CN214096431U - 压力传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种压力传感器，包括：壳体，形成有用于填充液体的容纳腔；膜片，附接到壳体的容纳腔的开口上；和检测模块，适于以单个模块的方式嵌装在壳体的容纳腔中，检测模块包括：LTCC本体，在其顶面和底面上分别形成有第一腔和第二腔，并且在其中集成有导电迹线；压力检测芯片，嵌装在陶瓷本体的第一腔中，用于检测容纳腔中的液体压力；和信号处理芯片，嵌装在陶瓷本体的第二腔中，用于对压力检测芯片检测到的液体压力信号进行处理，压力检测芯片经由LTCC本体中集成的相应的导电迹线电连接至信号处理芯片。本实用新型简化了压力传感器的结构、降低了压力传感器的成本、减小了压力传感器的响应时间、并且提高了压力传感器的稳定性。

Description

压力传感器

技术领域

本实用新型涉及一种压力传感器。

背景技术

充油压力传感器通常包括金属壳体、油腔填充体、检测膜片、压力检测芯片和信号处理芯片。油腔填充体是普通的陶瓷本体，其中没有嵌入任何电路和无源元件。电路、无源元件、压力检测芯片和信号处理芯片通常设置在位于金属壳体的外部的电路板上，这导致压力传感器的结构复杂、成本高、响应时间长、稳定性差。

实用新型内容

本实用新型的目的旨在解决现有技术中存在的上述问题和缺陷的至少一个方面。

根据本实用新型的一个方面，提供一种压力传感器，包括：壳体，形成有一个用于填充液体的容纳腔；膜片，附接到所述壳体的容纳腔的开口上，用于将外部媒介压力传递给所述容纳腔中的液体；和检测模块，适于以单个模块的方式嵌装在所述壳体的容纳腔中，所述检测模块包括：LTCC本体，在其顶面和底面上分别形成有第一腔和第二腔，并且在其中集成有导电迹线；压力检测芯片，嵌装在所述陶瓷本体的第一腔中，用于检测所述容纳腔中的液体压力；和信号处理芯片，嵌装在所述陶瓷本体的第二腔中，用于对所述压力检测芯片检测到的液体压力信号进行处理，所述压力检测芯片经由所述LTCC本体中集成的相应的导电迹线电连接至所述信号处理芯片。

根据本实用新型的一个实例性的实施例，在所述LTCC本体中还集成有无源元件，所述无源元件经由相应的导电迹线与所述压力检测芯片和所述信号处理芯片电连接。

根据本实用新型的另一个实例性的实施例，所述无源元件包括电容。

根据本实用新型的另一个实例性的实施例，所述压力传感器还包括外接端子，在所述LTCC本体中还集成有与所述导电迹线连接的导电通孔，所述外接端子的一端插入并焊接至所述导电通孔，从而通过所述导电通孔与所述检测模块电连接。

根据本实用新型的另一个实例性的实施例，所述外接端子通过烧结玻璃被密封地装配和固定到所述壳体上，并且所述外接端子的另一端从所述壳体中伸出。

根据本实用新型的另一个实例性的实施例，在所述LTCC本体的第一腔中形成有台阶，所述台阶的表面低于所述LTCC本体的顶面但高于嵌装在所述第一腔中的压力检测芯片的顶面；在所述台阶的表面上集成有用于连接所述压力检测芯片的第一焊盘，所述压力检测芯片通过导线电连接至所述第一焊盘，从而通过所述第一焊盘电连接至相应的导电迹线。

根据本实用新型的另一个实例性的实施例，在所述LTCC本体的第二腔的内表面上集成有用于连接所述信号处理芯片的第二焊盘，所述信号处理芯片以晶片倒装法嵌装在所述第二腔中并焊接至所述第二焊盘，从而通过所述第二焊盘电连接至相应的导电迹线。

根据本实用新型的另一个实例性的实施例，在所述LTCC本体的第二腔的侧部形成有排气槽，所述第二腔通过所述排气槽与所述容纳腔连通，使得所述容纳腔中液体能够经由所述排气槽填充到所述第二腔中，以防止在所述第二腔中产生气泡。

