壓力傳感器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及壓力傳感器.壓力傳感器(10)具有載體芯片(20)，載體芯片其內(nèi)和/或者其上集成了至少一個(gè)傳感器元件(30)，傳感器元件的測(cè)量信號(hào)取決于載體芯片(20)中的機(jī)械應(yīng)力.載體芯片(20)在其背面以平坦和材料鎖定的形式連接到固體主體(50)，固體主體的彈性模量與載體芯片(20)的彈性模量不同.載體芯片(20)具有至少兩個(gè)獨(dú)立且縱向的凹槽(80a，80b)，在凹槽之間布置有傳感器元件(30a，30b).所述壓力傳感器具有偏壓電路(40)并用于共軌噴射系統(tǒng)中。
【專利說(shuō)明】壓力傳感器
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)要求于2015年3月24日提交的德國(guó)專利申請(qǐng)N0.1O 20 I 5 I 044 1.2“Drucksensor”的優(yōu)先權(quán)和權(quán)益，其公開(kāi)的內(nèi)容在此通過(guò)引用全部并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明涉及一種壓力傳感器，其具有固體主體和連接到固體主體的載體芯片，以及至少一個(gè)傳感器元件。
【背景技術(shù)】
[0004]例如從德國(guó)專利申請(qǐng)N0.DE 19963786A1已知壓力傳感器。該文件中公開(kāi)的壓力傳感器具有矩形的半導(dǎo)體芯片，芯片整個(gè)背面通過(guò)陽(yáng)極接合連接的方式連接到由硼硅酸鹽玻璃制成的立方固體主體。半導(dǎo)體芯片和硼硅酸鹽玻璃的材料具有不同的彈性模量。
[0005]從2013年4月MarcBaumann在Der Andere Verlag，ISBN978-3-86247-354-0的學(xué)位論文“Robust Piezoresistive CMOS Sensor Microsystems”，這種壓力傳感器進(jìn)一步被公開(kāi)。
[0006]德國(guó)專利申請(qǐng)文件N0.DE4137624進(jìn)一步教導(dǎo)了在功率傳感器中使用的硅芯片。該芯片具有在上面引入的兩個(gè)凹槽，兩個(gè)壓阻元件布置在凹槽之間。
[0007]例如從德國(guó)專利文件N0.DE19963786、美國(guó)專利申請(qǐng)N0.US2006/0144153、美國(guó)專利N0.5095762、國(guó)際專利申請(qǐng)N0.WO 2009/028283A1、歐洲專利N0.EP0548907B1、歐洲專利Νο.ΕΡ0793082Β1、美國(guó)專利 N0.US7290453 以及德國(guó)專利申請(qǐng) N0.DE102013200106A1 已知其它的壓力傳感器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]在本文件中描述例如在機(jī)動(dòng)車的共軌噴射系統(tǒng)中使用的壓力傳感器。該壓力傳感器包括固體主體和連接到固體主體的載體芯片。載體芯片的表面中存在至少兩個(gè)凹槽并且在兩個(gè)凹槽之間布置有傳感器元件。所述兩個(gè)凹槽互相獨(dú)立并以縱向的方式構(gòu)建。所述傳感器元件具有連接到一個(gè)或數(shù)個(gè)傳感器元件的至少一個(gè)偏壓電路。一旦對(duì)所述壓力傳感器施加過(guò)壓或真空，機(jī)械應(yīng)力通過(guò)縱向凹槽集中到載體芯片內(nèi)。該壓力傳感器因此更為靈敏。偏壓電路還允許調(diào)整傳感器元件的供給電壓，例如為了補(bǔ)償壓力傳感器中的溫度變化。
