センサモジュールおよびセンサモジュールの製造方法
本発明は、チップ支持体とその上に配置されたセンサチップとを含むセンサモジュールに関する。本発明のセンサモジュールは、チップ支持体の第２の側に、凹部を有する少なくとも１つの部分的なカバーを備えており、チップ支持体および／またはセンサチップの熱を凹部の箇所で放出できる。本発明はまた、凹部を有するカバーを備えたセンサモジュールの製造方法に関する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサモジュールおよびセンサモジュールの製造方法に関する。
【０００２】
センサモジュールは、通常、チップ支持体（リードフレーム）と、このチップ支持体上のセンサチップとを備える。センサチップはチップ支持体に電気的に接続されている。センサチップを外的影響から保護するために、センサモジュールは少なくとも部分的にプラスティック材料によって封止されている。
【０００３】
こうしたセンサモジュールおよびセンサモジュールの製造方法は独国公開第１０２００７０５７９０３号に記載されている。ここでのセンサモジュールは打ち抜き板上に被着されたセンサチップを有しており、このセンサチップはセンサ面を有する。センサチップは、センサ面がセンサチップの打ち抜き板に近い側に存在するように、打ち抜き板のフォーク状の支承部材に固定されている。ただし、打ち抜き板がフォーク状の構造を有するため、この打ち抜き板はセンサチップの外側にしか配置できない。
【０００４】
こうしたセンサモジュールの被覆は、射出成形過程において、所定の圧力（例えば１０ｂａｒ未満の圧力）をかけつつカバー材料を射出成形型へ投入し、射出成形型が充填された後、後プレス過程において、カバー材料に５０ｂａｒから１００ｂａｒの圧力をかけて残留空気を射出成形型から押し出して、行われる。
【０００５】
このセンサモジュールの動作中には、特に電流の供給されるセンサモジュールエレメントで、熱が発生する。前述したセンサモジュールの欠点は、カバー材料がセンサモジュールの大部分を覆うため、カバーを有さないセンサモジュールに比べて、センサモジュールから周囲への放熱性が低下することである。放熱性が低下すると、カバーを有さないセンサモジュールに比べてセンサモジュールの耐用性や測定精度が低下してしまう。
【０００６】
したがって、本発明の課題は、従来技術に比べて放熱性の点で最適化されたセンサモジュールおよびその製造方法を提供することである。
【０００７】
この課題は、請求項１に記載された本発明のセンサモジュール、および、請求項１０に記載された本発明のセンサモジュールの製造方法によって解決される。本発明の有利な実施形態は、発明の詳細な説明および特許請求の範囲および図面から得られる。
【０００８】
本発明のセンサモジュールは、第１の面とこの第１の面の反対側の第２の面とを有するチップ支持体（リードフレーム）と、チップ支持体の第１の面に配置され、チップ支持体から給電を受けるセンサチップとを含み、チップ支持体の第２の面に、凹部を有する少なくとも１つの部分的なカバーが設けられており、これにより、チップ支持体の熱および／またはセンサチップの熱が凹部の箇所で放出されることを特徴とする。
【０００９】
センサモジュールは、第１の面と第２の面とを有するチップ支持体（リードフレーム）を備える。第１の面と第２の面とは相互に反対向きの面である。チップ支持体の第１の面に少なくとも部分的にセンサチップが配置されている。センサチップはチップ支持体から給電を受ける。また、チップ支持体は、センサチップの電気信号を転送するため、センサチップに電気的に接続されている。チップ支持体は例えば打ち抜き板もしくは配線板である。センサチップとチップ支持体とのあいだの電気的接続はボンディングワイヤによって実現することができる。センサチップは例えば差動型圧力センサチップもしくは流量センサチップである。特には、当該センサチップは、センサチップの相互に反対向きの２つの側に配置された２つのセンサ領域を有する。
【００１０】
チップ支持体の第２の面に、少なくとも１つの部分的なカバーが設けられており、このカバーが凹部を有するので、チップ支持体の熱および／またはセンサチップの熱が凹部の箇所で放出される。凹部は四角形であっても円形であってもよい。また、相互に平行に延在する複数の凹部が設けられていてもよい。特に、当該凹部は露出された凹部である。また、凹部はチップ支持体の第２の面の任意の位置、例えばセンサチップに対向する位置に設けることができる。
【００１１】
本発明のセンサモジュールの利点は、従来技術のセンサモジュールに比べて、放熱性が向上しているということである。これは例えば従来のセンサモジュールに比べて耐用性の増大および測定精度の増大につながる。
【００１２】
有利な実施形態では、チップ支持体は凹部の所定の領域に開口を有する。この開口によってチップ支持体および／またはセンサモジュールからの放熱性が開口のないセンサモジュールに比べて改善される。
【００１３】
有利には、開口は、特にチップ支持体上に配置された能動素子へ向かって延在する第１のチャネルの一部である。能動素子とは電流の供給されるモジュール、例えばコイルなどである。能動素子の熱は第１のチャネルによって所望のようにチップ支持体を介して放出される。
【００１４】
第１のチャネルはセンサモジュール、特にセンサモジュールの能動素子からの放熱の支援に利用される。複数の能動素子が存在する場合、第１のチャネルを分岐させることもできるし、複数の第１のチャネルを複数の能動素子に対応させることもできる。
【００１５】
本発明の有利な実施形態では、センサチップの第２の面の凹部内に冷却構造体が配置される。冷却構造体は任意の冷却装置であってよく、例えば、センサモジュールのケーシングであっても冷却ボディであってもよい。冷却構造体は凹部に加えてチップ支持体および／またはセンサチップからの放熱を支援する。特には、冷却構造体は冷却リブである。
【００１６】
また有利には、センサモジュールのカバーはセンサモジュールの表面に流れ案内装置を備える。この流れ案内装置により、熱がセンサモジュールの表面で放出される。この流れ案内装置は特にはセンサモジュールの一方の表面に、例えばチップ支持体の第１の面の反対側の第２の面に形成されている。このようにすれば、センサモジュールの第１の面の熱を凹部によって放散させ、第２の面の熱を流れ案内装置によって放散させることができる。
