EP2217887A1 - Sensormodul und verfahren zur herstellung des sensormoduls - Google Patents

Sensormodul und verfahren zur herstellung des sensormoduls

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Publication number
EP2217887A1
EP2217887A1 EP08853353A EP08853353A EP2217887A1 EP 2217887 A1 EP2217887 A1 EP 2217887A1 EP 08853353 A EP08853353 A EP 08853353A EP 08853353 A EP08853353 A EP 08853353A EP 2217887 A1 EP2217887 A1 EP 2217887A1
Authority
EP
European Patent Office
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sensor
sensor chip
sensor module
chip
plastic
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP08853353A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Willibald Reitmeier
Andreas Wildgen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Continental Automotive GmbH
Original Assignee
Continental Automotive GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Continental Automotive GmbH filed Critical Continental Automotive GmbH
Publication of EP2217887A1 publication Critical patent/EP2217887A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D11/00—Component parts of measuring arrangements not specially adapted for a specific variable
    • G01D11/24—Housings ; Casings for instruments
    • G01D11/245—Housings for sensors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48245—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • H01L2224/48247—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic connecting the wire to a bond pad of the item
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/484—Connecting portions
    • H01L2224/4847—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a wedge bond
    • H01L2224/48472—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a wedge bond the other connecting portion not on the bonding area also being a wedge bond, i.e. wedge-to-wedge
    • H—ELECTRICITY
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    • H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/181—Encapsulation
    • H—ELECTRICITY
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    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/181—Encapsulation
    • H01L2924/1815—Shape

Definitions

  • the invention relates to a sensor module with a sensor chip, which is covered by a plastic cover.
  • the invention further relates to a method for producing the sensor module.
  • Such a sensor module is known from US 2007/0139044 Al.
  • the known sensor module comprises a conductor grid on which a sensor chip is applied.
  • the sensor chip is covered with an inner plastic sheath made of thermosetting plastic.
  • an outer plastic sheath made of a thermoplastic material is provided which forms a plug in the region of contact ends of the conductor grid.
  • the known sensor module is set up in particular for detecting the rotational speed of a turbocharger.
  • US 2004/0118227 A1 discloses a further sensor module in which a sensor chip is applied to one end of a conductor grid and provided with a plastic envelope by means of thermoplastic material. The other end of the conductor grid is connected to contact pins. The joint and the pins themselves are embedded in another plastic shell. In the area facing away from the conductor grid ends of the contact pins, the further plastic shell is designed as a plug socket.
  • a temperature-sensitive sensor, a sensor sensitive to magnetic fields, an acceleration sensor or an angular-velocity sensor are provided as the sensor chip.
  • a disadvantage of the known sensor modules is that the sensor chip is shielded from the environment. This may result in extended response times or the need for calibration to influence the plastic shell determine and take into account accordingly. In addition, changes in the nature of the plastic sheath can lead to long-term signal changes that can cause erroneous measurements.
  • the invention has the object to provide a sensor module with improved measuring properties.
  • the invention is also based on the object of specifying a method for producing the sensor module.
  • the sensor cover exposes a sensor surface and, at least in sections, a lateral edge region of the sensor chip.
  • the sensor surface of the sensor chip is exposed directly to the surrounding medium. Temperature changes can be detected in the case of a temperature sensor without extended response times. Pressure changes or concentration of the surrounding medium are further not distorted by the plastic cover. Nevertheless, an electrical contact of the sensor chip can be protected from direct mechanical action by the plastic cover.
  • the sensor module therefore offers the advantages of an exposed sensor surface together with the advantages of a plastic cover reinforcing the sensor module.
  • the sensor module is provided with a conductor carrier on which the sensor chip is mounted.
  • the plastic cover extends over the contact region, in which the sensor chip is connected to the conductor tracks of the conductor carrier. This makes the most sensitive contact area protected against external influences.
  • the sensor chip is seated only with a lateral edge region on the conductor carrier.
  • the conductor carrier in the region of the sensor chip can be completely enveloped by the plastic cover, so that the conductor carrier is protected from corrosion by the plastic cover and there are no interfaces to the outside at which it can form a gap.
  • the conductor carrier projects out of the plastic envelope in the region of the sensor chip. This allows the sensor chip to be supported on the entire underside.
  • the plastic cover is inserted into a sensor socket in the sliding seat and seals joints between the plastic cover and the sensor socket by means of a filling compound.
  • the plastic cover can seal a bushing formed in the sensor fitting and to hold the sensor chip in the bushing. In this way, it is possible to dispense with the use of an additional filling compound which connects the plastic cover to the sensor socket.
  • the conductor carrier is preferably a conductor grid which can be punched out of a metal sheet in a simple manner.
  • a conductive grid is to be understood as meaning a self-supporting unit of conductor tracks, wherein the conductor tracks do not necessarily have to be connected to one another after completion of the production.
  • the conductor grid may, for example, be a so-called lead frame.
  • the sensor chip is preferably elongated.
  • the sensor surface is arranged in an end region of the sensor chip, so that only the part of the sensor chip provided with the sensor surface protrudes from the plastic cover. In this case, the remaining areas of the sensor chip are protected by the plastic cover.
  • the outside of the sensor chip may be surface-passivated. This can be done in particular by a passivation layer with a layer cover of a few micrometers to a few hundred micrometers, preferably below one millimeter.
  • a passivation layer in particular materials based on oxides, nitrides, carbides or polymers such as silicones, parylenes and polyimides, or even noble metals are suitable.
  • the production of the sensor module is preferably carried out by means of a transfer molding process in which the sensor chip is introduced into a molding tool and the molding tool is filled with a plastic compound.
  • a transfer molding process in which the sensor chip is introduced into a molding tool and the molding tool is filled with a plastic compound.
  • an inside of the mold is coated with a release film, which facilitates the detachment of the cured plastic material from the mold.
  • the content of release agent in the plastic composition can be reduced, which leads to a plastic composition having increased adhesive strength.
  • FIG. 1 shows a longitudinal section through a sensor module with a sensor chip held in an edge area by a plastic sleeve;
  • Figure 2 is a plan view of the sensor module of Figure 1;
  • FIG. 3 shows a longitudinal section through a further sensor module, with a sensor chip held in an edge area by a plastic sleeve;
  • Figure 4 is a plan view of the sensor module of Figure 3;
  • Figure 5 is a plan view of a sensor chip
  • FIG. 6 shows a longitudinal section through a sensor module with the sensor chip from FIG. 5;
  • FIG. 7 a longitudinal section through the sensor module of FIG. 1 inserted into an external sensor socket
  • Figure 8 is a perspective view of a sensor module in which the sensor chip is held by a seal of a passage of a sensor socket;
  • FIG. 9 shows a perspective view of a further cut-open sensor module, in which the sensor chip is held by the seal of a leadthrough of a sensor socket, and
  • FIG. 10 shows a known from Figure 1 construction of a sensor module 1 with a receiving element for receiving a passivation substance.
