本发明涉及承接体。
本发明还涉及用于承接体的测量元件和这样的测量元件的应用。
此外，本发明涉及用于使压力转换成电的信号的压力传感器和用于制造承接体的方法。
本发明还涉及测力计。
背景技术：
由现有技术一般性地已知所谓的压力传感器和用于压力传感器的制造的方法。压力传感器是电的测量转换器，以用于测量压力，尤其是相对压、绝对压或压差，并且分别包括具有布置在膜片上的至少一个测量元件的承接体。为了测量压力，将该压力转换成膜片的机械的偏移，其中电检测并且处理所述变形。在此，测量根据借助应变片检测电阻变化和/或根据所谓的压阻的效应、根据借助所谓的压电的效应而来的电压变化、根据电容变化、根据电感变化或根据所谓的霍尔效应来实现。在这样的应用中，承接体也被称作压力承接体。
此外，由现有技术一般性地已知所谓的测力计和用于测力计的制造的方法。测力计是用于测量力的、电的测量转换器，尤其是...，并且分别包括具有布置在膜片上的至少一个测量元件的承接体。为了测量力，通过机械的连接将力导入到承接体中，所述力导致膜片的偏移或变形，其中电检测并且处理变形。在此，测量根据借助应变片检测电阻变化和/或根据所谓的压阻的效应、根据借助所谓的压电的效应而来的电压变化、根据电容变化、根据电感变化或根据所谓的霍尔效应来实现。在这样的应用中，承接体也被称作力承接体。
发明任务
本发明的任务是提出：
-相对现有技术改善了的承接体，
-用于承接体的改善了的测量元件，
-改善了的压力传感器，
-改善了的测力计，
-用于制造承接体的改善了的方法和
-测量元件的应用。
本任务通过
-承接体，
-测量元件，
-压力传感器，
-测力计，
-方法，和
-应用
被解决。
本发明的设计方案是实施例的主题。
技术实现要素：
用于承接处于压力下的流体或用于承接被导入到承接体中的力的承接体包括膜片和布置在膜片上的对应变敏感的至少一个测量元件。所述测量元件包括半导体基体和压阻的至少一个电阻轨道，其中电阻轨道借助于掺杂构造在半导体基体中。
根据本发明，测量元件借助无铅的玻璃焊料与膜片连接并且测量元件布置成至少区段式地沉入到玻璃焊料中。也就是说，测量元件至少部分地沉入在玻璃焊料中；测量元件的至少一个体积区段沉入到玻璃焊料中。
在此，玻璃焊料在测量元件的半导体基体与膜片之间产生可靠的连接并且实现半导体基体与膜片的不同的热应变的平衡。由于玻璃焊料的无铅的构造，所述玻璃焊料尤其是环境友好的并且能够与法律的要求一致，法律比方说是rohs准则。在此，测量元件的沉入的布置致使在膜片与测量元件之间的机械尤其稳定的连接。
在承接体的可行的设计方案中，半导体基体具有上侧和下侧，其中在俯视图中，上侧的表面从边缘侧完全地突出于下侧的表面，从而使下侧具有比上侧更小的面。也就是说，半导体基体从半导体基体的上侧向半导体基体的下侧逐渐变窄。与所述半导体基体的组成有关地，无铅的玻璃焊料相对于含铅的玻璃焊料典型地具有其他的材料特性，例如具有另外的熔化温度，具有另外的表面张力并且在确定的温度下具有熔液的另外的粘度。由此妨碍测量元件沉入到玻璃焊料中。然而，测量元件的向下逐渐变窄的构造在无铅的玻璃焊料中也使测量元件(以所述测量元件的下侧向前)能够可靠地沉入到玻璃焊料中，而使额外的力作用到测量元件上或使玻璃焊料的温度严格地提高到某些数值上不是必须的，所述数值在应用含铅的玻璃焊料情况中显著地高于普遍的温度和/或所述数值损害测量元件或膜片或在玻璃焊料本身上导致结晶或毛孔构造。因此极为有效地避免测量元件在玻璃焊料上“浮起”；实现使玻璃焊料干净地连接到测量元件上和/或测量元件在所有的侧面上与玻璃焊料连接、机械地绷紧。
在承接体的另外的可行的设计方案中，半导体基体具有0.005mm至0.1mm的厚度和/或0.1mm至2.8mm的宽度和/或0.2mm至3.8mm的长度。例如上侧和下侧至少基本上彼此平行并且具有至少基本上矩形的形状。这样的尺寸和/或这样的形状被一方面被证明为用于实现测量元件的测量功能是尤其有优势的并且另一方面被证明为关于沉入到玻璃焊料中是尤其有优势的。在这样的尺寸和/或这样的形状中尤其实现机械尤其稳定地连接测量元件与玻璃焊料并且进而连接测量元件与膜片。此外，这样的尺寸和/或这样的形状使能够以高的件数和低的成本制造半导体基体。
在承接体的另外的可行的设计方案中，半导体基体的侧面构造成在从上侧向下侧的方向上至少区段式连续地逐渐变窄，尤其构造成从上侧向下侧连续贯通地逐渐变窄。侧面的这样的形状能够借助锯切方法尤其简单地并且成本合适地制造。在此，侧面横截面与上侧的面法线的平均角度分别计为大于0°，尤其计为至少5°，尤其计为至少15°。具有在这个范围中的平均角度的半导体元件的逐渐变窄的构造在机械稳定地连接测量元件与玻璃焊料并且进而连接测量元件与膜片的同时，实现测量元件尤其可靠地沉入到玻璃焊料中。
在承接体的另外的可行的设计方案中，侧面具有平的表面，从而使半导体基体至少基本上具有平截头棱锥体的形状，其中上侧构成平截头棱锥体的基面并且下侧构成平截头棱锥体的遮盖面。半导体基体的这样的构造被证明为对于使测量元件沉入到无铅的玻璃焊料中是尤其合适的。
在承接体的另外的可行的设计方案中，半导体基体的侧面至少区段式地具有凹形的表面。凭借这样凹形地构造侧面的表面而使半导体基体逐渐变细在机械地稳定地连接测量元件与玻璃焊料并且进而连接测量元件与膜片的同时，使测量元件能够可靠地沉入。在此，凹形的构造能够借助蚀刻以经济的方式产生。
在承接体的另外的可行的设计方案中，半导体基体的侧面至少区段式地具有波形的表面。凭借这样波形地构造侧面的表面而使半导体基体逐渐变窄在机械地尤其稳定地连接测量元件与玻璃焊料并且进而连接测量元件与膜片的同时，使测量元件能够可靠地沉入。在此，波形的构造能够通过借助激光加工半导体基体而以经济的方式产生，其中加工尤其在具有激光的分别减小的光束腰的多个阶段中执行，或能够通过蚀刻产生。
在承接体的另外的可行的设计方案中，电阻轨道的长度与电阻轨道的平均的宽度之间的比例符合至少2：1，尤其至少为5：1，尤其至少为10：1，尤其至少为20：1。在电阻轨道的长度与电阻轨道的平均的宽度之间的这样的比例中，所述电阻轨道在可靠地检测膜片的形状改变的同时，也能够简单地集成到具有特别小的尺寸的半导体基体中。通过这样的比例还实现的是，测量元件在沿延伸方向或纵向方向上的应变的敏感度相比于测量元件在沿相对延伸方向或纵向方向的横向方向上的应变的敏感度是提高的，从而实现高的测量精度。
在承接体的另外的可行的设计方案中，电阻轨道具有条带形状或曲折形状。在此，条带形状的电阻轨道尤其能够简单地并且成本合适地制造。曲折形状的电阻轨道实现的是，在具有有限的尺寸的半导体基体上也能够实现电阻轨道在应变加载的方向上的长的膨胀，而同时电阻轨道在横向方向上的应变是小的。由此能够增大可实现的测量信号并且进而提高测量精度。然而电阻轨道也能够具有任意其他的任意的形状。
在承接体的另外的可行的设计方案中，半导体基体包括至少两个电阻轨道，其中电阻轨道尤其彼此并列布置。此外，这样的构造实现显著的成本优势，因为在制造测量元件时，必须从晶片剪切或锯切更少的单个元件并且在在膜片上应用测量元件时必须定位更少的单个元件。在此，成双地实施电阻轨道尤其因此是有优势的，因为由此能够以十分简单的方式在膜片上产生惠斯通测量电桥或惠斯通电桥电路。在此能够在膜片的边缘区域中的共同的第一测量元件中应用两个电阻轨道，在所述膜片的边缘区域上存在膜片的表面的负的应变(压缩)。能够在膜片的中间的区域中的共同的第二测量元件中应用另外的两个电阻轨道，在所述膜片的中间的区域上存在表面的正的应变(延伸)。在此电阻轨道被连接成为测量电桥，使得布置在具有同样的应变方向的区域中的两个电阻轨道分别在测量电桥的电路图中呈对角线地对置。不同地，为了实现这样的布置而在测量元件上具有四个单独的电阻轨道的实施方案是有缺点的，因为所述测量元件由于使电阻轨道必须布置在膜片的不同的区域中就必须构造成十分大面积的。由此会产生十分大的成本。
在承接体的另外的可行的设计方案中，每个电阻轨道在所述电阻轨道的端部包含接触面，其中不同的电阻轨道的接触面彼此是电绝缘的。在此，接触面实现彼此无关地接触电阻轨道，其中电的绝缘借助电阻轨道实现单独地检测膜片的形状改变以及借助电阻轨道实现单独地评估产生的信号。
