压力传感器、包括压力传感器的传感器探头、包括传感器探头的医疗设备、以及制造传感器探头的方法技术

本发明专利技术涉及一种包括响应压力而可变形的柔性膜的压力传感器，该压力传感器覆盖腔（２）并且包括用于产生与柔性膜的变形相对应的信号的应变仪（２１），其中柔性膜是柔性单片集成电路箔（１０）。按照这种方式，半导体集成电路本身用作柔性膜，这导致不太复杂的制造处理。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种压力传感器。本专利技术还涉及一种包括压力传感器的传感器探头、包括传感器探头的医疗设备、以及制造传感器探头的方法。
技术介绍
包括半导体集成电路的压力传感器在本
是众所周知的。US 6，221，023公 开了一种安装在体内导管的远端上的、用于对施加在传感器上的压力进行检测的压力传感 器。该传感器包括根据施加到此的压力而变形的芯片以及安装在该芯片上的、根据该芯片 的变形而发出检测信号的压电元件或应变仪。根据所发出的信号对压力进行检测。该传感 器还包括远离芯片安装的压力传递元件(在这种情况下，该压力传递元件安装在导管的远 端)。该传感器芯片包括类似盘片的感测板，在该感测板上集成地形成了应变仪。线缆连接 到应变仪用于与附装在柔性基底一侧的独立衬底上的衬垫电连接。压力传递元件将施加到 导管远端的压力传递到感测板并且根据该压力而使感测板倾斜。应变仪根据倾斜的度数和 方向发出检测信号。已知压力传感器的缺点在于仅可检测到通过直接机械接触而到远端的 压力。US 7207227公开了一种无需直接机械接触来对压力进行检测的压力传感器，其中 在半导体衬底中提供了腔或凹槽，并且通过压力而变形的隔膜或薄膜覆盖该腔。已知半导 体压力传感器的缺点是它需要复杂制造处理以提供集成电路内的独立薄膜。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种具有较不复杂的制造处理的半导体压力传感器。本专利技术 由独立权利要求定义。有利实施例由从属权利要求定义。该目的通过根据本专利技术的压力传感器来实现，该压力传感器包括响应压力而可变 形的柔性膜，该压力传感器覆盖腔，并且该压力传感器包括应变仪，该应变仪产生与柔性膜 的变形相对应的信号，其中该柔性膜是柔性单片集成电路箔。按照这种方式，本专利技术提供了 即是半导体集成电路又是柔性箔的柔性膜，从而避免柔性膜的独立制造并且因此导致较不 复杂的制造处理，因为它不包括制造作为集成电路一部分的柔性膜的处理步骤。通过应变 仪所获得的柔性箔的应力给出了与柔性箔的弯曲和形状有关的信息。此外，本专利技术允许有 标准和简单的IC(集成电路)大量生产处理的应用，这是因为不再需要用于将柔性膜嵌入 在集成电路中所需的非标准IC制造步骤。在根据本专利技术的传感器的实施例中，腔与用于在该腔中施加进一步压力的气通道 相连，在该气通道中，压力控制设备根据来自应变仪的信号对进一步压力进行控制。通过经 由用作出口或进口的气通道而在被柔性箔所密封的腔内施加进一步压力，该进一步压力可 以至少部分地对存在于腔外(处于柔性箔的相对侧)的压力进行补偿。应变仪对由腔外的 压力所引起的柔性箔的变形进行测量并且压力控制设备使用应变仪所产生的信号以对腔内的进一步压力进行控制。按照这种方式，提供了其中压力控制设备对柔性集成电路箔的 变形进行控制并且按照这种方式可使柔性箔的变形最小化的压力传感器，从而提高了柔性 集成电路的使用寿命。在根据本专利技术的传感器的实施例中，压力传感器包括至少四个以惠斯通桥配置的 应变仪。这可提高压力检测的精确度，这是因为可使诸如例如电源电压和温度变化这样的 环境参数的变化的影响最小化。通过适当地放置应变仪，将惠斯通桥最优化为最大化响应 性。在根据本专利技术的传感器的进一步实施例中，压力传感器包括分布在柔性箔上的多 个应变仪。因为应变仪分布在柔性集成电路箔的整个区域上，因此可提高确定柔性箔的变 形的精确度并且因此可提高压力检测的精确度，因为多 个应变仪给出了应变仪所处的柔性 箔位置上的柔性箔的变形的信息。按照这种方式，测量所检测到的压力在柔性箔的区域上 的分布。此外，按照这种方式，可提供柔性箔上的张拉应变与压缩应变的位置之间的改进差 别。在根据本专利技术的传感器的另一实施例中，应变仪包括集成在柔性箔上的多晶硅。 按照这种方式，包括形成多晶硅单元的标准IC制造处理步骤可有利地应用于将应变仪集 成到集成电路箔中，这使压力传感器的制造进一步简单化。此外，它导致集成的压力传感器进一步小型化。在根据本专利技术的传感器的实施例中，柔性箔包括聚对二甲苯载体。使聚对二甲苯 沉积为真正保角的、薄的、连续的、均勻的粘附涂层的能力允许其应用为保护涂层。