WO2008031670A1 - Drucksensor für eine seitenaufprallsensierung und verfahren zur ausbildung einer oberfläche eines schutzmaterials für einen drucksensor - Google Patents

Drucksensor für eine seitenaufprallsensierung und verfahren zur ausbildung einer oberfläche eines schutzmaterials für einen drucksensor Download PDF

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WO2008031670A1
WO2008031670A1 PCT/EP2007/057839 EP2007057839W WO2008031670A1 WO 2008031670 A1 WO2008031670 A1 WO 2008031670A1 EP 2007057839 W EP2007057839 W EP 2007057839W WO 2008031670 A1 WO2008031670 A1 WO 2008031670A1
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WO
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pressure sensor
protective material
housing
pressure
sensor element
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Application number
PCT/EP2007/057839
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French (fr)
Inventor
Boris Adam
Ronny Ludwig
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Robert Bosch Gmbh
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Publication date
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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
    • G01L19/14—Housings
    • G01L19/141—Monolithic housings, e.g. molded or one-piece housings
    • 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
    • G01L19/0007—Fluidic connecting means
    • G01L19/0038—Fluidic connecting means being part of the housing
    • 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
    • G01L19/14—Housings
    • G01L19/148—Details about the circuit board integration, e.g. integrated with the diaphragm surface or encapsulation

Definitions

  • the invention relates to a pressure sensor for a side impact sensing or a method for forming a surface of a protective material for a pressure sensor according to the preamble of the independent claims.
  • a pressure sensor for side impact detection is already known in which a channel allows a direct flow of air to a sensor element.
  • the sensor element can be protected by a membrane.
  • the channel is realized by means of several housing parts.
  • the manufacturing process is correspondingly simple to make, since a tool for creating the corresponding surface is once made and then can be used again and again.
  • the lateral access makes it possible to minimize or even eliminate the direct influence of corrosive media, such as moisture and also the direct influence of mechanical influences.
  • the pressure inlet duct can be designed in such a way that condensation water can easily flow outwards. This can be achieved by slants, curves and rejuvenation, etc.
  • the housing cover is simplified because it only has to have an opening.
  • the pressure sensor according to the invention allows the access opening in the bottom of the surrounding
  • the surface of the protective material such as epoxy
  • the formation of the invention can be carried out in anyway provided manufacturing step.
  • the protective material may be a resin such as epoxy or a plastic.
  • the integrated circuit which in the present case is designed as an ASIC, provides signal conditioning of the pressure signal and transmission to a control unit.
  • the pressure sensor element of which several, as well as a plurality of integrated circuits can be provided, is usually formed micromechanically, wherein a pressure change is expressed, for example, in a change in resistance of a Wheatstone bridge, which is a voltage change after the
  • the pressure sensor element is arranged in a so-called cavity, ie an opening or depression in the protective material subsequently.
  • the pressure inlet channel is ultimately formed from the interaction with a standard housing part, such as a lid or an overall housing.
  • the surface of the protective material nevertheless has a distinct structure, in particular one Well on that leads to the pressure sensor element. This channel according to the invention can expand to the pressure sensor element.
  • a cover is provided as the housing part, which has a first opening, so that this cover forms a first housing of the pressure sensor with the protective material.
  • the lid is then preferably connected to the protective material, so that the lid is mounted directly on top of the protective material and provides the cover for the pressure inlet channel.
  • a depression in the protective material provides the actual
  • the protective material with the cavity and the integrated circuit may be arranged in a second housing that surrounds the protective material.
  • This second housing has a second opening to communicate with the
  • first and second housings are connected via a first seal between the first and second openings. If only the second housing is present, then the protective material is connected to a corresponding seal with this second housing.
  • the protective material is sprayed or processed by a transfer molding process.
  • a transfer molding process it surrounds the at least one integrated circuit completely, while for the pressure sensor element a cavity is formed by a tool which at the same time also forms the surface of the
  • the housing thus represented thus represents a combination of a premold housing and a mold housing, wherein the arrangement for this application advantageously shown laterally to each other - A -
  • the cavity in the premold housing part allows retrofitting of the sensor element.
