CN103795389B - 接近传感器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种接近传感器，其具有用于产生磁场的线圈（15）和用于检测由外部物体引起的磁场变化的传感器电路（62），传感器电路（62）包括至少一个半导体部件（36、37、67、69、70及71），所述至少一个半导体部件安装在电路板（17）上，其中线圈（15）和电路板（17）布置在外壳（2）中，磁场可发射穿过所述外壳。为了改善接近传感器对有害外部影响（例如高温）的抵抗力和延长其寿命周期，本发明建议在密封的并且固定在电路板（17）的表面（18、19）上的包罩（20）中包括半导体部件（36、37、67、69、70及71）。

Description

接近传感器

技术领域

本发明涉及一种接近传感器，其具有用于产生磁场的线圈和用于检测由外部物体引起的磁场变化的传感器电路。传感器电路包括安装在电路板上的至少一个半导体部件，其中线圈和电路板布置在磁场可透过的外壳中。

背景技术

所述类型的传统电感式接近传感器包括振荡器电路中的线圈，所述线圈产生出从传感器外壳的感测面散发到期望感测区域中的磁场。外部物体在感测区域内或进入感测区域中的运动可由传感器电路基于由该物体引起的磁场变化来检测。更准确来说，由物体吸收的磁能和/或散发的磁场与物体中产生的涡电流所引起的磁场之间的相互作用被利用来检测物体。

另一式样的这种电感式接近在EP－A0492029中公开。接近传感器包括线圈，所述线圈被供给周期性电流脉冲以产生出散发到感测区域中的磁场。该散发的磁场可以引起在外部物体中的电压，在接近传感器中的周期性电流脉冲结束后，所述电压激发物体中的衰减电流。在相应的周期性电流脉冲后，外部物体中的衰减电流又引起接近传感器线圈中的电压。这些感应电压的相应测量信号允许对外部物体在感测区域内或进入感测区域中的运动进行检测。

这些传感器广泛用于各种感测功能(尤其是有关工厂或机械设备，诸如机器人系统、装配系统、材料搬运系统等)，使得人们希望能够实现关于各种装置特征的更优性能和可靠性，所述装置特征包括耐温性、污染防护和寿命周期。

因此，本发明的目标在于改善至少一个上述缺陷，并提供在本文开篇阐明的接近传感器以提供对有害外部影响(例如高温和污染)的更高抵抗性和/或延长其寿命周期和可靠性。

因此，本发明提出的半导体部件被包含在气密地密封包罩(hermetically sealedenclosure)中，该包罩被固定在电路板表面上。所述包罩可以保护半导体部件免受对接近传感器的外部影响，并且可有助于延长其寿命周期。具体而言，半导体部件的半导体晶体处以及半导体部件配线上的腐蚀作用和/或热退化可以有利通过设置该包罩而降低。随后，含有至少一个半导体部件的气密地密封包罩被称为包罩。值得注意的是，在实现本发明的过程中已认识到，接近传感器部件中对有害外部影响尤为敏感的一个部件可以由被包含在传感器电路中的半导体部件构成。因此，所提出的具体方案可用于保护该薄弱点免受上述不利的外部影响。

发明内容

在上下文中，术语半导体部件尤其指的是半导体装置，例如晶体管或二极管，更普遍地说指的是利用其中所含半导体材料的电子属性的任何其它部件。例如，术语半导体部件还指的是包括一或多个半导体装置的集成电路。在优选的应用场合中，至少一个半导体部件由代表接近传感器的特别敏感元件的晶体管提供。

接下来描述了用于进一步改善接近传感器和其中所含电子部件的抵抗能力和/或耐用性的各种特征。

优选地，包罩处于真空下，或填充有惰性气体，并且包罩被密闭地密封以维持惰性气氛或真空气氛。以此方式可以实现针对腐蚀和外部污染的良好防护，并且可以改善传感器在暴露到高温和热循环时的操作寿命和可靠性。优选地，包罩填充有氮气以便提供惰性气氛。或者，可设想到包罩内的真空气氛。

