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WO2009068491A1 - Sensor module and method for producing the sensor module - Google Patents

Sensor module and method for producing the sensor module Download PDF

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WO2009068491A1
WO2009068491A1 PCT/EP2008/066047 EP2008066047W WO2009068491A1 WO 2009068491 A1 WO2009068491 A1 WO 2009068491A1 EP 2008066047 W EP2008066047 W EP 2008066047W WO 2009068491 A1 WO2009068491 A1 WO 2009068491A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
sensor
sensor module
channel
conductor
groove
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/EP2008/066047
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Willibald Reitmeier
Andreas Wildgen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Continental Automotive GmbH
Original Assignee
Continental Automotive GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Continental Automotive GmbH filed Critical Continental Automotive GmbH
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Ceased legal-status Critical Current

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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D11/00—Component parts of measuring arrangements not specially adapted for a specific variable
    • G01D11/24—Housings ; Casings for instruments
    • G01D11/245—Housings for sensors
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L19/00—Details of, or accessories for, apparatus for measuring steady or quasi-steady pressure of a fluent medium insofar as such details or accessories are not special to particular types of pressure gauges
    • G01L19/0061—Electrical connection means
    • G01L19/0084—Electrical connection means to the outside of the housing
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
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    • H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/181—Encapsulation
    • H01L2924/1815—Shape

