CN220602794U - 一种压差传感器 - Google Patents

Abstract

一种压差传感器，其包括：限定一安装腔的外壳，包括壳体和朝下扣合于壳体上的上盖；设置于安装腔内并将安装腔上下隔断为上、下两部分的压力感测组件，第一电路板、第二电路板、第一围框，以及两个压力芯片；其中，第一围框与第一电路板和第二电路板合围形成第一腔，第一围框与第二电路板合围形成两个第二腔；压力芯片通过位于第二腔内的第一电连接件与第二电路板电连接，第二电路板通过位于第一腔内的第一电连接件与第一电路板电连接；安装腔的下部分包括相互隔离并分别与两个第二腔对应连通的第一压力腔和第二压力腔；第一腔和第二腔内填充有第一保护凝胶；其能够将和第一电连接件、第二电连接件及压力芯片保护起来以提高寿命。

Description

一种压差传感器

技术领域

本申请涉及压力传感器技术领域，具体涉及一种压差传感器。

背景技术

压力传感器是用于测量环境或介质的压强的传感器，目前MEMS(微机电系统)由于成本低、体积小而得到了广泛应用，其通过半导体硅的压阻效应来测量压力。其中，硅芯体的中部设置为设膜片状，两侧对硅膜片施加的压力使硅膜片上的掺杂电阻的阻值发生变化，数个电阻连接组成的测量电路输出的电流或电压信号则可通过调理电路进一步处理后对外输出测量结果。当硅芯片内在膜片一侧设置有真空腔时所测压力即为另一侧所施加的压力相对于真空的压力，即绝对压力；当膜片一侧引入大气压力时，所测压力即为相对于大气的压力，即表压；当膜片两侧分别引入其他压力时，所测压力为两侧压力之差，即差压。其中，压力芯体可设置于陶瓷基体或具有特别热膨胀系数的金属基体上，以避免温度膨胀系数不匹配导致的精度降低，甚至应力破坏，而调理电路则设置于与基体固定的印刷电路板上。

在高温、振动等恶劣的工作条件下，压力传感器的压力芯体在温度变化时更容易受到温度应力的破坏而失效。例如，为满足国六排放标准，柴油发动机通常需要设置EGR(废气再循环)回路，此时尾气高温较通常的尾气温度130℃要高出30℃～40℃；此时，印刷电路板的寿命会显著降低。

申请人的一种设想是，将压力芯体安装于陶瓷基板或特别热膨胀系数的金属基板上以降低温度应力的破坏风险，但由于成本和技术的考虑，陶瓷基体或金属基体最好与印刷电路板通过胶水粘接，并在胶水固化后将压力芯体通过金丝邦定于印刷电路板上的焊盘上。但由于粘接使其两者之间固定不够牢靠，有在生产组装或使用时发生位移、误触导致的金丝断裂、脱焊的风险；另一方面，在高温也会导致传感器密封性的下降，导致待测介质(例如高温尾气)更易侵入电子元件所在腔体，进而降低传感器的使用寿命。

本部分中的陈述仅提供与本申请相关的背景信息并且可以不构成现有技术。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本申请提供了一种压差传感器，以在保护电路的前提下同时能够改善其可制造性。

为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：一种压差传感器，其包括：

限定一安装腔的外壳，包括壳体和朝下扣合于壳体上的上盖；

设置于安装腔内并将安装腔上下隔断为上、下两部分的压力感测组件，包括水平设置的第一电路板、固定于第一电路板下侧表面的第二电路板、朝上固定于第一电路板和第二电路板上的第一围框，以及两个压力芯片；其中，第一围框与第一电路板和第二电路板一起合围形成一个第一腔，第一围框与第二电路板合围形成两个第二腔，两个压力芯片一一对应地设置于两个第二腔内；压力芯片通过位于第二腔内的第一电连接件与第二电路板电连接，第二电路板通过位于第一腔内的第一电连接件与第一电路板电连接；安装腔的下部分包括相互隔离并分别与两个第二腔对应连通的第一压力腔和第二压力腔；第一腔和第二腔内填充有第一保护凝胶；其中的一个第二腔位于另一个第二腔与第一腔之间；

用于向第一压力腔内引入第一压力的第一压力管及用于向第二压力腔内引入第二压力的第二压力管。

优选地，第一电路板的长度方向两端边缘相对于第二电路板的长度方向之两端边缘朝外伸出；第一围框在宽度方向上的一侧与第二电路板合围形成两个左右间隔的所述第二腔；第一围框在宽度方向上的另一侧与第一电路板和第二电路板一起合围形成所述第一腔。

优选地，第一围框包括一圈上下延伸且上端之左右一侧粘接于第二电路板上的壁，壁的上端之左右另一侧粘接于第一电路板的左右对应一端边缘相对于第二电路板朝外伸出的部分上。

优选地，第一围框还包括将第一围框与第一电路板及第二电路板之间围成的空间分割成一个第一腔和两个第二腔的两个隔板。

优选地，第一围框还包括固定于壁下端的板，板上开设有一一对应于第一腔和两个第二腔的三个窗口，两个第二腔通过对应的窗口连通至对应的压力腔。

优选地，板朝下固定支撑于一支撑板上，支撑板与壳体固定连接；支撑板上开设有与两个窗口一一对应正对的两个过孔，两个第二腔各通过一个窗口、过孔连通至对应的第一压力腔或第二压力腔。

优选地，上盖包括盖板及由盖板的水平边缘朝下凸伸形成的凸缘，壳体的上端边缘对应形成一圈第一密封槽，第一密封槽的内外两侧对应形成一圈内围壁和一圈外围壁；凸缘对应插设于第一密封槽内，第一密封槽内填充有密封粘接胶。

优选地，凸缘的外壁上朝外凸伸形成的并与外围壁的内壁形成紧配合的多个凸起。

优选地，第一电路板的上表面设有电子元件，电子元件外围设有第二围框，第二围框内填充有第二保护凝胶。

本实用新型的压差传感器，其通过设置第一围框与第一电路板、第二电路板之间围成的一个第一腔和两个第二腔，能够分别将第一电连接件、第二电连接件及压力芯片保护起来，能够提高压力传感器的寿命。

附图说明

图1为本实用新型一优选实施例的压差传感器的爆炸结构示意图；

图2为本实用新型一优选实施例的压差传感器的剖视图；

图3为本实用新型一优选实施例的压力感测组件的剖视图；

图4为本实用新型一优选实施例的压力感测组件的立体图；

图5为本实用新型一优选实施例的上盖的立体图；

图中：100、压差传感器；102、安装部；103、衬套；104、电连接器；1051、第一压力腔；1052、内腔；105、第一压力管；1061、第二压力腔；1062、内腔；106、第二压力管；1071、让位槽口；1072、内围壁；1073、外围壁；107、第一密封槽；1081、第一端；1082、第二端；1083、第三电连接件；108、插针；1091、过孔；109、支撑板；110、壳体；120、压力感测组件；1211、第一电连接部；121、第一电路板；122、第二电路板；1231、壁；1232、板；1233、侧定位部；1234、隔板；123、第一围框；124、压力芯片；1251、第一电连接件；1252、第二电连接件；1271、第一腔；1272、第二腔；128、窗口；1291、第二围框；129、电子元件；130、上盖；131、盖板；132、凸缘；133、凸起；134、钢珠；135、加强筋；136、防呆定位部；

具体实施方式

下面将结合附图对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述。下列的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能解释为对本申请的限制。在以下描述中，相同的标记用于表示相同或等效的元件，并且省略重复的描述。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该本申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

另外，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；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以视具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

还应当进一步理解，在本申请说明书和对应的权利要求书中使用的术语“和/或”是指所列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合。

如图1至图5所示。本实用新型的一优选实施例中，压差传感器100包括由壳体110和朝下扣合于壳体110上的上盖130组成的外壳。壳体110和上盖130共同限定了一安装腔(未标记)。

压力感测组件120设置于安装腔内并将安装腔上下隔断为上、下两部分。压力感测组件120具体包括水平设置的第一电路板121、粘接于第一电路板121下侧表面的第二电路板122、朝上粘接于第一电路板121和第二电路板122下侧表面的第一围框123，以及两个压力芯片124。其中，压力芯片124可以为绝压芯片，绝压芯片的膜片的一侧为真空腔，另一侧为用于接收待测压力的感测面；或者压力芯片124为表压芯片，其一侧为接收相等压力(例如大气压)的第一感测面，另一侧为接收待测压力的第二感测面。

