FR2887629A1 - Capteur de pression - Google Patents
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Abstract
Un capteur de pression (100, 110) pour détecter une pression et pour produire en sortie un signal sur la base de l'effet de piézorésistance comprend un substrat (10) comportant une puce de détection (10) sur une face (11) dans une partie mince (14) et une partie concave (13) sur une autre face (12), un élément piézorésistif (15) dans la puce de détection (10), un socle (20) étant fixé sur le substrat (10) et comportant un trou débouchant (21) pour introduire la pression dans la puce de détection (10) et un matériau formant gel (30) qui remplit la partie concave (13) et le trou débouchant (21) de manière à protéger la puce de détection (10). Un rapport entre un diamètre (L) du trou débouchant (21) et une épaisseur (T) du socle (20) se situe sensiblement dans une plage allant de 1 à 3.
Description
CAPTEUR DE PRESSION
La présente invention concerne de manière générale un capteur de pression.
Généralement, un capteur de pression pour détecter une pression à l'aide d'un diaphragme du type semiconducteur utilise un matériau formant gel pour protéger une partie d'introduction de pression dans une partie formant socle. Les capteurs de pression décrits dans les documents suivants des brevets japonais n JP-A-H4-370 726, JP-A-H5-133 827, JP-AH11-201 845 et du brevet américain US 6 651 508 présentent une structure qui utilise le matériau formant gel pour protéger le socle. Dans la description, le capteur de pression comprend une puce de détection à diaphragme semiconducteur comportant un élément piézorésistif sur une face et une partie concave sur une face inverse d'une zone de détection, et un socle en verre ou similaire comportant un trou débouchant qui relie la partie concave à une partie extérieure du capteur.
Le socle est connecté à la puce de détection par une liaison anodique, et la partie concave de la puce de détection est remplie d'un matériau formant gel pour à protéger une face inverse de la puce de détection à diaphragme.
La puce de détection à diaphragme détecte une pression introduite à partir du trou débouchant qui contient le matériau formant gel. La puce de détection est dite puce de détection à diaphragme du type étanchéifiée sur la face inverse . La puce de détection produit en sortie un signal qui est proportionnel à une pression appliquée sur la base de l'effet de piézorésistance.
La protection de la puce de détection est impérative car la puce est utilisée pour détecter une pression d'un liquide ou d'un gaz qui a un effet corrosif. Le matériau formant gel est utilisé pour protéger la puce de détection contre la corrosion que provoque le liquide ou le gaz.
Le matériau formant gel est également efficace pour protéger la puce de détection à diaphragme contre la rupture, la déformation ou similaire que créée une force de dilatation d'une eau congelée dans le trou débouchant.
Le capteur de pression est utilisé pour détecter une pression de gaz d'échappement d'un moteur diesel ou similaire. D'un point de vue plus pratique, le capteur de pression détecte la pression du gaz d'échappement dans ou autour d'un système de FAP (filtre à particule diesel) ou de RGE (recirculation des gaz d'échappement).
Toutefois, le capteur de pression doit fonctionner dans un tuyau d'échappement d'un véhicule ou similaire dans lequel la température de l'environnement varie beaucoup (de 0 C à 100 C). Par conséquent, le matériau formant gel dans le trou débouchant durcit à la température de 30 C, par exemple, ce qui produit une force de déformation qui est destinée à comprimer la face inverse du diaphragme. En conséquence, la partie formant diaphragme de la puce de détection est déformée de manière à générer une sortie erronée. En d'autres termes, le capteur de pression de type classique n'a pas de mesure qui lui permet de gérer une situation comme une température extrêmement basse ou similaire.
En considération de ce qui précède et d'autres problèmes, un objectif de la présente invention est de proposer un capteur de pression qui soit résistif du point de vue structurel aux modifications de l'environnement, y compris les variations de température.
