CN1651883A

CN1651883A - 具有隔膜的压力传感器

Info

Publication number: CN1651883A
Application number: CN200510006285.0A
Authority: CN
Inventors: 田中宏明; 丰田稻男; 铃木康利
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2004-02-03
Filing date: 2005-02-02
Publication date: 2005-08-10
Anticipated expiration: 2025-02-02
Also published as: DE102005005029A1; JP4708711B2; CN1308663C; FR2865803A1; US6931937B1; FR2865803B1; JP2005221259A; DE102005005029B4; US20050166682A1

Abstract

本发明涉及一种压力传感器，包括：壳体(11)；具有测量仪电阻器(5)的传感器芯片(1)；设置在所述测量仪电阻器(5)上的凸起部(2)；能够随压力变形的金属隔膜(17)；以及设置在所述金属隔膜(17)与所述凸起部(2)之间的载荷传输部件(18)。壳体(11)容纳传感器芯片(1)、凸起部(2)和载荷传输部件(18)。壳体(11)由金属隔膜(17)覆盖。以这样一种方式检测施加于隔膜(17)的压力，即，与压力相对应的载荷通过金属隔膜(17)、载荷传输部件(18)和凸起部(2)被施加到测量仪电阻器(5)，从而根据测量仪电阻器(5)的电阻变化测量压力。测量仪电阻器(5)大于凸起部(2)。

Description

具有隔膜的压力传感器

技术领域

本发明涉及一种具有隔膜的压力传感器。

背景技术

压力传感器根据直接传输到测量仪电阻器的载荷基于测量仪电阻器(gauge resistor)的电阻变化检测压力。这里，作为测量目标的压力使得隔膜变形，然后，隔膜的变形作为载荷通过载荷传输部件被直接传输到测量仪电阻器。例如在美国专利No.5,349,873中描述了这种类型的压力传感器。

在上述传感器中，当施加于传感器的载荷较小时，电阻变化较小。因此，在该小载荷区域，传感器显示出较小灵敏性，因此传感器不会精确地检测出压力。而且，示出了载荷与电阻变化之间关系的传感器的特征曲线不是直线，因此该曲线不具有充分的直线性。而且，所述曲线可具有滞后回线。因此，压力传感器不具有充分的灵敏性和检测精确度。

发明内容

考虑到上述问题，本发明的一个目的是提供一种具有隔膜的压力传感器，所述压力传感器具有灵敏性、高直线性和较小滞后。

压力传感器包括：具有带有开口的内部通孔的壳体；传感器芯片，具有设置在传感器芯片的表面上的测量仪电阻器；设置在所述测量仪电阻器上的凸起部；能够随压力变形的金属隔膜；以及载荷传输部件，所述载荷传输部件设置在所述金属隔膜与所述凸起部之间并且可随金属隔膜的变形而移动，以使得与施加到所述金属隔膜的压力相对应的载荷通过所述载荷传输部件被传输到所述凸起部。所述壳体将传感器芯片、凸起部和载荷传输部件容纳在所述壳体的内部通孔中。壳体的开口由金属隔膜覆盖。以这样一种方式检测施加于隔膜的压力，即，使得与压力相对应的载荷通过金属隔膜、载荷传输部件和凸起部被施加到测量仪电阻器，从而使得测量仪电阻器的电阻变化，并且根据测量仪电阻器的电阻变化测量压力。从载荷传输部件侧看，测量仪电阻器大于凸起部，因此凸起部由测量仪电阻器覆盖。

在上述传感器中，从凸起部和测量仪电阻器的顶视图中看出，测量仪电阻器大于凸起部，因此凸起部由测量仪电阻器覆盖。因此，应力被集中到最大值的部分由测量仪电阻器覆盖，从而凸起部外圆周附近的最大应力被完全施加于测量仪电阻器。因此，测量仪电阻器的载荷和电阻变化之间关系的特征曲线具有卓越的直线性，并且传感器的灵敏性显示出基本不受影响，因此甚至当小载荷被施加于传感器时，测量仪电阻器也可检测出小载荷。而且，传感器特征的滞后性变得更小。因此上述传感器具有高灵敏性、高直线性和小滞后性。

