基于声表面波的胎压传感器的封装结构的制作方法

本实用新型涉及声表面波领域，尤其涉及一种基于声表面波的胎压传感器的封装结构。

背景技术：

在声表面波传感器领域中的公知是:当压力和温度等物理量作用于特定切向的压电材料（如单晶石英片、压电薄膜材料等，不限于此）时，压电材料基片上的声表面波频率会发生变化。这种频率变化与所作用的压力、温度的变化在数值上存在一定的对应关系，其所建立的数学模型不仅存在而且在特定条件下是近似线性的，是可解的。因此，轮胎内的气压、温度可以通过在胎内安装声表面波（SAW）传感器的方法获得。

制作基于声表面波（SAW）的轮胎气压传感器的关键技术之一是声表面波传感器结构设计。为了在压电材料基片上得到合适的预载压力，目前的做法是：在机械预载夹具内放入封装件，并进行机械约束，加上一定的预载力，同时测量该预载力下的SAW频率，然后调整预载力至saw的频率满足预载频率的要求为止。预载频率要求包容和容许这种频率移动所产生的误差不影响传感器的各项性能指标。

目前已经知道的可同时测量压力和温度的声表面波传感器的压力检测范围普遍在5个大气压以下，对于5个大气压以上的全钢轮胎无法检测。

在中国专利CN 101473206A中，公开了一种温度压力传感器，将一长方体的衬底覆盖在圆形的基座中心位置上，通过基座上的顶盖的凹陷部分施加压力，使得衬底发生形变，通过测量谐振器频率的变化来得到应变的大小，从而得到压力的大小。在该方案中，通过一个激光光斑来调节预载频率。使TPMS传感器的预载频移在20khz到40khz的范围内。但是这种方法在制作过程中效率不高，而且费用成本高。

另外，在中国专利CN 201497600 U 中，公开了一种温度压力传感器，该传感器的基座上贯穿有两个金属电极，两个金属电极用密封胶固定在基座上，两个金属电极一端固定在密封腔内，用于密封腔内部的焊盘连接。另一端置于传感器的外部，可以用于连接外置天线或者电路等。这种方案实用、简单。但是在连接外置天线或者电路时给焊接带来不便。特别是批量生产时生产效率不高。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对以上不足之处，提供了一种基于声表面波的胎压传感器的封装结构，达到检测压力的效果。

本实用新型解决技术问题所采用的方案是：一种基于声表面波的胎压传感器的封装结构，包括一外罩和设置于外罩内用于放置声表面波基片的衬底，所述衬底经一个以上均匀布设于衬底底部的支撑柱支撑，所述支撑柱固定于所述外罩内；所述外罩呈圆筒状，由一圆形底座、圆形顶盖和筒状的侧壁围合而成，所述圆形顶盖由自内向外依次连接的U型凹部、波纹弹性部和边缘部组成，所述U型凹部的两顶端分别经一水平延伸部与波纹弹性部一体成型，所述U型凹部的底端与所述衬底上表面相抵接。

进一步的，所述底座的两侧还分别设有一第一引脚和第二引脚，所述衬底上对应设有与所述第一引脚和第二引脚相焊接的第一焊盘和第二焊盘。

进一步的，所述第一引脚和第二引脚的一端分别延伸至外罩内与第一焊盘和第二焊盘连接，所述第一引脚和第二引脚的另一端分别延伸至外罩外。

进一步的，所述第一引脚和第二引脚均为金属电极。

进一步的，所述外罩中底座、侧壁、U型凹部、水平延伸部和边缘部均为刚性材料，所述波纹弹性部为弹性材料。

进一步的，所述衬底位于外罩内中部。

与现有技术相比，本实用新型有以下有益效果：在外部环境的压力发生变化时使波纹弹性部发生形变，使得U型凹部和衬底接触，从而达到检测压力的效果。

附图说明

下面结合附图对本实用新型专利进一步说明。

图1为本实用新型实施例的封装结构的俯视图。

图2为本实用新型实施例的封装结构的仰视图。

图3为本实用新型实施例的封装结构的横向剖视图。

图中：1-底座；2-侧壁；3-边缘部；4-波纹弹性部；5-U型凹部；6-外罩；7-水平延伸部；8-第一焊盘；9-第一引脚；10-支撑柱；11-衬底；12-第二焊盘；13-第二引脚。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。

如图1～3所示，本实施例的一种基于声表面波的胎压传感器的封装结构，包括一外罩6和设置于外罩6内用于放置声表面波基片的衬底11，所述衬底11经一个以上均匀布设于衬底11底部的支撑柱10支撑，所述支撑柱10固定于所述外罩6内；所述外罩6呈圆筒状，由一圆形底座1、圆形顶盖和筒状的侧壁2围合而成，所述圆形顶盖由自内向外依次连接的U型凹部5、波纹弹性部4和边缘部3组成，所述U型凹部5的两顶端分别经一水平延伸部7与波纹弹性部4一体成型，所述U型凹部5的底端与所述衬底11上表面相抵接。

从上述可知，本实用新型的有益效果在于：在衬底11上设置有一个以上的声表面波（SAW）基片（即用于声表面波的压电材料），并且在衬底11两侧分别设置一温度传感器，在衬底11中部与U型凹部5接触的位置处设有一压力传感器，用于将外部压力变化传递到衬底11，在衬底11中产生应力场变化，从而达到压力的检测。通过本实用新型提供的封装结构，在外部环境的压力发生变化时使波纹弹性部4发生形变，经U型凹部5传递给衬底11，从而达到检测压力的目的。所述波纹弹性部4的波纹自内向外间隔设置。

在本实施例中，所述底座1的两侧还分别设有一第一引脚9和第二引脚13，所述衬底11上对应设有与所述第一引脚9和第二引脚13相焊接的第一焊盘8和第二焊盘12。

在本实施例中，所述第一引脚9和第二引脚13的一端分别延伸至外罩6内与第一焊盘8和第二焊盘12连接，所述第一引脚9和第二引脚13的另一端分别延伸至外罩6外。第一引脚9和第二引脚13用于与外部电路或外罩6天线连接。

在本实施例中，所述第一引脚9和第二引脚13均为金属电极。

在本实施例中，所述外罩6中底座1、侧壁2、U型凹部5、水平延伸部7和边缘部3均为刚性材料，所述波纹弹性部4为弹性材料。采用本实施例提供的外罩6，不需要在检测时，预先调节预载频率，操作更加方便。

在本实施例中，所述衬底11位于外罩6内中部。通过设置于中部保证受力均匀。

综上所述，本实用新型提供的一种基于声表面波的胎压传感器的封装结构，结构简单，操作方便，可以达到更好的检测压力的效果。

上列较佳实施例，对本实用新型的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。