Le capteur de pression de la présente invention comprend un socle qui comporte un trou débouchant destiné à relier une partie extérieure à une face inférieure (ou inverse) d'une partie de détection du diaphragme. La déformation du diaphragme provoquée par un matériau formant gel dans le trou débouchant est empêchée lorsqu'un diamètre du trou débouchant est suffisamment grand. En d'autres termes, même lorsque le matériau formant gel est durci à une température extrêmement basse, le matériau formant gel qui se trouve dans un trou débouchant de diamètre suffisamment grand peut se dilater dans une direction opposée au diaphragme. Par conséquent, la déformation du diaphragme sur la face inférieure du point de vue structurel est empêchée.
Dans le capteur de pression selon la description de la présente invention, un rapport du diamètre L du trou débouchant sur l'épaisseur T du socle est étudié. En d'autres termes, le rapport L/T déterminé de manière expérimentale s'est avéré efficace pour empêcher la déformation du matériau formant gel à extrêmement basse température sur la face inférieure du diaphragme.
Le rapport L/T est déterminé comme une valeur se situant sensiblement entre 1 et 3 dans le capteur de pression de la présente invention car la déformation du matériau formant gel dans le trou débouchant en direction du diaphragme à extrêmement basse température est limitée du point de vue structurel lorsque le trou débouchant a un grand diamètre par rapport à l'épaisseur du socle. En d'autres termes, lorsque le trou débouchant est relativement plat dans la direction axiale, la déformation du diaphragme provoquée par le matériau formant gel durci est empêchée.
Selon un aspect de l'invention, le socle est en verre, fixé sur le substrat par liaison anodique.
Selon un autre aspect de l'invention, le socle est en céramique, fixé sur le substrat par liaison covalente.
Selon un autre aspect de la présente invention, le trou débouchant dans le socle de la puce de détection présente un diamètre inférieur à un diamètre d'une partie concave sur la face inférieure de la puce de détection. De cette manière, la puce de détection est fixée sur le socle de manière stable du fait de l'étendue suffisante de la zone utilisée pour fixer la puce de détection sur le socle.
Selon encore un autre aspect de la présente invention, le socle du capteur de pression est disposé dans un boîtier qui comporte un autre trou débouchant connecté au trou débouchant du socle du fait du matériau formant gel qui remplit tout l'espace des deux trous débouchants, et un diamètre de l'autre trou débouchant du côté du socle est supérieur à un diamètre du trou débouchant dans le socle. De cette manière, la pression de l'objet mesuré est introduite dans la partie formant diaphragme de la puce de détection, et la puce de détection est protégée par le matériau formant gel, ses contraintes à basse température ne pouvant pas, de manière appropriée, être appliquées sur le diaphragme.
Selon encore un autre aspect de la présente invention, l'autre trou débouchant dans le boîtier adopte la forme d'une corne dont un diamètre du trou s'élargit en direction d'une partie extérieure du boîtier. De cette manière, les contraintes provenant du matériau formant gel dans le trou sont déviées du diaphragme de manière appropriée car le mouvement du matériau formant gel est guidé dans une direction opposée au diaphragme. En outre, le matériau formant gel peut facilement capturer la pression de l'objet mesuré sur la partie extérieure du boîtier du fait de la forme en corne élargie en direction de la partie extérieure du boîtier, même à basse température.
Selon un autre aspect de l'invention, une circonférence intérieure de la fenêtre est entièrement recouverte d'un revêtement fixé sur elle, et la circonférence intérieure de la fenêtre sur laquelle est fixé le revêtement est rendue étanche par la masse de matériau formant gel qui remplit un espace dans la fenêtre.
D'autres objets, propriétés et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description détaillée qui suit, faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 est une vue en coupe transversale d'un capteur de pression selon un mode de réalisation de la présente invention; la figure 2 représente un schéma d'un circuit en pont formé sur le capteur de pression selon le mode de réalisation; la figure 3 représente un schéma d'une relation entre un rapport L/T et une variation caractéristique du capteur; la figure 4 représente une vue en coupe transversale d'une première modification du mode de réalisation; et la figure 5 représente une vue en coupe transversale d'une seconde modification du mode de réalisation.
Les modes de réalisation de la présente invention sont décrits en référence aux dessins. Les parties similaires sont désignées par des repères numériques similaires dans chacun des modes de réalisation.
