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WO2016016026A1 - Pressure sensor and method for producing a pressure sensor - Google Patents

Pressure sensor and method for producing a pressure sensor Download PDF

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Publication number
WO2016016026A1
WO2016016026A1 PCT/EP2015/066513 EP2015066513W WO2016016026A1 WO 2016016026 A1 WO2016016026 A1 WO 2016016026A1 EP 2015066513 W EP2015066513 W EP 2015066513W WO 2016016026 A1 WO2016016026 A1 WO 2016016026A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
circuit board
printed circuit
flexible printed
membrane
pressure sensor
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2015/066513
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Andreas Kugler
Georg Eifler
Ruben Wahl
Patrik Patzner
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.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch 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 Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of WO2016016026A1 publication Critical patent/WO2016016026A1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L9/00Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
    • G01L9/0041Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms
    • G01L9/0051Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using variations in ohmic resistance
    • G01L9/0052Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using variations in ohmic resistance of piezoresistive elements
    • G01L9/0055Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using variations in ohmic resistance of piezoresistive elements bonded on a diaphragm
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L19/00Details 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
    • G01L19/0061Electrical connection means

Definitions

  • the invention relates to a pressure sensor and a method for producing a pressure sensor.
  • DE 10 2009 044 980 AI discloses a sensor component comprising a deformation body and a piezoresistive sensor layer, which on the Deforming body is applied, wherein the piezoresistive sensor layer comprises at least one metal and carbon and / or hydrocarbon.
  • the present invention provides a pressure sensor with a membrane which is exposed to a medium to be measured and from the deflection thereof by means of a piezoresistive sensor element to the measured pressure
  • Printed circuit board which contacts the piezoresistive sensor element electrically and mechanically.
  • the present invention further provides a method of manufacturing a pressure sensor.
  • the method includes providing a membrane exposed to a medium to be measured.
  • the method further comprises providing a piezoresistive sensor element, by which, from a deflection of the membrane a measured pressure
  • the method further includes providing a flexible printed circuit board which is piezoresistive
  • One idea of the present invention is to design the pressure sensor such that it covers a low, medium, and high pressure region, while providing sufficient sensitivity of the pressure sensor.
  • the piezoresistive sensor element by a bending-sensitive semiconductor chip or one of a Semiconductor material formed thin-film measuring structure is formed.
  • a high measurement accuracy can be achieved.
  • by reducing the joints and the reliability of the pressure sensor can be increased.
  • the piezoresistive sensor element is embedded in the flexible printed circuit board, arranged on the flexible printed circuit board or on the membrane.
  • the piezoresistive sensor element can thus be selected according to individual requirements.
  • the thin-film measuring structure is applied to the flexible printed circuit board by a photolithographic process, or printed on the membrane.
  • the applied structure thus makes it possible to safely and reliably detect resistance changes induced in the mOhm range by the deflection of the membrane.
  • the thin-film measuring structure is printed on the membrane with electrically conductive inks which have gold or silver particles.
  • electrically conductive inks which have gold or silver particles.
  • the flexible printed circuit board arranged adjacent to the membrane, flexibly formed first region in which the flexible printed circuit board is materially connected to the membrane, a substantially rigid second region formed in which an evaluation circuit for evaluating the of the piezoresistive Sensor element is arranged to generate electrical signal, and a flexible
  • connecting region which is arranged between the first and second region. Due to the flexible design of the first region arranged adjacent to the membrane, this region is likewise movable when the membrane is deflected.
  • the rigid design of the second area allows the arrangement of the evaluation circuit in this area.
  • the flexible forming of the connection region between the first and second region allows a space-saving design of the pressure sensor, wherein the flexible printed circuit board is foldable, at least in the connecting region.
  • the evaluation circuit has at least one application-specific integrated circuit embedded in the flexible printed circuit board, and at least one passive or active component arranged on a surface of the flexible printed circuit board or outside the flexible printed circuit board.
  • Evaluation circuit can thus be arranged to save space in the pressure sensor.
  • a thickness of the flexible printed circuit board is less than or equal to 100 micrometers, preferably between 30 and 100 micrometers, and that a thickness of the
  • bend-sensitive semiconductor chip is less than or equal to 50 microns, preferably between 10 and 20 microns, with a
  • Track width is less than or equal to 20 microns and a conductor track thickness is less than or equal to 5 microns, preferably 1 micrometer. This allows a sufficient flexibility of the flexible printed circuit board, in particular in the region of the piezoresistive sensor element, as well as a substantially thin design of the bending-sensitive semiconductor chip with a high
  • an electrical contacting of the flexible printed circuit board with a power supply is formed by connectable with the flexible printed circuit board through-pins.
  • the flexibility of the flexible printed circuit board can be adapted to a design of the pressure sensor and yet a simple and reliable contacting of the flexible printed circuit board with the power supply can be provided.
  • a measuring range of the piezoresistive sensor element is between 0.1 and 2200 bar.
  • the pressure sensor can thus a low, middle and
  • the piezoresistive sensor element is formed by a bending-sensitive semiconductor chip or by a thin-film measuring structure, wherein the piezoresistive sensor element embedded in the flexible circuit board, applied to the flexible circuit board or applied to the membrane.
  • a high measurement accuracy can be achieved.
  • the piezoresistive sensor element can thus also be selected according to individual requirements.
  • an evaluation circuit for evaluating the electrical signal which can be generated by the piezoresistive sensor element is embedded in the flexible printed circuit board.
  • the rigid design of the second area allows the arrangement of the
  • the evaluation circuit in this area.
  • the evaluation circuit can thus be arranged to save space in the pressure sensor.
  • the thin-film measuring structure on the flexible circuit board by a
  • photolithographic process is applied or printed on the membrane.
  • the applied structure thus makes it possible to safely and reliably detect resistance changes induced in the mOhm range by the deflection of the membrane.
  • the thin-film measurement structure is printed on the membrane by a printing process with electrically conductive inks which have gold or silver particles.
  • Embodiments of the invention mediate. They illustrate
  • Fig. 1 is a sectional view of a pressure sensor according to the invention according to a first embodiment of the invention
  • Fig. 2 is a sectional view of the pressure sensor according to the invention according to a second embodiment of the invention
  • Fig. 3 is a sectional view of the pressure sensor according to a third
  • Fig. 1 shows a sectional view of a pressure sensor according to the invention according to a first embodiment of the invention.
  • the pressure sensor 10 has a membrane 12, which is preferably made of steel. Alternatively, the membrane 12 may be formed of another suitable material.
  • the membrane 12 is formed with a steel base 13 in one piece. In the steel base 13, a channel is formed, through which the membrane 12 with a pressure P of a to be measured
  • the pressure sensor 10 furthermore has a piezoresistive sensor element 14a and a flexible printed circuit board 16.
  • the piezoresistive sensor element 14a is formed in the present first embodiment by a bending-sensitive semiconductor chip 14a.
  • the flexion-sensitive semiconductor chip 14a is preferably embedded in the flexible printed circuit board 16, and configured to form from the deflection of the membrane 12 a measured pressure P
  • the flexible printed circuit board 16 contacts the bend-sensitive semiconductor chip electrically and mechanically.
  • the flexible circuit board 16 is preferably connected to the membrane 12 by an adhesive layer. Alternatively, the flexible circuit board 16 may also be connected to the membrane 12 by another suitable connection means.
  • the flexible circuit board 16 has a membrane 12 adjacent
  • the flexible printed circuit board 16 furthermore has a substantially rigidly formed second region 16b, in which an evaluation circuit 18 is arranged for evaluating the electrical signal S that can be generated by the bending-sensitive semiconductor chip 14a.
  • the flexible printed circuit board 16 moreover has a flexibly formed connecting region 16c, which is arranged between the first and second regions 16a, 16b.
  • the evaluation circuit 18 has an application-specific integrated circuit 18 a embedded in the flexible printed circuit board 16 and a passive component 18 b arranged on a surface of the flexible printed circuit board 16.
  • the application-specific integrated circuit 18a can alternatively also be used on a Surface of the flexible circuit board 16 may be arranged.
  • the component 18b may alternatively also be arranged outside the flexible printed circuit board 16 and / or be formed by an active component. An electrical contacting of the flexible printed circuit board 16 with a
  • Power supply 20 is preferably formed by connectable with the flexible circuit board 16 through-pins 22.
  • the electrical contacting of the flexible printed circuit board 16 may also be formed by other suitable electrical contacting means.
  • a thickness of the flexible circuit board 16 is preferably 100 micrometers. Alternatively, the thickness of the flexible circuit board may be less than 100
  • Micrometers in particular preferably between 30 and 100 micrometers.
  • a thickness of the flex-sensitive semiconductor chip 14a is preferably 50 micrometers. Alternatively, the thickness of the
  • bending-sensitive semiconductor chips 14a are also less than 50 micrometers, in particular preferably between 10 and 20 micrometers.
  • a trace width of the flex-sensitive semiconductor chip 14a is preferably 20 micrometers. Alternatively, the track width may be less than 20 microns.
  • Semiconductor chips 14a is preferably 5 micrometers. Alternatively, the conductor track thickness can also be less than 5 micrometers, preferably 1 micrometer. A measuring range of the bending-sensitive semiconductor chip 14a is preferably between 0.1 and 2200 bar.
  • Fig. 2 shows a sectional view of the pressure sensor according to the invention according to a second embodiment of the invention.
  • a piezoresistive sensor element 14b is in the present second
  • the thin-film measuring structure 14b is preferably arranged on the flexible printed circuit board 16.
  • the thin-film measuring structure 14b is further preferably applied to the flexible printed circuit board 16 by a photolithographic process.
  • the thin film sensing structure 14b may also be applied to the flexible printed circuit board 16 by another suitable method be upset.
  • a trace width of the thin-film sensing structure 14b is preferably 20 micrometers.
  • the track width may be less than 20 microns.
  • a trace thickness of the thin-film sensing structure 14b is preferably 5 micrometers.
  • the conductor track thickness can also be less than 5 micrometers, preferably 1 micrometer.
  • Fig. 3 shows a sectional view of the pressure sensor according to a third
  • a piezoresistive sensor element 14c is formed according to the third embodiment by a formed of a semiconductor material thin-film measuring structure 14c.
  • the thin film measuring structure 14 c is preferably on the membrane 12
  • the thin-film measuring structure 14 c is preferably printed on the membrane 12.
  • the thin film sensing structure 14c is printed on the membrane 12 by an aerosol jet of electrically conductive inks comprising gold or silver particles.
  • the thin film sensing structure 14c may also be printed by another suitable printing method, such as inkjet printing.
  • a trace width of the thin film sensing structure 14c is preferably 20 micrometers. Alternatively, the track width may be less than 20 microns.
  • a trace thickness of the thin-film sensing structure 14c is preferably 5 micrometers. Alternatively, the conductor track thickness can also be less than 5 micrometers, preferably 1 micrometer.
  • FIG. 4 shows a flowchart of a method for producing a
  • the method for producing a pressure sensor 10 comprises, in step S1, providing a membrane 12 which is exposed to a medium to be measured.
  • the method further comprises, in step S2, providing a piezoresistive sensor element 14a; 14b; 14c, through which a, from a deflection of the diaphragm 12 a measured pressure P proportional electrical signal S can be generated.
  • the method further comprises, in step S3, providing a flexible circuit board 16 which is the piezoresistive
  • Sensor element 14a; 14b; 14c electrically and mechanically contacted.
  • the method further comprises that the piezoresistive sensor element 14a; 14b; 14c through a bending-sensitive semiconductor chip 14a or through a thin-film measuring structure 14b formed of a semiconductor material; 14c is formed, wherein the piezoresistive sensor element 14a; 14b; 14c embedded in the flexible printed circuit board 16 in step S4, applied to the flexible printed circuit board 16 or applied to the membrane 12.
  • material and thickness of the flexible printed circuit board 16 and the membrane 12 can be adapted to individual requirements.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Pressure Sensors (AREA)
  • Measuring Fluid Pressure (AREA)