优选地，包罩包括盖。盖可以用于界定包罩内的密闭密封体积和/或另外提供对半导体部件的上部机械保护。更优选地，盖是金属的或陶瓷的。金属盖或陶瓷盖的有利之处在于安装方便以及良好保护和/或密闭密封。

优选地，包罩包括支撑区段，该支撑区段的一侧固定有半导体部件，并且相对一侧固定到电路板。优选地，构成支撑区段的材料与电路板热膨胀尤其是电路板机械温度系数相匹配，匹配偏差最大为50ppm/℃，更优选地最大为10ppm/℃。可以利用温度系数的匹配来防止在升高的操作温度下因热循环而造成对接近传感器的损害。

术语机械温度系数也可被称为热膨胀系数或热膨胀线性系数，其应理解为在温度变化1K时相应机械尺寸的相对变化。

优选地，至少在接近传感器的意定操作温度范围上设置包罩支撑区段与电路板之间的机械温度系数匹配。例如，温度范围可以包括至少为180℃更优选地为至少250℃的上限温度值，和/或至多为0℃更优选地为至多为－25℃的下限温度值。优选地，例如由机械温度系数表示的相应热膨胀在意定操作温度范围上基本恒定。

优选地，包罩材料唯独包括无机材料，例如陶瓷、金属和/或玻璃。用于实现包罩支撑区段与电路板之间的有利热膨胀匹配的特别优选材料包括设置在包罩支撑区段上的陶瓷。更优选地，至少包罩的支撑区段完全由陶瓷构成。

用于电路板的适合材料包括耐热塑料、陶瓷、玻璃和涂漆金属(enameled metal)。电路板的用于与包罩支撑区段进行热膨胀匹配的优选材料包括耐热聚酰亚胺。更优选地，使用聚－(二苯醚)－均苯四甲酰亚胺(poly-(diphenyl oxide)-pyromellitimide)(或poly(4,4’–oxydiphenylene-pyromellitimide))。这种材料又称为其提供了以下优点：在大的温度范围(例如从低于－200℃至400℃)上的适用性、无可燃性和无熔点。优选地，电路板还包括增强材料(优选为玻璃材料)，以提供更合适的热膨胀及更高的机械稳定性。

优选地，传感器电路包括彼此热联接的至少两个半导体部件。优选地，半导体部件之间的热联接由半导体部件之间的热连接材料提供，其允许半导体部件之间的温度交换。优选地，包罩包括热连接材料。优选地，热连接材料是无机材料，更优选地为陶瓷。这样，可抵消在高操作温度下产生的泄漏电流。

根据优选构造，至少两个晶体管彼此热联接。因此，可提供差分晶体管对、三联体(triplets)或更多数目晶体管的平衡电路，或更通常地可提供含有几个半导体部件的等效电路，以防止因接近传感器的高操作温度下的泄漏电流而产生的不利影响。因此，在传感器电路中优选地包括并联布置的至少两个联接的半导体部件。更优选地，半导体部件经由其各自基极端子和/或发射极端子之间的连接而相互联接。特别是，可设想到在传感器电路中布置平衡的晶体管对，以便抵消在高温下产生的泄漏电流。例如，一个晶体管的发射极垫可以连接到随后晶体管的基极垫。更通常地，可设想到并联操作或者串联操作或者以并联和串联连接的混合布置操作的差分对、三联体或更多数目的半导体部件，其中优选的是至少两个半导体部件的并联布置以实现更高的温度稳定性。

优选地，在同一包罩中包括至少两个彼此热联接的半导体部件。更优选地，为设置在电路板上的每组相互热联接的半导体部件和/或每单个半导体部件提供单独的包罩。以此方式，可实现半导体部件在传感器电路中的紧凑布置，其中可为每一热联接半导体部件布置提供对外部影响的良好防护和高温不敏感性。