Un capteur de pression 100 du présent mode de réalisation est utilisé, par exemple, pour mesurer une pression d'un objet mesuré, comme un gaz d'échappement dans un tuyau d'échappement d'un moteur diesel afin de déterminer une pression différentielle d'un FAP (filtre à particule diesel), d'un liquide dans une canalisation ou similaire.
La figure 1 représente une vue en coupe transversale du capteur de pression 100 du présent mode de réalisation. Le capteur de pression 100 comprend une puce de détection 10 du type diaphragme semiconducteur, un socle 20 comportant un trou débouchant 21 pour introduire une pression provenant de l'extérieur et un matériau formant gel 30 qui remplit le trou débouchant 21.
Le capteur de pression 10 est un substrat semiconducteur comme un substrat semiconducteur en silicium ou similaire, et il comporte une face supérieure 11 et une face inférieure 12 avec une partie concave 13 formée sur celle-ci par un procédé de décapage chimique ou similaire. Une mince partie sur la face supérieure 11 de la puce de détection 10 se présente sous la forme d'un diaphragme 14.
Le diaphragme 14 sur la face supérieure 11 de la puce de détection 10 comporte un élément piézorésistif 15 se présentant sous la forme d'une résistance diffusée ou similaire. Les éléments piézorésistifs 15 sur la face supérieure 11 de la puce de détection 10 forment un circuit en pont, comme cela est représenté sur la figure 2. En d'autres termes, la puce de détection 10 du présent mode de réalisation utilise les éléments piézorésistifs 15 comme puce de détection du type diaphragme semiconducteur.
La puce de détection 10 produit en sortie un signal qui est proportionnel à une pression appliquée sur la puce 10 sur la base de l'effet de piézorésistance (piézorésistivité).
D'un point de vue plus pratique, la puce de détection 10 produit en sortie le signal sur la base de la déformation du diaphragme 14 qui reçoit la pression, et la déformation du diaphragme 14 est convertie en signal proportionnellement mis au même niveau que la pression par le circuit en pont formé sur le diaphragme 14.
La puce de détection 10 est fixée sur le socle 20 au niveau d'une partie épaisse 16 qui entoure le diaphragme 14 sur la face inférieure 12. Le socle 20 de la puce de détection 10 est en verre, et le socle 20 est fixé sur la puce de détection 10 par une liaison anodique.
Le trou débouchant 21 du socle 20 relie une face de la puce de détection du socle 20 à une autre face. Le trou débouchant 21 du socle 20 est généralement un trou de forme droite dont la section transversale est de forme circulaire.
La puce de détection 10 comporte le trou débouchant 21 du socle 20 opposé au diaphragme 14 à partir de la face inférieure 12. En d'autres termes, le trou débouchant 21 du socle 20 introduit la pression à partir d'une partie extérieure de la puce de détection 10 vers le diaphragme 14 dans la partie concave 13 de la puce de détection 10.
En conséquence, le trou débouchant 21 ayant un diamètre L et le socle 20 ayant une épaisseur T se situe dans une plage de rapports variant entre 1 et 3. En d'autres termes, la relation entre L et T est exprimée par une inégalité : 1 < L/T < 3.
En outre, une ouverture 21a du trou débouchant 21 du côté de la puce de détection est plus grande qu'une ouverture de la partie concave 13. En d'autres termes, un diamètre de l'ouverture 21a est supérieur à un diamètre de la partie concave 13. De cette manière, une partie formant épaulement 22 du socle 20 fait saillie à partir d'un bord de l'ouverture de la partie concave 13 de la puce de détection 10, comme cela est représenté sur la figure 1.
Le trou débouchant 21 est percé par un procédé de découpe par ultrasons, un procédé de découpe par sablage ou similaire.
Le socle 20 est, par exemple, une planche plane de forme carrée dont la forme correspond à une forme carrée de la puce de détection 10. Le diamètre L du trou débouchant 21 se situe, par exemple, dans la plage allant de 0,8 mm à 2,1 mm, et l'épaisseur T du socle 20 se situe dans une plage allant de 0,7 mm environ à 2,1 mm environ, un rapport L/T se situant dans une plage allant de 1 à 3.