[0009]在壓力傳感器的一個(gè)方面中，兩個(gè)傳感器元件互相平行布置。為了提供余度，在另一方面，傳感器元件中的兩個(gè)或更多個(gè)可以布置在兩個(gè)縱向凹槽之間。另外，在載體芯片的表面中可以提供多于一對(duì)縱向凹槽。
[0010]傳感器元件例如通過(guò)惠斯頓橋形成，其中惠斯頓橋的臂由電阻器或者由場(chǎng)效應(yīng)晶體管形成。使用場(chǎng)效應(yīng)晶體管減少傳感器元件的溫度靈敏度。
[0011]載體芯片具有與固體主體的彈性模量不同的彈性模量。由于這些不同的彈性模量，在載體芯片中產(chǎn)生機(jī)械應(yīng)力。這些機(jī)械應(yīng)力引起載體芯片表面中的壓阻電阻器或者場(chǎng)效應(yīng)晶體管的電阻變化，并因此提供壓力的測(cè)量結(jié)果。
[0012]載體芯片的厚度越小，載體芯片就越靈敏，并且由此壓力傳感器由更薄的載體芯片形成。一方面載體芯片具有小于ΙΟΟμπι的厚度，而另一方面具有小于50μπι的厚度。
[0013]壓力傳感器能夠應(yīng)用在例如燃料噴射系統(tǒng)中并在燃料噴射系統(tǒng)中承受大的溫度變化。因?yàn)檫@個(gè)原因，傳感器元件的供給電壓是可控的，其利用偏壓電路以減少由于溫度效應(yīng)引起的測(cè)量變化。利用熱敏電阻、電路或其它控制方式的幫助來(lái)控制這種溫度依賴的偏壓。在本發(fā)明的一個(gè)方面中，柵電壓可以單獨(dú)施加到場(chǎng)效應(yīng)晶體管中的一個(gè)或數(shù)個(gè)并且因此可以單獨(dú)控制。可替代地，另外的電源可以用于溫度依賴的供給電壓，其控制用于惠斯頓橋中的所有元件的供給電壓。
[0014]在進(jìn)一步的實(shí)施例中，所述傳感器不具有任何縱向的凹槽并且傳感器元件主要對(duì)稱地圍繞中心附著在芯片上。
【附圖說(shuō)明】
[0015]附圖1是壓力傳感器的第一示范性實(shí)施例，該壓力傳感器具有其中集成有壓阻電阻器的CMOS半導(dǎo)體芯片。
[0016]附圖2A、2B示出了附圖1中示出的壓力傳感器的半導(dǎo)體芯片的頂視圖，可以看到在載體芯片的表面中存在兩個(gè)縱向凹槽。
[0017]附圖2C示出了在載體芯片表面中有兩對(duì)縱向凹槽的壓力傳感器的實(shí)施例。
[0018]附圖3示出壓力傳感器的第二示范性實(shí)施例，其中縱向凹槽相對(duì)于第一示范性實(shí)施例在載體芯片平面中旋轉(zhuǎn)了45°。
[0019]附圖4示出了附圖3中示出的壓力傳感器的半導(dǎo)體芯片的頂視圖。
[0020]附圖5A-5E示出了制造壓力傳感器的方法步驟。
[0021]附圖6A-6H示出了每種情況中的具有偏壓電路的一個(gè)惠斯頓橋，其中具有偏壓電路的惠斯頓橋具有多種布置方式。
[0022]附圖7示出了具有壓力傳感器的共軌噴射系統(tǒng)。
【具體實(shí)施方式】
[0023]附圖1到4中的一致以標(biāo)記10指定的壓力傳感器，其用于測(cè)量作用在壓力傳感器10上的液體靜壓力，其具有配置為帶有單晶硅襯底的半導(dǎo)體芯片的載體芯片20。至少一個(gè)傳感器元件30集成在載體芯片20中。至少一個(gè)傳感器元件30的輸出信號(hào)取決于載體芯片20的正面表面20u上或中的機(jī)械應(yīng)力，并因此取決于施加在所述至少一個(gè)傳感器元件30上的壓力。
