壓力檢測模塊以及具有這種壓力檢測模塊的壓力傳感器裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種壓力檢測模塊，所述壓力檢測模塊包括一種容納部件用于容納載體襯底，其中所述載體襯底在第一側(cè)上設(shè)有壓力檢測設(shè)備，其中所述載體襯底借助與所述第一側(cè)背離的第二側(cè)裝入所述容納部件中并且其中所述載體襯底借助其與所述第一側(cè)背離的所述第二側(cè)固定在容納槽的底部上。為了盡可能小地構(gòu)造以及可以簡單和成本有利地制造所述壓力檢測模塊，在此規(guī)定，所述容納部件與所述容納槽和環(huán)繞所述容納槽的凸緣構(gòu)造為碟形的并且所述底部具有接觸孔，通過所述接觸孔可電接通所述載體襯底的在所述接觸孔上暴露的接觸面。此外，本發(fā)明還涉及一種具有壓力檢測模塊的壓力傳感器裝置。
【專利說明】壓力檢測模塊以及具有這種壓力檢測模塊的壓力傳感器裝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種具有獨(dú)立裝置權(quán)利要求的前序部分所述的特征的壓力檢測模塊以及一種具有壓力檢測模塊的壓力傳感器裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]由DE 102 28 000 Al公開了一種具有具有獨(dú)立權(quán)利要求的前序部分的特征的壓力檢測模塊的壓力傳感器裝置。在那示出的壓力傳感器裝置設(shè)置在殼體中并且使用壓力傳感器、尤其是半導(dǎo)體壓力傳感器用于檢測壓力。半導(dǎo)體壓力傳感器具有傳感器膜片，傳感器膜片在上側(cè)上設(shè)有傳感元件，其中，中心部分在上側(cè)上由傳感器膜片覆蓋。至傳感器膜片的壓力供給在此通過引入到半導(dǎo)體壓力傳感器的背側(cè)中的、例如通過反應(yīng)性離子蝕刻制造的凹槽實(shí)現(xiàn)。在此通過接管部件的壓力通道如此釬焊半導(dǎo)體壓力傳感器，使得壓力通道和凹槽處于直接的壓力連接中。半導(dǎo)體壓力傳感器的上側(cè)上的傳感元件在施加壓力的情況下產(chǎn)生電信號，電信號通過電連接(例如引線鍵合)轉(zhuǎn)發(fā)到載體襯底上或直接轉(zhuǎn)發(fā)到接觸元件上。蓋部件封閉壓力傳感器裝置。為了借助這種壓力傳感器裝置確定具有小的測量公差的絕對壓力，需要在半導(dǎo)體壓力傳感器的未施加壓力的側(cè)上的殼體中提供恒定的壓力、理想是真空——所謂的標(biāo)準(zhǔn)真空。因此，電信號通過嚴(yán)密密封的——例如上光的接觸元件引向外部。這種在殼體中具有標(biāo)準(zhǔn)真空的壓力傳感器裝置的制造和嚴(yán)密密封的接觸元件的實(shí)現(xiàn)要求壓力傳感器裝置相對較大的結(jié)構(gòu)體積，此外，制造是費(fèi)事的并且接觸元件的嚴(yán)密密封與聞成本關(guān)聯(lián)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有獨(dú)立權(quán)利要求特征的裝置具有以下優(yōu)點(diǎn):壓力檢測模塊基于其構(gòu)造具有更小的尺寸。在小的測量公差的情況下，可以不用嚴(yán)密密封引向外部的接觸元件，從而可以以小的耗費(fèi)制造壓力檢測模塊。根據(jù)本發(fā)明的壓力檢測模塊可用作用于不同的應(yīng)用的模塊化組件，由此尤其還可以節(jié)省成本，因為在安裝進(jìn)壓力傳感器裝置之前能夠?qū)崿F(xiàn)壓力檢測模塊的模塊化的和成本有利的調(diào)整。壓力檢測模塊可以有利地與碟形的容納部件的凸緣嚴(yán)密密封地固定、尤其是熔焊或釬焊在壓力檢測裝置的接管部件上。
[0004]根據(jù)本發(fā)明提出一種壓力檢測模塊，其中壓力檢測模塊包括一種容納部件用于容納載體襯底，其中載體襯底在第一側(cè)上設(shè)有壓力檢測設(shè)備，其中載體襯底借助與第一側(cè)背離的第二側(cè)裝入容納部件中并且其中載體襯底借助其與第一側(cè)背離的第二側(cè)固定在容納槽的底部上。根據(jù)本發(fā)明，在此，在壓力檢測模塊中，容納部件與容納槽和環(huán)繞容納槽的凸緣被構(gòu)造為碟形的并且底部具有接觸孔，通過接觸孔可電接觸載體襯底的在接觸孔上暴露的接觸面。
