压力传感器介质隔离的封装结构的利记博彩app
【专利摘要】本实用新型涉及一种压力传感器介质隔离的封装结构，包括：塑料基板，具有相对设置的底板和开口端，底板上开设有通孔；隔离膜片，密封塑料基板的开口端；塑料管壳，设置在塑料基板的底板上；敏感元件，设置在塑料管壳内，敏感元件具有背腔，背腔朝向塑料基板的通孔，塑料基板、敏感元件及隔离膜片共同形成一充满隔离介质的密封腔体。通过将隔离膜片设置在塑料基板上，又将敏感元件设置在塑料管壳内，并使塑料基板、敏感元件及隔离膜片共同形成充满隔离介质的密封腔体，与现有的介质隔离技术相比，其体积小，安装方便；且不同于不锈钢充灌硅油的封装技术，本实用新型采用了塑料基板和塑料管壳，所以成本低。
【专利说明】压力传感器介质隔离的封装结构
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种压力传感器介质隔离的封装结构。
【背景技术】
[0002]基于微机械系统(MEMS)压阻式压力传感器，由于其体积小、重量轻、灵敏度高、稳定可靠、成本低、制造工艺简单、便于集成化等众多优点，被广泛应用于水利、气象、医疗、工业控制、汽车、航空航天以及消费电子等各个领域。针对不同应用，压力传感器有不同的要求的封装，目前压力传感器的封装形式有塑料封装、陶瓷封装、PCB封装、金属管壳封装、介质隔尚封装等等。
[0003]在目前的工业控制中，对流体液位的测量，传统的方法是利用前端不锈钢隔离膜、内充传压硅油的压力触感器芯片作为压-电转换信号元件，根据硅的压阻效应和流体力学的压强公式，由扩散在硅表面的压敏电阻构成的惠斯通电桥将实现液位值线性的转换为电压信号，再经过外围电路放大，从而读出液位值。由于此种封装方法采用了不锈钢充罐硅油封装(介质隔离封装)，其存在工艺复杂、成本高、安装复杂等缺点，所以主要在价格承受能力较高的工业控制领域得到应用。但在消费领域，也有着对压力传感器介质隔离封装技术的强烈需求。所以，开发一种低成本、小体积、易于安装的压力传感器的介质隔离封装技术有着很大的现实意义。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的在于提供一种小体积、易于安装且低成本的压力传感器介质隔离的封装结构。
[0005]为实现前述目的，本实用新型采用如下技术方案:一种压力传感器介质隔离的封装结构，包括:
[0006]塑料基板，具有相对设置的底板和开口端，底板上开设有通孔；
[0007]隔离膜片，密封所述塑料基板的开口端；
[0008]塑料管壳，设置在所述塑料基板的底板上；
[0009]敏感元件，设置在所述塑料管壳内，所述敏感元件具有背腔，所述背腔朝向塑料基板的通孔，所述塑料基板、敏感元件及隔离膜片共同形成一充满隔离介质的密封腔体。
[0010]作为本实用新型的进一步改进，所述塑料管壳包括管壳本体和自所述管壳本体向上延伸的气嘴，所述敏感元件设在管壳本体内，且所述敏感元件的背腔朝向气嘴，所述气嘴嵌入在塑料基板的通孔内用以将塑料管壳固定在塑料基板上，并将塑料基板与背腔连通。
[0011]作为本实用新型的进一步改进，所述敏感元件包括硅基体，所述硅基体粘贴在所述管壳本体上。
[0012]作为本实用新型的进一步改进，所述塑料管壳还包括设置在硅基体和管壳本体之间的玻璃片，所述玻璃片部分位于背腔和气嘴之间以将气嘴和背腔分隔，所述玻璃片上开设有连通气嘴和背腔的开孔。[0013]作为本实用新型的进一步改进，所述塑料管壳内填充有灌封胶，所述灌封胶形成在敏感元件的周围。
[0014]作为本实用新型的进一步改进，所述塑料管壳内分为设置灌封胶的灌封区域和未设置灌封胶的留白区域，所述留白区域位于灌封区域的下方。
[0015]作为本实用新型的进一步改进，所述敏感元件包括硅基体，所述硅基体粘贴在塑料基板的底板上。
[0016]作为本实用新型的进一步改进，所述隔离膜片具有用以遮挡开口端的遮挡部，所述遮挡部呈平面状或者波纹型。
[0017]作为本实用新型的进一步改进，所述塑料管壳上设置有引脚通孔，所述引脚通孔内设置通过该塑料通孔自塑料管壳内部朝塑料管壳外部延伸的引脚，所述敏感元件通过金线与所述引脚电性连接。
[0018]作为本实用新型的进一步改进，所述敏感元件为差压压力传感器芯片。
[0019]本实用新型的有益效果是:由于本实用新型通过将隔离膜片设置在塑料基板上，又将敏感元件设置在塑料管壳内，并使塑料基板、敏感元件及隔离膜片共同形成充满隔离介质的密封腔体，与现有的介质隔离技术相比，其体积小，安装方便；且不同于不锈钢充灌硅油的封装技术，本实用新型采用了塑料基板和塑料管壳，所以成本低。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1是本实用新型压力传感器介质隔离的封装结构于第一实施方式的剖视图。