在承接体的另外的可行的设计方案中，半导体基体包含硅晶体。在此至少一个电阻轨道通过在半导体基体中的结构化的p掺杂而构造并且至少基本上位于硅晶体的{110}晶面中并且至少基本上沿着<110>晶体方向或<111>晶体方向延伸。备选地，所述至少一个电阻轨道通过在半导体基体中的结构化的n掺杂而构造并且至少基本上位于硅晶体的{100}晶面或{110}晶面中并且至少基本上沿着<100>晶体方向延伸。至少一个电阻轨道的这样的掺杂和布置能够以十分有优势的方式，使得电阻轨道的测量方向沿着晶体方向延伸，在所述晶体方向中，硅材料产生的压阻系数是最优化的，所述压阻系数包括沿着晶体方向的纵向的分量以及横向的分量，并且因此实现测量元件的被提高的测量敏感度。例如能够在被选择的方向中优化纵向的压阻系数相对于横向的压阻系数的比例或者所有的系数能够具有相同的正负号。因此最小化测量元件对于横向于测量方向的应变的敏感度。由此的结果是，横向应变比在传统的半导体应变测量传感器中使输出的信号在量级上较小程度地减小，或者甚至增强所述输出的信号，横向应变即例如沿着电阻轨道的横向方向加载机械的应力。因此能够在构造惠斯通电桥电路时放弃在边缘区域中的电阻轨道。而是能够应用成本合适的固定电阻，因为在纵向的方向上的测量敏感度已经是十分高的了。此外应力分析是可行的，因为应变测量传感器仅仅可靠地测量在测量方向上加载时的应变。在这里，应变测量传感器的敏感度比横向于所述测量方向的大的非常多。因此例如在在电阻轨道的纵向方向上延伸电阻轨道时虽然电阻轨道的电的电阻提高，然而由延伸产生的电阻轨道在横向方向上的压缩(＝所谓的横向的效应)没有导致电阻轨道的电的电阻的减小。也就是说，由于所述掺杂和布置至少一个电阻轨道，所述电阻轨道的电的电阻在改变所述电阻轨道的宽度时是恒定的。因此能够检测十分大的信号改变，这使能够简单地并且可靠地确定膜片的形状改变。也能够产生具有所述电阻轨道的长度与所述电阻轨道的宽度之间的特别小的比例的至少一个电阻轨道，从而在构造得特别小的半导体基体中也能够以简单的方式实现所述电阻轨道。
在承接体的另外的可行的设计方案中，所述承接体具有帽形状，尤其具有柱筒帽形状。这样的帽形状尤其通过以下表征，即所述帽形状包括遮盖面，所述遮盖面通过膜片构造。在承接体的未加载的状态中，至少基本上垂直于遮盖面延伸的围面汇入在环绕的凸缘状的结构中，所述凸缘状的结构在围面的背离遮盖面的端部上在承接体的未加载的状态中基本上垂直地从围面突出去。凸缘状的结构尤其构造用于在压力传感器的内部或者在测力计的内部或上固定承接体。帽形状在在压力传感器中的布置中实现能够简单执行地并且可靠地检测压力变化以及实现使承接体简单地集成到压力传感器中。在在测力计中或上布置时，利用帽形状能够特别有效地使力从变形体通过凸缘状的结构导入到承接体中。由此检测力或应力将会十分简便地可行并且承接体能够十分简单地被集成到测力计中。
在承接体的另外的可行的设计方案中，所述承接体具有从2.5mm至15mm的直径。这样的直径尺寸使能够经济地制造并且进一步加工承接体并且简单地应用测量元件，其中同时能够以足够的超压安全性和高的测量精度覆盖压力测量区域的宽的区间。在此，由于构造测量元件和在特别小的尺寸中、在特别大的信号改变的同时在形状改变时能够实现承接体的可行性，能够实现具有这样的直径尺寸的承接体，所述承接体尽管直径尺寸小然而具有十分高的测量精度。此外，能够通过被提高的测量精度或测量敏感度制造具有更高的超压安全性的承接体。
在承接体的另外的可行的设计方案中，所述承接体由铁合金构造，尤其由优质钢构造。承接体备选地由有色金属合金构造，其中有色金属合金尤其镀有金属的增附层，或者承接体由陶瓷构造。由于由所述这些材料产生承接体的可行性，所述承接体能够以简单的方式适配于不同的应用。因此，尤其能够在不同的应用中实现针对不同的媒介的耐久性。
在承接体的另外的可行的设计方案中，在膜片上布置有至少四个电阻轨道并且彼此连接，使得所述电阻轨道构成惠斯通电桥电路。在此，所述电阻轨道例如平均地分布到最多四个分隔开的测量元件上，尤其分布到最多两个分隔开的测量元件上，尤其是构造在唯一的测量元件的半导体基体中。借助惠斯通电桥电路能够特别精确并且可靠地确定膜片的形状改变，从而实现特别准确并且可靠的压力测量。在应用分别具有两个电阻轨道的两个测量元件时能够以特别简单的方式在膜片上建造惠斯通电桥电路，其中(如同已经描述了的)能够在在膜片的边缘区域中的共同的第一测量元件中应用两个电阻轨道，在所述膜片的边缘区域上存在膜片的表面的压缩，并且能够在膜片的中间的区域中的共同的第二测量元件中应用另外的两个电阻轨道，在所述膜片的中间的区域上存在表面的延伸。在此电阻轨道被连接成为测量电桥，使得布置在共同的测量元件中的相应的两个电阻轨道在测量电桥的电路图中呈对角线地对置。
在承接体的另外的可行的设计方案中，四个电阻轨道构造在唯一的测量元件的半导体基体中，其中，电阻轨道通过在半导体基体中的结构化的p掺杂而构造并且至少基本上位于硅晶体的{110}晶面中。在此四个电阻轨道中的两个电阻轨道构成第一对电阻轨道，所述第一对电阻轨道至少基本上沿着<110>晶体方向或<111>晶体方向而定向或者朝所述晶体方向中的一个晶体方向延伸。其余的两个电阻轨道构成第二对电阻轨道，所述第二对电阻轨道基本上垂直于第一对电阻轨道的定向而定向。因此第一对电阻轨道沿着一方向延伸，在所述方向中电阻，如同已经在先前的段落中描述了的，基本上仅仅与朝轨道的延伸方向的应变有关，而电阻轨道中的第二对电阻轨道沿着第一对电阻轨道的延伸方向的横向方向延伸，在所述横向方向中电阻基本上与沿着所述横向方向的应变无关。所述四个电阻轨道能够尤其连接成惠斯通电桥电路，使得第一对电阻轨道以及第二对电阻轨道在电桥电路的电路图中呈对角线地对置。由此产生的优点是，具有这样的测量电桥的测量元件基本上仅仅对沿着第一对电阻轨道的定向的应变即延伸/压缩敏感，并且关于此能够截取十分准确的测量信号。成为测量电桥的连接能够在半导体基体的内部构成或者也在测量元件的外部通过接触各个电阻轨道来产生。承接体能够利用这样的测量元件特别简单地并且成本合适地制造，因为仅仅必须应用一个测量元件。此外所述一个测量元件能够布置在膜片的每个任意的位置上。承接体能够通过使这样的测量元件布置在膜片上的中央而特别有优势地制造，因为由此基本上不会在膜片的加载中形成不对称。
在承接体的另外的可行的设计方案中，至少一个测量元件布置在玻璃焊料中，使得在测量元件的下侧与膜片的表面之间构造具有从0.001mm至0.1mm的厚度的玻璃焊料膜。由此产生膜片的应变到测量元件上的特别准确的传递，也就是说膜片的形状改变到测量元件上的传递，从而实现特别精确的测量。备选地或附加地，测量元件的上侧，从玻璃焊料中突出来测量元件的厚度的百分之0至百分之95。测量元件的上侧尤其至少基本上与玻璃焊料的表面平齐地布置在所述玻璃焊料中并且因此至少尽量地被保护免受外部的影响。
用来布置在承接体上的测量元件包括半导体基体和至少一个压阻的电阻轨道，其中电阻轨道借助于掺杂构造在半导体基体中。
根据本发明，半导体基体具有上侧和下侧，其中在俯视图中，上侧的表面从边缘侧完全地突出于下侧的表面，从而使下侧具有比上侧更小的面。也就是说，半导体基体从半导体基体的上侧向半导体基体的下侧逐渐变窄。
与所述半导体基体的组成有关地，无铅的玻璃焊料相对于含铅的玻璃焊料典型地具有其他的材料特性，例如具有另外的熔化温度，具有另外的表面张力并且在确定的温度下具有熔液的另外的粘度。由此妨碍测量元件沉入到玻璃焊料中。然而，测量元件的向下逐渐变窄的构造在无铅的玻璃焊料中也使测量元件(以所述测量元件的下侧向前)能够可靠地沉入到玻璃焊料中，而使额外的力作用到测量元件上或使玻璃焊料的温度严格地提高到某些数值上不是必须的，所述数值在应用含铅的玻璃焊料情况中显著地高于普遍的温度和/或所述数值损害测量元件或膜片或在玻璃焊料本身上导致结晶或毛孔构造。因此极为有效地避免测量元件在玻璃焊料上“浮起”，从而机械稳定地连接测量元件与无铅的玻璃焊料并且因此能够利用承接体的膜片以简单的方式实现和/或测量元件在所有的侧面上与玻璃焊料连接、机械地绷紧。
在测量元件的可行的设计方案中，半导体基体具有0.005mm至0.1mm的厚度和/或0.1mm至2.8mm的宽度和/或0.2mm至3.8mm的长度。例如上侧和下侧至少基本上彼此平行并且具有例如至少基本矩形的形状。这样的尺寸和/或这样的形状被一方面被证明为用于实现测量元件的测量功能是尤其有优势的并且另一方面被证明为关于沉入到玻璃焊料中是尤其有优势的。在这样的尺寸和/或这样的形状中尤其实现机械尤其稳定地连接测量元件与无铅的玻璃焊料并且进而连接测量元件与承接体的膜片。此外，这样的尺寸和/或这样的形状使能够以高的件数和低的成本制造半导体基体。