【００１７】
特に、流れ案内装置は、カバーによって形成され、かつ、センサモジュールの表面上に配置された、流れ案内チャネルである。この流れ案内チャネルによって、センサモジュールの上方で、冷却媒体、例えば空気を所望のとおりに案内することができる。これにより、凹部を設けたセンサモジュールに比べても放熱性がさらに高まる。
【００１８】
別の有利な実施形態では、センサチップとチップ支持体の第１の面とのあいだを延在する第２のチャネルが設けられ、この第２のチャネルによってセンサチップのうちチップ支持体の第１の面に近い側がセンサモジュールの周囲に接続可能となる。特に、センサチップは第２のチャネルの壁の役割を担っている。第２のチャネルは印刻によってチップ支持体内に形成され、チップ支持体に沿ってセンサモジュールの端子面まで通じている。
【００１９】
第２のチャネルを備えたセンサモジュールの利点は、測定すべき媒体がチップ支持体およびセンサチップの配置形態に基づいて第２のチャネルを介してセンサチップまで達するということである。特に、センサチップのセンサ領域が測定すべき媒体に直接曝されない。このため、センサチップの汚染が減少し、従来のセンサモジュールに比べてセンサモジュールの耐用性が増大するという利点が得られる。また、汚染はセンサモジュールの測定精度の低下にもつながりうる。上述したような、センサチップとチップ支持体とのあいだに第２のチャネルを備えたセンサモジュールの構造により、汚染に起因するセンサドリフトが従来のセンサモジュールに比べて低減される。
【００２０】
本発明の有利な実施形態では、第２のチャネルはチップ支持体の第２の面へ延在しており、媒体がチップ支持体の第２の面からセンサチップへ供給される。チャネルは、例えば、まず、チップ支持体とセンサチップとのあいだで、チップ支持体の第１の面の第１の部分の上方を延在し、ついで、第１の部分の後方では、第１の面から第２の面へ向かって、チップ支持体を通って延在する。このように、チップ支持体を通る貫通路が形成される。第２のチャネルの開口は、例えば、当該センサモジュールを車両の管路において使用するときに、流れの反対側に位置することになる。
【００２１】
また、第２のチャネルの開口を凹部近傍に設けたり、カバーを通して延在させたりすることもできる。
【００２２】
本発明のカバーを備えたセンサモジュールの製造方法は、センサチップをチップ支持体（リードフレーム）の第１の面に配置して接続するステップと、センサチップを備えたチップ支持体を、チップ支持体の第１の面の反対側の第２の面の所定の領域を覆う装置部を有する射出成形型に投入するステップと、チップ支持体の第２の面に装置部によって覆われた領域に基づいて凹部を形成しつつ、チップ支持体およびセンサチップをカバー材料によって少なくとも部分的にカバーするステップとを含む。これにより、チップ支持体の熱および／またはセンサチップの熱を凹部の箇所で良好に放散させることができる。
【００２３】
まず、チップ支持体（リードフレーム）およびセンサチップを備えたセンサモジュールが準備される。チップ支持体は第１の側とその反対側の第２の側とを有している。チップ支持体の第１の側には少なくとも部分的にセンサチップが配置されており、このセンサチップにチップ支持体から例えばボンディングワイヤを介して給電が行われる。また、チップ支持体はセンサチップに電気的に接続されているので、チップ支持体はセンサチップの電気信号を転送できる。チップ支持体は打ち抜き板または配線板である。センサチップは差動型圧力センサチップもしくは流量センサチップである。特に、センサチップは、相互に反対向きの２つの側に配置された２つのセンサ領域を有するセンサチップである。
【００２４】
ついで、センサモジュールは射出成形型へ投入される。射出成形型は、特に、１つのシートによって形成された２つの型半部から成る。シートを利用しているため、シートなしの射出成形型に比べて、被覆ステップ後にセンサモジュールを射出成形型から分離しやすい。射出成形型は、さらに、チップ支持体の第１の側の反対側の第２の側の所定の領域を覆う装置部を有する。当該装置部は例えば射出成形型内で形成された突出部である。突出部は、特に、後に形成される凹部もしくは露出部の形状を定めるものである。
【００２５】
射出成形型が閉鎖された後、カバー材料が射出成形型へ投入され、センサチップを供えたチップ支持体が少なくとも部分的にカバーされる。カバー材料はプラスティック材料であってよい。チップ支持体の第２の側のうち装置部によって覆われた領域に基づいて、カバーに凹部が形成される。上述したように、凹部は、センサモジュールの動作中、特にチップ支持体および／またはセンサチップからの熱を放散させるために用いられる。
【００２６】
こうして、本発明の製造方法により、前述したすべての利点を有するセンサモジュールを製造することができる。
【００２７】
有利な実施形態では、本発明の製造方法はさらに、凹部の所定の領域に冷却構造体を配置するステップを含む。付加的な冷却構造体を設けることにより、チップ支持体および／またはセンサチップからの放熱性は従来のセンサモジュールに比べて著しく改善される。冷却構造体は、冷却リブなどの冷却体であってよい。また、凹部をセンサモジュールのケーシングに接合し、ケーシングを介して放熱を行うこともできる。
【００２８】
また有利には、さらに、本発明の方法では、熱がセンサモジュールの表面から放出されるように、センサモジュールの表面に流れ案内装置を形成するステップが行われる。流れ案内装置により、センサモジュールの表面上方で、冷却媒体、例えば空気の所望の流れ案内が実現される。流れ案内装置は流れ案内チャネルとして構成することができる。この流れ案内チャネルはセンサモジュールのうち凹部の設けられた側の反対側に形成される。このようにすれば、センサモジュールの両側で放熱が行われ、従来のセンサモジュールに比べて著しい改善が達成される。
【００２９】