L'élément piézorésistif 15 sur la puce de détection 10 est disposé sur une partie dans laquelle le diaphragme 14 se déforme d'un degré important pour une sensibilité accrue. En d'autres termes, l'élément piézorésistif 15 est disposé à proximité du diaphragme 14. En outre, l'élément piézorésistif 15 est positionné dans la puce de détection du côté de l'ouverture 21a du trou débouchant 21 du socle 20.
La partie concave 13 de la puce de détection 10 et le trou débouchant 21 du socle 20 sont remplis du matériau formant gel 30. Le diaphragme 14 de la puce de détection 10 est rendue étanche et protégé par le matériau formant gel 30.
Le matériau formant gel 30 est, par exemple, un matériau à l'état de gel réalisé dans un gel de silicone, un gel de fluor, un gel de fluorosilicone ou similaire. Le matériau formant gel 30 est versé dans le trou débouchant 21 et partiellement durci dans le trou 21 pour l'étanchéité.
Le capteur de pression 100 (c'est-à-dire, la face inférieure 12 du diaphragme 14 de la puce de détection 10) est protégé contre les gaz ou les liquides corrosifs, comme un gaz d'échappement provenant d'un moteur diesel, par le matériau formant gel 30.
Dans la présente invention, le capteur de pression 100 comprend un boîtier 40 destiné à être installé pour un système d'échappement d'un véhicule. Le boîtier 40 comporte une borne (non représentée sur la figure) pour une connexion électrique avec un circuit externe.
Le boîtier 40 est, par exemple, réalisé dans une résine comme le PBT (téréphtalate de polybutylène), le PPS (polysulfure de phénylène) ou similaire. La borne moulée par insertion sur le boîtier 40 est, par exemple, réalisée dans un alliage 42 de cuivre (alliage de fer et de nickel) ou similaire.
La puce de détection 10 sur le socle 20 est fixée sur le boîtier 40 par un adhésif 50. L'adhésif 50 est, par exemple, un adhésif du type résine, comme un 5 adhésif en silicone, un adhésif en fluorosilicone ou similaire.
La borne sur le boîtier 40 et la puce de détection 10 sont couplées de manière électrique par un fil de liaison, par exemple en or, en aluminium ou similaire (non représenté sur la figure). Par conséquent, la puce de détection 10 et la pièce/le circuit externe sont couplé(e)s de manière électrique.
Le socle 20 est fixé sur le boîtier 40 sur une face opposée de la face de la puce de détection. Le boîtier 40 comporte un trou 41 destiné à introduire la pression provenant de l'extérieur du boîtier 40. Le trou 41 et le trou débouchant 21 sont connectés l'un à l'autre et ils sont remplis du matériau formant gel 30.
Le trou 41 sur le boîtier 40 présente, par exemple, la forme d'un trou 15 circulaire. Un diamètre L1 du trou 41 du côté du trou débouchant est supérieur à un diamètre L du trou débouchant 21.
En outre, le diamètre du trou 41 augmente en direction de la face opposée du boîtier 40. En d'autres termes, le trou 41 sur le boîtier 40 présente la forme d'une corne en direction d'une face de détection de pression.
Le capteur de pression 100 comportant la puce de détection 10 qui comprend les éléments piézorésistifs 15 et d'autres pièces disposées dessus est fabriqué par un procédé bien connu de fabrication à semiconducteur comme le procédé de dépôt chimique en phase vapeur, le procédé de pulvérisation cathodique, la gravure anisotrope et similaire.
Le capteur de pression 100 détecte la pression de l'objet mesuré en introduisant la pression à partir du trou 41 du boîtier 40 en direction du trou débouchant 21 du socle 20 par l'intermédiaire du matériau formant gel 30 qui étanchéifie la face inférieure 12 de la puce de détection 10, c'est-à-dire la face inférieure 12 du diaphragme 14. La puce de détection 10 produit en sortie le signal dont la valeur est proportionnelle à la pression appliquée sur celle-ci sur la base de l'effet de piézorésistance. Le signal est émis à partir d'une borne (non représentée sur la figure) connectée à la puce 10 par un fil de liaison.
