[發(fā)明專利]壓力測(cè)量裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201580069810.5
• 申請(qǐng)日: 2015-11-18
• 公開（公告）號(hào): CN107110729B
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丹尼爾·希克斯藤森;安德烈亞斯·古思;雷內(nèi)·齊爾曼;丹尼斯·米勒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 恩德萊斯和豪瑟爾歐洲兩合公司
• 主分類號(hào): G01L19/14
• 分類號(hào): G01L19/14;G01L19/04
• 代理公司: 中原信達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11219
• 代理人: 穆森;戚傳江

本發(fā)明描述了一種壓力測(cè)量裝置，該壓力測(cè)量裝置具有：載體(1)；基座(3)，該基座(3)連接到載體(1)；壓力傳感器(5)，該壓力傳感器(5)安裝在基座(3)上，并且該壓力傳感器(5)的底面積大于基座(5)的底面積，該壓力傳感器(5)通過基座(3)的端部被保護(hù)免于受到熱機(jī)械應(yīng)力，所述端部與壓力傳感器(5)避開，通過粘合結(jié)合(19、23、25)粘結(jié)結(jié)合到支撐件(1)中的凹槽(17)中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種壓力測(cè)量裝置，其具有載體、與載體連接的基座、以及安裝在基座上的壓力傳感器，該壓力傳感器的底表面大于基座的底表面。

背景技術(shù)

壓力測(cè)量裝置用于測(cè)量壓力，尤其是絕對(duì)壓力、相對(duì)壓力和壓差，并且用于工業(yè)測(cè)量技術(shù)。

在壓力測(cè)量技術(shù)中，常用的是所謂的半導(dǎo)體壓力傳感器。例如使用絕緣體上硅(SOI)技術(shù)，如今經(jīng)常制造基于硅的半導(dǎo)體傳感器。例如，它們被形成為通常具有膜載體和布置在膜載體上的測(cè)量膜的壓力傳感器芯片。

這些壓力傳感器是非常靈敏的，并且因此放置在通常是金屬的殼體中，并且承受壓力，所述壓力將經(jīng)由連接在上游并且填充有傳遞壓力的液體的隔膜密封件來測(cè)量。因此，殼體和壓力傳感器由具有迥然不同的熱膨脹系數(shù)的不同材料制成。因此，由于殼體與傳感器組件所需的壓力傳感器之間的機(jī)械連接，可能會(huì)產(chǎn)生影響測(cè)量膜的傳遞特性的機(jī)械應(yīng)力，從而損害可實(shí)現(xiàn)的測(cè)量精度及其再現(xiàn)性。這特別是針對(duì)測(cè)量結(jié)果的溫度依賴滯后。

為了降低作用在壓力傳感器上的溫度依賴應(yīng)力，DE 10 2007 052364A1描述了壓力傳感器芯片在陶瓷中間載體上的布置，該芯片的熱膨脹系數(shù)與半導(dǎo)體材料的熱膨脹系數(shù)相匹配。中間載體經(jīng)由用彈性粘合劑實(shí)現(xiàn)的粘合結(jié)合直接膠合到殼體的金屬載體上。柯伐合金被指定為載體的材料。柯伐合金的熱膨脹系數(shù)為6ppm/K，并且因此與諸如熱膨脹系數(shù)為16ppm/K的不銹鋼的，其成本也顯著更低的更標(biāo)準(zhǔn)殼體材料相比，顯著更接近用于壓力傳感器的2.6ppm/K的硅的熱膨脹系數(shù)。

在所描述的壓力測(cè)量裝置中，陶瓷中間載體的底表面大于布置于其上的壓力傳感器的底表面。這種情況的結(jié)果是，盡管中間層的相當(dāng)好地匹配的熱膨脹系數(shù)，但是剩余的熱機(jī)械應(yīng)力可以在整個(gè)基座底表面上對(duì)壓力傳感器產(chǎn)生影響。

作為上述的替代方案，從現(xiàn)有技術(shù)已知互補(bǔ)的解決方案，其中通過將壓力傳感器布置在其底表面明顯小于安裝于其上的壓力傳感器的底表面的基座上，來實(shí)現(xiàn)作用在壓力傳感器上的溫度依賴應(yīng)力的降低的壓力傳感器。為此目的，例如在DE 34 36 440 A1中描述了已知兩種不同的具體實(shí)施例。在一個(gè)具體實(shí)施例中，基座是殼體的金屬載體的整體部件，并且由殼體的材料制成。在第二具體實(shí)施例中，基座被形成為通過玻璃化(glazing)被放置在載體中的孔中的單獨(dú)部件。玻璃化具有以下優(yōu)點(diǎn)：其導(dǎo)致壓力傳感器抵靠殼體的電氣絕緣。然而，期間可以產(chǎn)生氣密密封玻璃化的基座材料和載體材料的材料組合受到限制。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是指出上述類型的壓力測(cè)量裝置，其中壓力傳感器被保護(hù)免受熱機(jī)械應(yīng)力。

為此，本發(fā)明包括具有如下部分的壓力測(cè)量裝置，

-載體，

-連接到載體的基座，以及

-安裝在基座上的壓力傳感器，該壓力傳感器底表面大于基座的底表面，

其特征在于，

基座的遠(yuǎn)離壓力傳感器定向的端部通過粘合結(jié)合而被膠合到載體中的凹槽中。

發(fā)展的不同之處在于，壓力傳感器通過接合被安裝在基座的從凹槽突出的端部上，所述接合尤其是粘合結(jié)合；尤其是用環(huán)氧樹脂基粘合劑、熱塑性粘合劑或硅粘合劑實(shí)現(xiàn)的粘合結(jié)合；硅粘合劑尤其是硅橡膠；從凹槽突出的端部尤其是具有零點(diǎn)幾毫米數(shù)量級(jí)的長度的突出端。