[0005]壓力檢測設(shè)備在載體襯底的第一側(cè)上的設(shè)置和載體襯底在第二側(cè)上通過容納槽底部中的接觸孔的可接觸性有利地促使，壓力檢測模塊占據(jù)特別有利地小的結(jié)構(gòu)空間并且可特別簡單和成本有利地制造壓力檢測模塊。凸緣能夠特別有利地實(shí)現(xiàn)壓力檢測模塊在壓力檢測裝置的支撐面上的密封固定，通過焊接能夠特別優(yōu)選地實(shí)現(xiàn)嚴(yán)密密封的固定。
[0006]本發(fā)明的有利的擴(kuò)展方案和改進(jìn)方案能夠通過在從屬權(quán)利要求中說明的措施實(shí)現(xiàn)。
[0007]本發(fā)明的特別有利的實(shí)施方式通過以下方式得出:在載體襯底的第二側(cè)上設(shè)置至少一個電的和/或電子的構(gòu)件。由此能夠有利地實(shí)現(xiàn)，例如通過專用集成電路(ASIC)處理壓力檢測模塊中壓力檢測設(shè)備的電信號。通過無源構(gòu)件(例如電容器)在壓力檢測設(shè)備和/或ASIC的附近的設(shè)置來特別有利地改善壓力檢測模塊的電磁兼容性。
[0008]在一個特別有利的實(shí)施方式中，容納部件被構(gòu)造為金屬深拉伸部件。由此特別有利地實(shí)現(xiàn)，容納部件的凸緣適合用于借助金屬配合件的焊接或錫焊，從而能夠?qū)崿F(xiàn)容納部件和金屬配合件之間密封的、特別有利地是嚴(yán)密密封的連接。
[0009]通過載體襯底是印刷電路板或陶瓷的方式能夠有利地實(shí)現(xiàn)，壓力檢測設(shè)備和/或電構(gòu)件和/或電子構(gòu)件的電信號可以通過設(shè)置在載體襯底上或載體襯底中的線路轉(zhuǎn)發(fā)。通過載體襯底中嚴(yán)密密封的線路能夠特別有利地實(shí)現(xiàn)電信號從載體襯底的第一側(cè)到載體襯底的第二側(cè)的轉(zhuǎn)發(fā)。此外，陶瓷作為載體襯底有利地具有防侵入性的介質(zhì)(例如機(jī)動車排氣管路中具有酸性和/或堿性基團(tuán)的廢氣或燃料、制動液、傳動裝置油和諸如此類)的特別聞的阻力。
[0010]借助密封材料、尤其是密封粘結(jié)劑或焊料，載體襯底可以有利地固定在容納槽的底部上。密封材料特別有利地是密封粘結(jié)劑并且密封粘結(jié)劑如此涂裝在載體襯底的第二側(cè)和容納槽的內(nèi)側(cè)之間，使得容納槽的設(shè)置在底部中的接觸孔通過密封粘結(jié)劑和載體襯底密封，尤其是嚴(yán)密密封。由此有利地實(shí)現(xiàn)，在容納部件中通過密封粘結(jié)劑和載體襯底使施加有壓力的空間與包圍容納部件中的接觸孔的空間密封隔開。本發(fā)明的這類擴(kuò)展方案特別有利地引起壓力傳感器模塊中的介質(zhì)屏障，其方式是，在對壓力檢測設(shè)備施加流體一即施加液體和/或氣體、尤其是侵入性流體時，侵入性流體的攻擊面保持限制于壓力檢測室。
[0011]根據(jù)本發(fā)明，容納部件在其與底部相對置的側(cè)上借助隔膜封閉，其中由隔膜和容納部件限定的空間以液體、尤其是油填充，所述由隔膜和容納部件限定的空間由載體襯底和密封粘結(jié)劑相對底部中的接觸孔密封。由此有利地促使，壓力檢測裝置僅僅間接地暴露于其壓力應(yīng)被檢測的介質(zhì)，由此在檢測壓力的情況下，侵入性的介質(zhì)特別有利地增加了壓力檢測模塊的壽命。在此，特別有利地在容納部件的底部中施加可關(guān)閉的開口，通過所述可關(guān)閉的開口可以將液體、尤其是油注入由隔膜和容納部件限定的空間中。由此，特別有利地使壓力傳感器模塊的制造變得容易。
[0012]本發(fā)明的有利的擴(kuò)展方案規(guī)定，壓力檢測設(shè)備至少包括施加在載體襯底上的壓電傳感器裝置。對此，特別有利地使用半導(dǎo)體傳感器元件，因為由此可以將制造成本保持得特別低并且將壓力檢測精度保持得特別高。在本發(fā)明的另一個有利的擴(kuò)展方案中，壓力檢測設(shè)備包括設(shè)置在載體襯底上的、具有電容式壓力檢測的傳感器裝置。由此能夠有利地實(shí)現(xiàn)特別精確的壓力檢測。
[0013]通過以下方式:載體襯底是具有陶瓷基體和具有設(shè)置在陶瓷基體上的膜片的陶瓷襯底并且壓力檢測設(shè)備包括具有設(shè)置在陶瓷基體上的第一導(dǎo)電面和具有設(shè)置在膜片上的第二導(dǎo)電面的電容式傳感器裝置，有利地實(shí)現(xiàn):載體襯底和壓力檢測設(shè)備構(gòu)成集成的單元并且由此能夠有利地降低制造成本。在本發(fā)明的所述擴(kuò)展方案中，壓力檢測設(shè)備是特別耐抗侵入性的介質(zhì)，例如是廢棄、燃料和油，因為可以將電線路耐介質(zhì)地設(shè)置在陶瓷基體中并且引導(dǎo)至載體襯底的未暴露于介質(zhì)的第二側(cè)上。