其中，第一电路板121和第二电路板122均可设置为长度方向沿左右设置的矩形，此时可使两个压力芯片124沿左右方向间隔设置，第一电路板121的长度方向两端边缘相对于第二电路板122的长度方向之两端边缘朝外伸出。

第一围框123的左右一侧与第二电路板122合围形成两个左右间隔的第二腔1272，两个压力芯片124一一对应地设置于两个第二腔1272内；第一围框123的左右另一侧与第一电路板121和第二电路板122一起在第一电路板121和第二电路板122的连接处合围形成一个第一腔1271，其中的一个第二腔1272位于另一个第二腔1272与第一腔1271之间。

压力芯片124通过位于第二腔1272内的第一电连接件1251与第二电路板122电连接，第二电路板122通过位于第一腔1271内的第二电连接件1252与第一电路板121电连接；第一腔1271和第二腔1272内填充有第一保护凝胶(未示出)；安装腔的下部分包括相隔离的第一压力腔1051和第二压力腔1061。

本实用新型的压差传感器100还包括用于向第一压力腔1051内引入第一压力的第一压力管105及用于向第二压力腔1061内引入第二压力的第二压力管106，第一压力管105与第二压力管106可与壳体110一体连接。

具体地，第一围框123可包括一圈上下延伸的壁1231，壁1231的上端之左右一侧粘接于第二电路板122上，壁1231的上端之左右另一侧粘接于第一电路板121的左右对应一端边缘相对于第二电路板122朝外伸出的部分上。第一围框123还包括两个隔板1234，以将第一围框123与第一电路板121及第二电路板122之间围成的空间分割成一个第一腔1271和两个第二腔1272。其中，第一围框123还可包括固定于壁1231下端的板1232，板1232上开设有三个窗口128。第一腔1271过其中的一个窗口128连通至第一压力腔1051和内腔1052，第二腔1272通过其中的另一个窗口128连通至第二压力腔1061和内腔1062。

其中，板1232通过粘接胶朝下固定支撑于一大致水平的支撑板109上，支撑板109与壳体110固定连接。支撑板109上开设有与上述两个窗口128一一对应正对的两个过孔1091，两个第二腔1272各通过一个窗口128、过孔1091连通至对应的第一压力腔1051或第二压力腔1061。

在其他的一些实施例中，优选地，上盖130可包括盖板131及由盖板131的水平边缘朝下凸伸形成的凸缘132，壳体110的上端边缘可对应形成一圈第一密封槽107，第一密封槽107的内外两侧对应形成一圈内围壁1072和一圈外围壁1073。凸缘132对应插设于第一密封槽107内，第一密封槽107内的其他部分填充有密封粘接胶。其中，凸缘132的外壁上可朝外凸伸形成多个凸起133，以与外围壁1073的内壁形成紧配合。

其中，壳体110的相对两端可固定连接有电连接器104和安装部102，安装部102上设置安装孔，安装孔内设有衬套103。电连接器104上固定设置有多个插针108，插针108的第一端1081朝内伸入安装腔的上部分内，并与第一电路板121的上表面设置的第一电连接部1211之间通过第三电连接件1083电连接，插针108的第二端1082位于电连接器104内。除压力芯片124外的其他的电子元件129可设置于第一电路板121的上表面，其外围可围设一第二围框1291，第二围框1291内可填充有第二保护凝胶(未示出)。

在其他的一些实施例中，优选地，盖板131的下表面设置有加强筋135，内围壁1072上设置有为加强筋135让位的让位槽口1071。其中，上盖130在一角上还可设置有防呆定位部136，以便于安装时用于防错。盖板131上可开设有钢珠孔，钢珠孔由钢珠134密封。

其中，第二电路板122可以为陶瓷电路板，从而使其更接近压力芯片124的热膨胀系数。第一围框123和第二围框1291可以由塑胶材料制成。第一保护凝胶和第二保护凝胶可以为氟硅凝胶，其可以相同，也可以不同。

