CN216846688U - 一种压力传感器封装结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及MEMS压力传感器技术领域，具体公开了一种压力传感器封装结构，包括金属外壳和上盖，所述上盖盖合在所述金属外壳上，所述金属外壳和上盖形成的容置腔内设置有金属烧结座、PCBA板、MEMS芯片以及金属排针，其中，所述金属外壳内部在激光焊接区域通过焊接固定有所述金属烧结座，所述金属烧结座上分别设置有所述PCBA板和MEMS芯片，所述PCBA板和所述MEMS芯片电连接，所述PCBA板上设置有所述金属排针，所述金属烧结座的内部开设有进气孔，所述进气孔位于所述MEMS芯片的正下方。本实用新型提供的压力传感器封装结构，金属烧结座与金属外壳采用激光焊接在一起，结构可靠，保证无泄漏的情况，不会引起产品失效。

Description

一种压力传感器封装结构

技术领域

本实用新型涉及MEMS压力传感器技术领域，更具体地，涉及一种压力传感器封装结构。

背景技术

一般传感器封装采用O型圈方式来做密封，由于传统的传感器模块在使用过程中，尤其在高低温（-40℃~120℃）工作的情况下，O型圈在高低温下容易变形和开裂的情况，会引起在O型圈处的密封面接触不良，从而引起漏气的情况，影响产品的性能，另外在在腐蚀性气体、液体、油、盐酸轻工化学环境等更为恶劣的工作环境中，O型圈会被腐蚀的风险，从而引起产品失效。

发明内容

针对现有技术中存在的上述弊端，本实用新型提供了一种压力传感器封装结构，金属烧结座与金属外壳采用激光焊接在一起，结构可靠，保证无泄漏的情况，不会引起产品失效。

作为本实用新型的第一个方面，提供一种压力传感器封装结构，包括金属外壳和上盖，所述上盖盖合在所述金属外壳上，所述金属外壳和上盖形成的容置腔内设置有金属烧结座、PCBA板、MEMS芯片以及金属排针，其中，所述金属外壳内部在激光焊接区域通过焊接固定有所述金属烧结座，所述金属烧结座上分别设置有所述PCBA板和MEMS芯片，所述PCBA板和所述MEMS芯片电连接，所述PCBA板上设置有所述金属排针，所述金属烧结座的内部开设有进气孔，所述进气孔位于所述MEMS芯片的正下方。

进一步地，所述PCBA板设置在所述MEMS芯片的外围。

进一步地，所述PCBA板和所述MEMS芯片通过信号线电连接。

进一步地，所述PCBA板上设置有PCBA板打线焊盘，所述MEMS芯片上设置有MEMS芯片焊盘，所述MEMS芯片焊盘和所述PCBA板打线焊盘通过所述信号线电连接。

进一步地，所述信号线为金线或者合金线。

进一步地，所述金属烧结座的底部还设置有热敏电阻，所述热敏电阻用于检测从压力进气方向进入液体的温度。

进一步地，所述热敏电阻的底端设置有热敏电阻保护套，所述热敏电阻保护套用来保护所述热敏电阻。

进一步地，所述MEMS芯片通过胶水固定在所述金属烧结座上面。

进一步地，所述上盖为塑料盖。

进一步地，所述金属外壳的外表面为凹形结构。

本实用新型提供的压力传感器封装结构具有以下优点：金属烧结座与金属外壳用激光焊接密封，消除传统O型密封圈在使用过程中被腐蚀，可以很好的与外部环境隔离，保护内部的元器件，芯体采用背部承压，且应用领域可在腐蚀性气体、液体、油、盐酸轻工化学环境等更为恶劣的工作环境中。具有尺寸小、稳定性好、可靠性高、应用范围广等优点。

附图说明

附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。

图1为本实用新型提供的压力传感器封装结构的剖面图。

图2为本实用新型提供的压力传感器封装结构的俯视图。

图3为图2中A处的放大图。

附图标记说明：1-热敏电阻；2-热敏电阻保护套；3-金属外壳；4-金属烧结座；5-PCBA板；6-MEMS芯片；7-上盖；8-压力进气方向；9-金属排针；10-激光焊接区域；11-信号线；12-PCBA板打线焊盘；13-MEMS芯片焊盘。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的压力传感器封装结构其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。显然，所描述的实施例为本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包括，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本实用新型的解释中，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，除非是特殊标明。例如，连接可以是固定连接，也可以是通过特殊的接口连接，也可以是中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实施例中提供了一种压力传感器封装结构，如图1-3所示，所述压力传感器封装结构，包括金属外壳3和上盖7，所述上盖7盖合在所述金属外壳3上，所述金属外壳3和上盖7形成的容置腔内设置有金属烧结座4、PCBA板5、MEMS芯片6以及金属排针9，其中，所述金属外壳3内部在激光焊接区域10通过焊接固定有所述金属烧结座4，所述金属烧结座4上分别设置有所述PCBA板5和MEMS芯片6，所述PCBA板5和所述MEMS芯片6电连接，所述PCBA板5上设置有所述金属排针9，所述金属烧结座4的内部开设有进气孔，所述进气孔位于所述MEMS芯片6的正下方。

优选地，所述PCBA板5设置在所述MEMS芯片6的外围。

优选地，所述PCBA板5和所述MEMS芯片6通过信号线11电连接。

优选地，如图2-3所示，所述PCBA板5上设置有PCBA板打线焊盘12，所述MEMS芯片6上设置有MEMS芯片焊盘13，所述MEMS芯片焊盘13和所述PCBA板打线焊盘12通过所述信号线11电连接。