[0024]集成在載體芯片20中的傳感器元件30應(yīng)理解為是指嵌入載體芯片20的表面20u中和/或應(yīng)用到表面20u上的傳感器元件30。傳感器元件30可以包括金屬應(yīng)變度量條、壓阻電阻器和/或壓阻場(chǎng)效應(yīng)晶體管。
[0025]在該非限制性的方面，載體芯片20具有基本上方形的底面?；旧戏叫蔚酌娴倪呴L(zhǎng)在附圖1、2A和2B中以字母B指定。載體芯片20的硅襯底具有沿載體芯片20的載體芯片平面的X軸方向延伸的第一外邊緣區(qū)域或第一邊緣。術(shù)語(yǔ)“載體芯片平面”在上下文中理解為指代載體芯片20的主(頂)表面中的平面。該載體芯片平面平行于附圖2A和2B中的繪圖平面延伸。
[0026]在附圖1、2A和3中只示出了一個(gè)傳感器元件30。附圖2B示出了具有兩個(gè)傳感器元件30a和30b的方面。本發(fā)明不限于特定數(shù)量的傳感器元件30、30a、30b。
[0027]載體芯片20的第二外邊緣區(qū)域或第二邊緣定位為載體芯片平面的y軸方向。在附圖2A和2B中可以看到，y軸布置在載體芯片平面中正交于X軸。該X軸和該y軸由此形成笛卡爾坐標(biāo)系。
[0028]附圖1的傳感器元件30具有集成在硅襯底的表面20u中的四個(gè)壓阻電阻器，其在附圖6A-6C中詳細(xì)示出并通過(guò)導(dǎo)體路徑(未示出)互連到集成在載體芯片20中的惠斯頓橋。
[0029]在附圖1中的示范性實(shí)施例中，壓阻電阻器被配置為圍繞通孔80a和80b的中心對(duì)稱布置的電阻器路徑，并且與通孔80a、80b以及載體芯片20的外邊緣間隔開(kāi)。兩個(gè)導(dǎo)體路徑中的每個(gè)具有布置成彼此成90°角度的兩個(gè)壓阻電阻器。
[0030]固體主體50背對(duì)載體芯片20的背面501可以連接到承載板55。電連接觸點(diǎn)布置在承載板55上，其經(jīng)由接合線(未示出)連接到傳感器元件30的連接件。傳感器元件30的兩個(gè)供給連接件經(jīng)由另外的導(dǎo)體路徑(未示出)連接到電壓源。電壓源通過(guò)所述另外的導(dǎo)體路徑向傳感器元件30供給恒定的電壓，例如5伏特。傳感器元件30的兩個(gè)測(cè)量連接件用來(lái)獲得測(cè)量電壓。
[0031]在惠斯頓橋中，第一測(cè)量信號(hào)連接件例如經(jīng)由第一壓阻電阻器連接到第一供給連接件，以及經(jīng)由第二壓阻電阻器連接到第二供給連接件。第二測(cè)量信號(hào)連接件經(jīng)由第三壓阻電阻器連接到第一供給連接件，以及經(jīng)由第四壓阻電阻器連接到第二供給連接件。附圖6A-6C和6F示出了具有電阻器的惠斯頓橋的不同方面，以及附圖6D-6E和6H示出了具有場(chǎng)效應(yīng)晶體管的不同方面。這些附圖下面會(huì)進(jìn)行更詳細(xì)的解釋。
[0032]載體芯片20在其背面201經(jīng)由陽(yáng)極接合連接的方式連接到固體主體50。在壓力傳感器10的一個(gè)方面中，固體主體50的材料被選擇為使得固體主體50的材料具有與載體芯片20的材料大致相同的熱膨脹系數(shù)。于是，載體芯片20中的機(jī)械應(yīng)力在很大程度上與壓力傳感器10的溫度無(wú)關(guān)。
[0033]在壓力傳感器10的非限制性的配置中，固體主體50由硼硅酸鹽玻璃構(gòu)成，其彈性模量大約是68GPa并且明顯不同于硅的方向依賴的彈性模量，硅的方向依賴的彈性模量落入130至168GPa的范圍中。硼硅酸鹽玻璃的熱膨脹系數(shù)大致與硅的熱膨脹系數(shù)相當(dāng)。
