CN116858422A - 一种压力传感器 - Google Patents

Abstract

一种能够使改善压力测量组件与插针之间的落差以使其满足键合要求的压力传感器，其包括：外壳，其限定一安装腔；设置于安装腔内的压力测量组件，包括将安装腔分隔为正侧腔与背侧腔的基板及封堵于基板上开设的一压力孔正向一端的压力元件，基板的正面设置有处理电路及与处理电路连接的多个焊盘，压力孔的背向一端连通至背侧腔，压力元件与处理电路电连接；若干个压力接口，其连通至背侧腔；固定于外壳上并与多个焊盘对应设置的多个插针，其内侧一端伸入正侧腔内并具有一连接平面；及至少一个金属垫片；及键合引线，其一端连接于连接平面上或对应的金属垫片表面，另一端连接于焊盘表面或对应的金属垫片表面，键合引线的至少一端连接有一个金属垫片。

Description

一种压力传感器

技术领域

本申请涉及传感器技术领域，具体涉及一种压力传感器。

背景技术

压力传感器用于测量流体的压强，其通常包括用于形成内腔的外壳，以及设置于外壳中的压力测量组件，其中压力测量组件需要通过插针进行供电并向外部设备输出测量信号。压力测量组件的焊盘与插针之间通常通过键合机用键合引线进行连接，键合平面之间的落差通常应当限制在2毫米以内。由于不同设备的测量条件、电气接口、机械安装方式大多不同，因此压力传感器需要针对不同使用需求进行特别设计。对于小批量的压力传感器制造而言，模具费用较为昂贵。因此，有时需要借用其他类似结构参数的压力传感器外壳进行验证和/或批量制造，但焊盘表面与插针表面的平面落差并不总是能够满足键合要求。

本部分中的陈述仅提供与本申请相关的背景信息并且可以不构成现有技术。

发明内容

针对现有技术的不足，本申请致力于提供一种能够使改善压力测量组件与插针之间的落差以使其满足键合要求的压力传感器。

本申请提供的压力传感器包括：外壳，其限定一安装腔；设置于安装腔内的压力测量组件，包括将安装腔分隔为正侧腔与背侧腔的基板及封堵于基板上开设的一压力孔正向一端的压力元件，基板的正面设置有处理电路及与处理电路连接的多个焊盘，压力孔的背向一端连通至背侧腔，压力元件与处理电路电连接；若干个压力接口，其连通至背侧腔；固定于外壳上并与多个焊盘对应设置的多个插针，其内侧一端伸入正侧腔内并具有一连接平面；及金属垫片，包括焊接于连接平面上的第一金属垫片和/或焊接于对应的焊盘表面的第二金属垫片；及将焊盘和连接插针对应连接起来的键合引线，其一端连接于对应的连接平面上或对应的连接平面上设置的金属垫片表面，另一端连接于对应的焊盘表面或对应的对应的焊盘表面设置的金属垫片表面，键合引线的至少一端连接有一个所述金属垫片。

优选地，插针的连接平面和/或焊盘表面上设置有用于定位金属垫片的定位结构。

优选地，所述定位结构为与金属垫片形状相适配的凹槽，金属垫片通过锡焊设置于凹槽内。

优选地，所述键合引线和金属垫片均为铝。

优选地，所述键合引线为铝带。

优选地，所述外壳包括正向一侧设置有第一开口的主壳体及密封扣合于第一开口上的第一盖体。

优选地，所述外壳还包括密封扣合于主壳体的背侧开设的一第二开口上的第二盖体，主壳体包括相隔离的第一腔和第二腔，第一腔与压力孔和连通，第二腔连通至正侧腔；若干压力接口包括连通至第一腔的第一压力接口及连通至第二腔的第二压力接口。

