本發(fā)明涉及一種差壓流量傳感器及其加工方法，尤其是一種基于mems技術(shù)的差壓流量傳感器及其加工方法。

背景技術(shù)：

在工業(yè)生產(chǎn)、日常生活中，流量作為能源計(jì)量及其重要的組成部分之一，對(duì)于科學(xué)實(shí)驗(yàn)計(jì)量、經(jīng)濟(jì)核算以及工程生產(chǎn)都具有及其重要的意義。從上兩個(gè)世紀(jì)的石油、機(jī)械、冶金到航空、熱電等不同領(lǐng)域的流量檢測(cè)，現(xiàn)在已經(jīng)深入發(fā)展到了醫(yī)療器械、汽車(chē)電子等諸多領(lǐng)域。

不同流體的性狀、流動(dòng)條件、流動(dòng)狀態(tài)以及感測(cè)機(jī)理的復(fù)雜多樣給流體的測(cè)量帶來(lái)了諸多不便，同時(shí)也使得流量計(jì)的測(cè)量原理、測(cè)量精度、適用條件以及價(jià)格多樣化。

壓差流量計(jì)是一種測(cè)定流量的儀器，例如中國(guó)專(zhuān)利cn200810012819.4所示，一般由一次裝置和二次裝置組成，一次裝置稱(chēng)流量測(cè)量元件，它安裝在被測(cè)流體的管道中，產(chǎn)生與流量(流速)成比例的壓力差，二次裝置稱(chēng)顯示儀表，它接收測(cè)量元件產(chǎn)生的差壓信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的流量進(jìn)行顯示。

差壓流量計(jì)的一次裝置常為節(jié)流裝置或動(dòng)壓測(cè)定裝置(皮托管、均速管等)，節(jié)流裝置是在管道中安裝的一個(gè)局部收縮元件，最常用的有孔板、噴嘴和文丘里管，二次裝置為各種機(jī)械式、電子式、組合式差壓計(jì)配以流量顯示儀表。

傳統(tǒng)的差壓式流量(如孔板等)儀表都是屬于節(jié)流式差壓流量?jī)x表，其工作原理都是基于封閉管道中流體質(zhì)量守恒(連續(xù)性方程)和能量守恒(伯努利方程)兩個(gè)定律。

質(zhì)量守恒：流體在一個(gè)封閉的管道中流動(dòng)，當(dāng)遇到節(jié)流件時(shí)，在節(jié)流件前后它的質(zhì)量是不變的，用連續(xù)性方程表示為：

v1×a1×ρ1＝v2×a2×ρ2(液體為：v1×a1＝v2×a2)。

能量守恒：用伯努利方程來(lái)表示為是指封閉管道中流體的壓力和流速有如下的關(guān)系：

p+1/2v2ρ＝常數(shù)

對(duì)于安裝有節(jié)流件的管道則有：

p1+1/2×(v1)2×ρ1＝p2+1/2×(v2)2×ρ2

式中：a1、a2分別是節(jié)流件前后的截面積；v1、v2分別是a1、a2處的流速；p1、p2分別是a1、a2處的壓力；ρ1、ρ2分別是a1、a2處的流體密度。

此類(lèi)流量計(jì)由于具有一次裝置和二次裝置，體積無(wú)法做到很小，并且重量重，集成度低，因此流量計(jì)的自身結(jié)構(gòu)會(huì)導(dǎo)致測(cè)量時(shí)產(chǎn)生的壓損較大，只適合大流量介質(zhì)流動(dòng)的測(cè)量，同時(shí)由于受現(xiàn)場(chǎng)流體環(huán)境(溫度、壓力等)和自身客觀條件限制，測(cè)量精度不高，對(duì)低流速流量介質(zhì)流動(dòng)反應(yīng)不靈敏，偏差大，不適合低流量介質(zhì)流量的測(cè)量，所以，對(duì)于生活家電用品領(lǐng)域的應(yīng)用受到限制。

而mems傳感器是采用微電子和微機(jī)械加工技術(shù)制造出來(lái)的新型傳感器，與傳統(tǒng)的傳感器相比，它具有體積小、重量輕、成本低、功耗低、可靠性高、適于批量化生產(chǎn)的特點(diǎn)，其在流量計(jì)行業(yè)的應(yīng)用具有較大的前景，但是由于mems芯片體積小，因此給流量計(jì)的封裝和制造造成了困難。

