無線壓力傳感器及其形成方法

2023-05-27 23:23:41 1

專利名稱：無線壓力傳感器及其形成方法
技術領域：
本發明的實施例總的來說涉及傳感器，尤其涉及電容壓力傳感器和 製造這種傳感器的方法。本發明的實施例此外還涉及一次性壓力傳感器 和用於遠程檢測壓力的無線傳感器。此外，本發明的實施例涉及微機電
系統(MEMS)的壓力傳感器和微結構加工方法。
背景技術：
在單次使用類型的應用中，例如醫療系統和儀器，需要能夠以具有 成本效益方式實現的一次性傳感器。典型的壓力傳感器不太適合於這樣 的應用，因為組件數量相對較多、材料和/或操作必需品昂貴，和生產傳 感器和將其集成在應用儀器或設備中所需的製造-處理的步猓數量多。
尤其是，能夠以無源方式操作而不需要專用局部電源和相關電路的 無線壓力傳感器是作為一次性壓力傳感器最佳選擇。以無線方式從傳感 器獲得數據降低了傳感器連接的成本，使得更易於將傳感器集成為一次 性/日用品部件，並且改善了最終應用中部件的處理和/或可交換性。而 且，通過排除對製造和斷開機械電連接的需求提高了任意的非一次性/多 次使用組件的壽命。各種各樣的設備被提出用作無源無線傳感器，例如 石英表面聲波(SAW)傳感器、聚偏二氟乙烯(PVDF)聲波傳感器和電感 性-電容性(LC)諧振器(振蕩)傳感器。典型的石英SAW傳感器能夠準 確測量壓力，但通常昂貴並且不適合低壓(~1巴)應用。PVDF聲波傳 感器已經用於測量壓力，但這種類型傳感器的性能通常較高程度地依賴 於溫度和材料性質。LC諧振器(振蕩)傳感器的電容和/或電感能夠改變， 其用於多次檢測應用，但現有的配置表現出高的材料和製造成本。
持續存在對提供單次使用/一次性壓力傳感應用中使用的傳感器的 需求，其可以更加有效地和/或低成本地製造和集成在設備中。類似地， 在日用品和消費品應用中需要低成本的傳感器用於監測壓力。
因而這裡公開的實施例致力於解決現有壓力傳感器的缺點，提供一 種適合於很多對價格敏感的應用的低成本一次性壓力傳感器。

發明內容
提供下面關於本發明的概要是為了幫助對一些本發明所特有的創新性特徵的理解，而不是完整的描述。對本發明各個方面的完整評價通過
整個說明書、權利要求書、附圖和摘要作為一個整體來獲得。
因而，本發明的一個方面是提供改進的壓力傳感器和應用。 本發明的另一個方面是提供一種低成本的壓力傳感器。 本發明的再一個方面是提供一種適合於醫療應用的低成本壓力傳感
器，例如用於體外血液監測和治療設備。
本發明一個其它方面是提供一種形成低成本壓力傳感器的方法。 如這裡所描述的，下面可以獲得本發明前述的方面以及其它的目的
和優點。
根據一個方面，壓力傳感器系統具有一起集成在基底或外殼中的壓 力傳感電容器和電感器。所述壓力傳感電容器具有集成在或者形成在所 述基底中的隔膜，該隔膜至少部分地由導電材料製成，用於檢測壓力差。 在所述基底中形成有電極，該電極以形成在所述基底中的預定間隙與所 述隔膜分離。壓力傳感電容器和同樣形成在所述基底上或基底中的電感
器一起構成LC振蕩電路。當電磁信號施加到所述壓力傳感器時，可以檢 測LC振蕩電路的諧振頻率以實現對施加到所述隔膜的壓力差的確定。
通過將所述壓力傳感電容器和電感器形成在相同基底中，減少了組 件的數量以及生產所述傳感器所需的製造步驟，從而能夠提供一種低成 本的無線壓力傳感器。
而且，所述壓力傳感電容器和所述電感器可以整套包含在所述基底 中，從而形成易於使用的集成封裝(package).因此，與基底或晶片必 須在使用之前封裝的常規傳感器情況不同，這裡所述的傳感器不需要進 一步的封裝。
在相同的基底上或其中同樣提供有用於對壓力感應介質(壓力連接 器)進行機械密封的表面，以及用於將傳感器暴露於參考壓力以進行壓 力差測量的裝置。
形成在導電材料、例如金屬層中的電感器可以形成為單層線圈而非 多層線團，以便減小傳感器的寄生電容。同樣，單層線圈的使用進一步 減少了生產傳感器所需的製造步驟，因而降低了傳感器成本。
隔膜可以為金屬層或薄片的形式。作為替代，隔膜可以為非導電薄 片的形式，例如玻璃、陶瓷或聚合物薄片，在其上形成有導電層，例如 金屬層。形成隔膜所使用的金屬層或薄片可以由銅、鈹-銅、不鏽鋼、銀或鋁 或者其它合適的金屬或金屬合金製成.
