[發明專利]傳感器單元及將基板與載體互連的方法

在審

• 申請號: 202010025535.X
• 申請日: 2020-01-10
• 公開（公告）號: CN111422817A
• 公開（公告）日: 2020-07-17
• 發明（設計）人: I.布倫納;T.阿諾德;P.德爾利亞卡
• 申請（專利權）人: 泰科電子連接解決方案有限責任公司
• 主分類號: B81B7/00
• 分類號: B81B7/00;B81B7/02;B81C1/00;G01L1/22
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 陳曦

本發明涉及一種傳感器單元及一種組裝這樣傳感器單元的對應的方法。傳感器單元包括：至少一個換能器元件，用于監測至少一個被測量并生成與至少一個被測量相關的電輸出信號；以及傳感器基板，具有第一表面和相對的第二表面，傳感器基板包括布置在傳感器基板的第一表面上的換能器元件和至少一個第一導電接觸墊，其中第一導電接觸墊電連接到換能器元件。凹部設置在傳感器基板中，凹部從第二表面延伸到第一表面，其中傳感器基板安裝在電路載體上，使得第一表面面向電路載體。電路載體包括至少一個第二導電墊，其中第一導電接觸墊和第二導電接觸墊通過導電材料互連，導電材料從傳感器基板的第二表面向第一表面填充。

技術領域

本發明涉及一種傳感器單元，其具有至少一個換能器元件，用于監測至少一個被測量并用于產生成與至少一個被測量相關的電輸出信號。本發明還涉及互連基板和載體的相應的方法，且特別是組裝這樣的傳感器布置。

背景技術

特別是對于汽車應用，要監測多個被測量，例如諸如壓力或溫度的物理被測量，以及諸如氣體(例如CO₂)濃度的電化學被測量。在任何情況下，待監測的介質必須能夠接取傳感器布置的限定的敏感元件，而另一方面必須確保侵蝕性和潮濕環境不會損壞和/或損害其余部件，特別是傳感器布置的電子部件。此外，傳感器單元必須進行大批量生產，需要高效的組裝程序。

常規地，傳感器單元包括至少一個換能器元件，用于監測至少一個被測量并生成與至少一個被測量相關的電輸出信號，一個或多個換能器元件布置在傳感器基板的第一表面上。該傳感器基板通常很薄，也稱為膜，主要是陶瓷膜。該膜必須附接到(通常較厚的)電路載體。必須在布置在電路載體上的(多個)換能器元件和接觸墊之間建立電連接。此外，焊點(solder joint)還可以連接位于基板的頂部(或第二表面)上的任何其他種類的電氣或電子元件(例如，一個或多個傳感器、微調電阻器等)。電連接是通過對開口或凹部的壁進行金屬化來完成的。

這通常是復雜的制造過程，或存在由于機械應力而損壞傳感器基板的風險。

發明內容

本發明的目的是提供一種傳感器單元和對應的組裝方法，其改善傳感器布置的性能和可靠性，且有助于制造工藝，從而克服或至少基本上減少上述問題和缺點。

上述目的通過獨立權利要求的主題來解決。本發明的有利實施例是從屬權利要求的主題。

本發明基于以下構思：在傳感器基板中設置開口，通過該開口，導電材料(例如可焊接材料、導電膠或其他塑料材料，比如銀填充的環氧樹脂)可以在傳感器基板安裝到電路載體上之后施加。因此，可以從傳感器基板的背面并以電路載體作為機械支撐來執行施加導電材料的過程。以這種方式，保護了傳感器基板，特別是換能器元件，并簡化了制造過程。為了機械連接傳感器基板和電路載體，可以向設計添加導電膠。如果間隙填充是通過毛細作用實現的，并且開口是由金屬化通孔形成的，則該導電膠不是必須的。

特別地，根據本發明的傳感器單元包括：至少一個換能器元件，用于監測至少一個被測量并生成與至少一個被測量相關的電輸出信號；以及傳感器基板，具有第一表面和相對的第二表面，所述傳感器基板包括布置在傳感器基板的第一表面上的所述換能器元件和至少一個第一導電接觸墊，其中所述第一導電接觸墊電連接到換能器元件。

凹部設置在傳感器基板中，凹部從第一表面引向第二表面。傳感器基板安裝在電路載體上，使得第一表面面向電路載體。傳感器基板可安裝在電路載體上，使得穿透電路載體的介質通道允許至少一個被測量對換能器元件的接取。替代地，對被測量的接取也可以設置在傳感器基板的第二表面上。

根據本發明，電路載體包括至少一個第二導電墊，其中第一導電接觸墊和第二導電接觸墊通過導電材料互連，該導電材料從傳感器基板的第二表面向第一表面填充，換言之，從面向上的頂表面，以便進行印刷過程。