DE10141259A1

DE10141259A1 - Drucksensor mit einem Halbleitersensorchip

Info

Publication number: DE10141259A1
Application number: DE10141259A
Authority: DE
Inventors: Kenji Chikuan; Michitake Kuroda
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2000-08-25
Filing date: 2001-08-23
Publication date: 2002-05-23
Anticipated expiration: 2021-08-24
Also published as: US6694818B2; US20020023500A1; JP2002071491A; DE10141259B4

Abstract

Ein Halbleitersensorchip (20) ist zwischen einem Sensorgehäuse (10) und einem Gehäuse (30) angeordnet. Ein erster Druck wird von dem Sensorgehäuse (10) eingeführt und auf die Rückseite des Sensorchips aufgebracht, während ein zweiter Druck von dem Gehäuse (30) her eingeführt wird und auf die Vorderseite des Sensorchips aufgebracht wird. Der Sensorchip (20) erfaßt eine Druckdifferenz zwischen dem ersten und dem zweiten Druck und wandelt diese in ein elektrisches Signal um. Der Sensorchip (20) ist hermetisch in einem vertieften Abschnitt (11) angebracht, der in dem Sensorgehäuse (10) ausgebildet ist, indem ein Dichtmaterial (50) von Einfüllbohrungen (60), die rund um den vertieften Abschnitt ausgebildet sind, eingefüllt wird. Die Einfüllbohrungen sind zwischen den Anschlüssen (13) positioniert, die den Sensorchip mit einem äußeren Schaltkreis elektrisch verbinden, um die Vergrößerung des Drucksensors durch das Ausbilden der Einfüllbohrungen zu verhindern.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Drucksensor mit einem Halbleitersensorchip, wie z. B. ei nen Öldrucksensor, der in einem Fahrzeug verwendet wird.

Ein Beispiel eines Drucksensors dieser Art ist in der Druckschrift JP-A-7-243926 offengelegt. Bei diesem Druck sensor ist ein Halbleitersensorchip mittels eines Substrats auf einem vertieften Abschnitt angebracht, der in einem Gehäuse ausgebildet ist. Der vertiefte Abschnitt ist mit Öl gefüllt, um den Sensorchip zu bedecken, und das Öl ist mit einer metallischen Dichtungsmembran herme tisch bedeckt. Ein zu messender Druck wird auf einer Vor derseite der Dichtungsmembran aufgebracht, und der aufge brachte Druck wird auf den Halbleiterchip mittels des Öls übertragen, das den Halbleiterchip bedeckt. Das heißt, der von dem Halbleiterchip zu messende Druck wird diesem von der Vorderseite der Dichtungsmembran her aufgebracht, die dem Substrat des Sensorchips gegenüberliegt. Diese Art von Drucksensor wird als Vorderseitentyp-Drucksensor bezeichnet.

Ein Drucksensor, bei dem der zu messende Druck von der Rückseite des Sensorchips her aufgebracht wird (ein Rückseitentyp-Drucksensor), muß ebenso eine bestimmte Druckmessungsanordnung erfüllen. Ein Rückseitentyp-Druck sensor, wie er von den Erfindern als Prototyp gemacht wurde, ist in Fig. 5 gezeigt. Fig. 5 zeigt die Vorder seite des Sensorchips. Ein Sensorchip J2 ist in einem vertieften Abschnitt J4 angebracht, der auf einer Endflä che des Sensorgehäuses J1 ausgebildet ist. Vier An schlüsse J5 sind rund um den vertieften Abschnitt J4 an geordnet, um den Sensorchip J2 mit einem äußeren Schalt kreis zu verbinden. Die Anschlüsse J5 sind im Sensorge häuse J1 ausgeformt, so daß sie in eine Längsrichtung des Sensorgehäuses von einer Endfläche des Sensorgehäuses (der Vorderseite) in Richtung der anderen Endseite ragen.

