CN112345150B - 压力传感器及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种压力传感器及其制作方法，属于传感器技术领域，压力传感器包括座体、电路板、无引线压力芯片、连接器，座体上设有通孔；电路板设于座体上；无引线压力芯片设于电路板上，无引线芯片伸入通孔内，液体介质进入通孔与无引线压力芯片接触；连接器与座体相连，连接器与电路板通过柔性板相连且电连接，柔性板上设有处理电路。本发明压力传感器通过无引线压力芯片的设置，简化了压力传感器的结构、节约成本。本发明压力传感器的制作方法，工艺过程简单、节约成本。

Description

压力传感器及其制作方法

技术领域

本发明属于传感器技术领域，更具体地说，是涉及一种压力传感器及其制作方法。

背景技术

压力传感器是能感受压力信号，并能按照一定的规律将压力信号转换成可用的输出的电信号的器件或装置。压力传感器中有一类专门用于检测油液类介质。目前测量油液类介质的压力传感器大多是由陶瓷介质芯体或者采用扩散硅注油芯体及对应元件组成的，零部件较多，成本较高、制作工艺较为复杂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种压力传感器及其制作方法，旨在解决现有的压力传感器结构零部件较多，成本较高、制作工艺较为复杂的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种压力传感器，包括座体、电路板、无引线压力芯片、连接器，座体上设有通孔；电路板设于座体上；无引线压力芯片设于电路板上，无引线芯片伸入通孔内，液体介质进入通孔与无引线压力芯片接触；连接器与座体相连，连接器与电路板通过柔性板相连且电连接，柔性板上设有处理电路。

作为本申请另一实施例，柔性板为U型结构。

作为本申请另一实施例，电路板设有第一插针，连接器上设有第二插针，柔性板的一端通过第一插针与电路板电连接，柔性板的另一端通过第二插针与连接器电连接。

作为本申请另一实施例，柔性板一侧与电路板粘接。

作为本申请另一实施例，座体上设有空腔，空腔一端敞开，另一端与通孔相连，电路板、柔性板设于空腔中，连接器封闭空腔的敞开端。

作为本申请另一实施例，座体上设有环形的凹槽，凹槽围绕通孔，凹槽与空腔相连通，凹槽内设有密封圈，电路板覆盖凹槽及通孔。

作为本申请另一实施例，座体上设有用于避免第一插针与座体接触的插针槽，第一插针穿过电路板伸入插针槽。

作为本申请另一实施例，连接器为对插连接器。

作为本申请另一实施例，电路板为氧化铝陶瓷板。

提供上述任意一种压力传感器的制作方法，包括如下步骤：

无引线压力芯片通过回流焊接工艺焊接到电路板上；

将柔性板与电路板通过胶体粘接、并且将柔性板与电路板、连接器电连接；

电路板安装于座体上；

将连接器与座体封装。

本发明提供的压力传感器的有益效果在于：与现有技术相比，本发明压力传感器，采用无引线压力芯片，无引线压力芯片伸入座体的通孔中，由于无引线压力芯片没有金丝等柔性引线，所以无引线压力芯片本身不需要任何保护，可以直接测试液体压力，从而零部件较少、结构更加简单，制作方便。同时本发明同时设置电路板和柔性板，将与无引线压力芯片的连接电路设于电路板上，将处理电路设于柔性板上，将连接电路与处理电路分开，使得电路更加清晰，方便压力传感器的电路连接与制作。本发明提供的上述压力传感器的制作方法，首先将无引线压力芯片通过回流焊接工艺焊接到电路板上；然后将电路板安装于座体上，将柔性板与电路板通过胶体粘接、并且将柔性板与电路板、连接器电连接；做后将连接器与座体封装。制作工艺简单、节约成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的压力传感器的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的压力传感器俯视图；

图3为沿图2中A-A线的剖视结构图；

图4为本发明实施例提供的座体的结构示意图。

图中：1、连接器；2、座体；3、柔性板；4、电路板；5、第一插针；6、无引线压力芯片；7、通孔；8、密封圈；9、空腔。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请一并参阅图1至图3，现对本发明提供的压力传感器及其制作方法进行说明。所述压力传感器及其制作方法，包括座体2、电路板4、无引线压力芯片6、连接器1，座体2上设有通孔7；电路板4设于座体2上；无引线压力芯片6设于电路板4上，无引线芯片伸入通孔7内，液体介质进入通孔7与无引线压力芯片6接触；连接器1与座体2相连，连接器1与电路板4通过柔性板3相连且电连接，柔性板3上设有处理电路。

本发明提供的压力传感器，与现有技术相比，采用无引线压力芯片6，无引线压力芯片6伸入座体2的通孔7中，由于无引线压力芯片6没有金丝等柔性引线，所以无引线压力芯片6本身不需要任何保护，可以直接测试液体压力，从而零部件较少、结构更加简单，制作方便。同时本发明同时设置电路板4和柔性板3，将与无引线压力芯片6的连接电路设于电路板4上，将处理电路设于柔性板3上，将连接电路与处理电路分开，使得电路更加清晰，方便压力传感器的电路连接与制作。

本实施例中，无引线压力芯片6包括敏感膜层、结构支撑层，压力传感器敏感膜层下表面设有连接成惠斯通电桥的压敏电阻和金属引线，上表面设有波纹结构，敏感膜层的厚度为2μm-100μm；结构支撑层上表面设有硅槽，其下表面设有环形隔离槽和四个Pad点，硅槽内设有阵列分布的硅柱，硅柱的高度低于硅槽的深度，还设有四个贯穿结构支撑层的贯穿孔，四个Pad点和四个贯穿孔分别均匀设置于环形隔离槽的外围，结构支撑层的上下表面和贯穿孔内均布设有金属引线，实现上表面与下表面的Pad点电连接。本实施例中电路板4上设有焊盘，敏感膜层的下表面与结构支撑层的上表面键合连接，压敏电阻和对应的金属引线密封在硅槽围成的范围之内。因为压敏电阻和对应的金属引线密封在硅槽围成的范围之内，无引线压力芯片6不需要再外加任何保护，敏感膜层可与液体介质直接接触进行感应，

本实施例中，电路板4上设有四个焊盘，四个焊盘与结构支撑层上的四个Pad点位置一一对应，将四个pad点与四个焊盘一一对应焊接，四个pad点通过四个贯穿孔实现了与结构支撑层上表面的电连接。

本实施例中，柔性板3上的处理电路为信号处理电路。

作为本发明提供的压力传感器及其制作方法的一种具体实施方式，请参阅图1至图3，柔性板3为U型结构。

本实施例中，采用U型结构的柔性板3，节约整个装配空间，同时方便与电路板4及连接器1的连接。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，请参阅图1至图3，电路板4设有第一插针5，连接器1上设有第二插针，柔性板3的一端通过第一插针5与电路板4电连接，柔性板3的另一端通过第二插针与连接器1电连接。

本实施例中，柔性板3的一端通过第一插针5与电路板4电连接，柔性板3的另一端通过第二插针与连接器1电连接。通过第一插针5使得柔性板3与电路板4电连接，通过第二插针使得柔性板3与连接器1电连接，更加方便电路连接，制作简单。若柔性板3与电路板4直接电连接，在制作时，若电路较为密集，容易连接不慎造成短路，使得安装制作更加方便。

本实施例中，柔性板3上设有第一连接孔，电路板4上设有第二连接孔，第一插针5同时穿设于第一连接孔及第二连接孔中。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，参阅图1至图4，柔性板3一侧与电路板4粘接。

本实施例中，柔性板3在与电路板4电连接的同时，一侧与电路板4通过粘性胶体粘接，使得电连接更加稳定，防止因为柔性板3晃动造成电连接的断开。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，请参阅图1至图4，座体2上设有空腔9，空腔9一端敞开，另一端与通孔7相连，电路板4、柔性板3设于空腔9中，连接器1封闭空腔9的敞开端。

本实施例中，座体2上设有空腔9，空腔9一端敞开，电路板4、柔性板3设于空腔9中，连接器1封闭空腔9的敞开端。设置空腔9方便电路板4与柔性板3的密封。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，请参阅图1至图3，座体2上设有环形的凹槽，凹槽围绕通孔7，凹槽与空腔9相连通，凹槽内设有密封圈8，电路板4覆盖凹槽及通孔7。

本实施例中，电路板4覆盖凹槽及通孔7。座体2上设有环形的凹槽，凹槽围绕通孔7，凹槽内设置密封圈8。通过上述结构，设置密封圈8，防止液体介质在于无引线压力芯片6接触感应时，由电路板4与座体2接触面的间隙进入空腔9，对电路造成破坏。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，请参阅图1至图3，座体2上设有用于避免第一插针5与座体2接触的插针槽，第一插针5穿过电路板4伸入插针槽。

本实施例中，为了保证电路板4与柔性板3充分的电连接，第一插针5应与电路板4充分接触，设置插针槽，第一插针5穿过电路板4进入插针槽内，且不与插针槽的槽壁接触，既能保证电路板4与第一插针5充分接触，又能避免在第一插针5贯穿电路板4时与座体2接触造成短路。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，请参阅图1至图3，连接器1为对插连接器1。

本实施例中，对插连接器1是通过插接方式实现连接的连接器1，本实施例中连接器1与座体2可通过插接实现快速安装连接。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，请参阅图1至图3，电路板4为氧化铝陶瓷板。

本发明还提供一种压力传感器的制作方法，包括如下步骤：

无引线压力芯片6通过回流焊接工艺焊接到电路板4上；

电路板4安装于座体2上，将柔性板3与电路板4通过胶体粘接、并且将柔性板3与电路板4、连接器1电连接；

将连接器1与座体2封装。

本发明提供的压力传感器制作方法，与现有技术相比，首先将无引线压力芯片6通过回流焊接工艺焊接到电路板4上；然后将电路板4安装于座体2上，将柔性板3与电路板4通过胶体粘接、并且将柔性板3与电路板4、连接器1电连接；做后将连接器1与座体2封装。制作工艺简单、节约成本。

本实施例中，一种压力传感器的制作方法，包括如下步骤：

无引线压力芯体通过回流焊工艺焊接到电路板4上；

柔性板3通过胶水与固定到电路板4上，固定过程中保证柔性板3上的第一连接孔与电路板4的第二连接孔对齐；将第一插针5插入第一连接孔与第二连接孔中，然后通过锡焊工艺，将第一插针5与柔性板3、电路板4焊接，实现电路板4与柔性板3的电连接；

将柔性板3与连接器1的第二插针通过焊接电连接；

密封圈8放入座体2的凹槽中；

将电路板4、柔性板3、连接器1安装于座体2上，第一插针5插入座体2的插针槽中，第一插针5不与插针槽的槽壁接触；

通过挤压使得座体2和连接器1的接触位置产生变形，实现座体2对电路板4的支撑和压紧，并完成密封圈8的变形和密封。

本实施例中，通过压铆工艺实现使得座体2和连接器1的接触位置压变形，完成整个压力传感器的封装。

本实施例中，回流焊工艺的工艺过程为将空气或氮气加热到足够高的温度后吹向已经贴好元件的线路板，让元件两侧的焊料融化后与主板粘结。这种工艺的优势是温度易于控制，焊接过程中还能避免氧化，制造成本也更容易控制。

锡焊工艺指在一定温度下熔化成液态的金属锡合金在被焊金属表面形成的新合金层达到被焊物间结构上的联接和电气上的电连接。

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作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.压力传感器，其特征在于，包括：

座体，所述座体上设有通孔；

电路板，设于所述座体上，所述电路板上设置若干焊盘；

无引线压力芯片，焊接于所述电路板上，所述无引线压力芯片伸入所述通孔内，液体介质进入所述通孔与所述无引线压力芯片接触，所述无引线压力芯片包括敏感膜层、结构支撑层，敏感膜层下表面设有压敏电阻和金属引线，所述结构支撑层上设有硅槽，所述敏感膜层和所述结构支撑层连接时，所述压敏电阻和对应的金属引线密封在所述硅槽中，所述结构支撑层上设置若干Pad点和若干贯穿孔，所述贯穿孔内设有连接引线，所述Pad点的数量与所述焊盘数量相等，所述Pad点用于与所述焊盘一一对应焊接，所述结构支撑层通过所述贯穿和所述Pad点与所述电路板电连接；以及

连接器，与所述座体相连，所述连接器与所述电路板通过柔性板相连且电连接，所述柔性板上设有处理电路；

所述柔性板为U型结构；

所述电路板设有第一插针，所述连接器上设有第二插针，所述柔性板的一端通过所述第一插针与所述电路板电连接，所述柔性板的另一端通过所述第二插针与所述连接器电连接；

所述柔性板一侧与所述电路板粘接；

所述座体上设有空腔，所述空腔一端敞开，另一端与所述通孔相连，所述电路板、柔性板设于所述空腔中，所述连接器封闭所述空腔的敞开端；

所述座体上设有环形的凹槽，所述凹槽围绕所述通孔，所述凹槽与所述空腔相连通，所述凹槽内设有密封圈，所述电路板覆盖所述凹槽及通孔；

所述座体上设有用于避免所述第一插针与座体接触的插针槽，所述第一插针穿过所述电路板伸入所述插针槽；

所述连接器为对插连接器；

所述电路板为氧化铝陶瓷板；

所述的压力传感器的制作方法，包括如下步骤：

所述无引线压力芯片通过回流焊接工艺焊接到所述电路板上；

将所述柔性板与电路板通过胶体粘接、并且将柔性板与电路板、连接器电连接；

所述电路板安装于所述座体上；

将所述连接器与所述座体封装。

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