(57)【要約】【課題】媒体の腐食性の成分がゲルに拡散して、センサエレメントまたはセンサチップ上のその他のコンポーネントの腐食が生じることがないようにする。【解決手段】マイクロマシニング型の構成エレメント（１２０，３００）および／または該マイクロマシニング型の構成エレメントを包囲するパッシベーション材（１６０）の温度が加熱エレメント（２００，２１０，２２０，２３０，２４０，２５０）により設定可能に開ループ制御および／または閉ループ制御されることができるようにした。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロマシニング型の装置であって、マイクロマシニング型の、特に電気的な構成エレメントを有している形式のものにおいて、
‐マイクロマシニング型の構成エレメント（１２０，３００）および／または
‐該マイクロマシニング型の構成エレメントを包囲するパッシベーション材（１６０）の
温度が加熱エレメント（２００，２１０，２２０，２３０，２４０，２５０）により設定可能に開ループ制御および／または閉ループ制御されることができる
ことを特徴とする、統合されたヒータを有するマイクロマシニング型の装置。
【請求項２】
攻撃性の媒体中で使用するために、
‐電気的な構成エレメントが少なくとも部分的にパッシベーション材（１６０）により被覆されており、かつ
‐加熱エレメントが、パッシベーション材の温度を表す温度値に関連付けて制御される、
請求項１記載のマイクロマシニング型の装置。
【請求項３】
構成エレメントおよび／またはパッシベーション材が、マイクロマシニング型の装置を包囲する媒体の温度を超えて加熱され、特に、構成エレメントおよび／またはパッシベーション材が０℃を超えて加熱されるようになっている、請求項１または２記載のマイクロマシニング型の装置。
【請求項４】
マイクロマシニング型の装置の周囲温度を検出するための手段が設けられており、パッシベーション材の温度が周囲温度から導き出されることができる、請求項１から３までのいずれか１項記載のマイクロマシニング型の装置。
【請求項５】
電気的な構成エレメントが少なくとも
‐１つのセンサエレメント（１２０，１２５，３００）、特に圧力値を検出するためのセンサエレメントおよび／または
‐１つの電気的なコンタクト形成エレメント（１３５）および／または
‐１つの電気的な調整エレメント（１３０）および／または
‐１つの評価回路（１３０）
を有しており、特に、パッシベーション材が少なくとも
‐センサエレメントおよび／または
‐電気的なコンタクト形成エレメントおよび／または
‐電気的な調整エレメントおよび／または
‐評価回路
を被覆するようになっている、
請求項１から４までのいずれか１項記載のマイクロマシニング型の装置。
【請求項６】
温度値の検出のために、
‐温度センサおよび／または
‐電気的な回路
が設けられており、
特に、
‐温度センサが、
‐センサエレメントの直接的な近傍にかつ／または
‐パッシベーション材自体の内にかつ／または
‐パッシベーション材の外に
設けられており、かつ／または
‐温度値を検出するための電気的な回路が評価回路の部分であるようになっている、
請求項２から５までのいずれか１項記載のマイクロマシニング型の装置。
【請求項７】
センサエレメントが、少なくとも１つの抵抗、特にピエゾ抵抗（１２５）を備えたダイヤフラムを有しており、センサエレメントが支持体（１００）、特にプリント回路板上に被着されているようになっており、特に、電気的な構成エレメントが、センサエレメントを外的な制御回路にコンタクト形成するためにボンディング接続部（１３５）を有しているようになっている、請求項５記載のマイクロマシニング型の装置。
【請求項８】
加熱エレメントが、
‐電気的な構成エレメントに取り付けられており、かつ／または
‐パッシベーション材と直接的なコンタクトを有しており、
特に、加熱エレメントが、
‐センサエレメント上または
‐センサエレメントと、電気的な構成エレメントのための支持エレメントとの間に
取り付けられるようになっている、
請求項１から７までのいずれか１項記載のマイクロマシニング型の装置。
【請求項９】
装置が、電気的な構成エレメントとパッシベーション材とのためのケース（１５５）を有しており、加熱エレメントがケースに取り付けられているようになっており、特に、加熱エレメントとケースとが１つのユニットを形成するようになっている、請求項１から８までのいずれか１項記載のマイクロマシニング型の装置。