  • This housing is formed during the molding process by the shaping of the tool.
  • FIG. 1 shows a block diagram of the pressure sensor with connected components
  • FIG. 2 shows a first plan view of a first variant of the pressure sensor according to the invention, but without a sensor element
  • Figure 3 is a side view of the first variant, but without sensor element and ASIC
  • Figure 4 is a sectional view of the first variant, with sensor element and ASIC
  • FIG. 5 shows a further plan view of the first variant with lid
  • Figure 6 shows an interaction of the first and second housing of the invention
  • Figure 7 is a plan view of a second variant, but without sensor element
  • Figure 8 is a side view of a second variant, but without sensor element
  • Figure 9 is a sectional view of the second variant with sensor element and ASIC and Figure 10 shows the second variant in the installation with a surrounding housing and Figure 11 is a flow chart of the method according to the invention.
  • FIG. 1 shows a block diagram of the interaction of the pressure sensor according to the invention with other components of a personal protection system in a vehicle.
  • the pressure sensor PPS comprises the pressure sensor element DSE and an integrated circuit ASIC.
  • Pressure sensor element which is micromechanically manufactured as shown above, measures air pressure fluctuations, since such air pressure fluctuations in a side part of a vehicle for side impact detection can be utilized. In this case, a proportion of an adiabatic increase in air pressure can also be determined with a compression of the volume in the side part.
  • the integrated circuit ensures a work-up the pressure sensor signal, ie a gain, digitization and transmission via a line to a control unit SG, which controls one or more personal protection means PS.
  • the pressure sensor data is received in the control unit SG via an interface IF, which in the present case is embodied as a hardware. It is possible that this data will be received directly from the microcontroller.
  • the microcontroller ⁇ C is the central element of the control unit SG.
  • the microcontroller ⁇ C executes a triggering algorithm on the measured pressure sensor data.
  • other processor types, ASICs or discrete components can be used as an evaluation circuit.
  • the microcontroller .mu.C transmits a trigger signal to a drive circuit FLIC. This drive circuit provides in response to the trigger signal for activation of
  • the drive circuit FLIC has corresponding evaluation modules in order to be able to evaluate the software command of the microcontroller ⁇ C.
  • Parallel evaluations, in particular a plausibility check, have been omitted here for the sake of simplicity as well as other components necessary for the operation of the control unit SG, which, however, are not for the understanding of the
  • the pressure inlet channel for the pressure sensor element DSE is achieved by the design of the surface of the protective material in cooperation with a further housing part such as a lid or a housing surrounding the protective material. This is a particular simple realization of such a pressure inlet channel.
  • FIG. 2 shows a first variant in a plan view.
  • a leadframe 20, the z. B. can be translated as a carrier strip is already with respect to an integrated
  • Ummoldet circuit wherein in a further process step, a cavity 21 is provided into which the pressure sensor element is mounted in a further process step.
  • this cavity 21 and also a pressure inlet channel 22 are produced, so that a depression of the protective material, in this case of an epoxide, which was injected in comparison to the surface of the protective material 23 originated.
  • the diameter of this pressure inlet channel 22 widens to the cavity 21 in order to fully flow the pressure sensor element over the entire width.
  • the opposite end of this pressure inlet channel 22 is formed semicircular to correspond to a Druckeinlassöffhung in a housing.
  • the three legs arranged at the top and bottom on the left side are associated with the pressure sensor element in the cavity 21, not shown in FIG. 2, while the six legs located at the top and at the bottom are assigned to the integrated circuit.
  • FIG. 3 shows a side view or side view of this first variant.
  • the leadframe 30 of the pressure sensor element is concealed and therefore shown in dashed lines.
  • the fully ummoldete leadframe 33 of the integrated circuit is shown.
  • the pressure inlet channel 32 leads to an opening 31 above the pressure sensor element.
  • FIG. 4 shows a sectional view of the first variant.
  • An ASIC 43 is present fully ummoldet, here with an epoxy. However, it is also possible to use plastics such as PEEK or LCP.
  • a micromechanical Durcksensorelement 41 preferably secured with adhesive.
