CN211205616U - Mems压力传感器装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种MEMS压力传感器装置，该装置包括传感器壳体，在传感器壳体的顶部连接有一盖板，在传感器壳体内设有一信号处理电路板，在信号处理电路板与盖板之间设有一电气连接器，电气连接器通过信号引出引脚延伸出盖板的外表面，在信号处理电路板的上表面设有一MEMS压力芯片组件，MEMS压力芯片组件与信号处理电路板之间电性连接，MEMS压力芯片用于感知外界被测介质的压力。本实用新型提出的MEMS压力传感器装置，易电路集成、结构小巧，可满足大量程的检测需求，且数据输出精度高。

Description

MEMS压力传感器装置

技术领域

本实用新型涉及传感器器件技术领域，特别涉及一种MEMS压力传感器装置。

背景技术

随着社会的不断发展以及人们生活水平的日益提高，在诸多领域需要使用到压力传感器对所需的压力参数进行监测。压力传感器作为一个基础的电子元器件，在社会的发展中起着举足轻重的作用。

目前，市场上便于用户进行电路集成的压力传感器的量程普遍分布在100KPa～700KPa的范围内。其中，量程低于500KPa的压力传感器的输出方式包括数字信号输出(IIC、SPI、SNET等)以及电压信号输出，而量程在500KPa～700KPa的压力传感器，其输出方式为电压信号输出，压力输出综合精度≤2％。此外，基于MEMS的压力传感器结构及封装方式多种多样，其中大量程的压力传感器大多使用金属外壳的结构与封装方式。

然而，随着智能化生产的推广，现缺少一种结构小巧、便携安装且可满足大量程压力测量的压力传感器。

实用新型内容

基于此，本实用新型的目的是为了解决现有技术中，由于缺少结构小巧便于携带，且无法满足大量程压力测量的压力传感器所带来的实际检测不便的问题。

本实用新型提出一种MEMS压力传感器装置，包括传感器壳体，其中，在所述传感器壳体的顶部连接有一盖板，在所述传感器壳体与所述盖板所围成的空腔内设有一信号处理电路板，在所述信号处理电路板与所述盖板之间设有一电气连接器，所述电气连接器通过信号引出引脚延伸出所述盖板的外表面，在所述信号处理电路板的上表面设有一MEMS压力芯片组件，所述MEMS压力芯片组件与所述信号处理电路板之间电性连接，所述MEMS压力芯片组件用于通过开设在所述信号处理电路板以及所述传感器壳体上的通孔，感知外界被测介质的压力。

本实用新型提出的MEMS压力传感器装置，包括传感器壳体，由于在传感器壳体内设置有一信号处理电路板，在该信号处理电路板的上表面设有MEMS压力芯片组件，其中该MEMS压力芯片组件与信号处理电路板之间电性连接，在该信号处理电路板的上表面还设有电气连接器，且该电气连接器通过信号引出引脚延伸出盖板的外表面，在实际应用中，上述的MEMS压力芯片组件可通过传感器壳体上开设的通孔感知外界被测介质的压力，可实现压力的检测。且本实用新型提出的MEMS压力传感器装置，结构较为简单小巧，便于携带与安装，经实际检测试验，可满足压力超出1MPa的测量需求。

所述MEMS压力传感器装置，其中，所述传感器壳体的形状为圆筒状，所述盖板的形状为圆形，所述盖板与所述传感器壳体之间相互嵌合。

所述MEMS压力传感器装置，其中，在所述盖板上开设有多个盖板通孔，所述信号引出引脚贯穿所述电气连接器，并延伸贯穿所述盖板通孔，所述信号引出引脚至少有一部分位于所述盖板的外部。

所述MEMS压力传感器装置，其中，所述MEMS压力芯片组件包括MEMS压力芯片以及芯片绑线，所述芯片绑线与所述信号处理电路板电性连接，在所述信号处理电路板上还开设有多个电路板通孔，所述电路板通孔与所述信号引出引脚相对应插接。

所述MEMS压力传感器装置，其中，在所述信号处理电路板的上表面还固定设有数据处理芯片组件，所述数据处理芯片组件包括数据处理芯片以及与所述数据处理芯片电性连接的芯片引脚，所述芯片引脚与所述信号处理电路板电性连接。

所述MEMS压力传感器装置，其中，在所述信号处理电路板的中部开设有第一通孔，在所述传感器壳体的底部开设有第二通孔，所述第一通孔与所述第二通孔均位于所述MEMS压力芯片组件的正下方。

所述MEMS压力传感器装置，其中，在所述装置内还设有一胶层组件，所述胶层组件包括第一胶层以及第二胶层，所述第一胶层设于所述信号处理电路板的上表面，所述第二胶层设于所述信号处理电路板的下表面，其中所述第一胶层用于将所述MEMS压力芯片组件固定粘结在所述信号处理电路板的上表面，所述第二胶层用于与所述传感器壳体的底部粘结固定。