  • FIG. 1 shows a longitudinal section through a sensor module 1, which has a sensor chip 3 with a sensor surface 3.
  • the sensor chip 2 is, for example, a pressure sensor whose pressure-sensitive membrane is used as a sensor. sorflache 3 serves.
  • the sensor chip 2 is applied to a conductor grid 4 and connected to the conductor grid 4 with the aid of bonding wires 5.
  • capacitors 6 and 7 are also located on the conductor grid 4.
  • the bonding wires 5 are enveloped by an inner plastic envelope 9.
  • an edge region 10 of the sensor chip 2 and the inner plastic sleeve 9 and the capacitors 6 and 7 are enveloped by an outer plastic sheath 11, which extends as far as a contact end 12 of the conductor grid 4.
  • the sensor chip 2 thus projects out of the plastic sleeve 11 at one end of the plastic sleeve 11.
  • knobs 13 are formed on the outer plastic shell 11 knobs 13 are formed.
  • the outer plastic sleeve 11 Towards the contact ends 12 of the conductor grid 4, the outer plastic sleeve 11 also has a taper 14.
  • FIG. 2 shows a plan view of the sensor module 1 from FIG. 1.
  • the conductor grid 4 has three conductor tracks 15, 16 and 17, of which the middle conductor track 16 is provided for occupancy with ground.
  • the conductor track 16 also has a contact surface 18 in the region of the sensor chip 1, to which the sensor chip 2 can be applied.
  • the outer plastic sheath 11 extends over a rear edge surface 20 and partially over lateral edge surfaces 21 and 22.
  • a front edge surface 23, however, remains unaffected by the plastic sheath 11.
  • the plastic sheath 11 therefore extends only over a part of the lateral edge region of the sensor chip 2 and leaves open a different part of the lateral edge region of the sensor chip 2.
  • FIG. 3 shows a longitudinal section through a further sensor module 24 which has a conductor grid 25 which protrudes from the plastic envelope 11 in the region of the sensor chip 2.
  • Area of the sensor chip 2 has a holding portion 26 which is connected to the middle conductor track 16, the is intended for occupancy with mass.
  • the holding section 26 also has a central recess 27, so that the sensor chip 2 rests with its circumference on the conductor grid 25. Through the recess 27, a suction nozzle of a suction device can be brought to the sensor chip 2 and the sensor chip 2 are fixed by means of the suction on the conductor grid 25 before the bonding wires 5 are applied to establish a connection between the sensor chip 2 and the conductor grid 25.
  • FIG. 5 shows a further elongated sensor chip 28 in which the sensor surface 3 is located at a sensor end 29 of the sensor chip 28.
  • sensor circuit regions 30 to 33 adjoin the sensor end 29 and extend to a contact region 34 at a contact end 35 of the sensor chip 2.
  • the sensor chip 28 can be used, for example, as shown in FIG. 6 for a sensor module 36, in which only the contact region 34 and an adjacent circuit region 33 are covered by the plastic sleeve 11. In comparison to the sensor modules 1 and 24 shown in FIGS.
  • Sensor module 36 the sensor surface 3 better protected against induced by the plastic sheath 11 voltages, since the sensor surface 3 is mechanically decoupled from the plastic sleeve 11 by the large distance to the plastic sleeve 11. If the circuit areas 31 and 32 are covered with the plastic sheath 11, there are longer creepage distances for the medium to be detected, since the medium to be detected along the interface between the sensor chip 28 and the plastic sheath must travel a long distance, until it to the bonding wires 5 arrives.
  • a further advantage of the sensor module 36 shown in FIG. 6 is that a coating which protects the sensor surface 3 from external influences can be applied to the sensor surface 3 without the contacts in the contact region 34 having to be protected by special measures. In this respect, the production of the sensor chip 28 with respect to the sensor chip 2 is simplified.
  • the sensor modules 1, 24 and 36 can also be incorporated into an outer sensor socket 37, which in longitudinal section in
  • the sensor mount 37 has in particular a receptacle 38 into which, for example, the sensor module 1 shown in FIG. 6 can be introduced in the sliding seat.
  • the taper 14 of the plastic sheath 11 engages in a passage 39, which connects a plug space 40 formed in the sensor fitting 37 to a sensor space 41.
  • a thread 42 may be formed, with which the sensor holder 37 can be screwed into a holder.
  • a sealing ring 44 runs around a front-side opening 43 of the sensor space 41, with which the sensor fitting 37 can be applied tightly against the wall of a container or a conduit.
  • the sensor opening 43 may also be formed in the radial direction.
  • the sensor modules 1, 24 and 36 are produced by the sensor chips 2 or 28 are applied to the punched-out conductor grid 4 and 25.
  • the sensor chips 2 or 28 may be attached to the conductive gratings 4 and 25 by, for example, an adhesive.
  • an electrical connection between the sensor chips 2 or 28 and the conductor gratings 4 or 25 is produced by means of the bonding wires 5.
  • the conductor grid 4 or 25 is introduced into a mold and the inner plastic envelope 9, which covers the bonding area 8, formed. In a further method step can then in another mold the plastic sleeve 11 are produced.
  • the plastic sheaths 9 and 11 are preferably formed in a transfer molding process in which the molding material is brought into a flowable state in an advance cylinder and then pressed into the molding tool.
  • the shrinkage of the molding compound in the mold is preferably carried out at a pressure below 10 bar. In a Nachpressvorgang can then be pressed out of the mold in a pressure range between 50 and 100 bar residual air.
  • the sensor module 1, 24 or 36 can then be introduced into a sensor socket of the type of sensor socket 37 and fixed there.
  • the gap between the plastic sleeve 11 and the sensor socket 37 by means of another
  • Materials are preferably filled by means of a so-called underfiller, which is pulled by capillary forces in the space between the plastic sleeve 11 and the sensor holder 37.
  • SFT seal film technology
  • a highly flexible release film is sucked on the inside of the mold, which seals the mold and prevents the adhesion of the mold to the plastic sleeve 9 or 11.
  • Teflon can be used as a material for the release film.
  • Such a release film also serves to compensate for tolerances in the region in which the mold rests on the sensor chip 2 or 28 and to prevent damage to the sensor chip 2 or 28. In this respect, the release film acts as a cushion.
