一种温度压力传感器制造技术

一种温度压力传感器，包括：壳体，壳体上设置有一流体导入口；设置于壳体内的压力敏感组件，包括：一横向延伸的陶瓷板；设置于下腔内的温度敏感组件，包括一温度传感器，温度传感器的两个连接端各依次通过一个弹性连接体、一导电针及一导电体电连接至电路板；导电针各自对应地穿设陶瓷板上开设的两个过孔，导电针与对应过孔之间的间隙被由玻璃材料制成的密封体所密封；流体导入口连通至下腔。上述温度压力传感器通过将压力芯体设置于陶瓷板上，由于硅压阻式压力敏感元件的硅衬底与陶瓷板具有较为接近的CTE，因此耐用性较强；而且，由于玻璃材料具有与陶瓷较为接近的CTE，而且化学亲和性强，结合性能好，同时简化了制作工艺、降低了制造成本。制造成本。制造成本。

【技术实现步骤摘要】
一种温度压力传感器


[0001]本技术涉及传感器
，具体涉及一种温度压力传感器。

技术介绍

[0002]本部分中的陈述仅提供与本技术相关的背景信息并且可以不构成现有技术。
[0003]压力敏感元件按原理不同分为应变式、压阻式、电容式、电阻应变片式等类型。其中，压阻式压力传感器通常利用单晶硅的压阻效应而构成，其采用单晶硅片为弹性元件，在单晶硅膜片上利用集成电路的工艺，在单晶硅的特定方向扩散一组等值电阻，并将电阻接成桥路，单晶硅片置于传感器腔内。当压力发生变化时，单晶硅产生应变，使直接扩散在上面的应变电阻产生与被测压力成正比的变化，再由桥式电路获相应的电压输出信号。
[0004]压阻式压力传感器，通常采用金属基板，其与用于导电的金属插针之间一般采用密封胶进行密封连接，由于热膨胀系数的差异，这种压力传感器不能直接在金属基板上直接贴装MEMS(Micro
‑
Electro
‑
Mechanical System，微机电系统)芯片，因此芯片需要贴接于额外设置的中间过渡层上，另外由于粘接胶水的特性影响，也容易导致测量信号输出不稳定；或者采用金属
‑
玻璃封接方式，此时则要求玻璃要和金属基板的热膨胀系数相匹配，玻璃和金属基板必须经过清洁处理以避免漏气或爆裂，而且还需要退火处理以减轻应力。
[0005]也有少数一些压阻式压力传感器以陶瓷材料作为基板。例如，公开号为 CN112611504A的中国专利申请，公开了一种组合式的温度压力传感器，包括陶瓷件、电路板、绝缘座及温度敏感元件。其中，电路板安装于陶瓷件上端，压力敏感元件安装于陶瓷件上表面并与电路板电性连接；温度敏感元件设置于绝缘座上，并其通过导电弹片、导电元件(例如金属探针)与电路板实现电连接。在这种情况下对穿过陶瓷基板的导电元件进行密封时，则需要通过先将过孔金属化，即先镀以Mo
‑
Mn合金，再镀一层金属Ni，并用Au
‑
Cu合金焊料钎焊，从而达到热膨胀系数(CTE，coefficient of thermal expansion)的过渡和适配。因此，这种工艺非常复杂，且成本很高。
[0006]上述技术存在的问题是：对于温度压力传感器而言，用密封胶密封金属基板上的过孔，通常会导致密封强度不够，耐用性不佳；使用金属玻璃封接工艺时，工艺较为复杂，且密封质量也不高；而在使用陶瓷基板时，必须的过孔金属化工艺使得工艺更为复杂，成本也更高。

