DE102007051178B4

DE102007051178B4 - Drucksensor mit einer verbesserten Anordnung eines Sensorchips zum Minimieren eines Einflusses von externen Schwingungen

Info

Publication number: DE102007051178B4
Application number: DE102007051178A
Authority: DE
Inventors: Takeshi Murata
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2006-10-31
Filing date: 2007-10-25
Publication date: 2013-07-25
Anticipated expiration: 2027-10-26
Also published as: FR2907897B1; DE102007051178A1; US7490520B2; JP2008111795A; FR2907897A1; US20080098819A1; JP4893238B2

Abstract

Drucksensor, der in einer Umgebung zu verwenden ist, die Schwingungen mit sich bringt, wobei der Drucksensor (1; 1A; 1B; 1C; 1D) aufweist: ein Gehäuse (15), das eine Innenoberfläche (15b) aufweist, die senkrecht zu einer Richtung der Schwingungen anzuordnen ist; und einen Sensorchip (10), um einen Druck in der Umgebung zu erfassen und ein Erfassungssignal zu erzeugen, das den erfassten Druck darstellt, wobei der Sensorchip (10) eine Druckaufnahmeoberfläche (10a) aufweist und mit der Druckaufnahmeoberfläche (10a) senkrecht zu der Innenoberfläche (15b) des Gehäuses (15) in dem Gehäuse (15) befestigt ist, gekennzeichnet durch zumindest ein Untergehäuse (12; 12, 21; 24; 25), das in dem Gehäuse (15) aufgenommen ist und in dem der Sensorchip (10) befestigt ist; und ein Schutzelement (19), das in dem Untergehäuse (12; 12, 21; 24; 25) vorgesehen ist, um den Sensorchip (10) zu schützen.

Description

Die Erfindung betrifft allgemein Drucksensoren, die einen Sensorchip zum Erfassen eines Drucks beinhalten. Genauer gesagt betrifft die Erfindung einen Drucksensor mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1, der eine verbesserte Anordnung eines Sensorchips zum Minimieren des Einflusses von externen Schwingungen auf den Drucksensor aufweist.
Im Stand der Technik beinhalten Drucksensoren, welche einen Sensorchip zum Erfassen eines Drucks beinhalten, im Allgemeinen weiterhin ein Gehäuse, einen Schaltungschip und ein Schutzgel. Das Gehäuse weist eine innere Endoberfläche, auf welche die Sensor- und Schaltungschips montiert sind, und eine Öffnung auf, durch welche das Schutzgel in das Gehäuse gefüllt ist, um die Sensor- und Schaltungschips zu schützen. Ein derartiger Drucksensor ist zum Beispiel in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2006-23109 offenbart.
6 zeigt einen bestehenden Drucksensor 30, in dem ein Sensorchip 10 und ein Schaltungschip 14 durch einen Klebstoff 20 an einer inneren Endoberfläche 15b eines aus Harz bestehenden Gehäuses 15 befestigt sind. Eine Mehrzahl von Anschlüssen 16 ist auf der inneren Endoberfläche 15b angeordnet, um teilweise aus dem Gehäuse 15 hervorzustehen. Eine Drahtkontaktierung 18 wird angewendet, um zwischen den Sensor- und Schaltungschips 10 und 14 und zwischen dem Schaltungschip 14 und den Anschlüssen 16 eine elektrische Verbindung herzustellen. Weiterhin befindet sich, um eine Spannung abzuschwächen, die durch eine Temperaturänderung induziert wird, ein Glassitz 11 zwischen dem Sensorchip 10 und der inneren Endoberfläche 15b. Ein Schutzgel 19 ist durch eine Öffnung 15a des Gehäuses 15 in das Gehäuse 15 gefüllt, um die Sensor- und Schaltungschips 10 und 14, den Glassitz 11 und die Drahtkontaktierung 18 zu schützen.
Wenn der vorhergehende Drucksensor 30 in eine Umgebung mit einer Druckaufnahmeoberfläche 10a des Sensorchips 10 senkrecht zu der Richtung von externen Schwingungen eingebaut ist, die von der Umgebung zu dem Drucksensor 30 übertragen werden, können die Schwingungen bewirken, dass die Druckaufnahmeoberfläche 10a durch die Trägheit des Schutzgels 19 verschoben wird. Folglich kann sich auch dann, wenn es keine Änderung des Istwerts eines Drucks der Umgebung gibt, der Wert des Drucks ändern, der von dem Drucksensor 30 erfasst wird, was zu einem Erfassungsfehler des Drucksensors 30 führt.
Zum Beispiel kann, wie es in 7 gezeigt ist, der Drucksensor 30 in einen Innenraum eingebaut sein, der in einer Tür 40 eines Fahrzeugs ausgebildet ist, um die Luftdruckänderung in dem Innenraum zu erfassen, die durch eine Kollision gegen die Tür 40 bewirkt wird. In diesem Fall können jedoch, da die Druckaufnahmeoberfläche 10a des Sensorchips 10 senkrecht zu der Richtung von Schwingungen ist, die durch einen Öffnungs- und Schließvorgang der Tür 40 bewirkt werden, die Schwingungen zu einem Erfassungsfehler des Drucksensors 30 führen.
Um das vorhergehende Problem zu vermeiden, ist ein Einbauen des Drucksensors 30 in den Innenraum der Tür 40 mit der Druckaufnahmeoberfläche 10a des Sensorchips 10 parallel zu der Richtung von Schwingungen betrachtet worden. Jedoch würde in diesem Fall, da die Sensor- und Schaltungschips 10 und 14 in der horizontalen Richtung (das heisst der Richtung von Schwingungen) ausgerichtet sein würden, die Länge des Drucksensors 30 in der horizontalen Richtung die des Innenraums überschreiten, so dass der Drucksensor 30 nicht in dem Innenraum untergebracht werden könnte.