在测量元件的另外的可行的设计方案中，半导体基体的侧面构造成在从上侧向下侧的方向上至少区段式连续地逐渐变窄，尤其构造成从上侧向下侧连续贯通地逐渐变窄。侧面的这样的形状能够借助锯切方法尤其简单地并且成本合适地制造。在此，侧面横截面与上侧的面法线的平均角度分别计为大于0°，尤其计为至少5°，尤其计为至少15°。具有在这个范围中的平均角度的半导体元件的逐渐变窄的构造在机械稳定地连接测量元件与玻璃焊料并且进而连接测量元件与膜片的同时，实现测量元件尤其可靠地沉入到玻璃焊料中。
在测量元件的另外的可行的设计方案中，侧面具有平的表面，从而使半导体基体至少基本上具有平截头棱锥体的形状，其中上侧构成平截头棱锥体的基面并且下侧构成平截头棱锥体的遮盖面。半导体基体的这样的构造被证明为对于使测量元件沉入到无铅的玻璃焊料中是尤其合适的。
在测量元件的另外的可行的设计方案中，半导体基体的侧面至少区段式地具有凹形的表面。凭借凹形地构造侧面的表面而使半导体基体逐渐变细在机械稳定地连接测量元件与玻璃焊料并且进而连接测量元件与膜片的同时，使测量元件能够可靠地沉入。在此，凹形的构造能够借助蚀刻以经济的方式产生。
在测量元件的另外的可行的设计方案中，半导体基体的侧面至少区段式地具有波形的表面。凭借这样波形地构造侧面的表面而使半导体基体逐渐变窄在机械地尤其稳定地连接测量元件与玻璃焊料并且进而连接测量元件与膜片的同时，使测量元件能够可靠地沉入。在此，波形的构造能够通过借助激光加工半导体基体而以经济的方式产生，其中加工尤其在具有激光的分别减小的光束腰的多个阶段中执行，或能够通过蚀刻产生。
在测量元件的另外的可行的设计方案中，电阻轨道的长度与电阻轨道的平均的宽度之间的比例符合至少2：1，尤其至少为5：1，尤其至少为10：1，尤其至少为20：1。在电阻轨道的长度与电阻轨道的平均的宽度之间的这样的比例中，所述电阻轨道在可靠地检测膜片的形状改变的同时，也能够简单地集成到具有特别小的尺寸的半导体基体中。通过这样的比例还实现的是，测量元件在沿延伸方向或纵向方向上的应变的敏感度相比于测量元件在沿相对延伸方向或纵向方向的横向方向上的应变的敏感度是提高的，从而实现高的测量精度。
在测量元件的另外的可行的设计方案中，电阻轨道具有条带形状或曲折形状。在此，条带形状的电阻轨道尤其能够简单地并且成本合适地制造。曲折形状的电阻轨道实现的是，在具有有限的尺寸的半导体基体上也能够实现电阻轨道在应变加载的方向上的长的膨胀，而同时电阻轨道在横向方向上的应变是小的。由此能够增大可实现的测量信号并且进而提高测量精度。然而电阻轨道也能够具有任意其他的任意的形状。
在测量元件的另外的可行的设计方案中，半导体基体包括至少两个电阻轨道，其中电阻轨道尤其彼此并列布置。此外，这样的构造实现显著的成本优势，因为在制造测量元件时，必须从晶片剪切或锯切更少的单个元件，还因为能够更有效地应用晶片的面并且在在膜片上应用测量元件时必须定位更少的单个元件。在此，成双地实施电阻轨道尤其因此是有优势的，因为由此能够以十分简单的方式在膜片上产生惠斯通测量电桥或惠斯通电桥电路。在此能够在膜片的边缘区域中的共同的第一测量元件中应用两个电阻轨道，在所述膜片的边缘区域上存在膜片的表面的压缩。能够在膜片的中间的区域中的共同的第二测量元件中应用另外的两个电阻轨道，在所述膜片的中间的区域上存在表面的延伸。在此电阻轨道被连接成为测量电桥，使得布置在具有同样的应变方向的区域中的两个电阻轨道分别在测量电桥的电路图中呈对角线地对置。不同地，为了实现这样的布置而在测量元件上具有四个单独的电阻轨道的实施方案是有缺点的，因为所述测量元件由于使电阻轨道必须布置在膜片的不同的区域中就必须构造成十分大面积的。由此会产生十分大的成本。
在测量元件的另外的可行的设计方案中，每个电阻轨道在所述电阻轨道的端部包含接触面，其中不同的电阻轨道的接触面彼此是电绝缘的。在此，接触面实现彼此无关地接触电阻轨道，其中电的绝缘借助电阻轨道实现单独地检测膜片的形状改变以及借助电阻轨道实现单独地评估产生的信号。
在测量元件的另外的可行的设计方案中，半导体基体包含硅晶体。在此至少一个电阻轨道通过在半导体基体中的结构化的p掺杂而构造并且电阻轨道至少基本上位于硅晶体的{110}晶面中并且至少基本上沿着<110>晶体方向或<111>晶体方向延伸。备选地，所述至少一个电阻轨道通过在半导体基体中的结构化的n掺杂而构造并且至少基本上位于硅晶体的{100}晶面或{110}晶面中并且至少基本上沿着<100>晶体方向延伸。至少一个电阻轨道的这样的掺杂和布置能够以十分有优势的方式，使得电阻轨道的测量方向沿着晶体方向延伸，在所述晶体方向中，硅材料产生的压阻系数是最优化的，所述压阻系数包括沿着晶体方向的纵向的分量以及横向的分量，并且因此实现测量元件的被提高的测量敏感度。例如能够在被选择的方向中优化纵向的压阻系数相对于横向的压阻系数的比例或者所有的系数能够具有相同的正负号。因此最小化测量元件对于横向于测量方向的应变的敏感度。由此的结果是，横向应变比在传统的半导体应变测量传感器中使输出的信号在量级上较小程度地减小，或者甚至增强所述输出的信号，横向应变即例如沿着电阻轨道的横向方向加载机械的应力。因此能够在构造惠斯通电桥电路时放弃在边缘区域中的电阻轨道。而是能够应用成本合适的固定电阻，因为在纵向的方向上的测量敏感度已经是十分高的了。此外应力分析是可行的，因为应变测量传感器仅仅可靠地测量在测量方向上加载时的应变。在这里，应变测量传感器的敏感度比横向于所述测量方向的大的非常多。因此例如在在电阻轨道的纵向方向上延伸电阻轨道时虽然电阻轨道的电的电阻提高，然而由延伸产生的电阻轨道在横向方向上的压缩(＝所谓的横向的效应)没有导致电阻轨道的电的电阻的减小。也就是说，由于所述掺杂和布置至少一个电阻轨道，所述电阻轨道的电的电阻在改变所述电阻轨道的宽度时是恒定的。因此能够检测十分大的信号改变，这使能够简单地并且可靠地确定膜片的形状改变。也能够产生具有所述电阻轨道的长度与所述电阻轨道的宽度之间的特别小的比例的至少一个电阻轨道，从而在构造得特别小的半导体基体中也能够以简单的方式实现所述电阻轨道。
在测量元件的另外的可行的设计方案中，四个电阻轨道构造在测量元件的半导体基体中，其中，电阻轨道通过在半导体基体中的结构化的p掺杂而构造并且至少基本上位于硅晶体的{110}晶面中。在此四个电阻轨道中的两个电阻轨道构成第一对电阻轨道，所述第一对电阻轨道至少基本上沿着<110>晶体方向或<111>晶体方向而定向或者朝所述晶体方向中的一个晶体方向延伸。其余的两个电阻轨道构成第二对电阻轨道，所述第二对电阻轨道基本上垂直于第一对电阻轨道的定向而定向。因此第一对电阻轨道沿着一方向延伸，在所述方向中电阻，如同已经在先前的段落中描述了的，基本上仅仅与朝轨道的延伸方向的应变有关，而电阻轨道中的第二对电阻轨道沿着第一对电阻轨道的延伸方向的横向方向延伸，在所述横向方向中电阻基本上与沿着所述横向方向的应变无关。所述四个电阻轨道能够尤其连接成惠斯通电桥电路，使得第一对电阻轨道以及第二对电阻轨道在电桥电路的电路图中呈对角线地对置。由此产生的优点是，具有这样的测量电桥的测量元件基本上仅仅对沿着第一对电阻轨道的定向的应变即延伸/压缩敏感，并且关于此能够截取十分准确的测量信号。成为测量电桥的连接能够在半导体基体的内部构成或者也在测量元件的外部通过接触各个电阻轨道来产生。承接体能够利用这样的测量元件特别简单地并且成本合适地制造，因为仅仅必须应用一个测量元件。此外所述一个测量元件能够布置在膜片的每个任意的位置上。承接体能够通过使这样的测量元件布置在承接体的膜片上的中央而特别有优势地制造，因为由此基本上不会在膜片的加载中形成不对称。
用于使压力转换成电的信号的根据本发明的压力传感器作为组件包括先前描述的承接体、连接体、壳体、评估电子装置和传递机构。组件布置成，使得连接体密封地与承接体连接，连接体能够密封地连接到流体源并且流体借助连接体能够导入到承接体中，评估电子装置与至少一个电阻轨道电连接并且对此设置成，使电阻轨道的电阻变化转换成电的测量信号。此外，壳体与承接体和/或与连接体连接，使得壳体至少区段式地包围至少膜片、测量元件和评估电子装置。也就是说，膜片、测量元件和评估电子装置至少部分地被壳体包围或至少部分地位于壳体室的内部中。此外，传递机构与评估电子装置连接，使得所述评估电子装置使电的测量信号转换成电的输出信号并且要么借助从壳体的外部可接近的触点提供，要么作为无线电信号发送。
