CN117213701A - 一种压差传感器 - Google Patents
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Abstract
一种压差传感器,包括:限定一安装腔的外壳,包括壳体和上盖;压力感测组件,包括水平设置的第一电路板、固定于第一电路板下侧表面的第二电路板、朝上固定于第一电路板和第二电路板上的第一围框,以及两个压力芯片;第一围框与第一电路板、第二电路板合围形成第一腔和两个第二腔;压力芯片通过位于第二腔内的第一电连接件与第二电路板电连接,第二电路板通过位于第一腔内的第一电连接件与第一电路板电连接;安装腔的下部分包括相互隔离并分别与两个第二腔对应连通的第一压力腔和第二压力腔;第一电路板上的与第一电连接件连接之部分,及第二电路板上的与第一电连接件连接之部分,均暴露于第一腔内;第一腔和第二腔内填充有第一保护凝胶。
Description
技术领域
本申请涉及压力传感器技术领域,具体涉及一种压差传感器。
背景技术
压力传感器是用于测量环境或介质的压强的传感器,目前MEMS(微机电系统)由于成本低、体积小而得到了广泛应用,其通过半导体硅的压阻效应来测量压力。其中,硅芯体的中部设置为设膜片状,两侧对硅膜片施加的压力使硅膜片上的掺杂电阻的阻值发生变化,数个电阻连接组成的测量电路输出的电流或电压信号则可通过调理电路进一步处理后对外输出测量结果。当硅芯片内在膜片一侧设置有真空腔时所测压力即为另一侧所施加的压力相对于真空的压力,即绝对压力;当膜片一侧引入大气压力时,所测压力即为相对于大气的压力,即表压;当膜片两侧分别引入其他压力时,所测压力为两侧压力之差,即差压。其中,压力芯体可设置于陶瓷基体或具有特别热膨胀系数的金属基体上,以避免温度膨胀系数不匹配导致的精度降低,甚至应力破坏,而调理电路则设置于与基体固定的印刷电路板上。
在高温、振动等恶劣的工作条件下,压力传感器的压力芯体在温度变化时更容易受到温度应力的破坏而失效。例如,为满足国六排放标准,柴油发动机通常需要设置EGR(废气再循环)回路,此时尾气高温较通常的尾气温度130℃要高出30℃~40℃;此时,印刷电路板的寿命会显著降低。
申请人的一种设想是,将压力芯体安装于陶瓷基板或特别热膨胀系数的金属基板上以降低温度应力的破坏风险,但由于成本和技术的考虑,陶瓷基体或金属基体最好与印刷电路板通过胶水粘接,并在胶水固化后将压力芯体通过金丝邦定于印刷电路板上的焊盘上。但由于粘接使其两者之间固定不够牢靠,有在生产组装或使用时发生位移、误触导致的金丝断裂、脱焊的风险;另一方面,在高温也会导致传感器密封性的下降,导致待测介质(例如高温尾气)更易侵入电子元件所在腔体,进而降低传感器的使用寿命。
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,本申请提供了一种压差传感器,以在对电路进行良好保护的的前提下同时改善其可制造性。
为实现上述目的,本申请提供如下技术方案:一种压差传感器,其能够在提升压力芯片与基板的匹配性的同时,通过可制造性较强的粘接方式机械连接第一电路板与第二电路板,并同时通过第二电连接件使第一电路板与第二电路板之间的电连接并对其进行保护,其包括:
限定一安装腔的外壳,包括壳体和朝下扣合于壳体上的上盖;
设置于安装腔内并将安装腔上下隔断为上、下两部分的压力感测组件,包括水平设置的第一电路板、固定于第一电路板下侧表面的第二电路板、朝上固定于第一电路板和第二电路板上的第一围框,以及两个压力芯片;其中,第一围框与第一电路板、第二电路板合围形成一个第一腔和两个第二腔,两个压力芯片一一对应地设置于两个第二腔内;压力芯片通过位于第二腔内的第一电连接件与第二电路板电连接,第二电路板通过位于第一腔内的第一电连接件与第一电路板电连接;安装腔的下部分包括相互隔离并分别与两个第二腔对应连通的第一压力腔和第二压力腔;第一电路板上的与第一电连接件连接之部分,及第二电路板上的与第一电连接件连接之部分,均暴露于第一腔内;第一腔和第二腔内填充有第一保护凝胶;
用于向第一压力腔内引入第一压力的第一压力管及用于向第二压力腔内引入第二压力的第二压力管。
优选地,第一电路板上的与第一电连接件连接之部分向外越过第二电路板的外缘而暴露于第一腔内。
优选地,第一电路板上的与第一电连接件连接之部分通过第二电路板上开设的让位缺口暴露于第一腔内。