【請求項１０】
電気的な構成エレメントが支持エレメント、特にプリント回路板上に被着されており、加熱エレメントが支持エレメント上に被着されているようになっており、特に、加熱エレメントが、支持エレメントの、電気的な構成エレメントに対向して位置する面に被着されているようになっている、請求項１から９までのいずれか１項記載のマイクロマシニング型の装置。
【請求項１１】
加熱エレメントがほぼマイクロマシニング型の構成エレメントの一面を、または該マイクロマシニング型の構成エレメント上に存在するダイヤフラムを被覆する、請求項１から１０までのいずれか１項記載のマイクロマシニング型の装置。
【請求項１２】
加熱エレメント（２４５，２５５，２６０）が蛇行状に形成されている、請求項１から１１までのいずれか１項記載のマイクロマシニング型の装置。
【請求項１３】
請求項１から１２までのいずれか１項記載のマイクロマシニング型の装置に設けられた加熱エレメントの加熱電力を開ループ制御および／または閉ループ制御する方法。
【請求項１４】
加熱エレメントの加熱電力を少なくとも、パッシベーション材の温度を表す温度値に関連付けて開ループ制御もしくは閉ループ制御する、請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
加熱エレメントの加熱電力の開ループ制御および／または閉ループ制御を、マイクロマシニング型の装置の周囲媒体の温度に関連付けて実施する、請求項１３記載の方法。
【請求項１６】
加熱エレメントの加熱電力の開ループ制御および／または閉ループ制御を、電気的な構成エレメントの調整に関連付けて実施する、請求項１３記載の方法。
【請求項１７】
マイクロマシニング型の構成エレメント上のダイヤフラムの機能状態を、加熱エレメントの制御に関連付けて認識することができる、請求項１３記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロマシニング型の装置であって、マイクロマシニング型の、特に電気的な構成エレメントを有している形式のものに関する。さらに本発明は、前記マイクロマシニング型の装置に設けられた加熱エレメントの加熱電力を開ループ制御および／または閉ループ制御する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
マイクロマシニング型の装置に設けられた電気的な構成エレメントは一般に、攻撃性の媒体に対して敏感な領域を有している。つまり、例えばボンディングワイヤまたは電気的な線路のようなコンタクト接続部ならびに溶断区間もしくは回路は、攻撃性の媒体により攻撃されると、時間の経過と共に腐食する恐れがある。さらに、センサエレメントを有する電気的な構成エレメントでは、堆積物が信号の受容を妨げると、信号検出の障害が発生する恐れもある。つまり、この種の堆積物により、圧力センサでは、使用されるダイヤフラムの剛性が変化することが考えられる。これにより、ダイヤフラムの、検出される撓みに対して圧力を一義的に割り当てることはもはや不可能である。
【０００３】
有害な環境影響から保護するために、電気的な構成エレメント、危険に曝されている電気的なコンタクトもしくはセンサエレメントは、特別なパッシベーション層により被覆されることができる。この被覆は例えば、センサエレメントもしくはセンサ信号を検出および／または評価するために必要な（電気的かつ／または機械的な）コンポーネントがケース内に装着され、引き続いてパッシベーション材により被覆されるようにして実施される。一般に、このパッシベーションはケースの充填により達成される。その際、充填物はセンサエレメントのパッシベーションのためにもしくは水、空気、ガソリン、塩等の媒体からのコンポーネントの保護のために役立つ。それにより、センサの敏感なエレメントの腐食が阻止されることができる。ただし、パッシベーションにおいて問題となるのは、有害な媒体とのパッシベーション材の相互作用である。
【０００４】
システムに基づいて圧力がセンサチップ正面から供給されるマイクロマシニング型の圧力センサは一般に、ゲル、例えばフルオロシリコーンゲルにより環境影響から保護される。その際、このゲルはチップの表面もしくはボンディングワイヤを被覆し、かつ腐食性の媒体がチップと接触することができないようにする。ただし、ゲルの選択時に、ゲルが媒体の圧力を、圧力値の検出のためにセンサチップ内の圧力センサダイヤフラムに伝達することに注意を払わなければならない。
