CN115493741A - 用于确定液体介质或气体介质中的压力差的传感器设备 - Google Patents

Abstract

本公开描述了一种用于确定液体介质或气体介质中的压力差的传感器设备，包括：用于传感器设备的外壳框架，包括第一和第二开口；感测元件，包括第一侧和第二侧，并且被配置并位于外壳框架内以在其第一部位处构建第一空腔并且在其第二部位处构建第二空腔，其中感测元件被配置为确定第一侧与第二侧之间的压力差；第一和第二波纹隔膜，其中第一波纹隔膜被配置为封闭第一开口以密封外壳框架的第一空腔；并且第二波纹隔膜被配置为封闭第二开口以密封外壳框架的第二空腔；第一空腔和第二空腔内的惰性液压流体，被配置为将作用在相应波纹隔膜上的外部压力耦合到感测元件的相应侧，其中第一和第二波纹隔膜使用具有结构化表面的衬底由保形涂覆工艺构建。

Description

用于确定液体介质或气体介质中的压力差的传感器设备

技术领域

本公开的各实施例涉及用于确定液体介质或气体介质中的压力差的传感器设备。

背景技术

绝大多数商用压力传感器采用硅微机电系统(MEMS)器件作为感测元件。在典型的MEMS压力传感器芯片中，通过从下侧蚀刻来移除硅衬底的一部分，从而在顶部表面留下薄硅膜。顶部与底部之间的压力差将导致膜偏转，膜中产生的应力可以通过放置在膜外围的压电电阻器来测量。通过以适当方式选取膜面积和厚度，可以从几个mbar到数十巴变化的全尺度差压范围。

硅压力传感器可以被设计为用于绝压测量或表压测量/差压测量。在前一情况下，通过在真空下将背板附接到衬底的底面，在膜的底面上形成零压力参考空腔。通常，背板由热膨胀系数与硅的热膨胀系数非常匹配的玻璃制成。在仪表或差动传感器的情况下，通常的做法是附加带有孔的背板，以提供进入膜的底面的通道。背板增加了传感器芯片的机械刚度。

硅压力传感器的许多应用涉及相对惰性的干燥气体，在这些应用中，传感器的两侧都可以直接暴露于过程介质。硅传感器的底面通常也可以暴露于其他介质，这些介质包括电介质和导电液体两者，只要它们不会腐蚀硅或玻璃。然而，可以与硅传感器的顶侧接触的介质范围受到更多约束。具体地，因为与压电电阻器的电连接暴露会当与导电流体接触时会导致电解和腐蚀，所以水和水介质被排除在外。

发明内容

制造可以在导电液体或腐蚀液体中操作的湿-湿差压传感器的常用方法是封装硅传感器芯片，使得将硅芯片的顶侧与过程介质隔离，同时仍允许将外部压力耦合到膜。在典型配置中，封闭空腔形成于传感器芯片的两侧上，其中每个空腔由波纹隔膜封闭，该波纹隔膜将响应于外部压力改变而偏转。空腔由惰性液压流体(例如，硅油)填充，因此每个空腔的体积固定；这样，隔膜和硅膜的位移耦合。

通常，这种类型的传感器具有通过传统机械加工生产的不锈钢外壳和通过压印不锈钢板制成的波纹隔膜。市售的最小设备的体积约为10cm³，隔膜尺寸约为2cm直径。为了使隔膜以可忽略衰减将外部压力改变传输到硅膜，与膜的刚度相比较，隔膜的刚度必须很小。该要求为给定隔膜厚度设置了隔膜直径的下限。商用传感器中的隔膜通常厚度大约为20μm。使用较薄隔膜可能会减小隔膜直径，但这对于当前用于隔膜制造的方法并不切实际。

本发明的各方面涉及一种用于确定液体介质或气体介质中的压力差的传感器设备、一种用于制造波纹隔膜的方法以及一种用于密封传感器设备的空腔的方法，其中主题如独立权利要求中所描述的。

本发明的有利修改在从属权利要求中陈述。在说明书、权利要求书和附图中所公开的特征中的至少两个特征的所有组合落入本发明的范围内。为了避免重复，根据方法公开的特征也将根据所提及的系统适用并且是可要求保护的。