根据本实用新型的另一个实例性的实施例，所述压力检测芯片的底面通过粘贴的方式被连接和固定到所述LTCC本体的第一腔的底面上。

根据本实用新型的另一个实例性的实施例，所述LTCC本体的底面的至少一部分通过粘贴的方式被连接和固定到所述壳体的容纳腔的底面上。

根据本实用新型的另一个实例性的实施例，所述压力传感器还包括焊接环，所述膜片通过所述焊接环被焊接到所述壳体的容纳腔的开口上。

根据本实用新型的另一个实例性的实施例，在所述壳体上形成有液体填充口，在所述LTCC本体上形成有液体填充孔，所述容纳腔经由所述液体填充孔与所述液体填充口连通，从而可通过所述液体填充口向所述容纳腔中填充所述液体。

根据本实用新型的另一个实例性的实施例，所述压力传感器还包括用于密封所述液体填充口的密封球。

在根据本实用新型的前述各个实例性的实施例中，在LTCC本体中集成有电路和无源元件。压力检测芯片和信号处理芯片嵌装在LTCC本体中，与LTCC本体一起构成一个单独的功能模块，并一起安装在压力传感器的容纳腔中。因此，本实用新型简化了压力传感器的结构、降低了压力传感器的成本、减小了压力传感器的响应时间、并且提高了压力传感器的稳定性。

通过下文中参照附图对本实用新型所作的描述，本实用新型的其它目的和优点将显而易见，并可帮助对本实用新型有全面的理解。

附图说明

图1显示根据本实用新型的一个实例性的实施例的压力传感器的示意图；

图2显示图1所示的压力传感器的纵向剖视图；

图3显示图1所示的压力传感器的立体示意图，其中部分被剖开，以显示其内部结构；

图4显示图2所示的压力传感器的检测模块的俯视图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。在说明书中，相同或相似的附图标号指示相同或相似的部件。下述参照附图对本实用新型实施方式的说明旨在对本实用新型的总体实用新型构思进行解释，而不应当理解为对本实用新型的一种限制。

另外，在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本披露实施例的全面理解。然而明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。在其他情况下，公知的结构和装置以图示的方式体现以简化附图。

根据本实用新型的一个总体技术构思，提供一种压力传感器，包括：壳体，形成有一个用于填充液体的容纳腔；膜片，附接到所述壳体的容纳腔的开口上，用于将外部媒介压力传递给所述容纳腔中的液体；和检测模块，适于以单个模块的方式嵌装在所述壳体的容纳腔中，所述检测模块包括：LTCC本体，在其顶面和底面上分别形成有第一腔和第二腔，并且在其中集成有导电迹线；压力检测芯片，嵌装在所述陶瓷本体的第一腔中，用于检测所述容纳腔中的液体压力；和信号处理芯片，嵌装在所述陶瓷本体的第二腔中，用于对所述压力检测芯片检测到的液体压力信号进行处理，所述压力检测芯片经由所述LTCC本体中集成的相应的导电迹线电连接至所述信号处理芯片。

图1显示根据本实用新型的一个实例性的实施例的压力传感器的示意图；图2显示图1所示的压力传感器的纵向剖视图。

如图1和图2所示，在图示的实施例中，该压力传感器主要包括：壳体1、膜片3和检测模块100。壳体1中形成有一个用于填充液体的容纳腔1a。膜片3附接到壳体1的容纳腔1a的开口上，用于将外部媒介压力传递给容纳腔1a中的液体。检测模块100适于以单个模块的方式嵌装在壳体1的容纳腔1a中。

图3显示图1所示的压力传感器的立体示意图，其中部分被剖开，以显示其内部结构；图4显示图2所示的压力传感器的检测模块的俯视图。

如图1至图4所示，在图示的实施例中，检测模块100主要包括：LTCC本体10、压力检测芯片20和信号处理芯片30。该LTCC本体10是以LTCC(Low Temperature Co-firedCeramic)工艺制成的、嵌入有电路(例如，包括导电迹线、导电通孔、焊盘等)和无源元件(例如，包括电容、电阻等)的低温共烧陶瓷本体(或称为LTCC本体)。