Abstract

The invention relates to a pressure sensor (10) comprising a membrane (12) which is exposed to a medium which is to be measured and from the deflection thereof by means of a piezo-resistive sensor element (14a; 14b; 14c), an electric signal (S) which is proportional to the measured pressure (P) can be produced. Said sensor also comprises a flexible conductor plate (16) which electrically and mechanically contacts the piezo-resistive sensor element (14a; 14b; 14c). The invention also relates to a corresponding method for producing a pressure sensor (10).

Description

Beschreibung Titel  Description title

Drucksensor und Verfahren zum Herstellen eines Drucksensors  Pressure sensor and method of manufacturing a pressure sensor

Die Erfindung betrifft einen Drucksensor und ein Verfahren zum Herstellen eines Drucksensors. The invention relates to a pressure sensor and a method for producing a pressure sensor.

Stand der Technik State of the art

Aktuell werden zum Messen von Drücken zwei Arten von Sensoren eingesetzt und gefertigt. Zum einen werden auf Stahlmembranen elektrische Strukturen aufgeätzt. Die Stahlmembran ist hierbei unter Druckeinwirkung auslenkbar. Die elektrischen Strukturen weisen Piezowiderstände auf, die zusammen mit der Stahlmembran gedehnt bzw. gestaucht werden. Diese Deformationen bewirken eine Veränderung des Widerstandswerts der Piezowiderstände, sodass der auf die Membran wirkende Druck bei geeigneter Verschaltung der Piezowiderstände, beispielsweise in einer Wheatstone- Brücke in Form eines proportionalen elektrischen Ausgangssignals erfasst werden kann. Zum zweiten werden Currently, two types of sensors are used and manufactured to measure pressures. On the one hand, electrical structures are etched on steel membranes. The steel membrane is deflected under pressure. The electrical structures have piezoresistors, which are stretched or compressed together with the steel membrane. These deformations cause a change in the resistance value of the piezoresistors, so that the pressure acting on the membrane pressure can be detected with a suitable interconnection of the piezoresistors, for example in a Wheatstone bridge in the form of a proportional electrical output signal. Become second

