一种谐振式体波力传感器敏感单元结构制造技术

本技术涉及一种谐振式体波力传感器敏感单元结构，包括上承载体、压电芯片和下承载体，所述的上承载体与下承载体上下对称叠放设置，所述的上承载体与下承载体之间拼接形成腔体，该腔体内部安装有压电芯片，所述的压电芯片上设有芯片电极，所述的腔体上下贯通，所述的上承载体上端设置有覆盖层，所述的下承载体下端设置有贴片层，所述的腔体的上、下两端口通过覆盖层和贴片层封住形成一密闭空间，所述的贴片层下端安装有IC，该贴片层上端设有与IC相连的连接电极，所述的连接电极与芯片电极之间通过导电柱体连通。本技术方便于敏感单元的量产化与标准化，且方便安装于弹性体上，可自由拆换，减少传感器安装与更换的风险，大幅减低制造成本。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及谐振式体波力传感器，特别是涉及一种谐振式体波力传感器敏感单元结构。

技术介绍

1、谐振式传感器，又称为频率式传感器，将被测物理量转化为频率单位，当外部物理量产生改变时，频率产生变化，藉由变化数值，可判断其感应结果，以压电材料作为敏感单元内振动芯片的主要材料，具备高精度、高灵敏度、快速响应、低迟滞、高刚性等传感器优势。

2、以谐振式体波为基础的力与力矩传感器敏感单元结构可应用于制造业、自动化产业、生物医疗、汽车产业、航天航空等。

3、现有的谐振式体波力传感器敏感单元结构结构复杂，不方便敏感单元的量产化与标准化，而且敏感单元结构内部的压电芯片的寿命不会太长，容易影响敏感单元结构的可靠度与稳定性。

技术实现思路

1、本技术所要解决的技术问题是提供一种谐振式体波力传感器敏感单元结构，此结构方便于敏感单元的量产化与标准化，且方便安装于弹性体上，可自由拆换，减少传感器安装与更换的风险，大幅减低制造成本。

2、本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种谐振式体波力传感器敏感单元结构，包括上承载体、压电芯片和下承载体，所述的上承载体与下承载体上下对称叠放设置，所述的上承载体与下承载体之间拼接形成腔体，该腔体内部安装有压电芯片，所述的压电芯片上设有芯片电极，所述的腔体上下贯通，所述的上承载体上端设置有覆盖层，所述的下承载体下端设置有贴片层，所述的腔体的上、下两端口通过覆盖层和贴片层封住形成一密闭空间，所述的贴片层下端安装有ic，该贴片层上设有与ic相连的连接电极，所述的连接电极与芯片电极之间通过导电柱体连通。

3、作为对本技术所述的技术方案的一种补充，所述的上承载体与下承载体之间采用胶黏或焊接固定。

4、作为对本技术所述的技术方案的一种补充，所述的压电芯片的压电材料为石英、铌酸锂、钽酸锂、pvdf或者陶瓷材料。

5、作为对本技术所述的技术方案的一种补充，所述的压电芯片选用石英材料，晶体切型为at切型。

6、作为对本技术所述的技术方案的一种补充，所述的贴片层为pcb板。

7、作为对本技术所述的技术方案的一种补充，所述的芯片电极、导电柱体以及连接电极均为导电材料，所述的导电材料为金、银或铜。

8、作为对本技术所述的技术方案的一种补充，所述的压电芯片为正方形或者长方形的薄膜结构。

9、作为对本技术所述的技术方案的一种补充，所述的压电芯片薄膜结构的厚度为t，范围为1um≤t≤100um。

10、作为对本技术所述的技术方案的一种补充，所述的上承载体和下承载体采用相同的结构，均包括有前部力承载边、后部力承载边、内六边形框架和芯片平台，所述的内六边形框架内壁的两侧均开设有一凹槽，两个凹槽形成芯片平台，所述的前部力承载边和后部力承载边分别设置于内六边形框架的前后两侧，所述的压电芯片安装固定在芯片平台上。

11、作为对本技术所述的技术方案的一种补充，所述的前部力承载边与内六边形框架之间以及后部力承载边与内六边形框架之间均设置有应力集中结构，该应力集中结构的结构为圆边、方边或多边形。

12、有益效果：本技术涉及一种谐振式体波力传感器敏感单元结构，上承载体和下承载体经过稳固贴合后，使得腔体形成一密闭空间，可以达到高真空度，或是低气体压力的一空间环境，可使压电芯片的寿命延长，增加其可靠度与稳定性，从而让传感器有较长的使用寿命。本实用使用上下盖直接封装方式，将上下承载体作为敏感单元进行气密封装，可使用黏胶或者激光焊封方式，进行覆盖层与贴片层的贴合，在贴合的高低温制造过程中，不产生封装体形变，对于传感器承力结构不产生感应过程上的误差。

