压力传感器的制作方法

1.本实用新型涉及压力传感技术领域，具体涉及一种压力传感器。


背景技术：

2.压力传感器是能感受压力信号并能按照一定的规律将压力信号转换成可用电信号的器件或装置，压力传感器通常由压力敏感元件和信号处理单元组成。基于微电子机械系统的mems压力传感器由于其体积小、重量轻、灵敏度高、稳定可靠、成本低、制造工艺简单和便于集成化等众多优点成为压力传感器芯片的主流技术。
3.通常的压力传感器的封装形式是将压力敏感芯片通过直接粘接或者玻璃过渡粘接的方式封接在金属管壳或塑料管壳上，再通过金线或铝线实现电连接，其压力敏感单元直接接触测量介质，适用于对没有腐蚀性、干净清洁的气体介质的压力测量。但对于不同应用环境较为恶劣、污染物较多的环境下，待测介质不能与压力传感器芯片直接接触。需要一种特殊的封装技术将核心压力传感器进行隔离。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种压力传感器，能够避免受到环境影响，输出稳定可靠，工艺简单且成本低。
5.根据本实用新型实施例的压力传感器，包括：外壳，所述外壳内限定出顶部敞开的容纳腔和与所述容纳腔连通的气孔；基板，所述基板设在所述容纳腔内且具有相对背离的第一表面和第二表面；压力传感模组，所述压力传感模组设在所述第二表面上且朝向所述气孔以用于感应压力；外接线束，所述外接线束与所述第一表面相连以用于将所述压力传感模组的信号导出；支撑壳体，所述支撑壳体至少部分位于所述容纳腔内以密封所述基板和所述外接线束，所述外接线束穿设在所述支撑壳体内且伸出所述外壳，所述支撑壳体采用低压注塑工艺形成。
6.根据本实用新型的一些实施例，所述压力传感器还包括支撑件，所述支撑件的一端伸入所述容纳腔内且与所述外壳采用倒扣结构连接以压紧所述基板，所述支撑件的另一端伸出所述容纳腔且与所述支撑壳体固定连接。
7.根据本实用新型的一些实施例，所述外壳的上端形成有限位槽，所述支撑件形成限位部，所述支撑件伸入所述容纳腔内止抵所述第一表面，所述支撑件的外壁面与所述外壳的内壁面贴合且所述限位部位于所述限位槽内。
8.根据本实用新型的一些实施例，所述支撑件伸出所述容纳腔的另一端的外壁面形成有沿周向延伸的卡槽，所述支撑壳体形成有与所述卡槽配合的凸台。
9.根据本实用新型的一些实施例，所述压力传感器还包括密封件，所述密封件设在所述第二表面和所述外壳之间。
10.根据本实用新型的一些实施例，所述密封件形成为环绕所述压力传感模组的密封圈且压紧在所述第二表面和所述外壳之间。
11.根据本实用新型的一些实施例，所述压力传感器还包括隔离壳体，所述隔离壳体与所述第二表面之间密封连接以限定出密闭腔室，所述压力传感模组设在所述密闭腔室内。
12.根据本实用新型的一些实施例，所述密闭腔室内填充有隔离介质。
13.根据本实用新型的一些实施例，所述基板上形成有与所述密闭腔室连通的开孔以用于向所述密闭腔室内填充所述隔离介质，所述开孔位于所述第一表面的开口封闭。
14.根据本实用新型的一些实施例，所述隔离壳体形成有环绕所述密闭腔室的密封边沿，所述密封边沿压紧在所述第二表面和所述外壳之间以形成所述密封件。
