CN101498612A - 局部密封的压力温度传感器及其制造工艺 - Google Patents

Abstract

局部密封的压力温度传感器，包括压力模块、温度模块以及用于支承该压力模块、温度模块的壳体，该压力模块包括基板、用于测试气压的芯片以及用于覆盖芯片的凝胶，该基板呈碗状，该芯片设置在该基板的碗状的内腔中，该壳体的容纳部和接头部被密封隔绝。具有该压力模块的压力温度传感器可提高凝胶灌封和密封的可靠性。其制造工艺由于可定量灌封凝胶以及对产品进行局部密封，因此可进行高度的自动化生产，提高生产率的同时还提高了产品的性能的稳定性。

Description

局部密封的压力温度传感器及其制造工艺

技术领域

本发明涉及一种汽车发动机用压力温度传感器及其制造工艺，其包括压力模块、温度模块以及用于支承该压力模块、温度模块的壳体，该压力模块包括基板、用于测试气压的芯片以及用于覆盖芯片的凝胶，该壳体包括一容纳部以及一接头部，该温度模块设置在该接头部中，该压力模块设置在容纳部的空腔中。

背景技术

用于汽车的发动机的压力温度传感器包括温度模块、压力模块以及壳体，温度模块和压力模块设置在壳体中。压力模块的制造过程是在一块水平的PCB板上固定用于测试气压的芯片，然后再将凝胶滴在芯片上对芯片进行封装，由于凝胶的流动性很好，水平的PCB板缺乏限制凝胶流动的结构，滴在芯片上的凝胶自然流动、难以定型，这容易造成绑定线裸露，凝胶难以将绑定好的芯片和绑定线裹上。压力模块的腔体内的密封是依靠一盖板对壳体组件的密封来实现的，即将整个压力传感器的腔体密封，盖板的密封需要克服硅胶的高温固化时引起的气体膨胀的温度，为此，不得不在盖板的表面上开孔以利于排气，但在后续的生产工序中还需要将该孔密封。基于前述原因，现有技术在结构上对压力温度传感器的压力模块的封装结构、凝胶灌封和密封性存在有较大的不稳定性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种局部密封的压力温度传感器及其制造工艺，以提高现有的压力温度传感器的凝胶灌封和密封的可靠性。

为了实现前述目的，本发明的局部密封的压力温度传感器，包括压力模块、温度模块以及用于支承该压力模块、温度模块的壳体，该压力模块包括基板、用于测试气压的芯片以及用于覆盖芯片的凝胶，该壳体包括一容纳部以及一接头部，该温度模块设置在该接头部中，该压力模块设置在容纳部的空腔中，其特点是，该压力模块放置在该壳体的容纳部的空腔的一安装座上，该压力模块与该安装座限定出一腔体，该壳体的容纳部和接头部之间被密封隔绝，该腔体和该接头部的中心孔相通。

所述的压力温度传感器，其进一步的特点是，该基板呈碗状，该芯片设置在该基板的碗状的内腔中。

所述的压力温度传感器，其进一步的特点是，该压力模块的侧壁与该安装座的侧壁之间填充硅胶，从而该容纳部的空腔和该接头部的中心孔之间被隔绝，该压力模块与该安装座之间的该腔体与该接头部的中心孔相通，该容纳部由一盖板封住。

所述的压力温度传感器，其进一步的特点是，该压力模块的基板的内腔面向该接头部的中心孔。

所述的压力温度传感器，其进一步的特点是，该壳体的容纳部和接头部之间被硅胶密封隔绝。

所述的压力温度传感器，其进一步的特点是，该容纳部由一盖板以非密封的方式封住。

所述的压力温度传感器，其进一步的特点是，该接头部的外侧嵌接有多个密封圈。

所述的压力温度传感器，其进一步的特点是，还包括一电气接口，该温度模块和该压力模块的电气接脚与一放置在该容纳部的空腔内的接线板电连接，该接线板与该电气接口电连接。

本发明的压力温度传感器的制造工艺，该压力温度传感器包括一温度模块、压力模块以及壳体，其特点是，包括如后的步骤：d.将该温度模块安装到该壳体的接头部中，并将压力模块放置在该壳体的容纳部的空腔内的安装座中，使该压力模块和该安装座之间限定出一腔体；e.用硅胶密封在压力模块和安装座之间的间隙，从而隔绝该壳体的容纳部的空腔和接头部的中心孔，且压力模块与该安装座之间的腔体与该接头部的中心孔相通；f.将一线路板放入壳体的容纳部，并将线路板与温度模块、压力模块的电气接脚进行焊接；h.用一盖板盖住该壳体的该容纳部。