Darüber hinaus offenbart die Druckschrift DE 10 2006 040 666 A1 ein Kollisions-Detektionssystem, das dazu ausgelegt ist, eine Kollision eines Fahrzeugs basierend auf einer Druckschwankung in einem im Wesentlichen geschlossenen Raum zu detektieren, der an einem peripheren Abschnitt des Fahrzeugs angeordnet ist. Das Kollisions-Detektionssystem umfasst eine Fühl-Einheit, die einen Druck in dem Raum detektiert. Die Fühl-Einheit ist an dem Fahrzeug in einer solchen Weise angeordnet, dass eine Detektionsrichtung der Fühl-Einheit in Bezug auf die Richtung des Aufschlags gegen das Fahrzeug bei einer Kollision geneigt verläuft. Daher kann die Fahrzeugvibration, die durch den Aufprall angeregt wird, davor eingeschrankt werden, das Detektionsergebnis des Drucks in dem Raum durch die Fühl-Einheit zu beeinflussen, wodurch der Detektionsvorgang bei der Fahrzeugkollision verbessert wird.
Außerdem schlägt die Druckschrift DE 103 09 713 A1 eine Drucksensoranordnung zur Aufpralldetektion vor, wobei die Drucksensoranordnung sowohl auf Druckänderungen als auch auf Beschleunigung empfindlich ist. Die Drucksensoranordnung weist eine derartige Konfiguration von Drucksensorelementen auf, dass eine Trennung zwischen einem Drucksignal und einem Beschleunigungssignal ermöglicht wird. Dies wird beispielsweise dadurch erreicht, dass Drucksensorelemente mit Membranen am Ende eines Druckeinlasskanals gegenüberliegend angeordnet sind.
Ferner zeigt die Druckschrift DE 103 29 665 A1 einen Drucksensor zum Erfassen eines Reifendrucks mit einer ersten Druckerfassungseinrichtung zum Liefern eines ersten Druckmesssignals und eine zweite Druckerfassungseinrichtung zum Liefern eines zweiten Druckmesssignals. Eine Auswerteeinrichtung bestimmt einen Nutzdruck auf der Basis des ersten und des zweiten Druckmesssignals und reduziert dadurch Meßfehler.
Die Erfindung ist im Hinblick auf die zuvor erwähnten Probleme geschaffen worden, und weist als ihre Aufgabe auf, diese Probleme zu beseitigen.
Diese Aufgabe wird mit den in Anspruch 1 angegebenen Maßnahmen gelöst.
Weiter vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Es wird somit ein Drucksensor geschaffen, der in einer Umgebung zu verwenden ist, die Schwingungen mit sich bringt. Der Drucksensor beinhaltet ein Gehäuse und einen Sensorchip. Das Gehäuse weist eine Innenoberfläche auf, die senkrecht zu einer Richtung der Schwingungen angeordnet ist. Der Sensorchip dient dazu, einen Druck in der Umgebung zu erfassen und ein Erfassungssignal zu erzeugen, das den erfassten Druck darstellt. Der Sensorchip weist eine Druckaufnahmeoberfläche auf und ist in dem Gehäuse mit der Druckaufnahmeoberfläche senkrecht zu der Innenoberfläche des Gehäuses befestigt.
Erfindungsgemäß weist der Drucksensor zumindest ein Untergehäuse auf, das in dem Gehäuse aufgenommen ist und in dem der Sensorchip befestigt ist, und weiter ein Schutzelement, das in dem Untergehäuse vorgesehen ist, um den Sensorchip zu schützen.
Mit dem vorhergehenden Aufbau kann, da die Druckaufnahmeoberfläche des Sensorchips demgemäß parallel zu der Richtung der Schwingungen ist, der Einfluss der Schwingungen auf die Druckaufnahmeoberfläche minimiert werden. Folglich kann eine hohe Genauigkeit des Drucksensors sichergestellt werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung beinhaltet der Drucksensor weiterhin einen Schaltungschip, um das Erfassungssignal zu verarbeiten, das von dem Sensorchip erzeugt wird. Der Schaltungschip ist in dem Gehäuse befestigt, ohne in der Richtung der Schwingungen zu dem Sensorchip ausgerichtet zu sein.
Mit dem vorhergehenden Aufbau kann der Drucksensor auch dann, wenn die Umgebung eine begrenzte verfügbare Länge in der Richtung der Schwingungen aufweist, immer noch in die Umgebung eingebaut werden.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert.
Es zeigt:
1 eine schematische Querschnittsansicht eines Drucksensors gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
2 eine schematische Querschnittsansicht eines Drucksensor gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
3 eine schematische Querschnittsansicht eines Drucksensors gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
4 eine schematische Querschnittsansicht eines Drucksensors gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
5 eine schematische Querschnittsansicht eines Drucksensors gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung;
6 eine schematische Querschnittsansicht eines bestehenden Drucksensors; und
7 eine schematische Ansicht des bestehenden Drucksensors, der in einen Innenraum eingebaut ist, der in einer Tür eines Fahrzeugs ausgebildet ist.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden hier im weiteren Verlauf unter Bezugnahme auf die 1 bis 5 beschrieben.
Es ist anzumerken, dass zum Zwecke der Klarheit und des Verständnisses identische Komponenten, die identische Funktionen in unterschiedlichen Ausführungsbeispielen der Erfindung aufweisen, wo es möglich ist, in jeder der Figuren mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet worden sind.
