CN113624394A - 压力传感器 - Google Patents

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CN113624394A CN202010383110.6A CN202010383110A CN113624394A CN 113624394 A CN113624394 A CN 113624394A CN 202010383110 A CN202010383110 A CN 202010383110A CN 113624394 A CN113624394 A CN 113624394A
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邹来福
陈静
安文广
吴清杰
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    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L19/00—Details of, or accessories for, apparatus for measuring steady or quasi-steady pressure of a fluent medium insofar as such details or accessories are not special to particular types of pressure gauges
    • G01L19/06—Means for preventing overload or deleterious influence of the measured medium on the measuring device or vice versa
    • G01L19/0627—Protection against aggressive medium in general

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Abstract

本发明公开一种压力传感器，包括：陶瓷基板，在其顶面上打印有预定的电路图并贴装有预定的电子器件；和陶瓷盖子，具有顶壁、周壁和由所述顶壁和所述周壁限定的容纳腔。所述陶瓷盖子的周壁的底面密封地连接到所述陶瓷基板的顶面上，所述电子器件容纳在所述陶瓷盖子的容纳腔中。在本发明中，电路、电子器件和导电端子通过LTCC技术直接集成在陶瓷基板和陶瓷盖子上，极大地简化了制造工艺，降低了成本，而且陶瓷基板和陶瓷盖子具有极强的耐腐蚀和耐高温性能。

