压差传感器和制造的制作方法

本申请涉及传感器。更具体地，本申请涉及半导体压力传感器。

背景技术：

压差传感器测量两种隔绝流体或气体之间的压力差。在用于包括导电或腐蚀气体或流体的环境中时，传感器必须与这些严苛的介质隔绝，以便保护传感器本身，以及与之附接电子或电气部件。由于施加到传感器相反侧的两种压力源的存在，压差传感器比仪表或绝对压力传感器更难以与严苛介质隔绝。因此，传感器两侧必须以某种方式隔绝，否则传感器会损坏。

压差传感器(或换能器)将压力差转换为可被测量以确定压力差值的电信号。传感器的压力传感装置通常使用微机械或微机电系统(mems)类型的方法制造。该技术用于与蚀刻和连结技术一起制造商用半导体，以制造非常小、不昂贵的装置，其能将压力差转换为电信号。用在这些装置中的材料不能抵抗腐蚀，且公知的耐腐蚀金属(例如不锈钢、钛、铜和黄铜)通常用在腐蚀性流体和气体管道系统中。为此，隔绝方法需要用作腐蚀屏障，但是允许压力导通到压力传感装置，而不会使得所产生的信号显著变差。

压力传感管芯用半导体材料形成，例如硅。通过例如切割(dicing)这样的方法用硅晶片形成管芯，以制造硅结构，其会被变薄以形成空腔并限定相关隔膜。压阻元件形成或被置于隔膜的表面且配置为呈现与形成隔膜的被变薄半导体材料上的应变成比例的电阻。

差压传感器可以用于测量与严苛介质相关的压力，例如石油流体、酸等。压力传感管芯的半导体表面支撑压阻元件和其相关的电连接部，该半导体表面会被损坏其会因暴露至严苛介质而短路。为了允许在严苛环境中使用半导体压力传感管芯，压力传感管芯可以被插入封装结构中，其保护压力传感管芯不受被测量压力的介质影响。

合适的封装结构可以包括一个或多个输入端口，用于接收要被测量压力的介质。被测量的介质进入封装结构的通过可挠膜或隔膜而与压力传感管芯隔绝的第一空间。可挠膜或隔膜用可承受与被测量压力的介质有关的任何严苛影响的材料形成。例如，接触被测量介质的可挠膜或隔膜可以包括不锈钢。可挠膜或隔膜配置为在测试中的介质向可挠膜或隔膜的表面施加力时挠曲。

封装结构可以进一步限定与可挠膜或隔膜接触的第二空间，其与含有测试中介质的第一空间相反。第二空间进一步与限定在压力传感管芯中的压力传感隔膜的压力敏感表面流体接触。第二空间填充有流体，其可以安全地接触隔膜和压力传感管芯的相关电连接部。例如，第二空间可以填充有硅油，其不会对于基于半导体的压力传感管芯造成损害。在测试中的介质处于压力下时，其填充封装结构的第一空间并在可挠膜上施加力，其在所施加的力下挠曲。可挠膜或隔膜的挠曲又对包含在第二空间中的流体施加力。该力代表测试中介质的压力，且通过第二空间中的流体传输到压力传感管芯的半导体隔膜。所施加的力使得半导体隔膜和形成在半导体隔膜表面上的压阻元件挠曲。压阻元件上的应变使得其电阻与由于介质压力所施加的力成比例地改变。连接到压阻元件的电路部分地基于压阻元件的电阻值形成电信号。因而，电信号代表测试中介质的压力。

压力传感管芯的封装增加制造可用在严苛环境中的压力传感器的复杂性。进而，封装结构需要被制造为适应特定用途。因此，期望一种压力传感管芯以及其相关的电路，其可容易地制造且适于安装到各种封装实施方式中。

技术实现要素：

一种压差传感器包括第一传感器壳体构件和第二传感器壳体构件，该第一传感器壳体构件具有用于接收第一压力下的第一流体的第一流体入口端口，该第二传感器壳体构件具有用于接收第二压力下的第二流体的第二流体入口端口。一种压力传感子组件包括具有用于传感压力的敏感隔膜的半导体压力传感管芯。压力传感子组件配置为用于插入到压差传感器中，使得第一流体入口端口与敏感隔膜的第一表面流体连通且第二流体入口端口与敏感隔膜的第二表面流体连通。压力传感子组件包括含有半导体压力传感管芯的壳体和支撑壳体和半导体压力传感管芯的基板。壳体包括孔，其允许与敏感隔膜的上表面流体连通，而基板中的第二孔允许与敏感隔膜的下表面流体连通。密封材料设置在壳体的外表面上且围绕第一孔和设置在基板的下侧上且围绕第二孔。密封材料提供压力传感子组件和压力传感器封装件之间的流体密封连结。

