压力传感器的制作方法

本实用新型涉及压力传感设备技术领域，特别是涉及一种压力传感器。

背景技术：

在自动化测量及控制领域，经常需要使用压力传感器来测量液体和气体类介质的压力。现有的压力传感器已逐渐从机械量传感器发展到mems(micro-electro-mechanicalsystem，微机电系统)压力传感器阶段。目前的封装结构集中在两大类形式，一种是耐受较高压力的圆柱形，这种形式轴向安装距离较长，另外一种是安装在电路板上的器件形式的。

圆柱形压力传感器的体积较大，无法满足现有的嵌入式安装的要求，且其核心器件压力芯片采用充油芯体封装形式，工艺复杂，成本高昂。器件式压力传感器虽然体积较小，可以实现嵌入式安装，但是多用于气体测量领域，传感器无法满足水压、油压等液体介质测量需求，并且结构强度低，只能满足低量程的测量需求。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提出一种方便内嵌安装的压力传感器，该压力传感器可覆盖中低段量程的压力测量，其测量介质可以兼容气体和液体。同时该压力传感器具有结构与工艺简单，产品体积较小，以及可实现低成本量产的优势。

一种压力传感器，包括从上到下依次设置的盖体、电路板和进压头，所述电路板与所述盖体通过粘接胶层粘接在一起，所述进压头与所述电路板固定在一起，所述电路板朝向所述进压头的一面贴装有压力芯片，所述进压头的中间设有空腔，所述空腔用于容纳所述压力芯片，所述压力芯片的周围填充有传压介质，所述空腔远离所述电路板的一端为进压孔，所述压力传感器还包括导线，所述导线与所述电路板上的焊盘焊接在一起，所述导线伸出至所述盖体的外部，所述盖体、所述电路板以及所述导线三者之间的空隙通过灌封胶填充，所述盖体的两端设有用于固定的法兰孔。

根据本实用新型提出的压力传感器，具有以下有益效果：

1.贴片压力芯片的封装结构和工艺比较简单，与充油芯体相比，芯体引脚集中在一个压力芯片的尺寸范围内，相比通过充油芯体绑线连接的方式，尺寸更小，同时工艺流程上因为取消了充油芯体的充油、封钢珠、焊接膜片等工艺，工艺上更简单。

2.贴片压力芯片可以实现低成本的大批量生产，同时芯片可以通过回流焊的方式贴装到烧结底座上，同样可以低成本量产，整体工艺成本低。

3.压力介质能够通过进压孔和传压介质将压力信号传导至压力芯片，压力信号经电路板处理成电信号，经由导线输出电信号，由此能够实现气体和液体的测量。

4.与器件封装芯片的方式比，使用法兰的安装结构，能够承载低压和中压端的压力测量，量程更宽。

5.法兰的安装方式可以节约轴向尺寸，实现总体尺寸减小，产品高度可缩小至7mm，方便内嵌安装。

6.盖体、电路板以及导线三者之间的空隙采用灌封胶填充密封，可以实现较好的防水性能。

另外，根据本实用新型提供的压力传感器，还可以具有如下附加的技术特征：

进一步地，所述压力芯片采用回流焊的方式贴装在所述电路板上。

进一步地，所述进压头与所述电路板之间通过粘接或焊接或紧固件的方式固定在一起。

进一步地，所述传压介质采用凝胶。

进一步地，所述进压头包括平板部和与所述平板部连接的筒体部，所述平板部与所述电路板固定在一起。

进一步地，所述平板部的中间设有通孔，所述筒体部的中间为中空结构，所述通孔与所述中空结构连通。

进一步地，所述平板部与所述筒体部一体成型。

进一步地，所述进压头为圆筒形结构。

进一步地，所述盖体朝向所述电路板的一面设有台阶面。

进一步地，所述进压头的外围设置密封圈。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本实用新型第一实施例的压力传感器的组装结构示意图；

图2是本实用新型第一实施例的压力传感器的爆炸结构示意图；

图3是本实用新型第一实施例的压力传感器的剖视结构示意图；

图4是本实用新型第二实施例的压力传感器的组装结构示意图；

图5是本实用新型第二实施例的压力传感器的爆炸结构示意图；

图6是本实用新型第二实施例的压力传感器的剖视结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。附图中给出了本实用新型的若干实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“上”、“下”以及类似的表述只是为了说明的目的，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1至图3，本实用新型的第一实施例提出的压力传感器，包括从上到下依次设置的盖体10、电路板20、进压头30和导线40。

所述电路板20与所述盖体10通过粘接胶层51粘接在一起。具体的，所述盖体10朝向所述电路板20的一面设有台阶面11，用于容纳电路板20上的电子器件。所述盖体10的两端设有用于固定的法兰孔12。

所述进压头30与所述电路板20固定在一起。本实施例中，所述进压头30与所述电路板20之间通过第二粘接胶层52固定在一起。需要指出的是，在本实用新型的实施例中，进压头30与电路板20还可以通过焊接或紧固件的方式固定在一起。

所述电路板20朝向所述进压头30的一面贴装有压力芯片60，具体的，所述压力芯片60采用回流焊的方式贴装在所述电路板20上。

所述进压头30的中间设有空腔301，所述空腔301用于容纳所述压力芯片60。

本实施例中，所述进压头30包括平板部31和与所述平板部31连接的筒体部32，所述平板部31与所述电路板32固定在一起。优选的，所述平板部31与所述筒体部32一体成型。