  • This housing cover 45 has an opening 44 through which the air pressure can penetrate into the pressure inlet channel in order to flow laterally on the sensor element 41.
  • the pressure sensor element 41 is surrounded by a passivation material 42, which forms a thin layer over the pressure-sensitive sensor membrane.
  • bonding wires 40 can be seen, which connect the sensor 41 with the leads present in the cavity and thus with the outside world.
  • FIG. 6 shows the first variant in cross-section and a connection via a seal to the second housing, which surrounds the protective material with the first housing.
  • This second housing 61 for example made of metal, has a pressure inlet 67, which is guided via seals 60 to the pressure inlet channel 63.
  • the housing cover 62 protects this channel 63 and forms it by its presence.
  • the housing cover 62 is in
  • the pressure inlet channel 63 allows lateral flow of the pressure sensor element 66.
  • an integrated circuit 64 In the fully rewetted state is an integrated circuit 64, which takes over the signal conditioning and transmission of the pressure sensor signal.
  • FIG. 7 shows a plan view of this second variant. Again, the lead frame 72 can be seen and a cavity 71, which is flowed from a pressure inlet channel 70 with the corresponding air pressure from the outside. Again, this pressure inlet passage 70 widens to the full width of the cavity 71 to flow with air pressure. The pressure inlet channel 70 is recessed in comparison to the remaining height of the protective layer 73.
  • FIG. 8 shows a side view or side view of this second variant. Since hidden, the leadframes of the pressure sensor element 80 and the integrated circuit 83 are shown in dashed lines. In the protective material 82, the pressure inlet passage 81 is formed. Clearly visible is the cavity 84, in which the nixht drawn
  • Pressure sensor element 80 is installed.
  • FIG. 9 shows a sectional illustration of this second variant.
  • the pressure sensor element 93 is installed in the cavity and is laterally flowed via a pressure inlet channel 90 with the air pressure from the outside.
  • the integrated circuit 92 is arranged in the protective material 91. Electrical connections to the pressure sensor element 93 have been omitted for the sake of simplicity, as well as the electrical connections to the outside.
  • FIG. 10 illustrates the use of the second variant in conjunction with a housing.
  • Circuit 101 and has a cavity, in which the pressure sensor element 104 is installed.
  • a pressure inlet channel 102 leads to a lateral flow of the pressure sensor element 104.
  • the housing 105 which may be a housing cover or housing bottom, has an opening 103.
  • the protective material 100 is via seals 106, preferably a circumferential seal, connected to the housing 105 such that the pressure can only reach the sensor element 105.
  • FIG. 11 shows in a flow chart the method according to the invention for forming the surface of the protective material and the method for further assembly.
  • Process step 130 is the Molden of the integrated circuit.
  • the design of the mold tool generates the cavity for the pressure sensor element and the surface depression for the pressure inlet channel.
  • the pressure sensor element is installed in the cavity and in method step 132, the resulting chip housing is installed in a surrounding housing, wherein a housing part then leads to the pressure inlet channel being realized.

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Abstract

Es wird ein Drucksensor für eine Seitenaufprallsensierung und ein Verfahren zur Ausbildung einer Oberfläche eines Schutzmaterials für einen Drucksensor vorgeschlagen. Dabei ist in einem Schutzmaterial wenigstens ein integrierter Schaltkreis vollständig umgeben und das Schutzmaterial weist eine Kavität auf, in die wenigstens ein Drucksensorelement eingebaut wird, wobei eine Oberfläche des Schutzmaterials derart ausgebildet ist, dass ein Druckeinlasskanal durch ein Zusammenwirken der Oberfläche mit wenigstens einem Gehäuseteil entsteht. Der Druckeinlasskanal ermöglicht einen seitlichen Zugang auf das wenigstens eine Drucksensorelement.

Description

Beschreibung
Titel
Drucksensor für eine Seitenaufprallsensierung und Verfahren zur Ausbildung einer Oberfläche eines Schutzmaterials für einen Drucksensor
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft einen Drucksensor für eine Seitenaufprallsensierung bzw. ein Verfahren zur Ausbildung einer Oberfläche eines Schutzmaterials für einen Drucksensor nach der Gattung der unabhängigen Patentansprüche.