Erstes Ausführungsbeispiel
1 zeigt den Gesamtaufbau eines Drucksensors 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der Drucksensor 1 ist dazu ausgelegt, in einen Innenraum eingebaut zu werden, der in einer Tür eines Fahrzeugs ausgebildet ist, um die Luftdruckänderung in dem Innenraum zu erfassen, die durch eine Kollision gegen die Tür bewirkt wird.
Der Innenraum kann zwischen einem Aussenblech auf der Aussenseite und einer Türverkleidung auf der Innenseite der Tür ausgebildet sein. Ansonsten kann, wenn eine Innenverkleidung zwischen dem Aussenblech und der Türverkleidung vorgesehen ist, der Innenraum entweder zwischen dem Aussenblech und der Innenverkleidung oder zwischen der Innenverkleidung und der Türverkleidung ausgebildet sein.
Wie es in 1 gezeigt ist, beinhaltet der Drucksensor 1 einen Sensorchip 10, einen Glassitz bzw. eine Glasauflage 11, ein Untergehäuse 12, eine Mehrzahl von Anschlüssen 13, einen Schaltungschip 14, ein Hauptgehäuse 15 und eine Mehrzahl von Anschlüssen 16.
Der Sensorchip 10 beinhaltet eine Membran (nicht gezeigt) zum Erfassen eines Drucks. Die Membran weist eine Brückenschaltung, die darin ausgebildet ist, und eine Druckaufnahmeoberfläche auf, die eine Druckaufnahmeoberfläche 10a des Sensorchips 10 darstellt. Wenn ein Druck auf den Sensorchip 10 ausgeübt wird, wird die Druckaufnahmeoberfläche 10a verschoben, um dadurch zu bewirken, dass das Ausgangssignal der Brückenschaltung demgemäß geändert wird. Daher kann der Druck auf der Grundlage eines Erfassungssignals erfasst werden, das von dem Sensorchip 10 erzeugt wird und das Ausgangssignal der Brückenschaltung darstellt.
Der Glassitz 11 ist vorgesehen, um den Sensorchip 10 mit einer minimalen Spannung zu halten, die durch eine Temperaturänderung induziert wird.
Das Untergehäuse 12 besteht aus Harz und weist die Form einer Schale mit einer Öffnung 12a und einer inneren Endoberfläche (das heisst der Innenoberfläche des geschlossenen Endes der Schale) 12b auf. Der Schaltungschip 10 und der Glassitz 11 sind auf die innere Endoberfläche 12b gestapelt, so dass die Druckaufnahmeoberfläche 10a des Schaltungschips 10 parallel zu der inneren Endoberfläche 12b ist. Weiterhin ist der Glassitz 11 durch einen Klebstoff 17 an der inneren Endoberfläche 12b befestigt.
Die Anschlüsse 13 sind vorgesehen, um das Erfassungssignal, das von dem Sensorchip 10 erzeugt wird, nach ausserhalb des Untergehäuses 12 zu übertragen, und das Untergehäuse 12 an dem Hauptgehäuse 15 zu befestigen. Genauer gesagt bestehen die Anschlüsse 13 zum Beispiel aus Kupfer und weisen eine ”L”-Form auf. Die Anschlüsse 13 sind jeweils teilweise in das Untergehäuse 12 eingeführt. Die eingeführten Abschnitte der Anschlüsse 13 sind durch einen Klebstoff (nicht gezeigt) an der inneren Endoberfläche 12b des Untergehäuses 12 parallel zu der Druckaufnahmeoberfläche 10a des Sensorchips 10 befestigt. Die eingeführten Abschnitte sind weiterhin durch eine Drahtkontaktierung 18 elektrisch mit dem Sensorchip 10 verbunden.
Um die eingeführten Abschnitte der Anschlüsse 13, den Sensorchip 10 und die Drahtkontaktierung 18 zu schützen, ist ein Schutzelement 19 durch die Öffnung 12a in das Untergehäuse 12 gefüllt. Das Schutzelement 19 besteht aus einem stark isolierenden Material, wie zum Beispiel einem Gel oder Gummi auf Fluorinbasis.
Der Schaltungschip 14 besteht aus einem Halbleiterchip, der zum Beispiel einen MOS-Transistor beinhaltet. Der Schaltungschip 14 weist darin ausgebildet eine Schaltung zum Verarbeiten des Erfassungssignals auf, das von dem Sensorchip 10 erzeugt wird.
Das Hauptgehäuse 15 besteht ebenso aus Harz und weist die Form einer Tasse mit einer Öffnung 15a und einer inneren Endoberfläche 15b auf. Der Schaltungschip 14 ist durch einen Klebstoff 20 an der inneren Endoberfläche 15b befestigt. Die Anschlüsse 13 sind ebenso durch einen Klebstoff (nicht gezeigt) an der inneren Endoberfläche 15b befestigt. Die Anschlüsse 13 sind weiterhin durch eine Drahtkontaktierung 18 elektrisch mit dem Schaltungschip 14 verbunden.
Die Anschlüsse 16 sind vorgesehen, um den Schaltungschip 14 elektrisch mit einer externen Vorrichtung oder Schaltung zu verbinden. Weiterhin dehnen sich die Anschlüsse 16 parallel zu der inneren Endoberfläche 15b des Hauptgehäuses 15 aus und sind teilweise in das Hauptgehäuse 15 eingeführt. Die eingeführten Abschnitte der Anschlüsse 16 sind durch einen Klebstoff (nicht gezeigt) an der inneren Endoberfläche 15b des Hauptgehäuses 15 befestigt. Die eingeführten Abschnitte 16 sind weiterhin durch eine Drahtkontaktierung 18 elektrisch mit dem Schaltungschip 14 verbunden.