Siliziumchips verwendet, bei denen sich durch das Anlegen eines Druckes eine dünne Siliziummembran verbiegt, auf deren Rückseite sich eine in Silicon chips used in which by applying a pressure, a thin silicon membrane bends on the back of a in

Halbleitertechnologie aufgebaute elektrische Schaltung befindet. Beide Semiconductor technology constructed electrical circuit is located. Both

Methoden haben ihre Einsatzbereiche stark abgegrenzt. Stahlmembranen werden für Hochdrucksysteme eingesetzt. Dort wird durch die hohen Drücke eine ausreichende Deformation der Membran erzeugt, die mit der elektrischen Struktur an der Oberfläche messbar ist. Siliziumchips als Drucksensoren kommen bei Niedrig- bis Mitteldruckanwendungen zum Einsatz. Methods have strongly delimited their fields of application. Steel diaphragms are used for high pressure systems. There is generated by the high pressures sufficient deformation of the membrane, which is measurable with the electrical structure on the surface. Silicon chips as pressure sensors are used in low to medium pressure applications.

Die DE 10 2009 044 980 AI offenbart ein Sensorbauelement umfassend einen Verformungskörper und eine piezoresistive Sensorschicht, welche auf den Verformungskörper aufgebracht ist, wobei die piezoresistive Sensorschicht mindestens ein Metall sowie Kohlenstoff und/oder Kohlenwasserstoff umfasst. DE 10 2009 044 980 AI discloses a sensor component comprising a deformation body and a piezoresistive sensor layer, which on the Deforming body is applied, wherein the piezoresistive sensor layer comprises at least one metal and carbon and / or hydrocarbon.

Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention

Die vorliegende Erfindung schafft einen Drucksensor mit einer Membran, die einem zu messenden Medium ausgesetzt ist und aus deren Auslenkung mittels eines piezoresistiven Sensorelements ein dem gemessenen Druck The present invention provides a pressure sensor with a membrane which is exposed to a medium to be measured and from the deflection thereof by means of a piezoresistive sensor element to the measured pressure

proportionales elektrisches Signal erzeugbar ist, und mit einer flexiblen proportional electric signal can be generated, and with a flexible

Leiterplatte, welche das piezoresistive Sensorelement elektrisch und mechanisch kontaktiert. Printed circuit board, which contacts the piezoresistive sensor element electrically and mechanically.

Die vorliegende Erfindung schafft des Weiteren ein Verfahren zum Herstellen eines Drucksensors. Das Verfahren umfasst ein Vorsehen einer Membran, die einem zu messenden Medium ausgesetzt ist. Das Verfahren umfasst des Weiteren ein Vorsehen eines piezoresistiven Sensorelements, durch welches ein, aus einer Auslenkung der Membran einem gemessenen Druck The present invention further provides a method of manufacturing a pressure sensor. The method includes providing a membrane exposed to a medium to be measured. The method further comprises providing a piezoresistive sensor element, by which, from a deflection of the membrane a measured pressure

proportionales elektrisches Signal erzeugbar ist. Das Verfahren umfasst überdies ein Vorsehen einer flexiblen Leiterplatte, welche das piezoresistive proportional electrical signal can be generated. The method further includes providing a flexible printed circuit board which is piezoresistive

Sensorelement elektrisch und mechanisch kontaktiert. Sensor element electrically and mechanically contacted.

Eine Idee der vorliegenden Erfindung ist es, den Drucksensor derart zu gestalten, dass dieser einen Nieder-, Mittel-, und Hochdruckbereich abdeckt und dabei eine ausreichende Empfindlichkeit des Drucksensors gegeben ist. Durch das Vorsehen der flexiblen Leiterplatte, welche das piezoresistive Sensorelement elektrisch und mechanisch kontaktiert, ist es möglich, unterschiedliche One idea of the present invention is to design the pressure sensor such that it covers a low, medium, and high pressure region, while providing sufficient sensitivity of the pressure sensor. By providing the flexible printed circuit board which contacts the piezoresistive sensor element electrically and mechanically, it is possible to have different ones

Druckbereiche mit einer immer gleichen Detektion, Kontaktierung und Anbindung abzudecken. Cover pressure ranges with always the same detection, contacting and connection.

Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren. Advantageous embodiments and further developments emerge from the dependent claims and from the description with reference to the figures.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das piezoresistive Sensorelement durch einen biegungsempfindlichen Halbleiterchip oder eine aus einem Halbleitermaterial ausgebildete Dünnfilm-Messstruktur ausgebildet ist. Somit kann eine hohe Messgenauigkeit erreicht werden. Des Weiteren kann durch die Reduzierung der Fügestellen auch die Zuverlässigkeit des Drucksensors erhöht werden. Preferably, it is provided that the piezoresistive sensor element by a bending-sensitive semiconductor chip or one of a Semiconductor material formed thin-film measuring structure is formed. Thus, a high measurement accuracy can be achieved. Furthermore, by reducing the joints and the reliability of the pressure sensor can be increased.

Vorzugsweise ist ferner vorgesehen, dass das piezoresistive Sensorelement in der flexiblen Leiterplatte eingebettet, auf der flexiblen Leiterplatte oder auf der Membran angeordnet ist. Das piezoresistive Sensorelement kann somit nach individuellen Anforderungen ausgewählt werden. Preferably, it is further provided that the piezoresistive sensor element is embedded in the flexible printed circuit board, arranged on the flexible printed circuit board or on the membrane. The piezoresistive sensor element can thus be selected according to individual requirements.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Dünnfilm-Messstruktur durch ein photolithographisches Verfahren auf die flexible Leiterplatte aufgebracht, oder auf die Membran aufgedruckt ist. Die aufgebrachte Struktur ermöglicht es somit durch die Auslenkung der Membran induzierte Widerstandsänderungen im mOhm Bereich sicher und zuverlässig zu detektieren. According to a further preferred embodiment, it is provided that the thin-film measuring structure is applied to the flexible printed circuit board by a photolithographic process, or printed on the membrane. The applied structure thus makes it possible to safely and reliably detect resistance changes induced in the mOhm range by the deflection of the membrane.

Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Dünnfilm-Messstruktur mit elektrisch leitenden Tinten, die Gold- oder Silberpartikel aufweisen, auf die Membran aufgedruckt ist. Somit kann eine genaue und zuverlässige Druckmessung realisiert werden. According to a further preferred embodiment, it is provided that the thin-film measuring structure is printed on the membrane with electrically conductive inks which have gold or silver particles. Thus, an accurate and reliable pressure measurement can be realized.

