特許 6339664 センサデバイスおよびその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6339664

(24)【登録日】2018年5月18日

(45)【発行日】2018年6月6日

(54)【発明の名称】センサデバイスおよびその製造方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 27/00 20060101AFI20180528BHJP

   G01N 27/22 20060101ALI20180528BHJP

   G01N 27/04 20060101ALI20180528BHJP

   G01L 19/14 20060101ALI20180528BHJP

【ＦＩ】

   G01N27/00 B

   G01N27/22 A

   G01N27/04 E

   G01L19/14

【請求項の数】13

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2016-509366(P2016-509366)

(86)(22)【出願日】2014年4月9日

(65)【公表番号】特表2016-518602(P2016-518602A)

(43)【公表日】2016年6月23日

(86)【国際出願番号】EP2014057171

(87)【国際公開番号】WO2014173686

(87)【国際公開日】20141030

【審査請求日】2015年11月16日

(31)【優先権主張番号】102013104043.8

(32)【優先日】2013年4月22日

(33)【優先権主張国】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】300002160

【氏名又は名称】エプコス アクチエンゲゼルシャフト

【氏名又は名称原語表記】ＥＰＣＯＳ ＡＧ

(74)【代理人】

【識別番号】100090022

【弁理士】

【氏名又は名称】長門 侃二

(72)【発明者】

【氏名】オストリック， ベルンハルト

(72)【発明者】

【氏名】バルツァー， ペーター

【審査官】 吉田 将志

(56)【参考文献】

【文献】 実開平０３−１２５２１９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００８−１５９７５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−２０３５２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００５／０３１２７３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００６−２４２７７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−０５８１３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２５１９３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−０５２７９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００７−５０２３４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−００９９７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１７６０４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６２−１４８２５８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ ２７／００−２７／２４

Ｇ０１Ｌ ７／００−２３／３２

１９／００−１９／１６

２７／００−２７／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

１つの第１のセンサ素子（５）、１つの第２のセンサ素子（１４）、１つの信号処理ユニット（８）を有するセンサデバイスであって、
前記第１のセンサ素子（５）、前記第２のセンサ素子（１４）、および前記信号処理ユニット（８）は、前記センサデバイスの１つの共通なハウジング内に収容されており、
前記センサデバイスは、１つの電極パターン（７）と、当該電極パターン（７）から分離された１つの接続パターン（６）とを備え、
前記接続パターン（６）は、前記第１のセンサ素子（５）と電気的に導通して接続されており、前記電極パターン（７）は、前記第２のセンサ素子（１４）に属しており、
前記ハウジングは、１つの内側の面（３）を有する１つの内側の空間を画定し、
前記接続パターン（６）および前記電極パターン（７）は、異なる内側の面（３）上に配設されており、
前記センサデバイスは、１つの第１のハウジング部分（１）と１つの第２のハウジング部分（２）とを備え、当該第１のハウジング部分と当該第２のハウジング部分は、前記ハウジングを形成するために結合されており、
前記接続パターン（６）および前記電極パターン（７）は、前記第１のハウジング部分（１）に前記電極パターン（７）が設けられ、前記第２のハウジング部分（２）に前記接続パターン（６）および前記信号処理ユニット（８）が設けられるように形成されている、
ことを特徴とするセンサデバイス。

【請求項2】

請求項１に記載のセンサデバイスにおいて、
前記第１のセンサ素子（５）は、第１の測定値、すなわち環境圧または大気圧を取得するために形成されており、
前記第２のセンサ素子（１４）は、第２の測定値、すなわち大気湿度を検出するために形成されている、
ことを特徴とするセンサデバイス。

【請求項3】

請求項２に記載のセンサデバイスにおいて、
前記信号処理ユニット（８）は、前記第１の測定値および／または前記第２の測定値から導出された１つの値を取得するように構成されている、
ことを特徴とするセンサデバイス。

【請求項4】

前記電極パターン（７）は、前記第２のセンサ素子（１４）の一部であることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のセンサデバイス。

【請求項5】

請求項４に記載のセンサデバイスにおいて、
前記電極パターン（７）にはコーティング部（１０）が設けられており、
前記第２のセンサ素子（１４）の測定原理は、前記電極パターン（７）の電気コーティング部（１０）との相互作用に基づいている、
ことを特徴とするセンサデバイス。

【請求項6】

請求項５に記載のセンサデバイスにおいて、
前記電極パターン（７）は、交互に噛み合った、電気的に互いに分離された電極（７ａ，７ｂ）を備え、
前記第２のセンサ素子（１４）の測定原理は、静電容量の測定原理に基づいている、
ことを特徴とするセンサデバイス。

