一种集成式压力传感器模块

摘要

本发明涉及一种传感器结构。一种集成式压力传感器模块，包括陶瓷敏感元件，所述的陶瓷敏感元件是由陶瓷基座、陶瓷膜片和玻璃密封层构成，在陶瓷基座和陶瓷膜片上印刷有金属电极，在陶瓷基座的上方设有硬质PCBA板，在金属电极上设有接触点，导电件的一端与接触点相接，导电件的另一端穿过陶瓷基座与硬质PCBA板连接。本发明提供了一种能自动化组装，工艺简单，成本低，电路设计灵活性好，方便安装，传感器精度高的一种集成式压力传感器模块；解决了现有技术中存在的柔性PCBA成本高，尺寸大，容易共振；印刷PCB电接触不稳定，工艺复杂，灵活性差；不方便安装，传感器精度不高的技术问题。

权利要求

1.一种集成式压力传感器模块，包括陶瓷敏感元件，所述的陶瓷敏感元件是由陶瓷基座、陶瓷膜片和玻璃密封层构成，在陶瓷基座和陶瓷膜片上印刷有金属电极，其特征在于：在陶瓷基座的上方设有硬质PCBA板，在金属电极上设有接触点，导电件的一端与接触点相接，导电件的另一端穿过陶瓷基座与硬质PCBA板连接；所述的硬质PCBA板上设有多个导电触点，在导电触点上施加压力，让硬质PCBA板与敏感元件接触更为紧密；陶瓷敏感元件与硬质PCBA板集成，并通过过盈压入塑料连接头内。

2.根据权利要求1所述的一种集成式压力传感器模块，其特征在于：所述的导电件为PIN针，所述的导电件至少有三根。

3.根据权利要求2所述的一种集成式压力传感器模块，其特征在于：PIN针过孔焊接在硬质的PCBA板上。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种集成式压力传感器模块，其特征在于：所述陶瓷敏感元件为陶瓷电容式或陶瓷电阻式。

5.根据权利要求1或2或3所述的一种集成式压力传感器模块，其特征在于：所述的导电件与PCBA板的连接点分布在PCBA板上的芯片及元器件的外侧。

6.根据权利要求1或2或3所述的一种集成式压力传感器模块，其特征在于：所述的陶瓷敏感元件为圆形或者多边形。

说明书

一种集成式压力传感器模块

技术领域

[0001] 本发明涉及一种传感器结构，尤其涉及一种集成式压力传感器模块。

背景技术

[0002] 近年来，我国压力传感技术正在蓬勃发展，应用领域也在迅速扩大，由于压力传感器技术所涉及的技术广泛，伴随汽车、工业、物联网领域智能化发展趋势，压力传感器增长
迅速，而陶瓷压力传感器具有抗腐蚀、抗磨损、抗冲击、热稳定特性好、测量精度高、量程范
围大、无污染等众多优点，被广泛应用于汽车发动机、变速箱、后处理系统、热管理系统、高
性能的工业控制用压力变送器等关键系统的压力监测。

[0003] 现有的陶瓷压力传感器多为柔性PCBA与敏感元件焊接，或陶瓷基板直接贴片，前者结构及组装复杂，成本高，后者工艺复杂，灵活性差，不能满足集成化、柔性化及低成本的
需要。

[0004] 如中国专利：“具有印刷线路板的压容式陶瓷压力传感器（CN209310957U）”，采用陶瓷基本贴片设计，包括有基座，基座一端连接有动膜片，动膜片一端中部设有动电极，所
述基座相对连接动膜片的另一端印刷有厚膜线路板，所述厚膜线路板上开设有至少三个一
端与动电极相连通另一端与厚膜线路板外部相连通的连接孔，所述连接孔内设置有导电结
构。该设计涉及陶瓷基厚膜印刷、烧结及贴片工艺，同时每种电路需专门设计PCB版图，灵活
性差。

发明内容

[0005] 本发明提供了一种能自动化组装，工艺简单，成本低，电路设计灵活性好，精度高的一种集成式压力传感器模块；解决了现有技术中存在的柔性PCBA成本高，尺寸大，需多次
锡焊工艺；印刷PCB电接触不稳定，工艺复杂，灵活性差；不方便安装，传感器精度不高的技
术问题。

