EP2235492A1

EP2235492A1 - Druckmessmodul

Info

Publication number: EP2235492A1
Application number: EP08870945A
Authority: EP
Inventors: Jan Gebauer; Masoud Habibi
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2008-01-18
Filing date: 2008-11-26
Publication date: 2010-10-06
Also published as: US8272272B2; WO2009089956A1; JP2013061348A; JP2011510276A; JP5511936B2; CN101910815B; CN101910815A; JP5453310B2; US20110016981A1; DE102008005153A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Druckmessmodul (10) zur Erfassung eines Absolutdruckes oder eines Relativdruckes. Das Druckmessmodul (10) umfasst ein bevorzugt als Premold gefertigtes Gehäuse (12), in dem ein Druckmesschip (20) aufgenommen ist. Dieser ist entweder miteinem Stanzgitter (30) oder mit mindestens einer Leiterbahn elektrisch kontaktiert, wobei mindestens ein elektronisches Bauelement (28) vorgesehen ist, welches mit einem seitlich aus dem bevorzugt als Premold gefertigten Gehäuse (12) austretenden Abschnitt des Stanzgitters (30) oder der mindestens einen Leiterbahn verbunden ist und durch eine Unterteilung (66) eines Deckels (62) abgedeckt ist.

Description

Beschreibung

Titel

Druckmessmodul

Stand der Technik

DE 100 54 013 B4 bezieht sich auf ein Drucksensormodul. Dieses umfasst zumindest ein Modulgehäuse mit einem Stutzen, in dem eine Öffnung für ein zu messendes Medium angeordnet ist. Das Drucksensormodul umfasst des Weiteren einen Drucksensor, der in einem mit einer Sensorgehäuseöffnung versehenen und separat von dem Modulgehäuse ausgebildeten Sensorgehäuse angeordnet ist und durch ein in dem Sensorgehäuse auf den Drucksensor aufgebrach- tes Deckmittel geschützt ist. Das Sensorgehäuse liegt in einer Vertiefung des Modulgehäuses zumindest teilweise an dem Modulgehäuse an und ist in der Vertiefung durch eine Kunststoff- umspritzung oder eine Vergussmasse gehalten. Ein die Sensorgehäuseöffnung umgebender Teil des Sensorgehäuses liegt an dem Modulgehäuse an, so dass die Sensorgehäuseöffnung die Öffnung des Stutzens vollständig umschließt. Die Kunststoffumspritzung oder Vergussmasse umschließt das Sensorgehäuse in der Vertiefung bis auf den an dem Motorgehäuse anliegenden Teil des Sensorgehäuses und die Sensorgehäuseöffnung vollständig.

DE 10 2004 012 593 Al bezieht sich auf ein Sensormodul. Bei dem Sensormodul handelt es sich insbesondere um ein Drucksensormodul mit einem Sensorgehäuse, welches ein Gehäuse- teil mit darin teilweise eingebetteten elektrischen Leitern aufweist. In dem Sensorgehäuse ist ein erster Innenraum, in dem eine Sensoranordnung angeordnet ist, ausgebildet und ein gegenüber dem ersten Innenraum abgedichteter zweiter Innenraum vorgesehen. In diesem ist wenigstens ein Kondensator angeordnet. In dem ersten Innenraum ist ein Aufnahmeteil mit einer durch eine umlaufende Wand gebildeten Aufnahme angeordnet, in der die Sensoranordnung eingesetzt und mit einer in die Aufnahme eingefüllten Schutzabdeckung abgedeckt ist. Die

Sensoranordnung ist mit an dem Aufnahmeteil angeordneten elektrischen Anschlusselementen kontaktiert. Die Anschlusselemente sind mit Anschlussabschnitten der elektrischen Leiter di- rekt verbunden. Der wenigstens eine in dem zweiten Innenraum angeordnete Kondensator ist über ein elektrisch leitendes Material mit wenigstens einem der elektrischen Leiter verbunden.

Aus Gründen der Störfestigkeit (elektromagnetische Verträglichkeit) und der Beständigkeit gegen elektrostatische Entladungen (ESD) werden bei Sensoren zum Schutz der mikromechanischen Silizium-Druckmesschips mit Auswerteschaltung Kondensatoren benötigt. Die Silizium-Druckmesschips werden üblicherweise als Sl-Chip bezeichnet. Eine Möglichkeit besteht darin, diese Kondensatoren in den Sl-Chip zu integrieren. Dies erfordert zum einen einen Mehraufwand an Chipfläche und erhöht damit die Herstellkosten des Chips, zum anderen er- füllen die integrierten EMV-Kondensatoren meistens die Anforderung hinsichtlich der elektrostatischen Entladungen (ESD-Anforderung) nicht oder nur unzureichend.

