用于传感元件和传感器装置的制造方法与流程

文档序号:15886358发布日期:2018-11-09 18:58阅读:134来源:国知局
用于传感元件和传感器装置的制造方法与流程

本申请要求2016年1月20日提交的瑞士申请no.0079/16的优先权,其全部内容通过引用合并于本文。

本发明涉及低温共烧陶瓷(ltcc)领域,且根据相应独立权利要求,涉及用于制造至少包括无源电气部件的传感元件的方法、通过该方法制造的作为传感元件的线圈、包括这种线圈的传感器模块、传感器装置、和涡轮增压器,所述传感器装置用于确定物体的旋转速度且包括传感器模块,且涡轮增压器包括这种传感器装置。

背景技术

ltcc的技术在电子器件行业是已知的,用于基于烧结陶瓷基板制造具有多层的电子电路。可通过该技术制造导体路径、电容器、线圈等。ltcc电路的优势是可以将这些无源电气部件整合到陶瓷壳体中。这在所述电路处于困难运行条件(例如脏且热的环境)时是有利的,因为陶瓷壳体具有良好的热机械性能和保护性能。因为850℃到900℃的低烧结温度(firingtemperature),可以将具有低功率损耗的金属用于电路路径,通常是金或银,其熔点为960℃到1100℃。通过使用所述金属实现的低功率损耗在通过ltcc技术制造的模块上具有非常高的频率性能。

ltcc模块是单层或多层基板,其包括玻璃陶瓷材料制造且被称为“生片(greensheet)”或“生带(greentape)”的一层或多层电介质带。如线圈这样的无源部件可以嵌入在该基板中或它们可以施加在最上层。

在涡轮增压器应用的例子中,线圈用于感测压缩机叶片的旋转速度。涡轮增压器使用从汽车发动机的排气而来的余能(wasteenergy),以驱动新鲜空气的进入和压缩,其随后被迫进入汽车发动机中。这造成发动机燃烧更多燃料且由此产生更大动力,同时消耗更少的能量,由此改善燃烧过程的总体效率。涡轮增压器通常包括涡轮机叶轮和压缩机轮,它们通过被支撑在轴承系统上的共用轴连接。涡轮机叶轮被排气驱动,其又驱动压缩机轮,压缩机轮吸入并压缩环境空气,然后将其送入发动机的气缸。通过涡轮增压,可将较小发动机的性能水平增加到没有涡轮增压的较大发动机的性能水平,还具有低燃料消耗和排放的额外优点。因此,涡轮增压器逐渐用于客用、商用、越野和运动车辆中的柴油发动机和汽油发动机。

确定涡轮增压器的压缩机轮的旋转速度对于优化其效率和用于确保涡轮增压器和发动机位于其相应的安全操作范围内来说是很重要的。目前的涡轮增压器需要以越来越高的排气温度和压缩机入口温度可靠地且连续地运行。现代的汽油和柴油涡轮增压器必须在高得多的发动机罩下温度环境中运行,压缩机轮处的温度为约200℃或更高。现代的涡轮增压器压缩机轮通常用强韧、轻质、导电的材料制造,例如铝、钛或镁,其可承受高应力。这种压缩机轮的旋转速度可优选通过有源涡流原理来测量,其中,通过震荡系统产生磁场,且感测线圈用于在压缩机叶片经过传感器末端前方的磁场时检测压缩机叶片。

现今的用于测量涡轮增压器速度的应用在技术上复杂,因为叶轮/压缩机轮(目标轮)通常非常薄(十分之几毫米),尤其是用于乘用车的,且因此为传感器线圈进行的检测产生很低的信号。而且感测距离/空气隙——即传感元件(通常是例如盘形线圈这样的标准平坦线圈)和目标(叶片)之间的距离——会变化,因为线圈是平坦,但是涡轮增压器壳体的内壁是圆/鞍状的且叶轮/压缩机轮的包络轮廓是弯曲的。因此,这些线圈具有相对大的形状,以便能使得可被处理以用于计算所述旋转速度的信号得到足够的增益。然而,为了能将它们装配到相对小的传感器末端中,这些应用要求小线圈,以避免或至少最小化负面效果(例如热点和空气动力干扰)。因此,线圈直径限定传感器末端的尺寸。线圈相对于叶片的尺寸和位置是用于获得准确测量结果的决定性参数。

