CN107548452B - 用于检测流体的一个或多个量的传感器，具体是压力传感器 - Google Patents

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Abstract

一种传感器具有带彼此相对的第一面(2b)和第二面(2a)的传感器本体(2)，以及由传感器本体(2)支撑的电路布置(5)，电路布置(5)包括：‑第一面(2b)上的第一电路图案(6)；‑第二面(2a)上的第二电路图案(7)；‑连接器件(14‑14a,15‑15a)，其将第一电路图案(6)电连接到第二电路图案(7)上，且包括沿轴向在传感器本体(2)的两个面(2a,2b)之间延伸的至少一个通孔(14‑14a,15‑15a)，其中导电材料层(14a,15a)在至少一个通孔(14‑14a,15‑15a)的内表面上延伸；‑多个端子(10)，其用于将电路布置(5)连接到外部系统上，端子(10)电连接到第一电路图案(6)和第二电路图案(7)中的至少一者上。至少一个通孔(14‑14a,15‑15a)优选经由具有至少部分预成形的本体(30a)的封闭部件(30)在传感器本体(2)的第二面(2a)处封闭。封闭部件(30)的预成形本体(30a)具有封闭部分(31)，其具有比传感器本体(2)的第二面(2a)处的通孔(14‑14a,15‑15a)的开口的外周或截面大小(具体是直径)较大的外周或截面大小(具体是直径)。封闭部件(30)的预成形本体(30a)的至少一部分(31,32)相对于对应的孔(14‑14a,15‑15a)以不透流体的方式固定就位。

Description

用于检测流体的一个或多个量的传感器，具体是压力传感器
技术领域
本发明大体上涉及传感器，且涉及用于检测流体的一个或多个量的电子电路，例如，如，压力传感器，且具体参照了包括由电绝缘材料(如陶瓷或聚合材料)制成的至少一个本体的传感器和电路而开发。本发明在具有本体的传感器中得到优选的应用，本体包括至少一个柔性或可动部分，具体而言，本体具有腔和在与腔对应的位置处的至少一个膜片。
背景技术
提到的类型的一些传感器在各种领域(如，汽车领域、家庭领域和家用电器领域，以及HVAC、管道和卫生领域)中用于检测流体(液体和空气状物)的压力的装置中使用。这些感测装置通常包括壳或支撑件，其限定具有用于将测量其压力的流体的入口的至少一个壳体，以及设置在壳体中的压力传感器，以便其感测部分(通常是包括膜片的部分)暴露于流体。
压力传感器具有大体上由电绝缘材料制成的传感器本体，其中轴向腔在在至少一个端部处由前述膜片部分封闭。在大体上称为"相对传感器"的第一类型的一些传感器中，轴向腔大致是盲腔，其在传感器本体的一面(这里为了简化称为"上面")处封闭。轴向腔而是在传感器本体的相对面(这里限定为"下面")处敞开，且设置成与装置的入口流体连通。在大体上称为"绝对传感器"的第二类型的传感器中，腔而是在其两个相对端部处大致封闭，在这些中的一个处，提供了膜片部分，其外侧暴露于流体。还知道第三类型的传感器，例如，具有带与前述第二类型的传感器的结构的大致类似的结构的本体的传感器，然而，其中传感器本体的腔设置成经由限定在不同于对应膜片部分的其一部分中的至少一个通路与外部环境或与另一个参照压力流体连通。
传感器本体可为整体，或由一定数目的部分组成。例如，在提到的第一类型的传感器的情况下，传感器本体可为整体，以便一体地限定具有对应膜片部分的盲腔，或可包括轴向中空本体，膜片元件固定在其一个端部处，以便在一侧处封闭前述腔。提到的第二类型或第三类型的传感器的本体大体上由一定数目的部分构成，例如，包括限定腔的至少一部分的主体，其由限定膜片的另一个本体封闭。在第二类型的传感器的情况下，腔是盲腔，其在一个端部(如，上面)处由本体自身的部分封闭，且在另一端部(如，下面)处由应用于主体上的膜片部分封闭。在第三类型的传感器的情况下，主体是穿孔的，优选在与膜片部分相对的端部处。在前述第二类型的传感器的情况下，与膜片部分相对的端部因此可没有孔，以便提供绝对类型的压力传感器。在前述第三类型的传感器中，上面改为可具有孔，以便将传感器本体的腔设置成与外部环境或其他压力参照连通，以便提供相对或差异类型的压力传感器。
传感器本体支撑电路布置，其大体上包括用于将传感器连接到外部系统上的端子，以及由导电材料制成的电路图案，其通常沉积在受保护免受流体的膜片部分的侧上，例如，在第一类型的传感器的情况下在腔外的侧，或在第二类型和第三类型的传感器的情况下在面对腔的膜片部分的侧上。
与以上电路图案相关联的是一个或多个电路构件(例如，压电、压阻、电阻或电容构件)，其设计成检测膜片部分的弯曲或变形(其取决于流体的压力)。
在一些应用中，属于电路布置的另一个电路图案设在与膜片部分相对的传感器本体的面上，这也通过沉积导电材料来获得。另外，可存在与该第二电路图案相关联的电路布置的一个或多个电路构件。
例如，在本申请人名下提交的WO 2010/134043 A描述了上文提到的第二类型的压力传感器，具体是绝对类型，其传感器本体包括限定盲腔的第一部分，以及相对于第一部分固定以便封闭前述腔的第二部分。
提供可变形膜片的第二部分的内侧具有第一电路图案，用于检测膜片的变形的器件(例如，上文提到的类型)连接到其上。设在传感器本体的第一部分的上面(即，与第二本体部分相对的面)上的是传感器和第二电路图案的连接端子，其连接到用于控制传感器的电路布置(例如，微控制器、放大构件、校准构件、滤波构件、连接端子等)的其他电气和/或电子构件上。两个电路图案由沿传感器本体的轴向方向延伸的导电器件连接在一起。更具体而言，传感器本体的第一部分具有轴向通孔，相对于对应盲腔在外周的位置，其中这些孔的内表面涂布有导电材料层。因此，该传导层的一个端部位于对应于第一本体部分的下面的部分的位置，其包绕盲腔的开口，且连接到沉积在第二本体部分的内侧(即，感测膜片)上的前述第一电路图案的至少一个导电迹线上。传导层的另一端部而是位于与膜片相对的第一本体部分的上面处，且连接到前述第二电路图案的至少一个迹线上。以此方式，两个电路图案电连接在一起和/或电连接到端子上。
类似的解决方案还从本申请人名下的WO 2014/097255 A中获知，其为权利要求1的前序的基础。该文献描述了上文提到的第一类型的压力传感器，其中整体传感器本体限定在本体的一面处由膜片部分封闭的盲腔。连接端子和第一电路图案设在膜片部分的外侧上，用于检测变形的构件与其相关联，而第二电路图案设在本体的相对面上，在相对于腔开口的外周的位置，以用于检测待测量的流体的量的构件(具体是温度传感器)的连接。温度传感器安装成以便至少其感测部分直接地暴露于流体，大致在腔的开口的前方，以执行所关心的量的直接检测。另外，在该情况下，两个电路图案借助于金属化的孔连接在一起，即，在相对于导电材料容纳在其中的盲腔的外周位置横穿传感器本体的孔。该材料在对应端部处在孔的外侧上凸出，以便与两个电路图案的相应迹线电接触。在WO 2010/134043的压力传感器的情况下，即使金属化的孔在任何情况下都是中空的(假定覆盖其表面的传导层的厚度是中等的)，也没有待测量的流体穿过它们的风险。实际上，在该申请中，本体的第一部分的下面处的金属化的孔的端部受阻，或在任何情况下由限定膜片的第二本体部分与流体隔离。
另外，在WO 2014/097255 A的情况下，金属化的孔是空的，且传感器本体的下面处的其端部经由电绝缘材料的保护层阻挡，这将覆盖温度传感器连接到其上的对应的第二电路图案的大部分。在任何情况下，在所述的现有文献中提到的压力传感器中，金属化的孔的底端所处的传感器本体的下面的区域借助于环形密封件的存在而与流体隔离。该密封件提供了前述保护层上的轴向不透流体性，以便外接可由待测量的流体占据的容积，且由保护层封闭的金属化孔的端部所处的区域在任何情况下都在该容积外，因此不可由流体到达。