具体地，通过专用设备使MEMS芯片焊盘13与PCBA板打线焊盘12通过信号线11在所述PCBA板打线焊盘12处形成焊接，从而进行信号的传输，产品结构布置更简单，信号更稳定。

优选地，所述信号线11为金线或者合金线。

优选地，所述金属烧结座4的底部还设置有热敏电阻1，所述热敏电阻1用于检测从压力进气方向8进入液体的温度。

优选地，所述热敏电阻1的底端设置有热敏电阻保护套2，所述热敏电阻保护套2用来保护所述热敏电阻1。

优选地，所述MEMS芯片6通过胶水固定在所述金属烧结座4上面。

优选地，所述上盖7为塑料盖，用来保护PCBA板5免受到外部灰尘或者环境影响。

优选地，所述金属外壳3的外表面为凹形结构。

本实用新型提供的压力传感器封装结构，采用金属烧结座4做为承载基底，上面布置PCBA板5，用于压力输出信号的传输与处理，当作用力沿着底部压力进气方向8进入进气孔，通过进气孔进入到传感器内部时，首先接触到的是金属烧结座4，由于金属烧结座4与金属外壳3在激光焊接区域10位置进行激光焊接，且金属烧结座4与金属外壳3内部配合尺寸控制在0.02~0.03毫米，焊接能量从金属外壳3传输到金属烧结座4，由于是圆周焊接，可使金属烧结座4紧紧的焊接在金属外壳3上面，金属烧结座4周围无泄漏的风险，且金属外壳3外表面采用凹形的结构设计，可使焊接能量更集中，结构更稳定，作用力通过进气孔传输到MEMS芯片6，所述MEMS芯片6受力发生变化，产生压力信号，所述PCBA板5与MEMS芯片6配合使用，完成压力信号的ADC转化并实现放大，由金属排针9将放大后的压力电信号传输给外部。

需要说明的是，进气孔位于MEMS芯片6正下方，确保当作用力沿压力进气方向8作用时，MEMS芯片6背腔受力，PCBA板5更好地处理信号。

本实用新型提供的焊接密封方案可替代传统MEMS压力传感器的O型圈密封方案，当把金属烧结座4放入带有自定位的金属外壳3中时，外围只需加一道焊接工序，降低生产成本，使产品结构紧凑，金属烧结座4与金属外壳3紧紧焊接住，既能保证MEMS芯片6不受外围压力信号的影响，且可加承受大压力的情况，如：5~10MPa。压力进气方向8作用在金属烧结座4上（而传统是陶瓷基座），产品更可靠，系统更稳定，成本更省，同时可降低传感器模块成本和可制造装配成本，同时可实现大规模化自动化生产。

本实用新型提供的压力传感器封装结构，采用外部激光焊接金属烧结座4，可保证焊接时的熔深、熔幅的宽度，当压力信号从底部压力进气方向8进入时，此时金属烧结座4与金属外壳3采用激光焊接在一起，结构可靠，系统保证无泄漏的情况，且信号直接由金属烧结座4的进气孔传导到MEMS芯片6上面，加上外围调理电路的作用，可实现压力传感器信号的放大及调理，完成整个传感器的信号输出工作。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种压力传感器封装结构，其特征在于，包括金属外壳（3）和上盖（7），所述上盖（7）盖合在所述金属外壳（3）上，所述金属外壳（3）和上盖（7）形成的容置腔内设置有金属烧结座（4）、PCBA板（5）、MEMS芯片（6）以及金属排针（9），其中，所述金属外壳（3）内部在激光焊接区域（10）通过焊接固定有所述金属烧结座（4），所述金属烧结座（4）上分别设置有所述PCBA板（5）和MEMS芯片（6），所述PCBA板（5）和所述MEMS芯片（6）电连接，所述PCBA板（5）上设置有所述金属排针（9），所述金属烧结座（4）的内部开设有进气孔，所述进气孔位于所述MEMS芯片（6）的正下方。

2.如权利要求1所述的压力传感器封装结构，其特征在于，所述PCBA板（5）设置在所述MEMS芯片（6）的外围。

3.如权利要求1所述的压力传感器封装结构，其特征在于，所述PCBA板（5）和所述MEMS芯片（6）通过信号线（11）电连接。

4.如权利要求3所述的压力传感器封装结构，其特征在于，所述PCBA板（5）上设置有PCBA板打线焊盘（12），所述MEMS芯片（6）上设置有MEMS芯片焊盘（13），所述MEMS芯片焊盘（13）和所述PCBA板打线焊盘（12）通过所述信号线（11）电连接。

5.如权利要求3所述的压力传感器封装结构，其特征在于，所述信号线（11）为金线或者合金线。

6.如权利要求1所述的压力传感器封装结构，其特征在于，所述金属烧结座（4）的底部还设置有热敏电阻（1），所述热敏电阻（1）用于检测从压力进气方向（8）进入液体的温度。

7.如权利要求6所述的压力传感器封装结构，其特征在于，所述热敏电阻（1）的底端设置有热敏电阻保护套（2），所述热敏电阻保护套（2）用来保护所述热敏电阻（1）。

8.如权利要求1所述的压力传感器封装结构，其特征在于，所述MEMS芯片（6）通过胶水固定在所述金属烧结座（4）上面。

9.如权利要求1所述的压力传感器封装结构，其特征在于，所述上盖（7）为塑料盖。

10.如权利要求1所述的压力传感器封装结构，其特征在于，所述金属外壳（3）的外表面为凹形结构。

Images