总的来说,除此之外,影响对涡轮增压器的旋转速度测量结果质量的因素为:

-叶片的厚度

叶片的厚度对信号波形和幅度有影响。叶片越薄,则越难以正确地感测到它们。

-叶片的材料

具有低导电性的材料(如钛)影响信号波形和幅度,造成低灵敏度。

-传感器末端和叶片之间的空气隙宽度

为了获得更准确的结果,传感器末端中线圈和经过的叶片之间的空气隙(距离)必须尽可能小。因此线圈的尺寸和形状在这方面起到非常重要的作用。

由于这三个主要因素,线圈几何结构和尺寸的优化必须纳入考虑,以便准确地测量速度。

通常,卷绕工艺是已知的并用于制造线圈。然而,该工艺仅允许制造具有简单几何结构的线圈,例如盘形线圈。由于其不稳定性,这种线圈会在包覆模制工艺期间变形,造成多变且异常的信号处理。

一方面,为了实现线圈的可接受的小尺寸以用于需要小线圈的应用,卷绕线圈的方案被证明是可行的,但是结果仅是在信号质量、信号波形、空气隙和传感元件的尺寸之间做出妥协。结果,信号波形和质量不令人满意。对于涡轮增压器应用的所述例子,上述方案是可实行的,但是是以信号质量和波形为代价。

另一方面,可以增加线圈尺寸以用于信号优化,但是是以速度传感器的其他参数需求为代价,由此造成传感器末端的较差成形因素和不适宜的空气隙。

卷绕线圈工艺的替换方法以标准的、静电陶瓷多层技术制造线圈。然而,这种线圈具有非常差的传感性能,因为通常的层沉积步骤与烧结步骤组合会限制沉积线圈绕组的尺寸。通过该工艺实现的最大金属化部厚度为约10到20μm。更厚的层会导致挤压(潜在地造成绕组之间的短路),且还会在烧结工艺期间造成陶瓷的翘曲或破裂。还存在线路/空间尺寸方面的局限。典型的模版印刷实现200/200μm的尺寸。被印刷导线的小横截面和不同金属化层和导线之间的大距离(侧向和垂直方向)实现线圈的低电感和高电阻。因此,这种线圈的质量因素相当低,造成较差的传感器性能。

进一步,当前制造方法包括将通道压印(embossing)在陶瓷生带中,并通过模版印刷与进一步填充工艺组合。该方法的缺点是有限的压印通道深度(通常低于30μm)和这种结构的有限空间(通常大于70μm),这会造成金属化结构的高电阻。

国际专利申请wo2015027348公开了一种传感器装置,其包括具有传感器节段、安装节段、和连接件节段的传感器壳体。传感器节段和连接件节段布置在安装节段的对侧。传感元件布置传感器节段的传感器末端,“传感器末端”是指传感器节段的最远离安装节段的端部。进而,传感器电子器件布置在传感节段中,传感器电子器件包括绝缘衬底上的硅电路(silicon-on-insulatorcircuit)。集成的绝缘衬底上的硅电路嵌入在柔性或半柔性的聚合物基板之间。传感器电子器件可以用于向传感元件提供输入信号和/或评估和/或放大通过传感元件提供的输出信号/测量信号。wo2015027348还概述了所述旋转速度的测量基础。另外,这种测量的原理是本领域技术人员已知的。因此,这些原理未在该文件中记载。



技术实现要素:

本发明的目的是改善制造技术,且通过该技术改善所制造的传感元件,达到能解决上述缺陷的程度。

在本发明的第一方面,该目的通过用于制造至少包括无源电气部件的传感元件的方法解决。方法包括以下步骤:

a)冲出孔,用于在至少一个生片中形成穿通接触部,其中穿通接触部是无源电气部件的一部分,

b)在至少一个生片中通过激光形成用于穿通接触部的孔和通道,用于接收金属化部,其中金属化部的无源电气部件一部分,

c)在通道和孔进行金属浆料的模版印刷和干燥,用于在通道中形成金属化部和用于在孔中形成穿通接触部,

d)将所有生片对准、叠置、层叠并烧结在一起,用于形成烧结瓷块,和

e)将烧结瓷块的各线圈分离。

该制造技术允许以非常小的绕组间隔和同时以大的金属化层厚度实施金属化层。进而,实现邻近金属化层之间的最小距离。

在优选实施例中,执行通过去除至少部分溶剂而进行对所有所使用生片回火的步骤a0)。

在优选实施例中,执行填充有金属浆料的通道之间的生片表面的激光清理步骤d0)。

在本发明的第二方面,该目的通过线圈解决,该线圈作为根据本发明第一方面的方法制造的传感元件。线圈在具有金属化部和孔的两个生片上延伸,其中一个生片的金属化部通过至少一个导电穿通接触部与另一生片的金属化部电连接。两个生片的所有金属化部与至少一个穿通接触部一起形成线圈绕组。