Daher bleibt meist nur die Möglichkeit, die Kondensatoren extern, d.h. getrennt vom Si-Chip zu bestücken. Im Allgemeinen werden diese Kondensatoren im gleichen druckbeaufschlagten Raum wie der Si-Chip bestückt, so zum Beispiel auf dem Schaltungsträger (Hybrid, Leiterplatte) oder dem Stanzgitter des Sensors. Die letztgenannte Möglichkeit bringt eine Nachteile mit sich, so zum Beispiel wird der Aufbau unflexibler, da die Kondensatoren nicht an jedem beliebigen Ort platziert werden können. Dies hat wiederum zur Folge, dass der Abstand zwischen Si-Chip und Kondensatoren nicht beliebig verringert werden kann, was jedoch für eine Optimierung der elektromagnetischen Verträglichkeit nötig ist.

Offenbarung der Erfindung

Erfindungsgemäß wird ein Sensormodul, insbesondere ein Drucksensormodul mit integrierten Kondensatoren vorgeschlagen, bei dem unter Verwendung bereits vorhandener Si-Chips die Festigkeit gegen elektromagnetische Störungen erhöht ist und gleichzeitig der Aufbau des gesamten Sensors, insbesondere des Drucksensors, vereinfacht und flexibler gehalten ist. Es wird Wert darauf gelegt, bei dem Aufbau des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Drucksensormoduls so wenig wie möglich von bestehenden Fertigungskonzepten, die bereits in Serie gefertigt werden und erprobt sind, abzuweichen. Der erfϊndungsgemäß vorgeschlagene Aufbau eines Drucksensormoduls mit integrierten Kondensatoren hat gegenüber herkömmlich aufgebauten Varianten die Vorteile, dass zum Beispiel gegenüber der Variante die Vorteile, dass zum Beispiel gegenüber der Variante, die Kondensatoren auf dem Si-Chip zu integrieren, eine geringere Chipfiäche und damit geringere Chip- kosten entstehen. Chipintegrierte Kondensatoren stellen lediglich einen Kompromiss dar und erfüllen die an sie gestellten ESD-Anforderungen nicht, unzureichend oder gar nicht. Es entstehen geringere Einzelteilkosten im Vergleich zur Entwicklung eines neuen Si-Chips.

Der erfindungsgemäß vorgeschlagene Aufbau hat gegenüber der Variante, bei der die Kon- densatoren in einer nicht druckbeaufschlagten Kammer (Zwei-Kammer- Aufbau) auf das

Stanzgitter geklebt werden, die Vorteile, dass eine Verbesserung der EMV dadurch erreicht wird, dass ein wesentlich geringerer Abstand zum Si-Chip herrscht. Es sind flexiblere Aufbauvarianten des Sensors möglich, da keine externen Kondensatoren verwendet werden. Der Aufsetz-, Klebe- und Aushärteprozess kann bei der Fertigung des erfindungsgemäß vorgeschlage- nen Drucksensormoduls erheblich vereinfacht werden, da Setz-, Klebe- und Aushärteprozesse entfallen können. Die bei einem Zwei-Kammer- Aufbau des Drucksensormoduls vorhandene zweite Kammer, die bisher zur Unterbringung der Kondensatoren diente, kann für zusätzliche ESD/EMV-Schutzmaßnahmen genutzt werden. So können in der vorhandenen zweiten Kammer zum Beispiel Varistoren oder andere elektronische Bauelemente montiert werden.

Die erwähnten Kondensatoren werden auf dem Stanzgitter des Drucksensormoduls mittels eines geeigneten Verfahrens, wie des Lötens, mittels Epoxy-Leitklebers oder durch Löten und Bonden, vormontiert. Anschließend erfolgt ein Umspritzen mit dem Gehäusematerial des Moduls, was keinen extra vorzusehenden Fertigungsschritt darstellt, sondern im Rahmen der Her- Stellung des Modulgehäuses erfolgen kann.

Alternativ kann ein nachträgliches Montieren der beiden EMV-Kondensatoren auf dem Stanzgitter mittels eines geeigneten Verfahrens, wie zum Beispiel des Lötens, unter Einsatz von Epoxy-Leitkleber, durch Löten und Bonden, in dem fertigem Modulgehäuse mit einem sich daran anschließenden Passivierungsschritt, so zum Beispiel Vergelen oder Verkleben, durch ein geeignetes Material durchgeführt werden. -A-

Bei der letztgenannten Fertigungsvariante können die eingesetzten EMV-Kondensatoren auch im Backfill-Bereich nachträglich montiert werden. Unter „Backfϊll-Bereich" ist eine zur Rückseite des Modulgehäuses offene Ausnehmung zu verstehen, in welcher der mindestens eine EMV-Kondensator von der Rückseite des Modulgehäuses eingesetzt werden kann.

Die derzeit verwendete Konstruktion eines Drucksensormoduls ist dazu lediglich minimal anzupassen.

