压力芯体单元、压力传感器、压力芯体组件及压差传感器制造技术

技术编号:40687858 阅读:5 留言:0更新日期:2024-03-18 20:13
本申请公开了一种压力芯体单元及基于该压力芯体单元的压力传感器和压差传感器。压力芯体单元包括:芯片安装座,其具有由金属材料或陶瓷材料一体制成的一框体,框体的上侧设置有一平整安装面,其内形成具有一内腔,具有一圈朝下伸出的第一筒体;绝缘地固定于芯片安装座上的多个第二金属插针,其一端朝上穿设芯片安装座,其另一端位于内腔中;及固定于内腔顶部的一压力芯片,其电连接于第二金属插针的另一端上;其中,所述内腔中填充有第一保护凝胶。本申请的压力芯体单元和压力芯体组件,在用于压力传感器或压差传感器时,能够对压力芯片进行保护,同时具有成本低、通用性强的优点。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及压力传感器,具体涉及一种压力芯体单元、压力传感器、压力芯体组件及压差传感器


技术介绍

1、压力传感器是用于测量环境或介质的压强的传感器,目前mems(微机电系统)由于成本低、体积小而得到了广泛应用,其通过半导体硅的压阻效应来测量压力。其中,硅压力芯体的中部设置为设膜片状,两侧对硅膜片施加的压力使硅膜片上的掺杂电阻的阻值发生变化,多个电阻连接组成的测量电路输出的电流或电压信号则可通过调理电路进一步处理后对外输出测量结果。当硅芯片内在膜片一侧设置有真空腔时所测压力即为另一侧所施加的压力相对于真空的压力,即绝对压力;当膜片一侧引入大气压力时,所测压力即为相对于大气的压力,即表压;当膜片两侧分别引入其他压力时,所测压力为两侧压力之差,即差压。其中,压力芯体可设置于陶瓷基体或具有特别热膨胀系数的金属基体上,以避免温度膨胀系数不匹配导致的精度降低,甚至应力破坏,而调理电路则设置于与基体固定的印刷电路板上。

2、在高温、振动等恶劣的工作条件下,压力传感器的压力芯体在温度变化时更容易受到温度应力的破坏而失效。例如,为满足国六排放标准,柴油发动机通常需要设置egr(废气再循环)回路,此时尾气高温较通常的尾气温度130℃要高出30℃~40℃;此时,印刷电路板的寿命会显著降低。

3、申请人的一种设想是,将压力芯体安装于陶瓷基板或特别热膨胀系数的金属基板上以降低温度应力的破坏风险,但由于成本和技术的考虑,陶瓷基体或金属基体最好与印刷电路板通过胶水粘接,并在胶水固化后将压力芯体通过金丝邦定于印刷电路板上的焊盘上。但由于粘接使其两者之间固定不够牢靠,有在生产组装或使用时发生位移、误触导致的金丝断裂、脱焊的风险;另一方面,在高温也会导致传感器密封性的下降,导致待测介质(例如高温尾气)更易侵入电子元件所在腔体,进而降低传感器的使用寿命。

4、本部分中的陈述仅提供与本申请相关的背景信息并且可以不构成现有技术。


技术实现思路

1、针对现有技术的不足,本申请致力于提供一种压力传感器,以在保护电路的前提下同时能够改善其可制造性。

2、为实现上述目的,本申请提供如下技术方案:一种压力芯体单元,其包括:芯片安装座,其具有由金属材料或陶瓷材料一体制成的一框体,框体的上侧设置有一平整安装面,其内形成具有一内腔,具有一圈朝下伸出的第一筒体;绝缘地固定于芯片安装座上的多个第二金属插针,其一端朝上穿设芯片安装座,其另一端位于内腔中;及固定于内腔顶部的一压力芯片,其电连接于第二金属插针的另一端上;其中,所述内腔中填充有第一保护凝胶。

3、优选地,框体包括水平的框底及一圈由框底朝下凸伸形成的第一筒体,框底上开设有插针孔,第二金属插针与插针孔之间通过烧制的玻璃子固定并密封于插针孔中;压力芯片粘接于框底的下表面;第一筒体的下端固定连接有塑料制的第二筒体。

4、优选地,第二筒体的上部固定套接于第一筒体上,第二筒体的中部侧向凸伸形成支撑部以抵撑于第一筒体的下端。

5、优选地,压力芯片经多个第一导线电对应连接至多个所述第二金属插针的另一端上。

6、本申请还要求保护一种压力传感器,其包括:壳体;设置于壳体上的用于向壳体的内腔中引入待测压力的第一压力引入通道;电路板,电路板上设置有多个第二电连接部;及上述压力芯体单元,所述第二金属插针的一端朝上穿设芯片安装座后与一第二电连接部电连接;芯片安装座的平整安装面粘接于电路板的下表面;压力芯体单元的第一筒体通过粘接密封胶固定于壳体的内腔底部形成的一密封槽中,压力芯体单元的压力芯体单元电连接至壳体上固定的多个引出插针的一端上,引出插针的另一端朝外穿设壳体。

