CN100520325C - 使用背面检测和单个专用集成电路的压差测量 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了压差传感器系统和方法，包括由用于检测被检测介质的多个压力检测芯片组成的绝对压力传感器，其中压力检测芯片中的每个都具有背面和前面，并且分别与多个不同的压力相关联。被检测介质仅施加在压力检测芯片的背面上，由此防止与压力检测芯片的前面相关联的引线键合和有源区域暴露于被检测介质并受到与被检测介质相关联的酸和磨蚀化学物质侵蚀。

Description

使用背面检测和单个专用集成电路的压差测量
相关申请交叉引用
本专利申请要求题为“压力传感器方法和系统”的临时专利申请序列号60/584,976的35U.S.C.§119(e)下的优先权，该临时专利申请提交于2004年7月2日，其内容通过参考包含于此。
技术领域
本发明总体上涉及传感器方法和系统。本发明还涉及压力传感器。本发明另外涉及微加工的压力传感器，该微加工的压力传感器包括具有检测芯片(sense die)的绝对压力传感器。本发明还涉及排气背压传感器。
背景技术
许多微加工的绝对压力传感器通过将硅检测芯片的材料去除侧安装到玻璃中而工作。这种方法可产生绝对压力传感器。通常，绝对压力传感器可在隔膜一侧上采用气体或真空的密封容积，隔膜的另一侧暴露于被检测的流体。
在Gregory D.Parker的国际专利公布No.WO 03/064989 A1中公开了传统绝对压力传感器的一个示例，该专利公布在专利合作条约(PCT)下公布于2003年8月7日，并且名为“具有背面密封盖的微加工的绝对压力传感器和制造该传感器的方法”。国际专利公布No.WO03/064989 A1通过参考包含于此，并且总体上说明了微加工的绝对压力传感器的几何结构，该几何结构在微加工的硅芯片上设有电阻或压电电阻应变计、传导迹线、引线焊盘和其它电气元件。
这种传统的几何绝对压力传感器布置和关系的问题在于，检测芯片的引线焊盘和有源区域面对被检测的介质而终止。排气含有酸和其它化学物质，所述酸和化学物质经过一定的时间会穿透保护凝胶并侵蚀检测芯片及其引线键合。另外，传统的绝对压力传感器构造缺乏处理来自多于一个绝对检测芯片的压力和温度信号的能力。
因此需要改进的压力传感器系统和方法，其中压力和温度检测信号被转换到数字域中，并且进行校准功能获得绝对压力和压差值，随后转换回模拟信号以提供最终的输出。
发明内容
提供本发明的以下概述以便于理解本发明独有的某些创新特征，并不是意在给出完全的说明。可通过将整个说明书、权利要求书、附图和摘要作为整体而得到对本发明的各方面的完全理解。
因此，本发明的一个方面在于提供改进的传感器方法和系统。
本发明的另一个方面在于提供改进的压力传感器。
本发明的另一个方面在于提供改进的排气背压传感器。
本发明的另一方面在于提供使用绝对微加工的压力检测芯片的排气背压传感器。
本发明的又一方面在于提供使用绝对微加工的压力检测芯片的排气再循环系统模块压力传感器。
本发明的另一个方面在于提供使用微加工的压力检测芯片的柴油机微粒过滤器传感器。
本发明的另一个方面在于提供使用背压检测和一个或多个专用集成电路(ASIC)装置的压差测量。
现在可如在此所述获得本发明的上述方面和其它目的和优点。在此公开了传感器系统和方法。因此在此公开了一种绝对压力传感器，该绝对压力传感器包括在传感器的电子器件与被检测介质之间的隔离。传感器的电子电路可包括一个或多个专用集成电路(ASIC)，所述专用集成电路处理并输出用于绝对测量和差分测量的信号。这种传感器可适于在使用在汽车汽油机上的废气再循环(EGR)系统中。这种传感器还可用于测量横跨柴油机微粒过滤器和/或其中压差需要用于系统控制和/或监测目的的装置的压差。因此，在此公开的绝对压力传感器可检测汽车发动机和其它机械和/或机电设备和机器上的排气压力。
附图说明