所述MEMS压力传感器装置，其中，在所述盖板与所述信号处理电路板所围成的空腔内填充有硅凝胶。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

图1为本实用新型一实施例提出的MEMS压力传感器装置的整体结构示意图；

图2为图1所示的MEMS压力传感器装置的结构分解图；

图3为图2所示的MEMS压力传感器装置中盖板与电气连接器的结构示意图；

图4为图2所示的MEMS压力传感器装置中信号处理电路板的结构示意图；

图5为图2所示的MEMS压力传感器装置中传感器壳体的结构示意图；

图6为图2所示的MEMS压力传感器装置的剖面结构示意图；

图7为图6中“V”部分的结构放大图。

主要符号说明：

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的首选实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

目前，市场上便于用户进行电路集成的压力传感器的量程普遍分布在100KPa～700KPa的范围内。其中，量程低于500KPa的压力传感器的输出方式包括数字信号输出(IIC、SPI、SNET等)以及电压信号输出，而量程在500KPa～700KPa的压力传感器，其输出方式为电压信号输出，压力输出综合精度≤2％。此外，基于MEMS的压力传感器结构及封装方式多种多样，其中大量程的压力传感器大多使用金属外壳的结构与封装方式。然而，随着智能化生产的推广，现缺少一种结构小巧、便携安装且可满足大量程压力测量的压力传感器。

为了解决这一技术问题，本实用新型提出一种MEMS压力传感器装置，请参阅图1至图7，对于本实用新型提出的一种MEMS压力传感器装置，包括传感器壳体14，在传感器壳体14的顶部连接有一盖板11。

具体的，在传感器壳体14与盖板11所围成的空腔内设有一信号处理电路板13。在信号处理电路板13与盖板11之间设有一电气连接器12，从图1中可以看出，电气连接器12通过信号引出引脚121延伸出盖板11的外表面。

为了实现对外界压力的检测，在信号处理电路板13的上表面设有一MEMS压力芯片组件131。其中，该MEMS压力芯片组件131与信号处理电路板13之间电性连接，MEMS压力芯片组件131用于通过开设在信号处理电路板13以及传感器壳体14上的通孔，感知外界被测介质的压力。

在本实施例中，上述传感器壳体14的形状为圆筒状，上述盖板11的形状为圆形。在实际装配时，盖板11与传感器壳体14之间相互嵌合。具体的，从图2与图3中可以看出，在上述盖板11上开设有多个盖板通孔111，信号引出引脚121贯穿电气连接器12，并延伸贯穿盖板通孔111。为了保证该压力传感器的安装，上述信号引出引脚121至少有一部分位于盖板11的外部。

对上述的MEMS压力芯片组件131而言，该MEMS压力芯片组件131包括MEMS压力芯片1311以及芯片绑线1312。其中，芯片绑线1312与信号处理电路板13电性连接，在信号处理电路板13上还开设有多个电路板通孔130，电路板通孔130与上述的信号引出引脚121相对应插接。

为了对所采集的压力数据进行处理，在本实施例中，在上述信号处理电路板13的上表面还固定设有数据处理芯片组件132。具体的，该数据处理芯片组件132包括数据处理芯片1322以及与数据处理芯片1322电性连接的芯片引脚1321。其中，芯片引脚1321与信号处理电路板13电性连接。

如上所述，MEMS压力芯片组件131用于通过开设在信号处理电路板13以及传感器壳体14上的通孔，感知外界被测介质的压力。具体的，在本实施例中，在信号处理电路板13的中部开设有第一通孔133，在传感器壳体14的底部开设有第二通孔140。从图7中可以看出，上述第一通孔133与第二通孔140均位于MEMS压力芯片组件131的正下方，也即第一通孔133与第二通孔140在竖直方向位于同一直线上。

为了保证该MEMS压力传感器装置内部结构的稳定性，在本实用新型中，通过在装置内设置胶层进行电器元件的粘结。具体的，在装置内还设有一胶层组件21，该胶层组件21包括第一胶层211以及第二胶层212。其中，第一胶层211设于信号处理电路板13的上表面，第二胶层212设于信号处理电路板13的下表面。可以理解的，第一胶层211用于将MEMS压力芯片组件131固定粘结在信号处理电路板13的上表面，第二胶层212用于与传感器壳体14的底部粘结固定。

在进行了各电器元件的安装之后，需要进行封装操作。具体的，在盖板11与信号处理电路板13所围成的空腔内填充有硅凝胶31。

上述MEMS压力传感器装置，在进行工作时，被测介质通过传感器壳体14下侧的第一通孔133以及第二通孔140，作用在MEMS压力芯片1311上，信号处理电路板13将MEMS压力芯片电压输出转换为数字信号，并通过电气连接器12引出数字信号。在对该MEMD压力传感器进行实际安装时，用户通过信号引出引脚121使用锡焊工艺集成在系统中。上述的MEMS压力传感器装置，经使用测试得知：可测量1MPa左右的介质，且在超过500KPa的压力检测环境下，也具有良好的检测精度，因此可使用于高精度的系统中。

