阅读说明：本技术 压力传感器和制造压力传感器的方法 (Pressure sensor and method for producing a pressure sensor ) 是由 维沙尔·沙利特库马尔·库沙纳莱 托德·埃克哈特 帕拉尼·萨尼加查拉姆 维格涅什·穆鲁格桑 于 2020-03-30 设计创作，主要内容包括：本发明题为“压力传感器和制造压力传感器的方法”。本公开提供了一种用于确定流体的压力的压力传感器及其制造方法。示例性压力传感器包括压力传感器外壳,该压力传感器外壳在第一端部处密封地附接到隔膜。排针包括唇缘,唇缘被配置为与压力传感器外壳的第二端部可接合地配合以形成气密地密封的部件隔室。排针还包括排针引脚,排针引脚被配置为在气密地密封的部件隔室的内部和外部之间传输电信号。感测元件和处理器设置在气密地密封的部件隔室内并彼此连通。感测元件在气密地密封的隔室内安装到处理器。还提供了对应的制造方法。(The invention provides a pressure sensor and a method for manufacturing the same. The present disclosure provides a pressure sensor for determining a pressure of a fluid and a method of manufacturing the same. An example pressure sensor includes a pressure sensor housing sealingly attached to a diaphragm at a first end. The pin header includes a lip configured to engagably mate with the second end of the pressure sensor housing to form a hermetically sealed component compartment. The pin header further includes pin header pins configured to transmit electrical signals between the interior and the exterior of the hermetically sealed component compartment. The sensing element and the processor are disposed within the hermetically sealed component compartment and are in communication with each other. The sensing element is mounted to the processor within a hermetically sealed compartment. Corresponding methods of manufacture are also provided.)

压力传感器和制造压力传感器的方法

技术领域

示例性实施方案整体涉及压力传感器及其制造方法，并且更具体地涉及用于以最小介质干扰来确定流体的压力的压力传感器及其相关的制造方法。

背景技术

压力传感器用在各种苛刻环境中，以用于多种应用。用在许多压力传感器中的感测管芯易于在这些操作期间因介质而损坏。由于解决方案的成本和/或大小，各种当前压力传感器在隔离感测管芯方面的尝试在很大程度上是无效的。申请人认识到多个与当前传感器相关的缺陷和问题。例如，许多当前传感器在操作期间都缺乏对介质的防护。通过付出的努力、独创性和创新，这些认识到的问题中的许多已通过本公开的方法和装置来解决。

发明内容

下文呈现了简化概述，以便提供对本公开的一些方面的基本理解。该发明内容不是详尽综述，并且既非旨在识别关键元件或重要元件，亦非描写此类元件的范围。其目的在于作为后文所提供的

具体实施方式

的序言，以简化形式给出所述特征的一些概念。

在示例性实施方案中，提供了用于确定流体的压力的压力传感器。压力传感器包括压力传感器外壳，该压力传感器外壳在压力传感器外壳的第一端部处密封地附接到隔膜。压力传感器还包括排针(header)，该排针在压力传感器外壳的第二端部处，该排针具有唇缘，该唇缘被配置为与压力传感器外壳的第二端部可接合地配合以在压力传感器外壳内形成气密地密封的部件隔室。排针包括三个或更多个排针引脚，该排针引脚被配置为在气密地密封的部件隔室的内部和外部之间传输电信号。压力传感器还包括处理器，该处理器设置在气密地密封的部件隔室内并与三个或更多个排针引脚电连通。压力传感器还包括感测元件，该感测元件耦接到处理器并设置在气密地密封的部件隔室内。感测元件与处理器电连通。

在一些实施方案中，感测元件相对于处理器处于堆叠关系。在一些实施方案中，气密地密封的部件隔室填充有液体。在一些实施方案中，隔膜被配置为在第一表面上与气密地密封的部件隔室接触并在第二表面上与待测量的流体接触。在一些实施方案中，处理器和感测元件使用粘合剂附接。在一些实施方案中，处理器直接地安装到排针。

在一些实施方案中，压力传感器还包括陶瓷板或印刷电路板(“PCB”)，该陶瓷板或印刷电路板直接地安装到排针。在一些实施方案中，处理器可以直接地安装到陶瓷板或PCB。在一些实施方案中，压力传感器还包括保护性顶盖，该保护性顶盖被配置为附接到压力传感器的第一端部。在这样的实施方案中，保护性顶盖具有至少一个开口，从而允许流体到达隔膜。

在一些实施方案中，隔膜被配置为基于在气密地密封的部件隔室与待测量的流体之间的压力差而在一个方向或另一个方向上挠曲。在这样的实施方案中，隔膜的挠曲改变气密地密封的部件隔室的原始压力，感测元件被配置为基于隔膜的挠曲来测量气密地密封的部件隔室的改变的压力，并且处理器中具有计算机编码指令，其中该计算机指令被配置为当被执行时使压力传感器基于由感测元件测量的改变的压力以及原始压力来确定流体的压力。