附图进一步示出本发明，并且与本发明的详细说明一起用于解释本发明的原理，在所有单独的附图中，相同的附图标记指示相同或功能相似的元件，并且附图包含在说明书中并形成说明书的一部分。
图1示出在压电检测芯片构造中的排气背压传感器系统，该系统可根据优选实施例实现；
图2示出图1所示的根据优选实施例的系统的额外特征，包括其检测芯片机/电接口；
图3示出根据优选实施例用于图2所示的系统的普通封装构造；
图4示出根据优选实施例用于图1-3所示的系统的全部排气背压传感器构造；
图5示出可根据优选实施例实现的系统的高级别方块图；
图6示出描述根据一个实施例的电压输出和比率度量输出的曲线图；
图7示出根据替代实施例示于图1-5的绝对压力传感器系统的第一基准端口和第二基准端口；
图8示出可根据本发明的一个实施例实现的第一基准端口流程顺序的高级流程图；
图9示出可根据本发明的另一个实施例实现的第二基准端口流程顺序的高级流程图；
图10示出传统的压力检测系统，该系统使用一个芯片检测横跨芯片两侧的压差；
图11示出根据替代实施例用于测量压差的改进的压力检测系统；
图12示出可根据替代实施例实现的双专用集成电路电路系统的方块图；以及
图13示出可根据替代实施例实现的单专用集成电路电路系统的方块图。
具体实施方式
在这些非限制性示例中的具体值和构造可被改变，并且仅被引用以说明本发明的至少一个实施例，而不意在限制本发明的范围。
在此公开了使用绝对微加工压力检测芯片的排气背压传感器。在这种设备中，可实现在被检测的介质与传感器的电子器件之间具有高度隔离的绝对压力传感器。这种传感器可用于例如检测汽车发动机上的排气压力。
图1示出在压电检测芯片构造中的排气背压传感器系统100，该系统可根据优选实施例实现。应注意，在图1-5中，相同或相似的部分或元件大致由相同的附图标记指示。图1示出系统100的一部分101，如箭头103所示。部分101示出，通常在形成压力入口102的载体部分124的近旁可协同定位有电路板(例如，PCB-印刷电路板)120。载体部分124和载体部分122可一起形成围绕压力入口102的单个载体。系统100可被实施为排气背压传感器。
传感器116可大致构造在压力入口102上方，如箭头105所示。传感器116大致包括用于绝对压力基准的密封玻璃盖114和用于绝对压力传感器能力的背面基准压力腔112。在背面基准压力腔112下方的微加工的硅芯片104上可定位有一个或多个压电电阻110。微加工的硅芯片104可用作绝对压力传感器芯片。在微加工的硅芯片上可形成有隔膜106，以便使一个或多个压电电阻110包含在隔膜106中。另外，可设有诸如引线焊盘108的一个或多个引线焊盘，所述引线焊盘将微加工的硅芯片104连接到电路板120。
这种排气背压传感器系统的核心技术是绝对压力传感器芯片(即，微加工的硅芯片104)。检测或传感器芯片104可由硅微加工而成。芯片104可以是，例如，大约2.7mm长、2.2mm宽和0.39mm厚。芯片104可构造成包括在芯片104的基部处的检测腔(例如，背面基准压力腔112)，该检测腔是例如变长大约1.3mm的正方形的。传统硅蚀刻方法可形成腔112的腔角度(cavity angle)。当然根据设计考虑，例如，对于4巴(bar)满量程的绝对压力传感器，形成的隔膜106的厚度可以是大约20到50微米。传感器芯片可构造成包括简称为“惠斯通电桥”的惠斯通电桥电路结构。
在隔膜106中使传感器的惠斯通电桥(图1中未示出)的输出最大的位置处可嵌入有诸如压电电阻110的一个或多个压电电阻(例如，4个压电电阻)。可建立二极管作为芯片温度参考装置。在芯片104中可嵌入有传导迹线，以连接整个惠斯通电桥结构中的压电电阻，并将桥角和二极管连接到例如在芯片的长边缘中的一个处的六个引线焊盘。例如，六个引线焊盘中的四个可附装到惠斯通电桥的四个角上。引线焊盘中的至少两个可附装到二极管上。P二极管连接焊盘可连接到惠斯通电桥输出(电压供给)中的一个以消除引线键合。然后引线键合可被金属化。然后玻璃盖114可通过阳极焊(anodic bond)附装到硅芯片104的顶面上，由此俘获基准容积的气体。