Aus DE 199 23 985 Al ist bereits ein Drucksensor zur Seitenaufprallsensierung bekannt, bei dem ein Kanal ein direktes Aufströmen der Luft auf ein Sensorelement ermöglicht. Das Sensorelement kann dabei durch eine Membran geschützt werden. Der Kanal wird mit Hilfe von mehreren Gehäuseteilen realisiert.
Offenbarung der Erfindung
Der erfindungsgemäße Drucksensor für eine Seitenaufprallsensierung bzw. das Verfahren zur Ausbildung einer Oberfläche eines Schutzmaterials für einen Drucksensor mit den
Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche haben demgegenüber den Vorteil, dass die Gesamtgestaltung des Drucksensors durch die Ausbildung der Oberfläche des Schutzmaterials derart, dass durch das Zusammenwirken mit einem Gehäuseteil bereits ein Einlasskanal, der einen seitlichen, versetzten Zugang zum Drucksensorelement ermöglicht, erreicht wird, vereinfacht wird. Damit wird auch das Sensorgehäuse stark vereinfacht und ist entsprechend kostengünstiger.
Auch das Herstellungsverfahren ist entsprechend einfach zu gestalten, da ein Werkzeug zur Schaffung der entsprechenden Oberfläche einmal hergestellt wird und dann immer wieder verwendet werden kann. Insbesondere ermöglicht der seitliche Zugang, dass der direkte Einfluss von korrosiven Medien, wie Feuchtigkeit und auch der direkte Einfluss von mechanischen Einflüssen, minimiert oder gar ausgeschlossen wird.
Der Druckeinlasskanal kann so gestaltet werden, dass Kondenswasser leicht nach außen abfließen kann. Dies kann durch Schrägen, Rundungen und Verjüngung usw. erreicht werden.
Insbesondere wird der Gehäusedeckel vereinfacht, da dieser lediglich eine Öffnung aufweisen muss.
Eine mechanische Beschädigung des Drucksensorelements im montierten Zustand wird durch die Gestaltung des Druckeinlasskanals sicher verhindert. Der erfindungsgemäße Drucksensor ermöglicht, dass die Zugangsöffnung auch im Boden des umgebenden
Gesamtgehäuses dargestellt werden kann, da es die Montage des Drucksensors im Fahrzeug vereinfacht.
Insgesamt ist die Oberfläche des Schutzmaterials, beispielsweise Epoxid, frei gestaltbar und die erfindungsgemäße Ausbildung kann im sowieso vorgesehenen Fertigungsschritt erfolgen.
Das Schutzmaterial kann ein Harz wie Epoxid oder ein Kunststoff sein. Der integrierte Schaltkreis, der vorliegend als ASIC ausgebildet ist, sorgt für eine Signalaufbereitung des Drucksignals und die Übertragung zu einem Steuergerät.
Das Drucksensorelement, von dem auch mehrere, wie auch mehrere integrierte Schaltkreise vorgesehen sein können, ist üblicherweise mikromechanisch ausgebildet, wobei eine Druckänderung sich beispielsweise in einer Widerstandsänderung einer Wheatstoneschen Messbrücke ausdrückt, die als Spannungsänderung nach dem
Verstärken digitalisiert wird. Das Drucksensorelement ist dabei in einer sogenannten Kavität, d. h. einer Öffnung beziehungsweise Vertiefung im Schutzmaterial nachträglich angeordnet. Der Druckeinlasskanal wird letztlich aus dem Zusammenwirken mit einem Standardgehäuseteil, wie einem Deckel oder einem Gesamtgehäuse gebildet. Dabei weist die Oberfläche des Schutzmaterials dennoch eine deutliche Struktur, insbesondere eine Vertiefung auf, die zum Drucksensorelement führt. Dieser erfindungsgemäße Kanal kann dabei sich zum Drucksensorelement erweitern.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen und Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungen des in den unabhängigen Patentansprüchen angegebenen Drucksensors zur Seitenaufprallsensierung bzw. des in den unabhängigen Patentansprüchen angegebenen Verfahrens zur Ausbildung einer Oberfläche eines Schutzmaterials für einen Drucksensor möglich.
