CN101517387B

CN101517387B - 压力传感器

Info

Publication number: CN101517387B
Application number: CN200780035468.2A
Authority: CN
Inventors: 小林充; 井上浩; 牧永仁; 今井顺二; 正木康史; 池川直人; 中原阳一郎
Original assignee: 松下电器产业株式会社
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2006-10-02
Filing date: 2007-09-27
Publication date: 2015-06-03
Anticipated expiration: 2027-09-27
Also published as: JP2008089412A; CN101517387A

Abstract

在一种压力传感器1中，所述压力传感器1包括在中间部分或在形成在凸出部3中的通孔5的深侧的压力探测元件4、由陶瓷或绝缘树脂材料制成且模塑成预定形状的主体部分(基部2和凸出部3)，该压力传感器构成为模塑互连装置且在其表面上形成导电图案6。因此，可获得较小的压力传感器。

Description

压力传感器

技术领域

本发明涉及探测流体压力的压力传感器。

背景技术

具有传感器芯片的传统的已知压力传感器关闭形成在封装主体中的作为压力引入孔的通孔的一端(例如专利文件1)。

根据专利文件1中所揭示的压力传感器，通过线结合把传感器芯片通过玻璃底座安装在树脂封装主体上。为了保证所需的探测准确度，所述玻璃底座具有增强封装主体的功能，以保证传感器芯片的所需探测准确度。

然而，传统压力传感器具有这样的问题，即因为它包括玻璃底座，相应地增加了尺寸和重量。

因为通过线结合安装传感器芯片，存在把安装操作变复杂的问题，且形成用于实施所述线结合的空间成为必需的，使得增加所述压力传感器的尺寸。

因此，本发明的目的是提供较小的压力传感器。

专利文件1：日本专利申请公开No.H10-300604

发明内容

根据本发明，在具有被设置用于关闭形成在主体部分中的通孔的压力探测元件的压力传感器中，主体部分构成为模塑互连装置，其中，陶瓷模塑成预定形状且导电图案形成在主体部分的表面上。

根据本发明，通过倒装芯片结合可把所述压力探测元件安装在主体部分上。

根据本发明，在具有被设置用于关闭形成在主体部分中的通孔的压力探测元件的压力传感器中，主体部分可构成为模塑互连装置，其中，绝缘树脂材料模塑成预定形状且导电图案形成在主体部分的表面上，通过倒装芯片结合可把所述压力探测元件安装在主体部分上。

根据本发明，所述压力探测元件和不同于压力探测元件的另一个元件可彼此大致平行且间隔一定距离地被安装在主体部分上。

根据本发明，具有底面和台阶面的凹部可形成在主体部分中，所述通孔可被形成使得它在所述底面开口，所述压力探测元件可被安装在所述底面上，且所述另一元件可被安装在所述台阶面上。

根据本发明，凹部可被形成在主体部分中，所述通孔可被形成使得它在凹部的底面上开口，所述压力探测元件可被安装在所述底面上，所述导电图案可被形成以跨过凹部的开口边缘连接凹部的内表面和主体部分的侧壁表面。

根据本发明，所述凹部可被真空密封。

根据本发明，从通孔的内周表面朝通孔的中心突出的凸缘部分可形成在主体部分上，所述压力探测元件可被安装在通孔的压力引入开口的一侧上的凸缘部分的表面上，所述另一个元件可被安装在与压力引入开口相对的凸缘部分的表面上。

根据本发明，由弹性材料制成且使用制造模塑互连装置的技术形成一种压力传感器，所述压力传感器形成有通过其引入被探测流体的压力引入孔，所述压力探测器包括在压力引入孔的底部形成有薄膜部分的主体部分，所述压力探测器把形成在主体部分的表面上且根据压力改变产生的薄膜部分的形变转换成电信号。

根据本发明，所述压力探测器可包括形成在相对于压力引入孔的薄膜部分的表面上的第一电极图案和第二电极图案，所述第一和第二电极图案彼此相对且彼此间隔一定距离，以及所述压力探测器可探测压力变化作不电极图案之间的电容变化。

根据本发明，电路图案可被形成在形成有上述两种电极图案的主体部分的表面上，电路图案被电连接至电极图案。

根据本发明，所述主体部分包括具有压力引入孔的压力引入管和凸出部，所述凸出部与插入压力引入管的探测管的内表面弹性接触，且可被形成在压力引入管的外表面上，从而密封探测管的内表面和压力引入管的外表面之间的间隙。

根据本发明，压力传感器包括构成为模塑互连装置且包括在接收流体压力时弯曲的薄隔膜的主体部分、形成在不与流体接触的所述隔膜的表面上且把在所述隔膜上产生的弯曲转换成电信号的压力探测器、以及安装在主体部分上的信号处理电路，所述信号处理电路通过形成在主体部分上的导电图案连接至所述压力探测器，且处理通过导电图案从压力探测器接收到的电信号。

