专利名称：质量流传感器和具有质量流传感器的机动车的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种质量流传感器和特别是一种用于机动车的空气质量传感器的质量流传感器。
背景技术：
质量流传感器适于检测流动通道中的流体的质量流。这样的流动通道例如可以是内燃机的进气部分。取决于通过质量流传感器检测的质量流可以执行例如对内燃机的运行的诊断，也可以实现控制内燃机。为此目的重要的是，在不同的运行条件下可靠地并且尽可能精确地检测实际的质量流。DE 197 24 659 Al公开了一种包括传感器件的质量流传感器装置。该传感器件布置和集成在特有的芯片上。此外公开了一种评估电子元件，其单独设计，但是和传感器单元电華禹合。DE 42 19 454 C2公开了一种具有测量芯片的质量流传感器装置，该测量芯片借助于连接线与另一个电路电耦合。此外质量流传感器装置的隔板这样和测量芯片接触，即在测量芯片上的连接区域与流动通道在空间上分离，测量芯片的传感器件布置在流动通道中。
发明内容
本发明的目的在于，提出一种能特别可靠地运行的质量流传感器和一种具有质量流传感器的机动车。该目的通过独立权利要求所述的特征来实现。在从属权利要求中体现了本发明有利的实施方式。根据第一观点，本发明的特征在于一个质量流传感器，其具有至少一个传感器件， 借助于该传感器件能检测流体流的质量流。此外质量流传感器具有传感器芯片，该传感器芯片具有第一芯片侧和相对设置的第二芯片侧。在第一芯片侧上布置有至少一个传感器件并且在第二芯片侧上布置有至少一个电触点。至少一个电触点借助于至少一个电连接与至少一个传感器件电耦合。此外质量流传感器具有传感器支承件，该传感器支承件具有至少一个电导线和至少一个电接触区域，该电接触区域与至少一个电导线电耦合。该传感器芯片这样布置在传感器支承件上，即在传感器芯片的第二芯片侧上的至少一个电触点与传感器支承件的至少一个电接触区域电耦合。这具有的优点是，由此特别牢固和可靠地构成质量流传感器，以便测定流体流的质量流。流体可以设计为气体或液态。流体特别是空气，从而能特别在空气质量传感器中使用质量流传感器。电导线例如可以设计为安置在传感器支承件上的印刷电路，从而例如设计为粘贴上的印刷电路。传感器芯片典型地布置在流动通道中并且能在流动通道中暴露于流体流。优选地将隔板设计为介质分离件，其这样布置，即一部分质量流传感器、从而例如传感器芯片对应于流动通道，而另一部分质量流传感器和流动通道在空间上分离。由于传感器件和传感器支承件的电导线电耦合，因此可以特别可靠地设计隔板。特别地，可以特别可靠地运动质量流传感器，这是因为并不存在能由隔板损害的自由延伸的电线、例如连接线。由于在传感器芯片的第二芯片侧上布置至少一个电触点，保护电触点和电接触区域防止受到湿气和在流体流中传输的颗粒的损害。在第一观点的有利的实施方式中，电连接包括通过传感器芯片从第一芯片侧到第二芯片侧的直通连接。这可能实现在至少一个传感器件和实现一个电触点之间特别可靠的电连接。优选地，至少一个直通连接直接与至少一个电触点电连接。直通连接优选地设计为垂直的直通连接。至少一个电触点例如设计为焊点或设计为电传导的粘点。根据第二观点，本发明的特征在于一个质量流传感器，其具有至少一个传感器件， 借助于该传感器件能检测流体流的质量流。此外质量流传感器具有传感器支承件，该传感器支承件具有至少一个电导线。此外质量流传感器具有传感器芯片，该传感器芯片具有第一芯片侧和相对设置的第二芯片侧。