相應的固定電極也可以為金屬層的形式，例如銅(Cu)、鋁(Al)、 或銀(Ag )層或者其它合適的金屬或其合金。
隔膜和/或電極也可以鍍以金(Au)、鎳(Ni)、鉻(Cr)、銀(Ag) 或者其它合適金屬或及其合金的層或層的組合，以便實現高抗腐蝕性和 低阻抗電連接。
所述金屬層或鍍層可以通過金屬化步驟形成，例如物理氣相沉積。 作為替代，對於基於陶瓷的基底可以使用裝滿金屬的印刷墨水來形成金 屬化。
可以在隔膜上布置保護層，用於將所述隔膜和外部壓力感應介質進 行化學隔離。所述保護層可以與外殼/基底的建立整體形成，或者在整體 形成之前作為單獨的層形成在隔膜的一側或者兩側。
基底可以由聚合物、陶瓷或其它絕緣材料以逐層加工步驟的方式形 成。如果使用聚合物形成基底，則可以通過光敏聚合物材料的微立體光 刻術(microstereolithography )處理將所述基底形成為連續結構。如 果需要，可以在基底中包含一層玻璃/陶瓷或者類似的非導電材料以便使 基底堅硬。如果使用陶瓷形成整個基底，那麼可以通過絲網印刷步驟或 者通過陶瓷片的疊置將基底形成為連續結構。
可以在基底上或基底內包含校準電容器並且將其電耦合到壓力傳感 電容器，從而可以對傳感器進行校準/調諧。所述校準電容器可以具有以 頻率相對壓力測量為基礎所選擇的數值，從而降低對於預定數值的壓力
傳感器靈敏度。校準電容器可以是雷射調諧電容器，因此其可以被雷射 調諧到所選的數值。
可以在隔膜和電極之間安排絕緣區域或層，用於限制隔膜的位移以 及防止滿壓或過壓情況下壓力傳感電容器的電短路。
傳感器系統可以包含詢問電路，用於發射詢問電磁信號到電感器線 圏(感應耦合)並且確定傳感器LC振蕩的諧振頻率。這樣的詢問電路可 以由天線線圍(迴路)、振蕩器和負載檢測電路組成。
在另一個方面，電容壓力傳感器具有傳感電容器和用於檢測壓力差 的隔膜，所述壓力傳感電容器具有形成為連續結構的基底，所述隔膜集 成在基底中並且至少部分地由導電材料形成。電極也集成在基底中，並且以形成在基底中的預定間隙與隔膜分離。在基底中還集成有電感器，
其是單層線圏的形式。電感器和壓力傳感電容器形成LC振蕩電路。當電 磁信號施加到壓力傳感器時，可以檢測LC振蕩的諧振頻率的變化以確定 所施加到隔膜的壓力差的變化。基底可以由聚合物或陶瓷以逐層加工步 驟的方式製造。
在再一個方面， 一種製造壓力傳感器的方法包括形成基底材料的 第一部分，在基底材料的第一部分上形成電感器線團，在基底材料的第 一部分和電感器線團上形成基底材料的第二部分，在基底材料的第二部 分上形成電極，在基底材料的第二部分上形成基底材料的第三部分，第 三部分以臺階或肩部形式布置以形成鄰近電極的預定間隙，在基底材料 的笫三部分上放置導電隔膜，隔膜和電極以預定間隙分離，在基底材料 的第三部分和隔膜上形成基底材料的第四部分，從而隔膜固定到第三部 分，基底材料的第一、第二、第三和第四部分形成基底，在隔膜和電感 器線圈之間形成第一導電互連，以及在電極和電感器線圏之間形成第二 導電互連。
基底材料的部分可以通過以下步驟形成提供光敏聚合物材料，提 供用於限定所述部分的基底光掩模，使用光掩模對光形成圖案，將光敏 聚合物材料暴光於形成圖案的光以便逐層形成所述部分。
所述隔膜可以由放置在第三部分上的金屬薄片形成。
第一和第二導電互連可以通過以下步驟形成提供用於限定開口互 連通道的互連光掩模，使用互連光掩模對光形成圖案，將光敏聚合物材 料暴光於形成圖案的光以便形成具有所述開口通道的部分，在通道中沉 積金屬以形成第一和第二導電互連。
