傳感器及其制造方法技術

一種傳感器，尤其是壓力傳感器，具有：結構，其包括支撐體（10）；電路裝置（4），包括電路部件（3a、3b、3c、3d），在其中檢測裝置（3c）用于生成表示要被檢測的量的電信號；以及至少一個電路支撐件（4a），其被連接到所述支撐體（10）并且具有表面，在所述表面上形成多個所述電路部件（3a、3b、3c、3d），在其中導電路徑（3a、3b），其中所述電路支撐件（4a）被層壓在所述支撐體（10）的所述第一面（10a）上。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術一般而言涉及下述類型的傳感器，具有: -結構，其包括支撐體； -電路裝置，其包括電路部件，在其中包括用于生成表示要被檢測的量的電信號的檢測裝置；以及 -至少一個電路支撐件，其被固定到所述支撐體上并且具有表面，多個前述的電路部件(在其中包括導電路徑)被形成在所述表面上。已經特別關于壓力傳感器開發了本專利技術(其在任何情況下可以被應用于各種類型的傳感器)，在其中薄膜經受彈性變形，隨正被測量的流體的壓力而變化，并且所述電路部件包括用于生成表示前述薄膜的變形的電信號的檢測裝置。
技術介紹
所涉及的類型的傳感器被使用在用于在各種領域中檢測流體(液體和氣體)的壓力的設備中。這些檢測設備典型地包括限定具有用于流體(該流體的壓力要被測量)的入口的腔室的殼體，以及被容納在所述腔室中的壓力傳感器。在第一類型的解決方案中，所述傳感器具有主體，其具有限定要被暴露于所述流體的薄膜的結構功能。在所述薄膜(其至少部分地由電絕緣材料(例如，陶瓷材料或至少部分地被絕緣層覆蓋的金屬材料)制成)上，所述檢測裝置(被配置用于檢測所述薄膜自身的彎曲或彈性變形)被至少部分地設置或延伸。所述檢測裝置典型地由電阻元件、電容元件或壓電-電阻元件構成，例如，電阻器橋。所述傳感器一般也包括電路，至少部分地被容納在所述設備的所述殼體的所述腔室中，在相對于用于所述流體的所述入口絕緣的位置處。在一些情況下，所述傳感器的所述主體(其在一個或多個部分中由電絕緣材料制成)自身支撐所述電路裝置，被配置用于處理指示所述薄膜的彎曲并因此指示所述流體的壓力的信號。此電路裝置典型地由印刷電路板(該印刷電路板由玻璃增強的塑料制成)組成，在其上形成電路圖案，包括多個由導電材料制成的路徑。在所述印刷電路板上可以安裝或形成被連接到前述路徑的各種電路部件，諸如電容器、電阻器、集成電路。所述印刷電路板被固定在距所述薄膜一定距離處設置的位置上，并且被連接以便處理在所述薄膜變形時隨之生成的信號。在一些情況下，當所述傳感器的所述主體由電絕緣材料制成時，所述裝置的電路部件(諸如所述連接路徑和所述檢測裝置)經由絲網印的沉積而被直接形成在所述傳感器的所述主體的一個面上。在金屬主體的情況下，前述的面將至少部分地被一層絕緣材料覆蓋，在獲得所述電路和所述檢測裝置所必需的所述材料的沉積之前，所述絕緣材料自身可以經由絲網印而被沉積。在第二類型的已知的解決方案中，所述傳感器包括半導體材料(典型地是硅)的芯片或裸片，其限定所述檢測薄膜并且在其中直接限定小型化的電子電路。在這些解決方案中，將所述薄膜的功能和所述檢測裝置的功能集成在一個并且相同的部件中，即所述裸片。所述傳感器包括主體或基底，被提供有貫通的開口。將所述開口的一端設計為被設置與流體電路相通信，所述流體(其壓力將被測量)位于所述流體電路中，而在所述開口的相對端處，所述裸片以密封的方式被安裝以致它的薄膜將實質上面向所述開口的所述端。同樣在這些解決方案中，由玻璃增強的塑料制成的印刷電路板(在其中形成電路裝置，所述電路裝置包括被連接到所述裸片的導電路徑)可以被固定在所述主體或基底上。當所述基底由絕緣材料(例如陶瓷材料)制成時，前述電路裝置可以經由絲網印而被直接形成在其上。在導電基底的情況下，在所述電路裝置的部件和所述基底之間必須提供至少一個絕緣層，其也可以經由絲網印而被沉積。