带有过压保护的压力传感器的制造方法_2

文档序号:9233854阅读:来源:国知局
力传感器10可包括任意所需数量的传感元件26。在一些实施例中,总共四个传感元件26可布置成全惠斯通电桥构型。
[0015]在一些实施例中,传感隔膜18可以被认为是具有限定传感隔膜18的横截面表面面积的周界。止挡部22可以被认为是具有止挡部表面23,该止挡部表面23具有限定止挡部表面23的横截面面积的周界。在一些实施例中,由止挡部表面23的周界限定的横截面面积在由传感隔膜18的周界限定的横截面表面面积的约10%与95%之间。在一些实施例中,由止挡部表面23的周界限定的横截面面积在由传感隔膜18的周界限定的横截面面积的约60%与90%之间。在一些实施例中,由止挡部表面23的周界限定的横截面面积在由传感隔膜18的周界限定的横截面面积的约60%与75%之间。
[0016]形成压力传感器10的元件可以由任何需要的和合适的材料成型。例如,传感模12可以由硅材料成型,包括至少一些硅的材料(例如硅混合物)、GaAs、金属和/或具有相似或不同性质的任何其它材料。传感隔膜18可通过例如蚀刻、机械加工或者配置来使传感隔膜18成型在传感模12内的任何其它成型技术的方式而被形成在传感模12中。在一些情况下,传感元件26可以是压阻元件,该压阻元件由压电材料和/或可配置成响应于机械应力或运动而改变或更改其电的或其它性质的一种或更多种其它材料而制成,或者包括压电材料和/或可配置成响应于机械应力或运动而改变或更改其电的或其它性质的一种或更多种其它材料。
[0017]基层14和顶层16可由任何合适的材料而形成。在一些实施例中,基层14和/或顶层16可至少部分地由金属材料(例如金属材料包括铝、不锈钢、镍钴铁合金例如KOVAR?、任何其它金属材料和/或这些金属材料的任何组合)而制成。在一些情况下,基层14和/或顶层16可完全由金属材料制成,而在其它情况下,基层14和/或顶层16可被涂覆以金属材料。在一些实施例中,基层14和/或顶层16可至少部分由玻璃材料(例如硼硅酸盐玻璃,例如PYREX?、BOROFLOAT? 33,HOYA SD-2和/或其它硼硅酸盐玻璃材料等)而形成。在一些实施例中,基层14和/或顶层16可至少部分地由陶瓷材料形成。在一些实施例中,使用来形成传感模12、基层12和顶层16中的每一个的材料可选择成热兼容的。
[0018]在一些实施例中,虽然未明确示出,但是基层14和/或顶层16可包括不同的两层或更多层,每层是相同材料或不同材料。如果存在的话,每层可以使用任何合适的技术而连接。传感模12、基层14和顶层16可使用任何想要的方法或技术被连接在一起以形成压力传感器10。例如在一些实施例中,传感模12、基层14和顶层16可使用阳极键合、玻璃料熔合(frit bonding)、恪化、焊接、软钎焊、胶粘剂或者所需要的任何其它合适的键合、连接或密封技术而连接到一起。
[0019]图2提供压力传感器110的另一个说明性的但非限制性的示例。压力传感器110是压差传感器且可包括传感模112、基层114和顶层116。传感模112可包括传感隔膜118,在一些实施例中,其由传感模112的一部分所限定,传感模112的此部分薄于传感模112的其它部分。将领会到在一些实施例中,压力传感器110包括在图2中未明确示出的额外的层和元件。
[0020]如所示的,压力传感器110可包括包含约束层止挡部128的约束层146。约束层止挡部128可以形成为约束层146的凸起部分且可朝向传感隔膜118向上(以所示出的取向)延伸。如将讨论的,约束层止挡部128可限制传感隔膜118的向下挠曲、弯曲或其它运动。在一些情况下,约束层止挡部128与约束层146整体成型,而在另外的情况下,约束层止挡部128与约束层146分别成型且附接至约束层146。在一些情形中,约束层止挡部128由不同于约束层146的材料成型或者包括不同于约束层146的材料。
[0021]压力传感器110还可包括包含顶部止挡部132的止挡部层130。顶部止挡部132可以成型为朝向传感隔膜118向下(以所示出的取向)延伸的突出部。如将讨论的,顶部止挡部132可限制传感隔膜118的向上挠曲、弯曲或者其它运动。在一些情况下,顶部止挡部132与止挡部层130整体成型,而在其它情况下,顶部止挡部132与止挡部层130分别成型且附接至止挡部层130。在一些情形中,顶部止挡部132由不同于止挡部层130的材料成型或者包括不同于止挡部层130的材料。
[0022]如所示出的,压力传感器110包括几个流体路径,该流体路径可配置来提供第一压力输入和第二压力输入,由此压力传感器110能够测量第一和第二压力输入之间的相对差值,或者压差。基层114包括流体路径134以及约束层146包括流体路径136,其中流体路径136流体联接至流体路径134使得流体路径134和流体路径136结合提供至传感隔膜118的第一侧138的输入端口。类似地,止挡部层130包括延伸通过止挡部层130的流体路径140,且该流体路径140与流体路径142流体联接使得流体路径140和流体路径142结合提供至传感隔膜118的第二侧144的输入端口。
[0023]因此,如果作用在传感隔膜118的第一侧138上的输入压力大于作用在传感隔膜118的第二侧144上的输入压力,则传感隔膜118可以向上方向(以所示出的取向)弯曲、挠曲、形变或者以其它方式移动。如果传感隔膜118移动足够远,则传感隔膜118将接触顶部止挡部132的止挡部表面132a,使得顶部止挡部132限制传感隔膜118的运动以帮助阻止对于传感隔膜118的可能的损坏,否则过度移动(例如过压)会引起损坏。类似地,如果作用在传感隔膜118的第二侧144上的输入压力大于作用在传感隔膜118的第一侧138上的输入压力,则传感隔膜118可以向下方向(以所示出的取向)弯曲、挠曲、形变或者以其它方式移动。如果传感隔膜118移动足够远,则传感隔膜118将接触约束层止挡部128的止挡部表面128a,使得约束层止挡部128限制传感隔膜118的运动以帮助阻止对于传感隔膜118的可能的损坏,否则过度移动会引起损坏。
[0024]为了感测传感隔膜118的前述的例如挠曲或弯曲的运动,压力传感器110可包括一个或更多个传感元件126,其中传感元件126可围绕传感隔膜118设置。传感元件126可以是配置来将传感隔膜118的机械运动、应力和/或挠曲转化成电信号的任何元件。在一些实施例中,例如,传感元件126可以是压敏电阻器。在一些实施例中,例如传感元件126可以布置成惠斯通电桥(例如全桥或半桥构型)以便提供指示传感隔膜118的机械运动、应力和/或挠曲的电信号。
[0025]图3提供另一压差传感器210的说明性的但非限制性的示例。压力传感器210可包括传感模212、基层214和顶层216。传感模212可包括传感隔膜218,该传感隔膜在一些实施例中由传感模212的一部分所限定,传感模212的此部分薄于传感模212的其它部分。
[0026]压力传感器210可包括约束层246,该约束层246包括约束层止挡部228。约束层止挡部228可成型为约束层246的凸起部分且可朝向传感隔膜218向上(以所示出的取向)延伸。可替代地,约束层止挡部228可与约束层246分开成型且随后固定至约束层246。如将讨论的,约束层止挡部228可限制传感隔膜218的向下的挠曲、弯曲或其它运动。压力传感
当前第2页1 2 3 4 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1