DE102007012335B4 - Sensorbauteil und Verfahren zur Herstellung eines Sensorbauteils - Google Patents
Sensorbauteil und Verfahren zur Herstellung eines Sensorbauteils Download PDFInfo
- Publication number
- DE102007012335B4 DE102007012335B4 DE102007012335A DE102007012335A DE102007012335B4 DE 102007012335 B4 DE102007012335 B4 DE 102007012335B4 DE 102007012335 A DE102007012335 A DE 102007012335A DE 102007012335 A DE102007012335 A DE 102007012335A DE 102007012335 B4 DE102007012335 B4 DE 102007012335B4
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- sensor
- molded housing
- injection molded
- cavity
- sensor chip
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 11
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 20
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 26
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 26
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 19
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 10
- 238000004382 potting Methods 0.000 claims description 10
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 9
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 7
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 claims description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 4
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 3
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims description 3
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims description 3
- 238000000059 patterning Methods 0.000 claims description 3
- 238000003780 insertion Methods 0.000 claims 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 claims 1
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 8
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 7
- 238000013461 design Methods 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 4
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 4
- 238000003306 harvesting Methods 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 2
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 2
- 230000002000 scavenging effect Effects 0.000 description 2
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 1
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 238000009530 blood pressure measurement Methods 0.000 description 1
- 238000005234 chemical deposition Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000011796 hollow space material Substances 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 238000004886 process control Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000003566 sealing material Substances 0.000 description 1
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000005676 thermoelectric effect Effects 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D11/00—Component parts of measuring arrangements not specially adapted for a specific variable
- G01D11/24—Housings ; Casings for instruments
- G01D11/245—Housings for sensors
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
- B60C23/00—Devices for measuring, signalling, controlling, or distributing tyre pressure or temperature, specially adapted for mounting on vehicles; Arrangement of tyre inflating devices on vehicles, e.g. of pumps or of tanks; Tyre cooling arrangements
- B60C23/02—Signalling devices actuated by tyre pressure
- B60C23/04—Signalling devices actuated by tyre pressure mounted on the wheel or tyre
- B60C23/0408—Signalling devices actuated by tyre pressure mounted on the wheel or tyre transmitting the signals by non-mechanical means from the wheel or tyre to a vehicle body mounted receiver
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L19/00—Details of, or accessories for, apparatus for measuring steady or quasi-steady pressure of a fluent medium insofar as such details or accessories are not special to particular types of pressure gauges
- G01L19/0061—Electrical connection means
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L19/00—Details of, or accessories for, apparatus for measuring steady or quasi-steady pressure of a fluent medium insofar as such details or accessories are not special to particular types of pressure gauges
- G01L19/08—Means for indicating or recording, e.g. for remote indication
- G01L19/086—Means for indicating or recording, e.g. for remote indication for remote indication
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L19/00—Details of, or accessories for, apparatus for measuring steady or quasi-steady pressure of a fluent medium insofar as such details or accessories are not special to particular types of pressure gauges
- G01L19/14—Housings
- G01L19/148—Details about the circuit board integration, e.g. integrated with the diaphragm surface or encapsulation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/4805—Shape
- H01L2224/4809—Loop shape
- H01L2224/48091—Arched
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/484—Connecting portions
- H01L2224/4847—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a wedge bond
- H01L2224/48472—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a wedge bond the other connecting portion not on the bonding area also being a wedge bond, i.e. wedge-to-wedge
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/161—Cap
- H01L2924/1615—Shape
- H01L2924/16195—Flat cap [not enclosing an internal cavity]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/161—Cap
- H01L2924/162—Disposition
- H01L2924/1627—Disposition stacked type assemblies, e.g. stacked multi-cavities
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/19—Details of hybrid assemblies other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/191—Disposition
- H01L2924/19101—Disposition of discrete passive components
- H01L2924/19107—Disposition of discrete passive components off-chip wires
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
Abstract
Vorrichtung zum Erfassen einer Messgröße, umfassend: einen Sensorchip (170), um die Messgröße zu erfassen; eine Versorgungseinrichtung (180), um eine Energieversorgung bereitzustellen; und ein Spritzgussgehäuse (100, 100') zur Aufnahme des Sensorchips (170) und der Versorgungseinrichtung (180), wobei das Spritzgussgehäuse (100, 100') integrierte Leiterbahnen (160a, 160b, 160c) aufweist, die eine elektrische Verbindung zwischen dem Sensorchip (170) und der Versorgungseinrichtung (180) bereitstellen, wobei das Spritzgussgehäuse (100, 100') zumindest zwei Komponenten aufweist, die sich hinsichtlich ihrer Dielektrizitätskonstante und/oder hinsichtlich ihres Verlustfaktors um zumindest 50% voneinander unterscheiden.
Description
- Hintergrund
- Die Erfindung bezieht sich auf ein Sensorbauteil und auf ein Verfahren zur Herstellung eines Sensorbauteils.
- Unter einem Sensorknoten wird eine Kombination elektronischer Komponenten verstanden, welche über einen Sender oder über mehrere, ggf. verschiedene Sensoren gemessene Informationen drahtlos, z. B. per Hochfrequenzsignal, an einen Empfänger bzw. an weitere Sensorknoten senden. Ein Beispiel für Sensorknoten sind Reifendrucksensoren, die im Inneren eines Reifens angeordnet sind, einen Reifendruck messen und die Sensorinformation drahtlos nach außen senden, also an einen Empfänger oder auch einen weiteren Sensor außerhalb des Reifens. Zum Teil werden neben der Messung des Reifendrucks auch noch weitere Signale wie Rotation und/oder Temperatur erfasst und verarbeitet. Kommunizieren mehrere solche Sensorknoten miteinander, so wird von einem Sensornetzwerk gesprochen.
- Zusammenfassung
- Ausführungsbeispiele der Erfindung betreffen eine Vorrichtung zum Erfassen einer Messgröße umfassend einen Sensorchip, um die Messgröße zu erfassen, eine Versorgungseinrichtung, um eine Energieversorgung bereitzustellen, und ein Spritzgussgehäuse zur Aufnahme des Sensorchips und der Versorgungseinrichtung, wobei das Spritzgussgehäuse integrierte Leiterbahnen aufweist, die eine elektrische Verbindung zwischen dem Sensorchip und der Versorgungseinrichtung bereitstellen.
- Kurzbeschreibung der Figuren
- Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
-
1A zeigt eine Querschnittsansicht eines Gehäuses zur Aufnahme von Sensorkomponenten gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; -
1B zeigt eine Querschnittsansicht des Gehäuses aus1A mit einem darin angeordneten Drucksensor und einer darin angeordneten Energieversorgung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; und -
2 zeigt eine Querschnittsansicht durch ein Gehäuse mit mehreren übereinander angeordneten Komponenten, gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel. - Detaillierte Beschreibung der Erfindung
- Bevor im Folgenden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert werden, wird darauf hingewiesen, dass gleiche oder gleichwirkende Elemente in den Figuren mit gleichen oder ähnlichen Bezugszeichen versehen sind, und dass eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente weggelassen wird.
- Konventionelle Gehäuse erfordern einen kostenintensiven Herstellungsprozess und erlauben nur eine begrenzte Miniaturisierungsmöglichkeit und nur begrenzte Optimierungsmöglichkeiten im Gesamtdesign. Darüber hinaus wirken verschiedenste Montageprozesse auf den Sensorchip, der üblicherweise sehr empfindlich auf mechanische Belastungen reagiert. Konventionelle Lösungen bzw. konventionelle Sensorknoten bestehen aus Subkomponenten, die in Sub-Gehäusen montiert sind. Ein Beispiel ist eine Kombination eines Sensors und eines Sensor-ASICs in einem Gehäuse. Diese Sub-Pakete werden zusammen mit weiteren Bauteilen (inklusive Batterie und einer Antenne) auf einer Leiterplatte (PCB) montiert und mit Kunststoff umspritzt. Die hierfür erforderlichen Herstellungslinien führen zu einem kostenintensiven Herstellungsprozess. Ferner bieten die konventionellen Lösungen nur eine begrenzte Miniaturisierungsmöglichkeit und nur eine begrenzte Optimierungsmöglichkeit im Gesamtdesign – insbesondere erweisen sich dreidimensionale Anordnungen bzw. dreidimensionale Varianten als problematisch. Schließlich wirken verschiedenste Montageprozesse auf den Sensorchip ein, z. B. mehrere Umspritzprozesse. Da der Sensorchip empfindlich auf mechanische Belastungen reagieren kann, erweist sich die konventionelle Prozessführung als problematisch bzw. als fehleranfällig.
