[发明专利]压力传感器组件、测量设备和用于其制造的方法

说明书

本发明涉及一种压力传感器组件(10)，该压力传感器组件具有至少一个压力传感器装置(12)，所述压力传感器装置(12)构造有至少一个传感器元件(20)，该传感器元件布置在承载结构(16)的空腔(18)中，其中，在所述承载结构(16)上集成有信号处理元件，其中，所述至少一个传感器元件(20)能够嵌入到承载结构(16)中以成为压力传感器装置(12)，其中，所述承载结构(16)通过连接盘网格阵列/模具预成型结构(LGA/MPM)形成。所述压力传感器装置(12)插入到设有膜片(32)的传感器壳体(30)中并且支撑在该传感器壳体中，其中，设有至少一个膜片(32)的所述传感器壳体(30)的剩余容积通过不能压缩的流体填满，所述压力传感器装置(12)电连接在所述传感器壳体的布线上。此外，本发明涉及一种用于制造这种压力传感器组件(10)的方法和一种测量设备。

技术领域

本发明涉及一种具有至少一个压力传感器装置的压力传感器组件以及一种用于制造具有至少一个压力传感器装置的压力传感器组件的方法。此外，本发明涉及一种测量设备，至少一个这种压力传感器组件集成到该测量设备中。

背景技术

已知的是具有以微机械方式加工的电子压力传感器(MEMS压力传感器)的压力传感器组件，所述压力传感器具有至少一个能变形的压力敏感的膜片，该膜片典型地暴露于感兴趣的介质环境，以便在那里持续地测量并且监控压力。在这里，例如在消耗电子部件的应用中的大气压力的测量仅要求在保护的壳体(例如移动电话)内部的稳定的传感器模块，而相同的电子压力传感器在工业和汽车应用中需要使用隔离介质(例如玻璃或油)作为针对灰尘、颗粒、湿气或废气以及另外的腐蚀性或侵蚀性的介质的附加保护部。

关于通过构造稳固模块的介质隔离的这种挑战，已经例如从US 6,311,561 Bl、US6.577.244 B2、US 6.938.490 B2认识到解决方案。

当由凝胶填充的传感器暴露于腐蚀性或侵蚀性介质、如废气时，这种传感器可以证明为是不利的，尽管存在保护，相关的气体始终加载凝胶并且可以侵蚀性地腐蚀MEMS压力传感器的金属连接部、该MEMS压力传感器的ASIC和衬底。由此从长远角度看会损害所述传感器的可靠性和功能性。出于该原因，MEMS传感器的有源部位(即例如该MEMS传感器的压电阻抗)和ASIC(Application Specific Integrated Circuit，专用集成电路；信号处理电子部件)的有源部位均不应暴露给这种侵蚀性介质。除了这种可靠性问题之外，所提到的凝胶也可以给出如下担忧原因，所述凝胶在压力大于5bar时会倾向于形成气泡和/或泡沫。在上下文中，在具有传感器系统的部件的必要的介质隔离的应用中，通过油替代于通过凝胶形成的缓冲器的使用是合适的替代方案。

发明内容

在已知的由油填充的压力传感器的使用中，典型地使用钢膜片，该钢膜片封闭塑料壳体或金属壳体，用于确定压力的传感器元件布置在所述塑料壳体或金属壳体中并且由用于传递压力的不可压缩的油包围。虽然传感器元件相对于侵蚀性介质是非常有抗性的，但是在该传感器元件的制造中并不能抵抗腐蚀性介质。因此，本发明要提供一种具有至少一个压力传感器装置的压力传感器组件，一方面所述压力传感器组件针对侵蚀性介质稳固地或受保护地构造，但另一方面所述压力传感器组件也允许用于补偿油填充部关于温度的影响的简单温度调整并且还可以成本有利地制造。

具有权利要求1的特征的解决方案尤其在于，在压力传感器组件上设置具有至少一个传感器元件的压力传感器装置，该传感器元件布置在承载结构的空腔中，其中，在承载结构上集成有信号处理元件，并且所述至少一个传感器元件与承载结构嵌入(模塑)成压力传感器装置并且承载结构通过连接盘网格阵列/模具预成型结构(LGA/MPM)形成。在此，传感器装置应插入到设有膜片的传感器壳体中并且支撑在该传感器壳体中，并且设有至少一个膜片的并且通过该膜片封闭的传感器壳体的剩余容积通过不可压缩流体填满，传感器装置电连接到该传感器壳体的布线上。