压力传感器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及压力传感器，并且尤其针对具有由电绝缘材料(例如，陶瓷或者聚合材料)制成的传感器主体也已经研发成功，设置有腔和在该腔处的薄膜。
【背景技术】
[0002]在多种行业中，例如，在汽车行业、家用行业和家用电器行业、空调行业和水热卫生行业，将所提及类型的传感器用在检测流体(液体和空气状)的压力的装置中。这些检测装置通常包括:壳体或者支架，其限定至少一个具有用于待检测压力的流体的入口的外壳；以及压力传感器，该压力传感器按照其膜片(diaphragm)部暴露于流体的方式设置在外壳中。
[0003]传感器具有传感器主体，该传感器主体由电绝缘材料制成，并且具有在至少一端处被上述膜片部关闭的轴向腔。在一些类型的传感器(称为“相对传感器”)中，轴向腔基本上为盲腔，该盲腔在传感器主体的一个面(此处简称为“顶面”)上关闭；轴向腔却在传感器主体的相对面(此处称为“底面”)上开口，并且设置为与装置的入口流体连通。在其他类型的传感器(称为“绝对传感器”)中，腔却基本上在两端处关闭，在这两端中的一端处，设置有膜片部，该膜片部的外侧暴露于流体。无论是哪种类型的传感器(无论是相对传感器还是绝对传感器)，传感器主体都可以是单片式的或者由许多部分制成。例如，相对型传感器的情况下，传感器主体可以是单片式的，以便利用对应的膜片部来大致限定盲腔，或者可以包括轴向中空主体，在该轴向中空主体的一端处固定有膜片元件，以便在一侧处关闭上述腔。绝对型传感器的主体大致由许多部分制成，例如，包括大致限定盲腔的主体，该盲腔在一端处被该主体自身的一部分关闭并且在另一端处被应用至主体的膜片部关闭。另一方面，也存在已知的绝对型压力传感器，这种压力传感器普遍由单片式主体组成。
[0004]例如，参考相对传感器，传感器主体支承电路结构，该电路结构包括由沉积在顶面上的导电材料制成的电路图案。该结构包括多个电路结构，在这些电路结构之间是设计成检测薄膜部的任何弯曲或者变形的压电、压阻或者电阻装置，该弯曲或者变形表示流体的压力。
[0005]除了压力传感器之外，特定检测装置还包括用于检测流体温度的传感器。温度的测量值可供控制电子设备用于补偿压力测量值，和/或用于保护该装置，和/或用于向检测装置所安装的设备的其他子系统提供温度信息。
[0006]可以将温度传感器安装在装置中的与流体隔开的位置处，例如，在压力传感器主体的顶面上、在其膜片部处或者附近；这样，对流体温度的检测是间接的，即，基于传感器主体假设的温度进行估计。由于例如传感器主体的热惰性，这种类型的检测易于导致可能的检测误差或者延迟。
[0007]在其他情况下，检测装置按照使温度传感器或者至少其温度敏感部分直接暴露于流体的方式来配置，以便直接检测所论及的数量。这种类型的解决方案一般是复杂的且成本较高，以及在安装不同配置的温度传感器的可能性方面不够灵活。
【发明内容】
[0008]本发明的目的基本上是提供一种针对安装不同配置的传感器或者暴露于流体的通用电路部件的可能性而具有简单的、成本较低的并且尤其灵活的结构的压力传感器。
[0009]根据一个方面，本发明的目的在于提供一种针对在通用装置和设备上进行流体密封安装的特征而具有简单的、成本较低的并且尤其灵活的结构的压力传感器。
[0010]根据本发明，通过压力传感器，并且通过集成有具有在随附权利要求书中说明的特征的压力传感器的装置，来实现上述目的中的一个或者多个，该压力传感器和该装置形成针对本发明所提供的技术教导的完整部分。
[0011]根据本发明的优选形式，提供了一种压力传感器，其包括传感器主体，该传感器主体至少部分地由电绝缘材料制成，具有彼此相对的第一面和第二面以及腔，该腔在其至少一个轴向端部处被膜片部关闭，压力传感器进一步包括电路结构，该电路结构由传感器主体支承并且包括:
第一电路图案，该第一电路图案包括沉积在第一面的在腔外部的一侧上的、由导电材料制成的多个相应轨迹(track)，存在连接至第一电路图案的多个第一电路部件，在多个第一电路部件之间是用于检测膜片部的弯曲或者变形的检测装置；
第二电路图案，该第二电路图案包括沉积在第二面的区域上的、由导电材料制成的相应轨迹；
连接装置，该连接装置将第一电路图案电连接至第二电路图案，并且至少在传感器主体的轴向方向上延伸；
根据本发明的创新方面，连接至第二电路图案的是至少一个第二电路部件，该第二电路部件具有:暴露于流体的有源部分以及至少一个第一连接端子和至少一个第二连接端子，并且第二电路图案的轨迹包括限定多个第一焊盘(pad)的至少一个第一轨迹和限定多个第二焊盘的至少一个第二轨迹，用于分别连接第二电路部件或者部分的第一端子和第二端子。第一和第二轨迹预先结构成使第二电路部件的第一端子和第二端子可以分别连接至任何第一焊盘和任何第二焊盘，和/或分别可连接至多对第一和第二焊盘中的任何一对的第一焊盘和第二焊盘。
[0012]由于上述特征，针对安装不同配置的传感器或者暴露于流体的通用电路部件的可能性，极大地增加了压力传感器的生产的灵活性。