本発明の製造方法の有利な実施形態として、センサモジュールのチップ支持体の第１の面とセンサチップとのあいだにチャネルが設けられ、このチャネルによってセンサチップのうちチップ支持体の第１の面に近い側がセンサモジュールの周囲へ接続可能となる場合、さらに、カバーに開口が形成されるよう、センサモジュールの被覆中に第２のチャネルを露出したままとするステップを含む。このようにすれば、後にセンサモジュールを使用するときに、チャネルを介して媒体をセンサチップの特にセンサ領域へ供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明のセンサモジュールの第１の実施例の概略図である。
【図２】本発明のセンサモジュールの第２の実施例の概略図である。
【図３】本発明の製造方法のフローチャートである。
【００３１】
以下に、本発明を図示の実施例に則して詳細に説明する。図中、同じ要素には同じ参照番号を付してある。
【００３２】
本発明のセンサモジュールは自動車内で用いられる。センサチップは、自動車の空気流系統に配置された差動型圧力センサチップもしくは流量センサチップである。
【００３３】
図１では、センサモジュール１は、チップ支持体１１０（リードフレーム）と、チップ支持体１１０の第１の側に配置された図示されていないセンサチップとを含む。センサモジュール１はさらにカバー１２０を含む。チップ支持体１１０の第２の側上のカバー１２０の領域は凹部１２２を有する。この実施例では、凹部１２２は長方形である。ただし凹部は円形であっても複数の平行なスリットの形状で延在してもよい。凹部の箇所でチップ支持体１１０の熱および／または図示されていないセンサチップの熱が放出される。
【００３４】
付加的に、チップ支持体１１０の凹部１２２の領域に開口１１２が設けられる。開口１１２は第１のチャネルの一部であり、チップ支持体１１０上に配置された図示されていない能動素子まで延在している。能動素子は電流の供給される素子、例えばコイルである。第１のチャネルにより、図示されていない能動素子の熱が所望のとおりに放出される。複数の能動素子がチップ支持体１１０上に配置されている場合、チャネルはそれぞれの能動素子への分岐を有する。これに代えて、凹部の領域に、各能動素子へ通じるそれぞれ１つずつの第１のチャネルを有する複数の開口を設けてもよい。
【００３５】
図１では、センサモジュール１がさらに冷却構造体１２４を有している。冷却構造体１２４は例えば冷却リブである。この冷却リブは凹部１２２に加えてチップ支持体１１０および／またはセンサチップの熱の放散を支援する。
【００３６】
センサモジュール１からの放熱をさらに改善するために、カバー１２０を通して、流れ案内チャネル１２６がセンサモジュール１の表面に形成されている。流れ案内チャネル１２６により、センサモジュール１の上方で、冷却媒体の所望の流れ案内を行うことができる。冷却媒体、例えば空気により、放熱がさらに支援される。これに加えてもしくはこれに代えて、流れ案内チャネルを、センサモジュール１のうち凹部１２２が設けられている側に形成することもできる。
【００３７】
図２では、本発明の別の実施例として、センサモジュール２が、センサチップ２３０を上部に配置したチップ支持体２１０を有することが示されている。また、センサモジュール２はカバー材料から成るカバー２２０を有する。カバー材料はプラスティック材料である。センサチップ２３０への給電のために、チップ支持体２１０に固定されたボンディングワイヤ２１２が設けられている。
【００３８】
センサチップ２２０とチップ支持体２１０とのあいだにはチャネル２１４が設けられている。チャネル２１４はチップ支持体２１０の第２の側の開口からセンサチップ２３０の構造的な中空室２３２まで延在している。このため、チャネル２１４は、チップ支持体２１０の第２の側から、まずチップ支持体２１０を貫通し、ついでチップ支持体２１０の第１の側に沿って延在し、中空室２３２へいたる。センサチップ２３０は例えばチャネル２１４の壁となる。なお、チャネル２１４はチップ支持体２１０に刻印によって形成することもできる。センサチップ２３０の中空室２３２にはメンブレインが配置されており、中空室２３２はセンサチップ２３０のセンサ領域となる。センサチップ２３０は特に差動型圧力センサチップもしくは流量センサチップである。チャネル２１４は上述した第１のチャネルに加えてもしくはこれに代えて設けることができる。チャネル２１４が第１のチャネルに加えて形成される場合、このチャネル２１４は第２のチャネルとなる。チャネル２１４は凹部の方向へ延在し、チャネル２１４の開口が凹部の領域に設けられる。
【００３９】
さらに所望の流体放出を達成するために、カバー２２０を用いて、センサモジュール２の表面に流れ案内チャネル２２４が形成される。流れ案内チャネル２２４により、センサチップ２３０の上方で所望の流れ案内が行われる。これに加えてもしくはこれに代えて、図１に則して説明したように、流れ案内チャネルをチップ支持体の反対の第２の側に形成することもできる。
【００４０】
なお、図１の実施例と図２の実施例とを組み合わせることもできる。図１の開口１１２が図２のチャネル２１４の構成要素であってもよい。これに代えて、複数のチャネルをセンサモジュールの能動素子に対して形成し、センサチップのセンサ領域に１つのチャネルを形成してもよい。
【００４１】
図３によれば、ステップＡで、センサチップがチップ支持体上に配置され、これと接続される。センサチップはチップ支持体の第１の側に配置される。センサモジュールのチップ支持体は、その第２の側のうち、後に凹部の設けられる領域に、１つまたは複数の開口を有することができる。特に、１つまたは複数の開口は、センサチップをチップ支持体上に配置する前に、チップ支持体内に形成される。１つまたは複数の開口は、上述したように、センサモジュールの能動素子へ通じるチャネルの一部であってもよい。
【００４２】
センサモジュールは、ステップＢで、射出成形型へ投入される。射出成形型は、例えば、１つのシートによってカバーされた２つの型半部を有している。また、射出成形型は、チップ支持体の第１の側の反対側である第２の側の所定の領域を覆う装置部を有する。
【００４３】
センサモジュールがチップ支持体の第１の側とセンサチップとのあいだにチップ支持体の第２の側まで延在するチャネルを有する場合、射出成形型が、ステップＦでのセンサモジュールの被覆中にチャネルを露出させておくための別の装置部を有すると有利である。このようにするとカバー内に開口が形成され、センサチップを被覆後にチャネルを介してセンサモジュールの周囲へ接続することができる。