[0014]通過標(biāo)準(zhǔn)真空被包圍在所述壓力檢測設(shè)備中這一方式有利地促使，能夠以小的測量公差實(shí)現(xiàn)壓力檢測并且同時可以特別有利地減小壓力檢測模塊的結(jié)構(gòu)大小，因為可以不用殼體中的標(biāo)準(zhǔn)真空。這類壓力檢測設(shè)備被特別有利地作為半導(dǎo)體壓力傳感器元件以PorSi技術(shù)制造，其中包含有標(biāo)準(zhǔn)真空的空穴在半導(dǎo)體壓力傳感器的制造過程中被由例如硅制成的薄的膜片覆蓋。
[0015]根據(jù)本發(fā)明，可以如此制造具有根據(jù)本發(fā)明的壓力檢測模塊的壓力傳感器裝置，使得壓力傳感器裝置具有設(shè)有壓力通道和包圍壓力通道的裝配面的接管部件與蓋部件并且壓力檢測模塊的容納部件借助凸緣如此裝配在接管部件的支撐面上，使得壓力檢測設(shè)備與壓力通道直接地或間接地處于壓力連接中。由此有利地促使，壓力檢測模塊作為集成部件直接裝配在壓力待檢測的位置上。在此，接管部件和蓋部件可以設(shè)計為用戶專用的，而不必建設(shè)性地改變壓力檢測模塊。由此能夠?qū)崿F(xiàn)用于不同應(yīng)用的特別低成本的制造。
[0016]通過以下方式:通過熔焊、釬焊、粘結(jié)或在使用可壓縮的密封環(huán)的夾層的情況下使容納部件的凸緣與接管部件密封連接，有利地實(shí)現(xiàn)，壓力傳感器裝置也可用于中壓應(yīng)用(約10巴至100巴)。此外，特別有利地實(shí)現(xiàn)，其壓力應(yīng)被確定的侵入性介質(zhì)(例如廢棄、燃料、傳動裝置油和諸如此類)不能夠從壓力傳感器裝置的內(nèi)部漏出。
[0017]本發(fā)明的有利的擴(kuò)展方案規(guī)定，蓋部件借助接觸元件可電接通載體襯底的第二側(cè)，其中接觸元件與蓋部件的引向外部的插頭接觸部導(dǎo)電連接。由此能夠有利地實(shí)現(xiàn)成本有利的和簡單的裝配。載體襯底的第二側(cè)通過彈簧接觸部的電接通特別有利地引起不同的運(yùn)行條件下(尤其在不同的溫度下)和裝配時的公差平衡并且由此有利地保證持久可靠的電接通。
[0018]通過以下方式:蓋部件具有環(huán)繞的輪緣，所述環(huán)繞的輪緣借助其端面支撐在凸緣的背離接管部件的側(cè)上并且借助卷邊連接固定在接管部件上的輪緣的背離端面的側(cè)上，一方面有利地促使蓋部件持久防損地固定在接管部件上并且由此持久保證插頭接觸部與載體襯底的暴露的接觸面(208)的電接通。另一方面，在使用可壓縮的用于接管部件和容納部件之間的密封的密封環(huán)(例如O形環(huán))的情況下，通過將輪緣的端面套裝在容納部件的凸緣上和隨后的壓接連接來特別有利地實(shí)現(xiàn)密封環(huán)的持久的密封壓力。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]在附圖中示出并且在隨后的描述中詳細(xì)解釋本發(fā)明的實(shí)施例。示出:
[0020]圖1a根據(jù)本發(fā)明的壓力檢測模塊的實(shí)施例的透視圖的剖面；
[0021]圖1b圖1a中的碟形容納元件的底部中的接觸孔的視圖；
[0022]圖1c圖1a中的實(shí)施例的與底部中的接觸孔相對置的側(cè)的視圖；
[0023]圖1d根據(jù)圖1c的無隔膜的視圖，其中用于以液體充滿的液體空間可見；
[0024]圖1e本發(fā)明的另一個實(shí)施例的與底部中的接觸孔相對置的側(cè)的視圖，其中沒有填充液體；
[0025]圖2a具有接管部件和蓋部件的壓力傳感器裝置的實(shí)施例的外觀圖；[0026]圖2b根據(jù)圖2a的、具有根據(jù)圖1a的裝配在壓力傳感器裝置中的壓力檢測模塊的壓力傳感器裝置的實(shí)施例的橫截面；
[0027]圖2c圖2b的詳細(xì)視圖，其中壓力檢測模塊借助O形環(huán)固定在接管部件上；
[0028]圖2d壓力傳感器裝置的另一個實(shí)施例的詳細(xì)視圖，其中壓力檢測模塊通過焊接處與接管部件嚴(yán)密密封地連接；
