专利名称：高精度压力传感器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种高精度压力传感器。尤其，本发明涉及一种适用于检测塑料、塑料薄膜、人造纤维等挤压机中的压力的压力传感器。
已知，使用在例如塑料、塑料薄膜、人造纤维等挤压机中的压力传感器包括一杆状件，在其第一端上设有一隔板，在该隔板的一个面上设有应变装置。该杆状件中充满着诸如水银或油之类的流体，要测量压力的塑料质量压缩该流体而向应变装置施加一作用力，由此产生一电信号，该信号继而由与压力传感器相连的电子系统进行读译。
此类压力传感器的缺点在于，由于隔板的厚度有限而其易被熔融的塑料损坏，从而使该压力传感器迅速磨损。因而，必须更换压力传感器；尤其，由于例如水银是高度污染的物质，而且只有在去除它之后才能保证精度标准，因此就必须要去除水银或油，这样作成本相当高。
还已知这样的压力传感器，它们由一杆状件构成，在其一端设有一机械传动件，其压力作用在一由半导体材料所制成的芯片上，应变装置设置在该芯片的一个面上。在实施中，该半导体芯片就好似上述传感器中的隔板。
由于该半导体芯片的存在可不再需要水银或油之类的流体。
半导体芯片通常容纳在形成于由例如氧化铝所制成的块体中的空腔内，金属接线端自该块体延伸，它们适于将来自于应变装置的信号传送至用于处理该信号的电子系统。
这些传感器具有例如通过胶合而与氧化铝块体刚固连接的半导体芯片。
机械传动件通常容纳在与金属外壳相连的顶盖内，该金属外壳内容有氧化铝块体，相应的半导体芯片就刚固连接在该块体上。
该方案的优点在于，在这种情况下由半导体芯片所构成的隔板事实上不会因其与要测量压力的塑料间的摩擦而磨损。
然而，由于半导体芯片与支承其的氧化铝块体是刚固连接的，故由于变形可能会使容纳并支承半导体芯片的氧化铝块体受到影响，而使代表着压力感应结果而产生的信号可能会不准确。
因此，上述方案未能摆脱上述缺点，尤其，不能绝对地确保最最基本的测量精度。
本发明的目标在于提供一种尤其适用于塑料挤压机等的压力传感器，它具有在整个时间范围内保持恒定的高测量精度。
在此目标范围内，本发明的一个目的在于提供一种具有高抗力的压力传感器。
本发明另一个目的在于提供一种尤其适用于塑料挤压机等的压力传感器，它可将由于热膨胀、变形等所引起的测量信号的变化减至最小。
本发明又一个目的在于提供一种尤其适用于塑料挤压机的压力传感器，它可靠度高、相对易于制造且成本相对较低。
以下将会变得显而易见的该目标、这些及其它目的，可通过一种尤其适用于塑料挤压机等的压力传感器来实现，该压力传感器包括适于容纳用于半导体芯片的支承件的外壳，该半导体芯片在其两个相对面的其中之一上设有应变装置；所设置的、用于盖住外壳的顶盖件；容纳在顶盖件中、对准半导体芯片且与其相接触的机械传动件，其特点在于，半导体芯片可浮动地容纳在支承件之中。
通过如下详细描述的本发明压力传感器的一较佳、但并非唯一的实施例，本发明的进一步的特征和优点将变得更加得一目了然，在附图
中的该实施例仅以非限制性例子的方式示出，其中，该唯一的附图是本发明压力传感器的端部横剖图。
请参阅上述附图，其端部在本发明中总的由标号1来表示的本发明传感器包括一外壳2，该外壳适于容纳具有用于容纳半导体芯片的基座4的支承件3，这将在下文中加以描述。
支承件3较佳地由氧化铝块体构成，金属导体4自该氧化铝块体延伸，以便将由半导体芯片所产生的信号传送至与本发明传感器相连的电子系统。
标号5表示容纳在形成于支承件3内的基座4之中的半导体芯片。
在外壳2上方设有一顶盖件6，以便像盖子一样盖住外壳2。该顶盖件6设有容纳有机械传动件8的底座7，以便当塑流冲击顶盖件6的顶表面时，可向半导体芯片5施加压力。在半导体芯片的一个面上设有应变装置9，该面与机械传动件作用于其上的那个面相对。