可以通過在第二部分上沉積金屬形成電極。可以通過在第一部分上 沉積金屬形成電感器線圈。
製造電容壓力傳感器的方法可以包括在基底所述第一部分的下側上 放置調諧電容器，並且將調諧電容器電連接到電極和電感器線圈。在使 用雷射調諧電容器的情況下，可以在第一基底部分附上基底材料的額外 部分，以便封裝除了用於雷射訪問的窗口之外的調諧電容器。


在附圖中，所有各個視圖中相似的標記指代相同的或功能類似的單 元，這些標記結合在說明書中並且構成其一部分，進一步說明本發明並且與本發明的詳細描述一起用於解釋本發明的原理。圖l說明了從根據優選實施例的壓力傳感器的上面取得的透視圖； 圖2說明了圖1中壓力傳感器的透視圖，其中切除了傳感器的一部分；圖3說明了沿著圖1所示壓力傳感器的A-A線取得的截面圖；圖4說明了圖1中壓力傳感器的平面圖，省略了電極和調諧電容器；圖5i兌明了圖1中壓力傳感器以感應方式耦合到詢問單元的天線線圈(迴路)的等效電路圖；圖6到14說明了在壓力傳感器製造步驟中處於各個階段的壓力傳感器的截面圖；以及圖15說明了根據另一個實施例的壓力傳感器的截面圖。
具體實施方式
參見附1 ，其說明了依照一個實施例的壓力傳感器的透視圖， 壓力傳感器1具有集成在基底2上的隔膜3。在這個特定實施例中，壓力 傳感器具有環形構造，然而本領域技術人員應當理解，傳感器可以具有 不同的外形和形狀。圖2說明了與圖1相同的視角但切掉傳感器的一部分，圖3說明了 沿著圖1中傳感器的A-A線的截面圖，如在圖2和圖3中最佳顯示的， 隔膜3形成為固定在凹槽10內的導電層或片，該凹槽10形成在基底2 的最高部分中。固定電極7也位於凹槽中，在隔膜之下且與隔膜同心並 且與其間隔開，從而預定的空氣間隙或空腔4將隔膜和電極分開。形成 在基底中的通道或通孔9連接空腔4到大氣。隔膜3、電極7和在其之間的預定空氣間隙或空腔4 一起構成壓力傳 感電容器ll,其中空腔和外部壓力感應介質50之間壓力差的變化改變了 隔膜的變形，並且因此改變了固定電極和隔膜之間的電容。在基底2中形成的電感器線圈5間隔離開壓力傳感電容器11，並且 通過外部導電連線8和內部導電連線12與壓力傳感電容器11電連接， 該外部導電連線8將隔膜3連接到線圈的外側端，而內部導電連線12將 線圏的內側端連接到電極7。圖4說明了壓力傳感器1的平面圖，顯示了 線圏5和隔膜3，並且為了清楚而省略了電極7和調諧電容器6。如下面 將更加詳細地描述的，壓力傳感電容器11和電感器5 —起構成LC振蕩 電路，其可以感應地耦合到相關聯的詢問電路，用於遠程檢測空腔4和外部介質50之間壓力差的變化。通過將壓力傳感電容器11和電感器5構成在同一個基底2之上或者 其中，組件的數量和生產傳感器所需的製造步驟得以減少，使得能夠提 供低成本的無線壓力傳感器。基底2由適合於微加工的聚合物構成。可以使用替代基底材料，其 對於裝配壓力傳感器1來說是足夠得剛性以防止空腔4的變形，並且可 以在壓力傳感電容器11和電感器5的部件之間提供所需的電隔離。例如， 陶瓷或者包括半導體的其它絕緣材料可以代替聚合物用作基底材料。當 使用聚合物時，其厚度應該是大約lmm或者更厚以便提供必要的剛性。 作為替代或者補充，基底可以包含一層玻璃或者其它類似的材料以提高 硬度。這個實施例中的隔膜3由板組成，所述板由金屬的光蝕刻薄輥軋片 構成，其中金屬例如銅、鈹-銅、不鏽鋼(例如17-7PH)、鋁或者替代物。 隔膜片必須具有大於空腔4的直徑的直徑。作為替代，隔膜可以由玻璃 層或者其它絕緣材料層構成，該玻璃層或者其它絕緣材料層具有布置在 其上的導電層、例如金屬。