在一些实施方案中，感测元件和处理器具有或基本上类似的热膨胀系数。在一些实施方案中，感测元件和处理器至少部分地由硅氧烷制成。在一些实施方案中，处理器与三个或更多个排针引脚中的至少一个连通。在一些实施方案中，处理器和感测元件被完全地包围在气密地密封的部件隔室中。

在另一个示例性实施方案中，提供了用于确定流体的压力的压力传感器。压力传感器包括外壳，该外壳具有固定地附接在第一端部处的隔膜并具有第二端部。第二端部具有配合表面，该配合表面限定凹陷部，并且外壳限定部件隔室。压力传感器还包括排针，该排针具有外部排针构件和内部排针构件，该外部排针构件具有第一横截面直径，该内部排针构件具有第二横截面直径。内部排针构件的大小设定为将被***凹陷部中，并且外部排针构件的大小设定为与配合表面配合，使得排针气密地密封部件隔室。压力传感器还包括感测元件，该感测元件设置在部件隔室内。压力传感器还包括处理器，该处理器设置在部件隔室内。

在一些实施方案中，隔膜被配置为在第一表面上与部件隔室接触并在第二表面上与待测量的流体接触。在一些实施方案中，隔膜和排针密封地包围部件隔室以形成气密地密封的部件隔室。在一些实施方案中，感测元件直接地安装到处理器，并且该处理器直接地安装到排针的内部排针构件。

在一些实施方案中，处理器和感测元件直接地安装到排针的内部排针构件。在一些实施方案中，压力传感器还包括陶瓷板或PCB，该陶瓷板或PCB直接地安装到排针的内部排针构件。在一些实施方案中，感测元件和处理器直接地安装到陶瓷板或PCB。在一些实施方案中，感测元件直接地安装到处理器，并且该处理器直接地安装到陶瓷板或PCB。

在一些实施方案中，压力传感器还包括保护性顶盖，该保护性顶盖被配置为附接到压力传感器的第一端部。在这样的实施方案中，保护性顶盖具有至少一个开口，从而允许流体到达隔膜。在一些实施方案中，隔膜被配置为基于在气密地密封的部件隔室与待测量的流体之间的压力差而在一个方向或另一个方向上挠曲。在此类实施方案中，隔膜的挠曲改变密封的部件隔室的原始压力，感测元件被配置为基于隔膜的挠曲来测量气密地密封的部件隔室的改变的压力，并且处理器中具有计算机编码指令，其中该计算机指令被配置为当被执行时使压力传感器基于由感测元件测量的改变的压力以及原始压力来确定流体的压力。

在一些实施方案中，感测元件和处理器具有或基本上类似的热膨胀系数。在一些实施方案中，感测元件和处理器至少部分地由硅氧烷制成。在一些实施方案中，排针包括三个或更多个排针引脚，该排针引脚被配置为在部件隔室的内部和外部之间传输电信号，并且处理器与三个或更多个排针引脚中的至少一个连通。在一些实施方案中，气密地密封的部件隔室填充有液体。在一些实施方案中，处理器和感测元件被完全地包围在气密地密封的部件隔室中。

在另一个示例性实施方案中，提供了制造用于确定流体的压力的压力传感器的方法。该方法包括将感测元件设置在排针上。该方法还包括将处理器设置在排针上。该方法还包括使隔膜在压力传感器外壳的第一端部处附接到压力传感器外壳。该方法还包括将排针的唇缘与压力传感器外壳的第二端部接合以形成气密地密封的部件隔室。排针包括三个或更多个排针引脚，该排针引脚被配置为在气密地密封的部件隔室的内部和外部之间传输电信号。

在一些实施方案中，隔膜被配置为在第一表面上与气密地密封的部件隔室接触并在第二表面上与待测量的流体接触。

在一些实施方案中，该方法还包括用液体来填充气密地密封的部件隔室。在一些实施方案中，该方法还包括将感测元件直接地安装到处理器，以及将处理器直接地安装到排针。在一些实施方案中，该方法还包括将处理器和感测元件直接地安装到排针。

在一些实施方案中，该方法还包括将陶瓷板或PCB直接地安装到排针。在一些实施方案中，该方法还包括将感测元件和处理器直接地安装到陶瓷板或PCB。在一些实施方案中，该方法还包括将感测元件直接地安装到处理器，以及将处理器直接地安装到陶瓷板或PCB。在一些实施方案中，该方法还包括将保护性顶盖附接到压力传感器的第一端部，其中该保护性顶盖具有至少一个开口，从而允许流体到达隔膜。

在一些实施方案中，隔膜被配置为基于在气密地密封的部件隔室与待测量的流体之间的压力差而在一个方向或另一个方向上挠曲。在这样的实施方案中，隔膜的挠曲改变气密地密封的部件隔室的原始压力，感测元件被配置为基于隔膜的挠曲来测量气密地密封的部件隔室的改变的压力，并且处理器中具有计算机编码指令，其中该计算机指令被配置为当被执行时使压力传感器基于由感测元件测量的改变的压力以及原始压力来确定流体的压力。