更通常地，基本所有安装在电路板上的半导体部件或至少所有温度和/或污染敏感半导体部件优选地被包含在包罩中。因此，一个、几个或全部的半导体部件可被包含在固定于电路板表面上的单个包罩或几个包罩中。优选地，包含有至少一个半导体部件的至少两个包罩固定于电路板表面上。更优选地，在电路板表面上为基本上每个温度和/或污染敏感半导体部件和/或每组相互热联接的半导体部件设置单独的包罩。以此方式，可以实现对各个半导体装置布置的单独保护，以允许降低整个传感器电路在局部点处对污染和温度影响的敏感性以及对损害的较高易感性。

优选地，传感器电路进一步包括从半导体部件包罩外部安装在电路板上的电子部件，例如电阻器、电容器、热敏电阻等。外部电子部件优选地包括无机材料，特别是陶瓷。尤其由于电路板与传感器电路之间的温度系数匹配，这可进一步有助于改善接近传感器对温度的不敏感性。

优选地，在电路板上和/或包罩内基本上只提供有无机部件。更优选地，在电路板上和/或包罩内没有设置合成或塑料部件。最优选地，在电路板上和/或包罩内唯独布置有陶瓷和/或半导体和/或金属部件。优选地，电路板本身仅由耐热材料部件构成。优选地，连接电子板上的部件的电导体至少部分地附接到电路板表面并且镀有优选为金的贵金属。

为了将包含在包罩中的至少一个半导体部件电连接到电路板，包罩优选地包括与电路板上的导体电连接的至少两个连接垫。具体而言，包罩底部上与包罩内部的连接垫电接触的相应触点优选地附接到电路板上的各触点。

优选地，在包罩内在半导体部件的至少一个垫与包罩连接垫之间的电连接通过热压接合(thermocompression bonding)来建立。优选用金丝作为连接件。优选地，至少一个连接垫包括金的金属化层。这些关于半导体部件与电路板电连接的措施可进一步有助于改善接近传感器的耐高温性，并且尤其可有助于电路板和包罩的温度系数与包含在包罩内的至少一个半导体部件的匹配。另外，使用单一类型的金属可以降低在金属零件接合处的离子迁移效应。

优选地，电路板由模制化合物包围。另一方面，模制化合物可以提供对电路板的封装以用于对高温、污染和机械冲击的额外防护。另一方面，模制化合物还可用于将包罩和/或其它部件固定在电路板上。此外，模制化合物可防止或延缓金属零件(尤其是金属连接件)因高温下的存在气体而发生氧化。优选地施加挠性模制化合物。更优选地，模制化合物是环氧树脂。更优选地施加尤其具有至少150℃的玻璃转换温度Tg的高温环氧树脂。

为提供对固定在电路板上的包罩和/或其它电子部件的额外保护，优选地在模制化合物与至少一部分电路板表面之间中布置有体积填充物。优选地，体积填充物布置在电路板两侧的表面上。体积填充物优选地由可压缩的空间扩展物体构成，以便填满模制化合物与电路板相应表面的至少一部分之间的内体积。优选地，体积填充物包括超出从电路板表面伸出的包罩和/或其它电子部件的垂直高度优选为至少两倍的厚度。更优选地，体积填充料包括超出电路板和从电路板表面伸出的包罩和/或其它电子部件的组合厚度优选为至少两倍的厚度。

优选地，至少一个含有半导体部件的包罩的外表面或几个含有半导体部件的包罩的外表面或每个含有半导体部件的包罩的外表面覆盖有体积填充物。更优选地，设有电子部件的电路板的基本整个表面部分覆盖有体积填充物。