Vorzugsweise ist ferner vorgesehen, dass die flexible Leiterplatte einen zur Membran benachbart angeordneten, flexibel ausgebildeten ersten Bereich, in welchem die flexible Leiterplatte mit der Membran stoffschlüssig verbunden ist, einen im Wesentlichen starr ausgebildeten zweiten Bereich, in welchem eine Auswerteschaltung zum Auswerten des von dem piezoresistiven Sensorelement erzeugbaren elektrischen Signals angeordnet ist, und einen flexibel Preferably, it is further provided that the flexible printed circuit board arranged adjacent to the membrane, flexibly formed first region in which the flexible printed circuit board is materially connected to the membrane, a substantially rigid second region formed in which an evaluation circuit for evaluating the of the piezoresistive Sensor element is arranged to generate electrical signal, and a flexible

ausgebildeten Verbindungsbereich aufweist, welcher zwischen dem ersten und zweiten Bereich angeordnet ist. Durch die flexible Ausbildung des ersten, benachbart zur Membran angeordneten Bereichs ist dieser Bereich bei dem Auslenken der Membran ebenfalls bewegbar. Die starre Ausbildung des zweiten Bereichs ermöglicht die Anordnung der Auswerteschaltung in diesem Bereich. Das flexible Ausbilden des Verbindungsbereichs zwischen dem ersten und zweiten Bereich ermöglicht eine platzsparende Ausbildung des Drucksensors, wobei die flexible Leiterplatte zumindest in dem Verbindungsbereich faltbar ausgebildet ist. formed connecting region, which is arranged between the first and second region. Due to the flexible design of the first region arranged adjacent to the membrane, this region is likewise movable when the membrane is deflected. The rigid design of the second area allows the arrangement of the evaluation circuit in this area. The flexible forming of the connection region between the first and second region allows a space-saving design of the pressure sensor, wherein the flexible printed circuit board is foldable, at least in the connecting region.

Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Auswerteschaltung zumindest eine, in der flexiblen Leiterplatte eingebettete anwendungsspezifische integrierte Schaltung, und zumindest ein auf einer Oberfläche der flexiblen Leiterplatte oder außerhalb der flexiblen Leiterplatte angeordnetes passives oder aktives Bauelement aufweist. Die According to a further preferred embodiment, it is provided that the evaluation circuit has at least one application-specific integrated circuit embedded in the flexible printed circuit board, and at least one passive or active component arranged on a surface of the flexible printed circuit board or outside the flexible printed circuit board. The

Auswerteschaltung kann somit platzsparend im Drucksensor angeordnet werden. Evaluation circuit can thus be arranged to save space in the pressure sensor.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass eine Dicke der flexiblen Leiterplatte kleiner oder gleich 100 Mikrometer, vorzugsweise zwischen 30 und 100 Mikrometer beträgt, und dass eine Dicke des According to a further preferred embodiment, it is provided that a thickness of the flexible printed circuit board is less than or equal to 100 micrometers, preferably between 30 and 100 micrometers, and that a thickness of the

biegungsempfindlichen Halbleiterchips kleiner oder gleich 50 Mikrometer, vorzugsweise zwischen 10 und 20 Mikrometer beträgt, wobei eine bend-sensitive semiconductor chip is less than or equal to 50 microns, preferably between 10 and 20 microns, with a

Leiterbahnbreite kleiner oder gleich 20 Mikrometer und eine Leiterbahndicke kleiner oder gleich 5 Mikrometer, vorzugsweise 1 Mikrometer beträgt. Dadurch kann eine ausreichende Flexibilität der flexiblen Leiterplatte, insbesondere im Bereich des piezoresistiven Sensorelements, sowie eine im Wesentlichen dünne Ausbildung des biegungsempfindlichen Halbleiterchips mit einer hohen  Track width is less than or equal to 20 microns and a conductor track thickness is less than or equal to 5 microns, preferably 1 micrometer. This allows a sufficient flexibility of the flexible printed circuit board, in particular in the region of the piezoresistive sensor element, as well as a substantially thin design of the bending-sensitive semiconductor chip with a high

Messgenauigkeit gewährleistet werden.  Measuring accuracy can be ensured.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass eine elektrische Kontaktierung der flexiblen Leiterplatte mit einer Leistungsversorgung durch mit der flexiblen Leiterplatte verbindbare Durchsteckpins ausgebildet ist.According to a further preferred embodiment, it is provided that an electrical contacting of the flexible printed circuit board with a power supply is formed by connectable with the flexible printed circuit board through-pins.

Dadurch kann die flexible Leiterplatte durch ihre Flexibilität an eine Bauform des Drucksensors angepasst werden und dennoch eine einfache und zuverlässige Kontaktierung der flexiblen Leiterplatte mit der Leistungsversorgung vorgesehen werden. As a result, the flexibility of the flexible printed circuit board can be adapted to a design of the pressure sensor and yet a simple and reliable contacting of the flexible printed circuit board with the power supply can be provided.

Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass ein Messbereich des piezoresistiven Sensorelements zwischen 0,1 und 2200 bar beträgt. Der Drucksensor kann somit einen Nieder-, Mittel- und According to a further preferred embodiment, it is provided that a measuring range of the piezoresistive sensor element is between 0.1 and 2200 bar. The pressure sensor can thus a low, middle and

Hochdruckbereich genau und zuverlässig abdecken. Vorzugsweise ist ferner vorgesehen, dass das piezoresistive Sensorelement durch einen biegungsempfindlichen Halbleiterchip oder durch eine Dünnfilm- Messstruktur ausgebildet wird, wobei das piezoresistive Sensorelement in die flexible Leiterplatte eingebettet, auf die flexible Leiterplatte aufgebracht oder auf die Membran aufgebracht wird. Somit kann eine hohe Messgenauigkeit erreicht werden. Des Weiteren kann durch die Reduzierung der Fügestellen auch die Zuverlässigkeit des Drucksensors erhöht werden. Ferner kann das piezoresistive Sensorelement somit auch nach individuellen Anforderungen ausgewählt werden. Cover high-pressure area accurately and reliably. Preferably, it is further provided that the piezoresistive sensor element is formed by a bending-sensitive semiconductor chip or by a thin-film measuring structure, wherein the piezoresistive sensor element embedded in the flexible circuit board, applied to the flexible circuit board or applied to the membrane. Thus, a high measurement accuracy can be achieved. Furthermore, by reducing the joints and the reliability of the pressure sensor can be increased. Furthermore, the piezoresistive sensor element can thus also be selected according to individual requirements.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass eine Auswerteschaltung zum Auswerten des von dem piezoresistiven Sensorelement erzeugbaren elektrischen Signals in die flexible Leiterplatte eingebettet wird. Die starre Ausbildung des zweiten Bereichs ermöglicht die Anordnung der According to a further preferred embodiment, it is provided that an evaluation circuit for evaluating the electrical signal which can be generated by the piezoresistive sensor element is embedded in the flexible printed circuit board. The rigid design of the second area allows the arrangement of the

Auswerteschaltung in diesem Bereich. Die Auswerteschaltung kann somit platzsparend im Drucksensor angeordnet werden. Evaluation circuit in this area. The evaluation circuit can thus be arranged to save space in the pressure sensor.

Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Dünnfilm-Messstruktur auf die flexible Leiterplatte durch ein According to a further preferred embodiment, it is provided that the thin-film measuring structure on the flexible circuit board by a

photolithographisches Verfahren aufgebracht oder auf die Membran aufgedruckt wird. Die aufgebrachte Struktur ermöglicht es somit durch die Auslenkung der Membran induzierte Widerstandsänderungen im mOhm Bereich sicher und zuverlässig zu detektieren. photolithographic process is applied or printed on the membrane. The applied structure thus makes it possible to safely and reliably detect resistance changes induced in the mOhm range by the deflection of the membrane.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Dünnfilm-Messstruktur durch ein Druckverfahren mit elektrisch leitenden Tinten, die Gold- oder Silberpartikel aufweisen, auf die Membran aufgedruckt wird. Somit kann eine genaue und zuverlässige Druckmessung realisiert werden. According to a further preferred embodiment, it is provided that the thin-film measurement structure is printed on the membrane by a printing process with electrically conductive inks which have gold or silver particles. Thus, an accurate and reliable pressure measurement can be realized.

Die beschriebenen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich beliebig miteinander kombinieren. The described embodiments and developments can be combined with each other as desired.

Weitere mögliche Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale der Erfindung. Further possible refinements, developments and implementations of the invention also include combinations of previously or not explicitly mentioned in the following with respect to the embodiments described features of the invention.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings

Die beiliegenden Zeichnungen sollen ein weiteres Verständnis der The accompanying drawings are intended to provide a further understanding of the

Ausführungsformen der Erfindung vermitteln. Sie veranschaulichen Embodiments of the invention mediate. They illustrate

Ausführungsformen und dienen im Zusammenhang mit der Beschreibung der Erklärung von Prinzipien und Konzepten der Erfindung. Embodiments and in conjunction with the description serve to explain principles and concepts of the invention.

Andere Ausführungsformen und viele der genannten Vorteile ergeben sich im Hinblick auf die Zeichnungen. Die dargestellten Elemente der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu zueinander gezeigt. Other embodiments and many of the stated advantages will become apparent with reference to the drawings. The illustrated elements of the drawings are not necessarily shown to scale to each other.

Es zeigen: Show it:

Fig. 1 eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Drucksensors gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung; Fig. 1 is a sectional view of a pressure sensor according to the invention according to a first embodiment of the invention;

Fig. 2 eine Schnittansicht des erfindungsgemäßen Drucksensors gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung; Fig. 2 is a sectional view of the pressure sensor according to the invention according to a second embodiment of the invention;

Fig. 3 eine Schnittansicht des Drucksensors gemäß einer dritten Fig. 3 is a sectional view of the pressure sensor according to a third

Ausführungsform der Erfindung; und  Embodiment of the invention; and

Fig. 4 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen eines 4 is a flowchart of a method for manufacturing a

Drucksensors gemäß der ersten bis dritten Ausführungsform der Erfindung.  Pressure sensor according to the first to third embodiments of the invention.

In den Figuren der Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Elemente, Bauteile oder Komponenten, soweit nichts In the figures of the drawings, like reference characters designate like or functionally identical elements, components or components, as far as nothing is concerned

Gegenteiliges angegeben ist. The contrary is stated.

Fig. 1 zeigt eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Drucksensors gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung. Der Drucksensor 10 weist eine Membran 12 auf, die vorzugsweise aus Stahl ausgebildet ist. Alternativ kann die Membran 12 auch aus einem anderen geeigneten Material ausgebildet sein. Die Membran 12 ist mit einem Stahlsockel 13 aus einem Stück ausgebildet. In dem Stahlsockel 13 ist ein Kanal ausgebildet, durch welchen die Membran 12 mit einem Druck P eines zu messenden Fig. 1 shows a sectional view of a pressure sensor according to the invention according to a first embodiment of the invention. The pressure sensor 10 has a membrane 12, which is preferably made of steel. Alternatively, the membrane 12 may be formed of another suitable material. The membrane 12 is formed with a steel base 13 in one piece. In the steel base 13, a channel is formed, through which the membrane 12 with a pressure P of a to be measured

Mediums beaufschlagbar ist. Medium is acted upon.

Der Drucksensor 10 weist des Weiteren ein piezoresistives Sensorelement 14a und eine flexible Leiterplatte 16 auf. Das piezoresistive Sensorelement 14a ist in der vorliegenden ersten Ausführungsform durch einen biegungsempfindlichen Halbleiterchip 14a ausgebildet. Der biegungsempfindliche Halbleiterchip 14a ist vorzugsweise in der flexiblen Leiterplatte 16 eingebettet, und dazu ausgebildet, aus der Auslenkung der Membran 12 ein dem gemessenen Druck P The pressure sensor 10 furthermore has a piezoresistive sensor element 14a and a flexible printed circuit board 16. The piezoresistive sensor element 14a is formed in the present first embodiment by a bending-sensitive semiconductor chip 14a. The flexion-sensitive semiconductor chip 14a is preferably embedded in the flexible printed circuit board 16, and configured to form from the deflection of the membrane 12 a measured pressure P

proportionales elektrisches Signal S zu erzeugen. Die flexible Leiterplatte 16 kontaktiert den biegungsempfindlichen Halbleiterchip elektrisch und mechanisch. Die flexible Leiterplatte 16 ist vorzugsweise durch eine Klebstoffschicht mit der Membran 12 verbunden. Alternativ kann die flexible Leiterplatte 16 auch durch ein anderes geeignetes Verbindungsmittel mit der Membran 12 verbunden sein. to generate proportional electrical signal S. The flexible printed circuit board 16 contacts the bend-sensitive semiconductor chip electrically and mechanically. The flexible circuit board 16 is preferably connected to the membrane 12 by an adhesive layer. Alternatively, the flexible circuit board 16 may also be connected to the membrane 12 by another suitable connection means.

Die flexible Leiterplatte 16 weist einen zur Membran 12 benachbart The flexible circuit board 16 has a membrane 12 adjacent

angeordneten, flexibel ausgebildeten ersten Bereich 16a auf, in welchem die flexible Leiterplatte 16 mit der Membran 12 stoffschlüssig verbunden ist. arranged, flexibly formed first region 16 a, in which the flexible printed circuit board 16 is connected to the membrane 12 cohesively.

Die flexible Leiterplatte 16 weist des Weiteren einen im Wesentlichen starr ausgebildeten zweiten Bereich 16b auf, in welchem eine Auswerteschaltung 18 zum Auswerten des von dem biegungsempfindlichen Halbleiterchip 14a erzeugbaren elektrischen Signals S angeordnet ist. Die flexible Leiterplatte 16 weist überdies einen flexibel ausgebildeten Verbindungsbereich 16c auf, welcher zwischen dem ersten und zweiten Bereich 16a, 16b angeordnet ist. The flexible printed circuit board 16 furthermore has a substantially rigidly formed second region 16b, in which an evaluation circuit 18 is arranged for evaluating the electrical signal S that can be generated by the bending-sensitive semiconductor chip 14a. The flexible printed circuit board 16 moreover has a flexibly formed connecting region 16c, which is arranged between the first and second regions 16a, 16b.

