ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ

1. Датчик давления, имеющий корпус (2, 20; 2'; 2") датчика с диафрагмой (20; 20'), причем корпус (2, 20; 2'; 2") датчика и мембрана (20; 20'), по меньшей мере, частично выполнены из электроизоляционного материала, в частности керамического материала, и задают полость (3; 3'), диафрагма (20; 20'), по меньшей мере, частично обращена к упомянутой полости (3; 3') и имеет на себе, по меньшей мере, часть регистрирующего элемента (21, 22), сконфигурированного для регистрации изгибания или деформации диафрагмы (20; 20'), при этом корпус (2, 20; 2'; 2") датчика поддерживает компоновку (6) схемы, находящуюся в связи с помощью сигналов с регистрирующим элементом (21, 22) и содержащую множество компонентов (7, 10, 15) схемы, среди которых интегральная схема (15), причем компоновка (6) схемы запланирована для обработки сигнала, произведенного регистрирующим элементом (21, 22), датчик давления отличается тем, что:
- упомянутая интегральная схема состоит из кристалла, выполненного из полупроводникового материала (15);
- компоновка (6) схемы включает в себя рисунок электрической схемы, содержащий множество дорожек, выполненных из электропроводящего материала (9), непосредственно нанесенного на первую поверхность корпуса (2, 20; 2'; 2") датчика, который выполнен из электроизоляционного материала, причем упомянутые дорожки (9) сформированы так, что область упомянутой первой поверхности непосредственно открыта для механического присоединения, в частности для клеевого присоединения, или смоляного присоединения, упомянутого кристалла (15);
- кристалл (15) непосредственно присоединяется к упомянутой первой поверхности в упомянутой области, то есть в зоне, не занятой упомянутыми дорожками (9);
- упомянутый кристалл (15) соединяется с соответственными упомянутыми дорожками (9) посредством проводного соединения, то есть посредством тонких гибких соединительных проводов (16), выполненных из электропроводящего материала.
2. Датчик по п.1, в котором провода представляют собой гибкие микропровода (16), имеющие толщину или диаметр, составляющий между около 5 мкм и 100 мкм, в частности от около 25 мкм и до около 35 мкм, и предпочтительно сформированные из материала или сплава, содержащего материал или основанного на материале, выбранном из: золота, платины, кремния, палладия, бериллия, серебра, алюминия и меди.
3. Датчик по п.1 или 2, дополнительно содержащий средство (18) регистрации температуры, в частности, соединенное с, или содержащееся в пределах, или интегрированное в упомянутый элемент или кристалл, выполненный из полупроводникового материала (15).
4. Датчик по п.1 или 2, в котором упомянутый элемент или кристалл, выполненный из полупроводникового материала (15), и соответствующие упомянутые провода (16), а также, по меньшей мере, часть области соединения упомянутых проводов (16) с соответственными упомянутыми дорожками (9) покрыта массой защитного изоляционного материала (17), такого как смола, в частности эпоксидная смола.
5. Датчик по п.1, в котором упомянутые дорожки (9) покрыты защитным слоем (11), в частности полимерным материалом, причем защитный слой (11) локально открыт, то есть имеет окна, по меньшей мере, в зонах соединения, по меньшей мере, некоторых из упомянутых компонентов (7) схемы, к соответственным упомянутым проводящим дорожкам (9), причем защитный слой (11) дополнительно имеет локальное отверстие или окно (11a), в упомянутой посадочной области.
6. Датчик по п.1, в котором, по меньшей мере, на одной поверхности или стороне упомянутого элемента или кристалла из полупроводникового материала (15) предоставляются контакты (15a), состоящие из тонких пленок, выполненных из электропроводящего материала, для присоединения упомянутых проводов (16).
7. Датчик по п.1, в котором упомянутые компоненты (7-10, 15) схемы содержат один или более резисторов (10), предпочтительно сформированных из резистивного материала, непосредственно нанесенного на упомянутую первую поверхность.
8. Датчик по пп.5 и 7, в котором упомянутые резисторы (10), по меньшей мере, частично покрыты упомянутым защитным слоем (11).