优选地，体积填充物包括挠性材料，该材料尤其能够适应伸出有包罩和/或其它部件的电路板不平表面部分，和/或能够相对于电路板不平表面部分成形。体积填充物的这种定制形状之利处在于，通过体积填充物来基本上完全地包围包罩和/或其它部件，以便减小由模制化合物占据的体积。在实现本发明的过程中已认识到需要减小模制化合物体积，因为模制化合物会展示出更大的机械温度系数并且因此会让内部压力显著增加。这可通过限制模制化合物所占据的体积来避免。体积填充物的挠性还会有利于确保对部件热膨胀应力的吸收，并可更好地保护电子部件免受对接近传感器的机械冲击。体积填充物也会包括至少两层，所述至少两层尤其在电路板每侧上彼此层叠，从而获得对热膨胀影响或机械冲击的更高补偿。

优选地，体积填充物包括合成泡沫橡胶，尤其是含氟聚合物弹性体，其目前也已知在名下。就上述优点而言，尤其是鉴于可成形性、对热膨胀应力和温度的吸收以及耐温性、抗污染性和耐冲击性，这种材料尤其适合用作体积填充物。

根据优选构造，体积填充物直接邻接电路板上的包罩和/或其它部件。在接近传感器的制造过程中，体积填充物优选地设置在电路板的相应上表面和/或下表面上。然后，优选地将低压施加到体积填充物上，从而实现在电路板上在包罩和/或其它部件周围的紧密配合。优选地通过围绕体积填充物和电路板包覆的箔或带来将体积填充物固定至其在电路板上的紧位置中。优选地，箔或带包括聚四氟乙烯(PTFE)(也已知为)或具有类似特性的热塑性聚合物。在模制工艺后，可由周围的模制化合物提供对体积填充物在电路板上的另外固定。

优选地，接近传感器外壳的基本整个内体积皆由在电路板及其上的部件周围的模制化合物和/或体积填充物填满。以此方式可以有效地避免对内体积的污染，并且可以实现高的液密性和/或气密性。尤其在接近开关的高温操作期间(电路板上的直接固定措施在该期间变弱)，提供模制化合物和/或体积填充物还可用来另外地固定被安装在电路板上的电子部件和/或印在电路板上的电导体。

优选地，用于产生散发磁场的线圈布置在接近传感器的外壳前部分中，更优选地与磁场可透过的外壳的前壁直接连接，其中前壁的外表面可构成接近传感器的有效区域。电路板优选地以在接近传感器纵向上的电路板假想延伸线与线圈直径相交的方式布置在线圈后方。

优选地，包括具有高渗透率的磁性材料的芯部(尤其是铁素体芯部或铁粉芯部)布置在线圈内。优选地，芯部材料具有至少200℃(更优选为至少300℃)的居里温度Tc，以避免在接近传感器的更高操作温度下的性能退化。优选地，线圈和内芯部为环形。

优选地，外壳由不锈钢(更优选为奥氏体不锈钢)构成。这种材料提供对机械冲击的固态防护，并且具有可与模制化合物匹配的热膨胀的另一个优点。具体而言，尤其在至少介于0℃与250℃之间的温度范围上，外壳会展示出例如由机械温度系数表征的热膨胀，该机械温度系数约为15到20ppm/℃，例如约为17ppm/℃。或者，如果外壳中的低电损耗为首要的，那么优选铁素体不锈钢。

优选地，外壳为柱形以便提供适合于接收电路板以及为电路板提供良好保护的大量模制化合物和体积填充物的内部几何形状。外壳可由单件构成，或可由多件组成。具体而言，外壳可包括大致柱形的外壳主体，所述外壳主体包括闭合的前端或包括敞开的前端。在后一种情况下，优选地设置有前盖，所述前盖与开关的有效区域构成前壁。

上述接近传感器的优选操作温度范围可包括至少180℃(更优选为至少250℃)的温度。

附图说明

后文借助于优选实施例参考说明本发明其他特性和优点的附图来更详细地解释本发明。附图、说明书和权利要求书所包括的众多组合特征还可由本领域技术人员单独地考虑并用在其他适合组合中。在附图中：

