KR20180053253A - 압력 센서의 보정을 위한 방법 및 장치 - Google Patents

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데이비드 에릭 와그너
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메저먼트 스페셜티스, 인크.
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Abstract

차동 압력 센서는 감지식 다이어프램을 정의하는 챔버를 생성하기 위해 다이의 부분들에서 씨닝처리되는 하나 또는 그 초과의 반도체 다이들을 포함하며, 감지식 다이어프램은 다이어프램의 표면에 정의된 압전 저항 엘리먼트들을 갖는다. 제1 다이어프램은 제1 다이어프램의 상부 표면상에서는 제1 유체와 유체 연통하고 제1 다이어프램의 하부 표면상에서는 제2 유체와 유체 연통한다. 제2 다이어프램은 제2 다이어프램의 상부 표면 및 하부 표면에서 대기압과 유체 연통한다. 제2 다이어프램에 대응하는 압전 저항 엘리먼트들은 제1 다이어프램의 압전 저항 엘리먼트들에 전기적으로 연결되어, 제1 다이어프램의 출력에 대해 제2 다이어프램의 출력을 보상한다.

Description

압력 센서의 보정을 위한 방법 및 장치 {METHOD AND APPARATUS FOR CORRECTION OF PRESSURE SENSORS}
[0001] 본 출원은 센서들에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 출원은 압력 감지식 다이어프램 구조를 갖는 반도체 압력 센서들에 관한 것이다.
[0002] 차동 압력 센서들은 유체의 2개의 측정 포인트들(예컨대, P1과 P2) 사이에서의 압력의 차이를 측정한다. 차동 압력 센서(또는 트랜스듀서)는 압력 차이를, 차동 압력을 결정하기 위해 측정될 수 있는 전기 신호로 변환한다. 예컨대, 차동 압력 센서는 오일 파이프에서, 연료 파이프의 오리피스 이전과 이후의 압력을 측정하기 위해 사용될 수 있고, 그로부터 오일의 유량이 결정될 수 있다. 그러한 디바이스들은 전형적으로, 마이크로-기계가공 또는 MEMS(Micro-Electro-Mechanical System) 기반 기법들을 사용하여 제조된다. 압력 센서를 제조하기 위한 일 공통 기법은, 매우 작고 저렴한 디바이스들을 제조하기 위한 에칭 및 본딩 기법들과 함께, MEMS 디바이스를 기판, 예컨대, 세라믹 또는 PCB(printed circuit board) 기판 상에 부착하는 것이다.
[0003] 압력-감지 다이는 전형적으로, 실리콘과 같은 반도체 재료로 형성될 수 있다. 도 1은 종래 기술의 MEMS 타입 압력 감지 디바이스 또는 다이(100)의 단면도이다. 압력 감지 디바이스(100)는 실리콘 기판 구조(101)를 생산하기 위한 다이싱과 같은 방법들에 의해 실리콘 웨이퍼로 형성될 수 있다. 구조(101)는 다이어프램(103)을 정의하는 씨닝처리된(thinned) 부분 및 챔버(105)를 생성하기 위해 씨닝처리된다. 반도체 기판(101)은 임의의 적절한 수단에 의해 씨닝처리될 수 있다. 예컨대, 기판(101)은 당업계에 공지된 바와 같은 이방성 에칭을 사용하여 씨닝처리될 수 있다. 저항성 엘리먼트들(107)이 다이어프램(103)의 표면 상에 형성된다. 저항성 엘리먼트들(107)은, 다이어프램(103)을 형성하는 씨닝처리된 반도체 재료 상에 발생되는 응력(strain)에 비례하는 저항을 보여준다.
[0004] 도 2는, 압력 감지 디바이스(100)를 사용하는 종래의 MEMS 차동 압력 센서(200)의 예시이다. 압력 감지 디바이스(100)는, 비-부식 재료, 예컨대, 스테인리스강(stainless steel)으로 형성될 수 있는 지지 구조(201)에 장착될 수 있고, 결과적으로 지지 구조(201)는 베이스 플레이트(203)에 본딩된다. 감지 디바이스(100) 및 지지 구조(201)는 접착제(도시되지 않음)에 의해 베이스 플레이트(203)에 본딩될 수 있고, 베이스 플레이트(203)는 또한, 헤더로 명명될 수 있다. 지지 구조(201)는 압력 감지 디바이스(100)를 압력과 관련없는 응력의 원인들, 예컨대, 압력 감지 디바이스(100)와 베이스 플레이트(203) 사이에서 변하는 열 팽창으로부터 격리시키는 데에 사용된다. 개구부(221)가 베이스 플레이트(203)에 정의되어, 압력 감지 디바이스(100)의 다이어프램의 하측과 가스 또는 유체 연통하는 애퍼처를 정의한다. 압력 감지 디바이스(100)의 열 팽창 계수와 지지 구조(201)의 열 팽창 계수 사이에 약간의 차이가 있지만, 지지 구조(201)는, 베이스 플레이트(203)를 이루는 스테인리스강의 열 팽창 계수와 비교하여, 실리콘 압력 감지 디바이스(100)의 열 팽창 계수에 더 가까운 열 팽창 계수를 갖는 유리 또는 유사한 재료로 형성될 수 있다. 이는, 예컨대, 압력 감지 디바이스(100)와 지지 구조(201) 간의 열 팽창의 차이들로 인해 압력 감지 디바이스(100) 상에 가해지는 스트레스에 기인한 압력 감지 디바이스(100)에 의해 측정되는 비압력(non-pressure) 관련 오차들을 감소시키지만, 제거하지는 않는다. 압력 감지 디바이스(100)가 베이스 플레이트(203)에 직접 본딩된다면, 이러한 비압력 관련 오차들은 더욱 커질 수 있다.
[0005] 압력 센서(200)는 상부 하우징(220)을 포함한다. 상부 하우징(220)은 밀봉된 부착먼트를 베이스 플레이트(203)에 제공하도록 구성된다. 둘러싸인 볼륨(217)은 상부 하우징(220)과 베이스 플레이트(203) 사이에 정의된다. 플렉시블한 골형 다이어프램(flexible corrugated diaphragm)(215)은 둘러싸인 볼륨(217)을 제1 볼륨(217)과 제2 볼륨(213)으로 분리하는 역할을 한다. 포트(219)는 상부 하우징(220)의 벽을 통해 정의되고, 압력(P2)이 측정되어야 할 가스 또는 유체의 제2 섹션 또는 부분과 연통하며, 가스 또는 유체는 제1 볼륨(217)에 인접한 압력 감지 디바이스(100)의 다른 측과 접촉하게 된다. 압력 감지 디바이스(100)는 디바이스(100) 상에 가해지는 압력을 표시하는 전기 신호를 생성하고 송신하는 전기 컴포넌트들을 더 포함한다. 테스트되는 유체가 하시(harsh) 매체, 예컨대, 연료 또는 오일인 애플리케이션들에서, 하시 매체는 디바이스(100)의 전기 컴포넌트들을 부식시킬 수 있다. 그러한 실시예들에서, 테스트되는 유체로부터의 디바이스(100)의 격리는 플렉시블한 골형 다이어프램(215)에 의해 달성된다. 오일 충진 포트(209)는 베이스 플레이트(203)를 통해 제공된다. 오일 충진 포트(209)는 디바이스(100)와 플렉시블한 다이어프램(215) 간의 볼륨(213)이 비부식성 유체, 예컨대, 실리콘 오일로 충진되는 것을 허용한다. 볼륨(213)을 정의하는 캐비티가 충진될 때, 오일 충진 포트(209)는, 예컨대, 오일 충진 포트(209)의 개구부에 걸쳐서 볼(211)을 용접함으로써 밀봉된다. 따라서, 볼륨(213) 내의 오일은 완전히 둘러싸이며, 디바이스(100)의 상부 표면과 유체 연통한다.
[0006] 포트(219)는, 압력 센서(200)가 핏팅(fitting)을 통해, 테스트되거나 측정될 가스 또는 유체와 연통하는 라인 또는 다른 전달 수단에 부착되는 것을 허용하도록 스레딩(threaded)될 수 있다. 측정되는 가스 또는 유체는 포트(219)에 진입하여 내부 볼륨(217)을 충진한다. 내부 볼륨(217)이 충진될 때, 측정되는 유체는 플렉시블한 다이어프램(215)의 상부측과 접촉한다. 측정되는 가스 또는 유체에 의해 가해지는 압력은 플렉시블한 다이어프램(215)을 통해, 오일의 둘러싸인 볼륨(213)으로 전달된다. 플렉시블한 다이어프램(215)에 의해 오일에 적용되는 힘은 오일을 통해, 압력 감지 디바이스(100)의 상부 표면을 포함하여, 오일을 포함하는 표면들에 전달된다.
[0007] 압력들(P1 및 P2)이 압력 감지 디바이스(100) 상에 가해질 때, 압력 감지 디바이스(100)의 다이어프램의 상부 표면에 형성된 압전 저항 엘리먼트들(도 1에 도시된 107)을 통한 전기 신호는 압전 저항 엘리먼트들의 변동들에 반응하여 변한다. 전기 신호는 압력 감지 디바이스(100)의 표면에 적용되는 차동 힘을 나타낸다. 전기 신호는 본드 와이어들(202)을 통해, 전기 전도체를 통해 다른 시스템 회로, 예컨대, 제어 회로에 전기적으로 연결될 수 있는 전도성 핀들(205)에 전도되거나, 비-제한적인 예로서, 전자식 메모리에 저장될 수 있는 압력 데이터로 변환된다.
[0008] 플렉시블한 다이어프램(215) 및 오일 충진된 볼륨(213)은 압력 감지 디바이스(100), 본드 와이어들(202), 및 전도성 핀들(205)을 포트(219)를 통해 측정되는 부식성 또는 하시 매체로부터 격리시킨다. 부가적으로, 오일을 포함하는 볼륨(213)은, 볼륨(213) 내의 오일의 누설 또는 오염이 발생하지 않도록 밀봉되어야 한다. 압력 감지 디바이스(100)로부터의 전기 신호를 반송하는 전도성 핀들(205)은, 다른 시스템 컴포넌트들의 외부 연결을 허용하기 위해, 베이스 플레이트(203)를 통과해야 한다. 전도성 핀들(205)은, 베이스 플레이트(203)와 기밀 밀봉부를 형성하는 튜브 또는 개구부(207) 내로 파이어링(fire)되는 유리 또는 세라믹 재료로 인클로징된다. 기밀 밀봉부들은 생산하는 데 비용이 많이 들고 손상에 취약하지만, 볼륨(213)의 무결성을 보장하기 위해 필요하다.
[0009] 도 2의 센서와 같은 압력 센서들은, 테스트되는 유체의 압력 변화들에만 반응하도록 의도된다. 그러나, 설계 및 제조 제약들에 적어도 부분적으로 기인한, 압력에 관련되지 않은, 압력 센서 출력의 변화들을 야기하는 부가적인 자극들이 도입된다. 예컨대, 자극들, 이를테면 스트레스, 온도, 디바이스 내의 누설 전류, 진동들 등은 센서의 출력이 압력에 관계 없이 변하는 것을 야기할 수 있다. 이러한 비압력 관련 변화들은 센서의 압력 판독에 오차들을 도입시킨다. 압력 센서에 의해 경험되는 비압력 관련 자극들의 효과들을 감소시키는 감지 시스템들이 바람직하다.
[0010] 압력 센서는, 감지식 다이어프램을 갖는 제1 반도체 압력 감지 다이 및 감지식 다이어프램을 갖는 제2 반도체 압력 감지 다이를 포함한다. 압력 감지 하우징은, 제1 압력 감지 다이 및 제2 압력 감지 다이를 포함한다. 하우징은, 제1 압력의 제1 유체가 제1 압력 감지 다이의 감지식 다이어프램의 제1 표면과 유체 연통하고 제2 압력의 제2 유체가 제1 압력 감지 다이의 감지식 다이어프램의 제2 표면과 유체 연통하게 배치되도록, 그리고 제2 압력 감지 다이의 감지식 다이어프램의 제1 및 제2 표면이 제3 압력, 이를테면 대기압의 제3 유체와 유체 연통하게 배치되도록 구성된다.
[0011] 압전 저항 엘리먼트들은 제1 감지식 다이어프램 및 제2 감지식 다이어프램의 표면에 형성된다. 압전 저항 엘리먼트들은 대응하는 감지식 다이어프램의 편향에 반응하는 가변 저항(varying resistance)을 나타낸다. 제1 감지식 다이어프램의 표면에 형성된 압전 저항 엘리먼트들은 제1 압력과 제2 압력 간의 차동 압력을 나타내는 전기 신호를 생성한다. 제2 감지식 다이어프램의 표면에 형성된 압전 저항 엘리먼트들은 센서의 비압력 관련 오차들을 나타내는 전기 신호를 생성한다. 제2 감지식 다이어프램의 출력은, 센서의 보정된 출력 신호를 생성하기 위해, 제1 감지식 다이어프램에 의해 측정된 차동 압력 신호로부터 제2 감지식 다이어프램에 의해 측정된 비압력 관련 오차들을 차감시키기 위한 방식으로 제1 감지식 다이어프램의 출력에 전기적으로 연결된다.
[0012] 도 1은 종래의 반도체 압력 감지 다이의 단면도이다.
[0013] 도 2는, 도 1의 반도체 압력 감지 다이를 사용하는 종래의 압력 센서의 단면도이다.
[0014] 도 3은 본 개시내용의 실시예에 따른, 비압력 자극들의 효과들을 감소시키기 위해 2개의 압력 감지 다이들을 이용하는 압력 센서의 단면도이다.
[0015] 도 4는 본 개시내용의 실시예에 따른, 비압력 자극들의 효과들을 감소시키기 위해 2개의 압력 감지 다이들을 이용하는 압력 센서의 단면도이다.
[0016] 도 5는, 본 개시내용의 실시예에 따른, 하시 매체가 측정되는 환경에서 사용될 수 있는, 비압력 자극들의 효과들을 감소시키기 위해 2개의 압력 센서 다이들을 이용하는 압력 센서의 단면도이다.
[0017] 도 6a는 본 개시내용의 실시예에 따른, 비압력 자극들의 효과들을 감소시키기 위해 단일 압력 감지 다이 상의 다수의 압력 감지식 다이어프램들을 이용하는 압력 센서의 단면도이다.
[0018] 도 6b는 본 개시내용의 실시예에 따른, 비압력 자극들의 효과들을 감소시키기 위해, 하부 구속부에 의해 지지되는 단일 압력 감지 다이 상의 다수의 압력 감지식 다이어프램들을 이용하는 압력 센서의 단면도이다.
[0019] 도 6c는 본 개시내용의 실시예에 따른, 비압력 자극들의 효과들을 감소시키기 위해 단일 압력 감지 다이 상의 다수의 압력 감지식 다이어프램들을 이용하는 압력 센서의 단면도이다.
[0020] 도 6d는 본 개시내용의 실시예에 따른, 비압력 자극들의 효과들을 감소시키기 위하여 하부 구속부에 의해 지지되는 단일 압력 감지 다이 상의 다수의 압력 감지식 다이어프램들을 이용하는 압력 센서의 단면도이다.
[0021] 도 6e는 본 개시내용의 실시예에 따른, 비압력 자극들의 효과들을 감소시키기 위하여 단일 압력 감지 다이 상의 다수의 압력 감지식 다이어프램들을 이용하는 압력 센서의 단면도이다.
