一种集成式隔离封装的压力传感器制造技术

本发明专利技术属于压力传感器领域，公开了集成式隔离封装的压力传感器，包括烧结基座；烧结基座一端上设置压圈，压圈与烧结基座之间设置隔离膜片；烧结基座另一端上设置基板，基板上设置补偿电路，补偿电路与烧结基座的管脚连接；基板与烧结基座之间设置塑料垫圈；烧结基座内设置陶瓷厚膜电路基底，陶瓷厚膜电路基底上设置连接电路、MEMS硅电容压力芯片和ASIC信号处理芯片；MEMS硅电容压力芯片通过连接电路与ASIC信号处理芯片连接，ASIC信号处理芯片通过连接电路与烧结基座的管脚连接；烧结基座一端上开设硅油灌注孔，硅油灌注孔内设置密封件，烧结基座内填充硅油。可以实现在更小尺寸下获得更高的灵敏度和测量精度，对热效应较不敏感，可承受超过更大的过压。可承受超过更大的过压。可承受超过更大的过压。

【技术实现步骤摘要】
一种集成式隔离封装的压力传感器


[0001]本专利技术属于压力传感器领域，涉及一种集成式隔离封装的压力传感器。

技术介绍

[0002]压力传感器是工业实践中最为常用的一种传感器，一般普通压力传感器的输出为模拟信号，模拟信号是指信息参数在给定范围内表现为连续的信号，或在一段连续的时间间隔内，其代表信息的特征量可以在任意瞬间呈现为任意数值的信号。目前，普遍的压力测量技术是压阻技术，通过在薄片表面形成半导体变形压力，通过压力使薄片变形而产生压电阻抗效果，从而使阻抗的变化转换成电信号。
[0003]但是，基于压阻技术的压力传感器受温度变化的影响很大，随着时间的推移会出现明显的零点和量程漂移，并且很容易被意外的过压破坏，导致其改善空间有限，越来越难适应高灵敏度的压力测量需求。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种集成式隔离封装的压力传感器。
[0005]为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
[0006]一种集成式隔离封装的压力传感器，包括烧结基座；
[0007]烧结基座一端上设置压圈，压圈与烧结基座之间设置隔离膜片；烧结基座另一端上设置基板，基板上设置补偿电路，补偿电路与烧结基座的管脚连接；基板与烧结基座之间设置塑料垫圈；烧结基座内设置陶瓷厚膜电路基底，陶瓷厚膜电路基底上设置连接电路、MEMS硅电容压力芯片和ASIC信号处理芯片；MEMS硅电容压力芯片通过连接电路与ASIC信号处理芯片连接，ASIC信号处理芯片通过连接电路与烧结基座的管脚连接；烧结基座一端上开设硅油灌注孔，硅油灌注孔内设置密封件，烧结基座内填充硅油；
[0008]其中，MEMS硅电容压力芯片用于将被测压力转换为电容信号，并发送至ASIC信号处理芯片；ASIC信号处理芯片用于电容信号的温度补偿和非线性修正，得到修正电容信号；补偿电路用于修正电容信号的滤波和输出。
[0009]本专利技术进一步的改机在于：
[0010]所述补偿电路为输出为I2C接口协议的补偿电路。
[0011]还包括接插件，接插件与补偿电路的输出端连接。
[0012]所述烧结基座的外侧开设密封环槽，密封环槽内设置密封圈。
[0013]所述密封环槽的宽度为2.4mm或3.5mm。
[0014]所述陶瓷厚膜电路基底为双面厚膜电路基底，连接电路设置在双面厚膜电路基底的两侧，双面厚膜电路基底远离MEMS硅电容压力芯片和ASIC信号处理芯片的一侧上设置覆盖该侧连接电路的绝缘层。
[0015]所述MEMS硅电容压力芯片和ASIC信号处理芯片粘接在陶瓷厚膜电路基底上。
[0016]所述陶瓷厚膜电路基底为96％Al2O3陶瓷材质。
[0017]所述陶瓷厚膜电路基底的热膨胀系数与MEMS硅电容压力芯片和ASIC信号处理芯片的热膨胀系数之间的误差不大于3.0ppm/℃。
[0018]所述烧结基座为不锈钢一体化烧结基座，所述压圈与烧结基座焊接连接。
[0019]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0020]本专利技术集成式隔离封装的压力传感器，通过将MEMS硅电容压力芯片与ASIC信号处理芯片同时置入传感器腔体内部，最大限度的减小两只芯片距离，降低整个压力传感器的体积，并有利于ASIC信号处理芯片接收到MEMS硅电容压力芯片输出的小信号，创新性的在传感器腔体内部填充硅油，被测压力通过隔离膜片和灌注的硅油传递到具有精密力学结构的MEMS硅电容压力芯片上，实现了被测压力和电容信号的精确转换，继而实现被测压力的准确测量。同时，通过应用精度和稳定性更高的MEMS硅电容压力芯片和ASIC信号处理芯片，避开了现有扩散硅原理的部分缺点，可以实现在更小尺寸下获得更高的灵敏度和测量精度，同时自身对热效应较不敏感，并且可承受超过更大的过压。