15.根据本实用新型实施例的压力传感器，通过将基板和压力传感模组置于外壳的容纳腔内，压力传感模组朝向气孔以用于检测被测介质的压力，外壳的上端与支撑壳体连接以固定和密封基板和外接线束，这样通过外壳和支撑壳体对基板和压力传感模组进行封装，使得压力传感器能够置于环境较为恶劣、污染物较多的外部环境下进行工作，进而使得压力传感器能够用于不同应用环境，也能防止压力传感器受境影响而导致输出不稳定。而且支撑壳体采用低压注塑工艺形成，从而不仅能够起到密封保护的作用，而且工艺简单，能够很好地保护外壳内的电子器件，也能够降低压力传感器制备过程中的风险，减少成本，同时通过注塑封装工艺也能够提高密封效果，使得压力传感器能够达到绝缘、耐温、抗冲击、减震、防潮、防水、防尘、耐化学腐蚀等功能，而且通过低压注塑工艺形成的支撑壳体密封基板的第一表面，也能够保护器件不脱落。
附图说明
16.图1为根据本实用新型一个实施例的压力传感器的结构示意图；
17.图2为根据本实用新型另一个实施例的压力传感器的结构示意图；
18.图3为根据本实用新型又一个实施例的压力传感器的结构示意图；
19.附图标记：
20.100：压力传感器；
21.1：外壳，11：气孔，12：台阶部；
22.21：支撑壳体，22：支撑件，23：限位槽，24：限位部，25：卡槽，26：凸台；
23.3：基板，31：压力传感模组，32：开孔，33：第一表面，34：第二表面；
24.4：外接线束；
25.51：密封圈，52：隔离壳体，53：隔离介质，54：密封边沿。
具体实施方式
26.以下结合附图和具体实施方式对本实用新型提出的一种压力传感器作进一步详细说明。
27.下面参见附图描述根据本实用新型实施例的压力传感器100。
28.如图1-图3所示，根据本实用新型实施例的压力传感器100可以包括外壳1、外接线束4、支撑壳体21、基板3和压力传感模组31。
29.外壳1内限定出顶部敞开的容纳腔和与容纳腔连通的气孔11，基板3设在容纳腔内，基板3设在容纳腔内且具有相对背离的第一表面33和第二表面34，压力传感模组31设在
第二表面34上且朝向气孔11以用于感应压力，外接线束4与第一表面33相连以用于将压力传感模组31的信号导出，支撑壳体21至少部分位于容纳腔内以密封基板3和外接线束4，外接线束4穿设在支撑壳体21内且伸出外壳1，支撑壳体21采用低压注塑工艺形成。
30.具体地，外壳1和支撑壳体21用于封装基板3、压力传感模组31和外接线束4，外壳1内形成有容纳腔以用于容纳基板3，基板3具有第一表面33和第二表面34，如图1-图3所示，第一表面33即基板3的上表面，第二表面34即基板3的下表面。压力传感模组31设在基板3的第二表面34上且朝向外壳1的气孔11，气孔11与被测介质连通，这样，被测介质的压力可通过气孔11传递至压力传感模组31，压力传感模组31可对被测介质的压力检测。
31.外壳1的顶部敞开，基板3固定在容纳腔内，外接线束4从外壳1的顶部伸入至容纳腔内且与基板3的第一表面33相连，通过外接线束4可将压力传感模组31的信号导出，支撑壳体21位于基板3的第一表面33的上方且至少部分位于容纳腔内以填充容纳腔，并与外壳1配合以将基板3固定在容纳腔内，通过支撑壳体21可对外壳1的上部进行密封以对基板3的第一表面33以及外接线束4与基板3的连接处密封，外接线束4的一端与基板3的第一表面33连接，外接线束4的另一端伸出外壳1和支撑壳体21以与外部其它器件连接。
32.支撑壳体21可采用低压注塑工艺形成，具体地，在将基板3和压力传感模组31安装在容纳腔内，并将外接线束4与基板3连接完后，通过低压注塑工艺形成支撑壳体21以与外壳1封装连接，由此从而不需要单独开发接头开模模具，既能起到防护效果又可实现功能连接，节约成本。而且相比高压注塑需要的温度都非常高，容易造成电子元器件或者线束的损坏，低压注塑成型工艺注塑压力低，注塑温度低，能够更好地保护精密的电子元器件，提升产品的质量和生产过程中的合格率。