Um die Abschnitte der Anschlüsse 13 ausserhalb des Untergehäuses 12, den Schaltungschip 14 und die eingeführten Abschnitte der Anschlüsse 16 zu schützen, ist das Hauptgehäuse 15 ebenso durch die Öffnung 15a mit dem Schutzelement 19 gefüllt.
Nach einem Beschreiben des Gesamtaufbaus des Drucksensors 1 werden nun Vorteile von diesem beschrieben.
Der Drucksensor 1 ist in den Innenraum einzubauen, der in der Tür des Fahrzeugs ausgebildet ist, wobei die innere Endoberfläche 15b des Hauptgehäuses 15 senkrecht zu der Schwingungsrichtung (das heisst der Richtung von Schwingungen, die durch einen Öffnungs- und Schließvorgang der Tür bewirkt werden) ist. Genauer gesagt ist der Drucksensor 1 durch einen Klebstoff an einer Türverkleidung des Fahrzeugs derart zu befestigen, dass die innere Endoberfläche 15b des Hauptgehäuses 15 senkrecht zu der horizontalen Richtung (das heisst zu der Schwingungsrichtung) ist. Da die Druckaufnahmeoberfläche 10a des Sensorchips 10 senkrecht zu der inneren Endoberfläche 15b des Hauptgehäuses 15 ist, ist sie demgemäß parallel zu der Schwingungsrichtung nach dem Einbau.
Mit dem vorhergehenden Aufbau wird, wenn der Luftdruck in dem Innenraum aufgrund einer Kollision gegen die Tür geändert wird, die Membran des Sensorchips 10 deformiert und wird die Änderung des Luftdrucks durch das Erfassungssignal dargestellt, das von dem Sensorchip 10 erzeugt wird. Das Erfassungssignal wird dann zu dem Schaltungschip 14 ausgegeben und in diesem verarbeitet. Nach der Verarbeitung wird das Erfassungssignal weiterhin über die Anschlüsse 16 zu der externen Vorrichtung oder Schaltung ausgegeben. Andererseits können, wenn ein Öffnungs- und Schließvorgang der Tür durchgeführt wird, Schwingungen in der Öffnungs- und Schließrichtung (das heisst der horizontalen Richtung) bewirkt werden und zu dem Drucksensor 1 übertragen werden. Jedoch kann, da die Druckaufnahmeoberfläche 10a des Sensorchips 10 parallel zu der Schwingungsrichtung ist, die Deformation der Membran des Sensorchips 10 aufgrund der Schwingungen minimiert werden. Folglich kann eine hohe Genauigkeit des Drucksensors 1 sichergestellt werden.
Weiterhin ist in dem Drucksensor 1 der Sensorchip 10 an dem Untergehäuse 12 befestigt und ist der Schaltungschip 14 direkt an der inneren Endoberfläche 15b des Hauptgehäuses 15 befestigt. Die Sensor- und die Schaltungschips 10 und 14 sind nicht in der Schwingungsrichtung ausgerichtet.
Mit dem vorhergehenden Aufbau kann auch dann, wenn der Innenraum in der Tür des Fahrzeugs eine begrenzte verfügbare Länge in der Schwingungsrichtung (das heisst der horizontalen Richtung) aufweist, der Drucksensor 1 immer noch in den Innenraum eingebaut werden.
In dem Drucksensor 1 weist jeder der Anschlüsse 13 eine ”L”-Form auf und ist teilweise in das Untergehäuse 12 eingeführt.
Folglich können derartige Abschnitte der Anschlüsse 13, welche parallel zu dem Sensorchip 10 an der inneren Endoberfläche 12b des Untergehäuses 12 befestigt sind, einfach elektrisch mit dem Sensorchip 10 verbunden werden. Die anderen Abschnitte, welche parallel zu dem Schaltungschip 14 an der inneren Endoberfläche 15b des Hauptgehäuses 15 befestigt sind, können einfach elektrisch mit dem Schaltungschip 14 verbunden werden.
In dem Drucksensor 1 ist es, da der Sensorchip 10 in dem Untergehäuse 12 aufgenommen ist, möglich, den Sensorchip 10 durch Füllen des Schutzelements 19 lediglich in das Untergehäuse 12 zu schützen. Folglich kann verglichen mit dem Fall eines Füllens des gesamten Hauptgehäuses 15 die Menge des Schutzelements 19, die erforderlich ist, bedeutsam verringert werden.
Zweites Ausführungsbeispiel
2 zeigt den Gesamtaufbau eines Drucksensors 1A gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der Aufbau des Drucksensors 1A ist ähnlich zu dem des Drucksensors 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Demgemäß werden lediglich die Unterschiede dazwischen beschrieben.
In dem Drucksensor 1 ist, wie es zuvor beschrieben worden ist, der Schaltungschip 14 direkt auf das Hauptgehäuse 15 montiert.
Im Vergleich dazu beinhaltet, wie es in 2 gezeigt ist, der Drucksensor 1A weiterhin ein Untergehäuse 21 und eine Mehrzahl von Anschlüssen 22.
Das Untergehäuse 21 besteht aus Harz und weist die Form einer Schale mit einer Öffnung 21a und einer inneren Endoberfläche 21b auf. Das Untergehäuse 21 ist auf der inneren Endoberfläche 15b des Hauptgehäuses 15 angeordnet, so dass die innere Endoberfläche 21b des Untergehäuses 21 parallel zu der inneren Endoberfläche 15b des Hauptgehäuses 15 ist. Der Schaltungschip 17 ist in dem Untergehäuse 21 aufgenommen und durch den Klebstoff 20 an der inneren Endoberfläche 21b befestigt.