Der erhaltene Aufbau des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Drucksensormoduls weist eine deutlich erhöhte EMV auf, ist flexibel und ohne weitere externe Beschallung verbaubar. Mit dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Aufbau des Drucksensormoduls können beliebige Drucksensoren für die unterschiedlichen Applikationen aufgebaut werden, die alle die oben beschriebenen Vorteile gegenüber den bisher eingesetzten Lösungen aufweisen, wie nachfolgend noch dargelegt werden wird.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend eingehender beschrieben. Es zeigt:

Figur 1 das erfindungsgemäß vorgeschlagene Druckmessmodul zur Erfassung eines Absolutdruckes,

Figur 2 eine Ausführungsform des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Druckmessmoduls zur Erfassung des Relativdruckes,

Figur 3 eine Ausführungsform des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Druckmessmoduls zur Erfassung des Absolutdruckes, wobei mindestens ein EMV-Kondensator an der Rückseite des Gehäuses her eingebaut ist, und

Figur 4 die Draufsicht auf das erfindungsgemäß vorgeschlagene Druckmessmodul mit zwei EMV-Kondensatoren, die jeweils zwei Leiterbahnen eines Stanzgitters elektrisch miteinander kontaktieren, und Figur 5 ein Druckmessmodul in Schnittdarstellung mit einem durch eine Unterteilung gekapselten EMV-Kondensator.

Ausfuhrungsformen

In der Darstellung gemäß Figur 1 ist ein erfindungsgemäß vorgeschlagenes Druckmessmodul 10 dargestellt, welches zur Erfassung eines Absolutdruckes eingesetzt werden kann.

Aus der Darstellung gemäß Figur 1 geht hervor, dass das Druckmessmodul 10 ein Gehäuse 12 aufweist, dessen Gehäusewände 16 einen Innenraum 14 begrenzen. Auf dem Boden des Innenraums 14 befindet sich ein Sockel 18, auf dessen Oberseite ein Druckmesschip, insbesondere ein Silizium-Druckmesschip, aufgenommen ist. Der Druckmesschip 20 weist eine obere Planfläche 22 und eine Unterseite 34 auf. In dem Gehäuse 12 des Druckmessmoduls 10 befϊn- det sich beispielsweise ein Stanzgitter 30 oder eine Anzahl von Leiterbahnen 50 (vergleiche Draufsicht gemäß Figur 4). Freie Enden des Stanzgitters 30 beziehungsweise der Anzahl von Leiterbahnen 50 münden in den Innenraum 14 innerhalb des Gehäuses 12. Über Bonddrähte 24 ist die Planfiäche 22 des Druckmesschips 20 mit dem Stanzgitter 30 beziehungsweise mit der Anzahl von Leiterbahnen 50, je nach Ausführungsvariante, elektrisch verbunden.

Wie aus der Darstellung gemäß Figur 1 hervorgeht, ist dem Stanzgitter 30 gemäß dieser Ausführungsvariante mindestens ein EMV-Kondensator 28 zugeordnet. Der mindestens eine EMV-Kondensator 28 ist von einem Passivierungsmedium 26 umgeben und mittels einer stoffschlüssigen Verbindung beziehungsweise einer Epoxy-Klebeverbindung im Rahmen einer stoffschlüssigen Verbindung 32 mit dem Stanzgitter 30 verbunden. Wie der Darstellung gemäß Figur 1 weiterhin entnehmbar ist, ist der Innenraum 14 des Druckmessmoduls 10 durch eine Abdeckung 60 überdeckt, die jedoch eine Druckbeaufschlagung der Planfiäche 22 des Druckmesschips 20 gestattet und somit eine Messung eines Absolutdruckes ermöglicht.

Das in Figur 1 in der Schnittdarstellung dargestellte Druckmessmodul 10 kann zum Beispiel derart gefertigt werden, dass eine Vormontage mindestens eines Kondensators 28 auf dem Stanzgitter 30 oder mindestens eines Kondensators 56, der zwei Leiterbahnen 50 überbrü- ckend kontaktiert (vergleiche Figur 4), erfolgt. Die Vormontage des mindestens einen Kondensators 28 beziehungsweise 56 erfolgt bevorzugt im Wege der Ausbildung einer stoffschlüssigen Verbindung, so zum Beispiel durch Löten oder mittels eines Epoxy-Leitklebers oder durch Löten und Bonden. Beim Bonden wird eine elektrische Kontaktierung durch einen dün- nen Bonddraht hergestellt.

Nach der Vormontage des mindestens einen Kondensators 28 beziehungsweise 56 auf dem Stanzgitter 30 beziehungsweise auf der mindestens einen Leiterbahn 50 erfolgt ein Umspritzen des Stanzgitters 30 mit dem Material, aus welchem das Gehäuse 12 gefertigt wird. Dies stellt keinen gesonderten Prozessschritt dar, sondern der mindestens eine Kondensator 28 beziehungsweise 56 kann durch das sich an die Vormontage anschließende Umspritzungsverfahren in das Gehäuse 12 eingespritzt werden.