Definitions

  • the invention relates to a sensor module with a sensor chip, which is covered with a plastic cover.
  • the invention further relates to a method for producing the sensor module.
  • Such a sensor module is known from US 2007/0139044 Al.
  • the sensor chip is applied to a conductor grid and surrounded by a first plastic envelope made of a thermosetting plastic.
  • the inner plastic envelope is further surrounded by an outer plastic shell, which extends to a contact end of the conductor tracks formed by the conductor tracks.
  • the outer plastic shell is formed as a plug socket.
  • the known sensor module is used in particular for detecting the rotational speed of a turbocharger.
  • a sensor module is known from US 2004/0118227 A1, in which a sensor chip is fixed on a conductor grid.
  • the sensor chip and the conductor grid are surrounded by a plastic shell.
  • the conductor tracks of the conductor grid are also connected to contact pins.
  • the transition region between the conductor grid and the contact pins is covered by a further plastic cover, which extends up to contact ends of the contact pins and forms a plug socket there.
  • thermosensitive sensor chips In particular, temperature-sensitive sensor chips, sensor chips sensitive to magnetic fields, angular-velocity sensors or acceleration sensors are provided as the sensor chip.
  • a disadvantage of the known sensor modules is that the plastic envelope can falsify the measurement signal. For example, the additional mass of the plastic cover can increase the response time of the sensor module. Furthermore, calibrations may be necessary to correct the influence of the plastic wrap.
  • the present invention seeks to provide a sensor module improved in terms of measurement properties.
  • the invention is also based on the object of specifying a method for producing the sensor module.
  • the sensor module has a channel which leads from a sensor surface of the sensor chip to an outside of the sensor module.
  • the term "channel” should be understood to mean a cutout whose cross-sectional dimensions are small in comparison to the length of the channel measured from the sensor surface of the sensor chip to the outside. Through such a channel, the sensor surface of the sensor chip is in contact with the surroundings of the sensor module. In particular, pressure changes in the surrounding medium can be detected directly with the sensor module, without the influence of the plastic shell on the measurement result must be determined by calibrations.
  • the sensor module is provided with conductor tracks and the channel is guided along a conductor track to a contact point of the conductor track.
  • the channel is formed by means of a suitable cross-sectional profiling of the conductor track.
  • the channel can be made by forming a groove in a conductor track of the conductor grid.
  • a conductive grid is to be understood as meaning a self-supporting unit of conductor tracks, wherein the conductor tracks do not necessarily have to be connected to one another after completion of the production.
  • the conductor grid can be, for example, a so-called stamped grid
  • the groove formed in a track of the ladder grid is preferably covered with a foil to prevent plastic from entering the channel area during production of the plastic cover and blocking the channel area.
  • the channel can also be formed by a cannula, which is inserted, for example, in a groove formed in a conductor track of the conductor grid.
  • a cannula By means of such a cannula, a continuous channel can be formed from the sensor surface of the sensor chip to the outside of the sensor module.
  • the sensor module is provided with a further cutout, which extends from the outside of the sensor module to a further sensor surface of the sensor chip. If the sensor chip is a differential pressure sensor, the differential pressure between the pressure of the medium at the further sensor surface and the sensor surface adjacent to the channel can be determined in this case.
  • Figure 1 is a perspective outside view of a sensor module
  • Figure 2 is a perspective view of a conductor grid of the sensor module of Figure 1 with components applied thereto;
  • Figure 3 is a perspective view of the back of the conductor grid of Figure 2;
  • FIG. 4 shows a perspective view of a printed circuit board of a modified sensor module with sensor chip applied thereto
  • Figure 5 is an enlarged cross-sectional view of a remote printed circuit board
  • Figure 6 is an enlarged cross-sectional view of another circuit board
  • FIG. 7 shows a perspective view of a further modified sensor module.
  • FIG. 1 shows a perspective external view of a sensor module 1, in which a conductor grid 2 is provided with a sensor chip 3.
  • the conductor grid 2 and the sensor chip 3 are surrounded by a plastic sleeve 4, which extends to contact ends 5 of the conductor grid 2.
  • the plastic sleeve 4 is provided with a cutout 6, which extends from an outer side 7 of the sensor module 1 to a sensor surface 8 of the sensor chip 3.
  • Figure 2 shows a perspective view of the conductor grid 2, which has an inner conductor 9, which is provided for the assignment to ground.
  • further strip conductors 10 and 11 are provided, run over the Messsig- signals or the supply voltage to the sensor chip 3 is performed.
  • the sensor chip 3 is applied to a fork-shaped holding portion 12 of the conductor 9 and connected by means of bonding wires 13 to the conductor tracks 9 to 11.
  • FIG. 2 also shows the sensor surface 8 exposed by the cutout 6 in the plastic sleeve 4.
  • the provided for the occupation with ground conductor 9 also has lateral projections 14, the ends of which are led out of the plastic sleeve 4.
  • the outer side 7 of the sensor module 1 can be grounded at least pointwise and an electrostatic charge of the surrounding medium with respect to the sensor chip 3 can be prevented.
  • capacitors 15 and 16 are shown, which establish a connection between the inner conductor 9 and the outer conductor tracks 10 and 11.
  • FIG. 3 shows a perspective view of the rear side of the conductor grid 2 shown in FIG. 2. It can be seen from FIG. 3 that a channel 17 is formed on the rear side of the inner conductor 9, which extends from the contact end 5 of the conductor 9 to the fork-shaped holding section 12 of FIG Conductor 9 leads. Through the channel 17, a medium surrounding the sensor module 1 can be guided to a further sensor surface 18, which is formed on a bearing surface 19 of the sensor chip 3. Accordingly, the sensor chip 3 is preferably a differential pressure sensor which detects the differential pressure between the sensor surface 8 and the further sensor surface 18. For the production of the sensor module 1, a groove 20 is first formed on the back of the conductor grid 2, through which the channel 17 is to extend.
  • the groove 20 can be produced, for example, by embossing the groove 20 along the conductor track 9 in the conductor grid 2. Subsequently, the sensor chip 3 is applied to the front side of the conductor grid 4 and connected to the conductor grid 4 by means of the bonding wires 13. The other components, such as the capacitors 15 and 16, are applied to the conductor grid 2 in this step. Then, the lead grid 2 is placed in a mold and wrapped with the plastic sheath 4. The cutout 6 is kept free by a suitable core. In order to form the channel 17 on the back of the conductor grid 2, a cannula 21 is inserted into the groove 20 before inserting the conductor grid 2 into the mold, which cannula 21 extends from the contact end 5 to the holding section 12. Subsequently, the groove 20 and the holding portion 12 is covered with an adhesive film, so that the cannula 21 is secured in the groove 20 and the sensor surface 18 is kept free during the molding process.
  • the plastic sheath 4 is preferably formed in a transfer molding process in which the material used for the plastic sheath 4 is brought in a pre-cylinder in a flowable state and then pressed into the mold.
  • the inflow of the molding material into the mold is preferably carried out at a pressure below 10 bar.
  • a repressing operation can be carried out, in which the molding compound is placed under a pressure between 50 and 100 bar in order to remove remaining air from the mold Press out mold.
  • plastic sheath 4 plastics are preferably provided based on an epoxy resin, since the parameters such as glass transition temperature T G , modulus of elasticity and thermal expansion coefficient can be varied efficiently through the composition or adjusted via the Vergussparameter.
  • the sensor module 1 can be modified in various ways. For example, it is possible to bring the conductor grid 2 so far to the sensor surface 18 that no separate cannula for forming the channel 17 is required. In this case, the cover of the rear side of the conductor grid 2 may be sufficient to provide a continuous channel 17 which extends from the inlet opening 19 of the conductor track 9 to the sensor surface 18.
  • FIG. 4 shows, for example, a printed circuit board 22 which can likewise be used for the sensor module 1.
  • the sensor chip 3 is applied to the front side of the printed circuit board 22 and connected by means of bonding wires, not shown in FIG. 4, to printed conductors 22, likewise not shown, on the front side.
  • a recess 23 is provided below the sensor chip 3, which extends over the sensor surface 18 of the sensor chip 3.
  • a groove 24 is formed on the rear side of the printed circuit board 22, which can be used to form a channel leading from the contact end 5 of the printed circuit board 22 to the recess 23. This channel can be formed by covering the groove 24 with a foil during the molding process for the plastic sleeve 4 or, according to FIG. 5, inserting a cannula 25 into the groove 24.
  • the channel can also be formed by placing two conductor grids on top of each other, the channel being formed in one of the two conductor grids or in both conductor grids.
  • the channel can also be made by providing a needle-shaped slider in the mold, which is brought into contact with a sensor surface before or after filling of the plastic mass and which is retracted before the final curing of the plastic mass to prevent sticking of the slider ,
  • FIG. 7 finally shows a sensor fitting 28 into which the sensor module 1 shown in FIG. 1 can be introduced.
  • the sensor socket 28 has a recess into which the sensor module 1 can be inserted in the sliding seat.
  • the sensor socket 28 preferably has an external hex nut 29 and a threaded portion 30 so that the sensor socket 28 can be screwed into the wall of a container or pipe. Since the channel 17 is guided to the contact end 5 of the conductor grid 2, the sensor chip 3 can determine the differential pressure between the internal pressure prevailing in the interior of the container or the line and the external pressure prevailing outside the container or the line.
  • the end of the channel can also be protected from contamination by a membrane embedded in the plastic sleeve.
  • the membrane may, for example, a made of polytetrafluoroethylene water-impermeable, but permeable to vapor diffusion membrane, which is perforated for connection to the plastic shell in the edge region.
  • the membrane can be inserted into the mold, fixed there and then injected into the plastic sheath.

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Abstract

A sensor module has a sensor chip (3), which is affixed on a conductor grid (2) and has a sensor surface (18). A channel (17) leads from the sensor surface (18) to a contact end (5), through which a medium, which encloses the sensor module, may reach the sensor surface (18) of the sensor chip (3). The sensor chip (3) is preferably a differential pressure sensor, which detects the differential pressure on the sensor surface (18) and an opposing sensor surface.