附图说明

图1是根据本发明实施例的压力传感子组件的截面图。

图2a是根据本发明实施例的压力传感子组件的截面图，其包括含有电路部件的隔绝空间。

图2b是根据本发明实施例的压力传感子组件的截面图，且包括阳极键合连结到子组件基部的压力传感管芯。

图2c是根据本发明实施例的压力传感子组件的截面图，其具有壳体，以包封压力传感管芯和控制电路。

图3a是根据本发明实施例的安装在压力传感器封装件中的压力传感子组件的截面图。

图3b是根据本发明实施例的处于压力传感封装结构中的压力传感子组件的截面图，在子组件和封装结构之间具有o型环密封件。

图3c是根据本发明实施例的图3b的压力传感子组件的截面图，其中壳体中的流体空间可以在压力传感器的组装期间被填充。

图3d是根据本发明实施例的压力传感子组件的截面图，其中流体端口配置为从压力传感器的一侧接收处于压力差下的输入流体。

图4是图1的压力传感子组件的等轴视图。

图5是压力传感子组件的等轴视图，其包括含有图2的电路部件的隔绝空间。

具体实施方式

应理解，本发明的附图和描述已经被简化以显示与清楚理解本发明相关的元件，同时为了清楚消除了典型传感系统(例如基于mems的压力传感器)中常见的许多其他元件。然而，因为这种元件是本领域已知的，且因为它们无助于对本发明的更好理解，所以不在本文提供对这种元件的描述。本文的公开内容涉及本领域技术人员已知的所有这种变化和修改。

在以下的详细描述中，对附图做出参考，附图通过示例显示了可以实施本发明的具体实施例。应理解本发明的各种实施例虽然不同但并不互相排斥。进而，针对一个实施例在本文描述的具体特征、结构或特点可以在其他实施例中实施而不脱离本发明的范围。此外，应理解每一个公开实施例中的各元件的位置或布置方式可以改变，而不脱离本发明的范围。以下的详细描述因此不应被理解为是限制性的，且本发明范围仅通过所附权利要求、适当解读以及权利要求等效例的全部范围限定。在附图中，在几个视图中对相同或相似功能赋予相同附图标记。

根据本发明实施例的压力传感器可以测量与之连通的流体的压力。流体可以是液体，例如油或水，或流体可以是指气体，例如经由传感端口与传感器连通的空气或其他气体。在本发明中使用的术语“流体”可以是指液体或气体或两者。进一步出于本发明的目的，能使其形状适应其容器尺寸的任何状态的物质也可以被术语“流体”所涵盖。

图1是根据本发明实施例的压力传感器子组件100的截面图。压力传感器子组件100配置为通过半导体压力传感管芯101检测压力。压力传感管芯101被变薄，以形成限定隔膜103的变薄区域。隔膜103的表面可以被掺杂，以形成压阻元件(未示出)，其所呈现的电阻由于半导体隔膜103在一个或多个压力施加在其上时进行挠曲而变化。压力传感管芯101可以配置为通过向半导体隔膜103的一个表面施加测试压力(pressureundertest)并向半导体隔膜103的与该第一表面相反的另一表面施加参考压力而检测绝对压力。类似地，压力传感管芯101可以配置为检测第一压力和第二压力之间的压力差。这是通过向半导体隔膜103的第一表面施加第一压力而同时向半导体隔膜103的与该第一表面相反的第二表面施加第二压力来实现的。半导体隔膜103将经历一种力，其代表施加到半导体隔膜103的第一和第二表面或侧的压力之间的净压力差。压阻元件将呈现代表施加到半导体隔膜103的该净压力差的电阻。压力传感管芯101可以附接到基板105，该基板例如实施为印刷电路板(pcb)。压力传感管芯101在附接点107处(例如经由粘接剂，焊剂或玻璃熔块)附接到基板105，如本领域已知的。半导体隔膜103的压阻元件经由连结线109电连接到基板105，或使用凸块钎焊或直接钎焊技术直接连结到形成在基板105上的垫，以连结到压力传感管芯101，如本领域已知的。根据一个实施例，连结线109附接到设置在基板105的表面上或中的电路径或迹线111。在一些实施例中，电路径或迹线111可以与形成在基板105的表面上的导体以及嵌入在基板105中的导电层组合。导电迹线111可以使用打印或蚀刻技术而被打印在基板105的表面上，如本领域已知的。