技术实现思路

[0007]针对现有技术的不足，本技术提供了一种温度压力传感器，在不使用金属化工艺的前提下，实现陶瓷基板与导电元件之间的高质量封接。
[0008]为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种温度压力传感器，包括：
[0009]壳体，所述壳体上设置有一流体导入口；
[0010]设置于壳体内的压力敏感组件，包括：一横向延伸的陶瓷板，其将所述壳体的内腔隔断为纵向相对的上腔和下腔，所述陶瓷板上设有连通所述上腔和所述下腔的孔道；设置
于所述上腔中的一压力芯体，其固定于所述陶瓷板上且其感压面封堵于所述孔道的对应一端；及设置于所述上腔中且固定于所述陶瓷板上的一电路板；
[0011]及设置于所述下腔内的温度敏感组件，包括一温度传感器，所述温度传感器的两个连接端各依次通过一个弹性连接体、一导电针及一导电体电连接至所述电路板；所述导电针各自对应地穿设所述陶瓷板上开设的两个过孔，所述导电针与对应过孔之间的间隙被由玻璃材料制成的密封体所密封；所述流体导入口连通至所述下腔。
[0012]优选地，所述温度敏感组件还包括一安装座，所述安装座由绝缘材料制成，所述弹性连接体的中部嵌埋于所述安装座内；所述弹性连接体的远离所述流体导入口的一端大致沿横向延伸而形成抵接部，抵接部抵接于所述导电针上；所述弹性连接体的朝向所述流体导入口的一端形成竖直部，竖直部与对应的连接端固定并电连接。
[0013]优选地，所述安装座包括横向延伸的盘体及一端朝远离所述流体导入口的一侧连接于所述盘体上的板体；两个所述弹性连接体的竖直部沿所述盘体的宽度方向间隔设置，所述板体的靠近所述流体导入口的一端固定有纵向延伸的延伸部，两个所述竖直部分别位于所述延伸部的相对两侧并横向抵近或抵接所述延伸部。
[0014]优选地，所述延伸部朝所述流体导入口一侧抵近或抵接所述温度传感器，两个所述连接端分别位于所述延伸部的相对两侧并横向抵近或抵接所述延伸部。
[0015]优选地，所述流体导入口内固定有保护套管，所述安装座的靠近所述流体导入口的一端伸入所述保护套管内，所述流体导入口的内壁、所述保护套管及所述安装座之间留有与所述下腔连通的压力导入间隙；所述压力导入间隙包括：所述保护套管与所述流体导入口之间的第一压力导入间隙，和或所述保护套管与所述安装座之间的第二压力导入间隙。
[0016]优选地，所述板体的厚度方向两侧朝内凹陷形成横向延伸的定位凹槽，所述保护套管的内壁的横向相对两侧表面朝外凸伸形成定位凸楞并对应抵入两个所述定位凹槽内。
[0017]优选地，所述壳体包括纵向对接的第一壳体和位于所述第一壳体的远离所述流体导入口一侧的第二壳体；所述第二壳体的远离所述流体导入口的一侧设有第二定位台阶；所述第一壳体的远离所述流体导入口的一端横向朝内延伸形成抱压部；所述抱压部朝所述流体导入口一侧抱压于所述第二定位台阶的台阶面上。
[0018]优选地，所述陶瓷板的周缘上间隔地设有多个纵向贯通的定位凹部，所述第二壳体的靠近所述流体导入口的一端周缘朝所述流体导入口的一侧凸伸形成多个第一定位凸部，每个所述第一定位凸部朝所述流体导入口一侧伸入其中的一个所述定位凹部内。
[0019]优选地，所述第一壳体的内壁朝内侧凸伸形成多个第二定位凸部；所述陶瓷板的厚度方向沿纵向设置且其厚度大于所述第一定位凸部的纵向长度，所述第二定位凸部朝远离所述一侧伸入其中的一个所述定位凹部内。
[0020]优选地，所述第一壳体的内壁上形成一朝向所述第二壳体一侧的挡止面，所述第二壳体的朝向所述第一壳体一侧的一端上形成一第一定位台阶，所述第一定位台阶及所述第一定位台阶分别于纵向两侧抵接所述陶瓷板上；所述挡止面上设置有第一密封槽，所述第一密封槽内设置有第一密封圈。
[0021]优选地，所述第二壳体的远离所述第一壳体的一端上一体地连接有用于电气连接的插钮；所述第二壳体上设置有用于向所述下腔中导入参考压力介质的导压孔，所述导压
孔纵向延伸且其远离所述下腔的一端伸入所述插钮内；多个插针的一端与所述电路板电连接，所述插针的另一端密封地穿过所述第二壳体后伸入所述插钮内。