凸起部最好具有垂直于所述壳体中心轴线的环形截面。测量仪电阻器具有垂直于所述壳体中心轴线的正方形截面。凸起部具有等于或略小于测量仪电阻器侧边的尺寸的直径。

而且，压力传感器包括：圆柱形部件；具有设置在圆柱形部件内部的测量仪电阻器的传感器芯片；设置在测量仪电阻器上并且设置在圆柱形部件内部的凸起部；能够随压力变形的金属隔膜；以及载荷传输部件，所述载荷传输部件以使得通过载荷传输部件和凸起部将隔膜设置在传感器芯片上的方式设置在金属隔膜与凸起部之间，并且可随金属隔膜的变形移动，从而使得与施加于金属隔膜的压力相对应的载荷通过载荷传输部件被传输到凸起部。以这种方式检测施加于隔膜的压力，即，使得与压力相对应的载荷被施加于测量仪电阻器，从而使得测量仪电阻器的电阻改变，并且根据测量仪电阻器的电阻变化测量压力。测量仪电阻器具有大于凸起部的截面，所述截面垂直于圆柱形部件的中心轴线。

在上述传感器中，测量仪电阻器大于凸起部，从而凸起部外圆周附近的最大应力被完全施加于测量仪电阻器。因此，测量仪电阻器的载荷和电阻变化之间关系的特征曲线具有卓越的直线性和灵敏性而不具有滞后性。因此上述传感器具有高灵敏性、高直线性和小滞后性。

附图说明

从参照附图所作出的以下的详细描述中将更加明白本发明的上述和其他目的、特征和优点。在附图中：

图1是示出了根据本发明优选实施例的压力传感器的横截面图；

图2是示出了根据优选实施例的传感器的主要部分的局部放大截面图；

图3A是示出了根据优选实施例的压力传感器的传感器芯片的平面图，图3B是示出了沿图3A中的线IIIB-IIIB所截的传感器芯片的截面图；

图4是示出了根据优选实施例的定位部件的透视图；

图5是示出了根据优选实施例的硅基板上的载荷分布的横截面图；

图6是示出了根据优选实施例的压力传感器中的测量仪电阻器的载荷和电阻变化之间关系的图表；

图7A-7D是示出了用于制造根据优选实施例的压力传感器的方法的横截面图；

图8是示出了根据优选实施例的压力传感器中的传感器芯片的定位方法的局部放大截面图；

图9是示出了根据优选实施例的修正的压力传感器的主要部分的局部放大截面图；

图10是示出了根据优选实施例的另一修正的压力传感器的主要部分的局部放大截面图；

图11是示出了根据优选实施例的比较的压力传感器的主要部分的局部放大截面图；以及

图12是示出了根据优选实施例的比较的压力传感器中的载荷和测量仪电阻器的电阻变化之间关系的图表。

具体实施方式

本发明人已预先思考了一种用于根据对应于作为测量目标的压力的机械载荷基于量规电阻的电阻变化检测压力的压力传感器。图11中示出了传感器。该传感器包括传感器芯片J1，以及设置在传感器芯片J1上的半球状部件J3。

传感器芯片J1具有作为基底的N传导类型硅基板J4、测量仪电阻器J5、绝缘膜J6、P⁺传导类型接触部分J7、一对电极J8、J9、N⁺传导类型层J10以及背侧电极J11。测量仪电阻器J5被形成在硅基板J4的表面上。绝缘膜J6被布置在测量仪电阻器J5的表面上。接触部分J7从硅基板J4中的测量仪电阻器J5处突出。背侧电极J11被布置在基板J4的背侧上。

半球状部件J3由半球形表面和盘状平面构成。施加于传感器的对应于作为测量目标的压力的载荷被施加到半球形表面上；然后，盘状平面挤压测量仪电阻器J5。因此，对应于压力的载荷被施加于测量仪电阻器J5。测量仪电阻器J5完全由半球状部件J3覆盖。具体地，半球状部件J3的尺寸被定义为T3，所述T3为半球状部件J3的直径。尺寸T3比测量仪电阻器J5的尺寸T4长，所述T4为测量仪电阻器J5的长度。

这种类型的压力传感器如以下所述那样工作。电源的电压被施加于背侧电极J11，并且电极J9侧接地。因此，电流按照顺序流过背侧电极J11、硅基板J4、电极J8、接触部分J7、测量仪电阻器J5、N⁺传导类型层J10和电极J9。由于测量仪电阻器J5的电阻根据对应于施加到半球状部件J3的压力的载荷而改变，因此电流随测量仪电阻器J5的电阻变化而改变。