图1是根据本发明的接近传感器的分解图；

图2是穿过图1所示接近传感器的纵向相交面的立体图；

图3是图1和图2所示接近传感器的纵向截面图；

图4是没有盖的用于半导体部件的包罩的俯视图；

图5是包括盖的图4所示包罩的俯视图；

图6是图4和图5所示包罩沿VI的横截面视图；和

图7是一部分传感器电路的示意图。

具体实施方式

图1到图3展示电感式接近传感器1，也称为接近开关，其包括由前盖3闭合的外壳2。外壳2包括大致柱形的主体部分4，该主体部分带有允许通向内空间6以接纳接近传感器1的电子组成部件10的敞开的前端5。

外壳2的后端由后部7构成，所述后部具有限定出中心孔的减小的直径，从内空间6导出的数根电线8可经所述中心孔通向外部区域。外壳主体4由奥氏体不锈钢构成，所述奥氏体不锈钢具有由机械温度系数(约17ppm/℃)表征的热膨胀，该热膨胀基本上匹配设置在外壳2内的模制化合物9的热膨胀。

前盖3具有柱形侧壁11，所述柱形侧壁具有大致对应于主体部分4的内径以允许精确地配合到外壳2的前端5中的外径。由模制化合物提供前盖3在主体部分4内的永久固定。前盖4的前端由前壁12覆盖。前壁12的外表面构成接近传感器1的有效区域，磁场可经所述有效区域散发。所述有效区域在外壳2的纵向上与外壳2的前端5对齐。

接近传感器1的电子组成部件10包括具有铁素体芯部16的线圈15和具有布置有传感器电路的上表面18及下表面19的电路板17。

线圈15为环形，并且基本上直接地邻接前壁12的内表面。铁素体芯部16也为环形，并且其外径大致对应于线圈15的内径。铁素体芯部16的纵向长度略超过线圈15的纵向长度，以使得铁素体芯部16自线圈15的内圆周朝向外壳2的后侧突出。芯部16的铁素体材料展示出高于300℃的居里温度Tc。以此方式可避免铁素体芯部16在较高操作温度下的性能退化。

电路板17上设置的传感器电路包括分离的包罩20，所述包罩各固定在电路板17的上表面18或下表面19上，并且不均匀地分布在表面18、19之上。以此方式，每个包罩20中含有的至少一个半导体部件安装在电路板17上。在本实例中，包罩20中的至少一个半导体部件由晶体管提供。

在电路板17的表面18、19上设有几个触点区域22、23，从而允许建立与传感器电路的电连接。具体而言，后触点22居中地布置在表面18的后部上，而前触点23侧向地布置在表面18的前部上。触点区域22、23包括金的金属化层以避免与触点22、23的电连接在更高操作温度下发生性能退化。

后触点22连接到电线8。电线8用于为电路板17上的传感器电路供应电力，并且传输传感器电路中基于检测到的线圈15发出磁场的变化(尤其是由在所发出磁场的感测区域中的外部物体引起的磁变)而产生的输出信号。电线8包括三条电缆。在电线8的另一优选实施例中，可设置两条或四条缆线。

前触点23用于建立电路板17上的传感器电路与线圈15的电连接，尤其用于为线圈15供应电力以产生磁场，并用于允许检测外部物体引起的磁场变化。

电路板17上的传感器电路包括图1到图3中未展示的其他电气部件。在图7中说明和在下文进一步描述传感器电路示范电路图的一部分，其中布置在电路板17上的电气部件实体被示意性地描绘出。除了将电子部件相互连接的导体外，基本上所有布置在电路板17上在包罩20外的传感器电路电子部件由陶瓷或导体材料构成。以此方式可进一步将接近传感器1在更高操作温度下的性能退化减到最小。

