CN116728803A - 一种压力传感器生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及MEMS传感器技术领域，公开了一种压力传感器生产方法，本发明是通过将传感器PCBA电路板与橡胶变送座在塑料壳体外制作好后再装入到塑料壳体中，一方面在向橡胶变送座内注入硅油时不用受塑料壳体体积限制，可以通过自动注油设备和工装治具来批量向橡胶变送座注入硅油，从而能提高生产效率，保证每个硅胶变送座的硅油量的一致性，确保产品性能一致性，另一方面不用受传统制作工艺顺序限制，可以先向橡胶变送座内注入硅油，然后将传感器PCBA电路板的橡胶变送座放入到塑料壳体中，可以提高生产效率；另外本发明通过采用橡胶变送座，对压力的灵敏度高，能准确检测低压，同时通过在橡胶变送座的底面设置凸起部对压力进行密封，不用额外设置密封圈。
Description
技术领域
本发明涉及MEMS传感器技术领域，具体涉及一种压力传感器生产方法。
背景技术
现有检测液体压力的压力传感器大多采用充油芯体的变送器进行压力检测，变送器的结构包括金属变送座，金属变送座的底部焊接有金属薄膜片，金属变送座的顶部设有基座，基座上设有PCB传感器PCBA电路板。
对于现有的变送器结构，由于其采用金属薄膜片来检测压力变化，存在检测精度低等缺陷，不适合低压检测场合。
对于现有的压力传感器，其在生产时是将金属薄膜片焊接在金属变送座上，如果焊接不合格存在漏油的风险；另外在进行组装时是先将变送器安装在传感器壳体上，然后向变送器内注油，但是这种生产方式受传感器壳体的体积限制，不利于实际操作，会降低生产效率，而且这种生产方式有先后步骤要求，必须先将变送器安装在传感器壳体内后再注油，从而导致生产时间过长。
发明内容
鉴于背景技术的不足，本发明是提供了一种压力传感器生产方法，所要解决的技术问题现有压力传感器的生产时间过长，且生产出的压力传感器由于采用金属薄膜片，导致其灵敏度和检测精度较低，不能适用在低压检测的场合；另外现有金属压力变送座的制造工艺复杂，在焊接时存在泄漏风险。
为解决以上技术问题，本发明提供了如下技术方案：一种压力传感器生产方法，所述压力传感器包括塑料壳体、橡胶变送座、传感器PCBA电路板和锁紧件；
所述塑料壳体上从下往上依次设有连通的进气通道、第一容纳腔、第二容纳腔和第三容纳腔，所述壳塑料体上在所述第一容纳腔的外围开设有密封槽；
所述橡胶变送座包括开口朝上的注油腔体，所述橡胶变送座的底面在所述注油腔体的外围设有密封用的凸起部；
所述传感器PCBA电路板上开设有第一透孔和第二透孔；
包括如下步骤：
S1：将传感器PCBA电路板固定在橡胶变送座的顶部，所述传感器PCBA电路板挡住所述注油腔体的开口，所述第一透孔和第二透孔均与所述注油腔体连通；
S2：通过第一透孔向所述注油腔体内部注射硅油，让注油腔体内的空气从第二透孔排出；
S3：对橡胶变送座进行抽真空；
S4：向第一透孔和第二透孔内填充密封物料；
S5：将橡胶变送座安装在塑料壳体内，所述注油腔体位于所述第一容纳腔中，所述凸起部位于所述密封槽中，所述传感器PCBA电路板位于所述第二容纳腔中；
S6:在第二容纳腔中制作密封传感器PCBA电路板器件的密封层；
S7:将锁紧件安装在第三容纳腔中从而将传感器PCBA电路板压紧在第二容纳腔中；
S8：对压力传感器进行原始数据采集和测试，筛出不合格的压力传感器。
在某种实施方式中，所述传感器PCBA电路板的底面设有压力检测芯片和盖住所述压力检测芯片的保护盖，所述传感器PCBA电路板上开设有第三透孔，所述第三透孔用于向所述压力检测芯片提供大气压力，所述传感器PCBA电路板的顶部在第三透孔的外围设有金属防堵盖。
在某种实施方式中，通过SMT技术在PCB板上焊接电子器件和金属防堵盖，形成传感器PCBA电路板。
在某种实施方式中，步骤S1中将传感器PCBA电路板固定在橡胶变送座的顶部的方式如下：
先通过胶水将传感器PCBA电路板粘接在橡胶变送座的顶部，然后将传感器PCBA电路板和橡胶变送座放入烘箱中进行加温，实现胶水固化。
在某种实施方式中，步骤S4中通过焊接机向第一透孔和第二透孔中填充焊锡进行密封。
在某种实施方式中，步骤S7中制作密封层的步骤如下：
先向第二容纳腔中注入胶水，然后将压力传感器放入到烘箱中进行胶水固化。
在某种实施方式中，步骤S7中制作完密封层后再进行老化。
