[发明专利]压力传感器组件有效

专利信息
申请号: 201811228072.6 申请日: 2018-10-22
公开(公告)号: CN109696268B 公开(公告)日: 2021-11-23
发明(设计)人: B.W.圭拉迪 申请(专利权)人: 泰连公司
主分类号: G01L9/04 分类号: G01L9/04;G01L9/06
代理公司: 北京市柳沈律师事务所 11105 代理人: 葛青
地址: 美国宾夕*** 国省代码: 暂无信息
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摘要:
搜索关键词: 压力传感器 组件
【说明书】:

一种压力传感器组件(100)包括传感器管芯(102)和陶瓷基板(104)。所述传感器管芯包括具有隔膜(106)的硅芯片(202),所述隔膜配置为暴露于工作流体。所述传感器管芯包括一个或多个电感测元件(109),其安装在所述隔膜上且配置为测量所述工作流体的压力。所述传感器管芯经由焊料层(201)安装至所述陶瓷基板,所述焊料层接合所述陶瓷基板和所述传感器管芯的第二侧(204)。

技术领域

本文的主题总体上涉及配置为测量工作流体的压力的压力传感器组件。

背景技术

已知的压力传感器组件或封装包括安装在用于结构支撑的基板上的半导体压力传感器管芯。半导体压力传感器管芯可以是微机电系统(MEMS)装置,其具有微米量级的小尺寸。基板可以安装到外壳、壳体或块,例如汽车的变速箱,从而允许压力传感器管芯测量壳体内的油的压力。

已知的压力传感器封装通常设计成在相对舒适的环境中监测相对惰性的气体和/或非侵蚀性(例如,有限的腐蚀性、有限的酸度等)液体,并且不能在苛刻的化学环境中和/或相对较高的压力下可靠且可持续地工作。例如,被配置用于与相对苛刻的化学物质(例如燃料、油、尿素、制冷剂等)一起使用的一些压力传感器封装具有穿过基板的端口,其允许化学物质撞击在压力传感器管芯的底侧上,而电气元件设置在压力传感器管芯的顶侧上,以保护电气元件免受化学物质的影响。

使用软粘合剂(例如室温硫化(RTV)硅橡胶)将一些压力传感器管芯附接到对应的基板。但是,使用RTV硅橡胶有几个缺点。例如,RTV硅橡胶可能具有有限的粘合特性,使得RTV硅橡胶仅能在低于约200psi等的压力下将传感器管芯可靠地固定到基板。因此,标准RTV硅橡胶通常不用于高达300psi或更高的高压应用。此外,RTV硅橡胶可能无法承受暴露于苛刻的流体,因为已知一些燃料会导致RTV硅橡胶膨胀,而其他流体可能导致RTV硅橡胶劣化并失去粘附力。

一些已知的压力传感器管芯使用金属焊料材料附接到金属基板。但是,使用具有压力传感器管芯的金属基板具有若干缺点,特别是在高温(例如,高达150摄氏度(℃))和低温(例如,低至-40℃)时。例如,金属基板可具有与压力传感器管芯的热膨胀系数(CTE)显著不同的CTE。这种CTE不匹配可能在高温和低温时产生压力传感器管芯上的高热机械应力。压力传感器管芯上的应力可能在压力传感器中引起误差(例如,热滞后、压力滞后、零偏移稳定性、压力下的输出稳定性、以及其他不可补偿的误差),从而使压力传感器管芯在测量处于所需精度水平的流体的压力时不精确并且实际上不工作。

因此,需要一种压力传感器组件,即使在暴露于苛刻环境(其可包括高温和低温、腐蚀性流体、高压等)时,也能可靠地提供工作流体的精确测量。

发明内容

在一个实施例中,提供一种压力传感器组件,其包括传感器管芯和陶瓷基板。所述传感器管芯具有第一侧和与所述第一侧相对的第二侧。所述传感器管芯包括具有隔膜的硅芯片,所述隔膜配置为暴露于工作流体。所述传感器管芯包括一个或多个电感测元件,所述一个或多个电感测元件安装在所述隔膜上且配置为测量所述工作流体的压力。所述传感器管芯经由焊料层安装至所述陶瓷基板,所述焊料层接合所述陶瓷基板和所述传感器管芯的第二侧。

附图说明

现在将参照附图以示例的方式描述本发明,在附图中:

图1是根据实施例的压力传感器组件的一部分的透视图;

图2是根据实施例的压力传感器组件的分解截面图;

图3是用于组装根据实施例的压力传感器组件的方法的流程图;

图4是根据另一实施例的压力传感器组件的截面图;

图5是根据一个示例应用的安装在插头配件中的压力传感器组件的侧视截面图;

图6是根据另一示例应用的压力传感器组件的侧视截面图。

具体实施方式

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