在一些实施方案中，感测元件和处理器具有或基本上类似的热膨胀系数。在一些实施方案中，感测元件和处理器至少部分地由硅氧烷制成。在一些实施方案中，处理器与三个或更多个排针引脚中的至少一个连通。在一些实施方案中，处理器和感测元件被完全地包围在气密地密封的部件隔室中。

在又一个示例性实施方案中，提供了确定流体的压力的方法。该方法包括从感测元件接收密封的部件隔室的原始压力，该方法还包括从感测元件接收密封的部件隔室的改变的压力。该方法还包括经由处理器基于在改变的压力与原始压力之间的比较来确定流体的压力。处理器和感测元件设置在由压力传感器外壳限定的密封的部件隔室中，该压力传感器外壳在压力传感器外壳的第一端部处具有隔膜并在压力传感器外壳的第二端部处具有排针。该方法还包括将与流体的确定的压力有关的信号传输到三个或更多个排针引脚中的至少一个。

提供上述发明内容仅是为了概述一些示例性实施方案的目的，以提供对本发明一些方面的基本了解。因此，应当理解，上述实施方案仅为示例并且不应理解为以任何方式缩小本发明的范围或实质。应当理解，除了在此发明内容的那些，本发明的范围还涵盖了很多可能的实施方案，这些实施方案中的一些实施方案将在下面进一步描述。

附图说明

因此，已经概括地描述了本公开的某些示例性实施方案，下文将参考附图，该附图未必按比例绘制，并且其中：

图1是根据本公开的压力传感器的示例性实施方案的外部视图；

图2是根据本公开的示例性实施方案诸如图1中所示的实施方案的剖视图；

图3是根据本公开的压力传感器的示例性实施方案的保护性顶盖的局部剖视图；

图4A是根据示例性实施方案的具有保护性顶盖的压力传感器的示例性实施方案的外部视图；

图4B是根据示例性实施方案的压力传感器的示例性实施方案的另一个外部视图；

图5是根据示例性实施方案的具有带螺纹保护性顶盖的压力传感器的示例性实施方案的局部剖视图；

图6A是根据示例性实施方案的具有保护性顶盖的不同的变型形式的压力传感器的示例性实施方案的另一个局部剖视图；

图6B是根据示例性实施方案的具有保护性顶盖的不同的变型形式的压力传感器的示例性实施方案的又一个局部剖视图；

图7A是根据本公开的示例性实施方案的安装到排针的感测元件和处理器；

图7B是根据本公开的示例性实施方案的图7A中的排针的示例性配置的近距视图；

图8是根据本公开的示例性实施方案的本公开的示例性实施方案的剖视图，其中感测元件和处理器安装到陶瓷板，该陶瓷板附接到排针；

图9是根据本公开的示例性实施方案的将感测元件和处理器安装到排针的另一个示例性实施方案；

图10是本公开的示例性实施方案的示例性压力传感器安装配置；

图11是本公开的多个示例性实施方案的示例性压力传感器安装配置；

图12A是结合本公开的示例性实施方案使用的示例性支撑板；

图12B是图12A中所示的支撑板的另一个视图，示出了结合本公开的示例性实施方案使用的示例性印刷电路板；

图13是根据本公开的使用多个压力传感器的系统的示例性示意图；

图14是示出根据本公开的示例性实施方案的制造压力传感器的方法的流程图；并且

图15是示出根据本公开的示例性实施方案的制造压力传感器的方法的流程图。

具体实施方式

现在将在下文中参考附图更全面地描述一些实施方案，附图中示出了一些实施方案，但未示出全部实施方案。实际上，各种实施方案可以以许多不同的形式体现，并且不应该被解释为限于本文所阐述的实施方案；相反，提供这些实施方案是为了使本公开满足适用的法律要求。如本文所用，术语“流体”并非旨在限于液体。相反，术语“流体”旨在包括易流动的任何材料，诸如但不限于液体和/或气体(例如，空气、油等)。

本公开提供了示例性压力传感器及其制造方法，以确定与感测元件隔离的流体的压力。在一些示例中，压力传感器用在各种应用中，所述应用包括HVAC/R、水泵、空气压缩机、压缩天然气(CNG)管线、液化石油气(LPG)管线、汽车和运输流体等。在许多这些示例性应用中，压力传感器在其内操作的环境由腐蚀性介质组成，这种腐蚀性介质可能影响性能并有时会损坏传感器。当前在操作中的各种压力传感器要求未以有效方式封装的更大且更昂贵和/或在其他方面不合适的感测管芯，以允许成本有效的、介质隔离的压力传感器被广泛地使用。

本文各种实施方案中描述的压力传感器可以用在危险状况下。在一些示例性实施方案中，本文所述的压力传感器包括放置或以其他方式容纳在压力传感器的气密地密封的部件隔室内的处理器(例如，专用集成电路(ASIC))和感测元件(例如，具有深反应离子(DRIE)蚀刻技术的感测管芯)。在一些实施方案中，感测元件以堆叠关系安装到处理器。另选地或另外地，感测元件和处理器可以以其他布置诸如并排关系设置在压力传感器的气密地密封的部件隔室内。