- Für Sensorknoten existieren ferner besonderes Anforderungen im Hinblick auf die Gehäusetechnik. Das Gehäuse sollte eine Leistungsversorgung enthalten, die im einfachsten Fall eine Batterie sein kann oder auch ein Energy-Harvesting- oder Energy-Scavenging-System umfassen kann. Letztere sind energieautarke Systeme, welche aus der Umgebung (z. B. aus Vibrationen, Temperaturgradienten oder Sonnenenergie) die Energie erzeugen oder Umgebungsenergie in elektrisch nutzbare Energie umwandeln. Beim Energy-Harvesting oder Energie-Scavenging werden z. B. Piezoeffekte, induktive Effekte oder auch thermoelektrische Effekte ausgenutzt. Bei einer weiteren Variante wird die benötigte Energie von Außen durch elektromagnetische Wellen eingestrahlt. Als weitere Anforderung kann vorgesehen sein, dass das Gehäuse eine Integrationsmöglichkeit für eine HF-Antenne hat und sensortauglich ist, d. h. ein zu messendes Signal erreicht einen Sensor oder einen Sendechip. Im Fall eines Drucksensors kann eine Öffnung zur aktiven Fläche des Sensorchips vorgesehen sein, so dass ein Druck in der Umgebung an den Sensor anliegen kann. Ein solcher Sensorknoten kann verschiedene Subkomponenten aufweisen, z. B. einen Sensorchip, einen Sensor-ASIC (ASIC = anwenderspezifische integrierte Schaltung), weitere Chips, die Sender, Empfänger und/oder Transceiver aufweisen können, sowie Resonatoren, passive Bauelemente etc. Das Gehäuse kann auch Umverdrahtungsoptionen ermöglichen, also eine Möglichkeit, die Subkomponenten oder Bauelemente leitend miteinander zu verbinden. Schließlich kann die Größe des Sensorknotens durch das Gehäuse nicht unnötig aufgebläht werden, d. h. das Gehäuse kann eine dreidimensionale kompakte Bauweise ermöglichen.
- Ausführungsbeispiele der Erfindung beziehen sich auf eine Vorrichtung zum Erfassen einer Messgröße, wobei die Vorrichtung eine Sensoreinrichtung oder einen Sensorchip zum Erfassen der Messgröße, eine Versorgungseinrichtung zum Bereitstellen einer Energieversorgung und ein Spritzgussgehäuse zur Aufnahme des Sensorchips und der Versorgungseinrichtung aufweist, wobei das Spritzgussgehäuse integrierte Leiterbahnen aufweist, die eine elektrische Verbindung zwischen dem Sensorchip und der Versorgungseinrichtung bereitstellen. Weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung umfassen ferner eine Einrichtung zum drahtlosen Übertragen von Informationen, wobei die Einrichtung zum drahtlosen Übertragen ebenfalls in dem Spritzgussgehäuse untergebracht ist. Ausführungsbeispiele umfassen ein Verfahren zum Herstellen eines Sensorbauteils, wobei ein Spritzgussgehäuse mit einem Hohlraum bereitgestellt wird, in den ein Sensor und ein Energieversorgungselement eingebracht werden, so dass der Sensor und das Energieversorgungselement durch das Kunststoffbauteil geschützt werden können.
- Bei Ausführungsbeispielen ist das Spritzgussgehäuse ein Kunststoffbauteil, wobei des Spritzgussgehäuse zumindest einen Hohlraum aufweist, in welchem der Sensorchip und/oder die Versorgungseinrichtung angeordnet ist. Dabei kann eine kompakte dreidimensionale Anordnung gewählt werden, d. h. der Sensorchip und die Versorgungseinrichtung können übereinander angeordnet sein. Somit umfasst die Vorrichtung oder der Sensorknoten ein möglichst kleines Volumen. Außerdem kann die Versorgungseinrichtung einen Energieerzeuger aufweisen, der beispielsweise aus einem Umfeld bzw. aus Umgebungsbedingungen elektrische Energie erzeugen kann. Die Erzeugung der Energie kann dabei beispielsweise aus einer mechanischen Bewegung (z. B. Vibrationen, Drehungen usw.) erfolgen oder aber auch durch eine Leistungseinstrahlung geschehen. Weitere Ausführungsbeispiele können einen Energieaufnehmer, z. B. eine Antenne, umfassen. Ferner kann die Einrichtung zum drahtlosen Übertragen einen Empfänger und/oder einen Sender oder auch einen Transceiver aufweisen, so dass der Sensorknoten in der Lage ist, Informationen mit einer Basisstation oder einem anderen Sensorknoten auszutauschen.
- Das Spritzgussgehäuse kann als ein so genanntes MID-Gehäuse (MID = Molded Interconnect Device) ausgebildet sein, welches ein dreidimensionales Kunststoffteil mit zumindest einem Hohlraum und integrierten Leiterbahnen ist. Die Versorgungseinrichtung, die beispielsweise ein Energieversorgungselement aufweist, kann dabei derart ausgelegt sein, dass sie gleichzeitig als ein Deckel für den Hohlraum dient. Das ist z. B. dadurch möglich, dass das Energieversorgungselement eine Batterie aufweist und die Batterie gleichzeitig den Deckel darstellt. Um ein Senden bzw. ein Empfangen von Daten oder auch um eine Leistungseinstrahlung zu ermöglichen, können Ausführungsbeispiele ferner eine Antenne aufweisen, wobei die Antenne z. B. an einer Außenwand des Kunststoffbauteils (MID-Gehäuse) angebracht sein kann. Das MID-Gehäuse kann ferner aus zumindest zwei Komponenten (z. B. durch 2-Komponenten Spritzguss) gebildet sein, wobei die zwei Komponenten sich hinsichtlich ihrer elektromagnetischen Eigenschaften voneinander unterscheiden können. Beispielsweise können sich beide Komponenten hinsichtlich ihrer Dielektrizitätskonstante und/oder hinsichtlich des Verlustfaktors unterscheiden, wobei die Antenne an einer Stelle des MID-Gehäuses angebracht sein kann, an der die Dielektrizitätskonstante höher ist.
- Der Sensorknoten oder das Sensorbauteil kann einen Drucksensor aufweisen. Es können aber auch noch weitere Sensoren integriert sein. Beispiele für weitere Sensoren sind Sensoren zur Erfassung einer Beschleunigung, einer Drehung, einer Geschwindigkeit, von Umgebungsparametern (z. B. Temperatur, Luftfeuchtigkeit), für eine optische oder akustische Erfassung. Es können auch mehrere Sensoren vorgesehen sein, z. B. ein Drucksensor mit einem oder mehreren der erwähnten weiteren Sensoren (z. B. kann vorgesehen sein, einen Druck nur dann zu erfassen, wenn über einen Drehsensor eine Drehung des Rades erfasst wird). Ferner kann der Hohlraum des MID-Gehäuses eine Vergussmasse aufweisen, die als Abschluss bzw. als Schutz der Komponenten des Sensorbauteils dient. Dies kann einen Schutz vor äußeren Bedingungen wie Feuchtigkeit oder schnellen Temperaturschwankungen aber auch die Möglichkeit zum Abfedern von mechanischen Stößen umfassen. Gleichzeitig kann mittels der Vergussmasse der Halt der Komponenten in dem Gehäuse erhöht werden. Die Vergussmasse kann ein Silikongel umfassen.