【０００５】
強い腐食性の周囲内、例えば規則的に車両機関の排ガス管内で観察されることができる周囲内で圧力センサを使用するにあたり、現時点で使用可能な最良のゲルでさえも、時間と共に、媒体の腐食性の成分がゲルに拡散して、センサエレメントまたはセンサチップ上のその他のコンポーネントの腐食が生じることは不可避である。
【０００６】
圧力センサを保護するための高価な構造バリエーションは、センサチップから成るセンサエレメントとボンディングワイヤとを、シリコーン油で満たされたチャンバ内に装着し、チャンバが鋼ダイヤフラムを介して周囲とのコンタクトを維持するようにすることにある。周囲圧力の変化は鋼ダイヤフラムを介して直接シリコーン油、ひいてはセンサエレメントもしくはセンサチップに伝送される。
【０００７】
非公開の第１０２００４００６２１２Ａ１号明細書には、付加的な材料層をパッシベーション材中に設けることにより、電気的な構成エレメントを腐食性の周囲内で使用することが記載されている。この付加的な材料層により、媒体の、腐食性の成分の拡散は低減されるもしくは完全に補償される。
【特許文献１】第１０２００４００６２１２Ａ１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、本発明の課題は、冒頭で述べた形式のマイクロマシニング型の装置を改良して、媒体の腐食性の成分がゲルに拡散して、センサエレメントまたはセンサチップ上のその他のコンポーネントの腐食が生じることがないようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決した本発明の構成によれば、マイクロマシニング型の構成エレメントおよび／または該マイクロマシニング型の構成エレメントを包囲するパッシベーション材の温度が加熱エレメントにより設定可能に開ループ制御（ｓｔｅｕｅｒｎ）および／または閉ループ制御（ｒｅｇｅｌｎ）されることができるようにした。
【発明の効果】
【００１０】
本発明では、マイクロマシニング型の構成エレメントと加熱エレメントとを有するマイクロマシニング型の装置と、加熱エレメントを開ループ制御および／または閉ループ制御することができる方法とが記載される。その際、加熱エレメントは、有利には電気的なコンポーネントを有するマイクロマシニング型の構成エレメントおよび／または該マイクロマシニング型の構成エレメントを包囲するパッシベーション材を設定可能な温度にもたらすために役立つ。
【００１１】
これにより、マイクロマシニング型の構成エレメントの調整（Ａｂｇｌｅｉｃｈ）時もしくは最終測定時の、簡単化された温度負荷が達成されることができる。さらに、マイクロマシニング型の構成エレメント上にまたはマイクロマシニング型の構成エレメント内に設けられた電気的なコンポーネントの媒体耐性の改善が達成されることができる。
【００１２】
本発明の別の構成では、マイクロマシニング型の装置が攻撃性の媒体中で使用されることができる。構成エレメントの電気的なコンポーネントを保護するために、電気的なコンポーネントが少なくとも部分的にパッシベーション材により被覆されるようになっている。その際、加熱エレメントが、パッシベーション材の温度を表す温度値に関連付けて制御されるようになっている。有利には、これにより攻撃性の媒体中での電気的な構成エレメントの運転時間が延長される。
【００１３】
さらに、周囲温度を検出するための手段が設けられていることができ、この場合、パッシベーション材の温度が周囲温度から導き出されることができる。
【００１４】
本発明の特別な構成では、加熱エレメントがパッシベーション材を、周囲温度を上回る温度を有するように加熱するようになっている。その際、特に構成エレメントを０℃より高く加熱するようになっていることができる。このことは、センサ装置のクリティカルなエレメントの凍結が阻止されることができるという利点を有している。
【００１５】