优选地，所述压力元件为半导体压力芯片。

优选地，基板的正面固定有围绕压力元件的框体，框体内灌充有覆盖压力元件的保护凝胶。

优选地，基板的背面支撑于外壳上形成的第一支撑面上，插针的内侧一端的背面支撑于外壳上形成的第二支撑面上，外壳上形成有隔断于第一支撑面与第二支撑面之间的隔槽。

附图说明

图1为本发明一优选实施例的压力传感器的俯视示意图(隐去了第一盖体)；

图2为沿图1中A-A的剖视图；

图3为图2中所示局部B的放大示意图；

图4为图1中所示局部C的放大示意图；

图中：100、背侧腔；10、主壳体；11、隔槽；12、连接部；13、第二盖体；14、衬套；1a、正侧腔；1b、第一腔；1c、第二腔；1、外壳；20、基板；21、压力元件；22、调理元件；23、焊盘；24、框体；25、保护凝胶；26、压力孔；2、压力测量组件；3、端钮；41、内段；42、中段；43、外段；44、凹槽；4、插针；5、键合引线；6a、第一压力接口；6b、第二压力接口；6、金属垫片；

具体实施方式

下面将结合附图对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述。下列的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能解释为对本申请的限制。在以下描述中，相同的标记用于表示相同或等效的元件，并且省略重复的描述。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该本申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

另外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以视具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

还应当进一步理解，在本申请说明书和对应的权利要求书中使用的术语“和/或”是指所列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合。

如图1至图4所示。本申请的一优选实施例中，压力传感器包括外壳1及压力测量组件2。其中，外壳1限定了一用于安装压力测量组件2的安装腔。压力测量组件2设置于安装腔内，其包括基板20及压力元件21。基板20将安装腔分隔为正侧腔1a与背侧腔100，压力元件21封堵于基板20上开设的一压力孔26的正向一端。基板20最好为陶瓷板，例如氧化铝反、氮化铝板、氧化镁板等。基板20的正面设置有处理电路及与处理电路连接的焊盘23。压力孔26的背向一端连通至背侧腔100。压力元件21与处理电路电连接。这些处理电路可包括调理元件22及其他电路元件。处理电路与基板20正面设置的多个焊盘23之间电连接。

压力传感器还包括连接于外壳1上的第一压力接口6a，第一压力接口6a连通至背侧腔100向背侧腔100内引入待测压力介质。

外壳1上固定有多个插针4，其自内向外依次由内段41、中段42及外段43组成。其中，内段41伸入正侧腔1a内并具有一朝向正向一侧凸出于外壳1的连接平面，中段42嵌固于外壳1内，外段43则延伸至与外壳1上一体连接的端钮3中。每个连接平面上均焊接有一个金属垫片6。金属垫片6与焊盘23之间通过键合引线5电连接。

上述压力传感器，能够通过选用合适厚度的金属垫片6焊接于插针4的内侧一端的正面，从而使金属垫片6的正面与焊盘23之间的落差适于用键合引线5连接。

在其他的一些实施例中，优选地，插针4的连接平面上设置有用于定位金属垫片6的定位结构。例如，定位结构可以为与金属垫片6形状相适配的凹槽44(参见图4)，金属垫片6通过锡焊设置于凹槽44内。较佳地，键合引线5和金属垫片6均为铝，更进一步优选地，键合引线5可以为铝带，铝带的扁平面与焊盘23及金属垫片6键合连接。

在其他的一些实施例中，优选地，外壳1可包括正向一侧设置有第一开口的主壳体10及密封扣合于第一开口上的第一盖体(未示出)。在另外的一些优选实施例中，主壳体10包括相隔离的第一腔1b和第二腔1c，第一腔1b与压力孔26连通，从而使压力元件21(例如差压芯片或表压芯片)的两侧感压面分别接收两个压力接口的压力，以测量其压力差，此时该压力传感器可称为差压传感器；当其中的一个压力为大气压力时，该压力传感器可称为表压传感器。第二腔1c连通至正侧腔1a。若干压力接口包括连通至第一腔1b的第一压力接口6a及连通至第二腔1c的第二压力接口6b。外壳1还可包括密封扣合于主壳体10的背侧开设的一第二开口上的第二盖体13，从而命名第一腔1b与第二腔1c便于使用塑料进行成型。第一压力接口6a与第二压力接口6b与主壳体10一体连接。端钮3一体地连接于主壳体10的一端上，主壳体10的远离端钮3的另一端上形成有连接部12，连接部12上开设有连安装孔(未标记)，安装孔内固定有衬套14以与处部设备之间通过紧固件进行连接。

