传感器模块和电池元件制造技术

本发明专利技术涉及传感器模块和电池元件。一种传感器模块包括适于对包装或封装的外表面上的开口或孔进行气密密封的外壳、传感器元件以及隔膜。所述隔膜被布置在所述外壳与所述包装或封装的开口或孔之间。

【技术实现步骤摘要】
传感器模块和电池元件
本专利技术涉及一种传感器模块和电池元件。
技术介绍
例如在过载、过度放电电流、剧烈外部加热、或机械电解质分解的情况下，电池单元会受到不利影响。此类不利条件可能导致在电池单元的电解质内释放危险气体。因此，电池单元内部压力的增加可能导致相应的电池元件的破裂或者甚至爆炸、释放危险的例如易燃的物质。对电池单元内的气体的积聚或增加的气压的及早检测可以提供保护。附图说明附图被包括以提供对实施例的进一步理解并且被并入且构成本说明书的一部分。附图图示了实施例并且与描述一起用于解释实施例的原理。当实施例通过参考以下详细说明而变得更好理解时，将容易领会其他实施例和实施例的多个预期优势。附图的元件不必相对于彼此按比例绘制。相似的附图标记指定对应的类似部分。图1示出根据一个实施例的传感器模块的示意性截面侧视表示；图2示出根据一个实施例的传感器模块的示意性截面侧视表示；图3示出根据一个实施例的传感器模块的示意性截面侧视表示；图4示出根据一个实施例的传感器模块的示意性截面侧视表示；图5示出根据一个实施例的传感器模块的示意性截面侧视表示；图6示出根据一个实施例的电池元件的示意性截面侧视表示；图7a和7b示出根据一个实施例的电池元件的示意性截面侧视表示；以及图8a和8b示出根据一个实施例的电池元件的示意性截面侧视表示。具体实施方式现在参考附图来描述各方面和实施例，其中相似的附图标记通常自始至终被用来指代相似的元件。在以下描述中，为了解释的目的，阐述了许多特定细节以提供对实施例一个或多个方面的透彻理解。然而，对于本领域技术人员可以明显的是，实施例的一个或多个方面可以通过更低程度的特定细节来实施。在其他实例中，已知的结构和元件以示意性形式来示出，以便促进描述实施例的一个或多个方面。要理解的是可以利用其他实施例以及可以做出结构或逻辑上的改变而不背离本专利技术的范围。应该进一步注意的是附图不按比例绘制或者不必按比例绘制。另外，虽然可以参考若干实现中的仅一个来公开实施例的特定特征或方面，但是此类特征或方面可以与其他实现的一个或多个其他特征或方面相结合，所述其他实现可以对于任何给定或特定的应用而言是期望并且有益的。此外，就术语“包括”、“具有”、“有”、或被用于详细描述或权利要求的任意一个中的它们的其他变形而言，此类术语意在以与术语“包含”相似的方式而是包容性的。可以连同派生词一起来使用术语“耦合”和“连接”。应理解的是，不管两个元件是采用直接的物理或电气接触，还是它们彼此不直接接触，这些术语都可以被用于指示所述两个元件彼此配合或交互。同样，术语“示例性”仅意为示例而不是最好或最佳。因而，以下详细描述不以限制性意义来进行，并且本专利技术的范围由所附权利要求来定义。在若干实施例中，层或叠层被施加到彼此或者材料被施加或沉积到层上。应领会的是，如“施加”或“沉积”的任何此类术语意在照字面涵盖将层施加到彼此上的所有种类和技术。特别地，其意在涵盖其中层作为整体而被同时施加的技术，所述技术像例如层压技术以及其中层被以顺序方式来沉积的像例如溅镀、电镀、模塑、CVD等之类的技术。半导体芯片可以包括其外表面的一个或多个上的接触元件或接触垫，其中接触元件用于电气地接触半导体芯片。接触元件可以具有任何期望的形式或形状。它们能够例如具有平台形式，即半导体封装的外表面上的平坦接触层。接触元件或接触垫可以由任何导电材料例如由例如作为铝、金、或铜的金属或金属合金、或者导电有机材料、或者导电半导体材料来制成。参考图1，其示出根据一个实施例的传感器模块10的示意性截面侧视表示。传感器模块10包括适于对包装(casing)或封装16的外表面13上的开口或孔12进行气密密封的外壳11。换句话说，传感器模块10被布置在包装或封装16的外表面13上。包装或封装16可以包括例如电池单元或化学材料的容器、或其部分之类的可以例如产生气体的任何类型的容器。特别地，包装或封装16可以提供具有在与传感器模块10相反的方向上从开口或孔12延伸离开的内部体积(未示出)的密闭壳。包装或封装材料可以是刚性或柔性的，并且可以例如具有盒、管、封皮或包的形状，其中封皮或包可以已围绕轴被折叠或缠绕。根据图1的传感器模块示出传感器元件14和隔膜(membrane)15，其中隔膜15被布置在外壳11与包装或封装16的开口或孔12之间。隔膜15可以是不透气或透气的(diaphanous)，并且可以是柔性或刚性的。在图1所示出的实施例中，隔膜15是在外壳11的内壁之间延伸的基本平坦的元件。隔膜15可以由塑料、箔、金属、硅、或其他材料制成。隔膜15可以由与外壳11相同的材料来制成。在一个实施例中，可以例如通过使用粘合材料或机械固定元件来将隔膜15固定到外壳11。在根据图1的实施例中，隔膜15和外壳11定义包围传感器元件14的腔17。在不同的实施例中，传感器元件14可以被布置于腔17之外，例如相对于腔17布置在隔膜15的表面上。在另一个实施例中，传感器元件14可以包括隔膜15。例如，隔膜15可以是压敏隔膜，即由于在隔膜15的不同侧处存在的不同压力而弯曲的隔膜。此外，传感器元件14可以被布置在隔膜的两个主表面的任意一个上，例如以便检测隔膜15的变形。变形可以指示存在于隔膜15的不同侧上的压力的相应差异。通过选择不透气的隔膜15并且通过将传感器元件14布置成被包围在腔17中，可以防止气体进入腔17并且从而损坏传感器元件14。在另一个实施例中，隔膜15可以适于当在隔膜15的不同侧处存在的气压的差异超过极限时例如当包装或封装内的气压增加同时腔17内的压力保持基本恒定时破裂即变成透气的。在一个实施例中，隔膜15是气体过滤器，即对于所选类型的气体而已是透气的过滤器。例如，隔膜15可以被选择成对于当电池被损坏或不适当操作时在电池单元的电解质中可能产生的某些类型的气体而言是透气的。在该情况下，电池单元可以被包围在以上所提到的包装或者封装16中，其中包装或者封装16可以是不透气的。在一个实施例中，传感器元件14可以例如包括压力传感器、气体传感器、或机械应力传感器。参考图2，其示出根据一个实施例的传感器模块20的示意性截面侧视表示。传感器模块20包括适于对包装或封装26的外表面23上的开口或孔22进行气密密封的外壳21。传感器模块20进一步包括被布置在外壳21与开口或孔22之间的隔膜25。隔膜25和外壳21定义腔27。隔膜25可以是压敏的，即可以表示测量在隔膜25的不同侧处存在的压力之间的差异的传感器元件的一部分。换句话说，传感器元件可以包括隔膜25。参考图3，其示出根据一个实施例的传感器模块30的示意性截面侧视表示。传感器模块30包括适于对包装或封装36的外表面上的开口或孔32进行气密密封的外壳31。传感器模块30进一步包括被布置在外壳31与开口或孔32之间的隔膜35。如以上关于根据图2的实施例所描述的，隔膜35可以是压敏的并且可以表示传感器元件的一部分。隔膜35和外壳21定义腔37。图3示出提供至包括隔膜35的传感器元件的接触的印刷电路板或半导体芯片383。所述接触可以例如提供收集传感器信号。在图3中所示出的实施例中，传感器模块30包括从印刷电路板或半导体芯片382延伸至外壳31的表面的电缆381，其中电缆381本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种传感器模块，包括：被配置成对包装或封装的外表面上的开口或孔进行气密密封的外壳，其中所述外壳包括刚性或柔性的印刷电路板；与所述外壳关联的传感器元件，其中所述传感器元件包括半导体芯片，所述半导体芯片电接触所述刚性或柔性的印刷电路板；以及隔膜，被布置在所述外壳与所述包装或封装的开口或孔之间；其中所述传感器元件包括气体传感器，当所述传感器元件检测到气压的增加和特定类型的气体存在中的任一项时，相应的传感器信号被用来指示电池被损坏或不适当操作。