优选地,第一电路板上的与第一电连接件连接之部分通过第二电路板上开设的让位窗暴露于第一腔内。
为了节省空间,可使第一腔位于两个第二腔之间。
为了方便压力感测组件与壳体的连接,可使壳体的左右一端固定连接有电连接器,电连接器上固定设置有多个第一插针,第一插针的第一端朝内伸入安装腔的上部分内,第一端形成有鱼眼结构,鱼眼结构朝上紧配合于第一电路板的左右对应一端设置的金属化连接孔内。
为了方便压力感测组件与壳体的连接,还可以使壳体的左右一端固定连接有电连接器,电连接器上固定设置有多个第一插针,第一插针的第一端朝内伸入安装腔的上部分内,壳体上固定有多个第二插针;第一端和第二插针的上端上均形成有鱼眼结构,鱼眼结构朝上紧配合于第一电路板上设置的金属化连接孔内。
为了避免大避免各腔之间的干扰,第一围框还包括将第一围框与第一电路板及第二电路板之间围成的空间分割成一个第一腔和两个第二腔的两个隔板。
为了使压力感测组件的第一框体与壳体之间的良好密封,第一围框还包括固定于壁下端的板,板上开设有一一对应于第一腔和两个第二腔的三个窗口,两个第二腔通过对应的窗口连通至对应的压力腔;板朝下固定支撑于壳体上形成的一支撑面上;支撑面上开设有与上述两个窗口一一对应正对的两个过孔,两个过孔朝下一一对应地连通至第一压力腔和第二压力腔;过孔的周缘朝内凹陷形成一圈第二密封槽,每个所述窗口的周缘朝下对应形成对应插伸于第二密封槽内的一圈密封凸缘,第二密封槽内设有第一密封粘接胶。
附图说明
图1为本发明第一优选实施例的压差传感器的爆炸结构示意图;
图2为本发明第一优选实施例的压差传感器的剖视图;
图3为本发明第一优选实施例的压力感测组件的剖视图;
图4为本发明第一优选实施例的压力感测组件的立体图;
图5为本发明第一优选实施例的上盖的立体图;
图6为本发明第二优选实施例的压差传感器的爆炸结构示意图;
图7为本发明第二优选实施例的压差传感器的立体剖视图(略去上盖);
图8为本发明第二优选实施例的压力感测组件的立体剖视图;
图9为本发明第二优选实施例的压力感测组件的立体图;
图10为本发明第三优选实施例的压差传感器的爆炸结构示意图;
图11为本发明第三优选实施例的上盖的立体图;
图12为本发明第三优选实施例的压差传感器的立体剖视图(略去上盖);
图13为本发明第三优选实施例的压力感测组件的立体图;
图14为本发明第三优选实施例的压力感测组件的俯视图;
图15为本发明另第三变化实施例的压力感测组件的立体图;
图16为本发明另第三变化实施例的压力感测组件的俯视图;
图17为本发明第四优选实施例的压差传感器的爆炸图;
图18为本发明第四优选实施例的压差传感器的剖视图(略去上盖);
图19为本发明第四优选实施例的压差传感器的立体剖视图(略去上盖);
图20为本发明第四优选实施例的压力感测组件的立体图;
图21为本发明第四优选实施例的压力感测组件的俯视图;
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5所示。在本发明的第一优选实施例中,压差传感器100包括由壳体110和朝下扣合于壳体110上的上盖130组成的外壳。壳体110和上盖130共同限定了一安装腔(未标记)。
压力感测组件120设置于安装腔内并将安装腔上下隔断为上、下两部分。压力感测组件120具体包括水平设置的第一电路板121、粘接于第一电路板121下侧表面的第二电路板122、朝上粘接于第一电路板121和第二电路板122下侧表面的第一围框123,以及两个压力芯片124。其中,压力芯片124可以为绝压芯片,绝压芯片的膜片的一侧为真空腔,另一侧为用于接收待测压力的感测面;或者压力芯片124为表压芯片,其一侧为接收相等压力(例如大气压)的第一感测面,另一侧为接收待测压力的第二感测面。
其中,第一电路板121和第二电路板122均可设置为长度方向沿左右设置的矩形,此时可使两个压力芯片124沿左右方向间隔设置,第一电路板121的长度方向两端边缘相对于第二电路板122的长度方向之两端边缘朝外伸出。
第一围框123的左右一侧与第二电路板122合围形成两个左右间隔的第二腔1272,两个压力芯片一一对应地设置于两个第二腔1272内;第一围框123的左右另一侧与第一电路板121和第二电路板122一起在第一电路板121和第二电路板122的连接处合围形成一个第一腔1271,其中的一个第二腔1272位于另一个第二腔1272与第一腔1271之间。