压力传感器一方面通过应用具有无铅的玻璃焊料的承接体表征为特别高的环境友好性并且此外能够与法律的要求一致，法律比方说是rohs准则。另一方面压力传感器通过承接体的已经提及的优点表征，所述优点通过承接体的相应的设计方案被指明。
用于使力转换成电的信号的根据本发明的测力计作为组件包括先前描述的至少一个承接体、支承区域、力导入区域、评估电子装置、传递机构和变形区段，在所述变形区段中布置有承接体。组件布置成，变形区段与承接体连接并且能够借助变形区段使力导入到承接体中。评估电子装置与至少一个电阻轨道电连接并且设置成，使电阻轨道的电阻变化转换成电的测量信号。传递机构与评估电子装置连接，使得所述评估电子装置使电的测量信号转换成电的输出信号并且要么借助触点提供，要么作为无线电信号发送。
测力计一方面通过应用具有无铅的玻璃焊料的承接体表征为特别高的环境友好性并且此外能够与法律的要求一致，法律比方说是rohs准则。另一方面测力计通过承接体的已经提及的优点表征，所述优点通过承接体的相应的设计方案被指明。
在用于制造先前描述的承接体的根据本发明的方法中，在步骤a中提供承接体、至少一个测量元件和无铅的玻璃焊料膏，其中玻璃焊料膏包含玻璃颗粒和挥发性的，尤其是有机的成分。在步骤b中实现将玻璃焊料膏涂覆到承接体的膜片的至少一个表面区段上。在步骤c中将测量元件施加到玻璃焊料膏上或施加到玻璃焊料膏中，然后在步骤d中将承接体加热到至少一个温度上并且在至少所述温度下将承接体对于存放时间进行存放，使得玻璃焊料膏的挥发性成分蒸发，包含在玻璃焊料膏中的玻璃颗粒重新熔化成玻璃焊料并且测量元件沉入由此形成的玻璃焊料中。在步骤e中实现冷却承接体，从而使玻璃焊料凝固。
借助所述方法能够以简单并且可靠的方式制造具有无铅的玻璃焊料的承接体。在此，无铅的玻璃焊料膏能够被特别成本合适地支配并且相对于合适的粘贴材料提供非常高的机械稳定性和针对环境影响的高的耐久性。此外，玻璃焊料膏和由此产生的承接体能够特别简单地被操纵。这通过以下产生，即被施加的玻璃焊料膏留存在所述玻璃焊料膏的位置上，使得简单地运输带有被施加的玻璃焊料膏的承接体是可行的。此外，能够以任意的量施加玻璃焊料膏，使得所述玻璃焊料膏能够应用于多个不同的承接体。
在方法的可行的设计方案中，承接体被加热到的温度位于300摄氏度与600摄氏度之间。在所述温度下例如对于在30秒与5小时之间的存放时间存放承接体。合适的温度以及存放时间与所选的玻璃焊料制品和所述玻璃焊料制品的规格有关。尤其能够在至少两个阶段上实现加热和存放承接体，其中在较低的第一温度阶段下首先蒸发玻璃焊料膏的挥发性的成分并且然后，在较高的第二温度阶段下将玻璃颗粒重新熔化成玻璃焊料。
在方法的另外的可行的设计方案中，在步骤b与步骤c之间至少实施步骤b.1，在所述步骤b.1中实现将承接体加热到至少一个温度并且实现在所述温度下在一个存放时间内存放承接体，使得蒸发玻璃焊料膏的挥发性的成分并且熔化玻璃颗粒。所述过程能够尤其执行成两阶段，如同在前述的段落中描述的。如果在施加测量元件之前就蒸发了玻璃焊料膏的挥发性的成分并且玻璃颗粒就重新熔化成了玻璃焊料，则能够无阻碍地蒸发玻璃焊料膏的挥发性的成分并且构成无气泡的玻璃层。因此能够至少尽可能避免气泡构成和杂质构造，从而不影响机械稳定性和之后的测量精度。
在方法的另外的可行的设计方案中，在步骤b.1与步骤c之间实施另外的步骤b.2，在所述步骤b.2中实现冷却承接体，使得玻璃焊料凝固。
在备选的根据本发明的解决方案中，在用于制造先前描述的承接体的方法中的步骤a中，实现提供承接体、至少一个测量元件和无铅的至少一个玻璃模制件。在步骤b中实现将玻璃模制件放置在承接体的膜片的表面区段上。在步骤c中实现将测量元件施加在玻璃模制件上，然后在步骤d中实现将承接体加热到一个温度并且在所述温度下对于存放时间实现存放承接体，使得玻璃模制件熔化并且使得测量元件沉入在因此形成的玻璃焊料中。接着，在步骤e中实现冷却承接体，从而使由玻璃模制件构成的玻璃焊料凝固。
在方法的所述设计方案中也能够以简单的并且可靠的方式制造具有无铅的玻璃焊料的承接体。在此，玻璃模制件能够特别简单地被操纵并且特别成本合适地被支配。此外能够借助玻璃模制件按照定义的量简单地施加玻璃焊料并且玻璃模制件一般不含有挥发性的组成部分，从而能够省去用于挥发所述挥发性的组成部分的过程步骤。
在方法的可行的设计方案中，承接体被加热到的温度位于300摄氏度与600摄氏度之间。在所述温度下例如对于在30秒与5小时之间的存放时间存放承接体。合适的温度以及存放时间与所选的玻璃模制件制品和所述玻璃模制件制品的规格有关。
在方法的另外的可行的设计方案中，在步骤b与步骤c之间实施另外的步骤b.1，在所述步骤b.1中实现将承接体加热到某一温度并且实现在所述温度下在某一存放时间内存放承接体，使得在下一个步骤中施加测量元件之前，玻璃模制件已经熔化成玻璃焊料并且已经粘附在膜片上。这实现简单地连接承接体与被施加的玻璃焊料，因为能够省去额外地固定玻璃模制件。
在方法的另外的可行的设计方案中，在步骤b.1与步骤c之间实施另外的步骤b.2，在所述步骤b.2中实现冷却承接体，使得在下一个步骤中施加测量元件之前，由玻璃模制件形成的玻璃焊料已凝固。
附图说明
接下来根据附图进一步解释本发明的实施例。
在此示出：
图1示意性示出承接体的截面展示图，
图2示意性示出根据图1的承接体的立体的展视图，
图3示意性示出视线在测量元件的半导体基体的上侧上的测量元件的立体视图，
图4示意性示出视线在测量元件的半导体基体的下侧上的根据图3的测量元件的立体视图，
图5示意性示出视线在测量元件的半导体基体的上侧上的、矩形的测量元件的半透明的俯视图，
图6示意性示出视线在测量元件的半导体基体的上侧上的、六角形的测量元件的半透明的俯视图，
图7示意性示出视线在测量元件的半导体基体的下侧上的、根据图4的矩形的测量元件的俯视图，
图8示意性示出视线在测量元件的半导体基体的下侧上的、根据图6的六角形的测量元件的俯视图，
图9示意性示出承接体的局部的截面展示图，
图10示意性示出边缘区域中的测量元件的半导体基体的截面展示图，
图11示意性示出边缘区域中的测量元件的半导体基体的截面展示图，
图12示意性示出边缘区域中的测量元件的半导体基体的截面展示图，
图13示意性示出边缘区域中的测量元件的半导体基体的截面展示图，
图14示意性示出视线在测量元件的半导体基体的上侧上的、测量元件的局部的俯视图，
图15示意性示出视线在测量元件的半导体基体的上侧上的、测量元件的局部的俯视图，
图16示意性示出视线在测量元件的半导体基体的上侧上的、测量元件的局部的俯视图，
图17示意性示出压力传感器的局部的截面展示图，
图18示意性示出在用于制造承接体的方法的不同的步骤期间，承接体的局部的截面展示图，
图19示意性示出在用于制造承接体的方法的不同的步骤期间，承接体的局部的截面展示图，
图20示意性示出在用于制造承接体的方法的不同的步骤期间，承接体的局部的截面展示图，
图21示意性示出在用于制造承接体的方法的不同的步骤期间，承接体的局部的截面展示图，
图22示意性示出在未加载的状态中的承接体的截面展示图，
图23示意性示出在加载的状态中的根据图22的承接体的截面展示图，
图24示意性示出测力计的实施例和
图25示意性示出测力计的另外的实施例。
互相相应的部件在所有附图中设有相同的附图标记。
具体实施方式
在图1中展示出用于在图17中示出的压力传感器100或用于在图24和图25中示出的测力计190的承接体120的可行的实施例的截面展示图。图2示出根据图1的承接体120的立体的展示图。
承接体120构造用于承接处于压力下的流体或用于承接力。
承接体120在被展示的实施例中具有柱筒帽形状，在所述柱筒帽形状中承接体120包括遮盖面，所述遮盖面通过膜片121构造。在此所述膜片121尤其延伸在整个的宽度上，在被展示的实施例中延伸在遮盖面的整个的直径d上。直径d计为例如2.5mm至15mm。
所述承接体120例如由铁合金构造，尤其由优质钢构造。承接体120备选地由有色金属合金构造，其中有色金属合金尤其镀有金属的增附层，或者承接体120由陶瓷构造。