Alternativ kann das in der Darstellung gemäß Figur 1 dargestellte Druckmessmodul 10 auch durch eine nachträgliche Montage des mindestens einen elektronischen Bauelementes, so zum Beispiel eines EMV-Kondensators 28, auf dem Stanzgitter 30 beziehungsweise auf mindestens einer Leiterbahn 50 durchgeführt werden. Die nachträgliche Montage erfolgt in ein fertiggestelltes Gehäuse, wobei das mindestens eine elektronische Bauteil 28 durch Ausbildung einer stoffschlüssigen Verbindung, so zum Beispiel durch Löten oder durch Verkleben mittels eines Epoxy-Leitklebers oder durch Löten und Bonden, mit dem Gehäuse gefügt wird. Anschließend kann das nachträglich gefügte elektronische Bauelement 28, wie zum Beispiel mindestens ein EMV-Kondensator, passiviert werden. Die Passivierung erfolgt durch Einbringen eines Passivierungsmediums, so zum Beispiel durch Vergelen oder Verklebung einer Ausnehmung des Gehäuses 12, innerhalb welcher sich das mindestens eine elektronische Bauelement 28 im Gehäuse 12 befindet.

Während die in Figur 1 in der Schnittdarstellung dargestellte Ausführungsform des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Druckmessmoduls 10 zur Erfassung des Absolutdruckes dient, kann über die in Figur 2 dargestellte Ausführungsform des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Druckmessmoduls 10 die Erfassung eines Relativdruckes erfolgen. Im Unterschied zur Ausführungsform gemäß Figur 1 befinden sich dazu im Sockel 18 sowie im Bodenbereich des Gehäuses 12 unterhalb des Hohlraums 14 jeweils Durchgangskanäle 36, 38. Über die Durchgangskanäle 36 beziehungsweise 38 im Sockel 18 beziehungsweise im Gehäuse 12 erfolgt die Druckbeaufschlagung der Unterseite 34 des Druckmesschips 20, dessen obere Planfläche 22 über die durchlässige Abdeckung 60 beaufschlagt ist. Analog zur Darstellung der Ausführungsvariante gemäß Figur 1 ist das Gehäuse 12 mit einem Innenraum 14 versehen, innerhalb dessen sich der Sockel 18 mit auf dessen Oberseite aufgenommenem Druckmesschip 20 befindet. In den Innenraum 14 des Druckmessmoduls 10 ragen freie, eine elektrische Kontaktierung ermöglichende Enden des Stanzgitters 30 beziehungsweise von Leiterbah- nen 50 (vergleiche Darstellung gemäß Figur 4) hinein. Auch gemäß dieser Ausfuhrungsform weist das Stanzgitter 30 mindestens ein elektronisches Bauelement 28, wie zum Beispiel einen EMV-Kondensator, auf, der innerhalb eines Passivierungsmediums 26 passiviert ist. Das mindestens eine elektronische Bauelement in Gestalt mindestens eines EMV-Kondensators 28 wird durch eine stoffschlüssige Verbindung, die beispielsweise als Lötverbindung beschaffen ist, oder durch Einsatz eines Epoxy-Leitklebers mit dem Stanzgitter 30 beziehungsweise mit mindestens einer Leiterbahn 50 verbunden.

In der Darstellung gemäß Figur 2 sind ferner ein Boden des Gehäuses 12 durch Bezugszeichen 42 und eine Außenwand des Gehäuses 12 durch Bezugszeichen 44 kenntlich gemacht.

Das Druckmessmodul 10 gemäß der Darstellung in Figur 2 wird zum Beispiel durch Vormontage des mindestens einen elektronischen Bauelementes 28 auf dem Stanzgitter oder der mindestens einen Leiterbahn 50 gefertigt. Die Vormontage erfolgt durch Ausbildung einer stoffschlüssigen Verbindung zwischen dem mindestens einen elektronischen Bauelement 28, bei dem es sich bevorzugt um einen EMV-Kondensator handelt, und dem Stanzgitter 30 beziehungsweise mindestens einer Leiterbahn 50 durch Ausbildung einer stoffschlüssigen Verbindung, wie zum Beispiel einer Lötverbindung, oder durch Ausbildung einer Verklebung mittels eines Epoxy-Leitklebers oder durch Verlöten und Bonden. Nach der Vormontage der elektronischen Bauelemente, die zum Beispiel als EMV-Kondensatoren beschaffen sind, erfolgt ein Umspritzen des Stanzgitters 30 beziehungsweise der mindestens einen Leiterbahn 50 und des elektronischen Bauelementes 28, bevorzugt eines EMV-Kondensators, aus welchem das Gehäuse 12 des Druckmessmoduls 10 gefertigt wird. Dies stellt keinen gesondert durchzuführen- den Prozessschritt dar, sondern erfolgt im Rahmen der eigentlichen Herstellung des Druckmessmoduls 10.