压力传感器子组件100可以进一步包括处理电路114，用于处理通过压力传感管芯101的压阻元件产生的电信号。处理电路114可以包括与存储器通信的微处理器，该微处理器配置为用于处理可以存储在存储器中的指令。存储器可以并入一芯片以及微处理器，或存储器可以与微处理器分离并通过设置在基板105上的电路与微处理器电通信。例如，处理电路114可以实施在专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)或用于处理通过压力传感管芯101产生的电信号的其他装置中。

处理电路114电连接到导电迹线111和导电迹线115，其每一个设置在基板105上。处理电路114可以配置为对通过压力传感管芯101产生的信号执行处理和向连结垫117的电接触管脚产生经处理输出信号，该电接触管脚可以有助于与外部部件的电连接，用于进一步基于通过压力传感器子组件100产生的输出进行处理。

压力传感器子组件100可以包括限定了含有压力传感管芯101的空间的壳体121。壳体121可以用例如硅或其他半导体材料、玻璃、金属、塑料、陶瓷这样的材料以及其他合适材料形成。开口123被限定为穿过壳体121以提供向压力传感管芯101的半导体隔膜103的上表面的流体连通。开口123可以具有一直径，其约等于或大于半导体隔膜103的直径或长度。同样，第二开口119可以被限定为穿过基板105，以提供向半导体隔膜103的下表面的流体连通。

压力传感器子组件100可以包括结合剂或密封剂125，其被施加到壳体121的上表面，用于围绕孔123，且施加到基板105的下表面，用于围绕孔119。根据一替换实施例，使用o型密封环(126、128，如图3b和图3c所示)，可以在壳体121的上表面和基板105的下侧面处形成密封。密封剂125(或o型环126、128)允许压力传感器子组件100插入到分开制造的传感器壳体中并相对于其密封。传感器壳体121可以包括其他压力传感器部件，例如与孔123、119关联的流体端口，防止被测量压力的严苛介质接触压力传感器子组件100的压力传感管芯101和电部件(例如压阻元件、连结线、导电迹线)的、经油填充的隔绝空间。

图2a是根据本发明实施例的压力传感子组件200a的截面图，其包括含有电路部件的隔绝空间。压力传感子组件200a配置为使用半导体压力传感管芯101检测压力。半导体压力传感管芯101的一部分被变薄，以限定压敏隔膜103。压阻元件(未示出)布置或形成在隔膜103的一个或多个表面处。在压力施加在隔膜103的表面上时，隔膜103挠曲并在压阻元件上产生应变。压阻元件呈现随该挠曲的量变化的电阻。压阻元件经由连结线109和导电迹线111电连接到子组件200a的电路。压阻元件进一步经由导电迹线111和连结线113连接到控制电路114。控制电路114可以配置为集成电路芯片，其控制并处理从包括隔膜103表面处的压阻元件的电路产生的信号。控制电路114可以经由连结线113向子组件200a以外的电路提供电信号，该连结线连接到另一导电迹线115，该另一导电迹线经由连结垫117与输出端子电接触。

参考图2a、图2b和图2c，压力传感管芯101使用如本领域已知的粘接剂、阳极键合(anodicbonding)或钎焊技术在附接点107处连结到基板105。提供一壳体221，其覆盖压力传感管芯101和控制电路114并经由例如粘接剂、焊剂或玻璃熔块附接到基板105。在图2a和图2b中，压力传感管芯101和控制电路114被壁225分开，该壁提供了压力传感管芯101和控制电路114之间的流体密封屏障。该设计使得填充空间的量最小化并使得控制电路114与传递压力的流体隔绝。在图2c中，示出了壳体121将压力传感管芯101和控制电路114包封在共同空间内部空间中。该实施例使得子组件200c的尺寸最小化。然而，在使用期间，子组件200c的压力传感管芯101和控制电路114将浸没在传递压力的流体中。第一孔119被设置为穿过基板105，其允许流体进入孔119并与隔膜103的底表面流体接触。根据一个实施例，孔119配置为具有的直径基本上等于或更大隔膜103的直径。第二孔223被限定为穿过壳体221，其允许流体与隔膜103的上表面流体连通。压力传感子组件200可以用作压差传感器，其中第一压力下的第一流体通过孔223引入并与隔膜103的上表面流体连通，同时，第二压力下的第二流体通过孔119引入并与隔膜103的下表面流体连通。第一和第二压力施加到隔膜103的相反表面且可以造成隔膜103挠曲，其代表第一压力和第二压力之间的压力差。

