CN105115659A - 一种多冗余度压力敏感芯体 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多冗余度压力敏感芯体，包括管座和三个以上的压力敏感芯片，所述管座内开设有与压力敏感芯片数量一致的独立密封腔体，每个所述压力敏感芯片均固定在一个独立密封腔体内，所述独立密封腔体内填充有硅油；所述管座上引出若干个引脚，所述引脚与压力敏感芯片相连形成电气连接。本发明具有体积小、成本低、加工方便、可靠性更好等优点。

Description

一种多冗余度压力敏感芯体

技术领域

本发明主要涉及到压力传感器领域，特指一种多冗余度压力敏感芯体。

背景技术

为了提高压力传感器的可靠性，多冗余度测量方法被提出。目前，多冗余度测量同一压力的方法主要有两种：

一是采用多个独立的压力敏感芯体分别测量，各压力敏感芯体独立安装，同一管座内分出多条压力通道给各个压力敏感芯体。但这种方式结构复杂、加工困难、成本高并且体积大，不符合当前传感器小型化的趋势。

二是在同一个芯体的同一个密封腔体内粘贴多个压力敏感芯片，统一充油并密封，多个压力敏感芯片处于共同的硅油环境中。但这种方式并没有将各个芯体完全隔离，各个芯体之间可能会相互影响；同时，当波纹膜片受损、硅油泄露或者不呈液态时，将导致所有压力芯片不能正常工作，并没有从实质上提高压力传感器的可靠性。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种体积小、成本低、加工方便、可靠性更好的多冗余度压力敏感芯体。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种多冗余度压力敏感芯体，包括管座和三个以上的压力敏感芯片，所述管座内开设有与压力敏感芯片数量一致的独立密封腔体，每个所述压力敏感芯片均固定在一个独立密封腔体内，所述独立密封腔体内填充有硅油；所述管座上引出若干个引脚，所述引脚与压力敏感芯片相连形成电气连接。

作为本发明的进一步改进：所述压力敏感芯片采用胶粘的方式固定在独立密封腔体内。

作为本发明的进一步改进：所述压力敏感芯片通过胶粘剂粘接，最终形成胶料的厚度小于0.2mm。

作为本发明的进一步改进：所有所述压力敏感芯片的量程相同。

作为本发明的进一步改进：所述压力敏感芯片通过金丝引线与柯伐合金引脚焊接。

作为本发明的进一步改进：所述独立密封腔体的感压侧焊接有波纹膜片，并从另一侧对独立密封腔体进行充油密封封装。

作为本发明的进一步改进：不同所述独立密封腔体内的硅油特性不同。

作为本发明的进一步改进：所述压力敏感芯片为硅压力敏感芯片。

作为本发明的进一步改进：所述压力敏感芯片为三个。

作为本发明的进一步改进：所述引脚为柯伐合金引脚。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明的多冗余度压力敏感芯体，解决了压力敏感芯体容易损坏、可靠性不高的问题，特别适用于可靠性要求高的压力测量领域；同时，还进一步解决现有多冗余度压力测量产品质量大、体积大、可靠性不够高等问题。

2、本发明的多冗余度压力敏感芯体，多个芯片完全隔离，在很大程度上提高了芯体的可靠性，同时还可以给每个密封腔体充入不同特性的硅油，在不同环境温度下选择不同的芯片工作，实现芯体对环境更好的适应性。

附图说明

图1是本发明的结构原理示意图。

图2是图1中A-A处的剖视结构示意图。

图例说明：

1、管座；2、压力敏感芯片；3、胶粘剂；4、波纹膜片；5、硅油；6、金丝引线；7、柯伐合金引脚；8、玻璃釉。

具体实施方式

以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

如图1和图2所示，本发明的多冗余度压力敏感芯体，包括三个以上相同量程的压力敏感芯片2（如：硅压力敏感芯片），管座1内开设有与压力敏感芯片2数量一致的独立密封腔体，每个压力敏感芯片2均固定在与之形成一一对应的一个密封腔体（本实例中为圆形）内，密封腔体内填充有硅油5；管座1上引出若干个（本实例为15个）柯伐合金引脚7，柯伐合金引脚7通过玻璃烧结，并由玻璃釉8固定封装。压力敏感芯片2通过焊料焊接在柯伐合金引脚7上保持电气连接。本发明将三个以上同量程的压力敏感芯片2封装在同一管座1中三个以上独立密封腔体内，这种封装结构可实现多冗余度压力的小体积测量，同时还可以大幅提升压力传感器的可靠性和环境适应性。

本实例是以三个压力敏感芯片2为例，且量程相同，在其他实施例中，压力敏感芯片2选择其他的数量以及选择其他的组合形式也应在本发明的保护范围内。

本实施例中，压力敏感芯片2采用胶粘的方式固定在密封腔体内，即通过胶粘剂3粘接在管座1上，这样能够保证封装结构具有较好的耐振动和耐冲击能力。为了保证产品的压力循环寿命，上述胶粘方式最终形成胶料的厚度小于0.2mm。

本实施例中，采用金丝球焊接的方式将压力敏感芯片2和柯伐合金引脚7保持电气连接，即压力敏感芯片2通过金丝引线6与柯伐合金引脚7保持电气连接。

本实施例中，三个压力敏感芯片2分别处于三个独立密封的硅油5环境中，在三个圆形腔体感压侧采用平面焊接技术分别焊接三个相同尺寸的不锈钢波纹膜片4，并分别从另一侧对三个腔体进行充油密封封装，所述硅油5由不锈钢波纹膜片4和基座构成的腔体进行密封。在进行波纹膜片4焊接加工时，本发明可以根据实际需要采用焊枪移动式平面焊接技术，即先固定工件，经过设定，焊接时焊枪沿焊接平面上的三条焊缝曲线行走完成焊接。

在较佳的实施例中，为了提升芯体对环境的适应性，可以根据实际需要选择在三个密封腔体充入不同特性的硅油5，在不同的环境下选择不同芯体工作。这样的话，三个密封腔体波纹膜片4处于同一个管座1中，三个压力敏感芯片2同时感受相同的压力，但又完全相互隔离独立。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种多冗余度压力敏感芯体，其特征在于，包括管座（1）和三个以上的压力敏感芯片（2），所述管座（1）内开设有与压力敏感芯片（2）数量一致的独立密封腔体，每个所述压力敏感芯片（2）均固定在一个独立密封腔体内，所述独立密封腔体内填充有硅油（5）；所述管座（1）上引出若干个引脚（7），所述引脚（7）与压力敏感芯片（2）相连形成电气连接。

2.根据权利要求1所述的多冗余度压力敏感芯体，其特征在于，所述压力敏感芯片（2）采用胶粘的方式固定在独立密封腔体内。

3.根据权利要求2所述的多冗余度压力敏感芯体，其特征在于，所述压力敏感芯片（2）通过胶粘剂（3）粘接，最终形成胶料的厚度小于0.2mm。

4.根据权利要求1或2或3所述的多冗余度压力敏感芯体，其特征在于，所有所述压力敏感芯片（2）的量程相同。

5.根据权利要求1或2或3所述的多冗余度压力敏感芯体，其特征在于，所述压力敏感芯片（2）通过金丝引线（6）与柯伐合金引脚（7）焊接。

6.根据权利要求1或2或3所述的多冗余度压力敏感芯体，其特征在于，所述独立密封腔体的感压侧焊接有波纹膜片（4），并从另一侧对独立密封腔体进行充油密封封装。

7.根据权利要求1或2或3所述的多冗余度压力敏感芯体，其特征在于，不同所述独立密封腔体内的硅油（5）特性不同。

8.根据权利要求1或2或3所述的多冗余度压力敏感芯体，其特征在于，所述压力敏感芯片（2）为硅压力敏感芯片。

9.根据权利要求1或2或3所述的多冗余度压力敏感芯体，其特征在于，所述压力敏感芯片（2）为三个。

10.根据权利要求1或2或3所述的多冗余度压力敏感芯体，其特征在于，所述引脚（7）为柯伐合金引脚。