Besonders vorteilhaft ist, dass bei dem Schutzmaterial ein Deckel als dem Gehäuseteil vorgesehen ist, der eine erste Öffnung aufweist, so dass dieser Deckel mit dem Schutzmaterial ein erstes Gehäuse des Drucksensors bildet. Dabei ist dann der Deckel vorzugsweise mit dem Schutzmaterial verbunden, so dass der Deckel direkt oben auf dem Schutzmaterial befestigt ist und die Abdeckung für den Druckeinlasskanal liefert. Vorzugsweise liefert dabei eine Vertiefung im Schutzmaterial den eigentlichen
Druckeinlasskanal.
Zusätzlich oder alternativ ist es möglich, dass das Schutzmaterial mit der Kavität und dem integrierten Schaltkreis in einem zweiten Gehäuse angeordnet ist, dass das Schutzmaterial umgibt. Dieses zweite Gehäuse weist eine zweite Öffnung auf, um mit der
Oberfläche des Schutzmaterials einen Druckeinlasskanal zu bilden. Sind beide Gehäuse vorhanden, dann sind das erste und zweite Gehäuse über eine erste Dichtung zwischen der ersten und zweiten Öffnung verbunden. Ist nur das zweite Gehäuse vorhanden, dann ist das Schutzmaterial mit einer entsprechenden Dichtung mit diesem zweiten Gehäuse verbunden.
Vorzugsweise wird das Schutzmaterial gespritzt oder mittels eines Tranfer-Molding- Verfahrens verarbeitet. Es umgibt beispielsweise in einem Moldprozess den wenigstens einen integrierten Schaltkreis komplett, während für das Drucksensorelement eine Kavität durch ein Werkzeug ausgebildet wird, welches auch gleichzeitig die Oberfläche des
Schutzmaterials derart gestaltet, dass der Druckeinlasskanal für einen zeitlichen Zugang zum Drucksensorelement geschaffen wird. Das somit dargestellte Gehäuse stellt also eine Kombination aus einem Premoldgehäuse und einem Moldgehäuse dar, wobei die Anordnung für diesen Anwendungsfall vorteilhafterweise seitlich aneinander dargestellt - A -
ist. Die Kavität im Premoldgehäuseteil ermöglicht den nachträglichen Einbau des Sensorelements.
Die Oberfläche dieses Gehäuses wird während des Moldprozesses durch die Formgebung des Werkzeuges ausgebildet.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Es zeigen
Figur 1 ein Blockschaltbild des Drucksensors mit verbundenen Komponenten,
Figur 2 eine erste Aufsicht auf eine erste Variante des erfindungsgemäßen Drucksensors, jedoch ohne Sensorelement,
Figur 3 eine Seiteneinsicht der ersten Variante, jedoch ohne Sensorelement und ASIC, Figur 4 eine Schnittdarstellung der ersten Variante, mit Sensorelement und ASIC,
Figur 5 eine weitere Aufsicht auf die erste Variante mit Deckel,
Figur 6 ein Zusammenspiel des ersten und zweiten Gehäuses der erfindungsgemäßen
Variante,
Figur 7 eine Aufsicht auf eine zweite Variante, jedoch ohne Sensorelement, Figur 8 eine Seiteneinnsicht einer zweiten Variante, jedoch ohne Sensorelement und
ASIC,
Figur 9 eine Schnittdarstellung der zweiten Variante mit Sensorelement und ASIC und Figur 10 die zweite Variante im Einbau mit einem umgebenden Gehäuse und Figur 11 ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Figur 1 zeigt in einem Blockschaltbild das Zusammenwirken des erfindungsgemäßen Drucksensors mit weiteren Komponenten eines Personenschutzsystems in einem Fahrzeug. Der Drucksensor PPS weist das Drucksensorelement DSE und einen integrierten Schaltkreis ASIC auf. Es kann eine Mehrzahl von Drucksensorelementen und/oder eine Mehrzahl von integrierten Schaltkreisen vorhanden sein. Das
Drucksensorelement, das wie oben dargestellt mikromechanisch hergestellt ist, misst Luftdruckschwankungen, da solche Luftdruckschwankungen in einem Seitenteil eines Fahrzeugs zur Seitenaufprallsensierung ausgenutzt werden können. Dabei kann auch ein Anteil eines adiabatischen Luftdruckanstiegs bei eine Komprimierung des Volumens in dem Seitenteil festgestellt werden. Der integrierte Schaltkreis sorgt für eine Aufarbeitung des Drucksensorsignals, d. h. eine Verstärkung, Digitalisierung und Versendung über eine Leitung zu einem Steuergerät SG, das ein oder mehrere Personenschutzmittel PS ansteuert.
