本發(fā)明涉及一種用于感測流體介質(zhì)壓力的傳感器。

背景技術：

在技術的不同領域中、例如自然科學和醫(yī)療技術，必須感測流體介質(zhì)的一個或多個特性。這些特性中的一個特性是流體介質(zhì)的壓力，即氣體和/或液體的壓力。

一個重要的例子是感測在汽車領域中的流體介質(zhì)壓力，但本發(fā)明不局限到該發(fā)明上。這種壓力傳感器例如由Konrad Reif(編者)：汽車中的傳感器(Sensoren im Kraftfahrzeug)，2010年第一版，134到136頁公知。

用于汽車應用的壓力傳感器基于所謂的硅傳感技術，即基于具有可變形的膜片的、作為傳感器元件的硅芯片的應用，其中，膜片的變形程度是用于壓力的計量標準。在此，基本上公知了具有集成的模擬分析電路的傳感器元件。此外公知，單獨地設置真正的傳感器元件和控制和/或分析電路。

DE 199 29 028A1描述了具有傳感器元件的壓力傳感器，在該傳感器元件的背面布置罩，其中，在罩的內(nèi)側(cè)和傳感器元件的上側(cè)之間形成空腔，該空腔作為用于測量壓力的參考腔使用。而傳感器元件借助于鍵合線與單獨設置的傳導柵的接觸區(qū)段電連接。

盡管有通過上述壓力傳感器引起的改進，但始終存在優(yōu)化可能性。因此，在具有集成的模擬分析電路的傳感器元件中雖然能夠使安裝空間最小化，但模擬電路必須適配于每個傳感器元件變型。壓力信號的數(shù)字分析和輸出是不可能的。在單獨設置傳感器元件和分析電路的情況下，能夠?qū)τ诓煌膫鞲衅髟褂貌煌姆治鲭娐?。因此，開發(fā)和生產(chǎn)可以相互分離地進行。數(shù)字和模擬分析電路原則上是可能的。但需要例如在電路板上用于分析電路的附加的安裝空間。此外，必須將分析電路的電輸出端和輸入端與傳感器元件連接。在具有在其上安裝的罩的傳感器元件中產(chǎn)生了附加的用于制造的費用。

技術實現(xiàn)要素：

與此對應地，提出一種用于感測流體介質(zhì)壓力的傳感器，該傳感器至少很大程度上避免了公知的傳感器的缺點，并且尤其能夠在小安裝空間的情況下以緊湊的方式并且以成本低的方式制造該傳感器。

根據(jù)本發(fā)明的用于感測流體介質(zhì)壓力的傳感器包括用于感測流體介質(zhì)壓力的傳感器元件、用于把流體介質(zhì)輸送至傳感器元件的輸入通道和用于處理傳感器元件信號的控制和/或分析電路。在此，控制和/或分析電路在傳感器元件上布置。換言之，提出一種壓力傳感器的傳感器元件和控制和/或分析電路的堆疊形結(jié)構(gòu)。通過傳感器元件和控制和/或分析電路的這種垂直布置節(jié)省了在電路載體上的安裝空間。由此可以尤其實現(xiàn)在旋入式傳感器中的更小的扳手寬度。

控制和/或分析電路可以直接布置在傳感器元件上。換言之，除了用于連接所提到的構(gòu)件的連接器件、例如粘接材料之外(該連接器件對于將控制和/或分析電路固定在傳感器元件上是必需的)，在控制和/或分析電路和傳感器元件之間不存在其他的壓力傳感器構(gòu)件。這使必需的安裝空間進一步最小化。

控制和/或分析電路可以這樣布置在傳感器元件上，使得控制和/或分析電路與傳感器元件包圍一空腔。這可以例如由此實現(xiàn)，控制和/或分析電路在面向傳感器元件的正面上具有凹部，其中，凹部由傳感器元件封閉以便形成空腔。因此，該空腔形成參考體積。如果該參考體積被構(gòu)造成處于負壓下構(gòu)造的，則能夠以簡單的方式實現(xiàn)用于感測流體介質(zhì)的絕對壓力的壓力傳感器。相應地，利用本發(fā)明能夠通過傳感器元件和控制和/或分析電路的堆疊在一定程度上實現(xiàn)單獨的絕對壓力傳感器而不需要額外費用。

優(yōu)選地，控制和/或分析電路布置在傳感器元件的背離輸入通道的背面上。這使得堆疊形結(jié)構(gòu)是清楚的。

傳感器元件和控制和/或分析電路能夠沿縱向延伸方向布置。控制和/或分析電路的垂直于該縱向延伸方向的橫截面可以小于傳感器元件的垂直于該縱向延伸方向的橫截面。由此，得到用于電構(gòu)件的位置，這些電構(gòu)件對于控制和/或分析電路與傳感器元件的電連接是必需的。因此，例如可以在傳感器元件的背面布置至少一個連接觸點。控制和/或分析電路可以例如與傳感器元件通過使用鍵合線來電連接，控制和/或分析電路借助于該鍵合線與連接觸點電連接。關于縱向延伸方向而言，連接觸點位于控制和/或分析電路旁邊，從而位于上述空腔的外部。