Description

压力传感器
技术领域
本发明涉及一种压力传感器。
背景技术
在现有技术中，汽车用压力传感器的尺寸相对较大，通常其直径大于22mm，高度大于10mm。这越来越难以满足汽车客户对小尺寸压力传感器的需求。此外，由于大部分汽车用压力传感器会与油、汽接触，因此需要具有可靠的密封性能和耐腐蚀性能。为了能够实现密封和耐腐蚀，就需要使用很多金属精加工件和耐腐蚀性密封材料，这导致装配工艺复杂，制程链长，自动化难度很高，材料及人工成本较高。
发明内容
本发明的目的旨在解决现有技术中存在的上述问题和缺陷的至少一个方面。
根据本发明的一个方面，提供一种压力传感器，包括：陶瓷基板，在其顶面上打印有预定的电路图并贴装有预定的电子器件；和陶瓷盖子，具有顶壁、周壁和由所述顶壁和所述周壁限定的容纳腔。所述陶瓷盖子的周壁的底面密封地连接到所述陶瓷基板的顶面上，所述电子器件容纳在所述陶瓷盖子的容纳腔中。
根据本发明的一个实例性的实施例，所述压力传感器还包括利用LTCC技术集成在所述陶瓷盖子中的导电端子；所述电路图包括导电焊垫，所述导电端子与所述导电焊垫焊接在一起。
根据本发明的另一个实例性的实施例，所述陶瓷基板呈圆板状，但不局限于圆板状，所述陶瓷盖子呈圆筒状，但不局限于圆筒状，并且所述陶瓷基板的直径等于所述陶瓷盖子的外直径。
根据本发明的另一个实例性的实施例，所述导电端子集成到所述陶瓷盖子的周壁中，并沿竖直方向穿过所述陶瓷盖子。
根据本发明的另一个实例性的实施例，在所述陶瓷盖子的周壁的内侧形成半圆柱形加强筋，所述导电端子集成到所述周壁上的加强筋中。
根据本发明的另一个实例性的实施例，所述导电端子具有从所述陶瓷盖子的周壁的底面外露出的第一圆盘形焊接部；所述导电焊垫的形状和尺寸与所述第一圆盘形焊接部一致，并与所述第一圆盘形焊接部焊接在一起。
根据本发明的另一个实例性的实施例，所述导电端子具有从所述陶瓷盖子的顶面外露出的第二圆盘形焊接部，所述第二圆盘形焊接部适于与外接导线焊接在一起。
根据本发明的另一个实例性的实施例，在所述陶瓷基板的顶面上打印有与所述陶瓷盖子的周壁的底面对应的环形焊接带，所述陶瓷盖子和所述陶瓷基板通过所述环形焊接带密封地焊接在一起。
根据本发明的另一个实例性的实施例，所述陶瓷盖子的周壁的底面通过粘结剂密封地粘结到所述陶瓷基板的顶面上。
根据本发明的另一个实例性的实施例，所述电子器件包括压力检测部件、集成芯片和多个被动电子元件，所述压力检测部件、集成芯片和多个被动电子元件通过所述电路图上的导电迹线彼此电连接。
根据本发明的另一个实例性的实施例，所述压力检测部件位于所述陶瓷基板的正中心，并且在所述陶瓷基板上形成有与所述压力检测部件对应的中心通孔。
根据本发明的另一个实例性的实施例，所述压力传感器整体上呈圆形纽扣状，并且所述压力传感器的直径不大于20mm，高度不大于5mm。
根据本发明的另一个实例性的实施例，所述陶瓷基板和所述陶瓷盖子由相同的陶瓷材料制成，使得所述陶瓷基板和所述陶瓷盖子具有相同的热膨胀系数。
在本发明的前述各个实例性的实施例中，电路、电子器件和导电端子可以通过LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramic，低温共烧陶瓷)技术直接集成在陶瓷基板和陶瓷盖子上，因此，极大地简化了制造工艺，降低了成本，而且陶瓷基板和陶瓷盖子具有极强的耐腐蚀和耐高温性能。
通过下文中参照附图对本发明所作的描述，本发明的其它目的和优点将显而易见，并可帮助对本发明有全面的理解。
附图说明
图1显示根据本发明的一个实例性的实施例的陶瓷基板的示意图，其上还没有打印电路图；
图2显示根据本发明的一个实例性的实施例的陶瓷基板的示意图，其上已经打印有电路图；
图3显示根据本发明的一个实例性的实施例的压力传感器的分解示意图；
图4显示根据本发明的一个实例性的实施例的压力传感器的组装示意图。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。在说明书中，相同或相似的附图标号指示相同或相似的部件。下述参照附图对本发明实施方式的说明旨在对本发明的总体发明构思进行解释，而不应当理解为对本发明的一种限制。
另外，在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本披露实施例的全面理解。然而明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。在其他情况下，公知的结构和装置以图示的方式体现以简化附图。
根据本发明的一个总体技术构思，提供一种压力传感器，包括：陶瓷基板，在其顶面上打印有预定的电路图并贴装有预定的电子器件；和陶瓷盖子，具有顶壁、周壁和由所述顶壁和所述周壁限定的容纳腔。所述陶瓷盖子的周壁的底面密封地连接到所述陶瓷基板的顶面上，所述电子器件容纳在所述陶瓷盖子的容纳腔中。
图1显示根据本发明的一个实例性的实施例的陶瓷基板的示意图，其上还没有打印电路图；图2显示根据本发明的一个实例性的实施例的陶瓷基板的示意图，其上已经打印有电路图；图3显示根据本发明的一个实例性的实施例的压力传感器的分解示意图；图4显示根据本发明的一个实例性的实施例的压力传感器的组装示意图。
如图1至图4所示，在图示的实施例中，该压力传感器包括陶瓷基板100和陶瓷盖子200。在陶瓷基板100的顶面上打印有预定的电路图110并贴装有预定的电子器件121、122、123。陶瓷盖子200具有顶壁210、周壁220和由顶壁210和周壁220限定的容纳腔201。
如图1至图4所示，在图示的实施例中，陶瓷盖子200的周壁220的底面220a密封地连接到陶瓷基板100的顶面上，电子器件121、122、123容纳在陶瓷盖子200的容纳腔201中。
在本发明的一个实例性的实施例中，为了防止压力传感器的密封性能受到温度的影响，陶瓷基板100和陶瓷盖子200由相同的陶瓷材料制成，这样，可以保证陶瓷基板100和陶瓷盖子200具有相同的热膨胀系数。
如图1至图4所示，在图示的实施例中，压力传感器还包括利用LTCC技术集成在陶瓷盖子200中的导电端子211。电路图110包括导电焊垫111，导电端子211与导电焊垫111焊接在一起。
如图1至图4所示，在图示的实施例中，陶瓷基板100呈圆板状，但不局限于圆板状，可以是其他合适的形状。陶瓷盖子200呈圆筒状，但不局限于圆筒状，可以是其他合适的形状。并且陶瓷基板100的直径等于陶瓷盖子200的外直径。
如图1至图4所示，在图示的实施例中，导电端子211集成到陶瓷盖子200的周壁220中，并沿竖直方向穿过陶瓷盖子200。
如图1至图4所示，在图示的实施例中，在陶瓷盖子200的周壁220的内侧形成半圆柱形加强筋220b，导电端子211集成到周壁220上的加强筋220b中。
如图1至图4所示，在图示的实施例中，导电端子211具有从陶瓷盖子200的周壁220的底面外露出的第一圆盘形焊接部。导电焊垫111的形状和尺寸与第一圆盘形焊接部一致，并与第一圆盘形焊接部焊接在一起。
如图1至图4所示，在图示的实施例中，导电端子211具有从陶瓷盖子200的顶面外露出的第二圆盘形焊接部，第二圆盘形焊接部适于与外接导线焊接在一起。
如图1至图4所示，在图示的实施例中，在陶瓷基板100的顶面上打印有与陶瓷盖子200的周壁220的底面220a对应的环形焊接带130，陶瓷盖子200和陶瓷基板100通过环形焊接带130密封地焊接在一起。
如图1至图4所示，在图示的实施例中，陶瓷盖子200的周壁220的底面220a通过粘结剂密封地粘结到陶瓷基板100的顶面上。
如图1至图4所示，在图示的实施例中，电子器件121、122、123包括压力检测部件121、集成芯片122和多个被动电子元件123，压力检测部件121、集成芯片122和多个被动电子元件123通过电路图110上的导电迹线彼此电连接。
如图1至图4所示，在图示的实施例中，压力检测部件121位于陶瓷基板100的正中心，并且在陶瓷基板100上形成有与压力检测部件121对应的中心通孔101。
如图1至图4所示，在图示的实施例中，在陶瓷盖子200的周壁220中集成有多个定位插针，定位插针的下端从陶瓷盖子200的周壁220的底面220a延伸出。在陶瓷基板100的顶面上形成有与多个定位插针分别对应的多个盲孔，多个定位插针分别插入多个盲孔中，以防止陶瓷盖子200相对于陶瓷基板100转动。
如图1至图4所示，在图示的实施例中，压力传感器整体上呈圆形纽扣状，并且压力传感器的直径不大于20mm，高度不大于5mm。
本领域的技术人员可以理解，上面所描述的实施例都是示例性的，并且本领域的技术人员可以对其进行改进，各种实施例中所描述的结构在不发生结构或者原理方面的冲突的情况下可以进行自由组合。
虽然结合附图对本发明进行了说明，但是附图中公开的实施例旨在对本发明优选实施方式进行示例性说明，而不能理解为对本发明的一种限制。
虽然本总体发明构思的一些实施例已被显示和说明，本领域普通技术人员将理解，在不背离本总体发明构思的原则和精神的情况下，可对这些实施例做出改变，本发明的范围以权利要求和它们的等同物限定。
应注意，措词“包括”不排除其它元件或步骤，措词“一”或“一个”不排除多个。另外，权利要求的任何元件标号不应理解为限制本发明的范围。

