具有多個傳感器元件的封裝的傳感器制造技術

本公開涉及包括多個傳感器元件的傳感器。在一些情況下，多個傳感器元件可被安裝在單個基板上并且均可被配置為感測具有不同分辨率、靈敏度、和/或范圍的單個參數，和/或多個參數。在一個例子中，多個壓力感測管芯可被安裝在單個封裝中，且根據期望，均可被配置為壓力差傳感器、絕對壓力傳感器、和/或表壓傳感器。

【技術實現步驟摘要】
具有多個傳感器元件的封裝的傳感器
本公開一般地涉及封裝的傳感器。
技術介紹
傳感器在當今被普遍用于感測環境參數，諸如溫度、濕度、壓力、流量、熱導率、氣體濃度、光、磁場、電場、以及許多其它的環境參數。這樣的傳感器被用在廣泛的各種應用中，包括例如，醫療應用、飛行控制應用、工業過程應用、燃燒控制應用、氣象監測應用、水計量應用、以及很多其它應用中。
技術實現思路
本公開一般地涉及傳感器，并且更特別地，涉及具有多個傳感器元件的封裝的傳感器。在一個說明性實施例中，公開了一種封裝的壓力傳感器。盡管封裝的壓力傳感器被用作例子，但要想到的是，本公開可被應用于許多其它傳感器類型和/或傳感器組合。例如， 根據期望，本公開可被應用于封裝的流量傳感器、封裝的壓力和流量傳感器、封裝的壓力和溫度傳感器、封裝的壓力、流量、溫度和濕度傳感器，和/或任何其它合適的傳感器或傳感器組合。在一個說明性實施例中，一種封裝的壓力傳感器可包括具有第一側和第二側的基板。兩個或更多個壓力感測管芯可被安裝到基板。在一些情形中，兩個或更多個壓力感測管芯中的每一個可包括隔膜以及放置在該隔膜上的一個或多個壓阻元件。第一外殼構件可被放置在基板的第一側上，且可限定在該兩個或更多個壓力感測管芯周圍的第一空腔。該第一外殼構件可包括第一壓力開口或端口，用于將第一壓力感測管芯和/或第二壓力感測管芯的第一側暴露給第一壓力。第二外殼構件可被放置在基板的第二側上，且可限定第二空腔。在一些情況下，該第二外殼構件可包括第二壓力開口或端口，用于將第一壓力感測管芯和/或第二壓力感測管芯的第二側暴露給第二壓力。在一些情況下，該兩個或更多個壓力感測管芯均可被放置在基板中的開口上，用于將壓力感測管芯的第二側(例如，背側)暴露給第二壓力，但這不是必需的。在其它情況下，一個或多個壓力感測管芯的第二側可被暴露給絕對壓力，而不是暴露給由第二壓力開口或端口所傳遞的壓力。要想到的是，根據期望， 壓力感測管芯可以是壓力差感測管芯、表壓感測管芯、絕對壓力感測管芯、和/或任何其它合適的壓力感測管芯。在一些情況下，該第一壓力感測管芯可被配置為提供所感測的壓力(例如第一壓力和第二壓力之間)的第一分辨率，并且該第二壓力感測管芯可被配置為提供所感測的壓力的第二分辨率。該第一分辨率可高于第二分辨率。在一些情況下，該第一壓力感測管芯可被配置為在第一范圍上提供所感測的壓力的第一分辨率，并且該第二壓力感測管芯可被配置為在第二范圍上提供所感測的壓力的第二分辨率，其中，該第一范圍小于該第二范圍。 在一些情況下，該第一范圍與該第二范圍至少部分重疊。在一些情況下，該第一壓力感測管芯可以比第二壓力感測管芯在物理上對所感測的壓力更靈敏。在一些情況下，該第一壓力感測管芯可被暴露給第一感測的壓力，并且該第二壓力感測管芯可被暴露給第二感測的壓力。例如，在一個說明性實施例中，上面所討論的該第一外殼構件可包括將第一室和第二室流體隔離的壁。該第一室可封入第一壓力感測管芯的第一側，并且該第二室可封入該第二壓力感測管芯的第一側。在一個實施例中，該第一室可與第一壓力開口或端口流體連通，并且第二室可與第三壓力開口或端口流體連通。在一些情況下，根據應用，該第一壓力感測管芯的第二側和該第二壓力感測管芯的第二側可被暴露給相同的(或不同的)壓力。預想到各種感測管芯和/或外殼端口的任何合適的組合。提供了前述概述來促進對獨特于本公開的一些新穎特征的理解，并且不意在作為完整說明。可通過將整個說明書、權利要求書、附圖和摘要作為整體來獲得對本公開的完整理解。附圖說明在連同附圖考慮本公開的各種說明性實施例的下面的詳細描述時，可更完整地理解本公開，其中圖I是具有多個感測管芯的說明性壓力傳感器的截面圖2是具有多個感測管芯的另一個說明性壓力傳感器的截面圖3是具有多個感測管芯的另一個說明性壓力傳感器的截面圖4是具有多個感測管芯的另一個說明性壓力傳感器的截面端視圖5是具有多個感測管芯的另一個說明性壓力傳感器的截面端視圖；以及圖6是說明性壓力傳感器組件的示意圖。具體實施方式下面的描述應該參考附圖來閱讀，其中，遍及若干視圖，相同的參考數字表示相同的元件。