CN117091751B - 一种新型压力传感器封装结构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种新型压力传感器封装结构,其可以提供两种加压方式,对差压进行检测,从而满足客户的加压需求,提高适用性。其包括壳体和压力传感器芯片,壳体包括上壳体、下壳体,上壳体的一侧设有两个并列的气嘴,上、下壳体相对应位置处分别设有容置腔,上壳体的内部位于容置腔的上端、下壳体的内部位于容置腔的下端分别设有上气室、下气室,两个气嘴的内部分别设有气路通道与上气室连通,压力传感器芯片正置或倒置安装于上、下壳体内部的容置腔内部,且其探针从容置腔中伸出,压力传感器芯片工艺孔或气孔与上气室连通。

Description

一种新型压力传感器封装结构
技术领域
本发明涉及压力传感器技术领域,具体为一种新型压力传感器封装结构。
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。中国发明专利申请号为202211082788 .6公布了一种MEMS气体压力传感器封装结构,其通过侧边设置的单气嘴与被测量的气压相连,为整体的进气端。然而采用该种结构的压力传感器由于只有一种加压形式,因而难以满足客户的其他加压需求,因而适用性较差。
发明内容
针对现有的压力传感器只有一种加压形式,难以满足客户的其他加压需求的问题,本发明提供了一种新型压力传感器封装结构,其可以提供两种加压方式,对差压进行检测,从而满足客户的加压需求,提高适用性。
其技术方案是这样的:一种新型压力传感器封装结构,其包括壳体和压力传感器芯片,其特征在于:所述壳体包括上壳体、下壳体,所述上壳体的一侧设有两个并列的气嘴,所述上、下壳体相对应位置处分别设有容置腔,所述上壳体的内部位于容置腔的上端、所述下壳体的内部位于容置腔的下端分别设有上气室、下气室,两个所述气嘴的内部分别设有气路通道与所述上气室连通,所述压力传感器芯片正置或倒置安装于所述上、下壳体内部的容置腔内部,且其探针从所述容置腔中伸出,所述压力传感器芯片工艺孔或气孔与所述上气室连通。
其进一步特征在于:所述气路通道沿伸入所述上壳体的方向上呈由宽到窄的喇叭形;
所述压力传感器芯片包括外壳、MEMS芯片和探针,所述外壳内部设有安装腔,所述安装腔的一侧设有凸起的台阶面,所述安装腔的底部设有贯穿所述外壳的工艺孔,所述MEMS芯片安装于所述安装腔底部并与所述工艺孔上方相对应,所述探针的一端插装于所述外壳内部并与所述安装腔的台阶面齐平,所述探针与所述MEMS芯片通过导线电性连接,所述安装腔内部灌注芯片防护胶将所述MEMS芯片及导线覆盖,所述外壳上对应所述安装腔的口部处还设有嵌入槽,所述嵌入槽上设有相匹配的壳盖,所述壳盖上设有与所述安装腔连通的气孔;
所述安装腔的底部与所述MEMS芯片之间设有陶瓷基板,所述MEMS芯片安装于所述陶瓷基板上,所述陶瓷基板上设有与所述工艺孔相对应的通孔,所述陶瓷基板上还设有ASIC芯片,所述ASIC芯片与所述MEMS芯片通过导线电性连接;
所述外壳的底部还设有与插装于其内部的所述探针端部相对应的灌胶工艺孔;
所述外壳的外部轮廓呈圆形,并与所述壳体的容置腔的形状相适应。
采用了上述结构后,通过上、下壳体内部相对设置的容置腔将压力传感器芯片安装于其内部,同时由于上壳体上设有并列设置的双气嘴,双气嘴与压力传感器芯片的工艺孔或过孔连通,因而当一个气嘴通大气,另一个气嘴通气加压,则可以检测该产品的差压数据,从而满足客户的加压需求,提高适用性。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图;
图2为本发明壳体结构示意图;
图3为本发明整体结构(其中压力传感器正置)剖视图;
图4为本发明整体结构(其中压力传感器倒置)剖视图;
图5为本发明压力传感器芯片正面视图;
图6为本发明压力传感器芯片背面视图;
图7为本发明压力传感器芯片剖视图。
具体实施方式
如图1至图4所示,一种新型压力传感器封装结构,包括壳体1和压力传感器芯片2,壳体1包括相对设置的上壳体11、下壳体12,上壳体11、下壳体12的两端设有贯通的安装孔,通过该安装孔将本产品进行固定。上壳体11的一侧设有两个并列的气嘴13,上壳体11、下壳体12相对应位置处分别设有容置腔14,上壳体11的内部位于容置腔14的上端、下壳体12的内部位于容置腔的下端分别设有上气室111、下气室121,两个气嘴13的内部分别设有气路通道131与上气室111连通,压力传感器芯片2通过正置或倒置安装于上壳体11、下壳体12内部的容置腔14内部,且其探针从容置腔14中伸出,此时压力传感器芯片2工艺孔或气孔与上气室111连通。通过对两个气嘴13的其中一个气嘴13通大气,另一个气嘴13通气加压,则可以检测该压力传感器芯片2的差压数据,从而满足客户的加压需求,提高适用性。