在WO 2014/097255的可能的变型实施例中，金属化孔中的至少一个限定在传感器本体中，以便在下面处的其端部位于由前述密封件外接的区域内，即，在可由流体到达的位置。出于此原因，根据所述变型，提到的金属化的孔填充有传导材料。然而，完全填充孔由于孔的毛细大小(即，很小直径)而可显示出有问题，风险在于(虽然明显在外侧塞住)，在内侧，存在未由传导材料填充的气泡或腔，这难以检测到。此外，该解决方案相对昂贵，以至于传感器本体的一个或多个通孔的完全填充表明使用较大量的传导材料，这在压力传感器的情况下，通常是具有贵金属或(在任何情况下)昂贵金属(如，银钯合金)基础的合金。出于此原因，金属化的孔可仅部分地填充，即，仅在所关心的端部处。
然而，本申请人发现，在以此方式获得的传感器中，当这些与高压流体组合或在存在较大量的突然压力升高中使用时，可存在完全不可预见的方式发生的用于塞住金属化的孔的材料变形和/或挤出。这些变形可产生通路，其设置成与传感器本体的两个相对面连通，即，设置成与暴露于流体的面连通，其中由于存在不适合与待检测的流体接触的电路构件，故相对面而是仍应当受保护且隔离。
为了更好理解此问题，图1A为设有通孔TH的传感器本体SB的放大比例的示意图，如前文所述，其柱状表面涂布有传导层CC。对应于暴露于流体的传感器本体SB的面UF的金属化孔TH-CC的端部经由局部地沉积的填充材料PB块塞住。材料PB可为导电材料，或为树脂，或其他电绝缘材料。填充块通过在金属化的孔的底部处沉积熔融状态或液态的一滴所述材料来形成。
如上文所论述，在传感器与流体组合使用的情况下，在高压下或在存在正常工作压力的暂时升高时，有时可能发生材料PB块不能经得起由压力施加的推力(由图1B中的P表示的箭头示意性地代表)，产生了塞住孔TH的材料的变形和/或挤出的风险。此变形和/或挤出还可导致通路TP的产生，这允许流体如图1C中强调那样通过金属化的孔流出，从而设置成与传感器本体的两个相对面直接连通。
发明内容
本发明的目的基本上在于以简单、廉价且可靠的方式克服上文提到的缺陷。
以上目的根据本发明由用于检测流体的至少一个物理量(具体是压力)的传感器实现，以及通过集成此传感器的装置实现，传感器具有所附权利要求中提到的特征，权利要求形成关于本发明提供的技术教导内容的组成部分。
附图说明
本发明的其他目的、特征和优点将从确保详细描述和从附图清楚地显现，附图仅通过解释性且非限制性的示例提供，且在附图中：
-图1A、1B和1C是针对例示已知类型的压力传感器中的固有问题的局部且示意性的区段；
-图2和3是根据本发明的实施例的压力传感器的示意性透视图；
-图4为根据本发明的实施例的压力传感器的示意性平面视图；
-图5为根据图4的线V-V的示意性截面视图；
-图6和7为根据本发明的实施例的压力传感器的电路布置的示意性透视图；
-图8为根据本发明的实施例的压力传感器的示意性透视图，其中除去了对应的保护层；
-图9为根据本发明的实施例的压力传感器的示意性局部截面透视图；
-图10为根据本发明的实施例的压力传感器的示意性截面透视图，其中除去了对应的保护层；
-图11和12为图10的压力传感器的一些元件的细节；
-图13为可在根据本发明的实施例的压力传感器中使用的封闭部件的示意性透视图；
-图14、15和16为配备有根据图13的封闭部件的根据本发明的实施例的压力传感器的局部且放大的示意性截面视图；
-图17为对应于根据本发明的不同实施例的压力传感器的类似于图5的那个的示意性截面视图；
-图18为可在图17的压力传感器中使用的封闭部件的不同实施例的示意性透视图；
-图19为对应于根据图17的压力传感器的放大细节的类似于图14的那个的示意性截面视图；
-图20为根据本发明的实施例的压力传感器的示意性透视图，其具有对应的密封元件；
-图21为使用根据本发明的压力传感器的感测装置的示意性透视图；
-图22为图21的装置的示意性截面视图；
-图23为类似于图22的那个的但对应于本发明的另一个实施例的示意性截面视图；且
-图24为对应于本发明的另一个实施例的类似于图14的那个的局部且示意性的截面。
具体实施方式
在本描述的架构中参照的"实施例"或"一个实施例"旨在指出关于实施例描述的特定构造、结构或特征包括在至少一个实施例中。因此，可在本描述的各点处存在的短语如"实施例中"或"一个实施例中"等不一定全都表示同一个实施例。在本描述的架构中，在未另外指出的情况下，或在未从描述的上下文立即显现时，位置如"顶部"、"底部"、"上"、"下"、"侧向"等的限定不意在表示给定图中所示的布置。此外，描述的特定构造和/或结构和/或特征可以以任何充分的方式在一个或多个实施例中独立地或组合地考虑，即使不同于下文通过非限制性示例描述的实施例。下文使用的参照仅为了方便提供，且不限定保护范围或实施例的范围。
在图2-5中，根据本发明的实施例的用于检测流体的至少一个量的传感器总体上由1表示。在所示示例中，传感器是压力传感器，具体是本描述的引言部分中提到的第一类型的压力传感器。传感器1具有传感器本体2，其优选由电绝缘材料制成，如，陶瓷材料等，例如，氧化铝，或聚合材料。本体2优选与两个相对面2a和2b，以及外周面2c成整体，例如，具有大体上柱状形状。在本文未呈现的实施例中，本体2可具有与例示的形状不同的形状，例如，大体上是平行六面体或棱柱。传感器本体2还可包括与彼此相关联(例如，胶合或焊接)的一定数目的部分，如，管状或轴向中空部分，以及固定在管状部分的一个端部处的膜片部分，或再次，在引言部分中提到的第二类型的传感器的情况下，可包括限定盲腔和额外膜片元件的主部分，例如，胶合的，以用于封闭前述盲腔；备选地，前述主部分可包括通路，以便提供引言部分中描述的第三类型的压力传感器。
在图2和5中由3表示的轴向盲腔限定在本体2中。腔3在本体2的端面2b处由对应的可弹性变形的部分封闭，该部分在图5中表示为4(也见图8和9)，且在下文中称为"膜片部分"，且而是在相对端面2a处敞开。可弹性变形的膜片部分4的厚度可根据待测量的压力范围预定，且/或达到传感器必须经受的最大压力，具体构想出了部分4的厚度越大，则装置经历的压力越高。优选地，构想出了膜片部分4的厚度包括本体2的厚度的1/3到1/5之间。腔3设计成通过其对应于面2a的开口接收流体，例如，液体或气体，将检测其至少一个量，这里由压力表示。
压力传感器1包括由传感器本体2支撑的电路布置。该布置在图6和7中以局部且示意性方式与传感器本体隔离开表示，在那里其总体上由5表示。电路布置5包括设计成在本体2的面2b处的图6和7中总体上由6表示的第一电路图案。电路图案6包括由导电材料(例如，金属或金属合金(如银钯合金))制成的多个迹线，优选丝网印刷，或在任何情况下，沉积在本体2的面2b上或与本体2的面2b相关联，在例如图8中可见的腔3外的其侧上。前述迹线中的一些在图6-8中由6a表示。因此，在优选实施例中，构成本体2的绝缘材料直接用作电路布置5的至少部分的基底。
连接到电路图案6上的是多个对应的电路构件，其包括用于检测膜片3的弯曲或变形的器件，例如，本领域中已知的任何类型，如引言部分中提到的那样，如，电阻器或压阻器或压阻元件(下文为了简单起见也称为"电阻")的电桥，而与对应的连接或构造无关。
另外，这些构件中的一个或多个可直接地形成在面2b上，例如，以丝网印刷或沉积电阻的形式。举例来说，在图7和8中，由沉积在膜片部分3处的面2b上的电阻或压阻材料(例如，电阻或压阻膏)制成的形成感测电桥的部分的四个电阻由R表示，具体是在经历弹性变形且连接到电路图案6的相应迹线6a上的其区域中。在例示的情况下，压力传感器1的控制电子设备在远程位置，且经由适合的端子(下文描述)连接到电路布置5上。在变型实施例(未示出)中，传感器的控制电子设备可包括由传感器本体2直接地支撑且连接到其一个电路图案(具体是电路图案6)上的一个或多个构件(例如，处理构件和/或放大构件，如，集成电路或芯片)。
