的传感器与图5中的支撑件和图7中的盖相组合W形成传感器组 件的一个实施例的横截面图。
[0029] 图9示出了图8中的传感器组件，其中盖52的两侧被切除。
[0030] 图10示出了传感器组件的一个实施例的横截面图，其中传感器组件被设计成W电 子方式检测膜片的最大位移。
[0031] 图11示出了传感器组件的一个实施例的横截面图，其中电介质层被配置为与图10 中的实施例不同。
【具体实施方式】
[0032] 说明书中使用了 "顶部"和"底部"，其用于帮助向读者提供方位。运些词并不意味 着将实施例的范围限制到相对于重力的特定方向定向，而仅用于提供相对于特定实施例的 其他元件或部分的相对方位和/方向。例如，如果确立了 "顶部"方向，则"底部"为该实施例 的顶部的相对侧，反之亦然。因此，"向上"是从"底部"向"顶部"的方向，"向下"是从"顶部" 向"底部"的方向。
[0033] 图I示出了安装在基底上的压力传感器组件的一个实施例的等轴视图。在图I所示 的实施例中，整个组件100包括压力传感器组件50和基底10。可W使用多种不同的方法将压 力传感器组件50禪合到基底10。在一个优选实施例中，使用共晶焊接技术、玻璃料接合技术 或粘合剂粘接技术将压力传感器组件50结合到基底10。图1中显示的基底10是示例性的，也 可W使用其他尺寸或形状的基底10。
[0034] 压力传感器组件50包括盖52,传感器54和支撑件56。在包括基底10的实施例中，支 撑件56被禪合到基底10的顶部。传感器54被禪合到支撑件56的顶部，盖52被禪合到传感器 54的顶部。
[0035] 在优选实施例中，盖52,传感器54和支撑件56都由娃(Si)制成。在更优选的实施例 中，盖52,传感器54和支撑件56都由娃片制成。因此，传感器组件可W包括=个堆叠的娃片。 在其他实施例中，可W使用其他材料。用娃制造传感器组件50的部件是有利的，运是由于可 W使用先进的制造技术来制造其部件，例如那些在微机电系统(MEMS)中使用的技术。通常， 传感器组件50可W是MEMS装置。
[0036] 用在优选实施例中的娃片通常厚度可W在300WI1至400皿之间。在一个优选实施例 中，娃片厚度为350皿。在其他实施例中，盖52,传感器54和支撑件56所使用的娃片可W具有 其他厚度。在不同的实施例中，每个部件可W使用不同的厚度。在优选实施例中，娃片的晶 体取向的密勒指数为100。但是，在其他实施例中可W使用其他的晶体取向。
[0037] 在优选实施例中，盖52，传感器54和支撑件56都由娃片制成，并用娃键合技术键合 到一起。但是，可W使用其他的键合技术，特别是，如果所使用的材料不是娃片，有可能使用 其他键合技术。
[0038] 图2中示出了包括图1中的基底10的压力传感器组件50的实施例的横截面图。压力 传感器组件50在支撑件56的底部被禪合到基底10。在图2所示的实施例中，基底包括通道 12,其从基底10的顶部11延伸到基底10的底部13。在其他实施例中，也可W使用其他类型的 通道。基底10中的通道可W具有均匀的直径，或者可W包括两种W上不同的直径，或者可W 是正方形或矩形或多边形。基底10中的通道可W具有不同的设计，但是都应该提供从基底 10的底部向上直到支撑件56的底部的连通。
[0039] 如从图2中可W看出的，支撑件56包括多个端口 60，传感器56包括腔体58。支撑件 56结合到传感器54上，使得腔体58成为室58。多个端口 60在厚度方向延伸穿过支撑件56。在 优选实施例中，端口的开口被排列成使得使得它们在室58中为打开。多个端口 60为从支撑 件56的底部向上进入腔体58中的压力提供了路径。
[0040] 图3示出了图2的横截面的局部放大视图。如从图3中可W看出的，多个端口60延伸 穿过支撑件56。端口 60也可W被称为通道或通道阵列。使用多个较小的端口 60比使用单个 较大端口具有优点，因为较小端口60的阵列抑制了涌入介质的压力峰值，W保护传感器54。 特别是，多个端口 60抑制了到压力传感器54的膜片59的压力峰值。在优选实施例中，多个端 口60被构建为，与通常的单个较大端口相比，具有明显减小的直径。在优选实施例中，端口 60通过使用深反应离子蚀刻(DRIE)工具对支撑件56钻孔或通过超声钻孔或通过机械钻孔 而形成。端口 60的形状可W是圆形或方形或矩形或多边形。每个通道中的流速Vf是室58外 的压力Pout与室58内的压力Pin之间的压力差Ap,流体密度P，通道的直径D与通道的长度L之 比，W及通道的摩擦系数时的函数。该关系由下述公式描述
