CN217006189U - 压力传感器组件及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种压力传感器组件及电子设备。所述压力传感器组件包括基座、壳体以及压电转换结构;所述基座上设置有通孔,所述壳体与所述基座固定连接,所述压电转换结构位于所述基座上且与所述基座电连接;所述压电转换结构包括衬底以及压力感测单元,所述压力感测单元与所述衬底形成背腔,所述背腔与所述通孔相连通以构成压力传递通路,其中,所述压电转换结构、所述基座以及所述壳体构成封闭腔体,所述压力传递通路与外部压力源相连通并且与所述封闭腔体不连通。本申请所公开的技术方案将压电转换结构以及导电引线置于封闭腔体内,从而无需使用凝胶来保护压电转换结构以及导电引线,解决了凝胶成本高且易导致产品不能正常工作的问题。
Description
技术领域
本申请涉及MEMS传感器技术领域,尤其涉及一种压力传感器组件及电子设备。
背景技术
MEMS压力传感器广泛应用于汽车电子、消费电子、工业电子等领域,MEMS压力传感器的压力作用面通常位于MEMS芯片的正面,为了对MEMS芯片进行保护,通常会将凝胶灌封到封装体内,凝胶固化后会形成保护MEMS芯片和键合引线的凝胶体。MEMS压力传感器工作过程中,压力会先作用到凝胶上,再由凝胶将压力传递到MEMS芯片的正面,但是凝胶灌封工艺复杂、繁琐,且需要灌封大量凝胶才能完全覆盖MEMS芯片以及键合引线,同时由于凝胶较软,在大压力冲击作用时,凝胶的快速压缩拉伸会拉扯键合引线,导致键合引线断裂或焊球脱落,对MEMS传感器的电连接造成破坏,从而使MEMS压力传感器失效,产品不能正常工作。
实用新型内容
本申请实施例提供一种压力传感器组件及电子设备,以有效解决现有MEMS压力传感器以MEMS芯片正面为承压面,依靠凝胶体保护MEMS芯片以及键合引线,凝胶体成本高且易导致产品不能正常工作的问题。
根据本申请的一方面,本申请提供一种压力传感器组件,所述压力传感器组件包括基座、壳体以及压电转换结构;
所述基座上设置有在厚度方向上贯通所述基座的通孔,所述壳体与所述基座的一侧固定连接,所述压电转换结构位于所述基座上且与所述基座电连接;
所述压电转换结构包括衬底以及与所述衬底固定连接的压力感测单元,所述压力感测单元与所述衬底共同形成背腔,所述背腔与所述通孔相连通以构成压力传递通路,其中,所述压电转换结构、所述基座以及所述壳体构成封闭腔体,所述压力传递通路与外部压力源相连通并且与所述封闭腔体不连通。
进一步地,所述封闭腔体是真空腔体或者低压腔体。
进一步地,所述封闭腔体是低压腔体,并且所述低压腔体内的压力不超过50Kpa。
进一步地,所述衬底与所述基座通过粘接或焊接的方式固定连接。
进一步地,所述压力感测单元具有凹形腔,所述衬底上设置有在厚度方向上贯通所述衬底的孔道,所述凹形腔和所述孔道相连通以共同形成所述背腔。
进一步地,所述压力感测单元具有压敏硅膜结构及所述压敏硅膜结构上的感应电路,所述压敏硅膜结构悬置在所述孔道的上方并与所述孔道相对,以接收来自所述压力传递通路的压力。
进一步地,所述衬底靠近所述基座的一侧设置有第一金属层,所述基座朝向所述衬底的一侧设置有与所述第一金属层对应的第二金属层,所述衬底与所述基座通过所述第一金属层与所述第二金属层共晶焊接的方式固定连接。
进一步地,所述第一金属层和/或所述第二金属层的材质是金、或锡、或铟、或银、或锗中的一种或几种。
进一步地,所述基座与所述衬底固定连接的一侧上设置有至少一个引线焊盘,所述压力感测单元与所述至少一个引线焊盘中的一个通过导电引线电连接,其中,所述导电引线位于所述封闭腔体内。