图2示出图1的系统100的额外特征，包括可根据优选实施例实现的系统100的检测芯片机/电接口。系统100通常构造成可使用例如硅酮粘合剂132将具有密封玻璃盖114的绝对检测芯片104附装到塑料载体(例如，载体部分124和122)上。粘合剂132可被硬化。可在真空下将保护性氟硅酮(fluorsilicone)凝胶126插入载体的孔中，以保护硅检测芯片104的硅酮粘合剂132和隔膜106。
电路板120可实现为具有使用标准表面安装组件和技术组装的两个加固的凸部的柔性PCB(印刷电路板)。表面安装部件可用于为电路提供电磁干扰和静电放电保护。电路板120可使用环氧树脂粘合剂136联接到由载体部分122、124形成的载体组件。粘合剂然后可被硬化。专用集成电路(ASIC)然后可粘合地在与用于硅检测芯片104的孔相同的凸部上连接到电路板120上。这种ASIC的示例在图5中示出为ASIC502。ASIC粘合剂然后可被硬化。检测芯片104的引线焊盘108和ASIC大致面对相同的方向。ASIC和检测芯片104然后可使用铝和/或金引线键合130连接到印刷电路板120上。可使用粘合剂在ASIC和检测芯片104上方安装塑料盖，以便保护引线键合130在其它组装步骤中不受损坏。
印刷电路板120组件然后可在若干温度下连接至压力和电连接，以便校准ASIC。在每个温度下，传感器系统100的未校准的输出可在传感器系统100的标准输出压力范围内的两个不同压力下被验证。然后可使用EEPROM修整技术校准ASIC，以便使其具有在该温度下希望的输出偏移和跨距/斜率特征。应注意，如这里所使用的，缩写EEPROM通常是指电可擦可编程只读存储器，该电可擦可编程只读存储器是可通过使用高于正常的电压反复擦写和重新编程(即，写入)的用户可修改的只读存储器(ROM)。
可使用计算机记录校准的在每个温度下的校正值。然后可使用计算建立校正关于温度校正传感器的输出的多阶方程。在取得最终校准温度数据后，用于方程的系数可被载入单元的EEPROM。在校正方程系数被载入单元的EEPROM后，它被完全校准。在此参照图5示出这种EEPROM能力的示例(即，见图5的EERPOM校准506)。
图3示出根据优选实施例用于图1-2所示的系统100的普通封装构造。通常，可将一个或更多镀锡或镀金的黄铜接线端152插入塑料连接器150中。例如，可将三个镀锡或镀金的黄铜接线端插入塑料连接器150(例如，电流连接器)中。由例如
Figure C200580036166D0010160000QIETU
的多孔薄膜形成的片162可被卷曲到塑料连接器150中的穴中。应理解，例如
Figure C200580036166D0010160000QIETU
的使用不是在此说明的本发明的限制性特征，而是仅为了示例和说明的目的而提出。根据在此公开的实施例，可使用其它多孔膜或多孔材料。穴通向塑料连接器150中的通气孔166，以便使电子器件在组装期间可通过通气片162通气。例如，连接器150的三个接线端然后可被焊接到印刷电路板120的输出凸部上。
图4示出根据优选实施例用于图1-3所示的系统100的整个排气背压传感器构造。硅酮密封剂156可被插入外壳168的基架，该基架在最终组装期间与载体密封剂156相配合。外壳168可包括压力配合部170。外壳168可由铝制成，但也可根据设计考虑由黄铜或其它材料制成。印刷电路板120组件可插入外壳168中，所述印刷电路板组件包括焊接的连接器150和由具有检测芯片104的载体部分122、124形成的附装的载体。在两个折叠的电路凸部之间可插有海绵体，以防止短路并增加传感器100的整个组件的高度。印刷电路板120可构造成2个凸部的柔性电路板，该电路板具有加强件、ASIC和其电部件。
额外的高度使由载体部分122、124形成的载体可以与外壳168中的孔适当地配合。由载体部分122、124形成的载体的基部大致接触在外壳168中的分配的粘合剂156。这样的载体基部可停留在外壳168中的间隙特征上，该间隙特征将粘合剂高度设置在例如大约0.5