- Ausführungsbeispiele können einen Sensorknoten in einem so genannten MID-Gehäuse realisieren, welches ein dreidimensionales Kunststoffteil als Ausgangspunkt bildet. Dieses Kunststoffteil wird strukturiert metallisiert, d. h. Metallstrukturen (z. B. Leiterbahnen) werden auf dem Kunststoff aufgebracht oder erzeugt, die der Kontaktierung der verschiedenen Komponenten dienen. Hierfür sind verschiedene Technologien bekannt. Beispiele sind: ein 2-Komponenten-Spritzguss (2k-Molden) mit späterer galvanischer oder chemischer (stromloser) Verstärkung der Leiterbahnen; eine Abscheidung (Deposition) eines Seed-Layers, welcher später ebenfalls galvanisch oder chemisch verstärkt wird, oder auch eine Laser-Direktstrukturierung (LDS). Das strukturierte Kunststoffteil (MID) kann dann als dreidimensionales Substrat dienen, in dem bzw. auf dem die Einzelchips bzw. Bauteile montiert werden. Das strukturierte Kunststoffteil (MID) kann einen Hohlraum aufweisen, der später mit einem Polymer (z. B. Silikongel) vergossen werden kann. In dem MID-Gehäuse können Löcher (Öffnungen) vorgesehen werden, die einen Signaleintritt für Sensoren (z. B. für eine Druckmessung) ermöglichen. Ferner können auch andere metallische Strukturen aufgebracht werden, so dass z. B. Antennen integriert werden können, wahlweise auf den Innen-, Seiten- oder Außenflächen. Zusätzlich können MID-Teile so geformt sein, dass sie zweiseitig metallisiert werden können (innen und außen), und durch ein metallisiertes Loch (via-hole) kann eine Durchkontaktierung vorgenommen werden.
- Ausführungsbeispiele der Erfindung können ein kostengünstiges Gehäuse für den Sensorknoten bieten, d. h. ein einziges Gehäuse für alle Subkomponenten, wodurch mehrere verschachtelte Gehäuse vermieden werden können. Im Weiteren können Ausführungsbeispiele der Erfindung eine große Designfreiheit durch das dreidimensionale Substrat in Form des MID-Gehäuses bieten. Außerdem kann die Option einer spannungsarmen Chipmontage in dem vorgespritzten Hohlraum mit abschließendem Verguss durch ein weiches Polymer für Sensorchips vorteilhaft sein. Unter Umständen kann auf ein Vergießen verzichtet werden, sofern für die geforderte Zuverlässigkeit ein Aufbringen eines Deckels ausreicht. Schließlich können Ausführungsbeispiele eine elegante Integrationsmöglichkeit für die Antenne und die Leistungsversorgung des Sensorknotens bieten.
- Ferner kann aufgrund des geringen Leistungsverbrauchs bei Sensorknoten auf eine Abführung der Wärme bzw. eine Entwärmung verzichtet werden. Auch deshalb ist das MID-Gehäuse für diese Anwendung geeignet. Sollte es bei Ausführungsbespielen erforderlich sein, Wärme abzuleiten, können Wärmeverteiler (Heatspreader) oder eine Wärmesenke (Heatsink) integriert werden. Dies kann beispielsweise mittels eines entsprechenden Metallteils, das in das MID-Gehäuse eingespritzt wird, geschehen. Z. B. kann eine Metallplatte auf einen Wärme-Entwickelnden Chip aufgebracht bzw. in direktem Kontakt gebracht werden.
- Ausführungsbeispiele beschreiben ein in einem MID-Gehäuse integriertes Sensorknoten-Bauelement, wobei das Bauelement beispielsweise ein MID-Teil, einen Sensor (z. B. ein Sensorchip), einen Transceiver (oder Sender und Empfänger), eine Antenne und eine Leistungsversorgung, die auch als ein Engergy-Harvesting-System ausgeführt sein kann, umfasst. Das MID-Gehäuse kann auch auf spezielle Zielanwendungen, wie beispielsweise Sensorknoten für Reifendrucksysteme (TPMS = Tire Pressure Monitoring System), ausgelegt sein.
- Ein Verfahren zur Herstellung des Sensorbauteils kann folgende Herstellungsschritte aufweisen. Zuerst wird das Spritzgussgehäuse hergestellt, z. B. durch ein Spritzguss-Einkomponenten- oder Mehrkomponentenverfahren. Dann werden Metallstrukturen aufgebracht, die beispielsweise Leiterbahnen oder großflächige Metallisierungen umfassen können. Dies kann durch das oben beschriebene Verfahren oder auch durch ein Strukturieren mittels photolithographischer Prozesse oder durch Laserbeschichtung geschehen und ferner ein Ausbilden der Antenne einschließen. Anschließend werden Subkomponenten bestückt, wie beispielsweise Halbleiterchips, passive Bauelemente, andere Sensorchips, weitere bereits gehäuste Subkomponenten, Antennen oder auch, falls in der bestückbaren Ausführung vorgesehen, eine Komponente, die eine Leistungsversorgung umfasst. Das Bestücken der Subkomponenten kann beispielsweise durch ein Kleben, Löten oder eine Thermokompression geschehen. Sofern vorgesehen, können weitere elektrische Verbindungsverfahren wie beispielsweise ein Drahtbonden vorgenommen werden, mit denen die Subkomponenten mit den Leiterbahnen des Spritzgussgehäuses elektrisch leitend verbunden werden. Dadurch können die Subkomponenten direkt elektrisch miteinander zusammengeschlossen werden. Schließlich wird ein Abschluss in Form eines Verkapselns vorgenommen. Dies kann beispielsweise durch ein Bonden eines Deckels oder durch einen Polymerverguss unter Verwendung beider Verfahren geschehen.
-
1A zeigt eine Querschnittsansicht eines Gehäuses100 zur Aufnahme von Sensorkomponenten gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Gehäuse100 ist ein MID-Gehäuse das strukturiert ist, um einen durch Seitenwände110 begrenzten Hohlraum120 aufzuweisen, der einen oberen Hohlraum120a und einen unteren Hohlraum120b umfasst. Der obere Hohlraum120a umfasst die Seitenwände110a und den oberen Boden130a . In dem oberen Boden130a ist der untere Hohlraum120b angeordnet, der durch Seitenwände110b begrenzt ist und einen unteren Boden130b aufweist. In dem unteren Boden130b ist einen Öffnung140 gebildet. Ferner umfasst das MID-Gehäuse100 eine obere Öffnung150 . In1A sind ferner drei Leiterbahnen160a ,160b und160c gezeigt, die sich jeweils von dem unteren Boden130b über die Seitenwand110b des unteren Hohlraums120b auf den oberen Boden130a des oberen Hohlraums120a erstrecken. - Das in
1A gezeigte Gehäuse100 kann durch einen Spritzgussprozess erhalten werden, der einen modifizierten Kunststoff verwendet, der abhängig von dem erwünschten Einsatz des Gehäuses einen laseraktivierbaren Kunststoff, z. B. als Schaltungsträger, einen magnetischen Kunststoff, leitfähige Polymere und/oder einen optischen Kunststoff, z. B. einen polymeren Lichtwellenleiter, umfassen kann. Das Spritzgießen kann eine hohe geometrische Gestaltungsfreiheit und feine Strukturen, z. B. < 100 μm, ermöglichen. Anschießend kann ein Laserstrukturierungsprozess durchgeführt werden, während dem Metallisierungsbereiche des Gehäuses bekeimt und aufgeraut werden (Schreiben von Leiterbahnen). Das Laserstrukturieren kann eine Flexibilität bei Änderungen des Schaltungslayouts ermöglichen und kann mit niedrigen Werkzeugkosten einhergehen, wobei das Layout werkzeugunabhängig sein kann. Nach dem Laserstrukturieren erfolgt eine Metallisierung der bekeimten Bereiche, z. B. durch einen chemisch reduktiven Prozess oder eine chemische Abscheidung des Metalls für die Leiterbahn. -