[0029]圖3壓力傳感器裝置的另一個實(shí)施例的詳細(xì)視圖，其中壓力檢測模塊的壓力檢測設(shè)備是陶瓷壓力傳感器。
【具體實(shí)施方式】
[0030]圖1a中示出根據(jù)本發(fā)明的壓力檢測模塊(100)的一個實(shí)施例的透視圖的剖面。這種壓力檢測模塊(100)例如適合用于具有例如約I巴至約7巴的范圍內(nèi)壓力的低壓區(qū)內(nèi)——例如機(jī)動車發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣道中或排氣管路中的壓力檢測。此外，這種壓力檢測模塊還適合用于檢測中壓區(qū)——即從約10巴至約100巴內(nèi)、例如在傳動裝置控制應(yīng)用中的壓力的檢測。圖1a中所示的實(shí)施例特別適合用于檢測流體——即氣體或液體、尤其是具有侵入性的化學(xué)或機(jī)械特性的流體的壓力。這類流體例如是具有強(qiáng)酸性或堿性基團(tuán)的傳動裝置油、制動液或廢氣，而不限制于這類流體。此外，還可考慮機(jī)動車制造以外的、例如空調(diào)中的應(yīng)用，在空調(diào)內(nèi)壓力模塊可能暴露于以冷卻劑的形式的流體。
[0031]圖1a在此示出具有用于載體襯底(200)的容納槽(112)和具有凸緣(114)的碟形容納部件(110)。容納部件(110)在容納槽(112)的底部(112)中具有尤其大面積的接觸孔(130)。在此，接觸孔(130)優(yōu)選如此連續(xù)地在容納部件(101)的底部(120)中的區(qū)域上延伸，使得通過接觸孔(130)連同基本上垂直地穿過接觸孔(130)的接觸元件(710)(在此未示出)能夠?qū)崿F(xiàn)載體(200)的所有暴露的接觸面(208)的接通。在此，接觸孔(130)至少在底部(120)的六分之一面上、特別優(yōu)選至少在底部(120)的四分之一面上并且很特別地優(yōu)選至少在底部(120)的五分之一面上在連續(xù)地延伸。在凸緣處密封封閉的隔膜(140)與凸緣(114)平行地在容納部件(110)的與容納槽(112)的底部(120)背離的側(cè)上延伸。在本發(fā)明的另一個在此未示出的擴(kuò)展方案中，用于增加彎曲剛度的接觸口(130)未被連續(xù)地構(gòu)造。在此，圖1a中所示實(shí)施例的接觸孔(130)通過底部(120)中的條細(xì)分。在此擴(kuò)展方案中在容納槽(112)的底部(120)中優(yōu)選僅僅將在ASIC(290)上、在無源構(gòu)件(280)上的區(qū)域構(gòu)造為開口并且在接觸面(208)上的區(qū)域構(gòu)造為接觸孔(130)。
[0032]“碟形”從本專利申請的意義上理解為一種形狀，其中容納部件(110)具有設(shè)置在第一平面內(nèi)的邊緣區(qū)域(凸緣(114))。邊緣區(qū)域包圍構(gòu)成容納槽(112)的中央?yún)^(qū)域，所述容納槽的底部(120)在與第一平面平行的并且隔開的第二平面內(nèi)延伸。容納槽(112)可以無間隙地連接在作為U形輪廓的、具有側(cè)壁(122)的凸緣(114)上，所述側(cè)壁優(yōu)選具有朝底部(120)在45°和90°之間角度范圍內(nèi)的傾斜，特別優(yōu)選具有在75°和90°之間的角度。容納部件(110)的這種碟形的構(gòu)造例如可以通過深拉伸過程表示。容納部件(110)在此優(yōu)選由金屬、特別優(yōu)選由鋼或鋼合金制成。
[0033]載體襯底(200)在所示實(shí)施例中是兩個層面或多個層面的印刷電路板(202)。載體襯底具有第一側(cè)(210)，所述第一側(cè)分配待檢測的壓力并且被設(shè)置在所述一個壓力檢測設(shè)備(240)上。壓力檢測設(shè)備(240)在此優(yōu)選以PorSi技術(shù)構(gòu)造為半導(dǎo)體壓力傳感器。在此，以PorSi技術(shù)蝕刻半導(dǎo)體中的空穴，并且該空穴在真空條件下密封地借助由硅制成的新的表面、薄的膜片覆蓋。最后傳感元件施加在新的表面上。通過這種技術(shù)，標(biāo)準(zhǔn)真空已經(jīng)集成到半導(dǎo)體壓力傳感器中，由此半導(dǎo)體壓力傳感器構(gòu)造得特別小并且因此成本很低。傳感元件在此通常被構(gòu)造為壓阻式的或被構(gòu)造為電容式的元件或結(jié)構(gòu)并且將由于壓力施加引起的膜片變形和由此引起的長度或距離變化轉(zhuǎn)換為電信號，所述電信號與施加的壓力成函數(shù)關(guān)系。
