具有故障安全媒质密封的传感器制造技术

本发明专利技术涉及具有故障安全媒质密封的传感器。本公开内容大体涉及在使用期间暴露给媒质的传感器。在一些情况中，传感器组件包括安置在基底上的传感器元件，其中所述传感器元件可以机械地和电气地连接到基底，并且可以与媒质入口端口流体连通。传感器组件可以包括密封到传感器组件的基底的盖子以把传感器元件包围在密封室中。在一些实例中，传感器组件可以包括在传感器组件的基底上的接合层，以及盖子可以密封到该接合层以形成密封室。在一些实例中，在传感器元件在使用期间形成泄漏的情况下，密封室可以帮助为传感器组件提供故障安全媒质密封。

【技术实现步骤摘要】

本公开内容大体涉及传感器，并且更特别涉及在使用期间暴露给媒质的传感器。
技术介绍
如今传感器一般用来感测诸如温度、湿度、压力、流量、导热性、气体浓度之类的环境参数以及许多其他环境参数。这样的传感器被用在宽泛的应用中，所述应用例如包括医疗应用、飞行控制应用、工业过程应用、燃烧控制应用、天气监视应用、水计量应用以及许多其他应用。
技术实现思路
本公开内容大体涉及传感器，并且更特别涉及在使用期间暴露给媒质的传感器。一个说明性传感器组件可以包括压力传感器组件。虽然这里把压力传感器组件作为示例，但是应当意识到可以使用在使用期间暴露给媒质的任何形式的传感器。说明性压力传感器组件可以具有压力端口，其放置与要感测的媒质流体连通的压力感测元件。感测元件可以感测媒质的施加压力，并且可以输出与感测的施加压力有关的度量。压力传感器组件可以包括盖子，其被配置为帮助把感测元件包围和密封在密封室中。盖子可以被配置为在感测元件泄漏或变得从压力端口驱离由此使密封室暴露给施加压力和媒质的情况下经受得住该施加压力。这可以增强压力传感器组件的安全性，特别是当媒质是有毒的、酸性的、或者以其他方式对于人员和/或周围设备而言可能是危险的时更是如此。密封室还可以通过维持系统压力而帮助增加使用压力传感器组件的整个系统的可靠性，即使在使用期间压力传感器组件的感测元件显现出泄漏(例如，爆破)或者变得从压力端口驱离的情况下也是如此。在一些实例中，压力传感器组件可以包括基底、固定到基底的传感器子组件、把传感器子组件电气连接到基底的一个或多个线接合、形成在基底上的接合层以及附着于接合层的盖子，其中盖子和基底配置为把感测元件和一个或多个线接合包围和密封在密封室中。基底可以具有从其背侧延伸到其前侧的开口，使得传感器子组件的压力端口的支架可以延伸到基底的该开口中。传感器子组件还可以包括固定到压力端口的感测元件，其中感测元件可以与从压力传感器组件的压力输入端口延伸，通过支架到感测元件的压力端口管道流体连通。该组件的线接合可以把感测元件的一个或多个电气端子电气连接到基底前侧上的一个或多个线接合焊盘。此外，接合层可以围绕所述感测元件和所述一个或多个线接合焊盘的周界形成在所述基底的前侧上。盖子可以相对于基底来附着，并且盖子可以与基底形成连续密封，其中该连续密封可以在传感器元件的周围完全延伸。盖子可以密封到基底以形成把感测元件包围在其中的密封室。所述密封室可以配置为例如在达到所述感测元件的爆破压力并且媒质爆破通过所述感测元件且进入所述密封室的情况下容纳泄漏的媒质。盖子可以配置为在感测元件在使用中形成泄漏(例如，爆破)或变得从压力端口驱离的情况下经受得住施加到该感测元件的预定施加压力。在一些实例中，并且尽管不要求，可以不把用于感测元件的补偿电路包括在密封室内。这可以帮助减小盖子(和密封室)的大小，这可以在感测元件泄漏(例如，爆破)或变得从压力端口驱离的情况下帮助增加盖子可以经受得住的应用压力。提供了前述概要以便利对对于本公开内容而言独有的创造性特征中的一些特征的理解，并且不意图是全面说明。通过把整个说明书、权利要求书、附图和摘要作为整体，可以获得对本公开内容的全面理解。附图说明鉴于结合附图对本公开内容的各种说明性实施例的以下说明，可以更完全地理解本公开内各，在附图中 图1是包括盖子的说明性压力传感器组件的示意性剖视 图2是盖子被移除的图1的说明性压力传感器组件的示意性俯视 图3是说明性应用中的说明性压力传感器组件的示意性剖视 图4A是图1的说明性压力传感器组件的一部分的放大示意性视图，其示出了盖子和基底之间的连接； 图4B是说明性压力传感器组件的一部分的放大示意性视图，其示出了盖子和基底之间的连接；以及 图4C是说明性压力传感器组件的一部分的放大示意性视图，其示出了盖子和基底之间的另一连接。虽然本公开内容顺从于各种修改和替代形式，但是在附图中借助示例已经示出了其细节，并且将详细描述其细节。然而，应当理解，目的不是把本公开内容的各方面局限于本文所描述的特定说明性实施例。相反，目的是覆盖落入本公开内容的精神和范围内的所有修改、等同物以及代替体。具体实施例方式应当参考附图来阅读以下说明，其中，遍及若干视图类似的附图标记指示类似的元素。本说明书和附图示出了意味着是对本公开内容的说明的若干实施例。参考附图，以及在一个说明性实施例中，示出了压力传感器组件。虽然这里把压力传感器组件作为示例，但是应当意识到可以使用在使用期间暴露给媒质的任何形式的传感器。图1的说明性压力传感器组件10包括具有前侧12a和背侧12b的基底12，与压力端口24的压力端口管道26连通的传感器或感测元件14，其中，该压力端口固定到基底12的背侧12b，而盖子16相对于基底12被附着上。可以相对于基底12来附着盖子16以便把感测元件14的背侧包围和密封在密封室28内。感测元件14可以是任何类型的感测元件，并且在一说明性实施例中，感测元件14是压力感测元件，诸如绝对压力感测元件、表压力感测元件、或者如果需要是其他压力感测元件。示例感测元件可以包括但不限于美国专利7，503，221、7，493，822、7，216，547,7, 082，835,6, 923，069,6, 877，380 中以及美国专利申请公开 2010/0180688、2010/0064818,2010/00184324,2007/0095144 和 2003/0167851 中所描述的那些，所有这些美国专利以及美国专利公开都通过引用结合于此。基底12在基底12的前侧12a上可以具有一个或多个迹线或线接合焊盘18，以及感测元件14可以包括一个或多个电气端子20。(一个或多个)端子20通过任何已知电气连接技术可以电气连接到基底12上的(一个或多个)迹线或(一个或多个)焊盘18。例如，以及在该说明性实施例中，可以利用线接合22或者其他电气连接器来把(一个或多个)电气端子20电气连接到(一个或多个)接合焊盘18。压力传感器组件10的由任何合适材料(例如，金属、陶瓷等等)制成的基底12可以包括至少部分由内部边缘30限定的开口，其中该开口可以从前侧12a延伸到基底12的背侧12b。传感器子组件13可以包括感测元件14和压力端口 24，其中传感器子组件13可以延伸到基底12的开口中和/或通过该开口，并且压力端口 24可以在压力端口 -基底交接部(interface) 32处固定到基底12的背侧12b,如图1中所看出的。可替换地,压力端口24和基底12可以由单片材料形成，这可以消除在压力端口 24和基底12之间创建连接或交接部的需要。在一些情况中，压力端口 24可以包括延伸到由基底12的内部边缘30限定的开口中的支架34，其中可以把支架34和基底12的开口配置为邻近基底12的前侧12a来安置感测元件14。压力端口 24可以限定压力端口管道26，其中压力端口管道26可以从压力输入端口 36延伸，通过支架34，并且到感测元件14的背侧。如图2中所看出的，基底12可以包括形成在基底12的前侧12a上或者邻近于基底12的前侧12a并且围绕感测元件14和(一个或多个)迹线或(一个或多个)焊盘18的周界(为了简明起见示出了从该周界延伸的虚线40)的环或接合层3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种压力传感器组件，其具有用于接收施加施加压力的媒质的压力输入端口，所述压力传感器组件包括：基底，其具有前侧和背侧；具有爆破压力的传感器元件，所述传感器元件具有连接到所述基底的前侧上的一个或多个线接合焊盘的一个或多个电气端子，以及其中所述传感器元件通过延伸到所述基底背侧外的压力端口管道而暴露给所述施加压力；相对于所述基底附着的盖子，所述盖子和基底配置为把所述感测元件包围和密封在密封室中；以及其中所述盖子和所述基底配置为如果在所述施加压力超过引起所述传感器元件爆破的爆破压力的情况下所述媒质进入所述密封室，则把所述媒质容纳在所述密封室中。

