CN1249416C - 半导体压力传感器 - Google Patents

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Abstract

在ECU(30)中，传感器工C(33)和各种发动机控制装置(40)安装在盒体(31)中的线路板(32)上，传感器工C具有一个由模制树脂(33b)覆盖的压力传感器元件(33a)，该模制树脂具有一个从压力传感器元件向外延伸的压力传导孔(33c)，以便向其外表面(33d)开口。一个圆柱形弹性件(34)在盒体内壁和模制树脂外表面之间放置并可弹性变形，以便允许形成于盒体中的压力传导入口(33c)与压力传导孔(33c)连通，而不与安装发动机控制装置(40)的位置连通。ECU的盒体固定到一缓冲罐(26)上，以便形成在缓冲罐上的压力传导出口(26a)与压力传导入口直接连通。

Description

半导体压力传感器
技术领域
本发明涉及一种压力传感器，其具有一个安装在一线路板上的压力传感器IC，特别地，涉及一种可应用于内燃机进气系统的压力检测装置。
背景技术
通常，内燃机进气系统组件的进气压力由作为进气系统压力检测装置的压力传感器检测。检测进气压力的常规结构在图5中示出。一进气系统组件1由空气入口2、空气滤清器3、进气管道4、节气阀体5、缓冲罐(surgetank)6、进气歧管7等组成，其互相结合并一起形成一整体。一个空气进入通道形成于该进气系统组件1上。
进气系统组件1安装在一发动机8上。进入空气通过空气入口2、空气滤清器3、进气管道4、节气阀体5、缓冲罐6以及进气歧管7供应给发动机8。
ECU(Electronic Control Unit：电子控制单元)9安装在一个适当的位置，其结合有各种部件和组件，以用于发动机控制(发动机控制装置)，并包括一个用于检测缓冲罐6中进气压力的传感器IC 13。橡胶管10的一端与ECU 9连接，以用于传导压力，橡胶管10的另一端与一个与缓冲罐6内部连通的连接端口6a相连。如图6所示，传感器IC 13安装在容纳于ECU 9的盒体11内的线路板12上。传感器IC 13具有一个通过模制形成的树脂13a覆盖的压力传感器元件(未示出)和一个从树脂13a的外表面向外凸出的压力传导管13b。
盒体11设有一个软管插入孔11a，在此安置有压力传导管13b的一轴向端。橡胶管10的端部插入该软管插入孔11a中并与压力传导管13b相连。
然而，这种橡胶管10通过其内部压力被检测的缓冲罐6与ECU 9连接的常规结构具有一个缺点，即制造ECU 9的生产率很低，且ECU 9以较高的生产成本生产。在传感器IC 13具有从其外表面向外突出的压力传导管13b的情况下，其必须将传感器IC 13人工或用特殊用途的安装设备安装在线路板12，因为使用一个普通使用的真空型安装设备非常难于吸引或粘附该传感器IC，所以不能使用上述设备。
此外，橡胶管10有可能由于可能导致橡胶管10和盒体11之间接触的振动而磨损或破裂，或传递给传感器IC 13的振动可能导致接线端13c和焊料12a之间接触失败。而且，具有常规结构的压力传感器作为进气系统压力检测装置不简单和紧凑，因为其要求安装起来很费时和烦琐的橡胶管10。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种压力传感器，其可以较高的生产率和较低的成本生产。
本发明的另一个目的是提供一种应用于进气系统压力检测装置上的不需使用橡胶管的压力传感器。
为达到上述目的，本发明的压力传感器具有一传感器IC、一线路板、一盒体和一插入件。该传感器IC具有一个用模制树脂覆盖的压力传感器元件。该模制树脂设有一个从压力传感器元件向外延伸以便向其表面开口的压力传导孔。传感器IC安装在该线路板上。传感器IC和线路板容纳在盒体中。该盒体设有一个穿过其壁的压力传导入口。该插入件设有一个连通孔。该插入件设置在盒体的内壁和模制树脂的外表面之间，以便允许压力传导入口通过连通孔与压力传导孔连通而没有空气泄漏。
因为传感器IC没有从模制树脂外表面向外突出的压力传导管，所以传感器IC能够利用通常使用的通用安装设备安装在线路板上。因此，该压力传感器可以以较高的生产率和较低的成本生产。
插入件可以是密封树脂，盒体内部除了连通孔之外充满密封树脂，以便包围传感器IC和线路板。因此，可以达到压力传感器的气密和防水结构。
此外，该插入件可以是一弹性件，例如O形环，其内部设有一个构成连通孔的通孔，且其可弹性变形，这样弹性件的两端气密地分别与盒体的内壁和模制树脂的外表面接触。该弹性件具有较简单的结构，其允许压力传导入口和压力传导孔之间连通而没有空气泄漏。
压力传感器可以应用作为进气系统的压力检测装置并安装在进气系统组件上，该组件在其内部设置有一个进气通道，通过该进气通道，进入的空气被供应给发动机，并在其外壁上设有一个压力传导出口，进入空气通道中的进气压力输出至该压力传导出口。在此情况下，在压力传导出口与压力传导入口相对并直接连通而没有空气泄漏的情况下，压力传感器例如通过螺钉连接固定到进气系统组件的外壁上。
因为在压力传导出口与压力传导入口相对并直接连通的情况下，压力传感器固定到进气系统组件上，所以没有必要使用常规的橡胶管将进气压力传导给压力传感器，这将导致获得安装在进气系统组件上的较简单和比较紧凑的压力传感器安装结构。
