EP0951640A1 - Housing for semiconductor sensor arrangement and process for producing the same - Google Patents

Housing for semiconductor sensor arrangement and process for producing the same

Info

Publication number
EP0951640A1
EP0951640A1 EP97951108A EP97951108A EP0951640A1 EP 0951640 A1 EP0951640 A1 EP 0951640A1 EP 97951108 A EP97951108 A EP 97951108A EP 97951108 A EP97951108 A EP 97951108A EP 0951640 A1 EP0951640 A1 EP 0951640A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
housing
base body
cover
opening
housing according
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.)
Withdrawn
Application number
EP97951108A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Thies Janczek
Bernd Stadler
Detlef Houdeau
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Infineon Technologies AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP0951640A1 publication Critical patent/EP0951640A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B7/00—Microstructural systems; Auxiliary parts of microstructural devices or systems
    • B81B7/0032—Packages or encapsulation
    • B81B7/0058—Packages or encapsulation for protecting against damages due to external chemical or mechanical influences, e.g. shocks or vibrations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B3/00—Devices comprising flexible or deformable elements, e.g. comprising elastic tongues or membranes
    • B81B3/0064—Constitution or structural means for improving or controlling the physical properties of a device
    • B81B3/0067—Mechanical properties
    • B81B3/007—For controlling stiffness, e.g. ribs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B7/00—Microstructural systems; Auxiliary parts of microstructural devices or systems
    • B81B7/0032—Packages or encapsulation
    • B81B7/0061—Packages or encapsulation suitable for fluid transfer from the MEMS out of the package or vice versa, e.g. transfer of liquid, gas, sound
    • 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
    • G01L19/0007—Fluidic connecting means
    • G01L19/0038—Fluidic connecting means being part of the housing
    • 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
    • G01L19/06—Means for preventing overload or deleterious influence of the measured medium on the measuring device or vice versa
    • G01L19/0627—Protection against aggressive medium in general
    • G01L19/0645—Protection against aggressive medium in general using isolation membranes, specially adapted for protection
    • 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
    • G01L19/142—Multiple part housings
    • G01L19/143—Two part housings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
    • B81C2203/00—Forming microstructural systems
    • B81C2203/01—Packaging MEMS
    • B81C2203/0163—Reinforcing a cap, e.g. with ribs
    • 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
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/30—Technical effects
    • H01L2924/301—Electrical effects
    • H01L2924/3025—Electromagnetic shielding

Definitions

  • the present invention relates to a housing for a semiconductor sensor arrangement, in which a sensor and evaluation logic are integrated in a semiconductor body and arranged in a housing base body, the housing being closed by a membrane.
  • the invention also relates to a method for producing such a housing.
  • semiconductor sensors must be protected against process and environmental influences. However, it is necessary that a semiconductor sensor remains accessible to the medium to be measured. In the case of a semiconductor pressure sensor arrangement, for example, the actual semiconductor pressure sensor must be able to be coupled to the pressure to be measured. In other words, a changing pressure must be able to act on the surface of the semiconductor sensor. The same also applies, for example, to temperature sensors, moisture sensors, etc. It is important to ensure that the housing protecting the semiconductor sensor introduces as little delay as possible in the measurement.
  • the semiconductor body of the actual semiconductor sensor is accommodated on a circuit board in an inner housing provided with a membrane, which together with evaluation logic in one parent housing is provided.
  • the access of the measuring medium, ie mostly air or gas, to the inner housing is via a silicone membrane of the higher-level housing.
  • US Pat. No. 4,732,042 describes a semiconductor pressure sensor arrangement in which the semiconductor body is cast in a housing in silicone rubber, which is provided with a membrane on one side.
  • the underside of the semiconductor body is freely accessible through a hole in the housing, so that there is a risk of mechanical damage here.
  • this semiconductor sensor arrangement has no evaluation electronics integrated in the semiconductor body.
  • EP-A-0 286 867 describes a semiconductor pressure sensor arrangement in which a semiconductor body is fastened on a conductor strip and is covered by a soft plastic. This soft plastic is inserted into a housing with an opening so that the pressure is transferred to the semiconductor body via the soft plastic. Damage to the semiconductor body is also possible here, since the soft plastic plastic does not always offer reliable protection against strong mechanical influences.
  • the sensor and evaluation electronics are therefore integrated in a semiconductor body.
  • this semiconductor body is not provided in an inner housing and additionally in a superordinate housing. Rather, only a housing is used, the cover of which is designed with the membrane and / or the labyrinth in such a way that it can also withstand greater mechanical loads.
  • the cover as a membrane can have, for example, a metal foil which has through openings in a cover base body made of plastic interrupts and is only exposed in these through openings.
  • the entire surface of the metal foil is not exposed here, but rather a large part is extrusion-coated with the plastic, so that in the case of a pressure sensor, the pressure is only transmitted via the through-openings to the metal foil acting as a membrane.
  • the membrane can also be attached to an annular projection within the edge of the lid base body having an opening. This makes it possible to hang the membrane “round”, which improves the response behavior of the semiconductor sensor arrangement due to its then advantageous natural vibration.
  • the opening is expediently provided in the middle of the cover body so that the medium to be measured is also acted upon in the middle of the membrane.
  • the membrane it is also possible to provide a labyrinth on the inner surface of the base body.
  • a membrane and a labyrinth can also be used together.
  • the labyrinth can comprise, for example, a spiral groove which leads from an outer opening located at the edge of the base body to an inner opening in the middle of the base body and is covered with a metal foil on the inside of the base body.
  • a sealing medium for example in the form of a liquid drop, can advantageously be introduced into the labyrinth.
  • An oil drop can be used as a liquid drop. When pressure changes, this liquid drop moves back and forth in the meandering labyrinth without resistance and reliably seals the labyrinth between the outer opening and the inner opening.
  • the labyrinth can also be formed by a spiral web which is embedded between the cover body and a film and is guided between an outer opening located at the edge of the cover body and an inner opening in the middle of the film.
  • a spiral web which is embedded between the cover body and a film and is guided between an outer opening located at the edge of the cover body and an inner opening in the middle of the film.
  • the cover can also consist of an injection molded part, into which at least one through opening is introduced in such a way that a straight passage into the interior of the housing is prevented, so that this through opening also forms a "labyrinth".
  • the through opening represents a “labyrinth” that prevents mechanical damage to the semiconductor body.
  • the semiconductor sensor arrangement according to the invention can be produced in a simple manner: the basic housing body and the cover can be guided to a work station on separate belts and connected to one another there. Likewise, the lid base body and, for example, a metal foil can also be conveyed on separate belts and connected to one another at the work station to form the lid.
  • FIG. 1 shows a section through an inventive housing for a semiconductor sensor arrangement
  • Fig. 2 shows a section through a lid after a first
  • Embodiment of the invention shows a section through a cover according to a second exemplary embodiment of the invention.
  • Fig. 4 shows a section through a lid according to a third
  • Figure 5 is a perspective view of the lid according to the third embodiment. 6 shows a section through a cover according to a fourth exemplary embodiment of the invention; Fig. 7 shows a detail A of the cover of Fig. 6;
  • Fig. 8 is a schematic representation of the cover of Fig. 6 from below;
  • FIG. 10 shows a schematic illustration to explain the manufacture of the housing according to the invention.
  • FIG. 11 shows a section through a housing according to a sixth exemplary embodiment of the invention
  • 12 shows a plan view of a cover according to a seventh exemplary embodiment of the invention
  • FIG. 13 and 14 sections through the lid of Fig. 12;
  • Fig. 17 is a perspective view of the lid according to the eighth embodiment of the invention.
  • the cover 3 can contain a membrane 5, which is exposed through a through opening 6, so that the pressure on the semiconductor body 2 can act on a pressure sensor via this membrane 5.
  • the cover 3 consists of a cover base body 4 made of plastic, in which a metal foil of the membrane 5 is embedded, which is injected into the plastic of the cover base body 4.
  • a plurality of through openings 6 are provided in the cover base body 4, so that the metal foil of the membrane 5 is exposed in these through openings 6 and pressure can be transmitted into the interior of the housing.
  • the lid shown in FIG. 2 is, for example, placed on its edge 7 on an edge 8 of the basic housing body 1 and glued to it after the semiconductor body 2 has been contacted in a suitable manner.
  • Fig. 3 shows a second embodiment of the invention, in which a film 5 made of plastic, such as silicone, or metal is fixed on the raised edge 7 of the base body 4.
  • the lid base body 4 made of plastic has a through opening 6 in its center, so that the membrane 5 is acted upon in its center by the pressure acting from the outside, which has a favorable influence on its response behavior.
  • FIG. 4 shows a variant of the embodiment of FIG. 3 in a third exemplary embodiment of the invention: here the membrane 5 is suspended from a circular elevation 28 on the underside of the base body 4, so that the square or rectangular suspension according to the exemplary embodiment of FIG Fig. 3 in a round suspension can be changed, which is favorable for the response behavior of the membrane 5.
  • FIG. 5 shows the cover of FIG. 4 in perspective, the round shape of the membrane 5 being clearly visible.
  • the through opening 6 is shown in FIG. 5 to clarify the illustration, although it is covered by the membrane 5 per se.
  • the membrane 5 is designed to be corrugated, which has proven to be expedient for pressure transmission.
  • FIG. 6 shows a fourth exemplary embodiment of the invention, in which a spiral-shaped labyrinth 9 is incorporated into a base body 4, which leads from an outer opening 10 to an inner opening 11, as is indicated schematically in FIG. 8.
  • 7 shows a detail of this labyrinth 9 in the lid base body 4.
  • the labyrinth 9 can, for example, be introduced into the cover base body 4 by providing it with a corresponding groove during casting and then "closing" it with a foil 12, for example made of metal. This film 12 is shown “reinforced” in Fig. 6.
  • the labyrinth 9 effects a damping in the pressure transmission, since a certain time passes until a pressure change acting on the outer opening 10 reaches the inner opening 11 via the labyrinth 9.
  • a liquid drop 13, made of oil, for example, as shown schematically in FIG. 8, can be introduced into the labyrinth in order to serve as a further seal between the outer opening 10 and the inner opening 11.
  • FIG. 9 shows a housing according to a fifth exemplary embodiment of the invention, in which, similarly to the fourth exemplary embodiment of FIGS. 6 to 8, the labyrinth 9 is provided in the cover base body 4 and with an inner cover made of the film 12 or a thin one Copper part is complete.
  • This inner cover can be connected to the cover body 4 by means of an adhesive adhesive.
  • the cover body 4 is glued to the edge 8 of the basic housing body 1.
  • External electrical connections 14 are only indicated schematically in FIG. 9.
  • FIG. 9 shows the outer opening 10 in the middle of the lid base body 4, while the inner opening 11 is provided on the edge of the lid base body 4. It is therefore not absolutely necessary to provide the inner opening 10 in the middle of the cover base body 4, although this has proven to be expedient in itself so that the pressure action on the semiconductor body 2 can take place “in the middle”.
  • a cover base body 4 with a labyrinth 9 is delivered on a first tape 15 and is gripped by a suction tester (not shown). It may be expedient not to accommodate the outer opening 10 in the middle (as shown), so that the Suction tester can reliably grip the cover body 4.
  • the base cover body 4 is then glued with a film 12, which is delivered on a second belt 16 and pulled off a base 17.
  • the connection of the cover base body 4 to the film 12 is indicated schematically by a bracket with an arrow 18.
  • the base cover body 4 and the film 12 fastened thereon are then glued by means of a tampon adhesive application to the outer edge 8 of a basic housing body 1, which is fed on a third band 19.
  • the housing according to the invention can be easily assembled using three straps.
  • Fig. 11 shows a sixth embodiment of the invention, in which the cover body 4 consists of a thin metal or plastic plate to which a spiral web 20 is glued, which in turn is provided on its underside with a film 12 made of metal or plastic.
  • the web 20 thus forms a meandering labyrinth 9 between the outer opening 10 and the inner opening 11.
  • the web 20 can advantageously be produced as an injection molded part.
  • a liquid drop 13 can be introduced for sealing.
  • the cover 3 consists of an injection-molded part, which has three cores for the three outer openings 10
  • FIGS. 13 and 14 there is no straight passage from the outer opening 10 to the inner opening 11, so that here too there is a labyrinth. This ensures reliable protection of the semiconductor body 2 located below the cover 3.
  • the two lid halves 21 and 22 are made of plastic and can be produced by injection molding, similar to the lid base body 4 of the embodiment of FIGS. 12 to 14. Instead of the one through opening 24 shown in FIG. 17, three through openings can also be formed, for example.
  • the cover of the eighth exemplary embodiment enables a semiconductor pressure sensor arrangement which only responds above a certain threshold value as soon as the spring medium 23 is compressed. Foam, a gas column or rubber can be used for this spring medium 23.
  • the housing according to the invention is of course not exclusively limited to use in a semiconductor sensor arrangement in which a sensor and evaluation logic are integrated in a semiconductor body. It can also be used advantageously in a semiconductor sensor arrangement in which the sensor and the evaluation logic have different semiconductor bodies and are accommodated in a single common housing or in two separate housings. In the second case, the sensor alone is then provided with a housing according to the invention.