Description

Beschreibungdescription

Sensormodul und Verfahren zur Herstellung des SensormodulsSensor module and method for producing the sensor module

Die Erfindung betrifft ein Sensormodul mit einem Sensorchip, der mit einer Kunststoffabdeckung abgedeckt ist.The invention relates to a sensor module with a sensor chip, which is covered with a plastic cover.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung des Sensormoduls.The invention further relates to a method for producing the sensor module.

Ein derartiges Sensormodul ist aus der US 2007/0139044 Al bekannt. Bei dem bekannten Sensormodul ist der Sensorchip auf einem Leitergitter aufgebracht und mit einer ersten Kunst- stoffhülle aus einem Duroplast umgeben. Die innere Kunst- stoffhülle ist weiterhin von einer äußeren Kunststoffhülle umgeben, die sich bis zu einem Kontaktende der vom Leitergitter gebildeten Leiterbahnen erstreckt. An den Kontaktenden der Leiterbahn ist die äußere Kunststoffhülle als Steckerfassung ausbildet. Das bekannte Sensormodul dient insbesondere der Erfassung der Drehgeschwindigkeit eines Turboladers.Such a sensor module is known from US 2007/0139044 Al. In the known sensor module, the sensor chip is applied to a conductor grid and surrounded by a first plastic envelope made of a thermosetting plastic. The inner plastic envelope is further surrounded by an outer plastic shell, which extends to a contact end of the conductor tracks formed by the conductor tracks. At the contact ends of the track, the outer plastic shell is formed as a plug socket. The known sensor module is used in particular for detecting the rotational speed of a turbocharger.

Ferner ist aus der US 2004/0118227 Al ein Sensormodul bekannt, bei dem ein Sensorchip auf einem Leitergitter fixiert ist. Der Sensorchip und das Leitergitter sind von einer Kunststoffhülle umgeben. Die Leiterbahnen des Leitergitters sind ferner mit Kontaktstiften verbunden. Der Übergangsbereich zwischen dem Leitergitter und den Kontaktstiften ist von einer weiteren Kunststoffhülle abgedeckt, die sich bis zu Kontaktenden der Kontaktstifte erstreckt und dort eine Ste- ckerfassung bildet.Furthermore, a sensor module is known from US 2004/0118227 A1, in which a sensor chip is fixed on a conductor grid. The sensor chip and the conductor grid are surrounded by a plastic shell. The conductor tracks of the conductor grid are also connected to contact pins. The transition region between the conductor grid and the contact pins is covered by a further plastic cover, which extends up to contact ends of the contact pins and forms a plug socket there.

Als Sensorchip sind insbesondere temperaturempfindliche Sensorchips, auf Magnetfelder empfindliche Sensorchips, Winkelgeschwindigkeitssensoren oder Beschleunigungssensoren vorgesehen. Ein Nachteil der bekannten Sensormodule ist, dass die Kunst- stoffhülle das Messsignal verfälschen kann. Beispielsweise kann die zusätzliche Masse der Kunststoffhülle die Antwortzeit des Sensormoduls vergrößern. Ferner können Eichungen notwendig sein, um den Einfluss der Kunststoffhülle zu korrigieren .In particular, temperature-sensitive sensor chips, sensor chips sensitive to magnetic fields, angular-velocity sensors or acceleration sensors are provided as the sensor chip. A disadvantage of the known sensor modules is that the plastic envelope can falsify the measurement signal. For example, the additional mass of the plastic cover can increase the response time of the sensor module. Furthermore, calibrations may be necessary to correct the influence of the plastic wrap.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein hinsichtlich der Messeigenschaften verbessertes Sensormodul zu schaffen. Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung des Sensormoduls anzugeben.Based on this prior art, the present invention seeks to provide a sensor module improved in terms of measurement properties. The invention is also based on the object of specifying a method for producing the sensor module.

Diese Aufgaben werden durch das Sensormodul und das Verfahren mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. In davon abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen angegeben.These objects are achieved by the sensor module and the method having the features of the independent claims. In dependent claims advantageous embodiments and developments are given.

Das Sensormodul verfügt über einen Kanal, der von einer Sen- sorfläche des Sensorchips zu einer Außenseite des Sensormoduls führt. Unter Kanal soll dabei eine Freisparung verstanden werden, deren Querschnittsabmessungen klein im Vergleich zu der von der Sensorfläche des Sensorchips bis zur Außenseite gemessenen Länge des Kanals ist. Durch einen derartigen Kanal steht die Sensorfläche des Sensorchips mit der Umgebung des Sensormoduls in Kontakt. Insbesondere Druckänderungen in dem umgebenden Medium können mit dem Sensormodul unmittelbar erfasst werden, ohne dass der Einfluss der Kunststoffhülle auf das Messergebnis durch Eichungen bestimmt werden muss.The sensor module has a channel which leads from a sensor surface of the sensor chip to an outside of the sensor module. The term "channel" should be understood to mean a cutout whose cross-sectional dimensions are small in comparison to the length of the channel measured from the sensor surface of the sensor chip to the outside. Through such a channel, the sensor surface of the sensor chip is in contact with the surroundings of the sensor module. In particular, pressure changes in the surrounding medium can be detected directly with the sensor module, without the influence of the plastic shell on the measurement result must be determined by calibrations.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das Sensormodul mit Leiterbahnen versehen und der Kanal entlang einer Leiterbahn bis zu einer Kontaktstelle der Leiterbahn geführt. Dabei besteht die Möglichkeit, den Kanal durch eine geeignete Quer- schnittsprofilierung der Leiterbahn auszubilden. Insbesondere ist es möglich, den Kanal durch eine Prägung einer Leiterbahn herzustellen, wenn die Leiterbahnen von einem Leitergitter gebildet sind. In diesem Fall kann beispielsweise der Kanal durch Ausbilden einer Nut in einer Leiterbahn des Leitergitters hergestellt werden. Unter Leitergitter soll in diesem Zusammenhang eine selbsttragende Einheit von Leiterbahnen verstanden werden, wobei die Leiterbahnen nach Abschluss der Fertigung nicht notwendigerweise untereinander verbunden sein müssen. Bei dem Leitergitter kann es sich beispielsweise um ein so genanntes StanzgitterIn a preferred embodiment, the sensor module is provided with conductor tracks and the channel is guided along a conductor track to a contact point of the conductor track. In this case, it is possible to form the channel by means of a suitable cross-sectional profiling of the conductor track. In particular, it is possible to produce the channel by embossing a conductor track when the conductor tracks are formed by a conductor grid. In this case, for example, the channel can be made by forming a groove in a conductor track of the conductor grid. In this context, a conductive grid is to be understood as meaning a self-supporting unit of conductor tracks, wherein the conductor tracks do not necessarily have to be connected to one another after completion of the production. The conductor grid can be, for example, a so-called stamped grid