【請求項7】

前記第２のセンサ素子（１４）の測定原理は、抵抗測定の原理であることを特徴とする、請求項５に記載のセンサデバイス。

【請求項8】

前記第１のハウジング部分（１）および前記第２のハウジング部分（２）は、それぞれ１つの多層セラミックを備えていることを特徴とする、請求項１乃至７のいずれか１項に記載のセンサデバイス。

【請求項9】

前記第１のハウジング部分（１）および前記第２のハウジング部分（２）の組み立ての後、前記電極パターン（７）は、前記第１のハウジング部分（１）および前記第２のハウジング部分（２）のそれぞれの２つの接続点（１５）を介して、前記信号処理ユニット（８）に接続されることを特徴とする、請求項１乃至８のいずれか１項に記載のセンサデバイス。

【請求項10】

センサデバイスの製造方法であって、
１つの第１のハウジング部分（１）および１つの第２のハウジング部分（２）を準備するステップであって、当該第１のハウジング部分（１）および当該第２のハウジング部分（２）が形成されて、前記センサデバイスの１つのハウジングが形成されるステップと、 前記センサデバイスの前記ハウジングに、１つの電極パターン（７）および当該電極パターン（７）から電気的に分離された１つの接続パターン（６）を設けるステップであって、１つの第１のセンサ素子（５）と１つの第２のセンサ素子（１４）とを当該接続パターン（６）および当該電極パターン（７）に電気的に導通して接続するために、１つの方法ステップにおいて、前記第１のハウジング部分（１）に当該電極パターン（７）が前記第１のハウジング部分（１）の内側の面（３）上に設けられ、そしてもう１つの方法ステップにおいて、前記第２のハウジング部分（２）の内側の面（３）上に当該接続パターン（６）が設けられるステップと、
前記ハウジングに前記第１のセンサ素子（５）を取り付けるステップと、
前記センサデバイスを完成するステップと、
を備えることを特徴とする方法。

【請求項11】

前記接続パターン（６）が設けられている前記ハウジング部分（１，２）には、前記第１のセンサ素子（５）が取り付けられることを特徴とする、請求項１０に記載の方法。

【請求項12】

前記第２のセンサ素子（１４）を形成するために、前記電極パターン（７）に１つのコーティング部（１０）が設けられることを特徴とする、請求項１０または１１に記載の方法。

【請求項13】

前記センサデバイスは、１つの信号処理ユニット（８）を前記第２のハウジング部分に備え、
前記第１のハウジング部分（１）および前記第２のハウジング部分（２）の組み立ての後、前記電極パターン（７）は、前記第１のハウジング部分（１）および前記第２のハウジング部分（２）のそれぞれの２つの接続点（１５）を介して、前記信号処理ユニット（８）に接続されることを特徴とする、請求項１０乃至１２のいずれか１項に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明はセンサデバイスおよびセンサデバイスの製造方法に関する。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0002】

本発明が解決すべき課題は、改善されたセンサデバイス、特にコンパクトなセンサデバイス、およびその製造方法を提示することである。

【課題を解決するための手段】

【0003】

この課題は、請求項１に記載の特徴を有するデバイスおよび請求項１３に記載の特徴を有する方法によって解決される。有利な構成および派生例は従属請求項に示されている。

【0004】

本発明が提示するセンサデバイスは、１つの第１のセンサ素子および１つの第２のセンサ素子を備える。この第１のセンサ素子およびこの第２のセンサ素子は、このセンサデバイスの１つの共通なハウジング内に収容されている。このセンサデバイスは、さらに、１つの電極パターンおよびこの電極パターンから分離された１つの接続パターンを備えた、１つの導体パターンを備える。この接続パターンは、上記の第１のセンサ素子と電気的に導通して接続されている。この電極パターンは、上記の第２のセンサ素子に属するものである。有利には、本発明が提示するセンサデバイスによって、１つの複合センサデバイスが提示され、これはたとえばただ１つのセンサ素子またはただ１つのセンサを有するセンサデバイスに対して、種々の測定値を検出することを可能とし、また複数の個々のセンサデバイスのものに対して小さな設置スペースを有する１つのコンパクトな形状を可能とする。さらに本発明が提示するデバイスは、上記の第１のセンサ素子および／または上記の第２のセンサ素子を上記のハウジング内に取り付けるためのプロセス技術的な手間を有利に小さくすることを可能とする。