在某种实施方式中，步骤S8中的对压力传感器进行测试包括对压力传感器进行气密测试和压力芯片参数校准测试，所述气密测试的步骤如下：
S800：将压力传感器装配在冶具中，冶具连通检漏仪器，通过检漏仪器给传感器检测端施加气压并保压；
S801：通过检漏仪器检测气体泄漏量，如果气体泄漏量大于阈值，则压力传感器气密性不合格，如果气体泄漏量小于等于判定阈值，则压力传感器气密性合格；
所述压力芯片参数校准测试的步骤如下：
S810：检测压力传感器在不同温度下的不同压力的原始数据；
S811：基于原始数据对压力传感器进行参数校准；
S812：在全温度区间内对校准后的压力传感器进行精度测试。
在某种实施方式中，步骤S812中在将压力传感器放入到温控箱中，通过温控箱设定不同温度进行复测。
在某种实施方式中，所述塑料壳体通过模具一体成型，所述第三容纳腔的宽度大于第二容纳腔的宽度，所述第三容纳腔的内侧壁上设有第二凸出部，所述锁紧件的下部设有挂钩，在所述锁紧件将传感器PCBA电路板压紧在第二容纳腔时，所述挂钩挂在所述第二凸出部上。
本发明与现有技术相比所具有的有益效果是：本发明是通过将传感器PCBA电路板与橡胶变送座在塑料壳体外制作好后再装入到塑料壳体中，一方面在向橡胶变送座内注入硅油时不用受塑料壳体体积限制，另一方面不用受传统制作工艺顺序限制，可以先向橡胶变送座内注入硅油，然后将带有传感器PCBA电路板的橡胶变送座放入到塑料壳体中，可以提高生产效率；另外由于是在壳体外向橡胶变送座注入硅油，因此可以通过自动注油设备和工装治具来批量向橡胶变送座注入硅油，其中可以批次完成100个橡胶变送座的硅油注入，从而能提高生产效率，保证每个硅胶变送座的硅油量的一致性，进而确保产品性能的一致性；当硅油注入完成后，在步骤S4中需要向第一透孔和第二透孔中填充物料，此时同样可以通过自动焊锡设备和治具进行，能保证产品性能的一致性；
另外本发明通过采用橡胶变送座，其对压力的灵敏度高，可以准确的检测低压，同时通过在橡胶变送座的底面设置凸起部对压力进行密封，不用额外设置密封圈；
最后本发明通过采用塑料壳体，一方面塑料壳体一体成型，相对于金属壳体来说更好加工，不需要焊接，另外成本较低。
附图说明
图1为本发明制作出的压力传感器的爆炸图；
图2为本发明的流程图。
具体实施方式
本申请的说明性实施例包括但不限于一种压力传感器生产方法。
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。
在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而且可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。
应当理解，尽管在本申请可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在......时”或“当......时”或“响应于确定”。
如图2所示，一种压力传感器生产方法，压力传感器包括塑料壳体1、橡胶变送座2、传感器PCBA电路板3和锁紧件4；
塑料壳体1上从下往上依次设有连通的进气通道10、第一容纳腔11、第二容纳腔13和第三容纳腔14，壳塑料体1上在第一容纳腔10的外围开设有密封槽12；
橡胶变送座2包括开口朝上的注油腔体20，橡胶变送座2的底面在注油腔体20的外围设有密封用的凸起部21；
传感器PCBA电路板3上开设有第一透孔31和第二透孔32；
其中：传感器PCBA电路板3用于检测液体压力大小和输出检测信号；通过SMT技术在PCB板30上焊接电子器件和金属防堵盖36，形成传感器PCBA电路板3；
另外参照图1，传感器PCBA电路板3的底面设有压力检测芯片34和盖住压力检测芯片34的保护盖35，传感器PCBA电路板3上开设有第三透孔33，第三透孔33用于向压力检测芯片34提供大气压力，金属防堵盖36在传感器PCBA电路板3上设置在第三透孔33的外围；
其中通过选用金属防堵盖36可以与电子器件同时焊接在PCB板30上，进而能简化传感器PCBA电路板3的制作工序和制作时。
包括如下步骤：
S1：将传感器PCBA电路板3固定在橡胶变送座2的顶部，传感器PCBA电路板3挡住注油腔体20的开口，第一透孔31和第二透孔32均与注油腔体20连通。
具体地，步骤S1中将传感器PCBA电路板3固定在橡胶变送座2的顶部的方式如下：
