[發明專利]一種耐流體冰凍的介質隔離封裝壓力傳感器

在審

• 申請號: 201710790171.2
• 申請日: 2017-09-05
• 公開（公告）號: CN107588889A
• 公開（公告）日: 2018-01-16
• 發明（設計）人: 劉勝;吳登峰;李凡亮;王小平;曹萬
• 申請（專利權）人: 武漢飛恩微電子有限公司
• 主分類號: G01L19/06
• 分類號: G01L19/06
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙)11350
• 代理人: 湯東鳳

技術領域

本發明涉及壓力傳感器技術領域，具體涉及一種耐流體冰凍的介質隔離封裝壓力傳感器。

背景技術

環境保護越來越受到社會的關注，其中減少環境污染的源頭之一是減少汽車尾氣對大氣的污染。車用尿素溶液對減少車輛尾氣排放至關重要，而車用尿素溶液的使用涉及到對其壓力的測量。

尿素溶液作為壓力傳感器的測量介質，其與常用測量介質有較大的區別。首先，車用尿素溶液的尿素濃度為32.5％左右、pH值為10左右，對傳感器的外殼和封裝元件的耐腐蝕性具有很高的要求。另外，尿素溶液在低于-11℃時，尿素溶液的體積會有高達10％的膨脹，此時對所采用傳感器要求更高。如果在低溫環境下傳感器的腔體內殘留該測量介質，該測量介質在冰凍時會產生巨大的壓力作用在壓力敏感芯片上會導致該芯片的失效，甚至破裂。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明旨在提供一種耐流體冰凍的介質隔離封裝壓力傳感器，以適應測量介質的腐蝕性和低溫結冰膨脹的特點。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種耐流體冰凍的介質隔離封裝壓力傳感器，包括：

外殼：集成有信號輸入輸出接口；

敏感組件：包括壓力芯片、金絲、電路板、貼片基座、塑料框、壓力接口、柔性泡沫材料；所述壓力芯片固定于在貼片基座上，且位于所述貼片基座的通孔上方；所述電路板與貼片基座固定連接，通過所述金絲鍵合于所述壓力芯片形成電氣連接；所述塑料框固定在電路板上，所述金絲與壓力芯片位于塑料框內部；所述塑料框的內部灌封保護凝膠，保護凝膠完全覆蓋所述壓力芯片及金絲；所述壓力芯片背面的腔體內灌封有耐腐蝕性保護凝膠，灌封高度大于壓力芯片的背面腔體高度；所述壓力接口與所述貼片基座固定，形成一腔體，所述柔性泡沫材料置于所述腔體的內部；

上蓋：密封固定于所述外殼的頂部；

密封件：所述壓力接口設置有密封件凹槽，所述密封件和所述密封件凹槽相配合。

進一步地，所述壓力芯片與所述貼片基片相粘接。

更進一步地，先使用底層涂料對貼片基座的貼片表面進行涂覆，并烘干，然后采用硅膠將所述壓力芯片粘接于所述底層涂料上。

進一步地，所述耐腐蝕性保護凝膠為軟膠。

進一步地，所述上蓋包括蓋板、防塵帽和防水透氣膜，所述蓋板上設置有大氣壓力導入孔，防塵帽與大氣壓力導入孔的外側扣合，大氣壓力導入孔的內側平面設置防水透氣膜。

本發明的有益效果在于：

1、壓力芯片的正面與背面以灌封的方式實現介質隔離，特別是壓力芯片背面腔體的耐腐蝕性保護凝膠可以使壓力芯片與貼片基座粘接界面遠離具有腐蝕性的測量介質，保證粘接強度和耐久性。

2、敏感組件內部設置柔性泡沫材料，可以在測量介質低溫冰凍時吸收其膨脹的體積，從而減小傳感器內部腔體的壓力，避免壓力芯片承受的壓力超過其爆破壓力。

附圖說明

圖1為本發明實施例的整體剖視圖；

圖2為本發明實施例的外殼剖面視圖；

圖3為本發明實施例的敏感組件剖面視圖；

圖4為本發明實施例的敏感組件局部放大圖；

圖5為本發明實施例的上蓋的剖視圖。

具體實施方式

以下將結合附圖對本發明作進一步的描述，需要說明的是，以下實施例以本技術方案為前提，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明的保護范圍并不限于本實施例。

如圖1-2所示，一種耐流體冰凍的介質隔離封裝壓力傳感器1，其構造包括：外殼11、上蓋12、敏感組件13及密封件14。所述敏感組件13與外殼11中的裝配孔112粘接，所述上蓋12與外殼11中的配合槽113配合，并采用粘接劑密封粘接，密封件14與敏感組件13中的壓力接口319上的凹槽配合。

所述外殼11通過注塑成型工藝集成有信號輸入輸出接口111，提供敏感組件13與外部的信號連通。

如圖3和圖4所示，所述敏感組件14由壓力芯片314、金絲312、電路板310、貼片基座318、塑料框311、壓力接口319、柔性泡沫材料320。其構造如下：

壓力芯片314粘貼在貼片基座318上，且位于貼片基座318通孔上方；

電路板310通過粘接劑與貼片基座318粘接，通過金絲312鍵合與壓力芯片314形成電氣連接；

塑料框311粘接在電路板310上，金絲312與壓力芯片314位于塑料框311內部；