【0005】

１つの好ましい構成においては、本発明によるセンサデバイスは気象センサデバイスである。この構成は、上記の第１のセンサ素子および上記の第２のセンサ素子を共通のハウジング内に組み込むことを有利なものとするが、これはこれら２つのセンサ素子が環境またはこのセンサデバイスを包囲する媒体、たとえば空気との同等なコンタクト部、あるいは同等な接点を必要とし得るからである。たとえば上記の第１のセンサ素子および上記の第２のセンサ素子は、大気圧を測定するための１つの圧力センサであってよく、そしてもう１つのセンサ素子は大気湿度の測定用の１つの湿度センサであってよい。この気象センサデバイスとしての構成は、さらにこのセンサデバイスを有利にコンパクトな形状とする。

【0006】

１つの構成においては、上記の接続パターンは、上記の電極パターンから離間している。この構成によって、上記の接続パターンおよび上記の電極パターンを、このセンサデバイスの動作において異なる目的に用いることを可能とする。

【0007】

１つの構成においては、上記の接続パターンは、１つの外部接続部を備える。この外部接続部は、上記の接続パターンと電気的に導通して接続されている。この外部接続部は、好ましくはこのセンサデバイスの接続パターンへの１つの電気的な外部接続部となっている。この外部接続部は、このセンサデバイスの外部からアクセス可能とするために、このセンサデバイスのハウジングを貫通してよい。この外部接続部を介して、上記の第１のセンサ素子の測定値をこのセンサデバイスから出力することができる。

【0008】

１つの構成においては、上記の電極パターンは、上記の電極パターンと電気的に導通して接続されている１つの外部接続部を備える。この電極パターンの外部接続部は、たとえば上記の第２のセンサ素子の測定値を出力するために、上記の接続パターンの外部接続部と同様に形成されていてよい。

【0009】

１つの好ましい構成においては、上記の第１のセンサ素子は、第１の測定値たとえば環境圧または大気圧、あるいはこの環境圧または大気圧を取得することができる１つの値を検出するように形成されている。

【0010】

１つの好ましい構成においては、上記の第２のセンサ素子は、第２の測定値たとえば相対湿度または大気湿度、あるいはこの相対湿度または大気湿度を取得することができる１つの値を検出するように形成されている。

【0011】

代替として、上記の第２のセンサ素子は、上記の第２の測定値が、たとえばこのセンサデバイスの環境またはガス雰囲気におけるガス濃度またはガスのパーセント量となるように形成されていてよい。

【0012】

１つの好ましい構成においては、上記の電極パターンは、上記のセンサ素子の一部である。この構成によれば、この第２の測定値は、有利に上記の電極パターンの電気的特性によって取得することができる。

【0013】

１つの好ましい構成においては、上記の電極パターンには１つのコーティング部が設けられている。さらに上記の第２のセンサ素子の測定原理は、上記の電極パターンの、このコーティング部との相互作用に基づいている。有利にこのコーティング部によって、上記の電極パターンの電気的特性が、好ましくは大気湿度によって変化され得る。

【0014】

１つの構成においては、上記の電極パターンは、交互に噛み合った、電気的に互いに分離された電極を備える。さらに上記の第２のセンサ素子の測定原理は、静電容量の測定原理である。好ましくはこのセンサデバイスの動作においては、上記の交互に噛み合った異なる電極は、異なる極性に属している。この際上記の第２の測定値は、好ましくは、たとえばこの交互に噛み合った電極間に測定用電圧を印加された後に生成される、上記の静電容量の変化によって検出される。上述の測定用電圧は、たとえばこの電極パターンの外部接続部を介してこの電極パターンに印加することができる。

【0015】

好ましくは、上記のコーティング部は、上記の交互に噛み合った電極によって形成されたコンデンサの誘電体を形成するために、ポリマーたとえばポリイミドを含む。このコーティング部を取り付けた後には、これらの電極の間およびこれら電極の上に誘電体を形成するための目的に適ったコーティング部が存在している。

【0016】

このコーティング部は、好ましくは相対湿度，周辺湿度，または大気湿度すなわち大気または環境からの湿気を吸収あるいは放出し、こしてこのコンデンサの静電容量が変化する。この際このコーティング部は、大気または環境の湿度のべき乗に従って湿気を吸収または放出することができる。静電容量の変化によって、さらにたとえば環境湿度または大気湿度の変化を１つの電子ユニットによって取得することができる。