Die Auswerteschaltung 18 weist eine in der flexiblen Leiterplatte 16 eingebettete anwendungsspezifische integrierte Schaltung 18a und ein auf einer Oberfläche der flexiblen Leiterplatte 16 angeordnetes passives Bauelement 18b auf. Die anwendungsspezifische integrierte Schaltung 18a kann alternativ auch auf einer Oberfläche der flexiblen Leiterplatte 16 angeordnet sein. Das Bauelement 18b kann alternativ auch außerhalb der flexiblen Leiterplatte 16 angeordnet und/oder durch ein aktives Bauelement ausgebildet sein. Eine elektrische Kontaktierung der flexiblen Leiterplatte 16 mit einer The evaluation circuit 18 has an application-specific integrated circuit 18 a embedded in the flexible printed circuit board 16 and a passive component 18 b arranged on a surface of the flexible printed circuit board 16. The application-specific integrated circuit 18a can alternatively also be used on a Surface of the flexible circuit board 16 may be arranged. The component 18b may alternatively also be arranged outside the flexible printed circuit board 16 and / or be formed by an active component. An electrical contacting of the flexible printed circuit board 16 with a

Leistungsversorgung 20 ist vorzugsweise durch mit der flexiblen Leiterplatte 16 verbindbare Durchsteckpins 22 ausgebildet. Alternativ kann die elektrische Kontaktierung der flexiblen Leiterplatte 16 auch durch andere geeignete elektrische Kontaktierungsmittel ausgebildet sein.  Power supply 20 is preferably formed by connectable with the flexible circuit board 16 through-pins 22. Alternatively, the electrical contacting of the flexible printed circuit board 16 may also be formed by other suitable electrical contacting means.

Eine Dicke der flexiblen Leiterplatte 16 beträgt vorzugsweise 100 Mikrometer. Alternativ kann die Dicke der flexiblen Leiterplatte auch geringer als 100 A thickness of the flexible circuit board 16 is preferably 100 micrometers. Alternatively, the thickness of the flexible circuit board may be less than 100

Mikrometer, insbesondere vorzugsweise zwischen 30 und 100 Mikrometer, betragen. Eine Dicke des biegungsempfindlichen Halbleiterchips 14a beträgt vorzugsweise 50 Mikrometer. Alternativ kann die Dicke des Micrometers, in particular preferably between 30 and 100 micrometers. A thickness of the flex-sensitive semiconductor chip 14a is preferably 50 micrometers. Alternatively, the thickness of the

biegungsempfindlichen Halbleiterchips 14a auch geringer als 50 Mikrometer, insbesondere vorzugsweise zwischen 10 und 20 Mikrometer, betragen. Eine Leiterbahnbreite des biegungsempfindlichen Halbleiterchips 14a beträgt vorzugsweise 20 Mikrometer. Alternativ kann die Leiterbahnbreite auch geringer als 20 Mikrometer betragen. Eine Leiterbahndicke des biegungsempfindlichenbending-sensitive semiconductor chips 14a are also less than 50 micrometers, in particular preferably between 10 and 20 micrometers. A trace width of the flex-sensitive semiconductor chip 14a is preferably 20 micrometers. Alternatively, the track width may be less than 20 microns. A trace thickness of the bend sensitive

Halbleiterchips 14a beträgt vorzugsweise 5 Mikrometer. Alternativ kann die Leiterbahndicke auch kleiner als 5 Mikrometer, vorzugsweise 1 Mikrometer betragen. Ein Messbereich des biegungsempfindlichen Halbleiterchips 14a beträgt vorzugsweise zwischen 0,1 und 2200 bar. Semiconductor chips 14a is preferably 5 micrometers. Alternatively, the conductor track thickness can also be less than 5 micrometers, preferably 1 micrometer. A measuring range of the bending-sensitive semiconductor chip 14a is preferably between 0.1 and 2200 bar.

Fig. 2 zeigt eine Schnittansicht des erfindungsgemäßen Drucksensors gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Fig. 2 shows a sectional view of the pressure sensor according to the invention according to a second embodiment of the invention.

Ein piezoresistives Sensorelement 14b ist in der vorliegenden zweiten A piezoresistive sensor element 14b is in the present second

Ausführungsform durch eine aus einem Halbleitermaterial ausgebildete Dünnfilm-Embodiment by a thin film formed of a semiconductor material

Messstruktur 14b ausgebildet. Die Dünnfilm-Messstruktur 14b ist vorzugsweise auf der flexiblen Leiterplatte 16 angeordnet. Die Dünnfilm-Messstruktur 14b ist ferner vorzugsweise durch ein photolithographisches Verfahren auf die flexible Leiterplatte 16 aufgebracht. Alternativ kann die Dünnfilm-Messstruktur 14b auch durch ein anderes geeignetes Verfahren auf die flexible Leiterplatte 16 aufgebracht sein. Eine Leiterbahnbreite der Dünnfilm-Messstruktur 14b beträgt vorzugsweise 20 Mikrometer. Alternativ kann die Leiterbahnbreite auch geringer als 20 Mikrometer betragen. Eine Leiterbahndicke der Dünnfilm-Messstruktur 14b beträgt vorzugsweise 5 Mikrometer. Alternativ kann die Leiterbahndicke auch kleiner als 5 Mikrometer, vorzugsweise 1 Mikrometer betragen. Measuring structure 14b formed. The thin-film measuring structure 14b is preferably arranged on the flexible printed circuit board 16. The thin-film measuring structure 14b is further preferably applied to the flexible printed circuit board 16 by a photolithographic process. Alternatively, the thin film sensing structure 14b may also be applied to the flexible printed circuit board 16 by another suitable method be upset. A trace width of the thin-film sensing structure 14b is preferably 20 micrometers. Alternatively, the track width may be less than 20 microns. A trace thickness of the thin-film sensing structure 14b is preferably 5 micrometers. Alternatively, the conductor track thickness can also be less than 5 micrometers, preferably 1 micrometer.

Fig. 3 zeigt eine Schnittansicht des Drucksensors gemäß einer dritten Fig. 3 shows a sectional view of the pressure sensor according to a third

Ausführungsform der Erfindung. Embodiment of the invention.

Ein piezoresistives Sensorelement 14c ist gemäß der dritten Ausführungsform durch eine aus einem Halbleitermaterial ausgebildete Dünnfilm-Messstruktur 14c ausgebildet. A piezoresistive sensor element 14c is formed according to the third embodiment by a formed of a semiconductor material thin-film measuring structure 14c.

Die Dünnfilm-Messstruktur 14c ist vorzugsweise auf der Membran 12 The thin film measuring structure 14 c is preferably on the membrane 12

angeordnet. Die Dünnfilm-Messstruktur 14c ist vorzugsweise auf die Membran 12 aufgedruckt. Vorzugsweise wird die Dünnfilm-Messstruktur 14c durch einen Aerosolstrahl mit elektrisch leitenden Tinten, die Gold- oder Silberpartikel aufweisen, auf die Membran 12 aufgedruckt. Alternativ kann die Dünnfilm- Messstruktur 14c auch durch ein anderes geeignetes Druckverfahren wie beispielsweise Tintenstrahldruck aufgedruckt werden. arranged. The thin-film measuring structure 14 c is preferably printed on the membrane 12. Preferably, the thin film sensing structure 14c is printed on the membrane 12 by an aerosol jet of electrically conductive inks comprising gold or silver particles. Alternatively, the thin film sensing structure 14c may also be printed by another suitable printing method, such as inkjet printing.

