專利名稱：壓力傳感器及制造壓力傳感器的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一個壓力傳感器，其包括；一個殼體，一個在殼體的裝配表面上安置的支承板，一個在殼體中安置的傳感器元件和至少一個導(dǎo)電的與至少一個支承板接觸表面相連的連接元件。
這種壓力傳感器例如已在DE 4313312A1中公開。在這種壓力傳感器中既安置了電氣連接元件，支承板以及其上安置的電氣/電子構(gòu)件，還安置了傳感器元件并分離地置于殼體中。同時，壓力傳感器，支承板和電氣連接元件還分別通過連接導(dǎo)線相互導(dǎo)電連接。
這種壓力傳感器的缺陷是，制做相當(dāng)昂貴，因為，電氣連接件，支承板以及傳感器元件必須分離地在殼體中安置。另一方面，已經(jīng)證明將連接導(dǎo)線直接用于壓力傳感器的接觸件也是特別不利的，因為這種連接導(dǎo)線是很敏感的，所以，存在著損壞的危險和由此導(dǎo)致壓力傳感器的故障，特別是在壓力介質(zhì)施加作用的情況下更為突出。
由此，本發(fā)明的任務(wù)是，對開頭所述類型的壓力傳感器作發(fā)展設(shè)置，為的是它可以簡單的方式制造，另一方面，它具有一個很高的抗干擾性，因此，即使經(jīng)歷一個較長的時間間隔也具有一個很高的工作可靠性。
本發(fā)明優(yōu)點上述任務(wù)，按照發(fā)明要求在開頭所述類型的壓力傳感器基礎(chǔ)上如此加以解決該至少一個連接元件與裝配表面對齊地安置并直接與至少一個接觸表面相連接；在支承板和安裝面之間安置一個毛細(xì)管粘接層。
將至少一個連接元件與安裝表面對齊地配置以及與支承板的至少一個接觸表面直接地相接觸結(jié)構(gòu)具有特別大的優(yōu)點是為了使連接元件與支承板相連接，不必設(shè)置敏感的連接導(dǎo)線，因此，不僅制造明顯簡單了，而且、抗干擾性以及長時間工作的性能穩(wěn)定性都提高了。
在支承板和裝配面之間配置一個毛細(xì)管粘接層具有大的優(yōu)點是借此可在支承板和裝配面間實現(xiàn)一個某種程度上完全的連接并因此可實現(xiàn)由“一個鑄件”形成的殼體。這種毛細(xì)管粘接層可特別地提高在支承板和裝配面也就是說，和殼體之間連接的穩(wěn)定性，并且以此方式在接觸表面和連接元件之間構(gòu)成一個連接保護結(jié)構(gòu)。對于這個粘接層應(yīng)用一種毛細(xì)管粘接劑具有大的優(yōu)點是，這種毛細(xì)管粘接劑可流入在裝配面和支承板之間的精細(xì)孔中，因此，可產(chǎn)生一個特別牢固的，某種程度上說成為整體的連接。
關(guān)于連接元件和接觸表面的連接方式可以想到不同的實施類型。例如可以規(guī)定，在連接元件和接觸表面之間的連接是一種釬焊連接。
此外，還可以按照有利方式設(shè)置一個粘接連接，此時，應(yīng)用一種導(dǎo)電粘接劑以形成連接。
在兩種情況下，所以大多數(shù)受壓的接觸表面可以借助很優(yōu)秀的S MD-工藝與連接元件相連接。
特別有利的是，該毛細(xì)管粘接劑將在連接元件和接觸表面之間導(dǎo)電的連接包圍住并相對于外界密封住。借此，如上所述，不僅可實現(xiàn)一個穩(wěn)定性的提高，而且，可以減小作用于在接觸表面和連接元件之間連接結(jié)構(gòu)上的力，同時，還可實現(xiàn)一個對在連接元件和接觸表面之間之連接的保護作用，即防止外界侵蝕如腐蝕、氧化作用、或類似作用。
就純粹的原理而言，該殼體可以由一種任意的材料構(gòu)成。但是，最好是，該殼體是一個塑料殼體。它的熱力膨脹系數(shù)至少在裝配表面的方向上與支承板的熱膨脹系數(shù)相適應(yīng)。一個塑料殼體不僅可以簡單和廉價地制造，而且在這種塑料殼體時可以利用膨脹系數(shù)的異向性能設(shè)置一個特別適合于支承體的并特別適應(yīng)于其膨脹系數(shù)的殼體。