在此，傳感器元件可以是硅芯片。這種硅芯片通常這樣構(gòu)造，使得在它的背面上、即表面之一上，設置測量電橋，該測量電橋例如可以以惠斯登電橋(Wheatstone-Brücke)的形式由壓阻式阻抗元件構(gòu)建。為壓力感測所必需的膜片可以通過對背離阻抗元件的正面進行蝕刻來制造。

控制和/或分析電路在本發(fā)明的框架下要理解為適用于信號處理的構(gòu)件。控制和/或分析電路例如可以是專用集成電路(application-specific integrated circuit–ASIC)。這種電路是作為集成開關電路實現(xiàn)的電子電路。

電路載體在本發(fā)明的框架下要理解為適用于承載電路的任何構(gòu)件。電路載體例如構(gòu)造為電路板。電路板在本發(fā)明的框架下要理解為用于電子構(gòu)件的載體，該載體用于電連接部的機械固定。電路板由電絕緣材料與在其上附著的導電的連接部、即所謂的導體軌構(gòu)成。根據(jù)本發(fā)明提出，控制和/或分析電路不直接設置在電路載體上，而是與電路載體分開地布置。在此，例如借助于鍵合線設置控制和/或分析電路相對于電路載體的電連接。

附圖說明

本發(fā)明的其他可選的細節(jié)和特征由接下來對優(yōu)選實施例的說明中給出，這些實施例在附圖中示意性示出。

本發(fā)明示出：

圖1根據(jù)本發(fā)明的傳感器的縱向截面視圖。

具體實施方式

圖1示出用于感測流體介質(zhì)壓力的根據(jù)本發(fā)明的傳感器10的縱向截面視圖。傳感器10可以例如構(gòu)造成用于感測在內(nèi)燃機的燃料管路中的燃料的壓力或者在內(nèi)燃機的廢氣流中的廢氣的壓力。在此只示出傳感器10的構(gòu)件的一部分。其他構(gòu)件例如殼體、螺紋件、殼體基座、連接插頭未示出。

傳感器10包括傳感器元件12。傳感器元件12是硅芯片。傳感器12具有正面14和背面16。在正面14中構(gòu)造有凹部18。傳感器12的在凹部18上方的、具有減小的材料厚度的區(qū)段形成可變形的膜片20。在膜片20或者說背面16上布置有多個呈測量電橋形式、例如呈惠斯登電橋形式的壓阻式元件(未詳細示出)。

傳感器元件12的正面14布置在基座22上，例如玻璃基座或者塑料基座。傳感器元件12與基座22固定地連接、例如粘接。在基座22中構(gòu)造有用于將流體介質(zhì)輸送至傳感器元件12的輸入通道24。輸入通道24與凹部18連接。

傳感器10還包括控制和/或分析電路26?？刂坪?或分析電路26是ASIC。控制和/或分析電路26布置在傳感器元件12上。更精確地，控制和/或分析電路26布置在傳感器元件12的背離輸入通道24的背面16上?？刂坪?或分析電路26尤其直接布置在傳感器元件12上并且例如借助于粘接材料固定在該傳感器元件上。

控制和/或分析電路26如此布置在傳感器元件12上，使得控制和/或分析電路26與傳感器元件12包圍空腔28。空腔28例如作為用于測量絕對壓力的參考體積使用。這可以例如由此實現(xiàn)，即，控制和/或分析電路26在面向傳感器元件12的正面30上具有凹部32。凹部32由傳感器元件12封閉，以便形成空腔28。相應地，傳感器元件12和控制和/或分析電路26沿縱向延伸方向34布置。

在此，控制和/或分析電路26的垂直于縱向延伸方向34的橫截面36小于傳感器12的垂直于縱向延伸方向34的橫截面38。換言之，控制和/或分析電路26小于傳感器元件12。由此，得到用于控制和/或分析電路26與傳感器元件12的電連接的位置。例如在傳感器元件12的背面16上布置有至少一個連接觸點40。而控制和/或分析電路26借助于鍵合線42與連接觸點40電連接，從而與傳感器元件12電連接。

關于縱向延伸方向34而言，連接觸點40位于控制和/或分析電路26旁邊，從而位于空腔28的外部。

控制和/或分析電路26還與未詳細示出的電路載體、例如電路板例如借助于鍵合線電連接。電路載體例如在控制和/或分析電路26或者傳感器元件12的側(cè)面布置。換言之，電路載體可以在沿垂直于縱向延伸方向34的方向與控制和/或分析電路26或者傳感器元件12間隔開的位置上布置。在此，電路載體可以本身垂直于縱向延伸方向34地取向或者說垂直于縱向延伸方向34地延伸。替代地，電路載體可以部分在控制和/或分析電路26的上方布置。換言之，電路載體可以在沿平行于縱向延伸方向34的方向與控制和/或分析電路26間隔開的位置上布置。在此，電路載體可以本身垂直于縱向延伸方向34取向或者說垂直于縱向延伸方向地延伸。此外，替代地，電路載體可以部分布置在控制和/或分析電路26上。換言之，電路載體具有直接布置在控制和/或分析電路26上并且能夠與該控制和/或分析電路連接的區(qū)段。在此，電路載體可以垂直于縱向延伸方向34地取向或者說垂直于縱向延伸方向34地延伸。

此外，控制和/或分析電路26和連接觸點40例如借助于凝膠而被保護免受腐蝕。傳感器10的上述根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)尤其可以在移除凝膠后證明。