具有多个传感器元件的封装的传感器制造技术

本公开涉及包括多个传感器元件的传感器。在一些情况下，多个传感器元件可被安装在单个基板上并且均可被配置为感测具有不同分辨率、灵敏度、和/或范围的单个参数，和/或多个参数。在一个例子中，多个压力感测管芯可被安装在单个封装中，且根据期望，均可被配置为压力差传感器、绝对压力传感器、和/或表压传感器。

【技术实现步骤摘要】
具有多个传感器元件的封装的传感器
本公开一般地涉及封装的传感器。
技术介绍
传感器在当今被普遍用于感测环境参数，诸如温度、湿度、压力、流量、热导率、气体浓度、光、磁场、电场、以及许多其它的环境参数。这样的传感器被用在广泛的各种应用中，包括例如，医疗应用、飞行控制应用、工业过程应用、燃烧控制应用、气象监测应用、水计量应用、以及很多其它应用中。
技术实现思路
本公开一般地涉及传感器，并且更特别地，涉及具有多个传感器元件的封装的传感器。在一个说明性实施例中，公开了一种封装的压力传感器。尽管封装的压力传感器被用作例子，但要想到的是，本公开可被应用于许多其它传感器类型和/或传感器组合。例如， 根据期望，本公开可被应用于封装的流量传感器、封装的压力和流量传感器、封装的压力和温度传感器、封装的压力、流量、温度和湿度传感器，和/或任何其它合适的传感器或传感器组合。在一个说明性实施例中，一种封装的压力传感器可包括具有第一侧和第二侧的基板。两个或更多个压力感测管芯可被安装到基板。在一些情形中，两个或更多个压力感测管芯中的每一个可包括隔膜以及放置在该隔膜上的一个或多个压阻元件。第一外壳构件可被放置在基板的第一侧上，且可限定在该两个或更多个压力感测管芯周围的第一空腔。该第一外壳构件可包括第一压力开口或端口，用于将第一压力感测管芯和/或第二压力感测管芯的第一侧暴露给第一压力。第二外壳构件可被放置在基板的第二侧上，且可限定第二空腔。在一些情况下，该第二外壳构件可包括第二压力开口或端口，用于将第一压力感测管芯和/或第二压力感测管芯的第二侧暴露给第二压力。在一些情况下，该两个或更多个压力感测管芯均可被放置在基板中的开口上，用于将压力感测管芯的第二侧(例如，背侧)暴露给第二压力，但这不是必需的。在其它情况下，一个或多个压力感测管芯的第二侧可被暴露给绝对压力，而不是暴露给由第二压力开口或端口所传递的压力。要想到的是，根据期望， 压力感测管芯可以是压力差感测管芯、表压感测管芯、绝对压力感测管芯、和/或任何其它合适的压力感测管芯。在一些情况下，该第一压力感测管芯可被配置为提供所感测的压力(例如第一压力和第二压力之间)的第一分辨率，并且该第二压力感测管芯可被配置为提供所感测的压力的第二分辨率。该第一分辨率可高于第二分辨率。在一些情况下，该第一压力感测管芯可被配置为在第一范围上提供所感测的压力的第一分辨率，并且该第二压力感测管芯可被配置为在第二范围上提供所感测的压力的第二分辨率，其中，该第一范围小于该第二范围。 在一些情况下，该第一范围与该第二范围至少部分重叠。在一些情况下，该第一压力感测管芯可以比第二压力感测管芯在物理上对所感测的压力更灵敏。在一些情况下，该第一压力感测管芯可被暴露给第一感测的压力，并且该第二压力感测管芯可被暴露给第二感测的压力。例如，在一个说明性实施例中，上面所讨论的该第一外壳构件可包括将第一室和第二室流体隔离的壁。该第一室可封入第一压力感测管芯的第一侧，并且该第二室可封入该第二压力感测管芯的第一侧。在一个实施例中，该第一室可与第一压力开口或端口流体连通，并且第二室可与第三压力开口或端口流体连通。在一些情况下，根据应用，该第一压力感测管芯的第二侧和该第二压力感测管芯的第二侧可被暴露给相同的(或不同的)压力。预想到各种感测管芯和/或外壳端口的任何合适的组合。提供了前述概述来促进对独特于本公开的一些新颖特征的理解，并且不意在作为完整说明。可通过将整个说明书、权利要求书、附图和摘要作为整体来获得对本公开的完整理解。附图说明在连同附图考虑本公开的各种说明性实施例的下面的详细描述时，可更完整地理解本公开，其中图I是具有多个感测管芯的说明性压力传感器的截面图2是具有多个感测管芯的另一个说明性压力传感器的截面图3是具有多个感测管芯的另一个说明性压力传感器的截面图4是具有多个感测管芯的另一个说明性压力传感器的截面端视图5是具有多个感测管芯的另一个说明性压力传感器的截面端视图；以及图6是说明性压力传感器组件的示意图。具体实施方式下面的描述应该参考附图来阅读，其中，遍及若干视图，相同的参考数字表示相同的元件。