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【技术保护点】

1.一种谐振式体波力传感器敏感单元结构，包括上承载体(102)、压电芯片(103)和下承载体(105)，其特征在于：所述的上承载体(102)与下承载体(105)上下对称叠放设置，所述的上承载体(102)与下承载体(105)之间拼接形成腔体(106)，该腔体(106)内部安装有压电芯片(103)，所述的压电芯片(103)上设有芯片电极(104)，所述的腔体(106)上下贯通，所述的上承载体(102)上端设置有覆盖层(101)，所述的下承载体(105)下端设置有贴片层(109)，所述的腔体(106)的上、下两端口通过覆盖层(101)和贴片层(109)封住形成一密闭空间，所述的贴片层(109)下端安装有IC(110)，该贴片层(109)上设有与IC(110)相连的连接电极(108)，所述的连接电极(108)与芯片电极(104)之间通过导电柱体(107)连通。

2.根据权利要求1所述的一种谐振式体波力传感器敏感单元结构，其特征在于：所述的上承载体(102)与下承载体(105)之间采用胶黏或焊接固定。

3.根据权利要求1所述的一种谐振式体波力传感器敏感单元结构，其特征在于：所述的压电芯片(103)的压电材料为石英、铌酸锂、钽酸锂、PVDF或者陶瓷材料。

4.根据权利要求3所述的一种谐振式体波力传感器敏感单元结构，其特征在于：所述的压电芯片(103)选用石英材料，晶体切型为AT切型。

5.根据权利要求1所述的一种谐振式体波力传感器敏感单元结构，其特征在于：所述的贴片层(109)为PCB板。

6.根据权利要求1所述的一种谐振式体波力传感器敏感单元结构，其特征在于：所述的芯片电极(104)、导电柱体(107)以及电极(108)均为导电材料，所述的导电材料为金、银或铜。

7.根据权利要求1所述的一种谐振式体波力传感器敏感单元结构，其特征在于：所述的压电芯片(103)为正方形或者长方形的薄膜结构。

8.根据权利要求7所述的一种谐振式体波力传感器敏感单元结构，其特征在于：所述的压电芯片(103)薄膜结构的厚度为T，范围为1um≤T≤100um。

9.根据权利要求1所述的一种谐振式体波力传感器敏感单元结构，其特征在于：所述的上承载体(102)和下承载体(105)采用相同的结构，均包括有前部力承载边(111)、后部力承载边(112)、内六边形框架(113)和芯片平台(114)，所述的内六边形框架(113)内壁的两侧均开设有一凹槽，两个凹槽形成芯片平台(114)，所述的前部力承载边(111)和后部力承载边(112)分别设置于内六边形框架(113)的前后两侧，所述的压电芯片(103)安装固定在芯片平台(114)上。

10.根据权利要求9所述的一种谐振式体波力传感器敏感单元结构，其特征在于：所述的前部力承载边(111)与内六边形框架(113)之间以及后部力承载边(112)与内六边形框架(113)之间均设置有应力集中结构(115)，该应力集中结构(115)的结构为圆边、方边或多边形。

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【技术特征摘要】

1.一种谐振式体波力传感器敏感单元结构，包括上承载体(102)、压电芯片(103)和下承载体(105)，其特征在于：所述的上承载体(102)与下承载体(105)上下对称叠放设置，所述的上承载体(102)与下承载体(105)之间拼接形成腔体(106)，该腔体(106)内部安装有压电芯片(103)，所述的压电芯片(103)上设有芯片电极(104)，所述的腔体(106)上下贯通，所述的上承载体(102)上端设置有覆盖层(101)，所述的下承载体(105)下端设置有贴片层(109)，所述的腔体(106)的上、下两端口通过覆盖层(101)和贴片层(109)封住形成一密闭空间，所述的贴片层(109)下端安装有ic(110)，该贴片层(109)上设有与ic(110)相连的连接电极(108)，所述的连接电极(108)与芯片电极(104)之间通过导电柱体(107)连通。

2.根据权利要求1所述的一种谐振式体波力传感器敏感单元结构，其特征在于：所述的上承载体(102)与下承载体(105)之间采用胶黏或焊接固定。

3.根据权利要求1所述的一种谐振式体波力传感器敏感单元结构，其特征在于：所述的压电芯片(103)的压电材料为石英、铌酸锂、钽酸锂、pvdf或者陶瓷材料。

4.根据权利要求3所述的一种谐振式体波力传感器敏感单元结构，其特征在于：所述的压电芯片(103)选用石英材料，晶体切型为at切型。

5.根据权利要求1所述的一种谐振式体波力传感器敏感单元结构，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：巫晟逸，程继光，周强，刘秋实，赵岷江，
申请(专利权)人：台晶宁波电子有限公司，
类型：新型
国别省市：