本发明专利技术揭示了一种压力传感器。该压力传感器包括传感器芯片(11)、支撑构件(12)以及凝胶构件(13)，传感器芯片具有下凹部分(22)和界定下凹部分(22)的底部的隔膜(23)，支撑构件界定与下凹部分(22)连通的压力传输通道(33、43)，凝胶构件连续填充下凹部分(22)和压力传输通道(33、43)的至少一部分。传感器芯片(11)利用粘附剂(50)结合至支撑构件(12)的安装表面(31)。安装表面(31)上的压力传输通道(33、43)的开口端的边缘面向传感器芯片(11)的下凹部分(22)的环绕区域(21a)。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及ー种压カ传感器，其中传感器芯片的隔膜响应于透过凝胶构件(gelmember)传输的压カ而变形。
技术介绍
如专利文献I中描述的那样，已知的压カ传感器具有下凹部分和装配有测量电阻器(gauge resistor)的隔膜的传感器芯片、界定与下凹部分连通的压カ传输通道的支撑构件以及整体填充下凹部分和压カ传输通道的凝胶构件。在压カ传感器中，隔膜根据透过凝胶构件传输的压カ而变形。 这类压力传感器可用以测量安装在柴油机车辆排气管中的废气净化过滤器(例如柴油机颗粒过滤器，简写为DPF)前后的压カ差。或者，压カ传感器可用于废气再循环(EGR)系统中以测量压力。为了保护压カ传感器使其免受腐蚀性压カ介质(诸如液体和气体)的影响，压カ传感器设置有凝胶构件。在此压カ传感器中，若水进入传感器芯片的下凹部分，则水在较低温度下的冻结和体积膨胀可能会损害隔膜。由于此，凝胶构件用以防止水穿过支撑构件的压カ传输通道进入下凹部分。专利文献I :JP-2007_3449A(US 2006/0288793A)在压カ传感器中，由玻璃制成的支撑构件(例如茎部)可通过阳极结合而结合至传感器芯片。总体言之，阳极结合在这样的条件下进行，在所述条件中，茎部接地以具有低电势且传感器芯片具有高电势。在此情况下，当传感器芯片具有相较于压力传输通道径向向内突起的肩部时，肩部充当阳极结合处的点火杆，因而，电流从肩部流动。也就是说，会出现火花。这会减小结合强度且难以进行稳定的阳极结合。在上文中，当支撑构件侧上的传感器芯片的下凹部分的开ロ端比传感器芯片侧上的支撑构件的压カ传输通道的开ロ端小吋，传感器芯片具有肩部。专利文献I描述了ー种压カ传感器，其中传感器芯片侧上的茎部的压カ传输通道的开ロ端的直径比传感器芯片下凹部分开ロ端的直径小。茎部具有相较于传感器芯片下凹部分的外边缘径向向内突起的肩部。当茎部具有肩部时，可防止出现火花。在例如-30摄氏度或更低的低温下，在压カ传感器中使用的凝胶构件会硬化且运动(流动)以缓解所产生的应力。因此，隔膜的测量电阻器的电阻会变化，且传感器输出特性也会变化。在高温下，凝胶构件会膨胀且传感器输出特性会相应地改变。当压カ传感器位于废气环境下且长时间曝露至废气的酸性成分(诸如硝酸等)时，凝胶构件的表面层会硬化。当凝胶构件的表面层硬化时，传感器输出大程度变化。特定言之，在高温下，传感器输出由于凝胶构件的硬化而大程度变化。如上所述，茎部可具有肩部。在此情况下，当凝胶构件从下凹部分向茎部运动吋，凝胶构件对茎部的粘滞阻力较大。粘滞阻力抑制凝胶构件向茎部运动。当凝胶构件从茎部向下凹部分运动时，粘滞阻カ较小。因而，当茎部具有肩部时，凝胶构件可比传感器芯片具有肩部时更容易地从茎部运动至下凹部分。应カ可作用在隔膜上。
技术实现思路