Abstract

A housing for a semiconductor sensor arrangement, in which a sensor and an evaluation logic are integrated in a semiconductor body (2), has a base body (1) upon which the semiconductor body (2) is applied and a cover (3) that closes the semiconductor body (2) in the base body (1). This cover (3) is directly set on the base body (1) of the housing and contains a membrane (5) and/or labyrinth.

Description

Beschreibungdescription
Gehäuse für Halbleiter-Sensoranordnunα und Verfahren zu dessen HerstellungHousing for semiconductor sensor arrangement and method for its production
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Gehäuse für eine Halbleiter-Sensoranordnung, bei der ein Sensor und eine Auswertelogik in einem Halbleiterkörper integriert und in einem Gehäusegrundkörper angeordnet sind, wobei das Gehäuse durch eine Membran verschlossen ist. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Gehäuses .The present invention relates to a housing for a semiconductor sensor arrangement, in which a sensor and evaluation logic are integrated in a semiconductor body and arranged in a housing base body, the housing being closed by a membrane. The invention also relates to a method for producing such a housing.
Halbleitersensoren müssen bekanntlich gegenüber Prozeß- und Umwelteinflüssen geschützt werden. Dabei ist es aber erforderlich, daß ein Halbleitersensor für das zu messende Medium zugänglich bleibt. So muß beispielsweise bei einer Halbleiter-Drucksensoranordnung der eigentliche Halbleiter-Drucksensor an dem zu messenden Druck ankoppelbar sein. Mit ande- ren Worten, ein sich ändernder Druck muß die Möglichkeit haben, auf der Oberfläche des Halbleitersensors wirksam zu werden. Entsprechendes gilt auch für beispielsweise Temperatursensoren, Feuchtigkeitssensoren usw. Dabei ist darauf zu achten, daß durch das den Halbleitersensor schützende Gehäuse nur eine möglichst geringfügige Verzögerung bei der Messung eingeführt wird.As is well known, semiconductor sensors must be protected against process and environmental influences. However, it is necessary that a semiconductor sensor remains accessible to the medium to be measured. In the case of a semiconductor pressure sensor arrangement, for example, the actual semiconductor pressure sensor must be able to be coupled to the pressure to be measured. In other words, a changing pressure must be able to act on the surface of the semiconductor sensor. The same also applies, for example, to temperature sensors, moisture sensors, etc. It is important to ensure that the housing protecting the semiconductor sensor introduces as little delay as possible in the measurement.
Bei einer bestehenden Halbleiter-Drucksensoranordnung ist der Halbleiterkörper des eigentlichen Halbleitersensors auf einer Platine in einem mit einer Membran versehenen inneren Gehäuse untergebracht, das zusammen mit einer Auswertelogik in einem übergeordneten Gehäuse vorgesehen ist. Der Zugang des Meßmediums, also zumeist Luft bzw. Gas, zu dem inneren Gehäuse erfolgt über eine Siliconmembran des übergeordneten Gehäuses. Ein derartiger Aufbau führt zwangsläufig zu relativ großen Baugruppen, da der Halbleitersensor und die Auswertelogik in verschiedenen Halbleiterkörpern vorgesehen sind.In an existing semiconductor pressure sensor arrangement, the semiconductor body of the actual semiconductor sensor is accommodated on a circuit board in an inner housing provided with a membrane, which together with evaluation logic in one parent housing is provided. The access of the measuring medium, ie mostly air or gas, to the inner housing is via a silicone membrane of the higher-level housing. Such a structure inevitably leads to relatively large assemblies, since the semiconductor sensor and the evaluation logic are provided in different semiconductor bodies.
Halbleiter-Sensoranordnungen, bei denen der eigentliche Halbleitersensor und die Auswertelogik in einem Halbleiterkörper vereinigt sind, müssen in einem auf einer Seite offenen Gehäuse untergebracht werden. Bisher wird ein derartiger Halbleiterkörper nach seiner Kontaktierung in dem auf einer Seite offenen Gehäuse auf dieser Seite mit beispielsweise Silicongel oder einem ähnlichen Material abgedeckt und vergossen. Es hat sich aber gezeigt, daß ein derartiges Abdeckmaterial keinen ausreichenden mechanischen Schutz für den Halbleiterkörper bietet und außerdem auf seiner Oberfläche eine gewisse Klebrigkeit zeigt, die in praktischen Anwendungen hinderlich ist . Nachteilhaft sind auch die Zerstörungsgefahr für den Halbleiterkörper bei mechanischen Einwirkungen sowie der Einfluß von Partikeln, die sich auf der Oberfläche der Halbleiter-Sensoranordnung absetzen und die Sensorkennlinie beeinflussen können.Semiconductor sensor arrangements in which the actual semiconductor sensor and the evaluation logic are combined in a semiconductor body must be accommodated in a housing that is open on one side. Up to now, such a semiconductor body has been covered and potted with silicone gel or a similar material after contacting it in the housing open on one side on this side, for example. However, it has been shown that such a covering material does not offer sufficient mechanical protection for the semiconductor body and also shows a certain stickiness on its surface, which is a hindrance in practical applications. Also disadvantageous are the risk of destruction for the semiconductor body in the event of mechanical influences and the influence of particles which settle on the surface of the semiconductor sensor arrangement and can influence the sensor characteristic.
In der US-A-4 , 732 , 042 ist beispielsweise eine Halbleiter- Drucksensoranordnung beschrieben, bei der der Halbleiterkörper in einem Gehäuse in Silicongummi eingegossen ist, der auf einer Seite mit einer Membran versehen ist. Bei dieser Halb- leiter-Sensoranordnung ist die Unterseite des Halbleiterkör- pers durch ein Loch im Gehäuse frei zugänglich, so daß hier die Gefahr einer mechanischen Beschädigung besteht. Auch weist diese Halbleiter-Sensoranordnung keine in den Halbleiterkörper integrierte Auswerteelektronik auf .US Pat. No. 4,732,042, for example, describes a semiconductor pressure sensor arrangement in which the semiconductor body is cast in a housing in silicone rubber, which is provided with a membrane on one side. In the case of this semiconductor sensor arrangement, the underside of the semiconductor body is freely accessible through a hole in the housing, so that there is a risk of mechanical damage here. Also this semiconductor sensor arrangement has no evaluation electronics integrated in the semiconductor body.
Weiterhin beschreibt die EP-A-0 286 867 eine Halbleiter- Drucksensoranordnung, bei der ein Halbleiterkörper auf einem Leiterband befestigt und durch einen weichplastischen Kunststoff abgedeckt ist. Dieser weichplastische Kunststoff ist in ein Gehäuse mit einer Öffnung eingesetzt, so daß der Druck über den weichplastischen Kunststoff auf den Halbleiterkörper übertragen wird. Auch hier ist eine Beschädigung des Halbleiterkörpers möglich, da der weichplastische Kunststoff bei starken mechanischen Einwirkungen nicht immer einen zuverlässigen Schutz bietet .Furthermore, EP-A-0 286 867 describes a semiconductor pressure sensor arrangement in which a semiconductor body is fastened on a conductor strip and is covered by a soft plastic. This soft plastic is inserted into a housing with an opening so that the pressure is transferred to the semiconductor body via the soft plastic. Damage to the semiconductor body is also possible here, since the soft plastic plastic does not always offer reliable protection against strong mechanical influences.