Le capteur de pression 100 dont la structure est celle décrite ci-dessus est utilisé pour détecter, par exemple, une pression différentielle dans un système d'échappement d'un moteur diesel. En d'autres termes, une pression peut être appliquée sur le capteur 100 à partir de la face de la puce de détection (la face supérieure 11) et de la face inférieure 12 de manière à déformer la mince partie (le diaphragme 14) du capteur 100. La déformation de la mince partie est convertie en un signal de pression émis par l'élément piézorésistif 15 formé sur la puce 10 à travers la borne en direction d'un circuit externe ou similaire.
La figure 2 représente un schéma d'un circuit en pont formé sur le capteur de pression 100 du présent mode de réalisation. Comme cela est représenté sur la figure 2, les éléments piézorésistifs 15a, 15b, 15c, 15d sont utilisés pour former le montage en pont de Wheatstone pour détecter la pression. En d'autres termes, la pression appliquée sur la puce de détection 10 est détectée comme tension de sortie Vout entre les bornes Pa et Pb suite à l'effet de piézorésistance des résistances 15a, 15b, 15c, 15d déformées sous l'effet de la pression appliquée sur celles- ci lorsqu'une tension d'entrée V d'un courant continu est appliquée entre les bornes la et Ib. La pression appliquée est convertie en signal émis de manière proportionnelle.
Le capteur de pression 100 du présent mode de réalisation est utilisé pour détecter une pression dans des conditions extrêmes. En d'autres termes, la température de l'environnement varie dans une grande plage allant de 0 C à 100 C ou similaire.
Le capteur de pression 100 destiné à être utilisé dans des conditions extrêmes présente la structure qui suit afin de supprimer (empêcher/supprimer) de manière appropriée tout effet sur l'environnement, même à une température de -30 C environ.
En d'autres termes, un rapport du trou débouchant 21 entre le diamètre L du socle 20 sur l'épaisseur T du socle 20 varie de 1 à 3.
La figure 3 représente un schéma d'une relation entre un rapport L/T et une variation caractéristique du capteur déterminée par le biais d'expériences. Comme cela est représenté sur la figure 3, une courbe de la relation entre les caractéristiques de température de la variation de la tension de décalage (TCO) (%FS [échelle complète]) avant et après le processus de remplissage par gel et le rapport L/T chute sous un seuil de 1,5 %FS environ sur la base d'échantillons ayant un diamètre L du trou débouchant 21 variant de 0,8 à 2,0 (mm). Dans ce cas, la variation de la TCO avant et après le processus de remplissage indique une différence des caractéristiques du capteur mesurée à -30 C avant et après le remplissage par gel. D'un point de vue plus pratique, les valeurs de la variation de la TCO sont déterminées de la manière suivante. En d'autres termes, par exemple, les caractéristiques du capteur avant le remplissage par gel sont mesurées à température ambiante et à -30 C sous la forme de la tension de sortie Vout de la puce de détection 10. La tension de sortie Vout est également mesurée après le remplissage par gel à température ambiante et à -30 C. Lorsqu'une différence de la valeur Vout à température ambiante et à -30 C avant le remplissage par gel est un pourcentage, et une différence de la valeur Vout après le remplissage par gel est (a + b) %, la valeur de b % correspond à une courbe de variation de la TCO par le remplissage par gel sur le schéma représenté sur la figure 3.
La plage du rapport L/T est déterminée sur la base des éléments suivants. En d'autres termes, la variation de la TCO est généralement supérieure à 1,5 %FS lorsque le rapport LIT est inférieur à la valeur 1. Le rapport L/T reste inférieur à 1,5 %FS lorsque le rapport L/T varie de 1 à 3. Par conséquent, la valeur du rapport LIT est choisie comme variant de 1 à 3 environ, pour une limite pratique.
