CN1645079A - 容纳在壳体中的压力传感器 - Google Patents

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Abstract

一种压力传感器(100)，例如用于检测机动车内的进气歧管压力，包括：一个树脂壳体(10)；一个容纳在该壳体中的传感部件(20)，和一个埋入树脂壳体中的导电部件(30)。导电部件(30)围绕传感部件(20)而布置，且导电部件(20)通过导线接合可导电地连接到导电部件(30)上。导电部件(30)和壳体(10)之间的边界由封装部件(50)来密封，封装部件(50)在液态时涂覆到适当位置上，并在之后固化。为防止液态封装部件(50)流出所涂覆的位置而流向传感部件(20)，在传感部件(20)和涂覆封装部件(50)的位置之间形成有凸台(12)。靠近该凸台(12)额外地形成在其中保持封装部件(50)的凹部(13)。

Description

容纳在壳体中的压力传感器
技术领域
本发明涉及一种容纳在壳体中且由封装部件所封装的压力传感器。
背景技术
在日本专利申请JP-A-11-304619和JP-A-2001-304999中，公开了这样一种压力传感器的示例。该压力传感器包括树脂壳体、容纳在壳体中的传感部件、埋入壳体中且和传感部件可导电连接的导电部件、以及用于封装导电部件和壳体之间边界的部件。压力例如机动车的进气歧管压力，作用在传感部件上，且传感部件对应于所作用的压力而输出电信号。
传统压力传感器的相关部分如附图8所示。传感部件20容纳在树脂壳体10中，该树脂壳体10具有埋入其中的导电部件30。传感部件20包括玻璃基体22和安装在玻璃基体22上的膜片式半导体传感器芯片。传感部件20使用粘合剂23连接到壳体10上。传感部件20通过接合线40可导电地连接到用作端子的导电部件30上。导电部件30和壳体10之间的边界由封装部件50来封装。封装部件50由例如氟橡胶的材料制成，该材料在液态时涂覆，在之后硬化。当压力传感器承受负压时，封装部件50可防止空气泡通过导电部件30和壳体10之间的边界出去。由例如氟胶(fluorinegel)等材料制成的防护部件60，进一步布置在传感部件20和封装部件50上，以防止它们受到化学腐蚀。
封装部件50当其处于液体状态时涂覆在所要的位置上，随后硬化。在传统的压力传感器中，如图8所示，导电部件30位于传感部件20的表面下方，以防止封装部件50流向传感部件20并粘在该表面上。为此目的，导电部件30不得不布置在壳体10的底部。因此，在传感部件20和导电部件30的表面之间形成台阶。该台阶对于在传感部件20和导电部件30之间形成接合线40的过程是不利的。此外，该台阶还使得厚度(如图8所示的压力传感器的竖直尺寸)加大。为了在涂覆封装部件50时使其保持在适当位置，导电部件30在壳体10中放置的位置必须低于传感部件20的放置位置。因此，不能够自由地设计壳体10。
发明内容
鉴于上述问题而提出本发明，且本发明的目的是提供一种改进的压力传感器，其中导电部件可以自由地放置在树脂壳体中。
该压力传感器检测例如机动车的进气歧管中的压力。压力传感器包括树脂壳体、容纳在壳体中的传感部件、和埋入树脂壳体中且围绕传感部件布置的导电部件。该导电部件用作一个端子，传感部件通过例如导线接合而可导电地连接到该端子上。传感部件可以由薄膜式半导体芯片构成。将被检测的压力作用于传感部件，且传感部件输出对应于所作用压力的电信号。
在传感部件通过例如导线接合而可导电地连接到导电部件之后，树脂壳体和埋入壳体中的导电部件之间的边界由封装部件来密封。封装部件在涂覆到所要位置时处于液体状态，并且随后变干。为了防止封装部件流向传感部件并粘在其表面上，在传感部件和涂覆封装部件的位置之间形成了从壳体突出的凸台。
在液体状态下涂覆于树脂壳体和导电部件之间边界上的封装部件被凸台保持在该处。因此，不需要像上述传统传感器装置中那样地将导电部件的表面放置成低于传感部件的表面。可以自由地选择在树脂壳体中导电部件相对于传感部件的位置。当传感部件和导电部件的表面处于同一高度时，可消除了两个表面之间的台阶，从而使得压力传感器可制得更薄。
可以在树脂壳体中靠近凸台处形成将封装部件保持在其中的凹部。可以在导电部件上形成在封装部件上方的上部空间暴露的突出部。在这种情况下，传感部件通过导线接合可导电地连接到突出部上。可以通过使导电部件的一部分比其他部分厚，或弯曲导电部分的一部分，来形成突出部。
通过下面描述的优选实施例以及附图，将更好地理解本发明的其他目的和特征。
附图说明
图1是本发明第一实施例的压力传感器的剖视图。
图2是图1中第一实施例的变化形式的局部剖视图。
图3是本发明第二实施例的压力传感器的局部剖视图。
图4是透视图，显示形成在图3所示的第二实施例中的用于保持封装部件的凹部。
图5是本发明第三实施例的压力传感器的局部剖视图。
图6是本发明第四实施例的压力传感器的局部剖视图。
图7是图6所示本发明第四实施例的变化形式的压力传感器的局部剖视图。
图8是传统压力传感器的局部剖视图。
具体实施方式
以下将参考图1来描述本发明的第一实施例。压力传感器100是一个用于检测机动车内的进气歧管压力的压力传感器。因为该压力传感器100暴露于汽油或其他化学物质，所以必须对其进行很好地保护以免受上述物质的影响。
如图1所示，传感部件20容纳在树脂壳体10中，且由接合线40可导电地连接到埋入壳体10当中的导电部件30上。传感部件20覆盖有防护部件60，其填充了壳体10中的上部空间。通过对树脂材料，例如聚苯硫醚(PPS)、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)、环氧化物或类似物进行模制制成壳体10。在壳体10的上部形成有开口11。