根据本发明，所述压力探测器可包括形成在所述隔膜表面上的介电膜和形成在介电膜上的电极。

根据本发明，所述介电膜可由压电主体形成。

根据本发明，所述主体部分可包括配合部分，所述配合部分是围绕与流体接触的隔膜表面的圆柱形，且被配合至存在流体的管子。

根据本发明，所述配合部分可以是圆柱形，螺纹可被形成在所述配合部分的外周表面上。

附图说明

图1是根据本发明实施例的压力传感器的透视图。

图2是从它后侧(与压力探测元件的探测侧相对的一侧)观看时根据本发明第一实施例的压力传感器的平面视图。

图3是沿图2中的III-III线的截面图。

图4是沿图2中的IV-IV线的截面图。

图5是从它后侧观看时且显示由密封剂密封的压力探测元件的密封区域的根据本发明的第一实施例的压力传感器的平面视图。

图6是显示安装根据本发明第一实施例的压力传感器的状态的侧视图(部分截面视图)。

图7是根据本发明第二实施例的压力传感器的垂直截面视图。

图8是根据本发明第三实施例的压力传感器的垂直截面视图。

图9显示根据本发明第四实施例的压力传感器，其中，图9(a)是示意截面视图，图9(b)是从底面观看时部分B的相关部件的放大视图。

图10是显示根据本发明第四实施例的制造方法的概要的流程图。

图11(a)至11(d)是显示根据本发明第四实施例的在所述步骤中表面加工的透视图。

图12(a)至12(b)是显示根据本发明第四实施例的在所述步骤中表面加工的透视图。

图13显示本发明第五实施例，其中，图13(a)是前截面视图，图13(b)是平面视图，图13(c)是沿图13(a)中的箭头XIII-XIII的方向的截面视图，图13(d)是仰视图，和图13(e)是从其中除去信号处理电路的仰视图。

图14是根据本发明第五实施例的包括压力探测器的相关部件的截面视图。

图15显示本发明的第六实施例，其中，图15(a)前截面视图，图15(b)是平面视图，图15(c)是沿图15(a)中的XV-XV箭头的方向的截面视图，图15(d)是仰视图，和图15(e)是从其中除去信号处理电路的仰视图。

图16是根据本发明第六实施例的包括压力探测器的相关部件的截面视图。

图17是在从其中除去信号处理电路的根据本发明第六实施例的具有另一种配置的压力探测器的仰视图。

具体实施方式

(第一实施例)图1是根据本发明第一实施例的压力传感器的透视图，图2是从它后侧(与压力探测元件的探测侧相对的一侧)观看时的压力传感器的平面视图，图3是沿图2中的III-III线的截面图，图4是沿图2中的IV-IV线的截面图，图5是从它后侧观看时且显示密封剂密封压力探测元件的密封区域的压力传感器的平面视图，图6是显示安装压力传感器的状态的侧视图。

根据本发明实施例的压力传感器1包括设置在具有大致长方体外观的基部2的平坦表面(密封表面)2e上的大致圆柱形的凸出部3。在本实施例中，基部2和凸出部3对应于主体部分。

由主体部分(基部2和凸出部3)构成为模塑互连装置(MID)。在本实施例中，可通过用于MID的各种已知技术(例如，诸如UV曝光法(减法、半加法和加法)、激光成像法以及IVOND法的一次照射(shot)过程和诸如SKW方法的二次照射过程)获得主体部分，使得陶瓷材料形成预定形状(例如通过喷射模塑法)，并且所述主体部分的表面上形成有导电图案6。

通过陶瓷喷射模塑(使用陶瓷粉末作为原材料的粉末喷射模塑；CIM)可形成这种主体部分。更具体地，把粘结剂(例如蜡的低分子成分、例如热塑树脂的高分子成分以及其它成分以适合比例混合，以获得进入模具填充流动性且成型)混合到陶瓷粉末中，由具有模具的喷射模塑机器形成所谓的压坯(green compact)，之后进行除去粘结剂的脱脂操作，在等于或低于熔点的温度下热处理所述粉末，以及通过结合粉末颗粒的烧结操作获得具有预定形状的产品。在这种情况中，需要粘结剂可形成模塑材料且当过加热和脱脂时所述粘结剂可分解和挥发。粘结剂的一个例子是具有60％的聚苯乙烯(质量百分数％)、20％的固体石蜡和20％的硬脂酸的粘结剂。优选地，例如所使用的粘结剂的量相对于100％的陶瓷粉末是在大约15％至25％(质量百分数％)的范围内。当把硅石或氧化锆混合到陶瓷粉末中时，可提高韧性。