Der Sensorchip J2 ist ein Halbleitersensorchip, der eine Membran aufweist, und ist auf die Bodenfläche des vertieften Abschnitts J4 mittels eines Sen sorchipsubstrats geklebt. In dem Sensorgehäuse J1 ist ein Durchgangsloch J6 ausgebildet, so daß ein zu messender Druck auf die Sensorchipmembran über das Durchgangsloch J6 aufgebracht wird. Der Sensorchip J2 ist in dem ver tieften Abschnitt J4 angeordnet, um die Vorderseitenöff nung des Durchgangslochs J6 hermetisch zu verschließen. Auf diese Weise wird der Rückseitentyp-Drucksensor herge stellt, der einen von der Rückseite des Sensorchips zuge führten Druck erfaßt. Ferner kann die Vorderseite des Sensorchips mit Öl und einer Dichtungsmembran der selben Art, wie beim Drucksensor in der zuvor erwähnten Offenle gungsschrift JP-A-7-243926 offengelegt, bedeckt werden, und ein weiterer Druck kann von der Vorderseite des Sen sorchips von der Dichtungsmembranseite her zugeführt wer den. Auf diese Weise kann eine Druckdifferenz zwischen dem Druck, der der Rückseite zugeführt wird, und dem Druck, welcher der Vorderseite zugeführt wird, vom Druck sensor erfaßt werden.

Bei der in der Fig. 5 gezeigten Drucksensorstruktur ist es notwendig, einen Rand des Sensorchips J2 und die Öffnung des Durchgangslochs J6 hermetisch abzudichten, um einen Druckverlust über den Rand zu vermeiden. Zu diesem Zweck ist es wirkungsvoll, den Raum J7 zwischen dem Sen sorchip J2 und den Innenwänden des vertieften Abschnitts J4 mit einem Dichtmaterial wie z. B. Kunstharz zu befül len. Jedoch muß der Raum J7 ausreichend groß sein, um den Zwischenraum J7 wirkungsvoll mit einem viskosen Dichtma terial zu befüllen. Der vertiefte Abschnitt J4 kann, wie mit der gepunkteten Linie in Fig. 5 gezeigt, vergrößert werden. Wenn jedoch der vertiefte Abschnitt J4 vergrößert ist, müssen die Anschlüsse J5 weiter nach außen verlegt werden. Das hat jedoch das Problem zur Folge, daß die Ge samtgröße des Sensorgehäuses J1 vergrößert werden muß.

Die vorliegende Erfindung wurde angesichts der er wähnten Probleme gemacht, und eine Aufgabe der vorliegen den Erfindung ist es, einen verbesserten Drucksensor be reitzustellen, bei dem ein zu messender Druck einer Rück seite des Sensorchips über ein Durchgangsloch zugeführt wird, das in einem Sensorgehäuse ausgebildet ist, und bei dem ein Sensorchip hermetisch mit dem Durchgangsloch ver bunden ist, ohne daß die Drucksensorgröße zunimmt. Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die im Anspruch 1 bzw. 2 angegebenen Merkmale.

Der Drucksensor ist aus einem zylindrischen Sensorge häuse und einem weiteren Gehäuse zusammengesetzt, die beide miteinander durch bördeln eines Endes des Gehäuses verbunden werden. Ein vertiefter Abschnitt ist auf einer längslaufenden Endfläche des Sensorgehäuses ausgebildet, wo das Sensorgehäuse mit dem anderen Gehäuse gekoppelt ist. Ein Halbleitersensorchip, der eine Vorderseite und eine Rückseite aufweist, wird in dem vertieften Abschnitt angebracht, so daß die Vorderseite dem Gehäuse gegenüber liegt. Ein erster Druck wird auf die Rückseite des Sen sorchips über das Durchgangsloch aufgebracht, das in dem Sensorgehäuse ausgebildet ist. Ein zweiter Druck, der von dem Gehäuse zugeführt wird, wird auf die Vorderseite des Sensorchips mittels Öl aufgebracht, das lediglich die Vorderseite bedeckt. Der Sensorchip erfaßt eine Druckdif ferenz zwischen dem ersten und dem zweiten Drck, und wan delt die erfaßte Druckdifferenz in ein elektrisches Si gnal um.

Der Sensorchip muß hermetisch in dem vertieften Ab schnitt angebracht werden, so daß der erste Druck nicht auf die zweite Druckseite entweicht. Zu diesem Zweck wird ein Dichtmaterial in einen Zwischenraum zwischen einer Seitenwand des vertieften Abschnittes und einer Umfangs seite des Sensorchips gefüllt. Um den vertieften Ab schnitt herum ist eine Vielzahl von Löchern ausgebildet, um das Dichtmaterial einzufüllen. Die Füllöcher sind zwi schen den Anschlüssen angeordnet, die den Sensorchip mit einem äußeren Schaltkreis elektrisch verbinden. Auf diese Weise werden die Auffüllöcher ohne Vergrößerung des Sen sorgehäuses ausgebildet.

