具有耐蚀膜片的压力传感器制造技术

一种压力传感器（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）包括传感装置（２０，２２０）和膜片（８１，２０１）。膜片（８１，２０１）暴露于流体中，使用传感装置（２０，２２０）检测相对于该流体的压力。膜片（８１，２０１）由这样的材料制成，该材料的利用等式（Ｃｒ＋３．３Ｍｏ＋２０Ｎ）定义的点蚀指数为５０或更大，并且包含３０％重量或更多的镍，从而阻止膜片（８１，２０１）受第一流体的影响而被腐蚀。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种压力传感器，其中，膜片被暴露于流体中，利用压力传感器测量流体作用在膜片上的压力。作为示例，该传感器被用于利用柴油颗粒过滤器(DPF)测量柴油发动机汽车的排气管上的压力损失。现在，通常利用过滤器的压力损失作为检测被收集的积碳数量的方法。测定压力损失的方法包括仅测量相对于过滤器而言的上游位置的压力的方法，或测量相对于过滤器而言的上游位置与下游位置之间压力差的方法。然而当积碳被燃烧时，靠近DPF附近的气体温度可以升高到600℃或1000℃。为此原因，不能将通常在汽车中被广泛使用的半导体式压力传感器直接安装在排气管上实测压力损失。除此之外，可将诸如软管等附加管接在排气管上，并且在被排出的气体温度充分下降的部位，将压力传感器接在所述软管上，实测压力损失。然而由于高温和高湿度的废气被冷却，压力传感器被暴露于湿度达100％并且具有冷凝水的环境下。本专利技术人对取自柴油发动机汽车的冷凝水的样品进行了研究。研究发现，冷凝水的pH值为2，酸度非常大，形成非常恶劣的环境。在这种具有高湿度和高酸性的恶劣环境下，压力传感器容易被腐蚀。为了实现上述目的，本专利技术的压力传感器包括传感装置和膜片，所述膜片暴露于流体中，使用所述传感装置检测相对于该流体的压力。所述膜片由这样的材料制成，该材料的利用等式(Cr+3.3Mo+20N)定义的点蚀指数为50或更大，并且包含30％重量或更多的镍，从而防止膜片受到流体的腐蚀。附图说明图1是一个示意性显示符合本专利技术第一实施例的压力传感器的剖视图；图2是图1所示压力传感器的分解图； 图3是一个显示在潮湿和干燥环境下进行抗腐蚀测试的视图；图4是一个图表，显示了抗腐蚀测试的概括结果；图5是一个曲线图，显示了使第一膜片一侧油量与第二膜片一侧油量相等的优点；图6是一个示意性剖视图，显示了现有技术中油密封类型半导体压力传感器；图7是一个示意性显示符合本专利技术第二实施例的压力传感器的剖视图；图8是图7所示压力传感器的分解图；图9是一个示意性显示符合本专利技术第三实施例的压力传感器的剖视图；图10A～10D是示意性显示了现有技术中半导体压力传感器的剖视图。图10A所示的压力传感器包括作为传感装置的半导体传感器芯片J1。传感器芯片J1包括具有膜片的半导体基片，正被测量的压力被施加在图10A所示膜片的上表面上。如图10A所示，例如由玻璃制成的台座J2被接合在传感器芯片J1上，从而形成真空腔J3。台座J2被固定在壳体J4上。所述壳体J4内部填充例如由有机材料制成的凝胶，从而如图10A所示，密封传感器芯片J1的上表面。图10B所示的压力传感器包括作为传感装置的半导体传感器芯片J1、台座J2、壳体J4。如图10B所示，压力进入通道J6被形成在台座J2和壳体J4上，通过该压力通道，要被测量的压力被施加在芯片J1的膜片的下表面上。压力进入通道J6被凝胶J5所填充。在图10B中，膜片的上表面暴露于大气层中。在图10A和10B所示的各种压力传感器中，要被测量的压力通过凝胶J5被施加在膜片上。每个传感器芯片J1输出对应于处于压力下的膜片应力的电信号。根据本专利技术人所做的研究，在图10A所示的压力传感器中，湿气可以穿透凝胶J5，使位于传感器芯片J1上表面的配线被腐蚀。另一方面，图10B所示的压力传感器不存在这样的问题，但是当被暴露于来自废气的冷凝水时，凝胶J5自身的材料特性发生变化，凝胶J5的压力传输特性可能变化。图10C所示的压力传感器包括金属膜片J8。作为金属柱J7的一部分，形成金属膜片J8。如图10C所示，包括应变仪的半导体芯片J9作为传感装置被设置在膜片J8的上表面上。在图10C所示的压力传感器中，如图10C中箭头所示，要被测量的压力被施加到膜片J8的内表面上。