【技术特征摘要】
2011.10.25 US 13/2811831.一种压力传感器组件，其具有用于接收施加施加压力的媒质的压力输入端口，所述压力传感器组件包括: 基底，其具有前侧和背侧； 具有爆破压力的传感器元件，所述传感器元件具有连接到所述基底的前侧上的一个或多个线接合焊盘的一个或多个电气端子，以及其中所述传感器元件通过延伸到所述基底背侧外的压力端口管道而暴露给所述施加压力； 相对于所述基底附着的盖子，所述盖子和基底配置为把所述感测元件包围和密封在密封室中；以及 其中所述盖子和所述基底配置为如果在所述施加压力超过引起所述传感器元件爆破的爆破压力的情况下所述媒质进入所述密封室，则把所述媒质容纳在所述密封室中。2.如权利要求1所述的压力传感器组件，其中所述盖子配置为由鲁棒材料制成并且刚性附着于所述基底，以便在所述感测元件形成泄漏的情况下经受得住施加到所述感测元件的施加压力。3.如权利要求2所述的压力传感器组件，其中所述施加压力大于5000psi。4.如权利要求1所述的压力传感器组件，还包括: 接合层，其围绕所述感测元件和所述一个或多个线接合焊盘的周界形成在所述基底的前侧上；以及 其中所述接合层是金属的，并且其中所述盖子的接触侧接触所述接合层且使用刚性连接密封到所述接合层。5.如权利要求4所述的压力传感器组件，其中: 所述盖子是从金属板冲压的金属盖； 所述盖子包括顶部、端部张开的环以及延伸在所述顶部和所述端部张开的环之间的侧壁； 所述端部张开的环附着到所述基底的接合层；以及 所述刚...

【专利技术属性】
技术研发人员：P罗斯戈，R琼斯，
申请(专利权)人：霍尼韦尔国际公司，
类型：发明
国别省市：