(= lead frame) handeln. Durch die Verwendung eines derartigen Leitergitters kann die Festigkeit des Sensormoduls zusätzlich erhöht werden. Außerdem wird die Fertigung erleichtert, da ein stabiler Träger zur Verfügung steht.(= lead frame) act. By using such a conductor grid, the strength of the sensor module can be additionally increased. In addition, the production is facilitated, since a stable carrier is available.

Die in einer Leiterbahn des Leitergitters ausgebildete Nut ist vorzugsweise mithilfe einer Folie abgedeckt, um zu verhindern, dass während der Herstellung der Kunststoffabdeckung Kunststoff in den Kanalbereich gelangt und den Kanalbereich blockiert.The groove formed in a track of the ladder grid is preferably covered with a foil to prevent plastic from entering the channel area during production of the plastic cover and blocking the channel area.

Ferner kann der Kanal auch von einer Kanüle gebildet sein, die beispielsweise in eine in einer Leiterbahn des Leitergitters ausgebildete Nut eingelegt ist. Durch eine derartige Kanüle kann ein durchgängiger Kanal von der Sensorfläche des Sensorchips bis zur Außenseite des Sensormoduls ausgebildet werden .Furthermore, the channel can also be formed by a cannula, which is inserted, for example, in a groove formed in a conductor track of the conductor grid. By means of such a cannula, a continuous channel can be formed from the sensor surface of the sensor chip to the outside of the sensor module.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das Sensormodul mit einer weiteren Freisparung versehen, die von der Außenseite des Sensormoduls bis zu einer weiteren Sensorfläche des Sensorchips reicht. Falls es sich bei dem Sensorchip um einen Differenzdrucksensor handelt, kann in diesem Fall der Differenzdruck zwischen dem Druck des Mediums an der weiteren Sen- sorfläche und der am Kanal anliegenden Sensorfläche bestimmt werden . Weitere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung hervor, in der Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung erläutert werden. Es zeigen:In a preferred embodiment, the sensor module is provided with a further cutout, which extends from the outside of the sensor module to a further sensor surface of the sensor chip. If the sensor chip is a differential pressure sensor, the differential pressure between the pressure of the medium at the further sensor surface and the sensor surface adjacent to the channel can be determined in this case. Further features and advantages of the invention will become apparent from the following description, are explained in the embodiments of the invention with reference to the accompanying drawings. Show it:

Figur 1 eine perspektivische Außenansicht eines Sensormoduls;Figure 1 is a perspective outside view of a sensor module;

Figur 2 eine perspektivische Ansicht eines Leitergitters des Sensormoduls aus Figur 1 mit darauf aufgebrachten Bauelementen;Figure 2 is a perspective view of a conductor grid of the sensor module of Figure 1 with components applied thereto;

Figur 3 eine perspektivische Ansicht der Rückseite des Leitergitters aus Figur 2;Figure 3 is a perspective view of the back of the conductor grid of Figure 2;

Figur 4 eine perspektivische Ansicht einer Leiterplatte eines abgewandelten Sensormoduls mit darauf aufgebrachtem Sensorchip;FIG. 4 shows a perspective view of a printed circuit board of a modified sensor module with sensor chip applied thereto;

Figur 5 eine vergrößerte Querschnittsansicht einer abgewandten Leiterplatte;Figure 5 is an enlarged cross-sectional view of a remote printed circuit board;

Figur 6 eine vergrößerte Querschnittsansicht einer weiteren Leiterplatte undFigure 6 is an enlarged cross-sectional view of another circuit board and

Figur 7 eine perspektivische Ansicht eines weiteren abgewandelten Sensormoduls.FIG. 7 shows a perspective view of a further modified sensor module.