【００４４】
センサモジュールを少なくとも部分的にカバー材料によって被覆することは、ステップＣで行われる。装置部によって所定の領域が覆われるため、凹部はチップ支持体の第２の側に形成される。この凹部によって、チップ支持体および／またはセンサチップの熱を放出することができる。
【００４５】
さらに、ステップＥで、センサモジュールの表面に流れ案内装置が形成される。流れ案内装置により、図１，図２に則して説明したように、冷却媒体の流れをセンサモジュールの上方で所望のように案内することができる。
【００４６】
ステップＤで、冷却構造体は凹部の領域に配置される。例えば、冷却構造体は、上述したように、冷却リブである。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサモジュールおよびセンサモジュールの製造方法に関する。
【０００２】
センサモジュールは、通常、チップ支持体（リードフレーム）と、このチップ支持体上のセンサチップとを備える。センサチップはチップ支持体に電気的に接続されている。センサチップを外的影響から保護するために、センサモジュールは少なくとも部分的にプラスティック材料によって封止されている。
【０００３】
こうしたセンサモジュールおよびセンサモジュールの製造方法は独国公開第１０２００７０５７９０３号に記載されている。ここでのセンサモジュールは打ち抜き板上に被着されたセンサチップを有しており、このセンサチップはセンサ面を有する。センサチップは、センサ面がセンサチップの打ち抜き板に近い側に存在するように、打ち抜き板のフォーク状の支承部材に固定されている。ただし、打ち抜き板がフォーク状の構造を有するため、この打ち抜き板はセンサチップの外側にしか配置できない。
【０００４】
こうしたセンサモジュールの被覆は、射出成形過程において、所定の圧力（例えば１０ｂａｒ未満の圧力）をかけつつカバー材料を射出成形型へ投入し、射出成形型が充填された後、後プレス過程において、カバー材料に５０ｂａｒから１００ｂａｒの圧力をかけて残留空気を射出成形型から押し出して、行われる。
【０００５】
このセンサモジュールの動作中には、特に電流の供給されるセンサモジュールエレメントで、熱が発生する。前述したセンサモジュールの欠点は、カバー材料がセンサモジュールの大部分を覆うため、カバーを有さないセンサモジュールに比べて、センサモジュールから周囲への放熱性が低下することである。放熱性が低下すると、カバーを有さないセンサモジュールに比べてセンサモジュールの耐用性や測定精度が低下してしまう。
【０００６】
したがって、本発明の課題は、従来技術に比べて放熱性の点で最適化されたセンサモジュールおよびその製造方法を提供することである。
【０００７】
この課題は、請求項１に記載された本発明のセンサモジュール、および、請求項１０に記載された本発明のセンサモジュールの製造方法によって解決される。本発明の有利な実施形態は、発明の詳細な説明および特許請求の範囲および図面から得られる。
【０００８】
本発明のセンサモジュールは、第１の面とこの第１の面の反対側の第２の面とを有するチップ支持体（リードフレーム）と、チップ支持体の第１の面に配置され、チップ支持体から給電を受けるセンサチップとを含み、チップ支持体の第２の面に、凹部を有する少なくとも１つの部分的なカバーが設けられており、これにより、チップ支持体の熱および／またはセンサチップの熱が凹部の箇所で放出されることを特徴とする。
【０００９】
センサモジュールは、第１の面と第２の面とを有するチップ支持体（リードフレーム）を備える。第１の面と第２の面とは相互に反対向きの面である。チップ支持体の第１の面に少なくとも部分的にセンサチップが配置されている。センサチップはチップ支持体から給電を受ける。また、チップ支持体は、センサチップの電気信号を転送するため、センサチップに電気的に接続されている。チップ支持体は例えば打ち抜き板もしくは配線板である。センサチップとチップ支持体とのあいだの電気的接続はボンディングワイヤによって実現することができる。センサチップは例えば差動型圧力センサチップもしくは流量センサチップである。特には、当該センサチップは、センサチップの相互に反対向きの２つの側に配置された２つのセンサ領域を有する。
【００１０】
チップ支持体の第２の面に、少なくとも１つの部分的なカバーが設けられており、このカバーが凹部を有するので、チップ支持体の熱および／またはセンサチップの熱が凹部の箇所で放出される。凹部は四角形であっても円形であってもよい。また、相互に平行に延在する複数の凹部が設けられていてもよい。特に、当該凹部は露出された凹部である。また、凹部はチップ支持体の第２の面の任意の位置、例えばセンサチップに対向する位置に設けることができる。
【００１１】
本発明のセンサモジュールの利点は、従来技術のセンサモジュールに比べて、放熱性が向上しているということである。これは例えば従来のセンサモジュールに比べて耐用性の増大および測定精度の増大につながる。
【００１２】
有利な実施形態では、チップ支持体は凹部の所定の領域に開口を有する。この開口によってチップ支持体および／またはセンサモジュールからの放熱性が開口のないセンサモジュールに比べて改善される。
【００１３】
有利には、開口は、特にチップ支持体上に配置された能動素子へ向かって延在する第１のチャネルの一部である。能動素子とは電流の供給されるモジュール、例えばコイルなどである。能動素子の熱は第１のチャネルによって所望のようにチップ支持体を介して放出される。
【００１４】
第１のチャネルはセンサモジュール、特にセンサモジュールの能動素子からの放熱の支援に利用される。複数の能動素子が存在する場合、第１のチャネルを分岐させることもできるし、複数の第１のチャネルを複数の能動素子に対応させることもできる。
【００１５】
本発明の有利な実施形態では、センサチップの第２の面の凹部内に冷却構造体が配置される。冷却構造体は任意の冷却装置であってよく、例えば、センサモジュールのケーシングであっても冷却ボディであってもよい。冷却構造体は凹部に加えてチップ支持体および／またはセンサチップからの放熱を支援する。特には、冷却構造体は冷却リブである。
【００１６】