因此，由检测器(未示出)检测作为压力检测电流的电流以使得传感器可检测压力。这里，尽管电流也流过背侧电极J11、硅基板J4和电极J9，但是该电流并不有助于压力检测。这是由于流过上述路径的电流是由基板J4的内电阻确定的，因此可清楚地确定电流。

测试上述传感器的特征。当载荷通过半球状部件J3被施加于测量仪电阻器J5时，测量根据载荷的测量仪电阻器J5的电阻变化，如图12所示。当载荷较小时，电阻变化较小。因此，在该较小载荷区域，传感器显示出较小灵敏性，因此传感器不会精确地检测出压力。而且，传感器的特征曲线不是直线，因此该曲线不具有充分的直线性。而且，所述曲线具有滞后性。

考虑到上述问题，提出了根据本发明优选实施例的压力传感器。这种类型的压力传感器适用于机动车辆。具体地，该传感器被布置在机动车发动机中的汽缸顶部上，以使得传感器检测汽缸中活塞顶端附近的汽缸中燃料蒸汽的压力。

图1和图2中示出了传感器。所述传感器包括传感器芯片1、凸起部2和半球状部件3。凸起部2被形成在传感器芯片1上。半球状部件3挤压凸起部2以使得载荷被施加于半球状部件3。

传感器芯片1由作为基底的N传导类型硅基板4制成。如图3A和3B所示，硅基板4具有0.625mm的厚度，并且硅基板4的每侧边为1.4mm。传感器芯片1包括测量仪电阻器5、P⁺传导类型接触部分6、一对电极7、8、N⁺传导类型层9以及背侧电极10。测量仪电阻器5被形成在基板4的主面上。接触部分6部分地从测量仪电阻器5处突出。背侧电极10被布置在基板4的背侧上。传感器芯片1的硅基板4平行于硅的<110>晶轴，以使得测量仪电阻器5的输出变大。因此，电极7、8被布置在<110>晶轴的两端上。

凸起部2由脆性材料制成。在该实施例中，凸起部2由具有布置在测量仪电阻器5的表面上的某种图案的氮化硅膜(即，SiN膜)制成。凸起部2和测量仪电阻器5具有以下关系。

图3A和3B仅示出了传感器芯片1，尤其是测量仪电阻器5和凸起部2。图3B是示出了沿线IIIB-IIIB所截的传感器芯片1的横截面图，使得传感器芯片1沿着某种方向(例如载荷传输方向)被切割。

从顶视图看过去，传感器芯片1具有正方形形状。传感器芯片1的每个侧边为1.4mm。凸起部2和测量仪电阻器5在传感器芯片1中心处相互重叠。凸起部2具有环形形状。凸起部2的直径例如为φ0.16mm。凸起部2具有1μm的厚度。测量仪电阻器5具有正方形形状。测量仪电阻器5的每个侧边为0.18mm。因此，测量仪电阻器5的每个侧边的长度T2几乎等于或略大于凸起部2的直径T1。从顶视图上看，凸起部2几乎完全由测量仪电阻器5覆盖，因此凸起部2被布置在测量仪电阻器5的内侧。传感器在凸起部2和测量仪电阻器5之间具有上述关系。

如图2所示，半球状部件3由半球形表面和盘状平面构成。施加于传感器的对应于作为测量目标的压力的载荷被传输到半球形表面上；然后，盘状平面挤压凸起部2。被挤压的凸起部2还挤压测量仪电阻器5。因此，对应于压力的载荷被施加于测量仪电阻器5，从而检测压力。

半球状部件3的半球形表面的直径为例如1.0mm。半球形表面由诸如金属镀层膜的传导性材料涂覆。因此，电流可流过半球形表面。

压力传感器还包括具有定位部件12的圆柱形部件11、传导性粘合剂13、支撑部件14、电线15、第一到第三圆柱形部件16a-16c、金属隔膜17和载荷传输部件18。

圆柱形部件11提供用于容纳传感器芯片1、凸起部2和半球状部件3的外壳。圆柱形部件11是用诸如SUS(即，不锈钢)的金属性材料制成。定位部件12用于将传感器芯片1定位在圆柱形部件11中。图4示出了定位部件12。定位部件12具有圆柱形柱状形状，它具有几乎等于圆柱形部件11内径的直径。在定位部件12的中心处形成有凹状部20。凹状部20具有台阶。凹状部20由半球状部件容纳部20a和传感器芯片容纳部20b构成。半球状部件容纳部20a具有上表面，所述上表面具有1.0mm正方形区域的正方形平面。传感器芯片容纳部20b具有下表面，所述下表面具有2.0mm正方形区域的正方形平面。半球状部件容纳部20a和传感器芯片容纳部20b相互歪斜45度，从而它们提供了凹状部20的台阶。具体地，半球状部件容纳部20a的一个侧边从传感器芯片容纳部20b的一个侧边倾斜45°。