[0021]图2是本实用新型压力传感器介质隔离的封装结构于第二实施方式的剖视图。
[0022]图3是本实用新型压力传感器介质隔离的封装结构于第三实施方式的剖视图。
[0023]图4是本实用新型压力传感器介质隔离的封装结构于第四实施方式的剖视图。
[0024]图5是本实用新型压力传感器介质隔离的封装结构于第五实施方式的剖视图。
【具体实施方式】
[0025]第一实施方式:
[0026]参照图1所示，本实用新型的压力传感器介质隔离的封装结构100包括:塑料基板
11、设置在塑料基板11上的隔离膜片12、与塑料基板11连接的塑料管壳13、设置在塑料管壳13内的敏感元件14及穿过塑料管壳13并由塑料管壳13内部朝塑料管壳13外部延伸的引脚15。所述引脚15可以是贴片型或者直插型，用以焊接在最终应用的印刷电路板(未图示)上。
[0027]所述塑料基板11具有开口端112。所述塑料基板11包括底板111及自底板111的四周向上延伸形成的侧壁113。所述开口端112与底板111相对设置。底板111上开设有通孔114。所述侧壁113包括垂直部115和自垂直部115向内弯折再向上延伸形成的弯折部116。所述隔离膜片12采用硅胶材料，为平膜隔离膜片。所述隔离膜片12密封塑料基板11的开口端112。所述隔离膜片12包括用以遮挡开口端112的遮挡部121和形成在遮挡部121外围的连接部122。所述连接部122设置在弯折部116上。所述遮挡部121呈平面状。
[0028]所述敏感元件14为差压压力传感器芯片。所述敏感元件14包括压力敏感膜141、硅基体142、形成在硅基体142上的背腔143及位于硅基体142上的电极144。所述背腔143朝向塑料基板11的通孔114。所述背腔143自硅基体142的背面146朝硅基体142的正面(未标号)贯穿形成。所述敏感元件14通过在电极144上设置金线145以与引脚15电性连接。所述金线145通过压焊的方式与引脚15固定。
[0029]所述塑料管壳13包括管壳本体131和自管壳本体131向上延伸的气嘴132。所述敏感元件14设在管壳本体131内，且敏感元件14的背腔143朝向气嘴132。气嘴132嵌入在塑料基板11的通孔114内用以将塑料管壳13固定在塑料基板11上，并将塑料基板11与背腔143连通。所述管壳本体131包括顶壁133。所述气嘴132自顶壁133向上延伸形成。所述敏感元件14的背面146粘贴在塑料管壳13的顶壁133上。所述塑料管壳13上开设有引脚通孔(未图示)。引脚15通过该引脚通孔自塑料管壳13的内部朝塑料管壳13的外部延伸。
[0030]所述塑料基板11、隔离膜片12、气嘴132及敏感元件14共同形成一密封腔体16。密封腔体16的内部充满隔离介质(未图示)。所述腔体16与隔离膜片12经压合可以保证无缝连接。所述塑料管壳13的气嘴132与塑料基板11上的通孔114连接边缘可以涂上密封胶(未图示)，以防止充入密封腔体16内的隔离介质泄露。所述隔离介质为硅油。
[0031]测液位时，流经此结构100的液体会有压力作用于隔离膜片12上，隔离膜片12发生形变，其形变由密封腔体16内充灌的硅油变换成压力再传递到敏感元件14的压力敏感膜141，使得敏感元件14的压力敏感膜141发生形变，从而测出液体的压力，再根据液体压强公式 P = ，(其中P是液体密度，g是重力加速度，A是液体高度)，可以知道液体的高度。
[0032]此结构100通过将隔离膜片12设置在塑料基板11上，又将敏感元件14设置在塑料管壳13内，并使塑料基板11、敏感元件14及隔离膜片12共同形成充满隔离介质的密封腔体16，从而使得该结构100体积小，安装方便；且又由于该结构的塑料管壳13、塑料基板11以及隔离膜片12都采用了塑料或硅胶材料，相对于不锈钢充灌硅油的封装而言，价格便宜，且是小量程，适用于消费电子领域，符合大众的购买力。
[0033]第二实施方式:
[0034]参照图2所示，本实用新型于第二实施方式中的压力传感器介质隔离的封装结构200与第一实施方式的区别在于:所述隔离膜片22为波纹型隔离膜片，其遮挡部221呈波纹型。所述波纹型隔离膜片22可以减小压力传递损耗和提高传感器的灵敏度。
[0035]第三实施方式:
[0036]参照图3所示，本实用新型于第三实施方式中的压力传感器介质隔离的封装结构300与第二实施方式的区别在于:所述塑料管壳33还包括设置在敏感元件34的硅基体342的背面346与塑料管壳33的管壳本体331的顶壁333之间的玻璃片37。敏感元件34的硅基体342的背面346粘贴在玻璃片37上，从而实现硅-玻璃键合。所述玻璃片37部分位于背腔343和气嘴332之间以将气嘴332和背腔343分隔，所述玻璃片37上开设有连通气嘴332和背腔343的开孔371。通过设置此种结构可以减小外界传递过来的应力对敏感元件34的性能影响。
[0037]第四实施方式:
[0038]参照图4所示，本实用新型于第四实施方式中的压力传感器介质隔离的封装结构400与第二实施方式的区别在于:敏感元件44引线键合后，滴入凝胶，以在管壳本体43内填充形成灌封胶48。灌封胶48形成在敏感元件44的周围。在形成灌封胶48后，所述管壳本体431内分为设置灌封胶的灌封区域491和未设置灌封胶48的留白区域492，留白区域492位于灌封区域491的下方。通过该灌封胶48以保护和固定敏感元件44和金线445，提高敏感元件44的抗冲击性。
[0039]第五实施方式:
[0040]参照图5所示，本实用新型于第五实施方式中的压力传感器介质隔离的封装结构500与第二实施方式的区别在于:所述塑料管壳53未设置气嘴，且所述管壳本体不具有顶壁，敏感元件54和引脚55直接贴在塑料基板51的底板511上。硅油可直接与敏感元件54的背面546接触，相较于实施方式二中的气嘴，降低了响应时间。诚然，在本实施例中，也可以在塑料管壳53内填充灌封胶，该灌封胶同样位于敏感元件54的四周，且所述塑料管壳53内分为设置灌封胶的灌封区域和未设置灌封胶的留白区域，留白区域位于灌封区域的下方。
[0041]尽管为示例目的，已经公开了本实用新型的优选实施方式，但是本领域的普通技术人员将意识到，在不脱离由所附的权利要求书公开的本实用新型的范围和精神的情况下，各种改进、增加以及取代是可能的。
【权利要求】
1.一种压力传感器介质隔离的封装结构，其特征在于:包括: 塑料基板，具有相对设置的底板和开口端，底板上开设有通孔； 隔离膜片，密封所述塑料基板的开口端； 塑料管壳，设置在所述塑料基板的底板上； 敏感元件，设置在所述塑料管壳内，所述敏感元件具有背腔，所述背腔朝向塑料基板的通孔，所述塑料基板、敏感元件及隔离膜片共同形成一充满隔离介质的密封腔体。
2.根据权利要求1所述的压力传感器介质隔离的封装结构，其特征在于:所述塑料管壳包括管壳本体和自所述管壳本体向上延伸的气嘴，所述敏感元件设在管壳本体内，且所述敏感元件的背腔朝向气嘴，所述气嘴嵌入在塑料基板的通孔内用以将塑料管壳固定在塑料基板上，并将塑料基板与背腔连通。
3.根据权利要求2所述的压力传感器介质隔离的封装结构，其特征在于:所述敏感元件包括硅基体，所述硅基体粘贴在所述管壳本体上。
4.根据权利要求3所述的压力传感器介质隔离的封装结构，其特征在于:所述塑料管壳还包括设置在硅基体和管壳本体之间的玻璃片，所述玻璃片部分位于背腔和气嘴之间以将气嘴和背腔分隔，所述玻璃片上开设有连通气嘴和背腔的开孔。
5.根据权利要求1所述的压力传感器介质隔离的封装结构，其特征在于:所述塑料管壳内填充有灌封胶，所述灌封胶形成在敏感元件的周围。
6.根据权利要求5所述的压力传感器介质隔离的封装结构，其特征在于:所述塑料管壳内分为设置灌封胶的灌封区域和未设置灌封胶的留白区域，所述留白区域位于灌封区域的下方。
7.根据权利要求1所述的压力传感器介质隔离的封装结构，其特征在于:所述敏感元件包括硅基体，所述硅基体粘贴在塑料基板的底板上。
8.根据权利要求1所述的压力传感器介质隔离的封装结构，其特征在于:所述隔离膜片具有用以遮挡开口端的遮挡部，所述遮挡部呈平面状或者波纹型。
9.根据权利要求1所述的压力传感器介质隔离的封装结构，其特征在于:所述塑料管壳上设置有引脚通孔，所述引脚通孔内设置通过该塑料通孔自塑料管壳内部朝塑料管壳外部延伸的引脚，所述敏感元件通过金线与所述引脚电性连接。
10.根据权利要求1所述的压力传感器介质隔离的封装结构，其特征在于:所述敏感元件为差压压力传感器芯片。
【文档编号】G01L19/14GK203606066SQ201320832607
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2013年12月18日 优先权日:2013年12月18日
【发明者】吕萍, 肖滨, 许庆峰, 胡维, 李刚 申请人:苏州敏芯微电子技术有限公司