本発明の別の構成では、電気的な構成エレメントが少なくとも１つのセンサエレメント、１つの電気的なコンタクト形成エレメント、１つの電気的な調整エレメントおよび／または１つの評価回路を有するようになっている。その際、特別なバリエーションとして、センサエレメントが媒体の状態値の検出、特に圧力値の検出のために適しているようになっていることができる。さらに、パッシベーション材が少なくともセンサエレメントの一部、電気的なコンタクト形成エレメントの一部、電気的な調整エレメントの一部および／または評価回路の一部を被覆し、それにより攻撃性の媒体の直接的な攻撃から保護するようになっていることができる。
【００１６】
有利には、マイクロマシニング型の装置が温度センサおよび／またはこの目的のために適した回路を有するようになっている。その際、温度センサはセンサエレメントの直接的な近傍にかつ／またはパッシベーション材自体の内に格納されることができる。ただし、温度センサが、マイクロマシニング型の装置の周囲温度を検出するようになっていてもよい。この場合、温度センサは有利にはパッシベーション材の外、例えばマイクロマシニング型の装置のケースに取り付けられている。さらに、評価回路の一部が温度値の検出のために使用可能であるようになっていることができる。
【００１７】
本発明の別の構成では、センサエレメントが、１つのダイヤフラムと、少なくとも１つの抵抗、特にピエゾ抵抗とを備えているようになっている。その際、センサエレメントは間接的または直接的に、支持体、例えばプリント回路板またはセラミック（ハイブリッド）上に被着されている。オプショナルに、センサエレメントは外的な制御回路もしくは評価回路に、例えばボンディング接続部を介して接続されている。
【００１８】
本発明の別の構成では、加熱エレメントが直接電気的な構成エレメントに取り付けられていることができる。ただし有利には、加熱エレメントが、良好な熱伝達を可能にするために、パッシベーション材との直接的なコンタクトを有している。その際、加熱エレメントがセンサエレメント上、例えばダイヤフラム上に、またはセンサエレメントと、電気的な構成エレメントのための支持エレメントとの間に取り付けられているようになっていることができる。
【００１９】
有利には、マイクロマシニング型の装置がケース内に格納されており、ケースが電気的な構成エレメントとパッシベーション材とを包含している。その際、加熱エレメントは直接ケースに固定されることができる。本発明の特別な構成では、加熱エレメントがケースに統合されている。その結果、両エレメントは１つの構造上のユニットを形成する。
【００２０】
電気的な構成エレメントおよび加熱エレメントは有利には支持エレメントに被着されている。その際、加熱エレメントは、支持エレメントの、電気的な構成エレメントと同じ側の面にも、反対側の面にも固定されることができる。
【００２１】
本発明の別の構成では、加熱エレメントが蛇行状の（抵抗）構造により形成されている。
【００２２】
さらに、描写した形式のマイクロマシニング型の装置に設けられた加熱エレメントの加熱電力を開ループ制御および／または閉ループ制御する方法が提案されている。その際、装置が少なくとも１つの電気的な構成エレメントと１つのパッシベーション材とを有するようになっている。本発明による方法では、加熱電力を少なくとも、パッシベーション材の温度を表す温度値に関連付けて開ループ制御もしくは閉ループ制御する。有利には、この温度値がマイクロマシニング型の装置の周囲温度の検出により行われることができ、加熱電力の開ループ制御および／または閉ループ制御のために考慮されることができる。本発明の特別な構成では、加熱エレメントの加熱電力を電気的な構成エレメントの調整のために制御するようになっている。さらに、加熱エレメントの抵抗の測定を介して抵抗構造の破断および場合によってはその下に存在するダイヤフラムの破断を推量することが可能である。
【００２３】
別の利点は以下の実施例の説明もしくは従属請求項から得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下の実施例では、パッシベーション材中への攻撃性の媒体の拡散を軽減するもしくは阻止するための加熱エレメントの本発明による使用について説明する。その際、本発明の使用について圧力センサを基に説明する。ただし本発明は、マイクロマシニング型の構造形態で製作され、かつ腐食に敏感な領域を有している別の電気的な構成エレメント（素子）でも使用されることができる。ここでは、エアマスセンサまたは温度センサのような別のセンサの他に、例えば評価目的および／または調整目的で使用される半導体回路も考えられる。