[0034]在所述實(shí)施例中，在載體襯底(200)的第二側(cè)(220)上設(shè)置電的和電子的構(gòu)件，優(yōu)選地但不限制與此，設(shè)置無源構(gòu)件(280)——例如電阻、電容器(例如用于改善EMV保護(hù))和諸如此類以及用于處理壓力檢測設(shè)備的信號的ASIC(290)和接觸面(208)。壓力檢測設(shè)備(240)的電信號優(yōu)選通過印刷電路板中嚴(yán)密密封的線路(所謂的“burried vias:埋孔”)從第一側(cè)(210)引導(dǎo)至第二側(cè)(220)上。
[0035]載體襯底(200)借助密封材料(150)、優(yōu)選密封粘結(jié)劑(152)或焊料(154)如此固定在容納部件(Iio)中，使得接觸孔(130)和隔膜(140)彼此嚴(yán)密密封。此外，在容納部件
(110)的底部(120)中設(shè)置填充管(174)，所述填充管具有可關(guān)閉的開口(170)。通過開口
(170)和穿過載體襯底(200)中被密封防接觸孔(130)的凹部(270)，可以將液體、優(yōu)選是不可壓縮的、非導(dǎo)電性的液體、特別優(yōu)選是油注入壓力檢測模塊(100)的液體室(180)、優(yōu)選是油室(182)中。優(yōu)選借助球(172)，可以在注入過程之后密封關(guān)閉填充管(174)。然而，還可考慮其他例如以圓柱、圓錐、橢圓或圓盤形的實(shí)現(xiàn)的密封元件，而不限制于這些構(gòu)型方式。載體襯底(200)的第二側(cè)(220)的至少一部分在此可通過碟形容納部件(110)中的接觸孔(130)電接通。
[0036]圖1b中示出圖1a中碟形的容納元件(110)的底部(120)中的接觸孔(130)的透視圖?？梢蕴貏e明顯地看出容納部件(110)的碟形。由所述構(gòu)造中可以很好地看出，能夠特別簡單地調(diào)整這種壓力檢測模塊。
[0037]優(yōu)選標(biāo)準(zhǔn)真空集成到壓力檢測設(shè)備(240)中，從而在以壓力檢測設(shè)備(240)和電構(gòu)件和/或電子構(gòu)件(280，290)裝備載體襯底(200)之后已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)調(diào)整，這能夠?qū)崿F(xiàn)制造過程的特別優(yōu)選的簡化?！罢{(diào)整”在此理解為以下過程:其中檢測所施加的壓力和由壓力檢測設(shè)備(240)的傳感元件輸出的電信號之間的函數(shù)關(guān)系并且補(bǔ)償寄生效應(yīng)的影響，例如溫度。
[0038]在圖1c中示出圖1a中的實(shí)施例的與底部(120)相對置的側(cè)、尤其是隔膜(140)的透視圖。隔膜在所述實(shí)施例中由薄的金屬板制成，優(yōu)選由鋼或鋼合金制成。然而，還可考慮其他惰性的并且能夠嚴(yán)密密封連接凸緣的材料，例如塑料薄膜，特別優(yōu)選是Teflar。這種塑料薄膜能夠通過膠粘工藝或通過熱工藝(例如通過激光熔焊)密封固定在凸緣(114)上。
[0039]圖1d示出根據(jù)圖1c的視圖，其中已刪去膜片(140)，以便可看見隔膜(140)下的空間、尤其是用于以液體填充的液體室(180)。該附圖示出壓力檢測設(shè)備(240)連同其在載體襯底(200)的第一側(cè)(210)上的接觸面(242)。同樣可以看出載體襯底(200)中的凹部(270)，通過其，非導(dǎo)電性、不可壓縮的液體、尤其是油可以從填充管(174)到達(dá)液體室
(180)或油室(182)。
[0040]圖1e中示出本發(fā)明的另一實(shí)施例的與底部(120)中的接觸孔(130)相對置的側(cè)的透視圖。在壓力檢測模塊(100)的該實(shí)施例中，不設(shè)置以液體的填充。這種實(shí)施方式特別優(yōu)選地適合于低壓應(yīng)用(約I巴至約7巴)，尤其適合于氣體狀的介質(zhì)。在本發(fā)明的這種擴(kuò)展方案中，壓力檢測設(shè)備可以特別優(yōu)選地借助被構(gòu)造為具有“Through Silicon Vias:穿透硅過孔”的接觸面(242)。在此，接觸面(242)位于壓力檢測設(shè)備(240)的面對載體襯底(200)的側(cè)上。由此有利地增加壓力檢測設(shè)備(240)的介質(zhì)阻力。