[0034]可以在載體芯片20和固體主體50之間除了陽(yáng)極接合連接之外還可以采用不同的接合。還可能的是，載體芯片20基本上由金屬構(gòu)成而固體主體50由聚合物材料構(gòu)成。
[0035]固體主體50可以布置到承載板55上或合適的支撐件上，固體主體50例如通過(guò)粘合層的方式固定在其上。
[0036]在附圖1和3中可以看到，載體芯片20具有與固體主體50大致相同的底面大小，并因此與固體主體50齊平放置。也可以構(gòu)思不同的配置，其中載體芯片20和固體主體50具有不同的底面大小。如此，壓力傳感器10具有兩層結(jié)構(gòu)，其中一層(此處指固體主體50)由硼硅酸鹽玻璃構(gòu)成以及第二層(此處指載體芯片20)基本上由硅構(gòu)成。
[0037]在一個(gè)方面，載體芯片20具有在附圖1、2A和2B示出的示范性實(shí)施例中的y軸方向互相平行延伸的兩個(gè)縱向凹槽80a和80b。所述縱向凹槽80a和80b被配置成在垂直于載體芯片平面的方向上穿透載體芯片20的通孔或狹縫。在一方面，縱向凹槽80a和80b的長(zhǎng)度L至少與縱向凹槽80a與80b之間的橫向距離A—樣大?？v向凹槽80a、80b的寬度W可以小于距離A的一半并且具體可以是距離A的四分之一。然而，縱向凹槽還能延伸直到載體芯片20的外邊緣25處，由此進(jìn)一步增強(qiáng)了壓力傳感器的靈敏度。
[0038]縱向凹槽80a、80b優(yōu)選地與載體芯片20的邊緣間隔開(kāi)。由此在并入有縱向凹槽80a、80b之后載體芯片20具有相當(dāng)高的機(jī)械強(qiáng)度?？v向凹槽80a、80b可以具有偏離直線的延伸，例如曲線的延伸。縱向凹槽80a、80b還能是弓形形式的彎曲，并且可以沿著環(huán)形線的片段延伸。
[0039 ]附圖1、2A、2B和3中示出的壓力傳感器1的實(shí)施例中的縱向凹槽80a、80b并入到載體芯片20的表面20u中，該表面背離固體主體50并且位置與固體主體50相反?？v向凹槽80a、80b可以與載體芯片20的背面201間隔開(kāi)。然而，縱向凹槽80a、80b也可以被配置為貫穿地(并可能垂直于載體芯片平面地)穿透載體芯片20的孔。在后一種情況中，縱向凹槽80a、80b的最深點(diǎn)是在固體主體50上，或者在固體主體50中距離固體主體的背面的一定距離處?？v向凹槽80a、80b可以在壓力傳感器10的制造期間通過(guò)如附圖5A-5E所解釋的反應(yīng)離子蝕刻并入到載體芯片20中。然而，不同的制造方法也是可能的，例如激光燒蝕或銑削。
[0040]在附圖1和2A中可以看到，傳感器元件30布置在縱向凹槽80a與80b之間。在載體芯片平面的頂視圖中，傳感器元件30的區(qū)域中心對(duì)稱地放置在縱向凹槽80a與80b之間，例如大致位于載體芯片20的表面區(qū)域20u的在縱向凹槽80a與80b之間的區(qū)域的中心。
[0041]在附圖1和2A所示的示范性實(shí)施例中，傳感器元件30對(duì)垂直于X軸布置的第一平面中的機(jī)械法向應(yīng)力&和垂直于y軸定位的第二平面中的機(jī)械法向應(yīng)力~之間的差值敏感。
[0042]一旦壓力變化作用在壓力傳感器10上，由于載體芯片20和固體主體50的不同的彈性模量，載體芯片20中會(huì)產(chǎn)生機(jī)械應(yīng)力的改變。該機(jī)械應(yīng)力集中在縱向凹槽80a、80b之間。所述機(jī)械應(yīng)力引起壓阻電阻器33a_d或場(chǎng)效應(yīng)晶體管37a_d的電阻值的改變。電阻值的改變導(dǎo)致傳感器元件30的測(cè)量信號(hào)連接件之間出現(xiàn)電壓改變。