半导体芯片J9输出对应于半导体芯片J9应变并在膜片J8由于压力而变形的同时被产生的电信号。在图10D所示的压力传感器中，传感器芯片J1被固定在壳体J4上的台座J2上，向壳体J4内填充油，从而密封传感器芯片J1的表面。此外金属膜片J11已经被接合在壳体J4上，从而密封住油J10。如图10D所示，要被测量的压力施加在金属膜片J11上。通过油J10，将压力传送到传感器芯片J1上。在图10C和10D所示的压力传感器中，膜片J8、J11暴露于流体，测量作用在其上的压力。根据本专利技术人所进行的研究，需要进一步地提高膜片J8、J11在上述恶劣环境下的抗腐蚀能力。通过本专利技术人对图10C和10D所示半导体压力传感器所进行的进一步研究和实验，发现了适合于这种需要具有高抗腐蚀性的膜片的材料。图1所示的符合本专利技术第一实施例的压力传感器S1被用于测量压差。图1所示的压力传感器S1可以被用作但不局限于被连接在汽车的柴油发动机的排气管上的压力传感器，从而利用被连接在排气管上的DPF实测压力损失。压力传感器S1可以检测被连接在排气管上的DPF的上游和下游之间的压力差。如图1所示，壳体10由树脂制成，所述树脂例如是聚对苯二甲酸丁二酸酯(PBT)和聚苯硫醚(PPS)，所述壳体10构成压力传感器S1的主体。壳体10包括连接器壳体元件11(传感装置放置元件)，终端10a被镶嵌模塑在其上，传感装置20被设置在其上。壳体10也包括第一端口元件12和第二端口元件13，这些端口元件已经与连接器壳体元件11组装在一起。壳体10上元件11～13中的每一种元件通过例如树脂模塑成型而被制成。在图1中，第一凹入部分11a位于连接器壳体元件11的第一侧面上或上侧上，同时第二凹入部分11b位于连接器壳体元件11的第二侧面或下侧上。传感装置20采用下述方式位于第一凹入部分11a内，从而使第一凹入部分11a和第二凹入部分11b之间不相通。传感装置20产生对应于正被实测压力值的电信号。图1所示的传感装置20是一种膜片类型的半导体传感器芯片，其包括例如由硅制成的半导体基片，并具有作为膜片的薄部分，虽然图中未示膜片。例如由玻璃制成的台座30被接合在传感装置20上，从而与传感装置20和台座30组成一体。如图1所示，利用台座30将传感装置20结合在第一凹入部分11a的底表面上。使用图中未示的诸如硅酮型等粘结剂，将台座30结合在底表面上。传感装置20被存储和固定在第一凹入部分11a内。如图1所示，与第二凹入部分11b相通的通孔31被形成在台座30上。然而传感装置20使第一凹入部分11a和第二凹入部分11b之间不相通。已经被镶嵌模塑在连接器壳体元件11上的终端10a被用于拾取来自传感装置20的输出，终端10a由诸如铜等导电金属制成。每个终端10a的第一端被暴露在第一凹入部分11a内，靠近传感装置20，并通过由诸如铝或金制成的导线40将其连接到传感装置20上。为了密封每个终端10a的第一端和连接器壳体元件11之间的间隙，密封材料50已经被设置得围绕着在第一凹入部分11a内被暴露的每个终端10a的第一端。密封材料50由例如树脂制成。此外，终端10a已经采用下述方式被形成，从而基本上平行于其上已经安装有传感装置20的壳体10的表面延伸，或基本上平行于凹入部分11a的底表面从靠近传感装置20的位置延伸。与上述第一端相反的每个终端10a的第二端暴露于壳体10的体部或连接器壳体元件11。为了允许传感装置20与诸如ECU等外部设备通过终端1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种压力传感器（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３），包括：传感装置（２０，２２０）；第一膜片（８１，２０１），其中第一膜片（８１，２０１）暴露于第一流体中，使用传感装置（２０，２２０）测量相对于该流体的压力，其中第一膜片（８１，２０１）由这样的材料 制成，该材料的利用等式（Ｃｒ＋３．３Ｍｏ＋２０Ｎ）定义的点蚀指数为５０或更大，并且包含３０％重量或更多的镍，从而阻止第一膜片（８１，２０１）受第一流体的影响而被腐蚀。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：马场広伸，加藤之启，野村浩，小池晴久，
申请(专利权)人：株式会社电装，
类型：发明
国别省市：JP[日本]