并且，當(dāng)其應(yīng)用于液體流量測(cè)量時(shí)，需要對(duì)mems芯片及相關(guān)電路進(jìn)行可靠的防水密封，這就進(jìn)一步增加了制造難度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問(wèn)題，提供一種基于mems技術(shù)的差壓流量傳感器及其加工方法。

本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

基于mems技術(shù)的差壓流量傳感器，用于低流速流量監(jiān)測(cè)，包括設(shè)置于同一外殼的內(nèi)腔中的mems差壓傳感器芯片封裝體及信號(hào)處理電路板，所述mems差壓傳感器芯片封裝體設(shè)置于所述信號(hào)處理電路板上并與其連接通信，且所述mems差壓傳感器芯片封裝體的去向壓力導(dǎo)壓口與信號(hào)處理電路板上的通孔共軸，以及與所述外殼上的一個(gè)導(dǎo)通孔共軸且四周密封連接，所述mems差壓傳感器芯片封裝體的來(lái)向壓力導(dǎo)壓口與外殼上的另一導(dǎo)通孔共軸且四周密封連接；所述mems差壓傳感器芯片封裝體及信號(hào)處理電路板通過(guò)填充所述外殼的內(nèi)腔的防水密封層密封固定，所述信號(hào)處理電路板上連接引出線(xiàn)纜，所述引出線(xiàn)纜延伸到所述外殼和防水密封層外。

優(yōu)選的，所述的基于mems技術(shù)的差壓流量傳感器，其中：所述mems差壓傳感器芯片封裝體包括量程在0-10kpa的硅壓阻式差壓芯片，其壓力應(yīng)變膜為微米級(jí)并采用恒流源或恒壓源供電。

優(yōu)選的，所述的基于mems技術(shù)的差壓流量傳感器，其中：所述mems差壓傳感器芯片封裝體與信號(hào)處理電路板通過(guò)鍵合線(xiàn)連接通信，所述鍵合線(xiàn)的弧高度小于60μm，且其包覆于防水膠層中。

優(yōu)選的，所述的基于mems技術(shù)的差壓流量傳感器，其中：所述外殼至少包括探測(cè)段及連接段，所述mems差壓傳感器芯片封裝體位于所述探測(cè)段所在的內(nèi)腔區(qū)域，所述連接段用于與流體管道密封連接。

優(yōu)選的，所述的基于mems技術(shù)的差壓流量傳感器，其中：所述連接段包括一段外螺紋、密封圈及限位凸臺(tái)，所述密封圈位于所述外螺紋的根部并與所述限位凸臺(tái)的側(cè)壁貼合。

優(yōu)選的，所述的基于mems技術(shù)的差壓流量傳感器，其中：所述連接段包括兩個(gè)位于兩個(gè)導(dǎo)通孔所在表面上且對(duì)稱(chēng)的坡面，所述坡面的后端設(shè)置有防水密封圈，所述防水密封圈抵靠于第一凸臺(tái)的一側(cè)，所述第一凸臺(tái)的另一側(cè)與第二凸臺(tái)配合形成一凹槽。

優(yōu)選的，所述的基于mems技術(shù)的差壓流量傳感器，其中：所述外殼的內(nèi)壁上設(shè)置有支撐臺(tái)階，所述支撐臺(tái)階與一個(gè)導(dǎo)通孔的孔壁配合形成用于放置信號(hào)處理電路板的支撐面。

優(yōu)選的，所述的基于mems技術(shù)的差壓流量傳感器，其中：兩個(gè)所述導(dǎo)通孔為沉孔或臺(tái)階狀，其內(nèi)密封設(shè)置有導(dǎo)壓膜片，所述導(dǎo)壓膜片密封的區(qū)域內(nèi)填充有傳壓介質(zhì)。

優(yōu)選的，所述的基于mems技術(shù)的差壓流量傳感器，其中：所述防水密封層包括第一灌封層和第二灌封層，

所述第一灌封層至少填充所述mems差壓傳感器芯片封裝體所在的內(nèi)腔區(qū)域；

所述第二灌封層至少填充所述引出線(xiàn)纜和信號(hào)處理電路板連接點(diǎn)到第一灌封層之間的內(nèi)腔區(qū)域。

優(yōu)選的，所述的基于mems技術(shù)的差壓流量傳感器，其中：所述第一灌封層為納米復(fù)合高分子聚合物材料；所述第二灌封層為硅膠類(lèi)和/或環(huán)氧類(lèi)膠水。

