微机电压力传感器的制作方法

本发明涉及一种微机电压力传感器。

背景技术：

1、借助保护介质对压力传感器进行封装，用于保护mems膜片免受液体和颗粒的影响。然而，所使用的保护介质的自重可能导致传感器的测量偏差。

技术实现思路

1、因此，本发明的任务在于，提供一种改进的微机电压力传感器。

2、该任务通过根据本发明的压力传感器来解决。下面示出有利的构型。

3、根据一方面，提供一种微机电压力传感器，该微机电压力传感器具有电容式压力传感器元件，其中，所述电容式压力传感器元件包括基座结构、测量腔和至少一个杠杆结构，所述基座结构借助保护介质覆盖，所述测量腔构造在所述基座结构中，所述测量腔具有测量膜片，所述杠杆结构布置在所述基座结构上，所述杠杆结构具有以能翻转的方式悬挂在悬挂元件上的杠杆梁，其中，所述杠杆梁的第一端部固定在所述测量膜片上，其中，在所述杠杆梁的第二端部上构造有均衡元件，其中，通过所述杠杆结构的均衡元件能够均衡通过所述保护介质施加到所述测量膜片上的重力。

4、由此可以实现如下技术优点：可以提供一种改进的微机电压力传感器，该微机电压力传感器具有电容式压力传感器元件。经由杠杆结构，可以补偿通过覆盖测量膜片的保护介质施加到该测量膜片上的重力，在不补偿的情况下，该重力导致压力传感器元件的压力测量的失真。地球引力或者基于微机电压力传感器的加速运动的加速力作用到保护介质上并且引起由保护介质施加到测量膜片上的重力，所述地球引力或者所述加速力同样作用到杠杆结构的杠杆梁的均衡元件上。由于杠杆结构这样构造，使得均衡元件或杠杆梁并且尤其是杠杆梁在悬挂元件上的悬挂点被这样适配，使得均衡元件与覆盖测量膜片的保护介质具有相似的重量值，因此，杠杆结构处在平衡状态中，使得通过保护介质施加到测量膜片上的重力被补偿。通过补偿通过保护介质施加到测量膜片上的重力，可以改进该微机电压力传感器的测量精度。为此，杠杆结构构成一种能够在技术上容易实现的解决方案，该解决方案在不具有附加的补偿计算的情况下实现自动的且在机械方面实现的补偿。

5、根据一种实施方式，杠杆梁的第二端部构造为自由端部。

6、由此可以实现如下技术优点：通过将杠杆梁的构造有均衡元件的第二端部构造为自由端部，该杠杆结构的杠杆梁能够自由运动，使得能够实现对通过保护介质施加到测量膜片上的重力的精确补偿。

7、根据一种实施方式，均衡元件包括与面积有关的和/或与重量有关的(gewichtsbehaftet)均衡元件。

8、由此可以实现如下技术优点：可以精确地根据通过保护介质施加到测量膜片上的重力来适配均衡元件。由于均衡元件构造为与重量有关的均衡元件，因此，均衡元件的相应的质量可以与覆盖测量膜片的保护介质的质量相适应，使得通过均衡元件可以提供相对于覆盖测量膜片的保护介质的相应的配合重量。由于均衡元件构造为与面积有关的均衡元件，因此，通过使均衡元件的相应的面积适配于测量膜片的面积可以实现，尤其在将杠杆结构构造在基座结构的外侧上的情况下，由此杠杆结构同样被保护介质覆盖，与面积有关的均衡元件被保护介质的质量覆盖，该保护介质的质量相应于覆盖测量膜片的保护介质的质量。由此，包括覆盖均衡元件的保护介质在内的均衡元件构成相对于覆盖测量膜片的保护介质的适合的配合重量。由此，可以实现对通过保护介质施加到测量膜片上的重力的精确补偿。

9、根据一种实施方式，均衡元件包括另外的均衡膜片元件，所述另外的均衡膜片元件与基座结构一件式地连接并且与基座结构的均衡腔相邻地布置。

10、由此可以实现如下技术优点：通过均衡元件的同样通过保护介质覆盖的均衡膜片元件，在构造具有相应于测量膜片的面积的面积的均衡膜片元件时，可以实现，该均衡膜片元件被保护介质的质量覆盖，该保护介质的质量相应于覆盖测量膜片的保护介质的质量。通过包括覆盖均衡膜片元件的保护介质在内的均衡元件，又提供相对于覆盖测量膜片的保护介质的质量的适合的配合重量。由此，可以实现对保护介质作用到测量膜片上的重量效应的精确补偿。

