耐压封装的压差传感器制造技术

一种压差传感器（1）包括：封壳（2），其具有陶瓷封壳主体（20）和在其内部的换能器座，在换能器座中布置具有测量膜元件（33）和至少一个支承元件（31、32）的半导体压力测量换能器（3），其中测量膜元件（33）与至少一个支承元件（31、32）以压力密闭方式连接，支承元件具有压力入口（37、38），其中导管（27、28）分别从封壳（2）的外表面延伸到换能器座内；其中压力入口与第一导管连通，其中压力能够通过压力入口（38）施加于测量膜（33）的一侧，其中支承元件（32）通过接合部42与换能器座的壁以压力密闭方式连接，接合部42包围第一压力入口和第一导管（28）进入换能器座内的开口，并且其中测量膜的第二侧与其第一侧液压地隔离并且与第二导管（37）连通。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】一种压差传感器（1）包括：封壳（2），其具有陶瓷封壳主体（20）和在其内部的换能器座，在换能器座中布置具有测量膜元件（33）和至少一个支承元件（31、32）的半导体压力测量换能器（3），其中测量膜元件（33）与至少一个支承元件（31、32）以压力密闭方式连接，支承元件具有压力入口（37、38），其中导管（27、28）分别从封壳（2）的外表面延伸到换能器座内；其中压力入口与第一导管连通，其中压力能够通过压力入口（38）施加于测量膜（33）的一侧，其中支承元件（32）通过接合部42与换能器座的壁以压力密闭方式连接，接合部42包围第一压力入口和第一导管（28）进入换能器座内的开口，并且其中测量膜的第二侧与其第一侧液压地隔离并且与第二导管（37）连通。【专利说明】耐压封装的压差传感器
本专利技术涉及一种压差传感器，特别地具有半导体材料或陶瓷材料的换能器芯的压差传感器。
技术介绍
在已知的压差传感器中，换能器芯包括特别地压阻或电容换能器，使得将换能器芯的测量膜的压差相关的偏转换能为电信号。这样的换能器芯通常安装于由金属材料——特别是钢——组成的测量设备中。这造成在构造和接合技术方面的严重问题，因为硅(用于半导体压力测量换能器的确认材料)的热膨胀系数为约3X10_6/K，而此处相关的不锈钢的热膨胀系数在10Χ10_6/Κ与16Χ10_7Κ之间。为了适应这种情形，换能器芯常常首先被安装于去耦主体上，该去耦主体然后被例如利用粘合剂或通过钎焊而固定到含钢的表面上。例如在德国专利申请DElO 2007 053 859Α1中公开了一种具有半导体插座的相对应构造。DElO 2006 057 828Α1公开了一种压差换能器，在此案例中，换能器芯包括在测量膜支承件上的压阻硅芯片，其中测量膜支承件被固定于玻璃主体的表面上。硅晶片在玻璃支承件上的直接固定适用于相对压力传感器，但对于压差传感器则产生问题，因玻璃通常具有比硅更小的压缩模量。这导致相对于静压的交叉敏感性，如DElO 2006 062 222Α1中所描述的。最后，DEll 2004 000 818Τ5公开了一种压力传感器封壳，在此案例中，半导体绝对压力传感器被金属外壳中的压力传递液体等静压地包围，其中压力传感器的半导体主体经由荷载隔离元件被压力密闭地固定在压力传感器封壳的金属壁中的通路处，该荷载隔离元件包括陶瓷材料并且其相对于半导体压力传感器具有较小的截面积。尽管这种解决方案能够用于绝对压力传感器，它完全不适合于压差传感器，因为压差传感器主要需要到换能器芯的相对于彼此密封的两个压力供应管线。未公布的德国专利申请DElO 2010 043043公开了一种差测量换能器，在此案例中，半导体换能器芯被柔软地置于弹性支承件之间的壳体。这个方案的确很有意思，但是其对于静压之间的压差和静压的载荷能力有所限制。此外，硅芯片的柔软安放需要最小体积，以使得分别安放在硅芯片与金属外壳之间的弹性密封的去耦效果能有效。因此，本专利技术的目的在于提供一种压差换能器，其克服了现有技术的缺点。
技术实现思路
