[其他]半導(dǎo)體壓力傳感器

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 85105726
• 申請(qǐng)日: 1985-07-27
• 公開（公告）號(hào): CN85105726A
• 公開（公告）日: 1987-03-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 武田次郎;市川范男;鶴岡一廣
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 株式會(huì)社日立制作所
• 主分類號(hào): G01C9/04
• 分類號(hào): G01C9/04
• 代理公司: 中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利代理部
• 代理人: 劉暉

本發(fā)明涉及到半導(dǎo)體壓力傳感器，更具體地講，本發(fā)明適合使用在測(cè)定油壓力的半導(dǎo)體傳感器，例如傳送油壓和在汽車中傳送發(fā)動(dòng)機(jī)油壓，或者在建筑機(jī)械中，傳送幾百個(gè)大氣壓的高壓液體壓力。

過去通常使用的壓力傳感器的類型是使用一個(gè)密封膜片，其結(jié)構(gòu)是將壓力通過一種液體，例如硅油，傳送到一個(gè)擴(kuò)散型應(yīng)變計(jì)的薄片上。

這種人們所知的常用的壓力傳感器，例如在1972年10月10日美國(guó)頒發(fā)的序號(hào)為3，697，919的專利，其標(biāo)題為“半導(dǎo)體壓力傳感器結(jié)構(gòu)”。在這種通常使用的壓力傳感器中，應(yīng)變計(jì)的薄片與被測(cè)的物體相絕緣，因此，壓力傳感器具有極好的腐蝕電阻。另外，由于壓力是加在應(yīng)變計(jì)的表面上，因此，壓力是沿著應(yīng)變計(jì)被壓縮的方向上作用在應(yīng)變計(jì)的結(jié)合部位，其結(jié)果，使壓力傳感器能夠承受高壓的作用。在上述類型的結(jié)構(gòu)中，用密封硅油或其他油類的方法使可靠性受到影響。為了維護(hù)油的密封性，有必要把一個(gè)密封膜緊密地焊接起來，以形成密閉放置應(yīng)變計(jì)薄片的凹槽。為了得到高可靠性，要求有高質(zhì)量的焊接技術(shù)和幾乎不會(huì)產(chǎn)生砂眼的材料。

為此，實(shí)踐中常常使用一種真空熔體材料，諸如：SuS304或SuS316做為壓力傳感器中的金屬部分，并且在真空里使用電子束焊接法進(jìn)行焊接，因此，可以用碾壓SuS304或SuS316材料制成的密封膜，然后再將它緊密地焊接起來。

然而，使用上述結(jié)構(gòu)的壓力傳感器，需要使用昂貴的焊接設(shè)備，在使用該焊接設(shè)備時(shí)可操作性比較低，而且供使用的材料也受到限制。由于這些理由，具有這種結(jié)構(gòu)的壓力傳感器存在著許多缺點(diǎn)，花費(fèi)也多。另外，由于應(yīng)變計(jì)薄片很容易受熱的影響，其可靠性也容易變低。

從這個(gè)觀點(diǎn)出發(fā)，放置傳感器的地方，例如在汽車?yán)铮仨毎l(fā)現(xiàn)一種結(jié)構(gòu)，才能在降低成本和維持其高度可靠性的前提下，大批量地制造壓力傳感器。尤其近年來，不斷提出用電子學(xué)控制油壓的要求，從而有必要迅速地發(fā)展一種小型化的、高可靠性的、低成本的壓力傳感器，用來測(cè)定油壓，并使用電子學(xué)技術(shù)控制其傳輸，以及用油壓控制汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)，或者在液壓結(jié)構(gòu)挖土機(jī)中測(cè)定油壓。

本發(fā)明的目的是提供一種具有高可靠性的半導(dǎo)體壓力傳感器。

從下面詳細(xì)敘述本發(fā)明的最佳實(shí)施方案中明顯地看到，本發(fā)明的特征在于：把一個(gè)密封膜夾在一個(gè)其中裝有半導(dǎo)體應(yīng)變計(jì)的腔體上，用一個(gè)具有壓力傳遞孔的金屬園盤在它的外圍部位上用一種塑料流體材料密封住半導(dǎo)體應(yīng)變計(jì)。

由于在金屬園盤上用了塑料流體，本發(fā)明就可能避免在密封膜片上出現(xiàn)砂眼，不再需要使用特殊的熱阻材料。例如用SuS304或SuS316，這種材料在連接密封膜和外殼體的熱處理中是必需的。根據(jù)本發(fā)明，可以防止密封膜和裝有半導(dǎo)體應(yīng)變計(jì)的腔體之間的密封處產(chǎn)生的漏油問題，并且防止由于漏油引起半導(dǎo)體應(yīng)變計(jì)的污染。

因此，本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)高可靠性的目的。

圖1表示本發(fā)明的一種實(shí)施方案;

圖2是圖1所示發(fā)明的基本部位的放大視圖。

參見圖1，具有螺旋部位1的一個(gè)金屬部件2，在金屬部件2的底端靠近螺旋部位的側(cè)邊設(shè)計(jì)一個(gè)凹槽室，在凹槽室的中心部位放置一個(gè)應(yīng)變計(jì)芯片4，其中，將應(yīng)變計(jì)芯片4焊接到用硼硅酸鹽玻璃制成的一個(gè)支撐物23上。進(jìn)一步，用一根導(dǎo)線8，通過應(yīng)變計(jì)芯片4和螺旋部位1之間的一個(gè)密封通孔18，使導(dǎo)線8與金屬部件2絕緣。一根金絲7把應(yīng)變計(jì)芯片4和導(dǎo)線8的端點(diǎn)連接起來。另一方面，將一個(gè)外殼體10裝設(shè)在金屬部件2的另一端。把一個(gè)具有溫度補(bǔ)償和輸出放大功能的電路板9安裝在腔體10的內(nèi)部。并將導(dǎo)線8連接到電路板9上。

另一方面，把一個(gè)密封膜片3緊密地焊接到凹槽室的頂部。并且將密封膜片3封住的凹槽室內(nèi)抽成真空，密封住硅油5。密封薄膜3是用薄的不銹鋼SuS304制成的，其厚度為0.05毫米的數(shù)量級(jí)，并形成瓦垅狀。設(shè)計(jì)一個(gè)具有壓力傳送孔20的平板6，用來起保護(hù)密封膜片3的作用。