11、根据一种实施方式，均衡膜片元件的膜片面积与测量膜片的膜片面积具有相同的大小。

12、由此可以实现如下技术优点：通过构造与测量膜片具有相同面积的均衡膜片元件实现，均衡膜片元件与测量膜片一样被相同的保护介质质量覆盖。因此，包括覆盖均衡膜片元件的保护介质在内的均衡膜片元件构成相对于覆盖测量膜片的保护介质的适合的配合重量，使得能够实现对重量效应的精确补偿。

13、根据一种实施方式，均衡腔至少部分地填充有保护介质。

14、由此可以实现如下技术优点：通过用保护介质填充均衡腔实现，由于通过保护介质作用到均衡膜片元件上的静液压力，经由保护介质作用到测量膜片和均衡膜片元件上的大气压力仅激活(aktiviert)该测量膜片。由于测量腔是被抽真空的，而均衡腔填充有具有明显更大的密度的保护介质，并且由于均衡膜片元件和测量膜片通过杠杆结构相对于保护介质的重量影响处在平衡中，因此，通过附加的大气压力仅将测量膜片压入到被抽真空的测量腔中，而均衡膜片元件以不受大气压力影响的方式在很大程度上保持在平衡位置中。由此，尽管存在杠杆结构，仍然可以通过测量膜片和相应的测量腔实现对大气压力的精确测量。

15、根据一种实施方式，压力传感器的外部环境的外部压力存在于均衡腔中。

16、由此可以实现如下技术优点：由于外部环境的外部压力存在于均衡腔内，在外部环境与均衡腔之间不存在压力差，使得大气压力或外部环境的外部压力仅作用到被抽真空的测量腔的测量膜片上。由此可以实现，尽管存在杠杆结构，仍然能够实现对大气压力的精确测量。

17、根据一种实施方式，均衡腔在流体技术方面与压力传感器的外部环境连接并且填充有外部环境的流体。

18、由此可以实现如下技术优点：通过使均衡腔在流体技术方面与外部环境连接实现，在均衡腔中存在外部环境的外部压力，使得由于在外部环境与均衡腔之间不存在压力差，作用到保护介质上的大气压力或外部环境的外部压力仅激活被抽真空的测量腔的测量膜片，使得尽管存在杠杆结构，仍然能够实现对外部压力或大气压力的精确测量。

19、根据一种实施方式，悬挂元件布置在测量腔与均衡腔之间的基座结构的分隔壁元件上。

20、由此可以实现如下技术优点：能够实现杠杆结构在测量腔之外在基座结构的外表面上的简单构造。

21、根据一种实施方式，杠杆结构布置在测量腔之外并且经由悬挂元件固定在基座结构的外表面上。

22、由此能够实现如下技术优点：能够实现杠杆结构的简单构造方式。

23、根据一种实施方式，杠杆结构布置在测量腔内并且经由悬挂元件固定在测量腔的内表面上。

24、由此可以实现如下技术优点：通过将杠杆结构构造在测量腔内，保护杠杆结构免受损坏。

25、根据一种实施方式，悬挂元件构造为接片元件，该接片元件与基座结构和杠杆梁一件式地连接。

26、由此可以实现如下技术优点：通过将悬挂元件一件式地构造在基座结构和杠杆梁上，将杠杆结构牢靠地紧固在基座结构上。通过将悬挂元件构造为接片元件，可以实现杠杆结构的尽可能简单的构造方式。

27、根据一种实施方式，悬挂元件构造为棱边元件，该棱边元件与基座结构一件式地连接，其中，杠杆梁构造为以能翻转、能偏移的方式平放在棱边元件上。

28、由此可以实现如下技术优点：通过将杠杆梁平放在构造为棱边元件的悬挂元件上，可以实现杠杆梁和整个杠杆结构的尽可能灵敏的偏移。这能够实现对保护介质作用到测量膜片上的重量效应的尽可能精确的补偿。

29、根据一种实施方式，在基座结构上构造有至少一个限界元件，用于限界杠杆梁的翻转运动。

30、由此可以实现如下技术优点：可以通过限界元件防止由于过强的偏移(例如在强的加速力作用到压力传感器上时)对杠杆结构的损坏。

31、根据一种实施方式，压力传感器元件包括多个布置在基座结构上的杠杆结构，其中每个杠杆结构包括杠杆梁，所述杠杆梁以能翻转的方式悬挂在悬挂元件上，其中，杠杆梁的第一端部固定在测量膜片上，其中，在杠杆梁的第二端部上构造有均衡元件。

32、由此可以实现如下技术优点：通过构造多个杠杆结构，可以使各个杠杆结构更精细地构型，并且因此仍然可以通过多个杠杆结构的整体来补偿覆盖测量膜片的保护介质的重量效应。由于多个杠杆结构的更精细的构型，一方面可以减小所需要的结构空间。除此之外，杠杆结构可以构造为具有更细微的响应特性，使得可以减小或防止杠杆结构对传感器元件的测量膜片的测量特性的负面影响。