【００２５】
図１には、ケースもしくはパッケージ内のマイクロマシニング型の圧力センサの公知の構造が示されている。その際、ピエゾ抵抗１２５を備えたマイクロマシニング型のセンサエレメント１２０は適当な接続材料１１５により基板１１０に接続される。一般に使用される接続技術である陽極ボンディングでは、接続層が省略されてもよい。引き続いて、そうして形成された、センサエレメント１２０を備えた電気的な構成エレメントは、相応の接続層１０５により、例えばセラミックまたは（ハイブリッド）プリント回路板の支持エレメント１００上に被着される。ただし一般には、圧力センサのセンサエレメントが別の構造によって実現されてもよいという点から出発すべきである。さらに、マイクロマシニング型のセンサエレメントのための現行の材料は半導体材料、ガラスまたは鋼である。センサエレメント１２０は例えば、ダイヤフラムと、ダイヤフラムの下に位置する、設定された圧力ｐ２を有するキャビティ１４５とを有していることができる。例えば、基板１１０がアクセス用の穴１５０をキャビティの下に有していない場合、真空が基板とセンサエレメントとの接続時に封入される。ただし、基板１１０および支持エレメント１００が差圧応用のために、キャビティ１４５もしくはダイヤフラムに通じる引き込み部１５０を有するようになっていてもよい。その結果、キャビティ１４５内の圧力ｐ２は変更されることができる。それにより、キャビティ１４５内の圧力ｐ２とセンサの周囲圧力ｐ１との間に圧力差が支配する。その際、周囲圧力の変化はダイヤフラムの運動という形で表れる。例えば図示のピエゾ抵抗１２５のような、ダイヤフラム上の適当な電気的なコンポーネントにより、この運動は測定値に変換されることができる。測定値は発生する圧力差に比例して形成される。この測定値の伝送のために、例えばボンディングワイヤ１３５のような接続エレメントが設けられている。接続エレメントはセンサチップ１２０から、測定値の後続の評価のために、例えば支持エレメント１００に案内される。一般に、このボンディングワイヤ１３０はボンドパッドによりセンサチップ１２０および／または支持エレメント１００に固定される。ただし、センサチップ１２０および／または支持エレメント１００上にコンタクト形成面１３０もしくは１４０が設けられていることも考えられる。コンタクト形成面１３０もしくは１４０を介して、センサチップ１２０の制御および／または測定値の評価、増幅もしくは伝送が、外的な制御手段により可能となる。ただしその他に、直接センサエレメント１２０自体に集積回路が設けられていることもできる。集積回路は信号処理、すなわち増幅、線形化および／または評価を実行する。センサエレメントを損傷から保護するために、センサエレメントはケース１５５内に格納される。その際、ケース１５５は図１に示されているようにケース壁１５５だけから成っていてもよいし、ケース壁とケースカバーとから成っていてもよい。ボンディングワイヤ１３５のコンタクト形成箇所１３０もしくは１４０および／またはセンサエレメントの別の電気的なコンポーネント（導体路、回路等）が、攻撃性の媒体により攻撃され得る、腐食に敏感な領域を成すので、ケース１５５の内室をパッシベーション材１６０、例えばゲルで少なくとも部分的に充填するようになっている。パッシベーション材１６０の選択時に、腐食に敏感なすべての領域が十分に被覆されるように注意を払わなければならない。その結果、腐食に敏感な領域は、場合によっては腐食性の媒体から保護される。さらに、パッシベーション材１６０は、一方では機械的な歪みをセンサエレメントに招くことがないようにやわらかく、他方ではそれでも周囲空気圧を直接ダイヤフラムに伝送するように選択されるべきである。
【００２６】
測定したい圧力の供給は、圧力を案内する媒体の、圧力センサへの供給により実施される。多くの使用分野、例えば自動車技術、設備技術等において、圧力を案内する媒体は化学的に攻撃性の媒体である。既に述べたように、センサはこの種の使用時に、一般に特別な手段、例えばパッシベーションゲルの使用により、この攻撃性の媒体から保護される。しかしながら、特定の使用時にこの保護では不十分な場合がある。それというのも、媒体はパッシベーション層を例えば拡散プロセスにより通過することができるからである。この場合、特に圧力センサの回路エレメントもしくはセンサエレメントにおいて、攻撃性の媒体が圧力センサに腐食、ひいてはセンサの破壊をもたらすという危険が存在する。その際、腐食が発生し得る典型的な領域は、圧力センサの、集積された評価回路、ボンディングワイヤのボンディングランド、ならびにセンサの調整のために必要とされる領域、例えば溶断区間（Ｂｒｅｎｎｓｔｒｅｃｋｅ）である。
