本发明专利技术涉及一种传感器装置（100），其具有用于检测基于物理参数的测量值的传感器元件（104）以及用于承载该传感器元件（104）的载体元件（102），其中该载体元件（102）具有至少一个布置在载体元件（102）的区段（105）中的连接区域（106），构造该连接区域用于连接载体元件（102）的区段（105）与传感器元件（104）的区段（108），使得传感器元件（104）可相对于载体元件（102）运动地得到支承。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种。
技术介绍
传感器元件，例如在半导体基础上的气体传感器，特别由碳化硅制成，其固定尤其 对于在废气传感器器件中的使用而言需要耐受较高的工作温度(高达500°C)并且耐受其它 恶劣的环境条件(湿气、气体等)。因此，在此由于较高的温度，不能使用常规的有机粘结剂， 如在通过Si半导体晶片并且在电路板上或者LTCC陶瓷材料上制造电子器件时那样。 传感器元件例如可以是化学的传感器例如ChemFET，也可以是MECS传感器或者其 它检测物理参数的传感器。它们大多数以耐高温的材料例如以碳化硅实现。该材料由于其 热膨胀系数在温度变换时不能与常规的标准材料组合。 DE 10 2008 008 535 A1涉及一种装置用于固定和/或紧固如半导体元件的电子 模块及其借助于固定元件或固定机构在载体上的导体电路上的导电连接。如此实现所述固 定元件或固定机构，使得其在高达500°C的工作温度中维持其固定特性。
技术实现思路
在该背景下用本专利技术提出了一种按主要权利要求所述的传感器装置以及用于制 造传感器装置的方法。有利的设计方案从相应的从属权利要求以及后面的描述中给出。 为了解决开头所描述的问题，存在方案，用于改变常规的结构以及使用专门的耐 高温的粘结剂和在热膨胀系数方面匹配的基底。 在此提出的将传感器元件点状地固定在载体元件上,在传感器元件与载体元件的 热膨胀系数不同时实现了强健的传感器装置。 根据在此提出的方案，可以使用例如由硅制成的载体，用于固定传感器元件，尤其 基于半导体的传感器，例如由碳化硅、硅或氮化镓制成。在此尤其可以使连接元件或者在载 体和传感器元件之间的连接区域结构化，使得所述部件相互间能够机械运动并且可以将具 有不同的热膨胀特性的不同的材料持久地相互连接。在这里提出的构思的改进方案中，可 以借助于微系统技术的方法使载体或者载体元件可结构化或者结构化。 在此提出的构思的优点是，在热膨胀时在如此设计的传感器的组成部分之间没有 或者只有受限制的机械应力，从而在温度变换时可以无疲劳地工作。 根据在此提出的方案，可以提供适合高温的气体传感器，该气体传感器尤其耐受 温度变化，并且其中可以放弃使用专门的材料或措施，该材料或措施会要求较高的花费并 且例如由于在最小的导体电路宽度、接触面积或者导体电路间距方面的限制而增加空间需 求。 传感器装置具有以下特征： 用于检测基于物理参数的测量值的传感器元件；以及 用于承载传感器元件的载体元件，其中该载体元件具有至少一个布置在载体元件的区 段中的连接区域，构造该连接区域用来连接载体元件的所述区段与传感器元件的区段，使 得传感器元件可相对于载体元件运动地得到支承。 所述传感器装置例如可以用来检测并且分析例如在汽车排气系统中的气体，并且 相应地具有材料特性，该材料特性实现了在温度较高时传感器装置的可靠的使用。所述传 感器元件例如可以由碳化硅或者其它适合高温的半导体材料制成并且如此进行定位，使得 其直接或者以限定地受限制的形式暴露在一种或多种气体中，从而能够检测测量值。所述 传感器元件可以具有扁平矩形的形状。该载体元件同样可以基本上具有扁平的矩形形状并 且例如由硅、陶瓷或其它成本低廉的并且适合高温的材料制成。构造该载体元件可以用来 一方面借助于所述至少一个连接区域固定传感器元件并且另一方面最佳地暴露在有待分 析的气体中。所述载体元件例如可以具有两个这种相互隔开的连接区域。载体元件的区段 以及传感器元件的区段分别可以涉及载体元件或者传感器元件的相应侧面的较小的部分 区域或者较小的相互隔开的部分区域。可以构造所述连接区域用于将传感器元件力锁合 地并且/或者形状锁合地与载体元件进行连接。还可以如此构造所述连接区域，从而将载 体元件与传感器元件之间的物理接触限制在连接区域上。由此，传感器元件除了与连接区 域连接的区段以外，可以完全暴露在气流中。同样，通过连接区域形式的减少的接触区域， 载体元件与传感器元件之间的温度差要么是可能的，要么可以有针对性地例如通过仅仅对 传感器元件的主动加热来实现，因为通过连接区域仅仅传递了减少的热量。可以相对于载 体元件如此支承所述传感器元件，使得该传感器元件可以横向于和/或平行于和/或斜向 于载体元件的主延伸方向运动，其中主延伸方向可以理解为沿着载体元件的最大的表面延 伸。 根据传感器装置的一种实施方式，连接区域可以构造成布置在载体元件的凹槽中 的柔性的用于弹性支承传感器元件的接片。在此，柔性的接片的第一端部可以材料锁合地 与载体元件的区段连接，并且柔性的接片的第二端部材料锁合地与传感器元件的区段连 接。