具有故障安全媒質密封的傳感器制造技術

本發明專利技術涉及具有故障安全媒質密封的傳感器。本公開內容大體涉及在使用期間暴露給媒質的傳感器。在一些情況中，傳感器組件包括安置在基底上的傳感器元件，其中所述傳感器元件可以機械地和電氣地連接到基底，并且可以與媒質入口端口流體連通。傳感器組件可以包括密封到傳感器組件的基底的蓋子以把傳感器元件包圍在密封室中。在一些實例中，傳感器組件可以包括在傳感器組件的基底上的接合層，以及蓋子可以密封到該接合層以形成密封室。在一些實例中，在傳感器元件在使用期間形成泄漏的情況下，密封室可以幫助為傳感器組件提供故障安全媒質密封。

【技術實現步驟摘要】

本公開內容大體涉及傳感器，并且更特別涉及在使用期間暴露給媒質的傳感器。
技術介紹
如今傳感器一般用來感測諸如溫度、濕度、壓力、流量、導熱性、氣體濃度之類的環境參數以及許多其他環境參數。這樣的傳感器被用在寬泛的應用中，所述應用例如包括醫療應用、飛行控制應用、工業過程應用、燃燒控制應用、天氣監視應用、水計量應用以及許多其他應用。
技術實現思路
本公開內容大體涉及傳感器，并且更特別涉及在使用期間暴露給媒質的傳感器。一個說明性傳感器組件可以包括壓力傳感器組件。雖然這里把壓力傳感器組件作為示例，但是應當意識到可以使用在使用期間暴露給媒質的任何形式的傳感器。說明性壓力傳感器組件可以具有壓力端口，其放置與要感測的媒質流體連通的壓力感測元件。感測元件可以感測媒質的施加壓力，并且可以輸出與感測的施加壓力有關的度量。壓力傳感器組件可以包括蓋子，其被配置為幫助把感測元件包圍和密封在密封室中。蓋子可以被配置為在感測元件泄漏或變得從壓力端口驅離由此使密封室暴露給施加壓力和媒質的情況下經受得住該施加壓力。這可以增強壓力傳感器組件的安全性，特別是當媒質是有毒的、酸性的、或者以其他方式對于人員和/或周圍設備而言可能是危險的時更是如此。密封室還可以通過維持系統壓力而幫助增加使用壓力傳感器組件的整個系統的可靠性，即使在使用期間壓力傳感器組件的感測元件顯現出泄漏(例如，爆破)或者變得從壓力端口驅離的情況下也是如此。在一些實例中，壓力傳感器組件可以包括基底、固定到基底的傳感器子組件、把傳感器子組件電氣連接到基底的一個或多個線接合、形成在基底上的接合層以及附著于接合層的蓋子，其中蓋子和基底配置為把感測元件和一個或多個線接合包圍和密封在密封室中?；卓梢跃哂袕钠浔硞妊由斓狡淝皞鹊拈_口，使得傳感器子組件的壓力端口的支架可以延伸到基底的該開口中。傳感器子組件還可以包括固定到壓力端口的感測元件，其中感測元件可以與從壓力傳感器組件的壓力輸入端口延伸，通過支架到感測元件的壓力端口管道流體連通。該組件的線接合可以把感測元件的一個或多個電氣端子電氣連接到基底前側上的一個或多個線接合焊盤。此外，接合層可以圍繞所述感測元件和所述一個或多個線接合焊盤的周界形成在所述基底的前側上。蓋子可以相對于基底來附著，并且蓋子可以與基底形成連續密封，其中該連續密封可以在傳感器元件的周圍完全延伸。蓋子可以密封到基底以形成把感測元件包圍在其中的密封室。所述密封室可以配置為例如在達到所述感測元件的爆破壓力并且媒質爆破通過所述感測元件且進入所述密封室的情況下容納泄漏的媒質。蓋子可以配置為在感測元件在使用中形成泄漏(例如，爆破)或變得從壓力端口驅離的情況下經受得住施加到該感測元件的預定施加壓力。在一些實例中，并且盡管不要求，可以不把用于感測元件的補償電路包括在密封室內。這可以幫助減小蓋子(和密封室)的大小，這可以在感測元件泄漏(例如，爆破)或變得從壓力端口驅離的情況下幫助增加蓋子可以經受得住的應用壓力。提供了前述概要以便利對對于本公開內容而言獨有的創造性特征中的一些特征的理解，并且不意圖是全面說明。通過把整個說明書、權利要求書、附圖和摘要作為整體，可以獲得對本公開內容的全面理解。附圖說明鑒于結合附圖對本公開內容的各種說明性實施例的以下說明，可以更完全地理解本公開內各，在附圖中 圖1是包括蓋子的說明性壓力傳感器組件的示意性剖視 圖2是蓋子被移除的圖1的說明性壓力傳感器組件的示意性俯視 圖3是說明性應用中的說明性壓力傳感器組件的示意性剖視 圖4A是圖1的說明性壓力傳感器組件的一部分的放大示意性視圖，其示出了蓋子和基底之間的連接； 圖4B是說明性壓力傳感器組件的一部分的放大示意性視圖，其示出了蓋子和基底之間的連接；以及 圖4C是說明性壓力傳感器組件的一部分的放大示意性視圖，其示出了蓋子和基底之間的另一連接。雖然本公開內容順從于各種修改和替代形式，但是在附圖中借助示例已經示出了其細節，并且將詳細描述其細節。然而，應當理解，目的不是把本公開內容的各方面局限于本文所描述的特定說明性實施例。相反，目的是覆蓋落入本公開內容的精神和范圍內的所有修改、等同物以及代替體。具體實施例方式應當參考附圖來閱讀以下說明，其中，遍及若干視圖類似的附圖標記指示類似的元素。本說明書和附圖示出了意味著是對本公開內容的說明的若干實施例。參考附圖，以及在一個說明性實施例中，示出了壓力傳感器組件。雖然這里把壓力傳感器組件作為示例，但是應當意識到可以使用在使用期間暴露給媒質的任何形式的傳感器。圖1的說明性壓力傳感器組件10包括具有前側12a和背側12b的基底12，與壓力端口24的壓力端口管道26連通的傳感器或感測元件14，其中，該壓力端口固定到基底12的背側12b，而蓋子16相對于基底12被附著上?？梢韵鄬τ诨?2來附著蓋子16以便把感測元件14的背側包圍和密封在密封室28內。感測元件14可以是任何類型的感測元件，并且在一說明性實施例中，感測元件14是壓力感測元件，諸如絕對壓力感測元件、表壓力感測元件、或者如果需要是其他壓力感測元件。示例感測元件可以包括但不限于美國專利7，503，221、7，493，822、7，216，547,7, 082，835,6, 923，069,6, 877，380 中以及美國專利申請公開 2010/0180688、2010/0064818,2010/00184324,2007/0095144 和 2003/0167851 中所描述的那些，所有這些美國專利以及美國專利公開都通過引用結合于此?；?2在基底12的前側12a上可以具有一個或多個跡線或線接合焊盤18，以及感測元件14可以包括一個或多個電氣端子20。(一個或多個)端子20通過任何已知電氣連接技術可以電氣連接到基底12上的(一個或多個)跡線或(一個或多個)焊盤18。例如，以及在該說明性實施例中，可以利用線接合22或者其他電氣連接器來把(一個或多個)電氣端子20電氣連接到(一個或多個)接合焊盤18。壓力傳感器組件10的由任何合適材料(例如，金屬、陶瓷等等)制成的基底12可以包括至少部分由內部邊緣30限定的開口，其中該開口可以從前側12a延伸到基底12的背側12b。傳感器子組件13可以包括感測元件14和壓力端口 24，其中傳感器子組件13可以延伸到基底12的開口中和/或通過該開口，并且壓力端口 24可以在壓力端口 -基底交接部(interface) 32處固定到基底12的背側12b,如圖1中所看出的?？商鎿Q地,壓力端口24和基底12可以由單片材料形成，這可以消除在壓力端口 24和基底12之間創建連接或交接部的需要。在一些情況中，壓力端口 24可以包括延伸到由基底12的內部邊緣30限定的開口中的支架34，其中可以把支架34和基底12的開口配置為鄰近基底12的前側12a來安置感測元件14。壓力端口 24可以限定壓力端口管道26，其中壓力端口管道26可以從壓力輸入端口 36延伸，通過支架34，并且到感測元件14的背側。如圖2中所看出的，基底12可以包括形成在基底12的前側12a上或者鄰近于基底12的前側12a并且圍繞感測元件14和(一個或多個)跡線或(一個或多個)焊盤18的周界(為了簡明起見示出了從該周界延伸的虛線40)的環或接合層3本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種壓力傳感器組件，其具有用于接收施加施加壓力的媒質的壓力輸入端口，所述壓力傳感器組件包括：基底，其具有前側和背側；具有爆破壓力的傳感器元件，所述傳感器元件具有連接到所述基底的前側上的一個或多個線接合焊盤的一個或多個電氣端子，以及其中所述傳感器元件通過延伸到所述基底背側外的壓力端口管道而暴露給所述施加壓力；相對于所述基底附著的蓋子，所述蓋子和基底配置為把所述感測元件包圍和密封在密封室中；以及其中所述蓋子和所述基底配置為如果在所述施加壓力超過引起所述傳感器元件爆破的爆破壓力的情況下所述媒質進入所述密封室，則把所述媒質容納在所述密封室中。