1B zeigt eine Querschnittsansicht des Gehäuses100 aus1A mit einem darin angeordneten Sensorchip170 und einem darin angeordneten Energieversorgungselement180 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der Sensorchip170 ist in dem unteren Hohlraum120b über der Öffnung140 angeordnet. Das Energieversorgungselement180 ist in dem ersten Hohlraum120a angeordnet. Die Öffnung140 ermöglicht einen Zugang einer Messgröße (z. B eines Drucks), die durch den Sensorchip170 erfasst wird. Der Sensorchip170 kann ein Drucksensor sein, wobei in diesem Fall die Öffnung140 ein einfaches Loch in dem Spritzgussgehäuse100 sein kann. Der Sensorchip170 ist mit den in1A gezeigten Leitebahnen160a bis160c elektrisch verbunden, z. B. durch Lötverbindungen oder dergleichen. Ebenso ist das Energieversorgungselement180 mit den in1A gezeigten Leitebahnen160a und160b elektrisch verbunden, so dass der Sensorchip170 über die Leitungen160a und160b die für den Betrieb erforderliche elektrische Energie erhalten kann. Die Leiterbahn160c kann vorgesehen sein, um ein Messsignal von dem Sensorchip170 auszugeben, z. B. an eine in1B nicht gezeigte Verarbeitungsschaltung. - Die Funktion des MID-Gehäuses
100 kann eine mehrfache sein: (a) als Gehäuse kann es den Sensorchip170 und das Energieversorgungselement180 in einer festen Position zueinander halten; (b) als Gehäuse kann es den Sensorchip170 und das Energieversorgungselement180 vor äußeren Einflüssen, z. B. Verschmutzung etc., schützen; (c) als Teil einer Hohlraumaußenwand kann es Teil eines gasdichten Hohlraums mit einem vorbestimmten Gasdruck sein; und/oder (d) als Träger der Leiterbahnen160a ,160b ,160c kann es der elektrischen Kontaktierung des Sensorchips170 mit dem Energieversorgungselement180 dienen. Die Multifunktionalität des MID-Gehäuses100 kann dafür sorgen, dass mit dem Montieren des Sensorchips170 und dem Montieren des Energieversorgungselement180 in das MID-Gehäuse100 ein vor Umgebungsbedingungen geschützter Hohlraum und gleichzeitig eine elektrische Verbindung zwischen dem Sensorchip170 und dem Energieversorgungselement180 geschaffen wird. -
2 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem ein Gehäuse100' drei Hohlräume aufweist, den oberen Hohlraum120a , den unteren Hohlraum120b und einen mittleren Hohlraum120c . In dem unteren Hohlraum120b ist der Sensorchip170 angeordnet, in dem mittleren Hohlraum120c ist eine weitere Subkomponente190 angeordnet, und in dem oberen Hohlraum120a ist das Energieversorgungselement180 angeordnet. Das Spritzgussgehäuse100' umfasst die Öffnung140 auf, um einer Messgröße einen Zugang zu dem Sensorchip170 zu ermöglichen. Zwischen dem Sensorchip170 und dem Gehäuse kann um die Öffnung herum ein Abdichtmaterial192 vorgesehen sein, um z. B. bei Erfassen eines Aussendrucks sicherzustellen, dass nur der Aussendruck an dem Sensorchip170 anliegt. Außerdem weist der Hohlraum die strukturierte Metallisierung, die Leiterbahnen160a und160b auf. Die Leiterbahn160a erstreckt sich von dem unteren Hohlraum120c über den mittleren Holraum120c zu dem oberen Hohlraum120a . Die Leiterbahn160b erstreckt sich von dem unteren Hohlraum120c nur zu dem mittleren Holraum120c . Eine Drahtbondverbindung200 verbindet den in dem oberen Hohlraum120a gebildeten Abschnitt der Leiterbahn106a mit einem Kontakt201 des Energieversorgungselements180 . Die Subkomponente190 umfasst mehrere Kontakte190a ,190b ,190c und190d . Der Kontakt190a ist über einen Bonddraht202 mit dem in dem mittleren Hohlraum120c gebildeten Abschnitt der Leiterbahn106a verbunden. Der Kontakt190b ist über einen Bonddraht204 mit einem Anschluss206 verbunden. Der Kontakt190c ist über einen Bonddraht208 mit dem in dem mittleren Hohlraum120c gebildeten Abschnitt der Leiterbahn106b verbunden. Der Kontakt190d ist über einen Bonddraht210 mit einem weiteren Anschluss212 verbunden. Der Sensorchip170 ist ebenfalls mit den Leiterbahnen160a und160b verbunden. Ferner kann eine Vergussmasse242 den Hohlraum120 ganz oder teilweise füllen und optional kann ein Deckel240 die obere Öffnung150 verschließen. An einer Seitenfläche250 des Spritzgussgehäuses100' kann eine Antennenstruktur260 , die eine oder mehrere Komponenten260a ,260b ,260c umfassen kann, angebracht sein. Die Subkomponente190 kann mehrere Teile oder verschiedene elektrische Bauelemente aufweisen. Zum Beispiele können Halbleiterchips, Resonatoren oder auch passive Bauelemente einen Teil der Subkomponente190 bilden (z. B. Tranceiver-Systeme bzw. eine Sende/Empfangseinheit, Auswertechips für die Sensorsignale, etc.). Die Antennenstruktur260 kann beispielsweise durch die Öffnung140 oder aber auch durch eine weitere Öffnung oder eine Durchkontaktierung (nicht in der2 gezeigt) kontaktiert werden. Möglich wäre auch eine weitere Metallisierung von außen herum, d. h. entlang einer Außenwand des Gehäuses100' , hin zu der Seitenfläche250 zu führen. - Der Sensorchip
170 kann einen Sensor zur Messung eines Druckes sein, wobei in diesem Fall eine aktive Sensorfläche270 , z. B. ein Membranbereich, über der Öffnung140 des Spritzgussgehäuses100' angeordnet ist. Das Spritzgussgehäuse100' kann als MID-Gehäuse ausgebildet sein. Der Sensorchip170 kann noch weitere Sensoren aufweisen, die beispielsweise einen Bewegungssensor oder Drehsensor oder Temperatursensor umfassen können. Weitere Möglichkeiten für den Sensor oder Sensorchip umfassen einen Sensor mit beweglichen Teilen, wie beispielsweise MEMS-Strukturen (MEMS = mirco electro mechanical system) mit oder ohne Membran oder auch Sensoren mit unbeweglichen Elementen wie beispielsweise einen ISFET (ion sensitive field effect transistors) oder allgemein Fluidsensoren. - Das Energieversorgungselement
180 kann eine Batterie sein, die eine Leistungsversorgung sicherstellt. Eine Leistungsversorgung kann jedoch auch eine Energieerzeugung umfassen, ggf. zusätzlich zu der Batterie, z. B. durch eine Leistungseinstrahlung. Im diesem Fall kann das Energieversorgungselement180 eine entsprechende Empfangseinrichtung (z. B. eine weitere Antenne) aufweisen. Eine Energieerzeugung kann auch eine Nutzung von Vibrationsenergie bzw. Rotationsenergie oder auch einen Nutzung der Umgebungstemperatur umfassen. Die Subkomponente190 kann eine anwenderspezifische Schaltung für den Sensorchip170 (Sensor-ASIC) oder Hochfrequenzteile (HF-Teile) bzw. Resonatoren umfassen. Die Subkomponente190 können beispielsweise Steuer-, Regel- oder Auswertefunktionen für den Sensorchip170 übernehmen. Die strukturierten Metallisierungen160a bis160c können auf einer Innenfläche des MID-Gehäuses100' aufgebracht sein, wobei die strukturierten Metallisierungen160a bis160c Leiterbahnen und Chip-Pads aufweisen können. Anstelle der Drahtbonds können auch Flip-Chip-Verbindungen vorgesehen sein. Die Vergussmasse und der Deckel sind optionale Bestandteile des Sensorbauteils und können zum besseren Schutzes der Komponenten (des Sensorchips170 , des Energieversorgungselementes180 , der Subkomponente190 etc.) beispielsweise vor Feuchtigkeit, Erschütterungen und auch zur Isolation vorgesehen sein. Die Vergussmasse kann ein Silikongel oder ein anderes Polymer aufweisen. Die Antenne kann eine strukturierte Metallisierung auf dem Kunststoffbauteil bzw. dem MID-Gehäuse100' sein. Die Antenne kann der Übermittlung von Sensordaten an eine Basisstation oder an andere Sensorknoten (nicht gezeigt) bzw. dem Empfangen von Steuerinformationen von der Basisstation dienen. Die Antenne kann, ggf. gleichzeitig, einer Leistungsaufnahme bzw. einem Empfang einer Leistungseinstrahlung (wie es beispielsweise von RFID-Chips bekannt ist) dienen. Um eine Übermittlung und einen Empfang von Informationen zu ermöglichen, kann die Subkomponente beispielsweise einen Sender, einen Empfänger oder einen Transceiver aufweisen, der mit der Antenne verbunden ist. - Bei weiteren Ausführungsbeispielen können auch einzelne Bauteile außerhalb, z. B. auf der Unterseite oder einer Seitenfläche des Gehäuses
