[实用新型]压力传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种传感器，具体的说是涉及一种利用微机电系统MEMS技术的压力传感器。

背景技术

压力传感器应用的范围非常广泛，包括石化、液压、食品、医药、机械、冶金、采矿、电器以及医疗仪器等等，几乎遍及各个行业。

各种内燃机车的发动机和电力机组的汽轮机都是靠机油来润滑的，一旦机油压力过低就会因缺油发生干摩擦，造成剧烈的磨损和发热，可能损坏发动机或汽轮机，影响内燃机车或汽轮机的正常运转，因此机油压力是发动机或汽轮机的重要参数之一。对汽车而言，需要在汽车的发动机上安装机油压力表，用来监测发动机的机油压力，当发动机的机油压力低于正常值时，油压表就会发出报警信号，安装在仪表盘内的报警灯闪亮，提醒司机更换和添加机油。目前应用在汽车上的压力传感器有好多种，一般都包括信号调理电路板，在信号调理电路板上设一压力敏感膜片，膜片直接承受机油的压力，然后将机油的压力信号传到信号调理电路板上，经信号调理电路板处理成电信号输出，但上述结构的压力敏感膜片一般都采用机械加工而成的厚膜压力敏感膜片，往往体积和重量大，成本高，精度低，它们在电力机组和汽车上的应用中受到很大的限制。也有用微机电技术的微型芯片，如申请人西安维纳信息测控有限公司申请的发明专利，公开日是2008年7月23日，公开号是CN101226092A，发明名称为：SOI全硅结构充硅油耐高温压力传感器，包括一配置有空腔的基座4-1，基座4-1空腔上依次配置有波纹膜片7-1和压环5-1，电极1-1通过玻璃绝缘子2-1与基座4-1相固接，基座4-1空腔内还配置一[100]晶面的全硅SOI压力芯片9-1，全硅SOI压力芯片9-1在真空环境下与PYREX7740玻璃6-1通过静电键合封接在一起，基座4-1空腔中充填有高温硅油13-1，全硅SOI压力芯片9-1上压焊块与电极1-1之间通过超声热压焊用金丝8-1连接，本发明的优点是一种适用于高温环境下测量大压力的传感器，芯片材料贵，工艺较复杂，成本高。适合于一些高温和高压等特殊场合使用。压力量程60-150MPa，工作温度可达+200℃。

发明内容

针对上述机电式压力传感器的一些缺点和不足，本实用新型的目的是提供一种结构紧凑、合理，性能稳定可靠的基于MEMS技术和专用集成电路芯片进行信号调理的常温压力传感器。

本实用新型的目的可通过以下技术方案来实现：

一种压力传感器，包括MEMS压力传感芯片，所述的MEMS压力传感芯片由四个多晶硅电阻设置在单晶硅薄膜的[110]晶向上构成的惠斯通电桥，单晶硅薄膜是由下硅圆片、上硅圆片和纯化层构成，下硅圆片上设置一腔体，下硅圆片和上硅圆片通过热熔硅-硅键合在一起，在上硅圆片表面设钝化层，在上硅圆片上用扩散工艺设置多晶硅电阻，在上硅圆片上刻蚀出金属薄膜导线和压焊块，其中晶向的定义是：晶体的一个基本特点是具有方向性，沿晶格的不同方向晶体性质不同，布拉伐格子的格点可以看成分裂在一系列相互平行的直线系上，这些直线系称为晶列，同一个格子可以形成方向不同的晶列，每一个晶列定义了一个反向，称为晶向。单晶硅的晶向有[111]、[100]、[110]等，所述的[110]晶向只是单晶硅晶向的一种。

上述压力传感器，包括压力传感电路和信号调理电路，压力传感电路与信号调理电路相连接，信号调理电路由信号调理电路和放大电路构成，信号调理电路与放大电路连接，所述的压力传感电路由MEMS压力传感芯片构成，信号调理电路由信号调理电路板构成，所述的MEMS压力传感芯片的惠斯通电桥的桥臂与信号调理电路板连接。

上述压力传感器，包括传感器壳体、压力敏感芯体和接线端扭，接线端扭与传感器壳体装配形成腔体，压力敏感芯体封装在腔体内，所述的压力敏感芯体由MEMS压力传感芯片和信号调理电路板构成，MEMS压力传感芯片与信号调理电路板连接。

上述压力传感器，MEMS压力传感芯片粘接在基板上，基板粘接在金属底座上，MEMS压力传感芯片封装在管帽和金属底座形成的密封腔体内，所述的管帽是由金属压环、波纹片和金属管壁构成，波纹片边缘设在金属压环与金属管壁之间并与金属压环和金属管壁焊接，管帽中的金属管壁的下部焊在金属底座上形成密封腔体，在密封腔体内充満硅油，信号调理电路板由绝缘胶粘在金属底座上，MEMS压力传感芯片上的金丝引线与管腿相连接，管腿通过玻璃绝缘子焊接在金属底座上，MEMS压力传感芯片通过金丝引线经管腿与信号调理电路板相连接，管腿通过连接导线与外引线相连接。

上述压力传感器，所述的基板中部设凹槽，压力传感芯片粘在凹槽内。

上述压力传感器，所述基板是陶瓷基片或印刷电路板或玻璃基板中的任一种。