[发明专利]压力传感器芯体及其制作方法

说明书

本发明提供的一种压力传感器芯体及其制作方法，涉及压力敏感元件技术领域，以在一定程度上解决现有平膜压力传感器存在的制造成本高、工艺复杂、长期稳定性差以及温度漂移大的问题。本发明提供的压力传感器芯体,包括弹性基体、弹性梁支架以及压力敏感组件；弹性基体的感压侧形成有感压膜片，弹性基体的背压侧，且沿弹性基体的径向由内向外依次形成有第一凸部和第二凸部；弹性梁支架对应第一凸部形成有第一对位部，对应第二凸部形成有第二对位部，第一凸部与第一对位部对位连接，第二凸部与第二对位部对位连接；压力敏感组件包括压力敏感元件，压力敏感元件设置于弹性梁支架背离弹性基体的一侧。

技术领域

本发明涉及压力敏感元件技术领域，尤其是涉及一种压力传感器芯体及其制作方法。

背景技术

平膜压力传感器，是一种采用无引压孔的隔膜工艺设计，工作时介质压力直接作用在传感器的膜片上，粘稠介质不易堵塞，特别适用于聚安脂设备、造纸、油漆、制药、食品加工、化工涂料、油漆、泥浆、沥青、原油等行业粘稠介质的压力测量与控制。

按结构形式和工作原理平膜压力传感器可分为两种：一种是应变式齐平膜型，主要包括金属应变式和半导体应变式两种，测量端采用特殊处理坚固的齐平膜片，被测介质中坚硬微粒不会损坏隔离齐平膜片，适用于高粘稠物或有微粒的流体压力测量。另一种扩散硅前置式，采用扩散硅芯体制作，利用单晶硅的压阻效应原理，测量端采用金属波纹膜片，工作时被测介质中直接作用在波纹膜片上，通过芯体内部填充硅油传导压力至内部硅压芯片上，适用于低粘稠物或微小粒的流体压力测量。

目前应变式齐平膜型压力传感器多基于不锈钢上粘贴应变片的技术，直接将电阻应变片粘贴在感压膜片的背部凹槽底面，工作时膜片受压产生形变，位于另一面的惠斯顿电桥桥臂电阻发生相应的变形，阻值随之相应改变，电桥因阻值改变而产生与压力成线性比例的输出信号。但此种方式对凹槽地面的表面加工精度和贴片质量要求较高，若采用有机高分子基底与粘胶，不仅不耐高温，而且长期使用稳定性差，蠕变大。并且，在工作时介质的温度变化直接传递到应变片上，产生热应力和温度漂移。

而扩散硅前置式平膜压力传感器单晶硅的压阻效应的工作原理，在工作时通过前端金属波纹膜片和填充的硅油，硅压阻芯片间接感受被测介质的压力并实现压力的测量。为保证压力的不失真传递和压力输入与信号输出的线性度，一般波纹膜片的厚度、波纹高度以及波纹数量都有特定要求。一方面，几十微米厚的波纹膜片采用齐平膜焊接工艺复杂，焊接后过载能力差且容易泄露，在接触较高粘稠物和含较大颗粒的流体时，极易产生永久变形，影响传感器的寿命和性能，另一方面，压阻式压力传感器工艺复杂，温度特性差。

因此，急需提供一种压力传感器芯体及其制作方法，以在一定程度上解决现有技术中存在的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种压力传感器芯体及其制作方法，以在一定程度上解决现有平膜压力传感器存在的制造成本高、工艺复杂、长期稳定性差以及温度漂移大的问题。

本发明提供的一种压力传感器芯体，包括弹性基体、弹性梁支架以及压力敏感组件；所述弹性基体的感压侧形成有感压膜片，所述弹性基体的背压侧，且沿所述弹性基体的径向由内向外依次形成有第一凸部和第二凸部；所述弹性梁支架对应所述第一凸部形成有第一对位部，对应所述第二凸部形成有第二对位部，所述第一凸部与所述第一对位部对位连接，所述第二凸部与所述第二对位部对位连接；所述压力敏感组件包括压力敏感元件，所述压力敏感元件设置于所述弹性梁支架背离所述弹性基体的一侧。

其中，所述第二凸部呈环状，所述第一凸部形成于所述弹性基体的中心位置，所述第二凸部围绕所述第一凸部设置。

具体地，所述第一凸部和所述第二凸部朝向所述弹性梁支架的一侧的端面位于同一水平面；所述第一对位部和所述第二对位部朝向所述弹性基体的一侧的端面位于同一水平面。