进一步地,所述压力传感器组件还包括设置在所述基座上且位于所述封闭腔体内的信号处理部件,并且所述基座与所述衬底固定连接的一侧上设置有至少一个引线焊盘,所述信号处理部件分别通过导电引线与所述压力感测单元以及所述至少一个引线焊盘中的一个电连接,其中,所述导电引线位于所述封闭腔体内。
进一步地,所述壳体与所述基座通过粘接或焊接的方式固定连接。
进一步地,所述压力传递通路内填充有凝胶状填充物,所述凝胶状填充物至少与所述压敏硅膜结构的一部分直接接触,以将所述外部压力源的压力传递至所述压敏硅膜结构上。
根据本申请的另一方面,本申请还提供了一种电子设备,所述电子设备包括本申请任一实施例所述的压力传感器组件。
本申请的优点在于,通过压电转换结构、基座以及壳体构成封闭腔体,将压电转换结构以及导电引线置于封闭腔体内,从而无需使用工艺复杂的凝胶覆盖压电转换结构以及导电引线,壳体也可以对压电转换结构以及导电引线起到保护作用,成本大大降低,解决了凝胶在压力冲击作用下易变形,进而易对压电转换结构以及导电引线造成破坏,导致产品不能正常工作的问题;同时将压力感测单元形成背腔的一侧作为承压面,使压力感测单元可以直接用于液体的压力检测,增大了产品的使用范围。此外,通过凝胶状填充物对压敏硅膜结构的承压面形成保护,提高产品的防水性能,避免压力感测单元受到流体冲击而脱落或者破坏,保证产品工作的可靠性,同时也避免压力感测单元被流体腐蚀。
附图说明
下面结合附图,通过对本申请的具体实施方式详细描述,将使本申请的技术方案及其它有益效果显而易见。
图1为本实用新型一个实施例提供的压力传感器组件的结构示意图;
图2为本实用新型另一实施例提供的压力传感器组件的结构示意图;
图3为本实用新型另一实施例提供的压力传感器组件的结构示意图;
图4为本实用新型另一实施例提供的压力传感器组件的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域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,都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接或可以相互通讯;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
本申请至少一实施例提供一种压力传感器组件,该压力传感器组件包括基座、壳体以及压电转换结构;
所述基座上设置有在厚度方向上贯通所述基座的通孔,所述壳体与所述基座的一侧固定连接,所述压电转换结构位于所述基座上且与所述基座电连接;
所述压电转换结构包括衬底以及与所述衬底固定连接的压力感测单元,所述压力感测单元与所述衬底共同形成背腔,所述背腔与所述通孔相连通以构成压力传递通路,其中,所述压电转换结构、所述基座以及所述壳体构成封闭腔体,所述压力传递通路与外部压力源相连通并且与所述封闭腔体不连通。
由上可见,通过压电转换结构、基座以及壳体构成封闭腔体,将压力感测单元置于封闭腔体内,从而无需使用工艺复杂的凝胶覆盖压力感测单元,壳体也可以对压力感测单元起到保护作用,成本大大降低,解决了凝胶在压力冲击作用下易变形,进而影响压力感测单元的可靠性,导致产品不能正常工作的问题;同时将压力感测单元形成背腔的一侧作为承压面,使压力感测单元可以直接用于液体的压力检测,增大了产品的使用范围。
图1是本申请一个实施例提供的压力传感器组件的结构示意图。
如图1所示,压力传感器组件包括基座10、壳体20以及压电转换结构30;
基座10上设置有在厚度方向上贯通基座10的通孔101,壳体20与基座10的一侧固定连接,压电转换结构30位于基座10上且与基座10电连接;
