一种压差传感器的制作方法

本申请涉及压力传感器，具体涉及一种压差传感器。

背景技术：

1、压力传感器是用于测量环境或介质的压强的传感器，目前mems(微机电系统)由于成本低、体积小而得到了广泛应用，其通过半导体硅的压阻效应来测量压力。其中，硅芯体的中部设置为设膜片状，两侧对硅膜片施加的压力使硅膜片上的掺杂电阻的阻值发生变化，数个电阻连接组成的测量电路输出的电流或电压信号则可通过调理电路进一步处理后对外输出测量结果。当硅芯片内在膜片一侧设置有真空腔时所测压力即为另一侧所施加的压力相对于真空的压力，即绝对压力；当膜片一侧引入大气压力时，所测压力即为相对于大气的压力，即表压；当膜片两侧分别引入其他压力时，所测压力为两侧压力之差，即差压。其中，压力芯体可设置于陶瓷基体或具有特别热膨胀系数的金属基体上，以避免温度膨胀系数不匹配导致的精度降低，甚至应力破坏，而调理电路则设置于与基体固定的印刷电路板上。

2、在高温、振动等恶劣的工作条件下，压力传感器的压力芯体在温度变化时更容易受到温度应力的破坏而失效。例如，为满足国六排放标准，柴油发动机通常需要设置egr(废气再循环)回路，此时尾气高温较通常的尾气温度130℃要高出30℃～40℃；此时，印刷电路板的寿命会显著降低。

3、申请人的一种设想是，将压力芯体安装于陶瓷基板或特别热膨胀系数的金属基板上以降低温度应力的破坏风险，但由于成本和技术的考虑，陶瓷基体或金属基体最好与印刷电路板通过胶水粘接，并在胶水固化后将压力芯体通过金丝邦定于印刷电路板上的焊盘上。但由于粘接使其两者之间固定不够牢靠，有在生产组装或使用时发生位移、误触导致的金丝断裂、脱焊的风险；另一方面，在高温也会导致传感器密封性的下降，导致待测介质(例如高温尾气)更易侵入电子元件所在腔体，进而降低传感器的使用寿命。

4、部分中的陈述仅提供与本申请相关的背景信息并且可以不构成现有技术。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本申请提供了一种压差传感器，以在保护电路的前提下同时能够改善其可制造性。

2、为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：一种压差传感器，其包括：

3、限定一安装腔的外壳，包括壳体和上盖；

4、设置于安装腔内并将安装腔上下隔断为上、下两部分的压力感测组件，安装腔的下部分包括相互隔离的第一压力腔和第二压力腔；压力感测组件包括水平设置的第一电路板、粘接于第一电路板下侧表面的第二电路板、粘接于第二电路板下侧表面的第一围框，以及两个压力芯片；

5、用于向第一压力腔内引入第一压力的第一压力管及用于向第二压力腔内引入第二压力的第二压力管；

6、其中，第一围框与第一电路板和第二电路板一起合围形成一个第一腔，第一围框与第二电路板合围形成两个第二腔，两个压力芯片一一对应地设置于两个第二腔内；压力芯片通过位于第二腔内的第一电连接件与第二电路板电连接，第二电路板通过位于第一腔内的第一电连接件与第一电路板电连接；第一压力腔和第二压力腔一一对应地连通至两个第二腔；第一腔和第二腔内填充有第一保护凝胶；第一腔位于两个第二腔之间，第二电路板上开设有用于使第一电路板的下表面的多个第二电连接部暴露于第一腔内的让位窗。

7、优选地，第一围框包括一圈上下延伸的壁以及一体连接于壁内的两个隔板，隔板将第一围框与第二电路板之间围成的空间分割成一个所述第一腔和两个所述第二腔。

8、优选地，第一围框还包括固定于壁下端的板，板上开设有一一对应于第一腔和两个第二腔的三个窗口，两个第二腔通过对应的窗口连通至对应的压力腔。

9、优选地，板朝下固定支撑于壳体上形成的一支撑面上；支撑面上开设有与上述两个窗口一一对应正对的两个过孔，两个第二腔各通过一个窗口、过孔连通至对应的第一压力腔或第二压力腔。

10、优选地，过孔的周缘朝内凹陷形成一圈第二密封槽，每个所述窗口的周缘朝下对应形成对应插伸于第二密封槽内的一圈密封凸缘，第二密封槽内设有第一密封粘接胶。

11、优选地，上盖包括盖板及由盖板的水平边缘朝下凸伸形成的凸缘，壳体的上端边缘对应形成一圈第一密封槽，第一密封槽的内外两侧对应形成一圈内围壁和一圈外围壁；凸缘对应插设于第一密封槽内，第一密封槽内的其他部分填充有第二密封粘接胶。