【0017】

１つの構成においては、さらに上記の第２のセンサ素子の測定原理は、抵抗の測定原理である。この構成によれば、上記の電極パターンは、目的に合わせて連続した、あるいはただ１つの電極によって形成されている。ここで上記の第２の測定値は、好ましくは上記の電極パターンの電気抵抗の変化によって検出される。この電気抵抗および／または導電率の変化は、さらにたとえば環境湿度または大気湿度の変化に関して上記の電子ユニットによって取得することができる。

【0018】

上述の電子ユニットは、センサデバイスの信号処理ユニットまたは外部のユニットであってよく、この外部ユニットには、たとえば上記の電極パターンの外部接続部および／または上記の接続構造の外部接続部を介して上記の第１の測定値および／または第２の測定値が供給される。

【0019】

１つの好ましい構成においては、上記のハウジングは、内側の平面（複数）を有する内側の空間を画定し、ここで上記の接続パターンおよび上記の電極パターンは、同一の内側の平面上または異なる内側の平面上に配設されている。この構成によれば、上記の接続パターンおよび上記の電極パターンは、このセンサデバイスの動作中において外部の影響に対し有利に保護することができる。内側の平面とは、好ましくはこのハウジングの内側にある面を意味する。

【0020】

１つの好ましい構成においては、上記のセンサデバイスは、１つの第１のハウジング部分と１つの第２のハウジング部分とを備え、これらは上記のセンサデバイスのハウジングを形成するために結合されている。この構成によって、たとえば上記の第１のセンサ素子をこのハウジングに取り付けることを、有利に容易とすることができる。このようにして、さらにこのセンサデバイスの製造全体が簡単となる。

【0021】

上記の第１のハウジング部分は、１つのハウジング本体であってよく、上記の第２のハウジング部分は、１つのハウジング蓋であってよく、あるいはこの逆であってよい。

【0022】

１つの好ましい構成においては、上記の第１のハウジング部分および／または上記の第２のハウジング部分は、１つの通気開口部を備える。この通気開口部を介して、この第１のハウジング部分および／または第２のハウジング部分の環境、特にこのセンサデバイスを取り巻く空気またはガス雰囲気へのコンタクト部を有利に形成することができる。これは、本発明によるセンサデバイスの１つの構成では特に気象センサデバイスとして目的に適うものである。

【0023】

１つの好ましい構成においては、上記の第１のハウジング部分および上記の第２のハウジング部分は、それぞれ１つの多層セラミックを備える。この構成によれば、本発明によるセンサデバイスは、このセンサデバイスの動作において上記の接続パターンによっておよび／または上記の電極パターンによって生成された熱、たとえばジュール熱を有利に放散できるように、有利にこの接続パターンおよび電極パターンが設けられている。この多層セラミック（複数）を有する構成によるセンサデバイスは、さらに、とりわけコンパクトに製造することができ、またたとえば外部の電場に対してシールドすることができる。

【0024】

１つの好ましい構成によれば、上記の第１のハウジング部分は、ハイブリッドセラミックまたは回路基板を備え、上記の第２のハウジング部分は、金属特性を備え、あるいはこれらの逆となっている。好ましくはこの構成による第１のハウジング部分または第２のハウジング部分は、金属から成っており、または金属を含んでいる。さらにこの第１のハウジング部分および第２のハウジング部分は、金属特性を有する１つの材料で製造されていてよい。この際このハウジング部品は、そのセンサデバイスの１つのキャップまたは１つの蓋を形成してよく、これに対し上記のハイブリッドセラミックまたは回路基板を備えるハウジング部分は、好ましくは１つのハウジング本体となっていてよい。

【0025】

１つの好ましい構成においては、上記の第１のハウジング部分および上記の第２のハウジング部分は、それぞれ１つの射出成型材料を含んでよい。

【0026】

この第１のハウジング部分および第２のハウジング部分の射出成型された構成に対して、上記の多層セラミックの第１のハウジング部材および第２のハウジング部材は、そのセンサデバイスがコンパクトな形状であるという利点を有する。

【0027】

１つの構成においては、上記の接続パターンおよび／または上記の電極パターンは平坦に形成されている。１つの構成においては、上記の導体パターンは、平坦に形成されている。

【0028】

１つの構成においては、上記の接続パターンおよび／または上記の電極パターンは、３次元的に形成されている。

【0029】

上記の多層セラミックあるいは上記の射出成型材料を含む第１のハウジング部分および第２のハウジング部分の実施形態は、この第１のハウジング部分および／または第２のハウジング部分の３次元的な回路基板または３次元的な回路の実装を有利に可能とする。