對於圖1中所示的實施例，可以選擇對於給定的材料或材料組合的 隔膜的尺寸，從而該隔膜具有足夠的硬度以便在傳感器響應所需的最大 壓力差下偏離量小於空腔的厚度。例如，基於具有大約+1到-1 barg的 工作壓力範圍的大約10薩的空腔厚度，直徑大約5mm的金屬隔膜應當具 有大約100微米的厚度。為了允許低阻抗電連接到隔膜，導電層可以被 鍍以Au、 Ni、 Cr、 Ag、替代物或者其組合。可以在隔膜3和電極7之間形成聚合物或其它絕緣材料的附加薄層 (未示出)，以防止在全刻度壓力或過度壓力情況下發生短路。例如，附 加層可以形成在電極的上表面上。在這個特定實施例中，電感器5祐j殳計為與隔膜共軸放置的平面線 圏，從而易於製造、總尺寸最小並且易於與詢問天線對準。線圏被形成 為嵌入基底2中的單層，以最小化寄生電容。同樣，使用單層線圈進一 步減少了生產傳感器所需的製造步驟，進而降低了傳感器成本。然而， 線圏可以改為採用多層的形式，並且/或者可以布置在基底的表面上。在圖l的實施例中，隔膜3、電極7、電感器線圈5和電互連線8、 12整套裝配在基底內，從而基底本身起到傳感器外殼的作用，由此構成現成可用的集成封裝。因此，不需要額外的傳感器封裝，與傳統傳感器 中必須在使用之前對基底或晶片進行封裝的情況不同。壓力傳感器1可以通過各種微加工工藝被製造，例如通過微立體光 刻技術和聚合物材料印刷、或陶瓷材料印刷中的逐層沉積工藝，或者使 用半導體技術領域中所用的微加工技術。快速原型法(rapid prototyping)廣泛用在需要製造三維原型的汽 車和航天工業和其它技術領域。尤其是，通過將由液態樹脂的光誘導和 空間溶解(space-resolved)聚合獲得的規定數量的層疊加到固態聚合 物中，使用微立體光刻機械來建造小尺寸、高解析度的三維對象。在 Arnaud Bertsch等2003年發表於Material Research Society Symp. Proc.笫758巻LL1. 1.1-13頁的文章"Microstereolithography: a Review"中提供了微立體光刻技術的非限定性例子。優選的大產量製造方法是以"整體"微立體光刻技術方法為基礎的 技術，由此通過暴露於穿過掩模或動態圖案生成器的光來將液態單分子 體逐層地選擇性地硬化。在整體微立體光刻技術中，對象的每個層都是 在一個照射步驟中製造，通過將其圖像投射在光致聚合樹脂上，而不是 通過如逐個向量的微立體光刻技術加工中將光束精細聚焦在一個點上。 圖案產生器或者光掩模使光線成形，從而其可以包含待固化的層的圖像。 以與立體光刻技術中相同的方式完成構成對象的不同層的疊加。如下面將更加詳細描述的，為了加工依照一個實施例的壓力傳感器 1，使用了以微立體光刻技術為基礎的商業可獲得的製造工藝。尤其是， 中斷聚合物結構的階梯式生長以便放置每個組件，在此情況中為隔膜， 如果需要則隨後繼續使用表面安裝調諧電容器和液態單分子體的聚合來 將每個組件密封在結構中。此外，中斷階梯式生長以允許通過金屬沉積 形成互連、電極和線圏。加工壓力傳感器的一種微立體光刻技術是由德國的microTEC GmBH 開發的Rapid Micro Product Development RMPD ,其中"RMPD掩模" 與3D晶片尺寸封裝(3D-CSP ) —起使用。1998年4月19日>^布給Reiner Goetzen的名稱為"Mfg. Micro—mechanical and micro—optical components" 的 DE4420996C2 對工序進行了詳細描述，使用該工序在兩個平行的板之間由於表面張力 而保持少量的液態光硬化塑料，兩個板中至少之一可以透過電磁波，該10文獻通過引用結合至此。對可透過電磁波的板下面的塑料液體表面進行 照明，例如使用穿過所述可透過板的雷射束，由此將雷射束導向通過與