また有利には、センサモジュールのカバーはセンサモジュールの表面に流れ案内装置を備える。この流れ案内装置により、熱がセンサモジュールの表面で放出される。この流れ案内装置は特にはセンサモジュールの一方の表面に、例えばチップ支持体の第１の面の反対側の第２の面に形成されている。このようにすれば、センサモジュールの第１の面の熱を凹部によって放散させ、第２の面の熱を流れ案内装置によって放散させることができる。
【００１７】
特に、流れ案内装置は、カバーによって形成され、かつ、センサモジュールの表面上に配置された、流れ案内チャネルである。この流れ案内チャネルによって、センサモジュールの上方で、冷却媒体、例えば空気を所望のとおりに案内することができる。これにより、凹部を設けたセンサモジュールに比べても放熱性がさらに高まる。
【００１８】
別の有利な実施形態では、センサチップとチップ支持体の第１の面とのあいだを延在する第２のチャネルが設けられ、この第２のチャネルによってセンサチップのうちチップ支持体の第１の面に近い側がセンサモジュールの周囲に接続可能となる。特に、センサチップは第２のチャネルの壁の役割を担っている。第２のチャネルは印刻によってチップ支持体内に形成され、チップ支持体に沿ってセンサモジュールの端子面まで通じている。
【００１９】
第２のチャネルを備えたセンサモジュールの利点は、測定すべき媒体がチップ支持体およびセンサチップの配置形態に基づいて第２のチャネルを介してセンサチップまで達するということである。特に、センサチップのセンサ領域が測定すべき媒体に直接曝されない。このため、センサチップの汚染が減少し、従来のセンサモジュールに比べてセンサモジュールの耐用性が増大するという利点が得られる。また、汚染はセンサモジュールの測定精度の低下にもつながりうる。上述したような、センサチップとチップ支持体とのあいだに第２のチャネルを備えたセンサモジュールの構造により、汚染に起因するセンサドリフトが従来のセンサモジュールに比べて低減される。
【００２０】
本発明の有利な実施形態では、第２のチャネルはチップ支持体の第２の面へ延在しており、媒体がチップ支持体の第２の面からセンサチップへ供給される。チャネルは、例えば、まず、チップ支持体とセンサチップとのあいだで、チップ支持体の第１の面の第１の部分の上方を延在し、ついで、第１の部分の後方では、第１の面から第２の面へ向かって、チップ支持体を通って延在する。このように、チップ支持体を通る貫通路が形成される。第２のチャネルの開口は、例えば、当該センサモジュールを車両の管路において使用するときに、流れの反対側に位置することになる。
【００２１】
また、第２のチャネルの開口を凹部近傍に設けたり、カバーを通して延在させたりすることもできる。
【００２２】
本発明のカバーを備えたセンサモジュールの製造方法は、センサチップをチップ支持体（リードフレーム）の第１の面に配置して接続するステップと、センサチップを備えたチップ支持体を、チップ支持体の第１の面の反対側の第２の面の所定の領域を覆う装置部を有する射出成形型に投入するステップと、チップ支持体の第２の面に装置部によって覆われた領域に基づいて凹部を形成しつつ、チップ支持体およびセンサチップをカバー材料によって少なくとも部分的にカバーするステップとを含む。これにより、チップ支持体の熱および／またはセンサチップの熱を凹部の箇所で良好に放散させることができる。
【００２３】
まず、チップ支持体（リードフレーム）およびセンサチップを備えたセンサモジュールが準備される。チップ支持体は第１の側とその反対側の第２の側とを有している。チップ支持体の第１の側には少なくとも部分的にセンサチップが配置されており、このセンサチップにチップ支持体から例えばボンディングワイヤを介して給電が行われる。また、チップ支持体はセンサチップに電気的に接続されているので、チップ支持体はセンサチップの電気信号を転送できる。チップ支持体は打ち抜き板または配線板である。センサチップは差動型圧力センサチップもしくは流量センサチップである。特に、センサチップは、相互に反対向きの２つの側に配置された２つのセンサ領域を有するセンサチップである。
【００２４】
ついで、センサモジュールは射出成形型へ投入される。射出成形型は、特に、１つのシートによって形成された２つの型半部から成る。シートを利用しているため、シートなしの射出成形型に比べて、被覆ステップ後にセンサモジュールを射出成形型から分離しやすい。射出成形型は、さらに、チップ支持体の第１の側の反対側の第２の側の所定の領域を覆う装置部を有する。当該装置部は例えば射出成形型内で形成された突出部である。突出部は、特に、後に形成される凹部もしくは露出部の形状を定めるものである。
【００２５】
射出成形型が閉鎖された後、カバー材料が射出成形型へ投入され、センサチップを供えたチップ支持体が少なくとも部分的にカバーされる。カバー材料はプラスティック材料であってよい。チップ支持体の第２の側のうち装置部によって覆われた領域に基づいて、カバーに凹部が形成される。上述したように、凹部は、センサモジュールの動作中、特にチップ支持体および／またはセンサチップからの熱を放散させるために用いられる。
【００２６】
こうして、本発明の製造方法により、前述したすべての利点を有するセンサモジュールを製造することができる。
【００２７】
有利な実施形態では、本発明の製造方法はさらに、凹部の所定の領域に冷却構造体を配置するステップを含む。付加的な冷却構造体を設けることにより、チップ支持体および／またはセンサチップからの放熱性は従来のセンサモジュールに比べて著しく改善される。冷却構造体は、冷却リブなどの冷却体であってよい。また、凹部をセンサモジュールのケーシングに接合し、ケーシングを介して放熱を行うこともできる。
【００２８】
また有利には、さらに、本発明の方法では、熱がセンサモジュールの表面から放出されるように、センサモジュールの表面に流れ案内装置を形成するステップが行われる。流れ案内装置により、センサモジュールの表面上方で、冷却媒体、例えば空気の所望の流れ案内が実現される。流れ案内装置は流れ案内チャネルとして構成することができる。この流れ案内チャネルはセンサモジュールのうち凹部の設けられた側の反対側に形成される。このようにすれば、センサモジュールの両側で放熱が行われ、従来のセンサモジュールに比べて著しい改善が達成される。