压力芯片124通过位于第二腔1272内的第一电连接件1251与第二电路板122电连接,第二电路板122通过位于第一腔1271内的第二电连接件1252与第一电路板121电连接;第一腔1271和第二腔1272内填充有第一保护凝胶(未示出);安装腔的下部分包括相隔离的第一压力腔1051和第二压力腔1061。
本发明的压差传感器100还包括用于向第一压力腔1051内引入第一压力的第一压力管105及用于向第二压力腔1061内引入第二压力的第二压力管106,第一压力管105与第二压力管106可与壳体110一体连接。
具体地,第一围框123可包括一圈上下延伸的壁1231,壁1231的上端之左右一侧粘接于第二电路板122上,壁1231的上端之左右另一侧粘接于第一电路板121的左右对应一端边缘相对于第二电路板122朝外伸出的部分上。第一围框123还包括两个隔板1234,以将第一围框123与第一电路板121及第二电路板122之间围成的空间分割成一个第一腔1271和两个第二腔1272。其中,第一围框123还可包括固定于壁1231下端的板1232,板1232上开设有三个窗口128。第一腔1271过其中的一个窗口128连通至第一压力腔1051和内腔1052,第二腔1272通过其中的另一个窗口128连通至第二压力腔1061和内腔1062。第一电路板121的左右对应一端边缘相对于第二电路板122朝外伸出的部分朝上延伸相相对于第二电路板122形成侧定位部1233,侧定位部1233的上端粘接于第一电路板121的下表面。
其中,板1232通过粘接胶朝下固定支撑于一大致水平的支撑板109上,支撑板109与壳体110固定连接。支撑板109上开设有与上述两个窗口128一一对应正对的两个过孔1091。
在其他的一些实施例中,优选地,上盖130可包括盖板131及由盖板131的水平边缘朝下凸伸形成的凸缘132,壳体110的上端边缘可对应形成一圈第一密封槽107,第一密封槽107的内外两侧对应形成一圈内围壁1072和一圈外围壁1073。凸缘132对应插设于第一密封槽107内,第一密封槽107内的其他部分填充有密封粘接胶。其中,凸缘132的外壁上可朝外凸伸形成多个凸起133,以与外围壁1073的内壁形成紧配合。
其中,壳体110的相对两端可固定连接有电连接器104和安装部102,安装部102上设置安装孔,安装孔内设有衬套103。电连接器104上固定设置有多个插针108,插针108的第一端1081朝内伸入安装腔的上部分内,并与第一电路板121的上表面设置的第一电连接部1211之间通过第三电连接件1083电连接,插针108的第二端1082位于电连接器104内。除压力芯片124外的其他的电子元件129可设置于第一电路板121的上表面,其外围可围设一第二围框1291,第二围框1291内可填充有第二保护凝胶(未示出)。
在其他的一些实施例中,优选地,盖板131的下表面设置有加强筋135,内围壁1072上设置有为加强筋135让位的让位槽口1071。其中,上盖130在一角上还可设置有防呆定位部136,以便于安装时用于防错。盖板131上可开设有钢珠孔,钢珠孔由钢珠134密封。
其中,第二电路板122可以为陶瓷电路板,从而使其更接近压力芯片124的热膨胀系数。第一围框123和第二围框1291可以由塑胶材料制成。第一保护凝胶和第二保护凝胶可以为氟硅凝胶,其可以相同,也可以不同。
请参阅图6至图9。本发明的第二优选实施例中,压差传感器200包括由壳体210和朝下扣合于壳体210上的上盖230组成的外壳。壳体210和上盖230共同限定了一安装腔(未标记)。
压力感测组件220设置于安装腔内并将安装腔上下隔断为上、下两部分。安装腔的下部分包括相隔离的第一压力腔2051和第二压力腔2061。压力感测组件220具体包括水平设置的第一电路板221、粘接于第一电路板221下侧表面的第二电路板222、朝上粘接于第二电路板222下表面的第一围框223,以及两个压力芯片224。其中,压力芯片224可以为绝压芯片,绝压芯片的膜片的一侧为真空腔,另一侧为用于接收待测压力的感测面;或者压力芯片224为表压芯片,其一侧为接收相等压力(例如大气压)的第一感测面,另一侧为接收待测压力的第二感测面。