本实用新型提出的MEMS压力传感器装置，包括传感器壳体，由于在传感器壳体内设置有一信号处理电路板，在该信号处理电路板的上表面设有MEMS压力芯片组件，其中该MEMS压力芯片组件与信号处理电路板之间电性连接，在该信号处理电路板的上表面还设有电气连接器，且该电气连接器通过信号引出引脚延伸出盖板的外表面，在实际应用中，上述的MEMS压力芯片组件可通过传感器壳体上开设的通孔感知外界被测介质的压力，可实现压力的检测。且本实用新型提出的MEMS压力传感器装置，结构较为简单小巧，便于携带与安装，经实际检测试验，可满足压力超出1MPa的测量需求。

与此同时，本实用新型还提出一种MEMS压力传感器装置的封装方法，其中，结合本实用新型图1至图7，该方法包括如下步骤：

(1)将MEMS压力芯片通过第一胶层粘接在信号处理电路板上，待固化后完成所述MEMS压力芯片的固定。

在本步骤中，将MEMS压力芯片1311通过第一胶层211固定粘结在信号处理电路板13上，待固化后完成该MEMS压力芯片1311的固定。

(2)通过铝线或金线绑定工艺，将MEMS压力芯片与所述信号处理电路板之间实现电气连接。

在本步骤中，如上所述，通过铝线或金线进行绑定。将MEMS压力芯片1311与信号处理电路板13之间实现电气连接。

(3)将电气连接器通过插孔锡焊工艺固定焊接在所述信号处理电路板上。

在本步骤中，将电气连接器12通过插孔锡焊工艺规定焊接在信号处理电路板13上。

(4)将所述信号处理电路板通过第二胶层粘接在传感器壳体上，并在所述传感器壳体内填充硅凝胶，然后将盖板安装在所述传感器壳体上。

在本步骤中，将信号处理电路板13通过第二胶层212粘结在传感器壳体14上，并在传感器壳体14内填充硅凝胶31，待凝固后将盖板11安装在传感器壳体14上，以完成整个压力传感器的安装。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种MEMS压力传感器装置，包括传感器壳体，其特征在于，在所述传感器壳体的顶部连接有一盖板，在所述传感器壳体与所述盖板所围成的空腔内设有一信号处理电路板，在所述信号处理电路板与所述盖板之间设有一电气连接器，所述电气连接器通过信号引出引脚延伸出所述盖板的外表面，在所述信号处理电路板的上表面设有一MEMS压力芯片组件，所述MEMS压力芯片组件与所述信号处理电路板之间电性连接，所述MEMS压力芯片组件用于通过开设在所述信号处理电路板以及所述传感器壳体上的通孔，感知外界被测介质的压力。

2.根据权利要求1所述的MEMS压力传感器装置，其特征在于，所述传感器壳体的形状为圆筒状，所述盖板的形状为圆形，所述盖板与所述传感器壳体之间相互嵌合。

3.根据权利要求2所述的MEMS压力传感器装置，其特征在于，在所述盖板上开设有多个盖板通孔，所述信号引出引脚贯穿所述电气连接器，并延伸贯穿所述盖板通孔，所述信号引出引脚至少有一部分位于所述盖板的外部。

4.根据权利要求1所述的MEMS压力传感器装置，其特征在于，所述MEMS压力芯片组件包括MEMS压力芯片以及芯片绑线，所述芯片绑线与所述信号处理电路板电性连接，在所述信号处理电路板上还开设有多个电路板通孔，所述电路板通孔与所述信号引出引脚相对应插接。

5.根据权利要求4所述的MEMS压力传感器装置，其特征在于，在所述信号处理电路板的上表面还固定设有数据处理芯片组件，所述数据处理芯片组件包括数据处理芯片以及与所述数据处理芯片电性连接的芯片引脚，所述芯片引脚与所述信号处理电路板电性连接。

6.根据权利要求1所述的MEMS压力传感器装置，其特征在于，在所述信号处理电路板的中部开设有第一通孔，在所述传感器壳体的底部开设有第二通孔，所述第一通孔与所述第二通孔均位于所述MEMS压力芯片组件的正下方。

7.根据权利要求1所述的MEMS压力传感器装置，其特征在于，在所述装置内还设有一胶层组件，所述胶层组件包括第一胶层以及第二胶层，所述第一胶层设于所述信号处理电路板的上表面，所述第二胶层设于所述信号处理电路板的下表面，其中所述第一胶层用于将所述MEMS压力芯片组件固定粘结在所述信号处理电路板的上表面，所述第二胶层用于与所述传感器壳体的底部粘结固定。

8.根据权利要求1所述的MEMS压力传感器装置，其特征在于，在所述盖板与所述信号处理电路板所围成的空腔内填充有硅凝胶。

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