【００２９】
本発明の製造方法の有利な実施形態として、センサモジュールのチップ支持体の第１の面とセンサチップとのあいだにチャネルが設けられ、このチャネルによってセンサチップのうちチップ支持体の第１の面に近い側がセンサモジュールの周囲へ接続可能となる場合、さらに、カバーに開口が形成されるよう、センサモジュールの被覆中に第２のチャネルを露出したままとするステップを含む。このようにすれば、後にセンサモジュールを使用するときに、チャネルを介して媒体をセンサチップの特にセンサ領域へ供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明のセンサモジュールの第１の実施例の概略図である。
【図２】本発明のセンサモジュールの第２の実施例の概略図である。
【図３】本発明の製造方法のフローチャートである。
【００３１】
以下に、本発明を図示の実施例に則して詳細に説明する。図中、同じ要素には同じ参照番号を付してある。
【００３２】
本発明のセンサモジュールは自動車内で用いられる。センサチップは、自動車の空気流系統に配置された差動型圧力センサチップもしくは流量センサチップである。
【００３３】
図１では、センサモジュール１は、チップ支持体１１０（リードフレーム）と、チップ支持体１１０の第１の側に配置された図示されていないセンサチップとを含む。センサモジュール１はさらにカバー１２０を含む。チップ支持体１１０の第２の側上のカバー１２０の領域は凹部１２２を有する。この実施例では、凹部１２２は長方形である。ただし凹部は円形であっても複数の平行なスリットの形状で延在してもよい。凹部の箇所でチップ支持体１１０の熱および／または図示されていないセンサチップの熱が放出される。
【００３４】
付加的に、チップ支持体１１０の凹部１２２の領域に開口１１２が設けられる。開口１１２は第１のチャネルの一部であり、チップ支持体１１０上に配置された図示されていない能動素子まで延在している。能動素子は電流の供給される素子、例えばコイルである。第１のチャネルにより、図示されていない能動素子の熱が所望のとおりに放出される。複数の能動素子がチップ支持体１１０上に配置されている場合、チャネルはそれぞれの能動素子への分岐を有する。これに代えて、凹部の領域に、各能動素子へ通じるそれぞれ１つずつの第１のチャネルを有する複数の開口を設けてもよい。
【００３５】
図１では、センサモジュール１がさらに冷却構造体１２４を有している。冷却構造体１２４は例えば冷却リブである。この冷却リブは凹部１２２に加えてチップ支持体１１０および／またはセンサチップの熱の放散を支援する。
【００３６】
センサモジュール１からの放熱をさらに改善するために、カバー１２０を通して、流れ案内チャネル１２６がセンサモジュール１の表面に形成されている。流れ案内チャネル１２６により、センサモジュール１の上方で、冷却媒体の所望の流れ案内を行うことができる。冷却媒体、例えば空気により、放熱がさらに支援される。これに加えてもしくはこれに代えて、流れ案内チャネルを、センサモジュール１のうち凹部１２２が設けられている側に形成することもできる。
【００３７】
図２では、本発明の別の実施例として、センサモジュール２が、センサチップ２３０を上部に配置したチップ支持体２１０を有することが示されている。また、センサモジュール２はカバー材料から成るカバー２２０を有する。カバー材料はプラスティック材料である。センサチップ２３０への給電のために、チップ支持体２１０に固定されたボンディングワイヤ２１２が設けられている。
【００３８】
センサチップ２２０とチップ支持体２１０とのあいだにはチャネル２１４が設けられている。チャネル２１４はチップ支持体２１０の第２の側の開口からセンサチップ２３０の構造的な中空室２３２まで延在している。このため、チャネル２１４は、チップ支持体２１０の第２の側から、まずチップ支持体２１０を貫通し、ついでチップ支持体２１０の第１の側に沿って延在し、中空室２３２へいたる。センサチップ２３０は例えばチャネル２１４の壁となる。なお、チャネル２１４はチップ支持体２１０に刻印によって形成することもできる。センサチップ２３０の中空室２３２にはメンブレインが配置されており、中空室２３２はセンサチップ２３０のセンサ領域となる。センサチップ２３０は特に差動型圧力センサチップもしくは流量センサチップである。チャネル２１４は上述した第１のチャネルに加えてもしくはこれに代えて設けることができる。チャネル２１４が第１のチャネルに加えて形成される場合、このチャネル２１４は第２のチャネルとなる。チャネル２１４は凹部の方向へ延在し、チャネル２１４の開口が凹部の領域に設けられる。
【００３９】
さらに所望の流体放出を達成するために、カバー２２０を用いて、センサモジュール２の表面に流れ案内チャネル２２４が形成される。流れ案内チャネル２２４により、センサチップ２３０の上方で所望の流れ案内が行われる。これに加えてもしくはこれに代えて、図１に則して説明したように、流れ案内チャネルをチップ支持体の反対の第２の側に形成することもできる。
【００４０】
なお、図１の実施例と図２の実施例とを組み合わせることもできる。図１の開口１１２が図２のチャネル２１４の構成要素であってもよい。これに代えて、複数のチャネルをセンサモジュールの能動素子に対して形成し、センサチップのセンサ領域に１つのチャネルを形成してもよい。
【００４１】
図３によれば、ステップＡで、センサチップがチップ支持体上に配置され、これと接続される。センサチップはチップ支持体の第１の側に配置される。センサモジュールのチップ支持体は、その第２の側のうち、後に凹部の設けられる領域に、１つまたは複数の開口を有することができる。特に、１つまたは複数の開口は、センサチップをチップ支持体上に配置する前に、チップ支持体内に形成される。１つまたは複数の開口は、上述したように、センサモジュールの能動素子へ通じるチャネルの一部であってもよい。
【００４２】
センサモジュールは、ステップＢで、射出成形型へ投入される。射出成形型は、例えば、１つのシートによってカバーされた２つの型半部を有している。また、射出成形型は、チップ支持体の第１の側の反対側である第２の側の所定の領域を覆う装置部を有する。
【００４３】
