DE10122029A1 - Beschleunigungsaufnehmer - Google Patents

Beschleunigungsaufnehmer

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DE10122029A1
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Germany
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sensor element
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DE2001122029
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Gerald Brinks
Georg Thaemer
Sebastian Toelg
Manfred Weinacht
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Conti Temic Microelectronic GmbH
Original Assignee
Conti Temic Microelectronic GmbH
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P1/00—Details of instruments
    • G01P1/02—Housings
    • G01P1/023—Housings for acceleration measuring devices
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
    • G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Beschleunigungsaufnehmer mit einem in Oberflächen-Technik mikromechanisch hergestellten kapazitiven Sensorelement aus monokristallinem Silizium. Das Sensorelement weist eine laterale Empfindlichkeitsrichtung auf und ist mit einem Gehäuse, bei dem sämtliche Anschlussbeinchen aus einer Seitenfläche aus dem Gehäuse heraustreten und so eine Montagebene bilden, versehen. Die Lage des Sensorelements ist so gewählt, dass die Empfindlichkeitsachse des Beschleunigungsaufnehmers in Z-Richtung senkrecht zur Montageebene liegt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Beschleunigungsaufnehmer nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Grundlage moderner Beschleunigungsaufnehmer bilden üblicherweise in Oberflächen-Technik mikromechanisch hergestellte kapazitive Sensorelemente aus monokristallinem Silizium. Solche Sensorelement weisen üblicherweise eine laterale Empfindlichkeit auf. Das heißt die Empfindlichkeitsachse des Elements liegt parallel zur Hauptebene des Siliziumchips.
Derartige Sensorelemente werden im allgemeinen zusammen mit einem weiteren Integrierten Schaltkreis so in ein Gehäuse eingebaut, dass die Empfindlichkeitsachse des Sensorelements parallel zur Einbauebene in y/x Richtung liegt. Ein solches Bauteil ist im Datenblatt TAS, High-g Accelerometer der Firma TEMIC TELEFUNKEN microelectronic GmbH, Dezember 2000, beschrieben.
Sensorelemente aus monokristallinem Silizium zeichnen sich gegenüber Elementen aus polykristallinen Werkstoffen durch eine sehr hohe Stabilität der Sensorparameter aus.
Gemäß dem Stand der Technik werden weiterhin noch Sensorelemente verwendet, die durch Bulk-Micromachining aus einkristallinem Material hergestellt werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Beschleunigungsaufnehmer anzugeben, der ein mikromechanisch hergestelltes kapazitives Sensorelement aus monokristallinem Silizium umfasst und eine Empfindlichkeitsrichtung in der z-Achse senkrecht zur Montageebene aufweist.
Diese Aufgabe wird durch ein Beschleunigungsaufnehmer mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Die vorteilhafte Ausgestaltung erfolgt gemäß den Merkmalen der abhängigen Patentansprüchen.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und Figuren näher erläutert werden. Kurze Beschreibung der Figuren:
Fig. 1 zeigt den Beschleunigungsaufnehmer in einer ersten Ansicht.
Fig. 2 zeigt den Beschleunigungsaufnehmer in einer zweiten Ansicht.
Der Beschleunigungsaufnehmer der Figuren besteht im Allgemeinen aus einem auf dem Leiterstreifenteil angeordneten Sensorelement und, falls die Signalverarbeitungsschaltung nicht auf dem einkristallinem Silizium des Sensorelements mit integriert ist, aus einem zweiten integrierten Schaltkreis, durch den die Signalaufbereitung erfolgt.
Das Gehäuse 1 wird in einem Standard "Mold Prozess" analog zum SOIC 16 Gehäuse nach dem als Stand der Technik referierten TAS Bauteil abgespritzt. Sämtliche Anschlussbeinchen 2 des Bauteils treten aber aus einer Seitenfläche aus dem Gehäuse heraus und sind so abgewinkelt, dass es senkrecht stehend einzubauen ist und diese Seitenfläche die Montageebene aufspannt. Die Lage des Sensorelement im Gehäuse ist so gewählt, dass die Empfindlichkeitsachse des Beschleunigungsaufnehmers ebenfalls in Z-Richtung +Z senkrecht zur Montageebene liegt.
An den beiden dazu angrenzenden Seitenflächen treten zusätzliche Streifenteile 3 aus dem Gehäuse heraus, die so angeordnet sind dass sie als zusätzliche Stützen ebenfalls mit der Leiterplatte verbunden werden können.
Auf der gegenüberliegenden Seitenfläche ist ein plane Fläche 4 vorgesehen, mit der das Bauteil durch eine Saugnadel bei der Oberflächenmontage sicher platziert werden kann.
Der Beschleunigungsaufnehmer weist eine Reihe von Vorteilen auf. Das Sensorelement kann sowohl für Beschleunigungsaufnehmer mit Empfindlichkeitsachsen in X/Y Richtung als auch in Z Richtung verwendet werden. Dadurch lassen sich auch für die Signalaufbereitung die gleichen Schaltkreise verwenden. Durch die Verwendung der gleichen Teile werden die Herstellungskosten der Beschleunigungsaufnehmer kleiner. Der Beschleunigungsaufnehmer weist einen extrem kleinen, sogenannten "Footprint" auf. D. h. das Bauteil benötigt nur wenig Platz auf einer Leiterplatte.

Claims (2)

1. Beschleunigungsaufnehmer mit einem in Oberflächen-Technik mikromechanisch hergestellten kapazitiven Sensorelement aus monokristallinem Silizium mit einer lateralen Empfindlichkeitsrichtung und einem Gehäuse (1), bei dem sämtliche Anschlussbeinchen (2) aus einer Seitenfläche aus dem Gehäuse (1) heraustreten und so eine Montageebene bilden und Lage des Sensorelement ist so gewählt, dass die Empfindlichkeitsachse (+Z) des Beschleunigungsaufnehmers in Richtung senkrecht zur Montageebene liegt.
2. Beschleunigungsaufnehmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse für Oberflächenmontagetechnik geeignet ist.
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US7326802B2 (en) 2002-09-27 2008-02-05 Basf Aktiengesellschaft Preparation of at least one partial oxidation and/or ammoxidation product of propylene

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