用于监控润滑剂状态的传感器设备以及用于制造传感器设备的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种具有权利要求1的前序部分的特征的用于监控润滑剂腔中的润滑剂状态的传感器设备。此外，本发明涉及一种用于制造传感器设备的方法。
【背景技术】
[0002]滚动轴承包括多个滚动体，所述滚动体在运行时在滚动面上滚动。为了减小在滚动时的摩擦，通常给滚动轴承供给润滑剂。然而，润滑剂在运行时因持续负荷、老化或者热影响而在质量上变得更差或者因间隙等而损失。变差的润滑剂或者减少的润滑剂量的结果是，滚动轴承中的摩擦提高并从而此外滚动轴承的寿命缩减。
[0003]在文献WO 2009/030202 Al中提出了一种测量设备和一种用于分析滚动轴承的润滑介质的方法。测量设备包括多个发送二极管，所述发送二极管将近红外范围中的光发送到位于测量窗后方的测量部位上，所述测量窗与润滑剂接触。此外，测量设备包括接收装置，所述接收装置接收发送二极管的回射的光。因为特定的波长范围对于润滑剂的质量状态是有效力的，所以可以通过评估从测量部位回射的光的光谱来说明滚动轴承中的润滑剂的质量和/或量。
[0004]形成最接近的现有技术的文献DE 10 2010 015 084 Al涉及一种用于红外传感器的传感器部件以及一种用于其制造的方法。传感器部件例如用于在之前提到的文献的测量设备中使用。传感器部件包括轮廓化的印刷电路板，其中发送二极管设置在圆形的印刷电路板部段上。发送二极管构成为所谓的裸片(DIE)。传感器部件容纳在套筒中，所述套筒通过对于IR辐射并因此对于测量辐射可透过的、基于硅酮的凝胶填充，使得一方面发送二极管和接收装置的彼此的位置不再改变，另一方面挤出氧气和水蒸汽，并且第三，改进构成为DIE的发送二极管至周围环境之间的光学过渡部。
【发明内容】
[0005]本发明基于如下目的:提出一种传感器设备，所述传感器设备在有利的制造的情况下能够功能可靠地运行。本发明也基于如下目的:公开一种用于制造所述传感器设备的方法。该目的和其它目的通过具有权利要求1的特征的传感器设备以及通过具有权利要求
13的特征的方法实现。本发明的优选的或者有利的实施方式从从属权利要求中、下述描述以及所附的附图中得出。
[0006]在本发明的范围中，提出一种传感器设备，所述传感器设备适合于和/或构成用于监控润滑剂腔中的润滑剂状态。尤其，传感器设备构成为，识别润滑剂、尤其润滑脂的状态改变。通过传感器设备尤其能够监控水含量、浑浊度、热和/或机械磨损和/或润滑剂的温度。尤其，使用NIR(近红外范围)和/或MIR(中红外范围)中的光谱作为用于监控的测量辐射。可能的测量方法在一开始提到的文献WO 2009/030202A1中予以描述，其关于测量方面的公开内容通过参引并入本文。
[0007]传感器设备包括发送器平台，其中在发送器平台上设置有多个二极管装置作为用于测量辐射的发送装置。发送器平台尤其构成为电路板的部段。二极管装置构成用于发出在NIR和/或MIR范围中的测量辐射。特别优选的是，设有至少两个不同的二极管装置作为发送装置，其中不同的二极管装置的区别在于被放射的测量辐射的光谱。发送器平台设置在传感器设备的测量腔中。
[0008]此外，传感器设备包括测量窗装置，所述测量窗装置形成从测量腔到润滑剂腔中的过渡部。测量窗装置例如能够构成为玻璃盘、尤其构成为蓝宝石玻璃盘。在运行时特别优选的是，测量窗装置直接地与润滑剂腔中的润滑剂接触和/或与其物理接触。