有利地,这种线圈具有相对非常小的尺寸,但是同时可实现用于线圈的实际上所有合格的复杂几何结构。

在本发明的第三方面,该目的通过传感器模块解决,该传感器模块具有通过根据本发明第一方面的方法制造的线圈。传感器模块包括进一步除了线圈的两个生片以外的额外生片。传感器模块的至少最外生片不包括用于金属化部的通道,且线圈的两个生片布置在传感器模块的最外生片之间。

有利地,包括这种线圈的传感器模块还可被制造为具有较小尺寸。进而,通过将生片层布置在线圈的两侧以保护金属(除了用于电连接的穿通接触部以外),可实现高得多的鲁棒性和针对环境影响(例如热和灰尘)的电保护。

在本发明的第四方面,该目的通过传感器装置解决,该传感器装置用于确定在传感器装置前方经过的导电物体的速度。传感器装置包括传感器壳体和根据本发明的第三方面的传感器模块。传感器模块布置在传感器壳体的末端且面向导电物体的期望经过的方向。传感器模块连接到用于信号处理和数据传输的传感器电子器件,其被布置在传感器壳体中。

对于传感器装置相对于要被测量的物体的定位而言,具有这种传感器模块的传感器装置有利地更灵活,因为传感器末端的直径非常小。

在本发明的第五方面,该目的通过涡轮增压器解决,该涡轮增压器包括壳体、具有压缩机轮叶片的压缩机轮和根据本发明第四方面的传感器装置。传感器装置的末端面对压缩机轮叶片。

具有这种传感器装置的涡轮增压器得益于上述优点,即热点减少且具有非常小直径的孔眼成为可能,使得涡轮增压器性能可增加,且对涡轮增压器气流/效率比具有更小的影响。

在一些实施例中,压缩机轮叶片可用具有高电阻率的材料制造,如钛。

根据本发明第四方面的传感器装置优选用于车辆的涡轮增压器,车辆尤其是越野车辆或乘用车或重型卡车,或用于飞机涡轮机或用于发电涡轮机或用于钻井机。

如所述的,本发明的装置方案尤其适用于艰难的环境,如车辆经历天气、热和灰尘。例如,因为乘用车辆中的涡轮增压器通常置于靠近发动机的排气部分中,它们必须承受高温。该应用强化了例如具有陶瓷层以作为用于线圈的耐热保护层的优势。进而,传感器的更准确测量和灵敏度使其尤其适用于具有薄涡轮增压器叶片和低导电材料制造的叶片的应用。这种应用通常是使用以非常高的速度(例如300.000rpm)旋转的小涡轮增压器的乘用车辆。在这种情况下,薄叶片非常有利。因为它们具有更低惯性力矩,由此使得涡轮增压器响应性更好。钛叶片使得叶片耐久性增加,在叶片必须承受快速旋转速度的情况下,这是一种期望的性质。

附图说明

从从属权利要求和从针对附图所作的以下描述获得本发明的进一步实施例、优点和应用。示出的是:

图1是根据本发明方法的某些步骤的示意且简化的图示,

图2是用于根据本发明方法的步骤c)的具有开口(黑色标记)的示意性模版,

图3是根据本发明的线圈的透视图,

图4是图3的线圈的俯视图,

图5是图4的线圈的侧视图,

图6是图5的细节的视图,

图7是在线圈分离之前的作为烧结瓷块的结构化瓷块的视图,

图8是根据本发明的传感器模块的透视图,

图9是图8的传感器模块的俯视图,作为透明图示,

图10是根据本发明的传感器装置,

图11是用于传感器电子器件的图10的支撑元件,且

图12是安装了图10的传感器装置的根据本发明的涡轮增压器。

在各种图中,相同的附图标记在所有图中表示相同或相似或类似作用的部件。

具体实施方式

一般要点

术语“上”、“下”等是相对于相应部件的环境所述的。因此,例如布置在第二层上方的第一层比第二层更靠近环境。

在本文中术语“复杂几何结构”或“多种复杂几何结构的”是针对线圈所述的,如不能卷绕的二维线圈结构或三维线圈结构。专利申请wo2015027348显示了复杂几何结构的例子。因此,本文仅描述了用于解释本发明特征的目的的示例性几何结构。其他几何结构也是容易想到的。