最好是，該支承板是一個混合式-陶瓷板，其上，傳感器元件例如可同樣借助S MD-工藝來安置。以此方式就可使傳感器在殼體中的配置包括構(gòu)件費用都降低。
另外，本發(fā)明任務(wù)還可通過制造一個壓力傳感器的方法來解決，該傳感器包括一個殼體，一個在殼體之安裝表面上安置的支承板，一個在殼體中安置的傳感器元件和至少一個導(dǎo)電的與支承板的至少一個接觸面相連接的連接元件，其中，首先，至少一個接觸面與一個連接元件直接導(dǎo)電地連接，連接元件與安裝表面對齊地安置，然后，在支承板和安裝表面之間置入一種毛細(xì)管粘接劑用于構(gòu)成一個密封的粘接連接。
本發(fā)明另外的優(yōu)點和細(xì)節(jié)給出于后面說明書中的技術(shù)方案以及借助附圖描述的幾個實施例。在附圖中

圖1是本發(fā)明壓力傳感器的縱剖圖和前側(cè)視圖；圖2是本發(fā)明壓力傳感器另一實施方案的縱剖圖和前側(cè)視圖；和圖3是本發(fā)明壓力傳感器又一實施方案的縱剖圖和前側(cè)視圖；一個壓力傳感器如在圖1和2，3中所描述，其總體用10標(biāo)志，它包括一個殼體20，其例如由兩個殼體半拉21，22構(gòu)成。
該殼體20具有一個基本圓柱形的結(jié)構(gòu)和最好用塑料制成。在殼體20中安置一個傳感器元件30。該傳感元件30通過一個管連接件31與外界相連。通過該管連接件31，一種施以壓力的介質(zhì)作用到該傳感器元件30上，該傳感元件30例如是一種設(shè)有薄膜的硅芯片(Silizium Chip)。該傳感器元件30安置在一個支承板40上并例如通過連接導(dǎo)線32與(未描繪的)支承板40上的接觸表面相連接。該傳感器元件30通過一個膜片35(參見圖3)或一個打孔的保護罩36(見圖2)相對于施以壓力的介質(zhì)，特別是相對于有時在此處存在的灰塵，或污染物或類似物得以防護。
在支承板40上可以安置另外的(未示出)電氣/電子結(jié)構(gòu)元件并成為一個電氣電路結(jié)構(gòu)，該支承板40可設(shè)置為混合式陶瓷板結(jié)構(gòu)。
與該支承板40成為導(dǎo)電連接有接頭元件50，例如為插頭接觸件或焊接接片的形式。特別如從圖2和3看出的那樣，該接觸元件50為如此結(jié)構(gòu)，即它與一個在殼體20中設(shè)置的裝配表面60對齊地配置。因此，在支承板上安置的接觸面借助一個公知的S MD連接技術(shù)可直接與連接元件50相連接。例如，該接觸表面和接觸元件50相互可以釬焊起來。另一形式的連接結(jié)構(gòu)是應(yīng)用一種導(dǎo)電粘接劑的粘接結(jié)構(gòu)以制成和構(gòu)成這種粘合連接。
為了提高在接觸元件50和支承板之間以此方式制作的連接結(jié)構(gòu)之穩(wěn)定性，在支承板40和表面60之間置入一種毛細(xì)管粘接劑，它一方面使支承板40與裝配表面60固定連接，另一方面在接觸元件50和接觸表面之間圍住這導(dǎo)電的連接結(jié)構(gòu)。并依此防止其受外界的影響，特別是腐蝕，氧化作用或類似作用的侵害。
至此上面描述的壓力傳感器是如此制作的，即首先該支承板40的接觸表面與連接元件50相連接。例如，為了在支承板40的接觸表面上構(gòu)成一個粘合連接，覆蓋一種導(dǎo)電粘接劑。然后，該支承板40借助這種導(dǎo)電粘接劑固定到裝配表面60和連接元件50上，最后，在支承板40和殼體的裝配表面60之間產(chǎn)生的中間空間中覆蓋一種毛細(xì)管粘接劑以構(gòu)成一個密封的粘合連接。這種毛細(xì)管粘接劑流入在支承板40和殼體20之裝配表面60之間的最小空隙中并因此不僅在支承板40和殼體20之間形成一個很牢固的幾乎成為整體的連接，而且還提高了在接觸元件50和支承板40之接觸表面之間的導(dǎo)電連接的強度，同時還保護了這個接觸元件50免受外界的影響。