鉴于上述内容，本专利技术的目的在于提供ー种压カ传感器，其可避免由火花导致的结合强度减小，并可有效防止由凝胶构件的变形所产生的应力作用在隔膜上。根据本掲示内容的示例，压カ传感器包括传感器芯片、支撑构件和凝胶构件。传感器芯片具有下凹部分、隔膜和测量电阻器。下凹部分在传感器芯片的ー个表面上具有开ロ端。隔膜界定下凹部分的底部。测量电阻器形成在隔膜上。支撑构件具有面向传感器芯片的ー个表面的安装表面。该安装表面是传感器芯片固定至其的表面。支撑构件界定压カ传输通道，压カ传输通道在安装表面上具有开ロ端且与下凹部分连通。凝胶构件连续填充下凹部分以及压力传输通道的至少一部分，并保护隔膜。测量电阻器的电阻响应于通过凝胶构件传输到隔膜的压カ介质的压力以及隔膜的变形而变化。支撑构件的安装表面上的压カ传输通道的开ロ端的边缘面向传感器芯片的ー个表面上的下凹部分的开ロ端的环绕区域。与凝胶构件接触的压カ传输通道的至少一部分在安装表面上的开ロ端处具有最小的横截面积且在距隔膜最远的位置处具有最大的横截面积。给定位置处的压力传输通道的至少ー部分的横截面积大于或等于隔膜与给定位置之间的横截面积。支撑构件包括具有安装表面 的第一支撑部分。第一支撑部分进ー步具有与安装表面相対的后表面，且界定从安装表面穿透至后表面的第一压カ传输通道部分。传感器芯片利用粘附剂结合至第一支撑部分的安装表面。第一压カ传输通道部分包括在压カ传输通道中。第一位置处的第一压カ传输通道部分的横截面积大于第二位置处的第一压カ传输通道部分的横截面积。第一位置是安装表面上的第一压カ传输通道部分的开ロ端。第二位置是与凝胶构件接触的第一压カ传输通道部分的一部分中距隔膜距离最远的位置。第一支撑部分是传感器芯片仅经由粘附剂固定至其的部分。根据上述内容，压カ传感器可避免由火花导致的结合强度的减小，且可有效防止由于凝胶构件变形而引起的应力作用在隔膜上。附图说明从參照附图进行的下文描述将更清楚地了解本专利技术的上述和其他目的、特征和优点。图中图I是第一实施例的压カ传感器的横截面图；图2是示出凝胶构件处于变形状态中的比较示例的压カ传感器的横截面图；图3是示出如图I所示的压カ传感器的凝胶构件的变形状态的横截面图；图4A是示出在应カ分析中使用的第一实例的图，第一实例是这样ー种压カ传感器，其中传感器芯片具有如图I中所示情况的肩部；图4B是示出在应カ分析中使用的第二实例的图，第二实例是这样ー种压カ传感器，其中传感器芯片具有如图2中比较示例的情况的肩部；图5是示出第一实例与第二实例的应カ分析的结果；图6是示出凝胶构件的厚度与作用在隔膜上的应カ变化量之间的关系的图；图7是示出凝胶构件的表面积与作用在隔膜上的应カ变化量之间的关系的图；图8是示出第一实施例的第一变型的横截面图9是示出第一实施例的第二变型的横截面图；图10是示出第一实施例的第三变型的横截面图；图11是第二实施例的压カ传感器的横截面图；图12是示出第二实施例的变型的横截面图；图13是示出第三实施例的压カ传感器的横截面图；且图14是示出在制造压カ传感器中凝胶构件的硬化处理的横截面图。具体实施例方式下文将參照附图描述实施例。下文中相同的附图标记用于指示相同部分。为简化附图，图4A和4B中省略了将茎部(茎干)和壳相互结合的粘附层。另外，为简化附图，图 2、3和8至10中省略了壳。(第一实施例)本实施例的压カ传感器10可用以测量例如腐蚀性压カ介质(诸如腐蚀性液体或气体)的压力。具体言之，压カ传感器10可用以测量柴油机车辆的排气管中的废气压力。或者，压カ传感器10可用以测量排气管中的废气净化过滤器(例如柴油机颗粒过滤器)前后的压カ差。