CN220772424U - 一种压力传感器 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种压力传感器，其包括：端钮，其上固定有多个插针，其下端内侧朝下凸伸形成一圈内围壁；密封连接于插针下端并与端钮围成安装腔的金属制压力接头，其内设有一压力导入孔；及设置于安装腔内并将安装腔密封地隔断为上腔和下腔的压力测量组件，其包括位于内围壁内的一压力敏感元件，其密封地固定于内围壁的下端；压力导入孔经下腔连通至压力敏感元件，插针的内侧一端伸入上腔并与压力测量组件电连接，上腔内灌封有覆盖压力敏感元件的保护凝胶。上述压力传感器能够省略围框和相应的粘框工序，以降低材料和工艺成本。

Description

一种压力传感器

技术领域

本申请涉及传感器技术领域，具体涉及一种压力传感器。

背景技术

MEMS(微机电系统)压力传感器由于成本低、易小型化等优点而得到了广泛应用。其压力测量组件包括硅芯体，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。在另外的一些压力传感器中，还可集成有温度敏感元件以同时测量介质的压力和温度。

硅芯体需要通过键合引线(通常是金丝)与电路板电连接，键合引线易被空气中的水汽等所腐蚀或在机械作用下脱落，因此一般需要通过围框将压力敏感元件等包围，并在围框内灌封保护硅凝胶或氟硅凝胶以对键合引线进行机械和化学保护，同时还可在硅芯体的该侧感测面几乎无损地传导大气压力。在贴框工序中，围框通常通过粘接胶粘贴于电路板的该侧。因此上述贴框工序是必不可少的。另一方面，压力传感器通过塑料端钮和金属插针与外部设备连接，而塑料与金属由于热膨胀系数不同而导致两乾者之间需要涂抹硅橡胶等密封胶来保证密封。

发明内容

针对现有技术的不足，本申请提供一种压力传感器，以解决上述缺陷中的至少一种。

一种压力传感器，其包括：

端钮，其上固定有多个插针，其下端内侧朝下凸伸形成一圈内围壁；

密封连接于插针下端并与端钮围成安装腔的金属制压力接头，其内设有一压力导入孔；

及设置于安装腔内并将安装腔密封地隔断为上腔和下腔的压力测量组件，其包括位于所述内围壁内的一压力敏感元件，其密封地固定于内围壁的下端；压力导入孔经所述下腔连通至所述压力敏感元件，插针的内侧一端伸入所述上腔并与压力测量组件电连接，所述上腔内灌封有覆盖所述压力敏感元件的保护凝胶。

优选地，所述压力接头的上端形成筒部，筒部的上端朝内延伸形成压边，压边朝下压紧于使端钮下端压紧于压力接头上形成的一支撑面上；端钮与压边和或支撑面之间设有密封垫。

优选地，压力导入孔的上端面凹陷形成一圈第一密封槽，第一密封槽内设有第二密封圈，基板的下端将第二密封圈压紧于第一密封槽内。

优选地，压力导入孔的上部相对扩径形成扩径部。

优选地，压力测量组件包括基板及粘接于基板上表面的电路板，压力敏感元件设置于电路板的上表面；基板上开设有使压力导入孔连通至压力敏感元件的通孔。

优选地，所述插针的内侧一端通过柔性电连接件与电路板上设置的多个导电垫电连接。

优选地，所述柔性电连接件为引线、柔性电路板或导电弹簧。

优选地，所述保护凝胶还覆盖于所述插针的内侧一端。

优选地，所述端钮的下端外侧凹陷形成形成位于内围壁外侧的一圈纳胶槽，所述纳胶槽内设有用于使内围壁下端与压力测量组件密封且固定的密封粘接胶。

优选地，所述端钮的下端外侧凹陷形成形成位于内围壁外侧的一圈纳胶槽，所述纳胶槽内设有用于使内围壁下端与压力测量组件密封且固定的密封粘接胶；同时，电路板的外轮廓位于基板的外轮廓内，电路板与基板的连接边缘区域位于纳胶槽内，所述密封粘接胶覆盖于所述连接边缘区域。

附图说明

图1为本发明一优选实施例的压力传感器的结构示意图；

图2为本发明一优选实施例的压力测量组件的结构示意图；

附图标记说明：11a、第一密封槽；11b、支撑面；11、第一套接部；12a、压力导入孔；12b、扩径部；12c、第二密封槽；12、接头管；13、筒部；14、压边；1、压力接头；20a、连通孔；21a、抵压面；21、第二套接部；22、颈部；23、外接部；24a、容置腔；24b、纳胶槽；24、内围壁；2、端钮；31a、通孔；31、基板；32a、窗口；32b、连接边缘区域；32、电路板；33、压力敏感元件；34、键合线；35、其他电子元件；36、导电垫；3、压力测量组件；40、柔性电连接件；41、抵接部；42、芯部；4、插针；5a、第一密封圈；5b、第二密封圈；5c、密封垫；6a、密封粘接胶；6b、保护凝胶；

具体实施方式

以下术语的定义应适用于整个申请文件：

术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”“内”、“外”、“远”、“近”及其组合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、操作和使用，因此不能理解为对本申请的限制；并且，术语“水平”、“水平面”在未限定其与地心引力方向的特别关系时，是指与该“上”、“下”大致垂直的方向或平面，“纵”、“横”在未限定其所在平面时，是指在该“水平面”上的相正交两个方向；

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；

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；

术语“包括”意指包括但不限于，并且应以在专利上下文中通常使用的方式加以解释；

术语“约”或“大约”等在与数字一起使用时，可意指具体数字，或另选地，如本领域技术人员所理解的接近该具体数字的范围；并且如果说明书陈述了部件或特征“可”、“可以”、“可能”、“有可能地”、“能够”、“能”、“优选地”、“较佳地”、“最好”、“特别地”、“通常”、“任选地”、“例如”、“经常”、“具体地”(或其他此类词语)被包括或具有某特性，则特定部件或特征不是必须被包括或具有该特性，而是可选择性的，即这种部件或特特征可任选地包括在一些实施方案中，或可排除在外；

短语“在一个实施方案中”、“根据一个实施方案”、“在其他的实施方案中”、“在另外的实施方案中”等一般意指跟在该短语后的特定特征、结构或特性可包括在本发明的至少一个实施方案中，并且可包括在本发明的不止一个实施方案中(重要的是，这类短语不一定是指相同实施方案)；如果说明书将某物描述为“示例性的”或“示例”，则应当理解为是指非排他性的示例；

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。

如图1所示，本申请的一优选实施例提供了一种压力传感器，其包括由上下密封连接的端钮2和压力接头1所组成的壳体，端钮2和压力接头1围成安装腔(未示出)。安装腔被压力测量组件3密封地隔断为上腔(未标记)和下腔(未标记)。压力测量组件3包括压力敏感元件33及其他电子元件35。压力接头1的下端设有压力导入孔12a，压力导入孔12a与下腔连通。多个插针4的内侧一端朝内固定穿设端钮2后进入上腔中并与压力测量组件3电连接。上腔内灌封有保护凝胶6b，保护凝胶6b至少覆盖上述压力敏感元件33。同时保护凝胶6b还可覆盖插针4的下端，这样，能够同时省略粘框工序和插针处涂抹密封胶这两步工序，以降低材料和工艺成本。

其中，压力接头1为金属制件，可包括上下一体连接的第一套接部11和接头管12，上述压力导入孔12a设置于接头管12内。端钮2可为塑料制件，其可包括颈部22，颈部22的下端朝上延伸形成用于与外部设置机械连接的外接部23，插针4的外侧一端伸入外接部23内，4与外部设备电连接。颈部22的下端外周部朝下延伸形成第二套接部21，第二套接部21的上端相应形成抵压面21a。颈部22水平延伸且封盖于上腔上侧。接头管12的外壁上可设有第二密封槽12c，第二密封槽12c内设有第一密封圈5a。

第一套接部11的上端外侧朝上凸伸形成筒部13(最好为圆形)，第一套接部11的上端内侧相应形成支撑面11b。筒部13的上端朝内侧延伸形成压边14，压边14将端钮2朝下压紧于第一套接部11的上端内侧形成的支撑面11b上。第二套接部21的下端支撑面11b之间设有密封垫5c。在其他的一些实施方案中，还可以将密封垫5c设置于压边14与抵压面21a之间，以使压力接头1和端钮2之间实现密封连接。

