CN203178006U - 压力传感器封装结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及传感器技术领域，特指压力传感器封装结构，它包括有塑料壳体，塑料壳体中设有MEMS芯片、校准IC、金属电路，塑料壳体内部设有腔室，塑料壳体的腔室底部开设有限位凹槽，MEMS芯片和校准IC分别通过粘接剂固定在限位凹槽中，MEMS芯片和校准IC分别通过金属丝线与金属电路电连接，本实用新型使用硅基MEMS技术加工的压力传感器MEMS芯片，实现了压力信号到电信号的转换，同时校准IC能够对MEMS芯片的零点温漂、灵敏度温漂及传输特性的非线性进行一阶或二阶补偿，测量精度高，体积小，成本低，安装方便，便于大批量生产，能满足多种应用领域的测量要求。

Description

压力传感器封装结构

技术领域：

本实用新型涉及传感器技术领域，特指压力传感器封装结构。

背景技术：

目前，普遍采用压阻式拉压力传感器测量水平方向所受拉压力。压阻式拉压力传感器组成结构包括两大部分：弹性敏感元件和电阻压变片。其中，弹性敏感元件是敏感元件，可根据被测参数来设计或选择结构和形式；电阻压变片的作用是将水平方向所受的拉压力转换成电阻变化的转换元件；电阻压变片是压阻式拉压力传感器的核心元件。弹性敏感元件在水平方向拉压力的作用下表面产生应变，导致粘贴在弹性敏感元件表面的电阻压变片的电阻值发生变化，从而通过测量电阻压变片的电阻值变化，确定被测量参数的大小。电阻压变片按照材料类型可分为：金属丝、箔金属压变片和半导体压变片等。电阻压变片作为电阻式压变片拉压力传感器的最关键组成部分。现有技术中多用箔金属压变片，但由于箔金属压变片的加工工艺复杂，甚至需要手工处理，所以使用箔金属压变片的压阻式拉压力传感器存在生产难度大、成本较高、无法实现低成本大批量生产的问题。

实用新型内容：

本实用新型的目的就是针对现有技术存在的不足而提供一种测量精度高、成本低、安装方便、便于大批量生产、能满足多种应用领域的测量要求的压力传感器封装结构。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：压力传感器封装结构，它包括有塑料壳体，塑料壳体中设有MEMS芯片、校准IC、金属电路，塑料壳体内部设有腔室，塑料壳体的腔室底部开设有限位凹槽，MEMS芯片和校准IC分别通过粘接剂固定在限位凹槽中，MEMS芯片和校准IC分别通过金属丝线与金属电路电连接。

所述腔室中灌装可传导压力的凝胶，将MEMS芯片和校准IC封装在腔室的限位凹槽中。

所述金属丝线为金丝。

所述金属电路向外延伸出塑料壳体的两侧形成输出引脚。

所述塑料壳体顶部盖设有保护盖。

所述保护盖上开设有与腔室连通的通孔。

所述金属电路埋设在塑料壳体底壁内形成埋层并露出焊接点，MEMS芯片和校准IC分别通过焊接金属丝线的方式连接到金属电路对应的焊接点上。

所述MEMS芯片为MEMS压阻式拉压力芯片。

所述MEMS芯片包括有敏感膜片、围设在敏感膜片四周的支撑部分，敏感膜片中部设有由四个压敏电阻组成的惠斯顿电桥。

所述MEMS芯片的支撑部分底面键合有玻璃片，使敏感膜片与玻璃片之间形成真空腔。

本实用新型有益效果在于：本实用新型提供的压力传感器封装结构，它包括有塑料壳体，塑料壳体中设有MEMS芯片、校准IC、金属电路，塑料壳体内部设有腔室，塑料壳体的腔室底部开设有限位凹槽，MEMS芯片和校准IC分别通过粘接剂固定在限位凹槽中，MEMS芯片和校准IC分别通过金属丝线与金属电路电连接，本实用新型使用硅基MEMS技术加工的压力传感器MEMS芯片，实现了压力信号到电信号的转换，同时校准IC能够对MEMS芯片的零点温漂、灵敏度温漂及传输特性的非线性进行一阶或二阶补偿，测量精度高，体积小，成本低，安装方便，便于大批量生产，能满足多种应用领域的测量要求。