其中,第一电路板221和第二电路板222均可设置为长度方向沿左右设置的矩形,此时可使两个压力芯片224沿左右方向间隔设置。相应地,第一围框223的左右一侧与第二电路板222合围形成两个左右间隔的第二腔2272,两个压力芯片一一对应地设置于两个第二腔2272内内。第二电路板222上开设有用于使第一电路板221的下表面的多个第二电连接部2213暴露于第一腔2271内的让位窗2220。第一围框223的中部与第一电路板221和第二电路板222一起合围形成一个第一腔2271,第一腔2271位于两个第二腔2272之间。其中,第二电路板222的左右中部之两侧各朝内凹陷形成一个定位凹部(未标记),相应地,第一电路板221的左右中部之两侧各朝下凸伸形成一个侧定位部2233,侧定位部2233朝下插设入对应一侧的定位凹部中。在其他的一些实施例中,第一电路板221的前后两侧可各设有至少一个定位凹口2212,对应地,壳体210上对应固定有朝上插入定位凹口2212内的定位柱212。
压力芯片224通过位于第二腔2272内的第一电连接件2251(例如金丝)与第二电路板222上的数个焊盘电连接,第二电路板222通过位于第一腔2271内的第二电连接件2252(例如金丝)与第一电路板221上的第二电连接部2213(例如数个焊盘)电连接;第一腔2271和第二腔2272内填充有第一保护凝胶(未示出)。
本发明的压差传感器200还包括用于向第一压力腔2051内引入第一压力的第一压力管205及用于向第二压力腔2061内引入第二压力的第二压力管206,第一压力管205与第二压力管206与壳体210一体连接。
具体地,第一围框223可包括一圈上下延伸的壁2231,壁2231的上端之左右一侧粘接于第二电路板222上,壁2231的上端之左右另一侧粘接于第一电路板221的左右对应一端边缘相对于第二电路板222朝外伸出的部分上。第一围框223还包括两个隔板2234,以将第一围框223与第一电路板221及第二电路板222之间围成的空间分割成一个第一腔2271和两个第二腔2272。其中,第一围框223还可包括固定于壁2231下端的板2232,板2232上开设有三个窗口228。第一腔2271通过其中的一个窗口228连通至第一压力腔2051和第一压力管205的内腔2052,第二腔2272通过其中的另一个窗口228连通至第二压力腔2061和第二压力管206的内腔2062。
其中,板2232可朝下粘接支撑于壳体210上形成的一大致水平的支撑面209上。支撑面209上开设有与上述两个窗口228一一对应正对的两个过孔2091。过孔2091的周缘朝内凹陷形成一圈第二密封槽213,每个所述窗口228的周缘朝下对应形成对应插伸于第二密封槽213内的一圈密封凸缘2235,第二密封槽213内设有第一密封粘接胶。
在其他的一些实施例中,优选地,上盖230可包括盖板231及由盖板231的水平边缘朝下凸伸形成的凸缘232,壳体210的上端边缘可对应形成一圈第一密封槽207,第一密封槽207的内外两侧对应形成一圈内围壁2072和一圈外围壁2073。凸缘232对应插设于第一密封槽207内,第一密封槽207内的其他部分填充有第二密封粘接胶。其中,凸缘232的外壁上可朝外凸伸形成多个凸起233,以与外围壁2073的内壁形成紧配合。
其中,壳体210的左右相对两端可固定连接有电连接器204和安装部202,安装部202上设置安装孔,安装孔内设有衬套203。电连接器204上固定设置有多个插针208,插针208的第一端2081朝内伸入安装腔的上部分内,第一端2081形成有鱼眼结构2084,鱼眼结构2084朝上紧配合于第一电路板221的左右对应一端上对应设置的金属化连接孔2211内,插针208的第二端2082位于电连接器204内。除压力芯片224外的其他的电子元件229可设置于第一电路板221的上表面,其外围可围设一第二围框2291,第二围框2291内可填充有第二保护凝胶(未示出)。
在其他的一些实施例中,优选地,盖板231的下表面设置有加强筋(未示出),内围壁2072上设置有为加强筋让位的让位槽口2071。让位槽口2071的内壁上可朝内凸伸形成多个间隔的抵接定位部211,抵接定位部211可朝内抵接于第一电路板221的四周边缘上。其中,上盖230在一角上还可设置有防呆定位部236,以便于安装时用于防错。盖板231上可开设有钢珠孔,钢珠孔由钢珠234密封。