术语“空气隙”应被理解为传感器末端到要被测量的物体的距离。在这种情况下,距离应被理解为从具有传感器模块的传感器末端到要被测量的物体的最近点的距离。

在本发明的情况下,“传感元件”应被理解为通过根据本发明的方法制造的产品的一般术语。通过根据本发明的方法制造的“线圈”是在传感元件内的电部件。应注意,“传感元件”可以包括线圈,或其可以包括与额外层一起作为所述无源电气部件的线圈。换句话说,方法步骤可仅用于制造线圈,例如分两层的线圈,但是它们在需要并非无源电气部件(线圈)的一部分的额外层的情况下同样有效。具体说,应清楚地理解,可以通过根据本发明的方法在制造线圈和在线圈上方增加额外层的一个工艺中制造包括“线圈”的“传感器模块”。在本文的情况下,术语“传感器模块”应被理解为包括电部件以外的层的传感元件。“传感器装置”是含有传感元件和不是通过根据本发明的方法制造的其他部分的装置。因此,传感器装置可以仅包括作为传感器模块或传感元件的线圈。

术语“压力下”应被理解为相应实体承受大气压力以上的压力。

在本文中,术语“金属化部”是指金属化通道和/或金属化通孔。

在后文中将描述附图。

图1示出了根据本发明的方法的某些步骤的示意且简化的图示。如所述的,该方法包括下文所述的步骤。

在第一可选步骤a0)中,通过从中除去至少部分溶剂来对所有使用的生片1、2和3进行回火。这些生片形成未烧结的陶瓷实体,即尚未被该方法处理的陶瓷板。通常,生片可具有不同的标准尺寸。令生片回火在随后的步骤c)的模版印刷(stencilprinting)和干燥工艺期间和在激光清理的第二可选步骤d0)期间具有积极效果。因为干燥步骤意味着将陶瓷实体原料暴露在热量之下,所以层由于溶剂的蒸发而收缩。已经注意到,生片的这种收缩不会在其整个延伸过程中均匀发生,而是与生片的中间部分相比,在边缘处具有不同的速率。这造成生片表面的不期望变形,这会对要被制造的整个模块造成影响。通过回火,溶剂的一些部分从生片提取出来,由此随后产生更均匀、减小的生片收缩。

部分i)显示了没有通道的生片的步骤a)和c)。在步骤a)中,在生片1中冲出(p)用于穿通接触部的孔1a(也称为通过孔)。在步骤c),它们被金属化部填充,产生穿通接触部1b。为了确保孔的均匀填充,印刷头(h)必须在模版上前后施加金属浆料6。这些穿通接触部需要将线圈连接到传感器元件的垫4。图的部分ii)对应于具有通道的生片的步骤b)、c)和d0)。在步骤b)中,通道2b和通孔2a在生片2中通过激光(l)形成。它们用于接收金属化部,产生经填充的通孔2c(其形成线圈和垫4之间的连接基础)和经填充的通道2d。对于这种激光加工,优选的是使用uv激光,优选是具有足够能量输出的合适的最先进的激光。通常,优选使用具有低几何变形的高精度激光工具,因为要被激光加工的结构非常小。随后将参照图6进行描述。优选地,形成通道2b的步骤b)在多个激光加工子步骤中逐渐执行,直到获得均匀的通道深度。通过实验已经得知,使用至少三个子步骤,其中在每一个子步骤中,通过激光在用于金属化部的区域中去除生片材料的至少一部分,实现均匀通道一致性,而所述步骤不会消耗过多时间。由于通道的小尺寸,该子步骤过程是优选的,以便避免对整个生片的潜在“穿透激光加工”。在步骤c),通过具有金属浆料6的印刷头(h)并通过模版5进行模版印刷(stencilprinting)而填充空的孔2a和空的通道2b。将针对图2详细描述模版。在可选步骤d0),邻近通道之间的残余金属浆料被激光(l)去除。