压电转换结构30包括衬底301以及与衬底301固定连接的压力感测单元302,压力感测单元302与衬底301共同形成背腔303,背腔303与通孔101相连通以构成压力传递通路50,其中,压电转换结构30、基座10以及壳体20构成封闭腔体40,压力传递通路50与外部压力源相连通并且与封闭腔体40不连通。需要说明的是,压力感测单元302通过靠近背腔303的一侧作为承压面,所以压力感测单元302可以与流体直接接触而感测压力,压力感测单元302可以是MEMS压力传感器芯片,本申请对此不作限制。还需要说明的是,衬底301可以是玻璃材质。
在本实施例中,封闭腔体40是真空腔体或者低压腔体。示例性地,在本实施例中,封闭腔体40是低压腔体,并且低压腔体内的压力不超过50Kpa。通过真空腔体或者低压腔体作为压力感测单元302感测外部压力源时的参考腔,使压力感测单元302实现绝压压力传感功能,可靠性与方便性大大提高。
在本实施例中,衬底301与基座10通过粘接的方式固定连接。
在本实施例中,压力感测单元302具有凹形腔3021,衬底301上设置有在厚度方向上贯通衬底301的孔道3011,凹形腔3021和孔道3011相连通以共同形成背腔303。
在本实施例中,压力感测单元302具有压敏硅膜结构及压敏硅膜结构上的感应电路,压敏硅膜结构悬置在孔道3011的上方并与孔道3011相对,以接收来自压力传递通路50的压力。需要说明的是,压敏硅膜结构及其上的感应电路能够在压力作用下发生弹性变形且将弹性变形转换为电信号。
在本实施例中,基座10与衬底301固定连接的一侧上设置有至少一个引线焊盘60,压力感测单元302与至少一个引线焊盘60中的一个通过导电引线70电连接,其中,所述导电引线70位于封闭腔体40内。例如,在本实施例中,基座10与衬底301固定连接的一侧上设置有两个引线焊盘60,两个引线焊盘60分别位于压电转换结构30的两侧。通过将导电引线70设置在封闭腔体40内,可以更好地保护导电引线70,避免导电引线70受到破坏,影响产品的可靠性以及正常工作。
例如,外部压力源通过压力传递通路50进入,外部压力源作用在压敏硅膜结构上,压敏硅膜结构及其上的感应电路在外部压力源的作用下发生弹性变形且将弹性变形转换为电信号,通过导电引线70将该电信号传送给位于封闭腔体40外部的信号处理部件305,信号处理部件305可以是ASIC芯片,对电信号进行放大、滤波、整形等处理。
在本实施例中,壳体20与基座10通过粘接的方式固定连接。需要说明的是,壳体20的材质可以是金属、或塑料,本申请不作限制,金属材质的壳体20具有抗腐蚀、电磁屏蔽的作用,提高产品的强度,能进一步保护产品。通过壳体20与基座10的固定连接为流体的压力测量提供保障,在压力感测单元302破裂或者压力感测单元302与基座10的连接被破坏等极端情况下,流体会直接溢流到壳体20内,而不会泄露到外部环境中,从而避免对外部环境造成污染或浪费。
由上可见,通过压电转换结构、基座以及壳体构成封闭腔体,将压力感测单元以及导电引线置于封闭腔体内,从而无需使用工艺复杂的凝胶覆盖压力感测单元以及导电引线,壳体也可以对压力感测单元以及导电引线起到保护作用,成本大大降低,解决了凝胶在压力冲击作用下易变形,进而易对压力感测单元以及导电引线造成破坏,导致产品不能正常工作的问题;同时将压力感测单元形成背腔的一侧作为承压面,使压力感测单元可以直接用于液体的压力检测,增大了产品的使用范围。
图2是本申请另一实施例提供的压力传感器组件的结构示意图。
如图2所示,压力传感器组件包括基座10、壳体20以及压电转换结构30;
基座10上设置有在厚度方向上贯通基座10的通孔101,壳体20与基座10的一侧固定连接,压电转换结构30位于基座10上且与基座10电连接;