所述平板部31的中间设有通孔311，所述筒体部32的中间为中空结构，所述通孔311与所述中空结构连通，从而形成所述空腔301。

所述压力芯片60的周围填充有传压介质70，传压介质70位于空腔301中，具体的，所述传压介质70采用凝胶。

所述空腔301远离所述电路板20的一端为进压孔302。

所述导线40与所述电路板20上的焊盘焊接在一起，所述导线40伸出至所述盖体10的外部。

所述盖体10、所述电路板20以及所述导线40三者之间的空隙通过灌封胶80填充。

此外，所述进压头30的外围设置密封圈90，通过密封圈90对进压头30进行密封，本实施例中，密封圈90具体位于筒体部32的外周。

电路板20、进压头30、传压介质70、与密封圈90一起形成了感压模块。

上述压力传感器在工作时，压力传感器通过法兰孔12安装在客户端的工作位置上，压力传感器的密封圈90与客户端上的安装孔形成密封结构，客户端的压力介质(液体或气体)通过进压孔302和传压介质70(如果压力介质是气体，结构中可省去传压介质70)将压力信号传导至压力芯片60，压力信号经感压模块(主要是电路板20)处理成电信号，经由导线40输出电信号。

根据上述的压力传感器，具有以下有益效果：

1.贴片压力芯片的封装结构和工艺比较简单，与充油芯体相比，芯体引脚集中在一个压力芯片的尺寸范围内，相比通过充油芯体绑线连接的方式，尺寸更小，同时工艺流程上因为取消了充油芯体的充油、封钢珠、焊接膜片等工艺，工艺上更简单。

2.贴片压力芯片可以实现低成本的大批量生产，同时芯片可以通过回流焊的方式贴装到烧结底座上，同样可以低成本量产，整体工艺成本低。

3.压力介质能够通过进压孔和传压介质将压力信号传导至压力芯片，压力信号经电路板处理成电信号，经由导线输出电信号，由此能够实现气体和液体的测量。

4.与器件封装芯片的方式比，使用法兰的安装结构，能够承载低压和中压端的压力测量，量程更宽。

5.法兰的安装方式可以节约轴向尺寸，实现总体尺寸减小，产品高度可缩小至7mm，方便内嵌安装。

6.盖体、电路板以及导线三者之间的空隙采用灌封胶填充密封，可以实现较好的防水性能。

请参阅图4至图6，本实用新型的第二实施例提出的压力传感器，包括从上到下依次设置的盖体10、电路板20、进压头30和导线40。

所述电路板20与所述盖体10通过粘接胶层51粘接在一起。具体的，所述盖体10朝向所述电路板20的一面设有台阶面11，用于容纳电路板20上的电子器件。所述盖体10的两端设有用于固定的法兰孔12。

所述进压头30与所述电路板20固定在一起。本实施例中，所述进压头30与所述电路板20之间通过第二粘接胶层52固定在一起。需要指出的是，在本实用新型的实施例中，进压头30与电路板20还可以通过焊接或紧固件的方式固定在一起。

所述电路板20朝向所述进压头30的一面贴装有压力芯片60，具体的，所述压力芯片60采用回流焊的方式贴装在所述电路板20上。

所述进压头30的中间设有空腔301，所述空腔301用于容纳所述压力芯片60。

本实施例中，所述进压头30为单独的圆筒形结构。

所述压力芯片60的周围填充有传压介质70，传压介质70位于空腔301中，具体的，所述传压介质70采用凝胶。

所述空腔301远离所述电路板20的一端为进压孔302。

所述导线40与所述电路板20上的焊盘焊接在一起，所述导线40伸出至所述盖体10的外部。

所述盖体10、所述电路板20以及所述导线40三者之间的空隙通过灌封胶80填充。

此外，所述进压头30的外围设置密封圈90，通过密封圈90对进压头30进行密封，本实施例中，密封圈90具体位于筒体部32的外周。

电路板20、进压头30、传压介质70、与密封圈90一起形成了感压模块。

上述压力传感器在工作时，压力传感器通过法兰孔12安装在客户端的工作位置上，压力传感器的密封圈90与客户端上的安装孔形成密封结构，客户端的压力介质(液体或气体)通过进压孔302和传压介质70(如果压力介质是气体，结构中可省去传压介质70)将压力信号传导至压力芯片60，压力信号经感压模块(主要是电路板20)处理成电信号，经由导线40输出电信号。

根据上述的压力传感器，具有以下有益效果：

1.贴片压力芯片的封装结构和工艺比较简单，与充油芯体相比，芯体引脚集中在一个压力芯片的尺寸范围内，相比通过充油芯体绑线连接的方式，尺寸更小，同时工艺流程上因为取消了充油芯体的充油、封钢珠、焊接膜片等工艺，工艺上更简单。

2.贴片压力芯片可以实现低成本的大批量生产，同时芯片可以通过回流焊的方式贴装到烧结底座上，同样可以低成本量产，整体工艺成本低。

3.压力介质能够通过进压孔和传压介质将压力信号传导至压力芯片，压力信号经电路板处理成电信号，经由导线输出电信号，由此能够实现气体和液体的测量。

4.与器件封装芯片的方式比，使用法兰的安装结构，能够承载低压和中压端的压力测量，量程更宽。

5.法兰的安装方式可以节约轴向尺寸，实现总体尺寸减小，产品高度可缩小至7mm，方便内嵌安装。

6.盖体、电路板以及导线三者之间的空隙采用灌封胶填充密封，可以实现较好的防水性能。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。