压力传感器及制造压力传感器的方法 本发明涉及一个压力传感器,其包括;一个壳体,一个在壳体的装配表面上安置的支承板,一个在壳体中安置的传感器元件和至少一个导电的与至少一个支承板接触表面相连的连接元件。
这种压力传感器例如已在DE 4313312A1中公开。在这种压力传感器中既安置了电气连接元件,支承板以及其上安置的电气/电子构件,还安置了传感器元件并分离地置于壳体中。同时,压力传感器,支承板和电气连接元件还分别通过连接导线相互导电连接。
这种压力传感器的缺陷是,制做相当昂贵,因为,电气连接件,支承板以及传感器元件必须分离地在壳体中安置。另一方面,已经证明:将连接导线直接用于压力传感器的接触件也是特别不利的,因为这种连接导线是很敏感的,所以,存在着损坏的危险和由此导致压力传感器的故障,特别是在压力介质施加作用的情况下更为突出。
由此,本发明的任务是,对开头所述类型的压力传感器作发展设置,为的是它可以简单的方式制造,另一方面,它具有一个很高的抗干扰性,因此,即使经历一个较长的时间间隔也具有一个很高的工作可靠性。
本发明优点
上述任务,按照发明要求在开头所述类型地压力传感器基础上如此加以解决:
该至少一个连接元件与装配表面对齐地安置并直接与至少一个接触表面相连接;在支承板和安装面之间安置一个毛细管粘接层。
将至少一个连接元件与安装表面对齐地配置以及与支承板的至少一个接触表面直接地相接触结构具有特别大的优点是为了使连接元件与支承板相连接,不必设置敏感的连接导线,因此,不仅制造明显简单了,而且、抗干扰性以及长时间工作的性能稳定性都提高了。
在支承板和装配面之间配置一个毛细管粘接层具有大的优点是借此可在支承板和装配面间实现一个某种程度上完全的连接并因此可实现由“一个铸件”形成的壳体。这种毛细管粘接层可特别地提高在支承板和装配面也就是说,和壳体之间连接的稳定性,并且以此方式在接触表面和连接元件之间构成一个连接保护结构。对于这个粘接层应用一种毛细管粘接剂具有大的优点是,这种毛细管粘接剂可流入在装配面和支承板之间的精细孔中,因此,可产生一个特别牢固的,某种程度上说成为整体的连接。
关于连接元件和接触表面的连接方式可以想到不同的实施类型。例如可以规定,在连接元件和接触表面之间的连接是一种钎焊连接。
此外,还可以按照有利方式设置一个粘接连接,此时,应用一种导电粘接剂以形成连接。
在两种情况下,所以大多数受压的接触表面可以借助很优秀的S MD-工艺与连接元件相连接。
特别有利的是,该毛细管粘接剂将在连接元件和接触表面之间导电的连接包围住并相对于外界密封住。借此,如上所述,不仅可实现一个稳定性的提高,而且,可以减小作用于在接触表面和连接元件之间连接结构上的力,同时,还可实现一个对在连接元件和接触表面之间之连接的保护作用,即防止外界侵蚀如腐蚀、氧化作用、或类似作用。
就纯粹的原理而言,该壳体可以由一种任意的材料构成。但是,最好是,该壳体是一个塑料壳体。它的热力膨胀系数至少在装配表面的方向上与支承板的热膨胀系数相适应。一个塑料壳体不仅可以简单和廉价地制造,而且在这种塑料壳体时可以利用膨胀系数的异向性能设置一个特别适合于支承体的并特别适应于其膨胀系数的壳体。
最好是,该支承板是一个混合式-陶瓷板,其上,传感器元件例如可同样借助S MD-工艺来安置。以此方式就可使传感器在壳体中的配置包括构件费用都降低。
另外,本发明任务还可通过制造一个压力传感器的方法来解决,该传感器包括一个壳体,一个在壳体之安装表面上安置的支承板,一个在壳体中安置的传感器元件和至少一个导电的与支承板的至少一个接触面相连接的连接元件,其中,首先,至少一个接触面与一个连接元件直接导电地连接,连接元件与安装表面对齐地安置,然后,在支承板和安装表面之间置入一种毛细管粘接剂用于构成一个密封的粘接连接。
本发明另外的优点和细节给出于后面说明书中的技术方案以及借助附图描述的几个实施例。在附图中:
图1是本发明压力传感器的纵剖图和前侧视图;
图2是本发明压力传感器另一实施方案的纵剖图和前侧视图;和
图3是本发明压力传感器又一实施方案的纵剖图和前侧视图;
一个压力传感器如在图1和2,3中所描述,其总体用10标志,它包括一个壳体20,其例如由两个壳体半拉21,22构成。
该壳体20具有一个基本圆柱形的结构和最好用塑料制成。在壳体20中安置一个传感器元件30。该传感元件30通过一个管连接件31与外界相连。通过该管连接件31,一种施以压力的介质作用到该传感器元件30上,该传感元件30例如是一种设有薄膜的硅芯片(Silizium Chip)。该传感器元件30安置在一个支承板40上并例如通过连接导线32与(未描绘的)支承板40上的接触表面相连接。该传感器元件30通过一个膜片35(参见图3)或一个打孔的保护罩36(见图2)相对于施以压力的介质,特别是相对于有时在此处存在的灰尘,或污染物或类似物得以防护。
在支承板40上可以安置另外的(未示出)电气/电子结构元件并成为一个电气电路结构,该支承板40可设置为混合式陶瓷板结构。
与该支承板40成为导电连接有接头元件50,例如为插头接触件或焊接接片的形式。特别如从图2和3看出的那样,该接触元件50为如此结构,即它与一个在壳体20中设置的装配表面60对齐地配置。因此,在支承板上安置的接触面借助一个公知的S MD连接技术可直接与连接元件50相连接。 例如,该接触表面和接触元件50相互可以钎焊起来。另一形式的连接结构是应用一种导电粘接剂的粘接结构以制成和构成这种粘合连接。
为了提高在接触元件50和支承板之间以此方式制作的连接结构之稳定性,在支承板40和表面60之间置入一种毛细管粘接剂,它一方面使支承板40与装配表面60固定连接,另一方面在接触元件50和接触表面之间围住这导电的连接结构。并依此防止其受外界的影响,特别是腐蚀,氧化作用或类似作用的侵害。
至此上面描述的压力传感器是如此制作的,即首先该支承板40的接触表面与连接元件50相连接。例如,为了在支承板40的接触表面上构成一个粘合连接,覆盖一种导电粘接剂。然后,该支承板40借助这种导电粘接剂固定到装配表面60和连接元件50上,最后,在支承板40和壳体的装配表面60之间产生的中间空间中覆盖一种毛细管粘接剂以构成一个密封的粘合连接。这种毛细管粘接剂流入在支承板40和壳体20之装配表面60之间的最小空隙中并因此不仅在支承板40和壳体20之间形成一个很牢固的几乎成为整体的连接,而且还提高了在接触元件50和支承板40之接触表面之间的导电连接的强度,同时还保护了这个接触元件50免受外界的影响。
为了特别地防止在接触元件50和支承板40的接触表面之间由于壳体20和/或支承板40和/或金属的接触元件50之间不同的热力膨胀系数会导致导电连接的中断,该壳体20最好由一种塑料制成,它的热力膨胀系数在装配表面60的至少一个方向上基本上与制作成混合式陶瓷板的支承板40的热力膨胀系数相一致,因此,支承板40和壳体20在这一平面内与温度相关的膨胀是相同的。