【００２７】
枚挙した領域のうちの幾つかは、安定なパッシベーション層、例えば窒化ケイ素から成るパッシベーション層により媒体影響から保護されることができる一方で、別の領域、例えば溶断区間またはボンディングパッドは、より不安定な付加的なパッシベーション、例えばパッシベーションゲルによって、攻撃性の媒体から保護されるにすぎない。ただし総じて、どんなパッシベーション材料においても、攻撃性の成分がセンサ運転の経過と共に拡散プロセスによりパッシベーション層を通過し、抵抗力のない領域を生ぜしめる危険は存在する。圧力センサ内の、統合されたヒータにより、拡散の勾配は、攻撃性の媒体がパッシベーションを通過することが阻止されることで変化される。さらに、統合されたヒータにより、攻撃性の媒体の、センサ表面および／またはパッシベーション表面上での凝縮が阻止される。その結果、攻撃性の媒体の有害な濃縮物の、例えばダイヤフラム表面上での集積は阻止される。
【００２８】
この種の統合されたヒータは、図２に示されているような加熱エレメントにより実現される。つまり、パッシベーション材１６０との直接的なコンタクトを有する加熱エレメント２１０，２３０が設けられていることができる。これに対して、加熱エレメント２００もしくは２２０は圧力センサもしくはパッシベーション材１６０を間接的にのみ加熱する。
【００２９】
具体的に言えば、加熱エレメント２１０もしくは２２０はケース１５５に取り付けられることができる。この場合、加熱エレメントが直接ケース壁に統合されることも考えられる。図２で見て支持エレメント１００の下に暗示されているような加熱エレメント２００の使用により、支持エレメント、ひいてはパッシベーション材１６０の面的な加熱が達成されることができる。ただしその他に、少なくとも１つの加熱エレメントが、圧力センサの電気的な供給のための導体路の横に、支持エレメント１００上に被着されるようになっていてもよい。センサエレメント１２０の近傍にもしくはセンサエレメント１２０上に被着され得る加熱エレメント２３０により、パッシベーション材が、危険に曝されている領域で加熱されることができる。ただし、加熱エレメントが直接パッシベーション材料内に埋設されることも考えられる（図示せず）。
【００３０】
設けられる少なくとも１つの加熱エレメントは、例えば圧力センサ上のピエゾ抵抗と同様に印刷プロセスにより形成されることができる。やはり、加熱エレメントを、例えばエアマスセンサの製作時に可能であるようなマイクロマシニング型の製作プロセスにより形成することも考えられる。さらに、加熱エレメントを付加的に構成エレメントとして接着したり、圧力センサＩＣに統合したりすることも可能である。
【００３１】
加熱エレメントを運転する加熱電力を開ループ制御もしくは閉ループ制御するために、パッシベーション材１６０の温度を検出するために、温度値を検出する手段が設けられていることができる。温度値を検出する手段とは例えば、パッシベーション材１６０との直接的なコンタクトを有する温度センサであることができる。この場合、この種の温度センサがパッシベーション材１６０自体に埋設されているか、またはセンサエレメント１２０上に被着されていることが考えられる。その際、センサ信号を検出するために使用される温度センサが使用されてもよい。ただし、さらに温度センサがケース、基板または支持エレメントに取り付けられており、場合によってはパッシベーション材の温度を間接的にのみ検出することも可能である。パッシベーション材の温度を検出する別の可能性は、センサエレメント１２０の制御から、パッシベーション材の温度が推量されることができる点にある。
【００３２】