Figur 1 zeigt eine perspektivische Außenansicht eines Sensor- moduls 1, bei dem ein Leitergitter 2 mit einem Sensorchip 3 versehen ist. Das Leitergitter 2 und der Sensorchip 3 sind von einer Kunststoffhülle 4 umgeben, die sich bis zu Kontaktenden 5 des Leitergitters 2 erstreckt. Ferner ist die Kunststoffhülle 4 mit einer Freisparung 6 versehen, die von einer Außenseite 7 des Sensormoduls 1 bis zu einer Sensorfläche 8 des Sensorchips 3 reicht. Figur 2 zeigt eine perspektivische Ansicht des Leitergitters 2, das eine innere Leiterbahn 9 aufweist, die für die Belegung mit Masse vorgesehen ist. Neben der Leiterbahn 9 sind weitere Leiterbahnen 10 und 11 vorgesehen, über die Messsig- nale laufen oder die Versorgungsspannung zum Sensorchip 3 geführt wird. Der Sensorchip 3 ist auf einen gabelförmigen Halteabschnitt 12 der Leiterbahn 9 aufgebracht und mithilfe von Bonddrähten 13 mit den Leiterbahnen 9 bis 11 verbunden. In Figur 2 ist auch die durch die Freisparung 6 in der Kunst- stoffhülle 4 freigelegte Sensorfläche 8 erkennbar.FIG. 1 shows a perspective external view of a sensor module 1, in which a conductor grid 2 is provided with a sensor chip 3. The conductor grid 2 and the sensor chip 3 are surrounded by a plastic sleeve 4, which extends to contact ends 5 of the conductor grid 2. Furthermore, the plastic sleeve 4 is provided with a cutout 6, which extends from an outer side 7 of the sensor module 1 to a sensor surface 8 of the sensor chip 3. Figure 2 shows a perspective view of the conductor grid 2, which has an inner conductor 9, which is provided for the assignment to ground. In addition to the conductor track 9, further strip conductors 10 and 11 are provided, run over the Messsig- signals or the supply voltage to the sensor chip 3 is performed. The sensor chip 3 is applied to a fork-shaped holding portion 12 of the conductor 9 and connected by means of bonding wires 13 to the conductor tracks 9 to 11. FIG. 2 also shows the sensor surface 8 exposed by the cutout 6 in the plastic sleeve 4.

Die für die Belegung mit Masse vorgesehene Leiterbahn 9 verfügt auch über seitliche Ansätze 14, deren Enden aus der Kunststoffhülle 4 herausgeführt sind. Dadurch kann die Außen- seite 7 des Sensormoduls 1 wenigstens punktweise auf Masse gelegt werden und eine elektrostatische Aufladung des umgebenden Mediums gegenüber dem Sensorchip 3 unterbunden werden.The provided for the occupation with ground conductor 9 also has lateral projections 14, the ends of which are led out of the plastic sleeve 4. As a result, the outer side 7 of the sensor module 1 can be grounded at least pointwise and an electrostatic charge of the surrounding medium with respect to the sensor chip 3 can be prevented.

Neben dem Sensorchip 3 können auch weitere Bauelemente auf das Leitergitter 2 aufgebracht und von der Kunststoffhülle 4 eingehüllt werden. In Figur 2 sind beispielsweise Kondensatoren 15 und 16 dargestellt, die eine Verbindung zwischen der inneren Leiterbahn 9 und den äußeren Leiterbahnen 10 und 11 herstellen .In addition to the sensor chip 3, other components can also be applied to the conductor grid 2 and enveloped by the plastic envelope 4. In FIG. 2, for example, capacitors 15 and 16 are shown, which establish a connection between the inner conductor 9 and the outer conductor tracks 10 and 11.

Figur 3 zeigt eine perspektivische Ansicht der Rückseite des in Figur 2 dargestellten Leitergitters 2. Anhand Figur 3 ist erkennbar, dass auf der Rückseite der inneren Leiterbahn 9 ein Kanal 17 ausgebildet ist, der von dem Kontaktende 5 der Leiterbahn 9 zu dem gabelförmigen Halteabschnitt 12 der Leiterbahn 9 führt. Durch den Kanal 17 kann ein das Sensormodul 1 umgebendes Medium zu einer weiteren Sensorfläche 18 geführt werden, die auf einer Auflagefläche 19 des Sensorchips 3 ausgebildet ist. Dementsprechend handelt es sich bei dem Sensor- chip 3 vorzugsweise um einen Differenzdrucksensor, der den Differenzdruck zwischen der Sensorfläche 8 und der weiteren Sensorfläche 18 erfasst. Zur Herstellung des Sensormoduls 1 wird auf der Rückseite des Leitergitters 2 zunächst eine Nut 20 ausgebildet, durch die der Kanal 17 verlaufen soll. Die Nut 20 kann beispielsweise hergestellt werden, indem die Nut 20 entlang der Leiterbahn 9 in das Leitergitter 2 eingeprägt wird. Anschließend wird auf die Vorderseite des Leitergitters 4 der Sensorchip 3 aufgebracht und mithilfe der Bonddrähte 13 mit dem Leitergitter 4 verbunden. Auch die übrigen Bauelemente, wie beispielsweise die Kondensatoren 15 und 16, werden in diesem Arbeitsschritt auf das Leitergitter 2 aufgebracht. Daraufhin wird das Leitergitter 2 in ein Formwerkzeug eingebracht und mit der Kunststoffhülle 4 umhüllt. Die Freisparung 6 wird dabei von einem geeigneten Kern freigehalten. Um den Kanal 17 auf der Rückseite des Leitergitters 2 auszubilden, wird vor dem Ein- legen des Leitergitters 2 in das Formwerkzeug in die Nut 20 eine Kanüle 21 eingebracht, die sich vom Kontaktende 5 bis zum Halteabschnitt 12 erstreckt. Anschließend wird die Nut 20 und der Halteabschnitt 12 mit einer Klebefolie abgedeckt, so dass die Kanüle 21 in der Nut 20 gesichert ist und die Sen- sorfläche 18 während des Formgebungsprozesses freigehalten wird .FIG. 3 shows a perspective view of the rear side of the conductor grid 2 shown in FIG. 2. It can be seen from FIG. 3 that a channel 17 is formed on the rear side of the inner conductor 9, which extends from the contact end 5 of the conductor 9 to the fork-shaped holding section 12 of FIG Conductor 9 leads. Through the channel 17, a medium surrounding the sensor module 1 can be guided to a further sensor surface 18, which is formed on a bearing surface 19 of the sensor chip 3. Accordingly, the sensor chip 3 is preferably a differential pressure sensor which detects the differential pressure between the sensor surface 8 and the further sensor surface 18. For the production of the sensor module 1, a groove 20 is first formed on the back of the conductor grid 2, through which the channel 17 is to extend. The groove 20 can be produced, for example, by embossing the groove 20 along the conductor track 9 in the conductor grid 2. Subsequently, the sensor chip 3 is applied to the front side of the conductor grid 4 and connected to the conductor grid 4 by means of the bonding wires 13. The other components, such as the capacitors 15 and 16, are applied to the conductor grid 2 in this step. Then, the lead grid 2 is placed in a mold and wrapped with the plastic sheath 4. The cutout 6 is kept free by a suitable core. In order to form the channel 17 on the back of the conductor grid 2, a cannula 21 is inserted into the groove 20 before inserting the conductor grid 2 into the mold, which cannula 21 extends from the contact end 5 to the holding section 12. Subsequently, the groove 20 and the holding portion 12 is covered with an adhesive film, so that the cannula 21 is secured in the groove 20 and the sensor surface 18 is kept free during the molding process.