[0043]附圖3和4中示出的壓力傳感器10在如下方面與附圖1、2A和2B中示出的壓力傳感器不同:在載體芯片平面的頂視圖中，縱向凹槽80a、80b的主延伸方向被布置成與X軸成45°的角度?？梢郧宄吹剑谳d體芯片平面中，X軸和y軸每個(gè)都布置成與載體芯片20的外邊緣區(qū)域或外邊緣成45°的角度?？v向凹槽80a、80b的尺寸和間距基本上與附圖1、2A和2B中示出的示范性實(shí)施例的相應(yīng)測(cè)量值相同。類似地，附圖3和4的實(shí)施例中載體芯片20和固體主體50的外尺寸基本上與附圖1、2A和2B中示出的示范性實(shí)施例的相應(yīng)測(cè)量值相同。
[0044]在附圖3和4中示出的示范性實(shí)施例中，傳感器元件30也布置在縱向凹槽80a與80b之間。在載體芯片平面的頂視圖中，傳感器元件30的中心被布置在大致位于載體芯片20的表面區(qū)域20u在縱向凹槽80a與80b之間的中心。
[0045]在根據(jù)附圖3和4的示范性實(shí)施例中，傳感器元件30對(duì)位于載體芯片平面中關(guān)于X軸和y軸的剪應(yīng)力敏感或?qū)υ摷魬?yīng)力響應(yīng)。在載體芯片平面的頂視圖中，相對(duì)于縱向凹槽80a、80b的主延伸方向，X軸被布置為成+45°的角度而y軸被布置為成-45°的角度。壓力傳感器10的這種配置因而允許對(duì)發(fā)生在縱向凹槽80a、80b之間產(chǎn)生的剪應(yīng)力的高的測(cè)量靈敏度。
[0046]在壓力傳感器10中，其中載體芯片20具有硅襯底，該硅襯底具有在130到168GPa之間的方向依賴的彈性模量，以及其中固體主體由彈性模量為68GPa的硼硅酸鹽玻璃構(gòu)成，方形底面具有邊長(zhǎng)B。固體主體的厚度D與邊長(zhǎng)B的比例D/B應(yīng)該大于0.5，并且在一個(gè)實(shí)施方面大于1.5。壓力傳感器10的測(cè)量靈敏度可以通過(guò)這個(gè)數(shù)值進(jìn)一步增強(qiáng)。厚度D可以理解為是指固體主體50在垂直于載體芯片平面延伸的方向上的尺寸。
[0047]在所描述的非限制性的示范性實(shí)施例中，載體芯片20具有大約ΙΟΟμπι的層厚度S以及大約Imm的邊長(zhǎng)B。這導(dǎo)致S/B = 0.1的歸一化的層厚度。通常，歸一化層厚度S/B應(yīng)當(dāng)小于0.1。固體主體50的邊長(zhǎng)對(duì)應(yīng)于載體芯片20的邊長(zhǎng)。固體主體50的厚度大約是1mm。這對(duì)應(yīng)于歸一化的層厚度D/B = l。
[0048]附圖5A-5E示出了壓力傳感器10的制作方法。首先，提供晶片90。多個(gè)傳感器元件30集成在晶片90的正面80a中。這些傳感器元件30在晶片90中以傳統(tǒng)的CMOS技術(shù)制造。晶片90在它的背面901(附圖5A)被拋光。提供了硼硅酸鹽玻璃的薄片92。
[0049]晶片90的背面以整個(gè)表面與薄片92的表面區(qū)域相接觸并通過(guò)陽(yáng)極接合(附圖5B)永久連接到所述薄片92。
[0050 ]然后，通過(guò)光刻將蝕刻掩模94應(yīng)用到晶片90的背對(duì)薄片92的正面90u。蝕刻掩模94在縱向凹槽80a、80b將要弓I入到晶片90的位置處具有孔96。
[0051]隨后，晶片在孔96所在區(qū)域與蝕刻液相接觸。蝕刻液通過(guò)化學(xué)或物理反應(yīng)將晶片90中的材料除去，以在晶片90中引入縱向凹槽80(參見(jiàn)附圖5D-在這幅圖中，縱向凹槽80還沒(méi)有徹底蝕刻完成)。