100 bzw.100' montiert sein. Ebenso ist es möglich, dass einzelne Bauteile in vertikaler Form, also nicht planar (in Bezug auf dem Deckel240 ) ausgebildet sind. Dies kann innerhalb oder außerhalb des MID-Gehäuses geschehen. Die Batterie kann als Deckel240 verwendet werden. Der Deckel240 kann ferner als Verdrahtungsträger dienen, und eine oder mehrerer weitere Subkomponenten können auf dem Deckel240 montiert werden. Der Deckel kann zweiseitig metallisiert sein und Durchkontaktierungen aufweisen. - Das Spritzgussgehäuse kann unter Verwendung eines Zwei-Komponentenspritzgusses (2k-Molden) bzw. eines Mehrkomponentenspritzgusses gefertigt werden. Das fertige Spritzgussgehäuse kann mindestens zwei Materialen aufweisen, die sich beispielsweise bezüglich ihrer elektromagnetischen Eigenschaften wie z. B. der Dielektrizitätskonstante oder des Verlustfaktors unterscheiden und so gewählt sein, dass die Hochfrequenz-Eigenschaften (HF), z. B. Sende- und Empfangseigenschaften, des Gesamtsystems optimiert werden. Ein Beispiel dafür ist ein „High-Epsilon” Material (d. h. mit hoher Dielektrizitätskonstanten) als Untergrund bzw. Unterlage für die Antenne
260 bzw. die Antennenstruktur. Die Erhöhung der Dielektrizitätskonstante kann eine Verkleinerung der Antennenstruktur ermöglichen (bei gleicher Frequenz). - Der Sensor kann einen Halbleitersensor umfassen und mit beweglichen Teilen als MEMS-Struktur ausgestaltet sein. Der Sensor oder Sensorchip kann an einer Wand des Spritzgussgehäuses angebracht sein. Ebenso kann die Versorgungseinrichtung an einer Wand des Spritzgussgehäuses angeordnet sein.
- Die Öffnung in dem Spritzgussgehäuse kann vorgesehen sein, wenn eine externe Messgröße direkt an den Sensor angelegt werden soll. Ist dies nicht erforderlich, z. B. bei einem Beschleunigungssensor, so kann die Öffnung
140 weggelassen werden. Ferner kann als Schutz eine Membrane vorgesehen sein, die die Öffnung140 verschließt, sofern die Membran derart ausgelegt, dass z. B. eine Druckübertragung zwischen dem Innen- und Außenraum möglich ist. Die Öffnung kann durch eine Glasabdeckung geschützt sein, sofern eine Strahlung detektiert werden soll. - Bezugszeichenliste
-
- 100, 100'
- Spritzgussgehäuse
- 110
- Seitenwand
- 110a
- obere Seitenwand
- 110b
- untere Seitenwand
- 120
- Hohlraum
- 120a
- oberer Hohlraum
- 120b
- unterer Hohlraum
- 120c
- mittlerer Hohlraum
- 130a
- oberer Boden
- 130b
- unterer Boden
- 140
- untere Öffnung
- 150
- obere Öffnung
- 160a–c
- Leiterbahn
- 170
- Sensorchip
- 180
- Energieversorgungselement
- 190
- Subkomponente
- 192
- Abdichtmaterial
- 200
- Bondverbindung
- 201
- Elektrode
- 202, 204
- Bondverbindung
- 206
- Anschluss
- 208, 210
- Bondverbindung
- 212
- Anschluss
- 240
- Deckel
- 242
- Vergussmasse
- 250
- Seitenwand
- 260
- Antennenstruktur
- 260a–c
- Antenne
- 270
- aktive Sensorfläche
Claims (35)
- Vorrichtung zum Erfassen einer Messgröße, umfassend: einen Sensorchip (
170 ), um die Messgröße zu erfassen; eine Versorgungseinrichtung (180 ), um eine Energieversorgung bereitzustellen; und ein Spritzgussgehäuse (100 ,100' ) zur Aufnahme des Sensorchips (170 ) und der Versorgungseinrichtung (180 ), wobei das Spritzgussgehäuse (100 ,100' ) integrierte Leiterbahnen (160a ,160b ,160c ) aufweist, die eine elektrische Verbindung zwischen dem Sensorchip (170 ) und der Versorgungseinrichtung (180 ) bereitstellen, wobei das Spritzgussgehäuse (100 ,100' ) zumindest zwei Komponenten aufweist, die sich hinsichtlich ihrer Dielektrizitätskonstante und/oder hinsichtlich ihres Verlustfaktors um zumindest 50% voneinander unterscheiden. - Vorrichtung gemäß Anspruch 1, die ferner eine Einrichtung zum drahtlosen Übertragen einer Information aufweist.
- Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, bei der das Spritzgussgehäuse (
100 ,100' ) zumindest einen Hohlraum (120 ,120a ,120b ,120c ) aufweist, in dem der Sensorchip (170 ) und/oder die Versorgungseinrichtung (180 ) angeordnet sind. - Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der der Sensorchip (
170 ) und die Versorgungseinrichtung (180 ) übereinander angeordnet sind. - Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der die Versorgungseinrichtung (
180 ) einen Energieerzeuger aufweist, um aus einem Umfeld elektrische Energie zu erzeugen. - Vorrichtung gemäß Anspruch 5, bei der die Energieerzeugung unter Nutzung einer Bewegung oder durch eine Leistungseinstrahlung erfolgt.
- Vorrichtung zum Erfassen einer Messgröße, umfassend: einen Sensorchip (
170 ), um die Messgröße zu erfassen; eine Einrichtung (190 ,260 ) zum drahtlosen Übertragen einer Information; und ein Spritzgussgehäuse (100 ,100' ) zur Aufnahme des Sensorchips (170 ) und der Einrichtung zum drahtlosen Übertragen, wobei das Spritzgussgehäuse (100 ,100' ) integrierte Leiterbahnen (160a ,160b ,160c ) aufweist, die eine elektrische Verbindung zwischen dem Sensorchip (170 ) und der Einrich- tung zum drahtlosen Übertragen bereitstellen, wobei das Spritzgussgehäuse (100 ,100' ) zumindest zwei Komponenten aufweist, die sich hinsichtlich ihrer Dielektrizitätskonstante und/oder hinsichtlich ihres Verlustfaktors um zumindest 50% voneinander unterscheiden. - Vorrichtung gemäß Anspruch 7, die ferner eine Versorgungseinrichtung (
180 ), um eine Energieversorgung bereitzustellen, aufweist. - Sensorbauteil, umfassend: einen Sensorchip (
170 ); ein Energieversorgungselement (180 ); und ein Spritzgussgehäuse (100 ,100' ), das den Sensorchip (170 ) und das Energieversorgungselement (180 ) enthält, wobei das Spritzgussgehäuse (100 ,100' ) integrierte Leiterbahnen (160a ,160b ,160c ) aufweist, die eine elektrische Verbindung zwischen dem Sensorchip (170 ) und dem Energieversorgungselement (180 ) bereitstellen, wobei das Spritzgussgehäuse (100 ,100' ) zumindest zwei Komponenten aufweist, die sich hinsichtlich ihrer Dielektrizitätskonstante und/oder hinsichtlich ihres Verlustfaktors um zumindest 50% voneinander unterscheiden. - Sensorbauteil gemäß Anspruch 9, das ferner einen Sender (
242 ) aufweist. - Sensorbauteil gemäß Anspruch 9 oder 10, das ferner einen Empfänger und/oder einen Transceiver aufweist.