应当注意，在图3和4中，具有对应构件R的电路图案6涂布有电绝缘材料的保护层L，如，聚合或玻璃状材料层。
电路布置5包括在图6和7中总体由7表示的第二电路图案，其位于本体2的面2a处。电路图案7包括导电材料(例如，金属或金属合金(如，银钯合金))的一个或多个迹线，其例如丝网印刷或沉积在面2a的区域(或在任何情况下与其关联)上，该区域相对于腔3的开口在外周的位置。
在各种实施例中，电路图案6和7中的一个或多个包括固定或胶合或刻在本体2的相应面2b和2a上的导电材料(如，金属或金属合金)的多个迹线，或固定或胶合或沉积或丝网印刷或刻在与本体2相关联的不同支撑件(如，电路支撑件)上的迹线。
在优选实施例中，电路图案7的迹线至少部分地包绕腔3的开口。在例示的情况下，由11表示的迹线完全包绕腔3的开口。在各种实施例中，前述迹线具有圆形闭环形状，且设置成围绕腔3的开口，具体限定圆形密封元件(如O形环)直接地或以其他材料层介入来抵靠在其上的区域。
在一个实施例中，电连接到第二电路图案7上的是至少一个电路构件，具体是用于感测除压力外的流体物理特征或量的感测器件。在所示示例(见图2、6和7)中，总体由8表示的该构件具有暴露于流体的有效部分8a，以及至少两个连接端子8b。在优选实施例中，构件8是温度传感器，如，执行温度传感器的功能的电阻器，例如，NTC(负温度系数)电阻器，其有效部分8a(即，执行感测功能的部分)直接暴露于流体，以便执行温度的直接检测。使用不同类型的传感器并未从本发明的范围排除，不一定是温度传感器。
参照所示示例，传感器8的端子8b是引脚或腿部的形式，其设计成钎焊到属于电路图案7的相应连接垫上。也未从本发明的范围排除的是替代具有引脚或腿部的构件而使用表面安装(SMD)类型的电子构件，其优选设有小金属端子，例如，垫或金属化端部的形式，其设计成直接地钎焊到电路图案的传导迹线上，具体是使用焊膏。可用于本发明的实施方式的目的的SMD类型的构件优选具有很小的大小，以便还更容易涂布有可能的保护材料，如，热传导但电绝缘的材料和/或抗腐蚀的保护材料。
在根据本发明的压力传感器设计成可能结合导电液体使用的压力传感器的实施例中，还可有利地提供暴露于流体的电气部分(如，电迹线和构件)的适合的电绝缘，例如，经由保护性聚合涂层，或由玻璃状材料或一些其他电绝缘材料制成的涂层；如所述，此类保护可通过使用SMD类型的电子构件促进。
可注意到，在图2中，电路图案7主要涂布有电绝缘材料的保护层L2，如，聚合或玻璃状材料层，其在用于连接传感器8的垫处局部敞开，或在任何情况下，定形为以便使这些垫暴露以允许传感器8的端子的钎焊或连接。
在一个实施例(例如，见图12)中，环形密封元件9(具体是O形环类型)设计成直接地抵靠在保护层L2上，且外接腔3的开口位于该处且传感器8定位在其内的区域。
根据各种实施例(未示出)，保护层L2缺失，或并未覆盖电路图案7的环形迹线11。在这些实施例中，类似于由9表示的那个(具体是O形环类型)的环形密封元件设计成直接地抵靠在迹线11上，且外接腔3的开口位于其内且传感器8定位在其上的区域。
此外，电路布置5包括用于传感器1电连接到普通外部系统(如，传感器的控制电子设备)上的触头或端子，其触头或连接端子连接到电路图案6和7中的至少一个的导电迹线上。在实施例中，如，呈现的那个，提供了端子(其中一些由10表示)，其沿纵向延伸，且由导电材料制成，且在相对于膜片部分3在外周且电连接到电路图案6的迹线6a上的区域中机械地联接到传感器本体2的面2b上。在变型实施例中，端子可具有不同形式，例如，它们可为弹性或弹簧类型，或由简单的垫或触头表示，或根据本来已知的其他技术获得。
在一个实施例中，电路图案7包括迹线，其限定或电连接到至少一个垫上，以连接这里由传感器8表示的电路构件的端子或引脚8a。在所示的示例(见图6-7)中，由11表示的前述迹线具有环形形状，且通过例如上文提到的类型的传导材料沉积在传感器本体的面2a上而获得，以包绕腔3的开口。由12a表示的是用于连接传感器8的引脚8b的前述的垫，其优选位于由迹线11限定的环内，且经由迹线11a的对应部分(也见图12)连接到后者上。垫12a优选具有与迹线11相同的厚度，但在图中呈现出在其上侧上是填料材料(例如，焊膏)，以用于传感器8的对应引脚8b的电气和机械连接。
电路布置5还包括用于将两个电路图案6和7电连接在一起的器件，即，用于将电路图案7直接地或间接地(经由电路图案6)连接到一个或多个相应端子10上。这些连接器件包括在传感器本体2的相应通孔中获得的至少一个迹线或金属化部分，其在面2a和2b之间沿轴向延伸。优选地，如提出的情况下的那样，这些孔中的两个设有表面金属化部分：优选但不一定在相对于腔3的开口大致相对的位置的这些孔在图5中由14和15表示。优选地，位于各个孔14和15的内表面上的是导电材料或"金属化部分"的相应层(例如，上文已经提到的类型)，其延伸贯穿对应的孔的长度和/或表面直至其两个端部，优选在本体2的面2a和2b上从其出现，具体是形成或连接到相应的接触垫上，如，圆形垫或电迹线，其可能形成电路图案6和/或7的部分。
优选地，这些层的材料的沉积然后以一种方式执行，使得金属或传导材料的部分在对应端部和/或前述相应的垫处凸出到孔14和15的外侧。为了简单起见，在下文中，电路图案6和7之间的连接器件还将限定为"金属化的孔"。
孔14和15中的传导材料层由14a和15a表示(例如，在图6和7中)，且优选具有管状或中空柱状形状，然而有可能它们具有不同构造。如果需要，则孔14和15可至少部分地填充其他材料，如，钎焊材料和/或密封剂。层14a、15a可通过本领域中已知的任何技术获得，例如，经由沉积或丝网印刷或填充和吸收。
在相同的图中，由14b和15b表示的是限定在层14a和15a的下端部处或连接到其上的接触垫，即，在传感器本体2的面2a处；改为由14c和15c表示的是限定在层14a和15a的上端部处或连接到其上的接触垫，即，在传感器本体2的面2b处。垫14b、15b、14c、15c优选具有环形形状；即，它们在中心处敞开。
在例示的实施例中，如可注意到，例如，在图6-7中，传导层14a设计成将电路图案7的迹线11经由电路图案6的迹线6a连接到第一端子10上。出于此目的，优选地，端垫14b经由迹线11b的相应部分连接到迹线11上(也见图12)，而端垫14c经由迹线6a连接到前述第一端子10上。
再次，参照图6和7中例示的实施例，由12b表示的是用于连接温度传感器8的第二引脚8b的第二垫。在各种图中还表示为具有对应引脚8b的钎焊材料的该垫12b优选位于由迹线11限定的环内。垫12b与迹线11电绝缘，且在示例中，连接到孔15的传导层15a上，其继而经由电路图案6电连接到第二端子10上。出于此目的，优选地，垫12b例如经由电路图案7的对应传导迹线13连接到端垫15b上，且因此连接到层15a(也见图11)上，而端垫15c经由电路图案6的另一个迹线6a连接到前述第二端子10上。在例示的情况下，用于连接温度传感器8的垫12a、12b在与腔3直径相对的位置，但这并未构成基本特征，有可能将它们定位在迹线11内的其他区域。
根据本发明的特征，在面对流体的传感器2的面(这里由面2a表示)上，传感器1的金属化的孔或各个金属化的孔经由至少部分具有预成形的本体的封闭部件闭合，即，在其安装到传感器本体上之前其至少一部分给有大致预先限定形状的本体。在图中，出于此目的由30表示的是用于封闭金属化的孔14-14a和15-15a的部件，其可能的实施例在图13-16中示出，在那里预成形的本体由30a表示。
