[发明专利]传感器模块和用于制造传感器模块的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种传感器模块和一种用于制造传感器模块的方法。

背景技术

这样的传感器模块是普遍公知的。例如，在文献DE102005038443A1 中公开了一种具有基底和壳体的传感器装置，其中，壳体在第一基底区域 中基本上完全包围该基底，而壳体设置成在第二基底区域中至少部分地借 助孔打开，并且第二基底区域设置成在该孔的区域中从壳体中突出。通过 使第二基底区域从壳体中突出，防止了对应力敏感的传感器元件的特征曲 线由于壳体和基底的不同热膨胀而受到影响，因为传感器元件的有效传感 器区域设置在第二基底区域中，由此设置在壳体外部并且进一步与壳体热 解耦。此外，由尚未公布的专利申请DE202008011943.1公开了一种传感 器装置，其中，传感器元件设置在载体上并且传感器元件的一个区域嵌入 到模制壳体中，载体在模制壳体通孔的边缘区域中嵌入到模制壳体中，并 且，传感器装置的一个敏感区也设置在该通孔的区域内，因而同样设置在 模制壳体的外部。因此，一方面允许该敏感区与模制壳体热解耦，另一方 面实现壳体上侧和壳体下侧之间的空间分离，使得传感器装置构成测量介 质的阻碍并且由此用于安装到空间区域之间的密封连接中，例如安装在汽 车外壳体的内部空间中。壳体和基底之间的不同热膨胀尤其通过将塑料制 成的模制壳体用作壳体和将金属引线框用作基底而引起，由此实现这种传 感器模块的相对成本有利的制造。根据现有技术的热解耦的缺点是：由于 第二基底区域突出并且由于模制壳体中的通孔，传感器元件的敏感区总是 完全暴露，因而不受保护地受到可能的环境影响，例如污染、机械损害或 电磁干扰辐射。

发明内容

根据本发明提出了一种传感器模块，其具有传感器元件、壳体和基底， 其中，传感器元件设置在基底上，并且，壳体至少部分地包围传感器元件， 其中，该传感器模块还具有用于补偿壳体的热变形的补偿元件，该壳体基 本上设置在基底和补偿元件之间。

与现有技术相比，根据本发明的传感器模块和根据本发明的用于制造 传感器模块的方法具有如下优点：借助补偿元件以相对容易的且实现成本 低的方式有效地防止传感器模块的热变形，该补偿元件同时保护壳体和/或 传感器元件免受不期望的外部环境影响。因此，根据本发明的传感器模块 是非常坚固的并且相对于污染、机械损害和/或电磁干扰辐射是不敏感的。 这通过以下方式实现：壳体设置在补偿元件和基底之间。因此，壳体和/或 传感器元件在背离基底的第一侧面上受到补偿元件的保护或者至少部分地 被覆盖。补偿元件优选包括金属，从而传感器元件在第一侧面上的电磁屏 蔽通过补偿元件实现。该补偿元件特别优选构造成基本扁平的和/或板状 的，并且尤其特别优选地构造成基本平行于基底的主延伸平面取向。此外， 基底和壳体之间的热机械应力通过补偿元件这样地补偿，使得防止壳体从 基底的主延伸平面(即垂直于主延伸平面)翘曲出来。传感器模块由于补 偿板而对称化，使得例如在壳体材料的固化过程中或者在温度波动时作用 在壳体上的热机械应力同样关于主延伸平面对称，因而防止从主延伸平面 中翘曲出来。壳体优选包括模制壳体，其中，补偿元件优选刚好补偿在模 塑料固化过程中在基底和壳体之间产生的热机械应力，从而补偿壳体并且 防止壳体翘曲。

本发明的有利设计方案和扩展方案从下面的参照附图的说明中得出。

根据一种优选的扩展方案，设置有补偿元件，该补偿元件构造用于在 壳体上产生与温度相关的补偿力。这优选这样地实现：补偿元件的热膨胀 系数与壳体的热膨胀系数不同。因此特别有利的是，与现有技术相比实现 了有效的且与温度相关的应力补偿，由此能够实现精度更高的微机械式结 构元件。同时，由于翘曲的减少，传感器模块的处理工艺例如电接通或者 精确锯切被显著地简化。因此，与现有技术相比，该传感器模块的平面度 能在明显更大的温度范围内实现。

根据一种另外的优选扩展方案，补偿元件的材料与基底的材料相同和/ 或补偿元件的材料的热机械材料特性与基底的材料的热机械材料特性基本 相同。因此，特别有利的是，壳体和基底之间的热机械应力通过壳体和补 偿元件之间的基本相似的热机械应力刚好补偿，由此以相对简单的方式在 整个温度范围中防止了壳体的翘曲。