本公开内容的范围不是由详细描述限定，而是由权利要求及其等同方案限定，并且在权利要求及其等同方案范围内的所有变型都解释为包含在本公开内容中。

Claims (9)

1.一种压差传感器，其特征在于，包括：

限定一安装腔的外壳，包括壳体(110)和朝下扣合于壳体(110)上的上盖(130)；

设置于安装腔内并将安装腔上下隔断为上、下两部分的压力感测组件(120)，包括水平设置的第一电路板(121)、固定于第一电路板(121)下侧表面的第二电路板(122)、朝上固定于第一电路板(121)和第二电路板(122)上的第一围框(123)及两个压力芯片(124)；其中，第一围框(123)与第一电路板(121)和第二电路板(122)一起合围形成一个第一腔(1271)，第一围框(123)与第二电路板(122)合围形成两个第二腔(1272)，两个压力芯片(124)一一对应地设置于两个第二腔(1272)内；压力芯片(124)通过位于第二腔(1272)内的第一电连接件(1251)与第二电路板(122)电连接，第二电路板(122)通过位于第一腔(1271)内的第一电连接件(1251)与第一电路板(121)电连接；安装腔的下部分包括相互隔离并分别与两个第二腔(1272)对应连通的第一压力腔(1051)和第二压力腔(1061)；第一腔(1271)和第二腔(1272)内填充有第一保护凝胶；其中的一个第二腔(1272)位于另一个第二腔(1272)与第一腔(1271)之间；

用于向第一压力腔(1051)内引入第一压力的第一压力管(105)及用于向第二压力腔(1061)内引入第二压力的第二压力管(106)。

2.根据权利要求1所述的压差传感器，其特征在于，第一电路板(121)的长度方向两端边缘相对于第二电路板(122)的长度方向之两端边缘朝外伸出；第一围框(123)在宽度方向上的一侧与第二电路板(122)合围形成两个左右间隔的所述第二腔(1272)；第一围框(123)在宽度方向上的另一侧与第一电路板(121)和第二电路板(122)一起合围形成所述第一腔(1271)。

3.根据权利要求1所述的压差传感器，其特征在于，第一围框(123)包括一圈上下延伸且上端之左右一侧粘接于第二电路板(122)上的壁(1231)，壁(1231)的上端之左右另一侧粘接于第一电路板(121)的左右对应一端边缘相对于第二电路板(122)朝外伸出的部分上。

4.根据权利要求3所述的压差传感器，其特征在于，第一围框(123)还包括将第一围框(123)与第一电路板(121)及第二电路板(122)之间围成的空间分割成一个第一腔(1271)和两个第二腔(1272)的两个隔板(1234)。

5.根据权利要求3所述的压差传感器，其特征在于，第一围框(123)还包括固定于壁(1231)下端的板(1232)，板(1232)上开设有一一对应于第一腔(1271)和两个第二腔(1272)的三个窗口(128)，两个第二腔(1272)通过对应的窗口(128)连通至对应的压力腔。

6.根据权利要求5所述的压差传感器，其特征在于，板(1232)朝下固定支撑于一支撑板(109)上，支撑板(109)与壳体(110)固定连接；支撑板(109)上开设有与两个上述窗口(128)一一对应正对的两个过孔(1091)，两个第二腔(1272)各通过一个窗口(128)、过孔(1091)连通至对应的第一压力腔(1051)或第二压力腔(1061)。

7.根据权利要求3所述的压差传感器，其特征在于，上盖(130)包括盖板(131)及由盖板(131)的水平边缘朝下凸伸形成的凸缘(132)，壳体(110)的上端边缘对应形成一圈第一密封槽(107)，第一密封槽(107)的内外两侧对应形成一圈内围壁(1072)和一圈外围壁(1073)；凸缘(132)对应插设于第一密封槽(107)内，第一密封槽(107)内填充有密封粘接胶。

8.根据权利要求7所述的压差传感器，其特征在于，凸缘(132)的外壁上朝外凸伸形成的并与外围壁(1073)的内壁形成紧配合的多个凸起(133)。

9.根据权利要求6所述的压差传感器，其特征在于，第一电路板(121)的上表面设有电子元件(129)，电子元件(129)外围设有第二围框(1291)，第二围框(1291)内填充有第二保护凝胶。