现在参照图1，提供了用于以最小介质干扰确定流体的压力的压力传感器100的外部视图。在示例性实施方案中，压力传感器100外部可以包括排针110、压力传感器外壳120和保护性顶盖170。另选地或另外地，压力传感器可以不包括保护性顶盖，而替代地具有暴露的隔膜150(未示出)。

在示例性实施方案中，压力传感器外壳120可以在第一端部30处具有隔膜开口并在第二端部35处具有排针开口。尽管隔膜开口和排针开口可以是相同的大小，但是在一些实施方案中，排针开口可以比其他实施方案中的隔膜开口大。在一些示例性实施方案中，压力传感器外壳120可以被配置为具有圆形横截面，但是鉴于本文所述的示例，可以设想其他形状，诸如矩形横截面。压力传感器外壳120可以由金属或任何其他合适的材料形成。

在一些示例中，排针110可以同样地被配置为具有圆形横截面，并且可以包括至少一个排针引脚105，该排针引脚被配置为在压力传感器100的内部和外部之间传输电信号。在一些实施方案中，排针110可以具有三个或更多个排针引脚105(例如，排针可以具有三个排针引脚)。在一些实施方案中，排针110可以具有多达八个排针引脚105。在一些实施方案中，如图4B所示，可以在排针110中设有三个或更多个排针引脚密封件50，以接收两个或更多个排针引脚105。如图所示，排针110可以在压力传感器外壳的第二端部35处与压力传感器外壳120可接合地配合。

如各种图(诸如图2)中所示，排针110可以包括外部排针构件15和内部排针构件10。在一些实施方案中，外部排针构件15和内部排针构件10一体地形成以构成排针110。另选地，外部排针构件15和内部排针构件10可以彼此附接(例如，通过焊接、粘合剂等)。

在一些实施方案中，内部排针构件10可以具有小于外部排针构件的横截面的横截面直径，以便形成或以其他方式限定唇缘20。如图1所示，排针110通过在第二端部35处与压力传感器外壳120的配合表面25焊接或以其他方式密封地接触该配合表面的唇缘20与压力传感器外壳120密封地接合。

如下文所讨论，隔膜150(图1中未示出)可以附接到压力传感器外壳120的第二端部35或以其他方式与其成一体。在各种实施方案中，隔膜150可以焊接到压力传感器外壳120。在一些实施方案中，如图所示，保护性顶盖170可以附接在压力传感器外壳120的第二端部35处。当提供保护性顶盖170时，该保护性顶盖覆盖附接在压力传感器外壳120的第二端部35处的隔膜150。在各种实施方案中，并且在图3和图4A中更详细地示出，保护性顶盖170可以限定保护性顶盖开口175以允许正在测量的流体到达隔膜150。

在示例性实施方案中，诸如图1所示，根据本公开的压力传感器可以被配置为确定流体的压力。这样的压力传感器可以被配置为从感测元件接收密封的部件隔室的原始压力。另外地，处理器130可以被配置为从感测元件接收密封的部件隔室的改变的压力。处理器130可以基于在改变的压力与原始压力之间的比较来确定流体的压力。在这样的实施方案中，处理器130和感测元件140设置在由压力传感器外壳限定的密封的部件隔室中，该压力传感器外壳在压力传感器外壳的第一端部处具有隔膜并在压力传感器外壳的第二端部处具有排针。压力传感器还可以被配置为将与确定的流体压力有关的信号传输到三个或更多个排针引脚中的至少一个。

现在参照图2，提供了说明性介质隔离压力传感器100的示意性剖视图。在示例性实施方案中，诸如图2所示，压力传感器100可以包括排针110、压力传感器外壳120、隔膜150、感测元件140(例如，感测管芯)、处理器130(例如，ASIC)、保护性顶盖170和/或O形环160。

如图2所示，压力传感器外壳120具有密封地附接到压力传感器外壳的第一端部30的隔膜150和与压力传感器外壳的第二端部35密封地接合的排针110。

在一些实施方案中，在第二端部35处的排针开口的直径小于外部排针构件15的横截面直径D_E，并且在第二端部35处的排针开口的直径大于内部排针构件10的横截面直径D_I。在此类示例中，在第二端部35处的排针开口的直径以及内部排针构件10的横截面直径D_I可以是几乎相同的直径，使得内部排针构件与在第二端部35处的排针开口齐平地配合，诸如图2中所示。

在各种实施方案中，压力传感器100可以包括安装在排针110上的处理器130(例如，ASIC)，这种安装可以是直接安装到排针110的内部排针构件10，或可以是经由粘合剂间接安装到排针110(例如，安装到陶瓷板、印刷电路板(“PCB”)或玻璃板，它们安装到排针110)。在一些示例中，粘合剂可以具有足够的结合线厚度，以便在一些示例中提供绝缘电阻。