其中,第二电路板222可以为陶瓷电路板,从而使其更接近压力芯片224的热膨胀系数。第一围框223和第二围框2291可以由塑胶材料制成。第一保护凝胶和第二保护凝胶可以为氟硅凝胶,其可以相同,也可以不同。
请参阅图10至图14。本发明的第三优选实施例中,压差传感器300包括由壳体310和朝下扣合于壳体310上的上盖330组成的外壳。壳体310和上盖330共同限定了一安装腔(未标记)。
压力感测组件320设置于安装腔内并将安装腔上下隔断为上、下两部分。安装腔的下部分包括相隔离的第一压力腔3051和第二压力腔3061。压力感测组件320具体包括水平设置的第一电路板321、粘接于第一电路板321下侧表面的第二电路板322、朝上粘接于第二电路板322下表面的第一围框323,以及两个压力芯片324。其中,压力芯片324可以为绝压芯片,绝压芯片的膜片的一侧为真空腔,另一侧为用于接收待测压力的感测面;或者压力芯片324为表压芯片,其一侧为接收相等压力例如大气压的第一感测面,另一侧为接收待测压力的第二感测面。
其中,第一电路板321和第二电路板322均可设置为长度方向沿左右设置的矩形,此时可使两个压力芯片324沿左右方向间隔设置。相应地,第一围框323的左右一侧与第二电路板322合围形成两个左右间隔的第二腔3272,两个压力芯片324一一对应地设置于两个第二腔3272内。
第一围框323的中部与第一电路板321和第二电路板322一起合围形成一个第一腔3271,第一腔3271位于两个第二腔3272之间。第一围框323的中部侧壁朝前后一侧外扩并越过第二电路板322的边缘形成扩展部3233,扩展部3233将第一电路板321下表面上的多个第二电连接部3213围在第一腔3271内;相应地,壳体310对应朝前后一侧凹陷形成可容纳扩展部3233的让位部314。在其他的一些实施例中,第二电路板322的被扩展部3233越过的边缘,可以是内凹形的边缘,这样可以使扩展部3233的外缘与第一围框323的前后同一侧边缘平齐,以减小第一围框323的前后宽度。其中,第一电路板321上可开设有多个工装定位孔3236,这些工装定位孔3236围绕在第一围框323的边缘外,以便于通过工装定位使第一围框323相对于第一电路板321进行准确定位。在其他的一些实施例中,第一电路板321的前后两侧可各设有至少一个定位凹口3212,对应地,壳体310上对应固定有朝上插入定位凹口3212内的定位柱312。
压力芯片324通过位于第二腔3272内的第一电连接件3251例如金丝与第二电路板322上的数个焊盘电连接,第二电路板322通过位于第一腔3271内的第二电连接件3252例如金丝与第一电路板321上的第二电连接部3213(例如数个焊盘)电连接;第一腔3271和第二腔3272内填充有第一保护凝胶(未示出)。
本发明的压差传感器300还包括用于向第一压力腔3051内引入第一压力的第一压力管305及用于向第二压力腔3061内引入第二压力的第二压力管306,第一压力管305与第二压力管306可与壳体310一体连接。
具体地,第一围框323可包括一圈上下延伸的壁3231,壁3231的上端之左右一侧粘接于第二电路板322上,壁3231的上端之左右另一侧粘接于第一电路板321的左右对应一端边缘相对于第二电路板322朝外伸出的部分上。第一围框323还包括两个隔板3234,以将第一围框323与第一电路板321及第二电路板322之间围成的空间分割成一个第一腔3271和两个第二腔3272。其中,第一围框323还可包括固定于壁3231下端的板3232,板3232上开设有三个窗口328。第一腔3271通过其中的一个窗口328连通至第一压力腔3051和第一压力管305的内腔3052,第二腔3272通过其中的另一个窗口328连通至第二压力腔3061和第二压力管306的内腔3062。
其中,板3232可朝下粘接支撑于壳体310上形成的一大致水平的支撑面309上。支撑面309上开设有与上述两个窗口328一一对应正对的两个过孔3091。过孔3091的周缘朝内凹陷形成一圈第二密封槽313,每个所述窗口328的周缘朝下对应形成对应插伸于第二密封槽313内的一圈密封凸缘3235,第二密封槽313内设有第一密封粘接胶。