在本发明的整个描述中，向一些特征提供计数字以提高可读性或使指派更为清晰，但这并不暗示某些特征的存在。

为了实现这些和其他优点并且根据本发明的目的，如本文中所体现的和广泛描述的，提供了一种用于确定液体介质或气体介质中的压力差的传感器设备，具有用于传感器设备的外壳框架，包括第一开口和第二开口以及感测元件，该感测元件包括第一侧和第二侧，并且配置并位于外壳框架内，以在外壳框架的第一部位构建第一空腔，并且在外壳框架的第二部位构建第二空腔，其中感测元件被配置为确定第一侧与第二侧之间的压力差。

传感器设备还包括第一波纹隔膜和第二波纹隔膜，其中第一波纹隔膜被配置为封闭第一开口以密封外壳框架的第一空腔；并且第二波纹隔膜被配置为封闭第二开口以密封外壳框架的第二空腔。传感器设备还包括第一空腔和第二空腔内的惰性液压流体，该惰性液压流体被配置为将作用在相应波纹隔膜上的外部压力耦合到感测元件的相应侧，其中第一波纹隔膜和第二波纹隔膜使用具有结构化表面的衬底通过保形涂覆工艺构建。

传感器设备的外壳可以由外壳框架构成，其中外壳框架包括第一开口和第二开口，第一开口和第二开口使用第一波纹隔膜和第二波纹隔膜密封以封闭传感器设备的外壳。

换言之，传感器设备被配置为用于压力感测，具体地，液体介质或气体介质中的压力差测量，该压力差测量可能与标准硅压力传感器技术不兼容。

这意味着传感器设备涉及波纹隔膜类型的微型湿-湿差压传感器(“微传感器”)。

具有结构化表面的衬底的材料可以包括铜。

传感器设备可以被设计为湿-湿压力差传感器并且可以用于例如清洁供水网络内的流速测量。然而，传感器设备可以应用于其他工业领域，包括化学、食品和饮料、汽车和航空航天。

有利地，传感器设备可以提供小于0.2cm³的总封装体积，该总封装体积比市售湿-湿压力传感器小得多。

减小封装体积可以通过使用电子制造中常用的微制作方法来制作传感器设备来实现。

传感器设备的感测元件可以是安装的标准MEMS压电电阻计/差压传感器芯片，其可以安装在外壳框架中，该外壳框架由例如一堆四块陶瓷板制成。外壳框架可以由不同的技术和适用包括不锈钢在内的不同材料制成。底板和顶板可以包括和/或为波纹隔膜，其中每个波纹隔膜可以提供填充孔以促进使用液压流体填充传感器设备的空腔。底板和顶板和/或波纹隔膜可以包括变薄区域以促进在工厂校准期间空腔压力的初始平衡。

减小封装体积可以通过使用电子制造中常用的微制作方法来制作传感器封装来实现。

根据一个方面，具有结构化表面的衬底通过光刻工艺形成以限定波纹隔膜的波纹。

包括湿-湿压力差传感器元件的传感器设备的这种小型化可以包括减小隔膜直径，从而使其与传感器芯片尺寸相称。为了维持足够低的隔膜刚度，必须随着直径减小而减小隔膜厚度。例如，当将直径为20毫米且厚度为20微米的隔膜缩小到直径为4毫米时，必须将厚度减小到2.34微米以保持同一压力差与偏转比例。

电子制造中常用的批量微制作方法可以用于制造微型波纹隔膜，从而允许并行制作大量隔膜。

根据一个方面，对限定波纹隔膜的波纹的具有结构化表面的衬底内的环形通道进行激光加工，以使环形通道的拐角平滑。

有利地，使环形通道的拐角的平滑可以提高波纹隔膜的可靠性和稳定性。

根据一个方面，相应波纹隔膜包括填充孔，以便于使用液压流体填充相应空腔。

因为填充孔可以是波纹隔膜的整体部分，所以安装传感器设备很简单，因为外壳框架可以易于构造，而无需附加填充孔来向传感器设备的空腔提供液压流体。

根据一个方面，相应波纹隔膜包括调整窗口，以促进在工厂校准期间对空腔压力进行初始平衡。

有利地，因为只有波纹隔膜需要使用小型化方法来构造，所以将调整窗口包括到波纹隔膜就简化了传感器设备的构造。

根据一个方面，波纹隔膜的直径小于1cm，优选地，小于20mm，最优选地，小于4mm。

构建具有这种尺寸的波纹隔膜的直径的传感器设备可以实现非常小的传感器设备，这提高了这些小型传感器设备的可用性。

根据一个方面，波纹隔膜的材料包括金属片，其中金属片优选地由金和/或镍和/或钛和/或不锈钢制成。

有利地，波纹隔膜材料的适配使得用户能够根据来自传感器设备的应用的特定需要来选取材料。

根据一个方面，金属板使用溅射工艺和/或真空沉积工艺和/或电镀工艺制作。

使用不同的金属层沉积方法使得具有不同材料的传感器设备能够用于波纹隔膜。

根据一个方面，第一空腔的第一体积和第二空腔的第二体积被配置为具有相似尺寸，以使由于液压流体的热膨胀引起的传感器设备的热漂移最小。

根据一个方面，外壳框架由陶瓷板堆叠构建，每个陶瓷板包括用于构建相应空腔的孔。

因为激光切割在待切割陶瓷板的厚度方面受到限制，所以通过使用陶瓷板堆叠，可以通过激光切割生产单个陶瓷板。

根据一个方面，感测元件安装在陶瓷板堆叠的陶瓷板中的一个陶瓷板的孔处。

将感测设备安装在陶瓷板中的一个陶瓷板上提高了可制造性，因为它提高了感测设备在制造期间的稳定性。

传感器设备可以包括传感器芯片硅微机电系统(MEMS)设备作为感测元件。感测元件可以是包括硅裸片的标准MEMS压电电阻计/差压传感器芯片。

根据一个方面，提出了一种波纹隔膜的制造方法，包括以下步骤：

在一个步骤中，对金属衬底的两侧进行光刻以构建具有结构化表面的衬底，以通过保形涂覆工艺限定波纹隔膜的波纹。在另一步骤中，具有结构化表面的衬底的至少一侧并且优选地两侧以保形方式涂覆有第一金属片。在另一步骤中，从衬底的背侧移除至少一个第一金属片。在另一步骤中，从金属衬底的前侧的至少第一金属片移除在从金属衬底的背面移除至少第一金属片之后暴露的金属衬底，以构建波纹隔膜.

根据一个方面，在使用第一金属片以保形方式涂覆具有结构化表面的衬底的步骤之后，具有结构化表面的衬底处的第一金属片在具有结构化表面的衬底的两侧上使用以第二金属片保形方式涂覆。

根据一个方面，用于制造波纹隔膜的方法包括以下步骤：在第一金属层以保形方式对具有结构化表面的衬底的两侧进行编号之前，对环形通道进行激光加工，该环形通道在金属衬底内进行光刻以限定波纹隔膜的波纹，以用于使环形通道的拐角平滑。

根据一个方面，用于制造波纹隔膜的方法包括以下步骤：在波纹隔膜内构建填充凹处。

根据一个方面，第一金属片和/或任何附加金属片通过电镀工艺进行保形涂覆。

优选地，第一金属片和/或第二金属片通过电镀工艺进行保形涂覆。

根据一个方面，提出了一种用于密封传感器设备的空腔的方法，传感器设备用于确定液体介质或气体介质中的压力差，其中传感器设备包括具有用于向空腔提供液压流体的填充孔的波纹隔膜，包括以下步骤。

在一个步骤中，将传感器设备放置到填充腔室中，用于使用液压流体填充腔室，其中填充腔室填满液压流体以完全覆盖传感器设备。在另一步骤中，提供金属塞，该金属塞被配置为密封波纹隔膜的填充孔。在另一步骤中，使用热声键合工艺将金属塞键合到波纹隔膜的填充孔，以密封传感器设备的空腔。

包括在感测设备中的液压流体可以包括硅油。

根据一个方面，用于密封传感器设备的空腔的方法的金属塞包括铜线，该铜线使用焊料镀锡。

附图说明

包括附图以提供对本发明的进一步理解并且并入且构成本申请的一部分，这些附图图示了本发明的实施例并且与描述一起用于解释本发明的原理。附图显示：

图1示意性地描画了传感器设备的横截面视图；

图2示意性地描画了传感器设备的分解视图；

图3示意性地描画了波纹隔膜的制造方法的步骤；

图4示意性地描画了使用液压流体填充传感器设备；

图5示意性地描画了用于密封传感器设备的空腔的方法；

图6a、图6b示意性地描画了传感器设备的空腔的压力调整过程。

具体实施方式

图1示意性地描画了在使用液压流体填充传感器设备2000的空腔之前的传感器设备2000的横截面视图。感测元件100可以是标准MEMS压阻计/差压传感器芯片，其包括已被局部减薄以提供膜115的硅裸片110，并且其中硅裸片110安装到具有用于进入感测元件的第二侧的通道的孔的其背板120上。

经由传感器芯片的顶部表面上的多个金属接触焊盘140与感测元件进行电连接。

传感器设备2000由四个陶瓷板200、250、300、350的堆叠构成，这些陶瓷板构建外壳框架、金属底板400和金属顶板500。陶瓷板200、250、300、350被设计为在传感器芯片100的两侧上产生由波纹隔膜410、510封闭的空腔。波纹隔膜410、510包括填充孔460、560，意味着用于向空腔提供液压流体的开口470、570；以及减薄区域470、570，用于促进在工厂校准期间对空腔压力进行初始平衡。

传感器芯片100利用本领域已知的裸片附接方法将其背板120安装在第一陶瓷板200上。例如，如果传感器芯片100的下侧上设有可焊接金属层130，并且可焊接金属层220沉积在陶瓷板上，则传感器芯片100可以通过回流钎焊来附接。可替代地，如果金属层130和220适用于固态键合，则可以采用热超声裸片附接。作为裸片附接的第三选项，可以使用粘结，优选地，可以省略金属层130和220的情况。使用焊料或粘结附接，传感器芯片与陶瓷板之间的所得接头将包括键合材料层160，在热超声附接的情况下，该键合材料层160不存在。

芯片附接方法可能对经封装的传感器的热漂移具有一定影响。无论采用哪种方法，接头都必须在陶瓷板中的孔210周围形成密封，以便在第一空腔与第二空腔之间提供分离。陶瓷板200还可以包括多个金属轨道230，该多个金属轨道230从传感器芯片附近延伸到板的外围处的接触焊盘240。每个金属轨道230经由一个或多个键合线150连接到传感器芯片100上的接触焊盘140中的一个或多个接触焊盘140。

具有容纳传感器芯片100的孔的其他两个陶瓷板300、350堆叠在第一陶瓷板200的顶部上以形成第一空腔。第四开孔陶瓷板250附接到第一陶瓷板200的底面。第四陶瓷板中的孔、第一陶瓷板中的孔和传感器芯片的内部空腔一起形成第二空腔。选取第四陶瓷板中的孔的尺寸，使得第一空腔和第二空腔的体积相等。这对于使由于液压流体的热膨胀而引起的传感器中的热漂移最小至关重要。

陶瓷板200、250、300、350可以使用本领域已知的几种技术中的任一技术接合在一起。例如，如果存在的所有材料都可以承受大约450℃的所需工艺温度，则可以使用玻璃料键合。可替代地，可以使用较低温度的粘结键合。如果合适的金属涂层被施加到陶瓷板200、250、300、350的相应表面上，则用于连接陶瓷板200、250、300、350的第三选项是回流钎焊。优选地，陶瓷板200、250、300,350应首先成对键合在一起，其中例如陶瓷板200键合到陶瓷板250，陶瓷板300键合到陶瓷板350。然后，可以进行传感器芯片附接和引线键合，然后，将陶瓷板200和300键合在一起。如图1所示，陶瓷板200、250、300、350之间的界面处的键合层260、310、360可以覆盖整个键合表面。这很可能是粘结键合的情况。可替代地，在玻璃料键合或钎焊的情况下，键合材料优选地被界定在键合界面外围周围的条带上。采用玻璃料键合、钎焊和热超声键合的某种组合的一个优点是这些技术可以产生气密密封的接头。如果涉及多个钎焊步骤，则应当采用具有连续较低回流温度的焊料，以避免形成后重新熔化接头。

图2示出了在使用液压流体填充之前传感器设备2000的分解视图，该分解视图示出了相应陶瓷板250、300、350中的孔255、305、355的形状。陶瓷板250还包括将主孔连接到附加孔的通道，这些附加孔直接位于底板上的填充孔460和减薄区域470上方。陶瓷板350中包括类似特征。

图2还示出了陶瓷板200上的金属轨道230和接触焊盘240的布置。应当指出，可以通过使用单个较厚陶瓷板替换上下陶瓷板对中的每个陶瓷板来减少组成部分的数目。

然而，在这种情况下，上板将需要比传感器芯片100的高度厚，该高度通常大约为1.0mm。通过激光切割在陶瓷板中产生孔很方便，而商业激光切割工艺通常局限于大约0.5毫米的材料厚度。因此，通过堆叠两个厚度为0.5mm的板来弥补1.0mm的厚度很方便。这种方法还避免了在陶瓷板上设置盲孔。

底板400和顶板500优选地通过回流钎焊附接到陶瓷板250和350。还可以采用其他接合方法，诸如热超声键合或粘结键合。在回流钎焊的情况下，底板和顶板应用可焊接金属层440、540完成，并且相对的可焊接金属轨道270、370应设在陶瓷板250和350上。所用焊料的回流温度应低于组件中存在的任何粘结的最高使用温度，也低于用于安装传感器芯片或键合陶瓷板的任何焊料的回流温度。

所描述的传感器设备2000可以通过减小隔膜直径以与传感器芯片尺寸相称而用作小型湿-湿压力差传感器。

为了维持足够低的隔膜刚度，同时还需要减小隔膜厚度。例如，当将直径为20mm且厚度为20μm的隔膜缩小到直径为4mm时，必须将厚度减小到2.34μm以保持同一压力差与偏转比例。

用于制造湿-湿压力传感器的波纹隔膜的现有最先进方法不适用于该规模。然而，可以应用电子制造中常用的批量微制作方法，从而允许并行制作大量隔膜。

图3示意性地描画了波纹隔膜410、510的制造方法，该波纹隔膜410、510可以包括限定传感器设备2000的底板400和顶板500的外围区域。起始材料是厚度大于所提出的波纹深度的铜衬底1000。

在第一工艺步骤1110中，标准光刻技术(例如，来自于微电子制造)用于将几个同心圆形通道1020蚀刻到衬底的顶部表面中，该同心圆形通道1020被配置为限定隔膜中的波纹。

还对覆盖底板400或顶板500的整个隔膜区域的圆形凹处1025的底部底面进行了蚀刻。控制顶侧蚀刻深度和底侧蚀刻深度，以使隔膜区域中剩余的铜的最小厚度很小，但在衬底的所有部位都大于零。用于这种受控深度蚀刻的方法在本领域中是已知的。顶侧蚀刻工艺和底侧蚀刻工艺还用于在衬底两侧在用于定位填充孔1060、1065的部位以及用于压力平衡1070、1075的减薄区域以及限定板的外围的矩形通道线处1090、1095产生凹处。

在第二工艺步骤1120中，经蚀刻的衬底以保形方式(例如，通过电镀)涂覆有第一金属层“金属1”。该金属层将形成波纹隔膜410、510，因此它必须表现出弹性行为，高达波纹隔膜410、510中预期的最大应变水平。它还必须能够用作铜的蚀刻停止。镍满足这两个要求，并且因为将镍电镀到铜上是标准工艺，所以是个优选选项。

在第三工艺步骤1130中，第二金属层“金属2”可以(例如，通过电镀)施加在金属1的顶部上。金属2可以与用于将底板400和顶板500附接到传感器设备2000的所选取的键合方法兼容。它还可以与传感器设备2000所表征的过程介质化学兼容。对于旨在用于水中的传感器设备2000，金为首选，因为它具有化学惰性，并且与回流钎焊和热超声键合兼容。它还可以很容易地电镀到镍上。金属2不可避免地会影响隔膜的机械特性，因此它也应表现出可接受的弹性行为。

为了形成波纹隔膜410、510，需要移除残留在底侧凹处1025内的铜。这可以通过从背侧凹处1025工艺步骤1140的底部移除第一金属层和/或第二金属层，然后通过化学蚀刻工艺步骤1150移除经暴露的铜来完成。第一金属层和/或第二金属层可以使用例如脉冲紫外激光器通过激光加工来方便移除。可替代地，可以采用光刻工艺。

在下一工艺步骤1160中，移除保留在前侧孔填充凹处1060与后侧孔填充凹处1065之间的材料以产生填充孔460、560。可以移除前侧矩形通道1090与后侧矩形通道1095之间的材料还以将板与制作衬底分离。

应当指出，图3所示的工艺流程是用于制作底板和顶板的多种可能工艺中的一种工艺。备选方法可能包括但不限于使用硅或其他材料作为待图案化衬底并且通过溅射或任何其他真空沉积工艺来沉积金属层。后者可能允许使用不适合电镀的备选隔膜材料，诸如钛或不锈钢。

传感器设备2000可以使用与用于传统的波纹隔膜型传感器的方法相似的方法填满液压流体。图5示意性地描画了填充装置，该填充装置可以包括具有可移除顶板620和底板630的真空腔室610。腔室具有第一端口640和第二端口650，该第一端口640带有连接到真空泵的截止阀645，而该第二端口650带有连接到液压流体储存器的截止阀655。

从两个阀门打开开始，来自储存器的管道没有液压流体，并且储存器中的流体水平低于储存器出口水平，填充腔室和储存器被抽空，以便对液压流体进行脱气并且从填充腔室和传感器空腔移除空气。

一旦脱气完成，阀门645可以关闭，并且储存器中的流体水平可以升高，直到流体通过重力从储存器流向填充腔室。一旦填充腔室充满液压流体，阀门655就可以关闭以将填充腔室与储存器隔离。图4示出了该工艺中处于这个阶段的装置。

图5示出了用于密封传感器设备2000的空腔的方法，该方法可以包括：将金属塞热声键合到传感器设备2000的填充孔460、560中。这种热声键合可以在合适的热声键合机器的帮助下并且在打开的传感器设备2000仍处于填充腔室中以避免空气进入的任何风险的情况下进行。为了密封传感器设备2000的上部空腔，可以移除填充腔室的顶板，并且将保持在键合器拾取工具660中的金属塞750插入顶板的填充孔中。然后，经由拾取工具施加热量和超声波能量以在塞750的部位760与传感器设备2000的顶板500之间形成热超声键合。为了使用塞700和键合部位710但在填充腔室翻转的情况下密封下部空腔，可以遵循相同过程，以使传感器设备2000的下部空腔处于顶部。适用于热超声键合的盖部件可以通过与底板和顶板相同的工艺制作。

应当指出，可以采用备选方法(例如，摩擦焊接或钎焊)来密封空腔。还可以使用某种形式的膨胀塞设备。

在密封过程之后，上部空腔和下部空腔中的初始压力相对于大气压为正合乎需要。空腔压力也应平衡，以使传感器设备输出上没有初始偏移。底板和顶板中的减薄区域470和570允许对空腔压力进行初始调整以确保满足这些要求。

图6a示意性地描画了传感器设备2000的上部空腔的压力调整过程。为了调整空腔压力，具有适当锥形尖端的坚硬工具推抵减薄区域570，使其塑性变形。液压流体从减薄区域后面的位移将使波纹隔膜510向外偏转并且增加空腔压力，这可以经由传感器芯片100的输出信号进行监测。假设初始空腔压力接近在大气压，则过程是使下部减薄区域变形，直到传感器芯片100记录减去所需初始压力，然后使上部减薄区域变形，直到传感器芯片100读数为零。

图6b示意性地描画了填满液压流体的、如上所述密封和调整的传感器设备2000。

Claims (15)

1.一种用于确定液体介质或气体介质中的压力差的传感器设备(2000)，包括：

用于所述传感器设备(2000)的外壳框架，包括第一开口和第二开口；

感测元件(100)，包括第一侧和第二侧，并且所述感测元件(100)被配置并且位于所述外壳框架内，以在所述外壳框架的第一部位处构建第一空腔，并且在所述外壳框架的第二部位处构建第二空腔，其中所述感测元件(100)被配置为确定所述第一侧与所述第二侧之间的压力差；

第一波纹隔膜(400，410)和第二波纹隔膜(500，510)，其中所述第一波纹隔膜(400，410)被配置为封闭所述第一开口以密封所述外壳框架的所述第一空腔；并且所述第二波纹隔膜(500，510)被配置为封闭所述第二开口以密封所述外壳框架的所述第二空腔；

所述第一空腔和所述第二空腔内的惰性液压流体，被配置为将作用在相应波纹隔膜(400，410，500，510)上的外部压力耦合到所述感测元件(100)的相应侧；

其中所述第一波纹隔膜(400，410)和所述第二波纹隔膜(500，510)使用具有结构化表面的衬底由保形涂覆工艺构建。

2.根据权利要求1所述的传感器设备(2000)，其中具有结构化表面的所述衬底通过光刻工艺形成以限定所述波纹隔膜(400，410，500，510)的波纹。

3.根据权利要求2所述的传感器设备(2000)，其中对在具有结构化表面的所述衬底内限定所述波纹的环形通道进行激光加工，以用于使所述环形通道的拐角平滑。

4.根据前述权利要求中任一项所述的传感器设备(2000)，其中所述相应波纹隔膜(400，410，500，510)包括调整窗口(470，570)以促进在工厂校准期间对所述空腔压力进行初始平衡。

5.根据前述权利要求中任一项所述的传感器设备(2000)，其中所述波纹隔膜(400，410，500，510)的直径小于1cm，优选地，小于20mm，最优选地，小于4mm。

6.根据前述权利要求中任一项所述的传感器设备(2000)，其中所述波纹隔膜(400，410，500，510)的材料包括金属片，其中所述金属片优选地由金和/或镍和/或钛和/或不锈钢制成。

7.根据权利要求6所述的传感器设备(2000)，其中所述金属片通过溅射工艺和/或真空沉积工艺和/或电镀工艺制成。

8.根据前述权利要求中任一项所述的传感器设备(2000)，其中所述第一空腔的第一体积和所述第二空腔的第二体积被配置为具有相似尺寸，以使由于所述液压流体的热膨胀而导致的所述传感器设备的热漂移最小。

9.根据前述权利要求中任一项所述的传感器设备(2000)，其中所述外壳框架由陶瓷板(200，250，300，350)的堆叠构建，每个陶瓷板包括孔(255，305，355)，以用于构建相应空腔。

10.根据前述权利要求中任一项所述的传感器设备(2000)，其中所述感测元件(100)被安装在所述陶瓷板(200，250，300，350)的堆叠中的所述陶瓷板(200)中的一个陶瓷板的孔处。

11.一种用于制造波纹隔膜(400，410，500，510)的方法，包括：

对金属衬底的两侧进行光刻以构建具有结构化表面的衬底，以通过保形涂层工艺限定所述波纹隔膜(400，410，500，510)的波纹；

利用第一金属片以保形方式涂覆具有结构化表面的所述衬底的两侧；

从所述金属衬底的背侧移除所述至少一个第一金属片；

从所述金属衬底的前侧的所述至少第一金属片移除在从所述金属衬底的所述背侧移除所述至少第一金属片之后暴露的所述金属衬底，以构建所述波纹隔膜(400，410，500，510)。

12.根据权利要求11所述的方法，包括：

对环形通道(520)进行激光加工，所述环形通道(520)在所述金属衬底内被光刻以限定所述波纹隔膜的所述波纹，以用于使所述环形通道(520)的拐角平滑。

13.根据权利要求10或11所述的方法，其中所述第一金属片和/或任何附加的金属片通过电镀工艺进行保形涂覆。

14.一种用于密封传感器设备(2000)的空腔的方法，所述传感器设备(2000)用于确定液体介质或气体介质中的压力差，其中所述传感器设备(2000)包括具有用于向所述空腔提供液压流体的填充孔(460，560)的波纹隔膜(400，410，500，510)，所述方法包括：

将所述传感器设备(2000)置于填充腔室中，以用于向所述空腔填充所述液压流体，其中所述填充腔室由液压流体填满以完全覆盖所述传感器设备(2000)；

提供金属塞(700，750)，所述金属塞(700，750)被配置为密封所述波纹隔膜(400，410，500，510)的所述填充孔(460，560)；

使用热超声键合工艺将所述金属塞(700，750)键合到所述波纹隔膜(400，410，500，510)的所述填充孔(460，560)，以密封所述传感器设备(2000)的所述空腔。

15.根据权利要求14所述的方法，其中所述金属塞(700，750)包括铜线，所述铜线利用焊料镀锡。

Images