在示例性实施方案中，处理器可以采取由硅制成的ASIC的形式，并且因此，可以包括放大(例如，运算放大器(“op-amp”))、模数转换(“ADC”)、偏移补偿电路、可擦除可编程只读存储器(“EPROM”)、印刷电路板组件(“PCBA”)和/或其他合适的信号调节电子器件。如贯穿全文更详细地讨论，处理器130可以从感测元件140接收信号并调节和/或处理该信号以从压力传感器100传输。

在各种实施方案中，压力传感器100可以包括感测元件140，该感测元件可以采取由硅制成的感测管芯的形式。具体地，并且在一些实施方案中，感测元件140可以是深反应离子蚀刻(DRIE)感测管芯。在一些实施方案中，感测元件140可以包括在第一侧或背侧上限定压力感测隔膜的至少一部分的蚀刻腔。在一些实施方案中，感测元件140的第二侧或前侧还可以包括一个或多个结合焊盘，以便允许与处理器130的连接。

在一些实施方案中，感测元件140可以以堆叠关系直接地附接在处理器130上，如图2所示。在各种实施方案中，处理器130和感测元件140的附接可以使用粘合剂或其他附接手段进行。在一些示例中，用来以堆叠关系附接或以其他方式耦接处理器130和感测元件140的粘合剂是油相容的和/或离子自由的，以避免在管芯中的任何污染或电路故障。处理器130和感测元件140同样地通过引线结合、结合焊盘等进行数据通信。

在一些实施方案中，感测元件140可以是使用硅晶片和合适的制造技术制造的微机械传感器元件。感测元件140可以具有使用任何合适的制造或印刷技术形成的一个或多个压力感测电路(例如，修整电路、信号调节电路等)。在一些情况下，感测元件140可以包括压力感测隔膜，该压力感测隔膜包括形成在其上的一个或多个感测部件，诸如压阻感测部件，以用于感测挠曲以及因此在压力感测隔膜的顶侧和底侧之间的压力差。在一些实施方案中，可以通过对硅管芯进行背侧蚀刻来制造压力感测隔膜，然而，可以设想到，可以根据需要使用任何其他合适的工艺。

当提供时，压阻部件可以被配置为具有根据所施加的机械应力(例如，压力感测隔膜挠曲)变化的电阻。在一些情况下，压阻部件可以包括硅压阻材料；然而，可以使用其他非硅材料。在一些情况下，可以以惠斯通电桥配置(全电桥或半电桥)连接压阻部件。应理解，压阻部件仅是可使用的压力感测元件的一个示例，并且可以设想到，可以根据需要使用任何其他合适的感测元件。

在示例性实施方案中，压力传感器外壳120、隔膜150和排针110一起限定了可以被气密地密封的部件隔室180(“气密地密封的部件隔室”)。气密地密封的部件隔室180可以填充有参考流体，压力传感器可以使用该参考流体来确定外部流体的流体压力。例如，气密地密封的部件隔室180可以填充有不可压缩的油，诸如硅油。如图2所示，感测元件140可以以堆叠关系附接到处理器130，使得其被放置或以其他方式设置在气密地密封的部件隔室180内。

如图2所示，处理器130和感测元件140在气密地密封的部件隔室180内堆叠在一起，并且因此经受相同或基本上类似的环境状况。在一些示例中，结合粘合剂的选择，堆叠关系有利地减小传感器上的应力并由于处理器130和感测元件140具有相同或基本上类似的热膨胀系数而提供了改进的传感器管芯性能。此外，处理器130和感测元件140在气密地密封的部件隔室180中保持处于相同或类似的温度，从而在一些示例中，减少或以其他方式削减对由处理器130通过电桥电阻进行的温度测量的需要。

在示例性实施方案中，处理器130和感测元件140可以通过一根或多根引线(例如，结合引线)连通。此外，处理器130可以通过三根或更多根引线(例如，结合引线)连接到三个或更多个排针引脚105中的至少一个。在这样的实施方案中，处理器130可以通过三个或更多个排针引脚105中的至少一个从气密地密封的部件隔室180的外部传输和/或接收电信号。例如，排针引脚105可以与印刷电路板(PCB)610(诸如图12B中所示的PCB)接触。

在示例性实施方案中，隔膜150可以具有第一表面40和第二表面45。在一些情况下，隔膜150可以采取薄的固体材料诸如不锈钢的形式，其被配置为在正在测量的流体与感测元件140之间提供介质隔离。在示例性实施方案中，隔膜150可以在压力传感器外壳的第一端部30处附接到压力传感器外壳120。隔膜150可以使用焊接、密封件、垫圈或任何其他合适的结合或密封机构(例如，焊料、低共熔物等)结合到压力传感器外壳120。隔膜150可以被配置为使得其基于在与隔膜的第一表面40接触的流体与隔膜的第二表面45之间的压力差而挠曲。