  • the use of such a release film also allows to reduce in the plastic mass used to produce the plastic sleeve 9 or 11, the proportion of release agents that promote the detachment process of the plastic sleeve 9 or 11 from the mold.
  • These constituents are wax-like components of the plastic compound, the proportion of which in the present case is less than 0.5 wt. percent can be maintained.
  • Such plastic materials with a low proportion of release agents also adhere much better to the sensor chip 2 or 28, so that the risk of lifting the plastic cover of sensor chip 2 or 28 can be reduced.
  • the sensor chip 28 can also be fastened directly in the sensor mount 37. This will be explained in more detail with reference to FIGS. 8 and 9.
  • FIG. 8 shows a perspective view of a sensor module 45 with a partially cutaway sensor fitting 46, which has a central passage 47.
  • a seal 48 is inserted, which holds the guided through the feedthrough 47 sensor chip 28.
  • the sensor chip 28 may, for example, be cast in the seal 48.
  • the seal 48 only partially covers lateral edge surfaces 49 and 50.
  • a front edge surface 51 and a rear edge surface 52 remain untouched. In this respect, it is possible to contact the sensor chip 28 even after the sensor module 45 has been completed.
  • FIG. 9 shows a further sensor module 53, in which a sensor fitting 54 has a sensor space 55 corresponding to the sensor space 41 of the sensor fitting 37 from FIG. 7, with a sensor opening 56 provided for the entry of the medium to be detected.
  • the leadthrough 47 leads to the sensor chamber 55.
  • the sensor chip 28 is held by the seal 48.
  • the seal 48 preferably tapers from the pressure side to the port side, whereby the seal 48 is self-sealing.
  • the Seal 48 for example, conical, with the base of the seal is aligned to the pressure side.
  • Plastic preferably has a comparable coefficient of thermal expansion, as the sensor chip 2 or 28 and the conductor grid 4 or the bonding wires 5.
  • plastic sheaths 9 and 10 and the seal 48 epoxy-based plastics used because the parameters such as glass transition temperature T G , modulus of elasticity and thermal expansion coefficients can be varied by the composition or adjusted via the potting parameters.
  • T G glass transition temperature
  • modulus of elasticity and thermal expansion coefficients can be varied by the composition or adjusted via the potting parameters.
  • the shrinkage of the plastic sheaths 9 and 11 produced on the basis of epoxy and the seal 48 does not lead to a mechanical load on the sensor surface 3, which could falsify the measuring signal.
  • the region of the sensor chips 2 or 28 which is freed from the plastic sheaths 9 and 11 can be surface-passivated by an additional coating.
  • the coating may comprise on the basis of oxides, nitrides or carbides or else on the basis of polyimide or other polymers, for example polymers deposited from the gaseous phase, in particular so-called parylenes. Precious metals can also be used for coating and surface passivation of the sensor chip 2.
  • the surface passivation can also be done using silicone.
  • a combination of different protective layers can also be used.
  • the protective layer may extend only to the sensor chip 2 or 28 or else to the plastic sleeve 11 or the seal 48.
  • the coating may in particular also extend to the edges of the sensor chip 2.
  • the sensor chips 2 and 28 may be sensor chips in which the evaluation circuit is integrated. In addition, however, sensor chips can also be used which have only one sensor surface 3 and no evaluation circuit.
  • thermodynamic or fluid mechanical variables of a medium to be detected areas may be formed.
  • a medium to be detected area may be formed.
  • Pressure sensor additionally a temperature sensor in the sensor chip 2 or 28 be integrated.
  • the sensitive to thermodynamic or fluid mechanical parameters sensor elements can be arranged on the same side or on opposite sides of the sensor chip 2 or 28.
  • conductor carrier for example, rigid or flexible printed circuit boards or foils can be used.
  • recesses can additionally be provided in the plastic sleeve 11, which serve, for example, for the final calibration or trimming of the sensor modules described here. After completion of the final calibration or trimming, these recesses can be sealed with a potting compound.
  • the sensor fittings 37, 46 and 54 are preferably made of a metallic material, but may also be made of a plastic.
  • the plastic envelope extends only on one side of the conductor grid 4, but preferably on that side of the conductor grid 4, on which the contacts between the sensor chip 2 and the conductor grid 4 are located.
  • the sensor chip 2 provided with contact points on the upper side, so-called ball grid array sensor chips or so-called flip chips can also be used.
  • the bonding wires 5 and the plastic sleeve 9 can be dispensed with.
  • FIG. 10 shows the structure of a sensor module 1 known from FIG. 1, which has a sensor chip 3 with a sensor chip 3.
  • the sensor chip 2 is, for example, a pressure sensor whose pressure-sensitive membrane serves as the sensor surface 3.
  • the sensor chip 2 can be made, for example, from a silicon substrate with micromechanical methods.
  • the surface of the sensor chip 2 must be protected against environmental influences in the rule. This can be done in particular by a passivation layer with a layer cover of a few micrometers to a few hundred micrometers, preferably below one millimeter.
  • a passivation layer with a layer cover of a few micrometers to a few hundred micrometers, preferably below one millimeter.
  • the passivation layer in particular materials based on oxides, nitrides, carbides or polymers such as silicones, parylenes and polyimides, or precious metals in question.
  • the passivation layer can be produced, for example, by dip coating, dispensing, spraying, sp
  • FIG. 1 Another form of passivation of the surface of the sensor chip 2 is shown in FIG.
  • a receiving element 57 is formed, which is connected to the plastic sleeve 11.
  • the receiving element 57 can for
  • Example be glued to the plastic sleeve 11 or be injected into the plastic sleeve 11 with.
  • the receiving element 57 is used, as shown in FIG. 10, to receive a passivation substance 58.
  • This passivation Substance 58 may be, for example, a gel, an oil, a fat, a resin or silicone.
  • Such passivating substances 58 can be introduced into the receiving element 57, wherein they completely enclose the sensor chip 2 and thus protect it from environmental influences.
  • the passivation of the sensor chip 2 according to FIG. 10 has the advantage that the proven passivating substances 58 can be used, whereby no damage to the bonding wires 5 can be caused by the passivating substance 58, since the passivating substance 58 is only a part surrounds the sensor chip 2 and the bonded part of the sensor chip is enclosed by the plastic sheath 9, 11.
  • the gases which are dissolved in the passivation substance 58 and which emanate from the passivation substance 58 during pressure changes would damage the bonding wires 5 over time. This is prevented by the passivation shown in FIG. 10 with, for example, GeI passivations.

