[实用新型]一种小型硅压阻式气体压力传感器结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及气体压力传感器技术领域，尤其是指一种小型硅压阻式气体压力传感器结构。

背景技术

气体压力传感器（MEMS传感器）广泛应用于空气动力学、飞行器、发动机试验、风洞试验、冲击波、爆炸试验等领域研究。MEMS传感器具有体积小，重量轻，功耗低，可靠性高和稳定性好等特点，特别是硅压阻式MEMS压力传感器。出于对被测流场、安放位置或动态频响的要求，必须原位测压时，常常对传感器的外形尺寸的微型化有较为苛刻的要求。

如图1所示，现有技术揭示的一种硅压阻式压力传感器，其采用充油封装结构的芯体，压力芯片10安装在金属基座20上，压力芯片10的引线101经金属基座20引出，压环30设置在金属基座20上，压环30上设置波纹膜片301，在波纹膜片301与压力芯片10之间填充硅油，充油芯体安装在传感器外壳内，与外壳通过焊接密封或O型密封圈压接密封。因充油芯体的波纹膜片及硅油会缓冲压力，降低传感器的动态特性，用作气体压力传感器可以不充油。图2为未充油的硅压阻压力芯片安装示意，先把压力芯片10安装在金属基座20上，压力芯片10的引线101经金属基座20引出，金属基座20再安装在外壳内，与外壳焊接密封。

所述硅压阻式压力传感器的缺陷在于：一，不管是采用充油芯体或未充油的压力芯片，整个传感器封装后的尺寸都比较大，因为采用金属基座用于安装压力芯片，用于密封、隔离压力芯片与传压介质以外的其它物质接触，用于压力芯片与后端电路板之间的连接桥梁。

二，壳体与引线用玻璃绝缘子在高温下熔封而成，因受机械加工水平和玻璃烧结工艺的限制，金属基座的直径无法做到很小，导致传感器难以小型化。

三，采用充油芯体，因为波纹膜片和硅油的影响，传感器的动态响应较差。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种小型硅压阻式气体压力传感器结构，以实现压力传感器小型化，提高压力传感器的动态特性。

为了达成上述目的，本实用新型的解决方案为：

一种小型硅压阻式气体压力传感器结构，包括外壳、陶瓷基座、压力芯片和电路板；外壳中形成腔体，陶瓷基座安装在外壳的腔体中，压力芯片安装在陶瓷基座上与外部气体相通；电路板安装在腔体中与压力芯片电连接，电路板通过电缆线输出信号。

进一步，陶瓷基座上设置安装槽，压力芯片安装在陶瓷基座的安装槽内，且压力芯片的感压面与陶瓷基座的上表面齐平。

进一步，压力芯片粘贴安装在陶瓷基座的安装槽内。

进一步，陶瓷基座的安装槽的周缘设置引线孔，引线孔轴向贯穿陶瓷基座，引线孔中穿过引线，引线一端连接压力芯片，引线另一端连接电路板。

进一步，引线孔与安装槽之间靠近安装槽顶部设置缺口，使得引线孔与安装槽顶部连通。

进一步，陶瓷基座设置为圆柱形，陶瓷基座粘贴安装在外壳的腔体中。

进一步，还包括防尘罩，防尘罩安装在外壳末端与压力芯片靠近，防尘罩上设置气流孔，气体经气流孔作用于压力芯片的感压面。

进一步，防尘罩焊接安装在外壳末端。

进一步，还包括端盖，端盖安装在外壳的前端，电缆线穿过端盖，并与端盖固定。

进一步，端盖焊接安装在外壳的前端。

进一步，电路板粘贴安装在外壳的腔体内。

采用上述方案后，本实用新型在使用时，传压介质作用于压力芯片的感压面，压力芯片把压力信号转换成电压信号，通过引线与电路板连接，电路板对压力芯片的输出电压信号进行处理，最终通过电缆线向外传输。本实用新型使用陶瓷基座取代金属基座，无需玻璃烧结，直径可以设置更小，从而减小传感器尺寸。

同时，陶瓷基座开有芯片安装槽，安装槽四周有引线孔，引线孔直接贯穿整个陶瓷基座，压力芯片粘贴在安装槽内，压力芯片感压面与陶瓷基座上表面基本齐平，减小裸露引线的长度，提高可靠性。

陶瓷基座安装在外壳末端，靠近防尘罩，可以提高传感器的动态响应。

引线孔与安装槽之间靠近安装槽顶部有一缺口，使得引线孔与安装槽顶部连通。引线可以嵌入该缺口中，减小引线裸露在陶瓷基座2外面的长度，可以隔离引线，避免引线之间搭接短路，提高可靠性。

附图说明

图1是现有技术气体压力传感器的结构示意图；

图2是现有技术气体压力传感器的另一结构示意图；

图3是本实用新型的结构示意图；

图4是本实用新型陶瓷基座的结构示意图；

图5是本实用新型陶瓷基座的俯视图。

标号说明

压力芯片10引线101

金属基座20压环30