mm。该0.5mm的间隙可产生外壳168与检测芯片载体(即，载体部分122、124)之间的应力隔离。连接器150具有停靠在外壳168中的配合边缘上的边缘。然后可硬化载体到外壳的粘合剂156。
外壳168可在连接器150周围被卷曲，由此将连接器150竖直地锁定就位。外壳168的卷曲也防止转动。在卷曲的顶部周围可施加密封剂164，以将连接器150密封到外壳168上，并且提供额外的防转动的支承。然后可硬化密封剂。
传感器可在超过其满量程压力的两倍的压力下被加压，以保证粘合的整体性。然后可最终测试传感器，以保证当连接压力时传感器具有正确的输出。然后为了识别和跟踪的目的，可给单元加上条形码和/或标签。
如上文所说明的，许多传统的微加工的绝对压力传感器通过将硅检测芯片的材料去除侧安装到玻璃中而工作。这种方法可产生传统的绝对传感器。该几何关系的问题在于，检测芯片的引线焊盘和有源区域面对被检测介质而终止。排气包含经过一定时间可穿透保护性凝胶体并侵蚀检测芯片及其引线键合的酸和其它化学物质。
在此说明的实施例通过实施绝对检测芯片概念解决该问题，所述绝对检测芯片概念通过将玻璃或其它适当的材料密封到检测芯片的背面而产生所需的基准腔。该布置产生一几何结构，其中检测芯片的电检测部分不暴露于被检测介质。另外，保护凝胶体可插入压力传感器的被检测介质侧。这种凝胶体可为检测芯片和将检测芯片附装到载体上的粘合剂提供额外的保护层。
图5示出可根据替代实施例实施的系统500的高级方块图。系统500通常包括连接到保护电路504的ASIC 502。可从传感器116将未放大的低电压信号提供给ASIC 502。另外，可通过如块506所示的EEPROM校准提供EEPROM校准数据，包括数字轨迹限制(digital raillimits)和软件灵活性。如图5的块508所示，可将过压、反极性、EMC和电压瞬态特征提供给保护电路504。
图5所示的ASIC 502通常将惠斯通电阻增量数据转换成输出电压，并且通过内部2阶曲线拟合方程数字地校正输出。方程系数可在如块506所示的EERPOM校准期间计算和编程。可通过位于检测芯片104上的二极管确定温度。从芯片104到传感器116的输出的信号路径通常是用于隔离和补偿灵活性的模拟-数字-模拟。
第二实施例涉及具有传感器的电子器件与被检测介质之间的隔离的绝对压力和压差传感器。传感器的电子电路可包括专用集成电路(ASIC)，该专用集成电路处理并输出用于绝对和差值测量的信号。这种传感器可用于汽车汽油机上的废气再循环(EGR)系统。
图5的实施例是基于绝对压力检测芯片104的使用。检测芯片104可通过微加工的硅构造成具有惠斯通电桥结构中的压电电阻和顶侧玻璃盖。顶侧上的引线焊盘允许到惠斯通电桥的电连接。例如，可使用硅酮粘合剂将检测芯片104安装到塑料载体上。该粘合剂可被硬化并且可对组件进行泄漏检查。
可使用环氧树脂粘合剂将检测芯片/载体组件附装到印刷电路板(PCB)上。环氧树脂可被硬化，并且检测芯片可被金球引线键合到PCB上。PCB可包括ASIC 504、502、如块508所示的过压和反极性保护电路和EMC保护电路以及输出保护电路504。例如，可将钢EMI护罩卷曲到PCB上，以保护引线键合不受损坏并提供EMI保护。这种组件可被称为“板组件”。
可通过在各种温度下施加各种压力和经由ASIC 502测量检测芯片响应校准板组件。用于校正函数的系数可被计算并编程到位于ASIC502中的EEPROM中。在校准期间，可使用软件控制希望的输出传递函数、诊断限制、输出模式、时间响应和分辨率，如图5中的块506所示。
然后可使用载体的底部上的硅酮密封剂并通过将接线端焊接到PCB上将校准了的板组件附装到外壳上。然后可将硅酮密封剂硬化。可将一盖子压入外壳中并用硅酮粘合剂密封。然后可将硅酮粘合剂硬化。可用环氧树脂密封盖子上的通气孔并将环氧树脂硬化。这种组件可被称为“最终组件”。然后可对最终组件进行最终测试，以保证正确的输出。为了识别和跟踪的目的，可给最终组件加上标签。