Abstract

Ein Sensormodul (1) weist einen Sensorchip (2) auf, der auf ein Leitergitter (4) aufgebracht ist. Eine Kunststoffhülle (11) des Sensormoduls (1) erstreckt sich lediglich über einen Randbereich des Sensorchips (2). Dadurch wird die mechanische Beanspruchung des Sensorchips (2) durch die Kunststoffhülle (11) klein gehalten.

Description

Beschreibung
Sensormodul und Verfahren zur Herstellung des Sensormoduls
Die Erfindung betrifft ein Sensormodul mit einem Sensorchip, der von einer Kunststoffabdeckung abgedeckt ist.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung des Sensormoduls.
Ein derartiges Sensormodul ist aus der US 2007/0139044 Al bekannt. Das bekannte Sensormodul umfasst ein Leitergitter, auf das ein Sensorchip aufgebracht ist. Der Sensorchip ist mit einer inneren Kunststoffhülle aus einem Duroplast um- hüllt. Ferner ist eine äußere Kunststoffhülle aus einem thermoplastischen Material vorgesehen, die im Bereich von Kontaktenden des Leitergitters einen Stecker bildet. Das bekannte Sensormodul ist insbesondere zum Erfassen der Drehzahl eines Turboladers eingerichtet.
Ferner ist aus der US 2004/0118227 Al ein weiteres Sensormodul bekannt, bei dem ein Sensorchip auf ein Ende eines Leitergitters aufgebracht und mithilfe von thermoplastischem Material mit einer Kunststoffhülle versehen ist. Das andere Ende des Leitergitters ist mit Kontaktstiften verbunden. Die Verbindungsstelle und die Kontaktstifte selbst sind in eine weitere Kunststoffhülle eingebettet. Im Bereich der vom Leitergitter abgewandten Enden der Kontaktstifte ist die weitere Kunststoffhülle als Steckerfassung ausgebildet. Als Sensor- chip ist insbesondere ein temperaturempfindlicher Sensor, ein auf Magnetfelder empfindlicher Sensor, ein Beschleunigungssensor oder ein Winkelgeschwindigkeitssensor vorgesehen.
Ein Nachteil der bekannten Sensormodule ist, dass der Sensor- chip von der Umgebung abgeschirmt ist. Daraus ergeben sich unter Umständen verlängerte Antwortzeiten oder die Notwendigkeit, durch eine Eichung den Einfluss der Kunststoffhülle zu ermitteln und entsprechend zu berücksichtigen. Außerdem können Veränderungen in der Beschaffenheit der Kunststoffhülle zu langfristigen Signaländerungen führen, die Fehlmessungen verursachen können.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Sensormodul mit verbesserten Messeigenschaften zu schaffen. Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung des Sensormo- duls anzugeben.
Diese Aufgaben werden durch ein Sensormodul und ein Verfahren mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. In davon abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen angegeben.
Bei den Sensormodulen lässt die Sensorabdeckung eine Sensorfläche und wenigstens abschnittsweise einen seitlichen Randbereich des Sensorchips frei. Dadurch ist die Sensorfläche des Sensorchips unmittelbar dem umgebenden Medium ausgesetzt. Temperaturänderungen lassen sich im Falle eines Temperatursensors ohne verlängerte Antwortzeiten erfassen. Druckänderungen oder Konzentration des umgebenden Mediums werden ferner durch die Kunststoffabdeckung nicht verfälscht. Dennoch kann eine elektrische Kontaktierung des Sensorchips vor einer unmittelbaren mechanischen Einwirkung durch die Kunststoffabdeckung geschützt werden. Das Sensormodul bietet daher die Vorteile einer freiliegenden Sensorfläche zusammen mit den Vorteilen einer das Sensormodul verstärkenden Kunststoffabde- ckung.
Vorzugsweise ist das Sensormodul mit einem Leiterbahnträger versehen, auf dem der Sensorchip angebracht ist. In diesem Fall erstreckt sich die Kunststoffabdeckung über den Kontakt- bereich, in dem der Sensorchip mit den Leiterbahnen des Leiterbahnträgers verbunden ist. Dadurch ist der besonders emp- findliche Kontaktbereich vor Einwirkungen von außen geschützt .
Bei einer Ausführungsform sitzt der Sensorchip lediglich mit einem seitlichen Randbereich auf dem Leiterbahnträger auf. Dadurch kann der Leiterbahnträger im Bereich des Sensorchips vollständig mit der Kunststoffabdeckung umhüllt werden, so dass der Leiterbahnträger durch die Kunststoffabdeckung vor Korrosion geschützt ist und nach außen hin keine Grenzflächen vorhanden sind, an denen es zur Spaltbildung kommen kann.
Bei einer weiteren Ausführungsform ragt der Leiterbahnträger im Bereich des Sensorchips aus der Kunststoffhülle heraus. Dadurch kann der Sensorchip auf der gesamten Unterseite unterstützt werden.
Bei einer weiteren Ausführungsform des Sensormoduls ist die Kunststoffabdeckung in eine Sensorfassung im Schiebesitz eingebracht und Fugen zwischen der Kunststoffabdeckung und der Sensorfassung mit Hilfe einer Füllmasse abgedichtet.
Ferner ist es möglich, dass die Kunststoffabdeckung eine in der Sensorfassung ausgebildete Durchführung abdichtet und den Sensorchip in der Durchführung hält. Auf diese Weise kann auf die Anwendung einer zusätzlichen Füllmasse, die die Kunst- stoffabdeckung mit der Sensorfassung verbindet, verzichtet werden .
Bei dem Leiterbahnträger handelt es sich vorzugsweise um ein Leitergitter, das auf einfache Weise aus einem Blech ausgestanzt werden kann. Unter Leitergitter soll in diesem Zusammenhang eine selbsttragende Einheit von Leiterbahnen verstanden werden, wobei die Leiterbahnen nach Abschluss der Fertigung nicht notwendigerweise untereinander verbunden sein müssen. Bei dem Leitergitter kann es sich beispielsweise um ein so genanntes Stanzgitter (= lead frame) handeln. Durch die Verwendung eines derartigen Leitergitters kann die Fes- tigkeit des Sensormoduls zusätzlich erhöht werden. Außerdem wird die Fertigung erleichtert, da ein stabiler Träger zur Verfügung steht.
Der Sensorchip ist vorzugsweise langgestreckt ausgebildet. Die Sensorfläche ist dabei in einem Endbereich des Sensorchips angeordnet, sodass lediglich der mit der Sensorfläche versehene Teil des Sensorchips aus der Kunststoffabdeckung herausragt. In diesem Fall sind auch die übrigen Bereiche des Sensorchips von der Kunststoffabdeckung geschützt.