柔性的接片可以是载体元件的组成部分并且例如在蚀刻过程中通过去除载体元件材料 形成。通过弹性的支承可以实现传感器元件在预先确定的范围内的振动，使得传感器元件 能够强健地耐受例如振动或者碰撞。所述传感器元件例如可以具有两个或更多个这样的柔 性的接片。所述凹槽可以布置在矩形的载体元件的主侧面中，其中主侧面可以理解为载体 元件的两个对置的面积最大的侧面之一。在此，可以如此布置所述柔性的接片，使得为检测 测量值可以具有所需模块的传感器元件的主侧面对置于凹槽。传感器元件的主侧面可以理 解为传感器元件的两个对置的面积最大的侧面之一。通过这种布置可以有利地在载体元件 与传感器元件之间形成腔洞，有待分析的气体可以导入该腔洞中。如此可以非常直接地并 且由此更精确地实现测量。 柔性的接片尤其可以由具有第一端部的第一部分接片以及具有第二端部的并以 大于〇°C并且小于180°C的角度相对于第一部分接片延伸的第二部分接片组成。载体元件 的区段可以是凹槽的侧壁的部分，并且传感器元件的区段可以是传感器元件的朝凹槽的主 表面的部分。在此，所述传感器元件的主表面可以大于凹槽，使得传感器元件的主表面的边 缘区域对置于载体元件的包围凹处的围缘区域。该实施方式以简单并且成本低廉的方式实 现了传感器元件的弹性的支承。由此，所述传感器装置相对于碰撞和振动还是强健的。 所述第一部分接片例如可以基本上平行于传感器元件的主表面延伸，并且第二部 分接片基本上平行于凹槽的侧壁延伸。用该实施方式可以实现柔性的接片的特别简单制造 的设计。 此外，所述第一部分接片可以具有弯折的或者弯曲的走向。该实施方式提供了以 下优点，即柔性的接片可以具有更大的断裂强度。 根据另一实施方式，所述连接区域可以具有至少一个电接头，用于使传感器元件 与载体元件进行电接触。该电接触可以有利地节省空间地并且电绝缘地实现。 尤其可以将传感器元件与载体元件之间的物理接触限制到连接区域上。由此能够 实现传感器元件相对于载体元件的有利的热绝缘。 根据另一实施方式可以构造连接区域用于通过施加预紧力将传感器元件保持 在或者也压在载体元件的包围载体元件的凹槽的表面上并且在凹槽中形成封闭的腔 洞。这种封闭的流体密封的或者近似流体密封的腔洞可以有利地用作标准空气储备器 (Referenzluftreservoir)。 此外，所述载体元件可以具有多个用于电接触传感器装置的电绝缘的导体电路。 所述载体元件可以额外地具有部分遮盖导体电路的钝化层（Pas本文档来自技高网...
【技术保护点】
传感器装置（100）,具有以下特征：用于检测基于物理参数的测量值的传感器元件（104）；以及用于承载传感器元件（104）的载体元件（102），其中该载体元件（102）具有至少一个布置在载体元件（102）的区段（105）中的连接区域（106），构造该连接区域用来将载体元件（102）的区段（105）与传感器元件（104）的区段（108）进行连接，从而相对于载体元件（102）可运动地支承所述传感器元件（104）。
【技术特征摘要】
2013.03.19 DE 102013204804.11. 传感器装置（100)，具有以下特征： 用于检测基于物理参数的测量值的传感器元件（104);以及 用于承载传感器元件（104)的载体元件（102)，其中该载体元件（102)具有至少一个 布置在载体元件（102)的区段（105)中的连接区域（106)，构造该连接区域用来将载体元件 (102)的区段（105)与传感器元件（104)的区段（108)进行连接，从而相对于载体元件（102) 可运动地支承所述传感器元件（104)。2. 按权利要求1所述的传感器装置（100)，其特征在于，所述连接区域（106)构造成布 置在载体元件（102)的凹槽（116)中的用于弹性支承传感器元件（104)的柔性的接片，其中 柔性的接片的第一端部材料锁合地与载体元件（102)的区段（105)连接并且柔性的接片的 第二端部材料锁合地与传感器元件（104)的区段（108)连接。3. 按权利要求2所述的传感器装置（100)，其特征在于，所述柔性的接片由具有第一端 部的第一部分接片（110)和具有第二端部的并相对于第一部分接片（110)以一个角度延伸 的第二部分接片（112)组成，其中该载体元件（102)的区段（105)是凹槽（116)的侧壁（114) 的部分并且传感器元件（104)的区段（108)是传感器元件（104)的面对凹槽（116)的主表 面（118)的部分，并且其中传感器元件（104)的主表面（118)大于凹槽（116)，使得传感器元 件（104)的主表面（118)的边缘区域对置于载体元件（102)的包围凹槽（116)的围缘区域。4. 按权利要求3所述的传感器装置（100)，其特征在于，所述第一部分接片（110)基本 上平行于传感器元件（104)的主表面（118)延伸，并且第二部...
【专利技术属性】
技术研发人员：R菲克斯，A克劳斯，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE
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