[发明专利]紧凑型汽车压力变送器及制造工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种传感器结构及制作工艺，尤其是一种带有模块化性质的紧凑型汽车压力变送器及制造工艺。

背景技术

目前，公知的压力传感器普遍采用压电式、应变式或者压阻式结构的原理，压电式压力传感器的输出信号为电荷变化量，要转换成压力的直观变化，需要对后续的电信号进行处理，但是该种传感器不适合在高温环境下使用，也不具有高的过载保护能力。压阻式压力传感器中，最常用的传感器结构是充硅油硅压阻压力传感器。应变式压阻压力传感器由于受结构影响，具有较大的线性、迟滞等静态误差。充硅油硅压阻式压力传感器具有线性好，迟滞小等特点，测得数据比较准确，但是每一规格的传感器都需要特定的传感器底座，在加工的时候需要将体积较大的特定传感器底座与芯体一一连接，这种方法即影响了焊接特性又降低了工作效率。

中国专利局于2009年11月18日公告了一份CN100561156C号专利，名称为SOI全硅结构充硅油耐高温压力传感器，公开在真空环境下将压力芯片与PYREX7740玻璃通过静电键合封接在一起，高温硅油在真空的环境下通过销钉孔充填于基座的空腔中，充填完硅油后，将销钉锚入销钉孔，实现硅油的密封，压力芯片上的压焊块与电极之间通过超声热压焊用金丝连接。这种方式就将芯片与基座一一对应来加工的，同时提到了充填硅油的方式，但是高温的硅油进行充填存在一些膨胀的问题，温度降低后，硅油的体积会变小，从而对芯片的精度造成影响。

这些传感器使用的芯片都是先固定在底座上，再用金丝将芯片引出孔与底座引线柱连接，这样的底座选用的原因是目前还没有机械化批量生产，大多都是手工操作，批与批之间难保一致，引线柱可焊性差，操作上比较麻烦，效率比较低。

发明内容

本发明的目的是提供一种紧凑型汽车压力变送器及制造工艺，内部使用充油芯体，可以提高加工的效率，同时还能降低制造成本。

本发明的另一目的是提供一种紧凑型汽车压力变送器及制造工艺，使用充油芯体从而简化加工工艺，提高自动化，同时还能扩大传感器的量程范围。

本发明的再一目的是提供一种紧凑型汽车压力变送器及制造工艺，传感器芯体采用标准基板用来固定芯片同时又能封住硅油腔，只需改变芯片就可以形成多种不同对应的量程，该标准基板与集成电路封装相兼容，提高了传感器生产过程中的一致性、可焊性、批量性。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种紧凑型汽车压力变送器，包括外壳、设置在外壳内部的传感器芯体、放大板及引线罩，外壳一端设置有开口的芯体腔，从内到外依次固定传感器芯体、放大板和引线罩，传感器芯体、放大板和引线罩之间通过导线相连；传感器芯体包括基座、固定在基座内的标准基板，基座内填充有硅油，标准基板上连接固定有对应规格的芯片。传感器芯体为压力变送器的重要部件，压力通过外壳传递给硅油，硅油将压力传递给芯片，芯片将测得数据通过导线输出；此处的标准基板指不论压力变送器本身的规格如何，基板的尺寸固定不变，改变的只是固定在标准基板上的芯片，基座内部采用标准基板，可以简化加工工艺，压力变送器的安装尺寸变化时也只是根据安装尺寸的变化另行改变外壳的尺寸，不需要改变内部的尺寸，采用标准基板则可以将基座内部的安装位置尺寸标准化，加工的时候采用一种加工工艺，这可以大大提高加工效率，提高自动化程度，也能降低加工的成本；使用标准基板可以灵活地变动压力变送器的外型，从而扩大应用的范围。

作为优选，芯体腔的侧壁设置有一圈凹槽，凹槽内放置有卡环，卡环压住传感器芯体。使用卡环来固定传感器芯体，结构比较简单，固定比较方便。

作为优选，基座包括H形的底座，底座的中间壁上设置有圆孔，底座的侧边固定有压环，压环与底座之间固定有波纹膜，波纹膜与底座中间壁形成了硅油腔，硅油填充在硅油腔内，标准基板固定在中间壁的另一侧同时将硅油腔封闭，芯片朝向硅油腔。底座与压环之间采用焊接固定，焊接的时候同时压紧波纹膜，硅油腔内部的硅油与波纹膜直接接触，芯片浸入到硅油中，波纹膜产生的变形通过硅油传递到芯片，芯片变形将变形值传递给放大板，底座呈H形，从而可以使得标准基板沉入到H形中间的凹陷处，标准基板不会凸出底座表面，可以保护标准基板，同时通过注塑填充封住标准基板，标准基板使用统一的规格，只是改变固定在标准基板上的芯片就可以改变不同的量程，标准基板可以形成批量生产，同时也可以简化对底座的加工业，从而提高效率，或者提高自动化程度。

作为优选，压环的内壁呈锥形，内径较大的一端压住波纹膜。锥形内壁可以扩大波纹膜变形的面积，从而提高波纹膜感受的敏感度，从而能降低传感器最小的测量值。