Alternativ kann das Druckmessmodul 10 dadurch hergestellt werden, dass ein nachträgliches Montieren des mindestens einen elektronischen Bauelementes 28, bei dem es sich bevorzugt um einen EMV-Kondensator handelt, auf dem Stanzgitter 30 oder der mindestens einen Leiterbahn 50 durch ein stoffschlüssiges Fügeverfahren erfolgt. Als stoffschlüssiges Fügeverfahren haben sich insbesondere das Verlöten beziehungsweise die Verklebung mittels eines Epo- xy-Leitklebers oder das Löten und Bonden durchgesetzt. Die Montage des mindestens einen elektromagnetischen Bauelementes in Gestalt eines EMV-Kondensators 28 erfolgt nachträglich im fertigen Gehäuse 12 des Druckmessmoduls 10. An die nachträgliche Montage schließt sich ein Passivierungsschritt an, bei dem ein Passivierungsmedium 26 das mindestens eine e- lektronische Bauelement 28 umgibt. Die Passivierung des mindestens einen elektronischen Bauelementes 28 erfolgt bevorzugt durch Vergelen beziehungsweise Verkleben.

Figur 3 zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Druckmessmoduls zur Erfassung eines Absolutdruckes mit von der Rückseite des Gehäuses montiertem, mindestens einen elektronischen Bauelement.

Wie Figur 3 zeigt, weist das Gehäuse 12 des Druckmessmoduls 10 gemäß der Ausführungsform in Figur 3 einen Hohlraum 46 auf. Der Hohlraum 46 ist von der Rückseite 42 des Gehäuses 12 her zugänglich und durch Wandschrägen 48 begrenzt. Nach der Fertigung des Gehäuses 12 können das Stanzgitter 30 sowie die mindestens eine Leiterbahn 50 (vergleiche Darstellung gemäß Figur 4) durch die Ausnehmung 46 nachträglich mit mindestens einem elektroni- sehen Bauelement, wie zum Beispiel einem EMV-Kondensator 28, bestückt werden. Dies erfolgt von der Rückseite des Gehäuses 12 her. Auch gemäß dieser Ausführungsform erfolgt die Montage des mindestens einen elektronischen Bauelementes 28, bei dem es sich bevorzugt um mindestens einen EMV-Kondensator handelt, durch Erzeugung einer stoffschlüssigen Verbindung zwischen dem mindestens einen elektronischen Bauelement 28 und dem Stanzgit- ter 30 beziehungsweise der mindestens einen Leiterbahn 50 durch eine Lötverbindung oder durch eine Verklebung mittels eines Epoxy-Leitklebers, um Beispiele zu nennen. Eine stoffschlüssige Verbindung zwischen dem mindestens einen elektronischen Bauelement 28 und dem Stanzgitter 30 beziehungsweise der mindestens einen Leiterbahn 50 kann durch Verlöten in Kombination mit einem Leitkleber, nur durch Verlöten, durch Verlöten und Bonden oder durch Einsatz eines Leitklebers, wie zum Beispiel eines Epoxyleitklebers, erfolgen.

Aus der Darstellung gemäß Figur 3 geht überdies hervor, dass ein freies Ende 40 des Stanzgitters 30 beziehungsweise der mindestens einen Leiterbahn 50 über eine Außenwand des Gehäuses 12 des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Druckmessmoduls 10 vorsteht. Wie Figur 3 des Weiterhin zu entnehmen ist, wird der Druckmesschip 20 über Bonddrähte 24 mit dem Stanzgitter 30 beziehungsweise mindestens einer Leiterbahn 50 (vergleiche Darstellung gemäß Figur 4) elektrisch verbunden. Die Unterseite 34 des Druckmesschips 20 ist in der in Figur 3 dargestellten Ausführungsform des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Druckmessmoduls 10 auf der Oberseite des Sockels 18 aufgelegt. Der Innenraum 14, in dem sich der Sockel 18 und der Druckmesschip 20 innerhalb des Gehäuses 12 befinden, ist durch eine Abdeckung 60 abgeschlossen, welche derart beschaffen ist, dass der zu sensierende Druck durch den Druck- messchip 20 erfasst werden kann.

Der Darstellung gemäß Figur 4 ist eine Draufsicht auf das erfindungsgemäß vorgeschlagene Druckmessmodul zu entnehmen.