[0052]然后蝕刻液和蝕刻掩模94被除去，并且通過(guò)沿預(yù)定的分隔線98相同切割，將壓力傳感器10從由此獲得的層布置中分離開(kāi)。
[0053]壓力傳感器10尤其適用于高壓環(huán)境。它具有應(yīng)對(duì)超載的高電阻。
[0054]當(dāng)向所述壓力傳感器10施加過(guò)壓或真空時(shí)，機(jī)械應(yīng)力集中在縱向凹槽80a、80b之間的區(qū)域。因此，壓力傳感器10的測(cè)量靈敏度通過(guò)將傳感器元件30布置在縱向凹槽80a與80b之間來(lái)提高。
[0055]附圖6A-6H每一幅示出了對(duì)具有偏壓電路40的傳感器元件30可用的惠斯頓橋。如上文提到的，惠斯頓橋由四個(gè)壓阻電阻器33a-d(附圖6A-6C、6G)或四個(gè)場(chǎng)效應(yīng)晶體管37a-37d(附圖6D-6F、6H)形成。所述惠斯頓橋具有供給電壓Vc，并且測(cè)量電壓在電阻33a和33c以及33b和33d之間或在場(chǎng)效應(yīng)晶體管37a和37c以及37b和37d之間的中心處獲得。為了簡(jiǎn)要的目的，在附圖6A-6H中，惠斯頓橋中的具有兩個(gè)壓阻電阻器的兩條導(dǎo)體路徑在每種情況下以布置成平行的方式而示出。這些導(dǎo)體路徑和應(yīng)力敏感的電阻器以針對(duì)相互偏移90°的惠斯頓測(cè)量橋的通常方式布置在載體芯片上。
[0056]附圖6A示出了一個(gè)實(shí)施例，其中供給電壓Vc是恒定電壓。在附圖6B的示范性實(shí)施例中，溫度依賴的電壓Vs加到供給電壓Vc。上述溫度依賴的電壓Vs通過(guò)壓力傳感器10中的溫度變化，允許補(bǔ)償傳感器元件30的測(cè)量結(jié)果。電壓Vs(T)的溫度依賴的分量由電壓源產(chǎn)生，其未在附圖6A中示出。
[0057]在附圖6C的示范性實(shí)施例中，熱敏電阻42并入到偏壓電路40中。該熱敏電阻42保證施加到惠斯頓橋的電壓Vc考慮到壓力傳感器10中的溫度變化而被補(bǔ)償。
[0058]還可以用場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)37a_37d代替電阻器33a_33d，如附圖6D所示。這些壓電場(chǎng)效應(yīng)晶體管37a-37d同樣地以CMOS技術(shù)制造。所述壓電場(chǎng)效應(yīng)晶體管37a-37d具有這樣的優(yōu)點(diǎn)，即溫度隨著恒定柵電壓而變化時(shí)，它們的靈敏度改變不是很大。另一個(gè)方案在附圖6E中描述，其中以溫度依賴的方式控制壓電場(chǎng)效應(yīng)晶體管37a-37d的柵電壓。壓電場(chǎng)效應(yīng)晶體管37a-37d中的每個(gè)可以通過(guò)改變相關(guān)的柵電壓而單獨(dú)調(diào)整。
[0059]在進(jìn)一步的示范性實(shí)施例中，供給電壓Vc還由溫度依賴的電壓Vs(T)另外補(bǔ)償，如附圖6F所示。
[0060]進(jìn)一步的實(shí)施例在附圖6G中描述，其中供給電壓Vc相應(yīng)地被第一溫度依賴的供給電壓Vs(T)和第二溫度依賴的供給電壓Vo(T)擴(kuò)大。在這個(gè)示范性實(shí)施例中，惠斯頓橋40的兩個(gè)臂中的電壓可以單獨(dú)地調(diào)整。通過(guò)供給電壓Vs(T)的方式，惠斯頓橋靈敏度的溫度依賴的改變可以得到補(bǔ)償，而臨時(shí)電壓Vo(T)補(bǔ)償了惠斯頓橋的可能的溫度依賴的偏移。
