专利名称：一种基于mems技术的汽车机油压力传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及ー种汽车压カ传感器，特别涉及ー种用MEMS技术研制的体积小、重量轻、响应快、灵敏度高、易于批量生产、低成本的机油压カ传感器。
背景技术：
汽车传感器作为汽车电子控制 系统的信息源，是汽车电子控制系统的关键部件，也是汽车电子技术领域研究的核心内容之一。汽车传感器对温度、压力、位置、转速、加速度和振动等各种信息进行实时、准确的测量和控制。衡量现代高级轿车控制系统水平的关键就在于其传感器的数量和水平。从半导体集成电路技术发展而来的微电子机械系统(MEMS)技术日渐成熟，利用这ー技术可以制作各种微型传感器，这些传感器的体积和能耗小，可实现许多全新的功能，便于大批量和高精度生产，单件成本低，易构成大規模和多功能阵列，非常适合在汽车上应用。由于MEMS传感器具有不可替代的优势，传统的汽车用压カ传感器将逐步被其所代替。MEMS汽车发动机机油与ABS压カ传感器按目前需求国内逐年递增，随着国内MEMS汽车压カ传感器技术的成熟，具有微型化、低功耗、高灵敏度、高可靠性等特点的MEMS压カ传感器，将会是全球汽车传感器市场产品需求的热点。目前，可以提供汽车MEMS压カ传感器的主要以国外公司为主，有美国凯乐尔、特种测量、SSI、菲尔科、德州仪器、德国Bosch、日本电装等公司，年产量在200万只以上。国外Motorola、Infineon、GE等国际知名公司开发生产的汽车MEMS压カ传感器大多采用叠娃技术，体硅エ艺等エ艺技术，具有灵敏度高，精度高等特点，量程50到1400KPa，精度O. 03%FS，但在某些方面还存在制作エ艺复杂，高精度的电容式压カ传感器容易受环境干扰，且容易受到环境的污染以及多信号之间干扰等问题。
实用新型内容本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提出了ー种机油压カ传感器，采用MEMS技术的微机械加工エ艺制成的集成压阻カ敏元件，并采用了独特封装，具有灵敏度高、精度高、动态特性好、可靠性高，低成本可大批量生产的特点。本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现一种基于MEMS技术的汽车机油压カ传感器，包括一结构壳体(I)，结构壳体(I)的内部安装有位于中间件(2)上的带有敏感元件、转接板(6)及密封圈(4)的中间敏感结构单元，中间敏感结构单元内配置有集成封装在玻璃硅杯上的硅隔离固态压阻式芯片(3)，金丝(5)的一端与硅隔离固态压阻式芯片(3)相连，金丝(5)的另一端与转接板(6)相连，导线(7)将转接板(9)相连，导线(10)同转接板(9)焊接连接，结构壳体⑴的锁紧结构
(11)锁紧壳体，中间件⑵与结构壳体⑴通过密封圈⑷实现密封。所述硅隔离固态压阻式芯片(3)由四个电阻Rl、R3、R2和R4组成惠斯登测量电桥，电阻R1、R3、R2和R4分别通过引线组成的压焊点(12)、压焊点(13)、压焊点(14)、压焊点(15)、压焊点(16)连接起来。采用中间件(2)，并且所述中间件⑵由硅隔离固态压阻式芯片(3)、转接板(6)、导线(7)及密封件⑷组成。所述转接板(6)转接硅隔离固态压阻式芯片(3)与外引线的电气元件连接。所述转接板(6)与硅隔离固态压阻式芯片(3)的电气连接采用金丝引线。所述结构壳体(I)及中间件(2)为不锈钢元件。本实用新型采用双转板结构，中间件(2)及压环(8)内分别放置一块转接板，便于实现封装测试过程的简化及产品的稳定可靠。结构壳体(I)及中间件(2)采用不锈钢。本实用新型的硅隔离(SOI)固态压阻式芯片采用了微型化设计的微机械加工エ艺制成的集成压阻カ敏元件，通过中间件、双转板结构的封装改进，具有灵敏度高、精度高、可靠性高、体积小、重量轻的特点，而且由于中间件的引入，可在大批量生产中降低成本和提高生产效率和产品质量。
下面根据附图和实施例对本实用新型作进ー步详细说明。图I为本实用新型的机械结构封装图。图2为本实用新型的中间件单元封装结构图。图3为本实用新型的硅隔离固态压阻式芯片的结构图。图4为本实用新型的硅隔离固态压阻式芯片组成的惠斯登电桥测量原理图。
具体实施方式