在這類擴(kuò)展方案中，特別有利地提高壓力檢測設(shè)備的介質(zhì)阻力，其方式是，在載體襯底(200)上接通壓力檢測設(shè)備(240)之后，將耐介質(zhì)的材料引入壓力檢測設(shè)備(240)和載體襯底之間。[0041]相反地，在此，在無隔膜(140)、無凹部(270)的情況下，壓力檢測模塊(100)在無開口(170)和無填充管(174)的載體襯底(200)中實(shí)現(xiàn)。在這種實(shí)施例中，直接在壓力檢測設(shè)備(240)上施加待檢測的壓力。在這種擴(kuò)展方案中，可以通過施加在此未示出的保護(hù)層、例如通過凝膠或其他的耐介質(zhì)的保護(hù)層、優(yōu)選是聚對二甲苯涂層或諸如此類來保護(hù)壓力檢測設(shè)備(240)、其接觸面(242)和其至載體襯底(200)的電接通(例如引線鍵合，在此未示出)免受機(jī)械影響(例如顆粒)和免受來自于所施加的流體的化學(xué)攻擊(例如由于侵入性的，例如酸性或堿性的介質(zhì))。這種保護(hù)層增加了壓力檢測模塊(100)的壽命。
[0042]在所示的實(shí)施例中，載體襯底(200)被構(gòu)造為印刷電路板(202)，然而他也可以被構(gòu)造為陶瓷襯底(204)。當(dāng)例如將壓力檢測模塊(100)使用在柴油顆粒過濾器系統(tǒng)中或傳動裝置控制器中或制動系統(tǒng)中的應(yīng)用中時，作為陶瓷襯底(204)的構(gòu)造改善了防侵入性的介質(zhì)的阻力，在所述制動系統(tǒng)中，載體襯底暴露于制動液。
[0043]圖2a示出具有接管部件(600)和蓋部件(700)的壓力傳感器裝置(500)的實(shí)施例的外觀圖。蓋部件(700)在接管部件(600)上的機(jī)械固定在此通過在將蓋部件(700)套裝在接管部件(600)上并且借助蓋部件密封粘結(jié)劑(670)將蓋部件(700)粘附在接管部件(600)上之后的壓接連接(630)來實(shí)現(xiàn)。
[0044]圖2b中示出根據(jù)圖2a的、具有裝配在壓力傳感器裝置(500)中的根據(jù)圖1a的壓力檢測模塊(100)的壓力傳感器裝置(500)的實(shí)施例的橫截面。在此，壓力傳感器裝置(500)具有設(shè)有壓力通道(610)和包圍壓力通道(610)的支撐面(620)的接管部件(600)和蓋部件(700)，其中容納部件(110)借助凸緣(114)如此裝配在接管部件(600)的支撐面(620)上，使得在本實(shí)施例中壓力檢測設(shè)備(240)與壓力通道(610)間接地——也即通過隔膜(140)隔開地處于壓力連接中。在裝配壓力檢測模塊(100)之后，蓋部件(700)借助環(huán)繞蓋部件(700)的輪緣(730)的端面(732)套裝在接管部件(600)上和在與凸緣(114)的背離接管部件的側(cè)上。如此實(shí)現(xiàn)所述套裝，使得蓋部件(700)的插頭接觸部(750)借助設(shè)置在載體襯底(200)的第二側(cè)(220)上的接觸面(208)通過接觸元件(710)、特別優(yōu)選地是彈簧接觸部(712)到達(dá)電接觸部并且通過這種方式可以量取壓力檢測模塊(100)的電信號。蓋部件(700)通過蓋部件密封粘結(jié)部(670)與接管部件(600)密封粘結(jié)。通過在輪緣(730)的背離端面(732)的側(cè)上的壓接連接(630)可以將蓋部件(700)防損地并且機(jī)械穩(wěn)健地固定在接管部件(600)上。
[0045]圖2c示出圖2b的詳細(xì)視圖，其中壓力檢測模塊(500)借助O形環(huán)(640)固定并且密封在接管部件(600)上。因此，壓力檢測設(shè)備(240)與壓力通道(610)處于壓力連接中。蓋部件(700)通過蓋部件密封粘結(jié)部(670)密封地固定在接管部件(600)的支撐面(620)上。蓋部件(700)插頭接觸部(750)至載體襯底(200)的第二側(cè)(220)的電連接借助固定在蓋部件(700)中的接觸元件(710)、優(yōu)選是穿過壓力檢測模塊(100)的容納部件(110)中的接觸孔(130)的彈簧接觸部(712)(螺釘彈簧接觸部、螺旋彈簧接觸部或例如S形葉片彈簧接觸部)來實(shí)現(xiàn)。接觸元件(710)、優(yōu)選是彈簧接觸部(712)在此一方面在不同的使用條件下也能夠?qū)崿F(xiàn)可靠的接通，因為彈簧接觸部(712)可以通過其預(yù)張平衡由溫度決定的距離變化。另一方面，彈簧接觸部(712)能夠?qū)崿F(xiàn)蓋元件簡單的裝配，因為所述彈簧接觸部在裝配時能夠通過彈簧預(yù)張自動實(shí)現(xiàn)蓋部件(700)和載體襯底的第二側(cè)(220)之間的距離公差中的公差平衡。