在承接体120的被展示的未加载的状态中，至少基本上垂直于遮盖面延伸的围面汇入在环绕的凸缘状的结构中，所述凸缘状的结构在围面的背离遮盖面的端部上在承接体120的未加载的状态中基本上垂直地从围面突出去。在此，凸缘状的结构尤其构造用于在压力传感器100的内部或者在测力计190上固定承接体120。
承接体120包括布置在膜片121的上侧上的对应变敏感的至少一个测量元件130。在此，测量元件130借助无铅的玻璃焊料150与膜片121连接并且测量元件130布置成至少区段式地沉入到玻璃焊料150中。也就是说，测量元件130至少部分地沉入在玻璃焊料150中；测量元件130的至少一个体积区段沉入到玻璃焊料150中。
在图3和图4中展示出视线在测量元件130的半导体基体131的上侧134和下侧135上的、测量元件130的可行的实施例的立体视图。
除了半导体基体131(该半导体基体尤其是硅晶体)，测量元件130还包括至少一个压阻的电阻轨道132，所述电阻轨道借助于掺杂构造在半导体基体131中。电阻轨道132在所述电阻轨道的端部上具有用于电接触的接触面133。
至少一个电阻轨道132尤其通过在半导体基体131中的结构化的p掺杂而构造并且至少基本上位于硅晶体的{110}晶面中并且至少基本上沿着<110>晶体方向或<111>晶体方向延伸。备选地，所述至少一个电阻轨道132通过在半导体基体131中的结构化的n掺杂而构造并且至少基本上位于硅晶体的{100}晶面或{110}晶面中并且至少基本上沿着<100>晶体方向延伸。
半导体基体131例如具有0.005mm至0.1mm的厚度和/或0.1mm至2.8mm的宽度和/或0.2mm至3.8mm的长度。例如上侧134和下侧135至少基本上彼此平行并且具有至少基本上矩形的形状。
为了实现或方便测量元件130沉入到无铅的玻璃焊料150中，半导体基体131的侧面136构造成从上侧134向下侧135的方向至少区段式连续地逐渐变窄。也就是说，在俯视图中上侧134的表面从边缘侧完全地突出于下侧135的表面，从而使下侧135比上侧134具有更小的面。因此，半导体基体130从半导体基体的上侧134向半导体基体的下侧135逐渐变窄。
图5示出视线在测量元件130的半导体基体131的上侧134上的、矩形的测量元件130的可行的实施例的半透明的俯视图，所述半透明的俯视图表明，在俯视图中，上侧134的表面从边缘侧完全地突出于下侧135的表面，从而使下侧135比上侧134具有更小的面并且半导体基体131从半导体基体的上侧134向半导体基体的下侧135逐渐变窄。
在图6中示出视线在测量元件130的半导体基体131的上侧上的、六角形的测量元件130的可行的实施例的半透明的俯视图，所述半透明的俯视图表明，在俯视图中，上侧134的表面从边缘侧完全地突出于下侧135的表面，从而使下侧135比上侧134具有更小的面并且半导体基体131从半导体基体的上侧134向半导体基体的下侧135逐渐变窄。
图7示出视线在测量元件130的半导体基体131的下侧135上的、根据图5的矩形的测量元件130的俯视图。
在图8中示意性展示出视线在测量元件130的半导体基体131的下侧135上的、根据图6的六角形的测量元件130的俯视图。
图9示出承接体120的可行的实施例的局部的截面展示图。在所述实施方案中，测量元件130例如布置在玻璃焊料150中，使得在测量元件130的下侧135与膜片121的表面之间构造具有从0.001mm至0.1mm的厚度的玻璃焊料膜151，和/或测量元件130的上侧134以测量元件130的厚度的百分之0至百分之95从玻璃焊料150中突出来。也可行的是，测量元件130至少基本上与玻璃焊料150的表面平齐地布置在所述玻璃焊料中。
在图10中展示出边缘区域中的测量元件130的半导体基体131的可行的实施例的截面展示图。
在所述实施例中，半导体基体131的侧面136构造成从半导体基体131的上侧134向半导体基体的下侧135连续贯通地逐渐变窄。
在此，侧面横截面与上侧134的面法线138的平均角度137分别计为大于0°，尤其计为至少5°，尤其计为至少15°。
在此，侧面136尤其具有平的表面，从而使半导体基体131至少基本上具有平截头棱锥体的形状，其中上侧134构成平截头棱锥体的基面并且下侧135构成平截头棱锥体的遮盖面。
侧面136的这样的形状例如在锯切方法中或在激光切割方法中制造。
图11示出边缘区域中的测量元件130的半导体基体131的另外的可行的实施例的截面展示图。
在所述实施例中，半导体基体131的侧面136至少区段式地具有凹形的表面。
侧面136的这样的形状例如在蚀刻方法中或在激光切割方法中制造。
在此，平均侧面横截面与上侧134的面法线138的平均角度137分别计为大于0°，尤其计为至少5°，尤其计为至少15°。
在图12中展示出边缘区域中的测量元件130的半导体基体131的另外的可行的实施例的截面展示图。
在所述实施例中，半导体基体131的侧面136至少区段式地具有波形的表面。
侧面136的这样的形状例如通过借助激光加工半导体基体131而产生，其中加工尤其在具有激光的分别减小的光束腰的多个阶段中执行。
在此，平均侧面横截面与上侧134的面法线138的平均角度137分别计为大于0°，尤其计为至少5°，尤其计为至少15°。
图13示出边缘区域中的测量元件130的半导体基体131的另外的可行的实施例的截面展示图。
与展示在图10中的实施例不同的是，半导体基体131的侧面136构造成从上侧134向下侧135的方向仅仅区段式地连续地逐渐变窄。
在图14中展示出视线在测量元件130的半导体基体131的上侧134上的、测量元件130的可行的实施例的局部的俯视图。
测量元件130包括条形的电阻轨道132，所述条形的电阻轨道在所述条形的电阻轨道的端部包含接触面133。
在此，电阻轨道132通过在半导体基体131中的结构化的p掺杂而构造并且至少基本上位于硅晶体的{110}晶面中，其中所述电阻轨道的延伸方向160，也就是说测量方向，至少基本上沿着<110>晶体方向或<111>晶体方向延伸。备选地，所述至少一个电阻轨道132通过在半导体基体131中的结构化的n掺杂而构造并且至少基本上位于硅晶体的{100}晶面或{110}晶面中，其中所述电阻轨道的延伸方向160，也就是说测量方向，至少基本上沿着<100>晶体方向延伸。
图15示出视线在测量元件130的半导体基体131的上侧134上的、测量元件130的可行的另外的实施例的局部的俯视图。
与展示在图14中的实施例不同的是，电阻轨道132具有曲折形状。曲折形状的电阻轨道实现的是，在具有有限的尺寸的半导体基体131上也能够实现电阻轨道132在应变加载的方向上的长的膨胀，而同时电阻轨道132在横向方向上的应变是小的。由此能够增大可实现的测量信号并且进而提高测量精度。
在图16中展示出视线在测量元件130的半导体基体131的上侧134上的、测量元件130的另外的可行的实施例的局部的俯视图。
与展示在图14中的实施例不同的是，测量元件130包括两个电阻轨道132，其中电阻轨道132尤其平行地彼此并列布置并且电阻轨道132的接触面133彼此是电绝缘的。
图17示出压力传感器100的可行的实施例的局部的截面展示图。
压力传感器100构造用于使压力转换成电的信号并且包括承接体120、连接体170、壳体110、评估电子装置140和传递机构180。
在此，连接体170密封地与承接体120连接并且能够密封地连接到流体源。流体借助连接体170能够导入到承接体120中。
评估电子装置140与至少一个电阻轨道132电连接并且设置成，使电阻轨道132的电阻变化转换成电的测量信号。
壳体110与连接体170连接，使得壳体110至少区段式地、也就是说至少部分地包围膜片121、测量元件130和评估电子装置140。
传递机构180与评估电子装置140连接，使得所述评估电子装置使电的测量信号转换成电的输出信号并且要么借助从壳体110的外部可接近的触点提供，要么作为无线电信号发送。
在图18中展示出用于制造承接体的方法的可行的实施例的不同的步骤a至e期间，承接体120的局部的截面展示图。
在所述方法中，在某一步骤中提供承接体120、至少一个测量元件130和无铅的玻璃焊料膏152。玻璃焊料膏152包含玻璃颗粒153和挥发性的尤其是有机的成分154。
在步骤b中实现将玻璃焊料膏152涂覆到承接体120的膜片121的表面区段123上。