Ferner ist es aus der DE-A-44 36 485 bekannt, bei einem Be- schleunigungs-Ermittlungsgerät in einem Gehäuse Silicium- Dehnungsmesser in einem Medium auf Gelbasis unterzubringen. Dieses Medium auf Gelbasis ist relativ weich, so daß ein sicherer Schutz der Silicium-Dehnungsmesser vor mechanischen Einwirkungen nicht gewährleistet ist.It is also known from DE-A-44 36 485 to accommodate silicon strain gauges in a gel-based medium in an accelerometer in a housing. This gel-based medium is relatively soft, so that reliable protection of the silicon strain gauges from mechanical influences cannot be guaranteed.
Aus "Habekotte E. et al . , in: Elektronik 1/5.1.1990, S. 80- 87" und "Kayal H.A., Rauch N. in: Elektronik 9/29.4.1988, S. 112-117" sind Halbleitersensoranordnungen bekannt, bei denen ein Sensor und eine Auswertelogik gemeinsam in einen Halbleiterkörper integriert sind. Dadurch werden die Herstellungskosten sowie die Bauteilabmessungen gesenkt.Semiconductor sensor arrangements are known from "Habekotte E. et al., In: Elektronik 1 / 5.1.1990, pp. 80-87" and "Kayal HA, Rauch N. in: Elektronik 9 / 29.4.1988, pp. 112-117" , in which a sensor and an evaluation logic are integrated together in a semiconductor body. This reduces the manufacturing costs and the component dimensions.
Schließlich ist aus der DE 44 13 274 AI ein Drucksensor in einem oben offenen Gehäuse bekannt. Das Gehäuse ist durch eine Membran großflächig abgedeckt und verschlossen. Diese An- Ordnung bietet bei starken mechanischen Einwirkungen ebenfalls nicht immer einen zuverlässigen Schutz des Drucksensors .Finally, from DE 44 13 274 AI a pressure sensor in an open housing is known. The housing is covered and sealed over a large area by a membrane. This approach Order also does not always offer reliable protection of the pressure sensor in the event of strong mechanical influences.
Es ist daher A u f g a b e der vorliegenden Erfindung, ein Gehäuse für eine Halbleiter-Sensoranordnung zu schaffen, bei dem Sensor und Auswertelogik in einem Halbleiterkörper integriert sind, der für das zu messende Medium zugänglich und dennoch zuverlässig auch bei stärkeren mechanischen Einwir- kungen vor einer Beschädigung geschützt ist; außerdem soll ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Gehäuses angegeben werde .It is therefore an object of the present invention to provide a housing for a semiconductor sensor arrangement in which the sensor and evaluation logic are integrated in a semiconductor body, which is accessible to the medium to be measured and is nevertheless reliable even in the event of greater mechanical effects from damage is protected; a method for producing such a housing is also to be specified.
Diese Aufgabe wird bei einem Gehäuse für eine Halbleiter- Sensoranordnung der eingangs genannten Art vorrichtungsmäßig alternativ durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1 bzw. des Anspruchs 8 gelöst. Verfahrensmäßig wird die Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 16 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind jeweils in den abhängigen Ansprüchen be- schrieben.In the case of a housing for a semiconductor sensor arrangement of the type mentioned at the outset, this object is alternatively achieved in terms of the device by the characterizing features of claims 1 and claim 8. In procedural terms, the object is achieved by the features of claim 16. Advantageous further developments are each described in the dependent claims.
Bei der Erfindung sind also Sensor und Auswerteelektronik in einem Halbleiterkörper integriert. Dieser Halbleiterkörper ist aber nicht in einem inneren Gehäuse und zusätzlich in ei- nem übergeordneten Gehäuse vorgesehen. Vielmehr wird nur ein Gehäuse verwendet, dessen Deckel mit der Membran und/oder dem Labyrinth so gestaltet ist, daß er auch größere mechanische Belastungen auszuhalten vermag.In the case of the invention, the sensor and evaluation electronics are therefore integrated in a semiconductor body. However, this semiconductor body is not provided in an inner housing and additionally in a superordinate housing. Rather, only a housing is used, the cover of which is designed with the membrane and / or the labyrinth in such a way that it can also withstand greater mechanical loads.
Hierzu kann der Deckel als Membran beispielsweise eine Metallfolie aufweisen, die Durchgangεöffnungen in einem Deckel- grundkörper aus Kunststoff unterbricht und so nur in diesen Durchgangsöffnungen freiliegt. Die Metallfolie ist also hier nicht mit ihrer gesamten Flächen freiliegend, sondern vielmehr zu einem großen Teil mit dem Kunststoff umspritzt, so daß bei einem Drucksensor der Druck nur über die Durchgangs- Öffnungen auf die als Membran wirkende Metallfolie übertragen wird.For this purpose, the cover as a membrane can have, for example, a metal foil which has through openings in a cover base body made of plastic interrupts and is only exposed in these through openings. The entire surface of the metal foil is not exposed here, but rather a large part is extrusion-coated with the plastic, so that in the case of a pressure sensor, the pressure is only transmitted via the through-openings to the metal foil acting as a membrane.
Es ist auch möglich, die Membran am Rand des eine Öffnung aufweisenden Deckelgrundkörpers aus Kunststoff auf dessen Unterseite zu lagern. Damit ist die Membran ganzflächig geschützt und lediglich über die Öffnung des Deckelgrundkörpers zugänglich.It is also possible to mount the membrane on the underside of the lid base body made of plastic, which has an opening. The membrane is thus protected over the entire surface and is only accessible via the opening of the base body.
Die Membran kann auch an einem ringförmigen Vorsprung innerhalb des Randes des eine Öffnung aufweisenden Deckelgrundkör- pers befestigt werden. Damit ist es möglich, die Membran "rund" aufzuhängen, was infolge ihrer dann vorteilhaften Eigenschwingung das Ansprechverhalten der Halbleiter-Sensor- anordnung verbessert.The membrane can also be attached to an annular projection within the edge of the lid base body having an opening. This makes it possible to hang the membrane "round", which improves the response behavior of the semiconductor sensor arrangement due to its then advantageous natural vibration.
Zweckmäßigerweise wird die Öffnung in der Mitte des Deckel- grundkörpers vorgesehen, damit so auch die Membran in ihrer Mitte mit dem zu messenden Medium beaufschlagt wird.The opening is expediently provided in the middle of the cover body so that the medium to be measured is also acted upon in the middle of the membrane.
Anstelle der Membran ist es auch möglich, ein Labyrinth an der Innenfläche des Deckelgrundkörpers vorzusehen. Gegebenenfalls können auch eine Membran und ein Labyrinth gemeinsam zur Anwendung gelangen. Das Labyrinth kann beispielsweise eine Spiralrille umfassen, die von einer am Rand des Deckelgrundkörpers liegenden Außen- Öffnung zu einer in der Mitte des Deckelgrundkörpers liegenden Innenöffnung führt und mit einer Metallfolie auf der Innenseite des Deckelgrundkörpers abgedeckt ist. Bei einer derartigen Gestaltung ist der Halbleiterkörper äußerst zuverlässig gegen mechanische Einwirkungen geschützt, da kein direkter, geradliniger Zugang zwischen Außenöffnung und Innenöffnung besteht .Instead of the membrane, it is also possible to provide a labyrinth on the inner surface of the base body. If necessary, a membrane and a labyrinth can also be used together. The labyrinth can comprise, for example, a spiral groove which leads from an outer opening located at the edge of the base body to an inner opening in the middle of the base body and is covered with a metal foil on the inside of the base body. With such a design, the semiconductor body is extremely reliably protected against mechanical influences since there is no direct, straight-line access between the outer opening and the inner opening.
