用于测量流体压力的传感器模块的制作方法_3

文档序号:9706451阅读:来源:国知局
>[0024]在附图中示出了本发明的实施例,在其中得到其他的发明特征。其中:
图1显示了传感器模块的示意性的部分剖视图,该传感器模块包括具有卸载缝隙的压力测量芯片和在压力测量芯片与电路载体之间的接线;
图2显示了根据图1的具有硅穿通接触部的传感器模块的示意性的部分剖视图;
图3显示了传感器模块的示意性的部分剖视图,该传感器模块包括包封体和具有开口的电路载体;
图4显示了具有布置在电路载体与压力测量芯片之间的包封体的传感器模块的示意性的部分剖视图;
图5显示了传感器模块的示意性的部分剖视图,该传感器模块具有包围压力测量芯片的包封体;
图6显示了传感器模块的示意性的部分剖视图,该传感器模块包括具有开口的包封体;
图7显示了传感器模块的示意性的部分剖视图,该传感器模块包括具有凹槽的支撑构件和布置在凹槽中的压力测量芯片;
图8显示了传感器模块的示意性的部分剖视图,该传感器模块具有占位元件,并且图9显示了传感器模块的示意性的部分剖视图,该传感器模块包括具有凹腔的支撑构件。
【具体实施方式】
[0025]在图1中示出了一种传感器模块,其具有压力测量芯片1、电路载体2、支撑构件3和包围的保护材料4。压力测量芯片1具有压力测量膜5,其由两个凹处6a、6b形成。凹处6a、6b优选地通过腐蚀方法产生。压力测量芯片1和电路载体2垂直上下地布置并且在包围凹处6b的区域中具有不透介质的连接。因此,凹处6b和电路载体2的表面形成封闭的空腔7,其当压力测量芯片1和电路载体2在真空条件下组合成整体时可用作真空参考体积。压力测量芯片1、电路载体2和支撑构件3区段地由保护材料4包围。保护材料4例如为塑料,尤其热固性塑料,其保护传感器模块不受侵蚀性的介质(例如燃料)的影响。热固性塑料的保护材料4可由于其吸湿效应或其温度效应而通过膨胀和收缩将材料压力传递到压力测量膜5上,由此歪曲压力测量结果。由于压力测量膜5通过腐蚀方法制成,所以压力测量膜5非常贴近地处在电路载体2的表面处,由此降低保护材料4的材料压力的影响。此外,压力测量芯片1具有卸载缝隙8,其布置在背对电路载体2的侧部处。通过卸载缝隙8使得保护材料4的材料压力不那么严重地传到压力测量膜5处。例如在保护材料4取决于温度地膨胀时,相应的卸载缝隙8压到一起并且由此压力测量芯片1的膨胀在到达压力测量膜5之前被补偿。保护材料4在压力测量膜5的区域中具有凹槽,以便实现在待测量的流体与压力测量膜5之间的接触并且以便降低材料压力从保护材料4传递到压力测量膜5上。保护材料4的凹槽在注塑包封工艺期间通过占位元件9(例如凸模)实现。压力测量芯片1通过传导信号的导线接触部10与电路载体2连接。电路载体2又利用导线接触部10与处理元件(例如信号节点)连接。
[0026]在图2中示出了根据图1的传感器模块。相同的构件设有相同的参考标号。不同于在图1中示出的实施方式,压力测量芯片1通过硅穿通接触部11与电路载体2连接。通过硅穿通接触部11实现还要更紧凑的结构类型,由此同样需要用于包围传感器模块的更少的保护材料4。由此还进一步降低材料压力对压力测量膜5的影响。
[0027]在图3中示出了一种传感器模块,其具有压力测量芯片1、电路载体2和可构造为冲压格栅的支撑构件3。压力测量芯片1布置在电路载体2的背对冲压格栅3的侧部上。为了形成压力测量膜5,压力测量芯片1具有凹处6b。一侧的凹处6b布置在电路载体2的开口 12之上。压力测量芯片1和电路载体2在包围开口 12的区域中具有不透介质的连接。冲压格栅3具有开口 13,其布置在电路载体2的开口 12之下。待测量的流体可通过开口12和13并且碰到压力测量膜5上。压力测量芯片1由包封体14包围,其在其与电路载体2接触面处具有不透介质的连接。在电路载体2、压力测量芯片1和包封体14之间形成封闭的空腔7,其当包括压力测量芯片1和电路载体2的单元与包封体14在真空条件下连接时可用作用于绝对压力测量的真空参考体积。压力测量芯片1通过硅穿通接触部11与电路载体2连接。包封体14包围压力测量芯片1,从而包围的保护材料4没有接触压力测量芯片1并且由此不可将材料压力传递到压力测量芯片1上。
