CN204128731U - 一种 mems 充油压力传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了属于压力传感器技术领域的一种新型结构的MEMS充油压力传感器。包括压力芯片及设置有空腔的金属基座，金属基座设有向内径方向延伸的凸台，凸台上设置双层电路板，凸台和双层电路板之间涂覆密封胶，在双层电路板的周边设置若干个电路过孔，并且电路过孔被密封胶完全密封覆盖，焊环、金属膜片、金属基座和双层电路板一起形成一个密闭的腔体，压力芯片置于腔体内并粘结在双层电路板上，腔体内充满硅油，压力芯片经邦线与双层电路板相连，双层电路板设有引线。该结构采用特殊设计的双层电路板来替代目前普遍使用的玻璃绝缘子来作为压力芯片的载体，同时该电路板还具备电信号引出的功能，该电路板通过密封胶与压力基座密封连接。

Description

一种 MEMS 充油压力传感器

技术领域

本实用新型涉及一种压力传感器，尤其涉及一种新型结构的MEMS充油压力传感器。

背景技术

目前的MEMS(微电子机械***)充油压力传感器是以一个TO结构的玻璃绝缘子作为压力芯片的承载体及电路引出的功能，该玻璃绝缘子通过电阻焊接与金属基座连接。

传统的MEMS充油压力传感器如图1所示，包括设置有空腔的金属基座3，金属基座上依次设置有金属膜片6和焊环1，金属膜片6、焊环1以及金属基座3之间可通过激光焊接连接在一起，玻璃绝缘子通过电阻焊接与金属基座连接，通过焊环1、金属膜片6、金属基座3和玻璃绝缘子11焊接形成一个密闭的腔体，压力芯片4置于腔体内并粘结在玻璃绝缘子11上，腔体内充满硅油7，压力芯片4经邦线9与引线5相连，被测压力12通过密封在该腔体里的硅油7传递到压力芯片4上，信号则通过邦线9和玻璃绝缘子11上的引线5引出，再连接后续信号处理电路。

该结构有以下三个问题：

1、玻璃绝缘子成本较高；

2、烧结玻璃有泄漏的风险；

3、在与外壳焊接过程中有焊接应力，以及焊接不良易引起泄漏。

实用新型内容

为改变目前MEMS充油压力传感器结构成本较高，有焊接应力和泄漏风险的问题，提出了用特殊设计的电路板替代玻璃绝缘子的新型结构，提供一种新型结构的MEMS充油压力传感器。

本实用新型解决技术问题采用如下技术方案：

一种新型结构的MEMS充油压力传感器，包括压力芯片及设置有空腔的金属基座，金属基座上依次设置有金属膜片和焊环，金属膜片、焊环以及金属基座之间通过焊接连接，其特征在于：所述金属基座设有向内径方向延伸的凸台，所述凸台上设置双层电路板，所述凸台用于托举所述双层电路板，所述凸台和所述双层电路板之间涂覆密封胶，在所述双层电路板的周边设置若干个电路过孔，并且所述电路过孔被所述密封胶完全密封覆盖，焊环、金属膜片、金属基座和双层电路板一起形成一个密闭的腔体，所述压力芯片置于腔体内并粘结在所述双层电路板上，所述腔体内充满硅油，所述压力芯片经邦线与双层电路板相连，所述双层电路板设有引线。

所述电路过孔可将双层电路板一侧的电信号引到另一侧。

所述密封胶起到绝缘、堵孔和密封的作用。

因电路过孔被密封胶完全密封覆盖，硅油不会通过电路过孔泄露。

可在金属基座外周面上设置凹槽，在凹槽内设置密封圈。以使得MEMS充油压力传感器与其他部件连接时，起到密封作用。

所述金属基座和所述金属膜片材质均为不锈钢。

被测压力通过金属膜片依次传递到硅油、压力芯片，信号则依次经邦线、双层电路板、引线引出，再连接后续信号处理电路。

该技术方案中，采用特殊设计的电路板作为压力芯片的承载体，同时在电路板上设计简单电路，把电信号引出，该双层电路板通过胶粘的方式与金属基座密封连接，特殊的结构设计使得承受外界压力时，电路板与金属基座是压紧关系，所以确保即使在承受较大压力的时候，胶粘层也不被破坏，仍旧保持良好的密封性。