.为此，对端口60的 直径和长度进行选择，使得与单个大端口相比，流入室的介质流量减少。在优选实施例中， 对流体，传感器将使用的最大压力差，W及D/L比进行选择，使得流量减小到使用单个大端 口时的流量的十分之一。在其他实施例中，可W为其设计其他减小比例。
[0041] 在图3所示的实施例中，五个端口从的支撑件56的底部向上延伸到室58。但是，在 其他实施例中，也可W使用其他数量的端口。在一个优选实施例中，可W使用2至10个端口。 在另一个优选实施例中，可W使用5至10个端口。再在另一个实施例中，可W使用5至50个端 口。再在其他更复杂的实施例中，可W使用50个或更多个端口。。
[0042] 在其中端口受到支撑件56的厚度限制的实施例中，端口60的长度由娃片的厚度限 定。因此，只需要选择直径。在优选实施例中，端口的直径是室58的最大直径的百分之一或 更小。再在其他实施例中，端口的直径是室58的最大直径的1/25至1/15。再在其他实施例 中，端口的直径是室58的最大直径的1/15至1/10。再在其他实施例中，端口的直径是室58的 最大直径的1/10至1/5。
[0043] 多个端口 60可W被排列成通道开口 15位于基底10的顶部，使得通道开口 15涵盖支 撑件56的底部上的多个端口开口60。在其他实施例中，端口开口60的一些部分或更多部分 可W位于通道开口 15之外。
[0044] 如可W从图3中看出的，传感器54包括腔体58。该腔体从所述的传感器54的底部表 面向上延伸形成腔体底部，使得在腔体底部和传感器54的顶部之间形成膜片。在优选实施 例中，所述腔体的底部朝向传感器54的顶部表面延伸，延伸距离为到达所述顶部表面的距 离的至少80%。在更优选的实施例中，腔体底部向传感器54的顶部表面延伸，延伸距离为到 达所述顶部表面的距离的85%至95%。腔体58的深度确定了膜片59的厚度，从而确定了压 力传感器54的全量程压力范围。传感器54的厚度为底表面和顶表面之间的距离，传感器54 具有位于顶表面和底表面之间的中间位置的中平面。在优选实施例中，该腔体58朝向顶部 表面向上延伸，穿过中间平面而形成腔体底部。
[0045] 膜片59的最小厚度(或腔体58的最大深度）由输出目标决定，并受到制造工艺的限 审IJ。不存在膜片59的最大厚度(或腔体58的最小深度）。在优选实施例中，膜片59的厚度通常 为10微米至传感器晶片厚度的95%。
[0046] 传感器54包括设置在传感器54的顶侧的电路。该电路用于测量膜片的偏转，并因 此测量压力。该电路可W通过导电层51而形成。该导电层可W由任何金属制成。导电层51被 用于形成嵌入在传感器的娃中的电路。在优选实施例中，导电层51是与导电层57(如图6A所 示)不同的导电层。在一些实施例中，它们可W由不同的材料制成和/或具有不同的厚度。在 其他实施例中，导电层57可W形成为电路51的一部分或可被连接到其上。
[0047] 为了使电路电绝缘W防止发生潜在的短路，可W在传感器54和支撑件56之间使用 电介质层。在优选实施例中，电介质层覆盖传感器54的底侧和腔体58。电介质层可W由任何 绝缘材料制成。在优选实施例中，电介质层由二氧化娃或氮化娃制成。
[0048] 电路短路的主要来源是，当在高电位的导电流体进入所述传感器组件并撞击在娃 表面上时产生短路。高电位流体和娃之间的接触可能会引起流过传感器的大电流，导致对 传感器和/或连接到其上的电路的损坏。因此，电路需要与存有流入的流体的腔体和通道进 行电绝缘。其实现方式可W是如在图11中的传感器组件50的横截面中所示，其中电介质层 30覆盖传感器的整个底部表面。在优选实施例中，运包括腔体58的表面和传感器54与支撑 件56之间的表面。