定位部件12还包括通孔21，所述通孔21被布置得靠近于半球状部件容纳部20a正方形平面的一个侧边。通孔21在半球状部件容纳部20a的上表面和传感器芯片容纳部20b之间连接。用于布线的通孔21用于与传感器芯片1电连接。通孔21具有预定直径。

为了形成具有预定直径的通孔21，要求从半球状部件容纳部20a处突出的传感器芯片容纳部20b的一部分，即，未与半球状部件容纳部20a重叠的一部分大于通孔21的预定直径。然而，当传感器芯片容纳部20b的侧边的长度只大于半球状部件容纳部20a的长度时，传感器芯片容纳部20b变得更大。因此，在该实施例中，半球状部件容纳部20a和传感器芯片容纳部20b相互歪斜45度，以便于可适当地形成具有预定直径的通孔21，并且使得传感器芯片容纳部20b的直径最小化。因此，也适当地使得传感器芯片1最小化。

定位部件12被容纳在圆柱形部件11中，使得圆柱形部件11的凹状部20的中心轴线与定位部件12的半球状部件容纳部20a和传感器芯片容纳部20b两者的中心轴线重合。因此，定位部件12的中心轴线与圆柱形部件11的内壁隔开预定距离。

传感器芯片1被容纳在定位部件12的传感器芯片容纳部20b中。而且，半球状部件3被容纳在半球状部件容纳部20a中。因此，传感器芯片1和半球状部件3被布置在圆柱形部件11的中心轴线上。

传导性粘合剂13通过定位部件12的通孔21在半球状部件3的半球状表面与传感器芯片1的电极8之间电连接。

支撑部件14电连接于传感器芯片1的背侧电极10。支撑部件14由诸如Kovar的传导性材料制成。支撑部件14具有几乎是圆柱形的柱状形状。凸缘14a被形成在支撑部件14的顶部上，除凸缘14a以外的支撑部件的部分被容纳在第一圆柱形部件16a的凹状部中。因此，传感器芯片1由支撑部件14的凸缘14a支撑。而且，支撑部件14由凸缘14a保持在第一圆柱形部件16a中的预定位置处。

电线15在传感器芯片1与圆柱形部件11的外表面之间电连接。具体地，电线15的一端通过第一到第三圆柱形部件16a-16c的凹状部与支撑部件14的端部相连接，而电线15的另一端通过支撑部件14与传感器芯片1的背侧电极10连接。

第一到第三圆柱形部件16a-16c中的每个都具有几乎等于圆柱形部件11内径的直径。而且，第一到第三圆柱形部件16a-16c中的每个都具有具有相同内径的上述凹状部。第一到第三圆柱形部件16a-16c按所述顺序被同心地设置在圆柱形部件11中定位部件12的下面。

第一圆柱形部件16a支撑定位部件12。而且，第一圆柱形部件16a定位支撑部件14，即，第一圆柱形部件16a保护支撑部件14以防其脱落。第一圆柱形部件16a是由诸如陶瓷或耐热树酯的绝缘材料制成的，从而使得第一圆柱形部件16a在支撑部件14与圆柱形部件11之间电绝缘。

第二圆柱形部件16b定位和保持诸如容纳在圆柱形部件11中的第一圆柱形部件16a等部分。通过焊接方法将第二圆柱形部件16b的外表面粘接于圆柱形部件11的内壁。第二圆柱形部件16b例如由金属性材料制成。

第三圆柱形部件16c用作电线15的导向器，并且由金属性材料或树酯制成。

金属隔膜17是用薄金属板制成的。作为测量目标的压力使得隔膜17变形。隔膜17具有U形截面，即，杯形形状，以使得隔膜17的一端敞开。圆柱形部件11的顶部被接合在隔膜17的开口中，然后，通过焊接方法将隔膜17粘接于隔膜17外圆周周围的圆柱形部件11。