在其他的一些实施例中,优选地,上盖330可包括盖板331及由盖板331的水平边缘朝下凸伸形成的凸缘332,壳体310的上端边缘可对应形成一圈第一密封槽307,第一密封槽307的内外两侧对应形成一圈内围壁3072和一圈外围壁3073。凸缘332对应插设于第一密封槽307内,第一密封槽307内的其他部分填充有第二密封粘接胶。其中,凸缘332的外壁上可朝外凸伸形成多个凸起333,以与外围壁3073的内壁形成紧配合。
其中,壳体310的左右相对两端还固定连接有电连接器304和安装部302,安装部302上设置安装孔,安装孔内设有衬套303。电连接器304上固定设置有多个第一插针308。第一插针308的第一端3081朝内伸入安装腔的上部分内,第一端3081形成有鱼眼结构3084,鱼眼结构3084朝上紧配合于第一电路板321的左右对应一侧设置的金属化连接孔3211内,第一插针308的第二端3082位于电连接器304内。除压力芯片324外的其他的电子元件329可设置于第一电路板321的上表面,其外围可围设一第二围框3291,第二围框3291内可填充有第二保护凝胶(未示出)。
在其他的一些实施例中,优选地,盖板331的下表面设置有加强筋(未示出),内围壁3072上设置有为加强筋让位的让位槽口3071。让位槽口3071的内壁上可朝内凸伸形成多个间隔的抵接定位部311,抵接定位部311可朝内抵接于第一电路板321的四周边缘上。其中,上盖330在一角上还可设置有防呆定位部336,以便于安装时用于防错。盖板331上可开设有钢珠孔,钢珠孔由钢珠334密封。
其中,第二电路板322可以为陶瓷电路板,从而使其更接近压力芯片324的热膨胀系数。第一围框323和第二围框3291可以由塑胶材料制成。第一保护凝胶和第二保护凝胶可以为氟硅凝胶,其可以相同,也可以不同。
请参阅图13、图14。在本发明的另一变化的实施例中,可以取消定位凹口3212和定位柱312,而使壳体310上固定有多个第二插针(未标记)。第二插针的上端朝上伸入安装腔的上部分内,且其上设有鱼眼结构3085,鱼眼结构3085朝上紧配合于第一电路板321的左右另一侧上设置的另外数个金属化连接孔3211内。这样可以更方便、牢固地将压力感测组件320固定于壳体中。
如图15至图19所示。本发明的一优选实施例中,压差传感器400包括由壳体410和朝下扣合于壳体410上的上盖430组成的外壳。壳体410和上盖430共同限定了一安装腔(未标记)。
压力感测组件420设置于安装腔内并将安装腔上下隔断为上、下两部分。安装腔的下部分包括相隔离的第一压力腔4051和第二压力腔4061。压力感测组件420具体包括水平设置的第一电路板421、粘接于第一电路板421下侧表面的第二电路板422、朝上粘接于第二电路板422下表面的第一围框423,以及两个压力芯片424。其中,压力芯片424可以为绝压芯片,绝压芯片的膜片的一侧为真空腔,另一侧为用于接收待测压力的感测面;或者压力芯片424为表压芯片,其一侧为接收相等压力(例如大气压)的第一感测面,另一侧为接收待测压力的第二感测面。
其中,第一电路板421和第二电路板422均可设置为长度方向沿左右设置的矩形,此时可使两个压力芯片424沿左右方向间隔设置。相应地,第一围框423的左右一侧与第二电路板422合围形成两个左右间隔的第二腔4272,两个压力芯片424一一对应地设置于两个第二腔4272内。
第一围框423的中部与第一电路板421和第二电路板422一起合围形成一个第一腔4271,其中的一个第二腔4272位于第一腔4271与另一个第二腔4272之间。第一围框423的对应于第一腔4271的前后侧壁朝前后两侧分别凸伸形成侧定位部4233,侧定位部4233的上端抵接于第一电路板421的下表面。在其他的一些实施例中,第二电路板422的被扩展部4233越过的边缘,可以是内凹形的边缘,这样可以使扩展部4233的外缘与第一围框423的前后同一侧边缘平齐,以减小第一围框423的前后宽度。其中,第一电路板421上可开设有多个工装定位孔4236,这些工装定位孔4236围绕在第一围框423的边缘外,以便于通过工装定位使第一围框423相对于第一电路板421进行准确定位。其中,壳体410上固定有多个第二插针(未标记)。第二插针的上端朝上伸入安装腔的上部分内,且其上设有鱼眼结构4085,鱼眼结构4085朝上紧配合于第一电路板421的左右另一侧上设置的另外数个金属化连接孔4211内,这样可以从左右两端各通过数个鱼眼结构将压力感测组件420固定于壳体410上。