[0022] 도 6f는 본 개시내용의 실시예에 따른, 비압력 자극들의 효과들을 감소시키기 위하여 하부 구속부에 의해 지지되는 단일 압력 감지 다이 상의 다수의 압력 감지식 다이어프램들을 이용하는 압력 센서의 단면도이다.
[0023] 도 6g는 본 개시내용의 실시예에 따른, 단일 압력 감지 다이 상의 다수의 압력 감지식 다이어프램들을 이용하는 압력 센서의 단면도이다.
[0024] 도 6h는 본 개시내용의 실시예에 따른, 단일 압력 감지 다이 상의 다수의 압력 감지식 다이어프램들을 이용하는 압력 센서의 단면도이다.
[0025] 도 6i는 본 개시내용의 실시예에 따른, 단일 압력 감지 다이 상의 다수의 압력 감지식 다이어프램들을 이용하는 압력 센서의 단면도이다.
[0026] 도 6j는 본 개시내용의 실시예에 따른, 단일 압력 감지 다이 상의 다수의 압력 감지식 다이어프램들을 이용하는 압력 센서의 단면도이다.
[0027] 도 7은 도 5 및 도 6a 내지 도 6j의 실시예들의 다이어프램들 상의 병렬 연결된 브릿지 회로들의 회로 다이어그램이다.
[0028] 도 7a는 도 5 및 도 6a 내지 도 6j의 실시예들의 다이어프램들 상의 직렬 연결된 브릿지 회로들의 회로 다이어그램이다.
[0029] 도 7b는 도 7a의 직렬 연결된 브릿지 회로들의 기능적 개략도이다.
[0030] 도 7c는 본 개시내용의 실시예에 따른 복수의 다이어프램들 상의 복수의 브릿지 회로들의 회로 다이어그램이다.
[0031] 도 7d는 본 개시내용의 실시예에 따른, 복수의 다이어프램들 상의 직렬로 연결된 복수의 브릿지 회로들의 회로 다이어그램이다.
[0032] 도 7e는 복수의 직렬 연결된 브릿지 회로들을 가지는 실시예의 기능적 개략도이다.
[0033] 명확성을 위해, 본 발명의 도면들 및 설명들은, 통상적인 감지 시스템들에서 발견된 많은 다른 엘리먼트들, 이를테면 MEMS-기반 센서들이 제거된 상태로, 본 발명의 명확한 이해를 위해 관련된 엘리먼트들을 예시하도록 단순화되었다는 것이 이해될 것이다. 그러나, 그런 엘리먼트들이 기술분야에서 잘 알려졌고, 그리고 이들이 본 발명의 더 나은 이해를 가능하게 하지 않기 때문에, 그런 엘리먼트들의 논의는 본원에서 제공되지 않는다. 본원의 개시내용은 당업자들에게 알려진 모든 그런 변형들 및 수정들에 관한 것이다.
[0034] 다음 상세한 설명에서, 예시에 의해, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예들을 도시하는 첨부 도면들에 대해 참조가 이루어진다. 비록 상이하지만 본 발명의 다양한 실시예들이 반드시 상호 배타적이지 않다는 것이 이해될 것이다. 게다가, 일 실시예에 관련하여 본원에 설명된 특정 피처, 구조 또는 특징은 본 발명의 범위에서 벗어남이 없이 다른 실시예들 내에서 구현될 수 있다. 게다가, 각각 개시된 실시예 내의 개별적인 엘리먼트들의 위치 또는 어레인지먼트가 본 발명의 범위에서 벗어남이 없이 수정될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 그러므로, 다음 상세한 설명은 제한적 의미로 취해지지 않고, 그리고 본 발명의 범위는 청구항들의 자격을 가진 등가물들의 전체 범위와 함께, 첨부된 청구항들에 의해서만 정의되고, 적당히 해석된다. 도면들에서, 유사한 번호들은 몇몇 도면들 전체에 걸쳐 동일하거나 유사한 기능성을 지칭한다.
[0035] 도 3은 본 개시내용의 실시예에 따른 차동 압력 센서(300)의 단면도이다. 압력 센서(300)는 제1 챔버(304) 및 대응하는 감지식 다이어프램(303)을 정의하도록 씨닝처리된 제1 반도체 압력 감지 디바이스 또는 다이(301)를 포함한다. 감지식 다이어프램(303)은, 압력이 감지식 다이어프램(303)의 표면상에 가해질 때 구부러지거나 편향한다. 감지식 다이어프램(303)의 편향은 감지식 다이어프램(303)의 표면에 정의된 압전 저항 엘리먼트들(도시되지 않음)의 저항의 변화를 유발한다. 압력 센서(300)는, 제2 챔버(314) 및 대응하는 감지식 다이어프램(313)을 정의하는 제2 반도체 압력 감지 디바이스 또는 다이(311)를 더 포함한다. 압력 감지 다이(301) 및 압력 감지 다이(311)는 베이스(321) 상에 지지된다. 압력 감지 다이들(301, 311)은 접착제(305)에 의해 베이스(321)에 본딩되고, 그런 접착제는 기술 분야에서 알려졌다. 압력 감지 다이(311)의 일부는 환기 채널(323)을 정의하기 위하여 베이스(321)에 본딩되지 않는다.
[0036] 압력 감지 다이(301)는 본드 와이어(309)에 의해 본드 패드(307)에 전기적으로 연결된다. 감지식 다이어프램(303)의 압전 저항 엘리먼트들이 압력에 기인한 감지식 다이어프램(303)의 편향에 기인하는 힘들에 노출되는 경우, 압전 저항 엘리먼트들의 저항은 감지식 다이어프램(303)의 편향의 양에 따라 변한다. 저항의 변화는 감지식 다이어프램(303)에 의해 감지되는 압력을 나타내는 전기 신호를 생성한다. 압력 감지 다이(311)는 본드 와이어(319)에 의해 본드 패드(317)에 전기적으로 연결된다. 감지식 다이어프램(313)의 압전 저항 엘리먼트들이 감지식 다이어프램(313)의 편향에 기인하는 힘들에 노출되는 경우, 압전 저항 엘리먼트들의 저항은 감지식 다이어프램(313)의 편향의 양에 따라 변한다. 저항의 변화는 감지식 다이어프램(313)에 의해 감지되는 압력을 나타내는 전기 신호를 생성한다.
[0037] 압력 센서(300)는 상부 하우징 부재(330) 및 하부 하우징 부재(340)를 포함하는 하우징을 더 포함한다. 상부 하우징 부재(330)는 압력 감지 다이(301) 및 압력 감지 다이(311)를 커버하고, 2개의 격리된 볼륨들을 정의하는 격벽(septum)(331)을 포함한다. 제1 격리된 볼륨은 압력 감지 다이(301)를 포함하고, 감지식 다이어프램(303)의 상부 표면과의 유체 연통을 제공한다. 입력 포트(333)는 상부 하우징 부재(330)의 벽을 통해 정의되고, 압력 감지 다이(301)와 연관된 제1 격리된 볼륨에 대한 액세스를 제공한다. 입력 포트(333)에 유입되는 유체에 의해 생성되는 제1 압력(P1)은 압력 감지식 다이어프램(303)의 상부 표면에 대해 인가된다. 입력 포트(333)는 적합한 핏팅을 통해 제1 유체 소스의 입력 포트(333)로의 부착먼트를 위한 스레드식 인터페이스(threaded interface)를 포함할 수 있다.
[0038] 제2 격리된 볼륨은 압력 감지식 다이(311)를 포함한다. 애퍼처 또는 개구부(335)는 상부 하우징 부재(330)의 벽을 통해 정의되고, 압력, 단지 예로써, 대기압(Pamb)(예컨대, 압력 센서(300)의 위치의 환경적 압력)가 제2 격리된 볼륨에 진입하도록 허용한다. 대기압은 제2 격리된 볼륨에 진입하고 감지식 다이어프램(313)의 상부 표면에 대기압을 인가한다. 대기압은 환기 채널(323)을 통해 더 확장되고, 감지식 다이어프램(313)의 하부 표면에 대해 인가된다. 대기압은 감지식 다이어프램(313)의 상부 표면 및 하부 표면에 동등하게 인가된다. 따라서, 감지식 다이어프램은 압력에 기인한 어떠한 변화들도 감지하지 않는다. 따라서, 압력 감지 다이(311)로부터 생성된 임의의 신호는 오차들을 구성하는 비압력 자극들을 나타내고, 이는 보정되지 않으면 센서 출력에서 오차들을 생성한다.
[0039] 하부 하우징 부재(340)는, 베이스(321)에 정의된 애퍼처 또는 통로(325)를 통해 감지식 다이어프램(303)의 하부 표면과 유체 연통하는 볼륨을 정의한다. 입력 포트(341)는 하부 하우징 부재(340)의 벽을 통해 정의되고, 애퍼처(325)를 통해 감지식 다이어프램(303)의 하부 표면에 대한 액세스를 제공한다. 입력 포트(341)에 유입되는 유체에 의해 생성되는 제2 압력(P2)은 압력 감지식 다이어프램(303)의 하부 표면에 대해 인가된다. 입력 포트(341)는 적합한 핏팅을 통해 제2 유체 소스의 입력 포트(341)로의 부착먼트를 위한 스레드식 인터페이스를 포함할 수 있다.
[0040] 동작 시에, 압력(P1)은 입력 포트(333)에 진입하고 감지식 다이어프램(303)의 상부 표면 상에 힘을 가한다. 압력(P2)은 입력 포트(341)에 진입하고 감지식 다이어프램(303)의 하부 표면 상에 힘을 가한다. 감지식 다이어프램(303)은 P1과 P2 간의 차동 압력의 결과로서 변형을 겪는다. 변형은 감지식 다이어프램(303)의 표면 상의 압전 저항기들의 저항의 변화를 생성하고, 차동 압력을 나타내는 신호를 생성한다. 압력 감지 다이(301)의 출력 신호는 그에 작용하는 비압력 자극들에 의해 초래되는 비압력 관련 오차들을 더 포함한다.
[0041] 압력 감지 다이(301) 및 압력 감지 다이(311)가 매우 근접하기 때문에(예컨대, 예로써 비히클(vehicle)의 섀시에 장착될 수 있는 공통 센서에 장착됨), 압력 감지 다이(301) 및 압력 감지 다이(311)는 유사한 비압력 관련 오차들을 경험할 가능성이 있다. 그러나, 압력 감지 다이(301)만이 압력의 변화들에 노출된다. 한편, 압력 감지 다이(311)는, 감지식 다이어프램(313)의 상부 및 하부 표면에 압력(예컨대, 대기압)이 동등하게 인가되도록 구성된다. 따라서, 압력 감지 다이(301) 및 압력 감지 다이(311) 둘 모두에 의해 경험되는 비압력 관련 오차들은 압력 감지 다이(311)에 의해 별개로 측정되고 출력된다. 감지식 다이어프램(303) 및 감지식 다이어프램(313)의 압전 저항 엘리먼트들은, 압력 센서(300)로부터 출력될 수 있는 보정된 차동 압력 신호를 생성하기 위해, 압력 감지 다이(311)에 의해 측정된 비압력 관련 오차들이 압력 감지 다이(301)의 출력 신호로부터 차감 또는 다른 방식으로 제거되도록 전기적으로 연결될 수 있다.
[0042] 도 4는 본 개시내용의 다른 실시예에 따른 압력 센서(400)의 단면도이다. 압력 센서(400)는 도 3의 압력 센서(300)와 유사하게 기능한다. 그러나, 압력 센서(400)는, 2개의 격리된 볼륨들을 정의하는 격벽(441)을 포함하는 하부 하우징 부재(440)를 포함한다. 제1 격리된 볼륨은 베이스(421)에 정의된 애퍼처(425)를 통해 감지식 다이어프램(303)의 하부 표면 및 입력 포트(443)와 유체 연통한다. 애퍼처(425)는, 감지식 다이어프램(303)의 직경과 실질적으로 같거나 또는 이보다 더 큰 직경을 갖도록 구성될 수 있다. 제2 격리된 볼륨은 하부 하우징 부재(440)의 벽을 통해 정의된 개구부(445)를 통해 압력 소스, 예컨대, 대기압(Pamb)과 그리고 베이스(421)에 정의된 애퍼처(427)를 통해 감지식 다이어프램(313)의 하부 표면과 유체 연통한다. 애퍼처(427)는, 감지식 다이어프램(313)의 직경과 실질적으로 동일하거나 이보다 더 큰 직경을 갖도록 구성될 수 있다.
[0043] 도 3의 압력 감지 다이(311)에서와 같이, 압력은 상부 하우징 부재(330)의 개구부(335)를 통해 감지식 다이어프램(313)의 상부 표면에 적용된다. 압력은 하부 하우징 부재(440)의 개구부(445)를 통해 감지식 다이어프램(313)의 하부 표면에 동등하게 인가된다. 따라서, 압력 감지 다이(311)는 압력 관련 변화들을 감지하지 않는다. 오히려, 압력 감지 다이(311)로부터의 임의의 출력은 비압력 관련 오차들을 정의하는 비압력 관련 자극들을 나타낸다.
[0044] 동작 시에, 감지식 다이어프램(303)의 상부 표면은 입력 포트(333)를 통해 압력(P1)에 노출된다. 감지식 다이어프램(303)의 하부 표면은 입력 포트(443)를 통해 압력(P2)에 노출된다. 압력 감지 다이(301) 및 압력 감지 다이(311)가 매우 근접하기(예컨대, 예로써 비히클의 섀시에 장착될 수 있는 공통 센서에 장착되기) 때문에, 압력 감지 다이(301) 및 압력 감지 다이(311)는 유사한 비압력 관련 오차들을 경험할 수 있다. 그러나, 압력 감지 다이(301)만이 압력 변화들에 노출된다. 한편, 압력 감지 다이(311)는, 대기압이 감지식 다이어프램(313)의 상부 및 하부 표면에 동등하게 인가되도록 구성된다. 따라서, 압력 감지 다이(301) 및 압력 감지 다이(311) 둘 모두에 의해 경험되는 비압력 관련 오차들은 압력 감지 다이(311)에 의해 별개로 측정되어 출력된다. 따라서, 감지식 다이어프램(303) 및 감지식 다이어프램(313)의 압전 저항 엘리먼트들은, 압력 센서(400)로부터 출력될 수 있는 보정된 차동 압력 신호를 생성하기 위해, 압력 감지 다이(311)에 의해 측정된 비압력 관련 오차들이 압력 감지 다이(301)의 출력 신호로부터 차감 또는 다른 방식으로 제거되도록 전기적으로 연결될 수 있다.
[0045] 도 5는 본 개시내용의 실시예에 따른, 하시 매체의 차동 압력들을 측정하도록 구성된 압력 센서(500)의 단면도이다. 압력 센서(500)는 도 4의 압력 센서(400)와 동작 면에서 유사하다. 압력 감지 다이(311)는, 위에서 논의된 바와 같이, 개구부들(335, 445)을 통해 감지식 다이어프램(313)의 상부 및 하부 표면에서 동등하게 대기압을 받음으로써 관련된 공통 비압력을 검출한다. 압력 센서(500)에서, 압력 감지 다이(301)와 연관된 상부 하우징 부재(330)에 정의된 제1 격리된 볼륨은 2개의 추가의 격리된 볼륨들로 추가로 세분된다. 2개의 격리 세분된 볼륨들은 플렉시블한 다이어프램(501)에 의해 정의된다. 플렉시블한 다이어프램(501)은 하시 매체, 이를테면 산 또는 부식성 액체들 또는 가스들의 효과들에 내성이 있는 재료를 포함할 수 있다. 예컨대, 플렉시블한 다이어프램(501)은 스테인리스강을 포함할 수 있다. 제1 세분된 볼륨은 입력 포트(333)와 유체 연통하고, 압력(P1)에서 테스트되는 제1 유체를 수용한다. 테스트되는 제1 유체는, 감지식 다이어프램(303)의 반도체 표면에 접촉하도록 허용되면, 센서(500)에 대한 손상을 야기할 수 있는 하시 매체, 이를테면, 부식성 액체 또는 가스일 수 있다.
[0046] 제2 격리 세분된 볼륨은 감지식 다이어프램(303)의 상부 표면과 유체 연통한다. 제2 격리 세분된 볼륨은 감지식 다이어프램(303)의 재료와 호환적인 유체로 충진될 수 있고, 예컨대, 실리콘 오일은 제2 격리 세분된 볼륨을 충진하는데 사용될 수 있다. 제2 격리 세분된 볼륨은 충진 포트(503)를 사용하여 충진될 수 있다. 제2 격리 세분된 볼륨이 충진될 때, 충진 포트(503)는, 예컨대, 충진 포트(503)에 의해 정의된 개구부 위에 볼(505)을 용접함으로써 밀봉될 수 있다. 동작 시에, 테스트되는 제1 유체 또는 가스는 입력 포트(333)를 통해 제1 격리 세분된 볼륨으로 유입될 것이다. 테스트되는 제1 유체 또는 가스는, 플렉시블한 다이어프램(501)에 대해 힘을 가하는 압력을 가질 것이다. 플렉시블한 다이어프램(501)은 인가된 힘 하에서 플렉싱하고, 감지식 다이어프램(303)의 상부 표면을 포함하는 제2 격리 세분된 볼륨 내의 유체에 힘을 전달할 것이다.
[0047] 유사하게, 압력 감지 다이(301)와 연관된 하부 하우징 부재(440)에 정의된 제1 격리된 볼륨은 2개의 추가의 격리된 볼륨들로 추가로 세분된다. 2개의 격리 세분된 볼륨들은 플렉시블한 다이어프램(511)에 의해 정의된다. 플렉시블한 다이어프램(511)은 하시 매체, 이를테면 산 또는 부식성 액체들 또는 가스들의 효과들에 내성이 있는 재료를 포함할 수 있다. 예컨대, 플렉시블한 다이어프램(511)은 스테인리스강을 포함할 수 있다. 제1 세분된 볼륨은 입력 포트(443)와 유체 연통하고, 압력(P2)에서 테스트되는 제2 유체를 수용한다. 테스트되는 제2 유체는, 감지식 다이어프램(303)의 반도체 표면에 접촉하도록 허용되면, 센서(500)에 대한 손상을 야기할 수 있는 하시 매체, 이를테면, 부식성 액체 또는 가스일 수 있다.
[0048] 제2 격리 세분된 볼륨은 감지식 다이어프램(303)의 하부 표면과 유체 연통한다. 제2 격리 세분된 볼륨은, 감지식 다이어프램(303)의 재료와 호환적인 유체로 충진될 수 있는데, 예컨대 실리콘 오일이 제2 격리 세분된 볼륨을 충진하는데 사용될 수 있다. 제2 격리 세분된 볼륨은 충진 포트(513)를 사용하여 충진될 수 있다. 제2 격리 세분된 볼륨이 충진될 때, 충진 포트(513)는 예컨대, 충진 포트(513)에 의해 정의된 개구부 위에 볼(515)을 용접함으로써 밀봉될 수 있다. 동작시, 테스트되는 제2 유체 또는 가스는 입력 포트(443)를 통해 제1 격리 세분된 볼륨에 유입될 수 있다. 테스트되는 제1 유체 또는 가스는 플렉시블한 다이어프램(511)에 힘을 가하는 압력을 가질 것이다. 플렉시블한 다이어프램(511)은 인가된 힘 하에서 플렉싱하고, 베이스(421)에 정의된 애퍼처(425)를 통해 감지식 다이어프램(303)의 하부 표면을 포함하는 제2 격리 세분된 볼륨 내의 유체에 힘을 전달할 것이다.
[0049] 동작시에, 압력 감지 다이(301)는 P1과 P2 간의 차동 압력을 측정한다. 압력 감지 다이(301)는 압력 감지 다이(311)에 전기적으로 연결되며, 압력 감지 다이(311)는 위에서 도 4와 관련하여 설명된 바와 같이, 비압력 관련 오차들만을 감지한다. 비압력 관련 오차들은, 센서(500)의 보정된 조정된 출력을 생성하기 위해 압력 감지 다이(301)의 출력 신호로부터 차감될 것이다.
[0050] 도 6a를 참조하면, 본 개시내용의 실시예에 따른 압력 센서(600a)의 단면도가 도시된다. 압력 센서(600a)는 단일 압력 감지 다이(601)를 포함한다. 압력 감지 다이(601)는 제1 감지식 다이어프램(603) 및 제2 감지식 다이어프램(613)을 형성하도록 2개의 위치들에서 씨닝처리된다. 복수의 압전 저항 엘리먼트들(미도시)은 감지식 다이어프램(603)의 표면 및 감지식 다이어프램(613)의 표면에 형성 또는 배열된다. 감지식 다이어프램(603, 613)의 각각의 표면에 인가된 압력은 감지식 다이어프램(603, 613)의 편향을 야기하며, 이는 압전 저항 엘리먼트들에 스트레스를 가한다. 압전 저항 엘리먼트들의 전기 저항은, 인가된 압력에 의해 감지식 다이어프램이 편향됨에 따라 생성된 스트레스로 인해 변한다. 압전 저항 엘리먼트들은 본드 와이어들(615)을 통해 접촉 패드들(617)에 전기적으로 연결된다. 압력 감지 다이(601)는 접착 본드들(619)에 의해 베이스 플레이트(621)에 본딩된다. 접착 본드들(619)은 접착제를 사용하여 형성되거나 또는 솔더 또는 유리 프릿과 같은 고정 본딩 기법에 의해 형성될 수 있다. 베이스 플레이트(621)는 제1 하우징 부재(630) 및 제2 하우징 부재(640)로 형성된 하우징에 연결된다.
[0051] 제1 하우징 부재(630)는 제1 챔버를 정의한다. 제1 챔버는 플렉시블한 다이어프램(631)에 의해 분리되어 제1 압력 볼륨(650) 및 제1 유체-충진가능 볼륨(610)을 정의한다. 제1 유체-충진가능 볼륨(610)은 충진 포트(611)를 통해 압력 감지 다이(601) 또는 압전 저항 엘리먼트들 또는 감지식 다이어프램들(603, 613)과 연관된 전기적 연결들에 유해하지 않은 유체로 충진될 수 있다. 예로써, 압력 감지 다이(601)가 반도체 재료를 포함하는 센서에서, 유체-충진가능 볼륨(610)은 실리콘 오일과 같은 오일로 충진될 수 있다. 일단 충진되면, 유체-충진가능 볼륨(610)은 용접 볼(612) 또는 충진 포트(611)를 밀봉하기 위한 다른 기법(예컨대, 크림핑)을 사용하여 밀봉될 수 있다. 스레드식 포트(633)는 제1 유체가 제1 압력(P1)으로 압력 센서(600a)에 진입하도록 허용하기 위해 제1 하우징 부재(630)의 벽에 정의된다. 제1 유체는 포트(633)에 진입하고 제1 압력 볼륨(650)을 충진한다. 제1 유체는 플렉시블한 다이어프램(631)에 힘을 가하는 제1 압력에 있다. 플렉시블한 다이어프램(631)은 가해진 힘으로 인해 편향되어, 유체-충진가능 볼륨(610)의 유체를 통해 감지식 다이어프램(603) 및 감지식 다이어프램(613)의 표면에 힘을 전달한다. 압력 감지 다이(601)는 압력 감지 다이(601)와 베이스 플레이트(621) 간에 공간을 정의하는 배기 채널(602)을 포함하며, 이는 유체-충진가능 볼륨(610) 내의 유체에 의해 가해지는 압력이 감지식 다이어프램(613) 아래의 공간에 진입하여 제1 압력을 감지식 다이어프램(613)의 제1 표면에 대향하는, 감지식 다이어프램(613)의 제2 표면에 인가하도록 허용한다. 제1 압력(P1)이 감지식 다이어프램(613)의 제1 및 제2 표면들에 동등하게 인가되기 때문에, 감지식 다이어프램(613)으로부터의 출력 신호는 실질적으로 비압력 관련 입력들 또는 팩터들만을 표시할 것이다.
[0052] 제2 하우징 부재(640)는 제2 챔버를 정의한다. 제2 챔버는 제2 플렉시블한 다이어프램(661)에 의해 분리되어 제2 압력 볼륨(660) 및 제2 유체-충진가능 볼륨(620)을 정의한다. 제2 유체-충진가능 볼륨(620)은 압력 감지 다이(601) 또는 압전 저항 엘리먼트들 또는 감지식 다이어프램들(603, 613)과 연관된 전기적 연결들에 유해하지 않은 유체로 충진될 수 있다. 제2 유체-충진가능 볼륨(620)은 충진 튜브(624)를 통해 비-유해한 유체로 충진될 수 있다. 예로써, 압력 감지 다이(601)가 반도체 재료를 포함하는 경우, 제2 유체-충진가능 볼륨(620)은 실리콘 오일과 같은 오일로 충진될 수 있다. 일단 충진되면, 유체-충진가능 볼륨(620)은 용접 볼(623) 또는 충진 튜브(624)를 밀봉하기 위한 다른 기법(예컨대, 크림핑)을 사용하여 밀봉될 수 있다. 스레드식 포트(663)는 제2 유체가 제2 압력(P2)으로 압력 센서(600a)에 진입하도록 허용하기 위해 제2 하우징 부재(640)의 벽에 정의된다. 제2 유체는 포트(663)에 진입하고, 제2 압력 볼륨(660)을 충진한다. 제2 유체는 제2 플렉시블한 다이어프램(661)에 힘을 가하는 제2 압력에 있다. 제2 플렉시블한 다이어프램(661)은 가해진 힘으로 인해 편향되어, 베이스 플레이트(621)를 통해 정의된 홀(625)에 진입함으로써 제2 유체-충진가능 볼륨(620)의 유체를 통해 감지식 다이어프램(603)의 하부 표면에 힘을 전달한다. 감지식 다이어프램(603)은 감지식 다이어프램(603)의 제1 표면에서 압력(P1)을 받고 그리고 제1 표면에 대향하는, 감지식 다이어프램(603)의 제2 표면에서 압력(P2)을 받는다. 따라서, 감지식 다이어프램(603)의 출력은 임의의 비압력 관련 신호들에 추가하여 압력(P1)과 압력(P2) 간의 차동 압력을 나타낸다.
[0053] 감지식 다이어프램(603)의 표면에 또는 그 상에 정의된 압전 저항 엘리먼트들은, 감지식 다이어프램(613)에 의해 생성된 출력 신호가 감지식 다이어프램(601)에 의해 생성된 출력 신호로부터 차감되는 방식으로 감지식 다이어프램(613)의 표면에 또는 그 상에 정의된 압전 저항 엘리먼트들에 전기적으로 연결될 수 있다. 위에서 설명된 바와 같이, 이러한 차감의 결과는 감지된 차동 압력만을 표시하는 보정된 출력 신호이다.
[0054] 본 개시내용의 실시예들에 의해 완화된 비압력 관련 신호들은, 유체 도관 핏팅이 스레드식 포트(633) 또는 포트(663) 상에 스레딩되는 경우 생성되는 스트레스 힘들을 포함할 수 있다. 핏팅이 부착되는 기밀성은, 하우징 부재들(630, 640)을 통해 베이스 플레이트(621)로 전달되는 스트레스들을 생성할 수 있다. 베이스 플레이트(621)는, 반도체 압력 감지 다이(601)에 직접 부착되며, 감지식 다이어프램들(603, 613)에 영향을 주는 스트레스들을 생성할 수 있다. 다른 속성들, 이를테면 압력 감지 다이(601), 베이스 플레이트(621) 및 하우징 부재들(630, 640)의 열팽창 계수들이 상이하여, 인접 컴포넌트들이 온도에 반응하여 상이한 레이트들로 팽창 또는 수축하게 할 수 있다. 가변 레이트들의 팽창 또는 수축과 조합된 온도의 변화는, 감지식 다이어프램들(603, 613)로 전달되어, 감지식 다이어프램(603, 613)의 표면 상에서 압전 저항 엘리먼트들의 저항의 변화를 야기할 수 있는 추가의 스트레스를 생성할 수 있다.
[0055] 도 6b는 도 6a의 센서(600a)와 많은 관점들에서 유사한 압력 센서(600b)를 도시한다. 그러나, 센서(600b)에서, 압력 감지 다이(601)는 구속부(685)에 연결되고, 이 구속부(685)는 차례로, 베이스 플레이트(621)에 부착된다. 구속부(685)는, 구속부(685)와 베이스 플레이트(621) 간에 공간을 정의하는 배기 채널(682)을 포함한다. 배기 채널(682)은 제1 압력 또는 대안적으로는 대기압이 감지식 다이어프램(613) 아래의 공간으로 진입하게 한다. 그에 의해, 제1 압력 또는 대기압이 감지식 다이어프램(613)의 제1 표면에 대향하는, 감지식 다이어프램(613)의 제2 표면에 인가된다. 구속부(685)는, 베이스 플레이트(621)의 열팽창 계수보다 압력 감지 다이(601)의 반도체 재료의 열팽창 계수에 더 가까운 열팽창 계수를 소유하는 재료를 포함할 수 있다. 온도 변동들이 압력 감지 다이(601), 구속부(685) 및/또는 베이스 플레이트(621)의 재료들의 팽창 또는 수축을 야기하는 조건들 하에서, 인접 재료들의 열팽창 계수들 간의 차이를 감소시키는 것은, 열 효과들 또는 비압력 관련 자극들로 인한 압력 감지 다이(601) 상의 스트레스를 감소시킬 것이다.
[0056] 도 6c는 본 개시내용의 일 실시예에 따른 압력 센서(600c)의 단면도이다. 압력 센서(600b)는 단일 압력 감지 다이(601)를 포함한다. 압력 센서 다이(601)는, 제1 감지식 다이어프램(603) 및 제2 감지식 다이어프램(613)을 형성하기 위해 2개의 위치들에서 씨닝처리된다. 복수의 압전 저항 엘리먼트들(미도시)은 감지식 다이어프램(603)의 표면 및 감지식 다이어프램(613)의 표면에 형성 또는 배열된다. 감지식 다이어프램들(603, 613)의 표면에 인가된 압력은, 압전 저항 엘리먼트들에 스트레스를 가하는 감지식 다이어프램들의 편향을 야기한다. 압전 저항 엘리먼트들의 전기 저항은, 감지식 다이어프램들(603, 613)이 적용된 압력에 의해 편향될 때 생성되는 스트레스로 인해 변한다. 압전 저항 엘리먼트들은 본드 와이어들(615)을 통해 접촉 패드들(617)에 전기적으로 연결된다. 압력 감지 다이(601)는 접착 본드들(619)에 의해 베이스 플레이트(621)에 본딩된다. 접착 본드들(619)은 접착제를 사용하여 또는 고정형 본딩 기법, 이를테면 솔더 또는 유리 프릿에 의해 형성될 수 있다. 베이스 플레이트(621)는 제1 하우징 부재(630) 및 제2 하우징 부재(640)로 형성된 하우징에 연결된다.
[0057] 제1 하우징 부재(630)는 제1 압력 볼륨(650)을 정의한다. 제1 하우징 부재(630)는, 압력, 이를테면 대기압(Pamb)이 제1 압력 볼륨(650)으로 진입하게 하는 개구부(670)를 갖는다. 압력 감지 다이(601)는, 압력 감지 다이(601)와 베이스 플레이트(621) 간의 공간을 정의하여, 대기압이 감지식 다이어프램(613) 아래의 공간으로 진입하게 하고, 감지식 다이어프램(613)의 제1 표면에 대향하는, 감지식 다이어프램(613)의 제2 표면에 대기압을 적용하는 배기 채널(602)을 포함한다. 대기압이 감지식 다이어프램(613)의 제1 및 제2 표면들에 동등하게 인가되기 때문에, 감지식 다이어프램(613)으로부터의 출력 신호는 비압력 관련 입력들의 결과일 것이다.
[0058] 제2 하우징 부재(640)는 제2 챔버를 정의한다. 제2 챔버는 제2 압력 볼륨(660) 및 유체-충진가능 볼륨(620)을 정의하기 위하여 플렉시블한 다이어프램(661)에 의해 분리된다. 유체-충진가능 볼륨(620)은, 충진 포트(624)를 통해 감지식 다이어프램들(603, 613)과 연관된 압력 감지 다이(601) 또는 압전 저항 엘리먼트들 또는 전기적 연결들에 유해하지 않은 유체로 충진될 수 있다. 예로써, 압력 감지 다이(601)가 반도체 재료를 포함하면, 제2 유체-충진가능 볼륨(620)은 오일, 이를테면 실리콘 오일로 충진될 수 있다. 일단 충진되면, 유체-충진가능 볼륨(620)은 용접 볼(623) 또는 충진 포트(624)를 밀봉하기 위한 다른 기법(예컨대, 크림핑)을 사용하여 밀봉될 수 있다. 스레드식 포트(663)는, 제2 압력(P2)의 제2 유체가 압력 센서(600c)에 진입하게 하도록 제2 하우징 부재(640)의 벽에 정의된다. 제2 유체는 포트(663)에 진입하고, 제2 압력 볼륨(660)을 충진한다. 제2 유체는, 플렉시블한 다이어프램(661)에 힘을 가하는 제2 압력으로 존재한다. 플렉시블한 다이어프램(661)은 가해진 힘으로 인해 편향되며, 베이스 플레이트(621)를 통해 정의된 홀(625)에 진입함으로써, 제2 유체-충진가능 볼륨(620)의 유체를 통해 감지식 다이어프램(603)의 하부 표면으로 힘을 전달한다. 감지식 다이어프램(603)은, 감지식 다이어프램(603)의 제1 표면에서 대기압(Pamb)을 받고, 제1 표면에 대향하는, 감지식 다이어프램(603)의 제2 표면에서 압력(P2)을 받는다. 그에 따라서, 감지식 다이어프램(603)의 출력은 임의의 비압력 관련 신호들뿐만 아니라 대기압(Pamb)과 압력(P2) 간의 차동 압력을 표현한다. 감지식 다이어프램(603)의 표면에 정의된 압전 저항 엘리먼트들은, 감지식 다이어프램(613)에 의해 생성된 출력 신호가 감지식 다이어프램(601)에 의해 생성된 출력으로부터 차감되는 방식으로 감지식 다이어프램(613)의 표면에 정의된 압전 저항 엘리먼트들에 전기적으로 연결될 수 있다. 감지식 다이어프램(613)이 단지 비압력 관련 입력들을 포함하는 출력을 생성하고, 감지식 다이어프램(603)이 감지식 다이어프램(613)의 입력들과 유사한 비압력 관련 입력들과 함께 차동 압력 측정 둘 모두를 포함하므로, 감지식 다이어프램(603)의 출력 신호로부터 감지식 다이어프램(613)의 비압력 관련 신호를 차감하는 것은, 차동 압력 입력에 의해 생성된 신호만을 포함하는 센서(600c)의 나머지 출력 신호를 초래하며, 그에 의해, 보정된 신호를 제공한다.
[0059] 위에 설명된 바와 같이, 비압력 관련 신호들은, 유체 도관 핏팅이 스레드식 포트(663) 상에 스레딩될 때 생성되는 스트레스 힘들을 포함할 수 있다. 핏팅이 부착되는 기밀성은 하우징 부재들(630, 640)을 통해 베이스 플레이트(621)로 전달되는 스트레스들을 생성할 수 있다. 베이스 플레이트(621)는, 반도체 압력 감지 다이(601)에 직접 부착되며, 감지식 다이어프램들(603, 613)에 스트레스들을 생성할 수 있다. 압력 감지 다이(601), 베이스 플레이트(621) 및 하우징 부재들(630, 640)의 열팽창 계수들과 같은 다른 특성들은 상이할 수 있고, 이는 인접 컴포넌트들이 온도에 반응하여 상이한 레이트들로 팽창하거나 수축하게 한다. 가변 레이트들의 팽창 또는 수축과 조합된 온도의 변화는, 감지식 다이어프램들(603, 613)에 전달될 수 있는 추가의 스트레스를 생성할 것이며, 이는 감지식 다이어프램(603, 613)의 표면 상의 압전 저항 엘리먼트들의 저항의 변화를 야기한다.
[0060] 도 6d는 도 6c의 센서(600c)와 많은 점들에서 유사한 압력 센서(600d)를 도시한다. 그러나, 센서(600d)에서, 압력 감지 다이(601)는 구속부(685)에 연결되며, 이 구속부(685)는 차례로 베이스 플레이트(621)에 부착된다. 구속부(685)는, 베이스 플레이트(621)의 열팽창 계수보다는 압력 감지 다이(601)의 반도체 재료의 열팽창 계수에 더 가까운 열팽창 계수를 소유하는 재료를 포함할 수 있다. 온도 변동들이 압력 감지 다이(601), 구속부(685) 및/또는 베이스 플레이트(621)의 재료의 팽창 또는 수축을 야기하는 조건들 하에서, 인접 재료들 사이에서의 열팽창 계수들 간의 차이를 감소시키는 것은 열 효과들 및 비압력 관련 자극들로 인한 압력 감지 다이(601) 상에서의 스트레스를 감소시킬 것이다.
[0061] 도 6e는 본 개시내용의 일 실시예에 따른 압력 센서(600e)의 단면도이다. 압력 센서(600e)는 단일 압력 감지 다이(601)를 포함한다. 압력 센서 다이(601)는 제1 감지식 다이어프램(603) 및 제2 감지식 다이어프램(613)을 형성하도록 씨닝처리된다. 복수의 압전 저항 엘리먼트들(미도시)은 감지식 다이어프램(603)의 표면에 그리고 감지식 다이어프램(613)의 표면에 형성된다. 감지식 다이어프램들(603, 613)의 표면에 가해지는 압력은 압전 저항 엘리먼트들에 스트레스를 가하는 감지식 다이어프램의 편향을 야기한다. 압전 저항 엘리먼트들의 전기 저항은, 감지식 다이어프램(603, 613)이 인가된 압력에 의해 편향됨에 따라 생성되는 스트레스로 인해 변한다. 압전 저항 엘리먼트들은 본드 배선들(615)을 통해 접촉 패드들(617)에 전기적으로 연결된다. 압력 감지 다이(601)는 접착 본드들(619)에 의해 베이스 플레이트(621)에 본딩된다. 접착 본드들(619)은 접착제를 사용하여 또는 고정 본딩 기법, 이를테면, 솔더 또는 유리 프릿에 의해 형성될 수 있다. 베이스 플레이트(621)는 제1 하우징 부재(630) 및 제2 하우징 부재(640)로 형성된 하우징에 연결된다.
[0062] 캡(680)은 압력 감지 다이(601)의 제1 표면에 부착된다. 캡(680)은, 감지식 다이어프램(603) 및 감지식 다이어프램(613)이 위치되는 압력 감지 다이(601) 상의 위치들에 포지셔닝되는 캡(680) 내부에 정의되는 공간들 또는 보이드들을 갖는다. 캡(680) 내에 형성되는 캐비티들 내부에 진공이 형성되고 트랩된다. 다이어프램(603)은 압력(P2)에 아래로부터 노출되고, 다이어프램(603)의 상부 표면과 접촉하는 캡(680) 아래의 진공에 대하여 이 압력을 측정한다. 다이어프램(613)은 압력, 예컨대, 대기압(Pamb)에 아래로부터 노출되고, 다이어프램(613)의 상부 표면과 접촉하는 캡(680) 아래에 형성되는 진공에 대하여 압력(Pamb)을 측정한다. 따라서, 도 6e에 도시된 실시예는 다이어프램(603)을 통해 압력(P2)에 대한 절대 압력 값 및 다이어프램(613)을 통해 대기압(Pamb)에 대한 절대 압력 값을 측정한다. 다이어프램(603)에 의해 측정된 압력 값으로부터 다이어프램(613)에 의해 측정된 압력 값들을 차감함으로써, 압력(P2)과 대기압(Pamb) 간의 차동 압력이 결정될 수 있다. 결정된 차동 압력은 압력 센서(600e)의 출력으로서 제공될 수 있다.
[0063] 제1 하우징 부재(630)는 제1 압력 볼륨(650)을 정의한다. 제1 하우징 부재(630)는, 대기압(Pamb)이 제1 압력 볼륨(650)으로 진입하도록 허용하는 개구부(670)를 갖는다. 압력 감지 다이(601)는, 대기압으로이 감지식 다이어프램(613) 아래의 공간에 진입하고 감지식 다이어프램(613)의 제1 표면에 대향하는, 감지식 다이어프램(613)의 제2 표면에 대기압을 인가되도록 하는, 압력 감지 다이(601)와 베이스 플레이트(621) 간의 공간을 정의하는 배기 채널(602)을 포함한다. 압력(P2)과 대기압(Pamb) 간의 차동 압력은, 예컨대, 감지식 다이어프램들(603, 613) 상의 압전 저항 엘리먼트들의 가변 전항들에 기반하여, 감지식 다이어프램들(603, 613)에 의해 생성되는 출력들을 프로세싱함으로써 결정될 수 있다. 예컨대, 다이어프램들(603, 613)의 가변 저항에 기반하는 출력은, 이하에 상세하게 논의되는, 도 7에 도시되고 참조되는 회로와 같은 회로에서 프로세싱될 수 있다.
[0064] 제2 하우징 부재(640)는 제2 챔버를 정의한다. 제2 챔버는 제2 압력 볼륨(660) 및 유체-충진가능 볼륨(620)을 정의하는 플렉시블한 다이어프램(661)에 의해 분리된다. 유체-충진가능 볼륨(620)은, 압력 감지 다이(601) 또는 압전 저항 엘리먼트들 또는 충진 포트(624)를 통해 감지식 다이어프램들(603, 613)과 연관된 전기적 연결들에 유해하지 않은 유체로 충진될 수 있다. 예시에 의해, 압력 감지 다이(601)가 반도체 재료를 포함하는 경우, 유체-충진가능 볼륨(620)은 오일, 이를테면, 실리콘 오일로 충진될 수 있다. 충진되면, 유체-충진가능 볼륨(620)은 용접 볼(623)을 사용하여, 또는 충진 포트(624)를 밀봉하기 위한 다른 기법(예컨대, 크림핑)을 사용하여 밀봉될 수 있다. 제2 압력(P2)의 제2 유체로 하여금 압력 센서(600e)로 진입하도록 허용하기 위해 제2 하우징 부재(640)의 벽에 스레드식 포트(663)가 정의된다. 제2 유체는 포트(663)에 진입하고 제2 압력 볼륨(660)을 충진한다. 제2 유체는, 플렉시블한 다이어프램(661) 상에 힘을 가하는 제2 압력에 있다. 플렉시블한 다이어프램(661)은, 가해진 힘으로 인해 편향되고, 베이스 플레이트(621)를 통해 정의된 홀(625)에 진입함으로써 유체-충진가능 볼륨(620)의 유체를 통해 감지식 다이어프램(603)의 하부 표면으로 힘을 전달한다. 감지식 다이어프램(603)은 캡(680) 아래에 형성되는 진공에 의해 자체 상부 표면에 접촉하고, 제1 표면에 대향하는, 감지식 다이어프램(603)의 제2 표면에서 압력(P2)을 받는다. 이에 따라, 감지식 다이어프램(603)의 출력은 임의의 비압력 관련 신호들뿐만 아니라 진공에 대하여 압력(P2)을 나타내는 절대 압력 값을 나타낸다. 감지식 다이어프램(603)의 표면에 정의된 압전 저항 엘리먼트들은, 감지식 다이어프램(613)에 의해 생성된 출력 신호가 감지식 다이어프램(601)에 의해 생성된 출력으로부터 차감되도록 하는 방식으로, 감지식 다이어프램(613)의 표면에 정의된 압전 저항 엘리먼트들에 전기적으로 연결될 수 있다. 감지식 다이어프램(603) 및 감지식 다이어프램(613) 둘 모두가 비압력 관련 입력들을 각각 포함하는 출력들을 생성하기 때문에, 감지식 다이어프램(613)의 출력 신호로부터 감지식 다이어프램(603)의 측정된 신호들을 차감하는 것은 센서(600e)의 보정된 출력 신호를 초래한다.
[0065] 비압력 관련 신호들은, 유체 도관 핏팅이 스레드식 포트(663) 상에 스레딩되는 경우에 생성되는 스트레스 힘들을 포함할 수 있다. 핏팅이 부착되는 기밀성은, 하우징 부재들(630, 640)을 통해 베이스 플레이트(621)로 전달되는 스트레스들을 생성할 수 있다. 베이스 플레이트(621)는 반도체 압력 감지 다이(601)에 직접 부착되며 감지식 다이어프램들(603, 613)에 대한 스트레스들을 생성할 수 있다. 다른 특성들, 이를테면, 압력 감지 다이(601), 베이스 플레이트(621) 및 하우징 부재들(630, 640)의 열팽창 계수들은 상이할 수 있고, 이는 인접 컴포넌트들이 온도에 반응하여 상이한 레이트들로 팽창 또는 수축하게 한다. 가변 레이트들의 팽창 또는 수축 레이트과 조합된 온도의 변화는, 감지식 다이어프램들(603, 613)에 전달될 수 있는 추가의 스트레스를 생성할 것이며, 이는 감지식 다이어프램(603, 613)의 표면 상의 압전 저항 엘리먼트들의 저항을 변화시킨다.
[0066] 도 6f는 본 개시내용의 일 실시예에 따른 압력 센서(600f)의 단면도이다. 압력 센서(600f)는 단일 압력 감지 다이(601)를 포함한다. 압력 센서 다이(601)는 제1 감지식 다이어프램(603)과 제2 감지식 다이어프램(613)을 형성하기 위해서 다수의 위치들에서 씨닝처리된다. 복수의 압전 저항 엘리먼트들(미도시)은, 감지식 다이어프램(603)의 표면에 그리고 감지식 다이어프램(613)의 표면에 형성되거나 또는 그 상부에 배열된다. 캡(680)은 압력 감지 다이(601)의 제1 표면에 부착된다. 캡(680)은 감지식 다이어프램(603) 및 감지식 다이어프램(613)이 위치되는 압력 감지 다이(601) 상의 위치들에 포지셔닝되는, 캡(680) 내에 정의된 공간들을 갖는다. 압력 감지 다이(601)는 감지식 다이어프램(603, 613)에 대향하는, 압력 감지 다이(601)의 표면에서 구속부(685)에 추가로 부착된다. 구속부(685)는 베이스 플레이트(621)의 열팽창 계수보다 압력 감지 다이(601)의 반도체 재료의 열팽창 계수에 더 가까운 열팽창 계수를 갖는 재료를 포함할 수 있다. 온도 변화들이 압력 감지 다이(601), 구속부(685) 및/또는 베이스 플레이트(621)의 재료들의 팽창 또는 수축을 유발하는 조건들 하에서, 인접 재료들 간의 열팽창 계수들의 간의 차를 감소시키는 것은 열 효과 및 비압력 관련 자극으로 인한 압력 감지 다이(601) 상의 스트레스를 감소시킬 것이다. 또한, 구속부(685)는 압력 감지 다이 구조의 강도를 증가시키며, 이는 다이들 및 압력 감지식 다이어프램들을 스트레스의 악영향들로부터 추가로 격리시킨다.
[0067] 도 6g는 본 개시내용의 일 실시예에 따른 압력 센서(600g)의 단면도이다. 압력 센서(600g)는 단일 압력 감지 다이(601)를 포함한다. 압력 센서 다이(601)는 제1 감지식 다이어프램(603)과 제2 감지식 다이어프램(613)을 형성하기 위해서 씨닝처리된다. 복수의 압전 저항 엘리먼트들(미도시)은 감지식 다이어프램(603)의 표면 및 감지식 다이어프램(613)의 표면에 형성된다. 감지식 다이어프램들(603, 613)의 표면에 인가된 압력은, 압전 저항 엘리먼트들에 스트레스를 가하는 감지식 다이어프램의 편향을 발생시킨다. 감지식 다이어프램(603, 613)이, 인가된 압력에 의해 편향됨에 따라 생성된 스트레스로 인해 압전 저항 엘리먼트들의 전기 저항이 변화한다. 압전 저항 엘리먼트들은 본드 와이어들(615)을 통해 접촉 패드들(617)에 전기적으로 연결된다. 압력 감지 다이(601)는 접착 본드들(619)에 의해 베이스 플레이트(621)에 본딩된다. 접착 본드(619)는 접착제를 사용하여 또는 고정 본딩 기법, 이를테면, 솔더 또는 유리 프릿에 의해 형성될 수 있다. 베이스 플레이트(621)는 제1 하우징 부재(630) 및 제2 하우징 부재(640)로 형성된 하우징에 연결된다.
[0068] 캡(680)은 압력 감지 다이(601)의 제1 표면에 부착된다. 캡(680)은 감지식 다이어프램(603) 및 감지식 다이어프램(613)이 위치되는 압력 감지 다이(601) 상의 위치들에 포지셔닝되는, 캡(680) 내에 정의된 공간들 또는 보이드들을 갖는다. 캡(680) 내에 형성되는 캐비티들 내부에 진공이 형성되고 트랩된다. 다이어프램(603)이 아래부터 압력(P2)에 노출되며, 다이어프램(603)의 상부 표면과 접촉하는 캡(680) 하부의 진공에 대하여 이 압력을 측정한다. 다이어프램(613)은, 압력 감지 다이(601)와 베이스 플레이트(621) 사이에 형성된 배기 채널(602)을 통해 아래부터, 압력, 이를테면, 대기압(Pamb)에 노출된다. 감지식 다이어프램(613)은, 다이어프램(613)의 상부 표면과 접촉하는 캡(680) 하부에 형성된 진공에 대하여 압력(Pamb)을 측정한다. 따라서, 도 6g에 도시된 실시예는 감지식 다이어프램(603)을 통한 압력(P2)에 대한 절대 압력 값 및 감지식 다이어프램(613)을 통해 대기압(Pamb)에 대한 절대 압력 값을 측정한다. 감지식 다이어프램(603)에 의해 측정된 압력 값들로부터 감지식 다이어프램(613)에 의해 측정된 압력 값들을 차감함으로써, 압력(P2)와 대기압(Pamb) 간의 차동 압력이 결정될 수 있다. 결정된 차동 압력은 압력 센서(600g)의 출력으로서 제공될 수 있다.
[0069] 제1 하우징 부재(630)는 제1 압력 볼륨(650)을 정의한다. 제1 하우징 부재(630)는 대기압(Pamb)이 제1 압력 볼륨(650)에 진입하게 하는 개구부(670)를 갖는다. 압력 감지 다이(601)는, 대기압(Pamb)이 감지식 다이어프램(613) 아래의 공간에 진입하게 하고 감지식 다이어프램(613)의 제1 표면에 대향하는, 감지식 다이어프램(613)의 제2 표면에 대기압이 인가되게 하는, 압력 감지 다이(601)와 베이스 플레이트(621) 간의 공간을 정의하는 배기 채널(602)을 포함한다. 압력(P2)과 대기압(Pamb) 간의 차동 압력은 다이어프램들(603, 613) 상의 압전 저항 엘리먼트들의 저항에 기반하여 출력들을 프로세싱함으로써 결정될 수 있다. 예컨대, 다이어프램들(603, 613)의 가변 저항에 기반한 감지식 다이어프램들(603, 613)의 출력은 회로, 이를테면, 아래에서 상세히 논의되는, 도 7에 도시되고 도 7을 참조로 하는 회로를 사용하여 프로세싱될 수 있다.
[0070] 제2 하우징 부재(640)는 제2 챔버(641)를 정의한다. 제2 압력(P2)의 제2 유체가 압력 센서(600g)에 진입하게 하기 위해서 스레드식 포트(663)가 제2 하우징 부재(640)의 벽에 정의된다. 제2 유체가 포트(663)로 진입하고 제2 압력 볼륨(641)을 충진한. 제2 유체는, 베이스 플레이트(621)를 통과하여 정의되는 홀(625)에 진입함으로써 감지식 다이어프램(603)의 제2 측면 상에 힘을 가하는 제2 압력 하에 있다. 감지식 다이어프램(603)은 캡(680) 아래에 형성된 진공에 의해 그 상부 표면 상에서 접촉하고 제1 표면에 대향하는, 감지식 다이어프램(603)의 제2 표면에서 압력(P2)을 받는다. 따라서, 감지식 다이어프램(603)의 출력은 임의의 비압력 관련 신호들뿐만 아니라 진공에 대한 압력(P2)을 나타내는 절대 압력 값을 나타낸다. 감지식 다이어프램(603)의 표면에서 정의된 또는 감지식 다이어프램(603)의 표면 상에 배열된 압전 저항 엘리먼트들은, 감지식 다이어프램(613)에 의해 생성된 출력 신호가 감지식 다이어프램(601)에 의해 생성된 출력으로부터 차감되는 방식으로, 감지식 다이어프램(613)의 표면에 정의된 압전 저항 엘리먼트들에 전기적으로 연결될 수 있다. 감지식 다이어프램(603) 및 감지식 다이어프램(613) 둘 모두가 비압력 관련 입력들을 각각 포함하는 출력들을 생성하기 때문에, 감지식 다이어프램(613)의 출력 신호로부터 감지식 다이어프램(603)의 측정된 신호들을 차감하는 것은, 감지식 다이어프램들(603, 613) 둘 모두에 대한 비압력 관련 입력들이 압력 센서(600g)의 최종 출력으로부터 차감됨에 따라 차동 압력 입력에 의해 생성된 신호를 포함하는, 센서(600g)의 출력 신호를 발생시킨다.
[0071] 비압력 관련 신호들은, 유체 도관 핏팅이 스레드식 포트(663) 상에 스레딩될 때 생성되는 스트레스 힘들을 포함할 수 있다. 핏팅이 부착되는 기밀성은, 하우징 부재들(630, 640)을 통해 베이스 플레이트(621)에 전달되는 스트레스들을 생성할 수 있다. 베이스 플레이트(621)는 반도체 압력 감지 다이(601)에 직접적으로 부착되며, 감지식 다이어프램들(603, 613)에 대한 스트레스들을 생성할 수 있다. 다른 특성들, 이를테면 압력 감지 다이(601), 베이스 플레이트(621) 및 하우징 부재들(630, 640)의 열팽창 계수들이 상이할 수 있고, 이는 인접 컴포넌트들이 온도에 대한 반응으로 상이한 레이트들로 팽창하거나 또는 수축하게 할 수 있다. 가변 레이트들의 팽창 또는 수축과 조합된 온도의 변화는, 감지식 다이어프램들(603, 613)에 전달될 수 있는 추가의 스트레스를 생성할 것이며, 이는 감지식 다이어프램(603, 613)의 표면상의 압전 저항 엘리먼트들의 저항의 변화를 유발할 수 있다.
[0072] 도 6h는 본 개시내용의 실시예에 따른 압력 센서(600h)의 단면도이다. 압력 센서(600h)는 단일 압력 감지 다이(601)를 포함한다. 제1 감지식 다이어프램(603) 및 제2 감지식 다이어프램(613)을 형성하기 위해, 압력 센서 다이(601)는 다수의 위치들에서 씨닝처리된다. 복수의 압전 저항 엘리먼트들(미도시)이 감지식 다이어프램(603)의 표면에 형성되거나 또는 그 상에 배열되며, 감지식 다이어프램(613)의 표면에 형성된다. 캡(680)이 압력 감지 다이(601)의 제1 표면에 부착된다. 캡(680)은 감지식 다이어프램(603) 및 감지식 다이어프램(613)이 위치되는 압력 감지 다이(601) 상의 위치들에 포지셔닝되는, 캡(680) 내에 정의된 공간들을 갖는다. 압력 감지 다이(601)는 감지식 다이어프램들(603 및 613)에 대향하는, 압력 감지 다이(601)의 표면에서 구속부(685)에 추가로 부착된다. 구속부(685)는 베이스 플레이트(621)의 열팽창 계수보다 압력 감지 다이(601)의 반도체 재료의 열팽창 계수에 더 가까운 열팽창 계수를 지니는 재료를 포함할 수 있다. 온도 변동들이 압력 감지 다이(601), 구속부(685) 및/또는 베이스 플레이트(621)의 재료들의 팽창 또는 수축을 유발하는 조건들 하에서, 인접 재료들 간의 열팽창 계수들 간의 차이를 감소시키는 것은 열 효과들 및 비압력 관련 자극들에 기인한, 압력 감지 다이(601) 상의 스트레스를 감소시킬 것이다. 게다가, 구속부(685)는 압력 감지 다이 구조의 강도를 증가시키며, 이는 스트레스의 악영향들로부터 다이들 및 압력 감지식 다이어프램들을 추가로 격리시킨다.
[0073] 이제 도 6i를 참조하면, 본 개시내용의 실시예에 따른 압력 센서(600i)의 단면도가 도시된다. 압력 센서(600i)는 단일 압력 감지 다이(601)를 포함한다. 제1 감지식 다이어프램(603) 및 제2 감지식 다이어프램(613)을 형성하기 위해, 압력 센서 다이(601)는 씨닝처리된다. 복수의 압전 저항 엘리먼트들(미도시)이 감지식 다이어프램(603)의 표면에, 그리고 감지식 다이어프램(613)의 표면에 형성된다. 감지식 다이어프램들(603, 613)의 표면에 적용되는 압력은 압전 저항 엘리먼트들 상에 스트레스를 가하는, 감지식 다이어프램의 편향을 유발한다. 압전 저항 엘리먼트들의 전기 저항은, 적용되는 압력에 의해 감지식 다이어프램(603, 613)이 편향될 때 생성되는 스트레스에 기인하여 변한다. 압전 저항 엘리먼트들은 본드 와이어들(615)을 통해 접촉 패드들(617)에 전기적으로 연결된다. 압력 감지 다이(601)는 감지식 다이어프램들(603 및 613)에 대향하는, 압력 감지 다이(601)의 표면에서 구속부(686)에 본딩된다. 구속부(686)는 압력(P2)이 감지식 다이어프램(603)의 하측에 액세스하도록 허용하는, 감지식 다이어프램(603)과 정렬된 애퍼처를 포함한다. 구속부(686)는 솔리드(solid)이며, 압력 감지 다이(601)와 베이스 플레이트(621) 간의 감지식 다이어프램(613) 하의 리세스를 밀봉한다. 감지식 다이어프램(613)의 하부측에 진공을 형성하기 위해, 감지식 다이어프램(613) 아래의 리세스는 진공화될 수 있다.
[0074] 구속부(686)는 베이스 플레이트(621)의 열팽창 계수보다 압력 감지 다이(601)의 반도체 재료의 열팽창 계수에 더 가까운 열팽창 계수를 지니는 재료를 포함할 수 있다. 온도 변동들이 압력 감지 다이(601), 구속부(686) 및/또는 베이스 플레이트(621)의 재료들의 팽창 또는 수축을 유발하는 조건들 하에서, 인접 재료들 간의 열팽창 계수들 간의 차이를 감소시키는 것은 열 효과들 및 비압력 관련 자극들에 기인한, 압력 감지 다이(601) 상의 스트레스를 감소시킬 것이다. 게다가, 구속부(686)는 압력 감지 다이 구조의 강도를 증가시키며, 이는 스트레스의 악영향들로부터 다이들 및 압력 감지식 다이어프램들을 추가로 격리시킨다. 구속부(686)는 접착 본드들(619)에 의해 베이스 플레이트(621)에 부착된다. 접착 본드들(619)은 접착제를 사용하여 또는 고정 본딩 기법, 이를테면 솔더 또는 유리 프릿에 의해 형성될 수 있다. 베이스 플레이트(621)는 제1 하우징 부재(630) 및 제2 하우징 부재(640)로 형성된 하우징에 연결된다.
[0075] 캡(680)이 압력 감지 다이(601)의 제1 표면에 부착된다. 캡(680)은 감지식 다이어프램(603) 및 감지식 다이어프램(613)이 위치되는 압력 감지 다이(601) 상의 위치들에 포지셔닝되는, 캡(680) 내에 정의된 공간들 또는 보이드들을 갖는다. 캡(680) 내에 형성된 캐비티들 내에 진공이 형성되고 트랩된다. 다이어프램(603)은 아래로부터 압력(P2)에 노출되며, 다이어프램(603)의 상부 표면과 접촉하는 캡(680) 하의 진공에 관하여 이 압력을 측정한다. 다이어프램(613)은 위아래로부터의 진공에 노출되며, 절대 진공 압력을 측정한다. 따라서, 도 6i에서 도시된 실시예는 다이어프램(603)을 통해 압력(P2)에 대한 절대 압력 값, 그리고 다이어프램(613)을 통해 절대 진공 압력을 측정한다. 다이어프램(603)에 의해 측정되는 압력 값으로부터 다이어프램(613)에 의해 측정되는 압력 값들을 차감함으로써, 압력(P2)의 보정된 절대 압력 값이 결정될 수 있다. 결정된 절대 압력(P2) 값은 압력 센서(600i)의 출력으로서 제공될 수 있다.
[0076] 제1 하우징 부재(630)는 제1 압력 볼륨(650)을 정의한다. 제1 하우징 부재(630)는 대기압(Pamb)이 제1 압력 볼륨(650)에 진입하도록 허용하는 개구부(670)를 갖는다. 절대 압력(P2)은 다이어프램들(603, 613) 상의 압전 저항 엘리먼트들의 저항에 기초하여 출력들을 프로세싱함으로써 결정될 수 있다. 예컨대, 다이어프램들(603, 613)의 가변 저항에 기초한 감지식 다이어프램들(603, 613)의 출력은 도 7에 도시되고 참조된 회로와 같은 회로를 사용하여 프로세싱될 수 있으며, 이는 아래에서 상세히 논의된다. 감지식 다이어프램(603)은 감지식 다이어프램(603) 상에서 비압력 관련 스트레스들을 포함하는 압력(P2)의 절대 압력 값을 측정한다. 한편, 감지식 다이어프램(613)은 감지식 다이어프램(613)에 인가된 비압력 관련 스트레스들을 또한 포함하는 절대 진공 압력을 측정한다. 따라서, 절대 압력(P2) 값 및 비압력 관련 스트레스들을 포함하는 감지식 다이어프램(603)의 출력 신호로부터 비압력 관련 스트레스들만을 나타내는 감지식 다이어프램(613)의 출력 신호를 차감하는 것은, 압력(P2)의 절대 압력 값을 나타내는 보정된 값들을 포함하는 압력 센서(600i)의 보정된 출력 신호를 제공한다.
[0077] 제2 하우징 부재(640)는 제2 챔버를 정의한다. 제2 챔버는 제2 압력 볼륨(660) 및 유체-충진가능 볼륨(620)을 정의하기 위한 플렉시블 다이어프램(661)에 의해 분할된다. 유체-충진가능 볼륨(620)은, 압력 감지 다이(601) 또는 충진 포트(624)를 통해 감지식 다이어프램들(603, 613)과 연관된 압전 저항 엘리먼트들 또는 전기적 연결들에 유해하지 않은 유체로 충진될 수 있다. 예로서, 압력 감지 다이(601)가 반도체 재료를 포함하는 경우, 유체-충진가능 볼륨(620)은 실리콘 오일과 같은 오일로 충진될 수 있다. 일단 충진되면, 유체-충진가능 볼륨(620)은 용접 볼(623)을 사용하여 또는 충진 포트(624)를 밀봉하기 위한 다른 기술(예컨대, 크림핑)을 사용하여 밀봉될 수 있다. 스레드식 포트(663)는 제2 압력(P2)에서 제2 유체가 압력 센서(600e)에 진입하는 것을 허용하도록 제2 하우징 부재(640)의 벽에 정의된다. 제2 유체는 포트(663)에 진입하고 제2 압력 볼륨(660)을 충진한다. 제2 유체는 플렉시블 다이어프램(661) 상에 힘을 가하는 제2 압력에 있다. 플렉시블 다이어프램(661)은 가해지는 힘으로 인해 편향되고 베이스 플레이트(621)를 통해 정의된 홀(625)에 진입함으로써 유체-충진가능 볼륨(620)의 유체를 통해 감지식 다이어프램(603)의 하부 표면으로 힘을 전달한다. 감지식 다이어프램(603)은 캡(680) 아래에 형성된 진공에 의해 그의 상부 표면 상에서 접촉하고 제1 표면에 대향하는, 감지식 다이어프램(603)의 제2 표면에서 압력(P2)을 받는다. 따라서, 감지식 다이어프램(603)의 출력은 임의의 비압력 관련 신호들뿐만 아니라 진공에 대한 압력(P2)을 나타내는 절대 압력 값을 나타낸다. 감지식 다이어프램(603)의 표면 상에 배열되거나 이 표면에 정의된 압전 저항 엘리먼트들은, 감지식 다이어프램(613)에 의해 생성된 출력 신호가 감지식 다이어프램(601)에 의해 생성된 출력으로부터 차감되는 방식으로 감지식 다이어프램(613)의 표면에 정의된 압전 저항 엘리먼트들에 전기적으로 연결될 수 있다. 감지식 다이어프램(603) 및 감지식 다이어프램(613) 둘 모두가 비압력 관련 입력들을 각각 포함하는 출력들을 생성하기 때문에, 감지식 다이어프램(613)의 출력 신호로부터 감지식 다이어프램(603)의 측정된 신호들을 차감하는 것은 감지식 다이어프램들(603, 613) 둘 다에 대한 비압력 관련 입력들이 압력 센서(600i)의 최종 출력으로부터 차감될 때 차동 압력 입력에 의해 생성된 신호를 포함하는 압력 신호(600i)의 출력 신호를 발생시킨다.
[0078] 비압력 관련 신호들은 유체 도관 핏팅이 스레드식 포트(663) 상에 스레딩될 때 생성되는 스트레스 힘들을 포함할 수 있다. 핏팅이 부착되는 기밀성은 하우징 부재들(630, 640)을 통해 베이스 플레이트(621)로 전달되는 스트레스들을 생성할 수 있다. 베이스 플레이트(621)는 반도체 압력 감지 다이(601)에 직접 부착되고 감지식 다이어프램들(603, 613)에 대한 스트레스들을 생성할 수 있다. 다른 특성들, 이를테면, 압력 감지 다이(601), 베이스 플레이트(621) 및 하우징 부재들(630, 640)의 열 팽창 계수들은 상이할 수 있어서, 온도에 반응하여 인접 컴포넌트들이 상이한 레이트들로 팽창 또는 수축되게 한다. 가변 레이트들의 팽창 또는 수축과 조합된 온도의 변화는 감지식 다이어프램들(603, 613)에 전달될 수 있는 추가의 스트레스를 생성하여, 감지식 다이어프램(603, 613)의 표면 상의 압전 저항 엘리먼트들의 저항의 변화를 야기할 수 있다.
[0079] 도 6j는, 플렉시블 다이어프램 및 유체-충진가능 볼륨들이 생략되었다는 점을 제외하고, 도 6i의 압력 센서(600i)와 유사한 절대 압력 센서(600j)의 단면도이다. 따라서, 압력(P2)의 유체는 제2 하우징 부재(640)의 포트(663)에 도입된다. 유체는 홀(625)에 진입하고 베이스 플레이트(621) 및 구속부(686)의 개구부들을 통과하고 압력 감지 다이(601)에 정의된 감지식 다이어프램(603)의 하부측과 유체 접촉하게 된다.
[0080] 압력 센서(600j)는 압력(P2)의 절대 압력 값을 나타내는 보정된 출력을 제공하는 절대 압력 센서로서 작용한다. 압력 감지 다이(601)는 감지식 다이어프램들(603, 613)을 커버하고 감지식 다이어프램들(603, 613)의 위치들과 정렬된 진공-충진 공간들을 포함하는 캡(680)을 포함한다. 구속부(686)는 압력 감지 다이(601)에 부착되고 감지식 다이어프램(603) 하에 정의된 개구부를 갖는다. 구속부(686)는 솔리드이고 감지식 다이어프램(613) 아래의 캐비티를 밀봉한다. 캐비티는 감지식 다이어프램(613)의 하부측 상에 진공을 생성하도록 비워진다.
[0081] 압력 센서(600j) 내에서, 감지식 다이어프램(603)은 진공을 참조하여 압력(P2)의 절대 압력 값을 측정한다. 감지식 다이어프램(603)의 하부측에는 압력(P2)이 인가되는 반면에, 캡(680) 아래의 감지식 다이어프램(603)의 상부측에는 진공이 인가된다. 유사하게, 감지식 다이어프램(613)은 캡(680) 아래의 자신의 최상부 표면, 및 구속부(686)에 의해 밀봉된 감지식 다이어프램(613) 아래에 정의된 다른 진공 공간에 인가되는 진공을 갖는 절대 진공을 측정한다. 결과적으로, 감지식 다이어프램(613)은 비압력 관련 스트레스들을 나타내는 출력을 생성하는 반면에, 감지식 다이어프램(603)은 압력 감지 다이(601)에 인가되는 비압력 관련 스트레스들뿐만 아니라 압력(P2)의 절대 압력을 측정한다. 감지식 다이어프램(613)의 출력은 감지식 다이어프램(603)의 출력으로부터 차감되어 비압력 관련 스트레스들에 대해 보정되는 P2에 대한 절대 압력 값을 생성할 수 있다. 예컨대, 감지식 다이어프램들(603, 613)의 출력들은 도 7에 도시된 회로와 같은 회로를 사용하여 인가되고 프로세싱될 수 있으며 이는 이제 상세히 설명될 것이다.
[0082] 도 7은 다이어프램들(303 및 313)(도 3에 도시됨) 내에 또는 그 상에 정의될 수 있는 2개의 병렬 연결된 브릿지 회로들(710(D1) 및 750(D2))의 개략도(700)를 도시한다. 브릿지 회로(710)는 압력 감지 다이(301)의 다이어프램(303)에 또는 그 상에 정의된 회로에 대응하고 브릿지 패턴의 압전 저항 엘리먼트들을 포함하며, 이 엘리먼트들은 다이어프램(303)의 플렉싱에 따라 자신의 저항들이 변하는 가변 저항기들(a, b, c, d)을 포함한다. 브릿지 회로(750)는 다이 어셈블리(311)의 다이어프램(313)에 또는 그 상에 정의된 회로에 대응하고 브릿지 패턴의 압전 저항 엘리먼트들을 포함하며, 이 엘리먼트들은 다이어프램(313)의 플렉싱에 따라 자신의 저항들이 변하는 가변 저항기들(e, f, g, h)을 포함한다. 도 7에 도시된 바와 같이, 브릿지 회로들(710, 750)은 그들에 인가되는 여기 전압(730(Ex+) 및 740(Ex-))을 각각 가질 수 있으며, 이는 브릿지 회로들에 연결된 적절한 전기 전도체들과 같은 적절한 전기적 연결에 의해 달성될 수 있다. 도 7에 도시된 실시예에서, 브릿지 회로들(710 및 750)은 출력(720)에서 전기적으로 연결되며, 이는 브릿지 회로들 간의 전기 전도체와 같은 적절한 전기적 연결에 의해 또한 달성될 수 있다.
[0083] 특히, 출력(720)에 의해 정의되는 전기 커넥터는 브릿지 회로(750)의 공통 모드 오차 출력을 브릿지 회로(710)에 의해 감지된 차동 압력의 출력에 연결하도록 구성되어서, 출력(76)(Out+) 및 출력(720)(Out-)은 브릿지 회로들(710, 750)의 조합에 의해 측정된 공통 모드 오차 보정된 차동 압력이다. 압전 저항 엘리먼트들 및 전도성 트레이스들은 당해 기술 분야에 잘 알려진 기법들 및 재료들을 사용하여, 압전 저항 엘리먼트들 및 전도성 회로 엘리먼트들을 정의하기 위해 다이의 반도체 재료 내에서 하나 또는 그 초과의 도펀트들을 차동적으로 확산시킴으로써 형성될 수 있다. 전도성 회로 엘리먼트들은 압전 저항 엘리먼트들을 포함하는 회로들을 완성하기 위해 반도체 재료의 전도성 경로를 나타낼 수 있으며, 또한 외부 전도체들을 회로에 연결하기 위한 접촉 패드들을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 제1 다이어프램의 압력 감지식 전기 엘리먼트의 네거티브 출력 단자는 압력 감지 다이 상의 또는 압력 감지 다이 내의 본딩 와이어 또는 전도성 트레이스에 의해 제2 다이어프램의 압력 감지식 전기 엘리먼트의 포지티브 출력 단자에 연결될 수 있다.
[0084] 브릿지 회로들(710, 750)의 출력들은 합산 증폭기들(718, 719)을 사용하여 가산될 수 있다. 가산 증폭기들(718, 719)은 아날로그 가산 증폭기들일 수 있거나, 일 실시예에서, 디지털 가산 증폭기들로 구현될 수 있다. 디지털 가산 증폭기들로 선택적으로 구현되는 경우, 브릿지 회로들(710, 750)의 출력들이 ADC(analog-to-digital converter)들(716, 717)로 입력된다. 출력들은 ADC(716, 717)들에 의해 디지털화되며, 디지털 가산 증폭기들(718, 719)에 의해 가산된다. 소정의 실시예들에서, ADC들(716, 717)이 생략될 수 있고, 아날로그 가산 증폭기들(718, 719)이 사용될 수 있다. 따라서, 공통 모드 보정은 아날로그 또는 디지털 방식으로 수행될 수 있다. 디지털 아키텍처는 추가의 컴포넌트들을 요구하고, 이는 복잡성을 증가시킨다.
[0085] 도 7a는, 도 7과 유사하게, 차동 압력을 받도록 배열되는 제1 다이어프램(761) 및 양측의 동일한 소스(예컨대, 주변)로부터 압력을 받도록 배열되는 제2 다이어프램(765) 각각에서 4개의 가변 저항기들(a, b, c, d)이 제공되는 어레인지먼트의 개략도(760)를 도시한다. 이러한 어레인지먼트로, 각각의 다이어프램상에서 두 쌍들의 저항기들이 서로 연결되고, 각각의 쌍은 2개의 다이어프램들 중 다른 하나에 정의되는 두 쌍들의 저항기들에 직렬로 연결된다. 달리 서술하면, 각각의 다이어프램 상에 완전 개방형 브릿지 어레인지먼트(full open bridge arrangement)로 응력 감지식 저항기들이 배열된다. 제1 다이어프램 상의 저항기들의 쌍들 내의 노드들에 레퍼런스 전압들이 제공되고, 제2 다이어프램 상의 저항기들의 쌍들 내의 노드들에 출력들이 제공된다. 보다 구체적으로, 가변 저항기들(a, b)은 다이어프램(761)상의 제1 쌍의 저항기들을 정의하도록 연결된다. 가변 저항기들(c, d)은 다이어프램(761) 상의 제2 쌍의 저항기들을 정의하도록 연결된다. 가변 저항기들(e, h)은 다이어프램(765) 상의 제1 쌍의 저항기들을 정의하도록 연결된다. 가변 저항기들(f, g)은 다이어프램(765) 상의 제2 쌍의 저항기들을 정의하도록 연결된다. 다이어프램(761) 상의 저항기 쌍(a/ b)은 다이어프램(765) 상의 저항기 쌍(e/h)에 그리고 저항기 쌍(f/g)에 직렬로 연결된다. 유사하게, 다이어프램(761) 상의 저항기 쌍(c/d)은 다이어프램(765) 상의 저항기 쌍(e/h)에 그리고 다이어프램(765) 상의 저항기 쌍(f/g)에 직렬로 연결된다. 다이어프램(761)은, 다이(301)의 다이어프램(303)과 유사하게, 차동 압력을 검출하도록 배열된다. 다이어프램(765)은 공통 모드 압력을 검출하기 위해 다이 어셈블리(311)의 다이어프램(313)으로서 배열될 수 있다. 포지티브 여기 전압(730)(Ex+)은 다이어프램(761) 상의 저항기들(a 및 b) 간의 노드에 인가된다. 네거티브 여기 전압(740)(Ex-)은 다이어프램(761) 상의 저항기들(c 및 d) 간의 노드에 인가된다. 이러한 전압들은 브릿지 회로들에 연결된 적절한 전기 전도체들과 같은 적절한 전기적 연결에 의해 야기될 수 있다. 포지티브 출력(76)(+OUT)은 다이어프램(765) 상의 저항기(f)와 저항기(g) 간의 노드에 제공된다. 네거티브 출력(720)(-OUT)은 다이어프램(765) 상의 압전 저항기(e)와 압전 저항기(h) 간의 노드에 제공된다. 출력들에 대한 연결들은 압전 저항기들 간의 전기 전도체와 같은 적절한 전기적 연결에 의해 달성될 수 있다. 여기 전압들이 다이어프램(761) 상의 저항기 쌍들 간에 적용되는 경우, 출력 신호들은 공통 모드 오차들에 대해 효과적으로 보정된다. 도 7의 어레인지먼트와 비교하여, 직렬 연결된 저항기들의 결과로서, 임피던스가 더 크다. 결과적으로, 전체 전력 소비가 감소한다. 도 7b는 도 7a의 직렬 브릿지 회로들의 고레벨 기능 개략도를 도시한다. 예시의 용이함을 위해, 각각의 다이어프램(761, 765)이 두 번 도시된다.
이제 도 7c를 참조하면, 본 개시내용에 따른 차동 압력 센서(700D)의 실시예는 차동 압력에 민감한 복수의 다이어프램들 및 공통 대기압에 민감한 동일한 수의 다이어프램들을 이용한다. 도 7c의 실시예에서, 다이어프램의 각각의 타입 중 2개가 도시되지만, 더 많은 다이어프램들이 본 개시내용의 범위를 벗어나지 않고 제공될 수 있다. 도 7c에 예시된 실시예가 4개의 다이어프램들 또는 두 쌍들의 다이어프램들에 대응하는 4개의 브릿지 회로들(710, 750, 770 및 780)을 도시하지만, 추가의 다이어프램들이 대응하는 브릿지 회로들을 갖는 쌍들에 추가될 수 있다. 다이어프램들의 절반이 압력(P1 및 P2) 간의 차동 압력을 받고, 나머지 다이어프램들이 대기압(Pamb)만을 받도록 센서(700D)를 구성함으로써 공통 모드 오차들이 보정될 수 있다. 각각의 브릿지 회로는 완전 폐쇄형 브릿지 어레인지먼트(closed full bridge arrangement)로 배열되고, 4개의 저항기들 각각은 직렬로 연결된다. 포지티브 여기 전압(730)(+Ex)은 각각의 브릿지 회로에 인가된다. 전압(730)은, 압전 저항기(a)와 압전 저항기(b) 간의 노드의 브릿지(710)에, 압전 저항기(e)와 압전 저항기(f) 간의 노드의 브릿지 회로(750)에, 압전 저항기(i)와 압전 저항기(j) 간의 노드의 브릿지 회로(770)에, 그리고 압전 저항기(m)와 압전 저항기(n) 간의 노드의 브릿지(780)에 인가된다. 네거티브 여기 전압(740)(-Ex)은 포지티브 여기 전압(730)(+Ex)이 인가되는 노드들에 대향하는 노드의 각각의 브릿지 회로에 인가된다. 네거티브 여기 전압(740)(-Ex)은, 압전 저항기(c)와 압전 저항기(d) 간의 브릿지(710)에, 압전 저항기(g)와 압전 저항기(h) 간의 브릿지(750)에, 압전 저항기(k)와 압전 저항기(l) 간의 브릿지(770)에, 그리고 압전 저항기(o)와 압전 저항기(p) 간의 브릿지(780)에 인가된다.
[0086] 네거티브 출력(720)(-OUT)은 브릿지(710)의 압전 저항기(b)와 압전 저항기(c), 브릿지(750)의 압전 저항기(e)와 압전 저항기(h), 브릿지(770)의 압전 저항기(j)와 압전 저항기(k) 그리고 브릿지(780)의 압전 저항기(m)와 압전 저항기(p) 사이에 포지셔닝된 노드에서 연결된다. 포지티브 출력(76)(+OUT)은 각각의 브릿지 회로에 공통으로 연결된다. 포지티브 출력(76)은 브릿지(710)의 압전 저항기(a)와 압전 저항기(d), 브릿지(750)의 압전 저항기(f)와 압전 저항기(g), 브릿지(770)의 압전 저항기(i)와 압전 저항기(l) 그리고 브릿지 저항기(780)의 압전 저항기(n)와 압전 저항기(o) 사이에 포지셔닝된다.
[0087] 도 7d는 도 7c와 유사하게, 복수의 다이어프램들(410, 450, 470, 480)(D1, D2, D3, D4) 각각에 4개의 그룹들로 16개의 가변 저항기들이 제공되는 어레인지먼트의 개략도를 도시한다. 도 7d에는 4개의 다이어프램들이 예시되어 있지만, 더 많거나 더 적은 다이어프램들이 사용될 수 있다. 다이어프램들 중 절반은 차동 압력을 받도록 배열되고, 복수의 다이어프램들 중 다른 절반은 양측 모두에서 동일한 소스로부터 압력(예컨대, 대기압(Pamb))을 받도록 배열된다. 이 어레인지먼트에서, 각각의 다이어프램에는 저항기들의 2개의 쌍들이 서로 연결되어 있고, 각각의 쌍은 다른 다이어프램들 상에 정의된 저항기들의 2개의 쌍들에 직렬로 연결되어 있다. 달리 언급하면, 응력 감지식 저항기들이 각각의 다이어프램들 상에 완전 개방형 브릿지 어레인지먼트로 배열된다. 제1 다이어프램(410)의 저항기들의 쌍들 내의 노드들에 레퍼런스 전압들(730, 740)이 제공되고, 다이어프램(470) 상의 저항기들의 쌍들 내의 노드들에 출력들(76, 720)이 제공된다. 보다 구체적으로는, 가변 저항기들(a, b)이 연결되어 다이어프램(710) 상에 저항기들의 제1 쌍을 정의한다. 가변 저항기들(c, d)이 연결되어 다이어프램(410) 상에 저항기들의 제2 쌍을 정의한다. 가변 저항기들(e, h)이 연결되어 다이어프램(450) 상에 저항기들의 제1 쌍을 정의한다. 가변 저항기들(f, g)이 연결되어 다이어프램(450) 상에 저항기들의 제2 쌍을 정의한다. 다이어프램(410) 상의 저항기 쌍(a/b)은 다이어프램(D2)(750) 상의 저항기 쌍(e/h) 및 저항기 쌍(f/g)에 직렬로 연결된다. 유사하게, 다이어프램(410) 상의 저항기 쌍(c/d)은 다이어프램(480) 상의 저항기 쌍(m/p) 및 다이어프램(480) 상의 저항기 쌍(n/o)에 직렬로 연결된다. 다이어프램들(410, 470)은 다이(301)의 다이어프램(303)과 유사하게 차동 압력을 검출하도록 배열된다. 다이어프램들(450, 480)은 공통 모드 압력을 검출하도록 다이(311)의 하나 또는 그 초과의 다이어프램들(313)로서 배열될 수 있다. 다이어프램(410) 상의 저항기들(a, b) 간의 노드에서 포지티브 여기 전압(430)(Ex+)이 인가된다. 다이어프램(410) 상의 저항기들(c, d) 간의 노드에서 네거티브 여기 전압(440)(Ex-)이 인가된다. 이러한 전압들은 적절한 전기적 연결, 이를테면 브릿지 회로들에 연결된 적절한 전기 전도체들에 의해 야기된다. 다이어프램(470) 상의 저항기(i)와 저항기(l) 간의 노드에서 포지티브 출력(76)이 제공된다. 다이어프램(470)의 압전 저항기(j)와 압전 저항기(k) 간의 노드에서 네거티브 출력(420)(-OUT)이 제공된다. 적절한 전기적 연결, 이를테면 압전 저항기들 간의 전기 전도체에 의해 출력들에 대한 연결들이 달성될 수 있다. 여기 전압들이 다이어프램(410) 상의 저항기 쌍들 사이에 인가되면, 공통 모드 오차들에 대해 출력 신호들이 효과적으로 보정된다. 도 7c의 어레인지먼트와 비교하면, 임피던스가 더 크다. 더 큰 임피던스의 결과, 전체 전력 소비가 감소한다.
[0088] 도 7e는 4개의 다이어프램들(D1, D2, D3, D4) 상에 배열되고, 도 7a에 도시된 회로와 유사하게 직렬로 연결된 복수의 완전 개방형 브릿지 회로들을 이용하는 직렬 연결된 공통 모드 오차 보상 센서 회로(이를테면, 도 7d에 의해 이용되는 것) 고레벨 기능 다이어그램이다. 압력(P1)과 압력(P2)의 차동 압력에 노출되는 다이어프램(D1) 상의 제1 브릿지 회로의 압전 저항기(a)와 압전 저항기(b) 간의 노드에서 여기 전압(730)(+Ex)이 인가된다. 압전 저항기(a)는 대기압(Pamb)에만 노출되는 다이어프램(D2) 상의 제1 브릿지 회로의 압전 저항기들(e, h)에 직렬로 연결된다. 압전 저항기(h)는 압력(P1) 및 압력(P2)에 노출되는 다이어프램(D3) 상의 제2 브릿지 회로의 압전 저항기(i)에 커플링된다. 압전 저항기(i)는 다이어프램(D3) 상의 압전 저항기(l)에 연결되고, 압전 저항기들(i, l) 간의 노드에 포지티브 출력(76)(+ OUT)이 있다. 압전 저항기(l)는 대기압(Pamb)에만 노출되는 다이어프램(D4) 상의 m 및 p로 정의된 브릿지의 일부인 압전 저항기(m)에 연결된다. 압력(P1)과 압력(P2) 간의 차동 압력에 노출되는 다이어프램(D1) 상의 압전 저항기(d)에 압전 저항기(p)가 연결된다. 저항기들(c, d) 간의 노드에는 네거티브 여기 전압(740)(-Ex)이 연결된다.
[0089] 압전 저항기(b)는 압력(P1)에만 노출되는 제1 브릿지 회로의 다이어프램(D2) 상의 압전 저항기들(f, g)에 직렬로 연결된다. 압력(P1)과 압력(P2)에 노출되는 다이어프램(D3) 상의 제2 브릿지 회로의 압전 저항기(j)에 압전 저항기(g)가 커플링된다. 압전 저항기(j)는 압전 저항기(k)에 연결된다. j와 k 간의 노드가 출력(720)에 제공된다. 압전 저항기(k)는 대기압(Pamb)에만 노출되는 다이어프램(D4) 상의 압전 저항기들(n, o)에 연결된다. 압력(P1)과 압력(P2) 간의 차동 압력에 노출되는 다이어프램(D1) 상의 제1 브릿지 회로의 압전 저항기(c)에 압전 저항기(o)가 연결된다.
[0090] 이전의 본 발명이 전술된 실시예를 참조하여 설명되었지만, 다양한 수정들 및 변경들은 본 발명의 사상으로부터 벗어남 없이 이루어질 수 있다. 이에 따라, 모든 이러한 수정들 및 변경들은 첨부된 청구항들의 범주 내에 있는 것으로 고려된다. 이에 따라, 명세서 및 도면들은 제한적 의미라기 보다는 예시적인 것으로 간주될 수 있다. 본원의 일부를 형성하는 첨부 도면들은, 청구대상이 실시될 수 있는 특정 실시예들을 제한이 아닌 예시로서 도시한다. 예시되는 실시예들은, 당업자가 본원에서 개시되는 교시들을 실시하는 것을 가능하게 하도록 충분히 상세하게 설명된다. 다른 실시예들이 이 예시되는 실시예들로부터 이용되며 도출될 수 있어, 구조적 및 논리적 대체들 및 변경들이 본 개시내용의 범주로부터 벗어나지 않고 이루어질 수 있다. 따라서, 이러한 상세한 설명은 제한적 의미로 취해질 수 없고, 다양한 실시예들의 범주는, 이러한 청구항들이 자격을 부여한 등가물들의 전체 범주와 함께, 단지 첨부된 청구항들에 의해서만 정의된다.
[0091] 본 발명의 청구대상의 이러한 실시예들은, 임의의 단일 발명 또는 본 발명의 개념으로 본 출원의 범주를 자발적으로 제한하려고 의도하지 않고 단지 편의상 "발명"이라는 용어에 의해 개별적으로 그리고/또는 집합적으로 본원에서 언급될 수 있다. 따라서, 특정 실시예들이 본원에서 예시되고 설명되었지만, 동일한 목적들을 달성하도록 계산되는 임의의 어레인지먼트가 도시된 특정 실시예들을 대체할 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 본 개시내용은, 다양한 실시예들의 변형의 임의의 그리고 모든 적응들을 커버하도록 의도된다. 본원에서 구체적으로 설명되지 않은 상기 실시예들 및 다른 실시예들의 조합들은, 상기 설명을 검토할 때 당업자에게 명확해질 것이다.

Claims (20)

  1. 압력 센서로서,
    반도체 재료를 포함하고 제1 감지식 다이어프램을 갖는 제1 압력 감지 다이;
    반도체 재료를 포함하고 제2 감지식 다이어프램을 갖는 제2 압력 감지 다이; 및
    상기 제1 압력 감지 다이 및 상기 제2 압력 감지 다이를 수용하는 하우징
    을 포함하며, 상기 하우징은 제1 압력에서 상기 제1 압력 감지 다이의 상기 제1 감지식 다이어프램의 제1 표면과 유체 연통하는 제1 유체를 수용하고, 제2 압력에서 상기 제1 압력 감지 다이의 상기 제1 감지식 다이어프램의 제2 표면과 유체 연통하는 제2 유체를 수용하고, 상기 제2 압력 감지 다이의 상기 제2 감지식 다이어프램의 제1 표면 및 제2 표면은 제3 압력에서 제3 유체와 유체 연통하는,
    압력 센서.
  2. 제1 항에 있어서,
    베이스를 더 포함하며, 상기 제1 압력 감지 다이는 상기 베이스의 제1 표면에 부착되고, 상기 제1 압력 감지 다이의 상기 제1 감지식 다이어프램은 상기 베이스의 제1 표면으로부터 상기 제1 표면과 대향하는, 상기 베이스의 제2 표면까지 상기 베이스를 통해 연장되는 애퍼처(aperture)와 정렬되고, 상기 제2 압력 감지 다이는 상기 제2 압력 감지 다이와 상기 베이스 간의 상기 제2 압력 감지 다이의 내부 볼륨에 대해 환기 채널(ventilation channel)이 정의되도록 상기 베이스의 제1 표면에 부착되는,
    압력 센서.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 하우징은 상기 베이스의 제1 표면에 부착된 상부 하우징 부재를 포함하며,
    상기 상부 하우징 부재는, 상기 제1 압력 감지 다이와 상기 제2 압력 감지 다이 간에, 상기 제1 압력 감지 다이를 수용하는 제1 격리된 볼륨 및 상기 제2 압력 감지 다이를 수용하는 제2 격리된 볼륨을 정의하는 제1 격벽(septum)을 정의하고, 상기 제2 격리된 볼륨은 상기 제3 압력에 있도록 구성되는,
    압력 센서.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 상부 하우징 부재는 상기 제1 압력 감지 다이의 상기 제1 감지식 다이어프램 및 상기 제1 압력 감지 다이를 수용하는 상기 제1 격리된 볼륨과 유체 연통하는 제1 입력 포트를 포함하는,
    압력 센서.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 하우징은 상기 베이스의 제1 표면과 대향하는, 상기 베이스의 제2 표면에 부착된 하부 하우징 부재를 더 포함하며, 상기 하부 하우징 부재는 상기 제1 압력 감지 다이의 상기 제1 감지식 다이어프램의 제2 표면과 유체 연통하는 제2 입력 포트를 갖는,
    압력 센서.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제1 압력에서의 상기 제1 유체는, 상기 제1 입력 포트에 유입될 때, 상기 제1 압력 감지 다이의 상기 제1 감지식 다이어프램의 제1 표면에 상기 제1 압력을 인가하고, 상기 제2 압력에서의 상기 제2 유체는, 상기 제2 입력 포트에 유입될 때, 상기 제1 압력 감지 다이의 상기 제1 감지식 다이어프램의 제2 표면에 상기 제2 압력을 인가하여, 상기 제1 압력 감지 다이의 상기 제1 감지식 다이어프램에 인가되는 차동 압력을 생성하는,
    압력 센서.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 압력 감지 다이의 상기 제1 감지식 다이어프램은, 상기 제1 압력 감지 다이의 상기 제1 감지식 다이어프램의 제1 표면에 정의되고 제1 브릿지 회로에 배열된 복수의 압전 저항기들을 포함하고, 상기 제2 압력 감지 다이의 상기 제2 감지식 다이어프램은, 상기 제2 압력 감지 다이의 상기 제2 감지식 다이어프램의 제1 표면에 정의되고 제2 브릿지 회로에 배열된 제2 복수의 압전 저항기들을 포함하며, 상기 제1 브릿지 회로와 상기 제2 브릿지 회로는 상기 제1 브릿지 회로의 출력 신호로부터 상기 제2 브릿지 회로의 출력 신호가 차감되도록 연결되는,
    압력 센서.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제2 브릿지 회로의 출력 신호는 비압력 관련 팩터(non-pressure related factor)들로 인한 오차를 나타내고, 상기 제1 브릿지 회로의 출력 신호로부터 상기 제2 브릿지 회로의 출력 신호의 차감의 결과는 상기 압력 센서의 보정된 출력 신호를 나타내는,
    압력 센서.
  9. 제1 항에 있어서,
    베이스를 더 포함하며,
    상기 제1 압력 감지 다이는 상기 베이스의 제1 표면에 부착되고, 상기 제1 압력 감지 다이의 상기 제1 감지식 다이어프램은 상기 베이스의 제1 표면으로부터 상기 제1 표면과 대향하는, 상기 베이스의 제2 표면까지 상기 베이스를 통해 연장되는 애퍼처와 정렬되고, 상기 제2 압력 감지 다이는 상기 베이스의 제1 표면에 부착되고, 상기 제2 압력 감지 다이의 상기 제2 감지식 다이어프램은 상기 제1 표면으로부터 상기 제1 표면과 대향하는, 상기 제2 표면까지 상기 베이스를 통해 연장되는 제2 애퍼처와 정렬되는,
    압력 센서.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제1 압력 감지 다이의 상기 제1 감지식 다이어프램의 제1 표면과 유체 연통하는 제1 압력 유입구를 포함하는 제1 상부 하우징 부재; 및
    상기 제2 압력 감지 다이의 상기 제2 감지식 다이어프램의 제1 표면과 상기 제3 압력 간에 유체 연통을 허용하도록 구성된 개구부를 더 포함하는,
    압력 센서.
  11. 제10 항에 있어서,
    제2 하부 하우징 부재를 더 포함하며,
    상기 제2 하부 하우징 부재는 상기 제1 압력 감지 다이의 상기 제1 감지식 다이어프램의 제2 표면과 유체 연통하는 제2 압력 유입구, 상기 제2 압력 감지 다이의 상기 제2 감지식 다이어프램으로부터 상기 제1 압력 감지 다이의 상기 제1 감지식 다이어프램을 분리시키기 위한 제2 격벽, 및 상기 제2 압력 감지 다이의 상기 제2 감지식 다이어프램의 제2 표면과 상기 제3 압력 간에 유체 연통을 허용하도록 구성된 개구부를 포함하는,
    압력 센서.
  12. 차동 압력 센서로서,
    내부에 애퍼처가 정의되어 있는 베이스 플레이트를 포함하는 센서 하우징 ―상기 베이스 플레이트의 제1 측은 상기 애퍼처에서 제1 압력의 제1 유체와 유체 연통하도록 구성되고, 상기 베이스 플레이트의 제2 측은 상기 애퍼처에서 제2 압력의 제2 유체와 유체 연통하도록 구성됨 ―; 및
    상기 베이스 플레이트의 제1 측에 부착된 압력 감지 다이 어셈블리를 포함하며,
    상기 압력 감지 다이 어셈블리는,
    상기 베이스 플레이트에 부착된 압력 감지 다이; 및
    하나 또는 그 초과의 전기 전도체들을 포함하고,
    상기 압력 감지 다이는,
    상기 제1 유체와 유체 연통하도록 구성된 제1 상부측 및 상기 애퍼처 및 상기 제2 유체와 유체 연통하도록 구성된 하부측을 갖는 제1 다이어프램을 정의하는 제1 챔버;
    상기 제1 다이어프램 내에 또는 상에 형성된 적어도 하나의 압력 감지식 전기 엘리먼트 ―상기 적어도 하나의 압력 감지식 전기 엘리먼트는 상기 제1 압력과 상기 제2 압력 간의 차동 압력을 나타내는 상기 제1 다이어프램의 편향에 반응하는 가변 저항(varying resistance)을 나타냄―; 및
    대기압과 유체 연통하도록 구성된 제2 상부측 및 상기 대기압과 유체 연통하도록 구성된 제2 하부측을 포함하는 제2 다이어프램을 정의하는 제2 챔버;
    상기 제2 다이어프램 내에 또는 상에 형성된 적어도 하나의 압력 감지식 전기 엘리먼트 ―상기 적어도 하나의 압력 감지식 전기 엘리먼트는 상기 압력 감지 다이 어셈블리에 대응하는 공통 모드 오차를 나타내는 상기 제2 다이어프램의 편향에 반응하는 가변 저항을 나타냄―를 포함하고,
    상기 하나 또는 그 초과의 전기 전도체들은 상기 제1 다이어프램에 본딩된 적어도 하나의 압력 감지식 전기 엘리먼트와 상기 제2 다이어프램에 본딩된 적어도 하나의 압력 감지식 전기 엘리먼트 중 하나 또는 둘 모두에 전기적으로 연결되고, 상기 하나 또는 그 초과의 전기 전도체들은 공통 모드 오차 보정 차동 압력 출력을 출력하도록 구성되는,
    차동 압력 센서.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 압력 감지 다이는 상기 제2 챔버와 상기 대기압 간의 유체 연통을 허용하도록 구성된 배기 채널을 포함하는,
    차동 압력 센서.
  14. 제12 항에 있어서,
    상기 베이스 플레이트는, 상기 제1 챔버가 상기 제2 유체와 유체 연통하지만 상기 제1 유체와는 유체 연통하지 않도록, 그리고 상기 제2 챔버가 상기 대기압과 유체 연통하지만 상기 제2 유체와는 유체 연통하지 않게 배치되는 배기 채널이 다이 부착 재료에 형성되도록, 상기 압력 감지 다이에 부착되는,
    차동 압력 센서.
  15. 제12 항에 있어서,
    상기 베이스 플레이트는 실리콘과 유리 중 하나로 제조되는,
    차동 압력 센서.
  16. 제12 항에 있어서,
    상기 제1 다이어프램의 상기 적어도 하나의 압력 감지식 전기 엘리먼트의 네거티브 출력 단자는 상기 제2 다이어프램의 상기 적어도 하나의 압력 감지식 전기 엘리먼트의 포지티브 출력 단자에 연결되어, 상기 제1 다이어프램의 상기 적어도 하나의 압력 감지식 전기 엘리먼트의 포지티브 출력 단자에서, 공통 모드 보정 차동 압력을 나타내는 전기 출력이 제공되며, 상기 하나 또는 그 초과의 전기 전도체들 중 하나는 상기 제1 다이어프램의 상기 적어도 하나의 압력 감지식 전기 엘리먼트의 포지티브 출력 단자에 연결되는,
    차동 압력 센서.
  17. 제12 항에 있어서,
    상기 제1 다이어프램의 상기 적어도 하나의 압력 감지식 전기 엘리먼트의 네거티브 출력 단자가, 상기 압력 감지 다이 상의 또는 내의 전도성 트레이스 및 본딩 와이어 중 하나에 의해, 상기 제2 다이어프램의 상기 적어도 하나의 압력 감지식 전기 엘리먼트의 포지티브 출력 단자에 연결되는,
    차동 압력 센서.
  18. 제12 항에 있어서,
    상기 제1 다이어프램의 상기 적어도 하나의 압력 감지식 전기 엘리먼트 및 상기 제2 다이어프램의 상기 적어도 하나의 압력 감지식 전기 엘리먼트 각각은 브릿지 회로를 포함하는,
    차동 압력 센서.
  19. 제12 항에 있어서,
    상기 제1 상부측으로부터 상기 제1 유체를 분리시키는 제1 플렉시블한 다이어프램 및 상기 제1 하부측으로부터 상기 제2 유체를 분리시키는 제2 플렉시블한 다이어프램을 더 포함하는,
    차동 압력 센서.
  20. 제19 항에 있어서,
    상기 제1 플렉시블한 다이어프램과 상기 제1 상부측 간의 오일-충진 볼륨(oil-filled volume) 및 상기 제2 플렉시블한 다이어프램과 상기 제1 하부측 간의 제2 오일-충진 볼륨을 더 포함하는,
    차동 압력 센서.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019216532A1 (ko) 2018-05-09 2019-11-14 주식회사 엘지화학 배터리 제어 장치 및 이를 포함하는 에너지 저장 시스템
WO2021006384A1 (ko) * 2019-07-10 2021-01-14 엘지전자 주식회사 복합 센싱 장치

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3085479B1 (fr) * 2018-08-31 2021-09-17 Safran Electronics & Defense Capteur de pression sous boitier
US11767218B2 (en) 2018-09-14 2023-09-26 Teknologian Tutkimuskeskus Vtt Oy Microelectromechanical capacitive pressure sensor having a valve portion being operable to close first output and open second output to equalize pressure
JP6908198B2 (ja) * 2018-10-26 2021-07-21 富士電機株式会社 圧力センサ
US20220026300A1 (en) * 2018-11-27 2022-01-27 Grundfos Holding A/S A cover for a pressure sensor
CN109827703B (zh) * 2019-03-27 2021-08-24 潍坊歌尔微电子有限公司 气压检测方法、装置和洗衣机
CN110082027A (zh) * 2019-04-09 2019-08-02 苏州敏芯微电子技术股份有限公司 差压传感器封装结构及电子设备
US11118992B2 (en) * 2019-06-06 2021-09-14 Measurement Specialties, Inc. Pressure sensor assemblies with protective pressure feature
DE102020205533A1 (de) * 2020-04-30 2021-11-04 Mahle International Gmbh Seitenkanalverdichter zum Verdichten eines Gases
US11839451B2 (en) 2020-09-23 2023-12-12 Apple Inc. Sensing structure for pulse-wave velocity measurement
US11839450B2 (en) 2020-09-23 2023-12-12 Apple Inc. Pressure sensor module for wearable applanation tonometer
US11397120B2 (en) 2020-09-23 2022-07-26 Apple Inc. Interface pressure sensor system for electronic device
CN112665775B (zh) * 2020-12-18 2021-08-13 深圳安培龙科技股份有限公司 一种新型的压差传感器及其封装方法
TWI753713B (zh) * 2020-12-21 2022-01-21 財團法人工業技術研究院 具校正功能之壓力感測器及其校正方法
EP4105627A1 (en) * 2021-06-18 2022-12-21 ABB Schweiz AG A sensor device for determining differential pressure in liquid or gaseous media
CN114061823B (zh) * 2021-11-16 2024-04-02 杭州电子科技大学温州研究院有限公司 一种温度自补偿的高灵敏度压力传感器阵列及其制备方法
CN114061824B (zh) * 2021-11-22 2023-06-30 深圳华美澳通传感器有限公司 Mems硅压阻式气体压力传感器
CN115290246A (zh) * 2022-03-25 2022-11-04 西人马联合测控（泉州）科技有限公司 一种交叉耦合的双芯片压力传感器
CN115060412B (zh) * 2022-05-30 2023-11-03 无锡胜脉电子有限公司 一种基于二次标定的差压压力传感器制备方法
EP4345436A1 (en) * 2022-09-27 2024-04-03 TE Connectivity Solutions GmbH Notification sensor arrangement for a differential pressure sensor and a method for outputting a sensed warning signal
CN117664440B (zh) * 2024-01-30 2024-04-26 无锡芯感智半导体有限公司 基于mems压力传感器芯片贴装用压力监测校准治具

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60111936A (ja) * 1983-11-22 1985-06-18 Suzuki Motor Co Ltd 圧力センサの補正装置
KR20060012314A (ko) * 2003-06-20 2006-02-07 가부시키가이샤 후지킨 압력센서, 압력 제어장치 및 압력식 유량 제어장치의 자동영점 보정장치
JP6023978B2 (ja) 2012-08-30 2016-11-09 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 発電システム

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4790192A (en) * 1987-09-24 1988-12-13 Rosemount Inc. Silicon side by side coplanar pressure sensors
US5029479A (en) * 1988-08-15 1991-07-09 Imo Industries, Inc. Differential pressure transducers
DE1009986T1 (de) * 1996-07-10 2001-05-03 Honeywell Data Instr Inc Fehlerkompensierter druckwandler
CN2767983Y (zh) * 2004-12-24 2006-03-29 中国石油天然气集团公司 多功能硅压阻复合传感器
EP1970688A3 (en) * 2007-03-16 2010-06-23 CSEM Centre Suisse d'Electronique et de Microtechnique SA Recherche et Développement Pressure measurement device and method for manufacturing and using the same
DE102008041942A1 (de) * 2008-09-10 2010-03-11 Robert Bosch Gmbh Sensoranordnung, Verfahren zum Betrieb einer Sensoranordnung und Verfahren zur Herstellung einer Sensoranordnung
US7775117B2 (en) * 2008-12-11 2010-08-17 Kulite Semiconductor Products, Inc. Combined wet-wet differential and gage transducer employing a common housing
US8770034B2 (en) * 2011-09-06 2014-07-08 Honeywell International Inc. Packaged sensor with multiple sensors elements

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60111936A (ja) * 1983-11-22 1985-06-18 Suzuki Motor Co Ltd 圧力センサの補正装置
KR20060012314A (ko) * 2003-06-20 2006-02-07 가부시키가이샤 후지킨 압력센서, 압력 제어장치 및 압력식 유량 제어장치의 자동영점 보정장치
JP6023978B2 (ja) 2012-08-30 2016-11-09 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 発電システム

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019216532A1 (ko) 2018-05-09 2019-11-14 주식회사 엘지화학 배터리 제어 장치 및 이를 포함하는 에너지 저장 시스템
WO2021006384A1 (ko) * 2019-07-10 2021-01-14 엘지전자 주식회사 복합 센싱 장치

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DE102017220132A1 (de) 2018-05-17
JP6920967B2 (ja) 2021-08-18
US20180136066A1 (en) 2018-05-17
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JP2018081097A (ja) 2018-05-24

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