優(yōu)選的，所述的基于mems技術(shù)的差壓流量傳感器，其中：所述第二灌封層包括一次灌封層和二次灌封層，所述一次灌封層至少覆蓋所述信號(hào)處理電路板上的信號(hào)放大器件和處理芯片，所述二次封灌層至少覆蓋整個(gè)信號(hào)處理電路板。

優(yōu)選的，所述的基于mems技術(shù)的差壓流量傳感器，其中：所述基于mems技術(shù)的差壓流量傳感器的量程在0.1-30l/min。

基于mems技術(shù)的差壓流量傳感器的加工方法，包括如下步驟：

s1，將信號(hào)放大器件和處理芯片通過(guò)回流焊接表貼到信號(hào)處理電路板；

s2，將mems差壓傳感器芯片封裝體進(jìn)行微型化封裝后，焊接到信號(hào)處理電路板上，使所述mems差壓傳感器芯片封裝體的去向壓力導(dǎo)壓口與所述信號(hào)處理電路板上的通孔共軸，并控制鍵合線(xiàn)的弧高度在60um以下；

s3，利用固化溫度小于90℃的防水膠將mems差壓傳感器芯片封裝體與信號(hào)處理電路板的鍵合線(xiàn)進(jìn)行覆蓋；

s4，將mems差壓傳感器芯片封裝體的來(lái)向壓力導(dǎo)壓口及去向壓力導(dǎo)壓口的外周分別進(jìn)行防水處理；

s5，將引出線(xiàn)纜與信號(hào)處理電路板焊接互聯(lián)在一起；

s6，將經(jīng)過(guò)s1步驟-s5步驟封裝完成的信號(hào)處理電路板塞入外殼的內(nèi)腔中，并使所述mems差壓傳感器芯片封裝體的去向壓力導(dǎo)壓口及來(lái)向壓力導(dǎo)壓口分別與一個(gè)導(dǎo)通孔同軸密封連接；

s7，利用納米復(fù)合高分子聚合物材料灌封mems差壓傳感器芯片封裝體所在的內(nèi)腔區(qū)域，灌封后靜置10小時(shí)以上以充分固化形成第一灌封層；

s8，利用硅膠類(lèi)和/或環(huán)氧類(lèi)膠水至少填充信號(hào)處理電路板末端到第一灌封層之間的內(nèi)腔區(qū)域，固化后形成二次灌封層。

本發(fā)明技術(shù)方案的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在：

本發(fā)明設(shè)計(jì)精巧，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，采用微型化的mems差壓傳感器芯片封裝體并且將其集成在信號(hào)處理線(xiàn)路板上，省去了二次裝置的結(jié)構(gòu)，在較小的外殼空間內(nèi)提高了整體的集成度且與傳統(tǒng)壓差流量計(jì)相比，整個(gè)流量傳感器的體積可以做到很小，從而降低流量傳感器自身對(duì)流場(chǎng)的干擾，減小壓損，相應(yīng)提高了測(cè)量精度，適用于低流量、流速的檢測(cè)；采用多結(jié)構(gòu)的密封防水層將信號(hào)處理電路板及mems芯片密封固定在外殼中，固定牢固可靠，密封性和防水性大大提高，并且降低了封裝過(guò)程中密封穩(wěn)定性受外殼加工精度的影響，從而便于加工，適用于生活家電設(shè)備領(lǐng)域的應(yīng)用，大大拓寬了應(yīng)用領(lǐng)域和范圍。

本發(fā)明采用量程為0-10kpa的硅基壓阻式差壓芯片，并且優(yōu)選其芯片壓力應(yīng)變薄膜為微米級(jí)，因此對(duì)外界壓力非常敏感，對(duì)壓力的響應(yīng)也非?？?，能夠很好的適用于低流速或低流量的測(cè)量并且保證測(cè)量精度，同時(shí)優(yōu)選供電模式，能夠利用芯片自身特性進(jìn)行性溫度補(bǔ)償，從而降低了流體特性對(duì)測(cè)量結(jié)果的干擾，進(jìn)一步提高了測(cè)量精度。

本發(fā)明的mems差壓傳感器芯片封裝體是基于半導(dǎo)體或微電子工藝制作，所以芯片在傳感器批次的一致性、重復(fù)性、可靠性方面，比傳統(tǒng)的流量傳感器要好。