电路板17由聚－(二苯醚)－均苯四甲酰亚胺(也称)构成，所述电路板用玻璃纤维材料加强以提供更高的机械稳定性。使用这些耐热材料允许进一步改善以避免温度引起的退化效果，并且其允许电路板17的热膨胀与布置在电路板17上的电子部件的温度系数尤其是包罩20的温度系数相匹配。特别是，由此可在广的温度范围上提供约10ppm/℃的均匀机械温度系数。

在电路板17的上表面18和下表面19上布置有相应的体积填充物27、28。体积填充物27、28的长度和宽度基本对应于其上设有电子部件的表面18、19的长度和宽度。因此，基本上所有传感器电路电子部件(尤其是包罩20)由体积填充物27、28覆盖。各体积填充物27、28的厚度比电路板17和从相应表面18、19竖直突出的包罩20的组合厚度大两倍。由此，在竖直方向(电子部件沿该方向从电路板17伸出)上设置了体积填充物27、28的空间延伸，从而允许对机械冲击、热和污染的良好防护。

上体积填充物27和下体积填充物28由含氟聚合物弹性体形式的合成橡胶(也称)构成。该材料特性之一是其挠性，在电子部件(包括包罩20)被安装在非均匀的表面18、19上时，所述挠性能够适应该表面的形状。这允许体积填充物27、28不仅在电路板17上的包罩20和其他电子部件的顶面处还在其侧面处与电路板17上的包罩20和其他电子部件基本直接邻接。此外，这允许体积填充物27、28与电路板17在中间表面部分(从该部分没有伸出包罩20和其他电子部件)处基本上直接邻接。

体积填充物27、28中所包括的含氟聚合物挠性体的其他优点在于电路板17上的电子部件在较高操作温度下对热、冲击和污染的良好隔离特性以及吸收热膨胀应力的能力。为了提供体积填充物27、28相对于电路板17的表面18、19的有利的形状适应性，体积填充物27、28受到对着表面18、19施加的压力，并且通过施加胶带固定到位。

体积填充物27、28在电路板17上的的进一步固定通过后续地施用模制化合物9对体积填充物27、28以及夹在其间的电路板17加以包覆模制来实现。在包覆模制程序期间，体积填充物27、28可以已经用来对电路板17上的电子部件进行机械保护。相反，如果对电路板17上的电子部件直接施加模制化合物9，那么包覆模制程序会带来可能的损坏风险。

模制化合物9为高温环氧树脂，具有超过150℃的玻璃转换温度Tg以便进一步提高对高温冲击的抵抗能力。在模制工艺后，基本整个外壳2的内体积3由围绕电路板17及其上部件的模制化合物9和体积填充物27、28填满。

与电路板13的扁平形状相比，外壳2为柱形的几何形状，由此为模制化合物9和体积填充物27、28提供的容积量相对地大。因此，污染内体积3的风险大幅地减小，并且提供了良好的热隔离。

图4描绘出包罩20，其中移除了包罩20顶部上的盖32(如图5中所示)，以便示出包罩20的内部构造。包罩20包括陶瓷主体31。陶瓷主体31的基部由扁平支撑区段33形成。外侧壁34竖直地界定出包罩20中的内体积35。陶瓷主体31具有大致方形的横截面。

支撑区段33用作两个半导体装置36、37(特别是晶体管)的支撑件。晶体管36、37彼此邻近，并且固定在支撑区段33的上表面上。三个第一连接垫41、42及43贴近第一晶体管36布置在支撑区段33上。三个第二连接垫44、45及46贴近第二晶体管37布置在支撑区段33上。第一连接垫41、42及43和第二连接垫44、45及46各自相继地布置在支撑区段33的相对侧，以在其之间布置晶体管36、37。所有连接垫41、42、43、44、45及46包括金的金属化层。

第一晶体管36的集电极端子和基极端子经由相应的金丝51、52连接到第一连接垫41、42及43中的两个外连接垫41、43。第二晶体管37的集电极端子和基极端子经由相应的金丝53、54连接到第二连接垫44、45及46的两个外连接垫44、46。以此方式实现了对设在电路板17上的传感器电路晶体管对36、37的并联电路布置。