如图I所示，本实用新型由结构结构壳体I、中间件2、微型化硅隔离(SOI)固态压阻式芯片3、密封圈4、转接板6、压环8、转接板9、金丝5、转接导线7、出线电缆线10、锁紧件11等组成。封装时，首先进行由中间件2、微型化硅隔离(SOI)固态压阻式芯片3、转接板6、导线7组成的中间敏感元件単元的封装，敏感元件単元封装好后，将封装好的敏感元件単元安装密封圈4装人结构壳体I内，装入压环8压紧固定中间敏感単元，将转接板9装入压环内用胶固定，导线7焊接至转接板9上，电缆线10相应引线焊接于转接板9相应焊盘上通过锁紧件11锁紧后引出。传感器工作时，介质的压カ通过引压孔作用在集成玻璃硅杯的微型化硅隔离(SOI)固态压阻式芯片3的敏感元件上，敏感元件在外界的压力作用下输出与压カ相关的电压信号。參照图2，本实用新型的敏感元件単元封装的结构原理为将集成封装好微型化硅隔离(SOI)固态压阻式芯片3的玻璃硅杯，通过玻璃粉烧结エ艺封装在中间件上；将转接板用胶固定在中间件设计的安装位置上。由封装在玻璃硅杯上的微型化硅隔离(SOI)固态压阻式芯片3引出的金丝5与转接板6的相应的焊盘焊接后，将导线7焊接至转接板相应的焊盘上。最后，将敏感元件単元安装密封圈4压入不锈钢结构结构壳体I内，用压环8固定压紧，实现密封和固定。參照图3，硅隔离(SOI)固态压阻式芯片3由四个电阻Rl、R3、R2和R4组成惠斯登測量电桥，电阻R1、R3、R2和R4分别通过引线组成的压焊点12、压焊点13、压焊点14、压焊点15、压焊点16连接起来。通过压焊点，压焊引线5实现了传感器芯片内外引线。惠斯登測量电桥的四个电阻R1、R3、R2和R4沿着杯结构的边缘处，最大限度地利用硅半导体的压阻效应，以提高其測量灵敏度。參照图4，通过压焊点和压焊引线将测量电阻Rl、R3、R2和R4组成开环惠斯登电 路时，压焊点12引线为电源正，压焊点15和压焊点16引线为电源负，压焊点13和压焊点14引线为传感器的输出，与金丝5的一端相连。
权利要求1.一种基于MEMS技术的汽车机油压カ传感器，包括一结构壳体(I)，其特征在于，结构壳体⑴的内部安装有位于中间件⑵上的带有敏感元件、转接板(6)及密封圈⑷的中间敏感结构单元，中间敏感结构单元内配置有集成封装在玻璃硅杯上的硅隔离固态压阻式芯片(3)，金丝(5)的一端与硅隔离固态压阻式芯片(3)相连，金丝(5)的另一端与转接板(6)相连，导线(7)将转接板(9)相连，导线(10)同转接板(9)焊接连接，结构壳体⑴的锁紧结构(11)锁紧壳体，中间件(2)与结构壳体(I)通过密封圈(4)实现密封。
2.根据权利要求I所述ー种基于MEMS技术的汽车机油压カ传感器，其特征在于，所述硅隔离固态压阻式芯片(3)由四个电阻R1、R3、R2和R4组成惠斯登测量电桥，电阻R1、R3、R2和R4分别通过引线组成的压焊点(12)、压焊点(13)、压焊点(14)、压焊点(15)、压焊点(16)连接起来。
3.根据权利要求I所述ー种基于MEMS技术的汽车机油压カ传感器，其特征在于，采用中间件(2)，并且所述中间件(2)由硅隔离固态压阻式芯片(3)、转接板(6)、导线(7)及密封件⑷组成。
4.根据权利要求I所述ー种基于MEMS技术的汽车机油压カ传感器，其特征在于，所述转接板(6)转接硅隔离固态压阻式芯片(3)与外引线的电气元件连接。
5.根据权利要求I所述ー种基于MEMS技术的汽车机油压カ传感器，其特征在于，所述结构壳体(I)及中间件(2)为不锈钢元件。
专利摘要一种基于MEMS技术的汽车机油压力传感器，包括一结构壳体，结构壳体的内部安装有位于中间件上的带有敏感元件、转接板及密封圈的中间敏感结构单元，中间敏感结构单元内配置有集成封装在玻璃硅杯上的硅隔离固态压阻式芯片，导线同转接板焊接连接并结构壳体的锁紧结构锁紧壳体，中间件与结构壳体通过密封圈实现密封。本实用新型的硅隔离(SOI)固态压阻式芯片采用了微型化设计的微机械加工工艺制成的集成压阻力敏元件，通过中间件、双转板结构的封装改进，具有灵敏度高、精度高、可靠性高、体积小、重量轻的特点，而且由于中间件的引入，可在大批量生产中降低成本和提高生产效率和产品质量。
文档编号G01L9/06GK202420750SQ201120394019
公开日2012年9月5日 申请日期2011年10月17日 优先权日2011年10月17日
发明者倪兴平, 王建军, 赵山华, 赵玉龙, 韩明俊 申请人:江苏奥力威传感高科股份有限公司