Die Anschlüsse 22 sind vorgesehen, um den Schaltungschip 14 elektrisch mit den Anschlüssen 13 und 16 zu verbinden und das Untergehäuse 21 an dem Hauptgehäuse 15 zu befestigen. Genauer gesagt dehnen sich die Anschlüsse 22 zu der inneren Endoberfläche 15b des Hauptgehäuses 15 aus und sind teilweise in das Untergehäuse 21 eingeführt. Die Anschlüsse 22 sind durch einen Klebstoff (nicht gezeigt) an der inneren Endoberfläche 15b des Hauptgehäuses 15 befestigt. Das Untergehäuse 21 ist demgemäß über die Anschlüsse 22 mit dem Schaltungschip 14 parallel zu der inneren Endoberfläche 15b des Hauptgehäuses 15 befestigt.
Die eingeführten Abschnitte der Anschlüsse 22 sind durch eine Drahtkontaktierung 18 elektrisch mit dem Schaltungschip 14 verbunden. Weiterhin ist, um den Schaltungschip 14, die eingeführten Abschnitte der Anschlüsse 22 und die Drahtkontaktierung 18 zu schützen, das Untergehäuse 21 durch die Öffnung 21a mit dem Schutzelement 19 gefüllt.
Die Abschnitte der Anschlüsse 22 ausserhalb des Untergehäuses 21 sind durch die Drahtkontaktierung 18 elektrisch mit den Anschlüssen 13 und 22 verbunden. Weiterhin wird das Schutzelement 19 angewendet, um die Drahtkontaktierung 18, die die Anschlüsse 22 mit den Anschlüssen 13 oder 22 verbindet, einzubetten, um sie dadurch zu schützen.
Der zuvor beschriebene Drucksensor 1A weist die Vorteile des Drucksensors 1 auf, der in dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben worden ist.
Drittes Ausführungsbeispiel
3 zeigt den Gesamtaufbau eines Drucksensors 1B gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der Aufbau des Drucksensors 1B ist ähnlich zu dem des Drucksensors 1A gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Demgemäß werden lediglich die Unterschiede dazwischen beschrieben.
In dem Drucksensor 1A, der zuvor beschrieben worden ist, sind die Anschlüsse 22 durch die Drahtkontaktierung 18 elektrisch mit den Anschlüssen 13 oder 16 verbunden. Im Vergleich dazu beinhaltet der Drucksensor 1B, wie es in 3 gezeigt ist, weiterhin eine Leiterplatte 23, die die Anschlüsse 22 elektrisch mit den Anschlüssen 13 oder 16 verbindet.
Die Leiterplatte 23 besteht aus einer Glasepoxydplatte oder einer flexiblen Platte, auf welcher ein leitendes Muster (nicht gezeigt), durch Verdrahtungsmuster und Kontaktierungsanschlussflächen ausgebildet ist. Die Leiterplatte 23 ist durch Schrauben (nicht gezeigt) mit einem Klebstoff (nicht gezeigt) an der inneren Endoberfläche 15b des Hauptgehäuses 15 befestigt. Die Anschlüsse 13, 22 und 16 sind durch Löten oder Schweissen mit den entsprechenden Kontaktierungsanschlussflächen auf der Leiterplatte 23 verbunden. Folglich sind die Anschlüsse 22 durch das leitende Muster, das auf der Leiterplatte 23 ausgebildet ist, elektrisch mit den Anschlüssen 13 oder 16 verbunden.
Der zuvor beschriebene Drucksensor 1B weist die gleichen Vorteile wie die Drucksensoren 1 und 1A gemäß den vorherigen Ausführungsbeispielen der Erfindung auf.
Viertes Ausführungsbeispiel
4 zeigt den Gesamtaufbau eines Drucksensor 1C gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der Aufbau des Drucksensors 1C ist ähnlich zu dem des Drucksensors 1A gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Demgemäß werden lediglich die Unterschiede dazwischen beschrieben.
In dem Drucksensor 1A, wie er zuvor beschrieben worden ist, sind der Sensorchip 10 und der Schaltungschip 14 jeweils in den Untergehäusen 12 und 21 befestigt. Weiterhin sind die Untergehäuse 12 und 21 an der inneren Endoberfläche 15b des Hauptgehäuses 15 befestigt, so dass der Sensorchip 10 senkrecht zu der inneren Endoberfläche 15b ist, während der Schaltungschip 14 parallel zu der inneren Endoberfläche 15b ist.
Im Vergleich dazu beinhaltet der Drucksensor 1C, wie es in 4 gezeigt ist, lediglich ein einzelnes Untergehäuse 24 anstelle der Untergehäuse 12 und 21, um sowohl den Sensorchip 10 als auch den Schaltungschip 14 aufzunehmen. Weiterhin ist das Untergehäuse 24 an der inneren Endoberfläche 15b des Hauptgehäuses 15 derart befestigt, dass sowohl der Sensorchip 10 als auch der Schaltungschip 14 senkrecht zu der inneren Endoberfläche 15b sind.