- Sensorbauteil gemäß einem der Ansprüche 8 bis 11, bei dem das Spritzgussgehäuse (
100 ,100' ) zumindest einen Hohlraum (120 ,120a ,120b ,120c ), in dem der Sensorchip (170 ) und/oder das Energieversorgungselement (180 ) angeordnet sind, aufweist. - Sensorbauteil gemäß Anspruch 12, bei dem der zumindest eine Hohlraum (
120 ,120a ,120b ,120c ) eine Kunststofffüllung (242 ) aufweist. - Sensorbauteil gemäß einem der Ansprüche 9 bis 13, das ferner eine Antenne (
260 ,260a ,260b ,260c ) aufweist, die an einer Außenseite des Spritzgussgehäuses (100 ,100' ) angebracht ist. - Sensorbauteil gemäß einem der Ansprüche 12 bis 14, bei dem der zumindest eine Hohlraum (
120 ,120a ,120b ,120c ) mit einem Deckel (240 ) abgedeckt ist. - Sensorbauteil gemäß Anspruch 15, bei dem der Deckel (
240 ) das Energieversorgungselement (180 ) aufweist oder der Deckel (240 ) ein weiteres Energieversorgungselement aufweist. - Sensorbauteil gemäß einem der Ansprüche 9 bis 16, bei dem der Sensorchip (
170 ) einen Drucksensor aufweist. - Sensorbauteil, umfassend: einen Drucksensor (
170 ); ein Energieversorgungselement (180 ); einen Sender (190 ); eine Antenne (260 ,260a ,260b ,260c ); und ein Spritzgussgehäuse (100 ,100' ) mit einer Öffnung (140 ) und einem Deckel (240 ), wobei die Öffnung (140 ) einen Innenraum des Spritzgussgehäuses (100 ,100' ) mit einer Umgebung verbindet, wobei der Drucksensor (170 ) in dem Innenraum über der Öffnung (140 ) angeordnet ist, und wobei das Energieversorgungselement (180 ) und der Sender (190 ) in dem Innenraum angeordnet sind, wobei das Spritzgussgehäuse (100 ,100' ) zumindest zwei Komponenten aufweist, die sich hinsichtlich ihrer Dielektrizitätskonstante und/oder hinsichtlich ihres Verlustfaktors um zumindest 50% voneinander unterscheiden. - Sensorbauteil gemäß Anspruch 18, bei dem das Spritzgussgehäuse (
100 ,100' ) integrierte Leiterbahnen (160a ,160b ,160c ) aufweist. - Sensorbauteil gemäß Anspruch 19, das ferner Drahtbonds (
200 ,202 ,208 ,210 ) aufweist, um das Energieversorgungselement (180 ), den Sender (190 ) und den Drucksensor (170 ) über die Drahtbonds (200 ,202 ,208 ,210 ) und die integrierten Leiterbahnen (160a ,160b ,160c ) zu verbinden. - Sensorbauteil gemäß einem der Ansprüche 18 bis 20, bei dem der Deckel (
240 ) eine Batterie aufweist. - Sensorbauteil gemäß einem der Ansprüche 18 bis 21, das ferner einen Wärmeleiter aufweist.
- Sensorbauteil gemäß einem der Ansprüche 18 bis 22, das ferner einen weiteren Sensor aufweist.
- Sensorbauteil gemäß Anspruch 23, bei dem der weitere Sensor ein Beschleunigungssensor ist.
- Sensorbauteil gemäß einem der Ansprüche 18 bis 24, das ferner eine Auswerteschaltung (
190 ) aufweist. - Verfahren zur Herstellung eines Sensorbauteils, umfassend: Bereitstellen eines Spritzgussgehäuses (
100 ,100' ) mit einem Hohlraum (120 ,120a ,120b ,120c ) und integrierten Leiterbahnen (160a ,160b ,160c ); Einbringen eines Sensorchips (170 ) in den Hohlraum (120 ); Einbringen eines Energieversorgungselements (180 ) in den Hohlraum (120 ); und elektrisches Verbinden des Sensorchips (170 ) und des Energieversorgungselements (180 ) mit den integrierten Leiterbahnen, wobei das Spritzgussgehäuse (100 ,100' ) zumindest zwei Komponenten aufweist, die sich hinsichtlich ihrer Dielektrizitätskonstante und/oder hinsichtlich ihres Verlustfaktors um zumindest 50% voneinander unterscheiden. - Verfahren gemäß Anspruch 26, wobei die integrierten Leiterbahnen (
160a ,160b ,160c ) durch Strukturieren einer Leiterbahnschicht erzeugt werden. - Verfahren gemäß Anspruch 27, bei dem das Strukturieren einen photolithographischen Prozess umfasst.
- Verfahren gemäß einem der Ansprüche 26 bis 28, das ferner ein Einbringen einer Vergussmasse (
242 ) in den Hohlraum (120 ,120a ,120b ,120c ) umfasst. - Verfahren gemäß Anspruch 29, bei dem die Vergussmasse (
242 ) ein Silikongel umfasst. - Verfahren zur Herstellung eines Sensorbauteils, umfassend: Bereitstellen eines Spritzgussgehäuses (
100 ,100' ) mit einem Hohlraum (120 ,120a ,120b ,120c ) und einer Öffnung (140 ); Anordnen eines Drucksensors (170 ) in dem Hohlraum (120 ,120a ,120b ,120c ) über der Öffnung (140 ); Anordnen eines Transceivers (190 ) in dem Hohlraum (120 ,120a ,120b ,120c ); Anordnen einer Versorgungseinrichtung (180 ) in dem Hohlraum (120 ,120a ,120b ,120c ); und Anordnen einer Antenne (260 ,260a ,260b ,260c ) an einer Seitenfläche des Spritzgussgehäuses (100 ,100 '), wobei das Spritzgussgehäuse (100 ,100' ) zumindest zwei Komponenten aufweist, die sich hinsichtlich ihrer Dielektrizitätskonstante und/oder hinsichtlich ihres Verlustfaktors um zumindest 50% voneinander unterscheiden. - Verfahren gemäß Anspruch 31, das ferner ein Einbringen einer Vergussmasse (
242 ) umfasst. - Verfahren gemäß Anspruch 31 oder Anspruch 32, das ferner ein Aufbringen eines Deckels (
240 ) umfasst, so dass der Hohlraum (120 ,120a ,120b ,120c ) durch den Deckel (240 ) von der Umgebung getrennt wird. - Verfahren gemäß Anspruch 33, bei dem der Deckel (
240 ) als ein Verdrahtungsträger verwendet wird. - Verfahren gemäß einem der Ansprüche 31 bis 34, das ferner ein Bereitstellen eines Energieerzeugers umfasst, wobei der Energieerzeuger derart beschaffen ist, um elektrische Energie aus einer Leistungseinstrahlung zu gewinnen.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102007012335A DE102007012335B4 (de) | 2007-03-14 | 2007-03-14 | Sensorbauteil und Verfahren zur Herstellung eines Sensorbauteils |
US11/692,592 US7775115B2 (en) | 2007-03-14 | 2007-03-28 | Sensor component and method for producing a sensor component |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102007012335A DE102007012335B4 (de) | 2007-03-14 | 2007-03-14 | Sensorbauteil und Verfahren zur Herstellung eines Sensorbauteils |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102007012335A1 DE102007012335A1 (de) | 2008-09-18 |
DE102007012335B4 true DE102007012335B4 (de) | 2013-10-31 |
Family
ID=39688114
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102007012335A Expired - Fee Related DE102007012335B4 (de) | 2007-03-14 | 2007-03-14 | Sensorbauteil und Verfahren zur Herstellung eines Sensorbauteils |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7775115B2 (de) |
DE (1) | DE102007012335B4 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102017209321A1 (de) | 2017-06-01 | 2018-12-06 | Robert Bosch Gmbh | Umgebungsenergie-Sensorvorrichtung und entsprechendes Herstellungsverfahren |
