一种高精度气体压力传感器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于传感器领域，涉及一种高精度气体压力传感器。
【背景技术】
[0002]气体压力传感器是一种一体化传感器，在气动控制，压力开关与控制器，便携式压力表和压力计，MAP (manifold absolute pressure sensor)等领域有着广泛的应用，这些领域除了对传感器的灵敏度、稳定性、耐久性要求很高外，对封装工艺也要求简单、成本要求低廉、经济适用。
[0003]现有的气体压力传感器一般通过隔离膜片充油封装，需要填充压力传递介质(如硅油)和焊接不锈钢波纹片来隔离待测介质和传感器芯片，这种封装方式充油过程复杂难以控制，焊接不锈钢波纹片时产生的热量对芯片本身的特性产生影响，严重时会使芯片失效，而且由于传感器芯片不是直接接触待测气体，会对精度产生影响。
[0004]还有一类气压传感器，利用芯片直接来感测压力，此类传感器虽然精度高，工艺简单，但遇见如腐蚀气体或其它浑浊的气体时，芯片整体与气体接触，其电路连接面容易受到腐蚀。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种高精度气体压力传感器，该传感器所测气体压力的精度高，结构简单，耐腐蚀。
[0006]本发明所采用的技术方案是:
一种高精度气体压力传感器，包括带有引脚的端钮、外壳和敏感组件，端钮与外壳密封连接并在连接端配合形成密封的容腔，外壳远离端钮的一端设有与容腔连通的测压通孔，敏感组件设在容腔内，敏感组件包括压力芯片和与端钮上的引脚连接的PCB板，所述压力芯片的感压面固定在外壳上，压力芯片的背面通过金丝与PCB板连接，压力芯片正对测压通孔并通过感压面将其密封。
[0007]作为本发明的进一步改进，所述压力芯片与PCB板连接的金丝键合面区域为
0.8mm-1.5臟的直径圆。
[0008]作为本发明的进一步改进，所述PCB板上设有塑料框，塑料筐将所有包含金丝的区域包围，塑料筐内灌封有保护金丝的凝胶。
[0009]作为本发明的进一步改进，所述测压通孔的进气端的直径大于测压端的直径，所述测压端的直径为0.7mm-l.2mm。
[0010]作为本发明的进一步改进，所述PCB板和压力芯片均粘接在外壳上，所述外壳上设有PCB板粘接台，所述PCB板粘接台的顶面设有芯片粘接台，所述PCB板粘接台顶面与芯片粘接台底部连接处设有溢胶圈。
[0011]作为本发明的进一步改进，所述端钮远离壳体的一端设有引脚槽，引脚设在引脚槽内。
[0012]作为本发明的进一步改进，所述端钮与外壳之间通过平垫圈密封，通过铆接固定。
[0013]作为本发明的进一步改进，所述PCB板和外壳上均设有用于定位的方向定位孔。
[0014]本发明的有益效果是:
1.被测气体从测压通孔进气端进入并在测压端与压力芯片的感压面直接接触进行测压，无需经过其他介质传导压力，压力损失少、测量精确；气体在芯片感压面对密封下不会进入空腔，实现了介质隔离，耐腐蚀；外壳和端钮配合形成容腔，压力芯片和PCB板设在容腔内，通过压力芯片将测压通孔封闭，整体结构简单，方便加工和组装；压力芯片通过背面与PCB板连接，即其背面为电路连接面，电路连接面不受压力介质的干扰。
[0015]2.测压通孔进气端直径大有助于充分接触被测气体，测压通孔的测压端直径小既保证压力稳定，又能够减小与压力芯片的接触面积，保护压力芯片。
[0016]3.引脚设在引脚槽内而不是设在端钮的端面上，节约了整体的体积。
[0017]4.端钮与外壳通过铆接固定有利于平垫圈的受力均匀，可以有效防止端钮与外壳的松动。
[0018]5.装配时，外壳和PCB板通过方向识别孔配合，方便装配与安装，节约了时间。
【附图说明】
[0019]图1是本发明实施例的正视图。
[0020]图2是本发明实施例的俯视图。
[0021]图3是本发明实施例的剖视图。
[0022]图4是本发明实施例的爆炸图。
[0023]图5是本发明实施例中外壳和敏感组件的等轴侧图。
[0024]图6是本发明实施例中外壳和敏感组件的俯视图。
[0025]图7是本发明实施例中外壳和敏感组件的剖视图。
[0026]图8是本发明实施例中外壳的等轴侧图。
[0027]图9是本发明实施例中外壳的剖视图。
[0028]图中:1_端钮；2_平垫圈；3_敏感组件；4_外壳；5-容腔；1A_引脚；3A_调理芯片；3B-塑料筐；3C-金丝保护胶；3D-金丝；3E-pcb板；3F_压力芯片；3G_PCB板上的方向定位孔；4A-芯片粘接台；4B-溢胶圈；4C-测压通孔；4D-PCB板粘接台；4E_外壳上的方向定位孔。
【具体实施方式】
[0029]下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