ASIC 502是上述第二实施例的关键方面。ASIC 502可以使两个检测芯片在进行温度补偿的情况下被数字地校准。这种构造的优点在于，ASIC 502可以具有在校准期间通过软件控制输出模式的能力。可能的输出模式是压力1、压力2、温度1、温度2、压差和流量。虽然传统的传感器构造必须被重新设计以从DP/MAP输出构造变为MAP/MAP构造，ASIC 504、502可以使该变化在过程中发生。应注意，缩写DP代表压差，而缩写MAP代表歧管绝对压力。因而，DP/MAP代表压差/歧管绝对压力。
例如，ASIC 502可由5伏直流电源供电，并且输出两个0.100伏直流到4.900伏直流比率度量的模拟信号。内部电流源可用大约1mA的恒定电流激励驱动每个检测芯片。多路转接器切换所述激励，同时测量其每个惠斯通电桥的压力和温度信号。可通过读出横跨被供电的惠斯通电桥的电压差来测量压力信号。可通过读出检测芯片的桥路电阻来测量温度信号。可使用斩波预放大器级(stage)调节输入信号。
然后可经由例如13位模拟到数字转换器(ADC)将被放大的信号转换成数字值。这种值继而可与来自EEPROM的系数一起用于二阶曲线拟合函数中。继而可将数学结果传递通过数字平均滤波器并与诊断限制相比较。可经由11位数字到模拟转换器(DAC)将最终值转换成模拟电压。通过内部电阻和外部电容器控制的二阶低通滤波器可提供控制输出信号的时间响应的另一种装置。
如上所述，许多传统的微加工的绝对压力传感器通过将硅检测芯片的材料去除侧安装到玻璃上而工作。包含引线焊盘和有源区域的传感器的相反侧可被定向为朝向被检测介质。各种化学物质和环境成分会腐蚀并破坏检测芯片和引线键合。在此公开的实施例因此通过将玻璃密封到检测芯片的有源侧上而产生所须的基准腔来解决这些问题。检测芯片的无源侧可被定向为朝向被检测介质，并且隔离所有传感器电子器件。
这种实施例还可提供比传统的传感器构造提高的测量准确度，以及提高的分辨率和速度。传感器电路包括如上所述的ASIC，该ASIC可处理来自一个或更多绝对检测芯片的压力和温度信号，所述一个或多个绝对检测芯片优选地是至少两个绝对传感器或检测芯片。可将信号转换到数字域，其中使用校准函数获得希望的绝对压力和压差值。转换回模拟信号可提供最终输出信号。
图6示出曲线图602和604，所述曲线图示出根据一个实施例的电压输出和比率度量的输出。图602示出电压输出，而图604示出比率度量的输出。图602相对于以kPaA为单位的绝对压力跟踪电压输出，另一方面，图604相对于以kPaA为单位的绝对压力跟踪电压输出比率。图602和604示出可在跨距(斜率)或偏移中调节传感器输出。上截止边界(clamping rail)可从95％到97.5％调节。另外，下截止边界可从2.5％到5％调节。图602和604示出有2.5％下截止边界和97.5％的上截止边界。
图7示出根据替代实施例在图1-5中所示的绝对压力传感器系统100的第一级组件702和第二基准端口704。应注意，在图1-7中，相同或类似的部分或元件大致由相同的附图标记表示。第一基准端口702的构造为灵活性提供全功能的子组件。校准(例如，见图5的块506)通常发生在第一基准端口702处。第二基准端口704的特征通常在于从校准了的第一基准端口隔离外壳和连接器应力。
图8示出可根据本发明的一个实施例实施的第一基准端口流程顺序的的高级流程图800。可将诸如由载体部分122、124形成的载体的载体装载到托盘上，如块801和802所示。可将RTV硅酮密封剂丝网印刷到载体上，如块803和804所示。可将检测芯片(例如，检测芯片104)组装到载体上，如块805和806所示。然后，如块808所示，可在按照先前的块801、802、803、804、805和806组装的装置上执行在线(in-line)硬化过程。
