CN102692295A - 压力传感器 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种压力传感器。该压力传感器包括传感器芯片(11)、支撑构件(12)以及凝胶构件(13)，传感器芯片具有下凹部分(22)和界定下凹部分(22)的底部的隔膜(23)，支撑构件界定与下凹部分(22)连通的压力传输通道(33、43)，凝胶构件连续填充下凹部分(22)和压力传输通道(33、43)的至少一部分。传感器芯片(11)利用粘附剂(50)结合至支撑构件(12)的安装表面(31)。安装表面(31)上的压力传输通道(33、43)的开口端的边缘面向传感器芯片(11)的下凹部分(22)的环绕区域(21a)。

Description

压力传感器

技术领域

本发明涉及一种压力传感器，其中传感器芯片的隔膜响应于透过凝胶构件(gel member)传输的压力而变形。

背景技术

如专利文献1中描述的那样，已知的压力传感器具有下凹部分和装配有测量电阻器(gauge resistor)的隔膜的传感器芯片、界定与下凹部分连通的压力传输通道的支撑构件以及整体填充下凹部分和压力传输通道的凝胶构件。在压力传感器中，隔膜根据透过凝胶构件传输的压力而变形。

这类压力传感器可用以测量安装在柴油机车辆排气管中的废气净化过滤器(例如柴油机颗粒过滤器，简写为DPF)前后的压力差。或者，压力传感器可用于废气再循环(EGR)系统中以测量压力。为了保护压力传感器使其免受腐蚀性压力介质(诸如液体和气体)的影响，压力传感器设置有凝胶构件。在此压力传感器中，若水进入传感器芯片的下凹部分，则水在较低温度下的冻结和体积膨胀可能会损害隔膜。由于此，凝胶构件用以防止水穿过支撑构件的压力传输通道进入下凹部分。

专利文献1：JP-2007-3449A(US 2006/0288793A)

在压力传感器中，由玻璃制成的支撑构件(例如茎部)可通过阳极结合而结合至传感器芯片。总体言之，阳极结合在这样的条件下进行，在所述条件中，茎部接地以具有低电势且传感器芯片具有高电势。在此情况下，当传感器芯片具有相较于压力传输通道径向向内突起的肩部时，肩部充当阳极结合处的点火杆，因而，电流从肩部流动。也就是说，会出现火花。这会减小结合强度且难以进行稳定的阳极结合。在上文中，当支撑构件侧上的传感器芯片的下凹部分的开口端比传感器芯片侧上的支撑构件的压力传输通道的开口端小时，传感器芯片具有肩部。

专利文献1描述了一种压力传感器，其中传感器芯片侧上的茎部的压力传输通道的开口端的直径比传感器芯片下凹部分开口端的直径小。茎部具有相较于传感器芯片下凹部分的外边缘径向向内突起的肩部。当茎部具有肩部时，可防止出现火花。

在例如-30摄氏度或更低的低温下，在压力传感器中使用的凝胶构件会硬化且运动(流动)以缓解所产生的应力。因此，隔膜的测量电阻器的电阻会变化，且传感器输出特性也会变化。在高温下，凝胶构件会膨胀且传感器输出特性会相应地改变。当压力传感器位于废气环境下且长时间曝露至废气的酸性成分(诸如硝酸等)时，凝胶构件的表面层会硬化。当凝胶构件的表面层硬化时，传感器输出大程度变化。特定言之，在高温下，传感器输出由于凝胶构件的硬化而大程度变化。

如上所述，茎部可具有肩部。在此情况下，当凝胶构件从下凹部分向茎部运动时，凝胶构件对茎部的粘滞阻力较大。粘滞阻力抑制凝胶构件向茎部运动。当凝胶构件从茎部向下凹部分运动时，粘滞阻力较小。因而，当茎部具有肩部时，凝胶构件可比传感器芯片具有肩部时更容易地从茎部运动至下凹部分。应力可作用在隔膜上。

发明内容

鉴于上述内容，本发明的目的在于提供一种压力传感器，其可避免由火花导致的结合强度减小，并可有效防止由凝胶构件的变形所产生的应力作用在隔膜上。

根据本揭示内容的示例，压力传感器包括传感器芯片、支撑构件和凝胶构件。传感器芯片具有下凹部分、隔膜和测量电阻器。下凹部分在传感器芯片的一个表面上具有开口端。隔膜界定下凹部分的底部。测量电阻器形成在隔膜上。支撑构件具有面向传感器芯片的一个表面的安装表面。该安装表面是传感器芯片固定至其的表面。支撑构件界定压力传输通道，压力传输通道在安装表面上具有开口端且与下凹部分连通。凝胶构件连续填充下凹部分以及压力传输通道的至少一部分，并保护隔膜。测量电阻器的电阻响应于通过凝胶构件传输到隔膜的压力介质的压力以及隔膜的变形而变化。支撑构件的安装表面上的压力传输通道的开口端的边缘面向传感器芯片的一个表面上的下凹部分的开口端的环绕区域。与凝胶构件接触的压力传输通道的至少一部分在安装表面上的开口端处具有最小的横截面积且在距隔膜最远的位置处具有最大的横截面积。给定位置处的压力传输通道的至少一部分的横截面积大于或等于隔膜与给定位置之间的横截面积。支撑构件包括具有安装表面的第一支撑部分。第一支撑部分进一步具有与安装表面相对的后表面，且界定从安装表面穿透至后表面的第一压力传输通道部分。传感器芯片利用粘附剂结合至第一支撑部分的安装表面。第一压力传输通道部分包括在压力传输通道中。第一位置处的第一压力传输通道部分的横截面积大于第二位置处的第一压力传输通道部分的横截面积。第一位置是安装表面上的第一压力传输通道部分的开口端。第二位置是与凝胶构件接触的第一压力传输通道部分的一部分中距隔膜距离最远的位置。第一支撑部分是传感器芯片仅经由粘附剂固定至其的部分。

根据上述内容，压力传感器可避免由火花导致的结合强度的减小，且可有效防止由于凝胶构件变形而引起的应力作用在隔膜上。

附图说明

从参照附图进行的下文描述将更清楚地了解本发明的上述和其他目的、特征和优点。图中：

图1是第一实施例的压力传感器的横截面图；

图2是示出凝胶构件处于变形状态中的比较示例的压力传感器的横截面图；

图3是示出如图1所示的压力传感器的凝胶构件的变形状态的横截面图；

图4A是示出在应力分析中使用的第一实例的图，第一实例是这样一种压力传感器，其中传感器芯片具有如图1中所示情况的肩部；

图4B是示出在应力分析中使用的第二实例的图，第二实例是这样一种压力传感器，其中传感器芯片具有如图2中比较示例的情况的肩部；

图5是示出第一实例与第二实例的应力分析的结果；

图6是示出凝胶构件的厚度与作用在隔膜上的应力变化量之间的关系的图；

图7是示出凝胶构件的表面积与作用在隔膜上的应力变化量之间的关系的图；

图8是示出第一实施例的第一变型的横截面图；

图9是示出第一实施例的第二变型的横截面图；

图10是示出第一实施例的第三变型的横截面图；

图11是第二实施例的压力传感器的横截面图；

图12是示出第二实施例的变型的横截面图；

图13是示出第三实施例的压力传感器的横截面图；且

图14是示出在制造压力传感器中凝胶构件的硬化处理的横截面图。

具体实施方式

下文将参照附图描述实施例。下文中相同的附图标记用于指示相同部分。为简化附图，图4A和4B中省略了将茎部(茎干)和壳相互结合的粘附层。另外，为简化附图，图2、3和8至10中省略了壳。

