一种声表面波传感器封装结构的制作方法
【专利摘要】本发明提出一种声表面波传感器封装结构，包括上盖、衬底及底座，本发明通过在内壳与底座之间设有用以限制所述衬底形变位移的限位结构，当传感器接收压力达到一定值时，在限位结构的限制下，衬底停止形变，从而有效避免压力大时衬底过度形变造成损坏。
【专利说明】一种声表面波传感器封装结构
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种传感器封装结构，特别涉及集成在轮胎或其它可能产生高温高压环境中的声表面波传感器封装结构。
【背景技术】
[0002]传感器(sensor)是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。声表面波传感器是利用声表面波器件为转换元件，将感受的被测量转换成可用输出信号的传感器。基本工作原理是将射频信号发射到压电材料的表面，然后将受到测量参数影响了的反射波再转回电信号而获取所需要的数据。
[0003]现有声表面波传感器的封装结构是壳体顶部盖子上设有一个凹点，凹点将外界压力传递到内部的可变形衬底上。由于在实际测量如测量轮胎的温度、压力时，需将声表面波传感器放置于轮胎内部，通过外界的数据采集器实时监测轮胎的压力和温度等。而在轮胎硫化过程中传感器受到的压力是正常工作中压力的2-3倍(半钢胎工作3bar，硫化压力26-28bar，全钢胎工作13bar，硫化压力26_28bar)，当实际压力超出测量范围时极可能会对衬底造成不可逆的损坏，直接导致传感器的永久性失效。另外，此种结构传感器还存在封装过程中凹点与内部压电感应区需人工校对调整，有时存在不能精确对正的问题。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题是提供一种声表面波传感器封装结构，这种封装结构能够有效的防止声表面波传感器在受到的压力超出测量范围时产生衬底破碎，从而实现将传感器成功植入轮胎或其它高压的环境中。其技术方案如下:
一种声表面波传感器封装结构，包括:上盖，由内、夕卜壳体组成；衬底，其上放置有压力感应膜片，该衬底中央处开有透孔，透孔周边的衬底为衬底压力感应区；底座，用于支撑衬底；所述内壳与所述底座之间设有用以限制所述衬底形变位移的限位结构。
[0005]作为限位结构的一种实施方式，结构如下:所述内壳中央处设有第一凹陷部，所述第一凹陷部的底部至少部分覆盖住所述衬底压力感应区；所述外壳中央处设有嵌入所述第一凹陷部的第二凹陷部；所述底座中央处设有凹槽，该凹槽的中央设有止挡凸柱，该止挡凸柱的顶端部分嵌入所述透孔中且与所述第一凹陷部的底部之间留有间隙；所述限位结构由所述凸柱与所述第一凹陷部形成。
[0006]进一步地，所述第一凹陷部的底部完全覆盖住所述衬底压力感应区，所述衬底通过弹性粘合剂粘接在所述底座上。
[0007]作为限位结构的另一种实施方式，结构如下:所述内壳中央处设有凹陷部，该凹陷部底部中央处为整体向外壳方向凸起的凸部，该凸部四周的凹陷部至少部分覆盖住所述衬底压力感应区；所述底座中央处设有凹槽,该凹槽的中央设有止挡凸柱,该止挡凸柱的顶端嵌入所述透孔中且与所述凸起的底部之间留有间隙；所述限位结构由所述凸柱与所述凹陷部形成。
[0008]进一步地，所述凸部四周的凹陷部完全覆盖住所述衬底压力感应区，所述衬底通过弹性粘合剂粘接在所述底座上。
[0009]作为限位结构的再一种实施方式，结构如下:所述内壳中央处设有第一凹陷部，该凹陷部底部中央处为整体向底座方向凹陷并伸出所述透孔的凹部，该凹部四周的凹陷部至少部分覆盖住所述衬底压力感应区；所述外壳中央处设有嵌入所述第一凹陷部的第二凹陷部；所述底座中央处设有凹槽，所述凹槽与所述凹部的底部之间留有间隙；所述限位结构由所述凹槽的底部与所述第一凹陷部形成。
[0010]进一步地，所述凹部四周的凹陷部完全覆盖住所述衬底压力感应区，所述衬底通过弹性粘合剂粘接在所述底座上。
[0011]与现有技术相比，本发明的优点和积极效果如下:
1、本发明在内壳与底座之间设有用以限制所述衬底形变位移的限位结构，当传感器接收压力达到一定值时，在限位结构的限制下，衬底停止形变，从而有效避免压力大时衬底过度形变造成损坏。
[0012]2.本发明通过壳体与底座之间特定结构设计可以实现较为精确地对安装进行定位，从而提高传感器感应压力的准确性。