[0006] 本发明的上述技术问题是通过下述技术方案解决的：一种集成式压力传感器模块，包括陶瓷敏感元件，所述的陶瓷敏感元件是由陶瓷基座、陶瓷膜片和玻璃密封层构成，
在陶瓷基座和陶瓷膜片上印刷有金属电极，在陶瓷基座的上方设有硬质PCBA板，在金属电
极上设有接触点，导电件的一端与接触点相接，导电件的另一端穿过陶瓷基座与硬质PCBA
板连接。硬质PCBA与陶瓷敏感元件分体式设计，灵活性好，需要不同的性能时，可以将不同
功能的PCBA与陶瓷敏感元件集成在一起，能满足不同的压力传感器的使用需求。硬质PCBA
解决了柔性PCB成本高，不利于自动化组装，需要多次焊接、传感器尺寸大、电子元器件易共
振等技术问题，同时解决了陶瓷基印刷PCB金盘结合力差，电接触不稳定、印刷贴片工艺复
杂，电路设计灵活性差等技术问题。敏感元件与硬质PCB紧贴，解决了柔性PCB敏感元件与芯
片及温度电阻距离较大（隔着空气），两者间的温差大导致传感器温漂过大的问题。

[0007] 将满足使用要求的陶瓷敏感元件与硬质的PCBA集成后，通过过盈压入塑料连接头内，无需采用传统敏感元件塑料底座，减少零件数量，结构与工艺大大简化。

[0008] 作为优选，所述的导电件为PIN针，所述的导电件至少有三根。PIN针过孔焊接在硬质的PCBA板上。敏感元件与硬质PCBA采用PIN针焊接解决了柔性PCBA需要复杂金属边卡，敏
感元件尺寸过大的技术问题。同时规避了bonding等高风险工艺。至少三根PIN针保证了将
硬质PCBA板有效固定在陶瓷基座上，使得敏感元件与硬质PCBA板不会相互窜动，保证传感
器的稳定性。PIN针的分布灵活多变，可以根据需要在PCBA板上合适的位置进行安装，多边
安装或者单边安装都可以。

[0009] 作为优选，所述的硬质PCBA板上设有多个导电触点。在导电触点上施加压力，让硬质PCBA板与敏感元件接触更为紧密，稳定性好。同时导电触点还可以用于传感器内PIN针的
连接和布置，PIN针可以通过弹性元件抵压在导电触点上，实现了PIN针连接的同时，又实现
了对PCBA板与敏感元件的紧密连接固定。

[0010] 作为优选，所述陶瓷敏感元件为陶瓷电容式或陶瓷电阻式。提高传感器灵活性，可以是电容式压力传感器或者电阻式压力传感器。

[0011] 作为优选，所述的导电件与PCBA的连接点分布在PCBA上的芯片及元器件的外侧。PIN针分布在PCBA板的芯片外侧，对PCBA上的电路和芯片布置影响小。

[0012] 作为优选，所述的陶瓷敏感元件为方形、圆形或者多边形。

[0013] 因此，本发明的一种集成式压力传感器模块具备下述优点：工艺简单，体积小，电路设计灵活度高；可以根据需要选择不同的敏感元件和设计有不同电路的PCBA板，满足不
同的使用需求；陶瓷敏感元件与硬质PCB集成，并通过过盈压入塑料连接头内，无需采用传
统敏感元件塑料底座，减少零件数量，结构与工艺大大简化，产能高，成本低。

附图说明

[0014] 图1是本发明的一种集成式压力传感器模块的立体图。

[0015] 图2是图1的爆炸图。

[0016] 图3是图1与PIN针外接的立体示意图。

具体实施方式

[0017] 下面通过实施例，并结合附图，对发明的技术方案作进一步具体的说明。

[0018] 实施例：

[0019] 如图1和2和3所示，一种集成式压力传感器模块，包括陶瓷敏感元件1，陶瓷敏感元件1是由陶瓷基座11、陶瓷膜片8和玻璃密封层7构成，陶瓷基座11与陶瓷膜片8间通过玻璃
密封层7密封连接，在陶瓷基座11和陶瓷膜片8上印刷有金属电极6，形成陶瓷电容式敏感元
件或者陶瓷电阻式敏感元件。陶瓷敏感元件1可以是圆形、方形或者多边形。

[0020] 在陶瓷基座11上方安装有硬质的PCBA板3，PCBA板3上集成有电路和芯片。在PCBA板3的芯片外的空白处开设有三个通孔5，在通孔5内插接有导电PIN针4，导电PIN针4穿过硬
质的PCBA板3与陶瓷敏感元件的金属电极6通过过孔焊的方式相连。当然，也可以在焊接后
根据情况增加胶黏。同时在PCBA板3上焊接有导电触点2，导电触点2上通过弹性元件10，比
如弹簧或者弹片等连接有压力传感器的PIN针9，PIN针9的另一端穿过壳体与连接头相接。