(第一实施例)

本实施例的压力传感器10可用以测量例如腐蚀性压力介质(诸如腐蚀性液体或气体)的压力。具体言之，压力传感器10可用以测量柴油机车辆的排气管中的废气压力。或者，压力传感器10可用以测量排气管中的废气净化过滤器(例如柴油机颗粒过滤器)前后的压力差。或者，压力传感器10可用以测量废气再循环(EGR)系统中的压力。

如图1所示，压力传感器10包括传感器芯片11、支撑构件12、凝胶构件13和粘附层50。传感器芯片11具有下凹部分22。支撑构件12支撑传感器芯片11并界定充当压力传输通道的通孔33、43。下凹部分22和通孔33、43中的至少一部分填充有凝胶构件13。支撑构件12包括充当第一支撑部分的至少一个茎部30。在本实施例中，支撑构件12进一步包括充当第二支撑部分的壳40。粘附层50可对应于粘附剂。

传感器芯片11包括半导体基底等。传感器芯片11具有前表面20和后表面21。传感器芯片11的下凹部分22在后表面21上开口。后表面21可对应于传感器芯片11的一个表面。下凹部分22通过蚀刻传感器芯片11的后表面21而形成。传感器芯片11的一部分界定传感器芯片11的底部并充当隔膜23。具体言之，传感器芯片11在前表面20侧上具有薄部分。与下凹部分22对应的薄部分是隔膜23。

在本实施例中，硅基底用作半导体基底，其蚀刻速度根据晶面而不同。下凹部分22使用此蚀刻速度差而形成。具体言之，制备具有(100)面作为后表面21的半导体基底。各向异性湿蚀刻利用诸如KOH蚀刻剂等的蚀刻液体而进行。结果，形成下凹部分22，以使得下凹部分22的内壁22a的侧表面与底表面分别变为(111)面和(100)面。内壁22a的侧表面相对于后表面21具有54.7度的角，该后表面21是(100)面。因而，下凹部分22的开口面积(也成为“横截面面积”)依据下凹部分22的深度变化。具体言之，下凹部分22的开口面积随着与隔膜23的距离增大而增大。更具体言之，下凹部分22的形状为锥形，以使得下凹部分22的开口面积中的变化率沿深度方向保持不变。

与前表面20相对的传感器芯片11的后表面21是环绕下凹部分22的区域。图1中的附图标记25是指下凹部分22的开口端的边缘。下凹部分22的开口端的边缘也是下凹部分22的环绕区域21a的内边缘。由附图标记25所指的边缘在本文中称为“第二内边缘25”。后表面21上的下凹部分的环绕区域21a是指后表面21的除了下凹部分22的内壁22a以外的区域。下凹部分22在传感器11的后表面21上开口。因为本实施例中的后表面21不包括下凹部分22的内壁，所以后表面21基本上等同于后表面21的环绕区域21a。

测量电阻器24形成在传感器芯片11的前表面20上，这样测量电阻器24会位于隔膜23上。测量电阻器24可通过例如杂质扩散而形成。在本实施例中，为了改善灵敏度，测量电阻器24形成在隔膜23的可具有大应变的一部分上。举例而言，测量电阻器24形成在隔膜23的端部上。测量电阻器24可包括四个形成桥接电路(未图示)的测量电阻器元件。

如上所述，本实施例的传感器芯片11配置为半导体传感器芯片，其使用测量电阻效应以输出对应于施加压力的信号。具体言之，当压力介质的压力通过通孔33、43传输至凝胶构件13，接着通过凝胶构件13传输至隔膜23时，隔膜23在压力下产生应变(变形)，且所产生的压阻效应改变测量电阻器24的电阻。相应地，测量电阻器24的桥接电路输出与隔膜23的应变对应的信号。具体言之，输出信号的级别对应于施加压力的量值。

传感器芯片11安装至茎部30的传感器芯片安装表面31(简称为安装表面)，传感器芯片11的后表面21的至少一部分充当用于固定的部分。粘附层50配置成环绕下凹部分22且将传感器芯片11固定至茎部30。在本实施例中，粘附薄膜用作粘附层50。当粘附层50从开始具有薄膜形状时，可防止粘附剂流进下凹部分22中且防止粘结至隔膜23。请注意，当液体形式的粘附剂通过加热或发光硬化而形成粘附层50时，粘附剂可流进下凹部分22内且粘结至隔膜23。此外，在开始形成薄膜形状的粘附层50可确保粘附层50的预定厚度。

茎部30也可是称为基座的部分。茎部30具有传感器芯片安装表面31且界定在传感器芯片安装表面31上开口的通孔33。传感器芯片安装表面31面向传感器芯片11的后表面21。通孔33可对应于第一压力传输部分。通孔33从传感器芯片安装表面31穿透至后表面32，且与固定至茎部30的传感器芯片11的下凹部分22连通。

优选情况下，茎部30的材料的热胀系数可与传感器芯片11的基底的热胀系数相似。此外，依据应用情况，优选情况下，茎部30的材料具有热阻。举例而言，茎部30的材料可以是诸如铝Al₂O₃等的陶瓷、诸如42合金和铜的金属、或玻璃。在本实施例中，通过粘结四个陶瓷板而形成的陶瓷多层板用作茎部30。

茎部30的传感器芯片安装表面31具有环绕通孔33的开口端的内边缘(也称为“第一内边缘34”)。第一内边缘34面向后表面21。第一内边缘34可对应于安装表面31上的压力传输通道33、43的开口端的边缘34。茎部的第一内边缘34与传感器芯片11的后表面21之间的位置关系，可使得茎部30的第一内边缘34与传感器芯片11的下凹部分22的第二内边缘25沿平行于传感器芯片安装表面31的方向相互重合。或者，茎部30的第一内边缘34沿平行于传感器芯片安装表面31的方向位于传感器芯片11的第二内边缘25的外侧。传感器芯片安装表面31上的通孔33的开口端的尺寸可等于或大于下凹部分22的开口端的尺寸。当传感器芯片安装表面31上的通孔33的开口端的尺寸大于下凹部分22的开口端的尺寸时，传感器芯片安装表面31上的通孔33的开口端可环绕下凹部分22的开口端。

通孔33的一部分与凝胶构件13接触，并在传感器芯片安装表面31的开口端处具有最小的开口面积。也就是说，与凝胶构件13接触的通孔33的部分的开口面积(也称为“横截面面积”)在第一内边缘34处最小。在距离隔膜23最远的位置处与凝胶构件13接触的通孔33部分的开口面积比第一内边缘34处的开口面积大。此外，在给定位置处的开口面积大于或等于给定位置与隔膜23之间的开口面积。

