[发明专利]高过载环境中工作的传感器封装防护结构及其制备方法

权利要求书

1.一种高过载环境中工作的传感器封装防护结构，其特征在于：包括由上而下依次设置的叠层冲击防护板、多孔缓冲板、叠层防护底板和封装盖板；叠层冲击防护板的底面与多孔缓冲板的顶面连接，多孔缓冲板的底面与叠层防护底板的顶面连接，封装盖板盖封在叠层防护底板的底面上；其中，叠层防护底板的底面中心位置处开设有封装槽室，封装槽室内的中央处固定有传感芯片，封装槽室侧边设有引线通道，传感芯片的引线从引线通道引出，封装槽室内填充有环氧高分子材料，封装槽室的槽口固定有槽室盖板。

2.根据权利要求1所述的高过载环境中工作的传感器封装防护结构，其特征在于：叠层冲击防护板为金属间化合物基微叠层复合材料，其总厚度为12mm，堆叠层数为20层，其中金属层为Ti、其厚度为0.25mm，金属间化合物层为Al₃Ti、其厚度为0.95mm。

3.根据权利要求1所述的高过载环境中工作的传感器封装防护结构，其特征在于：多孔缓冲板为梯度蜂窝板，且为纵向放置，材料为铝合金。

4.根据权利要求1所述的高过载环境中工作的传感器封装防护结构，其特征在于：叠层防护底板为金属间化合物基微叠层复合材料，其总厚度为6mm，堆叠层数为10层，其中金属层为Ti、其厚度为0.25mm，金属间化合物层为Al₃Ti、其厚度为0.95mm。

5.根据权利要求3所述的高过载环境中工作的传感器封装防护结构，其特征在于：梯度蜂窝板为壁厚差梯度，梯度差值为0.5mm，梯度方向为以叠层冲击防护板底面为起始方向的负梯度，孔壁厚分别为1.5mm、1mm、0.5mm。

6.根据权利要求4所述的高过载环境中工作的传感器封装防护结构，其特征在于：封装槽室的厚度为4.8mm，堆叠层数为8层，其中前4层预留引线通道空隙和槽室空隙，后4层预留槽室空隙和槽室盖板空隙。

7.根据权利要求1所述的高过载环境中工作的传感器封装防护结构，其特征在于：传感芯片为电阻应变计。

8.如权利要求1所述的高过载环境中工作的传感器封装防护结构的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、通过真空热压技术制备叠层冲击防护板，选用Ti-Al材料体系；

S2、通过3D打印技术制备多孔缓冲板，材料为铝合金；

S3、通过真空热压技术制备叠层防护底板，选用Ti-Al材料体系；通过对箔材进行剪切处理以形成封装槽室及引线通道形状的预留空隙，然后使用超声波金属固结技术对剪切后的箔材进行逐层固结，最后预留空间即形成封装槽室及引线通道；

S4、通过超声波金属固结技术制备槽室盖板和封装盖板；

S5、将传感芯片通过胶粘剂粘贴于封装槽室中央位置处，同时将传感芯片的引线从引线通道引出至叠层防护底板外，然后使用环氧高分子材料对封装槽室进行填充，待填充材料固化完成后，将槽室盖板通过胶粘剂粘贴于封装槽室的槽口上，封装槽室的槽口处预留有阶梯，槽室盖板卡装在阶梯内；

S6、通过扩散焊技术将依次将叠层冲击防护板、多孔缓冲板和叠层防护底板连接固定在一起，再通过超声波金属固结技术将封装盖板连接固定在叠层防护底板上即可。

9.根据权利要求8所述的高过载环境中工作的传感器封装防护结构的制备方法，其特征在于：步骤S1和步骤S3中，所述的Ti-Al材料体系为Ti/Al₃Ti材料。

10.根据权利要求8所述的高过载环境中工作的传感器封装防护结构的制备方法，其特征在于：步骤S2中，对多孔缓冲板的结构设计采用壁厚差梯度方法，形成以叠层冲击防护板底面为起始面的负梯度结构。