DE102020107481B3 (de) | 2020-03-18 | 2021-08-05 | Tdk Electronics Ag | Verbindungselement für Funktionsteile eines elektrischen Bauelements und Verfahren |
Families Citing this family (34)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5040409B2 (ja) * | 2007-04-12 | 2012-10-03 | 富士ゼロックス株式会社 | センサーチップ及び検査装置 |
US7804450B2 (en) * | 2007-07-20 | 2010-09-28 | Laird Technologies, Inc. | Hybrid antenna structure |
US8570178B2 (en) | 2007-09-24 | 2013-10-29 | Ppc Broadband, Inc. | Coaxial cable connector with internal floating ground circuitry and method of use thereof |
US8400319B2 (en) * | 2007-09-24 | 2013-03-19 | John Mezzalingua Associates, Inc. | Coaxial cable connector with an external sensor and method of use thereof |
US8400318B2 (en) * | 2007-09-24 | 2013-03-19 | John Mezzalingua Associates, Inc. | Method for determining electrical power signal levels in a transmission system |
US8773255B2 (en) * | 2007-09-24 | 2014-07-08 | Ppc Broadband, Inc. | Status sensing and reporting interface |
US8149127B2 (en) * | 2007-09-24 | 2012-04-03 | John Mezzalingua Associates, Inc. | Coaxial cable connector with an internal coupler and method of use thereof |
US7759135B2 (en) * | 2008-09-30 | 2010-07-20 | Infineon Technologies Ag | Method of forming a sensor node module |
US8303334B2 (en) * | 2008-11-17 | 2012-11-06 | John Mezzalingua Associates, Inc. | Embedded coupler device and method of use thereof |
US8419464B2 (en) | 2008-11-17 | 2013-04-16 | Ppc Broadband, Inc. | Coaxial connector with integrated molded substrate and method of use thereof |
US8414326B2 (en) | 2008-11-17 | 2013-04-09 | Rochester Institute Of Technology | Internal coaxial cable connector integrated circuit and method of use thereof |
US8376774B2 (en) | 2008-11-17 | 2013-02-19 | Rochester Institute Of Technology | Power extracting device and method of use thereof |
DE102009000692A1 (de) | 2009-02-06 | 2010-08-12 | Wika Alexander Wiegand Gmbh & Co. Kg | Messgerät |
DE102009007837A1 (de) * | 2009-02-06 | 2010-08-19 | Epcos Ag | Sensormodul und Verfahren zum Herstellen von Sensormodulen |
EP2265102B1 (de) * | 2009-06-19 | 2014-06-25 | Baumer Innotec AG | Sensoraufbau ohne Gehäuse |
US8618944B2 (en) | 2009-12-03 | 2013-12-31 | Ppc Broadband, Inc. | Coaxial cable connector parameter monitoring system |
DE102010050365B4 (de) | 2010-11-03 | 2014-07-31 | Huf Hülsbeck & Fürst Gmbh & Co. Kg | Vorrichtung zur Überwachung des Reifendrucks |
US8604936B2 (en) | 2010-12-13 | 2013-12-10 | Ppc Broadband, Inc. | Coaxial cable connector, system and method of use thereof |
EP2469270A1 (de) * | 2010-12-22 | 2012-06-27 | Sensirion AG | Drahtlose Sensorvorrichtung |
DE102011003707A1 (de) * | 2011-02-07 | 2012-08-09 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Fahrzeug-Luftreifen mit einer über eine Klebeverbindung an einer Innenseite des Reifens befestigten Sensoreinheit |
DE102013104043A1 (de) * | 2013-04-22 | 2014-10-23 | Epcos Ag | Sensorbauelement und Verfahren zu dessen Herstellung |
GB2533570A (en) * | 2014-12-19 | 2016-06-29 | Hall Element Devices Ltd | Apparatus for measure of quantity and associated method of manufacturing |
DE102015108613A1 (de) * | 2015-06-01 | 2016-12-01 | Endress+Hauser Conducta Gmbh+Co. Kg | Induktiver Leitfähigkeitssensor und Verfahren zu dessen Herstellung |
JP2018179922A (ja) * | 2017-04-21 | 2018-11-15 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 車載用センサモジュール |
DK3554096T3 (da) * | 2018-04-11 | 2023-06-19 | Gn Hearing As | Høreapparathus med integreret antenne |
WO2020005863A1 (en) * | 2018-06-29 | 2020-01-02 | Tyrata, Inc. | Structures and methods providing tread sensor integration |
US11313740B2 (en) * | 2019-02-08 | 2022-04-26 | Fairfield Manufacturing Company, Inc. | Gearbox temperature measurement device |
US11248979B2 (en) * | 2019-09-25 | 2022-02-15 | Whirlpool Corporation | Feature in vacuum insulated structure to allow pressure monitoring |
FR3105415B1 (fr) * | 2019-12-23 | 2021-12-24 | Commissariat Energie Atomique | Capteur autonome à membrane |
DE102020102141A1 (de) | 2020-01-29 | 2021-07-29 | Vega Grieshaber Kg | Feldgerät mit einem Sensorverbundsystem |
WO2022200923A1 (en) * | 2021-03-25 | 2022-09-29 | Emak S.P.A. | Data acquisition device |
DE102021112181A1 (de) | 2021-05-10 | 2022-11-10 | Endress+Hauser Conducta Gmbh+Co. Kg | Dichtvorrichtung für einen Sensor zur Detektion einer Leckage sowie Sensor mit Dichtvorrichtung |
CN113324691A (zh) * | 2021-05-28 | 2021-08-31 | 中车齐齐哈尔车辆有限公司 | 一种压力传感装置 |
CN116818156A (zh) * | 2023-08-30 | 2023-09-29 | 河北美泰电子科技有限公司 | Mems汽车压力传感器 |
Citations (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE29617096U1 (de) * | 1996-09-19 | 1997-01-09 | Jagenberg, Carl-Heinz, 70794 Filderstadt | Elektronisches Modul zur akustischen Ergänzung von Büchern |
DE19903049A1 (de) * | 1999-01-26 | 2000-08-17 | Microtec Schwaben E V Mts | Sensoreinrichtung |
DE19934248A1 (de) * | 1999-07-21 | 2001-02-08 | Siemens Ag | Drucksensor |
GB2361315A (en) * | 1999-08-06 | 2001-10-17 | Matsushita Electric Works Ltd | Electronic automatic on/off switch with solar battery |
DE20211518U1 (de) * | 2002-07-13 | 2002-09-12 | FESTO AG & Co., 73734 Esslingen | Als Hall-Sensor ausgebildeter Positionssensor |
EP1275531A2 (de) * | 2001-07-10 | 2003-01-15 | Philips Corporate Intellectual Property GmbH | Anordnung zur Betriebsspannungserzeugung für eine elektrische Baugruppe eines Fahrzeugs |
DE20218044U1 (de) * | 2002-11-20 | 2003-02-27 | Infineon Technologies AG, 81669 München | Drucksensor |
JP2003130749A (ja) * | 2001-10-29 | 2003-05-08 | Matsushita Electric Works Ltd | 圧力センサ |
DE10240446A1 (de) * | 2002-09-02 | 2004-03-18 | Infineon Technologies Ag | Sensormodul |
DE10346474A1 (de) * | 2003-10-02 | 2005-05-19 | Infineon Technologies Ag | Halbleiterbauteil und Sensorbauteil mit Datenübertragungsvorrichtungen |
DE10348980A1 (de) * | 2003-10-22 | 2005-06-16 | Festo Ag & Co. | Elektronisches Bauteil, beispielsweise Positionssensor |
DE102004004292A1 (de) * | 2004-01-28 | 2005-09-08 | Siemens Ag | Anordnung und Verfahren zum bidirektionalen Übertragen von Signalen bei einem Kraftfahrzeug |
DE202005017627U1 (de) * | 2005-11-09 | 2006-01-05 | Aktiv-Sensor Gmbh | Drucksensor-Bauelement |
DE202005017626U1 (de) * | 2005-11-09 | 2006-01-05 | Aktiv-Sensor Gmbh | Drucksensor-Bauteil |