Bei einem Seitenaufprall werden Seitenaufprallschutzmittel angesteuert wie ein
Seitenairbag oder andere dem Fachmann bekannte Schutzmittel bei einem Seitenaufprall. Die Drucksensordaten werden über eine Schnittstelle IF, die vorliegend hardwaremäßig ausgebildet ist, im Steuergerät SG empfangen. Es ist möglich, dass diese Daten direkt vom MikroController empfangen werden. Der MikroController μC ist das zentrale Element des Steuergeräts SG. Der Mikrocontroller μC führt einen Auslösealgorithmus auf die gemessenen Drucksensordaten aus. Anstatt eines MikroControllers können auch andere Prozessortypen, ASICs oder diskrete Bausteine als Auswerteschaltung verwendet werden. In Abhängigkeit von der Auswertung der Drucksensorsignale überträgt der Mikrocontroller μC ein Auslösesignal zu einer Ansteuerschaltung FLIC. Diese Ansteuerschaltung sorgt in Abhängigkeit vom Auslösesignal für eine Aktivierung der
Personenschutzmittel PS. Dafür weist die Ansteuerschaltung FLIC entsprechende Auswertebausteine aus, um den Softwarebefehl des Mikrocontrollers μC auswerten zu können. Parallele Auswertungen, insbesondere eine Plausibilisierung, sind der Einfachheit halber hier weggelassen worden wie auch andere für den Betrieb des Steuergeräts SG notwendige Komponenten, die jedoch nicht zum Verständnis der
Erfindung beitragen.
Erfindungsgemäß wird der Druckeinlasskanal für das Drucksensorelement DSE durch die Gestaltung der Oberfläche des Schutzmaterials im Zusammenwirken mit einem weiteren Gehäuseteil wie einem Deckel oder einem das Schutzmaterial umgebenden Gehäuse erreicht. Damit liegt eine besondere einfache Realisierung eines solchen Druckeinlasskanales vor.
Figur 2 zeigt eine erste Variante in einer Draufsicht. Ein Leadframe 20, der z. B. als Trägerstreifen übersetzt werden kann, ist bereits bezüglich eines integrierten
Schaltkreises ummoldet, wobei in einem weiteren Verfahrensschritt eine Kavität 21 vorgesehen ist, in die das Drucksensorelement in einem weiteren Verfahrensschritt montiert wird. Während des Moldens wird diese Kavität 21 und auch ein Druckeinlasskanal 22 hergestellt, so dass eine Vertiefung des Schutzmaterials, hier eines Epoxids das eingespritzt wurde, im Vergleich zur Oberfläche des Schutzmaterials 23 entstanden ist. Insbesondere erweitert sich der Durchmesser dieses Druckeinlasskanales 22 zur Kavität 21, um das Drucksensorelement über die gesamte Breite voll zu beströmen. Das gegenüberliegende Ende dieses Druckeinlasskanals 22 ist halbkreisförmig ausgebildet, um einer Druckeinlassöffhung in einem Gehäuse zu entsprechen. Die oben und unten auf der linken Seite angeordneten jeweils drei Beinchen sind dem in Fig.2 nicht dargestellten Drucksensorelement in der Kavität 21 zugeordnet, während die abgesetzt oben und unten jeweils vorliegenden sechs Beinchen dem integrierten Schaltkreis zugeordnet sind.
Figur 3 zeigt eine Seitenansicht beziehungsweise Seitendurchsicht dieser ersten Variante.
