压力传感器、基板结构及其制造方法与流程

[0001]
本发明实施例涉及压力传感器技术领域，特别涉及一种压力传感器、基板结构及其制造方法。


背景技术：

[0002]
压力传感器的芯体包括基板、以及安装在所述基板上的芯片，所述基板上贯设有压力孔，芯片粘接并覆盖所述压力孔，然而在潮湿的环境下检测气体压力时，气体从压力孔进入与芯片的感测元件接触，在低温下气体中的蒸汽冷凝成水，在压力孔内易聚集结冰。


技术实现要素：

[0003]
本发明实施方式的目的在于提供一种压力传感器、基板结构及其制造方法，旨在解决压力芯片结构在低温环境下容易结冰的问题。
[0004]
为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种用于压力传感器的基板结构，包括基板，所述基板贯设有压力孔，所述压力孔包括沿第一方向布置的直孔和锥孔，所述锥孔自所述直孔的孔缘延伸形成，且所述锥孔的孔径沿第一方向呈渐宽设置。
[0005]
本发明通过在在基板设置压力孔，压力孔包括沿第一方向(在本实施例中，第一方向为上下方向)布置的直孔和锥孔，所述锥孔自所述直孔的孔缘延伸形成，且所述锥孔的孔径沿第一方向呈渐宽设置，如此，可以形成排水斜面，在低温下气体中的蒸汽在冷凝成水，可以沿着锥孔的内壁排出，避免在压力孔内易聚集结冰。
[0006]
优选地，在所述用于压力传感器的基板结构中，所述锥孔的高度为h1，0.9mm≤h1≤1.1mm。
[0007]
优选地，在所述用于压力传感器的基板结构中，h1为0.91mm或0.95mm。
[0008]
优选地，在所述用于压力传感器的基板结构中，所述锥孔的锥角为a，85
°
≤a≤95
°
。
[0009]
优选地，在所述用于压力传感器的基板结构中，所述直孔内灌设有凝胶；或者，所述直孔和所述锥孔灌设有凝胶。
[0010]
优选地，在所述用于压力传感器的基板结构中，所述基板贯设有安装孔，所述安装孔内填充有绝缘填充物，所述绝缘填充物贯设有所述压力孔。
[0011]
优选地，在所述用于压力传感器的基板结构中，所述压力孔的内壁设有第一金属层；和/或，
[0012]
所述压力孔的内壁设有第一金属层；和/或，
[0013]
所述基板具有靠近所述直孔的上表面以及与所述上表面相反的下表面，所述绝缘填充物具有与所述上表面邻接的上端面以及与所述下表面邻接的下端面，所述第二金属层覆盖住所述上端面和所述下端面，且分别超出所述上端面和所述下端面对应设于所述上表面和所述下表面。
[0014]
优选地，在所述用于压力传感器的基板结构中，所述第一金属层包括第一铜层以
及第一镀金层，所述第一铜层以及所述第一镀金层依次设在所述压力孔的内壁。
[0015]
优选地，在所述用于压力传感器的基板结构中，所述绝缘填充物为树脂；
[0016]
所述第二金属层包括第二铜层以及第二镀金层，所述第二铜层以及第二镀金层依次设在所述绝缘填充物的上端面和下端面、所述基板的上表面和所述下表面。
[0017]
为了实现上述目的，本发明还提供一种压力传感器，包括上述的用于压力传感器的基板结构。
[0018]
为了实现上述目的，本发明还提供一种上述的压力传感器的基板结构的制造方法，包括：
[0019]
在基板开设安装孔并灌设绝缘填充物；
[0020]
待所述绝缘填充物凝固后，在所述绝缘填充物上开设压力孔；
[0021]
在所述压力孔的内壁、绝缘填充物的上端面和下端面分别沉铜金属化，以分别形成第一铜层和第二铜层，且所述第二铜层覆盖所述上端面和下端面并分别超出上端面和下端面设置；
[0022]
在所述第一铜层和第二铜层上镀金，以分别形成第一镀金层和第二镀金层。
附图说明
[0023]
一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
[0024]
图1为本发明提供的用于压力传感器的基板结构一实施例的结构示意图；
[0025]
图2为图1中i-i处的剖视图；
[0026]
图3为图2中g处的局部放大示意图；
[0027]
图4为图2中f处的局部放大示意图；
[0028]
图5为本发明提供的用于压力传感器的基板结构的制造方法的一实施例的流程示意图。
[0029]
本发明附图标号说明：
[0030]
标号名称标号名称100用于压力传感器的基板结构14第一金属层1基板141第一铜层11压力孔142第一镀金层111直孔15第二金属层112锥孔151第二铜层12安装孔152第二镀金层13绝缘填充物
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[0031]
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0032]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基