【0030】

１つの好ましい構成においては、本発明によるセンサデバイスは、１つの信号処理ユニットを備え、この信号処理ユニットは、上記の第１の測定値および／または第２の測定値から導出された１つの値、たとえば水蒸気分圧または湿度分圧を取得するように構成されている。もう１つの導出される値は、空気密度であってよい。この信号処理ユニットは、既に上記の第１の測定値および／または上記の第２の測定値を取得するように、またはこの取得に寄与するように、代替としてまたは追加的に形成されていてよい。

【0031】

この信号処理ユニットをセンサデバイスに組み込むことによって、上記の導出された値は有利に直接このセンサデバイスが出力することができ、こうして外部の電子ユニットまたはこのセンサデバイスから分離されたさらなる信号処理システムを不要とすることができる。この信号処理ユニットは、上記の電極パターンおよび上記の接続パターンと同様に、１つの外部接続部を備え、こうして、導出された値をこのセンサデバイスからこれらの外部接続部を介して出力することができる。この信号処理ユニットは、この信号処理ユニットを設ける際に、上記の電極パターンおよび上記の接続パターンを不要とすることができるように、有利に上記の接続パターンおよび上記の電極パターンと電気的に導通して接続されている。

【0032】

１つの好ましい構成においては、本発明によるセンサデバイスは、たとえば環境温度の測定用の１つの温度センサを備える。この温度センサは、上記の信号処理ユニットと電気的に導通して接続されていてよい。さらに、こうしてこの温度センサによって測定された温度、たとえば環境温度は、この信号処理ユニットに供給されてよい。好ましくはこの信号処理ユニットは、上記の第１の測定値および／または上記の第２の測定値から導出される値の取得に用いるように適合されている。

【0033】

上記の温度センサは、上記の信号処理ユニットの一部として実装されていてもよい。さらにこの温度センサは、１つのダイオードであってよい。

【0034】

１つの好ましい構成においては、上記の導体パターンは、上記の第１のハウジング部分または上記の第２のハウジング部分に、上記の電極パターンおよび上記の接続パターンが設けられるように形成されている。この構成によれば、たとえば上記の電極パターンおよび上記の接続パターンが設けられていないいずれのハウジング部分も、上記の信号処理ユニット用の十分なスペースを備えており、これよりセンサデバイスのコンパクトな形状を達成することができる。

【0035】

１つの構成においては、上記の導体パターンは、上記の第１のハウジング部分に上記の電極パターンが設けられ、上記の第２のハウジング部分に上記の接続パターンが設けられるように、あるいはこの逆となるように、形成されている。この構成によって、同様にセンサデバイスのコンパクトな形状を可能とすることができるが、これはこの構成によれば上記の接続パターンおよび上記の電極パターンが１つの同一のハウジング部分に設けられているからである。

【0036】

この構成によれば、本発明によるセンサデバイスは、好ましくは、上記の接続パターンが設けられているハウジング部分上に配設されている。

【0037】

さらに本発明はセンサデバイスの製造方法を提示する。本方法は上記の第１のハウジング部分および上記の第２のハウジング部分を準備するステップを備え、ここでこの第１のハウジング部分および第２のハウジング部分が形成され、このセンサデバイスのハウジングが形成される。さらに本方法は、この第１のハウジング部分または両方のハウジング部分に上記の導体パターンを設けるステップを備える。この際この第１のハウジング部分または両方のハウジング部分には、たとえば同じリソグラフィーステップによって、または１つの共通な蒸着処理によって上記の導体パターンが設けられる。この導体パターンは、上記の電極パターンおよびこの電極パターンから電気的に分離された接続パターンを備える。この際上記の第１のセンサ素子および上記の第２のセンサ素子を上記の導体パターンと電気的に導通して接続するために、１つの方法ステップにおいて、第１のハウジング部分には上記の電極パターンおよび接続パターンが設けられるか、あるいは１つの方法ステップにおいて、上記のハウジング部分には上記の接続パターンが設けられ、上記の第２のハウジング部分には上記の電極パターンが設けられる。さらに本方法は、このハウジングに第１のセンサ素子を取り付けるステップを備える。さらに本方法はこのセンサデバイスを完成するステップを備える。このセンサデバイスを完成するステップは、上記の第１のハウジング部分および上記の第２のハウジング部分の取り付けおよび／または組み立てのステップを備える。

