压力传感器及所适用的汽车制造技术

本实用新型专利技术公开了一种压力传感器及所适用的汽车。其中，所述压力传感器包括：带有开口的外壳；用于感应空气压力的压力感应芯片，包含芯片引脚；与所述外壳一起将所述压力感应芯片封装在其中的载板，包括：载板本体和贯穿所述载板板体的载板引脚；所述压力感应芯片的芯片引脚与位于所述载板本体一侧的载板引脚对应连接；压力信号处理装置，与所述载板本体另一侧的载板引脚电连接，用于对所述压力感应芯片所提供的压力信号进行信号处理。本实用新型专利技术解决了感应信号处理装置在高压环境下寿命较短的问题，以及解决了标准化的外壳尺寸无法容纳多个封装在一起的芯片的问题。

【技术实现步骤摘要】

本技术实施例涉及封装技术，尤其涉及一种压力传感器及所适用的汽车。
技术介绍
随着传感器在各领域的广泛应用，不同领域对传感器的要求也有所不同。比如在汽车的空气压缩机内设置压力传感器，需要压力传感器具有抗震、耐用性强。为此，技术人员采用集成电路的方式将压力感应电路、压力信号处理电路等封装在压力传感器中。然而，上述方式得到的压力传感器在多频次的高低压变换情况下，使用寿命明显不足。与此同时，随着芯片封装技术的日臻成熟，TO封装技术更广泛的应用在各芯片领域。更通用的TO封装将芯片外壳标准化，使得标准化的外壳所提供的空间与高集成度的压力传感器的尺寸之间，无法完美匹配。因此，需要针对上述缺陷进行改进。
技术实现思路
本技术提供一种压力传感器及所适用的汽车，以解决现有的压力传感器无法稳定的、且更易于批量生产的应用于汽车内的空气压力检测。第一方面，本技术实施例提供了一种压力传感器，包括：带有开口的外壳；用于感应空气压力的压力感应芯片，包含芯片引脚；与所述外壳一起将所述压力感应芯片封装在其中的载板，所述载板包括：载板本体和贯穿所述载板板体的载板引脚；所述压力感应芯片的芯片引脚与位于所述载板本体一侧的载板引脚对应连接；压力信号处理装置，与所述载板本体另一侧的载板引脚电连接，用于对所述压力感应芯片所提供的压力信号进行信号处理。第二方面，本技术实施例还提供了一种汽车，包括：汽车空气压缩机；以及，设置在所述汽车空气压缩机的如上所述的压力传感器；其中，所述压力传感器中被载板和外壳封装的压力感应芯片设置于所述汽车空气压缩机的高压仓内，所述压力信号处理装置设置于所述高压仓之外。本技术将压力感应芯片单独封装，解决了感应信号处理装置在高压环境下寿命较短的问题，以及解决了标准化的外壳尺寸无法容纳多个封装在一起的芯片的问题。附图说明图1是本技术实施例一中的压力传感器的结构示意图；图2是本技术实施例一中的压力传感器中A-A方向的载板引脚和芯片引脚的连接示意图；图3是本技术实施例一中的压力传感器中B-B方向的压力信号处理装置中印刷电路板和压力信号处理芯片的连接示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本技术，而非对本技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本技术相关的部分而非全部结构。请参阅图1，本技术一实施例提供一种压力传感器。本实施例可适用于检测汽车等基于压控驱动的设备中的空气压力信号(以下简称压力信号)。其中，所述压控驱动设备中包含空气压缩机，所述压力传感器安装在空气压缩机的空气出口侧。空气压缩机可根据所述压力传感器提供的压力信号调整空气压缩机的压缩情况。所述压力传感器包括：压力感应芯片12，封装所述压力感应芯片12的外壳11和载板13，以及压力信号处理装置14。所述外壳11带有开口，为了让空气进口或空气出口的空气进入外壳11内，以便封装在外壳11内的压力感应芯片12能够感应空气气压并产生压力信号。开口的数量可以是一个或多个。开口可设置在外壳11的顶部、侧壁等位置。所述外壳11优选为金属材料，以便利用TO封装技术对压力感应芯片12进行封装。其中，所述外壳11是按照TO封装技术所规定的行业标准采购的。为了便于将压力感应芯片12固定在空气进口管道和空气出口管道内，所述外壳11优选呈阶梯状，如此在汽车制造时，可将所述外壳11卡固在管道内。所述压力感应芯片12是基于MEMS(微机电系统)制造的半导体器件。其至少包含电源引脚、压力信号输出引脚等芯片引脚121。所述芯片引脚121可以呈针状、或贴片状。所述压力感应芯片12利用空气气压-电阻的对应关系，将所感应的气压变化转换成电信号，并将电信号通过芯片引脚121予以输出。例如，所述压力感应芯片12是在单晶硅片上扩散惠斯通电桥，利用桥壁电阻值随气压变化而产生的电压阻效应，产生一差动电压信号，该差动电压信号为压力信号。所述载板13用于将压力感应芯片12所感应的压力信号传递给外部的压力信号处理装置14。所述载板13上设有与芯片引脚121数量对应的载板引脚131，各芯片引脚121和载板引脚131对应电连接。其中，所述载板引脚131贯穿载板板体。