センサモジュールがチップ支持体の第１の側とセンサチップとのあいだにチップ支持体の第２の側まで延在するチャネルを有する場合、射出成形型が、ステップＦでのセンサモジュールの被覆中にチャネルを露出させておくための別の装置部を有すると有利である。このようにするとカバー内に開口が形成され、センサチップを被覆後にチャネルを介してセンサモジュールの周囲へ接続することができる。
【００４４】
センサモジュールを少なくとも部分的にカバー材料によって被覆することは、ステップＣで行われる。装置部によって所定の領域が覆われるため、凹部はチップ支持体の第２の側に形成される。この凹部によって、チップ支持体および／またはセンサチップの熱を放出することができる。
【００４５】
さらに、ステップＥで、センサモジュールの表面に流れ案内装置が形成される。流れ案内装置により、図１，図２に則して説明したように、冷却媒体の流れをセンサモジュールの上方で所望のように案内することができる。
【００４６】
ステップＤで、冷却構造体は凹部の領域に配置される。例えば、冷却構造体は、上述したように、冷却リブである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）第１の面と該第１の面の反対側の第２の面とを有するチップ支持体（１１０；２１０）（リードフレーム）と、
ｂ）前記チップ支持体（１１０；２１０）の前記第１の面に配置され、前記チップ支持体（１１０；２１０）により給電を受けるセンサチップ（２３０）と
を含み、
ｃ）前記チップ支持体（１１０；２１０）の前記第２の面に、凹部（１２２）を有する少なくとも１つの部分的なカバー（１２０；２２０）が設けられており、これにより、前記チップ支持体（１１０；２１０）の熱および／または前記センサチップ（２３０）の熱が前記凹部（１２２）の箇所で放出される
ことを特徴とするセンサモジュール（１；２）。
【請求項２】
前記チップ支持体（１１０；２１０）は前記凹部（１２２）の領域に開口（１１２）を有する、請求項１記載のセンサモジュール（１；２）。
【請求項３】
前記開口（１１２）は、例えば前記チップ支持体上に配置された能動素子へ向かって延在する第１のチャネルの一部であり、これにより、前記能動素子の熱が前記第１のチャネルを介して放出される、請求項２記載のセンサモジュール（１；２）。
【請求項４】
前記センサチップ（１１０；２１０）の前記第２の面の前記凹部（１２２）内に冷却構造体（１２４）が配置されている、請求項１から３までのいずれか１項記載のセンサモジュール（１；２）。
【請求項５】
前記冷却構造体（１２４）は冷却リブである、請求項４記載のセンサモジュール（１；２）。
【請求項６】
前記センサモジュール（１；２）の表面の前記カバー（１２０；２２０）は流れ案内装置を備えており、これにより、熱が前記センサモジュール（１；２）の前記表面で放出される、請求項１から５までのいずれか１項記載のセンサモジュール（１；２）。
【請求項７】
前記流れ案内装置は、前記カバー（１２０；２２０）によって形成され、かつ、前記センサモジュール（１；２）の前記表面上に配置された、流れ案内チャネル（１２６；２２４）である、請求項６記載のセンサモジュール（１；２）。
【請求項８】
前記センサチップ（２３０）と前記チップ支持体（１１０；２１０）の前記第１の面とのあいだを延在する第２のチャネル（２１４）が設けられており、該第２のチャネルによって前記センサチップ（２３０）のうち前記チップ支持体（１１０；２１０）の前記第１の面に近い側が前記センサモジュール（１；２）の周囲に接続される、請求項１から７までのいずれか１項記載のセンサモジュール（１；２）。
【請求項９】
前記第２のチャネル（２１４）は前記チップ支持体（２１０）の前記第２の面へ延在しており、これにより、媒体が前記チップ支持体（２１０）の前記第２の面から前記センサチップ（２３０）へ供給される、請求項８記載のセンサモジュール（１；２）。
【請求項１０】
カバーを備えたセンサモジュール、例えば、請求項１から９までのいずれか１項記載のセンサモジュールの製造方法であって、
ａ）センサチップをチップ支持体（リードフレーム）の第１の面に配置して接続する（Ａ）ステップと、
ｂ）前記センサチップを備える前記チップ支持体を、前記チップ支持体の第１の面の反対側の第２の面の所定の領域を覆う装置部を有する射出成形型に投入する（Ｂ）ステップと、
ｃ）前記チップ支持体の前記第２の面に前記装置部によって覆われた領域に基づいて凹部を形成しつつ、前記チップ支持体および前記センサチップを、カバー材料によって少なくとも部分的にカバーする（Ｃ）ステップと
を含む
ことを特徴とするセンサモジュールの製造方法。
【請求項１１】
さらに、ｄ）前記凹部の所定の領域に冷却構造体を配置する（Ｄ）ステップを含む、請求項１０記載のセンサモジュールの製造方法。
【請求項１２】
さらに、ｅ）前記センサモジュールの熱が表面から放出されるように、前記センサモジュールの表面に流れ案内装置を形成する（Ｅ）ステップを含む、請求項１０または１１記載のセンサモジュールの製造方法。
【請求項１３】
前記センサモジュールの前記チップ支持体の前記第１の面と前記センサチップのあいだにチャネルを設け、該チャネルによって前記センサチップのうち前記チップ支持体の前記第１の面に近い側を前記センサモジュールの周囲へ接続し、
さらに、ｆ）前記カバーに開口が形成されるよう、前記センサモジュールの被覆中に前記チャネルを露出したままとする（Ｆ）ステップを含む、請求項１０から１２までのいずれか１項記載のセンサモジュールの製造方法。
【請求項１】
ａ）第１の面と該第１の面の反対側の第２の面とを有するチップ支持体（１１０；２１０）（リードフレーム）と、
ｂ）前記チップ支持体（１１０；２１０）の前記第１の面に配置され、前記チップ支持体（１１０；２１０）により給電を受けるセンサチップ（２３０）と
を含み、
ｃ）前記チップ支持体（１１０；２１０）の前記第２の面に、凹部（１２２）を有する少なくとも１つの部分的なカバー（１２０；２２０）が設けられており、これにより、前記チップ支持体（１１０；２１０）の熱および／または前記センサチップ（２３０）の熱が前記凹部（１２２）の箇所で放出される
ことを特徴とするセンサモジュール（１；２）。
【請求項２】
前記チップ支持体（１１０；２１０）は前記凹部（１２２）の領域に開口（１１２）を有する、請求項１記載のセンサモジュール（１；２）。