Aus der Darstellung gemäß Figur 4 geht hervor, dass das Gehäuse 12 einen Ausschnitt aufweist, der durch Bezugszeichen 54 identifiziert ist. Innerhalb des Ausschnittes 54 befinden sich elektronische Bauteile 56, insbesondere jeweils zwei Leiterbahnen 50 überbrückende EMV- Kondensatoren 56. Anstelle der in Figur 4 innerhalb des Ausschnittes 54 angeordneten zwei elektronischen Bauteile 56, bei denen es sich bevorzugt um EMV-Kondensatoren handelt, kann auch eine von der dargestellten Anzahl abweichende Anzahl von elektronischen Bauelementen 56 verbaut werden. Aus der Draufsicht gemäß Figur 4 geht hervor, dass die obere Planseite 22 des Druckmesschips 20 durch eine Anzahl von Bonddrähten 24 mit Kontaktie- rungspads 52 verbunden ist. Die Kontaktierungspads 52 stehen wiederum mit den in der Draufsicht gemäß Figur 4 nur teilweise dargestellten Leiterbahnen 50 in Verbindung, die das Gehäuse 12 des erfmdungs gemäß vorgeschlagenen Druckmessmoduls 10 durchziehen. Die in den Figuren 1, 2 und 3 dargestellte Abdichtung 60 des Innenraumes 14 des Druckmessmoduls 10 ist in der Draufsicht 58 gemäß Figur 4 aus darstellerischen Gründen fortgelassen. Der in der Draufsicht 58 dargestellte Druckmesschip 20 ist auf dem Sockel 18 aufgenommen, der in der Draufsicht 58 gemäß Figur 4 jedoch nicht wiedergegeben ist, da dieser durch die Flächenabmessungen des Druckmesschips 20 überdeckt ist.

Der vorstehend im Zusammenhang mit den Ausführungsformen gemäß der Figuren 1 bis 4 beschriebene Aufbau des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Druckmessmoduls 10 mit darin integrierten und insbesondere von einem Passivierungsmedium 26 umschlossenen elektronischen Bauteilen, wie zum Beispiel EMV-Kondensatoren 28, 56, ermöglicht es unter Verwendung bereits vorhandener und bewährter Druckmesschips 20, die Festigkeit des Druckmess- moduls 10 gegen elektromagnetische Störungen (EMV) zu erhöhen. Gleichzeitig wird durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung der Aufbau des Druckmessmoduls 10 erheblich vereinfacht und flexibler konzipiert.

Der anhand der Figuren 1 bis 4 erläuterte Aufbau des Druckmessmoduls mit integrierten elekt- ronischen Bauelementen, wie zum Beispiel mindestens eines EMV-Kondensators 28, 56, hat gegenüber auf dem Druckmesschip 20 integrierten Kondensatoren den schlagenden Vorteil, dass aufgrund der in das Gehäuse 12 integrierten elektronischen Bauteile 28, insbesondere in das Gehäuse 12 integrierter EMV-Kondensatoren, die Fläche des Druckmesschips 20 geringer ausfallen kann und damit geringere Chipkosten generiert werden. Zudem hat sich herausge- stellt, dass in den Druckmesschip integrierte Kondensatoren im Allgemeinen die ESD-

Anforderungen, d.h. die Anforderungen, die an elektrostatische Entladungen gestellt werden, im Allgemeinen nicht erfüllen. Zudem bietet die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung zur Integration von elektronischen Bauteilen 28, insbesondere mindestens eines EMV- Kondensators 28, in das Gehäuse 12 den Vorteil, dass geringere Fertigungskosten erreicht werden und insbesondere keine Neuentwicklung eines Druckmesschips 20 erforderlich ist.

Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung des Druckmessmoduls 10 weist gegenüber einer Variante, bei der mindestens ein EMV-Kondensator in einer nicht druckbeaufschlagten Kammer aufgenommen und auf das Stanzgitter geklebt wurde, den Vorteil auf, dass eine Verbesse- rung der elektromagnetischen Verträglichkeit dadurch realisiert werden kann, dass ein wesentlich geringerer Abstand zwischen dem mindestens einen elektronischen Bauteil, insbesondere mindestens eines EMV-Kondensators 28, 56, und dem Druckmesschip 20 vorliegt. Es sind flexiblere Aufbauvarianten möglich, da das mindestens eine elektronische Bauteil 28, das insbesondere als EMV-Kondensator 28, 56 ausgebildet ist, nicht extern unterzubringen ist, sondern in das Gehäuse 12 integriert werden kann. Dadurch lässt sich eine erhebliche Vereinfachung der Fertigung des Druckmessmoduls 10 realisieren, da zum Beispiel Setz-, Klebe- und Aushärteprozesse entfallen können. Die bei einem Zwei-Kammer-Modul vorliegende zweite Kammer kann bei Integration der elektronischen Bauteile 28, 56, bei denen es sich bevorzugt um EMV-Kondensatoren handelt, zum Beispiel zur Unterbringung zusätzlicher ESD-EMV- Schutzmaßnahmen genutzt werden. So können bei einem Zwei-Kammer- Aufbau in der zweiten, ansonsten für die Unterbringung der Kondensatoren genutzten Kammer Varistoren und dergleichen mehr untergebracht werden.