在优选实施例中，各个部件30的预成形本体30a具有至少一个封闭部分31。在各种实施例中，封闭部分31是柱状或类似于盘的形状，具有比对应的孔14或15的直径大的直径D1，或包括具有此直径D1的至少一个圆形部分，其设计成抵靠在至少一个对应的垫14b或15b上。根据其他实施例，封闭部分31可具有不同的外周轮廓或截面大小(即，在相对于孔的轴线的径向或正交的方向上的截面大小)，但在任何情况下都是直径D1的假想圆形区域内接其中的形状(例如，部分31可具有多边形形状，直径D1的假想柱状或盘形部分内接于其中)。
如图16中代表的那样，封闭部分31的直径D1大于设有对应的金属化部分14a(或15a)的孔14(或15)的直径DH。以此方式，封闭部分31保留在金属化的孔14-14a(或15-15a)的外侧上，其能够完全覆盖其对应端部的开口。直径D1在封闭部分31的设计阶段中预先限定，如，以便完全覆盖或封闭金属化的孔14-14a或15-15a的对应端部开口，甚至在装置1的不同尺寸公差的情况下，且/或在封闭部件30相对于对应金属化孔定位的情况下，这是传感器或电路的工业生产中典型的。
在图13-16中提到的实施例的情况下，封闭部件30的预成形本体30a除封闭部分31外还包括由32表示的定位或定心部分(下文为了简单起见简单限定为"定心部分")，其在部分31下方延伸。优选地，定心部分32具有柱状或管状形状，其具有小于直径D1的直径D2，具体是小于对应金属化孔14-14a、15-15a的直径。根据未呈现的实施例，定心部分32可具有适于此目的的其他形状，且具体而言是设计成内接或容纳在直径D2的圆中的形状(例如，可内接在直径D2的圆中的多边形或星形)。
在优选实施例中，定心部分32具有小于金属化的孔的直径DH的直径D2(图16)：以此方式，定心部分32便于将部件30安装在传感器本体2上，还确保了封闭部分31关于金属化的孔的正确定位。出于此目的，在本发明的优选实施例中，封闭部分31和定心部分32的具有对应金属化部分的孔的直径使得对于可由金属化的孔中的部分32采用的任何定心位置，封闭部分31总是阻挡孔的端部开口。该构想由图14和15之间的比较较好地例示，它们示出了在孔中完美定心的部分32的位置(图14)和与孔中的位置32完全偏心的位置，即，面临传导层14a(图15)：如可注意到，也在该位置，位置31完全覆盖金属化的孔14-14a的端部开口。
大体上，在图13-16中表示的类型的实施例中，其中部分32从部分31的下侧的中心区域开始，封闭部分的直径D1与定心部分的直径D2之差的一半大于金属化的孔的直径DH与定心部分32的直径D2之差。
在各种实施例中，定位或定心部分32还可具有一定形状和尺寸，以便引起与孔14(或15)的内表面(即，与对应的金属化部分14a(或15a))的虽然最小过盈，具体以便引起相互机械固定，例如，以便将封闭部件30暂时保持就位，具体是在将封闭部分31固定或钎焊到电路图案7和/或对应的垫14b或15b上之前的步骤中。出于此目的，定心和/或固定部分32还可具有至少部分锥状的形状，或具有两个不同直径，其中一个设计成提供前述过盈或又带来表面压纹，或定形有径向起伏(例如，具有大致形状类似于星的截面，其中星的点设计成提供与对应的金属化孔14a的前述过盈)。当然，对于这些情况，部分32的形状和/或截面大小将选择成以便引起将不破坏或将不损害金属化部分14a或15a的操作的过盈，例如，如果需要，形状可部分变形。
封闭部分31优选形状类似于板，同时部分32(如果存在)优选具有从部分31凸出的销或起伏的形状。在备选实施例中，部分32包括一定数目的起伏部分，如，布置成三角形的三个销，或布置在多边形的顶点处的一定数目的销，其可内接在直径D2或DH的圆中。
在图13-16中通过举例示出的实施例中，部分31和32具有圆形外部轮廓，前者形状类似于小盘，且后者是柱状。然而，将认识到，如前文所述，这些形状(虽然优选)对于实施本发明的目的不是严格基本的，且可为不同的。实际上，部分31可具有多边形、椭圆形等的外周轮廓；类似的考虑适用于部分32(如果存在)。
在各种实施例(未呈现)中，部分31的上侧或表面可具有与这里表示为平面的形状不同的形状，例如，至少部分弯曲或成棱柱，例如，半球形。另外，部分31的下侧或下表面可具有与这里表示为平面的的形状不同的形状，但在任何情况下，如，以执行封闭对应金属化孔的功能。例如，部分31的下表面可部分弯曲或成棱柱，例如，凹入。另外，对于这些情况，部分31的下表面优选设有设计成以一致方式与垫14b或15b的区域匹配的轮廓，如，平面联接轮廓或表面：这还为了获得良好不透流体性，以免流体进入联接区域的任何渗透，具体是在对应的胶合或钎焊之后。部分31的外周和/或上和/或下表面优选具有设计成允许部分31容易钎焊或固定到垫14b或15b上的形状，和/或设计成允许经由涂层和/或保护材料(如树脂或密封剂)进一步涂布部分31的形状。
在各种实施例中，部件30的部分31的形状使得还提供电端子，优选经由从部分31的上面延伸的起伏，例如，以用于电路布置的构件的钎焊和/或固定(例如，传感器8的电端子：在该情况下，传感器8的端子可直接地连接到部件30上，而不是连接到对应的垫12a或12b上)。
当然，金属化的孔14-14a、15-15a也不一定具有圆形截面。因此，这里使用的用语"直径"应当大体上理解，且因此还理解为表示对应于部分31和/或32和/或对应的金属化的孔的区域或周长或截面的封闭部件30的本体30a的外周大小或截面大小。
部件30的预成形本体30a不论是否包括定心部分32，都优选由至少金属材料或金属合金(如，铜或铜合金，优选镀锡或涂布有其他金属或合金)制成，具体是设计成便于钎焊或胶合的材料。优选地，预成形的本体30a由单件制成，例如经由机加工操作获得，如，冲裁和/或缩锻和/或车削，或部件30至少部分地经由冲压形成，如，使用模具或将熔融金属材料注入模具来变形。
例如，在一个实施例中，部件30的本体30a(甚至在其仅包括封闭部分31时)从适当地经由车削加工的金属条或从经由冲裁和/或冲压成形的金属条开始获得；备选地，金属条的端部部分可经由缩锻操作来变形以获得部分31。部件30的本体30a还可经由熔融金属材料的微观熔化或冲压的过程来获得。
封闭部件30和/或其本体30a的至少部分31优选由具有比用于闭塞根据已知技术提供的金属化的孔的常用材料的硬度和/或机械强度较大的硬度和/或机械强度的材料制成，具体是具有比用于钎焊电路的合金的变形强度和/或抗剪强度较大的变形强度和/或抗剪强度的材料。
部件30且具体是其封闭部分31允许获得金属化的孔14的密封或封闭，其大致免于变形或挤压，这通常替代如图1A-1C中例示的用在传统技术中的钎焊或封闭材料块。
在各种实施例中，本体30a或其部分31的形状和/或大小优选还考虑对应的材料而限定，例如，有可能限定部分31的直径和/或厚度，其所有都是越小(明显与金属化的孔的直径相容)，则使用的材料的机械强度越高。在各种实施例中，垫14b或15b上的部件30的部分31的其余部分的环形区域可事先限定，以便将有可能经得起流体压力引起的推力负载。在图16的示例的情况下，前述环形区域大致对应于由直径D1限定的圆形区域减去由圆孔的直径DH限定的圆形区域，未考虑由可能的倒角限定的区域。
在各种实施例中，部件30的部分31的厚度和形状可以以一种方式确定，以便限定能够经得起流体的力或压力的大致环形的区域，具体是几百巴的压力和/或沿大致平行于金属化的孔14、15的轴线的方向的力(如，几千克的力)，例如，包括在1kg/mm2到4kg/mm2之间的压力。
部分31的其余部分的前述大致环形的区域优选大于对应于金属化的孔14-14a、15-15a的区域，具体而言，表面的值对应于与金属化的孔14-14a、15-15a的区域的至少两倍。
仅举例来说，部分31可具有包括在大约0.15到0.3mm之间(优选大约0.2mm)的厚度。在金属化的孔具有大约0.6到大约1mm之间(优选0.8mm)的内径的情况下，部分31可具有大约1mm到大约1.6mm之间(优选1.4mm)的直径D1，而部分32(如果存在)可具有大约0.59mm到大约0.99mm之间(优选0.6mm)的直径D2。