本發(fā)明是基于mems技術(shù)加工的半導(dǎo)體硅基傳感器，所以在熱傳導(dǎo)、熱對(duì)流等方面比較穩(wěn)定，不像傳統(tǒng)的流量傳感器采用金屬等部件，易受溫度、熱的影響，另外，由于體積小，單位體積熱效應(yīng)就小，功耗也低。

本發(fā)明的封裝導(dǎo)壓材料，根據(jù)測(cè)量的介質(zhì)差異和不同應(yīng)用需求，可選擇高彈性的防水材料，甚至不用防水材料覆蓋，芯片表面直接與所測(cè)量介質(zhì)接觸，因此靈敏度可以做的非常好。

密封防水層采用多層結(jié)構(gòu)，并且根據(jù)不同應(yīng)用場(chǎng)合的需要優(yōu)選不同層的密封材料，能夠適應(yīng)不同區(qū)域元器件的防水要求，同時(shí)保證相應(yīng)層與外殼粘結(jié)的牢固性，保證產(chǎn)品的防水密封可靠性，同時(shí)保證mems差壓傳感器芯片封裝體及信號(hào)處理線(xiàn)路板固定的穩(wěn)定性，減少震動(dòng)對(duì)它們的影響，保證其應(yīng)用的可靠性。

外殼上設(shè)置有外螺紋結(jié)構(gòu)及密封圈，便于將整個(gè)流量傳感器與管道快速連接并保證與管道連接的密封性。

本發(fā)明的加工方法，基于mems加工技術(shù)，過(guò)程簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，提供了一種成本低、效率高、可靠性好與本發(fā)明的差壓流量傳感器的實(shí)際結(jié)構(gòu)向匹配的封裝方法。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例1的使用狀態(tài)圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例1中另一種外殼的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的目的、優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)，將通過(guò)下面優(yōu)選實(shí)施例的非限制性說(shuō)明進(jìn)行圖示和解釋。這些實(shí)施例僅是應(yīng)用本發(fā)明技術(shù)方案的典型范例，凡采取等同替換或者等效變換而形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明要求保護(hù)的范圍之內(nèi)。

本發(fā)明揭示了基于mems技術(shù)的差壓流量傳感器，可用于低流速流量監(jiān)測(cè)，如附圖1所示，其包括內(nèi)部為空心結(jié)構(gòu)的外殼3，所述外殼3包括一體成型的探測(cè)段33及連接段34，所述探測(cè)段33為扁平的長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，其兩個(gè)相對(duì)的側(cè)壁上分別設(shè)置有共軸的導(dǎo)通孔31，兩個(gè)所述導(dǎo)通孔31的結(jié)構(gòu)和形狀影響所述基于mems技術(shù)的差壓流量傳感器的靈敏度系數(shù)，優(yōu)選兩個(gè)所述導(dǎo)通孔31為沉孔或臺(tái)階狀孔。

所述連接段34用于與流體管道7密封連接，其包括一段與流體管道7外壁配合的外螺紋、密封圈341及限位凸臺(tái)342，所述外螺紋延伸的區(qū)域整體為圓柱型，其從所述探測(cè)段33的末端開(kāi)始延伸一段長(zhǎng)度，所述外螺紋的根部及限位凸臺(tái)342之間設(shè)置有用于防水的所述密封圈341，所述限位凸臺(tái)342背離所述探測(cè)段33的一端為開(kāi)口結(jié)構(gòu)。

具體連接時(shí)，如附圖2所示，通過(guò)所述連接段34的外螺紋與所述流體管道7連接，并通過(guò)所述流體管道7和限位凸臺(tái)342配合擠壓所述密封圈341，從而實(shí)現(xiàn)外殼1和流體管道7的密封連接，此時(shí)，所述探測(cè)段33位于所述流體管道7內(nèi)，且其上的導(dǎo)通孔31的表面與流體方向垂直。

當(dāng)然在其他實(shí)施例中，所述連接段34也可以是其他可行的結(jié)構(gòu)，如附圖3所示，其包括兩個(gè)位于探測(cè)段33的兩個(gè)導(dǎo)通孔31所在表面上且對(duì)稱(chēng)的坡面343，所述坡面343的后端(即遠(yuǎn)離兩個(gè)導(dǎo)通孔31的一端)設(shè)置有防水密封圈344，所述防水密封圈344抵靠于第一凸臺(tái)345的一側(cè)，所述第一凸臺(tái)345的另一側(cè)與第二凸臺(tái)346配合形成一凹槽347，所述第二凸臺(tái)346的后端為開(kāi)口結(jié)構(gòu)。

