CN103091029A - 基于导电密封件的压力传感器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种压力传感器，具体为基于导电密封件的压力传感器，包括芯片和外壳，所述的芯片上有芯片焊盘，芯片焊盘连接在导电胶条上，所述的导电胶条与引线框架连接，所述的芯片、导电胶条安装在外壳内。本发明提供的基于导电密封件的压力传感器，扩展了测试介质兼容性，使其能够广泛应用于液体介质压力测试。

Description

基于导电密封件的压力传感器

技术领域

本发明涉及一种压力传感器，具体为基于导电密封件的压力传感器。

背景技术

在塑封压力传感器中，通常通过金丝键合结构，实现传感器芯片和引线框架的电连接，进行信号的传输。但是这种传感器在夜体介质情况下，难以进行测试。 

发明内容

针对上述的问题，提供一种基于导电密封件的压力传感器结构，该结构除能够正常进行气体压力测试外，还能进行液体介质环境下的压力测试，为了解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：

基于导电密封件的压力传感器，包括芯片和外壳，芯片与外壳之外的引线框架连接，芯片包括上层的基板和下层的硅片，所述的基板中间有介质通孔，硅片与基板的接触面有应变型腔，介质通孔与应变型腔连通，应变型腔底部为硅片的压力变形区，硅片的下表面在压力变形区内有电路，电路与引线框架连接；所述的外壳包括上壳和下壳，上壳有上介质通道与介质通孔连通，下壳有下介质通道与压力变形区连接。

电路包括焊盘和压敏电阻，压敏电阻构成惠斯通电桥，惠斯通电桥与焊盘连接。

电路通过导电胶条与引线框架连接，焊盘直接贴合在导电胶条的导电区域，导电区域的另一端与引线框架连接；导电胶条有通孔，使得下介质通道和压力变形区连通。

外壳的上壳和下壳之间有密封胶条，密封胶条有通孔，用于介质流通。

所述的导电胶条为硅橡胶材质，可以实现芯片与引线框架的互连。通过其硬度的变化控制，可以满足不同量程压力测试需要。芯片焊盘可以与导电胶条进行良好电连接。密封胶条，实现产品密封，隔离流体介质和电路。通过材质选择，可以适应不同介质需要。

本发明提供的基于导电密封件的压力传感器，扩展了测试介质兼容性，使其能够广泛应用于液体介质压力测试，并且根据芯片和外壳结构扩展，可以进行表压，差压，绝压测试，其测试压力范围可以覆盖：表压1~300PSIG，绝压1~300PSIA。在需要进行液体介质压力测试时，待测介质由上壳的上介质通道导入；进行气体压力测试时，由上壳的上介质通道或者下壳的下介质通道导入介质均可。

附图说明

图1为本发明的剖面结构示意图；

图2为本发明的芯片仰视结构示意图；

图3为本发明的密封胶条俯视结构示意图；

图4 为本发明的芯片和导电胶条连接示意图；

图5为本发明的芯片和导电胶条连接A-A剖面示意图。

具体实施方式

结合附图说明本发明的具体实施方式，如图1和图4所示，基于导电密封件的压力传感器，包括芯片3和外壳，芯片3与外壳之外的引线框架连接6，芯片3包括上层的基板31和下层的硅片32，基板31中间有介质通孔311，硅片32与基板31的接触面有应变型腔321，介质通孔311与应变型腔321连通，应变型腔321底部为硅片32的压力变形区322，硅片32的下表面在压力变形区322内有电路，电路与引线框架6连接；外壳包括上壳1和下壳2，上壳1有上介质通道11与介质通孔311连通，下壳2有下介质通道21与压力变形区322连接。

基板31为低热膨胀系数的玻璃材料制成。

压力变形区322采用MEMS技术制作成10~40um厚度。

如图2所示，电路包括四个焊盘323和四个压敏电阻324，压敏电阻324构成惠斯通电桥325，惠斯通电桥325与焊盘323连接。四个焊盘323中两个焊盘为电信号输入焊盘，电极分别为：IN+输入正极，IN-输入负极，另外两个焊盘为电信号输出焊盘，电极分别为：OUT+输出正极，IN+输出负极。电信号输入焊盘与电信号输出焊盘间隔排列，四个焊盘323分别连接在惠斯通电桥325的两臂之间。 

如图3、图4和图5所示，电路通过导电胶条4与引线框架6连接，焊盘323直接贴合在导电胶条4的导电区域41，导电区域41的另一端与引线框架6连接；导电胶条4有通孔，使得下介质通道21和压力变形区322连通。导电胶条4上导电区域41与芯片3和引线框架6直接贴合，即可以实现芯片3与引线框架6的互连。通过其硬度的变化控制，可以满足不同量程压力测试需要。如测试压力在低于100PSI条件下，选用硬度为HA50D的材料；在测试压力高于200PSI条件下，选用硬度HA80D的材料。导电区域41是用掺杂银粉的硅橡胶在导电胶条4中形成导电带，该导电带两端分别与焊盘323 及引线框架6接触并导通。

外壳的上壳1和下壳5之间有密封胶条2，芯片3安装在下壳5内，密封胶条2安装在芯片3上方，密封胶条2有通孔，用于连通上壳介质通道11与介质通孔311。

密封胶条2，实现产品密封，隔离流体介质和电路。通过其硬度的变化控制，可以满足不同量程压力测试需要。如测试压力在低于100PSI条件下，选用硬度为HA50D的材料；在测试压力高于200PSI条件下，选用硬度HA80D的材料。另外，针对不同液体特性，选用不同材质的密封材料，如对于水选用硅橡胶材质密封材料，对于柴油、煤油，选用氟硅橡胶材料。

本发明提供的基于导电密封件的压力传感器，其传感部件为芯片3，芯片3将介质压力转化为电信号输出。通过压力接口，将介质从上介质通道11或下介质通道51导入，并将介质产生的压力作用在芯片3的压力变形区322上，压力变形区322上的电路将压力转化为电信号输出，电信号通过焊盘323、导电胶条4上的导电区域41、引线框架6传出。

Claims (4)

1.基于导电密封件的压力传感器，包括芯片和外壳，芯片与外壳之外的引线框架连接，其特征在于：所述的芯片包括上层的基板和下层的硅片，所述的基板中间有介质通孔，硅片与基板的接触面有应变型腔，介质通孔与应变型腔连通，应变型腔底部为硅片的压力变形区，硅片的下表面在压力变形区内有电路，电路与引线框架连接；所述的外壳包括上壳和下壳，上壳有上介质通道与介质通孔连通，下壳有下介质通道与压力变形区连接。

2.根据权利要求1所述的基于导电密封件的压力传感器，其特征在于：所述的电路包括焊盘和压敏电阻，压敏电阻构成惠斯通电桥，惠斯通电桥与焊盘连接。

3.根据权利要求2所述的基于导电密封件的压力传感器，其特征在于：所述的电路通过导电胶条与引线框架连接，焊盘直接贴合在导电胶条的导电区域，导电区域的另一端与引线框架连接；导电胶条有通孔，使得下介质通道和压力变形区连通。

4.根据权利要求1、2、3任一项所述的基于导电密封件的压力传感器，其特征在于：所述外壳的上壳和下壳之间有密封胶条，密封胶条有通孔，用于介质流通。

Images