在步骤c中实现将测量元件130施加到玻璃焊料膏152上，使得所述测量元件凭借测量元件的下侧135被平放在玻璃焊料膏152上或被稍微压进去。
接着，在步骤d中实现将承接体120加热到至少一个温度上并且在所述温度下对于存放时间实现存放承接体120，使得蒸发玻璃焊料膏152的挥发性的成分154，使得玻璃颗粒153熔化并且使得测量元件130沉入到因此形成的玻璃焊料150中。例如，承接体120被加热到的温度位于300摄氏度与600摄氏度之间。在所述温度下例如对于在30秒与5小时之间的存放时间存放承接体120。合适的温度以及存放时间与所选的玻璃焊料制品和所述玻璃焊料制品的规格有关。尤其能够在至少两个阶段上实现加热和存放承接体120，其中在较低的第一温度阶段下首先蒸发玻璃焊料膏152的挥发性的成分154并且然后，在较高的第二温度阶段下将玻璃颗粒153重新熔化成玻璃焊料150。
接着，在未示出的步骤e中实现冷却承接体120，从而使玻璃焊料150凝固。
图19示出用于制造承接体的方法的另外的可行的实施例的不同的步骤a至d期间，承接体120的局部的截面展示图。
与展示在图18中的方法不同的是，在步骤b与步骤c之间实施步骤b1，在所述步骤b1中实现将承接体120加热到至少某一温度并且实现在所述温度下在某一存放时间内存放承接体120，使得将测量元件130施加在玻璃焊料膏152之前，已经蒸发玻璃焊料膏152的挥发性的成分154并且熔化玻璃颗粒153。例如，承接体120被加热到的温度位于300摄氏度与600摄氏度之间。在所述温度下例如对于在30秒与5小时之间的存放时间存放承接体120。合适的温度以及存放时间与所选的玻璃焊料制品和所述玻璃焊料制品的规格有关。尤其能够在至少两个阶段上实现加热和存放承接体120，其中在较低的第一温度阶段下首先蒸发玻璃焊料膏152的挥发性的成分154并且然后，在较高的第二温度阶段下将玻璃颗粒153重新熔化成玻璃焊料150。
在步骤c中实现将测量元件130施加在被加热的玻璃焊料膏152上，从而使所述测量元件在步骤d中沉入。由此测量元件130仅仅经受微小的热量输入。
接着，在未示出的步骤e中实现冷却承接体120，从而使玻璃焊料150凝固。
在图20中展示出用于制造承接体的方法的另外的可行的实施例的不同的步骤a至e期间，承接体120的局部的截面展示图。
与展示在图18中的方法的实施例不同的是，玻璃模制件155取代玻璃焊料膏152被应用。
在此，在步骤a中实现提供承接体120、至少一个测量元件130和无铅的至少一个玻璃模制件155，然后在步骤b中将玻璃模制件155放置在承接体120的膜片121的表面区段123上。
在步骤c中实现将测量元件130施加在玻璃模制件155上，然后在步骤d中实现将承接体120加热到某一温度并且在所述温度下在某一存放时间内实现存放承接体120，使得玻璃模制件155熔化并且使得测量元件130沉入在因此形成的玻璃焊料150中。例如，承接体120被加热到的温度位于300摄氏度与600摄氏度之间。在所述温度下例如对于在30秒与5小时之间的存放时间存放承接体120。合适的温度以及存放时间与所选的玻璃模制件制品和所述玻璃模制件制品的规格有关。
接着，在未示出的步骤e中实现冷却承接体120，从而使玻璃焊料150凝固。
图21示出用于制造承接体的方法的另外的可行的实施例的不同的步骤a至d期间，承接体120的局部的截面展示图。
与展示在图20中的方法不同的是，在步骤b与步骤c之间实施步骤b1，在所述步骤b1中实现将承接体120加热到某一温度并且实现在所述温度下在某一存放时间内存放承接体120，使得将测量元件130施加在玻璃焊料150之前，玻璃模制件155熔化成了玻璃焊料150并且粘附在膜片121上。例如，承接体120被加热到的温度位于300摄氏度与600摄氏度之间。在所述温度下例如对于在30秒与5小时之间的存放时间存放承接体120。合适的温度以及存放时间与所选的玻璃模制件制品和所述玻璃模制件制品的规格有关。
在步骤c中实现将测量元件130施加在被加热的玻璃焊料膏152上，从而使所述测量元件在步骤d中沉入。由此测量元件130仅仅经受微小的热量输入。
在未示出的步骤e中实现冷却承接体120，从而使玻璃焊料150凝固。
在图22中展示出在未加载的状态中的承接体120的可行的实施例的截面展示图。图23示出在加载的、即施加有压力的状态中或在力被导入到承接体中的状态中的承接体120。
在此显而易见的是，膜片121在加载的状态中在中间的区域124中翘曲，使得膜片在膜片的朝向测量元件130的一侧上构成具有表面的强烈的正的应变(延伸)126的表面区段和具有表面的强烈的负的应变(压缩)127的表面区段。膜片121的被连接到中间的区域124上的外部的区域125在此基本上不经受变形。具有表面的强烈的延伸126或具有表面的强烈的压缩127的表面区段123的位置与膜片121的相应的形状有关。
为了实现十分可靠地并且准确地测量膜片121的形状改变，在承接体120的可行的设计方案中规定，在中间的区域124中，两个电阻轨道132布置在具有表面的强烈的正的应变(延伸)126的表面区段中，使得延伸方向160延伸在可能的延伸的方向上。在此，电阻轨道132能够分布在两个测量元件130上或布置在共同的测量元件130上。两个另外的电阻轨道132布置在具有强烈的负的应变(压缩)127的表面区段中，使得所述两个另外的电阻轨道的延伸方向160延伸在可能的压缩127的方向上。所述这些电阻轨道132也能够分布在两个测量元件130上或布置在共同的测量元件130上。在此四个电阻轨道132被连接成为惠斯通测量电桥139，使得布置在一个区域中的具有同样的应变方向的相应的两个电阻轨道在测量电桥的电路图中呈对角线地对置。
在此，以特别有优势的方式产生大的电压信号，所述电压信号由以下产生，在变形时电阻轨道132的电的电阻在具有大的延伸126的区域中上升并且在变形时电阻轨道132的电的电阻在具有大的压缩127的区域中下降。
在承接体120的另外的可行的设计方案中规定，一共四个电阻轨道132布置在膜片121上并且被连接成惠斯通测量电桥139，其中至少一个电阻轨道132在膜片121的中间的区域124上布置在具有强烈的延伸126或强烈的压缩127的表面区段中，而其余的电阻轨道132布置在边缘区域125中。
在此，以特别有优势的方式产生十分精确的电压信号，所述电压信号由以下产生，布置在中间的区域124中的至少一个电阻轨道132在承接体120被施加压力时变形并且改变电阻轨道的电阻，而其余的电阻轨道132基本上不变形并且因此不显示电阻变化。
还能够通过以下方式增强电压信号，即电阻轨道132分别通过在半导体基体131中的结构化的p掺杂而构造并且至少基本上位于硅晶体的{110}晶面中，其中所述电阻轨道的延伸方向160至少基本上沿着<110>晶体方向或<111>晶体方向延伸，或者备选地，所述电阻轨道132分别通过在半导体基体131中的结构化的n掺杂而构造并且至少基本上位于硅晶体的{100}晶面或{110}晶面中，其中所述电阻轨道的延伸方向160至少基本上沿着<100>晶体方向延伸。
在承接体120的另外的可行的设计方案中，四个电阻轨道132构造在唯一的测量元件130的半导体基体131中，其中，电阻轨道132通过在半导体基体131中的结构化的p掺杂而构造并且至少基本上位于硅晶体的{110}晶面中。在此四个电阻轨道132中的两个电阻轨道构成第一对电阻轨道，所述第一对电阻轨道至少基本上沿着<110>晶体方向或<111>晶体方向而定向或者朝所述晶体方向中的一个晶体方向延伸。其余的两个电阻轨道132构成第二对电阻轨道，所述第二对电阻轨道基本上垂直于第一对电阻轨道的定向而定向。因此电阻轨道132中的第一对电阻轨道沿着一方向延伸，在所述方向中电阻，如同已经在先前的段落中描述了的，基本上仅仅与朝轨道的延伸方向的应变有关，而电阻轨道132中的第二对电阻轨道沿着第一对电阻轨道的延伸方向的横向方向延伸，在所述横向方向中电阻基本上与沿着所述横向方向的应变无关。所述四个电阻轨道132能够尤其连接成惠斯通电桥电路，使得电阻轨道132中的第一对电阻轨道以及电阻轨道132中的第二对电阻轨道在电桥电路的电路图中呈对角线地对置。由此产生的优点是，具有这样的测量电桥的测量元件130基本上仅仅对沿着电阻轨道132中的第一对电阻轨道的定向的应变即延伸/压缩敏感，并且关于此能够截取十分准确的测量信号。成为测量电桥的连接能够在半导体基体131的内部构成或者也在测量元件130的外部通过接触单独的电阻轨道132来产生。承接体120能够利用这样的测量元件130特别简单地并且成本合适地制造，因为仅仅必须应用一个测量元件130。此外所述一个测量元件能够布置在膜片的每个任意的位置上。承接体120能够通过使这样的测量元件130布置在膜片121上的中间的区域124的中央而特别有优势地制造，因为由此基本上不会在膜片121的加载中形成不对称。