导电部件30用作连接传感部件20的端子，埋入树脂壳体10中。导电部件30由导电材料例如铜制成。导电部件30的一部分暴露于壳体10中的上表面，如图1所示。所暴露部分镀有金，以用作使传感部件20和导电部件30之间进行电连接的接合垫。导电部件30也可与外部电路(未示)导电连接。
传感部件20由玻璃基体22和安装在玻璃基体22上的膜片式半导体传感器芯片21组成。传感器芯片21可以由包括已知压电元件的薄膜片21a来形成。当压力作用于薄膜片21a时，该薄膜片21a发生变形，且传感器芯片21产生对应于压力的电信号。由传感器芯片21和玻璃基体22组成的传感器部件20，由例如硅橡胶的粘合剂23接合到壳体10上。通过由例如金或铝等材料制成的接合线40，传感部件20可导电地连接到导电部件30上。
如图1所示，埋入壳体10中的导电部件30环绕传感部件20而布置。在该实施例中，导电部件30的上表面和传感部件20的上表面基本上等高。可以消除图8所示的传统压力传感器中所形成的两个表面之间的台阶。通过消除该台阶，该压力传感器可被制成比传统压力传感器薄。导电部件30和树脂壳体10之间的边界由绝缘材料制成的封装部件50来密封或封装。此外，壳体10的上表面填充有绝缘材料制成的防护部件60，以覆盖传感部件20、接合线40和封装部件50。这样，对各个部件可导电连接的部分都覆盖有封装部件50和防护部件60，以防止外来的腐蚀。
如图1所示，封装部件50被布置成覆盖了接合线40和导电部件30之间的连接部分及壳体10和导电部件30之间的边界，同时使接合线40的上部从封装部件50中暴露出来。封装部件50和防护部件60可以由上述专利文献(JP-A-11-304619，JP-A-2001-304999)中所公开的材料来制成。
封装部件50由高弹性模量的材料制成，以避免在导电部件30和壳体10之间的边界处生成气泡。由例如氟橡胶材料制成的封装部件50在涂覆(涂糊)到所要的位置上时，封装部件50较软或处于液体状态，然后会硬化。防护部件60由具有低弹性模量的材料制成，以使得其不会向传感部件20和接合线40施加应力。防护部件60可以由例如氟胶或氟硅胶制成。封装部件50和防护部件60都由对化学物质抗蚀性较高的材料制成。如图1所示，从壳体10的底表面突出来的凸台12与壳体10一体形成。凸台12防止封装部件50流向传感部件20的表面并粘在其上面。
如上所述的压力传感器100通过如下方式来制造。通过模制来形成树脂壳体10，其中在该树脂壳体10中埋有导电部件30。通过使用粘合剂接合，传感部件20安装在壳体10上。然后，传感部件20和导电部件30通过导线接合而可导电地连接。然后，封装部件50涂覆在适当位置上，且将防护部件60供应到壳体10的上部空间内。然后，封装部件50和防护部件60硬化。这样，就完成了压力传感器100的制造。压力传感器100安装在发动机的进气歧管上，以使得壳体10的开口11与进气通道相通来检测进气歧管中的压力。
在上述的压力传感器100中，形成了从壳体10的底部突出来的凸台12。因此，可有效地防止封装部件50流向传感部件20的表面并粘在其上面。导电部件30的竖直位置可以与传感部件的表面等高。不需要如传统的压力传感器中那样地将导电部件30布置在壳体10的较低部分处。通过将传感部件20和导电部件30布置在相同的竖直高度上，可消除传统压力传感器中的两个部件的表面之间的台阶。因此，可以容易地进行线接合的操作，且使得压力传感器100的竖直尺寸(或厚度)变小。
如图2所示为图1中所示的第一实施例的变化形式。在该变化形式中，导电部件30的高度高于传感部件20。尽管液态封装部件50布置在高于传感部件20的位置，但是通过凸台12仍可防止在液态下涂糊的封装部件50向外流出。
本发明的第二实施例如图3所示。在该实施例中，靠近凸台12还形成有凹部13，以使得封装部件50保持在凹部13中。图4显示了凹部13的透视图。如图4所示，凹部13形成为围绕导电部件30的凹槽形。通过凹部13和凸台12可更加有效地防止封装部件50向外流出。在该实施例中，接合线40与导电部件30连接的部分，不使用封装部件50来覆盖，而是仅由防护部件60来覆盖。
本发明的第三实施例如图5所示。在该实施例中，在导电部件30上形成有从封装部件50向外伸出的突出部31。该突出部31可以在形成导电部件30的过程中通过压力加工或者局部层压板件来形成。接合线40连接到从封装部件50向外伸出的突出部31上。该连接部分不使用封装部件50来覆盖，而是仅由防护部件60来覆盖。
本发明的第四实施例如图6所示。在该实施例中，通过将导电部件30弯曲成U形形成了突出部32。该突出部32可以在形成导电部件30的过程中由压力加工来容易地形成。图7显示了第四实施例的变化形式。在该变化形式中，在形成导电部件30的压力加工中，通过弯曲导电部件30的梢端来形成角部32’。在第四实施例中，连接接合线40和导电部件30的部分，不使用封装部件50来覆盖，而是仅由防护部件60来覆盖。
本发明不限于上述的实施例，可以进行各种变化。例如壳体10可以由树脂之外的材料制成。导电部件30不限于连接到传感部件20上的端子。传感部件20也不限定是薄膜式半导体芯片。传感部件20可以是电容式或压电式。填充壳体10的上部分的防护部件60可以在某些应用场合当中省去。传感部件20和导电部件30可以通过除接合线之外的方法进行可导电地连接。它们可以通过钎焊或导电粘合剂进行连接。只要凸台和/或凹部13能够防止封装部件50向外流出，则导电部件30相对于传感部件20的竖直高度可以自由地选择。根据本发明的压力传感器可应用在进气歧管压力传感器之外的其他传感器。
尽管已参照前述的实施例显示和描述了本发明，但是很显然地，本领域的技术人员能够不偏离所附权利要求所限定的范围进行各种形式和细节上的改变。

