高穩定性單晶硅壓差傳感器的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種檢測工具，尤其是一種高穩定性單晶硅壓差傳感器。
【背景技術】
[0002] 壓差傳感器是工業領域中，測量氣體或液體的壓力差的常用工具。現有的壓差傳 感器其在檢測過程中，往往由于傳感器的內部結構以及芯片的布局，導致傳感器的靜壓性 能不佳，從而致使傳感器在工作過程中的工作穩定性不佳；同時，傳統的壓差傳感器的過壓 性能通常經由傳感器芯片而決定，進而導致壓差傳感器的過壓性能受限，難以使得傳感器 適應更為復雜的工作環境。
【發明內容】
[0003] 本發明要解決的技術問題是提供一種工業領域內測量氣體或液體的壓力差的傳 感器，其可在壓差檢測過程中顯著改善傳感器的靜壓性能與過壓性能。
[0004] 為解決上述技術問題，本發明涉及一種高穩定性單晶硅壓差傳感器，所述高穩定 性單晶硅壓差傳感器包括有傳感器殼體，所述傳感器殼體包括有傳感器正壓腔，傳感器負 壓腔，以及設置于傳感器殼體內部的單晶硅傳感器芯片；所述傳感器正壓腔中設置有由其 端面連通至單晶硅傳感器芯片下端面的第一通油孔，所述傳感器負壓腔中設置有由其端面 連通至單晶硅傳感器芯片上端面的第二通油孔；所述傳感器殼體中設置有，由傳感器殼體 外部分別連通至第一通油孔與第二通油孔的充油管道；所述單晶硅傳感器芯片連接有延伸 至傳感器殼體外部的電性接口。
[0005] 作為本發明的一種改進，所述傳感器正壓腔與傳感器負極腔的相對端面設置有過 壓膜片，所述第一通油孔中包括有朝向過壓膜片延伸的第一支管，所述第二通油孔中包括 有朝向過壓膜片延伸的第二支管，第一支管、第二支管均與過壓膜片相互導通。采用上述設 計，其可使得壓差傳感器在檢測壓力的過程中，當傳感器正壓腔與傳感器負壓腔中的任意 單邊壓力過大時，過壓膜片可自行發生反向形變，從而將過大的壓力得以釋放，以避免單晶 硅傳感器芯片受到破壞。
[0006] 作為本發明的一種改進，所述過壓膜片相對于第一支管、第二支管的端面分別設 置有朝向第一支管、第二支管彎曲的曲面槽體，所述第一支管與第二支管相對于過壓膜片 的端部分別位于其所對應的曲面槽體的底端面。采用上述設計，其可通過壓膜片兩側的曲 面槽體為過壓膜片的形變提高空間，以進一步確保過壓膜片對傳感器芯片的保護作用。
[0007] 作為本發明的一種改進，所述傳感器正壓腔中設置有負壓腔嵌入槽，所述傳感器 負壓腔嵌入安裝于負壓腔嵌入槽之中。采用上述設計，其可通過傳感器負壓腔的嵌入式設 計，使得傳感器負壓腔與傳感器正壓腔形成整體，從而在減小傳感器整體體積的同時，使得 其組裝更為便捷。
[0008] 作為本發明的一種改進，所述傳感器殼體內部設置有過壓膜片模塊，其設置于負 壓腔嵌入槽的底端面之上，所述過壓膜片設置于過壓膜片模塊中，背離負壓腔嵌入槽的底 端面一側的端面之上。采用上述設計，其通過過壓膜片模塊的設置，使得過壓膜片于傳感器 殼體內部的安裝的便捷性得以提高，并可改善其結構穩定性。
[0009] 作為本發明的一種改進，所述第二支管之中連接有過壓保護支管，其由第二支管 位于過壓膜片模塊內部的相應側端面，延伸至過壓膜片模塊的側端面之上。
[0010] 作為本發明的一種改進，所述傳感器殼體中設置有傳感器接口，其設置于傳感器 正壓腔的上端面之上；所述傳感器接口與傳感器正壓腔的連接端面的內部設置有芯片硅膜 盒，所述單晶硅傳感器芯片設置于芯片硅膜盒的下端面，且其固定連接于芯片硅膜盒之上； 所述第二通油孔由芯片硅膜盒內部延伸至單晶硅傳感器芯片的上端面。采用上述設計，其 可通過傳感器接口的設置，以便于傳感器與相關儀器儀表的連接，從而改善了傳感器在實 際測量過程中的安裝效率；同時，上述技術方案通過芯片硅膜盒實現傳感器芯片的安裝，硅 膜材質亦可適于第二通油孔、充油管道、以及電性接口的安裝與布局，從而使得傳感器內部 可實現更為便捷的安裝與調試。