En d'autres termes, le socle 20 comportant le trou débouchant 21 avec le diamètre L et l'épaisseur T dans le rapport L/T inférieur à la valeur 1 constitue un support inadapté pour la détente des contraintes provenant du matériau formant gel 30 du fait de l'étroitesse de la forme du trou débouchant 21 lors d'une utilisation pratique. En outre, l'épaisseur T du socle 20 doit être supérieure à la valeur de 0,7 (mm) en ce qui concerne la stabilité du socle 20, ainsi que le gauchissement de la puce de détection 10 lors d'un processus de liaison, et le diamètre L du trou débouchant 21 doit être inférieur à la valeur de 2,1 (mm) en ce qui concerne la zone de liaison sur la puce de détection 10 et la résistance mécanique du socle 20. En d'autres termes, la valeur de 3 comme limite supérieure d'une plage du rapport L/T est sensiblement déterminée comme étant le rapport dont la valeur maximale est de 2,1 pour le diamètre L du trou débouchant 21 divisée par une valeur minimale de 0, 7 pour l'épaisseur T du socle 20.
En outre, la puce de détection 10 disposée sur une face opposée de la partie concave 13 ayant un diamètre supérieur à celui du trou débouchant 21 sur la face de la puce de détection dans le socle 20 est avantageuse en ce qui concerne la détente des contraintes provenant du matériau formant gel 30. En d'autres termes, de cette manière, la partie épaisse 16 de la puce de détection 10 qui entoure la partie concave 13 est entièrement fixée sur le socle 20 afin d'obtenir une force de liaison et une résistance mécanique suffisantes de la structure combinée que composent la puce de détection 10 et le socle 20. De plus, la puce de détection 10 peut comporter la partie concave 13 avec un diamètre inférieur au diamètre de l'ouverture 21a du trou débouchant 21 du côté de la puce lorsque force de liaison/la résistance mécanique est assurée d'autres manières, comme cela est représenté sur la figure 4.
En outre, le trou 41 sur le boîtier 40 présente un diamètre supérieur à celui du trou débouchant 21 (L1 > L sur la figure 1). De cette manière, le volume dilaté du matériau formant gel 30 dans le trou débouchant 21 et le trou 41 durci à basse température est guidé en direction d'une face de détection de pression du trou 41 (c'est-à-dire, une direction opposée par rapport à la face de la puce de détection). Cette structure est avantageuse en ce qui concerne la détente des contraintes provenant du matériau formant gel 30 à basse température sur la face inférieure 12 de la puce de détection 10.
En outre, le trou 41 présente un diamètre plus grand sur la face de détection de pression (L2 > L1 sur la figure 1). De cette manière, le trou 41 est facilement percé dans le boîtier 40 et il est avantageux du point de vue structurel pour la détente des contraintes provenant du matériau formant gel 30 du fait de la quantité/zone plus importante de matériau formant gel 30 qui remplit le trou 41 pour assurer la protection contre l'eau ou similaire.
La figure 5 représente une vue en coupe transversale d'une seconde modification du capteur de pression 100 du présent mode de réalisation. Dans ce cas, une paroi latérale du trou 41 présente une forme échelonnée à la place d'une forme effilée. Cette structure est également avantageuse en ce qui concerne la détente des contraintes provenant du matériau formant gel 30 à basse température.
En outre, un tuyau 40b peut être installé dans le trou 41 du boîtier 40 en résine. En d'autres termes, une partie du trou 41 est recouverte par le tuyau 40b dans le boîtier 40, comme cela est représenté sur la figure 5. Le tuyau 40b peut être réalisé, par exemple, dans un matériau en céramique, comme la mullite, l'alumine ou similaire, ou un métal comme l'alliage 42 ou similaire. Le tuyau 40b est fixé dans le trou 41 par exemple par moulage par insertion ou par ajustement serré. Le tuyau 40b est fixé sur la face du trou débouchant du trou 41. Un diamètre intérieur du tuyau 40b est représenté par le diamètre L1 sur la figure 5.
En outre, la position de l'élément piézorésistif 15 dans une zone en saillie de l'ouverture 21a du trou débouchant 21 dans le socle 20 en verre sur la face inférieure 12 de la puce de détection 10 est avantageuse en ce qui concerne la détente des contraintes provenant du matériau formant gel 30 à basse température, car les contraintes du matériau formant gel 30 dans la zone en saillie peuvent être atténuées en direction de la face de détection de pression plus facilement que les contraintes du matériau formant gel 30 contenues entre la partie formant épaulement 22 du socle 20 et la paroi latérale de la partie concave 13.
