CN204461670U - 一种压力传感器封装结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种压力传感器封装结构，所述压力传感器封装结构包括与外界相连通的外壳以及与所述外壳相连接固定的连接器，所述连接器和外壳之间形成收容空间，所述压力传感器封装结构还包括设置于收容空间内且与外壳固定的PCB板以及黏贴于PCB板上的封装模块和外围电子器件；所述封装模块包括与所述PCB板相贴合的基板、罩设于基板上的盖体以及贴合于基板上的MEMS微传感器芯片。该实用新型的压力传感器封装结构结构简单、外形尺寸小、工艺步骤少、容易批量生产、精度一致性好并且成本低廉。
Description
技术领域
本实用新型提供了一种压力传感器封装结构。
背景技术
压力传感器封装技术是实现压力传感器应用的核心技术。目前工业应用中，由于应用环境的严格要求，通常压力传感器的封装形式是将压力敏感芯片通过直接粘贴或者玻璃过渡粘接的方式封接在金属管壳上，再粘贴PCB和焊接外围校准电路等。然而，此种封装方式具有工艺复杂、成本昂贵，难以批量化测试校准、一致性差等缺点。
因此，必须设计一种新的压力传感器的封装结构。
实用新型内容
本实用新型针对现有技术存在的问题，其目的在于提供一种工艺简单的压力传感器封装结构。
为实现上述目的，本实用新型提供了一种压力传感器封装结构，所述压力传感器封装结构包括与外界相连通的外壳以及与所述外壳相连接固定的连接器，所述连接器和外壳之间形成收容空间，所述压力传感器封装结构还包括设置于收容空间内且与外壳固定的PCB板以及黏贴于PCB板上的封装模块和外围电子器件；所述封装模块包括与所述PCB板相贴合的基板、罩设于基板上的盖体以及贴合于基板上的MEMS微传感器芯片。
作为本实用新型的进一步改进，所述MEMS微传感器芯片通过若干引线与基板相互连接。
作为本实用新型的进一步改进，所述封装模块还包括有专用集成电路，所述专用集成电路贴合于基板上。
作为本实用新型的进一步改进，所述MEMS微传感器芯片和专用集成电路均以芯片黏贴胶粘贴于基板上，所述芯片黏贴胶为硅橡胶或环氧树脂或焊锡。
作为本实用新型的进一步改进，所述基板上设有压力检测孔，所述MEMS微传感器芯片黏贴于所述压力检测孔正上方，所述PCB板上设有与所述压力检测孔相对接的通孔，所述外壳设有与所述通孔相对接的通道。
作为本实用新型的进一步改进，所述基板背离MEMS微传感器芯片的一侧设置有若干引脚及焊盘，并围绕所述压力检测孔设置有焊环，所述焊盘和焊环对位焊接于PCB板上。
作为本实用新型的进一步改进，所述焊盘设置有六个且两两对称分布于所述基板的相对两侧缘，所述焊盘和焊环两两不接触设置。
作为本实用新型的进一步改进，所述外壳为一体成型且包括与所述连接器相对接的对接部以及固定部，所述对接部呈两端开口的框状，所述对接部的一端与所述连接器相对接，另一端与所述固定部相衔接。
作为本实用新型的进一步改进，所述PCB板背离封装模块的一侧以密封圈或密封胶固定于固定部上。
作为本实用新型的进一步改进，所述连接器上设置有焊针，所述焊针贯穿所述连接器并延伸至所述收容空间内，所述压力传感器封装结构还设有连接所述焊针与PCB板的导线或柔性板。
本实用新型的有益效果是： 所述MEMS微传感器芯片封装于封装模块内，并粘贴于PCB板上，可将设有MEMS微传感器芯片的封装模块进行校准和检测之后再进行与PCB板、外壳及连接器的封装，避免了组装后MEMS微传感器芯片失效的问题，降低了外壳及连接器的报废率。并且，可保护MEMS微传感器芯片，做到了有效的介质隔离。
附图说明
图1为本实用新型压力传感器封装结构的一种实施方式结构示意图。
图2为图1中圆圈部分的放大示意图。
图3为本实用新型压力传感器封装结构的另一种实施方式结构示意图。
图4为本实用新型封装模块的仰视图。
图5为本实用新型封装模块的一种实施方式结构示意图。
图6为本实用新型封装模块的另一种实施方式结构示意图。
具体实施方式