[0011] 作為本發明的一種改進，所述傳感器正壓腔與傳感器負壓腔中，其位于傳感器殼 體外部的端面之上均設置有隔離波紋片，所述隔離波紋片由多個同心圓構成。采用上述 設計，其可通過隔離波紋片將傳感器殼體外部的被測介質與傳感器殼體內部的硅油相互隔 離，以保證傳感器的工作性能。
[0012] 上述高穩定性單晶硅壓差傳感器在工作過程中，需通過充油管道向傳感器殼體內 部注入硅油，使得傳感器殼體內的各個通油孔內充滿用于傳導壓力的硅油；在實際測量過 程中，通過將傳感器殼體浸入被測介質內，以使得被測介質對傳感器正壓腔形成正壓力，并 對傳感器負壓腔形成負壓力；正壓力通過第一通油孔內的硅油無損傳遞至傳感器芯片的下 端面，負壓力通過第二通油孔內的硅油無損傳遞至傳感器芯片的上端面，傳感器芯片在正 負壓力的作用下會發生微小的形變，從而導致芯片內部的橋路電阻的阻值發生變化，進而 導致其產生的電流輸出隨之發生變化，以測量出傳感器兩端的壓力差。
[0013] 采用上述技術方案的高穩定性單晶硅壓差傳感器，其可通過硅油進行壓力的無損 傳遞，以實現對壓力差的精確測量，從而有效改善了壓差傳感器的靜壓性能，進而使得上述 壓差傳感器的工作穩定性得以提高；同時，通過設置在傳感器正壓腔與傳感器負壓腔之間 的過壓膜片可有效改善上述壓差傳感器的過壓性能，使得其可適用于更為復雜的工況。
【附圖說明】
[0014] 圖1為本發明示意圖；
[0015] 附圖標記列表：
[0016] 1 一傳感器正壓腔、2-傳感器負壓腔、3-單晶硅傳感器芯片、4 一第一通油孔、 41 一第一支管、5-第二通油孔、52-第二支管、6-充油管道、7-電性接口、8-負壓腔嵌入 槽、9一傳感器接口、10-芯片娃膜盒、11一過壓膜片、12-過壓膜片模塊、13-隔尚波紋片。
【具體實施方式】
[0017] 下面結合【具體實施方式】，進一步闡明本發明，應理解下述【具體實施方式】僅用于說 明本發明而不用于限制本發明的范圍。需要說明的是，下面描述中使用的詞語"前"、"后"、 "左"、"右"、"上"和"下"指的是附圖中的方向，詞語"內"和"外"分別指的是朝向或遠離特 定部件幾何中心的方向。
[0018] 實施例1
[0019] 如圖1所示的一種高穩定性單晶硅壓差傳感器，所述高穩定性單晶硅壓差傳感器 包括有傳感器殼體，所述傳感器殼體包括有傳感器正壓腔1，傳感器負壓腔2,以及設置于 傳感器殼體內部的單晶硅傳感器芯片3。所述傳感器正壓腔1中設置有由其端面連通至單 晶硅傳感器芯片3下端面的第一通油孔4,所述傳感器負壓腔2中設置有由其端面連通至單 晶硅傳感器芯片3上端面的第二通油孔5。所述傳感器正壓腔1中設置有負壓腔嵌入槽8， 所述傳感器負壓腔2嵌入安裝于負壓腔嵌入槽8之中，其可通過傳感器負壓腔的嵌入式設 計，使得傳感器負壓腔與傳感器正壓腔形成整體，從而在減小傳感器整體體積的同時，使得 其組裝更為便捷。
[0020] 所述傳感器正壓腔1與傳感器負極腔2的相對端面設置有過壓膜片11，所述第一 通油孔4中包括有朝向過壓膜片11延伸的第一支管41，所述第二通油孔5中包括有朝向過 壓膜片11延伸的第二支管51，第一支管41、第二支管51均與過壓膜片11相互導通；所述 過壓膜片11相對于第一支管41、第二支管51的端面分別設置有朝向第一支管41、第二支 管51彎曲的曲面槽體9,所述第一支管41與第二支管51相對于過壓膜片11的端部分別位 于其所對應的曲面槽體9的底端面。
[0021] 采用上述設計，其可使得壓差傳感器在檢測壓力的過程中，當傳感器正壓腔與傳 感器負壓腔中的任意單邊壓力過大時，過壓膜片可自行發生反向形變，從而將過大的壓力 得以釋放，以避免單晶硅傳感器芯片