Eine Leiterbahnbreite der Dünnfilm-Messstruktur 14c beträgt vorzugsweise 20 Mikrometer. Alternativ kann die Leiterbahnbreite auch geringer als 20 Mikrometer betragen. Eine Leiterbahndicke der Dünnfilm-Messstruktur 14c beträgt vorzugsweise 5 Mikrometer. Alternativ kann die Leiterbahndicke auch kleiner als 5 Mikrometer, vorzugsweise 1 Mikrometer betragen. A trace width of the thin film sensing structure 14c is preferably 20 micrometers. Alternatively, the track width may be less than 20 microns. A trace thickness of the thin-film sensing structure 14c is preferably 5 micrometers. Alternatively, the conductor track thickness can also be less than 5 micrometers, preferably 1 micrometer.

Fig. 4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen eines FIG. 4 shows a flowchart of a method for producing a

Drucksensors gemäß der ersten bis dritten Ausführungsform der Erfindung. Pressure sensor according to the first to third embodiments of the invention.

Das Verfahren zum Herstellen eines Drucksensors 10 umfasst in Schritt Sl ein Vorsehen einer Membran 12, die einem zu messenden Medium ausgesetzt ist. Das Verfahren umfasst des Weiteren in Schritt S2 ein Vorsehen eines piezoresistiven Sensorelements 14a; 14b; 14c, durch welches ein, aus einer Auslenkung der Membran 12 einem gemessenen Druck P proportionales elektrisches Signal S erzeugbar ist. Das Verfahren umfasst überdies in Schritt S3 ein Vorsehen einer flexiblen Leiterplatte 16, welche das piezoresistive The method for producing a pressure sensor 10 comprises, in step S1, providing a membrane 12 which is exposed to a medium to be measured. The method further comprises, in step S2, providing a piezoresistive sensor element 14a; 14b; 14c, through which a, from a deflection of the diaphragm 12 a measured pressure P proportional electrical signal S can be generated. The method further comprises, in step S3, providing a flexible circuit board 16 which is the piezoresistive

Sensorelement 14a; 14b; 14c elektrisch und mechanisch kontaktiert. Sensor element 14a; 14b; 14c electrically and mechanically contacted.

Das Verfahren umfasst darüber hinaus, dass das piezoresistive Sensorelement 14a; 14b; 14c durch einen biegungsempfindlichen Halbleiterchip 14a oder durch eine aus einem Halbleitermaterial ausgebildete Dünnfilm-Messstruktur 14b; 14c ausgebildet wird, wobei das piezoresistive Sensorelement 14a; 14b; 14c in Schritt S4 in die flexible Leiterplatte 16 eingebettet, auf die flexible Leiterplatte 16 aufgebracht oder auf die Membran 12 aufgebracht wird. The method further comprises that the piezoresistive sensor element 14a; 14b; 14c through a bending-sensitive semiconductor chip 14a or through a thin-film measuring structure 14b formed of a semiconductor material; 14c is formed, wherein the piezoresistive sensor element 14a; 14b; 14c embedded in the flexible printed circuit board 16 in step S4, applied to the flexible printed circuit board 16 or applied to the membrane 12.

Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele vorstehend beschrieben wurde, ist sie nicht darauf beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar. Insbesondere lässt sich die Erfindung in mannigfaltiger Weise verändern oder modifizieren, ohne vom Kern der Erfindung abzuweichen. Although the present invention has been described above with reference to preferred embodiments, it is not limited thereto but is modifiable in a variety of ways. In particular, the invention can be varied or modified in many ways without deviating from the gist of the invention.

Beispielsweise können Material und Dicke der flexiblen Leiterplatte 16 sowie der Membran 12 an individuelle Anforderungen angepasst werden. For example, material and thickness of the flexible printed circuit board 16 and the membrane 12 can be adapted to individual requirements.