以下将结合附图所示的各实施方式对本实用新型进行详细描述。但这些实施方式并不限制本实用新型，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构或功能上的变换均包含在本实用新型的保护范围内。
由图1至图3，一种压力传感器封装结构100，所述压力传感器封装结构100包括与外界相连通的外壳1、与所述外壳1相连接固定的连接器2，与外壳1相固定的PCB板3以及黏贴于PCB板3上的封装模块4和外围电子器件5。所述外壳1和连接器2之间形成收容空间10，所述PCB板3、封装模块4及外围电子器件5均设置于所述收容空间10内。
所述外壳1为金属材料并一体成型，且包括与所述连接器2相对接的对接部11以及固定部12，所述对接部11呈两端开口的框状，所述对接部11一端与所述连接器2相对接，另一端与所述固定部12相衔接。所述外壳1上设置有与外界相连通的通道121，本实施方式中，所述通道121形成于所述固定部12内，所述通道121连通所述外界和收容空间10并竖直延伸。当然，若所述通道121形成于外壳1上的其他位置，也可达到本实用新型的目的。所述固定部12下侧带有螺纹结构122，用以与外界设备旋转连接。
所述连接器2为塑料结构，所述连接器2与所述外壳1以铆压或者卷边的方式来固定压牢。所述连接器2上设置有焊针21，所述焊针21贯穿所述连接器2并延伸至所述收容空间10内。
所述PCB板3以密封圈123或密封胶124固定于所述外壳1上。如图1和图2所示，在本实施方式中，所述PCB板3以密封圈123固定于固定部12上并夹持于所述连接器2和固定部12之间。所述固定部12上设有位于通道121外围以与所述密封圈123相适配的槽125。所述密封圈123的形状厚度可以根据封装模块4以及密封要求设计，密封圈123的材料根据测量介质的兼容性而选择。如图3所示为本实用新型的另一种实施例，所述PCB板3直接以密封胶124黏贴于固定部12上，也可同样达到本实用新型的目的。
所述PCB板3材料为FR4材料或陶瓷。所述PCB板3设有与所述通道121相连通的通孔31，所述通孔31与周围留有与所述封装模块4相匹配的用以焊接的焊环33，并设有若干焊盘34和引脚（未图示）。所述PCB板3上还设有连接所述焊针21的导线或柔性板32。
MEMS微传感器是以MEMS技术为手段设计、加工并进行封装的一系列微型传感器的统称，其包括压力传感器、湿度传感器、温度传感器、加速度传感器等等。本实用新型中的MEMS微传感器芯片43为压力传感器芯片。
如图4至图6所示，所述封装模块4包括与所述PCB板3相贴合的基板41，罩设于基板41上的盖板42以及贴合于基板41上的MEMS微传感器芯片43。在本实施方式中，所述封装模块4还包括有贴合于基板41上的专用集成电路44。如图3所示，所述盖板42为金属帽420，当然，若如图4所示，所述盖板42为堆叠的PCB材料，即所述基板41上侧盖设有相互粘贴固定的中层PCB材料421和顶层PCB材料422，也可达到本实用新型的目的。所述盖板42起到了保护MEMS微传感器芯片43及专用集成电路44的作用。所述盖板42上设有进气孔424，达到测量差压或者表压的目的。当然，也可根据MEMS微传感器芯片43的测量参考方式选择开设适当大小的进气孔424或不开设进气孔424。
所述基板41上设有与所述通孔31相连通的压力检测孔411，所述基板41与所述PCB板3相贴合的一面设有若干引脚（未图示）及焊盘34，并围绕所述压力检测孔411设置有焊环33，所述焊环33和焊盘34与所述PCB板3上的焊环33及焊盘34对位焊接。如图4所示，所述基板41上的焊盘34设置有六个且两两对称分布于所述基板41的相对两侧缘，所述基板41上的焊盘34和焊环33两两不接触设置。
所述MEMS微传感器芯片43黏贴于所述压力检测孔411正上方，所述MEMS微传感器芯片43和专用集成电路44均可通过若干引线431与基板41相互连接。由于压力检测孔411、通孔31及通道121相互连通，测量介质可从通道121进入到达压力检测孔411，并与MEMS微传感器芯片43的背膜相接触，避免了测量介质腐蚀MEMS微传感器芯片43正面的金属走线，可以做到介质的有效隔离，避免了充油等情况发生，降低了成本。所述MEMS微传感器芯片43和专用集成电路44均以芯片黏贴胶412粘贴于基板41上，所述芯片黏贴胶412为硅橡胶或环氧树脂或焊锡。这种芯片黏贴胶412具有较高的封装强度，耐压力冲击，大大提高了压力测量范围。