[0013]结合附图阅读本发明的【具体实施方式】后，本发明的其他特点和优点将变得更加清
λ.Μ
/E.ο
【专利附图】
【附图说明】
[0014]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0015]图1是本发明实施例一声表面波传感器封装结构不带上盖时的俯视示意图；
图2是本发明实施例一声表面波传感器衬底俯视$意图；
图3是本发明实施例一声表面波传感器封装结构纵向剖视结构示意图；
图4为本发明实施例二纵向剖视结构示意图；
图5为本发明实施例三纵向剖视结构示意图；
各图中主要标号如下:1、上盖；1-1、外壳；1-1-1、第二凹陷部；1_2、内壳；1-2-1、第一凹陷部；2、衬底；2-1、衬底压力感应区；2-2、透孔；3、底座；3-1、凹槽；3_2、止挡凸柱。
【具体实施方式】
[0016]实施例一，参考图1，图2及图3，其中图1为不带上盖时的声表面波传感器封装结构不意图，图2为声表面波传感器衬底结构意图，图3为声表面波传感器封装结构纵向剖视结构示意图，为了各部分结构清楚示意，图中一些部件没有打剖面线。
[0017]如上各图所示，本实施例声表面波传感器包括:上盖1、衬底2及底座3。
[0018]参考图3,所述上盖I由内壳1-2、外壳1-1组成,所述内壳1-2中央处设有第一凹陷部1-2-1，所述第一凹陷部1-2-1的底部至少部分覆盖住衬底压力感应区2-1 (后续介绍);所述外壳中央处设有嵌入所述第一凹陷部1-2-1的第二凹陷部1-1-1，本实施例第一、第二凹陷部均为圆柱形，两圆柱形的轴线重合，为了提高传感器感应压力的准确性，本实施例第一凹陷部1-2-1的底部完全覆盖住衬底压力感应区2-1，即当第一凹陷部1-2-1的底部与衬底压力感应区2-1相接触时，第一凹陷部1-2-1的底部与衬底压力感应区2-1的接触面积大于底压力感应区2-1的面积，这样，即便实际安装时有装配误差，也不会使第一凹陷部1-2-1超出衬底压力感应区的范围，从而保证SAW传感器感应压力的准确性。
[0019]参考图2，所述衬，2上放置有压力感应膜片4，该衬底中央处开有透孔2-2，本实施例透孔为圆形，透孔2-2周边的衬底为衬底压力感应区2-1，即位于透孔2-2周边的一圈衬底上设为衬底压力感应区2-1，主要用以感受内壳作用于其上的力，并将其传递给压力感应膜片4 ;本实施例压力感应膜片4为声表面波器件或其他压力感应膜片。
[0020]所述底座3用于支撑衬底2，所述底座3中央处设有凹槽3-1，用以给所述衬底2提供形变空间，该凹槽3-1的中央设有止挡凸柱3-2，该止挡凸柱3-2的顶端嵌入所述透孔2-2中且与所述第一凹陷部1-2-1的底部之间留有间隙；本实施例衬底2通过弹性粘合剂粘接在所述底座3上，这样，衬底2在发生形变时，不会导致粘合结合部分外侧衬底发生形变。
[0021]本实施例所述凸柱3-2与所述第一凹陷部1-2-1形成用以限制所述衬底2形变位移的限位结构。下面结合实际使用过程对其予以详细介绍。
[0022]实际测量时，当传感器受到压力时，外壳的第二凹陷部1-1-1向下，即向底座方向运动，运动至第一凹陷部1-2-1的底部，进而，第一凹陷部1-2-1的底部压迫衬底压力感应区2-1产生形变，进而通过压力感应膜片4及外部检测装置检测出压力。伴随着压力的增大，衬底2会逐渐向下形动，由于，在止挡凸柱3-2的限制下，衬底2停止形变，从而有效避免了压力过大时衬底2过度形变造成损坏。本实施例止挡凸柱3-2的顶端与第一凹陷部
1-2-1的底部之间的间隙大小可根据衬底来选择，以不超过衬底的最大形变位移为准。
[0023]实施例二，参考图4，本实施与实施例一的不同之处在于限位结构，具体地，本实施所述内壳1-2中央处设有凹陷部1-2-1，该凹陷部底部中央处为整体向外壳方向凸起的凸部1-2-1-1，该凸部1-2-1-1四周的凹陷部1-2-1-2至少部分覆盖住所述衬底压力感应区
2-1;所述底座凹槽3-1的中央设有止挡凸柱3-2，该止挡凸柱3-2的顶端嵌入所述透孔中且与所述凸起1-2-1-1的底部之间留有间隙；所述限位结构由所述止挡凸柱3-2与所述凹陷部1-2-1形成。其他与实施例一相同，此不赘述。