パッシベーション材の温度を検出することにより、適当に、加熱エレメントの加熱電力、ひいては拡散傾向が調節されることができる。可能な制御バリエーションは、パッシベーション材の温度が、圧力センサの周囲温度を上回るように選択されることにある。ただしこの目的のために、周囲温度を検出する温度センサが必要である。その際、オプショナルにパッシベーション材中の温度センサが省略されることができる。それというのも、パッシベーション材の温度と周囲温度とは、ある特定の関連性を有しているからである。パッシベーション材の温度放射もしくは周囲の媒体によるパッシベーション材の加熱により生ぜしめられるこの関連性は、加熱エレメントの制御時に考慮されることができる。
【００３３】
パッシベーション材１６０の加熱により攻撃性の媒体の拡散速度を減じる他に、別の実施例では、加熱エレメントの加熱電力の制御が、パッシベーション材の表面上もしくは圧力センサの、被覆されていない領域上への腐食性の材料の析出を少なくすることを達成することができる。その際、例えば圧力センサの周囲温度は、加熱電力を開ループ制御もしくは閉ループ制御するために援用されることができる。
【００３４】
既に示した圧力センサエレメントに対して択一的に、ダイヤフラムおよびキャビティは多孔質シリコンによる形成により製作されてもよい。その際、現行の構成は図３に示されている。その際、既に図１を参照しながら説明したように、相応の（評価）回路を備えたセンサエレメント３００もしくはセンサチップは支持エレメント１００上に接着剤またははんだ１０５を介して被着される。多孔質シリコンから成るキャビティ３１０の上には、ピエゾ抵抗１２５が設けられている。ピエゾ抵抗１２５もしくはチップ上に存在する評価回路（図示せず）の、電気的な接続は、ボンディング接続部１３５を介して実施される。電気的なコンタクトおよび接続部を保護するために、センサエレメント３００上には、パッシベーション層１６０が有利にはケース１５５またはゲルリング内で被着されている。ボンディングワイヤ１３５も有効に保護するために、パッシベーション材１６０の高さは少なくともボンディング接続部の高さに達してなければならない。
【００３５】
図４には例示的に、加熱エレメント２４０の、センサエレメント３００との関係で見た配置が示されている。その際、加熱エレメント２４０は、センサエレメント３００が接着剤またははんだ１０５により支持エレメント１００上に固定される前に、支持エレメント１００（例えばセラミック）に統合される。一般に、加熱エレメント２００，２１０，２２０，２３０，２４０の、種々異なるポジショニングと、加熱エレメントの、後で説明する構成とが、すべての使用のために使用可能であるべきである。
【００３６】
図６には、加熱エレメントが直接センシングエレメント上に被着されている、電気的なコンタクト形成を伴うフリップチップ技術での圧力センサ６５０の特別な構成が示されている。その際、センサエレメント６００は、媒体がダイヤフラム６２０への直接的なアクセスを有していないように、支持エレメント１００上に被着される。むしろ、支持エレメント１００に設けられた切欠き６４０により、支持エレメントの撓曲が達成される。支持エレメントは片側でダイヤフラム６２０に作用する。ただし、これに加えてデカップリングキャビティ６３０が必要である。デカップリングキャビティ６３０は例えばやはり多孔質シリコンから製作されることができる。ダイヤフラム６２０と、切欠き６４０内の、薄くされた支持エレメントとの間に、加熱エレメント２５０が、既に述べた温度変化を惹起するために格納されることができる。
【００３７】
加熱エレメント２００〜２４０は例えば抵抗面として設けられていることができる。抵抗面は特別なコンタクト形成部により電気的に接続されることができる。図５には、コンタクト箇所５２０を備えた支持プレート１００における、蛇行状の電気的な加熱エレメント２４５の可能な構成の１つが示されている。加熱エレメント２４５の上には、ダイヤフラム５００とピエゾ抵抗５１０とを備えたセンサチップ３００が存在する。その結果、加熱エレメント２４５の、ダイヤフラムもしくは測定値を受容する抵抗との直接的なコンタクトは存在しない。
【００３８】
図７には別の構成が示されている。図７に示した構成では、蛇行状の抵抗構造２５５がセンサチップの表面上に被着されている。その際、ダイヤフラム５００だけではなく、ダイヤフラムの周囲に存在する面も、加熱構造により覆われる。しかしながら、図８に示されているように、抵抗構造２６０をダイヤフラム５００上にのみ被着することも可能である。それにより、ダイヤフラムの周囲の面５３０は評価エレクトロニクスの被着のために使用されることができる。
【００３９】