In das Labyrinth kann in vorteilhafterweise ein Abdichtmedium, beispielsweise in der Form eines Flüssigkeitstropfens, eingebracht werden. Als Flussigkeitstropfen kann ein Öltrop- fen verwendet werden. Bei Druckänderungen wandert dieser Flussigkeitstropfen in dem mäanderartigen Labyrinth ohne Widerstand hin und her und dichtet dabei zuverlässig das Labyrinth zwischen Außenöffnung und Innenöffnung ab.A sealing medium, for example in the form of a liquid drop, can advantageously be introduced into the labyrinth. An oil drop can be used as a liquid drop. When pressure changes, this liquid drop moves back and forth in the meandering labyrinth without resistance and reliably seals the labyrinth between the outer opening and the inner opening.
Das Labyrinth kann auch durch einen spiralförmigen Steg ge- bildet werden, der zwischen dem Deckelgrundkörper und einer Folie eingebettet ist und zwischen einer am Rand des Deckelgrundkörpers liegenden Außenöffnung und einer in der Mitte der Folie liegenden Innenöffnung geführt ist. Ein solcher Steg läßt sich auf einfache Weise durch ein Spritzwerkzeug herstellen.The labyrinth can also be formed by a spiral web which is embedded between the cover body and a film and is guided between an outer opening located at the edge of the cover body and an inner opening in the middle of the film. Such a web can be produced in a simple manner using an injection mold.
Der Deckel kann auch aus einem Spritzgußteil bestehen, in das zumindest eine Durchgangsöffnung so eingebracht ist, daß ein geradliniger Durchgang in das Gehäuseinnere unterbunden ist, so daß diese Durchgangsöffnung auch ein "Labyrinth" bildet. Außerdem ist es möglich, den Deckel aus zwei ineinander greifenden Kunststoffteilen herzustellen, die über ein Federmedium miteinander gekoppelt sind und eine einen geradlinigen Durchgang in das Gehäuseinnere unterbindende Durchgangsöff- nung freigeben, so bald das Federmedium mit einem bestimmten Druck beaufschlagt wird. Auch hier stellt die Durchgangsöffnung ein "Labyrinth" dar, das eine mechanische Beschädigung des Halbleiterkörpers verhindert.The cover can also consist of an injection molded part, into which at least one through opening is introduced in such a way that a straight passage into the interior of the housing is prevented, so that this through opening also forms a "labyrinth". In addition, it is possible to produce the cover from two interlocking plastic parts which are coupled to one another via a spring medium and which open a passage opening which prevents a straight passage into the interior of the housing, as soon as a certain pressure is applied to the spring medium. Here, too, the through opening represents a “labyrinth” that prevents mechanical damage to the semiconductor body.
Die erfindungsgemäße Halbleiter-Sensoranordnung ist auf einfache Weise herzustellen: Die Gehäusegrundkörper und die Dek- kel können auf getrennten Bändern zu einer Arbeitsstation geführt und dort miteinander verbunden werden. Ebenso können auch die Deckelgrundkörper und beispielsweise eine Metallfo- lie auf getrennten Bändern gefördert und bei der Arbeitsstation zur Bildung der Deckel miteinander verbunden werden.The semiconductor sensor arrangement according to the invention can be produced in a simple manner: the basic housing body and the cover can be guided to a work station on separate belts and connected to one another there. Likewise, the lid base body and, for example, a metal foil can also be conveyed on separate belts and connected to one another at the work station to form the lid.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Fig. l einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Gehäuse für eine Halbleiter-Sensoranordnung; Fig. 2 einen Schnitt durch einen Deckel nach einem erstenThe invention is explained in more detail below with reference to the drawings. 1 shows a section through an inventive housing for a semiconductor sensor arrangement; Fig. 2 shows a section through a lid after a first
Ausführungsbeispiel der Erfindung; Fig. 3 einen Schnitt durch einen Deckel nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung;Embodiment of the invention; 3 shows a section through a cover according to a second exemplary embodiment of the invention;
Fig. 4 einen Schnitt durch einen Deckel nach einem drittenFig. 4 shows a section through a lid according to a third
Ausführungsbeispiel der Erfindung; Fig. 5 eine perspektivische Darstellung des Deckels nach dem dritten Ausführungsbeispiel; Fig. 6 einen Schnitt durch einen Deckel nach einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung; Fig. 7 eine Einzelheit A des Deckels von Fig. 6;Embodiment of the invention; Figure 5 is a perspective view of the lid according to the third embodiment. 6 shows a section through a cover according to a fourth exemplary embodiment of the invention; Fig. 7 shows a detail A of the cover of Fig. 6;
Fig. 8 eine schematische Darstellung des Deckels von Fig. 6 von unten;Fig. 8 is a schematic representation of the cover of Fig. 6 from below;
Fig. 9 einen Schnitt durch ein Gehäuse gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung;9 shows a section through a housing according to a fifth exemplary embodiment of the invention;
Fig. 10 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Herstellung des erfindungsgemäßen Gehäuses;10 shows a schematic illustration to explain the manufacture of the housing according to the invention;
Fig. 11 einen Schnitt durch ein Gehäuse nach einem sechsten Ausführungsbeispiel der Erfindung; Fig. 12 eine Draufsicht auf einen Deckel nach einem siebenten Ausführungsbeispiel der Erfindung;11 shows a section through a housing according to a sixth exemplary embodiment of the invention; 12 shows a plan view of a cover according to a seventh exemplary embodiment of the invention;
Fig. 13 und 14 Schnitte durch den Deckel von Fig. 12;Fig. 13 and 14 sections through the lid of Fig. 12;
Fig. 15 und 16 Schnitte durch einen Deckel nach einem achten Ausführungsbeispiel der Erfindung, und15 and 16 sections through a lid according to an eighth embodiment of the invention, and
Fig. 17 eine perspektivische Darstellung des Deckels nach dem achten Ausführungsbeispiel der Erfindung.Fig. 17 is a perspective view of the lid according to the eighth embodiment of the invention.
In Fig. 1 ist grundsätzlich ein erfindungsge äßes Gehäuse für eine Halbleiter-Sensoranordnung gezeigt, das aus einem Gehäusegrundkörper 1, einem darauf angebrachten Halbleiterkörper 2 und einem den Halbleiterkörper 2 im Gehäusegrundkörper 1 verschließenden Deckel 3 besteht. Der Halbleiterkörper 2 ist über Verbindungsdrähte kontaktiert, die in Fig. 1 lediglich schematisch angedeutet sind. Das Innere des Gehäuses muß für das zu messende Medium zugänglich sein, wozu beispielsweise der Deckel 3 eine Membran 5 enthalten kann, die über eine Durchgangsöffnung 6 freiliegt,, so daß bei einem Drucksensor über diese Membran 5 der Druck auf den Halbleiterkörper 2 einwirken kann. Fig. 2 zeigt nun ein erstes konkretes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung: Hier besteht der Deckel 3 aus einem Deckelgrundkörper 4 aus Kunststoff, in welchem eine Metallfolie der Membran 5 eingebettet ist, die in dem Kunststoff des Deckelgrundkörpers 4 eingespritzt is . Im Deckelgrundkörper 4 sind mehrere Durchgangsöffnungen 6 vorgesehen, so daß die Metallfolie der Membran 5 in diesen Durchgangsöffnungen 6 freiliegt und Druck in das Innere des Gehäuses übertragen kann.1 shows a housing for a semiconductor sensor arrangement according to the invention, which consists of a housing base body 1, a semiconductor body 2 mounted thereon and a cover 3 closing the semiconductor body 2 in the housing base body 1. The semiconductor body 2 is contacted via connecting wires, which are only indicated schematically in FIG. 1. The interior of the housing must be accessible to the medium to be measured, for which purpose, for example, the cover 3 can contain a membrane 5, which is exposed through a through opening 6, so that the pressure on the semiconductor body 2 can act on a pressure sensor via this membrane 5. 2 now shows a first concrete exemplary embodiment of the present invention: Here, the cover 3 consists of a cover base body 4 made of plastic, in which a metal foil of the membrane 5 is embedded, which is injected into the plastic of the cover base body 4. A plurality of through openings 6 are provided in the cover base body 4, so that the metal foil of the membrane 5 is exposed in these through openings 6 and pressure can be transmitted into the interior of the housing.
