CN104803341B - 一种压力传感器应力释放装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种压力传感器应力释放装置，其包括传感器装配部、与电路板连接的固定部以及连接所述传感器装配部和所述固定部的可形变部，当电路板受到应力发生形变时，可形变部发生形变，释放了由电路板变形而产生的应力，使得固定于传感器装配部的已封装的传感器芯片焊接处变形变小，从而减小了传感器由变形引起的输出误差。
Description
技术领域
本发明涉及传感器领域，尤其涉及一种压力传感器应力释放装置。
背景技术
目前，在汽车上已经出现了越来越多的传感器使用MEMS压力传感器芯片，包括机油压力传感器、MAP传感器(即进气歧管绝对压力传感器)和胎压监测等。传统的MEMS压力传感器封装主要有金属封装、陶瓷封装和塑料封装三种形式，随着MEMS封装技术取得很大进展，出现了众多的MEMS封装技术，包括金属封装、陶瓷封装和塑料封装。然而汽车电子的快速发展，对所用传感器的需求是高质量、低成本，所以就不太适用于金属封装和陶瓷封装了。塑料封装因工艺比较成熟、成本低、易大批量生产而受到芯片设计商及封装厂的青睐。
然而塑料封装也有缺点，塑料封装硬度低、易变形，现在的塑料封装MEMS压力传感器一般是SOP封装(Small Out-Line Package，小外形封装)或者QFN封装(Quad Flat No-lead Package，方形扁平无引脚封装)，封装之后的压力传感器芯片焊接在电路板上，电路板受压力变形会引起传感器封装变形而影响测量结果。而使用金属基底电路板或者陶瓷基底电路板又会大幅增加成本，同时也增加了焊接工序和成本，不利于大批量生产。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种压力传感器应力释放装置，以在承载压力传感器的电路板变形时，吸收引起变形的应力，使其不足以影响压力传感器的输出结果。
本发明采用的技术手段如下：
一种压力传感器应力释放装置，包括：传感器装配部、与电路板连接的固定部以及连接所述传感器装配部和所述固定部的可形变部；
其中，所述传感器装配部用于固定已封装的传感器芯片，且所述传感器装配部设置有对应已封装的传感器芯片引脚的连接点；
所述固定部包括与电路板电路连接的焊接点，所述焊接点与所述连接点通过形成于所述可形变部中的导线电连接；
所述可形变部用于在电路板受应力变形时发生形变。
进一步，所述可形变部包括应力释放臂和沟槽。
进一步，所述应力释放臂连接所述固定部和传感器装配部，所述应力释放臂和沟槽延展于所述固定部和传感器装配部之间。
进一步，所述固定部包括分别设置于所述传感器装配部对应两侧的第一固定部和第二固定部；所述第一固定部远离所述传感器装配部的外侧边缘设置有与电路板电路电连接的第一焊点组，所述第二固定部远离所述传感器装配部的外侧边缘设置有与电路板电路电连接的第二焊点组；
所述可形变部包括于所述传感器装配部临近所述第一固定部一侧延伸连接所述第一固定部的第一应力释放臂，以及于所述传感器装配部临近所述第二固定部一侧延伸连接所述第二固定部的第二应力释放臂；
所述可变形部还包括由第一固定部、第一应力释放臂和所述传感器装配部的临近所述第一固定部一侧构成的第一沟槽，以及由第二固定部、第二应力释放臂和所述传感器装配部的临近所述第二固定部一侧构成的第二沟槽。
进一步，所述第一沟槽于水平第一方向具有开口，并沿与第一方向相反的第二方向延伸，所述第二沟槽于水平第二方向具有开口，并沿第一方向延伸。
进一步，所述第一沟槽于水平第一方向具有开口，并沿与第一方向相反的第二方向衍生，所述第二沟槽于水平第一方向具有开口，并沿第二方向延伸。
进一步，所述固定部包括分别设置于所述传感器装配部对应两侧的第一固定部和第二固定部；所述第一固定部远离所述传感器装配部的外侧边缘设置有与电路板电路电连接的第一焊点组，所述第二固定部远离所述传感器装配部的外侧边缘设置有与电路板电路电连接的第二焊点组；
所述可形变部包括于所述传感器装配部一侧以所述传感器装配部为中心螺旋延伸连接第一固定部的第一应力释放臂，以及沿螺旋方向连接第一固定部和第二固定部的第二应力释放臂；
所述可形变部还包括由所述传感器装配部边缘、第一应力释放臂、第一固定部、第二应力释放臂和第二固定部围成的螺旋形沟槽。
进一步，沟槽具有底壁或底部暴露电路板。
本发明所提供的压力传感器应力释放装置，当电路板受到应力发生形变时，可形变部发生形变，释放了由电路板变形而产生的应力，使得固定于传感器装配部的已封装的传感器芯片焊接处变形变小，从而减小了传感器由变形引起的输出误差。
附图说明
图1为本发明第一实施例结构示意图；
图2为本发明第二实施例结构示意图；
图3为本发明第三实施例结构示意图；
图4为本发明第四实施例结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
本发明提供了一种压力传感器应力释放装置，包括：传感器装配部、与电路板连接的固定部以及连接所述传感器装配部和所述固定部的可形变部；
其中，所述传感器装配部用于固定已封装的传感器芯片，且所述传感器装配部设置有对应已封装的传感器芯片引脚的连接点；
所述固定部包括与电路板电路连接的焊接点，所述焊接点与所述连接点通过形成于所述可形变部中的导线电连接；
所述可形变部用于在电路板受应力变形时发生形变。
由于电路板受到应力发生形变时，可形变部发生形变，释放了由电路板变形而产生的应力，使得固定于传感器装配部的已封装的传感器芯片焊接处变形变小，从而减小了传感器由变形引起的输出误差。
作为可形变部优选结构，可形变部包括应力释放臂和沟槽，应力释放臂连接固定部和传感器装配部，应力释放臂和沟槽延展于固定部和传感器装配部之间，由应力释放臂和沟槽的形变释放电路板变形产生的压力。
在此基础上，本发明提出了以下实施例：
实施例一，如图1所示，压力传感器应力释放装置包括传感器装配部10，固定部包括分别设置于传感器装配部10对应两侧的第一固定部11和第二固定部12；第一固定部11远离传感器装配部10的外侧边缘11a设置有与电路板电路(未示出)电连接的第一焊点组13，第二固定部12远离传感器装配部10的外侧边缘12a设置有与电路板电路电连接的第二焊点组14；
可形变部包括于传感器装配部10临近第一固定部11一侧10a延伸连接第一固定部11的第一应力释放臂15，以及于传感器装配部10临近第二固定部12一侧10b延伸连接第二固定部12的第二应力释放臂16；在本实施例中，第一应力释放臂15、第二应力释放臂16分别有两个，但本发明中不限制个数。
可变形部还包括由第一固定部11、第一应力释放臂15和传感器装配部10的临近第一固定部11一侧10a构成的第一沟槽17，以及由第二固定部12、第二应力释放臂16和传感器装配部10的临近第二固定部12一侧10b构成的第二沟槽18。
本实施例所示的压力传感器应力释放装置使用时，将已封装的传感器芯片1固定于传感器装配部10，通过固定部11、12的焊点组13、14将压力传感器应力释放装置与电路板的电路电连接固定，并由于传感器装配部10设置有对应已封装的传感器芯片1引脚的连接点，通过可形变部的应力释放臂15、16中的导线连接固定部11、12的焊点组13、14，即可完成电连接。
当电路板受到应力发生变形时，由于具有应力释放臂15、16及沟槽17、18的可形变部刚性低于传感器装配部10，因此，可形变部优先发生形变，应力释放臂15、16发生弯曲，释放了大部分应力，由此，使得传感器装配部10受到的应力减小，进而减小固定于传感器装配部10的压力传感器1所受到的应力，从而减小了传感器因封装变形导致的输出误差。
实施例二，在实施例一的基础上，进一步提出本实施例，如图2所示，压力传感器应力释放装置包括传感器装配部10’，固定部包括分别设置于传感器装配部10’对应两侧的第一固定部11’和第二固定部12’；第一固定部11’远离传感器装配部10’的外侧边缘11a’设置有与电路板电路(未示出)电连接的第一焊点组13’，第二固定部12’远离传感器装配部10’的外侧边缘12a’设置有与电路板电路电连接的第二焊点组14’；
可形变部包括于传感器装配部10’临近第一固定部11’一侧10a’延伸连接第一固定部11’的一个第一应力释放臂15’，以及于传感器装配部10’临近第二固定部12’一侧10b’延伸连接第二固定部12’的一个第二应力释放臂16’；
可变形部还包括由第一固定部11’、第一应力释放臂15’和传感器装配部10’的临近第一固定部11’一侧10a’构成的第一沟槽17’，以及由第二固定部12’、第二应力释放臂16’和传感器装配部10’的临近第二固定部12’一侧10b’构成的第二沟槽18’。其中，第一沟槽17’于水平第一方向X具有开口17a’，并沿与第一方向X相反的第二方向Y延伸，第二沟槽18a’于水平第二方向Y具有开口18a’，并沿第一方向X延伸。
与实施例一相同的，当电路板受到应力发生变形时，由于具有应力释放臂15’、16’及沟槽17’、18’的可形变部刚性低于传感器装配部10’，因此，可形变部优先发生形变，应力释放臂15’、16’发生弯曲，释放了大部分应力，由此，使得传感器装配部10’受到的应力减小，进而减小固定于传感器装配部10’的压力传感器1’所受到的应力，从而减小了传感器因封装变形导致的输出误差。
实施例三，如图3所示，压力传感器应力释放装置包括传感器装配部10”，固定部包括分别设置于传感器装配部10”对应两侧的第一固定部11”和第二固定部12”；第一固定部11”远离传感器装配部10”的外侧边缘11a”设置有与电路板电路(未示出)电连接的第一焊点组13”，第二固定部12”远离传感器装配部10’的外侧边缘12a”设置有与电路板电路电连接的第二焊点组14”；
可形变部包括于传感器装配部10”临近第一固定部11”一侧10a”延伸连接第一固定部11”的一个第一应力释放臂15”，以及于传感器装配部10”临近第二固定部12”一侧10b’延伸连接第二固定部12”的一个第二应力释放臂16”；
可变形部还包括由第一固定部11”、第一应力释放臂15”和传感器装配部10”的临近第一固定部11”一侧10a”构成的第一沟槽17”，以及由第二固定部12”、第二应力释放臂16”和传感器装配部10”的临近第二固定部12”一侧10b”构成的第二沟槽18”。其中，第一沟槽17”于水平第一方向X具有开口17a”，并沿与第一方向X相反的第二方向Y延伸，第二沟槽18a”于水平第一方向X具有开口18a”，并沿第二方向Y延伸。
与实施例一相同的，当电路板受到应力发生变形时，由于具有应力释放臂15”、16”及沟槽17”、18”的可形变部刚性低于传感器装配部10”，因此，可形变部优先发生形变，应力释放臂15”、16”发生弯曲，释放了大部分应力，由此，使得传感器装配部10”受到的应力减小，进而减小固定于传感器装配部10”的压力传感器1”所受到的应力，从而减小了传感器因封装变形导致的输出误差。
实施例四，如图4所示，在本实施例中，固定部包括分别设置于传感器装配部20对应两侧的第一固定部21和第二固定部22；第一固定部21远离传感器装配部20的外侧边缘21a设置有与电路板电路电连接的第一焊点组23，第二固定部22远离传感器装配部20的外侧边缘22a设置有与电路板电路电连接的第二焊点组24；
可形变部包括于传感器装配部20一侧以传感器装配部20为中心螺旋延伸连接第一固定部21的第一应力释放臂25，以及沿螺旋方向连接第一固定部21和第二固定部22的第二应力释放臂26；
可形变部还包括由传感器装配部20边缘、第一应力释放臂25、第一固定部21、第二应力释放臂26和第二固定部22围成的螺旋形沟槽27。
采用本实施例结构，当电路板受到应力发生变形时，具有应力释放臂25、26及沟槽27的可形变部刚性也低于传感器装配部20，因此，可形变部优先发生形变，应力释放臂25、26发生弯曲，释放了大部分应力，由此，使得传感器装配部20受到的应力减小，进而减小固定于传感器装配部20的压力传感器所受到的应力，从而减小了传感器因封装变形导致的输出误差。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。
Claims (10)
1.一种压力传感器应力释放装置，其特征在于，包括：传感器装配部、与电路板连接的固定部以及连接所述传感器装配部和所述固定部的可形变部；
其中，所述传感器装配部用于固定已封装的传感器芯片，且所述传感器装配部设置有对应已封装的传感器芯片引脚的连接点；
所述固定部包括与电路板电路连接的焊接点，所述焊接点与所述连接点通过形成于所述可形变部中的导线电连接；
所述可形变部用于在电路板受应力变形时发生形变；
其中，所述可形变部包括应力释放臂和沟槽；
所述沟槽于水平方向具有开口。
2.根据权利要求1所述的压力传感器应力释放装置，其特征在于，所述应力释放臂连接所述固定部和传感器装配部，所述应力释放臂和沟槽延展于所述固定部和传感器装配部之间。
3.根据权利要求2所述的压力传感器应力释放装置，其特征在于，所述固定部包括分别设置于所述传感器装配部对应两侧的第一固定部和第二固定部；所述第一固定部远离所述传感器装配部的外侧边缘设置有与电路板电路电连接的第一焊点组，所述第二固定部远离所述传感器装配部的外侧边缘设置有与电路板电路电连接的第二焊点组；
所述可形变部包括于所述传感器装配部临近所述第一固定部一侧延伸连接所述第一固定部的第一应力释放臂，以及于所述传感器装配部临近所述第二固定部一侧延伸连接所述第二固定部的第二应力释放臂；
所述可形变部还包括由第一固定部、第一应力释放臂和所述传感器装配部的临近所述第一固定部一侧构成的第一沟槽，以及由第二固定部、第二应力释放臂和所述传感器装配部的临近所述第二固定部一侧构成的第二沟槽。
4.根据权利要求3所述的压力传感器应力释放装置，其特征在于，所述第一沟槽于水平第一方向具有开口，并沿与第一方向相反的第二方向延伸，所述第二沟槽于水平第二方向具有开口，并沿第一方向延伸。
5.根据权利要求3所述的压力传感器应力释放装置，其特征在于，所述第一沟槽于水平第一方向具有开口，并沿与第一方向相反的第二方向衍生，所述第二沟槽于水平第一方向具有开口，并沿第二方向延伸。
6.根据权利要求1至5任一项所述的压力传感器应力释放装置，其特征在于，沟槽具有底壁或底部暴露电路板。
7.一种压力传感器应力释放装置，其特征在于，包括：传感器装配部、与电路板连接的固定部以及连接所述传感器装配部和所述固定部的可形变部；
其中，所述传感器装配部用于固定已封装的传感器芯片，且所述传感器装配部设置有对应已封装的传感器芯片引脚的连接点；
所述固定部包括与电路板电路连接的焊接点，所述焊接点与所述连接点通过形成于所述可形变部中的导线电连接；
所述可形变部用于在电路板受应力变形时发生形变；
其中，所述可形变部包括应力释放臂和沟槽；
所述固定部包括分别设置于所述传感器装配部对应两侧的第一固定部和第二固定部；
所述可形变部包括于所述传感器装配部一侧以所述传感器装配部为中心螺旋延伸连接第一固定部的第一应力释放臂，以及沿螺旋方向连接第一固定部和第二固定部的第二应力释放臂；
所述可形变部还包括由所述传感器装配部边缘、第一应力释放臂、第一固定部、第二应力释放臂和第二固定部围成的螺旋形沟槽。
8.根据权利要求7所述的压力传感器应力释放装置，其特征在于，所述应力释放臂连接所述固定部和传感器装配部，所述应力释放臂和沟槽延展于所述固定部和传感器装配部之间。
9.根据权利要求7所述的压力传感器应力释放装置，其特征在于，所述第一固定部远离所述传感器装配部的外侧边缘设置有与电路板电路电连接的第一焊点组，所述第二固定部远离所述传感器装配部的外侧边缘设置有与电路板电路电连接的第二焊点组。
10.根据权利要求7至9任一项所述的压力传感器应力释放装置，其特征在于，沟槽具有底壁或底部暴露电路板。
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