Um den Sensorchip vor Umwelteinflüssen zu schützen, kann die Außenseite des Sensorchips oberflächenpassiviert sein. Dies kann insbesondere durch eine Passivierungsschicht mit einer Schichtdecke von einigen Mikrometer bis einigen hundert Mikrometer, vorzugsweise unterhalb von einem Millimeter erfolgen. Für die Passivierungsschicht kommen insbesondere Materi- alen auf der Basis von Oxiden, Nitriden, Karbiden oder Polymeren wie Silikonen, Parylenen und Polyimiden, oder auch Edelmetallen in Frage.
Die Herstellung des Sensormoduls erfolgt vorzugsweise mithil- fe eines Spritzpressvorgangs, bei dem der Sensorchip in ein Formwerkzeug eingebracht und das Formwerkzeug mit einer Kunststoffmasse verfüllt wird. Vor dem Einfüllen der Formmasse in das Formwerkzeug wird eine Innenseite des Formwerkzeugs mit einer Trennfolie belegt, die das Ablösen der ausgehärteten Kunststoffmasse vom Formwerkzeug erleichtert. Dadurch kann der Gehalt an Trennmitteln in der Kunststoffmasse herab- gesetzt werden, was zu einer Kunststoffmasse mit erhöhter Haftfestigkeit führt.
Weitere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung hervor, in der Ausführungsbei- spiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung erläutert werden. Es zeigen: Figur 1 einen Längsschnitt durch ein Sensormodul, mit einem in einem Randbereich von einer Kunststoffhülle ge- fassten Sensorchip;
Figur 2 eine Aufsicht auf das Sensormodul aus Figur 1;
Figur 3 ein Längsschnitt durch ein weiteres Sensormodul, mit einem in einem Randbereich von einer Kunststoffhülle gefassten Sensorchip;
Figur 4 eine Aufsicht auf das Sensormodul aus Figur 3;
Figur 5 eine Aufsicht auf einen Sensorchip;
Figur 6 einen Längsschnitt durch ein Sensormodul mit dem Sensorchip aus Figur 5;
Figur 7 ein Längsschnitt durch das in eine äußere Sensorfassung eingebrachte Sensormodul aus Figur 1;
Figur 8 eine perspektivische Ansicht eines Sensormoduls, bei dem der Sensorchip von einer Abdichtung einer Durchführung einer Sensorfassung gehalten ist;
Figur 9 eine perspektivische Ansicht eines weiteren aufgeschnittenen Sensormoduls, bei dem der Sensorchip von der Abdichtung einer Durchführung einer Sensorfassung gehalten ist und
Figur 10 einen aus Figur 1 bekannten Aufbau eines Sensormoduls 1 mit einem Aufnahmeelement zur Aufnahme einer Passivierungssubstanz .
Figur 1 zeigt einen Längsschnitt durch ein Sensormodul 1, das über einen Sensorchip 2 mit einer Sensorfläche 3 verfügt. Bei dem Sensorchip 2 handelt es sich beispielsweise um einen Drucksensor, dessen auf Druck empfindliche Membran als Sen- sorflache 3 dient. Der Sensorchip 2 ist auf ein Leitergitter 4 aufgebracht und mit Hilfe von Bonddrähten 5 mit dem Leitergitter 4 verbunden. Auf dem Leitergitter 4 befinden sich ferner auch Kondensatoren 6 und 7. In einem Bondbereich 8 des Sensormoduls 1 sind die Bonddrähte 5 von einer inneren Kunst- stoffhülle 9 umhüllt. Ferner ist ein Randbereich 10 des Sensorchips 2 sowie die innere Kunststoffhülle 9 und die Kondensatoren 6 und 7 von einer äußeren Kunststoffhülle 11 umhüllt, die sich bis zu einem Kontaktende 12 des Leitergitters 4 er- streckt. Der Sensorchip 2 ragt somit an einem Ende der Kunst- stoffhülle 11 aus der Kunststoffhülle 11 heraus. An der äußeren Kunststoffhülle 11 sind Noppen 13 ausgebildet. Zu den Kontaktenden 12 des Leitergitters 4 hin weist die äußere Kunststoffhülle 11 ferner eine Verjüngung 14 auf.
Figur 2 zeigt eine Aufsicht auf das Sensormodul 1 aus Figur 1. Anhand Figur 2 wird deutlich, dass das Leitergitter 4 über drei Leiterbahnen 15, 16 und 17 verfügt, von denen die mittlere Leiterbahn 16 für die Belegung mit Masse vorgesehen ist. Die Leiterbahn 16 weist auch im Bereich des Sensorchips 1 eine Auflagefläche 18 auf, auf die der Sensorchip 2 aufgebracht werden kann. Dabei erstreckt sich die äußere Kunststoffhülle 11 über eine hintere Randfläche 20 sowie teilweise über seitliche Randflächen 21 und 22. Eine vordere Randfläche 23 bleibt dagegen von der Kunststoffhülle 11 unberührt. Die Kunststoffhülle 11 erstreckt sich daher nur über einen Teil des seitlichen Randbereichs des Sensorchips 2 und lässt einen anderen Teil des seitlichen Randbereichs des Sensorchips 2 frei .
Figur 3 zeigt einen Längsschnitt durch ein weiteres Sensormodul 24, das über ein Leitergitter 25 verfügt, das im Bereich des Sensorchips 2 aus der Kunststoffhülle 11 herausragt.
Anhand Figur 4 ist erkennbar, dass das Leitergitter 25 im
Bereich des Sensorchips 2 über einen Halteabschnitt 26 verfügt, der mit der mittleren Leiterbahn 16 verbunden ist, die für die Belegung mit Masse vorgesehen ist. Der Halteabschnitt 26 weist ferner eine zentrale Aussparung 27 auf, sodass der Sensorchip 2 mit seinem Umfang auf dem Leitergitter 25 aufliegt. Durch die Aussparung 27 kann ein Ansaugstutzen einer Ansaugvorrichtung an den Sensorchip 2 herangeführt werden und der Sensorchip 2 mithilfe der Ansaugvorrichtung auf dem Leitergitter 25 fixiert werden, bevor die Bonddrähte 5 zur Herstellung einer Verbindung zwischen dem Sensorchip 2 und dem Leitergitter 25 aufgebracht werden.
Bei dem Sensormodul 1 und dem Sensormodul 24 ist die Sensorfläche 3 jeweils mittig auf dem Sensorchip 2 angeordnet. In Figur 5 ist ein weiterer langgestreckter Sensorchip 28 dargestellt, bei dem sich die Sensorfläche 3 an einem Sensorende 29 des Sensorchips 28 befindet. In Längsrichtung des Sensorchips 2 schließen sich an das Sensorende 29 Sensorschaltungsbereiche 30 bis 33 an, die sich bis zu einem Kontaktbereich 34 an einem Kontaktende 35 des Sensorchips 2 erstrecken.
