[發(fā)明專利]微模制流體壓力傳感器殼體

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010570650.5
• 申請日: 2020-06-19
• 公開（公告）號: CN112113699B
• 公開（公告）日: 2023-04-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 布蘭得利·亨廷格;理查德·韋德
• 申請（專利權(quán)）人: 霍尼韋爾國際公司
• 主分類號: G01L9/02
• 分類號: G01L9/02;G01L19/00;G01L19/14
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 劉楨;劉茜

本發(fā)明題為“微模制流體壓力傳感器殼體”。本發(fā)明公開了一種微壓力傳感器，該微壓力傳感器包括：感測管芯，該感測管芯安裝在襯底上；環(huán)結(jié)構(gòu)，該環(huán)結(jié)構(gòu)環(huán)繞感測管芯；和硅樹脂材料，該硅樹脂材料包覆模制到環(huán)結(jié)構(gòu)的外部以與環(huán)結(jié)構(gòu)形成密封并且填充環(huán)結(jié)構(gòu)的內(nèi)部。環(huán)結(jié)構(gòu)在底側(cè)具有一個或多個腿部，該一個或多個腿部穿過配合孔卡扣配合到襯底，使得環(huán)結(jié)構(gòu)環(huán)繞感測管芯；并且硅樹脂材料的頂表面接收外部壓力并且將外部壓力傳輸?shù)礁袦y管芯的感測表面以在感測管芯上生成輸出信號，其中處理器將輸出信號轉(zhuǎn)換為壓力讀數(shù)。壓力傳輸介質(zhì)將所接收的外部壓力傳輸?shù)礁袦y管芯的感測表面以從感測管芯生成輸出信號，其中處理器將輸出信號轉(zhuǎn)換為壓力讀數(shù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開整體涉及流體壓力傳感器，并且更具體地涉及一次性流體壓力傳感器。

背景技術(shù)

在許多商業(yè)領(lǐng)域中，必須使用一次性傳感器設(shè)備。隨著對一次性醫(yī)療設(shè)備的需求不斷增長，尤其如此。然而，這些一次性傳感器設(shè)備通常必須根據(jù)低成本和大量生產(chǎn)方法來生產(chǎn)，以證明與處理每個傳感器設(shè)備相關(guān)聯(lián)的花費是合理的。

例如，如美國專利5,184,107、美國專利8,129,624和PCT公布WO2007/051779中所述，常規(guī)壓力傳感器的特征在于相對復(fù)雜的制造工藝，這導(dǎo)致不適用于一次性醫(yī)療設(shè)備內(nèi)的相對昂貴的傳感器。

基于前文所述，需要一種改進的技術(shù)來制造用于低成本且可靠的傳感器設(shè)備的緊湊型壓力傳感器。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明公開了一種用于壓力測量的一次性傳感器。根據(jù)實施方案，一次性傳感器包括感測管芯，該感測管芯被配置為在接收到感測表面上的外部壓力之后輸出電信號；印刷電路板(PCB)，該印刷電路板(PCB)電連接到感測管芯，其中PCB為感測管芯提供功率和信號處理；環(huán)結(jié)構(gòu)，該環(huán)結(jié)構(gòu)包圍感測管芯，其中該環(huán)結(jié)構(gòu)在其底側(cè)具有一個或多個腿部，其中該一個或多個腿部穿過配合孔卡扣配合到PCB；以及硅樹脂材料，該硅樹脂材料設(shè)置在環(huán)結(jié)構(gòu)的頂側(cè)上方，從而在環(huán)結(jié)構(gòu)上方形成第一部分和填充環(huán)結(jié)構(gòu)的內(nèi)部的第二部分，其中第一部分接收外部壓力，并且第二部分將外部壓力傳輸?shù)礁袦y管芯的感測表面。

根據(jù)實施方案，一種構(gòu)建一次性壓力傳感器的方法包括：在印刷電路板(PCB)上提供感測管芯，其中感測管芯被配置為在接收到外部壓力之后輸出電信號，其中PCB向感測管芯提供功率和信號處理；通過在環(huán)結(jié)構(gòu)上方注入硅樹脂材料來提供在底側(cè)具有一個或多個柔性腿部的環(huán)結(jié)構(gòu)模塊，其中硅材料包覆模制到外部以形成環(huán)結(jié)構(gòu)頂部的密封并且填充在環(huán)結(jié)構(gòu)的內(nèi)部內(nèi)；在組裝期間，該多個腿部被插入該多個配合孔中，使得環(huán)結(jié)構(gòu)環(huán)繞感測管芯。在操作中，硅樹脂材料的頂表面接收外部壓力并且將外部壓力傳輸?shù)礁袦y管芯的感測表面以在感測管芯上生成輸出信號，其中處理器將輸出信號轉(zhuǎn)換為壓力讀數(shù)。

將該一個或多個腿部插入穿過PCB中的配合孔，其中環(huán)結(jié)構(gòu)包圍感測管芯；以及將硅樹脂材料設(shè)置在環(huán)結(jié)構(gòu)的頂側(cè)上方，從而在環(huán)結(jié)構(gòu)上方形成第一部分硅樹脂材料，并且在環(huán)結(jié)構(gòu)內(nèi)部形成第二部分硅樹脂材料并且擱置在感測管芯上；其中第一部分硅樹脂材料接收外部壓力，并且第二部分硅樹脂材料將外部壓力傳輸?shù)礁袦y管芯。

優(yōu)選地，硅樹脂材料和環(huán)結(jié)構(gòu)為不透明材料。

優(yōu)選地，硅樹脂材料通過混合兩種硅橡膠而形成。

優(yōu)選地，感測管芯為配備有布置在惠斯通電橋電路中的壓阻式傳感器的硅芯片。

附圖說明

附圖還示出了本實施方案，并且與具體實施方式一起用于解釋所公開的實施方案，其中類似的附圖標(biāo)號在整個單獨的視圖中是指相同的或功能上類似的元件，并且并入說明書中并形成說明書的一部分。

圖1為根據(jù)某些實施方案的用于微壓力傳感器的模制環(huán)結(jié)構(gòu)的透視圖；

圖2為圖1中的模制環(huán)結(jié)構(gòu)的剖視圖；

圖3A示出了利用粘合劑直接聯(lián)接到圖1中的模制環(huán)結(jié)構(gòu)的微壓力傳感器和PCB組件的透視圖；