一种差压溅射薄膜压力敏感元件及其封装方法技术

本发明专利技术公开了一种差压溅射薄膜压力敏感元件及其封装方法，溅射薄膜压力敏感元件的薄膜表面浸泡于硅油中，用来测量压力；带陶瓷密封的环形电连接器将溅射薄膜压力敏感元件的电路信号引出封装壳体；硅油将压力传递到溅射薄膜压力敏感元件的薄膜表面；膜片将单侧的测量压力传递到硅油上；压环、膜片与环形电连接器的外壳焊接到一起，密封硅油。差压封装的溅射薄膜压力敏感元件，是将作用在膜片及溅射薄膜压力敏感元件上的两个大小不同的压力共同作用，使得溅射薄膜敏感元件的应变区产生不同的应变，使得溅射薄膜敏感元件的四个薄膜电阻产生不同的电阻变化，最终在惠斯顿电桥的连接下产生一定比例的信号输出，从而达到差压测量的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种差压溅射薄膜压力敏感元件及其封装方法
本专利技术属于压力测量
，具体涉及一种溅射薄膜敏感元件及其封装方法。
技术介绍
根据压力测量的参考点不同，压力传感器分为表压型、差压型和绝压型三种类型。由溅射薄膜压力敏感元件制作的压力传感器是典型的表压型压力传感器。溅射薄膜压力敏感元件，采用了应变式电阻结构，在不锈钢基底上，采用离子束溅射镀膜、离子束刻蚀以及微加工工艺相配合，制成薄膜压敏结构，并通过特定的薄膜构成，使得四个薄膜电阻(R1、R2、R3、R4)感受压力后形成等比例的电阻值增大或减小，再通过惠斯顿电桥结构，使薄膜敏感元件能够将感受到的压力大小转化成电压信号输出。常见的差压传感器种类有压阻式和电容式两种结构。电容式差压传感器的工作原理：压力传感器被测介质的两种压力通入高、低两压力室，作用在电容式差压传感器敏感元件的两侧隔离片上，通过隔离片和元件内的填充液传送到测量膜片两侧。当两侧压力不一致时，致使测量膜片产生位移，其位移量和压力差成正比，故两侧电容量就不等，通过振荡和解调环节，转换成与压力成正比的信号。压阻式差压传感器是根据半导体材料的压阻效应在半导体材料的基片上经扩散电阻而制成的器件。其基片可直接作为测量传感元件，扩散电阻在基片内接成电桥形式。当基片受到两侧大小不一致的外力作用而产生形变时，各电阻值将发生变化，电桥就会产生相应的不平衡输出。用作压阻式差压传感器的基片材料主要为硅片和锗片，尤其以硅压阻式传感器应用最为普遍。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种差压溅射薄膜压力敏感元件及其封装方法，将用于表压测量的溅射薄膜压力敏感元件，扩展到能够进行差压测量的应用领域。用于实现本专利技术的技术方案如下所述。一种差压溅射薄膜压力敏感元件，其特征在于：包括一个金属材料制成的罩筒形溅射薄膜压力敏感元件，陶瓷密封的环形电连接器，承受并传递压力的膜片，起到压力传递作用的硅油，用于焊接封装的压环；其中溅射薄膜压力敏感元件的薄膜表面浸泡于硅油中，用来测量压力；带陶瓷密封的环形电连接器将溅射薄膜压力敏感元件的电路信号引出封装壳体；硅油将压力传递到溅射薄膜压力敏感元件的薄膜表面；膜片将单侧的测量压力传递到硅油上；压环、膜片与环形电连接器的外壳焊接到一起，密封硅油。本专利技术通过简单的封装方法，将只能进行表压测量的溅射薄膜敏感元件的非承压面封装成能够进行双方向同时测量的差压型薄膜压力敏感元件，使溅射薄膜压力敏感元件的两端都能够进行压力测量，从而达到使溅射薄膜压力敏感元件进行差压测量的目的。经差压封装的溅射薄膜压力敏感元件，当两侧受到压力时，两侧压力同时作用在溅射薄膜压力敏感元件的应变区两侧，不同的压力差会使得溅射薄膜敏感元件的应变区产生不同的应变，使得溅射薄膜敏感元件的四个薄膜电阻(R1、R2、R3、R4)产生不同的电阻变化，最终在惠斯顿电桥的连接下产生一定比例的信号输出，从而达到差压测量的目的。本专利技术具有如下优点：一、结构简单，容易操作。该差压封装方法仅利用两道外壳的焊接及一步锡焊连接引线连接即可实现，不用太复杂的设备，十分容易实现。二、提高溅射薄膜敏感元件应用范围。该差压封装方法可以使得溅射薄膜压力敏感元件的应用范围扩展到差压领域，极大提高了溅射薄膜压力敏感元件的应用范围。三、完全继承并保留溅射薄膜压力敏感元件的特点。