说明书和附图示出了意图说明本公开的若干个实施例。图I是具有多个感测管芯12、14和16的说明性压力传感器10的截面图。尽管封装的压力传感器10被用作例子，但要想到的是本公开可被应用于许多其它传感器类型和/ 或传感器组合。例如，根据期望，本公开可被应用于封装的流量传感器、封装的压力和流量传感器、封装的压力和温度传感器、封装的压力、流量、温度和湿度传感器，和/或任何其它合适的传感器或传感器组合。在图I的说明性实施例中，示出了压力感测管芯12、14和16被安装在单个封装基板22上。尽管图I中示出了三个压力感测管芯，但根据期望，压力传感器10可包括两个或更多个，三个或更多个，四个或更多个、五个或更多个、六个或更多个、或任何其它数量的感测管芯。在说明性实施例中，多个压力感测管芯12、14和16可被配置为测量用于单个应用的多个压力测量。例如，压力感测管芯12、14和16中的两个或更多个可被配置为感测相同的压力，但是可具有不同的灵敏度或分辨率，并且可在不同范围上感测压力。即，压力感测管芯12、14和16之一可在相对窄的范围上具有相对高的灵敏度，并且压力感测管芯12、14 和16中的另一个可在相对宽的范围上具有相对低的灵敏度。在一些情况下，在相对窄的范围上具有相对高灵敏度的压力感测管芯可具有比在相对宽范围上具有相对低灵敏度的压力感测管芯的感测隔膜更大和/或更薄的感测隔膜。还要想到的是压力感测管芯12、14和16，或任何其它数量的压力感测管芯中的第三个，可以在一个或多个中间范围上以一个或多个中间的灵敏度进行操作。在此例子中，要想到的是，根据期望，压力感测管芯12、14和16中的两个或更多个可以是绝对压力传感器或表压传感器、压力差传感器，或任何其它类型的压力传感器。在一些情况下，压力感测管芯12、14和16的输出可被输入到一个或多个模数转换器(ADC)中，有时在放大和/或调节后。当具有不同物理灵敏度的两个或更多个压力感测管芯12、14和16的输出被多路复用到单个ADC中时，更高分辨率的测量可由更高分辨率的感测管芯在更小的压力范围上以更低的压力做出，以及更低分辨率的测量可由更低分辨率的感测管芯在更大的压力范围上做出。这还可允许使用廉价、更低分辨率、更快速的ADC，同时仍然以更低的压力提供高分辨率。在一些情况下，压力感测管芯12、14和16中的两个或更多个的范围可重叠，但这不是必需的。我们因此提供了，压力感测管芯12、14和16之一的输出可与另一个重叠的压力感测管芯12、14或16的输出相比较来帮助确定是否存在误差，诸如在压力感测管芯12、 14和16的输出中的漂移。在一些情况下，这可能减少在运行期间对压力感测管芯12、14和 16的外部校准和/或测试的需要。在一些实施例中，多个压力感测管芯12、14和16可被配置为感测不同的压力。例如，压力感测管芯12、14和16中的一个或多个可被配置为感测对于其它压力感测管芯12、 14和16中的至少一些所共有的压力和第二压力之间的压力差。在一些情况下，该压力差可跨过孔(orifice)，以例如确定在过程应用中的流体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种压力传感器(10)，包括：包括第一侧和第二侧的基板(22)；安装在基板(22)的第一侧上的第一压力感测管芯(12)，其中该第一压力感测管芯(12)包括隔膜和放置在该隔膜上的一个或多个压阻元件，其中该第一压力感测管芯(12)被放置在基板(22)中的第一开口(24)上，该第一开口(24)在基板(22)的第一侧和第二侧之间延伸申；安装在基板(22)的第一侧上的第二压力感测管芯(14)，其中该第二压力感测管芯(14)包括隔膜和放置在该隔膜上的一个或多个压阻元件；第一外壳构件(20)，被放置在该基板(22)的第一侧上且限定了在第一压力感测管芯(12)和该第二压力感测管芯(14)周围的第一空腔(31)，其中该第一外壳构件(20)包括第一压力开口(28)，用于将第一压力感测管芯(12)和/或该第二压力感测管芯(14)暴露给第一压力；以及第二外壳构件(18)，被放置在基板(22)的第二侧上且限定了第二空腔(30)，其中该第二外壳构件(18)包括第二压力开口(26)，用于将第一压力感测管芯(12)和/或第二压力感测管芯(14)暴露给第二压力。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：I·本特利，L·F·里克斯，
申请(专利权)人：霍尼韦尔国际公司，
类型：发明
国别省市：