压力传感子组件200a可以包括结合剂或密封剂125或o型环类型密封件(图3b，126、128)，其处于壳体221的上表面处且大致围绕孔223和处于基板105的下表面处且围绕孔119。密封剂125允许压力传感子组件200插入到分开制造的传感器壳体中并相对于其密封。参见图2b，压力传感管芯101可以在位置208处直接阳极键合到基板105。传感器壳体221可以包括其他压力传感器部件，例如与孔223和119关联的流体端口，防止被测量压力的严苛介质接触压力传感子组件200的压力传感管芯101和电部件(例如压阻元件、连结线、导电迹线)的、经油填充的隔绝空间。

图3a是包括根据本发明实施例的压力传感器子组件100的压差传感器300a的截面图。压力传感器子组件100配置为模块化部件，其可插入到压力传感器封装件中。图3a示出的压力传感器封装件包括两个壳体构件350、360。压力传感器子组件100被插入在壳体构件350和壳体构件360之间。压力传感器子组件100包括半导体压力传感管芯101。压力传感管芯101在管芯的一部分处变薄，以形成薄压敏隔膜103。压阻元件(未示出)形成或布置在隔膜103的一表面处。施加到隔膜103的表面的压力使得隔膜103挠曲，在压阻元件上施加应力或应变。压阻元件呈现随隔膜103的挠曲量变化的电阻。压力传感管芯101附接到基板105。基板105包括被限定为穿过基板105的开口或孔，允许介入到隔膜103的下侧面。限定在基板105中的孔可以基本上对准隔膜103的下表面且可以具有的直径基本上等于或大于隔膜103的直径。

控制电路114设置在基板105上且执行对电信号的处理，该电信号是在隔膜103经历通过施加到隔膜103表面的压力而形成的力时通过压阻元件的变化电阻产生的。压阻元件可以经由限定在基板105表面处或上的连结线(109，如图1所示)和导电迹线(111，如图1所示)电连接到控制电路114。控制电路114可以配置为集成电路芯片，例如控制电路114可以是asic。一个或多个连结垫117可以提供对压力传感器子组件100外部的电路的电连接。连结垫117经由连结线和导电迹线(113、115，分别如图1所示)电连接到控制电路114。连结垫117可以配置为输出端子，包括导电管脚、刀片、插槽等，用于形成与来自外部电路或系统的互补电连接件的电连接。

压力传感器子组件包括壳体(121，如图1所示)，其含有压力传感管芯101。孔(123，如图1所示)被限定在壳体121中且允许流体到达敏感隔膜103的上表面。密封件(例如密封材料125)设置在壳体121的上表面上且大致围绕孔123。图3a的密封材料125可以是粘接剂，例如胶，或可以包括焊剂，其可以用于在压力传感器组件100的壳体121和压力传感器上构件350的本体340之间形成流体密封连接。参考图3b和图3c，o型环类型密封件126、128可以代替图3a的密封剂材料125使用。连结或密封材料125(或o型环128)还施加到基板105的下表面，围绕限定在基板105中的开口或孔119。密封材料125可以用于压力传感器子组件100的基板105的下表面和压力下传感器构件360的本体330之间的流体密封。

压力传感器上构件350包括外壁301，其配置为形成流体入口端口303。流体入口端口303可以包括带螺纹表面，其可以连接到带螺纹管道，该管道携带其压力要被压力传感器300测量的第一流体。可挠隔膜307在外壁301和本体340之间形成壁。可挠隔膜307的外边缘定位在外壁301和本体340之间且被焊接部302密封。外壁301、本体340和可挠隔膜307包括材料，其对因暴露至被引入到流体入口端口303中的严苛介质而造成的损坏有抵抗性。例如，外壁301、本体340和可挠隔膜307可以包括不锈钢。