在优选实施例中，设有定心部分32的安装封闭部件30的金属化的孔的端部定形成以便限定引入部分或外扩部分，例如，倒角的轮廓或相对于孔的轴线倾斜的轮廓，以便于将部分32插入孔中。出于此目的，在通过举例提供的在图13-16中表示的实施例中，孔14的端部包括图14-16中仅由FC表示的大致截头锥状伸展部，其中对应的传导层14a或15a具有该区域中的对应形状。优选地，部分32的下端部定形为以便有利于部分自身插入金属化的孔中；在例示的情况下，该下端部具有在图13中仅由32a表示的轮廓或倒角或倾斜或圆化的外周边缘，但适用于此目的的其他形状也明显可能，如，大体上尖头或半球形状或截头锥状形状，其相比于所示的情况更显著。
根据另一个发明特征，部件30的预成形本体30a的至少一部分(优选其封闭部分31)以不透流体的方式固定到对应的金属化的孔上。优选地，前述部分31经由固定材料和密封材料中的至少一者固定就位，例如，钎焊材料、胶合材料或树脂。在各种实施例中，第一材料可提供成用于局部固定就位，且/或用于获得部分31的第一密封，且第二材料可提供成用于确保或改善部分31相对于对应的金属化的孔的所需不透流体性。在此类实施例中，例如，第一固定和/或密封材料可为钎焊或胶合材料，而第二密封材料可为钎焊材料或树脂或聚合物。在各种其他优选的实施例中，改为提供单一材料，其同时执行固定就位功能和不透性功能，如，钎焊材料(例如，金属合金)，或胶合材料或树脂或聚合物。在图中，同时执行固定和密封功能的此类材料由35表示。
在优选实施例中，材料35至少设置在传感器的端面上，以便外周地包绕部件30的封闭部分31，以便确保该面与部分31的外周表面之间的不透流体性。除确保所需的不透流体性之外，使用的材料35还呈现出诸如将部件30固定就位的特征。出于此目的，优选地，材料35是设计成化学地且/或结构地焊接或结合到部分31的材料和对应的垫14b或15b的材料上的材料或金属。当然，材料35还可沉积，以便在部分31的上表面上至少部分地延伸，且/或完全涂布该部分，其可能在其下表面与对应的垫14b或15b之间至少部分地延伸。
在优选实施例中，固定和/或密封材料是焊接材料或添加材料，其中部件30的本体30a以不透流体的方式经由钎焊或密封或胶合固定就位。
在不同实施例中，固定和/或密封材料是至少部分地提供或涂布封闭部件30和电路图案7和垫14b、15b中的一者的材料，其中部件30的部分31以不透流体的方式经由钎焊固定就位。例如，部件30的本体30a和/或垫14b、15b可首先涂布钎焊材料(例如，它们可预先镀锡)，该材料然后再熔化来带来密封和/或固定，且因此没有对进一步添加钎焊合金的任何需要。此外或作为备选，设计成再熔化的此材料可设在金属化的孔内，材料至少部分地涂布孔的对应金属化部分，孔将接收预成形本体的一部分，例如，部分32。设计成再熔化的材料还可包括预成形本体或孔的金属化部分的一部分的表面层。
优选地，部件30所处的端垫14b或15b具有比封闭部分31的直径较大的直径。优选地，部件30的部分31的直径和所述垫14b或15b的直径使得对于前者相对于后者定心的任何位置，垫的外周环形部分从封闭部分31沿侧向凸出。另外，该构想从图14和15之间的比较呈现。
以此方式，如可认识到的那样，部分31的侧或下表面抵靠在垫14a(或15a)上，其中后者的前述外周部分在任何情况下都沿侧向凸出。在此类实施方式中，固定和/或密封材料(如，材料35，具体是焊接或添加材料)，可为用于将所述垫的至少前述外周部分和部件30的封闭部分31的侧表面固定或钎焊在一起的材料，例如，如在图14-16中例示的那样。
在钎焊的情况下，材料35优选为金属材料或金属合金，例如，具有铟和/或锡和/或铅的基础。在可能的变型实施例中，另一方面，材料35是设计成确保高压下的定位和不透流体性的焊膏或胶，优选达到至少400巴的压力。
在金属化的孔14-14a和15-15a的下端部处的根据图13-16的封闭部件30的布置还在图10中清楚可见，且在图11和12中详细表示，其中用于连接垫12a、12b的迹线的部分11a和13也清楚可见。
图17-19示出了实施例，根据其，这里由30'表示的封闭部件的预成形本体30a由这里以盘形板的形式例示的封闭部分31构成，板可根据参照图13-16的前述示例描述的内容制作和/或固定。此类实施方式预先提出了对应的金属化的孔的端部处的部件30的定位的较高操作精度，假定了缺少定心部分，但带来了简化部件自身的形成的优点，例如，这可经由从金属带冲裁来获得。该解决方案还允许了节省用于生产预成形本体的材料。
对于其余部分，也在该情况下，经由对应材料35固定就位的部件30'确保了以不透流体的方式封闭金属化的孔，而没有伴随流体通过的变形和/或挤压的任何风险，这在本公开案的引言部分中描述。
在本发明的优选实施例中，封闭部件的预成形本体30a在对应的金属化的孔的外侧上延伸，如在部件30'的情况下，或到对应的孔中仅部分地延伸孔自身长度的有限伸展，如部件30的情况下。以此方式，防止了异常电接触或甚至封闭部件在热膨胀之后失效的任何风险。从本申请人进行的实际测试中，本申请人已经注意到，这些问题可在封闭部件还针对替换通孔的表面金属化部分的情况下出现，即，部件在传感器本体的两个面之间完全延伸，直到它们离开孔的两个端部，例如，部件大致为在孔外侧在其两个相对端部处机械地缩锻的铆钉或金属端子的形式。在这些情况下，有时可能发生此部件的膨胀大于传感器本体的膨胀。这引起在孔的相对端部处的部件上的机械应力，这可由于铆钉的头部或端子的缩锻端部相对于传感器本体的对应面升高而一起与电路图案的对应迹线的错误接触。出于相同原因，如果铆钉或端子的端部钎焊到迹线或垫自身上，则也可出现传导迹线或垫的偶尔失效。
孔外的封闭部件30'或到金属化的孔中仅部分地延伸其长度的有限部分的封闭部件30的优选情况下，防止了以上问题。在这些实施例中，封闭部件仅在孔的一个端部处固定就位；即，其在同一孔的另一端部处未固定，从而防止了可为热膨胀之后开裂或失效的原因的机械应力。
在各种实施例中，封闭部件30和/或30'可具有一定形状和/或大小，以便允许其容易操纵来拾取和/或移动和/或定位它们来将它们安装在压力传感器1上。例如，形状和尺寸可选择成允许部件30或30'使用小吸力垫或吸力装置或真空装置来处理，如，用于手动拾取的装置或属于自动组装系统的装置。例如，出于此目的，可使用用于处理和安装SMD构件的类型的自动系统，如，拾取和放置(P&P)类型的系统，其具体设计成经由吸力或真空来拾取封闭部件30或30'。
出于此目的，本体30a的部分31的上部分可设有设计成用于P&P系统的表面，如，光滑表面或以一种方式精整的表面，以便在吸力由小吸力垫施加时或在引起真空时允许紧密性。为了便于拾取，封闭部件30或30'可预先布置在有意提供的容器或带上，具体是在诸如暴露部分31的前述上表面的位置。
如前文提到的那样，电路图案7实际上完全涂布有电绝缘材料的保护层L2，具体是施加到本体2的面2a上的玻璃状或聚合材料。在优选实施例中，例如，如可在图2和20中认识到的那样，保护层L2具有通路或开口(未呈现)，以便使传感器8的连接垫12a和12b暴露，以及通路或开口，以便使垫14b、15b以及封闭部件30的头部暴露，其中对应的固定和/或密封材料(例如，材料35)执行两种功能。例如，此措施允许传感器8的安装和连接，以及以不透流体的方式安装和固定部件30，甚至在布置层L2之后。另一方面，在不同实施例中，层L2可在安装传感器8和/或部件30之后提供，以便还至少部分地涂布垫12a、12b和/或垫14b、15b，和/或具有对应材料35的部件30或30'的部分31。