[0061]進(jìn)一步的示范性實(shí)施例在附圖6H中示出，其中惠斯頓橋的兩個(gè)導(dǎo)體路徑的供給電壓是可單獨(dú)調(diào)整的，并且電阻器33a-33d由溫控的壓電場(chǎng)效應(yīng)晶體管37a-37d所代替。
[0062]附圖6A-6H的偏壓電路40也能夠使用在不包含縱向凹槽80a、80b的壓力傳感器10中。在這種情況下，傳感器元件30大致附著在載體芯片20的表面20u的中心。在這個(gè)方面中，傳感器元件30的位置不是限制性的并且傳感器元件30也能夠附著在載體芯片20的不同的位置。在進(jìn)一步的方面中，載體芯片20可以具有兩對(duì)縱向凹槽80a、80b，在表面20u上具有一個(gè)或多個(gè)傳感器元件30，如同附圖2C能看到的一樣?？v向凹槽80a和80b的這種布置允許壓力傳感器1在傳感器元件30中的一個(gè)存在機(jī)械或電損壞的情況下還能起作用。
[0063]附圖7示出了在所謂的共軌噴射系統(tǒng)(common rail inject1n system)中壓力傳感器10的應(yīng)用，共軌噴射系統(tǒng)作為內(nèi)燃機(jī)的噴射系統(tǒng)。共軌噴射系統(tǒng)具有經(jīng)由燃料分配管道120連接到多個(gè)噴射噴嘴130的燃料箱100。噴射噴嘴130具有控制相應(yīng)的汽缸160中的燃料噴射的閥門150。噴射噴嘴130中的每個(gè)具有測(cè)量汽缸160中的壓力的壓力傳感器1并由此控制噴射的燃料量?？刂茊卧?60連接到相應(yīng)的壓力傳感器110和閥門150并能夠控制流入速度。
[0064]附圖標(biāo)記列表
[0065]10 壓力傳感器
[0066]20 載體芯片
[0067]20u 表面
[0068]201 背面
[0069]25 外邊緣
[0070]30a,b傳感器元件
[0071]33a-d 電阻器
[0072]37a-d場(chǎng)效應(yīng)晶體管
[0073]40 偏壓電路
[0074]42 熱敏電阻
[0075]50 固體主體
[0076]501 固體主體的背面
[0077]80a,b縱向凹槽
[0078]90 晶片
[0079]90u 正面
[0080]901 背面[0081 ]92薄片
[0082]94蝕刻掩模
[0083]96中斷
[0084]98分隔線
[0085]100共軌噴射系統(tǒng)
[0086]HO燃料分配管道
[0087]130噴射噴嘴
[0088]140栗
[0089]150閥門
[0090]160控制閥門
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種壓力傳感器(10)，包括: 固體主體(50); 載體芯片(20)，連接到所述固體主體并具有至少兩個(gè)獨(dú)立且縱向的凹槽(80a，80b); 至少一個(gè)傳感器元件(30a，30b)，布置在所述兩個(gè)獨(dú)立且縱向的凹槽(80a，80b)之間；以及 至少一個(gè)偏壓電路(40)，連接到所述至少一個(gè)傳感器元件(30a，30b)或連接到所述傳感器元件(30a，30b)中的數(shù)個(gè)傳感器元件.2.如權(quán)利要求1所述的壓力傳感器(10)，其中兩個(gè)傳感器元件(30a，30b)布置在所述至少兩個(gè)獨(dú)立且縱向的凹槽(80a，80b)之間.3.如權(quán)利要求1或2所述的壓力傳感器(10)，其中所述至少兩個(gè)獨(dú)立且縱向的凹槽(80a，80b)基本上平行布置.4.如權(quán)利要求1或2所述的壓力傳感器(10)，其中所述至少一個(gè)傳感器元件(30a，30b)形成/包括惠斯頓橋.5.