本体340包括从本体340的一端延伸到另一端的腔室321和从本体340的外表面延伸到腔室321的加油管323。加油管323允许油或其他流体引入到并填充腔室321，在可挠隔膜307和本体340之间形成经油填充的空间309。经由加油管323引入的油或流体还行进通过腔室321并进入限定在压力传感器子组件100的壳体121中的孔123。油或流体进入壳体121并与半导体压力传感管芯101的上表面流体连通。密封件125允许油或流体进入壳体121中的孔123且提供流体密封，保持油或流体处于压力传感器300中的压力之下。加油管323可以在腔室321和经油填充的空间309被焊接球325或其他密封方法(例如压边等)填充时密封。在图3c的实施例中，通过在将压力传感管芯101或子组件200a附接到壳体之前引入油，油可以被简单地捕获在压力传感器300c中。由此，图3c的实施例省略了过滤管323和焊接球325。图3c的压力传感器300c提供一种更低成本的传感器，其在制造之后不要求焊接球或钻孔来引入传递流体。在传感器300c的制造期间，压力传感管芯子组件100被插入在配合在一起的本体330和本体340之间。壳体本体330、340被焊接在一起，而o型环126和128如所示地定位，以在压力传感管芯子组件100和壳体本体330、340之间形成密封。流体填充的空间309、319可以被填充有油或其他传递流体且通过分别抵靠壳体本体340和330的焊接可挠隔膜307和可挠隔膜317而密封。可挠隔膜307、317可以通过适当连接技术焊接就位，例如电阻焊。

压力传感器下构件360类似于压力传感器上构件350配置且包括配置为形成流体入口端口313的外壁311。流体入口端口313可以包括带螺纹表面，其可以连接到带螺纹管道，该管道携带其压力要被压力传感器300测量的第二流体。可挠隔膜317在外壁311和本体330之间形成壁。可挠隔膜317的外边缘定位在外壁311和本体330之间且被焊接部312密封。外壁311、本体330和可挠隔膜317包括材料，其对因暴露至被引入到流体入口端口313中的严苛介质而造成的损坏有抵抗性。例如，外壁311、本体330和可挠隔膜317可以包括不锈钢。

本体330包括从本体330的一端延伸到另一端的腔室331和从本体330的外表面延伸到腔室331的加油管333。加油管333允许油或其他流体引入到并填充腔室331，在可挠隔膜317和本体330之间形成经油填充的空间319。经由加油管333引入的油或流体也行进通过腔室331并进入限定在压力传感器子组件100的基板105中的孔119。油或流体进入孔119并与半导体压力传感管芯101的敏感隔膜103的下表面流体连通。密封件125允许油或流体进入基板105中的孔119且提供流体密封，保持油或流体处于压力传感器300中的压力之下。加油管333可以在腔室331和经油填充的空间319被焊接球335或其他密封方法(例如压边等)填充时密封。在图3c的实施例中，通过在将压力传感管芯101或子组件200a附接到壳体之前引入油，油可以被简单地捕获在压力传感器300c中。由此，图3c的实施例省略了过滤管333和焊接球335。

参见图3d，显示了压差传感器300d，其中流体入口端口303和流体入口端口313布置为使得处于压力差下的输入流体可以从传感器的一侧引入到压差传感器300d。压差传感器300d提供对用于接收第一压力下的第一流体的流体入口端口303和用于接收第二压力下的第二流体的第二流体入口端口313的简单介入。压差传感器300d可以与一对流体输入齐平安装并与之容易地连接。通过非限制性的例子，压差传感器300d可以齐平安装到发动机歧管。压差传感器300d可以测量阀的输入和输出之间的压力差，例如排放气体再循环(egr)阀。egr阀的输入处的压力可以引入到流体输入端口303，而egr阀的输出处的的压力可以引入到流体输入端口313。压差传感器300d将由此测量跨经egr阀的压力差。跨经阀的压力差的被测量值可以被传递到控制电路，该控制电路提供对发动机系统的主控制。流体输入端口303和流体输入端口313的位置允许流体输入通过模块化插头等进行容易的附接，该模块化插头附接到从egr阀的端部引来的软管。其他部件(例如阀、真空传感器、过滤器等)也可以适于连接到压差传感器300d。

压力传感器上构件350和压力传感器下构件360可以通过在它们之间定位的子组件100而配合在一起。压力传感器上构件350和压力传感器下构件360之间形成的连接通过焊接部345密封。压力传感器下构件360可以通过密封材料125或o型环128与基板105的下表面密封。压力传感器上构件350可以通过密封材料125或o型环126连结到压力传感器子组件100的壳体121。最终结构限定了压差传感器300a、300b、300c、300d，其包括具有上构件350和下构件360的压力传感器壳体，所述上构件和下构件容纳模块化压力传感器子组件100。