接下来，如块810所示，可进行翻转/泄漏检查操作，然后将Sifel凝胶材料施加到检测芯片的背面(例如，检测芯片104的背面)上。然后可为了硬化而移动组装好的部件，如块814所示，然后进行实际上批量真空硬化，如块816所示。然后，如块818所示，可为了环氧树脂分布而移动组件。然后，如块824、826和820所示，环氧树脂和已组装、已测试、已编序列号的PCB(例如，电路板120)可被构造成使环氧树脂分布在PCB上，然后将载体(例如，载体部分122、124)组装到PCB(例如，电路板120)上。
然后可进行在线硬化操作，如块822所示，然后将引线键合检测芯片连接到PCB上，如块828所示。然后，如块831和830所示，可将EMI护罩组装(例如，卷曲)到PCB上。接下来，如块832所示，PCB可经过单一化(singulate)操作。然后，如块834所示，可进行特性化、校准以及温度和压力验证操作。最后，如块836所示，可将第二基准端口初始化，其过程在图9中较详细地示出。
图9示出可根据本发明的另一个实施例实施的第二基准端口流程顺序的高级流程图900。流程图900代表图8所示的操作的延续。如块902所示，PCB(例如，电路板120)可经过单一化操作。然后，如块904所示，该组件可被特征化、校准并关于温度和压力检测被验证。接下来，如块905和906所示，可装载PCB组件并读取ASIC。接下来，如块907和908所示，可装载外壳(例如，外壳168)。
然后，如块909和910所示，可将RTV密封剂分配到外壳中，用于实现其密封。接下来，如块911和912所示，为了外壳到载体的密封和将PCB放置到第二基准端口中，可施加RTV密封剂。接下来，如块914所示，可进行加载硬化托盘操作。然后，如块916所示，可硬化RVT密封剂或粘合剂。然后，可进行卸载硬化托盘操作，如块918所示，然后进行将焊剂预型放入第二基准端口的操作，如块919和920所示。
然后，如块922所示，预成型的焊剂可被检查并用于将PCB(例如，电路板120)焊接到外壳(例如，外壳168)上。在块924所示的操作之后，可进行零位检查(null check)/焊接视觉检查操作，然后进行环氧树脂和泄漏检查，如块925和926所示。接下来，如块927和928所示，可将盖子定位就位在第二基准端口中，然后进行在特定组件站处施加环氧树脂的操作，如块929和930所示。
然后，可施加并检查环氧树脂，如块932所示，然后进行加载硬化托盘操作，如块934所示。接下来，如块935所示，可进行环氧树脂硬化操作，然后进行卸载硬化托盘操作，如块936所示。然后，如块928所示，可使用四个组件站进行最终测试，然后进行冲击打标记操作，如块940所示。接下来，如块942所示，可将第二基准端口卸载、分类并包装成最终产品。最后，如块944所示，可检查最终产品执行系统100，并给其加标签。
图10示出使用一个芯片1004检测横跨芯片1004的两侧的压差的传统压力检测系统1000。系统1000被构造成使检测芯片1004检测被检测的介质1002。介质流由诸如箭头1008的箭头表示。过滤器1006用于过滤介质并且定位成与容器1012相对，检测芯片1004位于该容器1012中。在传统系统1000中，压差传递到用于控制和/或监测目的的控制模块。这种设计的问题在于，检测芯片1004的引线键合和有源区域面对被检测的介质1002而终止。因为被检测介质1002含有酸和其它化学物质，所以有源区域和引线键合会被这种化学物质侵蚀，导致检测芯片1004失灵。
图11示出根据替代实施例用于检测压差的改进的压力检测系统1100。系统1100的替代实施例解决了与图10的系统1000相关的问题，这是通过使用两个单独芯片1107、1109来实现，每个压力P1和P2使用一个，由此产生一几何结构，其中被检测介质仅施加在检测芯片1107、1109的背面。因此，检测芯片1107、1109的一侧上的引线键合和有源区域并不暴露于被检测介质，因而不经受酸和/或化学物质的侵蚀。在芯片的侧面1110上不存在被检测介质。暴露于被检测介质的芯片或检测芯片的背面可覆盖有保护凝胶层1112、1114。介质流在图11中大致由诸如箭头1108的箭头指示。介质可流过过滤器1106。
