用于检测流体介质的压力的压力传感器制造技术

本发明专利技术提出一种用于检测流体介质在测量空间中的压力的压力传感器(10)。该压力传感器(10)包括传感器壳体(12)、至少一个用于测量所述介质的压力的第一压力传感器元件(16)以及用于输出指示作用于所述第一压力传感器元件(16)上的压力的信号的控制和/或分析处理电路(22)。所述控制和/或分析处理电路(22)布置在电路载体(18)上或电路载体(18)中，所述电路载体(18)布置在所述传感器壳体(12)内。所述第一压力传感器元件(16)布置在所述电路载体(18)上或所述电路载体(18)中并且借助至少一个第一分隔膜片(26)与所述流体介质分隔。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
由现有技术已知用于检测流体介质、例如气体和液体的压力的不同的设备和方法。所述压力的测量量是在气体和液体中出现的、作用于各方向的、非定向的作用力。为了测量这些压力，存在动态的和静态作用的测量值接收器或传感器元件。动态作用的压力传感器仅仅用于测量在气态或液态介质中的压力振动。这个压力测量可以直接地进行，或者通过膜片变形或通过力传感器进行。尤其为了测量非常高的压力，简单地将电阻置于介质已经足够，因为所有已知的电阻都或多或少明显显示出压力相关性。然而，在此对电阻与温度的同时相关性的抑制以及使电阻的电连接部从压力介质中压力密封的引出变得困难。因此，最广为流行的压力检测方法为了获取信号首先使用薄的膜片作为机械中间级，该机械中间级一侧承受压力并且在所述压力的影响下或多或少地挠曲。所述机械中间级可以在宽的边界内根据厚度和直径匹配于相应的压力范围。低的压力测量范围会导致一些相对较大的膜片具有处于0.1mm至1mm范围内的挠曲。然而，高的压力需要一些更厚的具有小直径的膜片，所述膜片通常仅仅挠曲几微米。这种压力传感器例如由Konrad Reif(编者)：Sensoren im Kraftfahrzeug(机动车中的传感器)，2010年第1版，80-82以及134-136页已知。DE 10 2008 054 382 A1描述了一种压力传感器模块，该压力传感器模块包括用于确定测量介质的压力的压力传感器芯片、用于将压力传递到压力传感器芯片上的适配器、与压力传感器芯片接触的插头部件以及用于在壁的接收开口中固定压力传感器模块的固定工具。在这种压力传感器中使用具有测量元件的单独的传感器模块。对于不同的介质要求能够通过凝胶实现测量元件的背侧加载或钝化。尽管通过这种压力传感器实现了改进，但是已知的压力传感器的优化
潜力仍然存在。因此，在当前存在的压力传感器的粘接的传感器元件的情况下，由背侧加载引起的介质电阻(Medienresistenz)是良好的，然而由于可能沉积在所述膜片上的水和颗粒，该介质电阻是有问题的。所述压力范围是受限的，并且焊接易受腐蚀。在借助凝胶钝化时存在介质穿过所述凝胶的扩散，并且可能通过不同的化学过程和/或物理过程导致保护作用的改变或测量信号影响。
技术实现思路
相应地，提出一种用于检测流体介质的压力的压力传感器，该压力传感器至少很大程度上避免已知的压力传感器的缺点，并且该压力传感器在同时扩展例如用于废气背压的新应用的压力范围的情况下，能够实现对例如用于颗粒过滤器诊断的压力传感器的介质电阻的稳健的设计。一种根据本专利技术的用于检测流体介质在测量空间中的压力的压力传感器包括传感器壳体、至少一个用于测量所述介质的压力的第一压力传感器元件以及用于输出指示作用于所述压力传感器元件上的压力的信号的控制和/或分析处理电路。所述控制和/或分析处理电路布置在电路载体上或电路载体中，所述电路载体布置在所述传感器壳体内。所述压力传感器元件布置在所述电路载体上或所述电路载体中并且借助至少一个第一分隔膜片与流体介质分隔。所述压力传感器元件例如集成到所述电路载体中。所述压力传感器元件可以与所述分隔膜片是有间距的。例如在所述压力传感器元件与所述分隔膜片之间构造有传递空间。所述传递空间可以以传递介质填充，该传递介质适合于将所述流体介质作用于所述分隔膜片上的压力传递到所述压力传感器元件上。所述传递介质可以是液体。所述传递介质例如是具有低热膨胀、低粘性以及低吸水性的液体，以便对温度影响不敏感。所述传递介质例如是油。所述压力传感器元件可以布置在所述电路载体中的传感器元件空间中。所述传感器元件空间可以以传递介质填充。所述传递介质例如是油。所述传感器元件空间可以借助封闭元件封闭。所述传感器元件空间可以借助第二分隔膜片与所述传感器壳体的内部空间分隔。所述第二分隔膜片可以构造用于施加背压。在所述传感器元件空间中的传递介质可以适