Dabei ist verdeckt und daher gestrichelt dargestellt der Leadframe 30 des Drucksensorelements dargestellt. Ebenso ist der voll ummoldete Leadframe 33 des integrierten Schaltkreises dargestellt. Der Druckeinlasskanal 32 führt zu einer Öffnung 31 über dem Drucksensorelement.
Figur 4 zeigt eine Schnittdarstellung der ersten Variante. Ein ASIC 43 ist vorliegend voll ummoldet, hier mit einem Epoxid. Es ist jedoch möglich, auch Kunststoffe wie PEEK oder LCP zu verwenden. In der Kavität ist ein mikromechanisches Durcksensorelement 41, vorzugsweise mit Klebstoff befestigt. Oberhalb der Kavität und der Vertiefung 22 befindet sich ein mit dem Gehäuse befestigter Gehäusedeckel 45, welcher zusammen mit dem Gehäuse den Druckeinlasskanal 32 darstellt. Dieser Gehäusedeckel 45 weist eine Öffnung 44 auf, durch die der Luftdruck in den Druckeinlasskanal eindringen kann, um seitlich das Sensorelement 41 zu beströmen. Das Drucksensorelement 41 ist mit einem Passivierungsmaterial 42 umgeben, welches über der druckempfindlichen Sensormembran eine dünne Schicht ausbildet. Ebenso sind Bonddrähte 40 zu sehen, die den Sensor 41 mit den in der Kavität vorhandenen Leads und somit mit der Außenwelt verbinden.
Figur 5 zeigt die erste Variante mit Gehäusedeckel in der Draufsicht. Zu sehen ist wieder der Leadframe 52 und ein Gehäusedeckel 51 (=45) mit einer Zugangsöffhung 50 (=44).
Deutlich ist die einfache Konstruktion dieser ersten Variante, wobei lediglich ein Standarddeckel verwendet werden kann als Gehäuseteil. Die Herstellung des Druckeinlasskanals wird gleichzeitig mit der Herstellung der Kavität für das Drucksensorelement vorgenommen. Figur 6 zeigt die erste Variante im Querschnitt und eine Anbindung über eine Dichtung an das zweite Gehäuse, die das Schutzmaterial mit dem ersten Gehäuse umgibt. Dieses zweite Gehäuse 61, beispielsweise aus Metall, weist einen Druckeinlass 67 auf, der über Dichtungen 60 zum Druckeinlasskanal 63 geführt wird. Der Gehäusedeckel 62 schützt diesen Kanal 63 und bildet ihn durch seine Anwesenheit. Der Gehäusedeckel 62 ist im
Schutzmaterial 65 fest angebunden. Der Druckeinlasskanal 63 ermöglicht ein seitliches Beströmen des Drucksensorelements 66. Im völlig ummoldeten Zustand ist ein integrierter Schaltkreis 64, der die Signalkonditionierung und Übertragung des Drucksensorsignals übernimmt.
Figur 7 zeigt eine Aufsicht dieser einer zweiten Variante. Wiederum ist der Leadframe 72 zu sehen und eine Kavität 71, welche von einem Druckeinlasskanal 70 mit dem entsprechenden Luftdruck von außen beströmt wird. Wiederum erweitert sich dieser Druckeinlasskanal 70 um die volle Breite der Kavität 71 mit Luftdruck zu beströmen. Der Druckeinlasskanal 70 ist im Vergleich zur übrigen Höhe der Schutzschicht 73 vertieft.
Figur 8 zeigt eine Seitenansicht beziehungsweise Seiteneinsicht dieser zweiten Variante. Da verdeckt sind die Leadframes des Drucksensorelements 80 und des integrierten Schaltkreises 83 gestrichelt dargestellt. Im Schutzmaterial 82 ist der Druckeinlasskanal 81 ausgeformt. Deutlich zu sehen ist auch die Kavität 84, in die das nixht gezeichnete
Drucksensorelement 80 eingebaut ist.
Figur 9 zeigt in einer Schnittdarstellung diese zweite Variante. Das Drucksensorelement 93 ist in der Kavität eingebaut und wird über einen Druckeinlasskanal 90 seitlich mit dem Luftdruck von außen beströmt. Im Schutzmaterial 91 ist der integrierte Schaltkreis 92 angeordnet. Elektrische Verbindungen zum Drucksensorelement 93 sind der Einfachheit halber weggelassen worden, wie auch die elektrischen Verbindungen nach außen.