3D計算機生成的結構模型的截面一致的表面。雷射束按照3D層模型將塑 料液體逐層硬化，由此板之間的距離每次增加大約一個層的厚度，從而 新的塑料材料由於表面張力可以獨自流入硬化層和板之間形成的間隙。 以此方式，可以準確地產生微米範圍內的結構。
系統組件通過液態、光硬化塑料的逐層固化進行機械和電互連的常 規工序根據1999年11月11日/>布給Reiner Goetzen的名稱為 "Improved manufacture of micromechanical and micro optical devices"的DE19539039C2是已知的，通過引用將其結合至此。
同樣通過引用將2005年3月14日公布給Reiner Goetzen等的名稱 為 "Mechanical and electric coupling integrated circuits" 的 DE19826971C2結合至此，其涉及通過液態、光硬化塑料的逐層固化進行 系統組件的機械和電互連工序，這些系統組件比如集成電路(IC)和其 它有源/無源電子以及用於生產複雜電子、電-光、電-聲或電-機械系 統的機械系統組成部件，由此在模塊的逐層加工過程中為容納系統組件 生成凹槽，以及為容納嵌入系統組件之間的導電互連生成互連通道。
依照DE19826971C2所描述的工序，首先通過液態、光硬化塑料的逐 層固化，為容納IC形式的系統組件產生具有凹槽的基礎模塊。然後將IC 插入凹槽，並且通過依照上述工序的基礎模塊的進一步逐層結構進行鎖 閉，從而將IC嵌入。同時在從IC的嚙合面(結合面)到基礎模塊的表 面生成互連通道。這些結合面可以任意排列在晶片上，並且具有接近 20,20nm的尺寸。
在DE19826971C2進一步的工序中，通過蒸發、例如通過氣相沉積， 將目前為止所產生的基礎模塊的最高表面進行塗覆導電材料，由此通向 結合面的通道壁也同樣被塗覆，從而製成與結合面的電互連。用於導電 通道的掩模同樣通過液態、光硬化塑料的逐層固化來生產。通過例如等 離子侵蝕，完全移除導電條帶掩模並且至少部分地移除周圍的引線材料 (leading material)。
在DE19826971C2工序的進一步步驟中，現有基礎模塊被逐層建立， 由此再次產生用於容納一個或多個組件的至少一個凹槽，並且同時產生 所需的結合通道。在將適當的組件插入一個和/或多個凹槽之後，進一步逐層建立模塊，由此將凹槽鎖閉並且將組件嵌入。
在2005年10月19日發布的Reiner Goetzen的名稱為"Method for production of Three-Dimensionally arranged conducting and connecting structures for volumetric and energy flows" 的美國 專利6805829B2中可以找到RMPDTM加工工藝的另一個例子，通過引用將 其結合至此。
用於RMPDTM的材料為丙烯酸脂(尤其是聚甲基丙烯酸甲酯-PMMA) 或環氧樹脂。對於這一設計，為了剛性基底結構並且也為了與隔膜和金 屬化材料的良好粘附特性，這樣的材料應當選則為具有高的楊式模量。
下面將參照圖6到14說明依照一個實施例的使用微加工工藝加工壓 力傳感器1的方法。