在图24中展示出用于使力f转换成电的信号的测力计190的可行的实施例。
测力计190包括两个承接体120、两个支承区域191、力导入区域192、评估电子装置140、传递机构180和两个变形区段193，在所述变形区段中分别布置有一个承接体120。
在此，变形区段193与相应的承接体120连接并且借助变形区段193能够使力f导入到承接体120中。
评估电子装置140分别与相应的承接体120的未进一步展示的至少一个电阻轨道132电连接并且对此设置成，使电阻轨道132的电阻变化转换成电的测量信号。
传递机构180与评估电子装置140连接，使得所述评估电子装置使电的测量信号转换成电的输出信号并且要么借助触点提供，要么作为无线电信号发送。
图25示出用于使力f转换成电的信号的测力计190的另外的可行的实施例。
与展示在图24中的实施例不同的是，测力计190包括支承区域191、力导入区域192、评估电子装置140、传递机构180和变形区段193，在所述变形区段中布置有两个承接体120。
变形区段193与承接体120连接并且借助变形区段193能够使力f导入到承接体120中。
在承接体120之间，缝隙状的凹部194在变形区段193中构造，以便在导入力f时实现：变形区段193的产生的变形在承接体120的区域中集中并且因此能够十分可靠地检测变形。凹部194也能够有偏差地具有每个其他的任意的形状。
本发明不被限制在前面的详细的实施例上。本发明能够在实施例的范围内变更。
来自实施例的一些方面同样能够彼此组合。
附图标记列表
100压力传感器
110壳体
120承接体
121膜片
123表面区段
124区域
125边缘区域
126正的应变，延伸
127负的应变，压缩
130测量元件
131半导体基体
132电阻轨道
133接触面
134上侧
135下侧
136侧面，经过侧面的横截面
137角度
138上侧的面法线
139惠斯通测量电桥
140评估电子装置
150玻璃焊料
151玻璃焊料膜
152玻璃焊料膏
153玻璃颗粒
154挥发性的成分
155玻璃模制件
160延伸方向
170连接体
180传递机构
190测力计
191支承区域
192力导入区域
193变形区段
194凹部
d直径
a步骤
b步骤
b.1步骤
b.2步骤
c步骤
d步骤
e步骤
f力
1.一种用于承接处于压力下的流体或用于承接力的承接体(120)，所述承接体具有
膜片(121)和
布置在所述膜片(121)上的对应变敏感的至少一个测量元件(130)，所述测量元件包括：
半导体基体(131)和
压阻的至少一个电阻轨道(132)，其中所述电阻轨道(132)借助于掺杂构造在所述半导体基体(131)中，
其特征在于，
所述测量元件(130)借助无铅的玻璃焊料(150)与所述膜片(121)连接并且
所述测量元件(130)布置成至少区段式地沉入到所述玻璃焊料(150)中。
2.根据权利要求1所述的承接体(120)，
其特征在于，
所述半导体基体(131)具有上侧(134)和下侧(135)，其中
所述上侧(134)的表面在俯视图中从边缘侧完全地突出于所述下侧(135)的表面和/或
所述下侧(135)具有比所述上侧(134)更小的面。
3.根据权利要求2所述的承接体(120)，
其特征在于，
所述半导体基体(131)具有0.005mm至0.1mm的厚度和/或0.1mm至2.8mm的宽度和/或0.2mm至3.8mm的长度，其中所述上侧(134)和所述下侧(135)尤其至少基本上处于彼此平行，其中所述上侧(134)和所述下侧(135)尤其具有至少基本上矩形的形状。
4.根据权利要求2或3所述的承接体(120)，
其特征在于，
所述半导体基体(131)的侧面(136)构造成在从所述上侧(134)向所述下侧(135)的方向至少区段式连续地逐渐变窄，尤其构造成从所述上侧(134)向所述下侧(135)连续贯通地逐渐变窄，并且
侧面横截面与上侧(134)的面法线(138)的平均角度(137)分别计为大于0°，尤其计为至少5°，尤其计为至少15°，并且
所述侧面(136)尤其具有平的表面，从而使所述半导体基体(131)至少基本上具有平截头棱锥体的形状，其中所述上侧(134)构成平截头棱锥体的基面并且所述下侧(135)构成平截头棱锥体的遮盖面，或者
所述半导体基体(131)的所述侧面(136)至少区段式地具有凹形的表面或所述半导体基体(131)的所述侧面(136)至少区段式地具有波形的表面。
5.根据前述权利要求中任一项所述的承接体(120)，
其特征在于，
所述电阻轨道(132)的长度与所述电阻轨道的平均的宽度之间的比例符合至少2：1，尤其至少5：1，尤其至少10：1，尤其至少20：1，和/或
所述电阻轨道(132)具有条带形状或曲折形状和/或
在所述半导体基体(131)中构造有至少两个所述电阻轨道(132)，其中所述电阻轨道(132)尤其彼此并列地布置，
其中每个所述电阻轨道(132)在所述电阻轨道的端部上包括接触面(133)，并且其中，不同的所述电阻轨道(132)的所述接触面(133)彼此是电绝缘的。
6.根据前述权利要求中任一项所述的承接体(120)，
其特征在于，
所述半导体基体(131)包括硅晶体并且
要么所述至少一个电阻轨道(132)通过在所述半导体基体(131)中的结构化的p掺杂而构造并且所述电阻轨道(132)至少基本上位于所述硅晶体的{110}晶面中并且至少基本上沿着<110>晶体方向或<111>晶体方向延伸，
要么所述至少一个电阻轨道(132)通过在所述半导体基体(131)中的结构化的n掺杂而构造并且所述电阻轨道(132)至少基本上位于所述硅晶体的{100}晶面或{110}晶面中并且至少基本上沿着<100>晶体方向延伸。
7.根据前述权利要求中任一项所述的承接体(120)，
其特征在于，
所述承接体(120)具有帽形状，尤其具有柱筒帽形状，
其中所述承接体(120)尤其具有从2.5mm至15mm的直径(d)和/或
由铁合金构造，尤其由优质钢构造，或者
由有色金属合金构造，其中所述有色金属合金尤其镀有金属的增附层，或者
由陶瓷构造。
8.根据前述权利要求中任一项所述的承接体(120)，
其特征在于，
在所述膜片(121)上布置有至少四个所述电阻轨道(132)并且所述电阻轨道彼此连接成使得所述电阻轨道构成惠斯通电桥电路(139)，
其中，所述电阻轨道(132)尤其平均地分布到最多四个分隔开的所述测量元件(130)上，尤其分布到最多两个分隔开的所述测量元件(130)上，尤其是构造在唯一的所述测量元件(130)的所述半导体基体(131)中。
9.根据权利要求8所述的承接体(120)，
其特征在于，
所述四个电阻轨道构造在所述测量元件的所述半导体基体(131)中，其中所述电阻轨道(132)通过在所述半导体基体(131)中的结构化的p掺杂而构造并且至少基本上位于硅晶体的{110}晶面中，并且其中，所述电阻轨道(132)中的第一对电阻轨道至少基本上沿着<110>晶体方向或<111>晶体方向延伸并且
所述电阻轨道(132)中的第二对电阻轨道基本上垂直于所述电阻轨道(132)中的第一对电阻轨道的定向而延伸。
10.根据权利要求2至9中任一项所述的承接体(120)，
其特征在于，
所述至少一个测量元件(130)布置在所述玻璃焊料(150)中，使得在所述测量元件(130)的所述下侧(135)与所述膜片(121)的表面之间构造具有从0.001mm至0.1mm的厚度的玻璃焊料膜(151)，和/或所述测量元件(130)的所述上侧(134)以所述测量元件(130)的厚度的百分之0至百分之95从所述玻璃焊料(150)中突出来，所述测量元件的所述上侧尤其至少基本上与所述玻璃焊料(150)的表面平齐地布置在所述玻璃焊料中。
11.一种用于布置在根据权利要求1、7、8和10中任一项所述的承接体(120)上的测量元件(130)，所述测量元件具有