【0038】

本方法の１つの構成においては、上記の第１のセンサ素子および上記の第２のセンサ素子を上記の導体パターンと電気的に導通して接続するために、上記の第１のハウジング部分および上記の第２のハウジング部分には、上記の電極パターンおよび上記の接続パターンが設けられる。

【0039】

１つの構成においては、上記の第１のセンサ素子および上記の第２のセンサ素子を上記の導体パターンと電気的に導通して接続するために、上記の第１のハウジング部分には上記の接続パターンが設けられ、上記の第２のハウジング部分には上記の電極パターンが設けられ、あるいはこの逆となっている。

【0040】

本発明が提示する方法の利点は、上記のハウジングを１つの同一の方法ステップにおいて、上記の電極パターンおよび上記の接続パターンを含む導体パターンを設けることができることである。

【0041】

本発明によるセンサデバイスは、好ましくはここに記載する方法を用いて製造することが可能であり、あるいは製造される。特に、本方法について開示されているすべての特徴は、本発明によるセンサデバイスについても開示されるものであり、逆もまた同様である。

【0042】

本方法の１つの好ましい構成においては、上記の接続パターンが設けられているいずれのハウジング部分にも上記の第１のセンサ素子が取り付けられている。この構成により、上記の第１のセンサ素子と上記の接続パターンとの間の電気的に導通した接続を極めて容易に生成することができる。

【0043】

本方法の１つの好ましい構成においては、上記の電極パターンには、上記の第２のセンサ素子を形成するためのコーティング部が設けられている。

【0044】

１つの好ましい構成においては、本発明によるセンサデバイスあるいはハウジングは、２．５ｍｍ〜５ｍｍの長さを有する。

【0045】

１つの好ましい構成においては、本発明によるセンサデバイスあるいはハウジングは、２．５ｍｍ〜５ｍｍの幅を有する。

【0046】

１つの好ましい構成においては、本発明によるセンサデバイスあるいはハウジングは、０．２ｍｍ〜２ｍｍの高さを有する。

【0047】

本発明のさらなる利点，有利な構成，および有用性が、以下に説明する、図に関連した実施形態例で示される。

【図面の簡単な説明】

【0048】

【図1A】１つの第１のハウジング部分の内側の面の概略上面図を示す。

【図1B】１つの第２のハウジング部分の概略上面図を示す。

【図2A】本発明によるセンサデバイスの１つの代替の構成に対応する第１のハウジング部分の内側の面の概略上面図を示す。

【図2B】図２Ａに示す構成による、本発明によるセンサデバイスの第２のハウジング部分の内側の面の概略上面図を示す。

【0049】

これらの図中で同じ要素、同様な要素、および同等に機能する要素には、同じ参照符号が付されている。これらの図、およびこれらの図に示された要素相互の大きさの関係は、縮尺通りとはなっていない。むしろ個々の要素は、より見易いように、および／またはより理解しやすいように、誇張して大きく図示されている場合がある。

【0050】

図１Ａは、１つの第１のハウジング部分１を示す。この第１のハウジング部分１は、１つのセンサデバイスの１つのハウジングの一部である。この第１のハウジング部分は、１つの縁部４を備える。さらにこの第１のハウジング部分１は、１つの内側の平面すなわち内側の面３を備える。この第１のハウジング部分１には１つの接続パターン６が設けられている。さらにこの第１のハウジング部分１の内側の面３上には、１つの第１のセンサ素子５が配設されている。この第１のセンサ素子５は、上記の接続パターン６と電気的に導通して接続されている。この第１のセンサ素子５は、好ましくは１つの第１の測定値を検出するように形成されている。この第１の測定値は、好ましくは上記のセンサデバイスの環境の大気圧である。好ましくは上記の第１のセンサデバイス５は、大気圧センサである。上記の接続パターン６は、たとえば上記のセンサデバイスからの第１の測定値を出力するための、１つ以上の外部接続部（不図示）を備える。

【0051】

さらに第１のハウジング部分１には、１つの電極パターン７が設けられている。この電極パターン７および上記の接続パターン６は、上記のセンサデバイスの１つの導体パターン（不図示）、具体的には１つの導電体パターンを形成する。図１Ａに示す電極パターン７は、交互に噛み合った、電気的に互いに分離された電極７ａおよび７ｂを備える。これらの２つの交互に噛み合った電極は、上記のセンサデバイスの動作においては、異なる電気的極性となるようにすることができ、かつ１つのコンデンサを形成することができる。たとえばこれらの電極の１つの以上の外部接続部（不図示）を介して、上記の電極パターン７ａおよび７ｂに電場を印加することができる。