Claims

Ansprüche claims 1. Drucksensor (10) mit einer Membran (12), die einem zu messenden Medium ausgesetzt ist und aus deren Auslenkung mittels einem piezoresistiven Sensorelement (14a; 14b; 14c) ein dem gemessenen Druck (P) 1. pressure sensor (10) with a membrane (12) which is exposed to a medium to be measured and from whose deflection by means of a piezoresistive sensor element (14a; 14b; 14c) a measured pressure (P) proportionales elektrisches Signal (S) erzeugbar ist, und mit einer flexiblen Leiterplatte (16), welche das piezoresistive Sensorelement (14a; 14b; 14c) elektrisch und mechanisch kontaktiert.  proportional electrical signal (S) can be generated, and with a flexible printed circuit board (16) which electrically and mechanically contacts the piezoresistive sensor element (14a; 14b; 14c). 2. Drucksensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das 2. Pressure sensor according to claim 1, characterized in that the piezoresistive Sensorelement (14a; 14b; 14c) durch einen  Piezoresistive sensor element (14a, 14b, 14c) by a biegungsempfindlichen Halbleiterchip (14a) oder eine aus einem  bend-sensitive semiconductor chip (14a) or one of a Halbleitermaterial ausgebildete Dünnfilm-Messstruktur (14b; 14c)  Semiconductor material formed thin-film measuring structure (14b, 14c) ausgebildet ist.  is trained. 3. Drucksensor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das piezoresistive Sensorelement (14a; 14b; 14c) in der flexiblen Leiterplatte (16) eingebettet, auf der flexiblen Leiterplatte (16) oder auf der Membran (12) angeordnet ist. 3. Pressure sensor according to claim 1 or 2, characterized in that the piezoresistive sensor element (14a, 14b, 14c) embedded in the flexible printed circuit board (16), on the flexible printed circuit board (16) or on the membrane (12) is arranged. 4. Drucksensor nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dünnfilm-Messstruktur (14b; 14c) durch ein photolithographisches Verfahren auf die flexible Leiterplatte (16) aufgebracht, oder auf die Membran (12) aufgedruckt ist. 4. Pressure sensor according to claim 2 or 3, characterized in that the thin-film measuring structure (14b, 14c) by a photolithographic process applied to the flexible printed circuit board (16), or printed on the membrane (12). 5. Drucksensor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Dünnfilm- Messstruktur (14c) mit elektrisch leitenden Tinten, die Gold- oder 5. Pressure sensor according to claim 4, characterized in that the thin-film measuring structure (14c) with electrically conductive inks, the gold or Silberpartikel aufweisen, auf die Membran (12) aufgedruckt ist.  Have silver particles on the membrane (12) is printed. Drucksensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die flexible Leiterplatte (16) einen zur Membran (12) benachbart angeordneten, flexibel ausgebildeten ersten Bereich (16a), in welchem die flexible Leiterplatte (16) mit der Membran (12) stoffschlüssig verbunden ist, einen im Wesentlichen starr ausgebildeten zweiten Bereich (16b), in welchem eine Auswerteschaltung (18) zum Auswerten des von dem piezoresistiven Sensorelement (14a; 14b; 14c) erzeugbaren elektrischen Signals (S) angeordnet ist, und einen flexibel ausgebildeten Pressure sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the flexible printed circuit board (16) has a connection to the membrane (12). adjacently arranged, flexibly formed first region (16a), in which the flexible printed circuit board (16) is materially connected to the membrane (12), a substantially rigid second region (16b), in which an evaluation circuit (18) for evaluating the of the piezoresistive sensor element (14a; 14b; 14c) producible electrical signal (S) is arranged, and a flexible formed Verbindungsbereich (16c) aufweist, welcher zwischen dem ersten und zweiten Bereich (16a, 16b) angeordnet ist.  Connecting portion (16c), which is arranged between the first and second region (16a, 16b). Drucksensor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Pressure sensor according to claim 6, characterized in that the Auswerteschaltung (18) zumindest eine, in der flexiblen Leiterplatte (16) eingebettete anwendungsspezifische integrierte Schaltung (18a), und zumindest ein auf einer Oberfläche der flexiblen Leiterplatte (16) oder außerhalb der flexiblen Leiterplatte (16) angeordnetes passives oder aktives Bauelement (18b) aufweist.  Evaluation circuit (18) at least one application-specific integrated circuit (18a) embedded in the flexible printed circuit board (16), and at least one passive or active component (18b) arranged on a surface of the flexible printed circuit board (16) or outside the flexible printed circuit board (16) having. Drucksensor nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Dicke der flexiblen Leiterplatte (16) kleiner oder gleich 100 Mikrometer, vorzugsweise zwischen 30 und 100 Mikrometer beträgt, und dass eine Dicke des biegungsempfindlichen Halbleiterchips (14a) kleiner oder gleich 50 Mikrometer, vorzugsweise zwischen 10 und 20 Mikrometer beträgt, wobei eine Leiterbahnbreite kleiner oder gleich 20 Mikrometer und eine Leiterbahndicke kleiner oder gleich 5 Mikrometer, vorzugsweise 1 Mikrometer beträgt. Pressure sensor according to one of claims 2 to 7, characterized in that a thickness of the flexible printed circuit board (16) is less than or equal to 100 microns, preferably between 30 and 100 microns, and that a thickness of the deflection-sensitive semiconductor chip (14a) is less than or equal to 50 microns , preferably between 10 and 20 microns, wherein a conductor width is less than or equal to 20 microns and a conductor thickness is less than or equal to 5 microns, preferably 1 micrometer. 9. Drucksensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch 9. Pressure sensor according to one of the preceding claims, characterized gekennzeichnet, dass eine elektrische Kontaktierung der flexiblen  characterized in that an electrical contacting of the flexible Leiterplatte (16) mit einer Leistungsversorgung (20) durch mit der flexiblen Leiterplatte (16) verbindbare Durchsteckpins (22) ausgebildet ist.  Printed circuit board (16) with a power supply (20) by means of the flexible circuit board (16) connectable through-pins (22) is formed. 10. Drucksensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch 10. Pressure sensor according to one of the preceding claims, characterized gekennzeichnet, dass ein Messbereich des piezoresistiven Sensorelements (14a; 14b; 14c) zwischen 0,1 und 2200 bar beträgt. in that a measuring range of the piezoresistive sensor element (14a; 14b; 14c) is between 0.1 and 2200 bar. 11. Verfahren zum Herstellen eines Drucksensors (10), mit den Schritten: Vorsehen (Sl) einer Membran (12), die einem zu messenden Medium ausgesetzt ist; A method of manufacturing a pressure sensor (10), comprising the steps of: providing (Sl) a membrane (12) exposed to a medium to be measured; Vorsehen (S2) eines piezoresistiven Sensorelements (14a; 14b; 14c), durch welches ein, aus einer Auslenkung der Membran (12) einem gemessenen Druck (P) proportionales elektrisches Signal (S) erzeugbar ist; und  Providing (S2) a piezoresistive sensor element (14a, 14b, 14c), by means of which a, from a deflection of the membrane (12) a measured pressure (P) proportional electrical signal (S) can be generated; and Vorsehen (S3) einer flexiblen Leiterplatte (16), welche das piezoresistive Sensorelement (14a; 14b; 14c) elektrisch und mechanisch kontaktiert.  Providing (S3) a flexible printed circuit board (16) which electrically and mechanically contacts the piezoresistive sensor element (14a; 14b; 14c). 12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das 12. The method according to claim 11, characterized in that the piezoresistive Sensorelement (14a; 14b; 14c) durch einen  Piezoresistive sensor element (14a, 14b, 14c) by a biegungsempfindlichen Halbleiterchip (14a) oder durch eine aus einem Halbleitermaterial ausgebildete Dünnfilm-Messstruktur (14b; 14c) ausgebildet wird, wobei das piezoresistive Sensorelement (14a; 14b; 14c) in die flexible Leiterplatte (16) eingebettet, auf die flexible Leiterplatte (16) aufgebracht oder auf die Membran (12) aufgebracht wird (S4).  bending-sensitive semiconductor chip (14a) or by a thin-film measuring structure (14b; 14c) formed of a semiconductor material, the piezoresistive sensor element (14a; 14b; 14c) being embedded in the flexible printed circuit board (16) on the flexible printed circuit board (16). applied or applied to the membrane (12) (S4). 13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Auswerteschaltung (18) zum Auswerten des von dem piezoresistiven Sensorelement (14a; 14b; 14c) erzeugbaren elektrischen Signals (S) in die flexible Leiterplatte (16) eingebettet wird. 13. Method according to claim 11, characterized in that an evaluation circuit (18) for evaluating the electrical signal (S) which can be generated by the piezoresistive sensor element (14a; 14b; 14c) is embedded in the flexible printed circuit board (16). 14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Dünnfilm-Messstruktur (14b; 14c) auf die flexible Leiterplatte (16) durch ein photolithographisches Verfahren aufgebracht wird, oder auf die Membran (12) aufgedruckt wird. 14. The method according to claim 12 or 13, characterized in that the thin-film measuring structure (14b, 14c) is applied to the flexible printed circuit board (16) by a photolithographic process, or printed on the membrane (12). 15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Dünnfilm-Messstruktur (14c) durch ein Druckverfahren mit elektrisch leitenden Tinten, die Gold- oder Silberpartikel aufweisen, auf die Membran (12) aufgedruckt wird. 15. The method according to any one of claims 12 to 14, characterized in that the thin-film measuring structure (14c) by a printing method with electrically conductive inks having gold or silver particles, is printed on the membrane (12).
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CN111408034A (en) * 2020-03-17 2020-07-14 多感科技(上海)有限公司 Microneedle drug delivery detection device, microneedle drug delivery system and microneedle drug delivery detection method

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