Claims (13)

1.一种压力传感器，其特征在于，包括：
陶瓷基板(100)，在其顶面上打印有预定的电路图(110)并贴装有预定的电子器件(121、122、123)；和
陶瓷盖子(200)，具有顶壁(210)、周壁(220)和由所述顶壁(210)和所述周壁(220)限定的容纳腔(201)，
所述陶瓷盖子(200)的周壁(220)的底面(220a)密封地连接到所述陶瓷基板(100)的顶面上，所述电子器件(121、122、123)容纳在所述陶瓷盖子(200)的容纳腔(201)中。
2.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于：
所述压力传感器还包括利用LTCC技术集成在所述陶瓷盖子(200)中的导电端子(211)；
所述电路图(110)包括导电焊垫(111)，所述导电端子(211)与所述导电焊垫(111)焊接在一起。
3.根据权利要求2所述的压力传感器，其特征在于：
所述陶瓷基板(100)呈圆板状，所述陶瓷盖子(200)呈圆筒状，并且所述陶瓷基板(100)的直径等于所述陶瓷盖子(200)的外直径。
4.根据权利要求3所述的压力传感器，其特征在于：
所述导电端子(211)集成到所述陶瓷盖子(200)的周壁(220)中，并沿竖直方向穿过所述陶瓷盖子(200)。
5.根据权利要求4所述的压力传感器，其特征在于：
在所述陶瓷盖子(200)的周壁(220)的内侧形成半圆柱形加强筋(220b)，所述导电端子(211)集成到所述周壁(220)上的加强筋(220b)中。
6.根据权利要求2所述的压力传感器，其特征在于：
所述导电端子(211)具有从所述陶瓷盖子(200)的周壁(220)的底面外露出的第一圆盘形焊接部；
所述导电焊垫(111)的形状和尺寸与所述第一圆盘形焊接部一致，并与所述第一圆盘形焊接部焊接在一起。
7.根据权利要求6所述的压力传感器，其特征在于：
所述导电端子(211)具有从所述陶瓷盖子(200)的顶面外露出的第二圆盘形焊接部，所述第二圆盘形焊接部适于与外接导线焊接在一起。
8.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于：
在所述陶瓷基板(100)的顶面上打印有与所述陶瓷盖子(200)的周壁(220)的底面(220a)对应的环形焊接带(130)，所述陶瓷盖子(200)和所述陶瓷基板(100)通过所述环形焊接带(130)密封地焊接在一起。
9.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于：
所述陶瓷盖子(200)的周壁(220)的底面(220a)通过粘结剂密封地粘结到所述陶瓷基板(100)的顶面上。
10.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于：
所述电子器件(121、122、123)包括压力检测部件(121)、集成芯片(122)和多个被动电子元件(123)，所述压力检测部件(121)、集成芯片(122)和多个被动电子元件(123)通过所述电路图(110)上的导电迹线彼此电连接。
11.根据权利要求10所述的压力传感器，其特征在于：
所述压力检测部件(121)位于所述陶瓷基板(100)的正中心，并且在所述陶瓷基板(100)上形成有与所述压力检测部件(121)对应的中心通孔(101)。
12.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于：
所述压力传感器整体上呈圆形纽扣状，并且所述压力传感器的直径不大于20mm，高度不大于5mm。
13.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于：
所述陶瓷基板(100)和所述陶瓷盖子(200)由相同的陶瓷材料制成，使得所述陶瓷基板(100)和所述陶瓷盖子(200)具有相同的热膨胀系数。
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