Bien que la présente invention ait été décrite en détail par rapport à son mode de réalisation préféré en référence aux dessins annexés, il convient de noter que différentes variations et modifications apparaîtront à l'homme du métier.
Par exemple, le socle 20 peut être réalisé dans un matériau autre que le verre.
En d'autres termes, le socle 20 peut être réalisé dans du silicium, de la céramique, du métal (par exemple, un alliage 42) ou similaire. En d'autres termes, un matériau ayant un coefficient linéaire similaire de dilatation à celui du silicium de la puce de détection 10 peut être utilisé pour former le socle 20 dans la mesure où le matériau est tolérant dans un environnement influencé par l'échappement ou similaire.
En outre, le matériau formant gel 30 peut être réalisé dans un matériau différent du matériau décrit ci-dessus à condition que le matériau soit capable de protéger la puce de détection 10 et de transférer la pression de l'objet mesuré.
En outre, le trou 41 dans le boîtier 40 peut adopter une forme différente de la forme décrite ci-dessus. En d'autres termes, le trou 41 peut comporter une paroi latérale incurvée à la place d'une paroi latérale de forme effilée, ou il peut comporter une paroi latérale droite.
En outre, le capteur de pression 100 peut être disposé directement à l'aide du socle 20 uniquement sur un système visé, par exemple le système d'échappement d'un véhicule, au lieu d'être disposé à l'aide du boîtier 40.
En outre, le capteur de pression 100 peut comporter une protection à l'aide, par exemple, du matériau formant gel 30 ou similaire sur les deux faces de la puce de détection 10. De cette manière, le capteur de pression 100 utilisé pour détecter la pression différentielle du FAP (filtre à particule diesel) en ayant la pression introduite sur les deux faces de la puce de détection 10 peut être protégé de manière efficace.
En outre, le capteur de pression 100 dans le mode de réalisation cidessus peut être utilisé pour détecter une pression absolue introduite sur la face inférieure 12 du diaphragme 14 par rapport à un vide ou à une pression de référence sur la face de la puce de détection 10 au lieu de détecter la pression différentielle.
En outre, le capteur de pression 100 peut être utilisé pour détecter unepression de l'air d'admission dans un moteur, une pression ambiante de différents récipients, ou une pression dans différents espaces.
Il doit être entendu que ces variations et ces modifications sont incluses dans le cadre de la présente invention défini par les revendications jointes.
Claims (10)
1. Capteur de pression (100, 110) destiné à détecter une pression et à produire en sortie un signal sur la base de l'effet de piézorésistance d'une puce de détection (10) comprenant: un substrat (10) comportant la puce de détection (10) sur une face (11) et une partie concave (13) sur une autre face (12), dans lequel une zone de la disposition de la puce de détection sur une face (11) du substrat (10) correspond à une zone de la partie concave (13) sur l'autre face (12) du substrat (10) de manière à former une partie mince (14) , un élément piézorésistif (15) dans la puce de détection (10) pour produire en sortie 10 un signal de détection qui représente de manière proportionnelle une pression appliquée; un socle (20) fixé sur le substrat (10) et comportant un trou débouchant (21) pour introduire la pression vers la puce de détection (10) sur la partie mince (14) ; et un matériau formant gel (30) remplissant la partie concave (13) et le trou débouchant (21) afin de protéger la puce de détection (10) ; caractérisé en ce que: le socle (20) en verre est fixé sur le substrat (10) par liaison anodique; et un rapport d'un diamètre (L) du trou débouchant (21) sur une épaisseur (T) du socle (20) se situe sensiblement dans une plage allant de 1 à 3.
2. Capteur de pression (100, 110) selon la revendication 1, dans lequel un diamètre (L) d'une ouverture (21a) du trou débouchant (21) du côté de la puce de détection est plus petit qu'un diamètre de la partie concave (13).