12、优选地，壳体的左右一端固定连接有电连接器，电连接器上固定设置有多个插针，插针的第一端朝内伸入安装腔的上部分内，第一端形成有鱼眼结构，鱼眼结构朝上紧配合于第一电路板的左右对应一端上设置的多个金属化连接孔内。

13、优选地，金属化连接孔设置于第一电路板的一侧边缘相对于第二电路板的边缘朝露出的部分上。

14、优选地，第一电路板的上表面设有电子元件，电子元件外围设有第二围框，第二围框内填充有第二保护凝胶。

15、本实用新型的压差传感器，其通过设置第一围框与第一电路板、第二电路板之间围成的一个第一腔和两个第二腔，能够分别将第一电连接件、第二电连接件及压力芯片保护起来，能够提高压力传感器的寿命。

技术特征：

1.一种压差传感器，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的压差传感器，其特征在于，第一围框(223)包括一圈上下延伸的壁(2231)以及一体连接于壁(2231)内的两个隔板(2234)，隔板(2234)将第一围框(223)与第二电路板(222)之间围成的空间分割成一个所述第一腔(2271)和两个所述第二腔(2272)。

3.根据权利要求2所述的压差传感器，其特征在于，第一围框(223)还包括固定于壁(2231)下端的板(2232)，板(2232)上开设有一一对应于第一腔(2271)和两个第二腔(2272)的三个窗口(228)，两个第二腔(2272)通过对应的窗口(228)连通至对应的压力腔。

4.根据权利要求3所述的压差传感器，其特征在于，板(2232)朝下固定支撑于壳体(210)上形成的一支撑面(209)上；支撑面(209)上开设有与上述两个窗口(228)一一对应正对的两个过孔(2091)，两个第二腔(2272)各通过一个窗口(228)、过孔(2091)连通至对应的第一压力腔(2051)或第二压力腔(2061)。

5.根据权利要求4所述的压差传感器，其特征在于，过孔(2091)的周缘朝内凹陷形成一圈第二密封槽(213)，每个所述窗口(228)的周缘朝下对应形成对应插伸于第二密封槽(213)内的一圈密封凸缘(2235)，第二密封槽(213)内设有第一密封粘接胶。

6.根据权利要求1所述的压差传感器，其特征在于，上盖(230)包括盖板(231)及由盖板(231)的水平边缘朝下凸伸形成的凸缘(232)，壳体(210)的上端边缘对应形成一圈第一密封槽(207)，第一密封槽(207)的内外两侧对应形成一圈内围壁(2072)和一圈外围壁(2073)；凸缘(232)对应插设于第一密封槽(207)内，第一密封槽(207)内的其他部分填充有第二密封粘接胶。

7.根据权利要求1所述的压差传感器，其特征在于，壳体(210)的左右一端固定连接有电连接器(204)，电连接器(204)上固定设置有多个插针(208)，插针(208)的第一端(2081)朝内伸入安装腔的上部分内，第一端(2081)形成有鱼眼结构(2084)，鱼眼结构(2084)朝上紧配合于第一电路板(221)的左右对应一端上设置的多个金属化连接孔(2211)内。

8.根据权利要求7所述的压差传感器，其特征在于，金属化连接孔(2211)设置于第一电路板(221)的一侧边缘相对于第二电路板(222)的边缘朝露出的部分上。

9.根据权利要求1所述的压差传感器，其特征在于，第一电路板(221)的上表面设有电子元件(229)，电子元件(229)外围设有第二围框(2291)，第二围框(2291)内填充有第二保护凝胶。

技术总结
一种压差传感器，其包括：限定一安装腔的外壳，包括壳体和上盖；设置于安装腔内的压力感测组件；压力感测组件包括水平设置的第一电路板、第二电路板、第一围框，以及两个压力芯片；用于向第一压力腔内引入第一压力的第一压力管及用于向第二压力腔内引入第二压力的第二压力管；第一围框与第一电路板和第二电路板一起合围形成一个第一腔，第一围框与第二电路板合围形成两个第二腔；压力芯片通过位于第二腔内的第一电连接件与第二电路板电连接，第二电路板通过位于第一腔内的第一电连接件与第一电路板电连接；第一压力腔和第二压力腔一一对应地连通至两个第二腔；第一腔和第二腔内填充有第一保护凝胶,能够提高压力传感器的寿命。

技术研发人员：王小平,曹万,杨军,王红明,赵鹍,洪鹏
受保护的技术使用者：武汉飞恩微电子有限公司
技术研发日：20230507
技术公布日：2024/1/22