【技術特征摘要】
2011.10.25 US 13/2811831.一種壓力傳感器組件，其具有用于接收施加施加壓力的媒質的壓力輸入端口，所述壓力傳感器組件包括: 基底，其具有前側和背側； 具有爆破壓力的傳感器元件，所述傳感器元件具有連接到所述基底的前側上的一個或多個線接合焊盤的一個或多個電氣端子，以及其中所述傳感器元件通過延伸到所述基底背側外的壓力端口管道而暴露給所述施加壓力； 相對于所述基底附著的蓋子，所述蓋子和基底配置為把所述感測元件包圍和密封在密封室中；以及 其中所述蓋子和所述基底配置為如果在所述施加壓力超過引起所述傳感器元件爆破的爆破壓力的情況下所述媒質進入所述密封室，則把所述媒質容納在所述密封室中。2.如權利要求1所述的壓力傳感器組件，其中所述蓋子配置為由魯棒材料制成并且剛性附著于所述基底，以便在所述感測元件形成泄漏的情況下經受得住施加到所述感測元件的施加壓力。3.如權利要求2所述的壓力傳感器組件，其中所述施加壓力大于5000psi。4.如權利要求1所述的壓力傳感器組件，還包括: 接合層，其圍繞所述感測元件和所述一個或多個線接合焊盤的周界形成在所述基底的前側上；以及 其中所述接合層是金屬的，并且其中所述蓋子的接觸側接觸所述接合層且使用剛性連接密封到所述接合層。5.如權利要求4所述的壓力傳感器組件，其中: 所述蓋子是從金屬板沖壓的金屬蓋； 所述蓋子包括頂部、端部張開的環以及延伸在所述頂部和所述端部張開的環之間的側壁； 所述端部張開的環附著到所述基底的接合層；以及 所述剛...

【專利技術屬性】
技術研發人員：P羅斯戈，R瓊斯，
申請(專利權)人：霍尼韋爾國際公司，
類型：發明
國別省市：