[發明專利]壓力傳感器

有效

• 申請號: 202211637925.8
• 申請日: 2022-12-20
• 公開（公告）號: CN115615587B
• 公開（公告）日: 2023-03-07
• 發明（設計）人: 呂萍;李剛
• 申請（專利權）人: 蘇州敏芯微電子技術股份有限公司
• 主分類號: G01L1/20
• 分類號: G01L1/20;G01L9/02
• 代理公司: 深圳紫藤知識產權代理有限公司 44570
• 代理人: 黃威

本發明提供了一種壓力傳感器，包括：基底，所述基底包括容納在所述基底的主體內部的第一空腔以及位于所述基底的所述第一空腔和所述第一表面之間的第一力敏感膜，旨在通過在所述第一空腔內設置有第一凸起部，并且在所述基底的厚度方向上，所述第一凸起部的高度小于所述第一空腔的深度，每個所述壓敏電阻的投影位于所述第一空腔的投影范圍內，且每個所述壓敏電阻的投影與所述第一凸起部的投影不交疊。采用本發明提供的技術方案能夠實現兩種不同量程段的壓力測試，以及封裝產品尺寸的小型化。

技術領域

本發明涉及一種傳感器技術領域，更為具體的說涉及壓力傳感器。

背景技術

現有基于MEMS（Micro-Electro-Mechanical System，微機電系統）技術的力傳感器原理有壓阻式和電容式，其中壓阻式傳感器以其高靈敏和優異的線性度，并廣泛應用于消費電子、可穿戴設備、智能家居、醫療、汽車電子和工控領域。其中，在可穿戴設備應用中，比如手環、運動手表等等，內部裝配有特定應用的壓阻式壓力傳感器，如血壓計傳感器可監測人體血壓及心跳；氣壓計傳感器可監測天氣狀況、海拔高度等等。

然而，這些可穿戴設備不僅要求壓力傳感器小型化，又要求性能優異。在實際應用中，希望能在不增加傳感器芯片數量的前提下，可以有多種量程（小量程和大量程）的壓力傳感器，滿足不同的應用。如運動手表中，希望既可以檢測小量程范圍內的氣壓靈敏度，如通過測量大氣壓力來監測天氣情況；用戶上下樓梯，通過檢測小量程范圍內的海拔變化，以計算用戶燃燒的卡路里數量；同時，也希望測量大量程范圍內的壓力，如深水壓力檢測，在水下提供精確的垂直定位，用于潛水或水下作業。所以單一量程的壓力芯片不再滿足需求，盡管可以在一個芯片上同時制作兩個腔體的絕壓芯片，或者在客戶的基板上放置兩個不同量程的芯片，但如此整個產品的封裝尺寸大，就不符合可穿戴設備的小型化要求。

有鑒于此，亟需提供一種小型化（不改變現有的封裝尺寸規格），能夠適應多種量程監測的壓力傳感器。

發明內容

本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一，提供一種壓力傳感器。

本發明的目的采用以下技術方案實現：

根據本發明的一方面，提供一種壓力傳感器，包括：基底，在所述基底的厚度方向上，所述基底具有相對的第一表面和第二表面；所述基底包括容納在所述基底的主體內部的第一空腔以及位于所述基底的所述第一空腔和所述第一表面之間的第一力敏感膜，在所述基底的厚度方向上，所述第一空腔包括相對設置的底部和頂部，所述頂部與所述第一力敏感膜直接接觸；多個壓敏電阻，所述多個壓敏電阻設置在所述第一力敏感膜遠離所述第一空腔的一側，所述多個壓敏電阻的阻值隨所述第一力敏感膜的形變而變化；其中，在所述第一空腔內設置有至少一個第一凸起部，在所述基底的厚度方向上，所述第一凸起部的高度小于所述第一空腔的深度，每個所述壓敏電阻的投影位于所述第一空腔的投影范圍內，且每個所述壓敏電阻的投影與所述第一凸起部的投影不交疊。

可選地，所述至少一個第一凸起部設置在所述第一空腔的所述底部朝向所述頂部的一側。

進一步地，所述壓力傳感器還包括至少一個第二凸起部，所述至少一個第二凸起部設置在所述第一力敏感膜朝向所述第一空腔的一側；在所述基底的厚度方向上，每個所述第二凸起部與所述第一空腔的所述底部之間具有間隙。

可選地，所述至少一個第一凸起部包括一個第一凸起部，在所述基底的厚度方向上，所述第一凸起部的投影位于所述至少一個第二凸起部的投影所圍合區域內。

進一步地，當所述第一力敏感膜在受力發生變形之后，并且位于所述第一凸起部之上的所述第一力敏感膜在與所述第一凸起部接觸不發生變形的情況下，所述至少一個第二凸起部作為止擋件，用于限制所述第一力敏感膜發生側向滑動。

可選地，所述至少一個第一凸起部包括多個第一凸起部，所述至少一個第二凸起部包括多個第二凸起部；在所述基底的厚度方向上，所述多個第一凸起部的投影與所述多個第二凸起部的投影由內到外呈環形錯位排布。