[发明专利]包封在弹性材料中的压力传感器与包括压力传感器的系统

说明书

本披露涉及包封在弹性材料中的压力传感器与包括压力传感器的系统。一种封装压力传感器，包括：MEMS压力传感器芯片；以及由具体为PDMS的弹性材料制成的包封层，所述包封层在所述MEMS压力传感器芯片之上延伸并且形成用于将施加在所述包封层的表面上的力朝向所述MEMS压力传感器芯片传递的装置。

技术领域

本披露涉及封装压力传感器，涉及包括封装压力传感器的组件，涉及包括封装压力传感器的系统并且涉及制造封装压力传感器的方法。

背景技术

半导体压力传感器通过检测作用在悬置于半导体本体之上的硅树脂的薄膜或隔膜上的压力而工作。半导体本体和膜的组件限定了当力作用在其上时针对膜的偏离的腔体。

目前，传感器已知能够测量高压力值并且配备有不锈钢芯，固定在所述不锈钢芯上的是应变计元件。应变计元件检测通过电阻变化而与应变计元件相关联的芯的几何变形。然而，出于可靠性、尺寸和成本的原因，这些传感器对于在汽车应用中使用而言不是非常便利。此外，它们并不提供高精度。

同样存在利用半导体技术获得的已知的集成压力传感器。这些传感器典型地包括悬在设置在硅体中的腔体之上的薄膜或隔膜。形成在薄膜内的是连接在一起以形成惠斯通电桥(Wheatstone Bridge)的压阻元件。当受压力时，膜变形、引起压阻元件电阻的改变，并因此惠斯通电桥不平衡。作为替代方案，电容式传感器是可用的，其中，膜提供电容器的第一极板，而第二极板是由固定参照物提供的。在使用过程中，膜的偏离生成电容器的电容变化，所述变化可以检测到并且与在膜上提取的压力相关联。

然而，这些半导体传感器自身可能不用于测量高压力，因为它们通常具有较低的满刻度值。因此，针对高压力应用，合适的封装有待提供给前述半导体压力传感器。例如，用于封装的材料包括钢、不锈钢和陶瓷。具体地，一些压力传感器被安排在陶瓷或钢容器内，所述容器具有比半导体压力传感器的敏感区域大得多的基底区域。然后，这些容器用油填充，以确保外延的表面用于施加有待测量的力并且均匀的分布力自身。然而，使用油要求容器是不漏液体的并且另外涉及高成本，限制其应用领域。

发明内容

本发明的目的是提供克服现有技术缺陷的一种封装压力传感器、一种包括封装压力传感器的组件、一种包括封装压力传感器的系统以及一种制造封装压力传感器的方法。

根据本发明，提供克服现有技术缺陷的一种封装压力传感器、一种包括封装压力传感器的组件、一种包括封装压力传感器的系统以及一种制造封装压力传感器的方法。

附图说明

为了更好地理解本公开，现在将仅通过非限制性示例并且参照附图描述其一些实施例，在附图中：

图1是根据本披露的一方面的封装压力传感器的横截面视图；

图2是图1的封装压力传感器的部分解剖透视图；

图3和图4是根据本披露的对应实施例的对应封装压力传感器的横截面视图；

图5是根据本披露的另一方面的封装压力传感器的横截面视图；

图6是根据本披露的另一方面的封装压力传感器的横截面视图；

图7至图9是根据本披露的另一实施例的与用于制造封装压力传感器的步骤相关的横截面视图；

图10A是根据图7至图9的步骤提供的封装压力传感器的实施例的横截面视图；

图10B是根据图7至图9的步骤提供的封装压力传感器的替代性实施例的横截面视图；

图11示出了图10A或图10B的安装在印刷电路板(PCB)上并且可以用作按钮的封装压力传感器；

图12是根据本披露的一方面的针对包括封装压力传感器的电子设备的框图；并且