【技术特征摘要】
2012.12.17 US 13/7174171.一种传感器模块，包括：被配置成对包装或封装的外表面上的开口或孔进行气密密封的外壳，其中所述外壳包括刚性或柔性的印刷电路板；与所述外壳关联的传感器元件，其中所述传感器元件包括半导体芯片，所述半导体芯片电接触所述刚性或柔性的印刷电路板；以及隔膜，被布置在所述外壳与所述包装或封装的开口或孔之间；其中所述传感器元件包括气体传感器，当所述传感器元件检测到气压的增加和特定类型的气体存在中的任一项时，相应的传感器信号被用来指示电池被损坏或不适当操作。2.如权利要求1的传感器模块，其中所述隔膜和外壳定义包围所述传感器元件的腔。3.如权利要求2的传感器模块，其中所述传感器元件适于检测所述隔膜何时由于气压的增加而破裂。4.如权利要求1的传感器模块，其中所述外壳包括电池单元的盖。5.如权利要求1的传感器模块，其中所述传感器元件还包括压力传感器或机械应力传感器，并且其中所述隔膜是压敏隔膜或气体过滤器。6.如权利要求1的传感器模块，其中所述隔膜包括被布置成覆盖所述包装或封装中的孔或开口的薄膜或层，其中所述薄膜或层是气体过滤器。7.如权利要求1的传感器模块，进一步包括密封元件，其中所述密封元件适于使所述外壳对所述包装或封装的开口或孔进行气密密封，其中所述密封元件包括夹、闩、螺杆、螺纹、边封、柔性层、粘合层、粘合材料或密封材料。8.如权利要求1的传感器模块，其中所述外壳包括柔性材料以对柔性包装或封装的开口或孔进行气密密封。9.如权利要求1的传感器模块，进一步包括从所述半导体芯片延伸至所述外壳的表面的电缆，其中所述电缆通过所述外壳的层之间的层压来气密密封。10.如权利要求1的传感器模块，其中所述半导体芯片包括通信设备，所述通信设备被配置成将传感器信号调制到电池电源电流上或者被配置成通过无线通信来发送传感器信号。11.一种电池元件，包括：电池单元；包围所述电池单元的包装或封装；被配置成对所述包装或封装的外表面上的开口...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·埃利安，G·鲁尔，H·托伊斯，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE