CN106546363A - 一种薄膜压力传感器及其封装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种薄膜压力传感器，包括基座、密封环、盖板、芯片和引线支架组件，引线支架组件包括引线支架、引针和引线板，引线支架的内壁上设置有凸环，芯片靠近所述凸环的下表面；基座的中部设有圆形安装座，芯片的下方密封安装于安装座上，密封环与基座的周侧焊接，引线支架密封焊接于密封环上，盖板焊接在引线支架的凸环上。本发明的薄膜压力传感器具有结构简单、通用性强等优点。本发明还公开了一种薄膜压力传感器的封装方法，包括S01、焊接引线支架组件；S02、将芯片密封焊接于基座上；S03、将密封环焊接于基座上，再将引线支架组件密封焊接于密封环上；S04、将盖板焊接于凸环上。本发明的封装方法具有操作简便等优点。

Description

一种薄膜压力传感器及其封装方法

技术领域

本发明主要涉及压力测量技术领域，特指一种薄膜压力传感器及其封装方法。

背景技术

薄膜压力传感器具有热稳定性好、耐高温、耐腐蚀、抗振动和抗冲击性能，广泛应用在航空航天、兵器、石油工业等环境恶劣的领域。

目前，薄膜压力传感器封装如专利CN203274980U所述。与硅压阻感压芯片相比，薄膜压力传感器芯片采用不锈钢作为感压材料，芯片体积比硅压阻感压芯片大3～5倍，硅压阻感压芯片体积小，封装后尺寸较小，常用的标准化封装尺寸有Ф19和Ф15规格。由于压力敏感元件较大，导致封装后尺寸远大于Ф19的标准化封装规格，因此无法做到与硅压阻压力传感器相兼容的小型化、标准化尺寸封装，仍然以特殊定制的方式应用于各行各业，极大地限制了薄膜压力传感器的大规模应用，难以形成规模化生产以降低成本。

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，本发明提供一种结构简单、通用性强的薄膜压力传感器，并相应提供一种操作简便的薄膜压力传感器封装方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种薄膜压力传感器，包括基座、密封环、盖板、芯片和引线支架组件，所述引线支架组件包括引线支架、引针和引线板，所述引线支架呈中空的环状且其内壁上设置有一凸环，所述凸环上设置有引针孔，所述引线板位于所述引线支架的凸环下方，所述引线板对应引针孔的位置处设置有焊接孔，所述引线板的中部设置有引线孔，所述引针依次穿过所述引针孔和焊接孔后与所述焊接孔焊接，所述引针与所述引针孔相互绝缘，所述芯片靠近所述凸环的下表面且芯片的引线穿过所述引线孔后与所述引线板的上表面焊接；所述基座的中部设有圆形安装座，所述芯片的下方密封安装于所述安装座上，所述密封环与所述基座的周侧焊接，所述引线支架密封焊接于所述密封环上，所述盖板焊接在所述引线支架的凸环上。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述引针孔内套设有玻璃套管，所述引针穿插于所述玻璃套管内以实现与引线支架的绝缘。

所述密封环的外周侧设置有密封槽，所述密封槽内套设有密封圈。

本发明还公开了一种如上所述的薄膜压力传感器的封装方法，包括以下步骤：

S01、首先，将引线支架、引针和引线板焊接形成引线支架组件；

S02、将芯片密封焊接于所述基座的安装座上；

S03、将密封环焊接于所述基座上，再将所述引线支架组件密封焊接于所述密封环上；或者先将所述引线支架组件密封焊接于所述密封环上，再将密封环密封焊接于所述基座上；

S04、将芯片上的引线穿过所述引线板上的引线孔后焊接于所述引线板的上表面；

S05、将盖板焊接于所述引线支架的凸环上。

作为上述技术方案的进一步改进：

在步骤S03中，将密封环密封焊接于基座上；在步骤S05中，盖板置于真空环境下进行密封焊接以使传感器成为绝压传感器；盖板置于标准大气压下进行密封焊接以使传感器成为密封式表压传感器；或者盖板与凸环非密封焊接以形成表压传感器。

在步骤S03中，将密封环非密封焊接于基座上；在步骤S05中，将盖板密封焊接于所述引线支架的凸环上，并在步骤S05后，置于真空环境下将密封环与基座密封焊接以使传感器成为绝压传感器；置于标准大气压下将密封环与基座密封焊接以使传感器成为密封式表压传感器。

所述步骤S01的具体过程为：

S11、开始，将引针穿插于玻璃套管内后置于所述引针孔内；

S12、将引线板装配至引线支架内部，并将引针的下部插入至引线板的焊接孔内进行焊接。

所述焊接为激光焊接、电子束焊接或者微束等离子焊接。

在密封环的外周侧套设有密封圈以方便安装于密封孔内。

对密封环与基座之间进行多点均匀点焊以形成非密封焊接。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明的薄膜压力传感器，采用与硅压阻式传感器的标准化外形封装，具有互换性，有利于规模化生产和推广应用；另外采用此种封装结构，能够有效提高抗振和抗冲击性能。另外其封装方法操作简便、且可实现各种不同类型传感器的封装。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明中引线支架组件的结构示意图。

图中标号表示：1、基座；2、密封环；21、密封圈；3、芯片；4、盖板；5、引线支架组件；51、引线支架；52、凸环；53、引针孔；54、引针；55、玻璃套管；56、引线板；57、焊接孔；58、引线孔；59、引线。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步描述。

如图1和图2所示，本实施例的薄膜压力传感器，包括基座1、密封环2、盖板4、芯片3和引线支架组件5，引线支架组件5包括引线支架51、引针54和引线板56，引线支架51呈中空的环状且其内壁上设置有一凸环52，凸环52上设置有引针孔53，引线板56位于引线支架51的凸环52下方，引线板56对应引针孔53的位置处设置有焊接孔57，引线板56的中部设置有引线孔58，引针54依次穿过引针孔53和焊接孔57后与焊接孔57焊接，引针54与引针孔53相互绝缘，芯片3靠近凸环52的下表面且芯片3的引线59穿过引线孔58后与引线板56的上表面焊接；基座1的中部设有圆形安装座，芯片3的下方密封安装于安装座上，密封环2与基座1的周侧焊接，引线支架51密封焊接于密封环2上，盖板4焊接在引线支架51的凸环52上。本发明的薄膜压力传感器，采用与硅压阻式传感器的标准化外形封装，具有互换性，有利于规模化生产和推广应用；另外采用此种封装结构，能够有效提高抗振和抗冲击性能。

本实施例中，引针孔53内套设有玻璃套管55，引针54穿插于玻璃套管55内以实现与引线支架51的绝缘。另外，密封环2的外周侧设置有密封槽，密封槽内套设有密封圈21，从而方便穿插于安装孔后形成密封，进一步提高与其它类型传感器的通用性。

本发明还相应公开了一种如上所述的薄膜压力传感器的封装方法，包括以下步骤：

S01、首先，将引线支架51、引针54和引线板56焊接形成引线支架组件5；

S02、将芯片3密封焊接于基座1的安装座上；

S03、将密封环2密封焊接于基座1上，再将引线支架组件5密封焊接于密封环2上；或者先将引线支架组件5密封焊接于密封环2上，再将密封环2密封焊接于基座1上；

S04、将芯片3上的引线59穿过引线板56上的引线孔58后焊接于引线板56的上表面；

S05、将盖板4焊接于引线支架51的凸环52上。

本实施例中，在步骤S05中，盖板4置于真空环境下进行密封焊接以使传感器成为绝压传感器；盖板4置于标准大气压下进行密封焊接以使传感器成为密封式表压传感器；或者盖板4与凸环52非密封焊接以形成表压传感器。在其它实施例中，也可以在步骤S03中将密封环2与基座1非密封焊接（多点均匀点焊形成非密封的焊缝），并将步骤S05中的盖板4与凸环52密封焊接，最终形成表压传感器，最后在真空环境下或标准大气压下将密封环2与基座1密封焊接形成绝压传感器或密封表压传感器。

本实施例中，在密封环2的外周侧套设有密封圈21以方便安装于密封孔内。

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)

1.一种薄膜压力传感器，其特征在于，包括基座（1）、密封环（2）、盖板（4）、芯片（3）和引线支架组件（5），所述引线支架组件（5）包括引线支架（51）、引针（54）和引线板（56），所述引线支架（51）呈中空的环状且其内壁上设置有一凸环（52），所述凸环（52）上设置有引针孔（53），所述引线板（56）位于所述引线支架（51）的凸环（52）下方，所述引线板（56）对应引针孔（53）的位置处设置有焊接孔（57），所述引线板（56）的中部设置有引线孔（58），所述引针（54）依次穿过所述引针孔（53）和焊接孔（57）后与所述焊接孔（57）焊接，所述引针（54）与所述引针孔（53）相互绝缘，所述芯片（3）靠近所述凸环（52）的下表面且芯片（3）的引线（59）穿过所述引线孔（58）后与所述引线板（56）的上表面焊接；所述基座（1）的中部设有圆形安装座，所述芯片（3）的下方密封安装于所述安装座上，所述密封环（2）与所述基座（1）的周侧焊接，所述引线支架（51）密封焊接于所述密封环（2）上，所述盖板（4）焊接在所述引线支架（51）的凸环（52）上。

2.根据权利要求1所述的薄膜压力传感器，其特征在于，所述引针孔（53）内套设有玻璃套管（55），所述引针（54）穿插于所述玻璃套管（55）内以实现与引线支架（51）的绝缘。

3.根据权利要求1或2所述的薄膜压力传感器，其特征在于，所述密封环（2）的外周侧设置有密封槽，所述密封槽内套设有密封圈（21）。

4.一种如权利要求1至3中任意一项所述的薄膜压力传感器的封装方法，其特征在于，包括以下步骤：

S01、首先，将引线支架（51）、引针（54）和引线板（56）焊接形成引线支架组件（5）；

S02、将芯片（3）密封焊接于所述基座（1）的安装座上；

S03、将密封环（2）焊接于所述基座（1）上，再将所述引线支架组件（5）密封焊接于所述密封环（2）上；或者先将所述引线支架组件（5）密封焊接于所述密封环（2）上，再将密封环（2）密封焊接于所述基座（1）上；

S04、将芯片（3）上的引线（59）穿过所述引线板（56）上的引线孔（58）后焊接于所述引线板（56）的上表面；

S05、将盖板（4）焊接于所述引线支架（51）的凸环（52）上。

5.根据权利要求4所述的封装方法，其特征在于，在步骤S03中，将密封环（2）密封焊接于基座（1）上；在步骤S05中，盖板（4）置于真空环境下进行密封焊接以使传感器成为绝压传感器；盖板（4）置于标准大气压下进行密封焊接以使传感器成为密封式表压传感器；或者盖板（4）与凸环（52）非密封焊接以形成表压传感器。

6.根据权利要求4所述的封装方法，其特征在于，在步骤S03中，将密封环（2）非密封焊接于基座（1）上；在步骤S05中，将盖板（4）密封焊接于所述引线支架（51）的凸环（52）上，并在步骤S05后，置于真空环境下将密封环（2）与基座（1）密封焊接以使传感器成为绝压传感器；置于标准大气压下将密封环（2）与基座（1）密封焊接以使传感器成为密封式表压传感器。

7.根据权利要求4所述的封装方法，其特征在于，所述步骤S01的具体过程为：

S11、开始，将引针（54）穿插于玻璃套管（55）内后置于所述引针孔（53）内；

S12、将引线板（56）装配至引线支架（51）内部，并将引针（54）的下部插入至引线板（56）的焊接孔（57）内进行焊接。

8.根据权利要求4所述的封装方法，其特征在于，所述焊接为激光焊接、电子束焊接或者微束等离子焊接。

9.根据权利要求4所述的封装方法，其特征在于，在密封环（2）的外周侧套设有密封圈（21）以方便安装于密封孔内。

10.根据权利要求6所述的封装方法，其特征在于，对密封环（2）与基座（1）之间进行多点均匀点焊以形成非密封焊接。