于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
[0033]
需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0034]
另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
[0035]
本发明提供一种用于压力传感器的基板结构，请参阅图1和图2，该用于压力传感器的基板结构100包括基板1，所述基板1贯设有压力孔11，所述压力孔11包括沿第一方向布置的直孔111和锥孔112，所述锥孔112自所述直孔111的孔缘延伸形成，且所述锥孔112的孔径沿第一方向呈渐宽设置。
[0036]
本发明通过在在基板1设置压力孔11，压力孔11包括沿第一方向(在本实施例中，第一方向为上下方向)布置的直孔111和锥孔112，所述锥孔112自所述直孔111的孔缘延伸形成，且所述锥孔112的孔径沿第一方向呈渐宽设置，如此，一方面可以形成排水斜面，在低温下气体中的蒸汽在冷凝成水，可以沿着锥孔112的内壁排出，避免在压力孔11内易聚集结冰。
[0037]
进一步地，由于压力传感器的体积越做越小，对应的，压力孔11的孔径(例如压力孔11的直径为0.4mm～0.6mm，甚至是更小)也比较小，如此，在向压力孔11内灌入凝胶时非常困难，本发明通过将压力孔11包括第一方向布置的直孔111和锥孔112，如此，可以扩大压力孔11的开口大小，方便灌胶；另一方面，通过压力孔11包括直孔111和自所述直孔111的孔缘在第一方向延伸形成的锥孔112，由于锥孔112的最大孔径大于直孔111的孔径(即形成大小孔)，在气体先进入锥孔112后，再进入直孔111，可以起到一定的缓冲作用，避免直接冲击芯片。
[0038]
由于为了避免芯片直接接触检测介质，通常需要向直孔111内灌设凝胶，而为了减少凝胶内的气泡，需要对压力孔11抽真空，以减少气泡。请参阅图2，锥孔112的高度为h1，在胶量一定时，h1过高会导致直孔111内的凝胶过少；而h1过小，在对压力孔11抽真空后容易导致凝胶溢出压力孔11，在本实施例中，0.9mm≤h1≤1.1mm。优选地，h1为0.91mm、0.92mm、0.93mm、0.94mm、0.95mm、0.96mm、0.97mm、0.98mm、0.99mm、或者1.0mm。
[0039]
所述锥孔112的锥角为a，在本实施例中，85
°
≤a≤95
°
。优选地，a为86
°
、87
°
、88
°
、89
°
、90
°
、91
°
、92
°
、93
°
、或者94
°
。
[0040]
另外，所述直孔111内灌设有凝胶(凝胶可以为常规的用于压力传感器的凝胶)；或者所述直孔111和所述锥孔112灌设有凝胶，如此可以在基板1上安装芯片后，可以避免芯片直接接触检测介质，保护芯片。
[0041]
由于基板1(在本实施例中，基板1为铝基板)上贯设压力孔11，钻孔时通常会产生毛刺，影响整体性能，故，在本实施例中，所述基板1贯设有安装孔12，所述安装孔12内填充
有绝缘填充物13，所述绝缘填充物13贯设有所述压力孔11，如此可以减少毛刺，提高压力孔11内壁的光滑度。在本实施例中，绝缘填充物13为树脂。
[0042]
为了提高压力孔11的强度，请参阅图3，所述压力孔11的内壁设有第一金属层14，所述基板1具有靠近所述直孔111的上表面以及与所述上表面相反的下表面，所述绝缘填充物13具有与所述上表面邻接的上端面以及与所述下表面邻接的下端面，所述第二金属层15覆盖住所述上端面和所述下端面，且分别超出所述上端面和所述下端面对应设于所述上表面和所述下表面，如此，可以将绝缘填充物13夹设在分别位于上端面和下端面上的第二金属层15之间，避免绝缘填充物13溢出，增加整体强度，另外，第二金属层15超出所述上端面和所述下端面对应设于所述上表面和所述下表面，使第二金属层15不仅覆盖绝缘填充物13，而且一部分与基板1连接，增加连接的稳固性。
[0043]
具体地，请参阅图3，第一金属层14包括第一铜层141以及第一镀金层142，所述第一铜层141以及所述第一镀金层142依次设在所述压力孔11的内壁。具体制造时，可以通过压力孔11的内壁沉铜形成第一铜层141后，再镀金，形成第一镀金层142，如此，可以增强压力孔11的内壁的强度。
[0044]
在本实施例中，所述绝缘填充物13为树脂，在其他实施例中，绝缘填充物13也可以为其他绝缘的材质，在此不做具体限制。请参阅图3，所述第二金属层15包括第二铜层151以及第二镀金层152，所述第二铜层151以及第二镀金层152依次设在所述绝缘填充物13的上端面和下端面、所述基板1的上表面和所述下表面。具体制造时，可以在所述绝缘填充物13的上端面和下端面、所述基板1的上表面和所述下表面沉铜形成第二铜层151后，再镀金，形成第二镀金层152。