压电转换结构30包括衬底301以及与衬底301固定连接的压力感测单元302,压力感测单元302与衬底301共同形成背腔303,背腔303与通孔101相连通以构成压力传递通路50,其中,压电转换结构30、基座10以及壳体20构成封闭腔体40,压力传递通路50与外部压力源相连通并且与封闭腔体40不连通。需要说明的是,压力感测单元302通过靠近背腔303的一侧作为承压面,所以压力感测单元302可以与流体直接接触而感测压力,压力感测单元302可以是MEMS压力传感器芯片,本申请对此不作限制。还需要说明的是,衬底301可以是玻璃材质。
在本实施例中,封闭腔体40是真空腔体或者低压腔体。示例性地,在本实施例中,封闭腔体40是低压腔体,并且低压腔体内的压力不超过50Kpa。通过真空腔体或者低压腔体作为压力感测单元302感测外部压力源时的参考腔,使压力感测单元302实现绝压压力传感功能,可靠性与方便性大大提高。
在本实施例中,衬底301与基座10通过焊接的方式固定连接。示例性地,在本实施例中,衬底301靠近基座10的一侧设置有第一金属层304,基座10朝向衬底301的一侧设置有与第一金属层304对应的第二金属层102,衬底301与基座10通过第一金属层304与第二金属层102共晶焊接的方式固定连接。示例性地,在本实施例中,第一金属层304和/或第二金属层102的材质是金、或锡、或铟、或银、或锗中的一种或几种。通过共晶焊接增加焊接强度,增加压力感测单元302与基座10连接的可靠性,减小压力感测单元302与基座10连接破坏的可能性,为流体的压力测量提供保障。
在本实施例中,压力感测单元302具有凹形腔3021,衬底301上设置有在厚度方向上贯通衬底301的孔道3011,凹形腔3021和孔道3011相连通以共同形成背腔303。
在本实施例中,压力感测单元302具有压敏硅膜结构及压敏硅膜结构上的感应电路,压敏硅膜结构悬置在孔道3011的上方并与孔道3011相对,以接收来自压力传递通路50的压力。需要说明的是,压敏硅膜结构及其上的感应电路能够在压力作用下发生弹性变形且将弹性变形转换为电信号。
在本实施例中,基座10与衬底301固定连接的一侧上设置有至少一个引线焊盘60,压力感测单元302与至少一个引线焊盘60中的一个通过导电引线70电连接,其中,所述导电引线70位于封闭腔体40内。例如,在本实施例中,基座10与衬底301固定连接的一侧上设置有两个引线焊盘60,两个引线焊盘60分别位于压电转换结构30的两侧。通过将导电引线70设置在封闭腔体40内,可以更好地保护导电引线70,避免导电引线70受到破坏,影响产品的可靠性以及正常工作。
在本实施例中,壳体20与基座10通过粘接的方式固定连接。需要说明的是,壳体20的材质可以是金属、或塑料,本申请不作限制,金属材质的壳体20具有抗腐蚀、电磁屏蔽的作用,提高产品的强度,能进一步保护产品。通过壳体20与基座10的固定连接为流体的压力测量提供保障,在压力感测单元302破裂或者压力感测单元302与基座10的连接被破坏等极端情况下,流体会直接溢流到壳体20内,而不会泄露到外部环境中,从而避免对外部环境造成污染或浪费。
在本实施例中,压力传递通路50内填充有凝胶状填充物80,凝胶状填充物80至少与压敏硅膜结构的一部分直接接触,以将外部压力源的压力传递至压敏硅膜结构上。通过凝胶状填充物80对压敏硅膜结构的承压面形成保护,提高产品的防水性能,避免压力感测单元302受到流体冲击而脱落或者破坏,保证产品工作的可靠性,同时也避免压力感测单元302被流体腐蚀。