所述的压力温度传感器的制造工艺，其进一步的特点是，在所述步骤d之前还进行如下步骤：a.将一用于测试气压的芯片焊接在一呈碗状的基板的内腔中；b.将凝胶填入到该基板的内腔中；c.固化该基板中的凝胶，形成该压力模块。

本发明的有益效果是：基板呈碗状，基板提供了限制凝胶随意流动的结构，由于基板的碗状内腔的一致性，保证了用定量的灌胶量就能将绑定好的芯片和绑定线裹上，从而保证了压力模块的产品性能的一致性；对压力模块和壳体的容纳部的空腔内的安装座之间进行密封，即对整个压力温度传感器进行局部的密封，这样对整个压力温度传感器的密封要求大大降低，无需在高温固化时进行整个产品的排气，只要在盖板安装时加盖，后期生产密封工序，不再对产品性能产生影响，从而大大地提供了产品的可靠性和耐久性；本发明的制造工艺由于可定量灌封凝胶以及对产品进行局部密封，因此可进行高度的自动化生产，提高生产率的同时还提高了产品的性能的稳定性。

附图说明

图1是本发明的压力模块封装结构的实施例的主视图。

图2是图1所示的实施例的仰视图。

图3是本发明的压力温度传感器的实施例的主视图，其中的压力温度传感器还没有设置接线板(PCB板)。

图4是图3所示实施例的俯视图，以局部剖开的方式显示了其内部结构。

图5是装配好的本发明的压力温度传感器的实施例的俯视图。

图6是沿图5中的B-B线的剖视图。

图7是沿图5中的A-A线的剖视图。

具体实施方式

如图1和图2所示，压力模块10包括一基板120、在基板120上固定的芯片130以及覆盖了芯片130的凝胶110。基板120呈碗状，由陶瓷压模材料制成，基板120提供一腔体，芯片130固定在该腔体中，凝胶110充满了整个腔体。芯片130和凝胶110都可从市场上获得，凝胶110可将气压完全传递到芯片130上而不会使得所传递的气压衰减。芯片130用于测量气体压力，其电气接脚从基板130的底部穿出。压力模板10相对于现有的压力模块有许多的好处，由于芯片130容置于基板120提供的腔体中，可以使用定量的凝胶110就可以将芯片130(及其绑定线)完全覆盖，即使凝胶110具有很好的流动性，但基板120提供的腔体可以限制凝胶110的流动，只要在腔体中注入定量的凝胶110就可以覆盖芯片130，而对于平的基板上封装芯片的技术方案难以以定量的凝胶将芯片覆盖。

图3是本发明的压力温度传感器的实施例的主视图。图4是图3所示实施例的俯视图，以局部剖开的方式显示了其内部结构。如图3所示，压力温度传感器包括壳体20，温度模块30以及如图1所示的压力模块10。壳体20用于安装压力模块10以及温度模块30。壳体20具有管形的接头部200、容纳部210以及电气接口220。接头部200与容纳部210连接，接头部200的下端形成有供气流流过的多个开口290。容纳部210用于容纳压力模块10。温度模块30通过接线柱390悬置在接头部200的下端，并通过开口290可与接头部200外界的气体接触，温度模块30感测经过开口290的气体的温度。

容纳部210内设置有安装座2100，压力模块10设置在容纳部210的容腔中，由安装座2100支承，压力模块10的外围和安装座2100的侧壁之间被硅胶填充，且由于被填充的硅胶，容纳部210的容腔和接头部200的中心孔291不再相通，且压力模块10与安装座2100之间形成的腔体1000也与容纳部210的腔体隔绝。压力模块10的基板120的开口面向接头部200的中心孔291，腔体1000与接头部200的中心孔291相通。

接头部200的外表面上套设有密封圈，这样当压力温度传感器插入到被测对象的中后，被测对象的内部就与外部间隔开，并可与腔体1000相通。当压力温度传感器安装在被测对象后，压力模块10的工作面处的气压与被测对象内部的气压相同。