因为包含在被检测介质中的已知的酸和化学物质不侵蚀该凝胶体1112、1114，所以也可保护芯片1107、1109的该侧面不受酸和化学物质侵蚀。通过在此讨论的第三实施例实施的产品检测来自两个芯片1107、1109的背面的压力。相联的电路可使用单个ASIC提供EMC保护、过压和反极性保护以及其它算法。然而，基于传统构造的产品检测单个芯片的两面上的压力。
图12示出可根据替代实施例实施的双ASIC电路系统1200的方块图。系统1200通常包括过压和极性保护电路1202，该保护电路的输出联接到高端口ASIC 1206和基准端口ASIC 1204。来自高端口ASIC1206的输出可联接到差动电路1208，该差动电路继而联接到压力脉动电路1210。来自差动电路1208和压力脉动电路1210的输出可作为输入供给到输出保护电路1212。来自基准端口ASIC 1204的输出也可供给到输出保护电路1212。来自输出保护电路1212的输出可继而供给到EMC保护电路1214。来自EMC保护电路1214的输出可继而供给回过压和反极性保护电路1202。
图13示出可根据替代实施例实施的单ASIC电路系统1300的方块图。系统1300通常包括过压和反极性保护电路1302，该保护电路的输出联接到并作为输入供给到双输入ASIC 1304。来自双输入ASIC1304的输出继而供给到输出保护电路1306。来自输出保护电路1306的输出信号可继而作为输入供给到EMC保护电路1308。最后，来自EMC保护电路1308的输出可作为输入供给到过压和反极性保护电路1302。
因为需要测量横跨柴油机微粒过滤器和/或其中压差需要用于系统控制和/或监测目的的装置的压差，所以可使用图10和12-13的实施例。使用背面检测技术和单个ASIC 1304，这种实施例可实施为压力传感器，该压力传感器用于测量横跨柴油机微粒过滤器和/或其中压差用于系统控制和/或监测目的的装置的压差。
这种实施例可将该压差以模拟输出电压信号的形式传递到控制模块。当过滤器1106是清洁的或者介质流量高时，该输出电压信号为低。经过一定时间，微小的微粒会积累在过滤器1106中，由此限制介质流量。当介质流量降低时，横跨过滤器1106的压差和输出电压信号会增大。发动机控制模块继而可使用该输出电压信号和其它参数确定是否应该清洁过滤器1106。
在此提出的实施例和示例是为了最好地说明本发明及其实际应用，并由此使本领域的技术人员能够做出并利用本发明。然而，本领域的技术人员应理解，上述说明和示例仅为了说明和举例的目的而提出。本发明的其它修改和变型对于本领域的技术人员是显而易见的，并且所附权利要求书的目的在于覆盖这种修改和变型。
上述说明并不意在是穷尽的或限制本发明的范围。在以上教导的启发下可以做出许多变型和修改而不离开以下权利要求书的范围。意在本发明的使用可包括具有不同特征的部件。意在使本发明的范围由所附权利要求书限定，对在所有方面的等效物给予完全的认定。

Claims (7)

1.一种压差传感器系统，包括：
绝对压力传感器，该绝对压力传感器包括用于检测被检测介质的多个压力检测芯片，其中所述多个压力检测芯片中的每个都具有背面和前面并且分别与多个不同的压力相关联；以及
所述被检测介质仅施加在所述多个压力检测芯片的所述背面上，由此防止与所述多个压力检测芯片的所述前面相关联的引线键合和有源区域暴露于被检测介质并受到与所述被检测介质相关联的酸和磨蚀化学物质侵蚀，
所述系统还包括在进行温度补偿的情况下用于自动地校准所述多个压力检测芯片的至少一个ASIC，
所述至少一个ASIC包括与基准端口ASIC相关联的高端口ASIC，
所述系统还包括：
过压和反极性保护电路，该保护电路将作为输入的数据提供给所述高端口ASIC和所述基准端口ASIC；