请结合参阅图2。压力测量组件3可包括基板31及贴合固定于基板31上表面的电路板32。电路板32上可开设有窗口32a或开口以使压力敏感元件33朝上露出电路板32。上述压力敏感元件33设置于上述窗口32a或开口内，其通过硅烷底涂液等粘接于基板31上，且封堵于基板31内设置的一通孔31a的上端。通孔31a的下端连通至下腔。如此，由压力导入孔12a内引入的压力介质依次经压力导入孔12a、下腔及通孔31a施加于压力敏感元件33的上。压力敏感元件33通过键合线34与电路板32电连接。例如调理元件、保护电容等其他电子元件35设置于电路板32的上表面。压力导入孔12a的上部可相对扩径形成扩径部12b。压力导入孔12a的上端面凹陷形成一圈第一密封槽11a，第一密封槽11a内设有第二密封圈5b，基板31的下端将第二密封圈5b压紧于第一密封槽11a内。

颈部22的下端内周部朝下凸伸形成一圈内围壁24。内围壁24的下端通过密封粘接胶6a与电路板32固定且密封。较佳地，内围壁24与第二套接部21之间可形成纳胶槽24b以容纳上述密封粘接胶6a。更佳地，基板31的外轮廓位于第二套接部21的外轮廓内，基板31与电路板32的连接边缘区域32b位于上述纳胶槽24b内，进而密封粘接胶6a覆盖基板31与电路板32的连接边缘区域32b以与两者形成更好的粘接和密封，即提高端钮2与压力测量组件3整体的粘接强度，并同时避免压力介质沿第二套接部21的内壁从基板31与电路板32的粘接面、基板31与内围壁24的粘接面泄漏至容置腔24a内的风险。

其中，插针4的内侧一端通过柔性电连接件40与电路板32上设置的多个导电垫36实现电连接。上述柔性电连接件40可以是引线，柔性电路板或者导电弹簧。当上述柔性电连接件40为导电弹簧时，可于插针4的下端形成一抵接部41，抵接部41的中部朝下凸伸形成芯部42，导电弹簧的上端可套设于芯部42上且朝上抵压于抵接部41上。在其他的一些实施方案中，还可以将导电弹簧的两端分别与插针4、导电垫36相焊接。其中，压力敏感元件33可以为绝压芯片。在另外的一些实施方案中，压力敏感元件33可以为表压芯片，此时，可于颈部22上开设有上下贯通的至少一个连通孔20a以连通至大气，连通孔20a内可灌封有保护凝胶6b。

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 (10)

1.一种压力传感器，其特征在于，包括：

端钮，其上固定有多个插针，其下端内侧朝下凸伸形成一圈内围壁；

密封连接于插针下端并与端钮围成安装腔的金属制压力接头，其内设有一压力导入孔；

及设置于安装腔内并将安装腔密封地隔断为上腔和下腔的压力测量组件，其包括位于所述内围壁内的一压力敏感元件，其密封地固定于内围壁的下端；压力导入孔经所述下腔连通至所述压力敏感元件，插针的内侧一端伸入所述上腔并与压力测量组件电连接，所述上腔内灌封有覆盖所述压力敏感元件的保护凝胶。

2.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，所述压力接头的上端形成筒部，筒部的上端朝内延伸形成压边，压边朝下压紧于使端钮下端压紧于压力接头上形成的一支撑面上；端钮与压边和/或支撑面之间设有密封垫。

3.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，压力导入孔的上端面凹陷形成一圈第一密封槽，第一密封槽内设有第二密封圈，基板的下端将第二密封圈压紧于第一密封槽内。

4.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，压力导入孔的上部相对扩径形成扩径部。

5.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，压力测量组件包括基板及粘接于基板上表面的电路板，压力敏感元件设置于电路板的上表面；基板上开设有使压力导入孔连通至压力敏感元件的通孔。

6.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，所述插针的内侧一端通过柔性电连接件与电路板上设置的多个导电垫电连接。

7.根据权利要求6所述的压力传感器，其特征在于，所述柔性电连接件为引线、柔性电路板或导电弹簧。

8.根据权利要求1至7中的任一项所述的压力传感器，其特征在于，所述保护凝胶还覆盖于所述插针的内侧一端。

9.根据权利要求1至7中的任一项所述的压力传感器，其特征在于，所述端钮的下端外侧凹陷形成形成位于内围壁外侧的一圈纳胶槽，所述纳胶槽内设有用于使内围壁下端与压力测量组件密封且固定的密封粘接胶。

10.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，所述端钮的下端外侧凹陷形成形成位于内围壁外侧的一圈纳胶槽，所述纳胶槽内设有用于使内围壁下端与压力测量组件密封且固定的密封粘接胶；电路板的外轮廓位于基板的外轮廓内，电路板与基板的连接边缘区域位于纳胶槽内，所述密封粘接胶覆盖于所述连接边缘区域。