Der Sensorchip 28 kann beispielsweise wie in Figur 6 dargestellt für ein Sensormodul 36 verwendet werden, bei dem lediglich der Kontaktbereich 34 und ein angrenzender Schaltungsbereich 33 von der Kunststoffhülle 11 abgedeckt werden. Im Vergleich zu den in den Figuren 1 bis 4 dargestellten Sensormodulen 1 und 24 ist bei dem in Figur 6 dargestellten
Sensormodul 36 die Sensorfläche 3 besser gegen von der Kunststoffhülle 11 verursachten Spannungen geschützt, da die Sensorfläche 3 durch den großen Abstand zur Kunststoffhülle 11 von der Kunststoffhülle 11 mechanisch entkoppelt ist. Falls auch die Schaltungsbereiche 31 und 32 mit der Kunststoffhülle 11 abgedeckt werden, ergeben sich längere Kriechstrecken für das zu erfassende Medium, da das zu erfassende Medium entlang der Grenzfläche zwischen dem Sensorchip 28 und der Kunststoffhülle eine lange Wegstrecke zurücklegen muss, bis es zu den Bonddrähten 5 gelangt. Ein weiterer Vorteil des in Figur 6 dargestellten Sensormoduls 36 ist, dass eine Beschichtung, die die Sensorfläche 3 vor äußeren Einflüssen schützt, auf die Sensorfläche 3 aufgebracht werden kann, ohne dass die Kontakte in dem Kontaktbe- reich 34 durch besondere Maßnahmen geschützt werden müssen. Insofern wird die Herstellung des Sensorchips 28 gegenüber dem Sensorchip 2 vereinfacht.
Die Sensormodule 1, 24 und 36 können auch in eine äußere Sensorfassung 37 eingebracht werden, die im Längsschnitt in
Figur 7 dargestellt ist. Die Sensorfassung 37 weist insbesondere eine Aufnahme 38 auf, in die beispielsweise das in Figur 6 dargestellte Sensormodul 1 im Schiebesitz einbringbar ist. Dabei greift die Verjüngung 14 der Kunststoffhülle 11 in eine Durchführung 39 ein, die einen in der Sensorfassung 37 ausgebildeten Steckerraum 40 mit einem Sensorraum 41 verbindet. Auf der Außenseite der Sensorfassung 37 kann beispielsweise ein Gewinde 42 ausgebildet sein, mit dem die Sensorfassung 37 in eine Halterung einschraubbar ist. Ferner läuft um eine vorderseitige Öffnung 43 des Sensorraums 41 ein Dichtring 44 um, mit dem Sensorfassung 37 dicht gegen die Wand eines Behälters oder einer Leitung angelegt werden kann.
Es sei angemerkt, dass die Sensoröffnung 43 auch in radialer Richtung ausgebildet sein kann.
Die Sensormodule 1, 24 und 36 werden hergestellt, indem auf das ausgestanzte Leitergitter 4 und 25 die Sensorchips 2 oder 28 aufgebracht werden. Die Sensorchips 2 oder 28 können beispielsweise mithilfe eines Klebstoffs auf den Leitergittern 4 und 25 befestigt werden. Anschließend wird eine elektrische Verbindung zwischen den Sensorchips 2 oder 28 und den Leitergittern 4 oder 25 mithilfe der Bonddrähte 5 hergestellt. Anschließend wird das Leitergitter 4 oder 25 in ein Formwerkzeug eingebracht und die innere Kunststoffhülle 9, die den Bondbereich 8 abdeckt, ausgebildet. In einem weiteren Verfahrensschritt kann dann in einem weiteren Formwerkzeug die Kunststoffhülle 11 hergestellt werden. Die Kunststoffhüllen 9 und 11 werden vorzugsweise in einem Spritzpressvorgang geformt, bei dem die Formmasse in einem Vorzylinder in einen fließfähigen Zustand gebracht und dann in das Formwerkzeug gepresst wird. Das Einlaufen der Formmasse in das Formwerkzeug erfolgt vorzugsweise mit einem Druck unterhalb 10 bar. In einem Nachpressvorgang kann dann in einem Druckbereich zwischen 50 und 100 bar restliche Luft aus dem Formwerkzeug herausgepresst werden.
Nach der Ausbildung der Kunststoffhülle 11 kann dann das Sensormodul 1, 24 oder 36 in eine Sensorfassung von der Art der Sensorfassung 37 eingebracht und dort fixiert werden. Beispielsweise kann der Zwischenraum zwischen der Kunststoff- hülle 11 und der Sensorfassung 37 mithilfe eines weiteren
Materials, vorzugsweise mithilfe eines so genannten Underfil- lers gefüllt werden, der durch Kapillarkräfte in den Zwischenraum zwischen Kunststoffhülle 11 und die Sensorfassung 37 gezogen wird.
Für den Formgebungsprozess kann auch die so genannte Seal- Film-Technology (= SFT) verwendet werden. Dabei wird auf der Innenseite des Formwerkzeugs eine hochflexible Trennfolie angesaugt, die das Formwerkzeug abdichtet und das Ankleben des Formwerkzeugs an der Kunststoffhülle 9 oder 11 verhindert. Als Material für die Trennfolie kann beispielsweise Teflon verwendet werden. Eine derartige Trennfolie dient auch dazu, in dem Bereich, in dem das Formwerkzeug am Sensorchip 2 oder 28 anliegt, Toleranzen auszugleichen und eine Beschädi- gung des Sensorchips 2 oder 28 zu verhindern. Insofern wirkt die Trennfolie als Polster. Daneben gestattet die Verwendung einer derartigen Trennfolie auch, in der zur Herstellung der Kunststoffhülle 9 oder 11 verwendeten Kunststoffmasse den Anteil an Trennmitteln herabzusetzen, die den Ablösevorgang der Kunststoffhülle 9 oder 11 vom Formwerkzeug fördern. Diese Bestandteile sind wachsartige Komponenten der Kunststoffmasse, deren Anteil im vorliegenden Fall kleiner 0,5 Gewichts- prozent gehalten werden kann. Derartige Kunststoffmassen mit einem geringen Anteil an Trennmitteln haften auch wesentlich besser am Sensorchip 2 oder 28, sodass die Gefahr des Abhebens der Kunststoffhülle von Sensorchip 2 oder 28 vermindert werden kann.
Ferner sei angemerkt, dass der Sensorchip 28 auch unmittelbar in der Sensorfassung 37 befestigt werden kann. Dies sei anhand der Figuren 8 und 9 näher erläutert.