Vorzugsweise wird der vertiefte Abschnitt in einer rechteckigen Form ausgebildet, und die Auffüllöcher wer den an den vier Ecken des rechteckigen vertieften Ab schnitts ausgebildet. Auf diese Weise wird das Dichtmate rial gleichmäßig und mit wenig Reibung in den Füllraum gefüllt. Der Sensorchip wird hermetisch auf dem Sensorge häuse angebracht, um zu verhindern, daß der erste Druck auf die zweite Druckseite entweicht. Ferner wird das Fülloch abgeschrägt, um es an der Außenseite zu vergrö ßern. Das Dichtmaterial fließt mit noch weniger Reibung entlang der Abschrägung in den Füllraum.

Alternativ kann der Sensorchip nur den ersten Druck erfassen, der auf der Rückseite des Sensorchips aufge bracht wird, indem die zweite Druckzufuhr von der Gehäu seseite her beseitigt wird. In diesem Fall wirkt der Drucksensor wie ein Absolutdrucksensor.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist der Sensorchip hermetisch auf dem Sensorgehäuse angebracht, ohne den Drucksensor zu vergrößern.

Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist es unter anderem, einen kompakten Drucksensor bereitzustellen, der eine Druckdifferenz zwischen Drücken erfaßt, die auf bei den Seiten des Sensorchips aufgebracht werden.

Weitere Einzelheiten, Aspekte und Vorteile der vor liegenden Erfindung ergeben sich aus der illustrativ und nicht einschränkend zu verstehenden Beschreibung bevor zugter Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeich nung. Es zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt des Drucksensors gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 einen Querschnitt eines Sensorgehäuses, wie er in dem in Fig. 1 gezeigten Drucksensor verwendet wird, auf welchem ein Sensorchip angebracht wird;

Fig. 3A eine Draufsicht, die eine Endfläche des Sen sorgehäuses zeigt, auf welcher der Sensorchip angebracht ist, betrachtet von der in Fig. 2 gezeigten Richtung A;

Fig. 3B einen Teilquerschnitt, der den vertieften Ab schnitt des Sensorgehäuses zeigt, in welchem der Sen sorchip angeordnet ist, entlang der Linie IIIB-IIIB, wie sie in Fig. 3A gezeigt ist;

Fig. 3C eine schematische Ansicht, welche die Fluß richtungen des Dichtmaterials während der Befüllung in den vertieften Abschnitt zeigt;

Fig. 4 einen Teilquerschnitt, der einen Prozeß des Befüllens des Dichtmaterials in den vertieften Abschnitt zeigt; und

Fig. 5 eine Draufsicht, die eine Endfläche des Sen sorgehäuses eines Prototyp-Drucksensors zeigt.

Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Er findung wird mit Bezug auf die Fig. 1 bis 4 beschrie ben. Wie in Fig. 1 gezeigt, wird ein Drucksensor S1 aus einem Sensorgehäuse 10, auf welchem ein Sensorchip 20 an gebracht ist, und einem Gehäuse 30 zusammengesetzt. Das Sensorgehäuse 10 und das Gehäuse 30 sind durch Bördeln eng miteinander verbunden. Der Drucksensor S1 wird be nutzt, um einen Motoröldruck zu erfassen, der durch eine im Gehäuse 30 ausgebildete Druckzufuhrbohrung 32 zuge führt wird.

Zunächst wird ein Sensorgehäuse 10, auf dem ein Sen sorchip 20 angebracht ist, im wesentlichen unter Bezug nahme auf Fig. 2 beschrieben. Das Sensorgehäuse 10 ist zylindrischen durch Formen eines Kunstharzmaterials wie z. B. PPS (Polyphenylensulfid) oder PBT (Polybutylenterephthalat) ausgebildet. Ein vertiefter Ab schnitt 11, der eine Tiefe von ungefähr 2,5 mm bis 3,0 mm aufweist, ist auf einer der Endflächen des Sensorgehäuses 10 ausgebildet. In dem Sensorgehäuse 10 ist ein Durch gangsloch 12 ausgebildet, das den vertieften Abschnitt 11 mit einer Außenseite des Sensorgehäuses 10 verbindet. Ein atmosphärischer Druck wird dem vertieften Abschnitt 11 über das Durchgangsloch 12 zugeführt. Der Sensorchip 20 ist in dem vertieften Abschnitt 11 angeordnet, um das Durchgangsloch 12 zu schließen, das an der Bodenseite des vertieften Abschnittes 11 eine Öffnung aufweist (wie bes ser in den Fig. 3A und 3B gesehen werden kann).