說明書和附圖示出了意圖說明本公開的若干個實施例。圖I是具有多個感測管芯12、14和16的說明性壓力傳感器10的截面圖。盡管封裝的壓力傳感器10被用作例子，但要想到的是本公開可被應用于許多其它傳感器類型和/ 或傳感器組合。例如，根據期望，本公開可被應用于封裝的流量傳感器、封裝的壓力和流量傳感器、封裝的壓力和溫度傳感器、封裝的壓力、流量、溫度和濕度傳感器，和/或任何其它合適的傳感器或傳感器組合。在圖I的說明性實施例中，示出了壓力感測管芯12、14和16被安裝在單個封裝基板22上。盡管圖I中示出了三個壓力感測管芯，但根據期望，壓力傳感器10可包括兩個或更多個，三個或更多個，四個或更多個、五個或更多個、六個或更多個、或任何其它數量的感測管芯。在說明性實施例中，多個壓力感測管芯12、14和16可被配置為測量用于單個應用的多個壓力測量。例如，壓力感測管芯12、14和16中的兩個或更多個可被配置為感測相同的壓力，但是可具有不同的靈敏度或分辨率，并且可在不同范圍上感測壓力。即，壓力感測管芯12、14和16之一可在相對窄的范圍上具有相對高的靈敏度，并且壓力感測管芯12、14 和16中的另一個可在相對寬的范圍上具有相對低的靈敏度。在一些情況下，在相對窄的范圍上具有相對高靈敏度的壓力感測管芯可具有比在相對寬范圍上具有相對低靈敏度的壓力感測管芯的感測隔膜更大和/或更薄的感測隔膜。還要想到的是壓力感測管芯12、14和16，或任何其它數量的壓力感測管芯中的第三個，可以在一個或多個中間范圍上以一個或多個中間的靈敏度進行操作。在此例子中，要想到的是，根據期望，壓力感測管芯12、14和16中的兩個或更多個可以是絕對壓力傳感器或表壓傳感器、壓力差傳感器，或任何其它類型的壓力傳感器。在一些情況下，壓力感測管芯12、14和16的輸出可被輸入到一個或多個模數轉換器(ADC)中，有時在放大和/或調節后。當具有不同物理靈敏度的兩個或更多個壓力感測管芯12、14和16的輸出被多路復用到單個ADC中時，更高分辨率的測量可由更高分辨率的感測管芯在更小的壓力范圍上以更低的壓力做出，以及更低分辨率的測量可由更低分辨率的感測管芯在更大的壓力范圍上做出。這還可允許使用廉價、更低分辨率、更快速的ADC，同時仍然以更低的壓力提供高分辨率。在一些情況下，壓力感測管芯12、14和16中的兩個或更多個的范圍可重疊，但這不是必需的。我們因此提供了，壓力感測管芯12、14和16之一的輸出可與另一個重疊的壓力感測管芯12、14或16的輸出相比較來幫助確定是否存在誤差，諸如在壓力感測管芯12、 14和16的輸出中的漂移。在一些情況下，這可能減少在運行期間對壓力感測管芯12、14和 16的外部校準和/或測試的需要。在一些實施例中，多個壓力感測管芯12、14和16可被配置為感測不同的壓力。例如，壓力感測管芯12、14和16中的一個或多個可被配置為感測對于其它壓力感測管芯12、 14和16中的至少一些所共有的壓力和第二壓力之間的壓力差。在一些情況下，該壓力差可跨過孔(orifice)，以例如確定在過程應用中的流體本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種壓力傳感器(10)，包括：包括第一側和第二側的基板(22)；安裝在基板(22)的第一側上的第一壓力感測管芯(12)，其中該第一壓力感測管芯(12)包括隔膜和放置在該隔膜上的一個或多個壓阻元件，其中該第一壓力感測管芯(12)被放置在基板(22)中的第一開口(24)上，該第一開口(24)在基板(22)的第一側和第二側之間延伸申；安裝在基板(22)的第一側上的第二壓力感測管芯(14)，其中該第二壓力感測管芯(14)包括隔膜和放置在該隔膜上的一個或多個壓阻元件；第一外殼構件(20)，被放置在該基板(22)的第一側上且限定了在第一壓力感測管芯(12)和該第二壓力感測管芯(14)周圍的第一空腔(31)，其中該第一外殼構件(20)包括第一壓力開口(28)，用于將第一壓力感測管芯(12)和/或該第二壓力感測管芯(14)暴露給第一壓力；以及第二外殼構件(18)，被放置在基板(22)的第二側上且限定了第二空腔(30)，其中該第二外殼構件(18)包括第二壓力開口(26)，用于將第一壓力感測管芯(12)和/或第二壓力感測管芯(14)暴露給第二壓力。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：I·本特利，L·F·里克斯，
申請(專利權)人：霍尼韋爾國際公司，
類型：發明
國別省市：