两个晶体管36、37的射极端子彼此相互联接，并且该相互连接布置成与电路板17上的传感器电路串联连接。两个晶体管36、37布置在陶瓷主体31的支撑区段33上。因此，陶瓷主体31构成晶体管36、37之间的热连接材料。以此方式在包罩20内设置平衡的晶体管对电路，其能够防止在传感器电路的较高操作温度下产生的高泄漏电流的不利影响。

图5描绘包罩20，其中盖32附接在包罩20之上。盖32是金属的，并且在已经实现对晶体管对36、37的内部接线后施加在包罩20上。盖32的金属组成适于方便安装，并可提供对包罩20的内体积35的良好机械保护和紧密密封。

图6示出图5所示包罩20的横截面视图，在此位置处金丝53、54附接在图4所示连接垫44、46上。金丝53、54经由热压接合部55、56附接至连接垫44、46的金的金属化层。以此方式进一步改善了对加热引起的退化和腐蚀的抵抗能力。

第二连接垫44、45及46电连接到在支撑区段31的下表面上的相应底触点57、58及59。为第一连接垫41、42及43设置对应的底触点。包罩20固定在电路板17的相应表面18、19上。由此，底触点57、58及59通过高温焊料附接至电路板17上的相应触点。以此方式提供了包罩20在电路板17上的、耐腐蚀和耐热的良好固定。在电路板17的周围施加体积填充物27、28和模制化合物9之后，电路板17上的固定(特别是在接近传感器1的高温操作期间)进一步得以改善。

在电路板17上固定好包罩20之后，基本上仅包罩20的支撑区段34与电路板17的表面18、19直接接触。因此，由于对电路板17和包罩20的有利材料选择，包罩20与电路板17之间的热膨胀可得到有利匹配。此外，陶瓷主体31提供了晶体管36、37之间的有利热联接。包罩20的内部空间35填充有氮气。由于设在陶瓷主体31与金属盖32之间的紧密封闭，可以在内部空间35中保持较长时间段的惰性气氛。惰性气氛35使得进一步改善了避免腐蚀、污染和热引起的退化的效果，并且有助于延长接近传感器1的寿命。

图7描绘传感器电路62的电路图，所述传感器电路可设置在图1到图3所示的接近传感器1的电路板17上。传感器电路62包括从包罩20外部安装在电路板17上的电子部件。如图7中以示意性方式示出地，这些部件包括热敏电阻、电阻64、66和电容65。所有这些部件64、65及66由陶瓷和/或导体组成。在包罩20其中之一中布置有其他部件，包括半导体晶体，例如单晶体管67和耦联晶体管对69、70及71。

因此，除了相互连接电路板17上的电子部件64、65、66、69、70及71的导体68和布置在电子部件内的导体(诸如在感应元件中的导体等)之外，电路板17上从包罩20外部没有设置塑料部件而绝大部分为陶瓷部件。相互连接电子部件64、65、66、69、70及71的导体68被印在电路板17上。

如图7中以示意性方式所示地，热联接的晶体管对69、70及71以并联布置包含在传感器电路62中。晶体管对69、70及71经由其射极端子的连接而耦联。在晶体管对69、71中，射极端子的各相互连接处以串联的方式与传感器电路62连接。晶体管对70的耦联还包括各基极端子之间的相互连接。晶体管对69、70及71在传感器电路62内的布置设有各集电极端子和/或基极端子与传感器电路62的相应连接处。

晶体管电路69、70及71构成差分对，其中晶体管受到平衡以便对接近传感器1的高操作温度下产生的泄漏电流较不敏感。传感器电路62的所有差分对69、70及71被包含在一个单独的相应包罩20中。以此方式将传感器电路62的极大地降低的温度敏感性与紧密电路设计相结合起来。此外，传感器电路62的尤为敏感部件69、70及71被各个保护起来以免受热、腐蚀污染和机械冲击的影响。