在本实施例中，第一内边缘34的整个周围相较于第二内边缘25径向向外设置。与凝胶构件13接触的通孔33的内壁33a的一部分具有阶梯形状。鉴于此，通孔33具有多个开口面积。在本实施例中，陶瓷多层板的每一层都界定通孔。多层板的各层具有不同的开口面积，以使得靠近壳40的层具有较大的开口面积。这样，内壁33a形成为阶梯形。

粘附层50的内周表面与陶瓷多层板的顶层的内壁齐平，该顶层是陶瓷多层板的多层中与传感器芯片11最靠近的一层。粘附层50与传感器芯片11的后表面21的一部分接触，除了后表面21的一些区域以外，该部分从第二内边缘25处排列。传感器芯片11的第二内边缘25相较于茎部30的内壁33a和粘附层50的内周表面径向向内设置。传感器芯片11的后表面21(区域21a)部分曝露至茎部30和粘附层50。

茎部30安装至壳40的茎部安装表面41，以使得茎部30的后表面32面向壳40。茎部30利用粘附层51固定至壳40。具体言之，粘附层50、茎部30和粘附层51设置在壳40与传感器芯片11之间。

壳40可充当用以将压力传感器10附着至车辆排放系统的附着部分。壳40界定充当第二压力传输通道部分的通孔43。通孔43从茎部安装表面41穿透至与茎部安装表面41相对的后表面42。通孔43与结合并固定至壳40的茎部30的通孔33连通。壳40包括用以外部连接的端子(未图示)。

壳40的茎部安装表面41具有通孔43的开口端的边缘，其在本文中称为第三内边缘44。茎部30的后表面32具有通孔33的开口端的边缘，其在本文中称为第四内边缘35。第三内边缘44在沿平行于传感器芯片安装表面31的方向上相较于第四内边缘35径向向外设置。通孔43具有直的形状，以使得通孔43的开口面积(横截面面积)在基准方向上不变，所述基准方向是与传感器芯片安装表面31(和茎部安装表面41)垂直的方向。基准方向在本文中也称为垂直方向。通孔43的开口面积比通孔33的开口面积大。

壳40可由诸如聚苯硫醚(PPS)、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)等的树脂制成。壳40可具备通过夹物模压形成的端子。壳40的端子和传感器芯片可通过引线结合而彼此电连接。

如上所述，在压力传感器10中，支撑构件12通过粘附层51整合茎部30和壳40而建构。传感器芯片11结合且固定至支撑构件12的茎部30的传感器芯片安装表面31。茎部30的通孔33和壳40的通孔43相互连通，进而形成支撑构件12的压力传输通道。在本实施例中，凝胶构件13填充下凹部分22和通孔33。下凹部分22中的凝胶构件13与通孔33中的凝胶构件连续。具体言之，壳40的通孔43的内壁43a不与凝胶构件13接触。凝胶构件13整体填充下凹部分22和通孔33。换言之，凝胶13整体填充压力传输通道33、43的一部分。

与凝胶构件13接触的压力传输通道33、43的部分在茎部30的第一内边缘处具有最小的开口面积(也称为“最小横截面面积”)，且在距隔膜23最远的位置处具有最大的开口面积(也称为“最大横截面面积”)。具体言之，在图1示出的示例中，距隔膜23最远的位置是从传感器芯片安装表面31的陶瓷基地的第三层(传感器侧层)。另外，在给定位置处的压力传输通道33、43的一部分的开口面积大于或等于在比给定位置更靠近隔膜23的位置处的开口面积。

在本实施例中，压力传输通道33的开口面积在茎部30的第一内边缘34处最小且在通孔43的内壁43a处最大。具体言之，开口面积的关系表示如下“第二内边缘25＞第一内边缘34＞第四内边缘35＞第三内边缘44”。另外，在给定位置处的开口面积大于或等于隔膜23与给定位置之间的开口面积。

设置凝胶构件13以保护粘附层50，且尤其保护传感器芯片11的隔膜23。对应于隔膜23的下凹部分22的底部由凝胶构件13覆盖。本实施例的压力传感器10可用以检测腐蚀性压力介质的压力，诸如柴油机的废气压力。凝胶构件13保护粘附层50，尤其保护传感器芯片11的隔膜23(下凹部分22的底部)使其免受腐蚀性压力介质影响。

凝胶构件13的材料可以是硅胶、氟化凝胶、氟硅氧烷等。凝胶构件13通过将此类凝胶材料注入到下凹部分22和通孔33内而填充，接着硬化凝胶材料。

凝胶构件13整体填充传感器芯片11的下凹部分22的所有区域以及支撑构件12的压力传输通道33、43的至少一部分。支撑构件12的压力传输通道的该部分是位于下凹部分侧上的通孔33、43的一部分(绕传感器芯片安装表面31的部分)。在本实施例的示例中，如上文所述，凝胶构件13连续填充从下凹部分22延伸至通孔33一半处的区域。

在压力传感器10中，当充当检测目标的压力介质的压力P1通过壳40的通孔43施加至凝胶构件13的表面13a(也称为“压力接收表面”)时，压力通过通孔33和下凹部分22中的凝胶构件13传输至传感器芯片11的隔膜23。表面13a曝露向通孔43。

在本实施例中，在室温下，凝胶构件13的表面13a具有弯月形。具体言之，凝胶构件13的表面13a向隔膜23凸出，换言之，沿远离隔膜23的方向凹进。

将描述本实施例的压力传感器10的优点。

茎部30的传感器芯片安装表面31的第一内边缘34不面向传感器芯片11的下凹部分22，而是面向传感器芯片的后表面21。具体言之，第一内边缘34面向区域21a。换言之，沿平行于传感器芯片安装表面31的方向，茎部30不具有相较于下凹部分22径向向内突出的肩部。

缺少茎部30的肩部的原因在于传感器芯片11不通过阳极结合而是通过粘附层50固定至茎部30。应注意，若传感器芯片11包括在阳极结合时相较于通孔33径向向内突起的肩部，则该肩部充当点火杆且电流从肩部流动，因而，在阳极结合时出现火花。鉴于此，在阳极结合的情况下，茎部30需要具有肩部。

粘性阻力与每种材料特有的粘度系数成比例，且根据与粘性目标接触的目标形状而定。

具体言之，凹形和凸形可具有与粘性目标接触更大的接触面积，且导致比平面表面更大的粘性阻力。

作为粘性目标的凝胶构件13在低温(例如-30摄氏度或更低)下变硬且变形。为了减缓这种变形，凝胶构件13运动(流动)。

图2示出了比较示例的压力传感器10，其中茎部30包括相较于下凹部分22径向向内突起的肩部。换言之，茎部30的传感器芯片安装表面31的第一内边缘34位于传感器芯片11的后表面21的第二内边缘25的内侧，且面向传感器芯片11的下凹部分22。因次，当凝胶构件13沿远离隔膜23的方向从下凹部分22运动时，凝胶构件13相对于茎部30的粘性阻力较大。这会抑制凝胶构件13沿远离隔膜23的方向运动。当凝胶构件13从通孔33朝向下凹部分22运动时，粘性阻力比当凝胶构件13沿远离隔膜23的方向从下凹部分运动时更小。这是因为在茎部30中存在肩部。因次，凝胶构件13压着隔膜23，如图2中的空箭头所示，因此，隔膜23会受到应力和应变，且沿远离茎部30的方向弯曲。当凝胶构件13在高温下膨胀时，会发生类似情况。