Die Kunststoffhülle 4 wird vorzugsweise in einem Spritzpressvorgang ausgebildet, bei dem das für die Kunststoffhülle 4 verwendete Material in einem Vorzylinder in einen fließfähigen Zustand gebracht und anschließend in das Formwerkzeug gepresst wird. Der Einlauf der Formmasse in das Formwerkzeug erfolgt vorzugsweise mit einem Druck unterhalb von 10 Bar. Nach dem Verfüllen des Formwerkzeugs kann ein Nachpressvor- gang durchgeführt werden, bei dem die Formmasse unter einem Druck zwischen 50 und 100 Bar gesetzt wird, um verbleibende Luft aus dem Formwerkzeug herauszudrücken.The plastic sheath 4 is preferably formed in a transfer molding process in which the material used for the plastic sheath 4 is brought in a pre-cylinder in a flowable state and then pressed into the mold. The inflow of the molding material into the mold is preferably carried out at a pressure below 10 bar. After filling of the mold, a repressing operation can be carried out, in which the molding compound is placed under a pressure between 50 and 100 bar in order to remove remaining air from the mold Press out mold.

Für die Kunststoffhülle 4 sind vorzugsweise Kunststoffe auf der Basis eines Epoxidharzes vorgesehen, da die Parameter wie Glastemperatur TG, Elastizitätsmodul und Wärmeausdehnungsko- effizienten durch die Zusammensetzung variiert oder über die Vergussparameter eingestellt werden können.For the plastic sheath 4 plastics are preferably provided based on an epoxy resin, since the parameters such as glass transition temperature T G , modulus of elasticity and thermal expansion coefficient can be varied efficiently through the composition or adjusted via the Vergussparameter.

Das Sensormodul 1 kann auf verschiedene Art und Weise abge- wandelt werden. Beispielsweise ist es möglich, das Leitergitter 2 soweit an die Sensorfläche 18 heranzuführen, dass keine separate Kanüle zur Ausbildung des Kanals 17 erforderlich ist. In diesem Fall kann die Abdeckung der Rückseite des Leitergitters 2 ausreichen, um einen durchgehenden Kanal 17, der sich von der Eintrittsöffnung 19 der Leiterbahn 9 bis zur Sensorfläche 18 erstreckt, bereitzustellen.The sensor module 1 can be modified in various ways. For example, it is possible to bring the conductor grid 2 so far to the sensor surface 18 that no separate cannula for forming the channel 17 is required. In this case, the cover of the rear side of the conductor grid 2 may be sufficient to provide a continuous channel 17 which extends from the inlet opening 19 of the conductor track 9 to the sensor surface 18.

Anstelle des Leitergitters 2 können auch andere Schaltungsträger verwendet werden. In Figur 4 ist beispielsweise eine Leiterplatte 22 dargestellt, die ebenfalls für das Sensormodul 1 verwendet werden kann. Beispielsweise ist auf die Vorderseite der Leiterplatte 22 der Sensorchip 3 aufgebracht und mithilfe von in Figur 4 nicht dargestellten Bonddrähten mit ebenfalls nicht dargestellten Leiterbahnen auf der Vordersei- te der Leiterplatte 22 verbunden. Unterhalb des Sensorchips 3 ist eine Aussparung 23 vorgesehen, die sich über die Sensorfläche 18 des Sensorchips 3 erstreckt. Ferner ist auf der Rückseite der Leiterplatte 22 eine Nut 24 ausgebildet, die dazu verwendet werden kann, einen vom Kontaktende 5 der Lei- terplatte 22 zu der Aussparung 23 führenden Kanal auszubilden. Dieser Kanal kann ausgebildet werden, indem die Nut 24 während des Formgebungsprozesses für die Kunststoffhülle 4 mit einer Folie abgedeckt wird oder indem gemäß Figur 5 eine Kanüle 25 in die Nut 24 eingelegt wird.Instead of the conductor grid 2, other circuit carriers can be used. FIG. 4 shows, for example, a printed circuit board 22 which can likewise be used for the sensor module 1. For example, the sensor chip 3 is applied to the front side of the printed circuit board 22 and connected by means of bonding wires, not shown in FIG. 4, to printed conductors 22, likewise not shown, on the front side. Below the sensor chip 3, a recess 23 is provided, which extends over the sensor surface 18 of the sensor chip 3. Furthermore, a groove 24 is formed on the rear side of the printed circuit board 22, which can be used to form a channel leading from the contact end 5 of the printed circuit board 22 to the recess 23. This channel can be formed by covering the groove 24 with a foil during the molding process for the plastic sleeve 4 or, according to FIG. 5, inserting a cannula 25 into the groove 24.