现在参见图3a，根据本发明实施例的压差传感器通过将第一压力下的第一流体源附接到流体入口端口303和将第二压力下的第二流体源附接到流体入口端口313而操作。第一流体源经由流体入口端口303引入第一压力下的流体(其可以是气体)，以填充空间305。空间305包括可挠隔膜307作为其一个壁。因此，第一流体接触可挠隔膜307。第一流体处于第一压力下，其在可挠隔膜307上施加力。力使得可挠隔膜307挠曲并在经油填充的空间309中的油或流体上施加力。力通过经油填充的空间309中的油或流体、经过腔室321传递并到达半导体压力传感管芯101的隔膜103的上表面而不衰减。

第二流体源经由流体入口端口313引入第二压力下的流体(其可以是气体)，以填充空间315。空间315包括可挠隔膜317作为其一个壁。因此，第二流体接触可挠隔膜317。第二流体处于第二压力下，其在可挠隔膜317上施加力。力使得可挠隔膜317挠曲并在经油填充的空间319中的油或流体上施加力。力通过经油填充的空间319中的油或流体、经过腔室331传递并到达半导体压力传感管芯101的隔膜103的下表面而不衰减。

由此，第一压力下的第一流体施加到敏感隔膜103的上表面，而第二压力下的第二流体同时施加到敏感隔膜103的下表面。第一压力和第二压力之间的压力差决定隔膜103的挠曲量，且因此，在隔膜103表面处或上形成压阻元件的电阻值。控制电路114配置为产生随压阻元件的电阻值变化的电信号。控制电路114可以包括用于处理通过压阻元件的电阻值产生的电信号的处理器，以产生与连结垫117电通信的输出信号。被处理的电信号含有代表施加到隔膜103的上下表面的压力差的信息。

图4是图1的压力传感子组件的等轴视图。基板105可以是陶瓷基板、印刷电路板或其他合适材料。基板105支撑被壳体121包封的半导体压力传感管芯(101，如图1所示)。壳体121具有被限定为穿过其中的孔123，用于提供被测试流体和压力传感管芯101的敏感隔膜(103，图1)的上表面之间的流体连通。壳体121配置为圆形或圆柱形空间，其围绕压力传感管芯101。限定在隔膜103的表面处的压阻元件连接到被设置在基板105的表面处的导电迹线111。控制电路114(其可以配置为asic)通过连结线113连接到导电迹线111和115。导电迹线115电连接到连结垫117，该连结垫可以电连接到压力传感子组件100外部的其他电路。

图5是压力传感子组件的等轴视图，其包括含有图2的电路部件的隔绝空间。基板105可以是陶瓷基板、印刷电路板或其他合适材料。基板105支撑被壳体221包封的半导体压力传感管芯(101，如图2所示)。壳体221具有被限定为穿过其中的孔223，用于提供被测试流体和压力传感管芯101的敏感隔膜(103，图2)的上表面之间的流体连通。壳体221配置为矩形空间，其围绕压力传感管芯101和控制电路114。分隔壁225将压力传感管芯101与控制电路114分离。限定在隔膜103的表面处的压阻元件连接到被设置在基板105的表面处的导电迹线。控制电路114(其可以配置为asic)连接到导电迹线115。导电迹线115电连接到连结垫117，该连结垫可以电连接到压力传感子组件200外部的其他电路。

尽管已经参考上述实施例描述了前述发明，但是可做出各种修改和改变，而不脱离本发明的精神。因而，所有这种修改和改变被认为落入所附权利要求的范围内。因而，说明书和附图应被认为是示例性的而不是限制性的。附图形成说明书的一部分，通过示例而不是限制，显示了可以实施本发明主题的具体实施例。以足够细节描述了示出的实施例，使得本领域技术人员能实践本文公开的教导。可以利用且由此获得其他实施例，使得可以做出结构上的和逻辑上的替换和改变，而不脱离本发明的范围。该详细说明因此不应被认为是限制性的，且各种实施例的范围仅通过所附权利要求及这种权利要求的等效形式的全部范围限定。

仅仅为了方便，本发明主题的这种实施例可以在本文被单独或共同称为“发明”，且并不是要将本申请的范围限制为任何单个发明或发明原理(如果多于一个被时机公开的话)。由此，虽然已经在本文示出并描述了具体实施例，但是应理解实现相同目的的任何布置方式可以替代所示的具体实施例。本发明的目的是覆盖各种实施例的任何和所有变化。上述实施例和其他实施例的组合未在本文具体描述，但是本领域技术人员可以鉴于上述描述对其做出理解。