所述载板引脚131在载板板体与芯片引脚121固定的一侧可以是贴片状(如焊盘、或金属贴片)、或针状(如金属线、或针脚)。所述载板引脚131在载板板体的另一侧为针状，以便和外部的压力信号处理装置14相连。所述芯片引脚121和载板引脚131可采用焊接的方式固定，如图2所示。优选地，所述载板引脚131与芯片引脚121通过引线键合方式固定在一起。具体地，所述载板引脚131与芯片引脚121电连接一侧为金属线，并利用热、压力、或超声波能量等方式，让该金属线与压力感应芯片12的芯片引脚121发生电子共享或原子的相互扩散，从而使两种金属间实现原子量级上的键合，如此实现芯片与载板13之间的电气互连。特别针对汽车的强震动应用环境，所述载板13与压力感应芯片12之间的缝隙灌注软胶。其中，所述软胶为满足预设弹性系数的绝缘胶体，用以保护压力感应芯片12减轻外部震动对芯片内部及芯片与载板之间电连接的破坏。所述软胶举例为硅胶。被软胶包围的压力感应芯片12能够减少汽车强震对其的破坏。在制造时，采用预设的适宜温度将软胶软化后，灌注在载板13和压力感应芯片12之间，待温度降低后，软胶成为载板13和压力感应芯片12之间的绝缘保护体。所述压力信号处理装置14与所述载板引脚131电连接，用于对所述压力感应芯片12所提供的压力信号进行信号处理。具体地，所述压力信号处理装置14为压力感应芯片12的信号处理电路，用于对所接收的压力信号进行放大、滤波、校准等处理，以便为空气压缩机或其他检测设备提供准确的空气压力值。所述压力信号处理装置14可以是单片机、或集成电路。如图1所示，为了帮助将封装好的压力感应芯片12固定在管道内，同时避免压力信号处理装置14受高压空气的破坏，所述压力信号处理装置14设置在管道之外，故而压力信号处理装置14与载板13本体之间间隔有空间。所述压力信号处理装置14与载板13本体之间间隔的空间可以与管道壁厚相匹配，也可以大于管道壁厚。在一种优选方案中，所述压力信号处理装置14包括：与所述载板引脚131电连接的印刷电路板；以及布置在所述印刷电路板上的至少一个压力信号处理芯片，用于借由所述载板引脚131对所述压力感应芯片12所提供的压力信号进行信号处理。其中，所述印刷电路板为压力感应芯片12和各压力信号处理芯片提供连接电路。所述印刷电路板可以包含一个金属图层、也可以为多个金属图层。所述金属图层为图案化的导电布图，用于为压力感应芯片12和各压力信号处理芯片提供电连接、偏置电压等。当所述印刷电路板为多层时，所述印刷电路板还包括用于贯穿各层的导电孔。为了便于多个压力信号处理芯片的布置，所述载板引脚131固定在印刷电路板的一层金属图层，至少一个压力信号处理芯片142设置在所述印刷电路板的另一层金属图层。例如，如图3所示，所述印刷电路板141包含两层金属图层和连通两金属图层的导电孔143，该两层的金属图层分别位于印刷电路板141的正面和反面，所述载板引脚131本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种压力传感器，其特征在于，包括：带有开口的外壳；用于感应空气压力的压力感应芯片，包含芯片引脚；与所述外壳一起将所述压力感应芯片封装在其中的载板，包括：载板本体和贯穿所述载板板体的载板引脚；所述压力感应芯片的芯片引脚与位于所述载板本体一侧的载板引脚对应连接；压力信号处理装置，与所述载板本体另一侧的载板引脚电连接，用于对所述压力感应芯片所提供的压力信号进行信号处理。

【技术特征摘要】
1.一种压力传感器，其特征在于，包括：带有开口的外壳；用于感应空气压力的压力感应芯片，包含芯片引脚；与所述外壳一起将所述压力感应芯片封装在其中的载板，包括：载板本体和贯穿所述载板板体的载板引脚；所述压力感应芯片的芯片引脚与位于所述载板本体一侧的载板引脚对应连接；压力信号处理装置，与所述载板本体另一侧的载板引脚电连接，用于对所述压力感应芯片所提供的压力信号进行信号处理。2.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，所述外壳呈阶梯状；和/或，所述压力信号处理装置与所述载板本体之间间隔有空间。3.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，所述载板引脚与芯片引脚通过引线键合方式固定在一起。4.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，所述载板与压力感应芯片之间的缝隙灌注软胶。5.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，所述压力...

【专利技术属性】
技术研发人员：缪建民，阮宏飞，
申请(专利权)人：华景传感科技无锡有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32