9. Датчик по п.1, в котором корпус (2, 20; 2', 20) датчика содержит первую часть (2; 2') корпуса, которая поддерживает упомянутую компоновку (6) схемы, и вторую часть (20) корпуса, задающую упомянутую диафрагму, причем первая и вторая части (2, 20; 2', 20) корпуса взаимно скреплены или соединены, в частности, посредством клейкого материала, и в котором:
- первая часть (2, 2') корпуса задает глухую полость (3), которая выходит на первую поверхность первой части (2, 2') корпуса;
- компоновка (6) схемы находится на второй поверхности первой части (2, 2') корпуса, которая является противоположной упомянутой первой поверхности; и
- вторая часть (20) корпуса прикреплена или соединена клеем с упомянутой первой поверхностью, чтобы сформировать нижнюю поверхность упомянутой полости (3).
10. Датчик по п.9, в котором в первой части (2; 2') корпуса предоставляются сквозные отверстия (5), проходящие между упомянутой первой и второй поверхностью, и в котором
- по меньшей мере, одна внутренняя поверхность упомянутых сквозных отверстий (5) покрыта слоем, выполненным из электропроводящего материала для соединения упомянутого регистрирующего элемента (22, 21) с упомянутой компоновкой (6) схемы, и/или
- упомянутые сквозные отверстия (15), по меньшей мере, частично заполнены электропроводящим материалом, таким как проводящая паста, или клей, в частности, для соединения упомянутых сквозных отверстий с электрическими компонентами или элементами (21, 22), имеющимися на диафрагме (20).
11. Датчик по п.9, в котором первая часть (2) корпуса имеет сквозное отверстие (4), проходящее от нижней поверхности упомянутой полости (3) и упомянутой второй поверхности, и в котором:
- если датчик (1) давления представляет собой датчик относительного давления, то упомянутое сквозное отверстие (4) открыто на соответствующем конце, который выходит на упомянутую вторую поверхность; и
- если датчик (1) давления представляет собой датчик абсолютного давления, то упомянутое сквозное отверстие (4) закрыто на соответствующем конце, который выходит на упомянутую вторую поверхность.
12. Датчик по п.1, в котором компоновка (6) схемы запланирована для выполнения одной или более функций, выбранных из: ESD защиты, защиты от повышения напряжения, защиты от перемены полярности, регистрации старения, автоматической калибровки, цифровой калибровки, программирования данных или параметров,
где, в частности, компоновка (6) схемы и/или упомянутая интегральная схема, или кристалл (15) сконфигурированы для программирования или калибровки после соответствующей сборки на корпусе (2) датчика, предпочтительно посредством тех же самых клемм (8), которые затем используются как выходы для измерительных сигналов, произведенных датчиком (1).
13. Датчик по п.1, в котором компоновка (6) схемы сконфигурирована так, чтобы иметь выходной логометрический сигнал, то есть сигнал с выходным напряжением, зависящим от напряжения питания, предпочтительно изменяющийся между 0,5 и 4,5 В.
14. Процесс изготовления датчика давления по одному или более пп.1-13, содержащий этапы:
- получения упомянутых дорожек (9) на упомянутой первой поверхности (9) так, чтобы оставить упомянутую посадочную область корпуса (2, 20; 2') датчика непосредственно открытой;
- нанесения, по меньшей мере, на крайние зоны упомянутых дорожек (9), которые соединяются с упомянутым кристаллом (15), слоя того же самого материала, из которого состоят упомянутые провода (16), или материала, совместимого с материалом, из которого выполнены упомянутые провода;
- прикрепления упомянутого кристалла (15) в упомянутой посадочной области упомянутой первой поверхности, в частности, посредством клеевого соединения;
- присоединение посредством провода упомянутого кристалла (15) к соответственным упомянутым дорожкам (9);
- покрытие упомянутого кристалла (15) и соответствующих упомянутых проводов (16), а также области соединения упомянутых проводов (16) с соответственными упомянутыми дорожками (9), упомянутой массой (17), выполненной из защитного изолирующего материала.
15. Устройство регистрации давления, содержащее датчик давления в соответствии с одним или более пп.1-13.