容纳部210由一盖板400盖住，盖板400和容纳部210的连接处可以不密封或者对密封的要求大大降低。

如图5至图7所示，接线板500设置在容纳部210的容腔内，并位于压力模块10的背面，温度模块30、压力模块10的电气接脚分别与接线板500电连接，接线板500与电气接口200电连接，温度模块30和压力模块10与电气接口电连接，其所测得的温度信号、气压信号可传递至电气接口220，通过一控制器或者计算机与该电气接口200电连接，便可实现被测对象的温度、气压的检测。

同时结合图1至图7，下面将描述前述实施例的温度压力传感器的装配工艺。该装配工艺是以流水线作业的方式进行以下步骤：

1.将芯片130焊接在基板120的内腔中；

2.将凝胶填入到基板120的内腔中，填入凝胶的方式可以是点胶，凝胶的量最好充满基板120的内腔，由于基板120内腔的大小一致，填入凝胶的量也一致，该工序可以通过自动化实现；

3.对填入到基板120中的凝胶进行固化，固化温度例如是70摄氏度，固化时间以凝胶凝固不能流淌为止；

4.将温度模块30安装到壳体20中，并将压力模块10放置在壳体20中；

5.在压力模块10和安装座2100之间封硅胶，硅胶的固化温度例如是150摄氏度，固化时间以固胶凝固不沾手为止；

6.将线路板(PCB板)500放入壳体的容纳部，并将线路板与温度模块30、压力模块20的电气接脚进行焊接；

7.将盖板400与壳体20通过环氧树脂粘接。

Claims (10)

1.一种局部密封的压力温度传感器，包括压力模块、温度模块以及用于支承该压力模块、温度模块的壳体，该压力模块包括基板、用于测试气压的芯片以及用于覆盖芯片的凝胶，该壳体包括一容纳部以及一接头部，该温度模块设置在该接头部中，该压力模块设置在容纳部的空腔中，其特征在于，该压力模块放置在该壳体的容纳部的空腔的一安装座上，该压力模块与该安装座限定出一腔体，该壳体的容纳部和接头部之间被密封隔绝，该腔体和该接头部的中心孔相通。

2.如权利要求1所述的压力温度传感器，其特征在于，该基板呈碗状，该芯片设置在该基板的碗状的内腔中。

3.如权利要求2所述的压力温度传感器，其特征在于，该压力模块的侧壁与该安装座的侧壁之间填充硅胶，从而该容纳部的空腔和该接头部的中心孔之间被隔绝，该压力模块与该安装座之间的该腔体与该接头部的中心孔相通，该容纳部由一盖板封住。

4.如权利要求3所述的压力温度传感器，其特征在于，该压力模块的基板的内腔面向该接头部的中心孔。

5.如权利要求2所述的压力温度传感器，其特征在于，该壳体的容纳部和接头部之间被硅胶密封隔绝。

6.如权利要求5所述的压力温度传感器，其特征在于，该容纳部由一盖板以非密封的方式封住。

7.如权利要求3或5所述的压力温度传感器，其特征在于，该接头部的外侧嵌接有多个密封圈。

8.如权利要求2所述的压力温度传感器，其特征在于，还包括一电气接口，该温度模块和该压力模块的电气接脚与一放置在该容纳部的空腔内的接线板电连接，该接线板与该电气接口电连接。

9.一种压力温度传感器的制造工艺，该压力温度传感器包括一温度模块、压力模块以及壳体，其特征在于，包括以下步骤：

d.将该温度模块安装到该壳体的接头部中，并将压力模块放置在该壳体的容纳部的空腔内的安装座中，使该压力模块和该安装座之间限定出一腔体；

e.用硅胶密封在压力模块和安装座之间的间隙，从而隔绝该壳体的容纳部的空腔和接头部的中心孔，且压力模块与该安装座之间的腔体与该接头部的中心孔相通；

f.将一线路板放入壳体的容纳部，并将线路板与温度模块、压力模块的电气接脚进行焊接；

h.用一盖板盖住该壳体的该容纳部。

10.如权利要求9所述的压力温度传感器的制造工艺，其特征在于，在所述步骤d之前还进行如下步骤：

a.将一用于测试气压的芯片焊接在一呈碗状的基板的内腔中；

b.将凝胶填入到该基板的内腔中；

c.固化该基板中的凝胶，形成该压力模块。

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