[實用新型]硅應變片金屬封裝傳感器

有效

• 申請號: 201220187794.3
• 申請日: 2012-04-28
• 公開（公告）號: CN202562674U
• 公開（公告）日: 2012-11-28
• 發明（設計）人: 朱榮惠;田吉成
• 申請（專利權）人: 無錫永陽電子科技有限公司
• 主分類號: G01L1/22
• 分類號: G01L1/22
• 代理公司: 宜興市天宇知識產權事務所(普通合伙) 32208
• 代理人: 蔡鳳苞

技術領域

本實用新型涉及一種金屬封裝傳感器，具體說是通過硅應變片感應壓力輸出的硅應變片金屬封裝傳感器。

背景技術

早期的金屬封裝傳感器都是采用電阻應變片來實現壓力感應，而電阻應變片是采用機械加工、化學腐蝕等方法制成，它的缺點是電阻的靈敏系數低、溫度系數大、非線性大和分散性大等，使得金屬封裝傳感器的測試精度受到了很大限制。而后來出現的由真空灌封工藝制成的金屬封裝傳感器，雖然克服了上述缺點，但這種金屬封裝傳感器需要在真空型腔內充滿硅油，基于硅油在低壓力下的不可壓縮性，來作為傳遞壓力的載體，將壓力傳遞至芯片。由于真空灌封工藝抽真空時間較長，還需要注油，使得整個制造工藝較為復雜，而且不適用于高溫高壓。

實用新型內容

本實用新型要解決的問題是提供一種硅應變片金屬封裝傳感器，采用該傳感器，工作效率和測試精度高。而且這種硅應變片金屬封裝傳感器，不用抽真空，不用注油，制造工藝較簡單。

為解決上述問題，采取以下方案：

本實用新型的硅應變片金屬封裝傳感器包括金屬筒體，金屬筒體下端有壓力端口，金屬筒體上方有塑料插座，所述壓力端口、塑料插座分別與金屬筒體間呈密封狀連接。所述壓力端口有內腔且下端開口，內腔與開口相通，壓力端口上端為封閉狀以便形成彈性膜片。所述塑料插座的下端封閉以便形成擋板，擋板上有若干金屬插針，金屬插針的下端伸入金屬筒體內，金屬插針的上端伸出在擋板之上。其特點是所述彈性膜片上方有硅應變片，硅應變片與彈性膜片間通過高溫微熔玻璃粘貼在一起。所述壓力端口上方有環形的第一電路板，第一電路板通過墊圈支承在壓力端口上端面上，且第一電路板通過引線與硅應變片連接成橋式電路。所述第一電路板上方有第二電路板，第二電路板與第一電路板間通過四周的若干焊點焊接在一起。所述第二電路板與金屬插針下端之間有柔性電路板，第二電路板通過柔性電路板與金屬插針連接成串聯電路。

其中，所述金屬筒體的上端有內卷邊，塑料插座的下端有外卷邊，金屬筒體與塑料插座間通過內外卷邊緊密連接在一起。所述壓力端口與金屬筒體間通過焊接方式連接在一起。

采取上述方案，具有以下優點：

本實用新型的硅應變片金屬封裝傳感器是將硅應變片通過高溫微熔玻璃粘貼在彈性膜片上，而硅應變片是利用半導體單晶硅的壓阻效應制成的一種敏感元件，這種壓阻效應是半導體晶體材料在某一方向受力產生變形時材料的電阻率發生變化的現象。因此，硅應變片具有靈敏系數高、機械滯后小、體積小、耗電少等優點，而壓力端口采用與硅應變片熱膨脹系數匹配的金屬制成，且其結構具有應力隔離的效果，從而大大提高了傳感器的測試精度。另外，采用該結構不需要對金屬封裝傳感器內部抽真空，不用注油，制造工藝較為簡單，可適用于高溫高壓。

附圖說明

圖1是本實用新型的硅應變片金屬封裝傳感器的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合具體附圖詳細說明本實用新型的最佳實施例。

如圖1所示，本實用新型的硅應變片金屬封裝傳感器包括金屬筒體2，金屬筒體2下端有壓力端口1，金屬筒體2上方有塑料插座5，所述壓力端口1、塑料插座5分別與金屬筒體2間呈密封狀連接。本實施例中，所述金屬筒體2的上端有內卷邊，塑料插座5的下端有外卷邊，金屬筒體2與塑料插座5間通過內外卷邊緊密連接在一起；所述壓力端口1與金屬筒體2間通過焊接方式連接在一起。所述壓力端口1有內腔且下端開口，內腔與開口相通，壓力端口1上端為封閉狀以便形成彈性膜片3。所述塑料插座5的下端封閉以便形成擋板，擋板上有若干金屬插針6，金屬插針6的下端伸入金屬筒體2內，金屬插針6的上端伸出在擋板之上。所述彈性膜片3上方有硅應變片7，硅應變片7與彈性膜片3間通過高溫微熔玻璃粘貼在一起。所述壓力端口1上方有環形的第一電路板9，第一電路板9通過墊圈支承在壓力端口1上端面上，且第一電路板9通過引線與硅應變片7連接成橋式電路。本實施例中第一電路板9、墊圈和壓力端口1間均通過膠水粘接。所述第一電路板9上方有第二電路板8，第二電路板8與第一電路板9間通過四周的若干焊點焊接在一起。所述第二電路板8與金屬插針6下端之間有柔性電路板4，第二電路板8通過柔性電路板4與金屬插針6連接成串聯電路。

其中，彈性膜片3的厚度約0.6mm，經過有限元分析，確定硅應變片7的位置，以提高其檢測的精度。

為了使所述硅應變片7的上表面與第一電路板9的上表面在同一平面上，即二者保持良好的共面性，可通過墊圈的厚度來調節第一電路板9的高度。