在此类变型实施例中，还有可能省略材料35，其密封功能可直接由保护层L2的材料执行。如已经提到的那样，在此类情况下，其他器件可提供来获得封闭部件30或30'的位置固定，如，封闭部分31钎焊到垫14b或15b上，或在与对应的金属化的孔中的定心部分32略微过盈的情况下的前述插入。
在图2和20中例示的实施例中，层L2以一种方式沉积(例如，经由丝网印刷)，使得其上表面的至少环形部分总体上大致是平面，以便提供用于环形密封件9的抵靠表面。在此类优选实施例中，电路图案7包括环形迹线11，以便此环形迹线或覆盖其的层L2的部分将允许用于密封件9的一致平面抵靠基础的简单限定。
应当注意，在任何情况下，迹线11的直径可甚至小于密封件9的直径，在此情况下，后者可抵靠在传感器本体2的下面2b上，可能还在未呈现出电路布置或保护层L2的部分的其外周区域中(以类似于图22中所示的方式)。
如图20中可注意到的那样，在例示的情况下，垫12a和12b和封闭金属化的孔的上端部的部件30两者位于由密封件9外接的区域内，从而暴露于流体。向部件30提供对应的密封和固定材料允许了本描述的引言部分中强调的问题的解决方案。
图21和22是集成根据前文描述的实施例中的一个的压力传感器(且即为传感器1)的用于检测流体压力的装置的示例的示意图，其优选但不一定具有参照图2和20描述类型的保护层L2。整体由100表示的此装置例如可用于汽车领域或家庭领域，以及家用电器领域，或HVAC、管道和卫生领域。
参照图21，装置100具有壳体，其例如由至少两个本体构件101、102形成，以不透流体的方式联接，以便在它们之间限定用于传感器1的壳体。在例示的情况下，构件101限定电连接器的管状部分103，而构件102限定入口104，其设计成连接到线路上，将检测其压力和温度的流体位于线路中(如这里考虑的情况，假定构件8是温度传感器)。
图22中可见的是限定在两个构件101、102之间的壳体，在其内，传感器1以其自身已知的模态固定。此外，从图中可注意到连接端子103a如何在构件101的管状部分103内延伸，利用其，压力传感器1的端子10电接触。压力传感器1安装在壳体101-102内，以便腔3的开口位于其中的其下面面对入口104，温度传感器8优选在入口104内凸出。密封件9安装在构件102的上面与压力传感器1之间。优选地，如前文论述的那样，构件102的前述上面有意地设有用于密封件9的定位座102a，其抵靠在传感器的下面上的相对侧上。
如可注意到的那样，在所示布置下，密封件9外周地界定室或容积V，金属化孔的封闭部件30位于其内。
装置20和压力传感器1的大体操作根据已知模态发生，且因此将不会在此详细描述。如可认识到的那样，来自通路104的入口处的流体可到达传感器本体2的腔3，引起其与经由对应感测器件R测得的压力成比例弯曲。当然，流体也冲击在传感器8上，从而允许了检测所关心的另一个量，这里由流体的温度代表。也在入口104处的高压的情况下，如前文论述的那样，封闭部件30的存在防止了在检测的流体通过金属化的孔14-14a和15-15a的任何可能的泄漏。
迄今参照了本描述的引言部分中提到的第一类型的压力传感器的结构来描述本发明。然而，将认识到，本发明同样也可应用于前文提到的第二或第三类型的压力传感器。例如，此情况在图23中例示，其中与之前的图中的那些相同的参照标号用于表示技术上与上文已经描述的元件等同的元件。
在图23的装置的情况下，传感器(这里总体上由1'表示)具有由至少两个不同部分构成的本体，包括第一主体部分2'，其限定在面2b处封闭的对应的轴向腔3，具体是由对应的部分4'，部分4'在此不执行膜片功能。传感器本体然后包括在腔3的相对端部处(即，面2a处)以已知方式不透流体地固定到本体部分2'上的膜片部分4''。在非限制性示例中，面2a设有凹口(未示出)，其与腔3大致同轴，膜片4'固定在腔内，凹口和膜片优选具有类似的外周轮廓。在其他实施例(未呈现)中，前述凹口可不存在。
腔3外的膜片4''的侧暴露于将检测其压力的流体，而面对腔3的内侧的其相对侧承载至少一个电路构件R，以检测膜片4''的弯曲或变形。例如，至少一个构件R可包括多个压电、压阻或电阻元件，或电容检测器的相应部分，其另一部分与主体2'相关联，例如，根据自身已知的技术。
在例示的实施例中，至少一个构件R经由以类似于孔14-14a和15-15a的方式制作的金属化的孔14'和15'连接到设在面2a上的电路图案6上。应当注意，在该情况下，由于膜片4''的存在，故孔14'和15'不需要由30或30'表示的类型的相应封闭部件，假定了其下端部在任何情况下都在保护位置。电路图案6大致是已经描述且之前所示的类型，其明显改造成具有用于连接金属化的孔14'和15'所需的迹线和/或垫。
在一个实施例中，如，图23中例示的实施例，还提供了传感器8，例如，温度传感器，其安装在面2a处，且经由电路图案7和金属化的孔14-14a和15-15a电连接到电路图案6上。电路图案7类似于或大致类似于前文描述的那样，例如，其中导电材料的至少一个对应的迹线(具体是环形迹线)位于至少部分地包绕膜片4''的面2a的区域上。另外，金属化的孔14-14a和15-15a以大致类似于已经描述的方式制作，具有对应的封闭部件30(或可能30')。
在例示的情况下，传感器1'为本公开内容的引言部分中描述的第三类型；即，传感器本体2'、4''具有用于设置与外侧连通的腔3的内侧的通路。在示例中，由16表示的此通路构造为本体2'的部分4'的通孔，因此引起了大体上称为"相对压力传感器"的类型的压力传感器。将认识到，另一方面，在变型实施例中，通路16可省略，或在生产阶段密封，在此情况下，传感器1'将为引言部分中提到的第二类型，因此带来大体上称为"绝对压力传感器"的类型的压力传感器，即，呈现气密性封闭的腔3内的压已知参照压力的压力传感器。对于其余部分，图23中所示的装置100的结构(包括环形密封元件9的布置)与图22的类似装置的结构大致相同。
如可认识到的那样，在图23的情况下，来自通路104的入口处的流体可冲击在膜片4''的暴露侧上，引起其与经由对应感测器件R测量的压力成比例的弯曲。流体还冲击在传感器8上，从而允许了检测所关心的另一个量，这里由流体的温度表示。
本发明的特征如其优点那样从前述描述清楚显现，这原则上由提出的解决方案的简单性、经济性和可靠性代表。结合对应的固定和密封器件(如，材料35或涂层L2材料，或与第一固定材料和第二密封材料的组合，或部件30与对应金属化孔之间的机械过盈，或这些措施的组合)的部件30或30'的使用允许了消除参照图1A-1B描述的问题，确保了传感器长期的高可靠性。由本申请人进行的实际测试在测量的流体压力达到400巴且如前文例示那样确定金属化孔和封闭部件的尺寸下，已经使得有可能确保提出的解决方案的有效性。
将清楚，本文通过举例描述的压力传感器的各种变型对于本领域的技术人员是可能的，而不会脱离如由所附权利要求限定的本发明的范围。
具有相关联的垫和/或保护层L1、L2的图6和7中提到的导电迹线可利用除丝网印刷外的技术(虽然这是优选技术)在传感器本体2上获得；例如，在此意义上的备选技术可选自平板印刷、光刻、传导材料的喷洒或喷射、表面金属化、电镀等。
在可能的变型实施例中，形成本发明的主题的传感器可配备有前文由8表示的类型的多个额外构件，如，电阻器或传感器，例如，利用并联电连接，或经由与例示类型的其他垫和迹线的连接。
电路图案7的结构可为WO 2014/097255中描述的类型，即，构造成允许备选构件的连接，和/或根据同一个构件的一定数目的备选模态的连接。
在与例示的电路构造不同的电路构造下，电路图案7可包括一定数目的同心传导迹线，或替代单个迹线11，多个迹线可提供成形成圆周的弧。金属化的孔可为大于二的偶数，根据电路需要，其中至少一个具有位于可由流体到达的区域中的端部，且因此设有对应的封闭部件30。