由于封装的是溅射薄膜敏感元件，封装工艺方法并不影响压力敏感元件的特性，其精度高、稳定性高、使用温度范围广及动态频响高的特点也完全继承下来，较常用的压阻式及电容式差压传感器具有明显的优势。附图说明图1是本专利技术的一个具体实施案例的结构示意图。图2是本专利技术溅射薄膜压力敏感元件的结构示意图。图3是本专利技术压环的结构示意图。图4是本专利技术陶瓷封装的电连接器的结构示意图。图中：1－溅射薄膜压力敏感元件，2－电连接器，3－膜片，4－压环，5、8－焊缝，6－硅油，7－导线，9－外壳，10－陶瓷密封体，11－镀金插针，12-焊盘。具体实施方式以下将结合附图对本
技术实现思路
做进一步说明，但本专利技术的实际制作结构并不仅限于下述的实施例。参见图1，一种差压溅射薄膜压力敏感元件，包含溅射薄膜压力敏感元件1、陶瓷密封环形电连接器2(见图4)、膜片3、压环4(见图3)、硅油6及连接导线7。通过两道焊缝5和8将溅射薄膜压力敏感元件1密封在硅油6中，膜片3与硅油6能够将压力二传递到溅射薄膜压力敏感元件1上，与直接作用在溅射薄膜压力敏感元件1上的压力一共同作用，使得溅射薄膜敏感元件1的应变区产生不同的应变，使得溅射薄膜敏感元件1的四个薄膜电阻(R1、R2、R3、R4)(见图2)产生不同的电阻变化，最终在惠斯顿电桥的连接下产生一定比例的信号输出，从而达到差压(压力一与压力二)测量的目的。膜片3是厚度为0.02mm的不锈钢薄片；该新型溅射薄膜压力敏感元件的差压封装方法包括以下步骤：(1)溅射薄膜压力敏感元件1的焊盘12以锡焊的方法引出导线7，并将导线7的另一端，同样以锡焊的方法连接到环形陶瓷密封电连接器2的镀金插针11上；(2)采用激光焊接方法，将环形陶瓷密封电连接器2的外壳9与溅射薄膜压力敏感元件1焊接到一起，形成激光焊缝8；(3)在环形陶瓷密封电连接器2与溅射薄膜压力敏感元件1所形成的空腔内，填充满硅油6；(4)用膜片3及压环4封住硅油6，并用激光焊接方法将环形陶瓷密封电连接器2的外壳9、膜片3和压环4焊接到一起，形成焊缝5；(5)通过环形陶瓷密封电连接器2的镀金插针11测试溅射薄膜压力敏感元件1的电性能参数，确保整个差压溅射敏感元件1的各项指标正常。以上所述，仅为本专利技术较佳的具体实施方式，但本专利技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
的技术人员在本专利技术揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种差压溅射薄膜压力敏感元件，其特征在于：包括一个金属材料制成的罩筒形溅射薄膜压力敏感元件(1)，陶瓷密封的环形电连接器(2)，承受并传递压力的膜片(3)，起到压力传递作用的硅油(6)，用于焊接封装的压环(4)；溅射薄膜压力敏感元件(1)的薄膜表面浸泡于硅油(6)中，用来测量压力；带陶瓷密封的环形电连接器(2)将溅射薄膜压力敏感元件的电路信号引出封装壳体；硅油(6)将压力传递到溅射薄膜压力敏感元件(1)的薄膜表面；膜片(3)将单侧的测量压力传递到硅油(6)上；压环(4)、膜片(3)与环形电连接器(2)的外壳(9)焊接到一起，密封硅油(6)。

【技术特征摘要】
1.一种差压溅射薄膜压力敏感元件，其特征在于：包括一个金属材料制成的罩筒形溅射薄膜压力敏感元件(1)，陶瓷密封的环形电连接器(2)，承受并传递压力的膜片(3)，起到压力传递作用的硅油(6)，用于焊接封装的压环(4)；溅射薄膜压力敏感元件(1)的薄膜表面浸泡于硅油(6)中，用来测量压力；带陶瓷密封的环形电连接器(2)将溅射薄膜压力敏感元件的电路信号引出封装壳体；硅油(6)将压力传递到溅射薄膜压力敏感元件(1)的薄膜表面；膜片(3)将单侧的测量压力传递到硅油(6)上；压环(4)、膜片(3)与环形电连接器(2)的外壳(9)焊接到一起，密封硅油(6)。2.根据权利要求1所述的差压溅射薄膜压力敏感元件，其特征在于：所述敏感元件的封装方法包括以下步骤：(1)、在溅射薄膜压力...

【专利技术属性】
技术研发人员：戚龙，陈鹏，张颖英，彭旗，李莹，杜雷涛，
申请(专利权)人：陕西电器研究所，
类型：发明
国别省市：陕西,61