如图1至图4所示，在图示的实施例中，在LTCC本体10的顶面和底面上分别形成有第一腔11和第二腔12，并且在其中集成有导电迹线10c。压力检测芯片20嵌装在陶瓷本体10的第一腔11中，用于检测容纳腔1a中的液体压力。信号处理芯片30嵌装在陶瓷本体10的第二腔12中，用于对压力检测芯片20检测到的液体压力信号进行处理。压力检测芯片20经由LTCC本体10中集成的相应的导电迹线10c电连接至信号处理芯片30。

如图1至图4所示，在图示的实施例中，为了减小体积，压力检测芯片20可以为MEMS芯片，信号处理芯片30可以为ASIC芯片。

如图1至图4所示，在图示的实施例中，在LTCC本体10中还集成有无源元件40，无源元件40经由相应的导电迹线10c与压力检测芯片20和信号处理芯片30电连接。无源元件40可以包括电容、电阻等。

如图1至图4所示，在图示的实施例中，压力传感器还包括外接端子2，在LTCC本体10中还集成有与导电迹线10c连接的导电通孔10d，外接端子2的一端插入并焊接至导电通孔10d，从而通过导电通孔10d与检测模块100电连接。

如图1至图4所示，在图示的实施例中，外接端子2通过烧结玻璃6被密封地装配和固定到壳体1上，并且外接端子2的另一端从壳体1中伸出。

如图1至图4所示，在图示的实施例中，在LTCC本体10的第一腔11中形成有台阶10a，台阶10a的表面低于LTCC本体10的顶面但高于嵌装在第一腔11中的压力检测芯片20的顶面。在台阶10a的表面上集成有用于连接压力检测芯片20的第一焊盘10b，压力检测芯片20通过导线21电连接至第一焊盘10b，从而通过第一焊盘10b电连接至相应的导电迹线10c。台阶10a可以保护LTCC本体10和导线21，以防膜片3与之接触。

如图1至图4所示，在图示的实施例中，在LTCC本体10的第二腔12的内表面上集成有用于连接信号处理芯片30的第二焊盘10f，信号处理芯片30以晶片倒装法嵌装在第二腔12中并焊接至第二焊盘10f，从而通过第二焊盘10f电连接至相应的导电迹线10c。

如图1至图4所示，在图示的实施例中，在LTCC本体10的第二腔12的侧部形成有排气槽12a，第二腔12通过排气槽12a与容纳腔1a连通，使得容纳腔1a中液体能够经由排气槽12a填充到第二腔12中，以防止在第二腔12中产生气泡。

如图1至图4所示，在图示的实施例中，压力检测芯片20的底面通过粘贴的方式被连接和固定到LTCC本体10的第一腔11的底面上，例如通过环氧树脂粘结的方式。

如图1至图4所示，在图示的实施例中，LTCC本体10的底面的至少一部分通过粘贴的方式被连接和固定到壳体1的容纳腔1a的底面上，例如通过环氧树脂粘结的方式。

如图1至图4所示，在图示的实施例中，压力传感器还包括焊接环4，膜片3通过焊接环4被焊接到壳体1的容纳腔1a的开口上。

如图1至图4所示，在图示的实施例中，在壳体1上形成有液体填充口，在LTCC本体10上形成有液体填充孔10，容纳腔1a经由液体填充孔10与液体填充口连通，从而可通过液体填充口向容纳腔1a中填充液体。

如图1至图4所示，在图示的实施例中，压力传感器还包括用于密封液体填充口的密封球5。

如图1至图4所示，在图示的实施例中，填充在壳体1的容纳腔1a中的液体可以为绝缘液体，例如，可以为硅油。壳体1、膜片3和密封球5可以由耐腐蚀的金属制成，以防止受到填充液体的腐蚀。

本领域的技术人员可以理解，上面所描述的实施例都是示例性的，并且本领域的技术人员可以对其进行改进，各种实施例中所描述的结构在不发生结构或者原理方面的冲突的情况下可以进行自由组合。

虽然结合附图对本实用新型进行了说明，但是附图中公开的实施例旨在对本实用新型优选实施方式进行示例性说明，而不能理解为对本实用新型的一种限制。

虽然本总体实用新型构思的一些实施例已被显示和说明，本领域普通技术人员将理解，在不背离本总体实用新型构思的原则和精神的情况下，可对这些实施例做出改变，本实用新型的范围以权利要求和它们的等同物限定。