【0052】

さらに電極パターン７には、少なくとも部分的に１つのコーティング部１０が設けられており、すなわちコーティングされている。好ましくは電極パターン７およびコーティング部１０は、第２のセンサ素子１４を形成する。この第２のセンサ素子は、好ましくは１つの第２の測定値を検出するように形成されている。この第２の測定値は、この第２の測定値は、好ましくは相対湿度、すなわち大気の大気湿度あるいはこのセンサデバイスを包囲するガス雰囲気の湿度である。好ましくは上記の第２のセンサデバイス１４は、湿度センサである。代替として、この第２のセンサデバイス１４は、ガスセンサであってよく、また上記の第２の測定値は、たとえばガス濃度、すなわち大気中あるいはこのセンサデバイスを包囲するガス雰囲気のガスのパーセント量であってよい。

【0053】

コーティング部１０は、上記の交互に噛み合った電極によって形成されたコンデンサの誘電体を形成するために、電極７ａおよび７ｂの上側に存在し、かつ好ましくはこれらの間にも存在する。このコーティング部１０は、たとえばポリイミドを含むかあるいはこれから成っているポリマーであってよい。このコーティング部１０は、好ましくは上記のセンサデバイスの相対的な環境湿度または大気湿度に依存して、湿度を検出しまたはこれを出力する。このコーティング部１０は、大気または環境の湿度の数学的なべき乗に従って湿気を吸収または放出することができる。この際上記の第２の測定値は、上記の交互に噛み合った電極の静電容量の変化によって検出され、ここで上記の電極７ａおよび７ｂによって形成されたコンデンサの静電容量が、たとえば大気湿度に依存して変化する。この静電容量の変化は、さらに上記のセンサデバイスの信号処理ユニット（下記参照）によって検出される。

【0054】

さらにこの第１のハウジング部分１の内側の面３上には、１つの信号処理ユニット８が配設されている。この信号処理ユニット８は、１つの電気的接続部１２を介して第１のセンサ素子５と接続されている。この電気的接続部１２は、たとえばこの第１のセンサ素子５の第１の測定値を信号処理ユニット８に電気的に引き渡すことができる。第１のセンサ素子５ならびに電極７ａおよび７ｂはたとえば上記の第２の測定値を信号処理ユニットに供給するために、代替としてまたは追加的にボンディングワイヤ９（図１Ａ参照）を介して信号処理ユニットと電気的に導通して接続されていてよい。この信号処理ユニット８は、好ましくは、上記の第１の測定値および／または第２の測定値から導出された１つの値、たとえば水蒸気分圧または湿度分圧を取得するように構成されている。もう１つの導出される値は、空気密度であってよい。このセンサデバイスによって導出された値の出力のために、この信号処理ユニット８は、１つ以上の外部の電気的接続部（不図示）を備えてよい。

【0055】

好ましくは、信号処理ユニット８は、導出される値を取得するために、このセンサデバイスの温度センサ（不図示）の測定値を用いる。この温度センサは、この信号処理ユニットの一部として実装されていてもよい。この温度センサは、１つの半導体、たとえば１つのダイオードであってよい。この信号処理ユニット８は、既に上記の第１の測定値および／または第２の測定値を取得するように、またはこの取得に寄与するように、代替としてまたは追加的に形成されていてよい。

【0056】

第１のハウジング部分１および第２のハウジング部分２は、それぞれ１つの多層セラミックを備え、またはこれから成っている。さらに、この第１または第２のハウジング部分１，２は、１つのハイブリッドセラミックまたは１つの回路基板を備えてよく、これらのハウジング部分の他方２，１は、金属から成っているかまたは金属特性を備えてよい。さらに第１のハウジング部分および上記の第２のハウジング部分は、それぞれ１つの射出成型材料を含んでよい。

【0057】

図１Ｂには第２のハウジング部分２が概略的に示されている。好ましくはこの第２のハウジン部部分２および図１Ａに示す第１のハウジング部分１は、本発明によるセンサデバイス（不図示）のハウジングを形成する。好ましくは、上記で述べたようなこのハウジング部分１の部品を含む図１Ａに示す第１のハウジング部分１に、図１Ｂに示す第２のハウジング部分２が設けられて、本発明によるセンサデバイスが形成される。好ましくはこのセンサデバイスは、気象センサデバイスである。