[0046]圖2d中示出壓力傳感器裝置(500)的另一個實(shí)施例的詳細(xì)視圖，其中壓力檢測模塊(100)通過凸緣(114)和支撐面(620)之間的焊接處(650)嚴(yán)密密封地與接管部件(600)連接。因此保證了，施加在壓力通道(610)中、在壓力檢測模塊(100)和接管部件(600)之間的過道上的流體不能夠到達(dá)接管部件(600)之外的區(qū)域內(nèi)。通過嚴(yán)密密封的焊接處(650)還保證，朝著載體襯底(200)的第二側(cè)(220)，在整個壽命期間和在壓力檢測模塊(100)的所有運(yùn)行條件下不出現(xiàn)介質(zhì)泄露。在另一個在此未示出的實(shí)施例中，也可以無隔膜(140)地構(gòu)造嚴(yán)密焊接在接管部件(600)上的壓力檢測模塊(100)，從而壓力直接施加在壓力檢測設(shè)備(240)上。在其他的實(shí)施例中，凸緣(114)和支撐面(620)之間的嚴(yán)密密封還可以通過焊料連接或粘合劑連接實(shí)現(xiàn)。
[0047]最后，在圖3中示出壓力傳感器裝置(500)的另一實(shí)施例的詳細(xì)視圖，其中壓力檢測模塊(100)的壓力檢測設(shè)備(240)是陶瓷壓力傳感器(250)，其中優(yōu)選電容式地實(shí)現(xiàn)壓力檢測。為此，載體襯底被構(gòu)造為陶瓷襯底(204)并且借助焊料(154)固定在容納部件(110)的容納槽(112)中。陶瓷襯底(204)包括陶瓷基體(260)和設(shè)置在陶瓷基體(260)上的膜片(262)。因此，壓力檢測設(shè)備(240)集成在載體襯底中。被構(gòu)造為陶瓷壓力傳感器(250)的載體襯底在此時具有設(shè)置在陶瓷基體(260)上的第一導(dǎo)電面(260)和具有設(shè)置在膜片(262)上第二導(dǎo)電面(268)的電容式傳感器裝置。這兩個導(dǎo)電面(266，268)在此通過陶瓷焊料(玻璃)(264)彼此非導(dǎo)電性連接并且因此構(gòu)成一類板電容器。膜片(262)的變形在此改變兩個導(dǎo)電面(266，268)的距離，這導(dǎo)致充電延遲，所述充電延遲被作為陶瓷襯底(204)的第二側(cè)(220)上的電信號檢測。
【權(quán)利要求】
1.一種壓力檢測模塊(100)，所述壓力檢測模塊包括一種容納部件(110)用于容納載體襯底(200)，其中所述載體襯底(200)在第一側(cè)(210)上設(shè)有壓力檢測設(shè)備(240)，其中所述載體襯底(200)借助與所述第一側(cè)(210)背離的第二側(cè)(220)裝入所述容納部件(110)中并且其中所述載體襯底(200)借助其與所述第一側(cè)(210)背離的所述第二側(cè)(220)固定在容納槽(112)的底部上，其特征在于，所述容納部件(110)與所述容納槽(112)和環(huán)繞所述容納槽(112)的凸緣(114)構(gòu)造為碟形的并且所述底部具有接觸孔(130)，通過所述接觸孔可電接通所述載體襯底(200)的在所述接觸孔上暴露的接觸面(208)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，在所述載體襯底(200)的所述第二側(cè)上設(shè)置至少一個電和/或電子的構(gòu)件(280，290)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述容納部件(110)被構(gòu)造為金屬深拉伸部件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述載體襯底是印刷電路板(202)或陶瓷襯底(204)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，借助密封材料(150)、尤其是密封粘結(jié)劑(152)或焊料(154)，所述載體襯底(200)被固定在所述容納槽(112)的所述底部(120)上。