7、本申请还要求保护一种用于压差传感器的压力芯体组件,其包括:两个上述压力芯体单元。

8、优选地,两个所述压力芯体单元的框体一体连接。

9、优选地,所述第二金属插针嵌固于所述框体上。

10、本申请还要求保护一种压力感测组件,其包括:电路板,电路板上设置有多个第二电连接部;上述压力芯体组件,所述第二金属插针的一端朝上穿设芯片安装座后与一第二电连接部电连接;芯片安装座的平整安装面粘接于电路板的下表面。

11、本申请还要求保护一种压差传感器,其包括:壳体,其限定一安装腔,壳体上设置有连通至安装腔内的两个压力管;上述压力感测组件,其安装于安装腔内并将安装腔分隔为上、下两部分,安装腔的下部分包括两个相隔离的两个压力腔,压力腔的上端设有过孔,压力感测组件的两个第一筒体一一对应地罩封于两个压力腔所对应的过孔的上端。

12、优选地,压力感测组件的两个第一筒体通过粘接密封胶一一对应地固定于壳体上形成的两个第二密封槽中,压力芯体单元的压力芯体单元电连接至壳体上固定的多个第一金属插针一端上,第一金属插针的另一端朝外穿设壳体。

13、本申请的压力芯体单元和压力芯体组件,在用于压力传感器或压差传感器时,能够对压力芯片进行保护,同时具有成本低、通用性强的优点。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种压力芯体单元,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的压力芯体单元,其特征在于,框体(1201)包括水平的框底(1208)及一圈由框底(1208)朝下凸伸形成的第一筒体(1209),框底(1208)上开设有插针孔,第二金属插针(1207)与插针孔之间通过烧制的玻璃子(1217)固定并密封于插针孔中;压力芯片(124)粘接于框底(1208)的下表面;第一筒体(1209)的下端固定连接有塑料制的第二筒体(1215)。

3.根据权利要求2所述的压力芯体单元,其特征在于,第二筒体(1215)的上部固定套接于第一筒体(1209)上,第二筒体(1215)的中部侧向凸伸形成支撑部(1216)以抵撑于第一筒体(1209)的下端。

4.根据权利要求2所述的压力芯体单元,其特征在于,压力芯片(124)经多个第一导线(1205)电对应连接至多个所述第二金属插针(1207)的另一端上。

5.一种压力传感器,其特征在于,包括:

6.用于压差传感器的压力芯体组件,其特征在于,包括:两个如权利要求1至4中的任一项所述的压力芯体单元。>

7.根据权利要求6所述的用于压差传感器的压力芯体组件,其特征在于,两个所述压力芯体单元的框体(1201)一体连接。

8.根据权利要求7所述的用于压差传感器的压力芯体组件,其特征在于,所述第二金属插针(1207)嵌固于所述框体(1201)上。

9.一种压差传感器,其特征在于,包括:

10.根据权利要求9所述的一种压差传感器,其特征在于,压力感测组件(120)的两个第一筒体通过粘接密封胶一一对应地固定于壳体(201)上形成的两个第二密封槽中,压力芯体单元的压力芯体单元(1200)电连接至壳体(201)上固定的多个第一金属插针(108)一端上,第一金属插针(108)的另一端朝外穿设壳体(201)。

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【技术特征摘要】

1.一种压力芯体单元,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的压力芯体单元,其特征在于,框体(1201)包括水平的框底(1208)及一圈由框底(1208)朝下凸伸形成的第一筒体(1209),框底(1208)上开设有插针孔,第二金属插针(1207)与插针孔之间通过烧制的玻璃子(1217)固定并密封于插针孔中;压力芯片(124)粘接于框底(1208)的下表面;第一筒体(1209)的下端固定连接有塑料制的第二筒体(1215)。

3.根据权利要求2所述的压力芯体单元,其特征在于,第二筒体(1215)的上部固定套接于第一筒体(1209)上,第二筒体(1215)的中部侧向凸伸形成支撑部(1216)以抵撑于第一筒体(1209)的下端。

4.根据权利要求2所述的压力芯体单元,其特征在于,压力芯片(124)经多个第一导线(1205)电对应连接至多个所述第二金属插针(1207)的另一端上...

【专利技术属性】
技术研发人员:王小平曹万杨军王红明赵鹍洪鹏
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:

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