在本例子中,使用多个层。在制造包括多个生片1、2和3的传感器模块的情况下,将生片(如图1的iii所示)一个叠置在另一个上并将它们彼此对准的步骤在可选步骤d0)的激光清理之后执行,以便形成陶瓷实体原料。

在烧结陶瓷实体原料之前执行增加未经金属化的额外薄生片3作为最外生片的步骤,以便保护电子无源部件或“埋入”内层中的电路。

在此上下文中,清楚说明了所示构造仅用于示例性目的。所述方法可同样用于制造单层或多层实体。

在后文中,被填充有金属浆料6的通道和孔将分别通过2d和2c表示,以便与空的通道和空的孔2b、2c区分开。

在可选激光清理步骤d0)期间,经填充通道2d之间的表面上的残余金属浆料2e通过激光(l)去除,其中由于与针对步骤b)所述的相同的原因,上述uv激光(尤其是二极管泵浦固体激光(diode-pumpedsolidstatelaser))被用于该任务。越重视该步骤,小型化水平则越高。例如,在通道间的空间为30μm或更小的情况下,金属浆料残余物会保持在两个邻近通道2d之间的生片2的表面上,因此导致短路。通过清理过程去除这些金属浆料残余物,其中每个线圈的清理时间明显低于一秒。

部分iii)示出了示例性的层堆叠结构,其最外层3是保护层。其后的两层代表具有已经填充有金属浆料6的通道2d和孔2c的电路或无源电气部件。随后的两个层示出了仅具有经填充孔1b的示例性可选层,例如用于建立与外部传感器电子器件的电接触。至少两个垫4被印刷在线圈的一侧,用于连接到传感器电子器件。iii)的图示示出了一个阶段,其中已经制备的层准备好用于叠放(而图中所示的层之间的间隙仅是用于说明的目的)并准备好进入步骤d)。

在步骤d),陶瓷实体原料被对准、叠放、层叠和烧结,用于在将单个线圈分离之前形成最终的瓷块(tile)。在标准的ltcc工艺中,将大量金属浆料6整合到一个或多个陶瓷层中将在标准烧制工艺(烧结工艺)期间造成翘曲或缺陷。这些不期望的效果是由于金属浆料6和生片的电介质基材的收缩率和绝对收缩的不同造成的。其他原因是金属浆料的金属(例如银)扩散到生片的陶瓷基材中,导致陶瓷的非均匀收缩,且因此形成缺陷。由于这些原因,当前方法使用受限烧结工艺(constrainedsinteringprocess),其不同于标准烧结工艺(不受限烧结)。其优选是在压力下执行。已经发现的是,约0.1mpa到0.8mpa的压力就足以得到良好结果。但是,也可以应用其他压力。

最后,在步骤e),通过锯切、激光切割或刻划并破坏将线圈分离,以便形成最终的传感元件。为了优化瓷块上的线圈密度并通过使得锯切或激光加工步骤的数量最小化而简化分离工艺,感测实体的轮廓必须仔细选择,例如针对锯切选择八边形,如图7所示。为了简化该工艺,在每一个线圈周围印刷对准标记。

图2显示了用于根据本发明的方法的步骤c)的模版5。模版5包括开口10(用于通道2b)和开口9(用于孔2a),使得金属浆料6可经由印刷头(h)被引入到空的通道2b和空的孔2a中。模版5的等间隔开口10沿模版5按区间布置,以便改善模版5的稳定性。被推到两个邻近开口10中的金属浆料6也将填充由两个相邻模版开口10之间的模版材料覆盖的通道区间。模版5包括聚合物结构层,用于调节要在通道2b和孔2a中填充的金属浆料6的量。金属浆料6是具有限定的固体相的导电浆,例如溶剂银。通孔2a和通道2b同时被填充。为了确保用金属浆料6均匀填充通道,印刷头(h)理想地必须在水平平面中沿几个方向前后运动。

图3示出了根据本发明的线圈11的透视图且图4示出了图3的线圈的俯视图。线圈11可以被认为是通过所述方法制造的传感元件12。如果存在线圈层(一个或多个)以外的层,则线圈形成传感元件12的无源电气部件。在该具体例子中,线圈11包括与两个生片2对应的两个线圈层11a和11b,如图1所示。出于简化的原因,仅示出了形成线圈绕组的金属化路径。