In Figur 10 ist die Verwendung der zweiten Variante in Verbindung mit einem Gehäuse dargestellt. Dabei ist das Schutzmaterial 100 mit dem völlig ummoldeten integrierten
Schaltkreis 101 versehen und weist eine Kavität auf, in die das Drucksensorelement 104 eingebaut ist. Ein Druckeinlasskanal 102 führt zu einem seitlichen Beströmen des Drucksensorelements 104. Dazu weist das Gehäuse 105, bei dem es sich um ein Gehäusedeckel oder Gehäuseboden handeln kann, eine Öffnung 103 auf. Das Schutzmaterial 100 ist über Dichtungen 106, vorzugsweise einer umlaufenden Dichtung, mit dem Gehäuse 105 derart verbunden, dass der Druck nur zum Sensorelement 105 gelangen kann.
Figur 11 zeigt in einem Flussdiagramm das erfindungsgemäße Verfahren zur Ausbildung der Oberfläche des Schutzmaterials und das Verfahren zur weiteren Montage. In
Verfahrensschritt 130 erfolgt das Molden des integrierten Schaltkreises. Durch die Gestaltung des Moldwerkzeuges wird dabei die Kavität für das Drucksensorelement und die Oberflächenvertiefung für den Druckeinlasskanal erzeugt. Im nachfolgenden Verfahrensschritt 131 wird das Drucksensorelement in die Kavität eingebaut und im Verfahrensschritt 132 erfolgt der Einbau des so entstehenden Chipgehäuses in ein umgebendes Gehäuse, wobei ein Gehäuseteil dann dazu führt, dass der Druckeinlasskanal realisiert wird.

Claims

Ansprüche
1. Drucksensor für eine Seitenaufprallsensierung mit: einem Schutzmaterial (100) das wenigstens einen integrierten Schaltkreis (101) umgibt - wenigstens einem Drucksensorelement (104), das jeweils in wenigstens einer Kavität des Schutzmaterials (100) angeordnet ist, wobei eine Oberfläche des Schutzmaterials (100) derart ausgebildet ist, dass ein Druckeinlasskanal durch ein Zusammenwirken der Oberfläche mit wenigstens einem Gehäuseteil (105) entsteht, wobei der Druckeinlasskanal (102) einen seitlichen versetzten Zugang (103) aufweist, das wenigstens einen indirekten Zugang zum Drucksensorelement (104) ermöglicht.
2. Drucksensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass über dem Schutzmaterial 100 ein Deckel als dem Gehäuseteil mit wenigstens einer ersten Öffnung vorgesehen ist, wobei der Deckel mit dem Schutzmaterial (100) ein erstes Gehäuse des Drucksensors bildet.
3. Drucksensor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Drucksensor mit dem Schutzmaterial (100) in einem zweiten, umgebenden Gehäuse (105) angeordnet ist.
4. Drucksensor nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Gehäuse (105) eine zweite Öffnung (103) aufweist.
5. Drucksensor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Gehäuse über eine erste Dichtung zwischen der ersten und zweiten Öffnung verbunden sind.
6. Drucksensor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Schutzmaterial (100) des Drucksensors und das zweite Gehäuse (105) über eine zweite Dichtung (106) verbunden sind.
7. Drucksensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schutzmaterial (100) gespritzt ist.
8. Verfahren zur Ausbildung einer Oberfläche eines Schutzmaterials (100) für einen
Drucksensor mit folgenden Verfahrensschritten:
Ausbildung einer Kavität zur Aufnahme eines Drucksensorelements Gestaltung der Oberfläche derart, dass ein Druckeinlasskanal durch ein Zusammenwirken mit wenigstens einem Gehäuseteil entsteht, wobei der
Druckeinlasskanal einen zeitlichen Zugang zum Drucksensorelement ermöglicht.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche und die Kavität während eines Moldprozesses gemeinsam ausgebildet werden.
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