载荷传输部件18具有圆柱形柱状形状，并且由诸如金属等传导性材料制成。载荷传输部件18的一端在隔膜17的中心处连接于隔膜17的底部。载荷传输部件18的另一端接触半球状部件3的半球形表面的顶部。因此，当施加于隔膜17的压力使得隔膜17变形时，隔膜17的变形使得载荷传输部件18位移，从而载荷传输部件18沿着圆柱形部件11的中心轴线向下移动。因此，施加于隔膜17的压力被传输到半球状部件3。这里，压力传感器被安装在圆柱形部件11上，并且电线与压力传感器相连接。压力传感器具有用于向电线15施加预定电压的压力检测部分。当预定电压被施加于电线15时，压力检测部分测量流过电线15的电流。具体地，压力传感器的操作如下所述。

首先，使得电线15与压力传感器的压力检测部分的电源终端相连接。而且，圆柱形部件与压力检测部分的接地终端相连接。然后，从压力检测部分中产生的预定电压被施加于电线15。因此，用于检测压力的电流按照顺序流过电线15、支撑部件14、传感器芯片1、传导性粘合剂13、半球状部件3的半球状表面、载荷传输部件18、隔膜17以及圆柱形部件11。

在压力被施加于隔膜17之前，或当大气压力被施加于隔膜17时，用于检测压力的电流变为预定值。当作为测量目标的压力被施加于隔膜17时，隔膜17随压力变形，从而使得载荷传输部件18位移。因此，与压力相对应的载荷被施加于半球状部件3。

施加于半球状部件3的载荷被传输到凸起部2，而且，载荷被进一步传输到测量仪电阻器5，以使得测量仪电阻器5的电阻随与压力相对应的载荷而改变。因此，用于检测压力的电流随电阻变化而改变，并且由压力传感器的压力检测部分读出电流。因此由传感器检测出压力。

图5中示出了在凸起部2向测量仪电阻器5施加载荷的情况下，包括测量仪电阻器5的硅基板4表面上的应力分布。应力被集中在凸起部2外圆周附近，因此在外圆周附近应力为最大。在凸起部2内侧应力较小。

在作为图11所示比较示例的传感器中，半球状部件J3大于测量仪电阻器J5。因此，在应力集中为最大的部分未与测量仪电阻器J5重叠的情况下，测量仪电阻器J5随较小应力改变其电阻。也就是说，测量仪电阻器J5在低灵敏性下检测应力。因此，当载荷较小时，应力不能充分地施加于测量仪电阻器J5。因此，测量仪电阻器J5的电阻变化变小，从而降低了测量仪电阻器J5的灵敏性。而且测量仪电阻器J5的灵敏性可能波动。而且，载荷和测量仪电阻器J5的电阻变化之间关系的特征曲线偏离直线性。而且，在传感器的特征曲线中产生了滞后性。

然而，在该实施例中，从凸起部2和测量仪电阻器5的顶视图中看出，测量仪电阻器5大于凸起部。而且，凸起部2由测量仪电阻器5覆盖。因此，如图5所示，应力被集中到最大值的部分由测量仪电阻器5覆盖，从而凸起部2外圆周附近的最大应力被完全施加于测量仪电阻器5。

在根据本实施例的压力传感器中，载荷与测量仪电阻器5的电阻变化之间关系的特征曲线被测量并在图6中示出。在图6中，曲线XIA表示根据本实施例的图1中的传感器，其中作为应力施加部分的凸起部小于作为量规部分的测量仪电阻器5。曲线XIB表示图11中比较示例的传感器，其中作为应力施加部分的半球状部件J3大于作为量规部分的测量仪电阻器J5。在曲线XIA中，载荷与测量仪电阻器5的电阻变化之间关系的特征曲线具有出色的直线性，并且，传感器的灵敏性显示出基本不受影响，因此甚至当小载荷被施加于传感器时，测量仪电阻器也可检测出小载荷。而且，传感器特征的滞后性变得更小。

由于传感器具有大于凸起部2的测量仪电阻器5，因此可改进压力传感器的灵敏性、直线性和滞后性。

接下来，将参照图7A-7D描述用于制造压力传感器的方法。

首先，在装配压力传感器之前，制备传感器芯片1和凸起部2。通过传统半导体工艺制造传感器芯片1，并且也通过传统半导体工艺制造凸起部2。具体地，通过离子注入等方法将P⁺传导类型测量仪电阻器5形成在通过硅晶片提供的硅基板4上。而且，也通过离子注入等方法制成部分地从测量仪电阻器5突出的接触部分6。也通过离子注入等方法制成N⁺传导类型层9。