可通过压缩模塑(压模)陶瓷形成主体部分。在这种情况中，例如可使用具有100％的丙烯酸类聚合物(质量百分数％)或100％的PVA(聚乙烯醇)的粘结剂。优选地，所使用的粘结剂的量相对于100％的陶瓷粉末是大约4％至6％(质量百分数％)。

例如，通过喷射模塑把作为基本材料的绝缘树脂材料(例如聚酰胺和聚酞脲胺(polyphthalamide)的各种工程塑料)模塑成预定形状，并且通过用于MID的各种已知技术(例如，诸如UV曝光法(减法、半加法和加法)、激光成像法以及IVOND法的一次照射过程和诸如SKW方法的二次照射过程)在所述主体部分的表面上形成导电图案6，可获得主体部分。

如图3所示，通孔5形成在凸出部3的中心，使得所述孔沿凸出部3的轴向方向穿透，且围绕凸出部3的外围形成用于安装的阳螺纹3a。

如图3和4所示，凹部2a形成在与凸出部3相对的一侧上的基部2上。在平面视图中，凹部2a基本上是矩形。形成在凸出部3中的通孔5基本上在凹部2a的底面的中心部开口。

如图3至图5所示，把压力探测元件4安装成把底面2b上的通孔5的开口端(在延伸方向上的通孔5的一端)关闭的状态。通过在单晶硅衬底的一个表面上形成压力接收面获得所述压力探测元件4。所述压力探测元件4包括隔膜、应变计、电极等等(未显示)，且通过压电电阻效应把压力转换成电阻。通孔5对应于压力引入孔。

在本实施例中，如图4所示，通过倒装芯片结合法把所述压力探测元件4安装在形成于底面2b上的导电图案6上。在附图中，参考标记8表示导电粘结剂，参考标记9表示底层填料(underfill，树脂绝缘粘结剂)，以及参考标记10表示压力探测元件4的每个电极的突起(bump)。

在这种情形中，如图5中的A所显示的，底层填料9沿压力探测元件4的外边缘大致设置成矩形环的形式。底层填料9和压力探测元件4避免被探测的流体(液体或气体)从通孔5进入(泄漏)到凹部2a中。也就是，底层填料9也起到密封件的作用。当高热辐射材料(例如基于硅的树脂材料)用作为底层填料9时，可提高压力传感器的热阻，可抑制由压力探测元件4的温度引起的探测误差。

通过使用例如物理气相沉积的各种处理、通过使用例如激光的电磁波照射除去多余的部分以及通过电解液镀敷(electorolytic plating)薄膜的加压操作，可适当地形成导电图案6。

如图2至图5所示，所述导电图案6被形成以跨过凹部2a的开口边缘2c连接凹部2a的内表面和主体部分(基部2)的侧壁2d。因此，通过与暴露于侧壁2d上的导电图案6建立传导可轻易地获得压力探测元件4的探测结果。

用在凸出部3的相对侧上的平坦的盖7关闭凹部2a。在安装压力探测元件4之后，且如上所述地通过底层填料9牢固密封时，在真空室中执行用所述盖7关闭的操作，使得可真空密封凹部2a。在这种情形中，通过压力探测元件4可探测绝对压力。当不能执行真空密封时，探测到相对于大气压力的压力(计示压力，gauge pressure)。

例如，可把具有上述配置的压力传感器1安装在如图6所示的状态中。也就是，在这个例子中，对应于凸出部3的阳螺纹3a的阴螺纹20a被形成在存在被探测流体的区域中的分隔壁20(例如管壁)上。凸出部3与阴螺纹孔20a螺纹结合，使得把环形密封件12(垫圈、衬垫、O形环等等)夹在分隔壁20的表面20b和形成凸出部3的一侧上的基部2的平坦表面2e之间。因此，通过密封件12保证流体的密封。

根据本实施例，因为主体部分(基部2和凸出部3)由陶瓷制成，所以通过主体部分自身保证刚性和强度和即使没有提供玻璃底座保证压力探测元件4的所需的探测精度变得简单。

根据本实施例，因为通过倒装芯片结合把压力探测元件4安装在主体部分上，所以与通过线结合安装压力探测元件4的情形相比，可减少制造劳动，可缩短花费的时间且可降低制造成本。

根据本实施例，通过跨过凹部2a的开口边缘2c设置的导电图案6，可轻易地从主体部分的侧壁2d上获取压力探测元件4的每个电极的电势。

在本实施例中，当真空密封在压力探测元件4的探测侧相对的一侧(后表面侧)上的凹部2a时，可测量绝对压力。

当主体部分构成由树脂制成的模塑互连装置时，获得精细导电图案6变得很简单。

(第二实施例)图7是根据本发明第二实施例的压力传感器的垂直截面视图(对应于图3的截面视图)。根据本实施例的压力传感器1A包括与根据第一实施例的压力传感器1相同的构成元件。因此，由共同的参考标记表示相同的构成元件，将省略对它们多余的说明。

在本实施例中，具有底面2b和沿台阶凹部2a的深度方向大致形成在中心部分处的台阶面2f的台阶凹部2a，形成在基部2A上。压力探测元件4安装在底面2b上，不同于压力探测元件4的另一元件(即包括处理(也就是过滤、纠正、计算、温度补偿)来自压力探测元件4的信号输出的电路的元件)安装在台阶面2f上。除了这些之外，压力传感器1A具有与根据第一实施例的压力传感器1相同的配置。尽管没有在图7中显示，与图2至图5中显示的导电图案6相类似的导电图案也形成在凹部2a的表面上。

根据这种配置，通过采用台阶凹部2a的底面2b和台阶面2f，压力探测元件4和其它元件4A以彼此间隔一定距离且大致彼此平行地安装在基部2A上。在这种配置时，多个元件4和4A可被有效地聚集在一个压力传感器1A中。因此，可更加紧凑地构成包括元件4和4A的电路。

可在多个台阶上安装压力探测元件4和其它元件4A，因此可更加紧凑地构成具有其它元件4A的压力传感器1A。

虽然在第一和第二实施例的凸出部上形成用于安装的阳螺纹，但也可被替换成在通孔的内周表面上形成用于安装的阴螺纹。所述凸出部可成锥形。

可用磁材料或导电材料(例如碳纳米管和镍的复合镀层)涂敷主体部分的外表面。由于具有这种配置，可抑制由来自外部的电磁波引起的影响(探测误差或噪音污染的出现)。

(第三实施例)图8是根据本发明第三实施例的压力传感器的垂直截面视图(对应于图3的截面视图)。根据本实施例的压力传感器1B具有与第一或第二实施例的压力传感器1或1A相同的组成元件。因此，由共同的参考标记表示相同的组成元件，且省略对它们多余的说明。

在本实施例中，形成了从基部2B的通孔5的内周表面朝通孔5的中心突出的环形凸缘部分13。通过倒装芯片结合把压力探测元件4安装在通孔5的压力引入开口5b的一侧上的凸缘部分13的表面5a上。不同于压力探测元件4的另一元件4B(即包括处理(即过滤、纠正、计算)来自压力探测元件4的信号输出的电路的元件)安装在与压力引入开口5b相对的一侧上的凸缘部分13的表面(底面2b)上。

与压力探测元件4传导的导电图案(未在图8中显示)形成在凸缘部分13的内端边缘(内周表面)14上，且该导电图案连接至凹部2a中的导电图案(与图2至图5中显示的导电图案6相似)。

在本实施例中，几乎与第二实施例相类似，具有底面2b和沿深度方向大致形成在中心部分处的台阶面2f的台阶凹部2a形成在基部2B上。不同于压力探测元件4和元件4B的另一元件4A安装在台阶面2f上。

根据这种配置，所述压力探测元件4和其它的元件4A和4B以彼此间隔一定距离且大致彼此平行地安装在基部2B上。由于具有这种配置，可有效地把多个元件4、4A和4B聚集在一个压力传感器1A中。因此，可更紧凑地构成包括这样的多个元件4、4A和4B的电路。

特别地，通过采用把凸缘部分13设置在通孔5上，可有效地把压力探测元件4和其它元件4B安装在多个台阶中，可更加紧凑地构成具有多个元件4和4B的压力传感器1B。

(第四实施例)将参考图9至12说明根据本发明的第四实施例的压力传感器。图9(a)是压力传感器100的相关部件的截面视图。压力传感器100包括由具有弹性和绝缘性(例如聚酰亚胺的树脂材料)的材料制成且通过使用制造模塑互连装置(之后描述的)的技术形成的主体部分101。

主体部分101整体地设置有在其底表面中心部形成有凹部102a的长方体主体102和从主体102的上表面突出的压力引入管103。压力引入管103是中空的圆柱体，压力引入孔104形成在压力引入管103的中心。压力引入孔104被形成一直到靠近凹部102a的最高限度的部分。薄膜部分(隔膜)105形成在压力引入孔104的底部。

当从下面观看图9(a)的部分B时，图9(b)是相关部件的放大视图。梳子形的第一电极图案107a和第二电极图案107b形成在薄膜部分105的表面上(与压力引入孔104相对的表面)。电极图案107a和107b包括形成在薄膜部分105的表面上的金属镀层，且彼此以一定距离彼此相对。包括金属镀层的电路图案108a和108b形成在形成有电极图案107a和107b的主体部分101的表面上。电路图案108a和108b分别电连接至电极图案107a和107b。通过在凹部102a两侧上的台阶102b和102b，电路图案108a和108b沿伸至左和右侧表面。形成在台阶102b和102b上的电路图案108a和108b部分是将被焊接至用于安装的衬底(未显示)的终端。

把压力引入管103插入到探测管140中，该探测管140从外面把被探测的流体引入到压力引入管103中。凸出部106整体地形成在压力引入管103的外周表面上。凸出部106弹性地与探测管140的内表面接触以密封其与探测管140的间隙。

根据本实施例的压力传感器100具有上述的配置。当被引入到压力引入孔104中的流体压力变化时，根据所述压力变化薄膜部分105被形变，根据所述形变改变了第一电极图案107a和第二电极图案107b之间的距离。因此，可从电极图案107a和107b之间的电容变化探测流体的压力变化。当主体部分101由例如硅的导电材料制成时，因为在电极图案107a和107b与主体部分101之间形成绝缘层是必需的，所以优选地主体部分101由绝缘材料形成。在这种情形中，压电电阻不能用于压力探测器，然而，因为在本实施例中使用了包括第一电极图案107a和第二电极图案107b的电容压力探测器，所以可从电极图案107a和107b之间的电容变化探测流体的压力变化。另外，与使用计示电阻的压力探测器相比，电容压力探测器具有很好的灵敏度，且可准确地探测流体的压力。

通过使用制造模塑互连装置的技术由弹性材料制成压力传感器100的主体部分101。薄膜部分105整体地形成在压力引入孔104的底部上的主体部分101上。主体部分101也形成有第一电极图案107a和第二电极图案107b，作为压力探测器，把薄膜部分105的形变转换成电信号。因此，可降低压力传感器100的部件的数量，且可获得小且便宜的压力传感器100。另外，因为设置在压力引入管103的外表面上的凸出部106具有密封压力引入管103和探测管140之间间隙的功能，所以不需要单独地提供例如O型环的密封构件且可进一步地减小部件的数量。为了提高凸出部106的密封性能，优选地，例如橡胶的具有高弹性模量的材料被用作主体部分101的材料。

另外，电路图案108a和108b形成在形成有电极图案107a和107b的主体部分101的表面上，可在形成电路图案108a和108b的步骤中同时形成电路图案108a和108b。因此，可减少制造步骤的数量，且可减少制造成本。

在根据本实施例的压力传感器100中，由具有弹性和绝缘性的材料制成主体部分101，然而，主体部分101可由弹性的导电金属材料形成。在这种情形中，需要在主体部分101与导电图案7a、7b和电路图案108a、108b之间形成由聚酰亚胺(polyimide)或类似的材料形成的绝缘层。通过沉积或涂敷(application)在主体部分101的表面上形成这样的绝缘层。

使用制造模塑互连装置的技术形成主体部分101，将参考图10至12对其进行说明。在下文中说明由弹性导电金属材料制成主体部分101的情形。

图10显示了制造模塑互连装置的方法概要的流程图。通过相继地执行以下步骤制造所述模塑互连装置：制备氮化铝衬底121的步骤(S1)，其中，氮化铝粉末材料被模制和烧结；氧化层形成步骤(S2)，其中，氮化铝衬底121被加热，且它的表面被氧化以形成氧化层122(绝缘层)；通过例如溅射、沉积或离子镀的物理气相沉积法在氧化层122上形成导电薄膜123的金属化步骤(S3)；通过高能量束(在本实施例中是激光束)分离电路部分/非电路部分的激光加工步骤(S4)；通过镀敷形成镀敷层124加厚电路部分的镀敷步骤(S5)；以及刻蚀所述非电路部分的步骤(S6)。

图11(a)至图11(d)和图12(a)和图12(b)显示在上述步骤中的模塑互连装置C的表面加工。首先，图11(a)显示氮化铝衬底121的制备步骤(S1)，其中，由粉末模塑和烧结形成氮化铝衬底121。氮化铝粉末是用于形成氮化铝衬底的原材料，通过使用还原氮化方法、直接氮化方法或气相复合法制造。在此并不特殊地限制衬底材料的制造方法。因为氮化铝是耐烧结材料，所以可把氧化钇(Y2O3)或氧化钙(CaO)加入到原材料中作为烧结剂。

另外，对于把氮化铝粉末模塑成三维形状的方法，使用通常模塑陶瓷的压缩模塑、挤压模塑、喷射模塑以及带模塑是可能的，可获得所需三维形状的主体部分101。为了获得三维形状，优选地使用喷射模塑。依赖于模塑方法，例如有机溶剂或树脂的有机物质可被加入以提供具有流动性或塑性的原材料。

在模塑原材料之后，如果需要，进行除脂处理以除去包括在模塑产品中的有机物质。在除脂步骤中，把温度逐渐地从室温升高至大约600℃，包括在模塑产品中的有机物质被提走。可在空气气氛或例如氮气的惰性气体气氛中进行所述除脂处理。

之后烧结模塑产品，从而获得作为致密烧结体的三维氮化铝衬底121。通过用例如氮气的惰性气体替换大气，且逐渐地把温度升高至大约1800℃，进行这种烧结步骤。如果在空气中进行所述烧结，氧化铝沉积在氮化铝的晶界上。因此，不但降低了烧结速度而且除氮化铝之外的成份被混合，也劣化了烧结体的热传导性。因此，需要在例如氮气的惰性气氛中烧结氮化铝。所述衬底121的制造方法并不限于此，可模塑绝缘的合成树脂。

其次，图11(b)显示了氧化层形成步骤(S2)。氧化在步骤(S1)中获得的氮化铝衬底121的表面，以形成氧化层122，从而在它被激光加工步骤(S4)中的高能量束照射之后保持很高的绝缘性。此时，根据本发明，氧化层122形成在对应于导电薄膜123中的电路部分123a(之后对其进行描述)的区域中和靠近电路部分123a的区域中，更具地，形成在相对于电路部分123a且大于电路部分123a预定宽度的区域中。

作为用于形成氧化层122的氧化加工，在空气中进行加热加工。在这种方法中，氮化铝衬底材料的温度每小时升高大约100℃、从室温一直到1000℃，并且之后，在1000℃保持几个小时至几十个小时，薄且绝缘的氧化层122形成在氮化铝衬底材料的表面上。当在加压的蒸汽中进行所述加工而不是在空气中进行时，与在空气中进行所述加工的情形相比可在较低的温度进行更短的时间的所述氧化加工。氧化层122的形成方法不限于通过加热氧化加工，可使用例如化学气相沉积法(CVD法)或溅射法的其它薄膜形成方法。当相互比较这些方法时，在空气中加热加工最容易管理薄膜的厚度。

其次，图11(c)显示了金属化步骤(S3)。例如，通过例如使用铜作为靶的溅射的物理气相沉积法(PVD法)、真空沉积以及离子镀在氮化铝衬底121和氧化层122上形成导电薄膜123。然而，所述方法不限于物理气相沉积法，例如化学气相沉积法的其它方法可被进行。除了铜，可采用例如镍、金、铝、钛、钼、铬、钨、锡和铅的单金属，或例如黄铜和NiCr的合金用作导电薄膜23。

图11(d)显示激光加工步骤(S4)。用是电磁波束的高能量束(例如激光束)照射导电薄膜123中的电路部分123a和非电路部分123b之间的边界。在所述部分中的导电薄膜123被蒸发和除去，由被除去的部分123c把电路部分123a和非电路部分123b彼此分离开，并且形成了预定电路图案。此时，氧化层122的宽度比电路部分123a和被除去部分123c的总宽度还宽，已经穿过导电薄膜123的激光束可靠地碰撞氧化层122，激光束不直接碰撞氮化铝衬底121的表面。

其次，图12(a)显示镀敷步骤(S5)。把电力供给至电路部分123a，电流流过，且例如由电解铜镀敷加厚电路部分123a以形成镀敷层124。此时，没有电流穿过非电路部分123b，使得没有镀敷非电路部分123b，并且因此其薄膜的厚度保持很薄。

图12(b)显示刻蚀步骤(S6)。通过刻蚀整个电路图案形成表面，除去非电路部分123b，使得底层氧化层122出现，从而完成形成有电路图案(电极图案107a和107b以及电路图案108a和108b)的模塑互连装置。使用所述制造技术，可形成所述主体部分101。

在传统的压力传感器(例如参见日本专利申请公开No.H8-94468)中，传感器芯片被固定至树脂模塑主体，所述树脂模塑主体具有插入模塑引线，密封流体的O型环被安装在压力引入管上。因此，传统的压力传感器的部件的数量很大，并且存在增加压力传感器的成本和尺寸的问题。根据第四实施例的压力传感器，可减小部件的数目，从而减小压力传感器的尺寸和成本。另外，根据本实施例，不需要玻璃底座和线结合安装。

(第五实施例)将参考图13和14说明本发明的第五实施例。根据本实施例的压力传感器包括：主体部分201，其包括模塑互连装置且被提供有当它接收流体压力时被弯曲的薄隔膜210；压力探测器202，其形成在流体不与其接触的隔膜210的表面上(图13(a)的下表面)，且把在隔膜210上产生的弯曲转换成电信号；以及信号处理电路204，其被安装在主体部分201上，其通过在主体部分201上形成的导电图案203被连接至压力探测器202，并处理通过导电图案203从压力探测器202接收的电信号。在随后的描述中，参考图13(a)限定了垂直和纵向方向。

由弹性合成树脂材料制成主体部分201，且形成平坦的矩形盒型的形状。主体部分201在其中心部分上设置有薄隔膜210。圆柱形配合部分212从主体部分201的上表面向上突出，流体通过配合部分212与隔膜210接触。螺纹213形成在所述配合部分212的外围表面上。

如图13(e)所示，压力探测器202包括一对电极220和220，其中，梳状导电图案的齿彼此相对。把隔膜210的弯曲转换成电极220和220之间的电容变化，输出对应于所述变化的量的水平的电信号。在构成电极220和220的导电图案中，在如图14所显示的由合成树脂材料制成的隔膜210上通过溅射铜形成底层(ground layer)220a，通过在底层220a上镀铜形成导电层220b。

通过获得从压力探测器202输出的电信号且进行例如放大或波形修整的信号处理，所述信号处理电路204输出具有对应于流体压力的水平的压力探测信号。所述信号处理电路204包括集成电路(IC)且被安装在设置于主体部分201的下表面上的台阶211上。通过形成在主体部分201上的导电图案203把信号处理电路204连接至压力探测器202和外部电线(参见图13(e))。

当把测量的流体引入到配合部分212且使得其与隔膜210接触时，由流体压力弯曲隔膜210，通过压力探测器202把隔膜210的弯曲转换成电信号，把电信号带入至信号处理电路204中，且把由信号处理电路204处理的压力探测信号输出至外部，使得可探测流体的压力。根据本实施例，在接收流体压力时弯曲的隔膜210被整体地设置在包括模塑互连装置的主体部分201上。因此，没有流体从传感器芯片和底座之间的结合部分或在底座和主体部分之间的连接部分泄露，因此，不同于传统的例子，压力探测没有被流体的泄露阻碍。

通过把配合部分212配合到管子中，可由引入流体的管子(未显示)支撑主体部分201。当在配合部分212的外围表面上的螺纹213与所述管子的内周表面上形成的螺纹进行螺纹结合，以牢固地彼此连接配合部分212和所述管子时，没有在除了主体部分201中的隔膜210之外的部分上产生扭曲，并且具有改善了流体压力探测灵敏度的优点。

(第六实施例)将参考图15和16说明本发明的第六实施例。本实施例的特殊的特点在于压力探测器202的配置，而其它配置与第五实施例相同。因此，由共同的参考标记表示与第五实施例中的相同构成元件，将省略对它们多余的说明。

如图16所示，根据本实施例的压力探测器202，介电膜221形成在隔膜210的表面上，电极220和220形成在介电膜221上。通过溅射把铬层222形成在介电膜221与电极220和220之间。

在本实施例中，压力探测器202包括形成在隔膜210表面上的介电膜221和形成在介电膜221上的梳状电极220和220。因此，与不具有介电膜221的第五实施例相比，相对于相同水平的隔膜210的弯曲在电极220和220之间的电容变化被极大地提高，并且因此，改善了压力探测器202的灵敏度。

可由具有高介电性的材料(即例如镐钛酸锌(PZT)的压电主体)形成介电膜(压电主体膜)221。通过使用压电主体的精细粉末的气胶沉积法在隔膜210的表面上形成薄膜、在其上添加电场以及取向它们，形成压电主体膜221。在具有压电主体膜221的配置中，当由流体压力弯曲隔膜210时，在形成在隔膜210的表面上的压电主体膜221中产生对应于弯曲量(压力的量)的电压。穿过梳状的电极220和220可获取所述电压，并且因此可把流体的压力转换成电信号。

当由扭曲敏感材料(扭曲时电阻变化的材料，例如Ni-Cu(镍-铜)或Ni-Cr(镍-铬))制成形成在隔膜210的表面上的电极220时，可把隔膜210的弯曲量作为电极220的电阻的变化量。在这种情形中的电极220被形成如图17所示的从一端至另一端蜿蜒的形状，所述蜿蜒部分是由扭曲敏感材料制成的应变测量计。

在传统的配置(例如日本专利申请公开No.2003-133453和H10-300604)中，关注流体从传感器芯片和底座之间的结合部分或从底座和主体部分之间的连接部分泄露，如果流体泄露，出现了阻碍压力探测的问题(或不能探测压力)。根据第五和第六实施例，获得不被流体泄漏阻碍压力探测的压力传感器是可能的。另外，根据第五和第六实施例，不需要玻璃底座和线结合安装。

虽然在上文说明了本发明的优选实施例，但本发明并不限于此，可对本发明进行各种修改。

工业适用性

本发明可被用作探测流体压力的压力传感器。

Claims

1.一种压力传感器，具有被设置用于关闭穿透主体部分的通孔的压力探测元件，其中：

所述主体部分构成为模塑互连装置，其中，陶瓷模塑成预定形状且导电图案形成在主体部分的表面上，

从所述通孔的内周表面朝该通孔的中心突出的凸缘部分形成在主体部分上，

所述压力探测元件安装在所述通孔的压力引入开口的一侧上的凸缘部分的表面上，并且

不同于压力探测元件的另一个元件安装在与所述压力引入开口相对的凸缘部分的表面上。

2.根据权利要求1所述的压力传感器，其中，通过倒装芯片结合把所述压力探测元件安装在主体部分上。

3.一种压力传感器，具有被设置用于关闭穿透主体部分的通孔的压力探测元件，其中：

所述主体部分构成为模塑互连装置，其中，绝缘树脂材料模塑成预定形状且导电图案形成在主体部分的表面上，

通过倒装芯片结合把所述压力探测元件安装在主体部分上，

4.根据权利要求1所述的压力传感器，其中，所述压力探测元件和所述另一个元件彼此大致平行且间隔一定距离地被安装在主体部分上。

5.根据权利要求4所述的压力传感器，其中，具有底面和台阶面的凹部形成在主体部分中，所述通孔被形成为它在所述底面开口，

所述压力探测元件安装在所述底面上，且所述另一元件安装在所述台阶面上。

6.根据权利要求1所述的压力传感器，其中，凹部形成在主体部分中，所述通孔被形成使得它在凹部的底面上开口，

所述压力探测元件安装在所述底面上，和

所述导电图案被形成以跨过所述凹部的开口边缘连接凹部的内表面和主体部分的侧壁表面。

7.根据权利要求5所述的压力传感器，其中，所述凹部被真空密封。

8.一种由弹性材料制成且使用制造模塑互连装置的技术形成的压力传感器，其中，所述压力传感器形成有通过其引入被探测流体的压力引入孔，所述压力传感器包括在所述压力引入孔的底部形成有薄膜部分的主体部分和压力探测器，所述压力探测器把形成在主体部分的表面上且根据压力改变产生的薄膜部分的形变转换成电信号，其中，所述压力探测器包括形成在相对于压力引入孔的薄膜部分的表面上的第一电极图案和第二电极图案，所述第一和第二电极图案彼此相对且彼此间隔一定距离，以及所述压力探测器以电极图案之间的电容变化探测压力变化，并且

所述技术包括：

在氮化铝衬底的表面上形成的氧化层上形成导电薄膜的金属化步骤(S3)；

通过用激光束照射在金属化步骤(S3)中形成的导电薄膜将电路部分和非电路部分彼此分离的激光加工步骤(S4)；

通过镀敷形成镀敷层加厚在激光加工步骤(S4)中分离的电路部分的镀敷步骤(S5)；以及

去除在激光加工步骤(S4)中分离的所述非电路部分的刻蚀处理步骤(S6)。

9.根据权利要求8所述的压力传感器，其中，电路图案形成在形成有上述两种电极图案的主体部分的表面上，所述电路图案被电连接至所述电极图案。

10.根据权利要求8所述的压力传感器，其中，所述主体部分包括具有所述压力引入孔的压力引入管和凸出部，所述凸出部与插入所述压力引入管的探测管的内表面弹性接触，且形成在压力引入管的外表面上，从而密封所述探测管的内表面和所述压力引入管的外表面之间的间隙。

11.一种压力传感器，其包括：

构成为模塑互连装置且包括由合成树脂材料制成且在接收流体压力时弯曲的薄隔膜的主体部分，

形成在不与流体接触的所述隔膜的表面上且把在所述隔膜上产生的弯曲转换成电信号的压力探测器，以及

安装在主体部分和压力探测器上的信号处理电路，所述信号处理电路通过形成在主体部分上的导电图案连接至所述压力探测器，且处理通过导电图案从压力探测器接收到的电信号，其中，

压力探测器和信号处理电路彼此层叠地堆叠在由从主体部分延伸的壁围绕的凹陷部分内，并且

该压力探测器包括一对电极，该对电极以在该对电极与所述薄隔膜之间没有任何介电膜的方式直接形成在所述薄隔膜上。

12.根据权利要求11所述的压力传感器，其中，所述主体部分包括配合部分，所述配合部分是围绕与流体接触的隔膜表面的圆柱形，且被配合至存在流体的管子。

13.根据权利要求12所述的压力传感器，其中，所述配合部分是圆柱形，螺纹形成在所述配合部分的外周表面上。