[0009]此外，传感器设备具有至少一个接收器装置、例如接收二极管，所述接收二极管同样设置在测量腔中并且构成用于接收已从测量窗装置回射的测量辐射。在运行时，由发送装置沿着朝向测量窗装置的方向放射测量辐射。在该处，测量辐射被散射和/或反射，其中测量辐射的光谱和/或强度受与测量窗装置邻接的润滑剂的影响而根据润滑剂的状态来改变。通过监控测量辐射的光谱和/或强度的改变能够推测出润滑剂的状态。例如能够通过发送装置的回射的具有第一光谱的测量辐射和发送装置的回射的具有第二光谱的测量辐射的比值推测出润滑剂的状态。
[0010]构成为发送装置的二极管装置中的至少一个、优选一些并且尤其所有的二极管装置(必要时分别)包括所谓的DIE13DIE在半导体技术中是单个未封装的半导体芯片的名称。其也能够称为“Nachtchip”。其通常通过锯割或者折断已完成处理的晶片变为矩形的部分(晶圆切割，dicing)，在所述矩形的部分上存在各一个完全的、有功能的构件。Dice在英语里表示“立方体”，然而因为晶片是非常薄的，所以DIE仍然看起来不是立方体状的，而是在其形状方面优选对应于扁平的长方体。尤其，二极管装置构成为“裸芯片”或者“裸晶片”。在具体情况下无壳体地实现至少一个二极管装置。
[0011]在本发明的范围中提出:传感器设备具有至少一个顶，其中所述顶放置在至少一个二极管装置上并且其中所述顶和DIE经由接触面连接。接触面设置在DIE的上侧上，其中在相同的上侧上设置有二极管装置的发光的二极管区域。尤其，顶仅经由DIE的表面上的接触面与DIE连接。
[0012]本发明的优点在于:通过在宽度延伸中非常窄地构造的顶能够实现非常高的包装密封性或者二极管装置彼此间的非常大的间隔。二极管装置之间的这种间隙是必要的，因为该间隙为用于引线键合接触的工具所需并且因此对于引线键合工具而言是需要的。此夕卜，顶的接上具有下述优点:所述顶不妨碍从二极管装置沿着侧面方向至二极管装置的散热。顶承担调整从二极管装置至周围环境的折射率指数的功能。因此，能够弃用针对这种功能对传感器设备的液体填充。尤其，传感器设备设置在具有空气环境的测量腔中。以这种方式，传感器设备(相对于现有技术)是更耐老化的并从而是更可靠的。此外，排除了在液体发热时的热问题，使得改进了传感器设备的功能能力。
[0013]在本发明的一个优选的设计方案中，顶构成为平放的滴状物和/或构成为具有削平的底面的半球形形状，其中顶的底面形成对DIE的接触面。通过这种造型一方面能够以原始形状、尤其液态地施加顶，其中顶的形状通过表面张力本身形成，使得不需要用于所述顶其它成型的措施。另一方面，所述顶在该设计方案中形成聚光透镜，使得测量辐射沿着朝向测量窗装置的方向聚焦和/或成束。
[0014]在本发明的一个优选的改进方案中，DIE具有衬底或者构成为衬底，所述衬底具有侧面，其中在侧面和上侧之间构成有外边棱，并且其中接触面邻接于DIE的上侧从而衬底的上侧并且与侧面隔开。尤其，上侧和侧面之间的外边棱在制造顶时通过以液态形式施加作为浇注件形成用于浇注件的流动阻碍部。通过借助于上侧的外边棱对顶限界，接触面与顶的平坦的基面相比缩小或者被限制并且通过浇注料的表面张力形成具有小的曲率半径并从而具有大的光学折射率的顶。在该设计方案中，除了二极管装置的小的构造空间需求外将测量辐射在贯穿顶时的光学衰减保持得小。
[0015]在一个优选的结构上的设计方案中，发送器平台构成为电路板(印刷电路板)，其中DIE例如经由粘胶固定在电路板上并且经由引线键合通过引线与电路板电连接。在本发明的一个优选的设计方案中，至少一个用于引线键合的引线的连接区域设置在接触面上，使得顶除了光学作用外还实行引线的固定，使得功能可靠性提高。这种结构上的设计方案也反映了用于制造传感器设备的所述方法的一个优选的设计方案，其中首先将DIE固定在电路板上，随后经由引线键合与电路板连接并且在引线键合之后放置顶。