Eine Vorderseite (eine Oberseite in Fig. 2) und eine Rückseite (eine Unterseite in Fig. 2) des Sensorchips 20 nimmt die jeweiligen darauf aufgebrachten Drücke auf, er faßt eine Druckdifferenz zwischen den zwei Drücken und wandelt diese in ein elektrisches Signal um. Wie in Fig. 3B gezeigt, ist der Sensorchip 20 aus einer Membran 21, die aus einem Halbleitermaterial wie Silizium hergestellt ist, und einem Substrat 22, das aus einem Material wie Glas hergestellt ist, zusammengesetzt. Die Membran 21 und das Substrat 22 sind miteinander durch Anodenschweißen oder dergleichen verbunden. Der Sensorchip 20 ist, wie in Fig. 3A gezeigt, rechteckig. Das Substrat 22 ist auf die Bodenseite des vertieften Abschnitts 11 mit einem Kleb stoff wie z. B. Silikongummi geklebt. Das Substrat 22 weist ein mittiges Loch auf, welches den durch das Durch gangsloch 12 eingeführten Druck auf die Rückseite der Membran 21 aufgebracht. Die Rückseite der Membran 21 wird auch als Rückseite des Sensorchips 20 bezeichnet.

Die Anschlüsse 13, die den Sensorchip 20 mit einem äußeren Schaltkreis elektrisch verbinden, sind, wie in Fig. 2 gezeigt, in das Sensorgehäuse 10 eingebettet, und um den vertieften Abschnitt 11, wie in Fig. 3A gezeigt, angeordnet. In dieser Ausführungsform werden vier An schlüsse 13 bereitgestellt, die jeweiligen Anschlüsse werden z. B. als Anschluß zur Eingabe eines Signals an den Sensorchip 20, zur Ausgabe eines Sensorsignals, zur Er dung und zur Einstellung eines Signals benutzt. Der Sen sorchip 20 ist über Drähte 14, die durch Drahtbonden aus gebildet werden, elektrisch mit den Anschlüssen 13 ver bunden, wie in Fig. 2 gezeigt. Jedes vordere Ende der An schlüsse 13 ist an dem Sensorgehäuse 10 mit einem Dicht material 15 wie z. B. Silikongummi befestigt.

An dem anderen Ende des Sensorgehäuses 10 ist ein An schlußabschnitt 16 ausgebildet. Der Anschlußabschnitt 16 dient dazu, die Anschlüsse 13 an einen äußeren Schalt kreis (einer in ein Fahrzeug eingebauten elektronischen Steuereinheit (ECU)) über einen Kabelbaum (nicht darge stellt) anzuschließen. Die Datenübertragung zwischen dem Sensorchip 20 und dem äußeren Schaltkreis wird über die Drähte 14 und die Anschlüsse 13 durchgeführt.

Bezugnehmend auf Fig. 1 wird nachfolgend die Gesamt struktur des Drucksensors S1 beschrieben. Das Gehäuse 30, das aus einem Material wie z. B. galvanisiertem Kohlen stoffstahl hergestellt ist, beinhaltet einen Gehäusekör per 31 und einen Rand 36, um das Gehäuse 30 mit dem Sen sorgehäuse 10 durch Kraftverformung, z. B. Bördeln zu ver binden. Der Gehäusekörper 31 beinhaltet eine Druckzufuhr bohrung 32 zum Einführen von Motoröl in den Drucksensor S1, und ein Gewinde 33 zur Montage des Drucksensors S1 an einen Öltank. Eine Dichtmembran 34, die an einem Halte element 35 befestigt ist, ist zwischen dem Gehäuse 30 und dem Sensorgehäuse 10 angeordnet, um die obere Öffnung der Druckzufuhrbohrung 32 hermetisch abzuschließen. Die Dichtmembran 34 wird aus einer dünnen Metallplatte wie z. B. einer SUS-Platte hergestellt, und das Halteelement 35 wird aus einem metallischen Material wie z. B. SUS her gestellt. Ein äußerer Rand des Halteelements 35 wird an den Gehäusekörper 31 geschweißt.

Wie in Fig. 1 gezeigt, werden das Gehäuse 30 und das Sensorgehäuse 10 durch z. B. Bördeln des Rands 36 eng mit einander verbunden. Zwischen der Dichtmembran 34 und der Endfläche des Sensorgehäuses 10 wird eine Druckerfas sungskammer 40 ausgebildet. Die Druckerfassungskammer 40 ist mit Öl 41 gefüllt, wie z. B. fluoridischem Öl, das zum Übertragen des von der Druckzufuhrbohrung 32 eingeführten Druckes an die Vorderseite des Sensorchips 20 dient. Das Öl 41 bedeckt die Vorderseite des Sensorchips 20 und wird von der Dichtmembran 34 in der Druckerfassungskammer 40 gehalten.