传感器芯片利用其第二芯片侧和传感器支承件连接。 在第一芯片侧上布置有至少一个传感器件。传感器件借助于至少一个电连接和传感器支承件的至少一个电导线电耦合。优选地直接紧邻传感器芯片的第二芯片侧和传感器支承件的连接位置，实现了至少一个电连接与传感器芯片的第二芯片侧的至少一个电导线的电触点接通。这具有的优点是，能特别可靠地运行质量流传感器。在第一和第二观点的有利的实施方式中，至少一个电连接包括至少一个表面印刷电路，该表面印刷电路沿着传感器芯片的表面布置。这具有的优点是，能特别简单地设计电连接。因此至少一个表面印刷电路例如设计为至少一个粘贴在传感器芯片表面上的印刷电路。原则上也可能的是，至少一个电连接包括至少一个表面印刷电路，并且至少一个电连接中的至少另外一个包括至少一个直通连接。在第一和第二观点的另一个有利的实施方式中，质量流传感器具有评估单元，其借助于传感器支承件的至少一个电导线与至少一个传感器件电耦合，并且该评估单元设计用于借助于至少一个传感器件测定流体流的质量流。这具有的优点是，由于传感器件和传感器支承件的电导线的电耦合，可以将隔板特别简单和可靠地设计为介质分离件。特别地， 评估单元可以特别可靠地与流动通道在空间上分离，并且因此保护评估单元防止受到湿气和颗粒的损害。第一和第二观点的另一个有利的实施方式中，传感器支承件设计为引线框。例如设计为引线框的传感器支承件设计为板材冲压部件，并且已经具有导电性。这有利的是，传感器支承件已经设计为至少一个电导线，并且能用于是至少一个传感器件与优选的评估单元电耦合。在第一和第二观点的另一个有利的实施方式中，第一芯传感器片至少设计为介质分离件的一部分。介质分离件设计用于将评估单元与流体流在空间上分离。这可以实现特别简单并且成本低廉地设计介质分离件。本发明根据第三观点的特征在一种于机动车，其具有至少一个根据第一或第二观点的质量流传感器。机动车优选地具有内燃机。至少一个质量流传感器布置在内燃机的进气部分中，并且在进气部分中特别在内燃机运行时将空气流用作流体流。
以下根据附图详细说明了本发明的实施例。图中示出
图1在横截面中示出了质量流传感器的第一实施方式，图2在横截面中示出了质量流传感器的第二实施方式，图3在横截面中示出了作为介质分离件的一部分的质量流传感器。结构或功能相同的元件利用相同的参考标号图形夸张地示出。
具体实施例方式图1中在横截面中示出了质量流传感器LMM的第一实施方式。质量流传感器LMM 例如可以布置在机动车的空气质量传感器中。质量流传感器LMM至少部分地布置在流动通道中，并且流体流FF、即例如空气流能在出现在该流动通道中。流动通道FC例如设计为壳体的旁路通道，该壳体和质量流传感器LMM —起例如是质量流传感器装置的组成部分，例如空气质量传感器，其优选地在机动车的内燃机的进气部分中布置在空气过滤器的下游。流体流FF在流动通道FC中的流动方向在图1中垂直于图示面向内延伸。质量流传感器LMM具有包括第一芯片侧CHP1_1和第二芯片侧CHP1_2的第一传感器芯片CHP1。在第一芯片侧CHP1_1上布置、特别集成了传感器件SU。传感器件SU包括布置在例如一个或多个温度传感器TS上的膜片M。设计和预设第一传感器芯片CHP1，流动通道FC布置在其中，并且利用其第一芯片侧CHP1_1暴露于流体流FF。然而第二芯片侧 CHP1_2远离流体流地布置，并且不暴露于流体流。借助于传感器件SU能检测流体流FF的质量流。此外，第一传感器芯片CHPl具有直通连接V，其在图1中垂直通过第一传感器芯片 CHPl由第一芯片侧CHP1_1延伸到第二芯片侧CHP1_2。