所述外殼3的內(nèi)腔中設(shè)置有mems差壓傳感器芯片封裝體1及信號(hào)處理電路板2，所述mems差壓傳感器芯片封裝體1位于所述探測(cè)段33所在的內(nèi)腔區(qū)域，其設(shè)置于所述信號(hào)處理電路板2上并與其連接通信，且所述mems差壓傳感器芯片封裝體1的去向壓力導(dǎo)壓口11與信號(hào)處理電路板2上的通孔21共軸，所述去向壓力導(dǎo)壓口11與所述外殼3上的一個(gè)導(dǎo)通孔31共軸且四周密封配接，所述mems差壓傳感器芯片封裝體1的來(lái)向壓力導(dǎo)壓口12與外殼3上的另一個(gè)導(dǎo)通孔31共軸且四周密封配接。

具體來(lái)說(shuō)，所述mems差壓傳感器芯片封裝體1包括量程在0-10kpa的硅壓阻式差壓芯片，所述硅壓阻式差壓芯片包括四個(gè)壓敏電阻組成全橋差動(dòng)電路，其壓力應(yīng)變膜為微米級(jí)并采用恒流源或恒壓源供電，由于采用恒壓源或恒流源，電源端一對(duì)橋頂兩點(diǎn)之間的電位差即為溫度輸出信號(hào)，另外一對(duì)橋頂兩點(diǎn)之間的電位差就是壓力傳感器的測(cè)壓輸出信號(hào)，因此所述硅壓阻式差壓芯片具有溫度自檢測(cè)功能，融合溫度補(bǔ)償算法，能夠減小溫度對(duì)流量監(jiān)測(cè)的影響。

所述mems差壓傳感器芯片封裝體1焊接到所述信號(hào)處理電路板2上，其封裝殼包括空氣腔、去向壓力導(dǎo)壓口11、來(lái)向壓力導(dǎo)壓口12及金屬電極，所述去向壓力導(dǎo)壓口11、來(lái)向壓力導(dǎo)壓口12開(kāi)口處設(shè)置有防水和氣體滲透膜(圖中未示出)，它們共軸設(shè)置，且之間設(shè)置有所述mems差壓傳感器芯片，所述金屬電極用于通過(guò)鍵合線(xiàn)與所述信號(hào)處理電路板2連接通信，同時(shí)，為了提高mems差壓傳感器芯片封裝體的微型化程度，所述鍵合線(xiàn)(圖中未示出)的弧高度小于60μm，且其包覆于防水膠層6中。

并且，所述信號(hào)處理電路板2上表貼有信號(hào)放大器件22和處理芯片23，從而提高了整體的集成度，不需要再像傳統(tǒng)差壓流量計(jì)一樣再連接二次設(shè)備，另外，考慮到所述信號(hào)處理電路板2在外殼內(nèi)腔中放置的平穩(wěn)性，進(jìn)一步，在所述外殼3的內(nèi)壁上設(shè)置有支撐臺(tái)階35，所述支撐臺(tái)階35與一個(gè)導(dǎo)通孔的孔壁配合形成用于放置信號(hào)處理電路板2的支撐面，所述信號(hào)處理電路板2位于所述探測(cè)段的一端抵靠在所述探測(cè)段頂壁的內(nèi)壁處。

進(jìn)一步，所述mems差壓傳感器芯片封裝體1及信號(hào)處理電路板2通過(guò)填充所述外殼內(nèi)腔的防水密封層4密封固定于所述外殼中，所述防水密封層4一是進(jìn)行整體灌封防水，二是使信號(hào)處理電路板2和外殼3成為一個(gè)整體結(jié)構(gòu)，使mems差壓傳感器芯片封裝體1位置相對(duì)固定，減少震動(dòng)或晃動(dòng)對(duì)傳感器芯片性能的影響。

所述信號(hào)處理電路板2上還連接引出線(xiàn)纜5，所述引出線(xiàn)纜5與信號(hào)處理電路板2的連接點(diǎn)相對(duì)于信號(hào)放大器件22和處理芯片23而言，更靠近所述限位凸臺(tái)342的開(kāi)口，所述引出線(xiàn)纜5用于輸出初級(jí)處理信號(hào)給與其連接的設(shè)備，所述引出線(xiàn)纜5延伸到所述外殼3和防水密封層4外。