该实用新型压力传感器封装结构100在封装时，先将MEMS微传感器芯片43和专用集成电路44黏贴于基板41上，再进行引线431的键合，再黏贴上盖板42；进而将封装模块4和PCB板3通过焊盘34和焊环33对位焊接，并将引脚（未图示）相互衔接；然后，将PCB板3通过密封圈123或者密封胶124固定于外壳1上，再将连接器2通过铆压或卷边的方式与外壳1相连接固定。
该实用新型压力传感器封装结构100在使用中，测量介质通过外壳1内的通道121进入PCB板3内的通孔31，进而穿过基板41上的压力检测孔411，到达MEMS微传感器芯片43的背膜，从而感应压力。压力信号从PCB板3上的导线或柔性板32传输至焊针21，再将信号自连接器2传输出去。
由此，将所述MEMS微传感器芯片43及专用集成电路44封装于封装模块4内，再贴合于PCB板3上，可利用现有的成熟的封装工艺实现批量化封装生产，并且可以实现批量化的校准和测试，而使用其他方式封装的压力传感器因为特殊的外形以及深腔结构，难以自动化大批量封装和校准。另外，本实用新型将封装模块4校准测试完之后再焊接组装到金属外壳1内，避免了组装好再校准失效的几率，降低了金属外壳1和塑料连接器2等的报废率，达到降低成本的目的。该实用新型的压力传感器封装结构100结构简单、外形尺寸小、工艺步骤少、容易批量生产、精度一致性好并且成本低廉。
应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种压力传感器封装结构，其特征在于：所述压力传感器封装结构包括与外界相连通的外壳以及与所述外壳相连接固定的连接器，所述连接器和外壳之间形成收容空间，所述压力传感器封装结构还包括设置于收容空间内且与外壳固定的PCB板以及黏贴于PCB板上的封装模块和外围电子器件；所述封装模块包括与所述PCB板相贴合的基板、罩设于基板上的盖体以及贴合于基板上的MEMS微传感器芯片。
2.根据权利要求1所说的压力传感器封装结构，其特征在于：所述MEMS微传感器芯片通过若干引线与基板相互连接。
3.根据权利要求1所说的压力传感器封装结构，其特征在于：所述封装模块还包括有专用集成电路，所述专用集成电路贴合于基板上。
4.根据权利要求3所说的压力传感器封装结构，其特征在于：所述MEMS微传感器芯片和专用集成电路均以芯片黏贴胶粘贴于基板上，所述芯片黏贴胶为硅橡胶或环氧树脂或焊锡。
5.根据权利要求1所述的压力传感器封装结构，其特征在于：所述基板上设有压力检测孔，所述MEMS微传感器芯片黏贴于所述压力检测孔正上方，所述PCB板上设有与所述压力检测孔相对接的通孔，所述外壳设有与所述通孔相对接的通道。
6.根据权利要求5所述的压力传感器封装结构，其特征在于：所述基板背离MEMS微传感器芯片的一侧设置有若干引脚及焊盘，并围绕所述压力检测孔设置有焊环，所述焊盘和焊环对位焊接于PCB板上。
7.根据权利要求6所述的压力传感器封装结构，其特征在于：所述焊盘设置有六个且两两对称分布于所述基板的相对两侧缘，所述焊盘和焊环两两不接触设置。
8.根据权利要求1所述的压力传感器封装结构，其特征在于：所述外壳为一体成型且包括与所述连接器相对接的对接部以及固定部，所述对接部呈两端开口的框状，所述对接部的一端与所述连接器相对接，另一端与所述固定部相衔接。
9.根据权利要求8所述的压力传感器封装结构，其特征在于：所述PCB板背离封装模块的一侧以密封圈或密封胶固定于固定部上。
10.根据权利要求8所述的压力传感器封装结构，其特征在于：所述连接器上设置有焊针，所述焊针贯穿所述连接器并延伸至所述收容空间内，所述PCB板上还设有连接所述焊针的导线或柔性板。
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