一種高精度氣體壓力傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于傳感器領(lǐng)域，涉及一種高精度氣體壓力傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]氣體壓力傳感器是一種一體化傳感器，在氣動控制，壓力開關(guān)與控制器，便攜式壓力表和壓力計，MAP (manifold absolute pressure sensor)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，這些領(lǐng)域除了對傳感器的靈敏度、穩(wěn)定性、耐久性要求很高外，對封裝工藝也要求簡單、成本要求低廉、經(jīng)濟(jì)適用。
[0003]現(xiàn)有的氣體壓力傳感器一般通過隔離膜片充油封裝，需要填充壓力傳遞介質(zhì)(如硅油)和焊接不銹鋼波紋片來隔離待測介質(zhì)和傳感器芯片，這種封裝方式充油過程復(fù)雜難以控制，焊接不銹鋼波紋片時產(chǎn)生的熱量對芯片本身的特性產(chǎn)生影響，嚴(yán)重時會使芯片失效，而且由于傳感器芯片不是直接接觸待測氣體，會對精度產(chǎn)生影響。
[0004]還有一類氣壓傳感器，利用芯片直接來感測壓力，此類傳感器雖然精度高，工藝簡單，但遇見如腐蝕氣體或其它渾濁的氣體時，芯片整體與氣體接觸，其電路連接面容易受到腐蝕。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種高精度氣體壓力傳感器，該傳感器所測氣體壓力的精度高，結(jié)構(gòu)簡單，耐腐蝕。
[0006]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
一種高精度氣體壓力傳感器，包括帶有引腳的端鈕、外殼和敏感組件，端鈕與外殼密封連接并在連接端配合形成密封的容腔，外殼遠(yuǎn)離端鈕的一端設(shè)有與容腔連通的測壓通孔，敏感組件設(shè)在容腔內(nèi)，敏感組件包括壓力芯片和與端鈕上的引腳連接的PCB板，所述壓力芯片的感壓面固定在外殼上，壓力芯片的背面通過金絲與PCB板連接，壓力芯片正對測壓通孔并通過感壓面將其密封。
[0007]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述壓力芯片與PCB板連接的金絲鍵合面區(qū)域為
0.8mm-1.5臟的直徑圓。
[0008]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述PCB板上設(shè)有塑料框，塑料筐將所有包含金絲的區(qū)域包圍，塑料筐內(nèi)灌封有保護(hù)金絲的凝膠。
[0009]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述測壓通孔的進(jìn)氣端的直徑大于測壓端的直徑，所述測壓端的直徑為0.7mm-l.2mm。
[0010]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述PCB板和壓力芯片均粘接在外殼上，所述外殼上設(shè)有PCB板粘接臺，所述PCB板粘接臺的頂面設(shè)有芯片粘接臺，所述PCB板粘接臺頂面與芯片粘接臺底部連接處設(shè)有溢膠圈。
[0011]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述端鈕遠(yuǎn)離殼體的一端設(shè)有引腳槽，引腳設(shè)在引腳槽內(nèi)。
[0012]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述端鈕與外殼之間通過平墊圈密封，通過鉚接固定。
[0013]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述PCB板和外殼上均設(shè)有用于定位的方向定位孔。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:
1.被測氣體從測壓通孔進(jìn)氣端進(jìn)入并在測壓端與壓力芯片的感壓面直接接觸進(jìn)行測壓，無需經(jīng)過其他介質(zhì)傳導(dǎo)壓力，壓力損失少、測量精確；氣體在芯片感壓面對密封下不會進(jìn)入空腔，實(shí)現(xiàn)了介質(zhì)隔離，耐腐蝕；外殼和端鈕配合形成容腔，壓力芯片和PCB板設(shè)在容腔內(nèi)，通過壓力芯片將測壓通孔封閉，整體結(jié)構(gòu)簡單，方便加工和組裝；壓力芯片通過背面與PCB板連接，即其背面為電路連接面，電路連接面不受壓力介質(zhì)的干擾。
[0015]2.測壓通孔進(jìn)氣端直徑大有助于充分接觸被測氣體，測壓通孔的測壓端直徑小既保證壓力穩(wěn)定，又能夠減小與壓力芯片的接觸面積，保護(hù)壓力芯片。
[0016]3.引腳設(shè)在引腳槽內(nèi)而不是設(shè)在端鈕的端面上，節(jié)約了整體的體積。
[0017]4.端鈕與外殼通過鉚接固定有利于平墊圈的受力均勻，可以有效防止端鈕與外殼的松動。
[0018]5.裝配時，外殼和PCB板通過方向識別孔配合，方便裝配與安裝，節(jié)約了時間。
【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明實(shí)施例的正視圖。
[0020]圖2是本發(fā)明實(shí)施例的俯視圖。
[0021]圖3是本發(fā)明實(shí)施例的剖視圖。
[0022]圖4是本發(fā)明實(shí)施例的爆炸圖。
[0023]圖5是本發(fā)明實(shí)施例中外殼和敏感組件的等軸側(cè)圖。
[0024]圖6是本發(fā)明實(shí)施例中外殼和敏感組件的俯視圖。
[0025]圖7是本發(fā)明實(shí)施例中外殼和敏感組件的剖視圖。
[0026]圖8是本發(fā)明實(shí)施例中外殼的等軸側(cè)圖。
[0027]圖9是本發(fā)明實(shí)施例中外殼的剖視圖。
[0028]圖中:1_端鈕；2_平墊圈；3_敏感組件；4_外殼；5-容腔；1A_引腳；3A_調(diào)理芯片；3B-塑料筐；3C-金絲保護(hù)膠；3D-金絲；3E-pcb板；3F_壓力芯片；3G_PCB板上的方向定位孔；4A-芯片粘接臺；4B-溢膠圈；4C-測壓通孔；4D-PCB板粘接臺；4E_外殼上的方向定位孔。
【具體實(shí)施方式】
[0029]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
[0030]如圖1至圖4所示，一種高精度氣體壓力傳感器，包括帶有引腳IA的端鈕1、外殼4和敏感組件3，端鈕I與外殼4密封連接并在連接端配合形成密封的容腔5，外殼4遠(yuǎn)離端鈕I的一端設(shè)有與容腔5連通的測壓通孔4C，敏感組件3設(shè)在容腔5內(nèi)，敏感組件3包括壓力芯片3F和與端鈕I上的引腳IA焊接的pcb板3E(在本實(shí)施例中，所述pcb板3E均為柔性電路板，Pcb板3E上還設(shè)有調(diào)理芯片3A、電容、電阻等其它敏感器件)，如圖3和圖7所示，在本實(shí)施例中，所述pcb板3E和壓力芯片3F均粘接在外殼4上，如圖9所示，所述外殼4上設(shè)有pcb板粘接臺4D (頂面平滑)，pcb板粘接臺4D的頂面設(shè)有芯片粘接臺4A (頂面平滑)，所述pcb板粘接臺4D頂面與芯片粘接臺4A底部連接處設(shè)有溢膠圈4B (—圈環(huán)形的凹槽，用于存放粘接時溢出的粘膠)，pcb板3E的背面粘接在pcb板粘接臺4D上，壓力芯片3F的感壓面粘接在芯片粘接臺4A上，壓力芯片3F的背面通過金絲3D與pcb板3E的正面連接(在本實(shí)施例中，壓力芯片3F與pcb板3E連接的金絲鍵合面區(qū)域為0.8mm-1.5mm的直徑圓)，壓力芯片3F正對測壓通孔4C并通過感壓面將其密封。
[0031]被測氣體從測壓通孔4C進(jìn)氣端進(jìn)入并在測壓端與壓力芯片3F的感壓面直接接觸進(jìn)行測壓，無需經(jīng)過其他介質(zhì)傳導(dǎo)壓力，壓力損失少、測量精確；氣體在芯片感壓面對密封下不會進(jìn)入空腔，實(shí)現(xiàn)了介質(zhì)隔離，耐腐蝕；外殼4和端鈕I配合形成容腔5，壓力芯片3F和pcb板3E設(shè)在容腔5內(nèi)，通過壓力芯片3F將測壓通孔4C封閉，整體結(jié)構(gòu)簡單，方便加工和組裝；壓力芯片3F通過背面與pcb板3E連接，即其背面為電路連接面，電路連接面不受壓力介質(zhì)的干擾。
[0032]如圖3至圖7所示，在本實(shí)施例中，所述pcb板3E上設(shè)有塑料框，塑料筐3B將所有包含金絲3D的區(qū)域包圍，塑料筐3B內(nèi)灌封有保護(hù)金絲3D的凝膠3C。