根据本专利技术，通过在独立专利权利要求1中所限定的差压计实现了这个目的。本专利技术的压差传感器包括:封壳，其具有陶瓷的封壳主体，其中封壳在其内部具有换能器座，其中在换能器座中布置半导体压力测量换能器，该半导体压力测量换能器具有测量膜主体和至少一个支承主体，其中测量膜主体沿着周围边缘与至少一个支承主体压力密闭地连接，其中支承主体具有至少一个压力入口，其中第一导管和第二导管从封壳的外表面延伸到换能器座内；其中压力入口与第一导管连通，其中面向至少一个支承主体的测量膜的第一侧通过至少一个压力入口与通过第一导管引入的压力可接触，其中至少一个支承主体接触压力承载接合部，该压力承载接合部压力密闭地包围第一压力入口，包围第一导管进入换能器座内的开口并且与换能器座的壁压力密闭地连接；以及其中背向测量膜的第一侧的测量膜的第二侧与测量膜的第一侧液压地隔离并且与第二导管连通。在本专利技术的进一步发展中，半导体压力测量换能器芯的支承主体具有第一有效热膨胀系数Ci1，其中封壳主体的陶瓷材料具有第二热膨胀系数Ci2，其中I U1- Q2)/(a ^a2)〈0.25，特别地〈0.2，优选地〈0.15。在本专利技术的进一步发展中，在第一换能器芯与换能器座的壁之间的至少一个第一接合部包括玻璃。在本专利技术的进一步发展中，接合部具有不大于100 μ m,特别地不大于75 μ m并且优选地不大于50 μ m的厚度。在本专利技术的进一步发展中，封壳主体具有第一主体部和第二主体部，其中第一主体部和第二主体部沿第二接合部彼此压力密闭地接合。在本专利技术的进一步发展中，第二接合部包括玻璃。在本专利技术的进一步发展中，第一主体部和第二主体部基本上彼此对称。在本专利技术的进一步发展中，其中换能器芯包括第二支承主体，其中测量膜主体被布置于第一支承主体与第二支承主体之间并且与两支承主体压力密闭地连接。在本专利技术的此进一步发展的实施例中，第二支承主体用第三接合部与换能器座的壁压力密闭地连接。 在本专利技术的进一步发展中，换能器芯基本上对称地构造并且对称地布置于换能器腔室中。在本专利技术的进一步发展中，第三接合部具有开口，该开口与第二导管对准，其中第二支承主体具有压力入口，该压力入口与测量膜的第二侧连通，其中压力入口被布置成与第二导管对准，以便向测量膜的第二侧供应通过第二导管引入的压力。在本专利技术的进一步发展中，换能器座具有电接触点，经由该电接触点以倒装芯片技术接触换能器芯，其中该接触点经由电引线而被引导至压力封壳的外表面上的电连接件。在本专利技术的进一步发展中，第一主体部和第二主体部在第一或第三接合部区域中具有第一陶瓷材料，该第一陶瓷材料的热膨胀系数与换能器芯的有效热膨胀系数匹配，并且其中在每种情况下第一主体部和第二主体部在背向第一接合部或第三接接合部的区域中具有第二陶瓷材料，该第二陶瓷材料的热膨胀系数与金属材料的热膨胀系数匹配，其中在每种情况下第一导管和第二导管止于包括第二陶瓷材料的第一主体部或第二主体部的外表面的区域中，其中第一导管和第二导管分别与由金属材料组成并且与封壳压力密闭地连接的第一毛细管线和第二毛细管线连通，以便将第一压力或第二压力引入到换能器座内。在本专利技术的进一步发展中，换能器座形成换能器芯被布置于其中的压力密闭的换能器腔室。在本专利技术的进一步发展中，第二导管与换能器芯外侧的换能器腔室中的体积连通，以便向换能器芯在其外表面上等静压地供应经由第二导管引入的压力。【专利附图】【附图说明】现将基于附图中给出的示例性实施例来解释本专利技术，其中:图1为本专利技术的压差测量换能器实施例的第一例的纵截面图；和图2为本专利技术的压差测量换能器的实施例的第二例的纵截面图。【具体实施方式】在图1中所示的压差传感器I包括封壳2，半导体压力测量换能器芯3布置于封壳2中。封壳2包括陶瓷的封壳主体20，陶瓷封壳主体20由两个陶瓷主体部21、22形成，两个陶瓷主体部21、22沿着接合部23——特别是包括玻璃焊料的接合部23——而彼此连接。半导体压力测量换能器芯3包括第一支承主体31、第二支承主体32和测量膜主体33，测量膜主体33压力密闭地固定到两个支承主体上。支承主体31、32中的每一个在其面向测量膜的一侧本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：英·图安·塔姆，弗兰克·帕斯勒，拉斐尔·泰伊朋，
申请(专利权)人：恩德莱斯和豪瑟尔两合公司，
类型：
国别省市：