3. Capteur de pression (100, 110) selon la revendication 1 ou 2, comprenant en outre: un boîtier (40, 40a) disposé sur le socle (20) comportant une fenêtre (41) pour introduire la pression vers le trou débouchant (21) ; dans lequel le boîtier (40) est fixé sur une face opposée du socle (20) par rapport à la puce de détection (10) ; une masse du matériau formant gel (30) remplit la fenêtre (41) et le trou débouchant (21) comme un corps intégré ; et un diamètre (L) du trou débouchant (21) du côté du boîtier est plus petit qu'un diamètre (L 1) de la fenêtre (41) du côté du socle.
4. Capteur de pression (100, 110) selon la revendication 3, dans lequel la fenêtre (41) ayant la forme d'un trou a un diamètre (L2) plus grand sur une face de détection de pression que sur une face du côté du socle.
5. Capteur de pression (110) selon la revendication 4, dans lequel une circonférence intérieure de la fenêtre (41) est entièrement recouverte d'un revêtement (40b) fixé sur elle, et la circonférence intérieure de la fenêtre (41) sur laquelle est fixé le revêtement (40b) est étanchéifiée par la masse du matériau formant gel (30) qui remplit un espace dans la fenêtre (41).
6. Capteur de pression (100, 110) destiné à détecter une pression et à produire en sortie un signal sur la base de l'effet de piézorésistance d'une puce de détection (10) comprenant: un substrat (10) comportant la puce de détection (10) sur une face (11) et une partie concave (13) sur une autre face (12), dans lequel une zone de la disposition de la puce de détection sur la face (11) du substrat (10) correspond à une zone de la partie concave (13) sur l'autre face (12) du substrat (10) de manière à former une partie mince (14) , un élément piézorésistif (15) dans la puce de détection (10) pour produire en sortie un signal de détection qui représente de manière proportionnelle une pression appliquée; un socle (20) fixé sur le substrat (10) et comportant un trou débouchant (21) pour introduire la pression vers la puce de détection (10) sur la partie mince (14) ; et un matériau formant gel (30) remplissant la partie concave (13) et le trou débouchant (21) afin de protéger la puce de détection (10) ; caractérisé en ce que: le socle (20) est en céramique fixée sur le substrat (10) par liaison covalente; et un rapport d'un diamètre (L) du trou débouchant (21) sur une épaisseur (T) du socle (20) se situe sensiblement dans une plage allant de 1 à 3.
7. Capteur de pression (100, 110) selon la revendication 6, dans lequel un diamètre (L) d'une ouverture (21a) du trou débouchant (21) du côté de la puce de détection (10) est inférieur à un diamètre de la partie concave (13).
8. Capteur de pression (100, 110) selon la revendication 6 ou 7, comprenant en outre: un boîtier (40, 40a) disposé sur le socle (20) comportant une fenêtre (41) pour introduire la pression vers le trou débouchant (21) ; dans lequel le boîtier (40, 40a) est fixé sur une face opposée du socle (20) par rapport à la puce de détection (10) ; une masse du matériau formant gel (30) remplit la fenêtre (41) et le trou débouchant (21) comme un corps intégré ; et un diamètre (L) du trou débouchant (21) du côté du boîtier est inférieur à un diamètre (L1) de la fenêtre (41) du côté du socle.
9. Capteur de pression (100, 110) selon la revendication 8, dans lequel la fenêtre (41) ayant la forme d'un trou présente un diamètre (L2) plus grand du côté de détection de pression que celui du côté du socle.
10. Capteur de pression (110) selon la revendication 9, dans lequel une circonférence intérieure de la fenêtre (41) est entièrement recouverte par un revêtement (40b) fixé sur elle, et la circonférence intérieure de la fenêtre (41) sur laquelle est fixé le revêtement (40b) est rendue étanche par la masse du matériau formant gel (30) qui remplit un espace dans la fenêtre (41).
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |
Effective date: 20090228 |
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| D3 | Ip right revived | ||
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Year of fee payment: 10 |
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| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 15 |
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| ST | Notification of lapse |
Effective date: 20220205 |