詳細(xì)來(lái)說(shuō)，所述防水密封層4包括第一灌封層41和第二灌封層42，所述第一灌封層41至少填充所述mems差壓傳感器芯片封裝體1所在的內(nèi)腔區(qū)域以對(duì)所述mems差壓傳感器芯片封裝體進(jìn)行保護(hù)，所述第一灌封層41為納米復(fù)合高分子聚合物材料；所述第二灌封層42至少填充所述引出線(xiàn)纜5和信號(hào)處理電路板2連接點(diǎn)到第一灌封層41之間的內(nèi)腔區(qū)域，從而對(duì)信號(hào)處理電路板2上的處理芯片進(jìn)行保護(hù)，所述第二灌封層42包括一次灌封層421和二次灌封層422，所述一次灌封層421至少覆蓋所述信號(hào)處理電路板2上的信號(hào)放大器件22和處理芯片23，所述二次封灌層422至少覆蓋整個(gè)信號(hào)處理電路板2，優(yōu)選其延伸到所述限位凸臺(tái)的開(kāi)口外，并且所述一次灌封層421和二次灌封層422為硅膠類(lèi)或環(huán)氧類(lèi)膠水，優(yōu)選所述二次封灌層422為環(huán)氧類(lèi)膠水，從而保證二次封裝層422與殼體粘結(jié)的牢固性。

發(fā)明人通過(guò)多種工藝的研究和實(shí)測(cè)發(fā)現(xiàn)：所述基于mems技術(shù)的差壓流量傳感器的量程在0.1-30l/min，防水密封性好，可使用于熱水器、洗衣機(jī)、壁掛爐、電磁熱水器、飲水機(jī)、凈水機(jī)、r.o.機(jī)、u.f.機(jī)、咖啡機(jī)、熱水卡機(jī)、水控機(jī)、控水機(jī)、啤酒機(jī)、電解制水機(jī)、能量水機(jī)、熱泵熱水工程、一卡通管理系統(tǒng)、智能水表ic水表、蒸汽設(shè)備、噴灌設(shè)備、校園卡售水系統(tǒng)、自助售水(販賣(mài))機(jī)、投幣洗衣機(jī)、自動(dòng)洗車(chē)設(shè)備、水處理設(shè)備、配水配藥設(shè)備、冷卻系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)、智能馬桶(坐便器)、潔身器、機(jī)械設(shè)備、加熱設(shè)備、儀器儀表、制藥(制劑)設(shè)備等。

使用本發(fā)明的基于mems技術(shù)的差壓流量傳感器時(shí)，通過(guò)所述連接段32將其連接到所述流體管道7上，并使所述導(dǎo)通孔與所述流體的流向垂直，流體流動(dòng)，并通過(guò)所述外殼上的導(dǎo)通孔流向所述mems芯片的來(lái)向壓力導(dǎo)壓口11并向mems差壓傳感器芯片封裝體的壓力應(yīng)變薄膜施加壓力，所述mems差壓傳感器芯片封裝體1的去向壓力導(dǎo)壓口處存在靜壓，從而所述mems差壓傳感器芯片封裝體1檢測(cè)到差壓并經(jīng)所述信號(hào)放大器件22后輸出給所述處理芯片23，所述處理芯片23按照如下的計(jì)算公式計(jì)算流量：

式中q代表流量，△p代表差壓，ρ代表流體密度，k是靈敏度系數(shù)，可以由出廠標(biāo)定時(shí)得到，具體標(biāo)定時(shí)，結(jié)合溫度補(bǔ)償算法，通過(guò)優(yōu)選的曲線(xiàn)擬合法確定曲線(xiàn)擬合方程進(jìn)而確定靈敏度系數(shù)，所述處理芯片23處理后的信號(hào)通過(guò)所述引出線(xiàn)纜5輸送給與其連接的設(shè)備。