或者，压カ传感器10可用以测量废气再循环(EGR)系统中的压力。如图I所示，压カ传感器10包括传感器芯片11、支撑构件12、凝胶构件13和粘附层50。传感器芯片11具有下凹部分22。支撑构件12支撑传感器芯片11并界定充当压カ传输通道的通孔33、43。下凹部分22和通孔33、43中的至少一部分填充有凝胶构件13。支撑构件12包括充当第一支撑部分的至少ー个茎部30。在本实施例中，支撑构件12进ー步包括充当第二支撑部分的壳40。粘附层50可对应于粘附剂。传感器芯片11包括半导体基底等。传感器芯片11具有前表面20和后表面21。传感器芯片11的下凹部分22在后表面21上开ロ。后表面21可对应于传感器芯片11的ー个表面。下凹部分22通过蚀刻传感器芯片11的后表面本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
2011.03.23 JP 064736/2011;2012.01.27 JP 015640/2011.ー种压カ传感器，包括 传感器芯片(11)，具有 下凹部分(22)，其在所述传感器芯片(11)的ー个表面(21)上具有开ロ端； 隔膜(23)，其界定所述下凹部分(22)的底部，和 测量电阻器(24)，其形成在所述隔膜(23)上； 支撑构件(12)，具有 安装表面(31)，其面向所述传感器芯片(11)的所述ー个表面(21)，且是传感器芯片(11)固定至其的表面,和 压カ传输通道(33、43)，其在所述安装表面(31)上具有开ロ端，且与所述下凹部分(22)连通；以及 凝胶构件(13)，其连续填充所述下凹部分(22)和所述压カ传输通道(33、43)的至少ー部分，且保护所述隔膜(23)， 其中 响应于通过所述凝胶构件(13)传输到所述隔膜(23)的压カ介质的压カ以及隔膜(23)的变形，测量电阻器(24)的电阻变化； 所述支撑构件(12)的所述安装表面(31)上的所述压カ传输通道(33、43)的开ロ端的边缘(34)面向所述传感器芯片(11)的所述ー个表面(21)上的所述下凹部分(22)的开ロ端的环绕区域(21a)； 与所述凝胶构件(13)接触的所述压カ传输通道(33、43)的至少一部分在所述安装表面(31)的所述开ロ端处具有最小的横截面面积，且在距所述隔膜(23)最远的位置处具有最大的横截面面积； 给定位置处的所述压カ传输通道(33、43)的至少一部分的横截面面积大于或等于所述隔膜(23)与所述给定位置之间的横截面面积； 所述支撑构件(12)包括具有所述安装表面(31)的第一支撑部分(30)； 所述第一支撑部分(30)进ー步具有与所述安装表面(31)相対的后表面(32)，并界定从所述安装表面(31)穿透至所述后表面(32)的第一压カ传输通道部分(33)； 所述传感器芯片(11)利用粘合剂(50)结合至所述第一支撑部分(30)的所述安装部分(31)； 所述第一压カ传输通道部分(33)包括在所述压カ传输通道(33、43)中； 第一位置处的所述第一压カ传输通道部分(33)的横截面面积大于第二位置处的第一压カ传输通道部分(33)的横截面面积； 所述第一位置是所述安装表面(31)上的所述第一压カ传输通道部分(33)的开ロ端；所述第二位置是与所述凝胶构件(13)接触的所述第一压カ传输通道部分(33)的一...
【专利技术属性】
技术研发人员：大矢晃示，
申请(专利权)人：株式会社电装，
类型：发明
国别省市：
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