Eine O-Ring-Nut 42 umgibt die Druckerfassungskammer 40. Ein O-Ring 43 ist in der Nut 42 angeordnet und zwi schen dem Sensorgehäuse 10 und der Dichtmembran 34 im Preßsitz angeordnet, um die Druckerfassungskammer 40 her metisch abzudichten.

Der wie oben beschrieben aufgebaute Drucksensor S1, erfaßt eine Differenz zwischen zwei Drücken auf folgende Weise. Der Drucksensor S1 ist fest mit einer Rohrleitung des Motoröltanks verbunden, um das Motoröl in den Druck sensor S1 über die Druckzufuhrbohrung 32 einzuführen. An dererseits wird ein atmosphärischer Druck (ein erster Druck) in den Drucksensor S1 über das Durchgangsloch 12 eingeführt und auf die Rückseite des Sensorchips 20 auf gebracht. Der Öldruck (ein zweiter Druck) wird über die Druckzufuhrbohrung 32 eingeführt und an die Dichtmembran 34 angelegt und beaufschlagt die Vorderseite des Sen sorchips 20 über das Öl 41 in der Druckerfassungskammer 40. Der Sensorchip 20 wandelt die Druckdifferenz zwischen dem ersten Druck und dem zweiten Druck in ein elektri sches Signal um. Das elektrische Signal wird an den äuße ren Schaltkreis (elektrische Steuereinheit) über die Drähte 14 und die Anschlüsse 13 ausgegeben. Daher wirkt der Drucksensor S1 als ein relativer Drucksensor und er faßt den Öldruck relativ zum atmosphärischen Druck.

Es ist beim als relativer Drucksensor wirkenden Drucksensor S1 wichtig, einen Druckverlust von der Rück seite an die Vorderseite des Sensorchips 20 zu verhin dern. Mit anderen Worten muß der Sensorchip 20 hermetisch an die Bodenseite des vertieften Abschnitts 11 gebondet werden. Jedoch neigt der den Sensorchip 20 an die Boden seite des vertieften Abschnitts 11 anheftende Klebstoff dazu, sich auf der Bodenseite ungleich zu verteilen, wo durch er Druckverlust verursacht. Die vorliegende Erfin dung stellt eine einzigartige Struktur bereit, um fehler frei Druckverlust zu vermeiden. Details des Aufbaus zur Vermeidung von Druckverlust werden nachstehend beschrie ben.

Fig. 3A zeigt eine Vorderseite des Sensorgehäuses 10, in welchem der Sensorchip 20 angeordnet ist (betrachtet aus der in Fig. 2 gezeigten Richtung A). Fig. 3B zeigt einen Querschnitt entlang der in Fig. 3A gezeigten Linie IIIB-IIIB. Ein Dichtmaterial 50 wird in einen Zwischen raum zwischen den Umfangsseiten des Sensorchips 20 und die Seitenwände des vertieften Abschnitts 11 gefüllt. Das Dichtmaterial wird im flüssigen Zustand in den Zwischen raum gefüllt und danach ausgehärtet. Als Dichtmaterial 50 kann ein Kunstharzmaterial wie z. B. Silikongummi verwen det werden, das bei Raumtemperatur aushärtet.

Wie in Fig. 3A gezeigt, werden rund um den vertieften Abschnitt 11 Einfüllbohrungen 60 ausgebildet, um das Dichtmaterial 50 in den vertieften Abschnitt 11 zu fül len. Der Sensorchip 20 ist ebenso wie der vertiefte Ab schnitt 11 rechteckig, der somit der Form des Sensorchips 20 entspricht. Vier Einfüllbohrungen 60 sind an den je weiligen Ecken des vertieften Abschnitts 11 ausgebildet, so daß jede Einfüllbohrung 60 zwischen zwei benachbarten Anschlüssen 13 positioniert ist. Wie in Fig. 3B gezeigt, beinhaltet die Einfüllbohrung 60 eine Abschrägung 61, welche die Einfüllbohrung 60 an der Außenseite vergrö ßert, und einen geraden Abschnitt 62, der von der äußer sten Stelle der Abschrägung 61 nach oben geht.