先通过胶水将传感器PCBA电路板3粘接在橡胶变送座2的顶部，然后将传感器PCBA电路板3和橡胶变送座2放入烘箱中进行加温，实现胶水固化；
其中在橡胶变送座2在注油腔体20的外围滴上胶水，然后将传感器PCBA电路板3粘在橡胶变送座2上，通过胶水实现传感器PCBA电路板3与橡胶变送座2的接触面的密封。
S2：通过第一透孔31向注油腔体20内部注射硅油，让注油腔体20内的空气从第二透孔32排出。
在实际制作时，由于是在壳体外向橡胶变送座注入硅油，因此可以通过自动注油设备和工装治具来批量向橡胶变送座注入硅油，其中可以批次完成100个橡胶变送座的硅油注入，从而能提高生产效率，保证每个硅胶变送座的硅油量的一致性，进而确保产品性能的一致性。
S3：对橡胶变送座2进行抽真空。
其中通过步骤S3可以将注油腔体20中的硅油的气泡排出，从而提高检测精度。
S4：向第一透孔31和第二透孔32内填充密封物料。
其中，通过步骤S6是为了包括注油腔体20的密封性，从而方便步骤S8中对压力传感器进行测试；
具体地，可以通过焊接机向第一透孔31和第二透孔32中填充焊锡进行密封。
另外，由于是在壳体1向电路板3的第一透孔31和第二透孔32填充焊锡，因此可以通过自动焊锡设备和治具进行焊锡填充，进而能保证产品性能的一致性。
S5：将橡胶变送座2安装在塑料壳体1内，注油腔体20位于第一容纳腔11中，凸起部21位于密封槽12中，传感器PCBA电路板3位于第二容纳腔13中。
具体地，步骤S5中将橡胶变送座2安装在塑料壳体1内的过程如下：
当橡胶变送座2放入到第一容纳腔11后，在橡胶变送座2和塑料壳体1的间隙内填充胶水，然后将塑料壳体1放入烘箱中进行加温，实现胶水固化；
具体地，塑料壳体1通过模具一体成型，第三容纳腔14的宽度大于第二容纳腔13的宽度，第三容纳腔14的内侧壁上设有第二凸出部140；其中第二凸出部140可以为环状。
在实际使用时，通过采用塑料壳体1一方面可以方便壳体1的加工，提高加工效率，另一方面可以降低壳体1的成本，同时由于使用橡胶变送座2对压力进行变送，而橡胶变送座2在受力形变时对塑料壳体1的单位面积作用力较小，因此本发明可以使用塑料壳体1。
在实际使用时，通过橡胶变送座2进行压力变送，可以提高压力检测的灵敏度，能够使本发明制作出的压力传感器能检测低压，使其适用性更广。
S6：在第二容纳腔13中制作密封传感器PCBA电路板3器件的密封层；
其中步骤S6中制作密封层的步骤如下：
先向第二容纳腔13中注入胶水，然后将压力传感器放入到烘箱中进行胶水固化，其中需要让胶水的厚度盖住传感器PCBA电路板3顶面的电子器件，但要低于金属防堵盖36的高度，从而确保大气能从金属防堵盖的顶面进入到压力检测芯片34。
S7：将锁紧件4安装在第三容纳腔14中从而将传感器PCBA电路板3压紧在第二容纳腔13中。
参照图1，锁紧件4的下部设有挂钩40，在锁紧件4将传感器PCBA电路板3压紧在第二容纳腔13时，挂钩40挂在第二凸出部140上。
S8：对压力传感器进行原始数据采集和测试，筛出不合格的压力传感器。
具体地，步骤S8中的对压力传感器进行测试包括对压力传感器进行气密测试和压力芯片参数校准测试，气密测试的步骤如下：
S800：将压力传感器装配在冶具中，冶具连通检漏仪器，通过检漏仪器给传感器检测端施加气压并保压；
S801：通过检漏仪器检测气体泄漏量，如果气体泄漏量大于阈值，则压力传感器气密性不合格，如果气体泄漏量小于等于判定阈值，则压力传感器气密性合格；
压力芯片参数校准测试的步骤如下：
S810：检测压力传感器在不同温度下的不同压力的原始数据；
S811：基于原始数据对压力传感器进行参数校准；
S812：在全温度区间内对校准后的压力传感器进行精度测试。
另外，在步骤S812中，步骤S812中在将压力传感器放入到温控箱中，通过温控箱设定不同温度进行复测。
综上，本发明是通过将传感器PCBA电路板3与橡胶变送座2在塑料壳体1外制作好后再装入到塑料壳体1中，一方面在向橡胶变送座2内注入硅油时不用受塑料壳体1体积限制，另外一方面不用受传统制作工艺顺序限制，可以先向橡胶变送座2内注入硅油，然后将带有传感器PCBA电路板3的橡胶变送座2放入到塑料壳体1中，可以提高生产效率；另外本发明通过采用橡胶变送座2，其对压力的灵敏度高，可以准确的检测低压，同时通过在橡胶变送座2的底面设置凸起部21对压力进行密封，不用额外设置密封圈；
最后本发明通过采用塑料壳体1，一方面塑料壳体1一体成型，相对于金属壳体来说更好加工，而且不需要焊接，另外成本较低。