【0058】

この第２のハウジング部分は、１つの通気開口部１１を備える。この通気開口部１１を介して、第１のセンサ素子５および／または第２のセンサ素子１４の１つのコンタクト部、および環境、具体的には大気とのコンタクト部を生成することができる。

【0059】

図２Ａは、本発明によるセンサデバイスの第１のハウジング部分の１つの代替の構成を示す。第２のハウジング部分２には、電極パターン７が設けられている。図１Ａとは対照的に、この第１のハウジング部分１は、電極パターン７およびコーティング部１０を有する第２のセンサ素子１４のみを備える。この第２のセンサ素子１４も同様に、第１のハウジング部分１の内側の面３上に配設されている。

【0060】

図２Ｂは、第２のハウジング部分２の内側の面３の概略上面図を示す。この第２のハウジング部分２には、電極パターン６が設けられている。接続パターン６、第１のセンサ素子５，および信号処理ユニット８は、図２Ｂにおいては、第２のハウジング部分２の内側の面３上に配設されている。

【0061】

第１のセンサ素子５および信号処理ユニット８は、さらに電気的接続部１２を介して、互いに電気的に導通して接続されている。さらに接続パターン６が、ボンディングワイヤ９を介して、信号処理ユニット８と電気的に導通して接続されている。

【0062】

図２Ａおよび図２Ｂには、例示的にそれぞれ２つの接続点１５が示されている。これらの接続点１５を介して、第１のハウジング部分１および第２のハウジング部分２の組み立てまたは取り付けの後、好ましくは電極パターン７が、信号処理ユニット８と電気的に導通して接続されてよく、こうしてたとえば第２の測定値をこの信号処理ユニット８に供給することができる。これらの接続点１５は、たとえば導電路として部分的に多層セラミックまたは射出成型されたハウジング部分１および２内に一体化されていてよい。これらの接続点１５を覆って、第１のハウジング部分１および第２のハウジング部分２がその取り付けのために好ましくは溶接またははんだ付けされる。上記の接続点は、上記の図に示す以外にも、その取り付けを容易とするために、第１のハウジング部分あるいは第２のハウジング部分の縁部４に配設されていてもよい。

【0063】

上記で説明した電極パターン７の代替として、この電極パターンは、またただ１つの電極を備えてよく、この電極は、対応するコーティング部とともに、第２のセンサ素子１４を形成している。このコーティング部もまた、ポリマーで形成されていてよく、またはポリマーを含んでよい。この構成によれば、第２のセンサ素子の測定原理は、抵抗測定の原理であってよく、ここで第２の測定値が、たとえば大気湿度に依存して、電気抵抗および／または導電率の変化によって検出される。

【0064】

上述の接続パターンの１つまたは複数の外部接続部，上記の電極パターンおよび／または上記の信号処理ユニットは、それぞれ、上記の第１のハウジング部分または上記の第２のハウジング部分の内側から対応する外面への貫通接続部を備える。

【0065】

本発明によるセンサデバイスの製造のために、まず上記の第１および第２のハウジング部分が準備され、そしてこれらには上述の構成または実施形態により、１つの方法ステップにおいて上記の導体パターンが設けられる。この際この第１のハウジング部分または両方のハウジング部分には、たとえば同じリソグラフィーステップによって、または１つの共通なスパッタ処理または蒸着処理によって上記の導体パターンが設けられる。上記の接続パターンおよび上記の電極パターンが、目的に合わせて同じ材料から適宜生成することができる。さらに、上記のハウジングには上記の第１のセンサ素子が取り付けられてよく、こうして本発明によるセンサデバイスが組み立てられて完成する。

【0066】

本発明は実施例を参照した説明によって限定されない。むしろ本発明は、特に請求項中の特徴の組み合わせそれぞれが含むいかなる新規な特徴、並びにいかなる新規な特徴の組み合わせをも、たとえその特徴またはその組み合わせがそれ自体として請求項または実施例に明示されていなくとも、含むものである。

【符号の説明】

【0067】

１ ： 第１のハウジング部分
２ ： 第２のハウジング部分
３ ： 内側の面
４ ： 縁部
５ ： 第１のセンサ素子
６ ： 接続パターン
７ ： 電極パターン
７ａ，ｂ ： 電極
８ ： 信号処理ユニット
９ ： ボンディングワイヤ
１０ ： コーティング部
１１ ： 通気開口部
１２ ： 電気的接続部
１４ ： 第２のセンサ素子
１５ ： 接続点

【図1A】

【図1B】

【図2A】

【図2B】