加熱エレメントはポジショニング次第で支持エレメント１００、センサエレメント１２０もしくは３００またはケース１５５の表面に拡散形成されるか、またはメタライジングされる。その際、図７に示したようにセンサエレメントのチップ表面全体か、図８に示したようにダイヤフラム５００だけに、発熱する層を設けることができる。それにより、センサエレメントの調整時の温度負荷が可能である。その結果、調整の手間およびコストはかなり節減される。
【００４０】
ダイヤフラム中の抵抗蛇行は温度負荷の他に温度測定も可能にする。さらに、ダイヤフラム亀裂の認識も可能である。つまり、蛇行構造を相応に薄く構成すれば、加熱エレメントがダイヤフラム亀裂時にやはり切断されることができる。それにより、切断の報知により、ダイヤフラム亀裂が推量されることができる。この種の亀裂検出はとりわけ確実性が求められる使用時に有利であることができる。
【００４１】
さらに、加熱可能性は、センサもしくはセンサエレメントの、０℃を下回る周囲温度時に、センサ領域もしくはダイヤフラムにおける氷形成を阻止するために使用されることができる。さらに、周囲温度に比して高く調節される温度時に、センサエレメントの危険な箇所、例えばダイヤフラム上での水の凝縮が阻止されることができる。特別な実施例では、圧力センサに設けられた加熱エレメントの加熱電力の制御時に一般に、検出可能な温度値とは無関係に加熱されるようになっていることができる。それゆえ、この事例では付加的な温度値の検出が不要である。
【００４２】
センサエレメントもしくはセンサチップの加熱を実現する別の可能性は、温度をアクティブに開ループ制御もしくは閉ループ制御することができるトランジスタまたはサイリスタの使用にある。
【００４３】
一般に、上記の効果を成すために、センサチップ上での均等な温度分布が重要である。このことはチップ上での加熱エレメントの最適化された配置により実現されることができる。ここでは、相並んで位置するまたは内外に位置する複数の加熱エレメントの使用が考えられる。さらに、温度フィーラと組み合わせて、極めて迅速な温度制御が可能である。
【００４４】
熱導出はチップ固定部（例えば接着剤、はんだ）およびパッシベーション材（例えばゲル）を介して実施される。さらに、接着剤およびゲルが熱絶縁性の材料から製作されると、加熱電力は最小化される。相応の熱絶縁は厚い接着層の使用によっても達成されることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】背景技術による圧力センサを示す図である。
【図２】圧力センサの構造における加熱エレメントの可能な配置を示す図である。
【図３】背景技術による圧力センサを示す図である。
【図４】圧力センサの構造における加熱エレメントの可能な配置を示す図である。
【図５】蛇行状の加熱構造の可能な配置を示す図である。
【図６】圧力センサの構造における加熱エレメントの可能な配置を示す図である。
【図７】蛇行状の加熱構造の可能な配置を示す図である。
【図８】蛇行状の加熱構造の可能な配置を示す図である。
【符号の説明】
【００４６】
１００  支持エレメント、  １０５  接続層、  １１０  基板、  １１５  接続材料、  １２０  センサエレメント、  １２５  ピエゾ抵抗、  １３０  コンタクト形成面、  １３５  ボンディングワイヤ、  １４０  コンタクト形成面、  １４５  キャビティ、  １５０  穴、  １５５  ケース、  １６０  パッシベーション材、  ２００  加熱エレメント、  ２１０  加熱エレメント、  ２２０  加熱エレメント、  ２３０  加熱エレメント、  ２４０  加熱エレメント、  ２４５  加熱エレメント、  ２５０  加熱エレメント、  ２５５  抵抗構造、  ２６０  抵抗構造、  ３００  センサエレメント、  ３１０  キャビティ、  ５００  ダイヤフラム、  ５１０  ピエゾ抵抗、  ５２０  コンタクト箇所、  ５３０  面、  ６００  センサエレメント、  ６２０  ダイヤフラム、  ６３０  デカップリングキャビティ、  ６４０  切欠き、  ６５０  圧力センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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