KR101208442B1 - 후면 감지 및 하나의 ａｓｉｃ을 이용한 차동 압력 측정방법 - Google Patents

후면 감지 및 하나의 ａｓｉｃ을 이용한 차동 압력 측정방법 Download PDF

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필립 아이. 레인
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Abstract

감지되는 매체를 검출하고, 각각 후면 및 전면을 가지며 해당하는 복수의 변화하는 압력에 각각 결합되는 복수의 압력 감지 다이를 구비한 절대 압력 센서를 포함하는 차동 압력 센서 시스템 및 방법이 개시된다. 상기 감지되는 매체는 압력 감지 다이의 상기 후면에만 인가되어, 상기 압력 센서 다이의 상기 전면과 결합된 와이어 본드 및 활성 영역이 감지되는 매체에 노출되는 것을 방지하고 상기 감지되는 매체와 관련된 산(acid) 및 부식성 화학물로부터 공격받는 것을 방지한다.

Description

후면 감지 및 하나의 ＡＳＩＣ을 이용한 차동 압력 측정 방법{DIFFERENTIAL PRESSURE MEASUREMENT USING BACKSIDE SENSING AND A SINGLE ASIC}
[관련 출원에 대한 참조]
본 특허출원은 USC 119(e) 하에서 "압력 센서 방법 및 시스템{Pressure Sensor Methods and System)"의 명칭을 갖고 2004년 7월 2일에 출원된 가특허출원 제60/584,976호에 대한 우선권 주장을 수반하며, 그 개시 내용은 본 명세서에 의해 원용된다.
실시예는 일반적으로 센서 방법 및 시스템에 관한 것이다. 또한, 실시예는 압력 센서에 관한 것이다. 또한, 실시예는 감지 다이(sense die)를 구비하는 절대 압력 센서를 포함한, 미세가공된 압력 센서에 관한 것이다. 또한, 실시예는 배기 배압 센서(exhaust back pressure sensor)에 관한 것이다.
미세가공된 많은 절대 압력 센서들은 실리콘 감지 다이의 재료 제거면을 글라스에 실장함으로써 기능한다. 이러한 방법은 절대 압력 센서를 구현할 수 있다. 일반적으로, 절대 압력 센서는 격판(diaphragm)의 일면 상에 밀봉된 기체 또는 진공 체적을 가질 수 있으며, 상기 격판의 타면은 감지되는 유체에 노출된다.
종래의 절대 압력 센서에 대한 일례는 그레고리 D. 파커(Gregory D. Parker)가 출원하고 "후면에 밀폐형 커버를 갖는 미세가공된 실리콘 절대 압력 센서 및 그 제조 방법(AN ABSOLUTE MICROMACHINED SILICON PRESSURE SENSOR WITH BACKSIDE HERMETIC COVER AND METHOD OF MAKING THE SAME )"의 명칭을 가지고 2003년 8월 7일 특허협력조약(PCT)하에서 발행된 국제특허공개공보 WO/064989 A1에 개시된다. 국제특허공개공보 WO/064989 A1은 본 명세서에 원용되며, 저항성 또는 압전저항성 스트레인 게이지, 전도성 트레이스, 와이어 본드 패드, 및 기타 전기 소자를 미세가공된 실리콘 다이 상에 제공하는 미세가공된 압력 센서 구조를 일반적으로 설명한다.
이와 같은 종래의 절대 압력 센서의 배치 및 관계가 갖는 문제점은 감지 다이의 와이어 본드 패드와 활성 영역은 감지되는 매체를 대면하면서 단말된다는 것이다. 배출 가스는 시간이 흐름에 따라 보호 젤을 침투하고 감지 다이 및 그 와이어 본딩을 공격할 수 있는 산(acid) 및 기타 다른 화학품을 함유한다. 더하여, 종래의 절대 압력 센서의 구성은 2 이상의 절대 감지 다이로부터의 압력 및 온도신호를 처리할 수 있는 능력이 부족하다.
따라서, 압력과 온도 감지 신호를 디지털 영역으로 변환하고, 원하는 절대 및 차동 압력 값을 획득할 수 있도록 교정 기능이 구현되고, 최종 출력을 제공하기 위하여 아날로그로 재변환하는 개선된 압력 센서 시스템 및 방법이 요구된다.
본 발명에 대한 아래의 실시예는 본 발명에만 있는 진보성 있는 특성의 일부에 대한 이해를 용이하게 할 수 있도록 제공되는 것이며, 완전한 설명이 되도록 의도되지 않는다. 본 발명의 다양한 양태에 대한 완전한 이해는 전체 명세서, 특허청구범위, 도면 및 요약서를 전체로부터 얻어질 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 양태는 개선된 센서 방법 및 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 양태는 개선된 압력 센서를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 양태는 개선된 배기 배압 센서를 제공하는 것이다.
본 발명의 추가적인 양태는 미세가공된 절대 압력 감지 다이를 사용하는 개선된 배기 배압 센서를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 일 양태는 미세가공된 절대 압력 감지 다이를 사용하는 배출 가스 재순환 시스템 모듈 압력 센서를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 양태는 미세가공된 압력 감지 다이를 사용하는 디젤 미립자 필터 센서를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 양태는 후면 감지와 하나 이상의 주문형 반도체(application specific integrated ciruit, ASIC) 소자를 이용한 차동 압력 측정 방법을 제공한다.
전술한 본 발명의 양태들과 다른 목적 및 장점들은 본 명세서에서 설명된 바와 같이 달성될 수 있다. 따라서, 센서의 전자 소자들과 감지되는 매체 사이가 분리되는 절대 압력 센서가 본 명세서에 개시된다. 센서의 전자소자 회로는 절대 및 차동 측정 양자를 위한 신호를 처리하고 출력하는 하나 이상의 주문형 반도체(ASIC)를 포함할 수 있다. 이러한 센서는 자동차 가솔린 엔진에 사용되는 배출 가스 재순환(exhaust gas recirculation, EGR) 시스템에서 사용될 수 있다. 또한, 이러한 센서는 디젤 미립자 필터, 및/또는 시스템의 제어 및/또는 감시 목적을 위해 차동 압력이 필요한 적용례에서 차동 압력을 측정하는 용도로 사용될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 절대 압력 센서는 자동차 엔진 및 기타 기계 및/또는 전기기계 장치 및 기기에서 배기 압력을 감지할 수 있다.
개별 도면을 통해서 유사한 도면 부호는 동일하거나 기능적으로 유사한 구성요소를 나타내며 본 명세서의 일부를 구성하는 다음의 도면들은 본 발명을 도시하며, 본 발명에 대한 상세한 설명과 함께 본 발명의 원리를 설명하는 기능을 한다.