Das Untergehäuse 24 besteht aus Harz und weist die Form von zwei Schalen auf, die mit einer gemeinsamen Endwand miteinander integriert sind. Anders ausgedrückt ist das Untergehäuse 24 durch eine Trennwand (die gemeinsame Endwand) in zwei Teile getrennt. Genauer gesagt weist das Untergehäuse 24 erste und zweite Öffnungen 24a und 24b auf, die in der Längsrichtung des Untergehäuses 24 einander gegenüberliegen. Das Untergehäuse 24 weist ebenso erste und zweite innere Endoberflächen 24c1 und 24c2 auf, die jeweils die Oberflächen der gemeinsamen Endwand des Untergehäuses 24 sind, die den ersten und zweiten Öffnungen 24a und 24b gegenüberliegen.
Der Sensorchip 10 und der Schaltungschip 14 sind jeweils an den ersten und zweiten inneren Endoberflächen 24c1 und 24c2 des Untergehäuses 24 parallel zu diesen befestigt. Das Untergehäuse 24 ist über die Anschlüsse 13, die teilweise in das Untergehäuse 24 eingeführt sind, an der inneren Endoberfläche 15b des Hauptgehäuses 15 befestigt, so dass die ersten und zweiten inneren Endoberflächen 24c1 und 24c2 senkrecht zu der inneren Endoberfläche 15b des Hauptgehäuses 15 sind. Folglich sind sowohl der Sensorchip 10 als auch der Schaltungschip 14 senkrecht zu der inneren Endoberfläche 15b des Hauptgehäuses 15.
Die elektrische Verbindung zwischen den Anschlüssen 13 und den Sensor- und Schaltungschips 10 und 14 wird in dem Untergehäuse 24 durch eine Drahtkontaktierung 18 bewirkt. Um alle der Komponenten in dem Untergehäuse 24 zu schützen, ist das Schutzelement 19 durch beide der ersten und zweiten Öffnungen 24a und 24b in das Untergehäuse 24 gefüllt. Andererseits wird die elektrische Verbindung zwischen den Anschlüssen 13 und den Anschlüssen 16 ausserhalb des Untergehäuses 24 durch die Drahtkontaktierung 18 bewirkt. Das Schutzelement 19 wird angewendet, um die Drahtkontaktierung 18 einzubetten, die die Anschlüsse 13 und 16 verbindet, um sie dadurch zu schützen. Folglich kann verglichen mit dem Fall eines Füllens des gesamten Hauptgehäuses 15 die Menge des Schutzelements 19 die erforderlich ist, bedeutsam verringert werden.
Der zuvor beschriebene Drucksensor 1C weist die gleichen Vorteile wie die Drucksensoren 1, 1A und 1B gemäß den vorhergehenden Ausführungsbeispielen der Erfindung auf.
Fünftes Ausführungsbeispiel
5 zeigt den Gesamtaufbau eines Drucksensors 1D gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Struktur des Drucksensors 1D ist ähnlich zu der des Drucksensors 1A gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Demgemäß werden lediglich die Unterschiede dazwischen beschrieben.
In dem Drucksensor 1A, wie er zuvor beschrieben worden ist, sind der Sensorchip 10 und der Schaltungschip 14 jeweils in den Untergehäusen 12 und 21 befestigt. Weiterhin sind die Untergehäuse 12 und 21 an der inneren Endoberfläche 15b des Hauptgehäuses 15 derart befestigt, dass der Sensorchip 10 senkrecht zu der inneren Endoberfläche 15b ist, während der Schaltungschip 14 parallel zu der inneren Endoberfläche 15b ist.
Im Vergleich dazu beinhaltet der Drucksensor 1D, wie es in 5 gezeigt ist, lediglich ein einzelnes Untergehäuse 25 anstelle der Untergehäuse 12 und 21, um sowohl den Sensorchip 10 als auch den Schaltungschip 14 aufzunehmen. Weiterhin ist das Untergehäuse 25 an der inneren Endoberfläche 15b des Hauptgehäuses 15 derart befestigt, dass sowohl der Sensorchip 10 als auch der Schaltungschip 14 senkrecht zu der inneren Endoberfläche 15b sind.
Das Untergehäuse 25 besteht aus Harz und weist die Form einer Schale mit einer Öffnung 25a und einer inneren Endoberfläche 25b auf. Der Schaltungschip 14 ist durch einen Klebstoff 17 an der inneren Endoberfläche 25b des Untergehäuses 25 befestigt. Der Sensorchip 10 ist auf den Schaltungschip 14 gestapelt. Die Anschlüsse 13 sind teilweise in das Untergehäuse 25 eingeführt, um das Untergehäuse 25 zu halten. Die elektrische Verbindung zwischen dem Schaltungschip 10 und dem Schaltungschip 14 und den Anschlüssen wird in dem Untergehäuse 25 durch eine Drahtkontaktierung 18 bewirkt. Um alle der Komponenten in dem Untergehäuse 25 zu schützen, ist das Schutzelement 19 durch die Öffnung 25a in das Untergehäuse 25 gefüllt. Andererseits wird die elektrische Verbindung zwischen den Anschlüssen 13 und den Anschlüssen 16 ausserhalb des Untergehäuses 25 durch die Drahtkontaktierung 18 bewirkt. Das Schutzelement 19 wird angewendet, um die Drahtkontaktierung 18 einzubetten, die die Anschlüsse 13 und 16 verbindet, um sie dadurch zu schützen. Folglich kann verglichen mit dem Fall eines Füllens des gesamten Hauptgehäuses 15 die Menge des Schutzelements 19, die erforderlich ist, bedeutsam verringert werden.
Der zuvor beschriebene Drucksensor 1D weist die gleichen Vorteile wie die Drucksensoren 1, 1A, 1B und 1C gemäß den vorhergehenden Ausführungsbeispielen der Erfindung auf.