在上述的各实施例中，压力元件21可以为半导体压力芯片、应变片等。优选地，压力元件21为半导体压力芯片。基板20的正面可固定有围绕压力元件21的框体24。框体24内灌充有覆盖压力元件21的保护凝胶25。压力孔26中也可以灌充有保护凝胶。其中，基板20的背面可支撑于外壳1上形成的第一支撑面上。插针4的内侧一端的背面可支撑于外壳1上形成的第二支撑面上。外壳1上形成有隔断于第一支撑面与第二支撑面之间的隔槽11，这样能够在通过胶水将基板20粘接于第一支撑面上时，能够容纳溢出的胶水以避免污染键合表面。

未在图中示出的是，在其他的一些实施例中，本领域的技术人员根据上述描述还可以替代地或额外地在基板20的焊盘23表面设置一个上述金属垫片。焊盘23表面也可对应设置有用于定位金属垫片(6)的定位结构。这样也能够使引线键合时的引线两端保持较小的高度差。另外，当在键合引线5的两端都设置有金属垫片时，还能够更好地避免键合表面被胶水污染的风险。

本公开内容的范围不是由详细描述限定，而是由权利要求及其等同方案限定，并且在权利要求及其等同方案范围内的所有变型都解释为包含在本公开内容中。

Claims (10)

1.一种压力传感器，其特征在于，包括：

外壳(1)，其限定一安装腔；

设置于安装腔内的压力测量组件(2)，包括将安装腔分隔为正侧腔(1a)与背侧腔(100)的基板(20)及封堵于基板(20)上开设的一压力孔(26)正向一端的压力元件(21)，基板(20)的正面设置有处理电路及与处理电路连接的多个焊盘(23)，压力孔(26)的背向一端连通至背侧腔(100)，压力元件(21)与处理电路电连接；

若干个压力接口，其连通至背侧腔(100)；

固定于外壳(1)上并与多个焊盘(23)对应设置的多个插针(4)，其内侧一端伸入正侧腔(1a)内并具有一连接平面；

金属垫片(6)，包括焊接于连接平面上的第一金属垫片和/或焊接于对应的焊盘(23)表面的第二金属垫片；

及将焊盘(23)和连接插针(4)对应连接起来的键合引线(5)，其一端连接于对应的连接平面上或对应的连接平面上设置的金属垫片表面，另一端连接于对应的焊盘(23)表面或对应的焊盘(23)表面设置的金属垫片表面，键合引线(5)的至少一端连接有一个所述金属垫片。

2.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，插针(4)的连接平面和/或对应的焊盘(23)表面上设置有用于定位金属垫片(6)的定位结构。

3.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，所述定位结构为与金属垫片(6)形状相适配的凹槽(44)，金属垫片(6)通过锡焊设置于凹槽(44)内。

4.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，所述键合引线(5)和金属垫片(6)均为铝。

5.根据权利要求4所述的压力传感器，其特征在于，所述键合引线(5)为铝带。

6.根据权利要求1至5中的任一项所述的压力传感器，其特征在于，所述外壳(1)包括正向一侧设置有第一开口的主壳体(10)及密封扣合于第一开口上的第一盖体。

7.根据权利要求6所述的压力传感器，其特征在于，所述外壳(1)还包括密封扣合于主壳体(10)的背侧开设的一第二开口上的第二盖体(13)，主壳体(10)包括相隔离的第一腔(1b)和第二腔(1c)，第一腔(1b)与压力孔(26)和连通，第二腔(1c)连通至正侧腔(1a)；若干压力接口包括连通至第一腔(1b)的第一压力接口(6a)及连通至第二腔(1c)的第二压力接口(6b)。

8.根据权利要求1至5中的任一项所述的压力传感器，其特征在于，所述压力元件(21)为半导体压力芯片。

9.根据权利要求1至5中的任一项所述的压力传感器，其特征在于，基板(20)的正面固定有围绕压力元件(21)的框体(24)，框体(24)内灌充有覆盖压力元件(21)的保护凝胶(25)。

10.根据权利要求1至5中的任一项所述的压力传感器，其特征在于，基板(20)的背面支撑于外壳(1)上形成的第一支撑面上，插针(4)的内侧一端的背面支撑于外壳(1)上形成的第二支撑面上，外壳(1)上形成有隔断于第一支撑面与第二支撑面之间的隔槽(11)。