[發明專利]新型硅壓力傳感器與其加工方法及應用

無效

• 申請號: 200910105499.1
• 申請日: 2009-02-23
• 公開（公告）號: CN101581615A
• 公開（公告）日: 2009-11-18
• 發明（設計）人: 劉鐵輝
• 申請（專利權）人: 劉鐵輝
• 主分類號: G01L9/08
• 分類號: G01L9/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及傳感器領域，尤其是一種可直接對液體與氣體介質進行測量的新型硅壓力傳感器與其加工方法及應用。

背景技術

由于半導體傳感器具有體積小、重量輕、精度高、可靠性好、制造工藝與半導體集成電路平面工藝兼容等特點，現在已經被應用到非常廣闊的領域--如汽車、醫學、航天、環境等。

目前，市面上使用的硅片壓力傳感器絕大多數中采用彈性膜片充油隔離做成能測液體介質的壓力傳感器，用硅片表面(正面)添加硅膠保擴的辦法測量氣體的壓力，由于充油方式硅片壓力傳感器的工藝復雜成本高，加硅膠保護的方法只能檢測氣體介質，且可靠性差；另外也有少數背面測壓的表壓壓力傳感器或絕壓傳感器，但采用的方式不能直接檢測液體介質或壓力沖擊壽命短，不能滿足實際應用過程的中需求，還可能導致傳感器輸出不穩定的現象發生。目前市面上還沒有比較完善的可直接測液體的成熟產品，主要原因是在粘接膠、硅片傳感器的選擇及工藝上存在缺陷。

發明內容

本發明的目的是提供一種體積小、結構簡單、精度高、可靠性好，壽命長，抗沖擊能力強、使用方便的一種新型硅壓力傳感器。

本發明的另一目的是提供一種加工方法簡單、成本低，易于實現自動化生產的新型硅壓力傳感器的加工方法。

本發明的又一目的是提供一種新型硅壓力傳感器，可用于對直接對液體介質或氣體介質進行精確測量。

為實現上述目的，本發明提供一種新型硅壓力傳感器，包括傳感器組件與補償電路組件，所述補償電路組件設置于所述傳感器組件的外側，所述傳感器組件由殼體、傳感器祼片、邦定線與傳感器支架構成，所述傳感器組件還包括PCB板與高性能粘接膠，所述傳感器裸片通過所述高性能粘接膠固定于所述PCB板的表面，所述傳感器裸片的內部設有采用硅與玻璃制成的引壓腔或背壓腔。

所述PCB板的上側表面設有多個焊盤，內部設有貫通的引壓孔，所述引壓孔的位置與所述背壓腔的位置相對應。

所述邦定線的兩端分別與所述傳感器裸片及所述PCB板相連接。

所述PCB板的表面設有傳感器引出線，所述傳感器引線的另一端與所述補償電路組件相連接。

所述PCB板的下側表面還設有密封圈與緩沖墊(根據測量介質的情況確定是否采用)，所述緩沖墊設置于所述密封圈內部。

所述傳感器支架設置于所述傳感器裸片的外側，并且通過固定件將所述PCB板與所述密封圈設置于所述殼體內部的腔體中。

所述殼體由外殼底座與外殼上蓋構成，在所述外殼底座與所述外殼上蓋之間還設有緩沖裝置。

本發明還提供一種新型硅壓力傳感器的加工方法，包括以下步驟：

(1)、邦定：將高性能粘接膠涂于清潔后的PCB板的粘接區域，將傳感器裸片的粘接區PCB板上側，并且使傳感器裸片的引壓腔或背壓腔與PCB板的引壓孔相對應后，高溫固化粘接膠，固定傳感器，采用焊接的方式將邦定線的兩端分別與PCB板及傳感器裸片相連接；

(2)、保護：將傳感器支架粘接于PCB板的上側，使傳感器裸片安裝于傳感器支架的內部；

(3)、裝配：采用焊接的方式將傳感器引線的一端與PCB板表面的焊盤相連接，在PCB板的下側設置密封圈與緩沖墊(根據需要安置)后，通過固定件安裝于殼體底座內部的腔體中；

(4)、檢漏：將裝配好的傳感器置于常溫、-40℃及120℃的溫度環境下，加規定的壓力進行檢漏；

(5)、封裝：將補償電路組件設置于傳感器支架的外側，并且傳感器引線的另一端與補償電路組件相連接，將變送器輸出線由補償電路組件的上側引出后，將殼體的上蓋扣合于補償電路組件的上側；

(6)、調試補償：將裝配后的產品裝入壓力工裝中，與標定系統的接入線相連接，進行各溫度點的批量校準，校準完成后進行性能測試，合格品完成基本工藝過程。

本發明同時提供一種新型硅壓力傳感器在對液體介質進行精確測量方面的應用。

與現有技術相比，本發明具有以下優點：