도 1은 바람직한 실시예에 따라 구현될 수 있는 압전 감지 다이 구성에 있어서의 배기 배압 센서 시스템을 도시한다;
도 2는 바람직한 실시예에 따라 기계적/전기적 인터페이스를 갖는 도 1에 도시된 시스템의 추가 특징을 도시한 도면이다;
도 3은 바람직한 실시예에 따라 도 1 및 2에 도시된 시스템에 대한 일반적인 패키징 구성을 도시한다;
도 4는 바람직한 실시예에 따라 도 1 내지 3에 도시된 시스템에서 대한 전체 배기 배압 센서 구성을 도시한다;
도 5는 바람직한 실시예에 따라 구현될 수 있는 시스템의 고수준의 블록도를 도시한다;
도 6은 일 실시예에 따른 전압 출력과 비율 계량 출력을 도시한 그래프이다;
도 7은 다른 실시예에 따른 도 1 내지 5에 도시된 절대 압력 센서 시스템의 제1 수준 조립체와 제2 수준 조립체를 도시한다;
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 구현될 수 있는 제1 수준의 조립 플로우 시컨스에 대한 고수준의 플로우차트를 도시한다;
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따라 구현될 수 있는 제2 수준의 조립 플로우 시컨스에 대한 흐름 순서에 대한 고수준의 플로우차트를 도시한다;
도 10은 하나의 다이를 사용하여 상기 다이의 양면에 대한 차동 압력을 감지하는 종래의 압력 감지 시스템을 도시한다;
도 11은 다른 실시예에 따라 차동 압력을 측정하기 위한 개선된 압력 감지 시스템을 도시한다;
도 12는 다른 실시예에 따라 구현될 수 있는 2개의 주문형 반도체를 구비한 회로 시스템에 대한 블록도이다; 그리고,
도 13은 다른 실시예에 따라 구현될 수 있는 1개의 주문형 반도체를 구비한 회로 시스템에 대한 블록도이다.
비제한적인 예시들에서 논의되는 특정 값과 구성은 변경될 수 있고, 단지 본 발명의 적어도 하나의 실시예를 나타내기 위하여 언급된 것이며, 본 발명의 범위를 한정하기 위한 것이 아니다.
미세가공된 절대 압력 감지 다이를 사용하는 배기 배압 센서(exhaust back pressure sensor)가 본 명세서에 개시된다. 감지되는 매체와 센서의 전자부품이 잘 분리된 절대 압력 센서가 이러한 장치에서 구현될 수 있다. 예를 들어, 이러한 센서는 자동차 엔진의 배기 압력을 감지하는데 사용될 수 있다.
도 1은 바람직한 실시예에 따라 구현될 수 있는 압전 감지 다이 구성에 있어서의 배기 배압 센서 시스템(100)을 도시한다. 도 1 내지 5에서 동일하거나 유사한 부분 또는 구성요소는 일반적으로 동일한 도면 부호로 표시되었다는 것을 유의하여야 한다. 화살표(103)로 표시된 바와 같이, 도 1에서 시스템(100)의 일부(101)가 도시된다. 일부(101)는 일반적으로 압력 입구부(102)가 형성된 운반부(carrier portion)(124)에 근접하여 회로 기판(예를 들어, PCB - Printed Circuit Board, 120)이 같은 장소에 배치될 수 있다는 것을 나타낸다. 운반부(124)와 운반부(122)는 함께 압력 입구부(102)를 둘러싸는 단일의 운반체(carrier)를 형성할 수 있다. 시스템(100)은 배기 배압 센서로 구현될 수 있다.
센서(116)는 화살표(105)로 표시된 바와 같이, 일반적으로 압력 입구부(102)의 상부에 배치될 수 있다. 일반적으로 센서(116)는 절대 압력 기준을 위한 밀폐형 밀봉 글라스 커버(114)와 절대 압력 센서 기능을 위하여 후면 기준 압력 캐비티(112)를 갖는다. 하나 이상의 압전저항체(110)는 상기 후면 기준 압력 캐비티(112) 아래에 있는 미세가공된 실리콘 다이(104) 상에 위치한다. 미세가공된 실리콘 다이(104)는 절대 압력 감지 다이로 기능할 수 있다. 격판(106)은 압전저항체(들)(110)가 격판(106)에 구현되도록 미세가공된 실리콘 다이로부터 형성될 수 있다. 더하여, 상기 미세가공된 실리콘 다이(104)를 회로 기판(120)에 연결하는 와이어 본드 패드(108)와 같은 하나 이상의 와이어 본드 패드가 제공될 수 있다.
이러한 배기 배압 센서 시스템의 핵심 기술은 절대 압력 감지 다이(즉, 미세가공된 실리콘 다이(104))이다. 감지 또는 센서 다이(104)는 실리콘으로부터 미세가공될 수 있다. 예를 들어, 다이(104)는 대략 길이가 2.7mm이고, 폭이 2.2mm이며, 두께가 0.39mm일 수 있다. 다이(104)는, 예를 들어, 다이(104)의 기저부에서 대략 1.3mm2의 감지 캐비티(예를 들어, 후면 기준 압력 캐비티(112))를 포함한다. 일반적 인 실리콘 에칭 공정은 캐비티(112)에서 캐비티 각을 형성할 수 있다. 그 결과, 격판(106)의 두께는, 예를 들어, 물론 설계에 대한 고려에 따라 4 bar의 전체 스케일을 갖는 절대 압력 센서에 대하여 대략 20 내지 50 미크론(micron)이 된다.
센서의 휘트스톤 브리지(도 1에 도시되지 않음)의 출력을 최대화하는 위치에서 압전 저항체(110)와 같은 하나 이상의 압전저항체(예를 들어, 4개의 압전저항체)가 격판(106)에 매입될 수 있다. 다이오드는 다이의 온도 기준 장치로서 구현될 수 있다. 풀(full) 휘트스톤 브리지 구성에서 압전체를 연결하고, 브리지의 가장자리와 다이오드를, 예를 들어, 다이의 긴 모서리 중 하나에서 6개의 와이어 본드 패드에 연결하기 위하여 전도성 트레이스(trace)가 다이(104)에 매입될 수 있다. 예를 들어, 상기 6개의 와이어 본드 패드 중 4개는 상기 휘트스톤 브리지의 4개의 가장자리에 부착될 수 있다. 상기 와이어 본드 패드 중 적어도 2개는 상기 다이오드에 부착될 수 있다. 와이어 본드를 줄이기 위해 P 다이오드 연결 패드는 상기 휘트스톤 브리지 출력(전압 공급) 중 하나에 연결될 수 있다. 그 다음, 와이어 본딩은 금속화될 수 있다. 그 후, 글라스 커버(114)는 양극 본딩(anodic bonding)에 의하여 실리콘 다이(104)의 상부 표면에 부착될 수 있으며, 그에 따라 기체의 기준 부피를 가둔다.
도 2는 바람직한 실시예에 따라 구현될 수 있는 기계적/전기적 인터페이스를 갖는 도 1에 도시된 시스템(100)의 추가 특징을 도시한 도면이다. 시스템(100)은 일반적으로 밀폐형 글라스 커버(114)를 갖는 절대 감지 다이(104)가 이후에, 예를 들어, 실리콘 접착제(132)를 사용하여 플라스틱 운반체(예를 들어, 운반부(124, 122))에 부착될 수 있다. 접착제(132)는 경화될 수 있다. 보호 불소실리콘 젤(126)이 실리콘 접착제(132)와 실리콘 감지 다이(104)의 격판(106)을 보호하기 위하여 진공상태에서 운반체의 구멍으로 삽입될 수 있다.
회로 기판(120)은 표준 표면 실장 부품 및 기술을 이용하여 배치된 2개의 경화된 로브(lobe)를 갖는 가요성 PCB(인쇄 회로 기판, Printed Circuit Board)로 구현될 수 있다. 표면 실장 부품은 회로에 대한 전자기적인 방해 및 장전기적인 방전 보호를 제공하도록 사용될 수 있다. 그 다음, 회로 기판(120)은 에폭시 접착제(136)을 사용하여 운반부(122, 124)로부터 형성된 운반 조립체에 연결될 수 있다. 그 후, 상기 접착제는 경화될 수 있다. 그 다음, 주문형 반도체(application specific integrate circuit, ASIC)는 실리콘 감지 다이(104)를 위한 구멍과 동일한 로브 상에서 회로 기판(120)에 접착제로 연결될 수 있다. 이와 같은 ASIC의 일례가 도 5에서 ASIC(502)으로 도시된다. 그 후, 상기 ASIC 접착제는 경화될 수 있다. 감지 다이(104)의 와이어 본드 패드(108)와 ASIC은 일반적으로 동일한 방향으로 향한다. 그 다음, ASIC과 감지 다이(104)는 알루미늄 및/또는 골드 와이어 본드(130)를 이용하여 인쇄 회로 기판(120)에 연결된다. 이어지는 조립 단계 동안 손상으로부터 와이어 본드(130)를 보호하기 위하여 플라스틱 커버가 ASIC 및 감지 다이(104)에 설치될 수 있다.
그 다음, 인쇄 회로 기판(120) 조립체는 ASIC을 교정하기 위하여 여러 온도에서 압력 및 전기 연결부에 연결될 수 있다. 각 온도에서, 교정되지 않은 센서 시스템(100)의 출력은 센서 시스템(100)의 표준 출력 압력 범위 내에서 2개의 서로 다른 압력에서 검증될 수 있다. 그 다음, ASIC은 온도에서의 기대되는 출력 옵셋과 스팬(span)/기울기 특성을 갖도록 EEPROM 트림(trim) 기술을 사용하여 교정될 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 두문자 EEPROM은 일반적으로 정상 전압보다 더 높은 애플리케이션을 통해서 반복적으로 지워질 수 있고 프로그램 가능한(즉, 기록되는) 사용자-수정 리드-온니 메모리(Read-Only Memory, ROM)인 전기적으로 지울수 있는 프로그래밍 가능한 리드-온니 메모리(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)를 칭한다는 것에 유의하여야 한다.
각 온도에서의 교정에 대한 보정값은 컴퓨터를 사용하여 기록될 수 있다. 그 다음, 계산은 온도에 대하여 센서의 출력을 보정하는 다차(multi-order) 방정식을 생성하는데 사용될 수 있다. 이 방정식의 계수는 최종 교정 온도 데이터가 취해진 후에 유닛의 EEPROM에 탑재될 수 있다. 보정 방정식 계수는 유닛의 EEPROM에 탑재된 후에 완전히 교정된다. 이러한 EEPROM의 능력의 예는 도 5를 참조하여 본 명세서에서 설명된다(도 5의 EEPROM 교정(506) 참조).
도 3은 바람직한 실시예에 따라 도 1 및 2에 도시된 시스템(100)에 대한 일 반적인 패키징 구성을 도시한다. 일반적으로, 주석 또는 금 도금된 하나 이상의 황동 단자(152)는 플라스틱 커넥터(150)에 삽입될 수 있다. 예를 들어, 주석 또는 금 도금된 3개의 황동 단자가 플라스틱 커넥터(150)(예를 들어, 전류 커넥터)에 삽입될 수 있다. 예를 들어, 고어-텍스®(Gore-Tex®)와 같은 다공성 박막으로부터 형성된 패치(162)는 플라스틱 커넥터(150)의 포켓안쪽으로 크림프 가공될(crimped) 수 있다. 예를 들어, 고어-텍스®의 사용은 본 명세서에 설명된 본 발명의 특징을 한정하는 것은 아니며, 단지 예시적이고 도시적인 목적을 위해서 소개된다. 다른 다공성 막 또는 다공성 재료가 본 명세서에 개시된 실시예에 따라 구현될 수 있다. 포켓은 플라스틱 커넥터(150)의 통기구(166)로 통하며, 전자 기기는 조립하는 동안 통기 패치(162)를 통해 통풍된다. 예를 들어, 그 후에 커낵터(150) 조립체의 세 단자는 인쇄 회로 기판(120)의 출력 로브에 납땜될 수 있다.
도 4는 바람직한 실시예에 따라 도 1 내지 3에 도시된 시스템(100)에서 대한 전체 배기 배압 센서 구성을 도시한다. 실리콘 밀봉제(156)는 최종 조립 동안 운반체 밀봉제(156)와 접속되는 하우징(168)의 기저 돌출부(base ledge)상에 삽입될 수 있다. 하우징(168)은 압력 피팅부(170)를 포함하도록 구성될 수 있다. 하우징(168)은 알루미늄으로부터 제조될 수 있으나, 설계에 따라 황동 또는 기타 재료로 구현될 수 있다. 그 다음, 납땜된 커넥터(150)와 운반부(122, 124)에 의해 형성되고 감지 다이(104)를 갖는 부착된 운반체를 포함하는 인쇄 회로 기판(120) 조립체는 하우징(168)에 삽입될 수 있다. 단락을 방지하고 전체 센서 조립체(100)에 높이를 더 하기 위하여 2개의 접혀진 회로 로브 사이에 스폰지가 삽입될 수 있다. 인쇄 회로 기판(120)은 심(stiffener)을 갖고 2개의 로브가 있는 가요성 회로 기판, ASCI 및 전기 구성요소로 구성될 수 있다.
추가적인 높이는 운반부(122, 124)에 의하여 형성된 운반체가 하우징(168)의 구멍에 정확하게 접속하도록 한다. 운반부(122, 124)에 의해 형성된 운반체의 기저부는 일반적으로 하우징(168) 내에 분배된 접착제(156)를 접촉한다. 이러한 운반체 기저부는 예를 들어 대략 0.5mm로 접착제 높이를 설정하는 하우징(168)의 틈 모양에 의존할 수 있다. 이 0.5mm의 틈은 하우징(168)과 감지 다이 운반체(즉, 운반부(122,124)) 사이에서 스트레스를 분리할 수 있다. 커넥터(150)는 하우징(168)의 접속하는 모서리에 놓이는 모서리를 갖는다. 그 다음, 운반체-하우징 접착제(156)는 경화될 수 있다.
하우징(168)은 커넥터(150) 주위로 크림프 가공될 수 있으며, 이에 따라 커넥터(150)를 수직방향으로 잠글 수 있다. 또한, 하우징(168) 크림프는 회전을 방지한다. 그 다음, 밀봉제(164)는 커넥터(150)를 하우징(168)에 밀봉하도록 크림프의 상부 주위에 설치될 수 있으며, 추가의 회전 방지 지지부를 제공한다. 그 다음, 이 밀봉제는 경화될 수 있다.
센서는 접착제의 무결성을 보장하기 위하여 전체 스케일의 압력의 2배 이상 으로 압착될 수 있다. 그 다음, 센서는 압력이 연결될 때 알맞은 출력을 갖는다는 것을 보장하기 위하여 최종적으로 테스트될 수 있다. 그 다음, 유닛은 식별 및 추적 용도로 바코드화되거나 및/또는 레이블링이 될 수 있다.
전술한 바와 같이, 일반적인 미세가공된 많은 절대 압력 센서들이 실리콘 감지 다이의 재료 제거면을 글라스로 실장함으로써 기능한다. 이러한 방법은 종래의 절대 센서를 구현할 수 있다. 이러한 구조 관계에 대한 문제점은 감지 다이의 와이어 본딩 패드와 활성 영역이 감지되는 매체를 대면하면서 단말된다는 것이다. 배출 가스는 시간이 흐름에 따라 보호 젤을 침투하고 감지 다이 및 그 와이어 본딩을 공격할 수 있는 산 및 기타 다른 화학품을 함유한다.
본 명세서에 설명된 실시예는 글라스 또는 기타 적절한 재료를 감지 다이의 후면에 밀폐형으로 밀봉함으로써 필요한 기준 캐비티를 구현하는 절대 감지 다이 개념을 구현하여 이 문제를 해결한다. 이러한 배열은 감지 다이의 전기적으로 민감한 부분이 감지되는 매체에 노출되지 않는 구조를 구현한다. 더하여, 보호 젤이 압력 센서의 감지되는 매체 측으로 삽입될 수 있다. 이러한 젤은 감지 다이와 운반체에 감지 다이를 부착하는 접착제 양자를 위하여 추가 보호층을 제공할 수 있다.
도 5는 바람직한 실시예에 따라 구현될 수 있는 시스템(500)의 고수준의 블록도를 도시한다. 시스템(500)은 일반적으로 보호 회로(504)에 연결된 ASIC(502)을 포함한다. 증폭되지 않은 소 전압 신호는 센서(116)로부터 ASIC(502)에 제공될 수있다. 또한, EEPROM 교정 데이터는 디지털 레일 한계(rail limit)와 소프트웨어 유연성을 포함하는 블록(506)에서 도시된 바와 같이 EEPROM 교정에 의해 제공된다. 도 5의 블록(508)에 도시된 바와 같이 과전압, 반전 극성, EMC 및 전압 과도 특성은 보호 회로(504)에 제공될 수 있다.
도 5에 도시된 ASIC(502)은 휘트스톤 브리지 델타 데이터를 출력 전압으로 변환하고, 내부 2차 곡선 맞춤 방정식에 의해 출력을 디지털 방식으로 보정한다. 방정식 계수는 블록(506)에 표시된 바와 같이 EEPROM을 교정하는 동안 계산되고 프로그래밍될 수 있다. 온도는 감지 다이(104) 상에 위치한 다이오드에 의해 결정될 수 있다. 다이(104)로부터 센서(116)의 출력에 대한 신호 경로는 분리 및 보상의 유연성을 위하여 일반적으로 아날로그-디지털-아날로그이다.
제2 실시예는 센서의 전자소자와 감지되는 매체 사이가 분리되는 절대 및 차동 압력 센서에 관한 것이다. 센서의 전자소자 회로는 절대 및 차동 측정 양자를 위한 신호를 처리하고 출력하는 하나 이상의 주문형 반도체(ASIC)를 포함한다. 이러한 센서는 자동차 가솔린 엔진에 사용되는 배출 가스 재순환(EGR) 시스템에서 사용될 수 있다.
도 5의 실시예는 절대 압력 감지 다이(104)의 사용에 기초한다. 감지 다 이(104)는 휘트스톤 브리지의 압전저항체를 갖는 미세가공된 실리콘과 상부면 글라스 캡을 통해 구성될 수 있다. 상부면 상의 와이어 본드 패드는 휘트스톤 브리지에 대한 전기적인 연결을 허용한다. 감지 다이(104)는, 예를 들어, 실리콘 접착제를 사용하여 플라스틱 운반체에 실장될 수 있다. 접착제는 경화될 수 있으며, 조립체는 누출이 검사될 수 있다.
2개의 감지 다이/운반체 조립체는 인쇄 회로 기판(PCB)에 에폭시 접착제를 사용하여 부착될 수 있다. 에폭시는 경화될 수 있으며, 감지 다이는 PCB에 골드 볼 와이어 본딩될 수 있다. PCB는 블록(508)에 의해 표시된 바와 같은 과전압 및 반대 극성 보호 회로, EMC 보호 보호 회로 및 출력 보호 회로(504)와 함께 ASIC(504, 502)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 와이어 본드를 손상으로부터 보호하고 EMI 보호를 제공하기 위하여 강철 EMI 차폐부가 PCB 상에 크림프 가공되어 제공될 수 있다. 이러한 조립체는 "기판 조립체(Board Assembly)"로 칭해질 수 있다.
기판 조립체는 다양한 온도에서 다양한 압력인 인가하고 ASIC(502)를 통해 감지 다이의 응답을 측정함으로써 교정될 수 있다. 교정 함수용 계수는 ASIC(502) 내에서 계산되어 EEPROM 위치 내로 프로그래밍되어 입력될 수 있다. 도 5의 블록(506)에 의해 표시된 바와 같이, 교정하는 동안 원하는 출력 전달 함수, 진단 한계, 출력 모드, 시간 응답 및 해상도를 제어하도록 소프트웨어가 사용될 수 있다.
그 다음, 교정된 기판 조립체는 운반체의 하부에 실리콘 밀봉제를 사용하고, PCB에 단자를 납땜함으로써 하우징에 부착될 수 있다. 그 다음, 실리콘 밀봉제는 경화될 수 있다. 리드(lid)가 하우징 내에 압착되어 실리콘 접착제로 밀봉될 수 있다. 그 다음, 실리콘 접착제는 경화될 수 있다. 이러한 조립체는 "최종 조립체(Final Assembly)"로 칭해질 수 있다. 그 다음, 최종 조립체는 식별과 추정 용도로 레이블링될 수 있다.
ASIC(502)은 전술한 제2 실시예의 주요 양태이다. ASIC(502)은 2개의 감지 다이가 온도 보상에 대하여 디지털 방식으로 교정될 수 있게 한다. 이러한 구성의 장점은 교정하는 동안 ASIC(502)이 소프트웨어를 통해 출력 모드를 제어할 수 있게 한다는 것이다. 가능한 출력 모드는 압력 1, 압력 2, 온도 1, 온도 2, 차동 압력 및 흐름이다. DP/MAP 출력 구성을 MAP/MAP 구성으로 변경하기 위하여 종래의 센서 구성은 반드시 재설계되어야 하는 반면, ASIC(502)은 이러한 변경이 처리 과정에서 발생하는 것을 허용한다. 두문자 DP는 차동 압력(differetial pressure)을 나타내고, 두문자 MAP는 복합 절대 압력(manifold absolute pressure)을 나타낸다는 것에 유의하라. 따라서, DP/MAP는 차동 압력/복합 절대 압력을 나타낸다.
예를 들어, ASIC(502)은 5 DC 볼트 전압원에 의해 전력이 공급되고, 2개의 0.100 DC 볼트 내지 4.900 DC 볼트의 비율 계량 아날로그 신호를 출력한다. 내부 전류원은 대략 1mA의 일정한 전류 여기로 각 감지 다이를 구동한다. 각 휘트스톤 브리지의 압력 및 온도 신호를 측정하는 동안 멀티플렉서가 상기 여기를 스위칭한다. 압력 신호는 전력이 공급된 휘트스톤 브리지에 대한 차동 전압을 판독함으로써 측정될 수 있다. 온도 신호는 감지 다이의 브리지 저항을 판독함으로써 측정될 수 있다. 입력 신호는 초퍼(chopper) 전치 증폭기 단계를 사용하여 조절될 수 있다.
그 다음, 증폭된 신호는, 예를 들어, 13비트 아날로그-디지털 변환기(ADC)를통해 디지털 값으로 변환될 수 있다. 그 다음, 이러한 값은 2차 곡선 맞춤 함수에서 EEPROM으로부터의 계수와 함께 사용될 수 있다. 그 다음, 수학적인 결과는 디지털 평균 필터를 통해 통과되고 진단 한계와 비교될 수 있다. 최종 값은 11비트 디지털-아날로그 변환기(DAC)를 통해 아날로그 전압으로 변환된다. 내부 저항과 외부 커패시터에 의해 제어되는 2차 로우패스 필터가 출력 신호의 시간 응답을 제어하는 다른 수단을 제공할 수 있다.
이전에 나타난 바와 같이, 종래의 미세가공된 많은 절대 압력 센서들은 실리콘 감지 다이의 재료 제거면을 글라스에 실장함으로써 기능한다. 와이어 본드 패드와 활성 영역을 수용하는 센서의 반대면은 감지되는 매체쪽으로 향할 수 있다. 다양한 화학품 및 환경적인 구성요소는 감지 다이 및 와이어 본딩을 부식시키고 고장나게 할 수 있다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시예는 글라스를 감지 다이의 활성면에 밀폐형으로 밀봉하여 필수 기준 캐비티를 구현함으로써 이러한 문제들을 해결한다. 이 감지 다이의 수동면은 센서 전자부품 모두를 격리하면서 감지되는 매체 쪽으로 향할 수 있다.
또한, 이러한 실시예는 종래의 센서 구성에 비하여, 개선된 해상도 및 속도와 함께 개선된 측정 정확도를 제공할 수 있다. 상술한 바와 같이, 센서 회로는 하나 이상의 압력 감지 다이, 그러나 바람직하게는 적어도 2개의 절대 센서 또는 감지 다이로부터의 압력 및 온도 신호를 처리할 수 있는 ASIC을 포함한다. 이 신호는 교정 함수가 원하는 절대 및 차동 압력 값을 획득할 수 있도록 구현된 디지털 영역으로 변환될 수 있다. 아날로그로 다시 변환하여 최종 출력 신호를 제공할 수 있다.
도 6은 일 실시예에 따른 전압 출력과 비율 계량 출력을 도시한 그래프(602, 604)이다. 그래프(602)는 전압 출력을 도시하고, 그래프(604)는 비율 계량 출력을 도시한다. 그래프(602)는 kPaA단위의 절대 압력에 대한 전압 출력을 추적한다. 그래프(604)는 다른 측면에서 kPaA단위의 절대 압력에 대한 전압의 비율을 추적한다. 그래프(602, 604)는 센서의 출력이 스팬(기울기) 또는 오프셋으로 조절될 수 있다는 것을 표시한다. 상부의 고정된 레일은 95%에서 97.5%로 조절될 수 있다. 더하여, 하부의 고정된 레일은 2.5%에서 5%로 조절될 수 있다. 그래프(602, 604)는 2.5%의 하부의 고정된 레일과 97.5%의 상부의 고정된 레일로 도시된다.
도 7은 다른 실시예에 따른 도 1 내지 5에 도시된 절대 압력 센서 시스 템(100)의 제1 수준 조립체(702)와 제2 수준 조립체(704)를 도시한다. 도 1 내지 7에서 동일하거나 유사한 부분들 또는 구성요소들은 일반적으로 동일한 도면 부호로 표시된다는 것에 유의하라. 제1 수준 조립체(702) 구성은 적응성을 위하여 완전히 기능적인 부 조립체를 제공한다. 교정(예를 들어, 도 5의 블록(506) 참조)은 일반적으로 제1 수준 조립체(702)에서 발생한다. 교정된 제1 수준 조립체로부터의 하우징과 커넥터 스트레스를 분리하는 제2 수준 조립체(704)가 일반적인 특색을 이룬다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 구현될 수 있는 제1 수준의 조립 플로우 시컨스에 대한 고수준의 플로우차트(800)를 도시한다. 블록(801, 802)에 나타난 바와 같이, 운반부(122, 124)로부터 형성된 운반체와 같은 운반체는 팔레트에 탑재될 수 있다. 블록(803, 804)에 나타난 바와 같이, RTV 실리콘 밀봉제는 운반체에 스크린 인쇄될 수 있다. 블록(805, 806)에 도시된 바와 같이, 감지 다이(예를 들어 감지 다이(104))가 운반체에 조립된다. 그 후에, 블록(908)에 나타난 바와 같이, 인라인 경화 처리가 이전 블록(801, 802, 803, 804, 805, 806)에 따라 조립된 장치에 구현될 수 있다.
다음으로, 블록(810)에 표시된 바와 같이. 플립(flip)/누출 검사 동작이 구현될 수 있으며, 그 다음 시펠(Sifel) 젤 재료를 감지 다이의 후면(예를 들어 감지 다이(104)의 후면) 상에 분배한다. 그 다음, 조립된 부품은 블록(814)에 나타난 바 와 같이 경화를 위해 이동할 수 있으며, 그 후, 블록(816)에 나타난 바와 같이 실제 일괄 진공 경화를 한다. 그 후, 블록(818)으로 나타난 바와 같이, 조립체는 에폭시 분배를 위하여 이동될 수 있다. 그 다음, 블록(824, 826, 820)에 표시된 바와 같이, 에폭시 및 채워지고 테스트되고 직렬화된 PCB(예를 들어, 회로 기판(120))는 에폭시가 PCB 상에 분배되도록 구성되며, 그 후, PCB(예를 들어, 회로 기판(120))에 운반체(예를 들어 운반부(122, 124))를 조립한다.
그 다음, 블록(822)에 나타난 바와 같이, 인라인 경화 동작이 구현되고, 그 후, 블록(828)에 도시된 바와 같이 PCB에 와이어 본드 감지 다이를 연결한다. 그 다음, 블록(831, 830)에 나타난 바와 같이, EMI 차폐부가 PCB에 조립될(예를 들어, 크림프 가공될) 수 있다. 다음으로, 블록(832)에 나타난 나와 같이, PCB는 단품화 조작을 받는다. 그 후, 블록(834)에 도시된 바와 같이, 특성화하고, 교정하고, 온도 및 압력을 검증하는 동작이 수행될 수 있다. 최종적으로, 블록(836)에 나타난 바와 같이, 제2 수준 조립이 개시되며, 이에 대한 공정은 도 9에서 더욱 상세히 설명된다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따라 구현될 수 있는 제2 수준의 조립 플로우 시컨스에 대한 고수준의 플로우차트(900)를 도시한다. 플로우 차트(900)는 도 8에 도시된 동작에 대한 연속성을 나타낸다. 블록(902)에 나타난 바와 같이, PCB(예를 들어 회로 기판(120))는 단품화 조작을 받을 수 있다. 그 후, 블록(904)에 나타 난 바와 같이, 조립체는 특성화되고, 교정되고 온도 및 압력 검출에 따라 검증된다. 다음으로, 블록(905, 906)에 도시된 바와 같이, PCB 조립체가 탑재되고 ASIC이 판독될 수 있다. 다음으로, 블록(907, 908)에 도시된 바와 같이, 하우징(예를 들어 하우징(168))이 탑재될 수 있다.
그 후, 블록(909, 910)에 나타난 바와 같이, RTV 밀봉제가 밀봉부 탑재를 위하여 하우징 내에 분배될 수 있다. 다음으로, 블록(911, 912)에 나타난 바와 같이, RTV 밀봉제가 하우징-운반체를 밀봉하고 PCB를 제2 수준 조립체 내로 배치하기 위하여 분배된다. 그 후, 블록(916)에 도시된 바와 같이, RTV 밀봉제 또는 접착제는 경화될 수 있다. 다음으로, 블록(914)에 도시된 바와 같이, 경화 팔레트를 탑재하는 동작이 구현될 수 있다. 그 후, 경화 팔레트를 분리하는 동작이 블록(918)에 나타난 바와 같이 구현될 수 있으며, 그 다음 블록(919, 920)에 도시된 바와 같이 납땜이 수행되는 조작이 제2 수준 조립체 내에 배치된다.
그 후, 블록(922)에 도시된 바와 같이, 미리 형성된 납땜이 검사되고 하우징(예를 들어, 하우징(168))에 PCB(예를 들어, 회로 기판(120))을 납땜하는데 사용될 수 있다. 블록(924)에 도시된 동작을 따라 널(null) 검사/납땜 모양 검사 동작이 구현될 수 있으며, 그 후, 블록(925, 926)에 도시된 바와 같이 에폭시에 의한 누출 검사가 구현될 수 있다. 블록(927, 928)에 나타난 바와 같이, 리드가 제2 수준 조립체 내에서 제위치에 배치될 수 있으며, 그 다음, 블록(929, 930)에 의해 나 타난 바와 같이, 특정 조립 스테이션에서 에폭시가 분배되는 동작이 수행될 수 있다.
그 후, 블록(932)에 도시된 바와 같이, 에폭시가 분배되고 검사될 수 있으며, 그 다음 블록(934)에 의하여 나타난 바와 같이 경화 팔레트 탑재 동작이 수행될 수 있다. 다음으로, 블록(935)에 나타난 바와 같이, 에폭시 경화 동작이 구현되고, 그 후, 블록(936)에 나타난 바와 같이 경화 팔레트 분리 동작이 수행될 수 있다. 그 후, 블록(938)에 도시된 바와 같이, 최종 테스트가 4개의 조립 스테이션을 사용하여 수행될 수 있으며, 블록(940)에 나타난 바와 같이 마크를 표시하는 동작이 수행된다. 다음으로, 블록(942)에 나타난 바와 같이, 최종 제품으로 제2 수준 조립체가 분리되고, 분류되고, 포장될 수 있다. 최종적으로 블록(944)에 나타난 바와 같이, 시스템(100)을 구현하는 최종 제품이 검사되고 레이블링된다.
도 10은 하나의 다이(1004)를 사용하여 상기 다이(1004)의 양면에 대한 차동 압력을 감지하는 종래의 압력 감지 시스템(1000)을 도시한다. 시스템(1000)은 감지 다이(1004)가 감지되는 매체(1002)를 검출하도록 구성된다. 매체의 흐름은 화살표(1008)와 같은 화살표로 표시된다. 필터(1006)는 매체를 여과하는 기능을 하며, 감지 다이(1004)가 위치하는 수용부(1012)의 반대편에 위치한다. 종래의 시스템(1000)에서, 차동 압력은 제어 및/또는 감시용 제어 모듈로 전송된다. 이러한 설계의 문제점은 감지 다이(1004)의 와이어 본딩 및 활성 영역이 감지된 매체(1002) 를 대면하면서 단말된다는 것이다. 감지되는 매체(1002)가 산과 기타 화학품을 포함하기 때문에, 활성 영역 및 와이어 본딩이 이러한 화학품에 의해 공격을 받을 수 있으며, 이에 따라 감지 다이(1004)에 불량이 발생된다.
도 11은 다른 실시예에 따라 차동 압력을 측정하기 위한 개선된 압력 감지 시스템(1100)을 도시한다. 시스템(1100)에 대한 다른 실시예는 각각의 압력(P1, P2)을 갖는 2개의 분리된 다이(1107, 1109)를 구비함으로써 도 10의 시스템과 관련된 문제점을 해결하며, 이에 의하여 감지되는 매체가 감지 다이(107, 1109)의 후면에만 인가되는 형상이 형성된다. 따라서, 감지 다이(1107, 1109)의 일면에 있는 와이어 본딩과 활성 영역은 노출되지 않으며, 따라서 산 및/또는 화학품의 공격을 받지 않는다. 감지되는 매체는 다이의 일면(1110)에는 나타나지 않는다. 감지되는 매체에 노출되는 다이의 후면 또는 감지하는 다이는 보호젤층(1112, 1114)으로 코팅될 수 있다. 매체의 흐름이 도 11에서 화살표(1108)과 같은 화살표로 표시된다. 매체는 필터(1106)를 통해 흐른다.
감지되는 매체에 함유된 알려진 산 및 화학품은 이 젤(112, 114)을 공격하지 않기 때문에, 다이(1107, 1109)의 이 표면은 산 및 화학품의 공격으로부터 보호될 수 있다. 여기서 논의된 제3 실시예를 통해 구현되는 제품은 두개의 다이(1107, 1109)로부터의 압력을 감지한다. 관련된 회로는 EMC 보호, 과전압 및 반대 극성 보호와 단일 ASIC을 이용한 기타 알고리즘을 제공할 수 있다. 그러나, 종래의 구성에 따른 제품은 하나의 다이의 양면에서 압력을 감지한다.
도 12는 다른 실시예에 따라 구현될 수 있는 2개의 주문형 반도체를 구비한 회로 시스템(1200)에 대한 블록도이다. 시스템(1200)은 일반적으로 출력이 하이 포트 ASIC(1206)과 기준 포트 ASIC(1204)에 연결되는 과전압 및 반대 극성 보호 회로(1202)를 포함한다. 하이 포트 ASIC(1206)으로부터의 출력은 압력 진동 회로(1210)에 연결되는 차동 회로(1208)와 연결될 수 있다. 차동 회로(1208)와 압력 진동 회로(1210)로부터의 출력은 출력 보호 회로(1212)의 입력으로 공급될 수 있다. 또한, 기준 포트 ASIC(1204)로부터의 출력은 출력 보호 회로(1212)에 공급될 수 있다. 출력 보호 회로(1212)로부터의 출력은 EMC 보호 회로(1214)에 공급될 수 있다. EMC 보호 회로(1214)로부터의 출력은 과전압 및 극성 보호 회로(1202)로 피드백될 수 있다.
도 13은 다른 실시예에 따라 구현될 수 있는 1개의 주문형 반도체를 구비한 회로 시스템(1300)에 대한 블록도이다. 시스템(1300)은 일반적으로 출력이 2 입력 ASIC(1304)에 연결되는 과전압 및 반대 극성 보호 회로(1302)를 포함한다. 그 다음, 2 입력 ASIC(1304)으로부터의 출력은 출력 보호 회로(1306)에 공급된다. 출력 보호 회로(1306)로부터의 출력은 EMC 보호 회로(1308)에 입력으로 공급될 수 있다. 마지막으로, EMC 보호 회로(1308)로부터의 출력은 과전압 및 극성 보호 회로(1302)로 피드백될 수 있다.
디젤 미립자 필터 및/또는 시스템 제어 및/또는 감시의 용도로 차동 압력이 필요한 적용례에서 차동 압력을 측정하는 요구가 있기 때문에, 도 10, 12 및 13의 실시예들이 사용될 수 있다. 후면 감지 기술과 하나의 ASIC(1304)을 사용함으로써, 이러한 실시예들이 디젤 미립자 필터 및/또는 시스템 제어 및/또는 감시의 용도로 차동 압력이 필요한 적용례에서 차동 압력을 측정하기 위한 압력 센서로 구현될 수 있다.
이러한 실시예는 차동 압력을 아날로그 출력 전압 신호의 형태로 제어 모듈에 전송할 수 있다. 필터(1106)가 깨끗하거나 매체의 흐름이 빠를 때 이 출력 전압 신호는 낮다. 시간이 경과함에 따라, 미세한 입자가 필터(1106) 내에 형성될 수 있으며, 이로 인해 매체의 흐름을 제한한다. 매체의 흐름이 늦어짐에 따라 필터(1106)에 대한 차동 압력과 출력 전압 신호는 증가한다. 그 다음, 엔진 제어 모듈이 필터(1106)가 세척되어야만 하는지 여부를 결정하기 위하여 다른 파라미터들과 함께 이 출력 전압 신호를 사용할 수 있다.
본 명세서에서 전술한 실시예와 예시들은 본 발명과 실제 적용례을 최상으로 설명함으로써 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 실시할 수 있도록 제공된다. 그러나, 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상기 설명과 예시들은 도시적이고 예시적인 목적을 위해 제시되었다. 본 발명에 대 한 변형례와 수정례가 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자에게 명백할 것이며, 첨부된 청구범위의 의도는 이러한 변형례와 수정례를 포함하는 것이다.
전술한 설명은 본 발명이 소진되거나 본 발명의 범위를 제한하도록 의도된 것이 아니다. 많은 수정례와 변형례가 아래의 특허청구범위의 범위를 벗어나지 않으면서 상술한 내용에 비추어 가능하다. 본 발명의 사용은 다른 특성을 갖는 구성요소들을 포함하는 것이 고려되었다. 본 발명의 범위는 모든 관점에서의 균등물에 대한 완전한 인식을 제공하면서 본 명세서에 첨부된 특허청구범위에 의해 정의되도록 의도되었다.
배타적인 재산 또는 권리가 청구되는 본 발명의 실시예는 아래와 같이 정의된다.

Claims (20)

  1. 감지되는 매체를 검출하고, 각각 후면 및 상기 후면의 반대측에 있는 전면을 가지며 변화하는 압력을 감지하도록 구성된 복수의 압력 감지 다이를 구비한 절대 압력 센서;
    상기 복수의 압력 감지 다이를 자동 교정하고, 하이 포트 ASIC과 기준 포트 ASIC을 포함하는 적어도 하나의 ASIC;
    상기 하이 포트 ASIC 및 상기 기준 포트 ASIC에 대한 입력 데이터를 공급하는 과전압 및 반전 극성 보호 회로;
    압력 진동 회로(pressure pulsation circuit)와 결합되고 상기 하이 포트 ASIC으로부터 전송된 데이터를 입력으로 수신하는 차동 회로;
    상기 차동 회로 및 상기 압력 진동 회로로부터의 데이터 출력을 입력으로 수신하는 출력 보호 회로; 및
    상기 출력 보호 회로로부터의 데이터 출력을 입력으로 수신하고, 상기 과전압 및 반대 극성 보호 회로에 입력으로 공급되는 데이터를 출력하는 EMC 보호 회로
    를 포함하고,
    상기 감지되는 매체는 상기 복수의 압력 감지 다이의 상기 후면에만 인가되어, 상기 복수의 압력 센서 다이의 상기 전면과 결합된 와이어 본드 및 활성 영역이 감지되는 매체에 노출되는 것을 방지하고 상기 감지되는 매체와 관련된 산(acid) 및 부식성 화학물로부터 공격받는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 차동 압력 센서 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 압력 감지 다이와 밀폐형으로 밀봉된 커버는 상기 복수의 압력 센서 다이로부터 구성된 격판(diaphragm) 상부에 위치하며, 상기 밀봉된 커버와 상기 격판은 그 사이에 기준 압력 캐비티를 형성하는 것을 특징으로 하는 차동 압력 센서 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 절대 압력 센서와 상기 절대 압력 센서에 전기적으로 연결되기 위한 복수의 표면 실장 부품들을 갖는 회로 기판을 관리하기 위하여 상기 절대 압력 센서와 운반체가 내부에 배치되는 하우징; 및
    상기 운반체로부터 형성되고, 상기 격판과 적어도 하나의 접착제를 보호하는 젤로 충전되어, 산 및 위험 화학물을 함유하는 배출 가스가 상기 적어도 하나의 압력 감지 다이 및 상기 적어도 하나의 압력 감지 다이의 전기적으로 민감한 부분에 손상을 입히는 것을 방지하는 압력 입구부;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차동 압력 센서 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 젤은 불소실리콘 젤을 포함하며, 상기 적어도 하나의 접착제는 실리콘을 포함하는 것을 특징으로 하는 차동 압력 센서 시스템.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 절대 압력 센서의 출력을 최대화하는 위치에서 상기 격판에 매입된 복수의 압전저항체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차동 압력 센서 시스템.
  11. 디젤 미립자 물질을 검출하고, 감지되는 매체를 검출하기 위한 복수의 압력 감지 다이를 구비하는 절대 압력 센서; 및
    상기 복수의 압력 감지 다이를 자동 교정하고, 하나의 2 입력 ASIC을 포함하는 적어도 하나의 ASIC;
    상기 2 입력 ASIC에 입력으로 공급되는 데이터를 출력하는 과전압 및 반대 극성 보호 회로;
    상기 2 입력 ASIC에 의해 생성된 데이터를 입력으로 수신하는 출력 보호 회로; 및
    상기 출력 보호 회로로부터의 데이터 출력을 입력으로 수신하고, 상기 과전압 및 반대 극성 보호 회로에 입력으로 공급되는 데이터가 출력되는 EMC 보호 회로;
    를 포함하고,
    상기 복수의 압력 감지 다이 각각은 후면 및 상기 후면의 반대측에 있는 전면을 가지고 변화하는 압력을 감지하도록 구성되며,
    상기 감지되는 매체는 상기 복수의 압력 감지 다이의 상기 후면에만 인가되어, 상기 복수의 압력 센서 다이의 상기 전면과 결합된 와이어 본드 및 활성 영역이 감지되는 매체에 노출되는 것을 방지하고 상기 감지되는 매체와 관련된 산(acid) 및 부식성 화학물로부터 공격받는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 차동 압력 센서 시스템.
  12. 삭제
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  14. 삭제
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  16. 감지되는 매체를 검출하고, 각각 후면 및 상기 후면의 반대측에 있는 전면을 가지며 변화하는 압력을 감지하도록 구성된 복수의 압력 감지 다이를 구비하도록 절대 압력 센서를 구성하는 단계;
    하이 포트 ASIC과 기준 포트 ASIC을 포함하는 적어도 하나의 ASIC을 사용하여 상기 복수의 압력 감지 다이를 자동 교정하는 단계;
    상기 하이 포트 ASIC 및 상기 기준 포트 ASIC에 대한 입력 데이터를 생성하는 과전압 및 반전 극성 보호 회로를 제공하는 단계;
    상기 하이 포트 ASIC으로부터 전송된 데이터를 입력으로 수신하는 차동 회로를 압력 진동 회로와 결합시키는 단계;
    상기 차동 회로 및 상기 압력 진동 회로로부터의 데이터 출력을 입력으로 수신하는 출력 보호 회로를 제공하는 단계; 및
    상기 출력 보호 회로로부터의 데이터 출력을 입력으로 수신하고, 상기 과전압 및 반대 극성 보호 회로에 입력으로 공급되는 데이터를 출력하는 EMC 보호 회로를 제공하는 단계
    를 포함하고,
    상기 감지되는 매체는 상기 복수의 압력 감지 다이의 상기 후면에만 인가되어, 상기 복수의 압력 센서 다이의 상기 전면과 결합된 와이어 본드 및 활성 영역이 감지되는 매체에 노출되는 것을 방지하고 상기 감지되는 매체와 관련된 산(acid) 및 부식성 화학물로부터 공격받는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 차동 압력 센서 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 복수의 압력 감지 다이와 밀폐형으로 밀봉된 커버는 상기 복수의 압력 센서 다이로부터 구성된 격판(diaphragm) 상부에 위치하며, 상기 밀봉된 커버와 상기 격판은 그 사이에 기준 압력 캐비티를 형성하는 것을 특징으로 하는 차동 압력 센서 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 절대 압력 센서와 상기 절대 압력 센서에 전기적으로 연결되기 위한 복수의 표면 실장 부품들을 갖는 회로 기판을 관리하기 위하여 상기 절대 압력 센서와 운반체가 내부에 배치되는 하우징을 제공하는 단계; 및
    상기 운반체로부터 형성되고, 상기 격판과 적어도 하나의 접착제를 보호하는 젤로 충전되어, 산 및 위험 화학물을 함유하는 배출 가스가 상기 적어도 하나의 압력 감지 다이 및 상기 적어도 하나의 압력 감지 다이의 전기적으로 민감한 부분에 손상을 입히는 것을 방지하는 압력 입구부를 제공하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차동 압력 센서 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 젤은 불소실리콘 젤을 포함하며, 상기 적어도 하나의 접착제는 실리콘을 포함하는 것을 특징으로 하는 차동 압력 센서 방법.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 절대 압력 센서의 출력을 최대화하는 위치에서 상기 격판에 복수의 압전저항체를 매입하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차동 압력 센서 방법.
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