相反，在本实施例中，如图3所示，茎部3不具有相较于下凹部分22径向向内突起的肩部。鉴于此，不存在由于肩部的粘性阻力。这有利于凝胶构件13沿从下凹部分22到茎部30的方向运动，尤其沿远离隔膜23的方向运动。当凝胶构件13从通孔33向下凹部分22运动时，粘性阻力比当凝胶构件13沿远离隔膜23的方向从下凹部分22运动时更大。因次，与图2所示的比较示例相比，凝胶构件13可更容易沿远离隔膜23的方向运动。鉴于此，凝胶构件13的应力会通过凝胶构件13沿远离隔膜23的方向运动而缓解。因此，可有效防止由凝胶构件13变形而引起的应力作用在隔膜和测量电阻器24上。

本申请的发明人已进行了基于有限元法的分析(FEM分析)以确认上述优点。图4A和4B示意性示出了在FEM分析中使用的压力传感器的结构。具体言之，图4A示出了第一实例，其中传感器芯片11具有如本实施例中压力传感器10的情况的肩部。图4B示出了第二实例，其中茎部30具有如比较示例的情况的肩部。

在第一实例中，针对传感器芯片11使用硅基底，针对粘附层50使用氟硅氧烷，针对茎部30使用铝，针对壳40使用PBT，且针对凝胶构件13使用杨氏模量为0.1MPa的氟凝胶。另外，茎部30的开口面积(横截面面积)不变。沿平行于传感器芯片安装表面31的方向从第一内边缘34到第二内边缘25的距离为0.375mm。另外，茎部30的内壁33a与粘附层50的内周表面齐平。

在图4B示出的第二实例中，针对传感器芯片11使用硅基底，针对茎部30使用玻璃，针对壳40使用PBT，且针对凝胶构件13使用杨氏模量为0.1MPa的氟凝胶。另外，沿平行于传感器芯片安装表面31的方向从第一内边缘34到第二内边缘25的距离为0.7mm。茎部30的开口面积不变。

传感器芯片11的结构(诸如隔膜23的尺寸和厚度、传感器芯片11的厚度以及下凹部分22的尺寸和形状)以及壳40的结构(诸如通孔43的开口面积和长度)在第一实例与第二实例之间相同。通过结构分析来分析当温度从150摄氏度的高温变化至-40摄氏度的低温时在隔膜23中产生的应力。在此分析中，从隔膜23的一端23a(由图4中的两条点划线表示)到隔膜23的中心CL的隔膜的部分以规则间距分割。获得的十五个点1-15设定为应力测量点。第一点1设定为端部23a。

在图5中示出了分析结果。图5清楚地示出，在第一实例中在隔膜23中产生的应力小于第二实例中产生的应力。测量点1-15之中的最大产生应力在第一实例1中为-0.5MPa，在第二实例中为-4.8MPa。第一实例的最大产生应力比第二实例的最大产生应力小90％。该结果清楚地示出本实施例的结构可有效抑制向隔膜23和测量电阻器24施加应力，该应力由凝胶构件13的变形导致。

在本实施例中，与凝胶构件13接触的压力传输通道33、43的部分在茎部30的第一内边缘34处具有最小的开口面积。在沿远离隔离23的方向与传感器芯片安装表面31存在一定距离的位置处的开口面积不比传感器芯片安装表面31的边缘处的开口面积窄。另外，压力传输通道33、43的接触部分在距隔膜23最远的位置处具有最大的开口面积。此最大的开口面积比第一内边缘34处的开口面积更大。另外，给定位置处的开口面积大于或等于给定位置与隔膜23之间的开口面积。鉴于此，当凝胶构件13在低温下变硬且变形时，凝胶构件13可通过沿远离隔膜23的方向运动到茎部30的通孔33中来缓解由于此变形而导致的应力。相应地，作用在隔膜23上的应力可受到有效抑制。这也可应用于凝胶构件13在高温下膨胀的情况。

在本实施例中，传感器芯片1通过粘附层50固定至茎部30，茎部30充当第一支撑部分。具体言之，第一支撑部分仅包括茎部30，所述茎部30是仅通过粘附层50固定至传感器芯片11的部分。另外，茎部30的通孔33的一部分与凝胶构件13接触。在距隔膜23最远位置处的接触部分的开口面积大于在第一内边缘34处的开口面积。如上所述，在给定位置处的开口面积大于或等于给定位置与隔膜23之间的开口面积。鉴于此，如图3所示，与朝向隔膜23的方向相比，凝胶构件13可更容易地在远离隔膜23的方向上在茎部30中运动。在本实施例中，与通孔33的开口面积不变的情况相比，凝胶构件13可更容易地运动。因此，作用在隔膜23上的应力可受到有效抑制。应注意，与凝胶构件13接触的部分不是指在制造时填充有凝胶构件13的部分。与凝胶构件13接触的部分是指可在服务温度范围内与凝胶构件13接触的最大可接触部分。具体言之，与凝胶构件13接触的部分是指在服务温度范围的上限与凝胶构件13接触的部分。

由于上述优点的协同作用，本实施例的压力传感器10可有效防止应力作用在隔膜23和测量电阻器24上，所述应力由凝胶构件13变形产生。

尤其是，当与本实施例的压力传感器10类似的压力传感器曝露于废气下时，压力传感器长时间曝露于废气中的酸性成分(诸如硝酸等)下。在这种情况下，凝胶构件13的表面层硬化。当凝胶构件13的表面层硬化时，凝胶构件13通常变得难以沿远离隔膜23的方向运动，因此，与表面层未硬化的情况相比，用以上推隔膜的力通常会变大。然而，在本实施例的压力传感器10中，凝胶构件13沿远离隔膜23的方向可容易地运动。因此，即使凝胶构件13的表面层由于酸性成分而硬化，与比较示例相比，硬化的表面层也会在远离隔膜23的方向上受到用于使凝胶构件13变形的更大的力。鉴于此，凝胶构件13的硬化表面部分的变形量大，且因此，与比较示例相比，本实施例可有效防止应力作用在隔膜23和测量电阻器24上，该应力由凝胶构件13的变形而导致。

本申请的发明人已进行实验研究凝胶构件13的厚度和表面积每一者如何影响在隔膜23中产生的应力的酸性成分导致变化的量。图6和7中示出了实验结果。在实验中，制备成对的压力传感器10，所述每对压力传感器具有相同结构。在每一对压力传感器中，一个压力传感器10在140摄氏度下受热160小时，每个预定时间内，用PH值为1.5的浓缩废液滴落在凝胶构件13的表面13a上。预定时间介于20分钟与30分钟之间。这样，获得这样一个实例，其中凝胶构件13的表面层硬化。其后，获得的此实例和其中浓缩废液未滴落的其他实例再成对。针对该对中每个实例而言，测量三个温度级下隔膜23的最大产生应力。所述三个温度级是150摄氏度的高温(HT)、20摄氏度的室温(RT)以及-40摄氏度的低温。在每个温度级下，该对实例之间的最大产生应力的差被测量为是变化量。在图6和7中，空三角形、空矩形和空圆形分别表示高温、室温和低温下的变化量。