【請求項３】
前記開口（１１２）は、例えば前記チップ支持体上に配置された能動素子へ向かって延在する第１のチャネルの一部であり、これにより、前記能動素子の熱が前記第１のチャネルを介して放出される、請求項２記載のセンサモジュール（１；２）。
【請求項４】
前記センサチップ（１１０；２１０）の前記第２の面の前記凹部（１２２）内に冷却構造体（１２４）が配置されている、請求項１から３までのいずれか１項記載のセンサモジュール（１；２）。
【請求項５】
前記冷却構造体（１２４）は冷却リブである、請求項４記載のセンサモジュール（１；２）。
【請求項６】
前記センサモジュール（１；２）の表面の前記カバー（１２０；２２０）は流れ案内装置を備えており、これにより、熱が前記センサモジュール（１；２）の前記表面で放出される、請求項１から５までのいずれか１項記載のセンサモジュール（１；２）。
【請求項７】
前記流れ案内装置は、前記カバー（１２０；２２０）によって形成され、かつ、前記センサモジュール（１；２）の前記表面上に配置された、流れ案内チャネル（１２６；２２４）である、請求項６記載のセンサモジュール（１；２）。
【請求項８】
前記センサチップ（２３０）と前記チップ支持体（１１０；２１０）の前記第１の面とのあいだを延在する第２のチャネル（２１４）が設けられており、該第２のチャネルによって前記センサチップ（２３０）のうち前記チップ支持体（１１０；２１０）の前記第１の面に近い側が前記センサモジュール（１；２）の周囲に接続される、請求項１から７までのいずれか１項記載のセンサモジュール（１；２）。
【請求項９】
前記第２のチャネル（２１４）は前記チップ支持体（２１０）の前記第２の面へ延在しており、これにより、媒体が前記チップ支持体（２１０）の前記第２の面から前記センサチップ（２３０）へ供給される、請求項８記載のセンサモジュール（１；２）。
【請求項１０】
カバーを備えたセンサモジュール、例えば、請求項１から９までのいずれか１項記載のセンサモジュールの製造方法であって、
ａ）センサチップをチップ支持体（リードフレーム）の第１の面に配置して接続する（Ａ）ステップと、
ｂ）前記センサチップを備える前記チップ支持体を、前記チップ支持体の第１の面の反対側の第２の面の所定の領域を覆う装置部を有する射出成形型に投入する（Ｂ）ステップと、
ｃ）前記チップ支持体の前記第２の面に前記装置部によって覆われた領域に基づいて凹部を形成しつつ、前記チップ支持体および前記センサチップを、カバー材料によって少なくとも部分的にカバーする（Ｃ）ステップと
を含む
ことを特徴とするセンサモジュールの製造方法。
【請求項１１】
さらに、ｄ）前記凹部の所定の領域に冷却構造体を配置する（Ｄ）ステップを含む、請求項１０記載のセンサモジュールの製造方法。
【請求項１２】
さらに、ｅ）前記センサモジュールの熱が表面から放出されるように、前記センサモジュールの表面に流れ案内装置を形成する（Ｅ）ステップを含む、請求項１０または１１記載のセンサモジュールの製造方法。
【請求項１３】
前記センサモジュールの前記チップ支持体の前記第１の面と前記センサチップのあいだにチャネルを設け、該チャネルによって前記センサチップのうち前記チップ支持体の前記第１の面に近い側を前記センサモジュールの周囲へ接続し、
さらに、ｆ）前記カバーに開口が形成されるよう、前記センサモジュールの被覆中に前記チャネルを露出したままとする（Ｆ）ステップを含む、請求項１０から１２までのいずれか１項記載のセンサモジュールの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公表番号】特表２０１３−５１２４２２（Ｐ２０１３−５１２４２２Ａ）
【公表日】平成２５年４月１１日（２０１３．４．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５４０４０６（Ｐ２０１２−５４０４０６）
【出願日】平成２２年１１月２３日（２０１０．１１．２３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２０１０／０６８０５３
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０６４２２１
【国際公開日】平成２３年６月３日（２０１１．６．３）
【出願人】（５０８０９７８７０）コンチネンタル オートモーティヴ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング (205)
【氏名又は名称原語表記】Ｃｏｎｔｉｎｅｎｔａｌ Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ ＧｍｂＨ
【住所又は居所原語表記】Ｖａｈｒｅｎｗａｌｄｅｒ Ｓｔｒａｓｓｅ ９， Ｄ−３０１６５ Ｈａｎｎｏｖｅｒ， Ｇｅｒｍａｎｙ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２５年４月１１日（２０１３．４．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月２３日（２０１０．１１．２３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２０１０／０６８０５３
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０６４２２１
【国際公開日】平成２３年６月３日（２０１１．６．３）
【出願人】（５０８０９７８７０）コンチネンタル オートモーティヴ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング (205)
【氏名又は名称原語表記】Ｃｏｎｔｉｎｅｎｔａｌ Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ ＧｍｂＨ
【住所又は居所原語表記】Ｖａｈｒｅｎｗａｌｄｅｒ Ｓｔｒａｓｓｅ ９， Ｄ−３０１６５ Ｈａｎｎｏｖｅｒ， Ｇｅｒｍａｎｙ
【Ｆターム（参考）】
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