在示例性实施方案中，并且在操作中，待测量的流体将被引入到隔膜150的第一表面40，并且在第一表面40上的流体与气密地密封的部件隔室180中的流体(例如，隔膜的第二表面45上的流体)之间的压力差可能导致隔膜在一个方向上挠曲(例如，如果流体的压力高于部件隔室流体，则隔膜150可以朝向部件隔室180方向挠曲)。在这样的实施方案中，隔膜150的挠曲导致部件隔室180中的流体的压力改变，并且部件隔室流体的改变的压力由感测元件140测量。由感测元件140进行的测量结果被传输到处理器130，在那里，处理器基于部件隔室流体的原始压力和部件隔室流体的改变的压力来确定待测量的流体的压力。

在示例性实施方案中，如图2所示，压力传感器100可以包括O形环160。在此类实施方案中，O形环160可以围绕压力传感器100的保护性顶盖170定位。如图10所示，O形环160可以定位在基板凹陷部1050中，以便限制待测量的流体逸出。

在示例性实施方案中，保护性顶盖170可以被配置为提供类似于图10中的流体入口1060的流体通道，该流体通道将介质(流体或气体)传输到限定在保护性顶盖170与隔膜150之间的区域中。

如图3所示，隔膜150可以被保护性顶盖170部分地覆盖，该保护性顶盖被配置为或以其他方式定位以保护隔膜。在这样的实施方案中，保护性顶盖170可允许流体通过保护性顶盖开口175到达隔膜150并保护隔膜免受因大的介质而造成的损坏。在一些示例中，保护性顶盖170可以在焊接(诸如将排针焊接到压力传感器外壳)期间用作支撑件。

现在参照图4A和图4B，从不同角度提供压力传感器100的示例性实施方案的外部视图。参照图4A，示例性实施方案具有附接到压力传感器外壳120的第一端部30的保护性顶盖170。如图所示，隔膜150被保护性顶盖170部分地覆盖。在此类实施方案中，隔膜150的一部分仍暴露于外部。例如，保护性顶盖170可以具有至少一个开口175。在一些实施方案中，压力传感器100可以被定位成允许正在测量的流体通过保护性顶盖开口175到达隔膜。

现在参照图4B，示出了根据示例性实施方案的压力传感器100的顶视图。如上文所讨论，排针110可以被配置有外部排针构件15和内部排针构件10(在图4B中不可见)。如在图2中更详细地示出，在示例性实施方案中，外部排针构件15的横截面直径可以大于内部排针构件10的横截面直径，从而限定唇缘20。如图4B所示，唇缘20与压力传感器外壳120密封地接合。在一些实施方案中，如上文所讨论，排针110可以具有三个或更多个排针引脚105(例如，排针110可以具有三个排针引脚105，如图4B所示)。在一些实施方案中，排针引脚105可以密封地连接到排针110。

图5、图6A和图6B示出了各种保护性顶盖170配置，其包括根据本公开的压力传感器的示例性实施方案可包括的安装端口布置。现在参照图5，并且在示例性实施方案中，保护性顶盖可以具有通过合适的联结方法(例如，焊接)附接的带螺纹外部。例如，压力传感器100可以通过将压力传感器拧到适当的位置来安装在适当位置。另外地，如图所示，保护性顶盖开口175可以具有多个不同横截面区域。

现在参照图6A，并且在一些实施方案中，保护性顶盖170可以根据压力传感器100的预期目的来成形。例如，压力传感器100可以被配置为具有某个大小和/或形状的保护性顶盖170，以允许与安装支架或其他安装布置(例如，图10和图11中的安装布置)的紧密配合。例如，保护性顶盖170可以具有圆锥形形状(例如，图6A)，该圆锥形形状被配置为***被成形为接收圆锥形形状的基板凹陷部1050中，使得保护性顶盖170可以紧密地配合以避免液体逸出。在示例性实施方案中，保护性顶盖开口175的大小可以基于正在测量的流体中的潜在介质的大小。例如，在HVAC应用中，保护性顶盖开口175的大小可以设定为阻止可能在HVAC系统中的较大碎屑到达隔膜。

现在参照图6B，并且在一些示例性实施方案中，O形环160可以结合保护性顶盖170使用。在示例性实施方案中，保护性顶盖170可以被配置有O形环切口165，诸如图6B中所示的。

如关于图10和图11更详细地讨论，并且如图6A和图6B所示，在一些实施方案中，排针110可以包括连接到支撑板600的三个或更多个排针引脚105。在一些实施方案中，如下面参照图12A和图12B所讨论，支撑板600可以包括各种压力传感器100、印刷电路板610和衬套620。

图7A、图7B、图8和图9是处理器130和感测元件140到排针110的附接的配置的三个示例性实施方案。现在参照图7A，并且在示例性实施方案中，感测元件140可以直接地附接到处理器130，并且处理器附接到排针110的内部排针构件10。感测元件140可以以堆叠关系附接到处理器130，诸如关于图2所描述的。如图7B所示，处理器130和感测元件140可以通过结合引线彼此连接。另外地，处理器130可以通过结合引线连接到三个或更多个排针引脚105。