合于将作用于所述第二分隔膜片上的背压传递到所述第一传感器元件上。在所述电路载体上或在所述电路载体中可以布置有至少一个第二压力传感器元件，该第二压力传感器元件构造用于测量施加到所述第一分隔膜片上的背压。可以电地或机械地施加所述背压。这种装置允许检测压力差。本专利技术的基本构思是设置一个集成到所述电路载体中的具有压力传感器元件的油容器例如借助所谓的嵌入将所述测量元件集成到所述电路载体中。在此压力导入部可以敞开地构型。随后将分隔膜片集成到所述电路载体中并且通过合适的压力传递介质填充所产生的容积。用于压力测量的所述测量元件可以实施为单芯片(1-Chip)，也就是具有集成的分析处理电路的膜片，或者双芯片(2-Chip)，也就是具有单独的分析处理电路的膜片。此外每个电路载体也能够构建多个测量元件。所述分隔膜片用于外部作用的待测流体介质、例如空气或废气等等与所述压力传递介质的互相分隔。所述分隔膜片由具有用于其他用途的合适涂层的介质电阻材料制成。在此重要的是，除了介质电阻以外所述分隔膜片还具有足够好的柔性，也就是尽可能软。这例如通过尽可能薄的结构来实现。用于所述分隔膜片的可能的材料是钢、PTFE、PI等等。所述压力传递介质典型地是具有低热膨胀、低粘性以及低吸水性的油，以便对温度影响不敏感。所述压力传感器元件和控制和/或分析处理电路应相应于所述压力要求合适地选择，并且能够借助标准技术或专用技术、例如嵌入进行集成。在此，还可以是倒装芯片技术(Flip-Chip-Technik)和/或硅通孔敷镀，利用所述硅通孔敷镀使芯片借助“凸点”(接触点)连接。在印制电路板中的用于所述压力传递介质的开口应严密地封闭，使得油不能够流出。泄露可能会引起信号改变。在所述电路载体中必要时也包含其他构件，例如电容器等等。在所述电路载体上存在用于电接触的连接部。“压力传感器元件”在本专利技术的范围内应理解为提供关于压力和/或测量值的实际测量信号的传感器元件，所述测量信号被用于检测流体介质的压力。所述压力传感器元件例如可以包括具有一个或多个压阻元件和/或其
他类型的敏感元件的构造为测量桥的传感器膜片，如在压力传感器中通常的那样。对于这种压力传感器元件的其他可能构型可以参看上述的现有技术，尤其参看Konrad Reif(编者)：Sensoren im Kraftfahrzeug(机动车中的传感器)，2010年第1版，80-82以及134-136页。然而其他构型原则上也是可能的。“控制和分析处理电路”在本专利技术的范围内应理解为适合用于信号处理的构件。所述控制或分析处理电路例如可以涉及专用集成电路(application specific integrated circuit-ASIC)。这种电路是一种被实现为集成电路的电子电路。“电路载体”在本专利技术的范围内应理解为适合于承载电路的任何构件。所述电路载体例如构造为印制电路板。“印制电路板”在本专利技术的范围内应理解为用于电子部件的载体，该载体起对电连接进行机械固定的作用。所述印制电路板由电绝缘材料组成，该电绝缘材料具有在该电绝缘材料上附着的导电连接，即所谓的印制线路。根据本专利技术的压力传感器可以用于诊断颗粒过滤器或用于检测背压、例如涡轮增压器前方的废气背压。附图说明本专利技术的其他可选的细节和特征根据以下对优选本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于检测流体介质在测量空间中的压力的压力传感器(10)，包括传感器壳体(12)、至少一个用于测量所述介质的压力的第一压力传感器元件(16)以及用于输出指示作用于所述第一压力传感器元件(16)上的压力的信号的控制和/或分析处理电路(22)，其中，所述控制和/或分析处理电路(22)布置在电路载体(18)上或所述电路载体(18)中，所述电路载体(18)布置在所述传感器壳体(12)内，其特征在于，所述第一压力传感器元件(16)布置在所述电路载体(18)上或所述电路载体(18)中并且借助至少一个第一分隔膜片(26)与所述流体介质分隔。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.01.08 DE 102014200082.31.一种用于检测流体介质在测量空间中的压力的压力传感器(10)，包括传感器壳体(12)、至少一个用于测量所述介质的压力的第一压力传感器元件(16)以及用于输出指示作用于所述第一压力传感器元件(16)上的压力的信号的控制和/或分析处理电路(22)，其中，所述控制和/或分析处理电路(22)布置在电路载体(18)上或所述电路载体(18)中，所述电路载体(18)布置在所述传感器壳体(12)内，其特征在于，所述第一压力传感器元件(16)布置在所述电路载体(18)上或所述电路载体(18)中并且借助至少一个第一分隔膜片(26)与所述流体介质分隔。2.根据前一项权利要求所述的压力传感器(10)，其中，所述第一压力传感器元件(16)与所述第一分隔膜片(26)是有间距的。3.根据以上权利要求中任一项所述的压力传感器(10)，其中，在所述第一压力传感器元件(16)与所述第一分隔膜片(26)之间构造有传递空间(28)，其中，所述传递空间(28)以传递介质填充，所述传递介质适合用于将所述流体介质作用于所述第一分隔膜片(26)上的压力传递到所述第一压力传感器元件(16)上。4...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·勒克斯，P·帕茨纳，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE