具有高灵敏度的微压力传感器.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 202020944290.6 (22)申请日 2020.05.28 (73)专利权人 明石创新 （烟台） 微纳传感技术研 究院有限公司 地址 264006 山东省烟台市经济技术开发 区珠江路28号科技大厦1019-2室 (72)发明人 刘金涛田边毛彦博付信忠 李富乐刘佳林孙立勇汪升森 郭晨晨车寿进 (74)专利代理机构 北京中济纬天专利代理有限 公司 11429 代理人 马国冉 (51)Int.Cl. G01L 1/18(2006.01) (54)实用新型名称 一种具有高灵敏度的。

2、微压力传感器 (57)摘要 本实用新型公开了一种具有高灵敏度的微 压力传感器， 包括硼玻璃和感应膜片， 所述硼玻 璃的正面中心设置有凸台结构， 且凸台结构的顶 端安置有硅质基底， 所述硅质基底的中部设置有 十字梁。 该具有高灵敏度的微压力传感器通过硅 质基底背面中部设有的空腔， 在空腔底部腐蚀形 成平膜， 硅质基底背面与硼玻璃相键合， 且留有 一定的键合余量， 硼玻璃正面中心设置的凸台结 构与硅质基底空腔相互配合， 并留有一定的工作 余量， 保证梁膜结构正常工作的同时不会因为过 载而损坏， 并且使得传感器的限位更加合理， 保 证梁膜敏感元件不会因为高过载而损坏， 在保证 传感器高灵敏度的同时，。

3、 兼具高过载保护能力， 另外， 该结构设计简单， 制造容易， 造价更低。 权利要求书1页 说明书3页 附图2页 CN 211824833 U 2020.10.30 CN 211824833 U 1.一种具有高灵敏度的微压力传感器， 包括硼玻璃(1)和感应膜片(5)， 其特征在于： 所 述硼玻璃(1)的正面中心设置有凸台结构(6)， 且凸台结构(6)的顶端安置有硅质基底(2)， 所述硅质基底(2)的中部设置有十字梁(4)， 且十字梁(4)的内壁右侧衔接有正方形梁(3)， 所述感应膜片(5)安装于硅质基底(2)的前端底部右侧， 所述十字梁(4)的末端设置有压敏 电阻(7)， 且压敏电阻(7)的端部。

4、衔接有金属引线(9)， 所述金属引线(9)的端部安置有焊盘 (8)。 2.根据权利要求1所述的一种具有高灵敏度的微压力传感器， 其特征在于： 所述十字梁 (4)的末端与正方形梁(3)的四个角相连接， 且十字梁(4)、 正方形梁(3)和硅质基底(2)四周 的梁共同形成梁膜结构。 3.根据权利要求1所述的一种具有高灵敏度的微压力传感器， 其特征在于： 所述十字梁 (4)的末端沿着 【100】 晶向在最大应力处布置有压敏电阻(7)， 且压敏电阻(7)设置有四个， 并且四个压敏电阻(7)通过金属引线(9)相互连接形成惠斯通电桥。 4.根据权利要求1所述的一种具有高灵敏度的微压力传感器， 其特征在于： 。

5、所述硅质基 底(2)背面中部设置有空腔， 且在空腔的底部腐蚀形成平膜， 并且硅质基底(2)背面与硼玻 璃(1)相键合。 5.根据权利要求1所述的一种具有高灵敏度的微压力传感器， 其特征在于： 所述硼玻璃 (1)的顶端外壁尺寸与硅质基底(2)的底端外壁尺寸相吻合， 且硼玻璃(1)和硅质基底(2)自 上至下呈紧密贴合。 6.根据权利要求1所述的一种具有高灵敏度的微压力传感器， 其特征在于： 所述凸台结 构(6)紧密贴合于硅质基底(2)的内壁中部， 且凸台结构(6)、 硅质基底(2)和硼玻璃(1)之间 为固定连接。 7.根据权利要求1所述的一种具有高灵敏度的微压力传感器， 其特征在于： 所述压敏电 。

6、阻(7)的端部和焊盘(8)的端部之间为紧密贴合， 且压敏电阻(7)焊盘(8)和金属引线(9)之 间相互连通。 权利要求书 1/1 页 2 CN 211824833 U 2 一种具有高灵敏度的微压力传感器 技术领域 0001 本实用新型涉及传感器装置技术领域， 具体为一种具有高灵敏度的微压力传感 器。 背景技术 0002 压力传感器是能感受压力信号， 并能按照一定的规律将压力信号转换成可用的输 出的电信号的器件或装置。 在利用硅微加工技术实现的产品中， 压力传感器是发展最早的 一类。 而因为压阻式压力传感器尺寸较小， 成本较低， 而且制造工艺简单受到广泛应用。 0003 目前， 微压压力传感器在。

7、小的量级， 对灵敏度的要求越来越高， 而现有的研究成果 虽然很有成效， 但因为一些附加操作导致传感器的抗干扰性、 灵敏度降低， 而且成本提高以 及加工困难的问题， 为此， 我们提出一种具有高灵敏度的微压力传感器。 实用新型内容 0004 本实用新型的目的在于提供一种具有高灵敏度的微压力传感器， 以解决上述背景 技术中提出的目前微压压力传感器在小的量级， 对灵敏度的要求越来越高， 而现有的研究 成果虽然很有成效， 但因为一些附加操作导致传感器的抗干扰性、 灵敏度降低， 而且成本提 高以及加工困难的问题。 0005 为实现上述目的， 本实用新型提供如下技术方案： 一种具有高灵敏度的微压力传 感器，。

8、 包括硼玻璃和感应膜片， 所述硼玻璃的正面中心设置有凸台结构， 且凸台结构的顶端 安置有硅质基底， 所述硅质基底的中部设置有十字梁， 且十字梁的内壁右侧衔接有正方形 梁， 所述感应膜片安装于硅质基底的前端底部右侧， 所述十字梁的末端设置有压敏电阻， 且 压敏电阻的端部衔接有金属引线， 所述金属引线的端部安置有焊盘。 0006 优选的， 所述十字梁的末端与十字梁的四个角相连接， 且十字梁、 正方形梁和硅质 基底四周的梁共同形成梁膜结构。 0007 优选的， 所述十字梁的末端沿着 【100】 晶向在最大应力处布置有压敏电阻， 且压敏 电阻设置有四个， 并且四个压敏电阻通过金属引线相互连接形成惠斯通。

9、电桥。 0008 优选的， 所述硅质基底背面中部设置有空腔， 且在空腔的底部腐蚀形成平膜， 并且 质硅质基底背面与硼玻璃相键合。 0009 优选的， 所述硼玻璃的顶端外壁尺寸与硅质基底的底端外壁尺寸相吻合， 且硼玻 璃和硅质基底自上至下呈紧密贴合。 0010 优选的， 所述凸台结构紧密贴合于硅质基底的内壁中部， 且凸台结构、 硅质基底和 硼玻璃之间为固定连接。 0011 优选的， 所述压敏电阻的端部和焊盘的端部之间为紧密贴合， 且压敏电阻焊盘和 金属引线之间相互连通。 0012 与现有技术相比， 本实用新型的有益效果是： 0013 1、 该具有高灵敏度的微压力传感器硅质基底的正面腐蚀形成相互垂。

10、直的十字梁 说明书 1/3 页 3 CN 211824833 U 3 和正方形梁， 十字梁的末端与正方形梁的四个角相连， 十字梁、 正方形梁以及硅质基底四周 的梁共同形成梁膜结构， 相比于普通的梁膜结构， 十字梁末端的应力更为集中， 灵敏度更 高， 解决了微小压力难以测量的难题， 十字梁的末端沿着 【100 晶向】 在最大应力处布置有 四个压敏电阻， 四个压敏电阻通过金属引线和焊盘相互连接形成惠斯通电桥。 0014 2、 该具有高灵敏度的微压力传感器硅质基底背面中部设有空腔， 在空腔底部腐蚀 形成平膜， 硅质基底背面与硼玻璃相键合， 且留有一定的键合余量， 硼玻璃正面中心设置的 凸台结构与硅质。

11、基底空腔相互配合， 并留有一定的工作余量， 保证梁膜结构正常工作的同 时不会因为过载而损坏， 并且使得传感器的限位更加合理， 保证梁膜敏感元件不会因为高 过载而损坏， 在保证传感器高灵敏度的同时， 兼具高过载保护能力， 另外， 该结构设计简单， 制造容易， 造价更低。 附图说明 0015 图1为本实用新型整体正面立体结构示意图； 0016 图2为本实用新型键合结构示意图； 0017 图3为本实用新型玻璃凸台立体结构示意图； 0018 图4为本实用新型压敏电阻布置方式结构示意图。 0019 图中： 1、 硼玻璃； 2、 硅质基底； 3、 正方形梁； 4、 十字梁； 5、 感应膜片； 6、 凸台结。

12、构； 7、 压敏电阻； 8、 焊盘； 9、 金属引线。 具体实施方式 0020 下面将结合本实用新型实施例中的附图， 对本实用新型实施例中的技术方案进行 清楚、 完整地描述， 显然， 所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例， 而不是全部的 实施例。 基于本实用新型中的实施例， 本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下 所获得的所有其他实施例， 都属于本实用新型保护的范围。 0021 请参阅图1-4， 本实用新型提供一种技术方案： 一种具有高灵敏度的微压力传感 器， 包括硼玻璃1、 硅质基底2、 正方形梁3、 十字梁4、 感应膜片5、 凸台结构6、 压敏电阻7、 焊盘 8和金属引线9， 。

13、硼玻璃1的正面中心设置有凸台结构6， 且凸台结构6的顶端安置有硅质基底 2， 硅质基底2的中部设置有十字梁4， 且十字梁4的内壁右侧衔接有正方形梁3， 感应膜片5安 装于硅质基底2的前端底部右侧， 十字梁4的末端设置有压敏电阻7， 且压敏电阻7的端部衔 接有金属引线9， 金属引线9的端部安置有焊盘8， 十字梁4的末端与十字梁4的四个角相连 接， 且十字梁4、 正方形梁3和硅质基底2四周的梁共同形成梁膜结构， 十字梁4的末端沿着 【100】 晶向在最大应力处布置有压敏电阻7， 且压敏电阻7设置有四个， 并且四个压敏电阻7 通过金属引线9相互连接形成惠斯通电桥， 压敏电阻7的端部和焊盘8的端部之间。

14、为紧密贴 合， 且压敏电阻7焊盘8和金属引线9之间相互连通， 硅质基底2的正面腐蚀形成相互垂直的 十字梁4和正方形梁3， 十字梁4的末端与正方形梁3的四个角相连， 十字梁4、 正方形梁3以及 硅质基底四周的梁共同形成梁膜结构， 相比于普通的梁膜结构， 十字梁4末端的应力更为集 中， 灵敏度更高， 解决了微小压力难以测量的难题， 十字梁的末端沿着 【100 晶向】 在最大应 力处布置有四个压敏电阻7， 四个压敏电阻7通过金属引线9和焊盘8相互连接形成惠斯通电 桥； 说明书 2/3 页 4 CN 211824833 U 4 0022 硅质基底2背面中部设置有空腔， 且在空腔的底部腐蚀形成平膜， 并。

15、且质硅质基底 2背面与硼玻璃1相键合， 硼玻璃1的顶端外壁尺寸与硅质基底2的底端外壁尺寸相吻合， 且 硼玻璃1和硅质基底2自上至下呈紧密贴合， 凸台结构6紧密贴合于硅质基底2的内壁中部， 且凸台结构6、 硅质基底2和硼玻璃1之间为固定连接， 硅质基底2背面中部设有空腔， 在空腔 底部腐蚀形成平膜， 硅质基底2背面与硼玻璃1相键合， 且留有一定的键合余量， 硼玻璃1正 面中心设置的凸台结构6与硅质基底2空腔相互配合， 并留有一定的工作余量， 保证梁膜结 构正常工作的同时不会因为过载而损坏， 并且使得传感器的限位更加合理， 保证梁膜敏感 元件不会因为高过载而损坏， 在保证传感器高灵敏度的同时， 兼。

16、具高过载保护能力， 另外， 该结构设计简单， 制造容易， 造价更低。 0023 工作原理： 对于这类的具有高灵敏度的微压力传感器， 首先在硅质基底2的正面腐 蚀形成相互垂直的十字梁4和正方形梁3， 十字梁4的末端与正方形梁3的四个角相连， 十字 梁4、 正方形梁3以及硅质基底2四周的梁共同形成梁膜结构， 十字,4的末端沿着 【100】 晶向 在最大应力处布置有压敏电阻7， 四个压敏电阻7通过金属引线9相互连接形成惠斯通电桥， 硅质基,2背面中部设有的空腔， 在空腔底部腐蚀形成平膜， 硅质基底2背面与硼玻璃1相键 合， 且留有一定的键合余量， 硼玻璃1正面中心设有凸台结构6， 凸台结构6与硅质基。

17、底2空腔 相互配合， 并留有一定的工作余量， 保证梁膜结构正常工作的同时不会因为过载而损坏， 另 外该设备提出的梁膜结构， 应力集中效果明显， 极大的提高了传感器的灵敏度。 0024 尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例， 对于本领域的普通技术人员而言， 可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、 修 改、 替换和变型， 本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。 说明书 3/3 页 5 CN 211824833 U 5 图1 图2 说明书附图 1/2 页 6 CN 211824833 U 6 图3 图4 说明书附图 2/2 页 7 CN 211824833 U 7 。