制备具有约2.5mm、约2.8mm和约3.2mm的三个厚度级的凝胶构件13。针对传感器芯片11使用硅基底，针对粘附层50使用氟硅氧烷，针对茎部30使用铝，针对壳40使用PBT，以及针对凝胶构件13使用杨氏模量为0.1MPa的氟凝胶。除了凝胶构件13的厚度外其他参数都是相同的。图6示出了高温下变化大，且当凝胶构件13的厚度更大时，变化也更大。更厚的凝胶构件13高温下导致更大变化的原因在于，更厚的凝胶构件13具有更大的膨胀力且因此具有用以上推隔膜23的大的力。

就凝胶构件13的表面面积而言，制备具有9mm²和20mm²的两个表面面积水平的凝胶构件13。针对传感器芯片11使用硅基底，针对粘附层50使用氟硅氧烷，针对茎部30使用铝，针对壳40使用PBT，且针对凝胶构件13使用杨氏模量为0.1MPa的氟凝胶。除了凝胶构件13的表面面积以外的参数都相同。图7示出了高温下变化较大。尤其是，当凝胶构件13的表面面积变小时，变化更大。凝胶构件13的小的表面面积在高温下导致更大变化的原因在于，小的表面面积(即小的开口面积)导致凝胶构件13的硬化表面层的更强的弹性，且使硬化表面层难以变形。鉴于此，用以上推隔膜23的力增大。

以上结果显示凝胶构件13的大的表面面积与小厚度可以是优选的，从而减少应力，所述应力在凝胶构件13的表面层由于酸性成分而硬化的状态下作用在隔膜上。就凝胶构件13的厚度而言，由于凝胶构件13保护粘附层50以及隔膜23，所以从内边缘的最小所需厚度可是允许保护粘附层50的厚度。举例而言，从第一内边缘34的最小所需厚度可以是1mm或更大。

在本实施例中反映了以上结果，而使得，为了减少凝胶构件13的厚度，凝胶构件13填充茎部30的通孔33，而不会填充超过通孔33，虽然支撑构件12包括壳40。因而，与壳40的通孔43填充有凝胶构件13的情况相比，作用在隔膜23上的应力，尤其是当凝胶构件13的表面部分由于酸性成分硬化时的应力，可减小。此外，在本实施例中，与凝胶构件13接触的压力传输通道33、43的部分在距隔膜23最远的位置处具有某一横截面尺寸(例如直径)。所述某一横截面尺寸大于凝胶构件13的厚度。凝胶构件13的厚度定义为在基准方向(也称为“垂直方向”)上的凝胶构件13的最大长度，所述基准方向垂直于传感器芯片安装表面31。因此，与凝胶构件13的厚度大于或等于上述某一横截面尺寸的情况相比，作用在隔膜23上的应力，尤其是当凝胶构件13的表面层由于酸性成分硬化时的应力，可减少。此外，本实施例使用陶瓷多层板作为茎部30。与例如单陶瓷层用作茎部30的情况相比，这有利于形成具有上述开口形状的通孔33。

(变型)

在上述示例中，与凝胶构件13接触的茎部30的通孔33的部分为阶梯形。或者，如图8所示，与凝胶构件13接触的通孔33的部分的开口面积可随着与隔膜23变远而增大。在图8示出的示例中，通孔33整体具有锥形以使得沿垂直方向在开口面积的变化率不变。在此锥形中，凝胶构件13可在远离隔膜23的方向上容易地在茎部30中运动。因此，作用在隔膜23上的应力可更有效地减小。此外，与例如茎部30的开口面积是不变的情况相比，即使凝胶构件13的表面层由于酸性成分而硬化，也可以抑制作用在隔膜23上的应力，同时减少传感器芯片11的尺寸。图8中示出的茎部30是由陶瓷、树脂、金属等制成的单一部分。或者，茎部30可以是具有锥形通孔的陶瓷多层板，所述锥形通孔可通过处理多层板的每一层而形成。

此外，在图8示出的示例中，下凹部分22的内壁22a和通孔33的内壁33a相对于垂直方向具有不同倾斜度。换言之，下凹部分22的内壁22a相对于垂直方向的锥角θ1与通孔33的内壁33a相对于垂直方向的锥角θ2不同(θ2＞θ1)。或者，如图9所示，锥角θ1和θ2可相同。另外，传感器芯片11的下凹部分22的内壁22a可与通孔33的和凝胶构件13接触的部分的内壁33a齐平。换言之，传感器芯片11与茎部30可彼此结合，且可在其间形成不具有阶梯(凹-凸)的平坦表面。此构造可便利凝胶构件13沿远离隔膜23方向运动。因此，作用在隔膜23上的应力可更有效受到抑制。在图9中，粘附层50的内周表面、下凹部分22的内壁22a以及通孔33的内壁33a相互齐平。粘附层50的内周表面也为锥形。或者，虽然锥角θ1和θ2相同，但是内壁22a和33a可不相互齐平。

在上述示例中，茎部30的第一内边缘34相较于传感器芯片11的第二内边缘25径向向外设置。或者，如图10所示，在平行于传感器芯片安装表面31的方向上，第一内边缘34可与第二内边缘25整体重合。举例而言，在图10中，茎部30的通孔33的开口面积在从传感器芯片安装表面33到通孔33中途的面积上不变。从通孔33中途到后表面32，开口面积随着与隔膜23之间的距离增大而增大。在此构造中，在传感器芯片11和茎部相互结合的位置处，缺少由从后表面的第二内边缘25曝露的部分形成的阶梯。这便于凝胶构件沿远离隔膜23的方向运动。因此，作用在隔膜23上的应力可更有效地降低。

当在粘附层50的内周表面、下凹部分22的内壁22a以及通孔33的内壁33a如图9所示相互齐平的状态下粘附层50较薄时，第一内边缘34接近第二内边缘25，这样第一与第二内边缘34、25几乎相互匹配。图8-10示出了变形状态的凝胶构件13。图8-10中的凝胶构件13中的箭头表示，凝胶构件13可容易地从下凹部分22朝向通孔33运动。在图8-10中，与凝胶构件13接触的压力传输通道33、43的部分在距隔膜23最远的位置处具有某一横截面尺寸。所述某一横截面尺寸比凝胶构件13的厚度大。

(第二实施例)

在第一实施例中，凝胶构件13连续填充从下凹部分22延伸到茎部的通孔33的区域。相反，在第二实施例中，如图11所示，凝胶构件13连续填充从下凹部分22延伸到壳40的通孔43的区域。在壳40的茎部安装表面41上环绕通孔43的开口端的第三内边缘44面向茎部30的后表面32。除了填充有凝胶构件13的区域以外，如图11所示的压力传感器10具有大体上与图1所示的第一实施例的压力传感器10相同的结构。鉴于此，在本实施例中，第三内边缘44相较于第四内边缘35径向向外设置，所述第四内边缘35在茎部30的后表面32上环绕通孔33的开口端。在图11中，凝胶构件13处于变形状态，且凝胶构件13中的箭头表示凝胶构件13可容易地从下凹部分22向通孔33和通孔43运动。

在本实施例中，与茎部30相对于传感器芯片1相似，壳40不具有相较于茎部30的通孔33的内壁33a径向向内突起的肩部。鉴于此，凝胶构件13可容易地从茎部30向壳40运动。凝胶构件13沿远离隔膜23方向的运动会缓解作用在隔膜上的应力。相应地，可有效防止由于凝胶构件13变形而产生的应力作用在隔膜23和测量电阻器24上。

在本实施例中，壳40的通孔43的开口面积大于茎部30的通孔33的开口面积。另外，壳40的通孔43为直的形状，以使得开口面积不变。鉴于此，与第一实施例中的情况相同，与凝胶构件13接触的压力传输通道33、43的部分在茎部30的第一内边缘34处具有最小的开口面积。另外，距隔膜23最远的位置处的接触部分的开口面积最小，且大于第一内边缘34处的开口面积。此外，给定位置处的接触部分的开口面积大于或等于给定位置与隔膜23之间的开口面积。因此，第二实施例的优点大体上与第一实施例的优点相同。

此外，如第一实施例的情况那样，与凝胶构件13接触的压力传输通道33、43的部分在距隔膜23最远的位置处具有某一横截面尺寸(例如直径)。所述某一横截面尺寸(例如直径)大于凝胶构件13的厚度。鉴于此，作用在隔膜23上的应力，尤其是当凝胶构件13的表面层由于酸性成分而硬化时的应力可减小。

(变型)

在上述示例中，壳40的通孔43的开口面积不变。或者，与凝胶构件13接触的壳40的通孔43一部分可具有以下的开口面积。给定位置处的开口面积大于或等于给定位置与隔膜23之间的开口面积。举例而言，如图12所示，与凝胶构件13接触的通孔43的内壁43a的一部分的开口面积随着与隔膜23之间的距离增大而增大。具体言之，与凝胶构件13接触的通孔43的部分为锥形以使得开口面积的变化率不变。与凝胶构件13接触的通孔43的内壁43a的部分相对于垂直方向的锥角θ3与锥角θ1与θ2一致。换言之，与凝胶构件13接触的支撑构件12部分的锥角为θ2(＝θ3)。锥角θ2与传感器芯片11的锥角θ1一致。传感器芯片11的下凹部分22的内壁22a、粘附层50的内周表面以及支撑构件12的茎部30的通孔33的内壁33a相互齐平。与粘附层51接触的通孔33的内壁33a的部分与和壳40的凝胶构件13接触的通孔43的内壁43a的部分齐平。在此构造中，锥形的作用和齐平表面的作用可有效抑制作用在隔膜23上的应力，如第一实施例变型中的情况一样(参见图9)。此外，与通孔43的开口面积是不变的情况相比，凝胶构件13具有更大的表面面积。因而，在凝胶构件13的表面层由于酸性成分而硬化的状态中，作用在隔膜23上的应力可受到抑制。图12示出变形状态下的凝胶构件13。图12中的凝胶构件13中的箭头表示凝胶构件13可容易地从下凹部分22运动到通孔33和通孔43。同样在图12中，与凝胶构件13接触的压力传输通道33、43的部分在距隔膜23最远的位置处具有某一横截面尺寸(例如直径)。所述某一横截面尺寸(例如直径)大于凝胶构件13的厚度。

在图12中，通孔43的内壁43的一部分为锥形，且内壁43a的剩余部分为直的形状，其中开口面积不变。或者，当凝胶构件13填充到通孔43的中途的区域时，通孔43的内壁43a作为整体可定形为使得通孔43的开口面积越大，其与隔膜23的距离越大。

在图12中，三个锥角θ1、θ2、θ3大体相同。或者，三个锥角θ1、θ2、θ3可相互不同。举例而言，三个锥角θ1、θ2和θ3中的两个可基本彼此相同，且可与三个θ1、θ2和θ3中的另一个不同。或者，虽然锥角θ1、θ2和θ3相同，但是内壁22a、33a和43a可不相互齐平。或者，虽然锥角θ1、θ2和θ3相同，内壁22a和33a可相互齐平，但是内壁33a和43a可相互不齐平。

上文中，第三内边缘44相较于第四内边缘径向向外设置。或者，第三内边缘44可与第四内边缘35整体上重合。

(第三实施例)

在上述实施例中，在室温下，凝胶构件13的表面为这样一种弯月形，以使得该表面在远离隔膜23的方向上凹进(参见图1)。相反，在第三实施例中，如图13所示，在室温下，凝胶构件13的表面为这样一种弯月形，以使得该表面在远离隔膜23的方向上凸出。除了凝胶构件13的表面形状外，如图13所示的压力传感器10可具有与第一实施例的压力传感器10(如图1所示)大体上相同的结构。

当凝胶构件13的表面具有弯月形，且在远离隔膜23的方向上凸出时，与当凝胶构件13在远离隔膜23的方向上平坦或凹进时相比，凝胶构件可沿远离隔膜23的方向上更容易地运动。举例而言，假定凝胶构件13的表面层由于酸性成分而硬化，则凝胶构件13的膨胀使硬化表面层在远离隔膜23的方向上变形。在此假定情形下，当凝胶构件13的表面在远离隔膜23的方向上凸出时，与当凝胶构件13的表面平坦或凹进时相比，硬化的表面层可在远离隔膜23的方向上更容易地变形。因此，作用在隔膜23上的应力可受到有效抑制。

如图13所示的凝胶构件13可以例如以下述方式形成。如图14所示，穿过壳40的通孔43，凝胶构件注入到从传感器芯片11的下凹部分22延伸到茎部30的通孔33的中途的区域中。接着，在压力从表面13a施加至凝胶构件13的状态下，凝胶构件13通过例如加热而硬化。具体言之，在外部大气的压力比大气压大时，凝胶构件13硬化。在此硬化过程后，释放压力应用，以使得大气压力施加至凝胶构件13的表面13a。结果，如图13所示，获得了弯月形的凝胶构件13，所述弯月形的凸出方向是远离隔膜23的方向。

上述实施例和变型可以修正、组合和/或延伸。

举例而言，在上述实施例中，支撑构件12包括用作第一支撑部分的茎部30和用作第二支撑部分的壳40。然而，支撑构件12的结构不限于上述示例。然而，支撑构件12可包括第一支撑部分而不包括第二支撑部分。举例而言，支撑构件12可具有不具备基座的结构，其中支撑构件12可包括作为第一支撑部分D壳40且不包括茎部30。或者，三个或更多部分可形成支撑构件12。

本揭示内容具有多个方面。举例而言，根据一个方面，压力传感器包括传感器芯片(11)、支撑构件(12)和凝胶构件(13)。传感器芯片(11)具有下凹部分(22)、隔膜(23)和测量电阻器(24)。下凹部分(22)在传感器芯片(11)的一个表面上具有开口端。隔膜(23)界定下凹部分(22)的底部。测量电阻器(24)形成在隔膜(23)上。支撑构件(12)具有面向传感器芯片(11)的一个表面(21)的安装表面(31)。安装表面(31)是传感器芯片(11)固定至其的表面。支撑构件(12)界定压力传输通道(33、43)，所述压力传输通道在安装表面(31)上具有开口端，且与下凹部分(22)连通。凝胶构件(13)连续填充下凹部分(22)和压力传输通道(33、43)的至少一部分，且保护隔膜(23)。响应于通过凝胶构件(13)传输到隔膜(23)的压力介质的压力以及隔膜(23)的变形，测量电阻器(24)的电阻变化。支撑构件(12)的安装表面(31)上的压力传输通道(33、43)的开口端的边缘(34)面向传感器芯片(11)的一个表面(21)上的下凹部分(22)的开口端的环绕区域(21a)。与凝胶构件(13)接触的压力传输通道(33、43)的至少一部分在安装表面(31)的开口端处具有最小的横截面面积，且在离隔膜(23)最远的位置处具有最大的横截面面积。给定位置处的压力传输通道(33、43)的至少一部分的横截面面积大于或等于隔膜(23)与给定位置之间的横截面面积。支撑构件(12)包括具有安装表面(31)的第一支撑部分(30)。第一支撑部分(30)进一步包括与安装表面(31)相对的后表面(32)，并界定从安装表面(31)穿透至后表面(32)的第一压力传输通道部分(33)。传感器芯片(11)利用粘附剂(50)结合至第一支撑部分(30)的安装表面(31)。第一压力传输通道部分(33)包括在压力传输通道(33、43)中。第一位置处的第一压力传输通道部分(33)的横截面面积大于第二位置处的第一压力传输通道部分(33)的横截面面积。第一位置是安装表面(31)上的第一压力传输通道部分(33)的开口端。第二位置是在与凝胶固件(13)接触的第一压力传输通道部分(33)的一部分中距隔膜(23)最远的位置。第一支撑部分(30)是传感器芯片(11)仅经由粘附剂(50)固定至其的部分。

应指出，粘性阻力依据与粘性目标接触的目标的形状而定。具体言之，凹形或凸形可具有与粘性目标更大的接触面积，且导致比平面更大的粘性阻力。

根据上述压力，支撑构件(12)的安装表面(31)上的压力传输通道(33、43)的开口端的边缘(34)不面向传感器芯片(11)的下凹部分(22)，而是面向传感器芯片(11)的一个表面(21)上的下凹部分(22)的开口端的环绕区域(21a)。也就是说，支撑构件(12)不具有相较于下凹部分(22)的边缘沿平行于安装表面(31)的方向径向向内突出的肩部。作为粘性目标的凝胶构件(13)在低温(例如-30摄氏度或更低)下变硬且变形。当凝胶构件(13)运动(流动)以缓解此变形时，凝胶构件(13)可沿远离隔膜(23)的方向容易地运动。当凝胶构件(13)在高温环境下膨胀时，凝胶构件(13)可沿远离隔膜(23)的方向容易地运动。

此外，根据上述压力，与凝胶构件(13)接触的压力传输通道(33、43)的至少一部分在安装表面(31)上的开口端处具有最小的横截面面积，且在距离隔膜(23)最远的位置处具有最大的横截面面积。另外，在给定位置处的压力传输通道(33、43)的至少一部分的横截面面积大于或等于隔膜(23)与给定位置之间的横截面面积。鉴于此，凝胶构件(13)可沿远离隔膜(23)的方向在支撑构件(12)的压力传输通道(33、43)中容易地运动。

此外，根据上述压力，支撑构件(12)包括至少一个第一支撑部分(30)。第一支撑部分(30)是传感器芯片(11)仅经由粘附剂(50)固定至其的部分。具体言之，第一支撑部分(30)可以是单个部分。第一位置处的第一压力传输通道部分(33)的横截面面积比第二位置处的第一压力传输通道部分(33)的横截面面积大。第一位置是安装表面(31)上的第一压力传输通道部分(33)的开口端。第二位置是与凝胶构件(13)接触的第一压力传输通道部分(33)的一部分中距离隔膜(23)最远的位置。鉴于此，与第一压力传输通道部分(33)的开口面积在第一压力传输通道部分(33)的穿透方向上不变的情况相比，凝胶构件(13)可沿远离隔膜(23)的方向容易地运动。

由于上述优点的协同，压力传感器可有效防止应力作用在隔膜(23)和测量电阻器(24)上，所述应力由凝胶构件(13)的变形而导致。

另外，根据上述应力，因为传感器芯片(11)不是通过阳极结合而是通过粘附剂(50)固定至第一支撑部分(30)，所以压力传输通道的边缘(34)可面向传感器芯片(11)的一个表面(21)。虽然使用了上述配置，但是压力传感器也可采用阳极结合而非粘附剂结合。因此，可防止由火花的产生导致的结合强度减小。

压力传输通道(33、43)的边缘(34)与传感器芯片(11)的一个表面(21)的区域(21a)之间的位置关系，可使得压力传输通道(33、43)的边缘(34)与下凹部分(22)的边缘(25)沿平行于安装表面(31)的方向相互重合。或者，该位置关系可使得压力传输通道(33、43)的边缘(34)在平行于安装表面(31)的方向上相较于下凹部分(22)的边缘(25)径向向外布置。

上述压力传感器可以以如下方式配置。与凝胶构件(13)接触的第一压力传输通道部分(33)的一部分的横截面面积随着与隔膜(23)距离的增大而增大。

根据上述配置，因为第一压力传输通道部分(33)的一部分的横截面面积随着与隔膜(23)距离的增大而增大，所以作用在隔膜(23)上的应力可更有效地受到抑制。

上述压力传感器可以以如下方式配置。传感器芯片(11)的下凹部分(22)的内壁(22a)成锥形，以使得下凹部分(22)的横截面面积随着在基准方向上与隔膜(23)距离的增大而增大。基准方向是从隔膜(23)朝向安装表面(31)的方向，且垂直于安装表面(31)。传感器芯片(11)的下凹部分(22)的内壁(22a)相对于基准方向的锥角(θ1)与压力传输通道(33、43)的至少一部分的内壁(33a、43a)相对于基准方向的锥角(θ2)一致。传感器芯片(11)的下凹部分(22)的内壁(22a)与压力传输通道(33、43)的至少一部分的内壁(33a、43a)齐平。

根据上述配置，下凹部分(22)的内壁(22a)与压力传输通道(33、43)的接触部分的内壁(33、43)都是平坦的(其间不存在阶梯)。因此，凝胶构件(13)可沿远离隔膜(23)的方向容易地运动。作用在隔膜(23)上的应力可更有效地受到抑制。

上述压力传感器可以以如下方式配置。与凝胶构件(13)接触的压力传输通道部分(33)的一部分为阶梯状内壁(33a)。

第一支撑构件上的第一压力传输通道部分(33)具有横截面面积不同的多个间隔。在每个间隔中，横截面面积不变。鉴于此，与横截面面积在与凝胶构件(13)接触的第一压力传输通道部分(33)的部分上不变的情况相比，凝胶构件(13)可沿远离隔膜(23)的方向容易地运动。

