[发明专利]压力传感器

说明书

一种压力传感器，包括具有第一壳体的基板，所述第一壳体限定布置在其上的气体填充内部腔体。弹性密封元件附接到第一壳体的自由端并且大致覆盖内部腔体的开口端以用于相对于外部环境密封内部腔体。弹性密封元件的一部分配置为响应于作用在其上的压力而可移动。半导体晶片布置在基板上并且限定压力传感膜片，所述压力传感膜片暴露于占据内部腔体的气体。

技术领域

本申请涉及传感器。更具体地，本申请涉及用于检测流体(包括气体)压力的传感器。

背景技术

压力传感器(或换能器)将作用在其上的压力转换成电信号，作为施加压力的函数。这些传感器通常包含在压力传感器封装中，并且包括压力传感器件，例如硅晶片。这种器件通常使用基于微机械或微机电系统(MEMS)的技术制造。制造压力传感器封装的一种常用技术是将MEMS器件附接到基板上，例如陶瓷或印刷电路板(PCB)基板。启用诸如专用集成电路(ASIC)之类的电路组件以及导电键合焊盘和/或电迹线可以安装到或形成在基板上，用于电连接到MEMS器件以执行期望的功能(例如，模拟到数字转换和/或放大)。

已经为各种各样的应用开发了各种压力传感器拓扑。一个重要的使用领域包括用于监测的医疗应用，例如，监测患者的心率。在该领域中使用的现有传感器，包括可穿戴设备，利用凝胶填充的壳体将压力波从其与患者接触的传感端传递到也设置在凝胶填充的壳体内的压敏晶片。除了提供压力传递介质之外，例如，凝胶还用于保护传感器组件的电子部件免受湿气和其他有害的环境特性的影响。然而，这些凝胶填充的传感器存在几个缺点。值得注意的是，如果对其暴露表面施加过大的力，则在这些实施例中使用的凝胶会受到破坏。同样地，施加在凝胶上的过度循环负载会损坏封装的电子部件，包括用于在传感器元件之间建立电连接的键合线。由于凝胶具有显著的质量，这些压力传感器也倾向于对加速力敏感，这可能导致不准确的测量。

需要替代的压力传感器系统和方法。

发明内容

在本公开的一个实施例中，提供了一种用于测量压力的传感器。该传感器包括具有第一壳体的基板，所述第一壳体限定布置在其上的气体填充的内部腔体。弹性密封元件附接到第一壳体的自由端并且大致覆盖内部腔体的开口端，用于相对于外部环境密封内部腔体。弹性密封元件的一部分配置为响应于作用在其上的压力而可移动。半导体晶片布置在基板上并且限定压力传感膜片，所述压力传感膜片暴露于占据内部腔体的气体。

在本公开的另一个实施例中，压力传感器包括第一壳体，所述第一壳体限定形成在其中的第一腔体空间。半导体晶片与第一腔体空间连通并且配置为将作用在其上的压力转换成相应的电信号。弹性密封元件布置在第一壳体上并覆盖第一腔体空间的开口端。弹性密封元件的一部分配置为响应于作用在其上的压力而可移动。机械止动件设置在所述弹性密封元件的可移动部分和所述半导体晶片之间。

在本公开的又一个实施例中，提供了一种测量诸如患者的心率之类的生理信号的方法。该方法包括将心率传感器的弹性压敏密封元件的暴露侧放置为与患者接触的步骤。利用暴露于壳体的气体填充内部的压力传感半导体晶片，检测作用在压敏密封元件的暴露侧上并且通过心率传感器的壳体的气体填充内部传递的压力。

附图说明

图1A是根据现有技术的仪表或差分压力传感器封装的剖视图。

图1B是图1A的压力传感器封装的简化俯视图。

图2是根据现有技术的绝对压力传感器封装的剖视图。

图3是根据现有技术的凝胶填充压力传感器封装的局部剖视图。

图4A是根据本公开的实施例的压力传感器封装的剖视图。

图4B是图4A的压力传感器封装的俯视图。

图4C是图4A的压力传感器封装的另一剖视图。

图5A是根据本公开另一实施例的压力传感器封装的剖视图。