[0021]进一步的，该集成式隔离封装的压力传感器的密封环槽的宽度为2.4mm或3.5mm，在压力≤3.5Mpa时可采用宽度为2.4mm的密封环槽，在压力＞3.5MP时，可采用宽度为3.5mm的密封环槽，以适应不同的压力环境。
[0022]进一步的，该集成式隔离封装的压力传感器的陶瓷厚膜电路基底为双面厚膜电路基底，连接电路设置在双面厚膜电路基底的两侧，双面厚膜电路基底远离MEMS硅电容压力芯片和ASIC信号处理芯片的一侧上设置覆盖该侧连接电路的绝缘层。采用双面厚膜电路基底，将连接电路设置在双面厚膜电路基底的两侧，以最大程度上降低陶瓷厚膜电路基底的体积，进而降低整个压力传感器的体积，提升对工作环境的适应性。
[0023]进一步的，集成式隔离封装的压力传感器的陶瓷厚膜电路基底的热膨胀系数与MEMS硅电容压力芯片和ASIC信号处理芯片的热膨胀系数之间的误差不大于3.0ppm/℃，以尽量减小热效应对测量的影响，保证测量精度。
附图说明
[0024]图1为本专利技术的集成式隔离封装的压力传感器爆炸图；
[0025]图2为本专利技术的陶瓷厚膜电路基底正面示意图；
[0026]图3为本专利技术的陶瓷厚膜电路基底背面示意图。
[0027]其中：1
‑
压圈；2
‑
隔离膜片；3
‑
MEMS硅电容压力芯片；4
‑
ASIC信号处理芯片；5
‑
陶瓷厚膜电路基底；6
‑
烧结基座；7
‑
密封圈；8
‑
密封件；9
‑
塑料垫圈；10
‑
基板；11
‑
接插件；5
‑1‑
金线；5
‑2‑
银导线；5
‑3‑
玻璃釉；5
‑4‑
陶瓷；5
‑5‑
绝缘层。
具体实施方式
[0028]为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。
[0029]需要说明的是，本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本专利技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0030]下面结合附图对本专利技术做进一步详细描述：
[0031]参见图1，本专利技术一实施例中，提供一种集成式隔离封装的压本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种集成式隔离封装的压力传感器，其特征在于，包括烧结基座(6)；烧结基座(6)一端上设置压圈(1)，压圈(1)与烧结基座(6)之间设置隔离膜片(2)；烧结基座(6)另一端上设置基板(10)，基板(10)上设置补偿电路，补偿电路与烧结基座(6)的管脚连接；基板(10)与烧结基座(6)之间设置塑料垫圈(9)；烧结基座(6)内设置陶瓷厚膜电路基底(5)，陶瓷厚膜电路基底(5)上设置连接电路、MEMS硅电容压力芯片(3)和ASIC信号处理芯片(4)；MEMS硅电容压力芯片(3)通过连接电路与ASIC信号处理芯片(4)连接，ASIC信号处理芯片(4)通过连接电路与烧结基座(6)的管脚连接；烧结基座(6)一端上开设硅油灌注孔，硅油灌注孔内设置密封件(8)，烧结基座(6)内填充硅油；其中，MEMS硅电容压力芯片(3)用于将被测压力转换为电容信号，并发送至ASIC信号处理芯片(4)；ASIC信号处理芯片(4)用于电容信号的温度补偿和非线性修正，得到修正电容信号；补偿电路用于修正电容信号的滤波和输出。2.根据权利要求1所述的集成式隔离封装的压力传感器，其特征在于，所述补偿电路为输出为I2C接口协议的补偿电路。3.根据权利要求1所述的集成式隔离封装的压力传感器，其特征在于，还包括接插件(11)，接插件(11)与补偿电路的输出端连接。4.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：王刚，刘磊，徐改，
申请(专利权)人：麦克传感器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：