附图说明：

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型的内部结构示意图。

图3是本实用新型隐去保护盖的结构示意图。

图4是本实用新型塑料壳体的结构示意图。

具体实施方式：

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明，见图1~4所示，本实用新型包括有塑料壳体1，塑料壳体1中设有MEMS芯片2、校准IC 3、金属电路4，塑料壳体1内部设有具有一定高度的腔室11，塑料壳体1的腔室11底部开设有限位凹槽12，MEMS芯片2和校准IC 3分别通过粘接剂固定在限位凹槽12中，MEMS芯片2和校准IC 3分别通过金属丝线5与金属电路4电连接，校准IC 3为高度集成芯片，校准IC 3通过金属丝线5、金属电路4与MEMS芯片2相连接，用于对MEMS芯片2的输出进行补偿。金属丝线5为金丝，具有更好的导电属性。

MEMS芯片2为MEMS压阻式拉压力芯片。MEMS芯片2包括有敏感膜片、围设在敏感膜片四周的支撑部分，敏感膜片中部设有由四个压敏电阻组成的惠斯顿电桥。所述MEMS芯片2的支撑部分底面键合有玻璃片，使敏感膜片与玻璃片之间形成真空腔。

腔室11中灌装可传导压力的凝胶6，将MEMS芯片2和校准IC 3封装在腔室11的限位凹槽12中，凝胶6用来传导压力，流体压力通过凝胶6传递到MEMS芯片2的敏感膜片，凝胶6兼具保护芯片及金丝的作用。

塑料壳体1顶部盖设有保护盖13，保护盖13用于对内部器件、凝胶6作进一步保护。保护盖13上开设有与腔室11连通的通孔131，用于缓冲流体压力。金属电路4向外延伸出塑料壳体1的两侧形成具有不同作用的输出引脚41，从而使整个器件的校准、测试更方便、快捷。金属电路4埋设在塑料壳体1底壁内形成埋层并露出焊接点，MEMS芯片2的应变电阻和校准IC 3分别通过焊接金属丝线5的方式连接到金属电路4对应的焊接点上。

本实用新型使用硅基MEMS技术加工的压力传感器MEMS芯片2，流体压力作用于MEMS芯片2上的敏感膜引片起膜片形变，敏感膜片上的压敏电阻由于压阻效应而产生电阻变化，从而导致由压敏电阻组成的惠斯顿电桥产生电信号输出，实现了压力信号到电信号的转换，同时校准IC 3能够对MEMS芯片2的零点温漂、灵敏度温漂及传输特性的非线性进行一阶或二阶补偿，测量精度高，体积小，成本低，安装方便，便于大批量生产，具有高性价比，能满足多种应用领域的测量要求，可用于无腐蚀性流体压力的测量。

当然，以上所述仅是本实用新型的较佳实施方式，故凡依本实用新型专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本实用新型专利申请范围内。

Claims (10)

1.压力传感器封装结构，其特征在于：它包括有塑料壳体（1），塑料壳体（1）中设有MEMS芯片（2）、校准IC （3）、金属电路（4），塑料壳体（1）内部设有腔室（11），塑料壳体（1）的腔室（11）底部开设有限位凹槽（12），MEMS芯片（2）和校准IC （3）分别通过粘接剂固定在限位凹槽（12）中，MEMS芯片（2）和校准IC （3）分别通过金属丝线（5）与金属电路（4）电连接。

2.根据权利要求1所述的压力传感器封装结构，其特征在于：所述腔室（11）中灌装可传导压力的凝胶（6），将MEMS芯片（2）和校准IC （3）封装在腔室（11）的限位凹槽（12）中。

3.根据权利要求1所述的压力传感器封装结构，其特征在于：所述金属丝线（5）为金丝。

4.根据权利要求1所述的压力传感器封装结构，其特征在于：所述金属电路（4）向外延伸出塑料壳体（1）的两侧形成输出引脚（41）。

5.根据权利要求1所述的压力传感器封装结构，其特征在于：所述塑料壳体（1）顶部盖设有保护盖（13）。

6.根据权利要求5所述的压力传感器封装结构，其特征在于：所述保护盖（13）上开设有与腔室（11）连通的通孔（131）。

7.根据权利要求1所述的压力传感器封装结构，其特征在于：所述金属电路（4）埋设在塑料壳体（1）底壁内形成埋层并露出焊接点，MEMS芯片（2）和校准IC （3）分别通过焊接金属丝线（5）的方式连接到金属电路（4）对应的焊接点上。

8.根据权利要求1~7任意一项所述的压力传感器封装结构，其特征在于：所述MEMS芯片（2）为MEMS压阻式拉压力芯片。

9.根据权利要求8所述的压力传感器封装结构，其特征在于：所述MEMS芯片（2）包括有敏感膜片、围设在敏感膜片四周的支撑部分，敏感膜片中部设有由四个压敏电阻组成的惠斯顿电桥。

10.根据权利要求9所述的压力传感器封装结构，其特征在于：所述MEMS芯片（2）的支撑部分底面键合有玻璃片，使敏感膜片与玻璃片之间形成真空腔。

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