更進(jìn)一步，本發(fā)明進(jìn)一步揭示了基于mems技術(shù)的差壓流量傳感器的加工方法，包括如下步驟：

s1，將信號(hào)放大器件22和處理芯片22通過(guò)回流焊接表貼到信號(hào)處理電路板2。

s2，將mems差壓傳感器芯片封裝體1進(jìn)行微型化封裝后，焊接到所述信號(hào)處理電路板2上，使所述mems差壓傳感器芯片封裝體1的去向壓力導(dǎo)壓口11與所述信號(hào)處理電路板2上的通孔共軸，并控制鍵合線(xiàn)的弧高度在60um以下。

s3，利用固話(huà)溫度小于90℃的防水膠將mems差壓傳感器芯片封裝體1與信號(hào)處理電路板2的鍵合線(xiàn)進(jìn)行覆蓋，固化時(shí)間為10分鐘。

s4，將mems差壓傳感器芯片封裝體的去向壓力導(dǎo)壓口11及來(lái)向壓力導(dǎo)壓口12的外周分別進(jìn)行防水處理，防水密封材料可以是防水膠水，也可以是防水橡膠圈。

s5，將引出線(xiàn)纜5與信號(hào)處理電路板2焊接互聯(lián)在一起。

s6，將經(jīng)過(guò)s1步驟-s5步驟封裝完成的信號(hào)處理電路板2塞入外殼3的內(nèi)腔中，并使所述mems差壓傳感器芯片封裝體1的去向壓力導(dǎo)壓口11和來(lái)向壓力導(dǎo)壓口12分別通過(guò)防水膠水或防水橡膠圈與一個(gè)導(dǎo)通孔的內(nèi)壁密封連接。

s7，利用納米復(fù)合高分子聚合物材料灌封mems差壓傳感器芯片封裝體所在的內(nèi)腔區(qū)域，灌封后靜置10小時(shí)以上以充分固化形成第一灌封層41。

s8，利用硅膠類(lèi)和/或環(huán)氧類(lèi)膠水至少填充信號(hào)處理電路板2的末端到第一灌封層41之間的內(nèi)腔區(qū)域，固化后形成二次灌封層42中，所述二次灌封層42的灌封過(guò)程可以根據(jù)實(shí)際場(chǎng)合需要分一次或兩次灌封完成，優(yōu)選分兩次灌封完成。

實(shí)施例2

本實(shí)施例與實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)整體相同，區(qū)別在于：實(shí)施例1中，待測(cè)介質(zhì)一般為非腐蝕性液體或氣體并且直接與mems差壓傳感器芯片封裝體1接觸實(shí)現(xiàn)壓力的傳導(dǎo)，而本實(shí)施例中，除了適用于非腐蝕性液體或氣體外，還可以用于腐蝕性液體或氣體，主要是通過(guò)在所述外殼1的兩個(gè)導(dǎo)通孔中密封設(shè)置有導(dǎo)壓介質(zhì)，對(duì)于流體低流速或低流量的測(cè)量，為提高測(cè)量精度和靈敏度，導(dǎo)壓介質(zhì)的厚度要薄，對(duì)于流體較高流速或流量的測(cè)量，導(dǎo)壓介質(zhì)的厚度可以適當(dāng)增加。

具體而言，所述導(dǎo)壓介質(zhì)可以是高彈性材料，也可以是如附圖4所示的由導(dǎo)壓膜片8和傳壓介質(zhì)形成的密封結(jié)構(gòu)，所述導(dǎo)壓膜片8可以是高分子薄膜、金屬薄膜、聚合物高分子薄膜等，針對(duì)腐蝕性液體和氣體還需要有防腐的性能，其密封連接所述外殼3的兩個(gè)導(dǎo)通孔，其厚度可以根據(jù)要測(cè)的流體的流速及靈敏度要求來(lái)調(diào)整，例如可以采用50μm的金屬薄膜來(lái)滿(mǎn)足0.1l/min的流量檢測(cè)，所述導(dǎo)壓膜片與mems差壓傳感器芯片封裝體的來(lái)向壓力導(dǎo)壓口和去向壓力導(dǎo)壓口之間(即導(dǎo)壓膜片密封形成的區(qū)域)填充所述傳壓介質(zhì)(圖中未示出)，所述傳壓介質(zhì)可以是空氣或水或硅油或聚合物高分子材料等，此種結(jié)構(gòu)的應(yīng)用場(chǎng)合更廣泛。

檢測(cè)時(shí)，流體流動(dòng)使高彈性材料和導(dǎo)壓膜片變形從而直接或通過(guò)傳壓介質(zhì)直接傳導(dǎo)壓力給mems差壓傳感器芯片封裝體產(chǎn)生壓差。

本發(fā)明尚有多種實(shí)施方式，凡采用等同變換或者等效變換而形成的所有技術(shù)方案，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。