根据前文的描述，根据本发明的接近传感器的多种改型在不脱离仅由权利要求书所定义的本发明保护范围的情况下对所属领域技术人员而言是明显的。

Claims (17)

1.一种接近传感器，其具有用于产生磁场的线圈(15)和用于检测由外部物体引起的磁场变化的传感器电路(62)，所述传感器电路(62)包括至少一个半导体部件(36、37、67、69、70、71)，所述至少一个半导体部件安装在电路板(17)上，其中所述线圈(15)和所述电路板(17)布置在磁场能够透过的外壳(2)中，并且其中，所述至少一个半导体部件(36、37、67、69、70、71)被包含在包罩(20)中，该包罩被气密地密封且固定于所述电路板(17)的表面(18、19)上,其特征在于，所述包罩(20)包括支撑区段(34)，该支撑区段的一侧固定有所述半导体部件(36、37、67、69、70、71)，并且该支撑区段的相对侧固定至所述电路板(17)，所述支撑区段(34)的材料与所述电路板(17)的温度系数相匹配，匹配偏差小于50ppm/℃。

2.根据权利要求1所述的接近传感器，其特征在于，所述包罩(20)处于真空下，或者填充有惰性气体以维持惰性气氛。

3.根据权利要求1所述的接近传感器，其特征在于，所述包罩(20)基本上由一种或更多种无机材料构成。

4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的接近传感器，其特征在于，所述传感器电路(62)包括至少两个彼此热联接的半导体部件(36、37、67、69、70、71)，热联接的所述半导体部件(36、37、67、69、70、71)被包含在所述包罩(20)中。

5.根据权利要求1至3中的任意一项所述的接近传感器，其特征在于，至少两个其中含有至少一个晶体管的所述包罩(20)被固定在所述电路板的所述表面(18、19)上。

6.根据权利要求1至3中的任意一项所述的接近传感器，其特征在于，所述传感器电路(62)包括从所述包罩(20)外部安装在所述电路板(17)上的电子部件(64、65、66)，所述电子部件(64、65、66)基本上仅包括无机材料。

7.根据权利要求1至3中的任意一项所述的接近传感器，其特征在于，所述包罩(20)包括至少两个与所述电路板(17)的导体(68)电连接的连接垫(41、42、43、44、45、46)，所述半导体部件(36、37、67、69、70、71)电连接到所述连接垫(41、42、43、44、45、46)，其中所述连接垫(41、42、43、44、45、46)包括金的金属化层。

8.根据权利要求1至3中的任意一项所述的接近传感器，其特征在于，所述电路板(17)包括耐热聚酰亚胺。

9.根据权利要求1至3中的任意一项所述的接近传感器，其特征在于，所述电路板(17)由模制化合物(9)包围。

10.根据权利要求9所述的接近传感器，其特征在于，可压缩的体积填充物(27、28)布置在所述电路板(17)的所述表面(18、19)的至少一部分与所述模制化合物(9)之间。

11.根据权利要求10所述的接近传感器，其特征在于，所述体积填充物(27、28)包括合成泡沫橡胶。

12.根据权利要求1到3中的任意一项所述的接近传感器，其特征在于，所述线圈(15)包括芯部(16)，该芯部的居里温度至少为200℃。

13.根据权利要求1到3中的任意一项所述的接近传感器，其特征在于，所述外壳(2)包括不锈钢。

14.根据权利要求1所述的接近传感器，其特征在于，所述支撑区段的材料与所述电路板的温度系数的匹配偏差小于10ppm/℃。

15.根据权利要求8所述的接近传感器，其特征在于，所述电路板(17)包括聚－(二苯醚)－均苯四甲酰亚胺。

16.根据权利要求11所述的接近传感器，其特征在于，所述体积填充物包括含氟聚合物弹性体。

17.根据权利要求12所述的接近传感器，其特征在于，所述芯部的居里温度至少为300℃。