Der in Fig. 2 gezeigte Deckel wird beispielsweise an seinem Rand 7 auf einem Rand 8 des Gehäusegrundkörpers 1 aufgelegt und mit diesem verklebt, nachdem der Halbleiterkörper 2 in geeigneter Weise kontaktiert wurde.The lid shown in FIG. 2 is, for example, placed on its edge 7 on an edge 8 of the basic housing body 1 and glued to it after the semiconductor body 2 has been contacted in a suitable manner.
Fig. 3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem auf dem erhöhten Rand 7 des Deckelgrundkörpers 4 eine Folie 5 aus Kunststoff, wie beispielsweise Silicon, oder Metall festgelegt is . Der Deckelgrundkörper 4 aus Kunststoff hat hier in seiner Mitte eine Durchgangsöffnung 6, so daß die Membran 5 in ihrer Mitte mit dem von außen einwirkenden Druck beaufschlagt wird, was ihr Ansprechverhalten günstig beeinflußt .Fig. 3 shows a second embodiment of the invention, in which a film 5 made of plastic, such as silicone, or metal is fixed on the raised edge 7 of the base body 4. The lid base body 4 made of plastic has a through opening 6 in its center, so that the membrane 5 is acted upon in its center by the pressure acting from the outside, which has a favorable influence on its response behavior.
Fig. 4 zeigt in einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Variante des Ausführungsbeispiels von Fig. 3: Hier ist die Membran 5 an einer kreisrunden Erhöhung 28 auf der Unterseite des Deckelgrundkörpers 4 aufgehängt, so daß die quadratische oder rechteckförmige Aufhängung gemäß dem Aus- führungsbeispiel von Fig. 3 in eine runde Aufhängung abgeän- dert werden kann, was für das Ansprechverhalten der Membran 5 günstig ist .FIG. 4 shows a variant of the embodiment of FIG. 3 in a third exemplary embodiment of the invention: here the membrane 5 is suspended from a circular elevation 28 on the underside of the base body 4, so that the square or rectangular suspension according to the exemplary embodiment of FIG Fig. 3 in a round suspension can be changed, which is favorable for the response behavior of the membrane 5.
Fig. 5 zeigt den Deckel von Fig. 4 in Perspektive, wobei deutlich die runde Form der Membran 5 zu erkennen ist. Die Durchgangsöffnung 6 ist in Fig. 5 zur Verdeutlichung der Darstellung gezeigt, obwohl sie an sich durch die Membran 5 abgedeckt ist .FIG. 5 shows the cover of FIG. 4 in perspective, the round shape of the membrane 5 being clearly visible. The through opening 6 is shown in FIG. 5 to clarify the illustration, although it is covered by the membrane 5 per se.
In den Ausführungsbeispielen der Fig. 3 bis 5 ist die Membran 5 gewellt gestaltet, was sich als zweckmäßig für die Druckübertragung erwiesen hat .In the exemplary embodiments in FIGS. 3 to 5, the membrane 5 is designed to be corrugated, which has proven to be expedient for pressure transmission.
Fig. 6 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem in einen Deckelgrundkörper 4 ein spiralförmiges Labyrinth 9 eingearbeitet ist, das von einer Außenöffnung 10 zu einer Innenöffnung 11 führt, wie dies schematisch in Fig. 8 angedeutet ist. Fig. 7 zeigt eine Einzelheit dieses Labyrinths 9 im Deckelgrundkörper 4.FIG. 6 shows a fourth exemplary embodiment of the invention, in which a spiral-shaped labyrinth 9 is incorporated into a base body 4, which leads from an outer opening 10 to an inner opening 11, as is indicated schematically in FIG. 8. 7 shows a detail of this labyrinth 9 in the lid base body 4.
Das Labyrinth 9 kann beispielsweise in den Deckelgrundkörper 4 eingebracht werden, indem dieser beim Gießen mit einer entsprechenden Rille versehen und sodann mit einer beispielsweise aus Metall bestehenden Folie 12 "verschlossen" wird. Diese Folie 12 ist zur Verdeutlichung in Fig. 6 "verstärkt" dargestellt . Das Labyrinth 9 bewirkt eine Dämpfung bei der Druckübertragung, da eine gewisse Zeit vergeht, bis eine auf die Außenöffnung 10 einwirkende Druckänderung die Innenöffnung 11 über das Labyrinth 9 erreicht. In das Labyrinth kann ein Flussigkeitstropfen 13, aus beispielsweise Öl, wie dieser schematisch in Fig. 8 gezeigt ist, eingebracht werden, um so zur weiteren Abdichtung zwischen der Außenöffnung 10 und der Innenöffnung 11 zu dienen.The labyrinth 9 can, for example, be introduced into the cover base body 4 by providing it with a corresponding groove during casting and then "closing" it with a foil 12, for example made of metal. This film 12 is shown "reinforced" in Fig. 6. The labyrinth 9 effects a damping in the pressure transmission, since a certain time passes until a pressure change acting on the outer opening 10 reaches the inner opening 11 via the labyrinth 9. A liquid drop 13, made of oil, for example, as shown schematically in FIG. 8, can be introduced into the labyrinth in order to serve as a further seal between the outer opening 10 and the inner opening 11.
Fig. 9 zeigt ein Gehäuse nach einem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem ähnlich wie bei dem vierten Ausführungsbeispiel der Fig. 6 bis 8 das Labyrinth 9 in dem Dek- kelgrundkörper 4 vorgesehen und mit einer Innenabdeckung aus der Folie 12 oder auch aus einem dünnen Kupferteil abgeschlossen is . Diese Innenabdeckung kann mit dem Deckelgrundkörper 4 mittels eines adhäεiven Klebers verbunden sein. An seinem Rand 7 ist der Deckelgrundkörper 4 mit dem Rand 8 des Gehäusegrundkorpers 1 verklebt . Äußere elektrische Anschlüsse 14 sind in Fig. 9 lediglich schematisch angedeutet.FIG. 9 shows a housing according to a fifth exemplary embodiment of the invention, in which, similarly to the fourth exemplary embodiment of FIGS. 6 to 8, the labyrinth 9 is provided in the cover base body 4 and with an inner cover made of the film 12 or a thin one Copper part is complete. This inner cover can be connected to the cover body 4 by means of an adhesive adhesive. At its edge 7, the cover body 4 is glued to the edge 8 of the basic housing body 1. External electrical connections 14 are only indicated schematically in FIG. 9.
In Fig. 9 befindet sich im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel der Fig. 6 bis 8 die Außenöffnung 10 in der Mitte des Deckelgrundkörpers 4 , während die Innenöffnung 11 am Rand des Deckelgrundkörpers 4 angebracht ist . Es ist also nicht unbedingt notwendig, die Innenöffnung 10 in der Mitte des Deckelgrundkörpers 4 vorzusehen, obwohl sich dies an sich als zweckmäßig erwiesen hat, damit die Druckeinwirkung auf den Halbleiterkörper 2 "mittig" erfolgen kann.In contrast to the exemplary embodiment in FIGS. 6 to 8, FIG. 9 shows the outer opening 10 in the middle of the lid base body 4, while the inner opening 11 is provided on the edge of the lid base body 4. It is therefore not absolutely necessary to provide the inner opening 10 in the middle of the cover base body 4, although this has proven to be expedient in itself so that the pressure action on the semiconductor body 2 can take place “in the middle”.