进一步的,气路通道131沿伸入上壳体11的方向上呈由宽到窄的喇叭形,通过该喇叭形的气路通道131的设置,从而使得外接起源流入的速率减缓,对压力传感器芯片2匀速加压。
进一步的,压力传感器芯片2包括外壳21、MEMS芯片22和探针23,其中MEMS芯片22利用四个电阻形成惠斯通效应,通过受压不同,改变输出电压的芯片。外壳21的内部设有安装腔211,安装腔211的一侧设有凸起的台阶面,安装腔211的底部设有贯穿外壳21的工艺孔212,MEMS芯片22安装于安装腔211的底部、且其并与工艺孔212上方相对应,探针23的一端插装于外壳21内部并与安装腔211的台阶面齐平,同时探针23还与MEMS芯片22通过焊接连接的导线电性连接,安装腔211内部灌注芯片防护胶将MEMS芯片22及导线覆盖,从而可以将MEMS芯片22及导线密封封装,防止外部的水汽等进入腐蚀芯片。外壳21上对应安装腔211的口部处还设有嵌入槽,嵌入槽上设有相匹配的壳盖,壳盖上设有与安装腔211连通的气孔213。
进一步的,安装腔211的底部与MEMS芯片22之间还设有陶瓷基板24,该陶瓷基板24的材质为Al2O3,硬度大,受高低温影响低,形变小。MEMS芯片22安装于所述陶瓷基板24上,陶瓷基板24上设有与工艺孔212相对应的通孔,陶瓷基板24上还设有ASIC芯片25,ASIC芯片25与MEMS芯片22之间通过焊接连接的导线电性连接,ASIC芯片25利用MEMS芯片输出的电压,通过上位机软件来确定输出曲线,最终将数据烧入的芯片。
进一步的,外壳21的底部还设有与插装于其内部的探针23端部相对应的灌胶工艺孔21,通过该灌胶工艺孔21的设置,则在灌胶时将探针23插入外壳21后,可以对该处的探针23压紧,保证探针23的平整度以及位置准确度。
进一步的,外壳21的外部轮廓呈圆形,并与壳体1的安装腔的形状相适应,保证装配的稳定性。
本压力传感器的加工工艺过程如下:
S1、将压力传感器芯片的外壳内部的安装腔的底部将框架打胶粘贴陶瓷基板,高温固化后,将MEMS芯片和ASIC芯片打胶分别粘贴在陶瓷基板的相应位置处,高温固化后,焊接MEMS芯片与ASIC芯片之间的导线、MEMS芯片与探针之间的导线,向安装腔内部浇灌芯片防护胶,高温固化后,将壳盖与外壳的嵌入槽打胶粘贴完成后高温固化;
S2、将压力传感器的正反面上分别使用粘结胶与壳体的上、下壳体粘结起来,高温固化。
以上,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种新型压力传感器封装结构,其包括壳体和压力传感器芯片,其特征在于:所述壳体包括上壳体、下壳体,所述上壳体的一侧设有两个并列的气嘴,上、下壳体相对应位置处分别设有容置腔,所述上壳体的内部位于容置腔的上端、所述下壳体的内部位于容置腔的下端分别设有上气室、下气室,两个所述气嘴的内部分别设有气路通道与所述上气室连通,所述压力传感器芯片正置或倒置安装于所述上、下壳体内部的容置腔内部,且其探针从所述容置腔中伸出,所述压力传感器芯片的工艺孔或气孔与所述上气室连通;
所述气路通道沿伸入所述上壳体的方向上呈由宽到窄的喇叭形;
所述压力传感器芯片包括外壳、MEMS芯片和探针,所述外壳内部设有安装腔,所述安装腔的一侧设有凸起的台阶面,所述安装腔的底部设有贯穿所述外壳的工艺孔,所述MEMS芯片安装于所述安装腔底部并与所述工艺孔上方相对应,所述探针的一端插装于所述外壳内部并与所述安装腔的台阶面齐平,所述探针与所述MEMS芯片通过导线电性连接,所述安装腔内部灌注芯片防护胶将所述MEMS芯片及导线覆盖,所述外壳上对应所述安装腔的口部处还设有嵌入槽,所述嵌入槽上设有相匹配的壳盖,所述壳盖上设有与所述安装腔连通的气孔。
2.根据权利要求1所述的一种新型压力传感器封装结构,其特征在于:所述安装腔的底部与所述MEMS芯片之间设有陶瓷基板,所述MEMS芯片安装于所述陶瓷基板上,所述陶瓷基板上设有与所述工艺孔相对应的通孔,所述陶瓷基板上还设有ASIC芯片,所述ASIC芯片与所述MEMS芯片通过导线电性连接。
3.根据权利要求2所述的一种新型压力传感器封装结构,其特征在于:所述外壳的底部还设有与插装于其内部的所述探针端部相对应的灌胶工艺孔。
4.根据权利要求3所述的一种新型压力传感器封装结构,其特征在于:所述外壳的外部轮廓呈圆形,并与所述壳体的容置腔的形状相适应。
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