Das Dichtmaterial 50 wird in den vertieften Abschnitt 11 von der Einfüllbohrung 60 in der folgenden Weise ein gefüllt. Nachdem der Sensorchip 20 auf die Bodenwand des vertieften Abschnitts 11 geklebt wurde, wird das Dichtma terial 50 von einer Düse K befüllt, die, wie in Fig. 4 gezeigt, an dem geraden Abschnitt 62 ausgerichtet ist. Um den Sensorchip 20 während der Bearbeitung des Einfüllens des Dichtmaterials 50 an der richtigen Position auf der Bodenwand zu halten, kann der Sensorchip 20 durch Unter druck angesaugt werden, der vom Durchgangsloch 12 her an gelegt wird. Das von der Düse K eingespritzte Dichtmate rial 50, fließt entlang der Abschrägung 61 und füllt den Zwischenraum zwischen der Umfangsseite des Sensorchips 20 und der Seitenwand des vertieften Abschnitts 11, wie in den Fig. 3A und 3B gezeigt. Da das Dichtmaterial 50 von den Einfüllbohrungen 60 kommt, die an den vier Ecken des vertieften Abschnitts 11 positioniert sind, fließt das Dichtmaterial 50 mit wenig Reibung entlang der Seiten des vertieften Abschnitts 11, wie in Fig. 3C gezeigt. Da nach wird das Dichtmaterial 50 bei Raumtemperatur ausge härtet. Alternativ kann das Dichtmaterial 50 durch Heizen oder Bestrahlung mit Licht ausgehärtet werden. So wird der Sensorchip 20 auf dem Sensorgehäuse 10 montiert, das damit eine Sensorgehäuseunterbaugruppe bildet, wie in Fig. 2 gezeigt.

Dann wird die Unterbaugruppe wie in Fig. 2 gezeigt positioniert (die Vorderseite ist oben), und eine vorbe stimmte Menge an Öl 41 wie z. B. fluoridischem Öl oder dergleichen wird von der Oberseite in den oberen Zwi schenraum des Sensorgehäuses 10 gefüllt. Andererseits wird das Halteelement 35, das die Membran 34 hält, an seinem gesamten Umfang, wie in Fig. 1 gezeigt, an das Ge häuse geschweißt. Dann wird das Gehäuse 30 an der Ober seite des Sensorgehäuses 10 plaziert, und das Gehäuse 30 und der Sensor 10 werden teleskopartig aneinander gekop pelt. Dann wird das mit dem Gehäuse 30 gekoppelte Sensor gehäuse 10 in eine Vakuumkammer gestellt, um die Luft aus der Druckerfassungskammer 40 zu saugen.

Daraufhin werden das Sensorgehäuse 10 und das Gehäuse 30 stark aneinander gedrückt, so daß die Druckerfassungs kammer 40 durch den O-Ring 42, der zwischen dem Sensorge häuse 10 und dem Halteelement 35 angeordnet ist, fest ab gedichtet wird. Dann wird der Rand des Gehäuses 30 gebör delt oder sonstwie kaltverformt, um das Sensorgehäuse 10 und das Gehäuse 30 fest miteinander zu verbinden. Somit ist der in Fig. 1 gezeigte Drucksensor fertiggestellt.

Der Drucksensors gemäß der vorliegenden Erfindung er reicht schafft u. a. die nachfolgenden Vorteile.

Da die Einfüllbohrungen 60 rund um den vertieften Ab schnitt 11 ausgebildet werden, wird das Dichtmaterial 50 richtig in den Zwischenraum zwischen die Seitenwand des vertieften Abschnitts 11 und der Umfangsseite des Sen sorchips 20 gefüllt, wodurch eine gute Abdichtung zwi schen der Rück- und Vorderseite des Sensorchips 20 ver wirklicht wird. Da die Einfüllbohrungen 60 zwischen den Anschlüssen 13 ausgebildet sind, ist es nicht notwendig, die Anschlüsse 13 nach außen zu bewegen. Dementsprechend kann der Drucksensor S1 kompakt gehalten werden. Da der Raum, in dem das Öl 41 eingefüllt wird, nicht vergrößert wird, indem die Einfüllbohrungen 60 vorgesehen werden, erhöht sich die benötigte Menge an Öl 41 nicht. Wenn näm lich eine größere Menge an Öl 41 benutzt wird, verändern sich die Sensorcharakteristiken in einem höheren Ausmaß entsprechend der Temperaturveränderungen, da die Druck übertragungscharakteristik aufgrund der höheren Wärmeka pazität des Öls 41 sehr von den Temperaturveränderungen beeinflußt wird. Daher kann die Temperaturabhängigkeit des Drucksensors gemäß der vorliegenden Erfindung niedri ger gehalten werden.

