[发明专利]具有活性钎焊的压力传感器

说明书

本发明涉及一种压力传感器，其包括经由活性钎焊接合部(7)连接在一起的两个主体，该活性钎焊接合部(7)通过对活性硬焊料进行活性钎焊来生产，该两个主体特别是测量膜(1)，尤其是陶瓷测量膜(1)，和基础主体(3)，特别是陶瓷基础主体(3)，所述测量膜通过施加压力且经受压力(p)而可弹性变形，该测量膜(1)和基础主体(3)通过连接测量膜(1)的外边缘(包含压力室(5))与基础主体(3)的面向测量膜(1)的前侧的外边缘的活性钎焊接合部(7)连接，压力传感器的测量特性被改进在于，活性钎焊接合部(7)具有取决于活性钎焊接合部(7)的度量和主体的材料，并且适配于至少一个主体，特别是测量膜(1)的热膨胀系数的热膨胀系数。

本发明涉及一种压力传感器，该压力传感器具有经由活性钎焊接合部彼此连接的两个部件，该活性钎焊接合部通过利用活性硬焊料或活性钎焊料进行的活性硬焊或活性钎焊制造，本发明尤其是涉及具有可压力接触的、依赖于压力地可弹性变形的测量膜(尤其是陶瓷测量膜)和平台(尤其是陶瓷平台)的压力传感器，该测量膜和平台通过连接测量膜(其覆盖压力室)的外边缘与平台的端部的面向测量膜的外边缘的活性硬焊料或活性钎焊料的接合部而被连接。本发明还涉及用于制造这种压力传感器的方法。

作为绝对压力传感器、相对压力传感器和压差传感器实现的压力传感器广泛地应用于工业测量技术的几乎所有部分中。

EP 490 807 A1描述了一种陶瓷压力传感器，其具有：

-与压力可接触的依赖于压力地可弹性变形的陶瓷测量膜，

-陶瓷平台，以及

-将测量膜(其覆盖压力室)的外边缘与平台的端部的面向测量膜的外边缘连接的活性钎焊接合部。

为了减少压力传感器内的热机械应力，尤其是在测量膜的区域中的热机械应力，对于活性钎焊接合部，优选地应用了具有与平台和测量膜的陶瓷的热膨胀系数匹配的热膨胀系数的活性硬焊料或活性钎焊料。为此，对于氧化铝陶瓷合适的是在EP 490 807 A1中提到的由Zr-Ni合金和钛构成的三重活性硬焊料或活性钎焊料。

在DE 10 2012 110 618 A1中描述了一种陶瓷压力传感器，其具有经由活性钎焊接合部与陶瓷平台连接的测量膜并且对于其制造，应用了焊料或钎焊料、活性硬焊料或活性钎焊料的芯，在陶瓷压力传感器的面向测量膜和平台的侧面上，在每一种情形中，陶瓷压力传感器具有由活性硬焊料或活性钎焊料构成的涂层，其具有比焊料或钎焊芯的活性硬焊料或活性钎焊料低的液相温度。该涂层由锆、镍、钛和铝构成。测量膜和平台的接合在此在焊接温度下发生，在该焊接温度下，涂层润湿陶瓷，同时焊料或钎焊料芯基本上保持不变。在这种情形下，例如，应用于焊料或钎焊料芯的是由活性硬焊料或活性钎焊料的组成的变化确定的活性硬焊料或活性钎焊料，该活性硬焊料或活性钎焊料由锆、镍和钛构成并且具有与测量膜和平台的陶瓷的热膨胀系数尽可能相似的热膨胀系数。

然而，在活性钎焊料的情形中的热机械应力也不完全被上述措施阻止。因而，作用于测量膜上的应力导致测量膜的依赖于压力的变形的改变并且进而影响压力传感器的测量性能。经常随环境温度可变的这些应力引起测量结果的另外的温度依赖性。此外，它们可以引起依赖于环境温度和/或待测量的压力的时间变化的测量结果的迟滞，这导致可实现的测量精度的降低。

本发明的目的是提供具有改进的测量性能的压力传感器。

为此，本发明在于一种压力传感器，包括：

-经由活性钎焊接合部彼此连接的两个部件，该活性钎焊接合部通过利用活性硬焊料或活性钎焊料进行的活性硬焊或活性钎焊制造，该两个部件尤其是可接触压力的、依赖于压力地可弹性变形的测量膜，尤其是陶瓷测量膜，和平台，尤其是陶瓷平台，该测量膜和平台通过连接测量膜(其覆盖压力室)的外边缘与平台的端部的面向测量膜的外边缘的活性钎焊接合部连接，

-其中，活性钎焊接合部具有取决于活性钎焊的尺寸和部件的材料并且与部件中的至少一个，尤其是测量膜的热膨胀系数匹配的热膨胀系数。