最初，產生包含切片2D層的3DCAD模型，用於限定UV曝光所需的 光掩模以及用於設定待生長的聚合物和金屬層的厚度。可以使用動態圖 案生成器來代替光掩模。
最初，通過將光敏聚合物曝光於由光掩模構圖的光來完成光致聚合 步驟，以生長外殼或基底的最低部分2a,這個部分顯示於圖6的截面圖 中。光掩模留下互連通道15、 16和通孔通道9的開口 (參見圖12)。在 圖6所示的例子中，基底具有6mm的直徑，並且使用具有大約3000MPa 楊式模量的剛性光敏聚合物進行生長。
一旦生長成最低部分2a，中斷聚合步驟從而可以使用構圖掩模通過 例如物理氣相沉積的金屬化步驟在部分2a的上表面上形成電感器線圏 5。該線圈被設計為提供適當的諧振頻率f、低寄生電容和高品質因數Q 值，其中f反比例於2;r #，而Q反比利於i #。在這個特定例子中， 線圏被形成為具有4. 5mm直徑、11匝、30pm的軌道間距、60,的軌道 寬度和15nm的厚度的單一銅層，從而對於工作於頻率範圍50-100MHz的 傳感器可以獲得適當的電感器數值 500nH。圖7說明了在通過金屬化步 驟形成線圏之後基底部分2a的截面圖。
其後，恢復聚合步驟以使得聚合物層被疊加在基底部分2a和線圏5 上，由此將線圈嵌入基底中同時保留互連通道開口。
繼續聚合步驟，如圖8中所示，形成第二基底部分2b，保留互連和 通氣通道開口。在形成基底部分2b之後，再次中斷聚合步驟，這次是為 了在基底部分2b的上表面上形成電極7，其與線圈同軸，如圖9中所示。在圖9的例子中，通過5nm厚度的銅層的沉積形成電極。在金屬化步驟
中使用掩模以留出直通的通道(通氣)開口。
在電極7的形成之後，恢復聚合步驟，使用光掩模以在基底部分2b 的外圍上形成環形臺階2c,由此在電極7上面的基底中定義凹槽或空腔 4，如圖10中所示。如果需要，在形成環形臺階2c之前，可以在整個電 極7上面繼續聚合步驟以形成絕緣層(未示出)，以防止在高的正向壓力 施加到隔膜時在隔膜3和電極之間出現短路。這樣的層也可以起到機械 過壓停止的作用，在隔膜朝向電極移位時限制靈敏性增加以及隔膜和聚 合物-隔膜界面中的機械應力。
其後，再一次中斷聚合步驟從而可以與電極7同軸地在基底上放置 金屬隔膜3。隔膜的外圍被支撐在環形臺階2c上，從而在電極7和隔膜 之間存在空氣間隙，如圖11中所示。間隙是由環形臺階2c的高度預定 的。在圖ll所示的例子中，間隙為10nm厚並且具有4. 4mm的直徑。
隔膜3可以通過衝壓或者通過光蝕刻形成，以形成爭〉散連接的多個 隔膜的大面積陣列。形成隔膜陣列允許以成批的方式或者連續線巻軸-巻軸方式製造壓力傳感器1。隔膜可以由輥軋的金屬片形成。可以在片上 使用光蝕刻步驟以形成金屬隔膜的陣列，金屬隔膜之間通過相同材料的 窄條帶連接，使得在傳感器製造之後易於單個化分離。可以在製造過程 中在片區域施加恰當的力，以便保證隔膜周圍的所有區域和環形臺階2 之間的緊密接觸。
在圖ll所示的例子中，使用具有5.1mm直徑、71,厚度的銅-鈹隔 膜和用於互連到外部互連8的接頭。
在隔膜3的放置之後，再次恢復聚合步驟，在環形臺階上建立多個 層以將隔膜外圍保護在基底中，形成最上面的基底部分2d，這提供裝配 表面以用於對壓力容器或類似組件的密封(參見圖12)。例如，可以通過 柔韌性環氧化物將基底結合到內部待測壓力的腔，由此形成簡單的壓力 連接。作為替代，例如如圖15中所示的，可以使用"0"環密封將壓力 傳感器密封到不固定外殼(fluid housing),