Wie vorstehend in Bezug auf die Ausführungsformen gemäß der Figuren 1 und 2 dargelegt, kann das erfmdungs gemäß vorgeschlagene Druckmessmodul 10 durch mehrere Fertigungsverfahren hergestellt werden:

So können zum Beispiel die bevorzugt als EMV-Kondensatoren vorliegenden elektronischen Bauelemente 28, 56 auf dem Stanzgitter 30 beziehungsweise der mindestens einen Leiterbahn 50 vormontiert werden. Die Vormontage erfolgt durch Ausbildung einer stoffschlüssigen Verbindung, so zum Beispiel durch Löten oder Verklebung mittels eines Epoxy-Leitklebers. An- schließend wird die so erhaltene vormontierte Baugruppe aus Stanzgitter beziehungsweise Leiterbahnen 50 und mindestens einem elektronischen Bauelement 28, 56 mit dem Gehäusematerial des Gehäuses 12 umspritzt. Im Wege der Umspritzung der vormontierten Baugruppe wird das eigentliche Gehäuse 12 erhalten. Diese Umspritzung stellt keinen separat durchzuführenden Herstellungsschritt dar. Durch das Umspritzen der vormontierten Baugruppe wird die- se gegen äußere Medien versiegelt.

In einem alternativ möglichen Fertigungsverfahren kann zunächst das Gehäuse 12 des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Druckmessmoduls 10 fertiggespritzt werden. Nachträglich erfolgt eine Montage des mindestens einen elektronischen Bauelementes 28 auf dem Stanzgitter 30 mittels eines stoffschlüssigen Verfahrens. Dazu bieten sich insbesondere das Löten und die Verklebung mittels eines Epoxy-Leitklebers an, ferner das Löten und Bonden mit einem dünnen Bonddraht. Bei diesem alternativen Fertigungsverfahren kann das mindestens eine elekt- ronische Bauteil auch in einem Backfϊll-Bereich 46, d.h. in eine von der Rückseite des Gehäuses 12 zugängliche Ausnehmung nachträglich montiert werden.

Figur 5 zeigt eine Ausführungsvariante eines Druckmessmoduls mit einem durch eine Unter- teilung gekapselten EMV-Kondensator.

Der Darstellung gemäß Figur 5 ist zu entnehmen, dass das als Premold gefertigte Gehäuse 12, welches in seinem Innenraum 14 den auf dem Sockel 18 angeordneten Druckmesschip 20 aufweist, seinerseits in eine Kunststoffwanne 78 eingelassen ist. Die Kunststoffwanne 78 ist mit einem Deckel 62 verschlossen. Der Deckel ist in Einbettungen 64 eingespritzt, so dass das als Premold gefertigte Gehäuse 12 gegen die Umgebung gekapselt ist. Der im Innenraum 14 des als Premold gefertigten Gehäuses 12 angeordnete Druckmesschip 20 ist über einen Durchgangskanal 38, welcher das als Premold gefertigte Gehäuse 12 durchsetzt, und einen den Sockel 18 durchsetzenden Durchgangskanal 36 sowie eine in der Kunststoffwanne 78 ausgebildete Öffnung dem Umgebungsdruck ausgesetzt.

Wie bereits in den Ausführungsvarianten gemäß Figur 2 angedeutet, ist das Stanzgitter 30 mit mindestens einem elektronsichen Bauelement, bevorzugt einem EMV-Kondensator 28 bestückt. Das mindestens eine elektronische Bauelement 28 ist von einer Passivierung 26 umge- ben und über eine Lotverbindung oder eine Epoxy-Klebverbindung 32 mit einem Abgang des Stanzgitters 30 beziehungsweise mindestens einer Leiterbahn 50 verbunden.

Im Unterschied zur Ausführungsvariante gemäß Figur 2, mit der ebenfalls ein Relativdruck erfasst werden kann, befindet sich in der in Figur 5 dargestellten Ausführungsvariante des er- fmdungsgemäß vorgeschlagenen Druckmessmoduls zumindest oberhalb des mindestens einen elektronischen Bauelementes 28 und gegebenenfalls oberhalb von dessen Passivierung 26 eine stempelartig konfigurierte Abdeckung 68. Die Abdeckung 68 ist in der in Figur 5 dargestellten Ausführungsform als Fortsatz einer zum Beispiel als Zwischenwand 66 ausgestalteten Unterteilung des Deckels 62 ausgebildet.

Wie aus der Schnittdarstellung gemäß Figur 5 hervorgeht, wird das Innere des Deckels 62 durch die insbesondere als Zwischenwand ausgebildete Unterteilung 66 in zwei Kammern un- terteilt. Eine der Kammern des Deckels 62, dessen Ränder in Einbettungen 64 in der Kunststoffwanne 78 aufgenommen sind, überdeckt das als Premold gefertigte Gehäuse 12, während eine andere Kammer 70 einbautenfrei ist. Innerhalb der Kammer 70 des Deckels 62 befindet sich eine Verbindungsstelle 74 zwischen dem das als Premold gefertigten Gehäuse 12 verlas- senden Stanzgitter 30 beziehungsweise der mindestens einen Leiterbahn 50 sowie einer Stanzgitter- beziehungsweise Leiterbahnverlängerung, vergleiche Position 72 in Figur 5.