应注意，措词“包括”不排除其它元件或步骤，措词“一”或“一个”不排除多个。另外，权利要求的任何元件标号不应理解为限制本实用新型的范围。

Claims (13)

1.一种压力传感器，其特征在于，包括：

壳体(1)，形成有一个用于填充液体的容纳腔(1a)；

膜片(3)，附接到所述壳体(1)的容纳腔(1a)的开口上，用于将外部媒介压力传递给所述容纳腔(1a)中的液体；和

检测模块(100)，适于以单个模块的方式嵌装在所述壳体(1)的容纳腔(1a)中，所述检测模块(100)包括：

LTCC本体(10)，在其顶面和底面上分别形成有第一腔(11)和第二腔(12)，并且在其中集成有导电迹线(10c)；

压力检测芯片(20)，嵌装在所述LTCC本体(10)的第一腔(11)中，用于检测所述容纳腔(1a)中的液体压力；和

信号处理芯片(30)，嵌装在所述LTCC本体(10)的第二腔(12)中，用于对所述压力检测芯片(20)检测到的液体压力信号进行处理，

所述压力检测芯片(20)经由所述LTCC本体(10)中集成的相应的导电迹线(10c)电连接至所述信号处理芯片(30)。

2.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于：

在所述LTCC本体(10)中还集成有无源元件(40)，所述无源元件(40)经由相应的导电迹线(10c)与所述压力检测芯片(20)和所述信号处理芯片(30)电连接。

3.根据权利要求2所述的压力传感器，其特征在于：所述无源元件(40)包括电容。

4.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于：

所述压力传感器还包括外接端子(2)，在所述LTCC本体(10)中还集成有与所述导电迹线(10c)连接的导电通孔(10d)，所述外接端子(2)的一端插入并焊接至所述导电通孔(10d)，从而通过所述导电通孔(10d)与所述检测模块(100)电连接。

5.根据权利要求4所述的压力传感器，其特征在于：

所述外接端子(2)通过烧结玻璃(6)被密封地装配和固定到所述壳体(1)上，并且所述外接端子(2)的另一端从所述壳体(1)中伸出。

6.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于：

在所述LTCC本体(10)的第一腔(11)中形成有台阶(10a)，所述台阶(10a)的表面低于所述LTCC本体(10)的顶面但高于嵌装在所述第一腔(11)中的压力检测芯片(20)的顶面；

在所述台阶(10a)的表面上集成有用于连接所述压力检测芯片(20)的第一焊盘(10b)，所述压力检测芯片(20)通过导线(21)电连接至所述第一焊盘(10b)，从而通过所述第一焊盘(10b)电连接至相应的导电迹线(10c)。

7.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于：

在所述LTCC本体(10)的第二腔(12)的内表面上集成有用于连接所述信号处理芯片(30)的第二焊盘(10f)，所述信号处理芯片(30)以晶片倒装法嵌装在所述第二腔(12)中并焊接至所述第二焊盘(10f)，从而通过所述第二焊盘(10f)电连接至相应的导电迹线(10c)。

8.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于：

在所述LTCC本体(10)的第二腔(12)的侧部形成有排气槽(12a)，所述第二腔(12)通过所述排气槽(12a)与所述容纳腔(1a)连通，使得所述容纳腔(1a)中的液体能够经由所述排气槽(12a)填充到所述第二腔(12)中，以防止在所述第二腔(12)中产生气泡。

9.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于：

所述压力检测芯片(20)的底面通过粘贴的方式被连接和固定到所述LTCC本体(10)的第一腔(11)的底面上。

10.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于：

所述LTCC本体(10)的底面的至少一部分通过粘贴的方式被连接和固定到所述壳体(1)的容纳腔(1a)的底面上。

11.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于：

所述压力传感器还包括焊接环(4)，所述膜片(3)通过所述焊接环(4)被焊接到所述壳体(1)的容纳腔(1a)的开口上。

12.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于：

在所述壳体(1)上形成有液体填充口，在所述LTCC本体(10)上形成有液体填充孔，所述容纳腔(1a)经由所述液体填充孔与所述液体填充口连通，从而可通过所述液体填充口向所述容纳腔(1a)中填充所述液体。

13.根据权利要求12所述的压力传感器，其特征在于：所述压力传感器还包括用于密封所述液体填充口的密封球(5)。

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