CN214431791U - Mems开关、电子装置以及电子香烟 - Google Patents

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Abstract

本公开的实施例涉及MEMS开关、电子装置以及电子香烟。一种MEMS开关，可由流体致动，包括：压电压力传感器；板，具有面和贯通孔，其中，压电压力传感器被固定到板的面，并且压电压力传感器包括：半导体材料的芯片，芯片具有覆盖贯通孔的贯通腔，并且贯通腔与贯通孔流体连接，以及敏感膜，在贯通腔之上延伸，并且敏感膜具有第一表面和第二表面；以及支撑壁，被配置为将板固定在分隔壁的开口中，分隔壁使第一空间和第二空间彼此相互分开，其中，敏感膜的第一表面面向第一空间，并且敏感膜的第二表面面向第二空间。根据本公开，提供了一种可由流体致动的MEMS开关。

Description

MEMS开关、电子装置以及电子香烟
技术领域
本公开涉及一种可由流体(诸如，空气)致动并且可特别用于激活吸入器装置(诸如，电子香烟)的防水开关。
背景技术
具体地，在下面的描述中，将参照在电子香烟中使用的接通/关断开关，但是该开关也可以有利地应用于不同类型的吸入器(例如，用于睡眠呼吸暂停检测的连续气道正压(CPAP)设备)、防污染口罩、用于检测空气或者其他流体的泄漏的装置(在工业领域中采用)以及一般地，汽车行业。
众所周知，吸入器是使得能够使用生物的呼吸系统来吸入流体(例如，包括尼古丁的空气、空气或者包括药物或者其他物质的气雾剂，用于医学或者兽医用途)的装置。
在这些设备中，特别是在不连续使用的情况下，通常提供单独的接通/关断设备。例如，在电子香烟中，通常存在始终是激活的加速度计，其等待用于唤醒其余组部件的特征信号(例如，使用手指的轻击的序列，所谓的连续轻击)。具体地，当加速度计识别到由用户的手指引起的轻击序列时，加速度计生成用于电路的激活信号，该电路控制包含在电子香烟中的合适的液体溶液的蒸发但不会燃烧物质。
为此，电子香烟包括蒸发室或者雾化器，该汽化室或者雾化器包括例如成形为绕组(并且因此，通常被称为线圈)的电阻，该电阻在由电池供电时直接或者间接地对液体溶液进行加热，从而使液体溶液蒸发。
为了激活线圈，商业化可用的电子香烟可以包括：局部压力传感器，测量蒸发室内的压力；环境压力传感器(气压计)，测量外部环境的压力；以及比较由传感器生成的信号的电路，以确定用户吸入空气的时间。
此外，电子香烟通常设置有在香烟准备就绪时发出信号的指示灯(诸如，LED)，并且可以设置有在检测到吸气时亮起的尾端件，从而模拟传统香烟燃烧的典型红色，以再现传统吸烟的感觉以及光学上的感觉。
在图1至图3中图示了用于激活所指示的类型的电子香烟的电路的示例。
详细地，图1至图3示出了电子香烟1，该电子香烟1具有壳体2，该壳体2沿笛卡尔坐标系XYZ的第一轴线Y具有较大的尺寸(长度)，并且横截面面积(在平行于笛卡尔平面XZ的平面中)小于长度。壳体2 包括管状部3和吸气部4，该管状部3和吸气部4沿第一轴线Y彼此相邻地(prosecution)布置并且在此具有相同的横截面，例如，圆形的、矩形的或者椭圆形的。
吸气部4在面向管状部3的第一端敞开，并且具有由端壁4A(图3) 封闭的第二端，该端壁4A设置有在图3中用虚线示出的吸气开口4B，以使吸烟者能够吸气。
管状部3在两端敞开，并且通过分隔壁7而在内部分为第一部分5 和第二部分6，该分隔壁7横向于管状部3(通常平行于笛卡尔平面XZ) 延伸。
管状部3的第一部分5被布置在吸气部4附近，并且与吸气部4一起形成蒸发室8，该蒸发室8容纳：槽9、由槽9包围的空气通道10和靠近分隔壁7的被布置在槽9与空气通道10之间的加热器11。第一间隙12在管状部3的整个截面区域中在分隔壁7与槽9的底部之间延伸，并且与空气通道10流体连接。为管形的第二间隙15布置在管状部3的第一部分5的壁与槽9之间，第二间隙15与第一间隙12流体连接，并且在管状部3和吸气部4的相互面向的端部处向外敞开。第二间隙15、第一间隙12和空气通道10形成用于通过在吸气部4的端壁4A中的吸气开口4B而吸入的空气的流体路径(由箭头A指示的)。