Ein offenes Ende der Stanzgitterverlängerung 72 ragt in einen Anschlussbereich 76 an der Kunststoffwanne 78 hinein.

Figur 5 ist des Weiteren zu entnehmen, dass der Druckmesschip 20 über eine Öffnung im Kunststoffgehäuse 78, die mit dem Durchgangskanal 38 und dem Durchgangskanal 36 fluchtet, dem Umgebungsdruck ausgesetzt ist.

Bei dem mindestens einen elektronischen Bauelement 28, welches über die Lotverbindung 32 oder eine Epoxyklebverbindung 32 mit dem Stanzgitter 30 beziehungsweise der mindestens einen Leiterbahn 50 verbunden ist, handelt es sich bevorzugt um einen EMV-Kondensator oder dergleichen.

Claims

Ansprüche

1. Druckmessmodul (10) zur Erfassung eines Absolutdruckes oder eines Relativdruckes mit einem Gehäuse (12), in dem ein Druckmesschip (20) aufgenommen ist, der mit mindestens einer Leiterbahn (50) oder mit einem Stanzgitter (30) elektrisch kontaktiert ist, auf der oder auf dem mindestens ein elektronisches Bauelement (28, 56) aufgenommen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine elektronische Bauelement (28, 56) mit einem seitlich aus dem Gehäuse (12) austretenden Abschnitt des Stanzgitters (30) oder der mindestens einen Leiterbahn (50) verbunden ist und durch eine Unterteilung (66) eines Deckels (62) abgedeckt ist.

2. Druckmessmodul gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine elektronische Bauelement (28, 56) mit dem Stanzgitter (30) oder der mindestens einen

Leiterbahn (50) stoffschlüssig verbunden, insbesondere verlötet oder mit einem Epoxy- Leitkleber verklebt und/oder verlötet und gebondet ist.

3. Druckmessmodul gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine elektronische Bauelement (28, 56) mit dem Stanzgitter (30) oder der mindestens einen

Leiterbahn (50) im fertiggespritzten Gehäuse (12) stoffschlüssig verbunden, insbesondere verlötet oder mit einem Epoxy-Leitkleber befestigt oder verlötet und verbondet ist.

4. Druckmessmodul gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine elektronische Bauelement (28, 56) in einem Medium zur Passivierung (26) aufgenommen ist, wobei die Passivierung (26) insbesondere als Verklebung oder Vergelung ausgeführt ist.

5. Druckmessmodul gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine elektronische Bauelement (28, 56) in einer von einer Rückseite (42) her zugänglichen

Ausnehmung (46) im Gehäuse (12) montiert ist.

6. Druckmessmodul gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterteilung (66) eine das mindestens eine elektronische Bauelement (28, 56) oder das mindestens eine e- lektronische Bauelement (28, 56) und dessen Passivierung (26) übergreifende Abdeckung (68) aufweist.

7. Druckmessmodul gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (62) als das als Premold ausgebildete Gehäuse (12) in einer Kunststoffwanne (78) übergreifende Struktur ausgeführt ist.

8. Verfahren zur Herstellung eines Druckmessmoduls (10) gemäß einem oder mehrerer der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Druckmessmodul (10) ein Gehäuse (12) und einen Druckmesschip (20) enthält, mit nachfolgenden Verfahrensschritten: a) mindestens ein elektronisches Bauelement (28, 56) wird auf einem Stanzgitter (30) oder mindestens einer Leiterbahn (50) vormontiert, b) anschließend wird das mindestens eine elektronische Bauelement (28, 56) mit dem Material, aus dem das Gehäuse (12) gefertigt wird, umspritzt.

9. Verfahren zur Herstellung eines Druckmessmoduls (10) gemäß einem oder mehrerer der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Druckmessmodul (10) ein Gehäuse (12) und einen Druck- messchip (20) enthält, mit nachfolgenden Verfahrensschritten: a) das Gehäuse (12) wird fertiggespritzt, b) in dem fertigen Gehäuse (12) wird mindestens ein elektronisches Bauelement (28, 56) nachträglich mittels eines stoffschlüssigen Fügeverfahrens aus dem Stanzgitter (30) oder der mindestens einen Leiterbahn (50) gefügt, und c) es erfolgt eine Passivierung (26) des mindestens einen elektronischen Bauelementes (28, 56), insbesondere durch Vergelen oder Verkleben.

10. Verfahren gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass gemäß Verfahrensschritt b) das mindestens eine elektronische Bauelement (28, 56) in einem von der Rückseite (42) des Gehäuses (12) zugänglichen Bereich (46, 48) montiert wird.

11. Verfahren gemäß der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das gemäß Verfahrensschritt a) oder Verfahrensschritt b) gefügte mindestens eine elektronische Bauelement (28, 56) mit einer Lötverbindung, einem Epoxy-Leitkleber oder durch Löten und Verbünden mit dem Stanzgitter (30) oder der mindestens einen Leiterbahn (50) verbun- den wird.