Fig. ιo zeigt schematisch, wie das erfindungsgemäße Gehäuse durch Bandfertigung herzustellen ist: Auf einem ersten Band 15 wird ein Deckelgrundkörper 4 mit einem Labyrinth 9 angeliefert und von einem (nicht dargestellten) Saugprüfer er- griffen. Es kann dabei zweckmäßig sein, die Außenöffnung 10 nicht in der Mitte (wie gezeigt) unterzubringen, damit der Saugprüfer den Deckelgrundkörper 4 zuverlässig ergreifen kann. Der Deckelgrundkörper 4 wird sodann mit einer Folie 12 verklebt, die auf einem zweiten Band 16 angeliefert und von einer Unterlage 17 abgezogen wird. Das Verbinden des Deckel- grundkörpers 4 mit der Folie 12 ist schematisch durch eine Klammer mit einem Pfeil 18 angedeutet. Der Deckelgrundkörper 4 und die darauf befestigte Folie 12 werden sodann mittels eines Tampon-Kleberaufträges auf dem Außenrand 8 eines Gehäusegrundkorpers l verklebt, der auf einem dritten Band 19 zu- geführt wird.1 shows schematically how the housing according to the invention can be produced by means of tape production: a cover base body 4 with a labyrinth 9 is delivered on a first tape 15 and is gripped by a suction tester (not shown). It may be expedient not to accommodate the outer opening 10 in the middle (as shown), so that the Suction tester can reliably grip the cover body 4. The base cover body 4 is then glued with a film 12, which is delivered on a second belt 16 and pulled off a base 17. The connection of the cover base body 4 to the film 12 is indicated schematically by a bracket with an arrow 18. The base cover body 4 and the film 12 fastened thereon are then glued by means of a tampon adhesive application to the outer edge 8 of a basic housing body 1, which is fed on a third band 19.
Auf diese Weise kann das erfindungsgemäße Gehäuse einfach mittels drei Bändern zusammengebaut werden.In this way, the housing according to the invention can be easily assembled using three straps.
Fig. 11 zeigt ein sechstes Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem der Deckelgrundkörper 4 aus einer dünnen Metall- oder Kunststoffplatte besteht, auf die ein spiralförmiger Steg 20 aufgeklebt ist, der auf seiner Unterseite wiederum mit einer Folie 12 aus Metall oder Kunststoff versehen ist. Der Steg 20 bildet so zwischen der Außenöffnung 10 und der Innenöffnung 11 ein mäanderförmiges Labyrinth 9. Der Steg 20 kann in vorteilhafter Weise als ein Spritzteil hergestellt werden. Auch in dieses Labyrinth 9 kann wie in dem obigen Ausführungsbeispiel ein Flussigkeitstropfen 13 zur Abdichtung eingebracht werden.Fig. 11 shows a sixth embodiment of the invention, in which the cover body 4 consists of a thin metal or plastic plate to which a spiral web 20 is glued, which in turn is provided on its underside with a film 12 made of metal or plastic. The web 20 thus forms a meandering labyrinth 9 between the outer opening 10 and the inner opening 11. The web 20 can advantageously be produced as an injection molded part. In this labyrinth 9, as in the above exemplary embodiment, a liquid drop 13 can be introduced for sealing.
Die Fig. 12 bis 14 zeigen ein siebentes, besonders robustes Ausführungsbeispiel für den Deckel 3 des erfindungsgemäßen Gehäuses. Hier besteht der Deckel 3 aus einem Spritzteil, das mit drei Kernen für die insgesamt drei Außenöffnungen 1012 to 14 show a seventh, particularly robust embodiment for the cover 3 of the housing according to the invention. Here, the cover 3 consists of an injection-molded part, which has three cores for the three outer openings 10
(vergleiche die Draufsicht von Fig. 12) und einem Kern für die Innenöffnung 11 hergestellt werden kann. Wie aus den Fig. 13 und 14 ersichtlich ist, besteht kein geradliniger Durchgang von der Außenöffnung 10 zur Innenöffnung 11, so daß auch hier insoweit ein Labyrinth vorliegt. Damit ist ein zuverläs- siger Schutz des unterhalb des Deckels 3 liegenden Halbleiterkörpers 2 gewährleistet.(compare the top view of Fig. 12) and a core for the inner opening 11 can be made. As can be seen from FIGS. 13 and 14, there is no straight passage from the outer opening 10 to the inner opening 11, so that here too there is a labyrinth. This ensures reliable protection of the semiconductor body 2 located below the cover 3.
Die Fig. 15 bis 17 zeigen schließlich ein achtes Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem zwischen zwei Deckelhälften 21 und 22, die mittels einer Nase ineinander greifen, ein15 to 17 finally show an eighth embodiment of the invention, in which between two lid halves 21 and 22, which engage with one another by means of a nose
"Federmedium" 23 vorgesehen ist, das bei Druckeinwirkung komprimierbar is . Wirkt von Außen auf den Deckelteil 21 ein Druck ein, so wird das Federmedium 23 komprimiert (vergleiche Fig. 16) , wodurch eine Durchgangsöffnung 24 freigegeben wird. Die beiden Deckelhälften 21 und 22 bestehen aus Kunststoff und können ähnlich wie der Deckelgrundkörper 4 des Ausführungsbeispiels der Fig. 12 bis 14 durch Spritzen hergestellt werden. Anstelle der in Fig. 17 gezeigten einen Durchgangsöffnung 24 können beispielsweise auch drei Durchgangsöffnun- gen gebildet werden."Spring medium" 23 is provided, which is compressible when exposed to pressure. If pressure acts on the cover part 21 from the outside, the spring medium 23 is compressed (cf. FIG. 16), as a result of which a through opening 24 is opened. The two lid halves 21 and 22 are made of plastic and can be produced by injection molding, similar to the lid base body 4 of the embodiment of FIGS. 12 to 14. Instead of the one through opening 24 shown in FIG. 17, three through openings can also be formed, for example.
Der Deckel des achten Ausführungsbeispiels ermöglicht eine Halbleiter-Drucksensoranordnung, die erst ab einem gewissen Schwellenwert anspricht, sobald nämlich das Federmedium 23 komprimiert wird. Für dieses Federmedium 23 kann Schaumstoff, eine Gassäule oder auch Gummi verwendet werden.The cover of the eighth exemplary embodiment enables a semiconductor pressure sensor arrangement which only responds above a certain threshold value as soon as the spring medium 23 is compressed. Foam, a gas column or rubber can be used for this spring medium 23.
Das erfindungsgemäße Gehäuse ist selbstverständlicherweise nicht ausschließlich auf die Verwendung bei einer Halbleiter- Sensoranordnung, bei der ein Sensor und eine Auswertelogik in einem Halbleiterkörper integriert sind, eingeschränkt. Es kann ebenso in vorteilhafter Weise bei einer Halbleiter- Sensoranordnung eingesetzt werden, bei der der Sensor und die Auswertelogik verschiedene Halbleiterkörper aufweisen und in einem einzigen gemeinsamen Gehäuse oder in zwei separaten Gehäusen untergebracht sind. Im zweiten Fall ist dann der Sensor alleine mit einem erfindungsgemäßen Gehäuse versehen. The housing according to the invention is of course not exclusively limited to use in a semiconductor sensor arrangement in which a sensor and evaluation logic are integrated in a semiconductor body. It can also be used advantageously in a semiconductor sensor arrangement in which the sensor and the evaluation logic have different semiconductor bodies and are accommodated in a single common housing or in two separate housings. In the second case, the sensor alone is then provided with a housing according to the invention.
BezugszeichenlisteReference list
1 Gehäusegrundkörper1 basic body
2 Halbleiterkörper2 semiconductor bodies
3 Deckel3 lids
4 Deckelgrundkörper4 cover body
5 Membran5 membrane
6 Durchgangsöffnung6 through opening
7, 8 Rand7, 8 edge
9 Labyrinth9 labyrinth
10 Außenöffnung10 outside opening
11 Innenöffnung11 inside opening
12 Folie12 slide
13 Flussigkeitstropfen13 liquid drops
14 Anschluß14 connection
15, 16 Band15, 16 volume
17 Unterlage17 document
18 Pfeil18 arrow
19 Band19 volume
20 Steg20 bridge
21, 22 Deckelteil21, 22 cover part
23 Federmedium23 spring medium
24 Durchgangsöffnung24 through opening
28 Erhöhung 28 increase