直通连接V例如设计为在第一传感器芯片CHPl中的铜柱(Copper Pillar Bump)。但可替换地也可以将直通连接V设计为焊球(Solder Ball Bump)或设计为本领域技术人员已知的其它实施方式。直通连接V在第一传感器芯片CHPl的第一芯片侧CHP1_1上与第一电导线CPl的第一端部电耦合。第一电导线CPl的第二端部与传感器件SU的温度传感器TS电耦合。原则上也可以在传感器件SU 的膜片M上布置其它的或附加的部件，并且和其它第一电导线CPl电耦合。至少一个第一电导线CPl例如设计为在第一传感器芯片CHPl上集成的电路板。在第一传感器芯片CHPl 的第二芯片侧CHP1_2的区域中，直通连接V与电触点SP电耦合。电触点SP例如设计为焊点或导电粘贴点。也可以使用其它本领域技术人员已知的电触点SP。第一传感器芯片CHPl也可以具有多于一个的直通连接V和多于一个的第一电导线 CPl。对于直通连接V可替换地或可替代地，可以将各个第一电导线CPl也利用其各第一端部与表面印刷电路SCP电耦合，该表面印刷电路沿着传感器芯片CHPl的表面布置(在图1中点状示出)。原则上也可能的是，在多个第一电导线CPl中，至少一个第一电导线CPl 中的至少一个与至少一个表面印刷电路SCP电耦合，而至少一个第一电导线CPl中的至少另一个与至少一个直通连接V电耦合。第一电导线CPl和直通连接V和/或表面印刷电路SCP可以称为在第一传感器芯片CHPl的第一芯片侧CHP1_1和第二芯片侧CHP1_2之间的电连接，其使传感器件SU和在第一传感器芯片CHPl的第二芯片侧CHP1_2上的至少一个电触点SP电耦合。此外质量流传感器LMM具有传感器支承件LF，其优选地设计为引线框。例如设计为引线框的传感器支承件LF设计为板材冲压部件，并且已经具有导电性。但也可以可替换地将传感器支承件LF设计为电路板。传感器支承件LF具有至少一个第二电导线CP2，其在引线框的情况下自身设计为引线框。如果传感器支承件LF设计为电路板，则至少一个第二电导线CP2例如设计为粘上的印刷电路。传感器支承件LF具有至少一个电接触区域CA，该电接触区域和至少一个第二电导线CP2的端部电耦合。第一传感器芯片CHPl优选地借助于粘胶剂AD利用其第二芯片侧CHP1_2与传感器支承件LF电耦合。粘胶剂AD优选地不导电地设计。第一传感器芯片CHPl这样布置在传感器支承件LF上，即在传感器芯片CHPl的第二芯片侧CHP1_2上的至少一个电触点SP 与传感器支承件LF的至少一个电接触区域CA电耦合，其中优选地不将粘胶剂AD涂布在该区域上。电耦合例如可以借助于焊点或借助于导电粘贴点来实现。质量流传感器LMM优选地具有第二传感器芯片CHP2，其例如也设计为硅片。第二传感器芯片CHP2具有评估单元，即例如集成的评估单元。在第二传感器芯片CHP2上的评估单元与至少一个第二电导线CP2的另一个端部电耦合，并且因此与第一传感器芯片CHPl 上的传感器件SU电耦合。设计第二传感器芯片CHP2的评估单元，借助于传感器件SU测定并且在输出端提供传感器信号，其对于流体流FF测定的质量流是由代表性的。质量流传感器LMM具有第一和第二传感器芯片CHP1，CHP2，并且因此构成双芯传感器。第一传感器芯片CHPl在机动车的内燃机运行时暴露于流体流FF。第二传感器芯片 CHP2优选地在内燃机运行时不暴露于流体流FF，这是因为和流体流FF —起传输的颗粒以及湿气可以导致对第二传感器芯片CHP2上的评估单元的损害。