Daneben ist es aber auch möglich, auf die Nut 24 zu verzichten und den Kanal gemäß Figur 6 mit einer auf der planen Rückseite der Leiterplatte aufgebrachte Kanüle 26 zu bewerkstelligen .In addition, however, it is also possible to dispense with the groove 24 and to accomplish the channel according to FIG. 6 with a cannula 26 applied to the flat rear side of the printed circuit board.

Ferner ist es möglich, auf die Freisparung 6 zu verzichten und die Sensorfläche 8 beispielsweise mithilfe einer auf der Vorderseite des Leitergitters 4 auf dem Ansatz 14 nach außen geführte Kanüle 27 mit der Umgebung zu verbinden.Furthermore, it is possible to dispense with the recess 6 and the sensor surface 8, for example by means of a on the Front of the conductor grid 4 on the neck 14 outwardly guided cannula 27 to connect with the environment.

Der Kanal kann ferner auch ausgebildet werden, indem zwei Leitergitter aufeinander gelegt werden, wobei der Kanal in einem der der beiden Leitergitter oder in beiden Leitergittern ausgebildet ist. Schließlich kann der Kanal auch hergestellt werden, indem im Formwerkzeug ein nadeiförmiger Schieber vorgesehen wird, der vor oder nach dem Einfüllen der Kunststoffmasse in Kontakt mit einer Sensorfläche gebracht wird und der vor dem endgültigen Aushärten der Kunststoffmasse zurückgezogen wird, um ein Einkleben des Schiebers zu verhindern .The channel can also be formed by placing two conductor grids on top of each other, the channel being formed in one of the two conductor grids or in both conductor grids. Finally, the channel can also be made by providing a needle-shaped slider in the mold, which is brought into contact with a sensor surface before or after filling of the plastic mass and which is retracted before the final curing of the plastic mass to prevent sticking of the slider ,

In Figur 7 ist schließlich eine Sensorfassung 28 dargestellt, in die das in Figur 1 dargestellte Sensormodul 1 eingebracht werden kann. Insbesondere weist die Sensorfassung 28 eine Ausnehmung auf, in die das Sensormodul 1 im Schiebesitz eingebracht werden kann. Die Sensorfassung 28 weist vorzugsweise eine Außensechskant-Mutter 29 sowie einen Gewindeabschnitt 30 auf, so dass die Sensorfassung 28 in die Wand eines Behälters oder einer Leitung eingeschraubt werden kann. Da der Kanal 17 bis zum Kontaktende 5 des Leitergitters 2 geführt ist, kann der Sensorchip 3 den Differenzdruck zwischen dem im Inneren des Behälters oder der Leitung herrschenden Innendruck und dem außerhalb des Behälters oder der Leitung herrschenden Außendruck bestimmen.FIG. 7 finally shows a sensor fitting 28 into which the sensor module 1 shown in FIG. 1 can be introduced. In particular, the sensor socket 28 has a recess into which the sensor module 1 can be inserted in the sliding seat. The sensor socket 28 preferably has an external hex nut 29 and a threaded portion 30 so that the sensor socket 28 can be screwed into the wall of a container or pipe. Since the channel 17 is guided to the contact end 5 of the conductor grid 2, the sensor chip 3 can determine the differential pressure between the internal pressure prevailing in the interior of the container or the line and the external pressure prevailing outside the container or the line.

Daneben ist es möglich, einen Kanal auch so zu führen, dass der Innendruck an verschiedenen Stellen gemessen wird, um beispielsweise die Strömungsgeschwindigkeit eines Gases zu bestimmen. Insofern bestehen hinsichtlich des Verlaufs und des Querschnitts des Kanals keine Einschränkungen.In addition, it is possible to guide a channel so that the internal pressure is measured at various locations, for example, to determine the flow rate of a gas. In this respect, there are no restrictions with regard to the course and the cross section of the channel.

Falls erforderlich, kann das Ende des Kanals auch durch eine in die Kunststoffhülle eingebettete Membran vor Verunreinigungen geschützt werden. Die Membran kann beispielsweise eine aus Polytetrafluorethylen bestehende wasserundurchlässige, aber dampfdiffusionsoffene Membran sein, die zur Verbindung mit der Kunststoffhülle im Randbereich perforiert ist. Beispielsweise kann die Membran in das Formwerkzeug eingelegt, dort fixiert und anschließend in die Kunststoffhülle eingespritzt werden.If necessary, the end of the channel can also be protected from contamination by a membrane embedded in the plastic sleeve. The membrane may, for example, a made of polytetrafluoroethylene water-impermeable, but permeable to vapor diffusion membrane, which is perforated for connection to the plastic shell in the edge region. For example, the membrane can be inserted into the mold, fixed there and then injected into the plastic sheath.

Schließlich können anstelle eines Differenzdrucksensors auch Gaskonzentrationssensoren verwendet werden, die über einen Kanal 17 mit dem Medium verbunden sind.Finally, instead of a differential pressure sensor and gas concentration sensors can be used, which are connected via a channel 17 to the medium.

Abschließend sei darauf hingewiesen, dass Merkmale und Eigenschaften, die im Zusammenhang mit einem bestimmten Ausführungsbeispiel beschrieben worden sind, auch mit einem anderen Ausführungsbeispiel kombiniert werden können, außer wenn dies aus Gründen der Kompatibilität ausgeschlossen ist.Finally, it should be noted that features and properties that have been described in connection with a particular embodiment can also be combined with another embodiment, except where this is excluded for reasons of compatibility.

Schließlich wird noch darauf hingewiesen, dass in den Ansprüchen und in der Beschreibung der Singular den Plural ein- schließt, außer wenn sich aus dem Zusammenhang etwas anderes ergibt. Insbesondere wenn der unbestimmte Artikel verwendet wird, ist sowohl der Singular als auch der Plural gemeint. Finally, it should be noted that in the claims and in the description the singular includes the plural unless the context indicates otherwise. In particular, when the indefinite article is used, it means both the singular and the plural.