空气通道10和槽9通过一个或多个孔16连接，该一个或多个孔16 允许在槽9中的流体朝向加热器11渗透，在该加热器11处，该流体被蒸发并且与吸入的空气混合。未图示的海绵体区域或者织物可以被布置在加热器11附近，以促进液体离开槽9并且蒸发。在未图示的变型中，空气通道10不是与槽9在物理上分开的通道，但是槽9在底部具有面向第一间隙12的孔，以使空气能够通过槽9，从而与蒸发的物质混合，以创建虚拟通道。
如下面详细说明的，管状部3的第二部分5形成开放式室17，该开放式室17容纳相对于壳体2纵向布置的板18，并且承载电子部件20至 23。
具体地，电子部件20至23包括控制单元20，例如，ASIC或者微控制器、加速度计21、环境压力传感器22和内部压力传感器23。管状部3的第二部分5还容纳电池24，示意性地示出该电池24并且该电池 24电耦合至电子部件20至23(未示出)以用于电子部件20至23的电源。
此外，如下文解释的，控制单元20电耦合至所有其他电子部件21 至23以及加热器11(未示出)，以便接收检测到的移动和压力信号以及控制加热器11的操作。
环境压力传感器22对存在于开放式室17中的压力敏感，并且因此，测量在外部环境中的压力。
内部压力传感器23面向由通道壁37界定的检测通道26，该通道壁 37从分隔壁7朝向管状部3的第二部分6的内部延伸。通道壁37具有开口并且包围内部压力传感器23，管状壁38的一部分从该开口延伸到板。密封垫圈27布置在内部压力传感器23与管状壁38的该部分之间，从而将吸入的空气的流体路径和内部压力传感器23的敏感部分与开放式室17密封。此外，凝胶质量块覆盖内部压力传感器23以允许内部压力传感器23检测在第一间隙12中的压力并且保护其免受离开槽9的液体的任何可能的泄漏的影响。
电子香烟1如下进行操作。加速度计21始终接通，并且保持等待以识别由用户引起的激活序列，例如，在电子香烟1上的一系列轻击。
在检测到轻击时，加速度计21将对应的信号发送至控制单元20，在识别到特定的激活序列时，该控制单元20接通其他部件，特别是环境压力传感器22和内部压力传感器23。如果设想的话，则控制单元20接通LED以发出电子香烟1准备好的信号。
当用户开始通过在吸气部4的端壁处的吸气开口4B吸气时，沿由箭头A指示的路径从外部吸入空气，空气进入在管状部3与吸气部4之间的进气开口，并且沿由第二间隙15、第一间隙12和空气通道10形成的流体路径行进。因此，在检测通道26中创建了负压。面向检测通道 26的内部压力传感器23检测到负压，并且针对控制单元20生成对应的信号。控制单元20基于在内部压力传感器23与环境压力传感器22的信号的差异来识别吸气和激活加热器11。因此，控制单元20将来自槽9 的液体(可能浸入未示出的海绵体区或者织物中)进行加热并且使其蒸发，从而使其与吸入的空气混合。
该操作方案有点复杂并且涉及高功耗，因为较高数量的部件和加速度计21始终接通。此外，其具有不可忽略的成本。
美国专利10,334,887描述了一种雾化器，其设置有单个传感器，该单个传感器沿吸入的空气的流体路径布置并且能够检测由吸气产生的负压。在检测到负压时，传感器(由电阻式或者电容式类型的应变仪形成的)生成发送至控制对加热器的电力供应的控制器的触发信号。
该解决方案部分地解决了上面提到的成本问题，因为其仅使用一个传感器，而没有消耗问题，因为传感器必须始终打开并通电以检测存在于流体路径中的压力。
实用新型内容
因此，本公开的目的是提供一种克服现有技术的缺点的设备。
根据本公开的一方面，提供了一种MEMS开关，可由流体致动，包括：压电压力传感器；板，具有面和贯通孔，其中，压电压力传感器被固定到板的面，并且压电压力传感器包括：半导体材料的芯片，芯片具有覆盖贯通孔的贯通腔，并且贯通腔与贯通孔流体连接，以及敏感膜，在贯通腔之上延伸，并且敏感膜具有第一表面和第二表面；以及支撑壁，被配置为将板固定在分隔壁的开口中，分隔壁使第一空间和第二空间彼此相互分开，其中，敏感膜的第一表面面向第一空间，并且敏感膜的第二表面面向第二空间。
根据一个或多个实施例，敏感膜包括压电堆叠，压电堆叠包括底电极区、压电区和顶电极区。
根据一个或多个实施例，压电堆叠具有圆形形状、环形形状、具有多个扇区的圆形形状或者具有多个扇区的环形形状。
根据一个或多个实施例，压电堆叠包括彼此相邻但不接触的多个串联连接的扇区，其中，多个扇区中的第一扇区的顶电极部分被电耦合至与第一扇区相邻的第二扇区的底电极部分，第一扇区的底电极部分和多个扇区中的最后一个扇区的顶电极部分被耦合至压电压力传感器的外部端子。
根据一个或多个实施例，支撑壁具有管状形状，支撑壁包围压电压力传感器并且具有第一端和第二端，支撑壁的第一端被接合至板的面，并且支撑壁的第二端具有被配置为被密封地耦合至分隔壁的保持部件。
根据一个或多个实施例，保持部件包括在支撑壁中的凹槽，并且密封垫圈被定位在凹槽内。
根据一个或多个实施例，MEMS开关还包括：凝胶层，在由支撑壁限定的空间内，凝胶层涂覆压电压力传感器和板的面。
根据一个或多个实施例，MEMS开关还包括：控制单元，被接合至板的面，控制单元被电耦合至压电压力传感器，并且被配置为检测压电压力传感器的敏感膜的变形。
根据一个或多个实施例，MEMS开关还包括：气压传感器，被接合至板的面。
根据一个或多个实施例，气压传感器是MEMS传感器，包括以下项中的至少一项：电容式传感器、电阻式传感器或者应变仪。
根据本公开的另一方面，提供了一种电子装置，包括：壳体；壁，将壳体分为第一室和第二室；以及MEMS开关，包括：压电压力传感器；板，具有面和贯通孔，其中，压电压力传感器被固定到板的面，并且压电压力传感器包括：半导体材料的芯片，芯片具有覆盖贯通孔的贯通腔，并且贯通腔与贯通孔流体连接，以及敏感膜，在贯通腔之上延伸，并且敏感膜具有第一表面和第二表面；以及支撑壁，被配置为将板固定在分隔壁的开口中，分隔壁使第一空间和第二空间彼此相互分开，其中，敏感膜的第一表面面向第一空间，并且敏感膜的第二表面面向第二空间，其中，装置被配置为检测流体的不连续通过。
根据一个或多个实施例，敏感膜包括压电堆叠，压电堆叠包括底电极区、压电区和顶电极区。
根据一个或多个实施例，压电堆叠具有圆形形状、环形形状、具有多个扇区的圆形形状或者具有多个扇区的环形形状。
根据一个或多个实施例，支撑壁具有管状形状，支撑壁包围压电压力传感器并且具有第一端和第二端，支撑壁的第一端被接合至板的面，并且支撑壁的第二端被配置为被密封地耦合至分隔壁。
根据一个或多个实施例，支撑壁的第二端包括凹槽，并且密封垫圈被定位在凹槽内。
根据一个或多个实施例，电子装置还包括：凝胶层，在由支撑壁限定的空间内，凝胶层涂覆压电压力传感器和板的面。
根据一个或多个实施例，电子装置还包括：控制单元，被接合至板的面，控制单元被电耦合至压电压力传感器，并且控制单元被配置为检测压电压力传感器的敏感膜的变形。
根据本公开的额外方面，提供了一种电子香烟，包括：壳体；壁，将壳体分为第一室和第二室；以及MEMS开关，包括：压电压力传感器；板，具有面和贯通孔，其中，压电压力传感器被固定到板的面，并且压电压力传感器包括：半导体材料的芯片，芯片具有覆盖贯通孔的贯通腔，并且贯通腔与贯通孔流体连接，以及敏感膜，在贯通腔之上延伸，并且敏感膜具有第一表面和第二表面；以及支撑壁，被配置为将板固定在分隔壁的开口中，分隔壁使第一空间和第二空间彼此相互分开，其中，敏感膜的第一表面面向第一空间，并且敏感膜的第二表面面向第二空间。
根据一个或多个实施例，电子香烟还包括：凝胶层，在由支撑壁限定的空间内，凝胶层涂覆压电压力传感器和板的面。
根据一个或多个实施例，电子香烟还包括：控制单元，被接合至板的面，控制单元被电耦合至压电压力传感器，并且控制单元被配置为检测压电压力传感器的敏感膜的变形。
根据本公开，如所附权利要求书定义的，提供了一种可由流体致动的MEMS开关。
附图说明
为了更好地理解本公开，现在参照附图仅通过非限制性示例的方式描述其实施例，其中：
图1是已知的电子香烟的侧视图；
图2是图1的电子香烟的一部分的沿图3中的截面线II-II截取的横截面；
图3是图1的电子香烟的沿图2中的截面线III-III截取的纵截面；
图4是根据一个实施例的包括本开关的香烟的一部分的横截面；
图4a示出了图4的放大的细节；
图5是根据另一实施例的包括本开关的香烟的一部分的横截面；
图6A至图6E是在图4和图5的开关中的压电传感器的可能实施例的顶视图；
图7以顶视图示出了图6C至图6E的压电传感器的敏感部分的可能连接；
图8是图6C至图6E的压电传感器的电连接图；
图9是图6A至图6C的压电传感器的沿图7中的截面线IX-IX截取的横截面；以及
图10是图6A至图6C的压电传感器的沿图7中的截面线X-X截取的横截面。
具体实施方式
图4示出了具有在图1至图3中图示的一般结构、并且包括根据本公开的开关的电子香烟101的一部分。因此，在附图中未再现电子香烟的总体结构，并且电子香烟的与参照图1和图3描述的那些部分相似的部分由增加了100的附图标记表示。
同样在此处，电子香烟101在平行于笛卡尔坐标系XYZ的第一轴线 Y的方向上具有细长形状，并且包括与图1所示吸气部4相似的吸气部 (未图示)和容纳开关100的管状部103。具体地，图4示出了管状部 103的一部分。
如在图1至图3中，分隔壁107横向于管状部103延伸，并且在内部将管状部103分为第一部分105和第二部分106。
与图2和图3相似，管状部103的第一部分105被设计为容纳槽、空气通道、加热器(在图4中未图示，与图2至图3的对应部件相似)，并且形成间隙112(与图2至图3所示第一间隙12相似)，以及第二部分106形成开放式室117并且容纳检测通道126。开放式室117设计为容纳电池119和开关100，开关100面向检测通道126。
在所图示的实施例中，开关100包括板118，该板118平行于电子香烟103的纵向方向(平行于笛卡尔坐标系XYZ的平面YZ)延伸，并且在其面118A上承载压电压力传感器130和控制单元120。
通道壁137从分隔壁107朝向管状部103的第二部分106的内部延伸，并且界定出检测通道126。通道壁137具有面向板118的开口136。管状壁138从开口136朝向板118延伸，并且经由支撑壁133固定到板 118。
在图4的实施例中，支撑壁133具有大致管状的形状，具有为例如，圆形、椭圆形或者多边形的横截面，支撑壁133包围压电压力传感器130 和控制单元120，并且界定大约等于板118的面积的区域。支撑壁133 在其第一端固定到板118的面118A，并且在其第二端部分地插入在管状壁138中。在所图示的实施例中，在支撑壁133的第二端附近，支撑壁 133具有凹槽134，该凹槽134周向地延伸、在支撑壁133外部并且容纳密封垫圈135。按照这种方式，确保了开放式室117相对于检测通道126 的密封。
然而，图示的布置仅是纯粹示例性的，并且支撑壁133可以通过其他保持解决方案固定到管状壁138或者直接固定到开口136，例如，通过快动作，利用不同地布置的垫圈元件。
使用MEMS技术来制造压电压力传感器130，并且压电压力传感器 130包括半导体材料(诸如，硅)的芯片139，该芯片139具有固定有膜 142的上表面139A和通过胶层141固定到板118的下表面139B。芯片 139具有在其整个厚度上延伸的腔140。胶层141在腔140处具有第一开口143并且与该第一开口143对准。膜142悬在腔140之上，并且具有朝向检测通道126的第一面142A和朝向腔140的第二面142B。压电压力传感器130的腔140面对板118的第二开口144(也是贯穿的开口)，使得腔140与开放式室117流体连接。
控制单元120与压电压力传感器130并排布置，通过胶层145在板 118的面118A上接合至板118，并且控制单元120由ASIC(专用集成电路)形成；控制单元120通过第一导线146连接至压电压力传感器130，并且通过第二导线147连接至板118的导电区(未图示)。
按照已知的方式并且未示出，板118可以由电绝缘材料制成的标准印刷电路板形成，并且板118可以包括用于与以下项电连接的导电区(未示出)：控制单元120(如上面指示的)、电池119和加热器(未示出)。
板118在其面118A上被凝胶质量块150覆盖，该凝胶质量块150 还包围压电压力传感器130和控制单元120，从而防止由电子香烟101 蒸发的任何液滴接触电子部件并且损坏它们。凝胶质量块150具有比膜 142更高的弹性，但是不可压缩，以便将存在于检测通道126中的、并且因此存在于间隙112中的压力传递至膜142。
因此，膜142在其第一面142A上经受存在于检测通道126中的压力，并且在其第二面142B上经受环境压力。
膜142(还参见图4a)基本上由例如，外延生长的多晶硅制成的支撑层151和布置在支撑层151上的压电堆叠152形成。
压电堆叠152包括由绝缘材料(例如，氮化铝(AlN))制成的核心区156、例如由钼(Mo)制成的底电极区153、例如由氮化铝(AlN) 制成的压电区154和例如由钼(Mo)制成的顶电极区155。
如下面参照图9讨论的，除了要提供电连接的位置之外，例如由氮化铝(AlN)制成的钝化层171覆盖顶电极区155，并且横向覆盖压电堆叠152。
此外，图4a示出了通过多晶硅过孔165的在支撑层151与芯片139 之间的可能电连接，该多晶硅过孔165从支撑层151延伸穿过形成在覆盖芯片139的上表面139A的氧化物层167中的连接开口166。
在图4a中，芯片139可以具有介于50μm与5000μm之间的厚度，例如，1000μm，氧化物层167可以具有介于20nm与1μm之间的厚度，例如，500nm；支撑层151可以具有介于2与20之间的厚度，例如，10μm；核心区156可以具有介于4nm与50nm之间的厚度，例如，35nm；底电极153可以具有介于50nm与200nm之间的厚度，例如，100nm；压电区154可以具有介于0.1μm与5μm之间的厚度，例如，1μm；顶电极155可以具有介于50nm与500nm之间的厚度，例如，100nm；以及钝化层171可以具有介于50nm与1000nm之间的厚度，例如，100nm。
在使用中，当电子香烟101是未激活的时，其吸收极低的电流，这是因为仅控制单元120的较小的输入部被接通，加热器(未示出)关断，并且压电压力传感器130未通电。此外，在这种情况下，在膜142的两个面142A和142B上的压力大约相同，以及压电堆叠152处于静止的、无应力的位置，并且不生成任何电信号。当吸烟者吸气时，引起空气根据图2中的箭头A流动，在检测通道126中创建负压。因此，在膜142 的两个面142A和142B之间建立了压差，并且引起膜142的变形以及通过压电区154生成电荷(即，电流)。该电流被供应到控制单元120。当控制单元120从压电压力传感器130接收到电流时，控制单元120接通并且激活加热器(未示出)，从而实现电子香烟101的操作。
因此，具有单个压电传感器并且利用压电材料的能力来在变形时生成电流，而不需要任何电力供应的开关100使得能够接通香烟，该香烟仅在检测到用户吸气时开始大量地从电池119吸收电流。
图5示出了还允许精确地测量存在于检测室126中的负压的开关200。
关于图4的开关100，开关200包括承载压电压力传感器和控制单元的板，因此，该压电压力传感器和控制单元分别再次由附图标记130 和120表示。另外，图5的开关200包括布置在板118上、并且也使用 MEMS技术来制造的气压传感器230。
为了促进理解，在图5的开关200中，压电压力传感器130的芯片 139、膜142、腔140和胶层141在下文中将被称为第一芯片139、第一膜142、第一腔140和第一胶层141。
可以在适合于精确地检测压差的任何方式中制造气压传感器230。例如，其可以是电容式类型、压阻式类型、应变仪等。
气压传感器230包括例如由半导体材料(诸如，硅)制成的第二芯片239，该第二芯片239具有上表面239A和下表面239B。经由第二胶层241，第二芯片239在其下表面239B处固定到板118，并且第二芯片 239具有第二腔204，该第二腔204在第二芯片239的上表面239A之下、并且平行于第二芯片239的上表面239A延伸。布置在上表面239A与第二腔204之间的第二芯片239的部分形成第二膜242。第二腔204是埋入型的，并且通过孔231连接至在第二胶层241中的第三开口243和在板118中的第四开口244，该孔231从第二芯片239的下表面239B延伸到第二腔204。孔231具有比第二腔204小得多的直径。
此外，通过第三导线246，第二芯片239连接至控制单元120，并且还由凝胶质量块150包围。
气压传感器230在检测存在于检测室126与开放式室117之间的压差时具有高精确度，并且输出精确的压差信号，该压差信号被提供到开关200的控制单元120。因此，该精确的信号可以由开关200的控制单元120用于输出精确的流动信息，以及可能出于调整目的而控制额外部件。在此处，具有不可忽略的电流消耗的气压传感器200可以仅在压电传感器130已经激活控制单元120之后，由控制单元120激活，因此，仅在压电开关130已经检测到吸气或者一般地，已经检测到空气流动(诸如，引起膜142的变形)的存在之后限制其消耗。
当在医疗类型的吸入装置中、或者在用于检测工业环境中的压力损失的传感器中使用开关200时，上述解决方案是特别有利的，在此处，除了激活或者去激活电子电路之外，还期望开关也能够监测在检测室 126中产生的压力变化的值，然而在未激活的条件下不进行电流吸收。
图6A至图6E示出了压电压力传感器130的膜142的不同的可能形状。
在图6A中，在顶视图中，芯片139具有正方形形状，支撑层151 具有拥有第一直径的圆形形状，以及压电堆叠152也具有圆形形状，压电堆叠152与支撑层151同心并且具有比支撑层151更小的直径。
在图6B中，支撑层151再次具有拥有第一直径的圆形形状，以及压电堆叠152具有环形形状，压电堆叠152与支撑层151同心并且具有小于支撑层151的最大直径。
在图6C中，支撑层151再次具有拥有第一直径的圆形形状，以及压电堆叠152由相邻布置的4个圆形扇区157形成，具有大致圆形的总体形状，具有比支撑层151更小的直径。
在图6D中，压电堆叠152由并排布置的4个环形扇区158形成，以便具有大致环形的形状，其中，最大直径等于支撑层151。
在图6E中，压电堆叠152由并排布置的4个环形扇区159形成，以便具有大致环形的形状，其中，最大直径小于支撑层151。
对于图6E的压电压力传感器130，仅通过示例的方式，如在图7至图9中示出的，图6C至图6E的压差传感器130的圆形扇区157和环形扇区159可以串联连接(如在图7至图9中示出的)。
详细地，在图7中，环形扇区159被称为第一环形扇区159.1、第二环形扇区159.2、第三环形扇区159.3和第四环形扇区159.4，它们按照由相应编号指示的连续性并排布置。除了第一个环形扇区159.1和最后一个环形扇区159之外，连接区160在相邻的环形扇区之间延伸。四个环形扇区通过第一导电区161.1和第二导电区161.2连接至相应的第一接触焊盘162.1和第二接触焊盘162.2。
如下面参照图9解释的，在两个相邻的环形扇区159之间的连接区160被配置为将环形扇区159.1、159.2、159.3的底电极区(图3或者图 4中的153)与相邻环形扇区159.2、159.3、159.4的顶电极区155电连接。按照这种方式，还参见图8，在电力上可以被表示为电容器C1至 C4的环形扇区159.1至159.4在第一端子(例如，与第一接触焊盘162.1 对应)与第二端子(例如，与第二接触焊盘162.2对应)之间相互串联连接，该第一端子接地，该第二端子输出与由压电压力传感器130在如上文所述的那样检测到负压时产生的电流相关的电压Vo。
按照这种方式，获得了总电容C的最大化与输出电压Vo之间的最佳折衷。
图9示出了在两个相邻的环形扇区(例如，第一环形扇区159.1和第二环形扇区159.2)之间的连接区160的实施例。
在图9中，形成堆叠142的层的部分在支撑层151上延伸。如可以注意到的，核心区156的部分和底电极区153的部分(具有相同形状) 从压电区154和顶电极区155的相应部分突出，钝化层171在膜142的整个表面上延伸，并且在第二环形扇区159.2的底电极区153的突出部分处以及在第一环形扇区159.1的顶电极部分155上具有开口172。连接区160在钝化层171之上延伸，并且在开口172处直接接触第二环形扇区159.2的底电极区153和第一环形扇区159.1的顶电极区155。
连接区160是由导电材料制成的，通常是金属，例如，TiW/Au。
图10示出了导电区161.1、161.2的实施例(该图具体涉及第一导电区161.1，但是第二导电区161.2的结构相同)。具体地，导电区161.1、 161.2形成在底电极区153的相同层(在此处被标识为底电极层180)中作为其延续。此外，在此处，核心区156的各个部分也在导电区161.1、 161.2之下延伸，但是导电区161.1、161.2被钝化层171覆盖。
最后，清楚的是：可以对本文所描述的并且示出的开关进行修改和改变，但是不脱离本公开的如在所附权利要求书中限定的范围。例如，可以组合所描述的各种实施例以提供进一步的解决方案。
另外，压电压力传感器的敏感部分的形状可以发生变化。此外，图 6C至图6E所示压差传感器130的圆形扇区157和环形扇区159的数量也可以不是四个。
该开关可以用于不同于所描述的电子香烟的吸入装置或者漏气检测装置。
可以组合上面描述的各种实施例以提供进一步的实施例。根据上面详细描述的描述，可以对实施例进行这些以及其他改变。通常，在下面的权利要求书中，所使用的术语不应该被解释为将权利要求书限制为在本说明书和权利要求书中所公开的具体实施例，而是应该被解释为包括所有可能实施例以及这种权利要求书授权的等效物的全部范围。因此，权利要求书不受本公开的限制。

Claims (20)

1.一种MEMS开关，可由流体致动，其特征在于，包括：
压电压力传感器；
板，具有面和贯通孔，其中，所述压电压力传感器被固定到所述板的所述面，并且所述压电压力传感器包括：
半导体材料的芯片，所述芯片具有覆盖所述贯通孔的贯通腔，并且所述贯通腔与所述贯通孔流体连接，以及
敏感膜，在所述贯通腔之上延伸，并且所述敏感膜具有第一表面和第二表面；以及
支撑壁，被配置为将所述板固定在分隔壁的开口中，所述分隔壁使第一空间和第二空间彼此相互分开，其中，所述敏感膜的所述第一表面面向所述第一空间，并且所述敏感膜的所述第二表面面向所述第二空间。
2.根据权利要求1所述的MEMS开关，其特征在于，所述敏感膜包括压电堆叠，所述压电堆叠包括底电极区、压电区和顶电极区。
3.根据权利要求2所述的MEMS开关，其特征在于，所述压电堆叠具有圆形形状、环形形状、具有多个扇区的圆形形状或者具有多个扇区的环形形状。
4.根据权利要求2所述的MEMS开关，其特征在于，所述压电堆叠包括彼此相邻但不接触的多个串联连接的扇区，其中，所述多个扇区中的第一扇区的顶电极部分被电耦合至与所述第一扇区相邻的第二扇区的底电极部分，所述第一扇区的底电极部分和所述多个扇区中的最后一个扇区的顶电极部分被耦合至所述压电压力传感器的外部端子。
5.根据权利要求1所述的MEMS开关，其特征在于，所述支撑壁具有管状形状，所述支撑壁包围所述压电压力传感器并且具有第一端和第二端，所述支撑壁的所述第一端被接合至所述板的所述面，并且所述支撑壁的所述第二端具有被配置为被密封地耦合至所述分隔壁的保持部件。
6.根据权利要求5所述的MEMS开关，其特征在于，所述保持部件包括在所述支撑壁中的凹槽，并且密封垫圈被定位在所述凹槽内。
7.根据权利要求1所述的MEMS开关，其特征在于，还包括：凝胶层，在由所述支撑壁限定的空间内，所述凝胶层涂覆所述压电压力传感器和所述板的所述面。
8.根据权利要求1所述的MEMS开关，其特征在于，还包括：控制单元，被接合至所述板的所述面，所述控制单元被电耦合至所述压电压力传感器，并且被配置为检测所述压电压力传感器的所述敏感膜的变形。
9.根据权利要求1所述的MEMS开关，其特征在于，还包括：气压传感器，被接合至所述板的所述面。
10.根据权利要求9所述的MEMS开关，其特征在于，所述气压传感器是MEMS传感器，包括以下项中的至少一项：电容式传感器、电阻式传感器或者应变仪。
11.一种电子装置，其特征在于，包括：
壳体；
壁，将所述壳体分为第一室和第二室；以及
MEMS开关，包括：
压电压力传感器；
板，具有面和贯通孔，其中，所述压电压力传感器被固定到所述板的所述面，并且所述压电压力传感器包括：
半导体材料的芯片，所述芯片具有覆盖所述贯通孔的贯通腔，并且所述贯通腔与所述贯通孔流体连接，以及
敏感膜，在所述贯通腔之上延伸，并且所述敏感膜具有第一表面和第二表面；以及
支撑壁，被配置为将所述板固定在分隔壁的开口中，所述分隔壁使第一空间和第二空间彼此相互分开，其中，所述敏感膜的所述第一表面面向所述第一空间，并且所述敏感膜的所述第二表面面向所述第二空间，
其中，所述装置被配置为检测流体的不连续通过。
12.根据权利要求11所述的电子装置，其特征在于，所述敏感膜包括压电堆叠，所述压电堆叠包括底电极区、压电区和顶电极区。
13.根据权利要求12所述的电子装置，其特征在于，所述压电堆叠具有圆形形状、环形形状、具有多个扇区的圆形形状或者具有多个扇区的环形形状。
14.根据权利要求11所述的电子装置，其特征在于，所述支撑壁具有管状形状，所述支撑壁包围所述压电压力传感器并且具有第一端和第二端，所述支撑壁的所述第一端被接合至所述板的所述面，并且所述支撑壁的所述第二端被配置为被密封地耦合至所述分隔壁。
15.根据权利要求14所述的电子装置，其特征在于，所述支撑壁的所述第二端包括凹槽，并且密封垫圈被定位在所述凹槽内。
16.根据权利要求11所述的电子装置，其特征在于，还包括：凝胶层，在由所述支撑壁限定的空间内，所述凝胶层涂覆所述压电压力传感器和所述板的所述面。
17.根据权利要求11所述的电子装置，其特征在于，还包括：控制单元，被接合至所述板的所述面，所述控制单元被电耦合至所述压电压力传感器，并且所述控制单元被配置为检测所述压电压力传感器的所述敏感膜的变形。
18.一种电子香烟，其特征在于，包括：
壳体；
壁，将所述壳体分为第一室和第二室；以及
MEMS开关，包括：
压电压力传感器；
板，具有面和贯通孔，其中，所述压电压力传感器被固定到所述板的所述面，并且所述压电压力传感器包括：
半导体材料的芯片，所述芯片具有覆盖所述贯通孔的贯通腔，并且所述贯通腔与所述贯通孔流体连接，以及
敏感膜，在所述贯通腔之上延伸，并且所述敏感膜具有第一表面和第二表面；以及
支撑壁，被配置为将所述板固定在分隔壁的开口中，所述分隔壁使第一空间和第二空间彼此相互分开，其中，所述敏感膜的所述第一表面面向所述第一空间，并且所述敏感膜的所述第二表面面向所述第二空间。
19.根据权利要求18所述的电子香烟，其特征在于，还包括：凝胶层，在由所述支撑壁限定的空间内，所述凝胶层涂覆所述压电压力传感器和所述板的所述面。
20.根据权利要求18所述的电子香烟，其特征在于，还包括：控制单元，被接合至所述板的所述面，所述控制单元被电耦合至所述压电压力传感器，并且所述控制单元被配置为检测所述压电压力传感器的所述敏感膜的变形。
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