[0033]如圖3、圖7和圖9所示，在本實(shí)施例中，所述測壓通孔4C的進(jìn)氣端的直徑大于測壓端的直徑，所述測壓端的直徑為0.7mm-l.2mm。測壓通孔4C進(jìn)氣端直徑大有助于充分接觸被測氣體，測壓通孔4C的測壓端直徑小既保證壓力穩(wěn)定，又能夠減小與壓力芯片3F的接觸面積，保護(hù)壓力芯片3F。
[0034]如圖3所示，在本實(shí)施例中，所述端鈕I遠(yuǎn)離殼體的一端設(shè)有引腳槽，引腳IA設(shè)在引腳槽內(nèi)。引腳IA設(shè)在引腳槽內(nèi)而不是設(shè)在端鈕I的端面上，節(jié)約了整體的體積。
[0035]如圖3和圖4所示，在本實(shí)施例中，所述端鈕I與外殼4的密封面之間設(shè)有平墊圈2，所述端鈕I與外殼4之間通過平墊圈2密封，端鈕I與外殼4通過鉚接固定。端鈕I與外殼4通過鉚接固定有利于平墊圈2的受力均勻，可以有效防止端鈕I與外殼4的松動，所述平墊圈2壓縮比為25% (可保證此處的防水等級達(dá)到IP65)。
[0036]如圖5和圖6所示，所述pcb板3E上設(shè)有方向定位孔3G，如圖8和圖9所示，所述外殼4上也設(shè)有方向定位孔4E。裝配時，夕卜殼4和pcb板3E通過方向識別孔配合，方便裝配與安裝，節(jié)約了時間。
[0037]應(yīng)當(dāng)理解的是，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進(jìn)或變換，而所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項】
1.一種高精度氣體壓力傳感器，其特征在于:包括帶有引腳的端鈕、外殼和敏感組件，端鈕與外殼密封連接并在連接端配合形成密封的容腔，外殼遠(yuǎn)離端鈕的一端設(shè)有與容腔連通的測壓通孔，敏感組件設(shè)在容腔內(nèi)，敏感組件包括壓力芯片和與端鈕上的引腳連接的PCB板，所述壓力芯片的感壓面固定在外殼上，壓力芯片的背面通過金絲與PCB板連接，壓力芯片正對測壓通孔并通過感壓面將其密封。2.如權(quán)利要求1所述的一種高精度氣體壓力傳感器，其特征在于:所述壓力芯片與PCB板連接的金絲鍵合面區(qū)域為0.8mm-1.5mm的直徑圓。3.如權(quán)利要求1所述的一種高精度氣體壓力傳感器，其特征在于:所述PCB板上設(shè)有塑料框，塑料筐將所有包含金絲的區(qū)域包圍，塑料筐內(nèi)灌封有保護(hù)金絲的凝膠。4.如權(quán)利要求1所述的一種高精度氣體壓力傳感器，其特征在于:所述測壓通孔進(jìn)氣端的直徑大于測壓端的直徑，所述測壓端的直徑為0.7mm-l.2_。5.如權(quán)利要求1所述的一種高精度氣體壓力傳感器，其特征在于:所述PCB板和壓力芯片均粘接在外殼上，所述外殼上設(shè)有PCB板粘接臺，所述PCB板粘接臺的頂面設(shè)有芯片粘接臺，所述PCB板粘接臺頂面與芯片粘接臺底部連接處設(shè)有溢膠圈。6.如權(quán)利要求1所述的一種高精度氣體壓力傳感器，其特征在于:所述端鈕遠(yuǎn)離殼體的一端設(shè)有引腳槽，引腳設(shè)在引腳槽內(nèi)。7.如權(quán)利要求1所述的一種高精度氣體壓力傳感器，其特征在于:所述端鈕與外殼之間通過平墊圈密封，通過鉚接固定。8.如權(quán)利要求1所述的一種高精度氣體壓力傳感器，其特征在于:所述PCB板和外殼上均設(shè)有用于定位的方向定位孔。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種氣體壓力傳感器，包括帶有引腳的端鈕、外殼和敏感組件，端鈕與外殼密封連接并在連接端配合形成密封的容腔，外殼遠(yuǎn)離端鈕的一端設(shè)有與容腔連通的測壓通孔，敏感組件設(shè)在容腔內(nèi)，敏感組件包括壓力芯片和與端鈕上的引腳連接的PCB板，所述壓力芯片的感壓面固定在外殼上，壓力芯片的背面通過金絲與PCB板連接，壓力芯片正對測壓通孔并通過感壓面將其密封。本發(fā)明該傳感器所測氣體壓力的精度高，結(jié)構(gòu)簡單，耐腐蝕。
【IPC分類】G01L9/00
【公開號】CN105157905
【申請?zhí)枴緾N201510459420
【發(fā)明人】劉勝, 楊軍, 王小平, 張雪峰
【申請人】武漢飛恩微電子有限公司
【公開日】2015年12月16日
【申請日】2015年7月30日