33.相比灌封工艺需要注塑外盒，低压注塑成型工艺能够直接成型，节约外盒成本；而且无需控制灌封胶水组份配比，能够直接模具保证用胶量，进一步地节约材料成本；另一方面，灌封胶水固化时间长，而低压注塑成型工艺固化时间只需要几秒钟，节约时间，且低压注塑后的材料一般质地软，不会产生较大的应力，利于传感器的信号准确度。相较于三防漆涂覆，低压注塑工艺环保安全且无有毒烟气产生，避免了溶剂挥发腐蚀敏感元器件的风险；减少制程中的不可控风险。
34.由此，根据本实用新型实施例的压力传感器100，通过将基板3和压力传感模组31置于外壳1的容纳腔内，压力传感模组31朝向气孔11以用于检测被测介质的压力，外壳1的上端与支撑壳体21连接以固定和密封基板3和外接线束4，这样通过外壳1和支撑壳体21对基板3和压力传感模组31进行封装，使得压力传感器100能够置于环境较为恶劣、污染物较多的外部环境下进行工作，进而使得压力传感器100能够用于不同应用环境，也能防止压力传感器100受境影响而导致输出不稳定。
35.而且支撑壳体21采用低压注塑工艺形成，从而不仅能够起到密封保护的作用，而且工艺简单，能够很好地保护外壳1内的电子器件，也能够降低压力传感器100制备过程中的风险，减少成本，同时通过注塑封装工艺也能够提高密封效果，使得压力传感器100能够达到绝缘、耐温、抗冲击、减震、防潮、防水、防尘、耐化学腐蚀等功能，而且通过低压注塑工艺形成的支撑壳体21密封基板3的第一表面33，也能够保护器件不脱落。
36.在本实用新型的一些实施例中，压力传感器100还可以包括支撑件22，支撑件22的一端伸入容纳腔内且与外壳1采用倒扣结构连接以压紧基板3，支撑件22的另一端伸出容纳
腔且与支撑壳体21固定连接。
37.具体地，支撑件22的一端通过外壳1的顶部伸入容纳腔内且止抵基板3的第一表面33，支撑件22的另一端伸出容纳腔，支撑件22与外壳1通过倒扣结构连接固定，从而通过支撑件22和外壳1的配合可对基板3进行固定，以提高采用注塑工艺形成支撑壳体21的过程中外壳1以及基板3等预装配后结构的稳定性，而且采用倒扣结构连接，也能够增加拉拔力以及增大低压注塑胶料与支撑件22的接触面积。在如图1-图3所示的示例中，容纳腔内形成有台阶部12，基板3的第二表面34置于台阶部12上，支撑件22止抵基板3的第二表面34以压紧基板3，由此可将基板3固定在支撑件22和台阶部12之间。
38.在本实用新型的一些示例中，如图1和图2所示，支撑壳体21可与支撑件22低压注塑成型，在本实用新型的另一些示例中，如图3所示，支撑壳体21可与支撑壳体21和外壳1低压注塑成型。
39.在本实用新型的一些示例中，外壳1的上端形成有限位槽23，支撑件22形成有限位部24，支撑件22伸入容纳腔内止抵第一表面33，支撑件22的外壁面与外壳1的内壁面贴合且限位部24位于限位槽23内。
40.具体地，支撑件22可形成为环形结构，支撑件22的下端伸入容纳腔内并止抵基板3的第一表面33，外接线束4从支撑件22的上端伸出，支撑壳体21采用低压注塑工艺形成时，注塑材料填充支撑件22的内部并与支撑件22注塑成型，支撑件22的外壁面与外壳1的内壁面贴合，从而能够使得支撑件22和外壳1连接紧密且结构更加紧凑，同时限位部24配合在限位槽23内，也能够限制支撑件22在上下方向的移动，以使得支撑件22能够与外壳1固定连接，也使得支撑件22能够压紧基板3。在如图1-图3所示的示例中，限位部24可形成为倒锥形结构，限位槽23的形状与限位部24相适配。