未从本发明的范围排除的情况在于使用固定和/或密封材料中的至少一个，其在部分31的下表面与对应的垫14b或15b之间，且可能在部分32的外表面的一部分与对应的金属化的孔的表面的对应部分之间。此情况在图24中示意性例示，其中与前述图中的那些相同的参照标号用于表示与已经描述的元件技术上等同的元件，其中有固定和/或密封材料35。在图24中，箭头F1针对示意性地表示冲击在部件30的封闭部分31上的流体的压力。
部分31的下表面与对应的垫14b(或15b)之间的固定和/或密封材料35在任何情况下具有减小的厚度，具体如薄层或膜。在此类实施例中，可能经历其外轮廓上的流体的压力(该压力由箭头F2示意性地表示)的材料35的区域大致对应于材料35的前述减小的厚度。因此，材料35能够经得起高机械应力或力，或流体压力F2，即使材料自身具有比封闭部件30的硬度或强度较低的硬度或强度。类似的考虑还适用于在部件30的部分31下方延伸的固定和/或密封材料层属于还外周地包绕部分31和/或至少部分地涂布其的相同材料块的情况。

Claims (24)

1.一种压力传感器，包括至少部分地由电绝缘材料制成的传感器本体(2;2',4'')，所述传感器本体(2;2',4'')具有与彼此相对的第一端面(2b)和第二端面(2a)，所述传感器(1;1')还包括至少部分地由所述传感器本体(2;2',4'')支撑的电路布置(5)，且所述电路布置(5)包括：
-第一电路图案(6)，其包括所述第一端面(2b)上的多个相应的导电迹线(6a)；
-用于检测流体的压力的至少一个电路构件(R)；
-所述第二端面(2a)上的第二电路图案(7)；
-连接器件，其将所述第一电路图案(6)电连接到所述第二电路图案(7)上，所述连接器件包括在所述传感器本体(2;2',4)的第一端面(2b)与第二端面(2a)之间沿轴向延伸的至少一个通孔(14-14a,15-15a)，其中导电材料层在所述至少一个通孔(14-14a,15-15a)的内表面上延伸，所述层的端部电连接到所述第一电路图案(6)和所述第二电路图案(7)上；
-多个电端子或触头(10)，其用于将所述电路布置(5)连接到外部系统上，所述端子或触头(10)电连接到所述第一电路图案(6)和所述第二电路图案(7)中的至少一者上，
其中所述至少一个通孔(14-14a,15-15a)在所述传感器本体(2)的第二端面(2a)处的其开口处借助于具有至少部分预成形的本体(30a)的封闭部件(30;30')封闭，
其中所述封闭部件(30;30')的预成形本体(30a)具有封闭部分(31)，其具有比所述传感器本体(2;2',4'')的第二端面(2a)处的通孔(14-14a,15-15a)的开口的外周或截面大小(DH)较大的外周或截面大小(D1)，
且其中所述封闭部件(30;30')的预成形本体(30a)的至少一部分(31,32)相对于对应的通孔(14-14a,15-15a)以不透流体的方式固定就位。
2.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，
-所述至少一个电路构件(R)电连接到所述第一电路图案(6)上；
-所述第二电路图案(7)包括至少一个导电迹线(11,11b,13,14b,15b)；以及
-至少一个通孔(14-14a,15-15a)为金属化的孔。
3.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述封闭部件(30;30')的预成形本体(30a)的至少一部分(31,32)由固定材料和密封材料(35)中的至少一者相对于所述对应的通孔(14-14a,15-15a)以不透流体的方式固定。
4.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述封闭部件(30;30')的预成形本体(30a)延伸到所述对应的通孔(14-14a,15-15a)外，或在所述对应的通孔(14-14a,15-15a)内侧部分地延伸所述孔的长度的有限范围。
5.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述传感器本体(2)具有轴向腔(3)，所述轴向腔(3)在所述第一端面(2b)处由对应的膜片部分(4)封闭，且在所述的第二端面(2a)上具有开口，所述轴向腔(3)设计成通过其开口接收将检测其压力的流体，且其中：
-所述第一电路图案(6)包括所述第一端面(2b)上的多个导电迹线(6a)，在所述轴向腔(3)外的其一侧上，存在电连接到所述第一电路图案(6)上的用于检测所述膜片部分(4)的弯曲或变形的一个或多个电路构件(R);
-所述第二电路图案(7)具有至少一个导电迹线(11,11b,13,14b,15b)，其位于至少部分地包绕所述轴向腔(3)的开口的所述第二端面(2a)的区域中。
6.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述传感器本体(2,4'')具有轴向腔(3)，所述轴向腔(3)在所述第二端面(2a)处由对应的膜片(4'')封闭，所述膜片(4'')具有暴露于将检测其压力的流体的一侧，且其中：
-所述第一电路图案(6)包括所述第一端面(2b)上的多个导电迹线(6a)，在所述轴向腔(3)外的其一侧上，存在电连接到所述第一电路图案(6)上的用于检测所述膜片(4'')的弯曲或变形的至少一个电路构件(R)；以及
-所述第二电路图案(7)的至少一个导电迹线(11,11b,13,14b,15b)位于至少部分地包绕所述膜片(4'')的所述第二端面(2a)的区域中。
7.根据权利要求6所述的压力传感器，其特征在于，用于检测所述膜片(4'')的弯曲或变形的所述至少一个电路构件(R)布置在面对所述轴向腔(3)内侧的所述膜片(4'')的一侧上。
8.根据权利要求3所述的压力传感器，其特征在于，所述固定材料和所述密封材料(35)中的至少一者设置在以下至少一个上：
-所述传感器本体(2)的第二端面(2a)，以便确保所述面与所述预成形本体(30a)的至少一部分(31,32)的表面之间的不透流体性；
-所述通孔(14-14a,15-15a)的内表面和/或对应导电材料层(14a,15a)的至少部分；以及
-插入所述对应的通孔(14-14a,15-15a)中的所述封闭部件(30;30')的一部分(32)的表面的至少部分。
9.根据权利要求8所述的压力传感器，其特征在于，所述固定材料和所述密封材料(35)中的至少一者设置在：
-所述第二端面(2a)上，以便外周地包绕所述预成形本体(30a)的封闭部分(31)，和/或
-所述第二端面(2a)与所述预成形本体(30a)的封闭部分(31)的下表面之间。
10.根据权利要求3所述的压力传感器，其特征在于，所述固定材料和所述密封材料(35)中的至少一者包括以下的至少一者：
-焊接或添加材料；
-所述预成形本体(30a)的材料，或涂布所述预成形本体(30a)的至少部分的材料；以及
-所述第二电路图案(7)的材料，或涂布所述第二电路图案(7)的至少部分的材料。
11.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，所述导电材料层(14a,15a)在所述对应的通孔(14-14a,15-15a)外在所述传感器本体(2)的第二端面(2a)上凸出，以便形成接触垫(14b,15b)，所述预成形本体(30)的封闭部分(31)抵靠在所述接触垫(14b,15b)上。
12.根据权利要求11所述的压力传感器，其特征在于，所述接触垫(14b,15b)具有比所述预成形本体(30a)的封闭部分(31)的外周或截面大小(D1)较大的外周或截面大小。
13.根据权利要求12所述的压力传感器，其特征在于：