Da die Einfüllbohrungen 60 an vier Ecken des vertief ten Abschnitts 11 ausgebildet werden, kann das Dichtmate rial 50 mit weniger Reibung in den Zwischenraum zwischen die Seitenwand des vertieften Abschnitts 11 und der Um fangsseite des Sensorchips 20 gefüllt werden. Es ist mög lich, die Einfüllbohrungen 60 an den Seiten des vertief ten Abschnitts 11 auszubilden. Aber in diesem Fall kann das Dichtmaterial 50 nicht ausreichend an die Eckab schnitte des Sensorchips 20 gebracht werden, da das Dichtmaterial 50 nicht ausreichend in die Eckabschnitte kriecht. Da das Dichtmaterial 50 von den Einfüllbohrungen 60 eingefüllt wird, die an den Ecken positioniert sind, fließt in der obigen Ausführungsform das Dichtmaterial 50 mit wenig Reibung oder Widerstand von den Ecken zu den anderen Orten, wie in Fig. 3C gezeigt. Darüberhinaus wird das Dichtmaterial 50 ausreichend an die Ecken des Sen sorchips 20 gebracht. Zusätzlich wird verhindert, daß ein Teil des Dichtmaterials 50 an den Anschlüssen 13 am Ende des Einfüllprozesses in einer fadenartigen Form klebt, da die Einfüllbohrungen zwischen den Anschlüssen positio niert sind.

Da die Abschrägung 61 in der Einfüllbohrung 60 ausge bildet ist, fließt das Dichtmaterial 50 entlang der Ab schrägung 61 mit wenig Reibung oder Widerstand, und es kann gleichzeitig an der Menge des Dichtmaterials 50 ge spart werden, die zur Befüllung des Zwischenraums benö tigt wird. Da der gerade Abschnitt 62 an der äußersten Position der Abschrägung 61 hervorsteht, kann die Ein fülldüse K leicht an dem geraden Abschnitt 62 ausgerich tet werden. Ferner verhindert der gerade Abschnitt 62, daß das Dichtmaterial 50 austritt.

Eine Stufe 63 mit der Tiefe "h" wird am oberen Ende der Einfüllbohrung 60 bereitgestellt, wie in Fig. 3B ge zeigt. Die Stufe 63 verhindert ferner, daß das Dichtmate rial 50 aus dem befüllten Zwischenraum austritt und an der Dichtmembran 34 festklebt. Wenn das Dichtmaterial an der Dichtmembran 34 festklebt, wird die Druckübertragung von der Dichtmembran an den Sensorchip 20 nachteilig be einflußt. Die Stufe 63 führt obige Funktionalität aus, wenn die Tiefe "h" ungefähr 50 µm beträgt.

Der oben beschriebene Drucksensor S1 erfaßt eine Druckdifferenz zwischen dem an der Rück- und Vorderseite des Sensorchips 20 aufgebrachten Drucks. Der Drucksensor S1 kann als Absolutdrucksensor benutzt werden, der den auf der Rückseite des Sensorchips 20 aufgebrachten Druck erfaßt. In diesem Fall wird der zu messende Druck auf der Rückseite des Sensorchips 20 über das Durchgangsloch 12 aufgebracht. Die selben oben beschriebenen Vorteile der vorliegenden Erfindung werden in ähnlicher Form bei einem Absolutdrucksensor erhalten. Obwohl die Einfüllbohrungen 60 mit dem vertieften Abschnitt 11 in der oben beschrie benen Ausführungsform verbunden sind, können die Einfüll bohrungen 60 von dem vertieften Abschnitt 11 getrennt sein und über zusätzliche Passagen, die im Sensorgehäuse 10 ausgebildet werden, verbunden sein.

Obgleich die vorliegende Erfindung mit Bezug auf die vorstehend genannte bevorzugte Ausführungsformen be schrieben wurde, ist es für den Fachmann offensichtlich, daß Änderungen in Form und Detail gemacht werden können, ohne den Bereich der Erfindung, wie er in den anliegenden Ansprüchen definiert wird, zu verlassen.