上述依据本发明为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (9)
1.一种压力传感器生产方法，其特征在于，所述压力传感器包括塑料壳体、橡胶变送座、传感器PCBA电路板和锁紧件；
所述塑料壳体上从下往上依次设有连通的进气通道、第一容纳腔、第二容纳腔和第三容纳腔，所述壳塑料体上在所述第一容纳腔的外围开设有密封槽；
所述橡胶变送座包括开口朝上的注油腔体，所述橡胶变送座的底面在所述注油腔体的外围设有密封用的凸起部；
所述传感器PCBA电路板上开设有第一透孔、第二透孔和第三透孔，所述传感器PCBA电路板的底面设有压力检测芯片和盖住所述压力检测芯片的保护盖，所述第三透孔用于向所述压力检测芯片提供大气压力，所述传感器PCBA电路板的顶部在第三透孔的外围设有金属防堵盖；包括如下步骤：
S1：将传感器PCBA电路板固定在橡胶变送座的顶部，所述传感器PCBA电路板挡住所述注油腔体的开口，所述第一透孔和第二透孔均与所述注油腔体连通；
S2：通过第一透孔向所述注油腔体内部注射硅油，让注油腔体内的空气从第二透孔排出；
S3：对橡胶变送座进行抽真空；
S4：向第一透孔和第二透孔内填充密封物料；
S5：将橡胶变送座安装在塑料壳体内，所述注油腔体位于所述第一容纳腔中，所述凸起部位于所述密封槽中，所述传感器PCBA电路板位于所述第二容纳腔中；
S6：将锁紧件安装在第三容纳腔中从而将传感器PCBA电路板压在第二容纳腔中；
S7:在第二容纳腔中制作密封传感器PCBA电路板器件的密封层；
S8：对压力传感器进行原始数据采集和测试，筛出不合格的压力传感器。
2.根据权利要求1所述的一种压力传感器生产方法，其特征在于，通过SMT技术在PCB板上焊接电子器件和金属防堵盖，形成传感器PCBA电路板。
3.根据权利要求1所述的一种压力传感器生产方法，其特征在于，步骤S1中将传感器PCBA电路板固定在橡胶变送座的顶部的方式如下：
先通过胶水将传感器PCBA电路板粘接在橡胶变送座的顶部，然后将传感器PCBA电路板和橡胶变送座放入烘箱中进行加温，实现胶水固化。
4.根据权利要求1所述的一种压力传感器生产方法，其特征在于，步骤S4中通过焊接机向第一透孔和第二透孔中填充焊锡进行密封。
5.根据权利要求1所述的一种压力传感器生产方法，其特征在于，步骤S7中制作密封层的步骤如下：
先向第二容纳腔中注入胶水，然后将压力传感器放入到烘箱中进行胶水固化。
6.根据权利要求1或5所述的一种压力传感器生产方法，其特征在于，步骤S7中制作完密封层后再进行老化。
7.根据权利要求1所述的一种压力传感器生产方法，其特征在于，步骤S8中的对压力传感器进行测试包括对压力传感器进行气密测试和压力芯片参数校准测试，所述气密测试的步骤如下：
S800：将压力传感器装配在冶具中，冶具连通检漏仪器，通过检漏仪器给传感器检测端施加气压并保压；
S801：通过检漏仪器检测气体泄漏量，如果气体泄漏量大于阈值，则压力传感器气密性不合格，如果气体泄漏量小于等于判定阈值，则压力传感器气密性合格；
所述压力芯片参数校准测试的步骤如下：
S810：检测压力传感器在不同温度下的不同压力的原始数据；
S811：基于原始数据对压力传感器进行参数校准；
S812：在全温度区间内对校准后的压力传感器进行精度测试。
8.根据权利要求7所述的一种压力传感器生产方法，其特征在于，步骤S812中在将压力传感器放入到温控箱中，通过温控箱设定不同温度进行复测。
9.根据权利要求1所述的一种压力传感器生产方法，其特征在于，所述塑料壳体通过模具一体成型，所述第三容纳腔的宽度大于第二容纳腔的宽度，所述第三容纳腔的内侧壁上设有第二凸出部，所述锁紧件的下部设有挂钩，在所述锁紧件将传感器PCBA电路板压紧在第二容纳腔时，所述挂钩挂在所述第二凸出部上。
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2023
- 2023-07-21 CN CN202310904437.7A patent/CN116728803A/zh active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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