另一个 优点是因为聚对二甲苯涂层的设备很稳定、呈现出响应特性几乎没有变化、并且与身体电 且化学地绝缘，因此薄的聚对二甲苯膜可沉积在实际上任何生物衬底上，这可允许压力传 感器用在医疗应用中。此外，聚对二甲苯可应用在无数工业、航空航天、化工、汽车、消费品、 医药、以及国防应用中。在根据本专利技术的传感器的实施例中，柔性箔进一步包括温度传感器和/或流量传 感器。这有利地提高了压力传感器的功能。对温度和/或流量的测量给出了更多的环境信 息并且因此通过考虑到环境参数对压力的影响而导致对压力的更精确确定。在根据本专利技术的传感器的另一实施例中，柔性箔进一步包括天线。这有利地提供 了传感器的无线操作模式和/或提供了到柔性箔的有效能量传递。在根据本专利技术的传感器的另一实施例中，柔性箔进一步包括信号处理电路。按照 这种方式，通过将附加功能集成到柔性箔上可实现使传感器探头进一步小型化。例如，信号 处理可包括放大、模数转换和/或数据多路复用。该目的还通过包括根据本专利技术的压力传感器的、用于对体腔之内的压力进行测量 的传感器探头实现。按照这种方式，例如，例如通过将压力传感器安装在导管的远端上可对 体腔之内的血压进行测量。由于传感器和传感器探头的小型化，因此在难以到达的位置中 也可对体腔内的压力进行测量。例如，通过确定囊状动脉瘤内的血压和血流量，还可提高对 与动脉瘤相关的风险的评估。该目的还可以通过包括根据本专利技术的传感器探头的医疗设备实现。该目的还可以通过制造包括压力传感器的传感器探头的方法来实现，该方法包括 步骤-提供传感器探头，该传感器探头具有包括凹槽的远端；-将柔性单片集成电路箔安装在传感器探头上，从而封闭凹槽并且形成腔。该方法提供了对具有压力传感器的传感器探头的简单制造，因为通过将柔性单片 集成电路箔安装在传感器探头上的单个处理步骤，可将例如用于对柔性膜的弯曲进行测量 的柔性膜和电子电路二者安装在传感器探头上。以单个处理步骤安装在导管上的柔性集成 电路箔具有不止一个功能它用作响应于与腔内压力不同的腔外压力而弯曲的柔性膜，并 且它还是包括例如用于对弯曲量进行测量的应变仪这样的电子电路的集成电路。可选地， 该集成电路可具有其它电子电路、传感器、和/或信号处理装置。在根据本专利技术的制造具有压力传感器的传感器探头的方法的实施例中，传感器探 头进一步具有用于在腔中施加进一步压力的气通道。通过用作用于施加进一步压力的出口 或入口的气通道来在被柔性箔密封的腔内施加该进一步压力，该进一步压力对存在于腔外 的压力，即就是传感器探头远端附近的环境的压力进行补偿。按照这种方式，通过施加的进 一步压力控制柔性集成电路的 变形并且例如使柔性集成电路的变形最小化，从而提高柔性 集成电路的使用寿命，并且因此提高传感器探头的使用寿命。附图说明参考附图对本专利技术的这些及其他方面做进一步说明和描述，在附图中图1是根据本专利技术实施例的压力传感器的示意性截面视图；图2是用于对柔性箔的变形进行说明的根据本专利技术实施例的压力传感器的示意 性截面视图；图3是包括根据本专利技术实施例的压力传感器的传感器探头的远端的示意本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包括响应压力而可变形的柔性膜的压力传感器，该压力传感器覆盖腔（２）并且包括应变仪（２１），该应变仪（２１）产生与该柔性膜的变形相对应的信号，其中该柔性膜是柔性单片集成电路箔（１０）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】EP 2007-8-27 07115051.0一种包括响应压力而可变形的柔性膜的压力传感器，该压力传感器覆盖腔(2)并且包括应变仪(21)，该应变仪(21)产生与该柔性膜的变形相对应的信号，其中该柔性膜是柔性单片集成电路箔(10)。2.根据权利要求1所述的压力传感器，其中所述腔(2)与用于在所述腔(2)中施加进 一步压力的气通道(42)相连，并且其中压力控制设备根据来自该应变仪(21)的信号对该 进一步压力进行控制。3.根据权利要求1所述的压力传感器，其中所述压力传感器包括至少四个以惠斯通桥 配置的应变仪(21)。4.根据权利要求1或者3所述的压力传感器，其中所述压力传感器包括分布在所述柔 性箔(10)上的多个应变仪(21)。5.根据权利要求1所述的压力传感器，其中所述应变仪(21)包括集成在所述柔性箔 (10)上的多晶硅。6.根据权利要求1所述的压力传感器，其中所述柔性箔(...

【专利技术属性】
技术研发人员：R德克，F范德格拉夫，JFM维尔图伊斯，JR哈特森，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，荷兰应用自然科学研究组织，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]