Claims

1. Ein Drucksensor mit:
einem zylindrischen Sensorgehäuse (10), das ei nen an einem Längsende ausgebildeten vertieften Ab schnitt (11) aufweist, wobei der vertiefte Abschnitt mit einer äußeren Druckquelle über ein Durchgangsloch (12) in Verbindung steht, das im Sensorgehäuse ausge bildet ist;
einem Sensorchip (20), der in dem vertieften Abschnitt angeordnet ist, um einen von der äußeren Druckquelle zugeführten Druck aufzunehmen;
einer Vielzahl von Anschlüssen (13), die rund um den vertieften Abschnitt zur elektrischen Verbin dung des Sensorchips mit einem äußeren Schaltkreis angeordnet sind;
einem Dichtmaterial (50), das in den Zwischen raum zwischen einer Seitenwand des vertieften Ab schnitts (11) und einer Umfangsseite des Sensorchips (20) zur hermetischen Schließung des Durchgangslochs mit dem Sensorchip eingebracht ist; und
einer Vielzahl von Einfüllbohrungen (60) zur Füllung des Dichtmaterials in den Zwischenraum, wobei jede Einfüllbohrung in einem Zwischenraum zwischen zwei benachbarten Anschlüssen (13) ausgebildet ist.

2. Ein Drucksensor mit:
einem zylindrischen Sensorgehäuse (10), das ei nen an einem Längsende ausgebildeten vertieften Ab schnitt (11) aufweist, wobei der vertiefte Abschnitt mit einer ersten Druckquelle über ein in dem Sensor gehäuse ausgebildetes Durchgangsloch (12) in Verbin dung steht;
einem Sensorchip (20), der eine Vorderseite und eine Rückseite aufweist, wobei der Sensorchip in dem vertieften Abschnitt angebracht ist, so daß die Rück seite den ersten Druck aufnimmt, der von der ersten Druckquelle zugeführt wird;
Öl (41), das in dem vertieften Abschnitt be reitgestellt ist, um die Vorderseite des Sensorchips zu bedecken;
einer Vielzahl von Anschlüssen (13), die rund um den vertieften Abschnitt angeordnet sind, um den Sensorchip mit einem äußeren Schaltkreis elektrisch zu verbinden;
einer Einrichtung (30 etc.) zur Zuführung eines zweiten Drucks einer zweiten Druckquelle an das Öl (41), das die Vorderseite des Sensorchips (20) be deckt, wobei der zweite Druck auf die Vorderseite des Sensorchips (20) über das Öl aufgebracht wird, so daß der Sensorchip (20) eine Druckdifferenz zwischen den ersten und zweiten Drücken erfaßt;
einem Dichtmaterial (50), das in einen Zwi schenraum zwischen einer Seitenwand des vertieften Abschnitts (11) und einer Umfangsseite des Sen sorchips (20) gefüllt wird zum hermetischen Schließen das Durchgangslochs (12) mit dem Sensorchip; und
einer Vielzahl von Einfüllbohrungen (60) zur Füllung des Dichtmaterials (50) in den Zwischenraum, wobei jede Einfüllbohrung in einem Zwischenraum zwi schen zwei benachbarten Anschlüssen (13) ausgebildet ist.

3. Drucksensor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
eine Dichtmembran (34) zum Einschließen des darin enthaltenen Öls (41) vorgesehen ist, so daß der zweite Druck an die Dichtmembran zugeführt wird und an das Öl übertragen wird; und
eine Stufe (63) rund um jede Einfüllbohrung (60) bereitgestellt ist zum Verhindern, daß das Dichtmaterial (50) aus dem vertieften Abschnitt (11) in Richtung der Dichtmembran (34) austritt.

4. Drucksensor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die Einfüllbohrungen (60) rund um den vertieften Abschnitt (11) an vier Positionen in glei chen Abständen angeordnet sind.

5. Drucksensor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß
der vertiefte Abschnitt (11) und der Sensorchip (20) in einer Draufsicht rechteckig sind und der Sen sorchip in dem vertieften Abschnitt positioniert ist, so daß die Seiten des Sensorchips parallel mit den Seiten des vertieften Abschnitts sind; und
die Einfüllbohrungen (60) an vier Kanten des vertieften Abschnitts (11) ausgebildet sind.

6. Drucksensor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die Einfüllbohrung (60) eine Abschrä gung (61) beinhaltet, welche die Einfüllbohrung in Richtung einer Öffnung der Einfüllbohrung nach außen erweitert.

7. Drucksensor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einfüllbohrung (60) ferner einen geraden Ab schnitt (62) beinhaltet, der von einer äußersten Po sition der Abschrägung (61) vertikal hervorsteht.

8. Drucksensor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einfüllbohrung (60) eine Abschrägung (61) be inhaltet, die die Einfüllbohrung nach außen in Rich tung der Öffnung der Einfüllbohrung vergrößert.