[0013]根据另一方面，按照本发明自主创造的方式，第二电路图案的轨迹包括至少一个第一电轨迹和至少一个第二电轨迹，这些电轨迹用于另一电路部分，例如，检测部分或者用于执行电功能的部分，例如第二电路部件。
[0014]第二电路图案的轨迹包括轨迹，分别是多个轨迹，以便限定基本上环形的轮廓，具体地，是与传感器主体的腔基本上同心的或者同轴的轮廓。沉积在传感器主体的第二面上的是保护层，该保护层涂覆上述轨迹或者分别涂覆多个轨迹，在保护层上，安置有环形密封元件，环形密封元件优选地包围区域，在该区域中定位或者延伸有上述另一电路部分或者第二电路部件。
[0015]保护层优选地包括至少一个相应的部分，出于说明的实际原因，将该部分定义为“凸出的”，但是不限于该定义，该部分大致是环形的，具有基本呈平面的表面，或者在任何情况下都设计成向上述密封元件提供均匀安置。
[0016]由于上述特征，整体上形成为基本环形形状的(多个)轨迹构成一种供保护层沉积其上的衬底，例如，至少部分地假设该层针对沉积在无轨迹的另一区域中的相同保护层具有“凸出”位置，旨在提供均质安置和/或密封表面。
[0017]换言之，除了执行其自己的保留第二电路图案的轨迹的完整性的主要功能之外，保护层还为密封元件提供了基本上环形的基座。遮掩，可以按照简单且经济有利的方式，甚至通过使用在本行业中普遍使用的材料的沉积技术，例如，絹网印花工艺沉积。
【附图说明】
[0018]本发明的另外的目的、特征和优点将通过随后的详细说明和随附附图而清楚地显现，这些附图仅仅是以阐释的且非限制性示例的方式提供，在附图中:
图1和图2是从不同角度看到的根据本发明的压力传感器的示意性透视图；
图3和图4是与图1和图2相似的透视图，但是省去了传感器的一些元件；
图5是图1至图4的传感器的电路结构的部分且示意性透视表示；
图6是属于图5的电路结构的电路图案的部分且示意性透视表示；
图7、图8和图9是根据本发明的压力传感器的俯视平面图，但省去了一些元件，旨在强调传感器自身的电路结构的电路部件的安装的可能性替代配置；
图10是图1至图2的传感器的示意性的、透视的、部分剖视图；
图11是与图10相似的透视图，但省去了密封构件；
图12和图13是集成有如图1至图7和图10至图11所示类型的压力传感器的检测装置的示意性的、透视的、部分剖视图；
图14和图15是与图2和图4相似的视图，有关根据本发明的第二实施例而获得的压力传感器；
图16是与图6相似的视图，但却有关图14至图15的传感器；
图17是与图15相似的视图，但是其电路部件的安装的配置不同；
图18，经由与图7至图9相似的视图，图示了根据本发明的变型实施例的压力传感器； 图19是如图18所示类型的压力传感器的部分示意性横截面图；以及图20，经由与图7至图9相似的视图，图示了根据本发明的另一变型实施例的压力传感器。
【具体实施方式】
[0019]在本说明框架中提及“实施例”或者“一个实施例”旨在表示针对该实施例描述的特定配置、结构或者特征包括在至少一个实施例中。因此，可存在于本说明的多个点处的词组“在实施例中”或者“在一个实施例中”等并不一定都指同一个实施例。而且，特定配置、结构或者特征可以按照任何合适的方式组合在一个或者多个实施例中。在以下说明中使用的附图标记仅仅是出于方便而提供，并不限定实施例的保护范畴或者范围。
[0020]而且，要指出，本说明的结果是，将仅仅描述对理解本发明有用的元件，理所当然地，形成本发明的主题的机器包括本身已知是用于正常操作烘衣机的所有其他元件。
[0021]在图1至图4中，整体表示为I的是根据本发明的压力传感器。在举例说明的实施例中，传感器I是相对型传感器，具有传感器主体2，该传感器主体2由电绝缘材料制成，例如，陶瓷材料等(例如，氧化铝)、或者聚合材料。主体2优选地是单片式的并且具有大致呈圆柱形的形状，具有两个相对的面2a和2b、以及一些边缘参照物或者定位座，一些定位座表示为2c。在未表示出的实施例中，主体2可以具有不同的形状，例如，大致为平行六面体状，或者无论如何，为棱柱状(例如，见图20)。传感器主体也可以包括彼此相关联(例如，粘合或者焊接)的很多部分，例如，管状或者轴向中空部分以及具有固定至该管状部分的一端的薄膜的部分，或者再次，在绝对型传感器的情况下，传感器主体可以包括限定盲腔和附加薄膜元件的主要部分，该附加薄膜元件例如被粘合以便关闭上述盲腔(例如，参见图19)。
[0022]限定在主体2中的是轴向盲腔，在图2和图4中表示为3，该轴向盲腔在面2a处被对应的膜片部(在图12至图13中清楚可见，在这两幅图中表示为4)关闭，并且在面2b中却具有开口。腔3用于通过其在面2b中的开口接收待检测压力的流体，例如，气体。
[0023]压力传感器I进一步包括由传感器主体2支承的电路结构。该结构部分地且示意性地表示在图5中，与传感器主体隔开，在该图中，该电路结构整体表示为5。电路结构5包括在主体2的面2a上的第一电路图案，该第一电路图案