[0024]实际测量时，当传感器受到压力时，外壳的第二凹陷部1-1-1向下运动，进而压迫第一凹陷部1-2-1向下运动，进而，凸部1-2-1-1四周的凹陷部1-2-1-2压迫衬底压力感应区2-1产生形变，进而通过压力感应膜片4及外部检测装置检测出压力。伴随着压力的增大，衬底2会逐渐向下形动，由于止挡凸柱3-2的顶端与与所述凸起1-2-1-1的底部之间间隙有限，故在凹槽凸柱3-2的限制下，衬底停止形变，这样在传感器受力较大时，将力直接作用在上盖和底座上，避免了较脆的衬底受力超出其弹性形变范围致使衬底发生过度形变造成损坏。
[0025]实施例三，参考图5，本实施与上述实施例的不同之处同样在于限位结构，具体地，所述内壳中央处设有第一凹陷部1-2-1，该凹陷部1-2-1底部中央处为整体向底座方向凹陷并伸出所述透孔的凹部1-2-1-1，该凹部1-2-1-1四周的凹陷部1-2-1-2至少部分覆盖住所述衬底压力感应区2-1 ;所述外壳中央处设有嵌入所述第一凹陷部1-2-1的第二凹陷部1-1-1 ;所述底座中央处设有凹槽3-1，所述凹槽3-1与所述凹部1-2-1-1的底部之间留有间隙；所述限位结构由所述凹槽的底部与所述第一凹陷部形成。其他与实施例一、二相同，此不赘述。
[0026]实际测量时，当传感器受到压力时，外壳的第二凹陷部1-1-1向下运动，进而压迫第一凹陷部1-2-1向下运动，凹部1-2-1-1四周的凹陷部1-2-1-2压迫衬底产生形变，由于凹部1-2-1-1与凹槽底部之间的间隙有限，故可有效避免压力过大时衬底过度形变造成损坏。
[0027]以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
【权利要求】
1.一种声表面波传感器封装结构，包括: 上盖，由内、外壳体组成； 衬底，其上放置有压力感应膜片，该衬底中央处开有透孔，透孔周边的衬底为衬底压力感应区； 底座，用于支撑衬底； 其特征在于，所述内壳与所述底座之间设有用以限制所述衬底形变位移的限位结构。
2.根据权利要求1所述的声表面波传感器封装结构，其特征在于， 所述内壳中央处设有第一凹陷部，所述第一凹陷部的底部至少部分覆盖住所述衬底压力感应区； 所述外壳中央处设有嵌入所述第一凹陷部的第二凹陷部； 所述底座中央处设有凹槽，该凹槽的中央设有止挡凸柱，该止挡凸柱的顶端部分嵌入所述透孔中且与所述第一凹陷部的底部之间留有间隙； 所述限位结构由所述凸柱与所述第一凹陷部形成。
3.根据权利要求1所述的声表面波传感器封装结构，其特征在于， 所述内壳中央处设有凹陷部，该凹陷部底部中央处为整体向外壳方向凸起的凸部，该凸部四周的凹陷部至少部分覆盖住所述衬底压力感应区； 所述底座中央处设有凹槽，该凹槽的中央设有止挡凸柱，该止挡凸柱的顶端嵌入所述透孔中且与所述凸起的底部之间留有间隙； 所述限位结构由所述凸柱与所述凹陷部形成。
4.根据权利要求1所述的声表面波传感器封装结构，其特征在于， 所述内壳中央处设有第一凹陷部，该凹陷部底部中央处为整体向底座方向凹陷并伸出所述透孔的凹部，该凹部四周的凹陷部至少部分覆盖住所述衬底压力感应区； 所述外壳中央处设有嵌入所述第一凹陷部的第二凹陷部； 所述底座中央处设有凹槽，所述凹槽与所述凹部的底部之间留有间隙； 所述限位结构由所述凹槽的底部与所述第一凹陷部形成。
5.根据权利要求2所述的声表面波传感器封装结构，其特征在于，所述第一凹陷部的底部完全覆盖住所述衬底压力感应区。
6.根据权利要求3所述的声表面波传感器封装结构，其特征在于，所述凸部四周的凹陷部完全覆盖住所述衬底压力感应区。
7.根据权利要求4所述的声表面波传感器封装结构，其特征在于，所述凹部四周的凹陷部完全覆盖住所述衬底压力感应区。
8.根据权利要求5所述的声表面波传感器封装结构，其特征在于，所述衬底通过弹性粘合剂粘接在所述底座上。
9.根据权利要求6所述的声表面波传感器封装结构，其特征在于，所述衬底通过弹性粘合剂粘接在所述底座上。
10.根据权利要求7所述的声表面波传感器封装结构，其特征在于，所述衬底通过弹性粘合剂粘接在所述底座上。
【文档编号】G01L19/06GK103557987SQ201310469324
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年10月10日 优先权日:2013年10月10日
【发明者】袁仲雪, 滕学志, 陈海军, 董兰飞, 任丽艳, 佟强, 李玉峰, 邬立春 申请人:软控股份有限公司