Andere Ausführungsbeispiele
Während die vorhergehenden besonderen Ausführungsbeispiele der Erfindung gezeigt und beschrieben worden sind, versteht es sich für Fachleute, dass verschiedene Ausgestaltungen, Änderungen und Verbesserungen durchgeführt werden können, ohne den Umfang der Erfindung zu verlassen.

(1) Die vorhergehenden Ausführungsbeispiele der Erfindung sind auf die Drucksensoren gerichtet, die in einen Innenraum eingebaut sind, der in einer Tür eines Fahrzeugs ausgebildet ist, um die Luftdruckänderung in dem Innenraum zu erfassen, die durch eine Kollision gegen die Tür bewirkt wird. Jedoch kann die Erfindung ebenso an Drucksensoren für andere Zwecke angewendet werden.
(2) In den vorhergehenden Ausführungsbeispielen der Erfindung sind die Drucksensoren durch einen Klebstoff an einer Türverkleidung befestigt. Jedoch ist es ebenso möglich, die Drucksensoren durch andere Mittel, wie zum Beispiel Schrauben, an der Türverkleidung zu befestigen.
(3) In den vorhergehenden Ausführungsbeispielen der Erfindung sind die Anschlüsse 13 durch einen Klebstoff an der inneren Endoberfläche 15b des Hauptgehäuses 15 befestigt. Jedoch können die Anschlüsse 13 ebenso durch andere Mittel, wie zum Beispiel Löten, an der inneren Endoberfläche 15b befestigt sein.

Claims

Drucksensor, der in einer Umgebung zu verwenden ist, die Schwingungen mit sich bringt, wobei der Drucksensor (1; 1A; 1B; 1C; 1D) aufweist: ein Gehäuse (15), das eine Innenoberfläche (15b) aufweist, die senkrecht zu einer Richtung der Schwingungen anzuordnen ist; und einen Sensorchip (10), um einen Druck in der Umgebung zu erfassen und ein Erfassungssignal zu erzeugen, das den erfassten Druck darstellt, wobei der Sensorchip (10) eine Druckaufnahmeoberfläche (10a) aufweist und mit der Druckaufnahmeoberfläche (10a) senkrecht zu der Innenoberfläche (15b) des Gehäuses (15) in dem Gehäuse (15) befestigt ist, gekennzeichnet durch zumindest ein Untergehäuse (12; 12, 21; 24; 25), das in dem Gehäuse (15) aufgenommen ist und in dem der Sensorchip (10) befestigt ist; und ein Schutzelement (19), das in dem Untergehäuse (12; 12, 21; 24; 25) vorgesehen ist, um den Sensorchip (10) zu schützen.
Drucksensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Umgebung ein Innenraum ist, der in einer Tür eines Fahrzeugs ausgebildet ist, und die Schwingungen durch einen Öffnungs- und Schließvorgang der Tür bewirkt werden.
Drucksensor nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch weiterhin einen Schaltungschip (14), um das Erfassungssignal zu verarbeiten, das von dem Sensorchip (10) erzeugt wird, wobei der Schaltungschip (14) in dem Gehäuse (15) befestigt ist, ohne in der Richtung der Schwingungen mit dem Sensorchip (10) ausgerichtet zu sein.
Drucksensor nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch weiterhin eine Mehrzahl von Anschlüssen (13), wobei das zumindest eine Untergehäuse (12) ein einzelnes Untergehäuse ist, das Untergehäuse (12) über die Anschlüsse (13) an der Innenoberfläche (15b) des Gehäuses (15) befestigt ist, und der Schaltungschip (14) in dem Gehäuse (15) aufgenommen ist und parallel zu der Innenoberfläche (15b) an der Innenoberfläche (15b) des Gehäuses (15) befestigt ist.
Drucksensor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlüsse (13) jeweils teilweise in das Untergehäuse (12) eingeführt sind, Abschnitte der Anschlüsse (13) innerhalb des Untergehäuses (12) durch eine Drahtkontaktierung (18) elektrisch mit dem Sensorchip (10) verbunden sind, und das Schutzelement (19) in dem Untergehäuse (12) vorgesehen ist, um den Sensorchip (10), die Abschnitte der Anschlüsse (13) innerhalb des Untergehäuses (12) und die Drahtkontaktierung (18) zu schützen.
Drucksensor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass Abschnitte der Anschlüsse (13) außerhalb des Untergehäuses (12) durch eine Drahtkontaktierung (18) elektrisch mit dem Schaltungschip (14) verbunden sind, und das Schutzelement (19) ebenfalls in dem Gehäuse (15) vorgesehen ist, um den Schaltungschip (14), die Abschnitte der Anschlüsse (13) außerhalb des Untergehäuses (12) und die Drahtkontaktierung (18) außerhalb des Untergehäuses (12) zu schützen.
Drucksensor nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch weiterhin eine Mehrzahl von ersten Anschlüssen (13) und eine Mehrzahl von zweiten Anschlüssen (22), wobei das zumindest eine Untergehäuse (12, 21) ein erstes (12) und ein zweites (21) Untergehäuse beinhaltet, der Sensorchip (10) in dem ersten Untergehäuse (12) befestigt ist, das erste Untergehäuse (12) über die ersten Anschlüsse (13) an der Innenoberfläche (15b) des Gehäuses (15) befestigt ist, der Schaltungschip (14) in dem zweiten Untergehäuse (21) befestigt ist, und das zweite Untergehäuse (21) über die zweiten Anschlüsse (22) an der Innenoberfläche (15b) des Gehäuses (15) befestigt ist, so dass der Schaltungschip (14) parallel zu der Innenoberfläche (15b) des Gehäuses (15) ist.
