压力传感器组件的制作方法

本发明涉及一种压力传感器组件。

背景技术：

在汽车工业中经常使用具有压力传感器元件的压力传感器组件，所述压力传感器组件需要保护压力传感器元件免受侵蚀性介质的影响。这种压力传感器组件例如也用于感测内燃机的进气管中的进气压力。例如由ep0927337b1已知一种具有载体衬底的压力传感器组件。载体衬底在一侧上设有作为压力传感器元件的硅芯片，该硅芯片通过键合线连接部与载体衬底的印制导线电连接。硅芯片具有膜片和压力敏感的电子构件。电子构件例如形成电子桥接电路。在对膜片进行压力加载时，使膜片偏离，从而桥接电路产生代表起作用的压力的测量信号，该测量信号通过键合线连接部传递到载体衬底上，在该载体衬底上例如可以附加地存在分析处理电路。

此外，压力传感器装置具有围绕压力传感器元件的框架部件，该框架部件以遮盖压力传感器元件的凝胶填充。设有压力传感器元件的载体衬底引入到压力传感器壳体中。壳体多件式地构造并且具有至少一个压力接口以用于供应压力。已知的是绝对压力传感器以及压差传感器，在所述绝对压力传感器中，压力传感器元件在一侧上被加载以压力，在所述压差传感器中，压力传感器元件在两侧上被加载以压力。作用在压力接口上的压力可以通过凝胶传递到压力传感器元件的一侧上或传递到压力传感器元件的膜片上。必要时，第二压力可以作用在膜片的对置侧上。在该情况下，压力传感器的壳体具有第二压力接口，该第二压力接口将第二压力导向到膜片的后侧上。

技术实现要素：

本发明涉及一种压力传感器组件，该压力传感器组件具有载体衬底以及具有环绕的框架壁的框架部件，该载体衬底具有布置在载体衬底的第一侧上的印制导线和布置在载体衬底的第一侧上的压力传感器元件，该压力传感器元件通过键合线连接部与布置在载体衬底的第一侧上的印制导线电接触，其中，框架部件围绕压力传感器元件地施加到载体衬底的第一侧上，并且框架部件通过遮盖压力传感器元件的凝胶填充。根据本发明提出，框架部件除了环绕的框架壁之外附加地具有底部，该底部施加在至少一个布置在载体衬底的第一侧上的印制导线上。

在已知的压力传感器组件中，压力传感器元件通常粘接到载体衬底上。在此，存在以下问题：通常由塑料制造的框架部件由制造决定地经常附有毛边，所述毛边使在载体衬底上的水平放置变困难。此外，框架部件仅通过框架壁的相对较窄的下侧放置在载体衬底上。侵蚀性介质可以在框架部件和载体衬底之间沿着印制导线和缝隙朝着压力传感器元件的方向挤进。为了防止侵蚀性介质和空气夹杂在载体衬底的面向压力传感器元件的第一侧上析出气体并且扩散到凝胶中(在那里小的空气泡在压力波动时也容易发生会损害键合线连接部的突然膨胀)，可以将钝化层涂覆到载体衬底的第一侧上。然而，该钝化层必须相对大面积地涂覆到框架部件内部的载体衬底的第一侧上，以便可靠地防止空气夹杂在框架部件内部在载体衬底的第一侧上不能挤进至凝胶。然而，钝化层的大面积涂覆或在框架部件内部的载体衬底的第一侧的大面积表面调质相对较贵。

根据本发明的压力传感器组件使用改型的框架部件，该框架部件除了环绕的框架壁之外附加地具有底部，该底部施加在至少一个布置在载体衬底的第一侧上的印制导线上。底部可以遮盖在载体衬底的第一侧上的印制导线。借助于框架部件能够避免在凝胶中的空气夹杂。在框架部件上的可能的梯度形成(gradbildung)和在载体衬底的第一侧上的不平整或微结构有利地由框架部件和钝化层尽可能地遮盖，使得在框架部件内部的凝胶可靠地针对从载体衬底的第一侧开始的气体析出受保护，因为在这里空气夹杂或侵蚀性介质不能扩散到凝胶中。

本发明的有利构型和扩展方案能够由下面给出的特征实现。

布置在框架部件内部的压力传感器元件可以有利地施加、尤其粘接在底部的背离载体衬底指向的内侧上。由此可以有利地避免在压力传感器元件的粘接区域中的空腔和空气夹杂，因为压力传感器元件可以粘接在平滑的表面上。在框架部件的底部的粘接剂涂覆部上可以有利地调设有限定的弯月面(meniskus)。由此避免，压力传感器元件被施加到载体衬底的设有微观上小的缝隙的区域上，在该区域上会出现到凝胶中的气体析出。由此可以有利地避免载体衬底的与凝胶接触的、大面积的表面区域。