本发明的特点在于半导体芯片5可浮动地容纳于支承件3的基座4之中，即，它不像传统压力传感器中那样与支承件3刚固连接。
这样就能使半导体芯片5与支承件3可能经受的任何膨胀和变形均无关，从而获得一种绝对精确、尤其在整个时间范围内保持恒定的压力测量信号。较适宜的是，顶盖件6具有可避免其受到任何损坏的厚度。
此外，在本发明的压力传感器中，半导体芯片较佳地由碳化硅或SOI(硅-绝缘体)或SOS(硅-蓝宝石)制成。
较适宜的是，机械传动件8也可浮动地容纳于顶盖件6的内部，以进一步使由压力传感器所测得的压力信号可能发生的变化减至最小。
机械传动件8还可被预加载地、并由此始终与半导体芯片5保持接触地容纳在顶盖件6的底座7之中，以便与半导体芯片5始终保持接触。
在实施中已发现，由于本发明的传感器可进行较传统装置而言精确得多的压力测量，因而其完全实现了既定目标。此外，顶盖件较大的厚度也基本可使压力传感器免遭其上所受到的塑料的作用力的损坏，而若采用传统的薄板，就会使该薄板因受到摩擦力而造成损坏。该装置还可使用在化学过程等之中。
然而，该所设想的装置还可有多种变型和变化，它们均落在本发明原理的范围之中；所有的细部也均可由其它技术上等效的元件所取代。
在实施中，所采用的材料(只要它们与特定用途相一致)以及尺寸可根据需要及本技术领域的状况而为任意的材料及尺寸。
权利要求
1．一种尤其适用于塑料挤压机、化学过程等的压力传感器，包括适于容纳用于半导体芯片的支承件的外壳，所述半导体芯片在其两个相对面的其中之一上设有应变装置；所设置的、用于盖住所述外壳的顶盖件；容纳在所述顶盖件中、对准所述半导体芯片且与其相接触的机械传动件，其特征在于，所述半导体芯片可浮动地容纳于所述支承件之中。
2．如权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，容纳在所述顶盖件内的所述机械传动件可浮动地容纳于形成在所述顶盖件内的底座之中。
3．如权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，所述支承件由氧化铝制成，并且，导体自所述支承件延伸而适于传送由设置在所述半导体芯片的一个面上的所述应变装置所测得的压力信号，该面与所述机械传动件作用于其上的那个面相对。
4．如权利要求3所述的压力传感器，其特征在于，所述机械传动件被顶着所述半导体芯片的面预加载地容纳在所述顶盖件内，所述机械传动件作用在该面上。
5．如权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，所述半导体芯片由碳化硅制成。
6．如权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，所述半导体芯片由SOI制成。
7．如权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，所述半导体芯片由SOS制成。
全文摘要
本发明涉及一种尤其适用于塑料挤压机的压力传感器(1),包括:适于容纳用于半导体芯片(5)的支承件(3)的外壳(2),该半导体芯片在其两个相对面的其中之一上设有应变装置;所设置的、用于盖住外壳的顶盖件(6);容纳在顶盖件(6)之中、对准半导体芯片(5)且与其相接触的机械传动件(8)。其中,半导体芯片可浮动地容纳在支承件之中。
文档编号H01L29/66GK1295240SQ0013234
公开日2001年5月16日 申请日期2000年11月3日 优先权日1999年11月3日
发明者G·伊塞英, G·普雷维, S·多恩达, E·奥伯迈勒 申请人:盖夫兰－桑苏里有限公司