-所述预成形本体(30a)的封闭部分(31)的外周或截面大小(D1)和所述接触垫(14b,15b)的外周或截面大小使得对于所述封闭部分(31)相对于所述接触垫(14a,14b)定心的任何位置，所述接触垫(14b,15b)的外周环形部分从所述封闭部分(31)沿侧向凸出；以及
-所述固定材料和所述密封材料(35)中的至少一者至少在所述接触垫(14b,15b)的所述外周环形部分的上表面与所述预成形本体(30)的封闭部分(31)的外周表面之间延伸。
14.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，所述预成形本体(30a)还具有定位或定心部分(32)，其在所述封闭部分(31)下方延伸，所述定位或定心部分(32)插入所述通孔(14-14a,15-15a)。
15.根据权利要求14所述的压力传感器，其特征在于，所述通孔(14-14a,15-15a)的开口的外周的外周或截面大小(DH)、所述封闭部分(31)的外周或截面大小(D1)和所述定位或定心部分(32)的外周或截面大小(D2)使得对于可由定位或定心部分(32)在所述通孔(14-14a,15-15a)中采用的任何定心位置，所述封闭部分(31)总是在所述第二端面(2a)处封闭所述通孔(14-14a,15-15a)的开口。
16.根据权利要求14所述的压力传感器，其特征在于：
-所述通孔(14-14a,15-15a)在所述传感器本体(2)的第二端面(2a)处具有端部部分，其定形为以便限定引入部分，所述引入部分设计成便于将所述定位或定心部分(32)插入所述通孔(14-14a,15-15a)中；和/或
-所述定位或定心部分(32)具有下端部，其定形成以便于将所述部分自身插入所述通孔(14-14a,15-15a)中。
17.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，所述预成形本体(30a)由金属材料或金属合金制成。
18.根据权利要求17所述的压力传感器，其特征在于，其中所述预成形本体(30a)至少部分地涂布有另一金属材料或金属合金。
19.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，连接至所述第二电路图案(7)的是具有将暴露于用于检测对应的量的流体的有效部分(8a)的至少一个对应的第二电路构件(8)，以及至少一个第一连接端子(8b)和一个第二连接端子(8b)。
20.根据权利要求19所述的压力传感器，其特征在于，所述第二电路构件(8)为用于检测除压力外的所述流体的量的传感器。
21.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于：
-所述第二电路图案(7)的至少一个导电迹线(11,11b,13,14b,15b)包括具有大致环形轮廓的迹线(11)和具有形状大致类似于圆周的弧的轮廓的多个迹线中的至少一者；
-由所述封闭部件(30)封闭的所述至少一个通孔(14-14a,15-15a)的端部位于所述传感器本体(2)的第二端面(2a)的区域中，所述端部由具有大致环形轮廓的所述迹线(11)或具有形状大致类似于圆周的弧的轮廓的所述迹线外接。
22.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，所述第二电路图案(7)的至少一个导电迹线(11)涂布有保护层(L2)。
23.根据权利要求22所述的压力传感器，其特征在于，所述保护层(L2)具有一个或多个窗口，至少一个所述窗口处于对应于所述封闭部件(30)和用于将电路构件(8)连接到所述第二电路图案(7)上的垫(12a,12b)中的至少一者的位置。
24.一种用于检测流体的至少一个量的装置，包括根据权利要求1至权利要求23中的任一项所述的传感器(1;1')，其中所述装置包括具有用于所述流体的入口(104)的壳体本体(101,102)，所述壳体本体(101,102)限定所述传感器(1;1)定位在其中的壳体，
其中在所述传感器本体(2)的第二端面(2a)与所述壳体本体(101-102)的内表面之间布置有环形密封元件(9)；
其中所述环形密封元件(9)外接所述至少一个通孔(14-14a,15-15a)的端部位于其内的所述传感器(2)的第二端面(2a)的区域。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT201900019274A1 (it) * 2019-10-18 2021-04-18 Metallux Sa Sensore di pressione
KR20210135097A (ko) * 2020-05-04 2021-11-12 주식회사 엘지에너지솔루션 커넥터 모듈
JP7567472B2 (ja) 2020-12-28 2024-10-16 富士電機株式会社 半導体パッケージ、樹脂成形品および樹脂成形品の成形方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102124312A (zh) * 2008-06-19 2011-07-13 埃尔特克有限公司 压力传感器装置
CN103229033A (zh) * 2010-07-15 2013-07-31 微型金属薄膜电阻器有限公司 传感器及其制造方法
WO2014097255A2 (en) * 2012-12-21 2014-06-26 Metallux Sa Pressure sensor

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4658651A (en) * 1985-05-13 1987-04-21 Transamerica Delaval Inc. Wheatstone bridge-type transducers with reduced thermal shift
JP2006128542A (ja) * 2004-11-01 2006-05-18 Nec Electronics Corp 電子デバイスの製造方法
US7659612B2 (en) * 2006-04-24 2010-02-09 Micron Technology, Inc. Semiconductor components having encapsulated through wire interconnects (TWI)
ITTO20080484A1 (it) * 2008-06-19 2009-12-20 Eltek Spa Dispositivo sensore di pressione
IT1394791B1 (it) 2009-05-20 2012-07-13 Metallux Sa Sensore di pressione

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102124312A (zh) * 2008-06-19 2011-07-13 埃尔特克有限公司 压力传感器装置
CN103229033A (zh) * 2010-07-15 2013-07-31 微型金属薄膜电阻器有限公司 传感器及其制造方法
WO2014097255A2 (en) * 2012-12-21 2014-06-26 Metallux Sa Pressure sensor

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US20180113042A1 (en) 2018-04-26

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