CN103134952B - 一种密封式加速度计 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种密封性能可靠的加速度计，包括表头、混合集成电路、电路工艺孔压盖，混合集成电路内布置有两个可实现电路与表头电气连接的电路工艺孔，在电路工艺孔上依次填放绝缘片和电路工艺孔压盖，所述电路工艺孔压盖激光焊接密封在混合集成电路的电路工艺孔内，所述混合集成电路与表头之间激光焊接密封。本发明通过在现有加速度计基础上增加激光焊接密封设计，解决加速度计在不同环境压强下的内部气体泄漏问题，提高加速度计的整体密封性能，增强加速度计的环境适应性。密封后的漏率小于5.0×10^-10Pa.m³/s。

Description

一种密封式加速度计

技术领域

本发明涉及一种机械摆式加速度计，尤其是一种石英挠性加速度计，可用于航空、航天、船舶等惯性测量和导航的加速度测量元件。

背景技术

石英挠性加速度计的工作原理是利用力反馈原理获得一个与输入加速度成比例的电流，通过对电流的采样获得输入加速度信息。为满足上述工作过程，加速度计内部充有一定压力的气体用以形成压膜阻尼，从而保证加速度计控制系统的稳定性。现有的石英挠性加速度计，包括表头、混合集成电路、电路工艺孔压盖，混合集成电路和表头之间、混合集成电路和电路工艺孔压盖之间均采用胶接方式连接。随着加速度计应用领域的不断扩展，环境压强的不断变化，工作条件恶劣性的不断提升，对其密封性、环境适应性有了更高的要求，现有胶接密封的石英挠性加速度计无法满足长期贮存并保证5×10^-10Pa.m³/s密封漏率指标的要求。因此，研制可靠性以及环境适应性高的密封结构是石英挠性加速度计的迫切需求。

发明内容

本发明的目的是根据用户的使用需求，提供一种密封性能可靠的石英挠性加速度计。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种密封式加速度计，包括表头、混合集成电路、电路工艺孔压盖，其中，混合集成电路由电路管座及其内部封装的电子元器件构成，混合集成电路内布置有两个可实现电路与表头电气连接的电路工艺孔，电路工艺孔内安装有电路工艺孔压盖，其特征在于，所述电路工艺孔压盖激光焊接密封在混合集成电路的电路工艺孔内，所述混合集成电路与表头之间激光焊接密封。

本发明是通过在现有石英挠性加速度计结构基础上增加激光焊接密封设计，解决石英挠性加速度计在不同环境压强下的内部气体泄漏问题，提高石英挠性加速度计的整体密封性能，增强石英挠性加速度计的环境适应性。所述电路工艺孔压盖与混合集成电路之间采用激光焊接相连，并保证密封。密封后的漏率小于5.0×10^-10Pa.m³/s。所述加速度计混合集成电路与加速度计表头之间采用激光焊接相连，并保证密封。密封后的漏率小于5.0×10^-10Pa.m³/s。

但是，目前现有的石英挠性加速度计混合集成电路的电路工艺孔呈单台阶状，用于依次填放绝缘片以及电路工艺孔压盖，在实际操作时，由于零件加工精度等因素的影响，使得安装后石英挠性加速度计表面不平整，严重影响了激光密封焊接的质量。因此，在上述技术方案的基础上，本发明提供了更好的解决方案：

为保证电路工艺孔压盖以及绝缘片安装于电路工艺孔后表面平整，将电路工艺孔结构设计成电路工艺孔压盖与绝缘片之间非接触的结构形式，即使得安装后电路工艺孔压盖与绝缘片之间存在高度差，使绝缘片不受电路工艺孔压盖的挤压，避免了加工精度、安装误差等因素对于激光密封焊接的影响，便于激光焊接密封的实施。

所述电路工艺孔压盖与绝缘片之间非接触，可通过在电路工艺孔内布置台阶或突起实现，例如混合集成电路的电路工艺孔为两级台阶结构，绝缘片的直径大于电路工艺孔的最小径，由下至上第一级台阶用于支撑绝缘片，第一级台阶的高度高于绝缘片的厚度，实现电路工艺孔压盖与绝缘片之间存在高度差，使电路工艺孔压盖与绝缘片之间非接触，第二级保护台阶用于支撑电路工艺孔压盖，保护台阶的高度根据电路工艺孔压盖的厚度形成。

本发明所述激光焊接密封加速度计主要结合加速度计的结构组成及工艺连接方式，分析加速度计结构的具体漏孔分布，合理设计加速度计的密封结构形式，采用先进可靠的密封工艺方法，进而实现加速度计的密封性能。密封结构的设计主要针对混合集成电路与加速度计表头以及电路工艺孔压盖结构之间的可靠连接及其密封性能展开，即合理设计混合集成电路内电路工艺孔及电路工艺孔压盖结构，并实施以可靠的密封工艺。

所述电路工艺孔设计成可实现电路工艺孔压盖与绝缘片之间非接触的结构形式，即安装后的电路工艺孔压盖与绝缘片之间存在高度差。

所述加速度计混合集成电路与电路工艺孔压盖之间采用激光焊接相连，并保证密封。密封后的漏率小于5.0×10^-10Pa.m³/s

所述加速度计混合集成电路与加速度计表头之间采用激光焊接相连，并保证密封。密封后的漏率小于5.0×10^-10Pa.m³/s。

本发明专利的优点为：由于激光焊接密封式石英挠性加速度计较以往加速度计增加了密封结构的设计，同时实施以可靠的密封工艺，有效提高了加速度计的密封性能以及不同工况下的环境适应性，扩展了石英挠性加速度计应用领域。另外，此种密封形式石英挠性加速度计的密封结构设计简单，工艺实施方便，密封性能稳定可靠，适于批量生产。

附图说明

图1是本发明的一种密封式石英挠性加速度计最佳实施例之一的结构示意图；

图2是图1的俯视图；

图3是图1中的i处放大图；

图4是现有技术的石英挠性加速度计在图1i处位置对应的放大图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

在本发明的描述中，术语“内侧”、“外侧”、“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

结合图1、图2和图3，说明本发明的一种密封式石英挠性加速度计最佳实施例，包括表头1、混合集成电路2、电路工艺孔压盖3，其中，混合集成电路2由电路管座及其内部封装的电子元器件构成，混合集成电路2内布置有两个可实现电路与表头1电气连接的电路工艺孔5，在电路工艺孔5内依次填放绝缘片4以及电路工艺孔压盖3，所述电路工艺孔压盖3激光焊接密封在混合集成电路2的电路工艺孔5内，所述混合集成电路2与表头1之间激光焊接密封。更好的，在电路工艺孔5内电路工艺孔压盖3与绝缘片4之间非接触，即使得安装后电路工艺孔压盖3与绝缘片4之间存在高度差，保证电路工艺孔压盖3安装于电路工艺孔5内表面平整。所述电路工艺孔压盖3与绝缘片4之间非接触可通过布置台阶或突起实现，例如在本实施例中混合集成电路的电路工艺孔5为两级台阶结构即呈状，绝缘片4的直径大于电路工艺孔5的最小径，由下至上第一级台阶用于支撑绝缘片4，第一级台阶的高度高于绝缘片4的厚度，实现电路工艺孔压盖3与绝缘片4之间存在高度差，使电路工艺孔压盖3与绝缘片4之间非接触，第二级保护台阶用于支撑电路工艺孔压盖3，保护台阶的高度根据电路工艺孔压盖3的厚度形成。

表1为本发明实施密封后与普通石英挠性加速度计的密封漏率检测试验结果对比。试验表明，密封后的本专利较普通加速度计的密封漏率指标高，密封性能可靠。

表1密封漏率指标对比

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，例如本发明所述的电路工艺孔压盖与绝缘片之间非接触，本领域的技术人员可根据本发明的启发，从而设计出多个保护台阶或突起，因此，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims (4)

1.一种密封式加速度计，包括表头(1)、混合集成电路(2)、电路工艺孔压盖(3)，其中，混合集成电路(2)由电路管座及其内部封装的电子元器件构成，混合集成电路(2)内布置有两个可实现电路与表头(1)电气连接的电路工艺孔(5)，在电路工艺孔(5)上依次填放绝缘片(4)、电路工艺孔压盖(3)，其特征在于，所述电路工艺孔压盖(3)激光焊接密封在混合集成电路(2)的电路工艺孔(5)内，所述混合集成电路(2)与表头(1)之间激光焊接密封，绝缘片(4)与电路工艺孔压盖(3)依次填放在混合集成电路的电路工艺孔(5)内，混合集成电路的电路工艺孔(5)内电路工艺孔压盖(3)与绝缘片(4)之间非接触，即使二者安装位置存在一定的高度差，实现电路工艺孔压盖(3)和绝缘片(4)安放于电路工艺孔(5)后表面平整，便于激光密封焊接的实施。

2.根据权利要求1所述的一种密封式加速度计，其特征在于，所述电路工艺孔压盖(3)与绝缘片(4)之间非接触通过布置台阶或突起实现。

3.根据权利要求1所述的一种密封式加速度计，其特征在于，混合集成电路的电路工艺孔(5)为两级台阶结构，绝缘片(4)的直径大于电路工艺孔(5)的最小径，由下至上第一级台阶用于支撑绝缘片(4)，第一级台阶的高度高于绝缘片(4)的厚度，实现电路工艺孔压盖(3)与绝缘片(4)之间存在高度差，使电路工艺孔压盖(3)与绝缘片(4)之间非接触，第二级保护台阶用于支撑电路工艺孔压盖(3)。

4.根据权利要求3所述的一种密封式加速度计，其特征在于，保护台阶的高度根据电路工艺压盖(3)的厚度形成。