本实用新型的有益效果是:本实用新型提供的新型结构的MEMS充油压力传感器。该结构采用特殊设计的双层电路板来替代目前普遍使用的玻璃绝缘子来作为压力芯片的载体，同时该电路板还具备电信号引出的功能，该电路板通过密封胶与压力基座密封连接。与传统结构相比，该新型结构在可靠性和成本上更具优势。使用简单结构的电路板替代结构复杂的玻璃绝缘子，降低成本的同时，保持原有的功能不变，且有效避免了几个易出问题的风险点。

附图说明

图1是传统充油压力传感器的结构；

图2是实施例1给出的MEMS充油压力传感器的结构；

图3是实施例1给出的MEMS充油压力传感器中双层电路板如何实现电路引出的示意图；

图中标记示意为：1-焊环(不锈钢)，2-焊缝，3-金属基座(不锈钢)，4-压力芯片，5-引线，6-金属膜片(不锈钢)，7-硅油，8-密封圈，9-邦线，10-焊缝(电阻焊)，11-玻璃绝缘子，12-被测压力，13-密封胶，14-双层电路板，15-电路过孔。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型的技术方案作进一步阐述。

实施例1

本实施例提供了一种MEMS充油压力传感器，如图2所示，包括压力芯片4及设置有空腔的金属基座3，金属基座上依次设置有金属膜片6和焊环1，金属膜片6、焊环1以及金属基座3之间通过焊接连接，其特征在于：所述金属基座3设有向内径方向延伸的凸台，所述凸台上设置双层电路板14，所述凸台用于托举所述双层电路板14，所述凸台和所述双层电路板14之间涂覆密封胶13，在所述双层电路板14的周边设置若干个电路过孔15，并且所述电路过孔15被所述密封胶13完全密封覆盖，焊环1、金属膜片6、金属基座3和双层电路板14一起形成一个密闭的腔体，所述压力芯片4置于腔体内并粘结在所述双层电路板14上，所述腔体内充满硅油7，所述压力芯片4经邦线9与双层电路板14相连，所述双层电路板14设有引线5。

所述电路过孔15可将双层电路板14一侧的电信号引到另一侧。双层电路板如何实现电路引出的示意图如图3所示。

所述密封胶13起到绝缘、堵孔和密封的作用。

因电路过孔15被密封胶13完全密封覆盖，硅油7不会通过电路过孔泄露。

可在金属基座3外周面上设置凹槽，在凹槽内设置密封圈8。以使得MEMS充油压力传感器与其他部件连接时，起到密封作用。

所述金属基座3和所述金属膜片6材质可均为不锈钢。

被测压力12通过金属膜片6依次传递到硅油7、压力芯片4，信号则依次经邦线9、双层电路板14、引线5引出，再连接后续信号处理电路。

由于双层电路板的成本低于玻璃绝缘子，而且避免了烧结玻璃可能引起的潜在的泄漏风险，所以在可靠性和成本上占有优势。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种MEMS充油压力传感器，包括压力芯片(4)及设置有空腔的金属基座(3)，金属基座上依次设置有金属膜片(6)和焊环(1)，金属膜片(6)、焊环(1)以及金属基座(3)之间通过焊接连接，其特征在于：所述金属基座(3)设有向内径方向延伸的凸台，所述凸台上设置双层电路板(14)，所述凸台用于托举所述双层电路板(14)，所述凸台和所述双层电路板(14)之间涂覆密封胶(13)，在所述双层电路板(14)的周边设置若干个电路过孔(15)，并且所述电路过孔(15)被所述密封胶(13)完全密封覆盖，焊环(1)、金属膜片(6)、金属基座(3)和双层电路板(14)一起形成一个密闭的腔体，所述压力芯片(4)置于腔体内并粘结在所述双层电路板(14)上，所述腔体内充满硅油(7)，所述压力芯片(4)经邦线(9)与双层电路板(14)相连，所述双层电路板(14)设有引线(5)。

2.根据权利要求1所述的MEMS充油压力传感器，其特征在于，所述电路过孔(15)可将双层电路板(14)一侧的电信号引到另一侧。

3.根据权利要求1所述的MEMS充油压力传感器，其特征在于，所述金属基座(3)外周面上设置凹槽，在凹槽内设置密封圈(8)。

4.根据权利要求1所述的MEMS充油压力传感器，其特征在于，所述金属基座(3)和所述金属膜片(6)材质均为不锈钢。

5.根据权利要求1所述的MEMS充油压力传感器，其特征在于，被测压力(12)通过金属膜片(6)依次传递到硅油(7)、压力芯片(4)，信号则依次经邦线(9)、双层电路板(14)、引线(5)引出，再连接后续信号处理电路。