现在参照图8，提供了根据本公开的压力传感器的示例性实施方案。在示例性实施方案中，可以提供陶瓷板1300，其附接到排针110的内部排针构件10。在该示例性实施方案中，陶瓷板1300提供处理器130和/或感测元件140要附接的表面。在一些实施方案中，PCB或玻璃板可以代替陶瓷板1300使用，使得PCB或玻璃板附接到排针110的内部排针构件10并提供处理器130和/或感测元件140要附接的表面。

在一些实施方案中，诸如图8中所示的，处理器130和感测元件140可以使用粘合剂分开地附接到陶瓷板1300。在一些示例中，用于处理器130和/或感测元件140的粘合剂可以是油相容的和/或离子自由的。

现在参照图9，提供了根据本公开的压力传感器100的示例性实施方案。在示例性实施方案中，处理器130和感测元件140可以直接地附接到排针110的内部排针构件10。在一些实施方案中，诸如图9中所示的，处理器130和感测元件140可以使用粘合剂分开地附接到排针110。在一些示例中，用于处理器130和/或感测元件140的粘合剂可以是油相容的和/或离子自由的。

图10和图11是根据本公开的示例性实施方案的示例性压力传感器安装配置。现在参照图10，单个压力传感器100固定地设置在传感器安装基板(“基板”)1000与传感器安装顶板(“顶板”)1005之间。在示例性实施方案中，顶板1005可以可移除地附接到基板1000。

在一些示例中，压力传感器的应用可以确定附接程度。在一些实施方案中，可以将各种附接方法用于顶板1005和底板1000，诸如螺钉、粘合剂、焊接等。附接类型可以基于压力传感器100所需的预期接近。例如，顶板1005可以拧到基板1000，使得顶板可以被快速地移除以接近或更换压力传感器100。在一些实施方案中，顶板1005可以通过一个或多个螺钉拧到基板1000。例如，如图10所示，顶板1005可以用在压力传感器100的每一侧上的两个螺钉来附接到基板1000。

在一些实施方案中，基板1000可以具有压力传感器凹陷部1050，该压力传感器凹陷部被限定为允许定位压力传感器100的至少一部分。例如，如图10所示，压力传感器外壳120的第一端部30的一部分以及保护性顶盖170可以搁置在压力传感器凹陷部1050中。在示例性实施方案中，基板1000允许一定量的流体通过基板流体入口1060到达压力传感器100。代替保护性顶盖开口175或除其之外，基板流体入口1060可以起作用。另选地或另外地，压力传感器100可以具有保护性顶盖170，并且流体入口1060可以用来部分地覆盖压力传感器100的隔膜150。

在示例性实施方案中，顶板1005可以与压力传感器外壳120接合以将压力传感器100保持在适当的位置。在一些实施方案中，顶板1005可以限定压力传感器切口1070，该压力传感器切口比压力传感器100的未定位在基板1000的压力传感器凹陷部1050中的部分大。例如，压力传感器切口1070可以具有与压力传感器相同的横截面形状(例如，圆形)并具有比压力传感器外壳120的第二端部35大的直径。在一些实施方案中，压力传感器切口1070可以具有比压力传感器的第一端部30小的横截面直径，如图所示，使得顶板1005的压力传感器切口1070与压力传感器外壳120接合并阻止竖直移动。在示例性实施方案中，压力传感器切口1070的悬伸部可以围绕整个压力传感器外壳120延伸，如图所示。顶板1005可以是允许支撑板600被放置成与排针引脚105接触的厚度，诸如图11中所示。

现在参照图11，提供了另一个示例性压力传感器安装配置，如图10中所示。在示例性实施方案中，基板1000可以具有多个压力传感器凹陷部1050，并且顶板1005具有多个压力传感器切口1070。与图10类似，图11的实施方案包括单独的压力传感器凹陷部1050、压力传感器100和处理器传感器切口1070。

在一些实施方案中，压力传感器100中的一个或多个可以确定相同或不同流体的压力。例如，在系统中可能存在监测到的多个不同流体压力，并且流体入口1060可以被配置为允许测量具有不同流体的多个不同隔室(例如，压力传感器可以确定发动机中的水的压力，并且另一个压力传感器可以确定同一发动机中的油的压力)。

在一些实施方案中，两个或更多个压力传感器可以确定同一流体的压力。例如，在一些示例中，可能存在对操作关键的一些压力，并且因此可以实现冗余压力传感器以降低不准确的压力读数的可能性。在这种情况下，两个或更多压力传感器100中的每个的流体入口1060中的一些可以连接到同一贮存器。在一些实施方案中，如图11所示，压力传感器100可以连接到同一支撑板600和PCB 610，如关于图12A、图12B和图13更详细地讨论。

图12A和图12B提供了根据本公开的示例性实施方案的具有被配置为与一个或多个压力传感器连通的PCB 610的支撑板600的不同视图。在一些实施方案中，处理器可以通过排针引脚105向PCB传输电信号和/或从PCB接收电信号。如图13所示，在一些实施方案中，多个压力传感器或非压力传感器(例如，压力开关、温度传感器等)可以通过总线或其他数据连接连接到微控制器。例如，传感器100可以使用各种通信总线连接到压力传感器100，所述通信总线诸如内部集成电路(“I2C”)总线协议、串行***接口协议、脉宽调制(“PMW”)、控制器局域网(“CAN”)、电压控制等。微控制器1310可以从输出总线1320和传感器总线1330接收电信号和/或向该输出总线和传感器总线传输电信号。