压力芯片424通过位于第二腔4272内的第一电连接件4251(例如金丝)与第二电路板422上的数个焊盘电连接,第二电路板422通过位于第一腔4271内的第二电连接件4252(例如金丝)与第一电路板421上的第二电连接部4213(例如数个焊盘)电连接;第一腔4271和第二腔4272内填充有第一保护凝胶(未示出)。
本发明的压差传感器400还包括用于向第一压力腔4051内引入第一压力的第一压力管405及用于向第二压力腔4061内引入第二压力的第二压力管406,第一压力管405与第二压力管406可与壳体410一体连接。
具体地,第一围框423可包括一圈上下延伸的壁4231,壁4231的上端之左右一侧粘接于第二电路板422上,壁4231的上端之左右另一侧粘接于第一电路板421的左右对应一端边缘相对于第二电路板422朝外伸出的部分上。第一围框423还包括两个隔板4234,以将第一围框423与第一电路板421及第二电路板422之间围成的空间分割成一个第一腔4271和两个第二腔4272。其中,第一围框423还可包括固定于壁4231下端的板4232,板4232上开设有三个窗口428。第一腔4271通过其中的一个窗口428连通至第一压力腔4051和第一压力管405的内腔4052,第二腔4272通过其中的另一个窗口428连通至第二压力腔4061和第二压力管406的内腔4062。
其中,板4232可朝下粘接支撑于壳体410上形成的一大致水平的支撑面409上。支撑面409上开设有与上述两个窗口428一一对应正对的两个过孔4091。过孔4091的周缘朝内凹陷形成一圈第二密封槽413,每个所述窗口428的周缘朝下对应形成对应插伸于第二密封槽413内的一圈密封凸缘4235,第二密封槽413内设有第一密封粘接胶。
在其他的一些实施例中,优选地,上盖430可包括盖板431及由盖板431的水平边缘朝下凸伸形成的凸缘432,壳体410的上端边缘可对应形成一圈第一密封槽407,第一密封槽407的内外两侧对应形成一圈内围壁4072和一圈外围壁4073。凸缘432对应插设于第一密封槽407内,第一密封槽407内的其他部分填充有第二密封粘接胶。其中,凸缘432的外壁上可朝外凸伸形成多个凸起433,以与外围壁4073的内壁形成紧配合。
类似地,下盖440可包括盖板及由盖板的水平边缘朝上凸伸形成的凸缘,壳体410的下端边缘可对应形成一圈第一密封槽,第一密封槽的内外两侧对应形成一圈内围壁和一圈外围壁。凸缘对应插设于第一密封槽内,第一密封槽内的其他部分填充有第二密封粘接胶。其中,凸缘的外壁上可朝外凸伸形成多个凸起,以与外围壁的内壁形成紧配合。
其中,壳体410的左右相对两端还固定连接有电连接器404和安装部402,安装部402上设置安装孔,安装孔内设有衬套403。电连接器404上固定设置有多个第一插针408。第一插针408的第一端4081朝内伸入安装腔的上部分内,第一端4081形成有鱼眼结构4084,鱼眼结构4084朝上紧配合于第一电路板421的左右对应一侧设置的金属化连接孔4211内,第一插针408的第二端4082位于电连接器404内。除压力芯片424外的其他的电子元件429可设置于第一电路板421的上表面,其外围可围设一第二围框(未示出),第二围框内可填充有第二保护凝胶(未示出)。
在其他的一些实施例中,优选地,盖板431的下表面设置有加强筋,内围壁4072上设置有为加强筋让位的让位槽口4071。让位槽口4071的内壁上可朝内凸伸形成多个间隔的抵接定位部411,抵接定位部411可朝内抵接于第一电路板421的四周边缘上。其中,上盖430在一角上还可设置有防呆定位部436,以便于安装时用于防错。盖板431上可开设有钢珠孔,钢珠孔由钢珠434密封。
其中,第二电路板422可以为陶瓷电路板,从而使其更接近压力芯片424的热膨胀系数。第一围框423和第二围框可以由塑胶材料制成。第一保护凝胶和第二保护凝胶可以为氟硅凝胶,其可以相同,也可以不同。
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 (9)
1.一种压差传感器,其特征在于,包括:
限定一安装腔的外壳,包括壳体(110)和朝下扣合于壳体(110)上的上盖(130);
设置于安装腔内并将安装腔上下隔断为上、下两部分的压力感测组件(120),包括水平设置的第一电路板(121)、固定于第一电路板(121)下侧表面的第二电路板(122)、朝上固定于第一电路板(121)和第二电路板(122)上的第一围框(123),以及两个压力芯片(124);其中,第一围框(123)与第一电路板(121)、第二电路板(122)合围形成一个第一腔(1271)和两个第二腔(1272),两个压力芯片(124)一一对应地设置于两个第二腔内;压力芯片(124)通过位于第二腔(1272)内的第一电连接件(1251)与第二电路板(122)电连接,第二电路板(122)通过位于第一腔(1271)内的第一电连接件(1251)与第一电路板(121)电连接;安装腔的下部分包括相互隔离并分别与两个第二腔(1272)对应连通的第一压力腔(1051)和第二压力腔(1061);第一电路板(121)上的与第一电连接件(1251)连接之部分,及第二电路板(122)上的与第一电连接件(1251)连接之部分,均暴露于第一腔(1271)内;第一腔(1271)和第二腔(1272)内填充有第一保护凝胶;
用于向第一压力腔(1051)内引入第一压力的第一压力管(105)及用于向第二压力腔(1061)内引入第二压力的第二压力管(106)。
2.根据权利要求1所述的压差传感器,其特征在于,第一电路板(121)上的与第一电连接件(1251)连接之部分向外越过第二电路板(122)的外缘而暴露于第一腔(1271)内。
3.根据权利要求1所述的压差传感器,其特征在于,第一电路板(121)上的与第一电连接件(1251)连接之部分通过第二电路板(222)上开设的让位缺口暴露于第一腔(1271)内。
4.根据权利要求1所述的压差传感器,其特征在于,第一电路板(121)上的与第一电连接件(1251)连接之部分通过第二电路板(222)上开设的让位窗(2220)暴露于第一腔(1271)内。
5.根据权利要求3所述的压差传感器,其特征在于,第一腔(2271)位于两个第二腔(2272)之间。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的压差传感器,其特征在于,壳体(410)的左右一端固定连接有电连接器(404),电连接器(404)上固定设置有多个第一插针(408),第一插针(408)的第一端(4081)朝内伸入安装腔的上部分内,第一端(4081)形成有鱼眼结构(4084),鱼眼结构(4084)朝上紧配合于第一电路板(421)的左右对应一端设置的金属化连接孔(4211)内。
7.根据权利要求1至5中的任一项所述的压差传感器,其特征在于,壳体(410)的左右一端固定连接有电连接器(404),电连接器(404)上固定设置有多个第一插针(408),第一插针(408)的第一端(4081)朝内伸入安装腔的上部分内,壳体(410)上固定有多个第二插针;第一端(4081)和第二插针的上端上均形成有鱼眼结构,鱼眼结构朝上紧配合于第一电路板(421)上设置的金属化连接孔(4211)内。
8.根据权利要求1至5中的任一项所述的压差传感器,其特征在于,第一围框(123)还包括将第一围框(123)与第一电路板(121)及第二电路板(122)之间围成的空间分割成一个第一腔(1271)和两个第二腔(1272)的两个隔板(1234)。
9.根据权利要求2所述的压差传感器,其特征在于,第一围框(423)还包括固定于壁(4231)下端的板(4232),板(4232)上开设有一一对应于第一腔(4271)和两个第二腔(4272)的三个窗口(428),两个第二腔(4272)通过对应的窗口(428)连通至对应的压力腔;板(4232)朝下固定支撑于壳体(410)上形成的一支撑面(409)上;支撑面(409)上开设有与上述两个窗口(428)一一对应正对的两个过孔(4091),两个过孔(4091)朝下一一对应地连通至第一压力腔(4051)和第二压力腔(4061);过孔(4091)的周缘朝内凹陷形成一圈第二密封槽(413),每个所述窗口(428)的周缘朝下对应形成对应插伸于第二密封槽(413)内的一圈密封凸缘(4235),第二密封槽(413)内设有第一密封粘接胶。
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