[0028]在图4中示出了本发明的一种实施方式,在其中包封体14布置在压力测量芯片1与电路载体2之间。包封体14可优选地为玻璃体。包封体14具有凹处15,在其上布置有压力测量芯片1。在压力测量芯片1与包封体14之间的接触区域中存在不透介质的连接。通过凹腔状的凹处15在包封体14中形成封闭的空腔7,其可用作用于绝对压力测量的参考体积。如果压力测量芯片1和包封体14在真空条件下彼此连接,封闭的空腔7可含有真空。包封体14不仅用于形成参考体积,而且通过其壁16保护压力测量芯片1不受包围的保护材料4影响。包封体14在其背对电路载体2的侧部处具有开口 17,待测量的流体可通过该开口碰到压力测量膜5上。开口 17通过在用于施加保护材料4的注塑包封工艺期间使用占位元件9从保护材料4中得以保留。
[0029]在图5中示出了传感器模块的一种实施方式,在其中包封体14仅具有用于压力测量芯片1的保护功能。压力测量芯片1布置在电路载体2上并且具有凹处6b,如果压力测量芯片1和电路载体2在真空条件下组合在一起并且在其接触面处具有不透介质的连接,其凹处用作用于绝对压力测量的参考体积。包封体14具有开口 17,待测量的流体可通过该开口碰到压力测量膜5上。包封体14优选包含玻璃或类似的有抵抗能力的材料并且沿侧向包围压力测量芯片1,使得压力测量膜5与包围的保护材料4机械地去耦并且由此保护压力测量芯片1不受在包围的保护材料4中的可能的材料压力影响。包封体14的开口 17通过占位元件9在注塑包封过程期间予以保留。备选地可通过以下方式取消包封体14,S卩,占位元件9构造成使得占位元件9在注塑包封工艺期间包围压力测量芯片1并且因此压力测量芯片1从保护材料4在得以保留。
[0030]在图6中示出了根据图5的传感器模块,不同之处是包封体14不仅具有垂直于电路载体2的表面布置的壁16,而且具有水平与电路载体2的表面延伸的区段。包封体14仅具有很小的开口 18,待测量的流体可通过该开口碰到压力测量膜5上。压力测量芯片1通过变小的进入孔18非常好地得以保护而不受外部影响,例如不受在待测量的流体中的流动颗粒的影响。为了在注塑包封过程期间保留进入孔18,使用占位元件9。
[0031]在图7中示出了本发明的一种备选的实施方式,在其中例如构造为冲压格栅的支撑构件3具有凹部19,在其中装配有压力测量芯片1。电路载体2装配在凹部19之上,从而电路载体2处在冲压格栅3的凹部19的边缘之上。在电路载体2的面向凹部19的侧部处装配有压力测量芯片1,其中,压力测量芯片1和电路载体2形成可用作用于绝对压力测量的参考体积的封闭的空腔7。包围的保护材料4在压力测量芯片1的区域中具有凹槽22。通过压力测量芯片1布置在凹部19之内实现传感器模块的非常紧凑的结构类型。此外,压力测量芯片1非常好地机械地与冲压格栅3和包围的保护材料4的影响去耦。这种类型的布置允许例如可取出制成的模块的压力测量芯片1并且例如可通过其他类似的压力测量芯片1替代,以便使传感器模块与变化的外部条件匹配。
[0032]在图8中示出了根据图7的在注塑包封过程之后在装配压力测量芯片1之前的传感器模块。保护材料4的凹槽22通过占位元件9保留。在移开占位元件9之后将压力测量芯片1装配到凹槽22中
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