[0030]如图1至图4所示，一种高精度气体压力传感器，包括带有引脚IA的端钮1、外壳4和敏感组件3，端钮I与外壳4密封连接并在连接端配合形成密封的容腔5，外壳4远离端钮I的一端设有与容腔5连通的测压通孔4C，敏感组件3设在容腔5内，敏感组件3包括压力芯片3F和与端钮I上的引脚IA焊接的pcb板3E(在本实施例中，所述pcb板3E均为柔性电路板，Pcb板3E上还设有调理芯片3A、电容、电阻等其它敏感器件)，如图3和图7所示，在本实施例中，所述pcb板3E和压力芯片3F均粘接在外壳4上，如图9所示，所述外壳4上设有pcb板粘接台4D (顶面平滑)，pcb板粘接台4D的顶面设有芯片粘接台4A (顶面平滑)，所述pcb板粘接台4D顶面与芯片粘接台4A底部连接处设有溢胶圈4B (—圈环形的凹槽，用于存放粘接时溢出的粘胶)，pcb板3E的背面粘接在pcb板粘接台4D上，压力芯片3F的感压面粘接在芯片粘接台4A上，压力芯片3F的背面通过金丝3D与pcb板3E的正面连接(在本实施例中，压力芯片3F与pcb板3E连接的金丝键合面区域为0.8mm-1.5mm的直径圆)，压力芯片3F正对测压通孔4C并通过感压面将其密封。
[0031]被测气体从测压通孔4C进气端进入并在测压端与压力芯片3F的感压面直接接触进行测压，无需经过其他介质传导压力，压力损失少、测量精确；气体在芯片感压面对密封下不会进入空腔，实现了介质隔离，耐腐蚀；外壳4和端钮I配合形成容腔5，压力芯片3F和pcb板3E设在容腔5内，通过压力芯片3F将测压通孔4C封闭，整体结构简单，方便加工和组装；压力芯片3F通过背面与pcb板3E连接，即其背面为电路连接面，电路连接面不受压力介质的干扰。
[0032]如图3至图7所示，在本实施例中，所述pcb板3E上设有塑料框，塑料筐3B将所有包含金丝3D的区域包围，塑料筐3B内灌封有保护金丝3D的凝胶3C。
[0033]如图3、图7和图9所示，在本实施例中，所述测压通孔4C的进气端的直径大于测压端的直径，所述测压端的直径为0.7mm-l.2mm。测压通孔4C进气端直径大有助于充分接触被测气体，测压通孔4C的测压端直径小既保证压力稳定，又能够减小与压力芯片3F的接触面积，保护压力芯片3F。
[0034]如图3所示，在本实施例中，所述端钮I远离壳体的一端设有引脚槽，引脚IA设在引脚槽内。引脚IA设在引脚槽内而不是设在端钮I的端面上，节约了整体的体积。
[0035]如图3和图4所示，在本实施例中，所述端钮I与外壳4的密封面之间设有平垫圈2，所述端钮I与外壳4之间通过平垫圈2密封，端钮I与外壳4通过铆接固定。端钮I与外壳4通过铆接固定有利于平垫圈2的受力均匀，可以有效防止端钮I与外壳4的松动，所述平垫圈2压缩比为25% (可保证此处的防水等级达到IP65)。
[0036]如图5和图6所示，所述pcb板3E上设有方向定位孔3G，如图8和图9所示，所述外壳4上也设有方向定位孔4E。装配时，夕卜壳4和pcb板3E通过方向识别孔配合，方便装配与安装，节约了时间。
[0037]应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
【主权项】
1.一种高精度气体压力传感器，其特征在于:包括带有引脚的端钮、外壳和敏感组件，端钮与外壳密封连接并在连接端配合形成密封的容腔，外壳远离端钮的一端设有与容腔连通的测压通孔，敏感组件设在容腔内，敏感组件包括压力芯片和与端钮上的引脚连接的PCB板，所述压力芯片的感压面固定在外壳上，压力芯片的背面通过金丝与PCB板连接，压力芯片正对测压通孔并通过感压面将其密封。2.如权利要求1所述的一种高精度气体压力传感器，其特征在于:所述压力芯片与PCB板连接的金丝键合面区域为0.8mm-1.5mm的直径圆。3.如权利要求1所述的一种高精度气体压力传感器，其特征在于:所述PCB板上设有塑料框，塑料筐将所有包含金丝的区域包围，塑料筐内灌封有保护金丝的凝胶。4.如权利要求1所述的一种高精度气体压力传感器，其特征在于:所述测压通孔进气端的直径大于测压端的直径，所述测压端的直径为0.7mm-l.2_。5.如权利要求1所述的一种高精度气体压力传感器，其特征在于:所述PCB板和压力芯片均粘接在外壳上，所述外壳上设有PCB板粘接台，所述PCB板粘接台的顶面设有芯片粘接台，所述PCB板粘接台顶面与芯片粘接台底部连接处设有溢胶圈。6.如权利要求1所述的一种高精度气体压力传感器，其特征在于:所述端钮远离壳体的一端设有引脚槽，引脚设在引脚槽内。7.如权利要求1所述的一种高精度气体压力传感器，其特征在于:所述端钮与外壳之间通过平垫圈密封，通过铆接固定。8.如权利要求1所述的一种高精度气体压力传感器，其特征在于:所述PCB板和外壳上均设有用于定位的方向定位孔。
【专利摘要】本发明涉及一种气体压力传感器，包括带有引脚的端钮、外壳和敏感组件，端钮与外壳密封连接并在连接端配合形成密封的容腔，外壳远离端钮的一端设有与容腔连通的测压通孔，敏感组件设在容腔内，敏感组件包括压力芯片和与端钮上的引脚连接的PCB板，所述压力芯片的感压面固定在外壳上，压力芯片的背面通过金丝与PCB板连接，压力芯片正对测压通孔并通过感压面将其密封。本发明该传感器所测气体压力的精度高，结构简单，耐腐蚀。
【IPC分类】G01L9/00
【公开号】CN105157905
【申请号】CN201510459420
【发明人】刘胜, 杨军, 王小平, 张雪峰
【申请人】武汉飞恩微电子有限公司
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年7月30日