Claims

Neue Patentansprüche New claims
1. Gehäuse für eine Halbleiter-Sensoranordnung, bei der ein Sensor und eine Auswertelogik in einem Halbleiterkorper ^2 integriert und in einem Gehäusegrundkörper (1) angeordnet sind, wobei das Gehäuse durch eine Membran (5) verschlossen1. Housing for a semiconductor sensor arrangement in which a sensor and evaluation logic are integrated in a semiconductor body ^ 2 and are arranged in a housing base body (1), the housing being closed by a membrane (5)
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß ein Deckel (3) direkt auf den Gehäusegrundkörper (1) auf- gesetzt ist und einen Deckelgrundkörper (4) mit mindestens einer Durchgangsö fnung (6) aufweist, und daß die Membran (5) die Durchgangsöffnung unterbricht und nur in dieser Durchgangsöffnung (6) freiliegt.characterized in that a cover (3) is placed directly on the housing base body (1) and has a cover base body (4) with at least one passage opening (6), and that the membrane (5) interrupts the passage opening and only in this passage opening (6) exposed.
2. Gehäuse nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Membran (5) auf der Unterseite des Deckelgrundkörpers (4) gelagert ist.2. Housing according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the membrane (5) on the underside of the lid base body (4) is mounted.
3. Gehäuse nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß in der Mitte des Deckelgrundkörpers (4) die Durchgangsöffnung (6) vorgesehen ist.3. Housing according to claim 1, so that the through opening (6) is provided in the middle of the cover base body (4).
4. Gehäuse nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Membran (5) in einem Deckelgrundkörper (4) aus Kunststoff eingebettet ist.4. Housing according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the membrane (5) is embedded in a cover base body (4) made of plastic.
5. Gehäuse nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c g e k e n n z e i c h n e t , daß die Membran (5) auf einem erhöhten Rand (7) des Deckelgrundkörpers (4) gelagert ist.5. Housing according to claim 1 or 2, marked dadurc, that the membrane (5) is mounted on an elevated edge (7) of the cover body (4).
6. Gehäuse nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Membran (5) an einem ringförmigen Vorsprung (28) innerhalb des Randes (7) des Deckelgrundkörpers (4) gelagert ist .6. Housing according to claim 1 or 2, so that the membrane (5) is mounted on an annular projection (28) within the edge (7) of the cover body (4).
7. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Membran eine Metallfolie (5) ist.7. Housing according to one of claims 1 to 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the membrane is a metal foil (5).
8. Gehäuse für eine Halbleiter-Sensoranordnung, bei der ein Sensor und eine Auswertelogik in einem Halbleiterkörper (2) integriert und in einem Gehäusegrundkörper (1) angeordnet sind, wobei das Gehäuse druckdurchlässig verschlossen ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß ein den Halbleiterkörper (2) im Gehäusegrundkörper (1) verschließender Deckel (3) direkt auf den Gehäusegrundkörper (1) aufgesetzt ist und einen Deckelgrundkörper (4) mit mindestens einer Durchgangsöffnung (6) aufweist, und daß die Durchgangsöffnung (6) ein Labyrinth (9) aufweist.8. Housing for a semiconductor sensor arrangement, in which a sensor and an evaluation logic are integrated in a semiconductor body (2) and are arranged in a housing base body (1), the housing being closed in a pressure-permeable manner, characterized in that the semiconductor body (2) in Housing base body (1) closing lid (3) is placed directly on the housing base body (1) and has a lid base body (4) with at least one through opening (6), and that the through opening (6) has a labyrinth (9).
9. Gehäuse nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Labyrinth (9) an der Innenfläche eines Deckelgrundkörpers (4) vorgesehen ist.9. Housing according to claim 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the labyrinth (9) is provided on the inner surface of a lid base body (4).
10. Gehäuse nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Labyrinth eine Spiralrille (9) umfaßt, die von einer am Rand des Deckelgrundkörpers (4) liegenden Außenöffnung (10) zu einer in der Mitte des Deckelgrundkörpers (4) liegenden Innenöffnung (11) führt und mit einer Metallfolie (12) abgedeckt ist .10. Housing according to claim 8, characterized in that the labyrinth comprises a spiral groove (9) which leads from an outer opening (10) lying on the edge of the lid base body (4) to an inner opening (11) lying in the middle of the lid base body (4) and is covered with a metal foil (12) .
11. Gehäuse nach Anspruch 8, 9 oder 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß in das Labyrinth (9) ein Abdichtmedium (13) in der Form eines Flussigkeitstropfens eingebracht ist.11. Housing according to claim 8, 9 or 10, so that a sealing medium (13) in the form of a liquid drop is introduced into the labyrinth (9).
12. Gehäuse nach Anspruch 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Flüssigkeit Öl ist.12. Housing according to claim 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the liquid is oil.
13. Gehäuse nach Anspruch 8 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Labyrinth (9) durch einen spiralförmigen Steg (20) gebildet ist, der zwischen einem Deckelgrundkörper (4) und einer Folie (12) eingebettet ist und zwischen einem am Rand des Deckelgrundkörpers (4) liegenden Außenöffnung (10) und einer in der Mitte der Folie (12) liegenden Innenöffnung (11) geführt ist .13. Housing according to claim 8, characterized in that the labyrinth (9) is formed by a spiral web (20) which is embedded between a base body (4) and a film (12) and between one at the edge of the base body (4) lying outer opening (10) and an inner opening (11) lying in the middle of the film (12).
14. Gehäuse nach Anspruch 1 oder 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Deckel (3) aus einem Spritzgußteil besteht, in das zumindest eine Durchgangsöffnung (10, 11, 24) so eingebracht ist, daß ein geradliniger Durchgang in das Gehäuseinnere un- terbunden ist. 14. Housing according to claim 1 or 8, characterized in that the cover (3) consists of an injection molded part, in which at least one through opening (10, 11, 24) is introduced so that a straight passage into the interior of the housing is prevented.
15. Gehäuse nach Anspruch 1 oder 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Deckel (3) aus zwei ineinander greifenden Kunststoff- teilen (21, 22) besteht, die über ein Federmedium (23) mit- einander gekoppelt sind und eine einen geradlinigen Durchgang in das Gehäuseinnere unterbindende Durchgangsöffnung (24) freigeben, wenn das Federmedium (23) mit einem bestimmten Druck beaufschlagt wird.15. Housing according to claim 1 or 8, characterized in that the cover (3) consists of two interlocking plastic parts (21, 22) which are coupled to one another via a spring medium (23) and a straight passage into Release the through opening (24) that prevents the interior of the housing when a certain pressure is applied to the spring medium (23).
16. Verfahren zum Herstellen des Gehäuses nach einem der Ansprüche 1 bis 15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Gehäusegrundkörper (1) und die Deckel (3) auf getrennten Bändern (15, 16, 19) zu einer Arbeitsstation geführt und dort miteinander verbunden werden.16. A method for manufacturing the housing according to one of claims 1 to 15, that the housing base body (1) and the cover (3) are guided on separate belts (15, 16, 19) to a work station and are connected to one another there.
17. Verfahren nach Anspruch 16 zur Herstellung des Gehäuses nach Anspruch 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Deckelgrundkörper (4) und die Metallfolie (12) auf getrennten Bändern (15, 16) zu der Arbeitsstation geführt und dort miteinander verbunden werden. 17. The method according to claim 16 for the manufacture of the housing according to claim 10, that the cover base body (4) and the metal foil (12) are guided on separate belts (15, 16) to the work station and are connected to one another there.
EP97951108A 1997-01-08 1997-12-05 Housing for semiconductor sensor arrangement and process for producing the same Withdrawn EP0951640A1 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19700393A DE19700393C2 (en) 1997-01-08 1997-01-08 Housing with a semiconductor sensor arrangement and method for the production thereof
DE19700393 1997-01-08
PCT/DE1997/002845 WO1998030878A1 (en) 1997-01-08 1997-12-05 Housing for semiconductor sensor arrangement and process for producing the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP0951640A1 true EP0951640A1 (en) 1999-10-27