Claims (7)

1.一种压力传感(100，等)，其包括：
壳体(10)；
传感部件(20)，用于检测作用于其上面的压力，并根据所检测到的压力来产生电信号，所述传感部件容纳在所述壳体中；
导电部件(30)，其埋入壳体(10)中且围绕传感部件(20)而布置，所述导电部件可导电地连接到所述传感部件上；
封装部件(50)，用于封装导电部件(30)和壳体(10)之间的边界，所述封装部件在涂覆在所述边界上时是液态材料，且在之后变硬；以及
凸台(12)，用于在涂覆封装部件(50)时防止封装部件(50)流向传感部件(20)，所述凸台(12)与所述壳体一体形成。
2.如权利要求1所述的压力传感器，其特征在于：所述凸台(12)布置在传感部件(20)和封装部件(50)之间。
3.如权利要求2所述的压力传感器，其特征在于：所述凸台(12)从壳体(10)的表面突出。
4.如权利要求2所述的压力传感器，其特征在于：所述壳体(10)还包括凹部(13)，用于在其中保持封装部件(50)，所述凹部(13)靠近所述凸台(12)而形成。
5.如权利要求2-4中任一所述的压力传感器，其特征在于：所述导电部件(30)包括从其表面突出的部分(31，32，32’)，所述突出部暴露于封装部分(50)之上。
6.如权利要求5所述的压力传感器，其特征在于：所述突出部(31)通过使导电部件(30)的一部分厚于其它部分来形成。
7.如权利要求5所述的压力传感器，其特征在于：所述突出部(32，32’)通过弯曲导电部件(30)的一部分来形成。
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