优选的是，压力传感器结合在用于控制发动机的ECU中而成为一个整体。在此情况下，发动机控制装置连同控制发动机所必需的传感器IC在这样的位置上安装在盒体中的线路板上，其中与压力传导入口的连通被插入件堵塞。
附图说明
通过研究下面构成本申请的一部分的详细说明、所附权利要求以及附图，将能更清楚地理解本发明的其他特征和优点以及操作方法和相关部分的功能。在附图中：
图1是进气系统组件的平面图，其中应用了根据本发明第一实施例的压力传感器；
图2是沿图1中II-II线的剖面示意图；
图3是结合在根据本发明第一实施例的压力传感器中的传感器IC的顶视图；
图4是根据本发明第二实施例的压力传感器的剖面示意图；
图5是进气系统组件的平面图，其中应用了现有技术的压力传感器；以及
图6是现有技术的压力传感器的一部分的剖面图。
具体实施方式
参考图1-3描述本发明的第一实施例。
进气系统组件21由空气入口22、空气滤清器23、进气管道24、节气阀体25、缓冲罐26、进气歧管27等组成，其互相结合并一起构成一整体。一空气进入通道形成于该进气系统组件21上。
进气系统组件21安装在发动机28上。进入的空气通过空气入口22、空气滤清器23、进气管道24、节气阀体25、缓冲罐26和进气歧管27供应给发动机28。
提供一个压力传感器29，即进气系统压力检测装置，以检测缓冲罐26中的进气压力。压力传感器29构造为ECU(Electronic Control Unit：电子控制单元)30的一部分，其中结合有传感器IC 33和用于控制发动机的各种装置40(发动机控制装置)。ECU 30通过一个O形环35以这样的方式固定到缓冲罐26的外表面上，即缓冲罐26的压力传导出口26b与形成于ECU 30中的压力传导入口31a连通而没有空气泄漏。如图2所示，线路板32容纳在ECU 30的盒体31中。传感器IC33和发动机控制装置40安装在该线路板32上。传感器IC 33具有一个由模制树脂33b覆盖的压力传感器元件33a。模制树脂33b设有一个从压力传感器元件33a向外延伸的压力传导孔33c，以便向其表面33d开口。压力传导孔33c不从模制树脂33b的表面33d向外凸出。表面33d是一个平面。当传感器IC 33安装在线路板32上时，表面33d可由通用的安装装置容易地吸住。在传感器IC 33安装在线路板32上之后，传感器IC 33的接线端33e通过自动焊接方式连接到线路板32上。
盒体31设置在与带有压力传导入口31a的压力传导孔33c相对的位置上。具有一个连通孔(通孔)34a的圆柱形弹性件34布置在盒体31的内壁和模制树脂33b的外表面33d上，这样压力传导入口31a通过连通孔34a与压力传导孔33c连通而没有空气泄漏。
弹性件34可弹性变形，以便弹性件34的两端分别与盒体31的内壁和模制树脂33b的外表面33d气密地接触。为了保证气密性，弹性件34的两端可胶粘到盒体31的内壁和模制树脂33b的外表面33d上。圆柱形弹性件34构成了一个插入件。
缓冲罐26，一个其内部压力被检测的装置，在其外壁26a上设有压力传导出口26b，且在其外壁26a的外表面上带有一个大直径的凹槽26c，压力传导出口26b的一端向其开口。O形环35布置在大直径凹槽26c中。
ECU 30的盒体26通过紧固措施如胶粘或螺钉连接经由O形环35以这样的方式固定到缓冲罐26的外壁26a上，以使盒体31的压力传导入口31a与缓冲罐26的压力传导出口26b相对。O形环35用来防止ECU 30的盒体26和缓冲罐26外壁26a之间的空气泄漏。
根据上述第一实施例，传感器IC 33具有由模制树脂33b覆盖的压力传感器元件33a，压力传导孔33c形成在模制树脂33b内。传感器IC 33没有凸起(如从模制树脂33b的表面33d向外突出的常规压力传导管)。因此，传感器IC 33通常能够通过通用安装装置安装在线路板32上，该通用安装装置用于将发动机控制装置40安装在线路板32上。而且，因为其内容纳有线路板32和传感器IC 33的盒体31可通过胶粘或螺钉连接直接固定到缓冲罐26上，所以可以无需使用用于压力传导的常规橡胶管而检测缓冲罐26中的进气压力。因此，作为进气系统压力检测装置的压力传感器29的结构比较简单和紧凑。
此外，根据第一实施例，构造比较简单的圆柱形弹性件34可允许压力传导孔33c和压力传导入口之间连通而没有空气泄漏。
下面参照图4描述本发明的第二实施例。
根据第二实施例，ECU 30的盒体31内部充满树脂36，以作为一个插入件。树脂36用于确保压力传感器29的气密和防水结构。为了形成连通孔36a，一圆柱形管位于盒体31的内壁和模制树脂33b的外表面33d之间。然而，因为树脂36与盒体31的内壁以及模制树脂33b的外表面33d气密地接触，圆柱形管与第一实施例的弹性件34一样弹性变形，从而不需要保证压力传导入口31a和压力传导孔33c之间连通而没有空气泄漏。此外，如果连通孔36a由树脂36直接形成，例如，如果在盒体30内部填充树脂36之后，连通孔36a通过除去或拉出从压力传导入口31a向模制树脂33b延伸的插入模具而形成，则圆柱形管不是始终必需的。