41.在本实用新型的一些实施例中，支撑件22伸出容纳腔的另一端的外壁面形成有沿周向延伸的卡槽25，支撑壳体21形成有与卡槽25配合的凸台26，具体地，支撑件22的外壁面形成有卡槽25，支撑壳体21采用低压注塑工艺与支撑件22封装时，填充所述卡槽25可形成与卡槽25配合的凸台26，通过凸台26与卡槽25的配合，从而能够增加支撑件22与支撑壳体21的接触面积以及拉拔力，使得支撑件22和支撑壳体21连接更加固定和紧密，也能够进一步地防止有害物质进入到压力传感器100内部。
42.可选地，压力传感模组31可以为绝压压力传感模组31或表压压力传感模组31，或者压力传感模组31也可以为其它类型的压力传感模组31，对此本实用新型不作限定。
43.在本实用新型的一些实施例中，压力传感器100还可以包括密封件(即图图1-图3所示的密封圈51和密封边沿54)，密封件设在第二表面34和外壳1之间，从而能够进一步地提高压力传感器100的密封效果，以防止被测介质进入到压力传感器100内部。可选地，密封件可通过胶水与外壳1进行粘接固定。
44.在本实用新型的一些示例中，如图1和图2所示，密封件可形成为环绕压力传感模组31的密封圈51且压紧在第二表面34和外壳1之间，例如密封件可形成为o形密封圈51，这样通过将密封圈51压紧在基板3和外壳1之间，从而能够对基板3和外壳1的连接间隙进行密封，以提高压力传感器100的密封效果，而且密封件具有一定的弹性，支撑件22部分位于容纳腔内，这样支撑件22和基板3可采用铆压工艺固定，通过压缩密封件从而便于基板3和支撑件22的安装，同时安装完成后，通过密封件的弹性作用，也能够使得外壳1、支撑壳体21、
支撑件22和基板3之间在上下方向产生应力作用，使得压力传感器100整体结构更加稳定、紧凑。
45.在本实用新型的一些示例中，如图2和图3所示，压力传感器100还包括隔离壳体52，隔离壳体52与第二表面34之间密封连接以限定出密闭腔室，压力传感模组31设在密闭腔室内，这样通过隔离壳体52可对压力传感模组31进行隔离保护，防止被测介质与压力传感模组31直接接触，也能够有效防止腐蚀性被测介质与压力传感模组31接触而影响压力传感模组31的性能。
46.可选地，密闭腔室内可填充有隔离介质53，隔离介质53可以为液体，例如，隔离介质53可以为包括但不限于硅油、水等液体。进一步地，基板3上可形成有与密闭腔室连通的开孔32，以用于向密闭腔室内填充隔离介质53，开孔32位于第一表面33的开口封闭，具体地，基板3上形成有与密闭腔室连通的开孔32，隔离介质53可通过开孔32进入到密闭腔室内，并填充密闭腔室，隔离介质53可起到保护压力传感模组31的作用，同时也可用于传导压力。在填充隔离介质53后，开口位于第一表面33的开口封闭，以密封所述密封腔室，可选地，压力传感器100还可以包括堵塞，在隔离介质53填充完毕后，通过堵塞封堵开孔32，或者在隔离介质53填充完毕后，通过焊接或者锡膏封闭开孔32位于第一表面33的开口，以封闭所述密封腔室。
47.在本实用新型的一些具体示例中，如图3所示，隔离壳体52可形成有环绕密闭腔室的密封边沿54，密封边沿54压紧在第二表面34和外壳1之间以形成密封件，具体地，隔离壳体52的外边缘可形成有密封边沿54，密封边沿54可形成为帽沿状且环绕密封腔室，密封边沿54构成密封件且压紧在基板3和外壳1之间，这样从而不需要设置单独的密封件，而且隔离壳体52的一部分形成为密封件，也能够简化压力传感器100的安装工艺，使得压力传感器100整体结构更加稳定牢固。
48.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。