Drucksensor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Anschlüsse (13) jeweils teilweise in das erste Untergehäuse (12) eingeführt sind, Abschnitte der ersten Anschlüsse (13) innerhalb des ersten Untergehäuses (12) durch eine Drahtkontaktierung (18) elektrisch mit dem Schaltungschip (14) verbunden sind, das Schutzelement (19) in dem ersten Untergehäuse (12) vorgesehen ist, um den Sensorchip (10), die Abschnitte der ersten Anschlüsse (13) innerhalb des ersten Untergehäuses (12) und die Drahtkontaktierung (18) innerhalb des ersten Untergehäuses (12) zu schützen, die zweiten Anschlüsse (22) jeweils teilweise in das zweite Untergehäuse (21) eingeführt sind, Abschnitte der zweiten Anschlüsse (22) innerhalb des zweiten Untergehäuses (21) durch eine Drahtkontaktierung (18) elektrisch mit dem Schaltungschip (14) verbunden sind, und das Schutzelement (19) ebenfalls in dem zweiten Untergehäuse (21) vorgesehen ist, um den Schaltungschip (14), die Abschnitte der zweiten Anschlüsse (22) innerhalb des zweiten Untergehäuses (21) und die Drahtkontaktierung (18) innerhalb des zweiten Untergehäuses (21) zu schützen.
Drucksensor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass Abschnitte der ersten Anschlüsse (13) außerhalb des ersten Untergehäuses (12) durch eine Drahtkontaktierung (18) elektrisch mit Abschnitten der zweiten Anschlüsse (22) außerhalb des zweiten Untergehäuses (21) verbunden sind, und das Schutzelement (19) ebenfalls in dem Gehäuse (15) vorgesehen ist, um die Abschnitte der ersten Anschlüsse (13) außerhalb des ersten Untergehäuses (12), die Abschnitte der zweiten Anschlüsse (22) außerhalb des zweiten Untergehäuses (21) und die Drahtkontaktierung (18) außerhalb der ersten und zweiten Untergehäuse (12, 21) zu schützen.
Drucksensor nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch weiterhin eine Leiterplatte (23), die ein leitendes Muster aufweist, das darauf ausgebildet ist, und auf der Innenoberfläche (15b) des Gehäuses (15) angeordnet ist, wobei Abschnitte der ersten Anschlüsse (13) außerhalb des ersten Untergehäuses (12) durch das leitende Muster, das auf der Leiterplatte (23) ausgebildet ist, elektrisch mit Abschnitten der zweiten Anschlüsse (22) außerhalb des zweiten Untergehäuses (21) verbunden sind.
Drucksensor nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch weiterhin eine Mehrzahl von Anschlüssen (13), wobei das zumindest eine Untergehäuse (24) ein einzelnes Untergehäuse ist, das Untergehäuse (24) durch eine Trennwand, die erste und zweite Oberflächen (24c1, 24c2) aufweist, die parallel zueinander sind und sich in gegenüberliegenden Richtungen gegenüberliegen, in zwei Teile getrennt ist; die Sensor- und Schaltungschips (10, 14) jeweils in den zwei Teilen des Untergehäuses (12) aufgenommen sind und jeweils mit den ersten und zweiten Oberflächen (24c1, 24c2) der Trennwand parallel zu den ersten und zweiten Oberflächen (24c1, 24c2) befestigt sind, und das Untergehäuse (24) über die Anschlüsse (13) an der Innenoberfläche des Gehäuses (15) befestigt ist, so dass die ersten und zweiten Oberflächen (24c1, 24c2) der Trennwand senkrecht zu der Innenoberfläche (15b) des Gehäuses (15) sind.
Drucksensor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlüsse (13) jeweils teilweise in das Untergehäuse (24) eingeführt sind, die Sensor- und Schaltungschips (10, 14) durch eine Drahtkontaktierung (18) elektrisch mit Abschnitten der Anschlüsse (13) innerhalb des Untergehäuses (24) verbunden sind, und das Schutzelement (19) in dem Untergehäuse (24) vorgesehen ist, um die Sensor- und Schaltungschips (10, 14), die Abschnitte der Anschlüsse (13) innerhalb des Untergehäuses (24) und die Drahtkontaktierung (18) zu schützen.
Drucksensor nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch weiterhin eine Mehrzahl von Anschlüssen (13), wobei das zumindest eine Untergehäuse (25) ein einzelnes Untergehäuse ist, die Sensor- und Schaltungschips (10, 14) in dem Untergehäuse (25) aufgenommen sind und auf eine Innenoberfläche (25b) des Untergehäuses (25) parallel zu der Innenoberfläche (25b) des Untergehäuses (12) gestapelt sind, und das Untergehäuse (25) über die Anschlüsse (13) an der Innenoberfläche (15b) des Gehäuses (15) befestigt ist, so dass die Innenoberfläche (25b) des Untergehäuses (25) senkrecht zu der Innenoberfläche (15b) des Gehäuses (15) ist.
Drucksensor nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlüsse (13) jeweils teilweise in das Untergehäuse (25) eingeführt sind, der Sensorchip (10) durch eine Drahtkontaktierung (18) elektrisch mit dem Schaltungschip (14) und Abschnitten der Anschlüsse (13) innerhalb des Untergehäuses (25) verbunden ist, und das Schutzelement (19) in dem Untergehäuse (25) vorgesehen ist, um die Sensor- und Schaltungschips (10, 14), die Abschnitte der Anschlüsse (13) innerhalb des Untergehäuses (25) und die Drahtkontaktierung (18) zu schützen.