Claims (5)

1、一种压力传感器，它包括：
传感器IC(33)，其具有一个由模制树脂(33b)覆盖的压力传感器元件(33a)，该模制树脂设有一个从压力传感器元件向外延伸的压力传导孔(33c)，以便向其一外表面(33d)开口；
线路板(32)，其上安装有所述传感器IC；
盒体(31)，其中容纳有所述传感器IC和所述线路板，该盒体设有一个穿过其壁的压力传导入口(31a)；以及
插入件(34、36)，其具有一个连通孔(34a、36a)，该插入件布置在所述盒体内壁和所述模制树脂外表面之间，以便允许压力传导入口与压力传导孔连通而没有空气泄漏。
2、根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，所述插入件(34、36)为一密封树脂(36)，除连通孔(36a)之外，盒体(31)内部充满该密封树脂，以便包围所述传感器IC(33)和线路板(32)。
3、根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，所述插入件(34、36)为一弹性件(34)，其内部设有一个构成连通孔的通孔(34a)，且其可弹性变形，以便与所述盒体内壁和所述模制树脂的外表面气密地接触。
4、根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，所述压力传感器安装在一进气系统组件(21)上，该进气系统组件(21)的内部设有一空气进入通道，通过该通道进入的空气被供应给一发动机(28)，且在该进气系统组件(21)的外壁上设有一压力传导出口(26b)，该出口与空气进入通道中的进气压力连通，此外在所述压力传导出口与压力传导入口(31a)相对并连通而没有空气泄漏的状态下，所述压力传感器固定到进气系统组件的外壁上。
5、根据权利要求4所述的压力传感器，其特征在于，所述压力传感器结合在ECU(30)中，以作为一个整体控制发动机，该ECU包括：
控制所述发动机所必需的发动机控制装置(40)，其在与压力传导入口(31a)的连通被插入件(34、36)堵塞的位置上安装在盒体(31)中的线路板(32)上。
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