接着，在硅基板4的表面上形成氮化硅膜，然后，氮化硅膜被图案化从而形成凸起部2。由于是这样通过传统半导体工艺制造凸起部2，因此凸起部2可形成有亚微级的加工精度。因此，凸起部2与测量仪电阻器5之间的定位偏离变得更小。

然后，在基板4的表面上形成金属性膜，然后，金属性膜被图案化从而形成电极7、8。此外，背侧电极10被形成在硅基板4的底部上。因此，形成了用于提供传感器芯片1的元件。此后，由晶片提供的硅基板4被分成为多个芯片，从而完成传感器芯片1。

接着，如图7A所示，第一到第三圆柱形部件16a-16c依次被插入到圆柱形部件11中。然后，与电线15相连接的支撑部件14被插入到第一到第三圆柱形部件16a-16c中。此时，支撑部件14的顶部被设置得靠近于圆柱形部件11的端部。通过夹具(未示出)执行该过程。

如图7B所示，当传感器芯片1被容纳在定位部件12的传感器芯片容纳部20b中时，具有传感器芯片1的定位部件12被插入到圆柱形部件11中。此时，支撑部件14被设定成位于圆柱形部件11顶部附近。因此，传感器芯片1不会从定位部件12中脱落，从而将传感器芯片1安装在支撑部件14上。因此，传感器芯片1被布置在圆柱形部件11的中心轴线处。

这里，如果半球状部件3和传感器芯片1略微偏移于中心轴线的话，降低了传感器的灵敏性。在这种情况中，可在监控灵敏性即传感器芯片1的输出的情况下定位传感器芯片1和半球状部件3。图8中示出了传感器芯片1和半球状部件3的定位过程。制备诸如杆30的定位夹具。在杆30的表面上形成镀金膜。然后，预定载荷通过杆30被施加于半球状部件3。同时，通过电线15将预定电压施加于传感器芯片1，以使得电流在电线15和杆30之间流动。通过将电流监控为期望值而定位传感器芯片1和半球状部件3。

接下来，如图7C所示，将半球状部件3安装在定位部件12的半球状部件容纳部20a中。这里，半球状部件3的直径等于半球状部件容纳部20a一个侧边的尺寸。因此，半球状部件3被容易地定位。然后，涂覆传导性粘合剂14以便于填充定位部件12的通孔21，从而使得传感器芯片1的电极8与半球状部件3的半球状表面电连接。

接下来，使得传感器芯片1、定位部件12、支撑部件14和第一到第三圆柱形部件16a-16c在圆柱形部件11内部滑动，以将半球状部件3拉入到圆柱形部件11中。然后，制备载荷传输部件18与之相连接的金属隔膜17。圆柱形部件11的顶部被接合于隔膜17的开口中，然后，焊接隔膜17的外圆周，以便于将隔膜17粘接于圆柱形部件11。

如图7D所示，传感器芯片1、定位部件12、支撑部件14和第一到第三圆柱形部件16a-16c在圆柱形部件11内部再次滑动，以使得半球状部件3的顶部接触载荷传输部件18。然后，第二圆柱形部件16b被焊接并粘接于圆柱形部件11。在第二圆柱形部件16b的位置处从圆柱形部件11的外侧进行焊接。从而，完成压力传感器。

(修正)

尽管半球状部件3用作用于向凸起部2施加载荷的载荷施加部件，但是其他载荷施加部件也可用于向凸起部2施加载荷。例如，如图9所示，圆柱形柱状部件40可用作载荷施加部件。

尽管在装配传感器芯片1时传感器芯片1仅被容纳在定位部件12的传感器芯片容纳部20b中，粘合剂41可被局部或完整地涂覆在传感器芯片1与定位部件12之间的接触部分上，以使得传感器芯片1被粘接于定位部件12。因此，当装配传感器芯片1时，可保护传感器芯片1不会从定位部件12中脱落。

尽管支撑部件14由第一到第三圆柱形部件16a-16c支撑，支撑部件14也可由玻璃密封定位和支撑。

尽管电线15被插入到圆柱形部件11中，支撑部件14的总长度可更长，以使得电线15连接在圆柱形部件11的外侧部分或外侧附近。在这种情况下，可取代第一到第三圆柱形部件由玻璃密封支撑支撑部件14。