Family

ID=7816966

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP97951108A Withdrawn EP0951640A1 (en) 1997-01-08 1997-12-05 Housing for semiconductor sensor arrangement and process for producing the same

Country Status (6)

Country Link
US (1) US6186008B1 (en)
EP (1) EP0951640A1 (en)
JP (1) JP2001508539A (en)
CN (1) CN1244918A (en)
DE (1) DE19700393C2 (en)
WO (1) WO1998030878A1 (en)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6522762B1 (en) 1999-09-07 2003-02-18 Microtronic A/S Silicon-based sensor system
DE10333964A1 (en) * 2003-07-25 2005-02-24 Robert Bosch Gmbh Cover for the housing of a sensor assembly with a pressure sensor
JP2005093494A (en) * 2003-09-12 2005-04-07 Sanyo Electric Co Ltd Semiconductor device and its manufacturing method
WO2006020744A2 (en) * 2004-08-12 2006-02-23 Tessera, Inc. Structure and method of forming capped chips
JP4882369B2 (en) * 2005-12-27 2012-02-22 横浜ゴム株式会社 Air pressure detection system
DE102007057903B4 (en) * 2007-11-29 2010-07-08 Continental Automotive Gmbh Sensor module and method for producing the sensor module
US8130506B2 (en) * 2008-06-19 2012-03-06 Infineon Technologies Ag Sensor module
EP2224218B1 (en) * 2009-02-25 2018-11-28 Sensirion Automotive Solutions AG A sensor in a moulded package and a method for manufacturing the same
EP2801805A4 (en) * 2012-02-27 2015-07-08 Fujikura Ltd Pressure sensor module and lid
DE102013208534A1 (en) * 2012-12-27 2014-07-03 Robert Bosch Gmbh Method for producing a sensor housing and corresponding sensor housing
FR3006593B1 (en) * 2013-06-06 2015-05-29 Air Liquide Medical Systems GAS PRESSURE MEASUREMENT SYSTEM FOR PATIENT VENTILATION APPARATUS
CN106525295A (en) * 2016-11-11 2017-03-22 中国电子科技集团公司第四十八研究所 Silicon piezoresistive type core body
DE102022205075A1 (en) * 2022-05-20 2023-11-23 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Micromechanical component for a sensor, microphone and/or microloudspeaker device

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4732042A (en) * 1986-04-22 1988-03-22 Motorola Inc. Cast membrane protected pressure sensor
US4823605A (en) * 1987-03-18 1989-04-25 Siemens Aktiengesellschaft Semiconductor pressure sensor with casing and method for its manufacture
DE3865944D1 (en) * 1987-09-24 1991-12-05 Siemens Ag PRESSURE CONVERTER WITH A CIRCUIT BOARD, IN PARTICULAR TO CONTROL A MOTOR VEHICLE.
DE4133061A1 (en) * 1991-10-04 1993-04-15 Bosch Gmbh Robert PRESSURE SENSOR
JPH06132545A (en) * 1992-10-19 1994-05-13 Mitsubishi Electric Corp Pressure detector
GB2282891B (en) * 1993-10-13 1997-09-03 Tokai Rika Co Ltd Acceleration detecting apparatus
DE4413274A1 (en) * 1994-04-16 1995-10-19 Sel Alcatel Ag Pressure sensor

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO9830878A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
DE19700393C2 (en) 2002-03-14
DE19700393A1 (en) 1998-07-16
CN1244918A (en) 2000-02-16
WO1998030878A1 (en) 1998-07-16
US6186008B1 (en) 2001-02-13
JP2001508539A (en) 2001-06-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19703206C2 (en) Pressure sensor component with hose connection
DE4242789C2 (en) Acceleration sensor
DE102004043663B4 (en) Semiconductor sensor component with cavity housing and sensor chip and method for producing a semiconductor sensor component with cavity housing and sensor chip
EP0951640A1 (en) Housing for semiconductor sensor arrangement and process for producing the same
DE19520629C2 (en) Process for reshaping an electrical element with plastic
CH686325A5 (en) Electronic module and chip card.
EP1763917B1 (en) Housing part for a drive unit and method and tool for the production thereof
EP0036671A1 (en) Container for electrical devices, groups of devices or integrated circuits
DE69909212T2 (en) Device for encapsulating a substrate with sensitive electronic components and a pressure gauge
DE102007054717B4 (en) Transmitter and method of making a transmitter
DE102008027888A1 (en) Throttle body with throttle
DE4442478A1 (en) Sensor with integrated connector
DE102006046488B4 (en) Sealed electrical connection of a housing of an electrical control unit and hydraulic machine with a housing having such a connection
DE19857880A1 (en) sensor
DE102018113130A1 (en) Electric connection structure and manufacturing method therefor
DE19625228C2 (en) System carrier for mounting an integrated circuit in an injection molded housing
EP0982111A2 (en) Apparatus and method for encapsulating electric circuits by injection moulding
DE3820348C2 (en)
WO2018019500A1 (en) Printed circuit board assembly
DE4224122A1 (en) Shrinkage-absorbing potted PCB holding electronic components - has cushioning layer of e.g. polyurethane foam bonded to e.g. polycarbonate film embedded between PCB and outer casing to absorb stresses
DE19939824A1 (en) Device for measuring flowing medium has sensor bearer, base bearer and measurement element in flowing medium; sensor bearer has plastic element largely covering plate element
DE19818452B4 (en) Electronic circuit with a circuit board embedded in cast resin and process for its production
EP0631057A1 (en) Sealing for pneumatically operated piston
DE19819287A1 (en) Electrical component used as pocket calculator
EP2531334B1 (en) Method for producing components encapsulated by a plastic compound, and encapsulated component

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 19990706

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): DE FR GB IT

17Q First examination report despatched

Effective date: 20010306

RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: INFINEON TECHNOLOGIES AG

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20020211