Figur 8 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Sensormoduls 45 mit einer teilweise aufgeschnittenen Sensorfassung 46, die eine zentrale Durchführung 47 aufweist. In die Durchführung 47 ist eine Abdichtung 48 eingebracht, die den durch die Durchführung 47 hindurchgeführten Sensorchip 28 hält. Der Sensorchip 28 kann beispielsweise in die Abdichtung 48 eingegossen sein.
Bei dem in Figur 8 dargestellten Sensormodul 45 deckt die Abdichtung 48 seitliche Randflächen 49 und 50 lediglich teilweise ab. Eine vordere Randfläche 51 und eine hintere Randfläche 52 bleiben unberührt. Insofern ist es möglich, auch nach der Fertigstellung des Sensormoduls 45 den Sensorchip 28 zu kontaktieren.
In Figur 9 ist ein weiteres Sensormodul 53 dargestellt, bei dem eine Sensorfassung 54 einen dem Sensorraum 41 der Sensorfassung 37 aus Figur 7 entsprechenden Sensorraum 55 mit einer für den Eintritt des zu erfassenden Mediums vorgesehenen Sensoröffnung 56 aufweist. Bei dem Sensormodul 53 führt die Durchführung 47 zum Sensorraum 55. In der Durchführung 47 wird der Sensorchip 28 von der Abdichtung 48 gehalten.
Es sei angemerkt, dass sich die Abdichtung 48 vorzugsweise ausgehend von der Druckseite zur Anschlussseite hin verjüngt, wodurch die Abdichtung 48 selbstdichtend wirkt. In den in den Figuren 8 und 9 dargestellten Ausführungsbeispielen ist die Abdichtung 48 beispielsweise konisch ausgebildet, wobei die Basis der Abdichtung zur Druckseite hin ausgerichtet ist.
Bei der Ausbildung der Kunststoffhüllen 9 und 11 sowie der Abdichtung 48 ist darauf zu achten, dass der verwendete
Kunststoff vorzugsweise einen vergleichbaren Temperaturausdehnungskoeffizienten besitzt, wie der Sensorchip 2 oder 28 und das Leitergitter 4 oder die Bonddrähte 5. Vorzugsweise werden für die Kunststoffhüllen 9 und 10 sowie die Abdichtung 48 Kunststoffe auf Epoxid-Basis verwendet, da die Parameter wie Glastemperatur TG, Elastizitätsmodul und Wärmeausdehnungskoeffizienten durch die Zusammensetzung variiert oder über die Vergussparameter eingestellt werden können. Zur Funktionssicherheit der hier beschriebenen Sensormodule trägt auch die weitgehende Freistellung des Sensorchips 2 oder 28 bei. Auf diese Weise führt die Schrumpfung der auf der Basis von Epoxid hergestellten Kunststoffhüllen 9 und 11 sowie der Abdichtung 48 nicht zu einer mechanischen Belastung der Sensorfläche 3, was das Messsignal verfälschen könnte.
Der von den Kunststoffhüllen 9 und 11 freigestellte Bereich der Sensorchips 2 oder 28 kann durch eine zusätzliche Be- schichtung oberflächenpassiviert werden. Die Beschichtung kann auf der Basis von Oxiden, Nitriden oder Karbiden oder auch auf der Grundlage von Polyimid oder anderen Polymeren, beispielsweise aus der Gasphase abgeschiedenen Polymeren, insbesondere sogenannte Parylene umfassen. Auch Edelmetalle können zur Beschichtung und Oberflächepassivierung des Sensorchips 2 in Frage kommen.
Die Oberflächenpassivierung kann auch mithilfe von Silikon erfolgen. Auch eine Kombination verschiedener Schutzschichten kann verwendet werden. Ferner kann die Schutzschicht sich lediglich auf den Sensorchip 2 oder 28 oder auch auf die Kunst- stoffhülle 11 oder die Abdichtung 48 erstrecken. Die Beschichtung kann sich dabei insbesondere auch auf die Kanten des Sensorchips 2 erstrecken. Bei den Sensorchips 2 und 28 kann es sich um Sensorchips handeln, in die die Auswerteschaltung integriert ist. Daneben können aber auch Sensorchips verwendet werden, die lediglich eine Sensorfläche 3 und keine Auswerteschaltung aufweisen.
Ferner können in den Sensorchip 2 oder 28 neben der Sensorfläche 3 weitere auf thermodynamische oder strömungsmechanische Messgrößen eines zu erfassenden Mediums empfindliche Bereiche ausgebildet sein. Beispielsweise kann neben einem
Drucksensor zusätzlich ein Temperatursensor in den Sensorchip 2 oder 28 integriert sein. Die auf thermodynamische oder strömungsmechanische Größen empfindlichen Sensorelemente können dabei auf derselben Seite oder auf gegenüberliegenden Seiten des Sensorchips 2 oder 28 angeordnet sein.
Anstelle der Leitergitter 4 und 25 können auch andere Leiterbahnträger, zum Beispiel starre oder flexible Leiterplatten oder -folien verwendet werden.
Schließlich können in der Kunststoffhülle 11 auch zusätzlich Freisparungen vorgesehen sein, die beispielsweise der Endkalibrierung oder Trimmung der hier beschriebenen Sensormodule dienen. Nach Abschluss der Endkalibrierung oder Trimmung kön- nen diese Freisparungen mit einem Verguss verschlossen werden .
Die Sensorfassungen 37, 46 und 54 sind vorzugsweise aus einem metallischen Material gefertigt, können jedoch auch aus einem Kunststoff gefertigt sein.
Bei einer abgewandelten Ausführungsform der Sensormodule 1, 24 und 36 erstreckt sich die Kunststoffhülle jeweils nur auf eine Seite des Leitergitters 4, vorzugsweise jedoch über die- jenige Seite des Leitergitters 4, auf dem sich die Kontaktierungen zwischen dem Sensorchip 2 und dem Leitergitter 4 befinden . Anstelle des auf der Oberseite mit Kontaktstellen versehenen Sensorchips 2 können auch so genannte Sensorchips mit Kugelgitteranordnung (= ball grid array) oder so genannte Flip- Chips verwendet werden. In diesem Fall kann auf die Bonddrähte 5 und die Kunststoffhülle 9 verzichtet werden.