例如,外部压力源通过压力传递通路50进入,外部压力源作用在凝胶状填充物80上,凝胶状填充物80将外部压力源的压力传送到压敏硅膜结构上,压敏硅膜结构及其上的感应电路在压力作用下发生弹性变形且将弹性变形转换为电信号,通过导电引线70将该电信号传送给位于封闭腔体40外部的信号处理部件305,信号处理部件305可以是ASIC芯片,对电信号进行放大、滤波、整形等处理。
由上可见,通过压电转换结构、基座以及壳体构成封闭腔体,将压力感测单元以及导电引线置于封闭腔体内,从而无需使用工艺复杂的凝胶覆盖压力感测单元以及导电引线,壳体也可以对压力感测单元以及导电引线起到保护作用,成本大大降低,解决了凝胶在压力冲击作用下易变形,进而易对压力感测单元以及导电引线造成破坏,导致产品不能正常工作的问题;同时将压力感测单元形成背腔的一侧作为承压面,使压力感测单元可以直接用于液体的压力检测,增大了产品的使用范围。此外,通过凝胶状填充物对压敏硅膜结构的承压面形成保护,提高产品的防水性能,避免压力感测单元受到流体冲击而脱落或者破坏,保证产品工作的可靠性,同时也避免压力感测单元被流体腐蚀。
图3是本申请另一实施例提供的压力传感器组件的结构示意图。
如图3所示,压力传感器组件包括基座10、壳体20以及压电转换结构30;
基座10上设置有在厚度方向上贯通基座10的通孔101,壳体20与基座10的一侧固定连接,压电转换结构30位于基座10上且与基座10电连接;
压电转换结构30包括衬底301以及与衬底301固定连接的压力感测单元302,压力感测单元302与衬底301共同形成背腔303,背腔303与通孔101相连通以构成压力传递通路50,其中,压电转换结构30、基座10以及壳体20构成封闭腔体40,压力传递通路50与外部压力源相连通并且与封闭腔体40不连通。需要说明的是,压力感测单元302通过靠近背腔303的一侧作为承压面,所以压力感测单元302可以与流体直接接触而感测压力,压力感测单元302可以是MEMS压力传感器芯片,本申请对此不作限制。还需要说明的是,衬底301可以是玻璃材质。
在本实施例中,封闭腔体40是真空腔体或者低压腔体。例如,在本实施例中,封闭腔体40是真空腔体。通过真空腔体或者低压腔体作为压力感测单元302感测外部压力源时的参考腔,使压力感测单元302实现绝压压力传感功能,可靠性与方便性大大提高。
在本实施例中,衬底301与基座10通过焊接的方式固定连接。示例性地,在本实施例中,衬底301靠近基座10的一侧设置有第一金属层304,基座10朝向衬底301的一侧设置有与第一金属层304对应的第二金属层102,衬底301与基座10通过第一金属层304与第二金属层102共晶焊接的方式固定连接。示例性地,在本实施例中,第一金属层304和/或第二金属层102的材质是金、或锡、或铟、或银、或锗中的一种或几种。通过共晶焊接增加焊接强度,增加压力感测单元302与基座10连接的可靠性,减小压力感测单元302与基座10连接破坏的可能性,为流体的压力测量提供保障。
在本实施例中,压力感测单元302具有凹形腔3021,衬底301上设置有在厚度方向上贯通衬底301的孔道3011,凹形腔3021和孔道3011相连通以共同形成背腔303。
在本实施例中,压力感测单元302具有压敏硅膜结构及压敏硅膜结构上的感应电路,压敏硅膜结构悬置在孔道3011的上方并与孔道3011相对,以接收来自压力传递通路50的压力。需要说明的是,压敏硅膜结构及其上的感应电路能够在压力作用下发生弹性变形且将弹性变形转换为电信号。
在本实施例中,压力传感器组件还包括设置在基座10上且位于封闭腔体40内的信号处理部件305,并且基座10与衬底301固定连接的一侧上设置有至少一个引线焊盘60,信号处理部件305分别通过导电引线70与压力感测单元302以及至少一个引线焊盘60中的一个电连接,其中,导电引线70位于封闭腔体40内。例如,在本实施例中,基座10与衬底301固定连接的一侧上设置有两个引线焊盘60,两个引线焊盘60分别位于压电转换结构30的两侧。通过将导电引线70以及信号处理部件305设置在封闭腔体40内,可以保护导电引线70以及信号处理部件305,避免导电引线70以及信号处理部件305受到破坏,影响产品的可靠性以及正常工作。需要说明的是,信号处理部件305可以是ASIC芯片,对电信号进行放大、滤波、整形等处理,本申请对此不作限制。
在本实施例中,壳体20与基座10通过粘接的方式固定连接。需要说明的是,壳体20的材质可以是金属、或塑料,本申请不作限制。金属材质的壳体20具有抗腐蚀、电磁屏蔽的作用,提高产品的强度,能进一步保护产品。通过壳体20与基座10的固定连接为流体的压力测量提供保障,在压力感测单元302破裂或者压力感测单元302与基座10的连接被破坏等极端情况下,流体会直接溢流到壳体20内,而不会泄露到外部环境中,从而避免对外部环境造成污染或浪费。
例如,外部压力源通过压力传递通路50进入,外部压力源作用在压敏硅膜结构上,压敏硅膜结构及其上的感应电路在外部压力源的作用下发生弹性变形且将弹性变形转换为电信号,通过导电引线70将该电信号传送给位于封闭腔体40外部的信号处理部件305,信号处理部件305对电信号进行处理并将处理后的电信号传送给外部。
由上可见,通过压电转换结构、基座以及壳体构成封闭腔体,将压电转换结构以及导电引线置于封闭腔体内,从而无需使用工艺复杂的凝胶覆盖压电转换结构以及导电引线,壳体也可以对压电转换结构以及导电引线起到保护作用,成本大大降低,解决了凝胶在压力冲击作用下易变形,进而易对压电转换结构以及导电引线造成破坏,导致产品不能正常工作的问题;同时将压力感测单元形成背腔的一侧作为承压面,使压力感测单元可以直接用于液体的压力检测,增大了产品的使用范围。
图4是本申请另一实施例提供的压力传感器组件的结构示意图。
如图4所示,压力传感器组件包括基座10、壳体20以及压电转换结构30;
基座10上设置有在厚度方向上贯通基座10的通孔101,壳体20与基座10的一侧固定连接,压电转换结构30位于基座10上且与基座10电连接;
压电转换结构30包括衬底301以及与衬底301固定连接的压力感测单元302,压力感测单元302与衬底301共同形成背腔303,背腔303与通孔101相连通以构成压力传递通路50,其中,压电转换结构30、基座10以及壳体20构成封闭腔体40,压力传递通路50与外部压力源相连通并且与封闭腔体40不连通。需要说明的是,压力感测单元302通过靠近背腔303的一侧作为承压面,所以压力感测单元302可以与流体直接接触而感测压力,压力感测单元302可以是MEMS压力传感器芯片,本申请对此不作限制。还需要说明的是,衬底301可以是玻璃材质。
在本实施例中,封闭腔体40是真空腔体或者低压腔体。例如,在本实施例中,封闭腔体40是真空腔体。通过真空腔体或者低压腔体作为压力感测单元302感测外部压力源时的参考腔,使压力感测单元302实现绝压压力传感功能,可靠性与方便性大大提高。
在本实施例中,衬底301与基座10通过焊接的方式固定连接。示例性地,在本实施例中,衬底301靠近基座10的一侧设置有第一金属层304,基座10朝向衬底301的一侧设置有与第一金属层304对应的第二金属层102,衬底301与基座10通过第一金属层304与第二金属层102共晶焊接的方式固定连接。示例性地,在本实施例中,第一金属层304和/或第二金属层102的材质是金、或锡、或铟、或银、或锗中的一种或几种。通过共晶焊接增加焊接强度,增加压力感测单元302与基座10连接的可靠性,减小压力感测单元302与基座10连接破坏的可能性,为流体的压力测量提供保障。
