungen, sondern auch auf Beschleu¬ nigungsänderungen.
Vorzugsweise ist die Schutzmembran 8 sehr weich ausgebildet, um eine aufzunehmende Druckwelle möglichst verlustfrei an den Drucksensor weiterzuleiten. Wird auch die Abdeckung 7 aus einem sehr weichen Material hergestellt, bereitet ihre Hand¬ habung bei der Montage Schwierigkeiten. Gemäß Figur 4 wird deshalb die Abdeckung 7 aus einem gut handhabbaren härteren Material gefertigt, während die Schutzmembran 8 aus einen weicheren Material hergestellt ist.
Figur 2 zeigt eine perspektivische Ansicht der Abdeckung 7 mit der Schutzmembran 8 in einer einstückigen Ausbildung. Der innere Umfang der Abdeckung 7, mit dem die Abdeckung 7 auf den Drucksensor aufgeschoben wird, kann dabei gleichmäßig rund oder gemäß Figur 3 wellenförmig ausgebildet sein. Figur 3 zeigt dabei die einstückig mit der Schutzmembran 8 ausge¬ bildete Abdeckung 7 von unten. Die Wellen 11 im inneren Umfang 12 der Abdeckung 7 verursachen bei auf den Drucksensor aufgesteckter Abdeckung 7 kleine, halbzylindrische Hohlräume, durch die eine beim Aufstecken der Abdeckung 7 auf den Druck¬ sensor entstehende überflüssige Luft aus dem Hohlraum 6 zwischen der Schutzmembran 8 und dem Drucksensor nach unten abgeführt wird. Der Hohlraum 6 wird bei vollständig auf den Drucksensor aufgesteckter Abdeckung 7 neben der Schutzmembran 8, der Abdeckung 7 und dem Siliziumchip 2 ferner durch eine den Siliziumchip 2 tragende Leiterplatte 13 abgeschlossen.
Figur 5 zeigt einen von einer Abdeckung 7 mit einer Schutz¬ membran 8 umschlossenen Drucksensor, der mit seinen Anschlu߬ drähten 3 auf eine Leiterplatte 13 montiert ist. Ein Gehäuse, das eine obere Wandung 14 und eine untere Wandung 15 auf¬ weist, umschließt diese Anordnung. In der oberen Wandung 14 befindet sich ein Durchbruch 16, der über einen Kanal 17 den Drucksensor mit der Umgebung verbindet, sodaß die zu messen¬ den Druckschwankungen über den Kanal 17 und die Schutzmembran 8 zum Drucksensor geführt werden. Der Kanal 17 verläuft in etwa parallel zur Wandung 14 des Gehäuses. Dadurch wird eine manuelle Berührung der Schutzmembran 8 von außen verhindert. Die Abdeckung 7 ist derart zwichwn oberer Wandung 14 unnd Leiterplatte 13 eingepaßt, daß sie einerseits den Silizium¬ chip 2 abdichtend abdeckt und gleichzeitig den Durchbruch 16 mit ihren Dichtlippen 9 so umschließt, daß der Durchbruch 16 gegenüber dem übrigen Gehäuseinneren vollständig abgedichtet wird.
Der Drucksensor mit der erfindungsgemäßen Schutzmembran wird vorzugsweise zur Seitenaufprallerkennung in Seitenteilen von Fahrzeugen eingesetzt.
Die beschriebenen Eigenschaften von Silikonkautschuk wurden in Versuchsreihen nachgewiesen.

Claims

Patentansprüche
1. Schutzmembran für Siliziumdrucksensoren, die in einem Abstand oberhalb eines den Druck aufnehmenden Siliziumchips (2) angeordnet und mit einer den Siliziumchip (2) umschließenden Abdeckung (7) verbunden ist, »dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Membran (8) aus einem schwach luftdurchläs¬ sigen und wasserundurchlässigen Material hergestellt ist, und daß durch die Membran (8), die Abdeckung (7) und den Siliziumchip (2) ein geschlossener Hohlraum (6) gebildet wird, der mit Luft gefüllt ist.
2. Schutzmembran nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (8) aus Kunststoff hergestellt ist.
3. Schutzmembran nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (8) aus einem Elastomer hergestellt ist.
4. Schutzmembran nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (8) aus Silikongummi hergestellt ist.
5. Schutzmembran nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzmembran (8) und die Abdeckung (7) aus demselben Material hergestellt und einstückig ausgebildet sind.
6. Schutzmembran nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung
(7) aus einem härteren Material als die Membran (8) hergestellt ist.
1 . Schutzmembran nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (8) in ihrem äußeren Umfangsbereich eine Sicke (10) aufweist.
8. Schutzmembran nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (8) im Bereich der Sicke (10) dünner ausgebildet ist als in ihren anderen Bereichen.
9. Schutzmembran nach Anspruch 1, daurch gekennzeichnet, daß der innere Umfang (12) der Abdeckung (7) eine wellenförmige Struktur (11) aufweist und der Hohlraum (6) durch die Membran (8), die Abdeckung (7), den Siliziumchip (2) und eine den Siliziumchip (2) tragende Leiterplatte (13) beschrieben ist.
10. Elektronikbaustein mit einem Drucksensor nach Anspruch 1, der auf eine Leiterplatte (13) montiert ist, die in einem von zwei Wandungen (14, 15) umschlossenen Gehäuse angeordnet ist d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Abdeckung (7) zwischen einer Wandung (14) und der Leiterplatte (13) dichtend eingespannt ist, und daß an den Abschlüssen der Abdeckung (7) angeordnete Dichtlippen (9) einen Durchbruch (16) in der Wandung (14) umschließen, wobei von dem Durchbruch (16) ein Kanal (17) nach außen führt, der in etwa parallel zur Wandung (14) verläuft.
EP95924852A 1994-07-21 1995-07-11 Schutzmembran für einen siliziumdrucksensor Withdrawn EP0771415A1 (de)

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DE4425921 1994-07-21
DE4425921 1994-07-21
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EP95924852A Withdrawn EP0771415A1 (de) 1994-07-21 1995-07-11 Schutzmembran für einen siliziumdrucksensor

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JP (1) JPH10503021A (de)
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WO (1) WO1996003629A1 (de)

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