在其中電路板被固定或被從外部連接到所述傳感器的支撐體的解決方案通常呈現如下優勢:使得更大的區域可用于布置必需的電路元件，但是呈現如下缺點:需要額外的基底、不得不將其連接到所述傳感器、以及通常具有更大的總高度。同樣地，在其中所述電路裝置的許多部件(諸如導電路徑、連接觸點、檢測元件)經由材料的沉積而被直接形成在所述支撐體上的解決方案呈現某些缺點。絲網印的沉積假定預布置多個絲網或掩膜，每個限定所述電路的各個部分的布局，諸如所述路徑、所述電阻器、用于所述傳感器的外部連接的觸點、可能的絕緣層等等。每當每次同時地絲網印有限數量的支撐件(常常甚至僅一個支撐件)時，每個掩膜將被使用，以在低的產品成品率的情況下獲得在所述各個傳感器上的沉積的良好質量。在每個沉積之后，并且在下一個沉·積之前，所述支撐體必須另外經受干燥來消除在油墨中使用的溶劑并且導致所沉積的材料的固結。US 5.142.915 A公開了用于制造力傳感器元件的方法，其中未燃燒的陶瓷帶在已經被層壓在層狀基底上之后被點燃，并且其后在所述燃燒的帶上形成導體和電阻器的系統，其隨后被點燃。US 7513164 BI公開了用于制造ATF (先進的厚膜)壓力變換器的過程。在柔性的金屬基底上，至少一個介電層被沉積并且其后導體層被沉積在所述至少一個介電層上。隨后在所述導體層上沉積電路部件，并且最終沉積保護面釉。可以使用許多技術(諸如印刷、蒸發沉積、化學沉積、層壓)將所述一個或多個介電層沉積在所述金屬基底上。
技術實現思路
本專利技術具有提供傳感器(尤其是壓力傳感器)的基本目的，該傳感器與現有技術相比是更簡單的、更方便的、以及是更快生產的，并且因此具有更可控的成本。在此框架內，本專利技術的目的是指出用于制造這樣的傳感器的特別有利的方法。本專利技術的另一目的是提供傳感器，所述傳感器的結構包括支撐體，電路支撐件以穩定的方式被剛性地連接到所述支撐體，其對各種使用條件和/或相對高的溫度是有抵抗力的。根據本專利技術，通過用于制造壓力傳感器的方法以及通過具有在所附的權利要求中指定的特征的壓力傳感器(其形成關于本專利技術而被提供的技術教導的組成部分)，上述目的和將在下文顯露的又另外的目的被實現。附圖說明本專利技術的另外的目的、特征和優勢將從隨后的詳細描述和附圖清楚地顯露，其僅僅借助于說明性的并且非限制性的實例而被提供，并且在其中:-圖1是被用于生產根據本專利技術的傳感器的介電材料的帶的示意性立體 -圖2是以更大比例的圖1中示出的類型的帶的局部立體圖，在其上直接形成多個電路圖案； -圖3是圖2的帶的單一部分的立體圖，包括各自的電路裝置； -圖4和圖5分別是根據本專利技術的第一實施例的壓力傳感器的導電支撐體的示意性立體圖和示意性橫截面視 -圖6-7是圖3的帶部分與圖4-5的支撐體的組合的步驟的示意 -圖8是根據本專利技術的前述第一實施例的傳感器的制造的另外的步驟的示意 -圖9和圖10分別是根據本專利技術的第二實施例的壓力傳感器的絕緣支撐體的示意性立體圖和示意性橫截面視 -圖11-13是與圖6-8的那些相似的視圖，對應于根據本專利技術的前述第二實施例的傳感器； -圖14和圖15分別是根據本專利技術的第三實施例的壓力傳感器的支撐體的示意性立體圖和示意性橫截面視 -圖16-18是與圖6-8和圖11-13的那些相似的視圖，對應于根據本專利技術的前述第三實施例的傳感器； -圖19和圖20分別是根據本專利技術的第四實施例的壓力傳感器的支撐體的示意性立體圖和示意性橫截面視 -圖21是在圖3中示出的類型的帶的單一部分的立體圖，但是所述帶為了實施本專利技術的前述第四實施例的目的而被不同地處理； -圖22-23是與圖6-7和圖11-12的那些相似的視圖，對應于根據本專利技術的前述第四實施例的傳感器。-圖24-25是根據本專利技術的前述第四實施例的傳感器的制造的兩個另外的步驟的示意圖；以及 -圖26是從圖25的步驟得到的傳感器的本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：M莫尼基諾，
申請(專利權)人：微型金屬薄膜電阻器有限公司，
類型：
國別省市：