6.根據(jù)權(quán) 利要求5所述的裝置，其特征在于，所述密封材料(150)是密封粘結(jié)劑(152)并且所述密封粘結(jié)劑(152)如此涂裝在所述載體襯底(200)的所述第二側(cè)(220)和所述容納槽(112)的內(nèi)側(cè)之間，使得所述容納槽的設(shè)置在所述底部(120)中的所述接觸孔(130)通過所述密封粘結(jié)劑(152)和所述載體襯底(200)密封，尤其是嚴(yán)密密封。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述容納部件(110)在其與所述底部(120)相對置的側(cè)上借助隔膜(140)封閉，其中由所述隔膜(140)和所述容納部件(110)限定的空間以液體填充，所述空間由所述載體襯底(200)和所述密封粘結(jié)劑(152)相對所述底部(120)中的所述接觸孔(130)密封。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，在所述容納部件(110)的所述底部(120)中施加可關(guān)閉的開口(170)，通過所述可關(guān)閉的開口可以將液體注入由所述隔膜(140)和所述容納部件(110)限定的空間中。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述壓力檢測設(shè)備(240)包括施加在所述載體襯底(200)上的壓電傳感器裝置。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述壓力檢測設(shè)備(240)包括設(shè)置在所述載體襯底(200)上的、具有電容式壓力檢測的傳感器裝置。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，所述載體襯底(200)是具有陶瓷基體(260)和具有設(shè)置在所述陶瓷基體(260)上的膜片(262)的陶瓷襯底(204)并且所述壓力檢測設(shè)備(240)包括具有設(shè)置在所述陶瓷基體(260)上的第一導(dǎo)電面(266)和具有設(shè)置在所述膜片(262)上的第二導(dǎo)電面(268)的電容式傳感器裝置。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，標(biāo)準(zhǔn)真空被包圍在所述壓力檢測設(shè)備(240)中。
13.一種壓力傳感器裝置(500)，其具有根據(jù)權(quán)利要求1至12中任一項所述的壓力檢測模塊(100)，其特征在于，所述壓力傳感器裝置(500)具有設(shè)有壓力通道(610)和包圍所述壓力通道(610)的裝配面(620)的接管部件(600)與蓋部件(700)并且所述壓力檢測模塊(100)的所述容納部件(110)借助所述凸緣(114)如此裝配在所述接管部件(600)的所述支撐面(620)上，使得所述壓力檢測設(shè)備(240)與所述壓力通道(610)直接地或間接地處于壓力連接中。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，通過熔焊、釬焊、粘結(jié)或在使用可壓縮的密封環(huán)的夾層的情況下使所述容納部件(110)的所述凸緣(114)與所述接管部件(600)密封連接，尤其是嚴(yán)密密封地連接。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，所述蓋部件(700)借助接觸元件(710)可電接通所述載體襯底(200)的所述第二側(cè)(220)，其中所述接觸元件(710)與所述蓋部件700)的引向外部的插頭接觸部(750)導(dǎo)電連接。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，所述蓋部件(700)具有環(huán)繞的輪緣(730)，所述環(huán)繞的輪緣借助其端面(732)支撐在所述凸緣(114)的背離所述接管部件(600)的側(cè)上并且借助卷邊連接(630)固定在所述接管部件(600)上的輪緣(730)的背離所述端面(732)的側(cè)上`。
【文檔編號】G01L19/00GK103512701SQ201310399615
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年6月21日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月25日
【發(fā)明者】M·哈比比, M·賴因哈德 申請人:羅伯特·博世有限公司