可将这些改变和修正理解为落在所附权利要求中所限定的本发明的范围内。

Claims

1.一种压力传感器，包括：

具有带有开口的内部通孔的壳体(11)；

传感器芯片(1)，具有设置在传感器芯片(1)的表面上的测量仪电阻器(5)；

设置在所述测量仪电阻器(5)上的凸起部(2)；

能够随压力变形的金属隔膜(17)；以及

载荷传输部件(18)，所述载荷传输部件(18)设置在所述金属隔膜(17)与所述凸起部(2)之间、并且可随金属隔膜(17)的变形而移动，使得与施加到所述金属隔膜(17)的压力相对应的载荷通过所述载荷传输部件(18)被传输到所述凸起部(2)；其特征在于：

所述壳体(11)将传感器芯片(1)、凸起部(2)和载荷传输部件(18)容纳在所述壳体(11)的内部通孔中；

壳体(11)的开口由金属隔膜(17)覆盖；

以这样一种方式检测施加于隔膜(17)的压力，即，与压力相对应的载荷通过金属隔膜(17)、载荷传输部件(18)和凸起部(2)被施加到测量仪电阻器(5)，从而使得测量仪电阻器(5)的电阻变化，并且根据测量仪电阻器(5)的电阻变化测量压力；以及

从载荷传输部件侧看，测量仪电阻器(5)大于凸起部(2)，因此凸起部(2)由测量仪电阻器(5)覆盖。

2.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，还包括：

设置在壳体(11)内部的定位部件(12)，其中：

定位部件(12)具有几乎等于壳体(11)内径的直径；

定位部件(12)包括传感器芯片容纳部(20b)；以及

传感器芯片(1)被布置在定位部件(12)的传感器芯片容纳部(20b)中。

3.根据权利要求1或2所述的压力传感器，其特征在于：

凸起部(2)具有垂直于壳体(11)中心轴线的环形截面；

测量仪电阻器(5)具有垂直于壳体(11)中心轴线的正方形截面；以及

凸起部(2)具有等于或略小于测量仪电阻器(5)一个侧边的尺寸的直径。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的压力传感器，其特征在于，还包括：

设置在载荷传输部件(18)和凸起部(2)之间的载荷施加部件(3)，用于从载荷传输部件(18)向凸起部(2)传输载荷。

5.一种压力传感器包括：

圆柱形部件(11)；

设置在圆柱形部件(11)内的具有测量仪电阻器(5)的传感器芯片(1)；

设置在测量仪电阻器(5)上并且设置在圆柱形部件(11)内的凸起部(2)；

能够随压力变形的金属隔膜(17)；以及

载荷传输部件(18)，所述载荷传输部件(18)设置在金属隔膜(17)与凸起部(2)之间，使得通过载荷传输部件(18)和凸起部(2)将隔膜(17)设置在传感器芯片(1)上，并且所述载荷传输部件(18)可随金属隔膜(17)的变形移动，从而使得与施加于金属隔膜(17)的压力相对应的载荷通过载荷传输部件(18)被传输到凸起部(2)；其特征在于：

以这种方式检测施加于隔膜(17)的压力，即，与压力相对应的载荷被施加于测量仪电阻器(5)，从而使得测量仪电阻器(5)的电阻变化，并且根据测量仪电阻器(5)的电阻变化测量压力；以及

测量仪电阻器(5)具有大于凸起部(2)的截面，所述截面垂直于圆柱形部件(11)的中心轴线。

6.根据权利要求5所述的压力传感器，其特征在于，从载荷传输部件侧看测量仪电阻器(5)和凸起部(2)，凸起部(2)由测量仪电阻器(5)覆盖。

7.根据权利要求5或6所述的压力传感器，其特征在于，还包括：设置在圆柱形部件(11)内的定位部件(12)，其中：

定位部件(12)具有几乎等于圆柱形部件(11)内径的直径；

定位部件(12)包括传感器芯片容纳部(20b)；以及

8.根据权利要求5-7中任意一项所述的压力传感器，其特征在于：

凸起部(2)具有垂直于圆柱形部件(11)中心轴线的环形截面；

测量仪电阻器(5)具有垂直于圆柱形部件(11)中心轴线的正方形截面；以及

9.根据权利要求5-8中任意一项所述的压力传感器，其特征在于，还包括：