与压力脉动电路相关联的差动电路，其中所述差动电路接收从所述高端口ASIC传递的数据作为输入；
输出保护电路，该输出保护电路接收从所述差动电路和所述压力脉动电路输出的数据作为输入；以及
EMC保护电路，该EMC保护电路接收从所述输出保护电路输出的数据作为输入，其中所述EMC保护电路输出数据，该数据作为输入供给到所述过压和反极性保护电路。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括位于隔膜的上方的密封盖，所述隔膜形成在压力检测芯片上，其中所述密封盖和所述隔膜在它们之间形成基准压力腔。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：
外壳，在该外壳中，所述绝对压力传感器定位成与用于保持所述绝对压力传感器和电路板的载体相关联，所述电路板组装有用于电连接到所述绝对压力传感器的多个表面安装部件，以及
由所述载体形成的压力入口，其中所述压力入口填充有用于保护所述隔膜的凝胶，由此防止包括酸和有害化学物质的排气损坏所述至少一个压力检测芯片及其电检测部分。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述凝胶包括氟硅酮凝胶。
5.根据权利要求3或4所述的系统，其特征在于，所述系统还包括多个压电电阻，所述多个压电电阻在使所述绝对压力传感器的输出最大的位置处嵌入在所述隔膜中。
6.一种压差传感器系统，包括：
绝对压力传感器，该绝对压力传感器用于检测横跨柴油机微粒过滤器的压差，其中所述绝对压力传感器包括用于检测被检测介质的多个压力检测芯片，其中所述多个压力检测芯片中的每个都具有背面和前面并且分别与多个不同的压力相关联；以及
在进行温度补偿的情况下用于自动地校准所述多个压力检测芯片的至少一个ASIC，其中所述被检测介质仅施加在所述多个压力检测芯片的所述背面上，由此防止与所述多个压力检测芯片的所述前面相关联的引线键合和有源区域暴露于被检测介质并受到与所述被检测介质相关联的酸和磨蚀化学物质侵蚀，
其中，所述至少一个ASIC包括与基准端口ASIC相关联的高端口ASIC，
所述系统还包括：
过压和反极性保护电路，该保护电路将作为输入的数据提供给所述高端口ASIC和所述基准端口ASIC；
与压力脉动电路相关联的差动电路，其中所述差动电路接收从所述高端口ASIC传递的数据作为输入；
输出保护电路，该输出保护电路接收从所述差动电路和所述压力脉动电路输出的数据作为输入；以及
EMC保护电路，该EMC保护电路接收从所述输出保护电路输出的数据作为输入，其中所述EMC保护电路输出数据，该数据作为输入供给到所述过压和反极性保护电路。
7.一种制造压差传感器方法，包括以下步骤：
将绝对压力传感器构造成包括用于检测被检测介质的多个压力检测芯片，其中所述多个压力检测芯片中的每个都具有背面和前面并且分别与多个不同的压力相关联；
使用至少一个ASIC在进行温度补偿的情况下自动地校准所述多个压力检测芯片，其中所述被检测介质仅施加在所述多个压力检测芯片的所述背面上，由此防止与所述多个压力检测芯片的所述前面相关联的引线键合和有源区域暴露于被检测介质并受到与所述被检测介质相关联的酸和磨蚀化学物质侵蚀；和
将所述至少一个ASIC构造成包括与基准端口ASIC相关联的高端口ASIC的步骤；
提供过压和反极性保护电路，该保护电路产生数据，该数据作为到所述高端口ASIC和所述基准端口ASIC的输入；
将差动电路与压力脉动电路相关联，其中所述差动电路接收从所述高端口ASIC传递的数据作为输入；
提供输出保护电路，该输出保护电路接收从所述差动电路和所述压力脉动电路输出的数据作为输入；以及
提供EMC保护电路，该EMC保护电路接收从所述输出保护电路输出的数据作为输入，其中所述EMC保护电路输出数据，该数据作为输入供给到所述过压和反极性保护电路。
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