如權(quán)利要求1或2所述的壓力傳感器(10)，其中所述載體芯片(20)具有與所述固體主體(50)的彈性模量不同的彈性模量.6.如權(quán)利要求1或2所述的壓力傳感器(10)，其中所述至少兩個(gè)獨(dú)立且縱向的凹槽(80a，80b)中的至少一個(gè)延伸直到所述載體芯片(20)的外邊緣(25).7.如權(quán)利要求1或2所述的壓力傳感器(10)，其中所述載體芯片(20)具有小于100μπι的厚度⑶.8.如權(quán)利要求1或2所述的壓力傳感器(10)，其中所述偏壓電路(40)生成溫度依賴的偏壓.9.如權(quán)利要求1或2所述的壓力傳感器(10)，其中所述偏壓電路(40)具有熱敏電阻(42)，所述熱敏電阻(42)具有負(fù)溫度系數(shù).10.如權(quán)利要求1或2所述的壓力傳感器(10)，其中所述至少一個(gè)傳感器元件(20)由場(chǎng)效應(yīng)晶體管(37a_d)形成或者包括場(chǎng)效應(yīng)晶體管(37a-d).11.如權(quán)利要求10所述的壓力傳感器(10)，其中所述場(chǎng)效應(yīng)晶體管(37a-d)的柵電極是單獨(dú)可控的。12.如權(quán)利要求1或2所述的壓力傳感器(10)，其中所述偏壓電路(40)配置了兩個(gè)不同的供給電壓(Vs，Vo).13.如權(quán)利要求1或2所述的壓力傳感器(10)，其中所述凹槽(80a，80b)中的兩個(gè)凹槽的縱向延伸方向(32a，32b)基本上互相平行延伸.14.一種共軌噴射系統(tǒng)(100)，包括: 燃料箱(I 10); 多個(gè)噴射噴嘴(130)，其經(jīng)由燃料分配管道(120)連接到所述燃料箱(110)，其中所述多個(gè)噴射噴嘴(130)中的至少兩個(gè)都具有如權(quán)利要求1-13中任一所述的壓力傳感器(10)。15.—種共軌噴射系統(tǒng)(100)，包括: 燃料箱(I 10); 多個(gè)噴射噴嘴(130)，其經(jīng)由燃料分配管道(120)連接到所述燃料箱(110)，其中所述多個(gè)噴射噴嘴(130)中的數(shù)個(gè)都具有壓力傳感器(10)，并且其中所述壓力傳感器(10)包括: 固體主體(50); 載體芯片(20)，連接到所述固體主體(50); 至少一個(gè)傳感器元件(30a，30b)，其在所述載體芯片的表面(20u)上；以及至少一個(gè)偏壓電路(40)，連接到所述至少一個(gè)傳感器元件(30a，30b)或連接到所述傳感器元件(30a，30b)中的數(shù)個(gè)傳感器元件.16.—種壓力傳感器(10)，包括: 固體主體(50); 載體芯片(20)，連接到所述固體主體(50)并具有至少兩個(gè)凹槽(80a，80b);以及 兩個(gè)傳感器元件(30&，3013)，布置在兩個(gè)獨(dú)立且縱向的所述凹槽(80&，8013)之間.17.—種壓力傳感器(10)，包括: 固體主體(50); 載體芯片(20)，連接到所述固體主體(50); 至少一個(gè)傳感器元件(20a，20b)，其在所述載體芯片的表面(20c)上；以及至少一個(gè)偏壓電路(40)，連接到所述至少一個(gè)傳感器元件(20a，20b)或連接到所述傳感器元件(20a，20b)中的數(shù)個(gè)傳感器元件。
【文檔編號(hào)】G01L23/10GK106052942SQ201610326158
【公開(kāi)日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年3月24日
【發(fā)明人】M·鮑曼
【申請(qǐng)人】邁克納斯公司