质量流传感器装置的壳体具有隔板W，其这样布置在质量流传感器LMM的第一和第二传感器芯片CHP1，CHP2之间，即第二传感器芯片CHP2与流动通道在空间上分离。隔板 W优选地设计为密封唇，并且在密封唇的与传感器支承件LF接触位置上和传感器支承件粘贴。接触位置在传感器支承件LF的区域中，至少一个第二电导线CP2在其中延伸。由于至少一个第二电导线CP2集成在传感器支承件LF中或安置在传感器支承件LF上，隔板W可以特别适合地与传感器支承件LF接触。隔板W是介质分离件，这样对其设计，即将其中布置有第一传感器芯片CHPl的流动通道FC和具有评估单元的第二传感器芯片CHP 2在空间上分离。特别通过设计传感器支承件LF的至少一个第二电导线CP2能特别简单地实现隔板W，这是因为在第一传感器芯片CHPl和第二传感器芯片CHP 2之间没有自由延伸的连接线或其它自由延伸的电线。这具有的优点是，可以特别可靠地制造和运行具有质量流传感器LMM的质量流传感器装置。图2在横截面中示出了质量流传感器LMM的第二实施方式，其具有传感器支承件 LF和第一和第二传感器芯片CHP1，CHP2。第一传感器芯片CHPl利用传感器支承件LF例如借助于粘胶剂AD与其第二传感器芯片CHP2连接。在第一传感器芯片CHPl的第一芯片侧 CHP1_1上的传感器件SU与至少一个第一电导线CPl的第二端部电耦合。传感器件SU、特别是传感器件SU的至少一个部件利用至少一个表面印刷电路SCP与至少一个第一电导线 CPl的第一端部电耦合。至少一个电触点SP紧邻第一传感器芯片CHPl和传感器支承件LF 的连接位置布置。传感器支承件LF具有电接触区域CA，其和图1相比并不布置在第一传感器芯片CHPl的第二芯片侧CHP1_2下方。由此也可以使隔板W这样在第一和第二传感器芯片CHP1，CHP2之间与传感器支承件LF接触，即确保在流体流FF和第二传感器芯片CHP2 上的评估单元之间可靠的介质分离。
图3在横截面中示出了具有隔板W的质量流传感器LMM。隔板W并不与传感器支承件LF的至少一个第二电导线CP2或与传感器支承件LF接触。隔板W优选地利用隔板W 的侧面与第一传感器芯片CHPl的端面FS接触。端面FS朝向第二传感器芯片CHP2。由此第一传感器芯片CHP1、特别是第一传感器芯片CHPl的端面FS利用隔板W构成在第一和第二传感器芯片CHP1，CHP2之间的介质分离件。这可以特别成本低廉并且同时可靠地实现质量流传感器LMM，这是因为传感器支承件LF的至少一个第二电导线CP2不和隔板W接触，并且因此不存在损害传感器支承件LF的至少一个第二电导线CP2的危险。
权利要求
1.一种质量流传感器(LMM)具有-至少一个传感器件(SU)，借助于所述传感器件能检测流体流(FF)的质量流，-传感器芯片(CHPl)，具有第一芯片侧(CHP1_1)和相对设置的第二芯片侧(CHP1_2)， 其中在所述第一芯片侧(CHP1_1)上布置有至少一个传感器件(SU)并且在所述第二芯片侧 (CHP1_2)上布置有至少一个电触点(SP)，其中所述至少一个电触点(SP)借助于至少一个电连接(CP1，V，SCP)与所述至少一个传感器件(SU)电耦合，-传感器支承件(LF)，具有至少一个电导线(CP2)和与至少一个电导线(CP2)电耦合的至少一个电接触区域(CA)，其中所述传感器芯片(CHPl)这样布置在所述传感器支承件 (LF)上，即在所述传感器芯片(CHPl)的所述第二芯片侧(CHP1_2)上的至少一个电触点 (SP)与所述传感器支承件(LF)的所述至少一个电接触区域(CA)电耦合，-评估单元，所述评估单元借助于所述传感器支承件(LF)的所述至少一个电导线 (CP2)与所述至少一个传感器件(SU)电耦合，并且所述评估单元设计用于借助所述至少一个传感器件(SU)测定所述流体流(FF)的质量流，其中所述传感器芯片(CHPl)至少设计为介质分离件的一部分，其中所述介质分离件设计用于将所述评估单元与所述流体流(FF) 在空间上分离。