在本实施例中,压力感测单元302具有凹形腔3021,衬底301上设置有在厚度方向上贯通衬底301的孔道3011,凹形腔3021和孔道3011相连通以共同形成背腔303。
在本实施例中,压力感测单元302具有压敏硅膜结构及压敏硅膜结构上的感应电路,压敏硅膜结构悬置在孔道3011的上方并与孔道3011相对,以接收来自压力传递通路50的压力。需要说明的是,压敏硅膜结构及其上的感应电路能够在压力作用下发生弹性变形且将弹性变形转换为电信号。
在本实施例中,压力传感器组件还包括设置在基座10上且位于封闭腔体40内的信号处理部件305,并且基座10与衬底301固定连接的一侧上设置有至少一个引线焊盘60,信号处理部件305分别通过导电引线70与压力感测单元302以及至少一个引线焊盘60中的一个电连接,其中,导电引线70位于封闭腔体40内。例如,在本实施例中,基座10与衬底301固定连接的一侧上设置有两个引线焊盘60,两个引线焊盘60分别位于压电转换结构30的两侧。通过将导电引线70以及信号处理部件305设置在封闭腔体40内,可以保护导电引线70以及信号处理部件305,避免导电引线70以及信号处理部件305受到破坏,影响产品的可靠性以及正常工作。需要说明的是,信号处理部件305可以是ASIC芯片,对电信号进行放大、滤波、整形等处理,本申请对此不作限制。
在本实施例中,壳体20与基座10通过粘接的方式固定连接。需要说明的是,壳体20的材质可以是金属、或塑料,本申请不作限制。金属材质的壳体20具有抗腐蚀、电磁屏蔽的作用,提高产品的强度,能进一步保护产品。通过壳体20与基座10的固定连接为流体的压力测量提供保障,在压力感测单元302破裂或者压力感测单元302与基座10的连接被破坏等极端情况下,流体会直接溢流到壳体20内,而不会泄露到外部环境中,从而避免对外部环境造成污染或浪费。
在本实施例中,压力传递通路50内填充有凝胶状填充物80,凝胶状填充物80至少与压敏硅膜结构的一部分直接接触,以将外部压力源的压力传递至压敏硅膜结构上。通过凝胶状填充物80对压敏硅膜结构的承压面形成保护,提高产品的防水性能,避免压力感测单元302受到流体冲击而脱落或者破坏,保证产品工作的可靠性,同时也避免压力感测单元302被流体腐蚀。
例如,外部压力源通过压力传递通路50进入,外部压力源作用在凝胶状填充物80上,凝胶状填充物80将外部压力源的压力传送到压敏硅膜结构上,压敏硅膜结构及其上的感应电路在压力作用下发生弹性变形且将弹性变形转换为电信号,通过导电引线70将该电信号传送给位于封闭腔体40外部的信号处理部件305,信号处理部件305对电信号进行处理并将处理后的电信号传送给外部。
由上可见,通过压电转换结构、基座以及壳体构成封闭腔体,将压电转换结构以及导电引线置于封闭腔体内,从而无需使用工艺复杂的凝胶覆盖压电转换结构以及导电引线,壳体也可以对压电转换结构以及导电引线起到保护作用,成本大大降低,解决了凝胶在压力冲击作用下易变形,进而易对压电转换结构以及导电引线造成破坏,导致产品不能正常工作的问题;同时将压力感测单元形成背腔的一侧作为承压面,使压力感测单元可以直接用于液体的压力检测,增大了产品的使用范围。此外,通过凝胶状填充物对压敏硅膜结构的承压面形成保护,提高产品的防水性能,避免压力感测单元受到流体冲击而脱落或者破坏,保证产品工作的可靠性,同时也避免压力感测单元被流体腐蚀。
本申请至少一实施例还提供一种电子设备,该电子设备包括本申请任一实施例所述的压力传感器组件。例如,所述电子设备是人工智能终端产品。
在本申请的各个实施例中,如果没有特殊说明以及逻辑冲突,不同的实施例之间的术语或描述具有一致性、且可以相互引用,不同的实施例中的技术特征根据其内在的逻辑关系可以组合形成新的实施例。本申请中,“至少一个”是指一个或者多个,“多个”是指两个或两个以上。
可以理解的是,在本申请的实施例中涉及的各种数字编号仅为描述方便进行的区分,并不用来限制本申请的实施例的范围。以上对本申请实施例所提供的压力传感器组件进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本申请的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本申请的限制。
Claims (13)
1.一种压力传感器组件,其特征在于,所述压力传感器组件包括基座、壳体以及压电转换结构;
所述基座上设置有在厚度方向上贯通所述基座的通孔,所述壳体与所述基座的一侧固定连接,所述压电转换结构位于所述基座上且与所述基座电连接;
所述压电转换结构包括衬底以及与所述衬底固定连接的压力感测单元,所述压力感测单元与所述衬底共同形成背腔,所述背腔与所述通孔相连通以构成压力传递通路,其中,所述压电转换结构、所述基座以及壳体构成封闭腔体,所述压力传递通路与外部压力源相连通并且与所述封闭腔体不连通。
2.根据权利要求1所述的压力传感器组件,其特征在于,所述封闭腔体是真空腔体或者低压腔体。
3.根据权利要求2所述的压力传感器组件,其特征在于,所述封闭腔体是低压腔体,并且所述低压腔体内的压力不超过50Kpa。
4.根据权利要求1所述的压力传感器组件,其特征在于,所述衬底与所述基座通过粘接或焊接的方式固定连接。
5.根据权利要求1所述的压力传感器组件,其特征在于,所述压力感测单元具有凹形腔,所述衬底上设置有在厚度方向上贯通所述衬底的孔道,所述凹形腔和所述孔道相连通以共同形成所述背腔。
6.根据权利要求5所述的压力传感器组件,其特征在于,所述压力感测单元具有压敏硅膜结构及所述压敏硅膜结构上的感应电路,所述压敏硅膜结构悬置在所述孔道的上方并与所述孔道相对,以接收来自所述压力传递通路的压力。
7.根据权利要求4所述的压力传感器组件,其特征在于,所述衬底靠近所述基座的一侧设置有第一金属层,所述基座朝向所述衬底的一侧设置有与所述第一金属层对应的第二金属层,所述衬底与所述基座通过所述第一金属层与所述第二金属层共晶焊接的方式固定连接。
8.根据权利要求7所述的压力传感器组件,其特征在于,所述第一金属层和/或所述第二金属层的材质是金、或锡、或铟、或银、或锗中的一种或几种。
9.根据权利要求1所述的压力传感器组件,其特征在于,所述基座与所述衬底固定连接的一侧上设置有至少一个引线焊盘,所述压力感测单元与所述至少一个引线焊盘中的一个通过导电引线电连接,其中,所述导电引线位于所述封闭腔体内。
10.根据权利要求1所述的压力传感器组件,其特征在于,所述压力传感器组件还包括设置在所述基座上且位于所述封闭腔体内的信号处理部件,并且所述基座与所述衬底固定连接的一侧上设置有至少一个引线焊盘,所述信号处理部件分别通过导电引线与所述压力感测单元以及所述至少一个引线焊盘中的一个电连接,其中,所述导电引线位于所述封闭腔体内。
11.根据权利要求1所述的压力传感器组件,其特征在于,所述壳体与所述基座通过粘接或焊接的方式固定连接。
12.根据权利要求6所述的压力传感器组件,其特征在于,所述压力传递通路内填充有凝胶状填充物,所述凝胶状填充物至少与所述压敏硅膜结构的一部分直接接触,以将所述外部压力源的压力传递至所述压敏硅膜结构上。
13.一种电子设备,其特征在于,包括如权利要求1-12中任一项所述的压力传感器组件。
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