现在参照图14，提供了根据本公开的示例性实施方案的制造压力传感器的方法。现在参照图14的框1400，制造方法可以包括将感测元件140设置在排针110上。如上文所讨论，在各种实施方案中，可以将感测元件140直接地附接到处理器130、陶瓷板1300、PCB、或排针110的内部排针构件10。在一些实施方案中，可以使用粘合剂、焊接等将感测元件140附接到上述项中的一个。

现在参照图14的框1410，制造方法可以包括将处理器130设置在排针110上。如上文所讨论，在各种实施方案中，可以将处理器130直接地附接到陶瓷板1300、或排针110的内部排针构件10。在一些实施方案中，可以使用与附接感测元件相同的方法(例如，粘合剂、焊接等)来附接处理器130。在一些实施方案中，制造方法还可以包括将保护性顶盖附接到压力传感器外壳的第一端部30。在各种实施方案中，可以使用粘合剂、焊接等将保护性顶盖附接到压力传感器外壳120。

参照图14的框1420，制造方法可以包括使隔膜150在压力传感器外壳的第一端部30处附接到压力传感器外壳120，该隔膜被配置为在第一表面上与气密地密封的隔室180接触并在第二表面上与待测量的流体接触。

现在参照图14的框1430，制造方法可以包括将排针110的唇缘20与压力传感器外壳120的第二端部35接合以形成气密地密封的部件隔室180。在各种实施方案中，隔膜150和排针110附接到压力传感器外壳120的次序可以变化。例如，可以在附接隔膜150之前将排针110附接到压力传感器外壳120，反之亦然。在示例性实施方案中，可以使用粘合剂、焊接等将排针110的唇缘20附接到压力传感器外壳120的第二端部35的配合表面。在各种实施方案中，可以用流体诸如油来填充气密地密封的部件隔室180。

现在参照图15，提供了根据本公开的示例性实施方案的制造压力传感器的方法。现在参照图15的框1500，制造方法可以包括将陶瓷板或PCB设置在排针110上。如贯穿全文所讨论，可以使用陶瓷板或PCB来提供供安装处理器130和/或感测管芯140的表面。

现在参照图15的框1510，制造方法可以包括将处理器130和感测管芯(例如，或其他类型的感测元件140)设置在附接到排针110的陶瓷板1300或PCB上。在一些实施方案中，如参照图8所示和所讨论，处理器130和感测管芯140可以安装在陶瓷板或PCB上并通过结合引线彼此连通。

现在参照图15的框1520，制造方法可以包括将处理器130电连接到感测管芯140和三个或更多个排针引脚105。在各种实施方案中，处理器可以被配置为从排针引脚以及感测管芯接收信号并向其传输信号。可以通过结合引线等来实现电连接或以其他方式连接电连接。

现在参照图15的框1530，制造方法可以包括使隔膜150在压力传感器外壳的第一端部30处附接到压力传感器外壳120。如在至少图2中所示，隔膜150可以被定位为在第一表面40上接收待测量的流体并在第二表面45上接收部件隔室180内的流体。因此，隔膜150被配置为充当在待测量的流体与感测管芯140之间的屏障。

现在参照图15的框1540，制造方法可以包括用液体来填充部件隔室。在一些实施方案中，液体可以是不可压缩的油。现在参照图15的框1550，制造方法可以包括将排针110的唇缘20与压力传感器外壳的第二端部35接合。在各种实施方案中，可以切换框1530和框1550。在隔膜150和排针110两者处于适当的位置之后，形成气密地密封的部件隔室，该气密地密封的部件隔室保护处理器130和感测管芯140免受待测量的流体影响。

在一些实施方案中，上文所讨论的图14和图15中所示的操作中的某些操作可以被修改或进一步放大。此外，在一些实施方案中，还可包括附加的任选操作。对上述操作的修改、添加或放大可以任何顺序和任何组合执行。

本发明所属领域的技术人员在受益于前述描述和相关附图中呈现的教导之后，将想到本文所阐述的本发明的许多修改和其他实施方案。因此，应当理解，本发明不限于所公开的特定实施方案，并且修改和其他实施方案旨在被包括在所附权利要求的范围内。此外，尽管上述描述和相关附图在元件和/或功能的某些示例性组合的语境中描述了示例性实施方案，但应当理解，在不脱离所附权利要求书的范围的情况下，可由另选的实施方案提供元件和/或功能的不同组合。就这一点而言，例如，还可设想与上文明确描述的那些不同的元件和/或功能组合，如可在所附权利要求中的一些中所示的那样。尽管本文采用了特定术语，但它们仅以一般性和描述性意义使用，而不是出于限制的目的。