半导体基体(131)和
压阻的至少一个电阻轨道(132)，其中所述电阻轨道(132)借助于掺杂构造在所述半导体基体(131)中，
其特征在于，
所述半导体基体(131)具有上侧(134)和下侧(135)，其中，所述上侧(134)的表面在俯视图中从边缘侧完全地突出于所述下侧(135)的表面和/或所述下侧(135)具有比所述上侧(134)更小的面。
12.根据权利要求11所述的测量元件(130)，
其特征在于，
所述半导体基体(131)具有0.005mm至0.1mm的厚度和/或0.1mm至2.8mm的宽度和/或0.2mm至3.8mm的长度，其中，所述上侧(134)和所述下侧(135)尤其至少基本上处于彼此平行，其中所述上侧(134)和所述下侧(135)尤其具有至少基本上矩形的形状。
13.根据权利要求11或12所述的测量元件(130)，
其特征在于，
所述半导体基体(131)的侧面(136)构造成在从所述上侧(134)向所述下侧(135)的方向至少区段式连续地逐渐变窄，尤其构造成从所述上侧(134)向所述下侧(135)连续贯通地逐渐变窄，并且
侧面横截面与所述上侧(134)的面法线(138)的平均角度(137)分别计为大于0°，尤其计为至少5°，尤其计为至少15°，并且
所述侧面(136)尤其具有平的表面，从而使所述半导体基体(131)至少基本上具有平截头棱锥体的形状，其中所述上侧(134)构成平截头棱锥体的基面并且所述下侧(135)构成平截头棱锥体的遮盖面，或者
所述半导体基体(131)的所述侧面(136)至少区段式地具有凹形的表面或者
所述半导体基体(131)的所述侧面(136)至少区段式地具有波形的表面。
14.根据权利要求11至13中任一项所述的测量元件(130)，
其特征在于，
所述电阻轨道(132)的长度与所述电阻轨道的平均的宽度之间的比例符合至少2：1，尤其至少5：1，尤其至少10：1，尤其至少20：1，和/或
所述电阻轨道(132)具有条带形状或曲折形状和/或
在所述半导体基体(131)中构造有至少两个所述电阻轨道(132)，其中所述电阻轨道(132)尤其彼此并列地布置，
其中每个所述电阻轨道(132)在所述电阻轨道的端部上包括接触面(133)，并且其中，不同的所述电阻轨道(132)的所述接触面(133)彼此是电绝缘的。
15.根据权利要求11至14中任一项所述的测量元件(130)，
其特征在于，
所述半导体基体(131)包括硅晶体并且
要么所述至少一个电阻轨道(132)通过在所述半导体基体(131)中的结构化的p掺杂而构造并且所述电阻轨道(132)至少基本上位于硅晶体的{110}晶面中并且至少基本上沿着<110>晶体方向或<111>晶体方向延伸，
要么所述至少一个电阻轨道(132)通过在所述半导体基体(131)中的结构化的n掺杂而构造并且所述电阻轨道(132)至少基本上位于所述硅晶体的{100}晶面或{110}晶面中并且至少基本上沿着<100>晶体方向延伸。
16.根据权利要求11至15中任一项所述的测量元件，
其特征在于，
四个电阻轨道(132)构造在所述测量元件(130)的所述半导体基体(131)中，其中
所述电阻轨道(132)通过在所述半导体基体(131)中的结构化的p掺杂而构造并且至少基本上位于硅晶体的{110}晶面中，并且其中，
所述电阻轨道(132)中的第一对电阻轨道至少基本上沿着<110>晶体方向或<111>晶体方向延伸并且
所述电阻轨道(132)中的第二对电阻轨道基本上垂直于所述电阻轨道(132)中的第一对电阻轨道的定向而延伸。
17.一种用于使压力转换成电的信号的压力传感器(100)，所述压力传感器作为组件至少包括
根据权利要求1至10中任一项所述的承接体(120)，
连接体(170)，
壳体(110)，
评估电子装置(140)和
传递机构(180)，
其中所述组件布置成使得所述连接体(170)密封地与所述承接体(120)连接，所述连接体(170)能够密封地连接到流体源上并且流体借助所述连接体(170)能够导入到所述承接体(120)中，
所述评估电子装置(140)与所述至少一个电阻轨道(132)电连接并且设置成使所述电阻轨道(132)的电阻变化转换成电的测量信号，
所述壳体(110)与所述承接体(120)和/或与所述连接体(170)连接，使得所述壳体(110)至少区段式地包围所述膜片(121)、所述测量元件(130)和所述评估电子装置(140)，并且
所述传递机构(180)与所述评估电子装置(140)连接，使得所述评估电子装置使电的所述测量信号转换成电的输出信号并且要么借助从所述壳体(110)的外部可接近的触点提供，要么作为无线电信号发送。
18.一种用于使力(f)转换成电的信号的测力计(190)，所述测力计作为组件至少包括
根据权利要求1至10中任一项所述的承接体(120)，
支承区域(191)，
力导入区域(192)，
评估电子装置(140)，
传递机构(180)和
变形区段(193)，在所述变形区段中布置有所述承接体(120)，其中所述组件布置成使得所述变形区段(193)与所述承接体(120)连接并且能够借助所述变形区段(193)使所述力(f)导入到所述承接体(120)中，
所述评估电子装置(140)与所述至少一个电阻轨道(132)电连接并且设置成使所述电阻轨道(132)的电阻变化转换成电的测量信号，并且
所述传递机构(180)与所述评估电子装置(140)连接，使得所述评估电子装置使电的测量信号转换成电的输出信号并且要么借助触点提供，要么作为无线电信号发送。
19.一种用于制造根据权利要求1至10中任一项所述的承接体(120)的方法，
所述方法包括如下步骤：
a.提供所述承接体(120)、至少一个测量元件(130)和无铅的玻璃焊料膏(152)，其中所述玻璃焊料膏(152)包含玻璃颗粒(153)和挥发性的、尤其是有机的成分(154)；
b.将所述玻璃焊料膏(152)涂覆到所述承接体(120)的所述膜片(121)的至少一个表面区段(123)上；
c.将所述测量元件(130)施加在所述玻璃焊料膏(152)上；
d.将所述承接体(120)加热到一个温度上并且在所述温度中对于存放时间存放所述承接体(120)，使得蒸发所述玻璃焊料膏(152)的所述挥发性的成分(154)、使得所述玻璃颗粒(153)熔化并且使得所述测量元件(130)沉入到因此产生的所述玻璃焊料(150)中；
e.冷却所述承接体(120)，从而使所述玻璃焊料(150)凝固。
20.根据权利要求19所述的方法，
其特征在于，
在步骤b与步骤c之间至少实施如下步骤：
b.1将所述承接体(120)加热到一个温度上并且在所述温度中对于存放时间存放所述承接体(120)，使得蒸发所述玻璃焊料膏(152)的挥发性的成分(154)并且熔化所述玻璃颗粒(153)；
在步骤b.1与步骤c之间尤其实施如下的步骤：
b.2冷却所述承接体(120)，使得所述玻璃焊料(150)凝固。
21.一种用于制造根据权利要求1至10中任一项所述的承接体(120)的方法，
所述方法包括如下步骤：
a.提供所述承接体(120)、至少一个测量元件(130)和无铅的至少一个玻璃模制件(155)；
b.将所述玻璃模制件(155)放置在所述承接体(120)的所述膜片(121)的所述表面区段(123)上；
c.将所述测量元件(130)施加在所述玻璃模制件(155)上；
d.将所述承接体(120)加热到一个温度上并且在所述温度中对于存放时间存放所述承接体(120)，使得熔化所述玻璃模制件(155)并且使得所述测量元件(130)沉入到因此产生的所述玻璃焊料(150)中；
e.冷却所述承接体(120)，从而使所述玻璃焊料(150)凝固。
22.根据权利要求21所述的方法，
其特征在于，
在步骤b与步骤c之间至少实施如下步骤：
b.1将所述承接体(120)加热到一个温度上并且在所述温度中对于存放时间存放所述承接体(120)，使得将所述玻璃模制件(155)熔化成所述玻璃焊料(150)并且粘附在所述膜片(121)上；
在步骤b.1与步骤c之间尤其实施如下的步骤：
b.2冷却所述承接体(120)，使得所述玻璃焊料(150)凝固。
23.一种根据权利要求11至16中任一项所述的测量元件(130)用于压力传感器(100)的或测力计(190)的承接体(120)的应用。
技术总结