如图3所示,设置用于将线圈11连接到传感器电子器件的接触部4,其中一个接触部连接到线圈11的绕组的一个端部,而另一个接触部连接到线圈11的绕组的另一端部,如已知的。

在一些实施例中,线圈是双d型扁平线圈或双d型鞍型线圈。然而,可以容易地制造其他的线圈几何结构。例如,线圈可以实施在单层或多层上,作为二维线圈或三维线圈,取决于所需的几何结构。线圈形状的例子和关于这种线圈的更多细节可以在上述国际专利申请wo2015027348中找到。

图5示出了在图4的平面aa上垂直观察的图4的线圈的侧视图,且图6示出了图5的细节b的横截面图。如所述的,线圈布置在两个生片层上。

目标是线圈11的金属化部2d具有大于1的深宽比。深宽比通过通道2d的深度t除以其宽度w来定义,对于这种情况,应使得t/w>1。

尤其是,在具有165μm厚度的非烧结生片中,每一个通道2d的深度t范围为80μm到120μm。通道深度t取决于建议的金属化部厚度,且在形成工艺期间通过激光加工步骤得到精确控制,以便在整个结构上产生均匀深度的通道。该通道深度t主要地决定金属化结构的内部电阻。在通道形成之后留下的残余生片厚度r(例如可以是在步骤b的多个子步骤中的情况)主要决定不同线圈层的金属化部之间的距离,且因此影响线圈11的电感和电容。

用于金属化部的每一个被填充通道11a和11b的宽度w为约70μm。在一些实施例中,两个邻近的填充通道11a和11b之间的距离d(通道间隔或绕组间隔2g)范围为20μm到30μm。

这些尺寸揭示了针对步骤b)使用高精度激光以在生片2中形成通道2b的必要性。还可以看出,为什么在制造方法中可能有必要使用可选清理步骤d0),因为通道间隔d例如仅为25μm宽。若没有清理步骤,可能的是小部分金属浆料6会易于跨过该宽度,由此形成近路。

图7示出了结构化瓷块8的例子,其已准备好沿分离线8a进行锯切、激光切割、或刻划并破坏。有如下四种不同方向:水平、垂直、+45°和-45°,以便获得含有传感元件11的八边形的感测模块12。

图8示出了根据本发明的传感器模块12的透视图,且图9以透明视图示出了图8的模块的俯视图。传感器模块12包括在图9中可见的并通过层11b示出的线圈11。进而,传感器模块12进一步包括除了两个生片2以外的生片。传感器模块的最外生片3和两个生片1之间夹着(线圈层)两个生片2。它们的目的是保护线圈,如前所述。连接件孔1b设置在生片(一个或多个)1中。用于线圈11的导电连接件表面4(用于将传感器模块12连接到传感器电子器件)被印刷在最外生片层1上。在与图3的连接件孔1b关联地观察连接件4可以理解这一点。应理解,额外的层可以布置在线圈层2和最外层1之间。

优选地,连接件表面在最外生片1中布置在传感器模块12的一侧,如图8所示。因此,在图8中不可见的最外表面3是普通生片,其不具有通道也不具有孔。但是,也可以在线圈11一侧上布置一个连接件表面4,且在线圈11的另一侧上布置另一连接件表面4。

在一些实施例中,尤其是在与涡轮增压器中的传感器模块的应用有关的实施例中,传感器模块12具有3mm的最小直径,优选3.7mm的直径。未给出最大直径,因为对该参数没有特别限制。仅通过要使用传感器模块12的应用和通过制造工艺的限制来给定限制。

通过所述方法以所述方式制造传感器模块12。

在可选的步骤a0),所有生片1、2和3经回火。

在步骤a),仅含有通孔的生片1被冲压,以便形成用于将线圈11电连接到外部电路的穿通接触部。对于最外层3来说不需要步骤a)。

以与用于线圈11的生片2相似的方式应用步骤b)和c)和可选步骤d0)。对于层1来说不需要步骤b)和可选步骤d0),且对层3来说不需要步骤b)和c)和可选步骤d0)。