為了特別地防止在接觸元件50和支承板40的接觸表面之間由于殼體20和/或支承板40和/或金屬的接觸元件50之間不同的熱力膨脹系數(shù)會導(dǎo)致導(dǎo)電連接的中斷，該殼體20最好由一種塑料制成，它的熱力膨脹系數(shù)在裝配表面60的至少一個方向上基本上與制作成混合式陶瓷板的支承板40的熱力膨脹系數(shù)相一致，因此，支承板40和殼體20在這一平面內(nèi)與溫度相關(guān)的膨脹是相同的。
權(quán)利要求
1.壓力傳感器包括一個殼體(20)，一個在殼體(20)的裝配表面(60)上安置的支承板(40)，一個在殼體(20)中安置的傳感器元件(30)和至少一個導(dǎo)電的與支承板(40)的至少一個接觸表面連接的連接元件(50)，其特征在于該至少一個連接元件(50)與裝配表面(60)對齊地安置，并直接與至少一個接觸表面相連接；在支承板(40)和裝配表面(60)之間安置一個毛細(xì)管粘接劑層。
2.按權(quán)利要求1所述的壓力傳感器，其特征在于該毛細(xì)管粘接劑將位于至少一個連接元件(50)和至少一個接觸表面之間的導(dǎo)電連接結(jié)構(gòu)包圍住并相對于外界密封。
3.按權(quán)利要求1或2所述的壓力傳感器，其特征在于在至少一個連接元件(50)和至少一個接觸表面之間的導(dǎo)電連接是一個釬焊連接。
4.按權(quán)利要求1或2所述的壓力傳感器，其特征在于在至少一個連接元件(50)和至少一個接觸表面之間的導(dǎo)電連接是一個粘接連接。
5.按前述權(quán)利要求之一所述的壓力傳感器，其特征在于該殼體(20)是一個塑料殼體，它的熱力膨脹系數(shù)至少在裝配表面(60)的一個方向上與支承板(40)的熱力膨脹系數(shù)相適應(yīng)。
6.按前述權(quán)利要求之一所述的壓力傳感器，其特征在于該傳感器元件(30)安置在支承板(40)上。
7.按前述權(quán)利要求之一所述的壓力傳感器，其特征在于該支承板(40)是一個混合式-陶瓷板。
8.制造壓力傳感器的方法，該壓力傳感器包括一個殼體(20)，一個在殼體(20)之裝配表面(60)上安置的支承板(40)，一個在殼體(20)中安置的傳感器元件(30)和至少一個導(dǎo)電的與支承板(40)的至少一個接觸表面相連接的連接元件(50)，其特征在于首先，該至少一個接觸表面與和裝配表面(60)對齊安置的連接元件(50)直接導(dǎo)電地相連接；此后，在支承板(40)和裝配表面(60)之間置入一種毛細(xì)管粘接劑以構(gòu)成一個密封的粘合連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種改進的壓力傳感器和一個制造這種壓力傳感器的方法,該壓力傳感器包括:一個殼體,一個在殼體的裝配表面上安置的支承板,一個在殼體中安置的傳感器元件和至少一個導(dǎo)電的并與至少一個支承板接觸表面相連的連接元件。為了該壓力傳感器一方面可以簡單的方式被制造,另一方面,它能有抗干擾的和長期的工作壽命,特建議:該至少一個連接元件與裝配表面對齊地安置并直接至至少一個接觸表面相連接;在支承板和裝配表面之間設(shè)置一種毛細(xì)管粘接層。
文檔編號G01L19/14GK1185207SQ96194062
公開日1998年6月17日 申請日期1996年12月2日 優(yōu)先權(quán)日1996年4月1日
發(fā)明者瓦爾特·勒特林斯赫費爾, 庫爾特·魏布倫, 烏爾里?！じ褙悹?申請人:羅伯特·博施有限公司