DE102005025754A1 (de) * | 2005-06-02 | 2006-12-07 | Infineon Technologies Ag | Halbleitersensorbauteil mit einem Sensorchip und Verfahren zur Herstellung desselben |
DE102005029097A1 (de) * | 2005-06-23 | 2007-01-04 | Robert Bosch Gmbh | Mikromechanisches Drucksensorelement und Verfahren zur Verwendung eines derartigen Drucksensorelementes |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE69732183T3 (de) * | 1996-09-13 | 2009-07-16 | The Timken Co., Canton | Lager mit einem sensormodul |
DE19757006A1 (de) | 1997-12-20 | 1999-07-01 | Bosch Gmbh Robert | Messwertaufnehmer und ein Verfahren zu dessen Herstellung |
US6621137B1 (en) * | 2000-10-12 | 2003-09-16 | Intel Corporation | MEMS device integrated chip package, and method of making same |
US6625029B2 (en) * | 2000-11-06 | 2003-09-23 | Skg Italiana Spa | Sensor unit |
DE10152137A1 (de) * | 2001-10-23 | 2003-05-08 | Trw Automotive Electron & Comp | Elektronikmodul und Verfahren zu seiner Herstellung |
US7444877B2 (en) * | 2002-08-20 | 2008-11-04 | The Regents Of The University Of California | Optical waveguide vibration sensor for use in hearing aid |
JP3737497B2 (ja) * | 2003-08-25 | 2006-01-18 | オムロン株式会社 | 誘電体装荷アンテナ |
-
2007
- 2007-03-14 DE DE102007012335A patent/DE102007012335B4/de not_active Expired - Fee Related
- 2007-03-28 US US11/692,592 patent/US7775115B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE29617096U1 (de) * | 1996-09-19 | 1997-01-09 | Jagenberg, Carl-Heinz, 70794 Filderstadt | Elektronisches Modul zur akustischen Ergänzung von Büchern |
DE19903049A1 (de) * | 1999-01-26 | 2000-08-17 | Microtec Schwaben E V Mts | Sensoreinrichtung |
DE19934248A1 (de) * | 1999-07-21 | 2001-02-08 | Siemens Ag | Drucksensor |
GB2361315A (en) * | 1999-08-06 | 2001-10-17 | Matsushita Electric Works Ltd | Electronic automatic on/off switch with solar battery |
EP1275531A2 (de) * | 2001-07-10 | 2003-01-15 | Philips Corporate Intellectual Property GmbH | Anordnung zur Betriebsspannungserzeugung für eine elektrische Baugruppe eines Fahrzeugs |
JP2003130749A (ja) * | 2001-10-29 | 2003-05-08 | Matsushita Electric Works Ltd | 圧力センサ |
DE20211518U1 (de) * | 2002-07-13 | 2002-09-12 | FESTO AG & Co., 73734 Esslingen | Als Hall-Sensor ausgebildeter Positionssensor |
DE10240446A1 (de) * | 2002-09-02 | 2004-03-18 | Infineon Technologies Ag | Sensormodul |
DE20218044U1 (de) * | 2002-11-20 | 2003-02-27 | Infineon Technologies AG, 81669 München | Drucksensor |
DE10346474A1 (de) * | 2003-10-02 | 2005-05-19 | Infineon Technologies Ag | Halbleiterbauteil und Sensorbauteil mit Datenübertragungsvorrichtungen |
DE10348980A1 (de) * | 2003-10-22 | 2005-06-16 | Festo Ag & Co. | Elektronisches Bauteil, beispielsweise Positionssensor |
DE102004004292A1 (de) * | 2004-01-28 | 2005-09-08 | Siemens Ag | Anordnung und Verfahren zum bidirektionalen Übertragen von Signalen bei einem Kraftfahrzeug |
DE102005025754A1 (de) * | 2005-06-02 | 2006-12-07 | Infineon Technologies Ag | Halbleitersensorbauteil mit einem Sensorchip und Verfahren zur Herstellung desselben |
DE102005029097A1 (de) * | 2005-06-23 | 2007-01-04 | Robert Bosch Gmbh | Mikromechanisches Drucksensorelement und Verfahren zur Verwendung eines derartigen Drucksensorelementes |
DE202005017627U1 (de) * | 2005-11-09 | 2006-01-05 | Aktiv-Sensor Gmbh | Drucksensor-Bauelement |
DE202005017626U1 (de) * | 2005-11-09 | 2006-01-05 | Aktiv-Sensor Gmbh | Drucksensor-Bauteil |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102017209321A1 (de) | 2017-06-01 | 2018-12-06 | Robert Bosch Gmbh | Umgebungsenergie-Sensorvorrichtung und entsprechendes Herstellungsverfahren |
DE102020107481B3 (de) | 2020-03-18 | 2021-08-05 | Tdk Electronics Ag | Verbindungselement für Funktionsteile eines elektrischen Bauelements und Verfahren |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US7775115B2 (en) | 2010-08-17 |
US20080227235A1 (en) | 2008-09-18 |
DE102007012335A1 (de) | 2008-09-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102007012335B4 (de) | Sensorbauteil und Verfahren zur Herstellung eines Sensorbauteils | |
DE102014223653B4 (de) | Elektrische Schaltung und Verfahren zum Herstellen einer elektrischen Schaltung für ein Fahrzeug | |
EP3218303B1 (de) | Mems package | |
DE69804254T2 (de) | Verkaselungspackung und verfahren zum verpacken von einem elektronisches schaltungsmodul | |
DE102008007682B4 (de) | Modul mit einem Mikro-Elektromechanischen Mikrofon | |
DE102005054177B4 (de) | Verfahren zum Herstellen einer Vielzahl von gehäusten Sensormodulen | |
DE10303263B4 (de) | Mikrophonanordnung | |
DE102020101293A1 (de) | Hochfrequenz-vorrichtung mit halbleitervorrichtung und wellenleiter-bauteil | |
WO2003067657A2 (de) | Halbleiterbauteil mit sensor- bzw. aktoroberfläche und verfahren zu seiner herstellung | |
DE102018118765A1 (de) | Hochfrequenzbaustein | |
US11673436B2 (en) | Structures and methods providing tread sensor integration | |
DE102008015709A1 (de) | Elektrische Einrichtung mit Abdeckung | |
DE10300958A1 (de) | Modul mit Verkapselung | |
DE102005025754A1 (de) | Halbleitersensorbauteil mit einem Sensorchip und Verfahren zur Herstellung desselben | |
EP2193697A2 (de) | Verfahren zur herstellung einer elektronischen baugruppe sowie elektronische baugruppe | |
DE10300956B3 (de) | Bauelement mit Höchstfrequenzverbindungen in einem Substrat | |
EP1531655B1 (de) | Elektronikmodul mit abtrennbarer Schaltung und Verfahren zur Herstellung | |
DE102009001932A1 (de) | Chipmodul und Verfahren zur Herstellung eines Chipmoduls | |
DE102016114482B4 (de) | Sensor mit Antenne und Gehäuse | |
DE102020130172B3 (de) | Akustischer Transponder, Verwendung eines akustischen Transponders, Verfahren zur Herstellung eines Transponders und akustisches Übertragungssystem | |
EP2778119B1 (de) | Sensor und Verfahren zum Herstellen einer flexiblen Lötverbindung zwischen einem Sensor und einer Leiterplatte | |
DE102005041640A1 (de) | Modulares mikroelektronisches Bauteil | |
DE102013210535A1 (de) | Gehäusevorrichtung für ein elektronisches Modul und Verfahren zum Herstellen einer Gehäusevorrichtung für ein elektronisches Modul | |
DE102012200648A1 (de) | Sensorvorrichtung |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final |
Effective date: 20140201 |
|
R082 | Change of representative | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |