[實用新型]壓力傳感器和通過接合材料形成的裝置

有效

• 申請號: 201720423660.X
• 申請日: 2017-04-20
• 公開（公告）號: CN207139052U
• 公開（公告）日: 2018-03-27
• 發明（設計）人: 馬克·G·羅莫
• 申請（專利權）人: 羅斯蒙特公司
• 主分類號: B23K1/19
• 分類號: B23K1/19
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司11021
• 代理人: 汪洋

技術領域

本實用新型涉及一種壓力傳感器和通過接合材料形成的裝置。

背景技術

許多裝置和應用需要諸如傳感器或其他電子裝置的部件被安裝或固定到諸如陶瓷，玻璃或結晶材料的脆性材料上。通常，使用合適的方法(例如氣相沉積)將金屬層沉積在脆性材料上，然后將所述部件錫焊或釬焊到金屬化層。熱膨脹系數的差異會產生可能損壞接頭或以其他方式縮短其使用壽命的應力。提供部件和脆性材料之間改進的接頭將為許多行業提供重要的進步。

實用新型內容

提供了一種壓力傳感器，包括：

壓力測量電路；

壓力傳感器管芯，該壓力傳感器管芯被構造為接收過程壓力并向壓力測量電路提供指示過程壓力的輸出；

壓力傳感器主體；和

壓力傳感器基座，該壓力傳感器基座連接到所述壓力傳感器管芯，所述壓力傳感器基座被構造成在所述壓力傳感器管芯和所述壓力傳感器主體之間提供絕緣，所述壓力傳感器基座包括：

絕緣層，該絕緣層包括脆性材料，所述絕緣層被構造為將所述壓力傳感器主體與所述壓力傳感器管芯隔離；

設置在所述絕緣層上的金屬化層；

接合材料層，該接合材料層將所述金屬化層連接到所述壓力傳感器管芯；并且

其中所述金屬化層延伸超過所述絕緣層和所述壓力傳感器管芯之間的接合區域。

在一個實施例中，其中所述絕緣層包括圓筒。

在一個實施例中，其中鉆孔延伸穿過所述絕緣層，并且其中所述鉆孔接收來自流體的過程壓力。

在一個實施例中，其中所述金屬化層和所述接合材料被施加成使得所述絕緣層和所述壓力傳感器管芯自調整為應力減小的構造。

在一個實施例中，其中所述接合材料包括錫焊料和釬焊料中的一種。

同時提供一種通過接合材料形成的裝置，包括：

金屬部件；

絕緣層，在該絕緣層上沉積有金屬化層，并且該絕緣層通過接合材料被連接到所述金屬部件；

其中所述接合材料被構造為在接合區域處將沉積的金屬化層連接到所述金屬部件，并且其中所述接合材料形成接合材料層，該接合材料層的表面積大于所述接合區域的表面積。

在一個實施例中，其中所述絕緣層包括陶瓷氧化鋁。

在一個實施例中，其中所述金屬化層延伸越過所述絕緣層的邊緣。

在一個實施例中，其中所述邊緣包括凸邊緣結構，所述金屬化層被沉積到所述凸邊緣結構上。

提供了將脆性材料接合到部件的方法。該方法包括在脆性材料的表面上沉積金屬化層。在脆性材料和部件之間施加一層接合材料，使得該部件和脆性材料限定一個界面區域。金屬化層和接合材料層延伸超出所述界面區域。

附圖說明

圖1A和1B是示出脆性材料和部件之間的可能產生應力問題的一些示例性聯接情況的剖視圖。

圖2是示出根據本實用新型的實施例的與界面區域分離的應力突增處(stress riser)的剖視圖。

圖3是示出根據本實用新型的實施例的具有位于與界面區域分開的面上的應力突增處的聯接場景的橫截面圖。

圖4是根據本實用新型的實施例的具有壓力傳感器安裝件的壓力變送器的局部剖視圖。

圖5是圖1的壓力變送器的放大剖視圖，其示出了根據本實用新型實施例的壓力傳感器安裝件。

圖6A和6B是根據本實用新型實施例的壓力傳感器安裝件的放大剖視圖。

圖7是根據本實用新型實施例的提供壓力傳感器安裝件的方法的流程圖。

具體實施方式

存在許多許下的應用：在該應用中，使用錫焊料(solder)或釬焊料(braze)以將一種自身可能是可鍛的或脆性的部件連接到脆性材料。脆性材料可以是諸如玻璃，陶瓷或結晶材料的電絕緣體。脆性材料需要首先將金屬沉積在具體限定的區域上，以便之后能夠施加錫焊或釬焊接頭。期望錫焊料和釬焊料涂覆整個金屬化區域。與諸如陶瓷的脆性材料相比，錫焊料和釬焊料具有非常不同的熱膨脹系數。相對于基礎脆性材料，錫焊料或釬焊料的熱膨脹系數的不同在初始接合后的冷卻過程中導致應力。金屬化區域的邊緣(其中錫焊料或釬焊料流入或潤濕沉積金屬的最邊緣)也可以集中應力，導致應力突增處的發展。

雖然將關于使用改進的接頭來聯接壓力變送器內的壓力傳感器的特定物理實施例來描述本實用新型的實施例，但是本領域技術人員將認識到：任何在將脆性材料連接到部件上的材料之間的不同的熱膨脹系數產生挑戰的地方，都可以實施本實用新型的實施例。