在步骤d)的烧结之前,执行已经提到的所有生片对准、叠置和层叠的步骤。结果是获得非常紧凑且强韧的传感器模块。这允许在严苛环境中使用传感器模块。

应注意,根据所使用的层类型执行根据本发明的方法。因此,合适的控制工艺和软件用于使得该方法适应特定需求,例如针对不需要一个或多个步骤的层省略该一个或多个步骤。进而,所述控制软件可以在随后步骤执行之前触发方法各步骤的重复,例如形成通道(2b)的步骤b),其在至少三个子步骤中被逐步执行。在一些实施例中,控制软件也可以触发“停放(parking)”生片直到它们被使用。例如,如果步骤a0)被针对多个层执行,所述多个层包括需要通孔和通道的生片且还包括不需要这些步骤的生片,则后一种生片可以被“停放”,直到需要通道和通孔的层已经根据步骤a)到d)被处理。只有在该处理之后,被停放的生片才被引入处理工艺,再次用于叠置步骤e)等。优选的是使得所有层在同一处理步骤中经历相同的收缩。然而,可以个别处理经停放的片,尽管并不优选。

图10示出了根据本发明的传感器装置15。传感器装置15优选用于确定在传感器装置15的前方经过的导电物体的速度。在本例子中,物体是涡轮增压器叶轮25的叶片23(见图11)。传感器装置15包括传感器壳体16和布置在传感器壳体16的末端20(传感器末端)且面向导电物体(即叶片23)的期望经过方向的传感器模块12。传感器模块12连接到用于信号处理和数据传输的传感器电子器件18,其被布置在传感器壳体16中。

传感器壳体16进一步包括传感器节段19、安装节段17和连接件节段21,安装节段17连接传感器节段19和连接件节段21,使得它们在安装节段17的对侧。安装节段17优选形成为凸缘。具体说,传感器模块12布置在传感器节段19的传感器末端20中。传感器模块12和传感器电子器件18通过互连部18a彼此连接,所述互连部连接到传感器电子器件18的接触垫和传感器模块12的垫4。传感器电子器件18和接触部18a优选安装在支撑元件14上,其限定了传感器电子器件18、接触部18a的正确位置,从而也限定了传感器模块12的正确位置。

图11示出了用于传感器电子器件的支撑元件14,已经针对图10对其进行了描述。

图12示出了根据本发明的涡轮增压器22的一部分,其具有图10的传感器装置15。涡轮增压器22包括壳体24、具有压缩机轮叶片23(特别使用导电材料制造,具体是钛、镍或铝)的压缩机轮25和传感器装置15,其中传感器装置15的传感器末端20面对压缩机轮叶片23。在一些实施例中,压缩机轮叶片23的厚度等于或大于0.2mm。

涡轮增压器22进一步包括在壳体24中的压缩机入口29。压缩机轮25通过轴(未示出)连接到涡轮机叶轮。壳体24设置有孔26形式的凹部,特别是例如孔眼这样的圆柱形孔,优选其沿朝向压缩机轮25(的叶片23)的方向完全穿过涡轮增压器壳体24的壁。

本发明的传感器装置15插入到圆柱形通孔26中,该通孔是锥形的以适应轴状传感器节段19的直径,(但是其在传感器装置的末端处收窄到小圆柱形直径),直到其安装节段17从外侧邻接在涡轮增压器壳体24的壁上。传感器装置通过m4螺栓固定到压缩机壳体,所述螺栓插入通过安装节段17中的孔并旋拧到安装在压缩机壳体中的相应孔眼。连接件节段21指向远离涡轮增压器壳体24的方向。具有传感器模块12的传感器节段19远端端部位于圆柱形孔26的内侧开口处,使得旋转叶片23以短的距离经过它。

传感器节段19的外径基本上对应于圆柱形孔26的内径,使得传感器节段19紧配在圆柱形孔26中。为了在圆柱形孔26中的固定放置,环形密封元件27围绕圆柱形孔26中的传感器装置15,以提供传感器装置15在圆柱形孔眼26中的固定并紧配。环形密封元件27优选设置在从传感器节段19到安装节段17的过渡位置处。环形密封元件27优选通过耐热含氟弹性体o型环密封件给定,其可承受至少200℃的温度。

尽管在本文中示出并描述了本发明的目前优选实施例,但是应清楚地理解本发明并不限于此,而是可以在权利要求的范围内以其他方式实施和实现。因此,类似“优选”或“具体”或“尤其”或“特别地”等的术语仅表示可选和示例性的实施例。

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