有利地，底部的朝着载体衬底指向的下侧可以借助于粘接剂层粘接到至少一个印制导线上。框架部件的底部尽可能地遮盖载体衬底和载体衬底的印制导线的微结构、如裂纹和气孔，使得在底部和载体衬底之间的粘接是不重要的。

特别有利的是，底部具有至少一个接触开口并且印制导线在接触开口内部的至少一个区段不由底部遮盖。在该情况下，键合线连接部穿过接触开口与印制导线的在接触开口中未被遮盖的区段电接触，其中，所述至少一个键合线连接部在一端部上与压力传感器元件键合或焊接，并且通过其另外的端部在接触开口内部键合或焊接到所述区段上。

印制导线在接触开口内部的未由底部遮盖的区段能够以简单的方式通过围绕所述至少一个键合线连接部的另外的端部的钝化层遮盖。因为在框架部件的框架壁内部的区域主要通过底部相对于载体衬底遮盖，为此仅需要将具有相对小的面积膨胀的钝化层涂覆在接触开口内部。

凝胶可以在框架部件内部直接涂覆在钝化层上方。因此，凝胶遮盖框架部件的底部、压力传感器元件、钝化层和键合线连接部并且保护它们免受侵蚀性物质的影响。

由于框架部件的凝胶空间相对于载体衬底的封装，可以使用价格相对较低的简单的衬底、例如由玻璃纤维增强的环氧树脂制成的印刷电路板作为载体衬底。

包括框架壁和底部的框架部件尤其可以由塑料或金属一件式地构造。

附图说明

附图示出：

图1示出根据本发明的压力传感器组件的示意性横截面。

具体实施方式

图1示出压力传感器组件的示意性横截面，该压力传感器可以安装在压力传感器壳体中。在这里取消这种压力传感器组件装配到压力传感器壳体中的其他细节。所述装配可以类似于在ep0927337b1中描述的在压力传感器壳体中的集成那样进行。

压力传感器组件1具有载体衬底2，该载体衬底例如可以是陶瓷衬底或印刷电路板。载体衬底2可以板形地构造有第一侧21和背离该第一侧的第二侧22。至少在载体衬底的第一侧21上布置有印制导线20。印制导线20能够以未示出的方式通过贯通接触部或vias(中间电连接部)与内部印制导线电连接。由印制导线20在载体衬底的第一侧21上示出两个印制导线23和24。

框架部件3具有环绕的框架壁31和底部32。框架部件3可以由塑料一体式地制成。框架部件3优选借助于粘接剂层7粘接到载体衬底2的第一侧21上。在此，框架部件3以底部32施加到布置在载体衬底2的第一侧21上的至少一个印制导线24上方。在图1中可看出，粘接剂层7涂覆在框架壁31的面向载体衬底2的一侧以及底部32和载体衬底2的具有印制导线24的第一侧之间。

框架部件3的底部32具有至少一个接触开口35。接触开口35形成在底部32中的贯通开口。印制导线23的至少一个区段25在接触开口35内部，没有被底部32遮盖。

例如可以是硅芯片的压力传感器元件4施加在底部32的内侧33上。这尤其可以借助于在内侧33上的另外的粘接剂涂覆部9实现。压力传感器元件4可以具有未示出的传感器膜片和压力敏感的电子构件，所述电子构件在膜片变形时产生压力信号。压力传感器元件可以在一侧或者在两侧加载以压力。在两侧加载压力的情况下，在压力传感器元件下方附加地设置有在载体衬底2中的压力通道，该压力通道在图1中未示出。

压力传感器元件4可以通过键合线连接部5与印制导线20连接。在图1中示出键合线连接部5，该键合线连接部穿过接触开口35地与印制导线23的在接触开口35中未被遮盖的区段25电接触，其中，键合线连接部5在一端部51处与压力传感器元件3键合并且通过其另外的端部52在接触开口35内部键合到区段25上。在接触开口35内部涂覆有钝化层8。钝化层例如可以是环氧树脂或丙烯酸粘接剂。钝化层完全地遮盖接触开口35和印制导线23的未被底部32遮盖的区段25。所述至少一个键合线连接部5的端部52受引导穿过钝化层。

框架部件3填充以凝胶6、例如氟化硅凝胶。凝胶6优选可以几乎填充框架壁31内部的整个空间。凝胶尤其遮盖压力传感器元件4和键合线连接部5以及底部2的内侧33的未被压力传感器元件4遮盖的区域和接触开口35中的钝化层8。

框架部件3以底部32用作为用于压力传感器元件3的支承面。借助于框架部件3能够避免在粘接剂涂覆部9的区域中的空气夹杂。在框架部件3上的可能的梯度形成(gradbildung)和在载体衬底2的第一侧21上的不平整或微结构由框架部件和钝化层8完全遮盖，使得在框架部件3中的凝胶6可靠地针对载体衬底2的第一侧21上的气体析出受保护，因为在这里空气夹杂或侵蚀性物质不能扩散到凝胶中。