上述压力传感器可配置成使得第一支撑部分(30)是陶瓷多层板。与使用单个陶瓷体作为茎部30的情况相比，这便于形成具有上述开口形状的第一压力传输通道部分(33)。

上述压力传感器可配置成使得凝胶构件(13)的表面(13a)为弯月形，其凸出方向为远离隔膜(23)的方向。

根据上述内容，即使凝胶构件(13)的表面层由于例如废气的酸性成分而硬化，与凝胶构件(13)的表面(13a)在远离隔膜(23)的方向上平坦或凸出的情况相比，作用在隔膜(23)上的应力也可有效地受到抑制。

上述压力传感器可以以如下方式配置。支撑构件(12)还包括第二支撑部分(40)。第二支撑部分(40)支撑第一支撑部分(30)且界定与第一压力传输通道部分(33)连通的第二压力传输通道部分(43)。第二压力传输通道部分(43)和第一压力传输通道部分(33)都包括在压力传输通道(33、43)中。

在上述配置中，凝胶构件(13)可连续填充从下凹部分(22)延伸至第一压力传输通道部分(33)中途的区域。在第二压力传输通道部分(43)中可不存在凝胶构件(13)。

根据上述内容，即使凝胶构件(13)的表面层由于例如废气的酸性成分而硬化，与凝胶构件(13)填充第二压力传输通道部分(43)的情况相比，作用在隔膜(23)上的应力也可有效受到抑制。

根据上述内容，即使凝胶构件(13)的表面层由于例如废气的酸性成分而硬化，与凝胶构件(13)的厚度大于距凝胶构件(13)最远的位置处的部分的横截面面积的情况相比，作用在隔膜(23)上的应力也可有效受到抑制。

虽然已参照其实施例描述了本揭示内容，但是应了解，本揭示内容不限于这些实施例和构造。本揭示内容欲涵盖各种变型和等同构造。另外，虽然上文描述了各种实施例和配置，但是包括更多、更少或仅一个元素的其他组合和配置也落入本揭示内容的精神和范畴内。

Claims (9)

1.一种压力传感器，包括：

传感器芯片(11)，具有

下凹部分(22)，其在所述传感器芯片(11)的一个表面(21)上具有开口端；

隔膜(23)，其界定所述下凹部分(22)的底部，和

测量电阻器(24)，其形成在所述隔膜(23)上；

支撑构件(12)，具有

安装表面(31)，其面向所述传感器芯片(11)的所述一个表面(21)，且是传感器芯片(11)固定至其的表面，和

压力传输通道(33、43)，其在所述安装表面(31)上具有开口端，且与所述下凹部分(22)连通；以及

凝胶构件(13)，其连续填充所述下凹部分(22)和所述压力传输通道(33、43)的至少一部分，且保护所述隔膜(23)，

其中：

响应于通过所述凝胶构件(13)传输到所述隔膜(23)的压力介质的压力以及隔膜(23)的变形，测量电阻器(24)的电阻变化；

所述支撑构件(12)的所述安装表面(31)上的所述压力传输通道(33、43)的开口端的边缘(34)面向所述传感器芯片(11)的所述一个表面(21)上的所述下凹部分(22)的开口端的环绕区域(21a)；

与所述凝胶构件(13)接触的所述压力传输通道(33、43)的至少一部分在所述安装表面(31)的所述开口端处具有最小的横截面面积，且在距所述隔膜(23)最远的位置处具有最大的横截面面积；

给定位置处的所述压力传输通道(33、43)的至少一部分的横截面面积大于或等于所述隔膜(23)与所述给定位置之间的横截面面积；

所述支撑构件(12)包括具有所述安装表面(31)的第一支撑部分(30)；

所述第一支撑部分(30)进一步具有与所述安装表面(31)相对的后表面(32)，并界定从所述安装表面(31)穿透至所述后表面(32)的第一压力传输通道部分(33)；

所述传感器芯片(11)利用粘合剂(50)结合至所述第一支撑部分(30)的所述安装部分(31)；

所述第一压力传输通道部分(33)包括在所述压力传输通道(33、43)中；

第一位置处的所述第一压力传输通道部分(33)的横截面面积大于第二位置处的第一压力传输通道部分(33)的横截面面积；

所述第一位置是所述安装表面(31)上的所述第一压力传输通道部分(33)的开口端；

所述第二位置是与所述凝胶构件(13)接触的所述第一压力传输通道部分(33)的一部分中距所述隔膜(23)最远的位置；且

所述第一支撑部分(30)是所述传感器芯片(11)仅经由所述粘附剂(50)固定至其的一部分。

2.如权利要求1所述的压力传感器，其特征在于：

与所述凝胶构件(13)接触的所述第一压力传输通道部分(33)的部分的横截面面积随着与所述隔膜(23)的距离增大而增大。

3.如权利要求2所述的压力传感器，其特征在于：

所述传感器芯片(11)的所述下凹部分(22)的内壁(22a)呈锥形，以使得所述下凹部分(22)的横截面面积随着在基准方向上与所述隔膜(23)的距离增大而增大；

所述基准方向是从所述隔膜(23)朝向所述安装表面(31)的方向，且垂直于所述安装表面(31)；

所述传感器芯片(11)的所述下凹部分(22)的所述内壁(22a)相对于所述基准方向的锥角(θ1)与所述压力传输通道(33、43)的至少一部分的内壁(33a、43a)相对于所述基准方向的锥角(θ2)一致；且

所述传感器芯片(11)的所述下凹部分(22)的所述内壁(22a)与所述压力传输通道(33、43)的至少一部分的所述内壁(33a、43a)齐平。

4.如权利要求1所述的压力传感器，其特征在于：

与所述凝胶构件(13)接触的所述第一压力传输通道部分(33)的部分具有阶梯形内壁(33a)。

5.如权利要求2所述的压力传感器，其特征在于：

所述第一支撑部分(30)是陶瓷多层板。

6.如权利要求1所述的压力传感器，其特征在于：

所述凝胶构件(13)的表面(13a)为弯月形，其凸出方向是远离所述隔膜(23)的方向。

7.如权利要求1所述的压力传感器，其特征在于：

所述支撑构件(12)进一步包括第二支撑部分(40)；

所述第二支撑部分(40)支撑所述第一支撑部分(30)，且界定与所述第一压力传输通道部分(33)连通的第二压力传输通道部分(43)；且

所述第二压力传输通道部分(43)和所述第一压力传输通道部分(33)包括在所述压力传输通道(33、43)中。

8.如权利要求7所述的压力传感器，其特征在于：

所述凝胶构件(13)连续填充从所述下凹部分(22)延伸至所述第一压力传输通道部分(33)中途的区域；且

在所述第二压力传输通道部分(43)中不存在所述凝胶构件(13)。

9.如权利要求1-8中任一项所述的压力传感器，其特征在于：

与所述凝胶构件(13)接触的所述压力传输通道(33、43)的部分在距所述凝胶构件(13)最远的位置处具有横截面尺寸；且

距所述凝胶构件(13)最远的所述位置处的部分的横截面尺寸大于所述凝胶构件(13)的厚度。

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