2.根据权利要求1所述的质量流传感器(LMM)，其中，所述电连接(CP1，V，SCP)包括穿过所述传感器芯片(CHPl)从所述第一芯片侧(CHP1_1)到所述第二芯片侧(CHP1_2)的直通连接(V)。
3.一种质量流传感器(LMM)具有-至少一个传感器件(SU)，借助于所述传感器件能检测流体流(FF)的质量流，-传感器支承件(LF)，具有至少一个电导线(CP2)，-传感器芯片(CHPl)，具有第一芯片侧(CHP1_1)和相对设置的第二芯片侧(CHP1_2)， 其中所述传感器芯片(CHPl)利用所述传感器芯片的所述第二芯片侧(CHP1_2)与所述传感器支承件(LF)连接，其中在所述第一芯片侧(CHP1_1)上布置有至少一个传感器件(SU)，并且所述传感器件借助于至少一个电连接(CP1，V，SCP)与所述传感器支承件(LF)的所述至少一个电导线(CP2)电耦合，-评估单元，所述评估单元借助于所述传感器支承件(LF)的至少一个电导线(CP2)与至少一个传感器件(SU)电耦合，并且所述评估单元设计用于借助至少一个传感器件(SU) 测定所述流体流(FF)的质量流，其中所述传感器芯片(CHPl)至少设计为介质分离件的一部分，其中所述介质分离件设计用于将所述评估单元和所述流体流(FF)在空间上分离。
4.根据权利要求3所述的质量流传感器(LMM)，其中，所述至少一个电连接(CP1，V， SCP)包括至少一个表面印刷电路(SCP)，所述表面印刷电路沿着所述传感器芯片(CHPl)的表面布置。
5.根据前述权利要求中任一项所述的质量流传感器(LMM)，其中，所述传感器支承件 (LF)设计为引线框。
6.一种具有至少一个根据权利要求1至5中任一项所述的质量流传感器(LMM)的机动车。
全文摘要
本发明涉及一种包括至少一个传感器件(SU)的质量流传感器(LMM)。此外，质量流传感器(LMM)具有传感器芯片(CHP1)，该传感器芯片具有第一芯片侧和相对设置的第二芯片侧(CHP1_1，CHP1_2)。在第一芯片侧(CHP1_1)上布置有至少一个传感器件(SU)以及在第二芯片侧(CHP1_2)上布置有至少一个电触点(SP)。至少一个电触点(SP)借助至少一个电连接(CP1，V，SCP)与至少一个传感器件(SU)电耦合。质量流传感器(LMM)具有传感器支承件(LF)，其具有至少一个电导线(CP2)以及与至少一个电导线(CP2)电耦合的至少一个电接触区域(CA)。传感器芯片(CHP1)这样布置在传感器支承件(LF)上，即在传感器芯片(CHP1)的第二芯片侧(CHP1_2)上的至少一个电触点(SP)与传感器支承件(LF)的至少一个电接触区域(CA)电耦合。
文档编号G01F1/684GK102209885SQ200980144401
公开日2011年10月5日 申请日期2009年10月23日 优先权日2008年11月6日
发明者托尔斯藤·克尼特尔, 斯特凡·佩扎尔, 斯蒂芬·斯特斯卡克 申请人:大陆汽车有限责任公司