[0022]优选地，所述电路板包括第一板体、由第一板体的横向一端朝远离所述流体导入口的一侧垂直折弯而形成的第二板体、由第二板体的远离所述第一板体的一端朝第一板体的横向另一端垂直折弯而形成的第三板体、由第三板体的远离所述第二板体的另一端朝远离所述第一板体的一侧垂直折弯而形成本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种温度压力传感器，其特征在于，包括：壳体，所述壳体上设置有一流体导入口(30)；设置于壳体内的压力敏感组件(1)，包括：一横向延伸的陶瓷板(101)，其将所述壳体的内腔隔断为纵向相对的上腔(02a)和下腔(01a)，所述陶瓷板(101)上设有连通所述上腔(02a)和所述下腔(01a)的孔道(10d)；设置于所述上腔(02a)中的一压力芯体(103)，其固定于所述陶瓷板(101)上且其感压面封堵于所述孔道(10d)的对应一端；及设置于所述上腔(02a)中且固定于所述陶瓷板(101)上的一电路板(104)；及设置于所述下腔(01a)内的温度敏感组件(2)，包括一温度传感器(23)，所述温度传感器(23)的两个连接端(22)各依次通过一个弹性连接体(21)、一导电针(110)及一导电体(106)电连接至所述电路板(104)；所述导电针(110)各自对应地穿设所述陶瓷板(101)上开设的两个过孔(10e)，所述导电针(110)与对应过孔(10e)之间的间隙被由玻璃材料制成的密封体(111)所密封；所述流体导入口(30)连通至所述下腔(01a)。2.根据权利要求1所述的温度压力传感器，其特征在于，所述温度敏感组件(2)还包括一安装座(20)，所述安装座(20)由绝缘材料制成，所述弹性连接体(21)的中部嵌埋于所述安装座(20)内；所述弹性连接体(21)的远离所述流体导入口(30)的一端大致沿横向延伸而形成抵接部(212)，抵接部(212)抵接于所述导电针(110)上；所述弹性连接体(21)的朝向所述流体导入口(30)的一端形成竖直部(211)，竖直部(211)与对应的连接端(22)固定并电连接。3.根据权利要求2所述的温度压力传感器，其特征在于，所述安装座(20)包括横向延伸的盘体(201)及一端朝远离所述流体导入口(30)的一侧连接于所述盘体(201)上的板体(202)；两个所述弹性连接体(21)的竖直部(211)沿所述盘体(201)的宽度方向间隔设置，所述板体(202)的靠近所述流体导入口(30)的一端固定有纵向延伸的延伸部(203)，两个所述竖直部(211)分别位于所述延伸部(203)的相对两侧并横向抵近或抵接所述延伸部(203)。4.根据权利要求3所述的温度压力传感器，其特征在于，所述延伸部(203)朝所述流体导入口(30)一侧抵近或抵接所述温度传感器(23)，两个所述连接端(22)分别位于所述延伸部(203)的相对两侧并横向抵近或抵接所述延伸部(203)。5.根据权利要求3所述的温度压力传感器，其特征在于，所述流体导入口(30)内固定有保护套管(7)，所述安装座(20)的靠近所述流体导入口(30)的一端伸入所述保护套管(7)内，所述流体导入口(30)的内壁、所述保护套管(7)及所述安装座(20)之间留有与所述下腔(01a)连通的压力导入间隙；所述压力导入间隙包括：所述保护套管(7)与所述流体导入口(30)之间的第一压力导入间隙(03a)，和/或所述保护套管(7)与所述安装座(20)之间的第二压力导入间隙(04a)。6.根据权利要求5所述的温度压力传感器，其特征在于，所述板体(202)的厚度方向两侧朝内凹陷形成横向延伸的定位凹槽(20c)，所述保护套管(7)的内壁的横向相对两侧表面朝外凸伸形成定位凸楞(70c)并对应抵入两个所述定位凹槽(20c)内。7.根据权利要求5所述的温度压力传感器，其特征在于，所述壳体包括纵向对接的第一壳体(3)和位于所述第一壳体(3)的远离所述流体导入口(30)一侧的第二壳体(4)；所述第二壳体(4)的远离所述流体导入口(30)的一侧设有第二定位台阶(402)；所述第一壳体(3)的远离所述流体导入口(30)的一端横向朝内延伸形成抱压部(302)；所述抱压部(302)朝所
述流体导入口(30)一侧抱压于所述第二定位台阶(402)的台...

【专利技术属性】
技术研发人员：王小平，曹万，吴林，梁世豪，吴培宝，王浩，赵秀平，
申请(专利权)人：武汉飞恩微电子有限公司，
类型：新型
国别省市：