Figur 10 zeigt den aus Figur 1 bekannten Aufbau eines Sensormoduls 1, das über einen Sensorchip 2 mit einer Sensorfläche 3 verfügt. Bei dem Sensorchip 2 handelt es sich beispielsweise um einen Drucksensor, dessen auf Druck empfindliche Membran als Sensorfläche 3 dient. Der Sensorchip 2 kann zum Beispiel aus einem Siliziumsubstrat mit mikromechanischen Verfahren gefertigt sein. Die Oberfläche des Sensorchips 2 muss in der Regel gegen Umwelteinflüsse geschützt werden. Dies kann insbesondere durch eine Passivierungsschicht mit einer Schichtdecke von einigen Mikrometer bis einigen hundert Mikrometer, vorzugsweise unterhalb von einem Millimeter erfolgen. Für die Passivierungsschicht kommen insbesondere Materialen auf der Basis von Oxiden, Nitriden, Karbiden oder Polymeren wie Silikonen, Parylenen und Polyimiden, oder auch Edelmetallen in Frage. Die Passivierungsschicht kann beispielsweise durch Tauchlackierung, Dispensen, Sprühen, Sput- tern, Bedampfen und Oxydation der Oberfläche hergestellt werden.
Eine Weitere Form der Passivierung der Oberfläche des Sensorchips 2 ist in Figur 10 dargestellt. Um den Sensorchip 2 ist ein Aufnahmeelement 57 ausgebildet, das mit der Kunststoff- hülle 11 verbunden ist. Das Aufnahmeelement 57 kann zum
Beispiel an die Kunststoffhülle 11 angeklebt sein oder auch in die Kunststoffhülle 11 mit eingespritzt sein. Darüber hinaus ist es denkbar die Kunststoffhülle 11 und das Aufnahmeelement 57 einstückig im Spritzgussverfahren auszubilden.
Das Aufnahmeelement 57 dient, wie in Figur 10 gezeigt, zur Aufnahme einer Passivierungssubstanz 58. Diese Passivierungs- Substanz 58 kann zum Beispiel ein Gel, ein Öl, ein Fett, ein Harz oder Silikon sein. Derartige Passivierungssubstanzen 58 können in das Aufnahmeelement 57 eingefüllt werden, wobei sie den Sensorchip 2 vollständig umschließen und somit vor Um- welteinflüssen schützen.
Bei der Anwendung des Sensormoduls 1 als Drucksensor hat die Passivierung des Sensorchips 2 nach der Figur 10 den Vorteil, das bewährte Passivierungssubstanzen 58 verwendet werden können, wobei durch die Passivierungssubstanz 58 keine Schädigung der Bonddrähte 5 hervorgerufen werden kann, da die Passivierungssubstanz 58 nur einen Teil das Sensorchips 2 umschließt und der gebondete Teil des Sensorchips von der Kunststoffhülle 9, 11 umschlossen ist. Bei einem Kontakt der Passivierungssubstanz 58 mit den Bonddrähten 5 würden nämlich die, in der Passivierungssubstanz 58 gelösten, bei Druckwechseln aus der Passivierungssubstanz 58 ausperlenden Gase die Bonddrähte 5 im Laufe der Zeit schädigen. Dies wird durch die in Figur 10 gezeigte Passivierung mit beispielsweise GeI- Passivierungen verhindert.
Abschließend sei darauf hingewiesen, dass Merkmale und Eigenschaften, die im Zusammenhang mit einem bestimmten Ausführungsbeispiel beschrieben worden sind, auch mit einem anderen Ausführungsbeispiel kombiniert werden können, außer wenn dies aus Gründen der Kompatibilität ausgeschlossen ist.
Schließlich wird noch darauf hingewiesen, dass in den Ansprüchen und in der Beschreibung der Singular den Plural ein- schließt, außer wenn sich aus dem Zusammenhang etwas anderes ergibt. Insbesondere wenn der unbestimmte Artikel verwendet wird, ist sowohl der Singular als auch der Plural gemeint.

Claims

Patentansprüche
1. Sensormodul mit einem Sensorchip (2, 28) , der von einer
Kunststoffabdeckung (9, 11, 48) abgedeckt ist, d a - d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Kunst- stoffabdeckung (9, 11, 48) eine Sensorfläche (3) und wenigsten abschnittsweise einen seitliche Randbereich (20- 23, 49-52) des Sensorschips (2, 28) frei lässt.
2. Sensormodul nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Sensorchip (2, 28) mit im Sensormodul (1, 24, 36, 45, 53) ausgebildeten Leiterbahnen (15, 16, 17) verbunden ist.
3. Sensormodul nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass ein Verbindungsbereich zwischen Sensorchip (2, 28) und Leiterbahnen (15, 16, 17) von der Kunststoffabdeckung (9, 11) abgedeckt ist.
4. Sensormodul nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Sensorchip (2, 28) sich mit einer seitlichen Randfläche (20) über wenigstens eine Leiterbahn erstreckt.
5. Sensormodul nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass eine entlang dem Sensorchip (2) verlaufende Leiterbahn (16) aus der Kunststoffabdeckung (11) herausragt.
6. Sensormodul nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Kunst- stoffabdeckung (11, 48) in eine Sensorfassung (37, 46, 54) eingebracht ist.
7. Sensormodul nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Kunststoffabdeckung (11, 48) der Abdichtung einer Durchführung (39, 47) dient.
8. Sensormodul nach einem der Ansprüche 2 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Leiterbahnen (15, 16, 17) von einem Leitergitter (4) gebildet sind.
9. Sensormodul nach einem der Ansprüche 1 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Sensorchip (2) langgestreckt ausgebildet ist und die Sensorfläche (3) in einem Endbereich (29) des Sensorchips (28) an- geordnet ist.
10. Sensormodul nach einem der Ansprüche 1 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Sensorchip (2) mit einer die Oberfläche passivierenden Schicht versehen ist.
11. Sensormodul nach einem der Ansprüche 1 bis 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Sensorchip (2) ein Drucksensor ist.
12. Verfahren zur Herstellung eines Sensormoduls, bei dem ein Sensorchip (2, 28) mit einer Kunststoffabdeckung (11, 48) abgedeckt wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass durch die Formgebung der Kunststoffabde- ckung (11, 48) eine Sensorfläche (3) und wenigsten abschnittsweise ein seitlicher Randbereich (20-23, 49-52) des Sensorchips (2, 28) frei gelassen wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, d a d u r c h g e k e n n - z e i c h n e t , dass der Sensorchip (2) mit der Kunststoffabdeckung (11) abgedeckt wird und die Kunststoffabdeckung (11) mit dem Sensorchip (2) in eine Aufnahme (38) einer Sensorfassung (37) eingebracht wird.
14. Verfahren nach Anspruch 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der langgestreckte Sensorchip (2) in einer Durchführung (47) einer Sensorfassung (46, 54) angeordnet ist und die Kunststoffabdeckung eine Abdichtung (48) der Durchführung (47) ist.
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