Claims

Patentansprüche claims 1. Sensormodul mit einem Sensorchip (3) , der mit einer Kunststoffabdeckung (4) abgedeckt ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Sensormodul mit einem von einer Sensorfläche (18) des Sensorchips (3) zu einer Außenseite (7) des Sensormoduls führenden Kanal (17) versehen ist.Sensor module having a sensor chip (3), which is covered with a plastic cover (4), characterized in that the sensor module with one of a sensor surface (18) of the sensor chip (3) to an outside (7) of the sensor module leading channel (17 ) is provided. 2. Sensormodul nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Sensormodul von der Außenseite (7) zum Sensorchip (3) führende Leiterbahnen (9, 10, 11) aufweist.2. Sensor module according to claim 1, characterized in that the sensor module from the outside (7) to the sensor chip (3) leading conductor tracks (9, 10, 11). 3. Sensormodul nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Kanal (17) entlang einer der Leiterbahnen (9, 10, 11) ausgebildet sind.3. Sensor module according to claim 2, characterized in that the channel (17) along one of the conductor tracks (9, 10, 11) are formed. 4. Sensormodul nach Anspruch 2 oder 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Leiterbahnen (9, 10, 11) Teil eines Leitergitters (2) sind.4. Sensor module according to claim 2 or 3, characterized in that the conductor tracks (9, 10, 11) are part of a conductor grid (2). 5. Sensormodul nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Kanal (7) in einer in der Leiterbahn (9, 10, 11) ausgebildeten Nut (20) verläuft.5. Sensor module according to claim 4, characterized in that the channel (7) extends in a groove (20) formed in the conductor track (9, 10, 11). 6. Sensormodul nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Nut (20) mithilfe ei- ner Folie abgedeckt ist.6. Sensor module according to claim 5, characterized in that the groove (20) is covered by means of a foil. 7. Sensormodul nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Kanal7. Sensor module according to one of claims 1 to 6, d a d u r c h e c e n e s in that the channel (17) von einer Kanüle (21, 25-27) gebildet ist.(17) is formed by a cannula (21, 25-27). 8. Sensormodul nach einem der Ansprüche 1 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Sensor- Chip (3) auf einer der Sensorfläche (18) gegenüberliegenden Seite eine weitere Sensorfläche (8) aufweist, die durch eine in die Kunststoffhülle (4) eingebrachte Frei- sparung (6) freigelegt ist.8. Sensor module according to one of claims 1 to 7, characterized in that the sensor Chip (3) on one of the sensor surface (18) opposite side has a further sensor surface (8) which is exposed by a in the plastic sheath (4) introduced free savings (6). 9. Sensormodul nach einem der Ansprüche 1 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Sensorchip (3) ein Differenzdrucksensor ist.9. The sensor module according to claim 1, wherein the sensor chip is a differential pressure sensor. 10. Verfahren zur Herstellung eines Sensormoduls (1) , bei dem ein Sensorchip (3) mit einer Kunststoffabdeckung (4) abgedeckt wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass im Sensormodul (1) ein von einer Sensorfläche (18) des Sensorchips (3) zu einer Außenseite (7) des Sensormoduls (1) führender Kanal ausgebildet wird.10. A method for producing a sensor module (1), in which a sensor chip (3) with a plastic cover (4) is covered, characterized in that in the sensor module (1) from a sensor surface (18) of the sensor chip (3) to an outside (7) of the sensor module (1) leading channel is formed. 11. Verfahren nach Anspruch 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Kanal (17) in einem Leiterbahnträger (2, 22) ausgebildet wird.11. The method according to claim 10, characterized in that the channel (17) is formed in a conductor carrier (2, 22). 12. Verfahren nach Anspruch 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Kanal (17) entlang einer von dem Sensorchip (3) zu einer Außenseite (7) des Sensormoduls (1) führenden Leiterbahn (9, 10, 11) ausgebildet wird.12. The method according to claim 11, characterized in that the channel (17) is formed along a conductor track (9, 10, 11) leading from the sensor chip (3) to an outside (7) of the sensor module (1). 13. Verfahren nach Anspruch 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass zur Ausbildung des Kanals (17) eine Nut (20) in eine Leiterbahn (9, 10, 11) eines Lei- tergitters (2) eingebracht wird.13. Method according to claim 12, wherein a groove (20) is introduced into a conductor track (9, 10, 11) of a conductor grid (2) to form the channel (17). 14. Verfahren nach Anspruch 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Nut (20) in das Leitergitter (2) eingeprägt wird.14. The method according to claim 13, wherein a groove is impressed in the conductor grid (2). 15. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass zur Ausbil- düng des Kanals (17) eine Nut (24) in eine Leiterplatte (22) eingebracht wird.15. The method according to any one of claims 10 to 12, characterized in that for training düng the channel (17) a groove (24) in a circuit board (22) is introduced. 16. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 15, d a - d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Kanal (17) mithilfe einer von der Sensorfläche (18) bis zur Außenseite (7) der Kunststoffabdeckung (4) führende Kanüle (21, 25-27) bewerkstelligt wird.16. The method according to any one of claims 10 to 15, characterized - in that the channel (17) by means of one of the sensor surface (18) to the outside (7) of the plastic cover (4) leading cannula (21, 25-27) accomplished becomes. 17. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 16, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Nut (20, 24) vor Beginn eines Formgebungsprozesses für die Kunst- stoffabdeckung (4) mithilfe einer Folie abgedeckt wird. 17. Method according to claim 13, wherein the groove (20, 24) is covered with the aid of a foil before the beginning of a shaping process for the plastic covering (4).
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