[0045]
在本实施例中，请参阅图4，第二金属层15自绝缘填充物13的上端面和下端面，分别向所述基板1的上表面和下表面延伸，其中，第二金属层15自绝缘填充物13的上端面向基板1的上表面延伸的半径与绝缘填充物13上端面的半径差为r11，第二金属层15自绝缘填充物13的下端面向基板1的下表面延伸的半径与绝缘填充物13下端面的半径差为r12，0.05mm≤r12≤0.2mm。r11过小，不起到限制绝缘填充物13脱出的效果，r11过大，成本过高，故，在本实施例中，0.05mm≤r11≤0.2mm。同样地，r12过小，不起到限制绝缘填充物13脱出的效果，r12过大，成本过高，故，在本实施例中，0.05mm≤r12≤0.2mm。
[0046]
在本实施例中，基板1为铝基板，在其他实施例中，基板1还可以为其他材质的，例如陶瓷等。本发明提供的用于压力传感器的基板结构100包括依次层压的绿油、电路层、绝缘层等，由于为本领域公知的结构，在此不再赘述。
[0047]
为了实现上述目的，本实用还提供一种压力传感器，该压力传感器包括上述用于压力传感器的基板结构100。由于该压力传感器包括上述用于压力传感器的基板结构100，因此压力传感器的实施例包括上述用于压力传感器的基板结构100的实施例。
[0048]
本实用还提供一种上述的压力传感器的基板结构的制造方法，请参阅图5，该压力传感器的基板结构的制造方法包括：
[0049]
步骤s210：在基板1开设安装孔12并灌设绝缘填充物13；
[0050]
具体地，安装孔12的孔径大于锥孔112的最大孔径，如此，便于在绝缘填充物13上开设压力孔11。安装孔12的孔径过大会影响该压力传感器的基板结构的整体强度，过小无法开设形成压力孔11，在本实施例中，压力孔11的最大孔径＜安装孔12的孔径≤压力孔11
的最大孔径+0.2mm。绝缘填充物13可以为树脂，也可以为其他绝缘材质，在此不做具体限制。
[0051]
步骤s220：待所述绝缘填充物13凝固后，在所述绝缘填充物13上开设压力孔11；
[0052]
具体地，待所述绝缘填充物13凝固后，可以通过在绝缘填充物13上钻压力孔11。在本实施例中，可以是先钻锥孔112，再钻直孔111，在其他实施例中，也可以是先钻直孔111，再钻锥孔112，在此不做具体限制。
[0053]
通过所述基板1贯设有安装孔12，所述安装孔12内填充有绝缘填充物13，所述绝缘填充物13贯设有所述压力孔11，如此可以减少毛刺，提高压力孔11内壁的光滑度。
[0054]
步骤s230：在所述压力孔11的内壁、绝缘填充物13的上端面和下端面分别沉铜金属化，以分别形成第一铜层141和第二铜层151，且所述第二铜层151覆盖所述上端面和下端面并分别超出上端面和下端面设置；
[0055]
具体地，步骤s230中，在压力孔11的内壁和在绝缘填充物13的上端面和下端面分别沉铜金属化，沉铜金属化时可以是同时，也可以是先对压力孔11的内壁沉铜金属化，也可以是先对绝缘填充物13的上端面和下端面沉铜金属化，在此不做具体限制。
[0056]
其中，第二金属层15自绝缘填充物13的上端面向基板1的上表面延伸的半径与绝缘填充物13上端面的半径差为r11，第二金属层15自绝缘填充物13的下端面向基板1的下表面延伸的半径与绝缘填充物13下端面的半径差为r12，0.05mm≤r12≤0.2mm。r11过小，不起到限制绝缘填充物13脱出的效果，r11过大，成本过高，故，在本实施例中，0.05mm≤r11≤0.2mm。同样地，r12过小，不起到限制绝缘填充物13脱出的效果，r12过大，成本过高，故，在本实施例中，0.05mm≤r12≤0.2mm。
[0057]
步骤s240：在所述第一铜层141和第二铜层151上镀金，以分别形成第一镀金层142和第二镀金层152。
[0058]
在其他实施例中，该压力传感器的基板结构的制造方法还包括层压(绿油、pp绝缘层等)等步骤，由于为本领域公知的技术，在此不再赘述。
[0059]
需要说明的是，本发明提供的压力传感器的基板结构的实施例为压力传感器的基板结构的制造方法对应的产品的实施例，因此本发明提供的产品的实施例可与压力传感器的基板结构的制造方法实施例互相配合实施。压力传感器的基板结构的制造方法的实施例中提到的相关技术细节在该压力传感器的基板结构中依然有效，在压力传感器的基板结构的制造方法的实施例所能达到的技术效果在本发明提供的产品的实施例中也同样可以实现，为了减少重复，不再赘述。相应地，本发明提供的产品的实施例中提到的相关技术细节也可应用在压力传感器的基板结构的制造方法的实施例中。
[0060]
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。