如果需要，可以在隔膜3上面形成用於附加的介質絕緣的保護區域 (未示出)以便將隔膜和介質絕緣。可以使用與基底的其它部分相同的 聚合物或者作為替代的不同聚合物或矽酮橡膠通過聚合步驟形成保護區 域。作為替代或者附加的，可以在隔膜上形成塗覆層，例如聚對亞苯基二甲基、矽樹脂、PTFE (聚四氟乙烯)。
一旦建立基底部分2d並且已經形成任何保護區域，將基底翻轉從而 可以通過開口互連通道15、 16的金屬化以導電通路的形式提供外側和內 側互連8、 12(圖12)。在圖13中以截面圖顯示了互連形成之後產生的 結構。其後，在基底上放置表面安裝焊盤(未示出)以與互連8、 12相 連。
然後可以將表面安裝雷射調諧電容器6裝配在焊盤上，並且應用金 屬噴鍍以將焊盤和電容器電連接，如圖14所示。然後可以使用聚合步驟 建立聚合物層(未示出)，以便將雷射調諧電容器集成，保留校準過程中 用於雷射調諧的窗口，如下面將更加詳細解釋的。
為了大量一次性傳感器的可互換性，需要對偏移/零值變化和靈敏性 變化進行校正，前者主要由空氣間隙變化以及寄生電容和電感變化控制， 後者主要由隔膜厚度容限和空氣間隙變化控制。 一種優選的零值校正方 法簡單地為在應用中測量未知壓力之前即刻測量0 bar g大氣壓力下 的傳感器諧振頻率，並且進而在詢問電路中將所測的偏移量應用到適當 的補償算法，即單點校正或自動調零。對於應用環境中無法提供的靈敏 性校正、即兩點校正，需要分立的調諧電容器6。
參見圖5，其說明了調諧電容器6，以及圖1中壓力傳感器電路布置 和相關詢問單元30的讀取天線35。與壓力傳感電容器11並列電連接的 調諧電容器6具有以製造過程中所進行的頻率對比壓力測量為基礎選擇 的數值，以減小對可以由詢問單元獲知的預定數值的敏感性。
對本領域技術人員來說顯而易見，也可以使用其它校準/調諧校正方 法，包括但不限於靈敏性和/或偏移校準因子的存儲，比如光學條形碼或 RFID設備或類似的數字無線設備。通過這樣的校準，為了提高廣泛操作 狀態的精確性，也可以計入溫度效應。
在圖6到14所示的壓力傳感器1製造方法中，通過施加已知壓力並 且測量傳感器輸出對壓力傳感器進行校準。可以使用雷射對雷射調諧電 容器6、例如Johanson Technology/>司的LASERtrimTM晶片電容器進4亍 調諧，直到提供所需的輸出。作為替代，在將電容器6裝配在基底上之 前，可以通過施加已知壓力、測量輸出並且計算提供所期望靈敏度所需 的電容來對壓力傳感器進行校準。然後可以選擇具有所需電容的電容器 並且焊接到基底。如果需要，可以以預定靈敏性數值的範圍為目標，並且可以根據在大氣壓力下測量的頻率由詢問電路選擇適當的範圍。
為了完成壓力傳感器l的製造，可以在基底上應用鈍化層(未示出)
(例如聚對亞苯基二曱基、矽樹脂、PTFE (聚四氟乙烯)塗覆層)，用於 調諧電容器和互連線的環境絕緣。
可以使用其它的RMPDTM方法對壓力傳感器1進行校準，例如可以通 過聚合步驟形成基底而不形成空腔4和通路孔9。可以替代使用
"RMPD-multimat"，其中通過在這些區域中首先沉積第二種聚合物來形 成空腔4和通路孔9，其優選通過化學蝕刻或溶劑進行移除。
在根據再一個實施例的製造壓力傳感器的方法中，使用陶瓷和裝載 金屬的墨水為替代材料形成壓力傳感器1，例如在低溫共燒結陶瓷技術
(LTCC)中使用的那些材料。在2005年2月24日公開的Amir I. Zaghloul 的名稱為"LTCC-Based Modular MEMS Phased Array"的美國專利申請
發明者A·D·布拉利, J·D·庫克 申請人:霍尼韋爾國際公司