压力传感器组件和用于制造压力传感器组件的方法技术

公开了压力传感器组件和用于制造压力传感器组件的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】压力传感器组件和用于制造压力传感器组件的方法对相关申请的交叉引用本申请要求于2019年7月22日提交的美国专利申请第16/518,466号的优先权，其要求于2018年12月27日提交的中国专利申请第2018222134064号的权益和优先权。上述申请的全部公开内容通过引用并入本文。
本公开内容涉及传感器，具体地涉及压力传感器组件。
技术介绍
本部分提供本公开内容相关的背景信息，其不一定是现有技术。压力传感器是将压力转换为用于控制和远程传输的气动或电信号的装置。传统的压力传感器包括压敏部件和控制电路等。压敏部件被布置在连接器内，通过导线连接与被设置在壳体中的控制电路连接。在传统的压力传感器中，压敏部件和控制电路被设计成彼此分开，使得装置的整体尺寸或占用体积太大，且可靠性差。
技术实现思路
本部分提供公开内容的一般概述，而不是其全部范围或其所有特征的全面公开。为了解决上述问题，本公开内容提供了一种改进的压力传感器组件。在本公开内容的一个方面中，用于检测周边环境中的压力的压力传感器组件包括压力响应部件，压力响应部件包括被设置在公共衬底上的压敏元件和输出信号发生器。输出发生器将压敏元件的输出信号格式化为预设信号格式。在本公开内容的另一方面中，衬底具有完全延伸通过衬底的孔，且压敏元件被设置在衬底上与孔连通。在本公开内容的另一方面中，压力传感器组件还包括连接器部件，连接器部件包括本体，本体包括在一端处的中空圆筒形部和在相对的第二端处的接纳腔，其中，接纳腔的尺寸和形状被设计成容纳压力响应部件，并且其中，压力响应部件被设置在接纳腔内；在本公开内容的另一方面，压力传感器组件还包括用于将压力响应部件与周边环境隔离的第一密封件，第一密封件围绕压力响应部件与连接器部件的接纳腔之间的分界面而定位；在本公开内容的另一方面，压力传感器组件还包括壳体部件，壳体部件具有感测端和第二端，感测端向周边环境开放并且与衬底中的孔连通，第二端包括具有壁并且限定室的开放圆筒。压力响应部件和连接器部件被设置在室中，并且室的壁被卷折在连接器部件上。在本公开内容的另一方面，壳体部件包括形成在室的底部中的凹槽。在本公开内容的另一方面，压力传感器组件还包括被设置在凹槽中的密封环。密封环被压缩在压力响应部件的衬底与壳体的室的底部之间以提供用于将压力响应部件与周边环境隔离的第二密封件。在本公开内容的另一方面中，压力传感器组件还包括用于将压力响应部件与周边环境隔离的第三密封件。除了第二密封件以外或作为第二密封件的可替选方案，第三密封件是可选的，并且第三密封件围绕壳体部件的圆筒形室的卷折壁的边缘与连接器部件的本体的周界之间的分界面而定位。在本公开内容的另一方面中，压敏元件包括压电电阻器件，且压敏元件和输出信号发生器被表面安装到衬底。在本公开内容的另一方面中，衬底是包括氧化铝陶瓷和氧化锆陶瓷中的一种的陶瓷。在本公开内容的另一方面中，压力响应部件还包括保护盖，保护盖被定位在衬底上以覆盖压敏元件和输出信号发生器中的至少一个。在本公开内容的另一方面中，压力传感器组件还包括子组件，子组件包括压力响应部件、连接器部件和第一密封件。在本公开内容的另一方面中，第一密封件包括环氧树脂和硅树脂中的一种。在本公开内容的另一方面中，连接器部件的本体还包括在一端处的螺纹部和从第二端突出并且围绕接纳腔的周界定位的多个凸部，并且室包括其中设置有多个定位凹部的突起。每个定位凹部可操作地接合连接器部件的多个凸部中相应的一个凸部，以将压力响应部件和/或子组件可靠地放置和定位在室中。在本公开内容的另一方面中，壳体部件的感测端还包括中空管状部，中空管状部向周边环境开放并且与衬底中的孔连通。在本公开内容的另一方面中，提供了一种用于制造压力传感器组件的方法。通过本公开内容的这些和其他方面，提供了一种压力传感器组件的技术方案，压力传感器组件具有比常规压力传感器组件更简单的构造，减小的和更紧凑的尺寸以及改进的可靠性。根据本文提供的描述，进一步的应用领域将变得明显。
技术实现思路
中的描述和具体的示例旨在仅用于说明的目的并且不旨在限制本公开内容的范围。附图说明本文中描述的附图仅用于所选择的实施方式而非所有可能的实现方式的说明性目的，并且不旨在限制本公开内容的范围。图1是本公开内容的压力传感器组件的实施方式的示意性结构透视图；图2是本公开内容的压力传感器组件的包括保护盖的压力响应部件的实施方式的示意性结构立体图；图3是图2的压力响应部件移除了保护盖的示意性结构立体图；图4是本公开内容的压力传感器组件的连接器部件的实施方式的示意性结构前视图；图5示出了从连接器部件的底部观察的本公开内容的压力传感器组件的子组件的示意图，子组件包括图4所示的连接器部件和图2所示的压力响应部件，；图6是处于预组装状态的本公开内容的压力传感器组件的壳体部件的实施方式的示意性结构图；以及图7是示出沿着图1的压力传感器组件的线7-7截取的轴向截面的示意性结构图。在附图的若干图中，对应的附图标记指示对应的部分。具体实施方式以下描述本质上仅是示例性的，不旨在限制本公开内容、应用或用途。提供了示例实施方式使得本公开内容将是透彻的，且将向本领域的技术人员充分地传达范围。阐述了许多具体细节，例如具体部件、装置和方法的示例，以提供对本公开内容的实施方式的透彻的理解。对于本领域的技术人员明显的是，不必采用具体细节，示例实施方式可以以许多不同的形式来实施，并且不应被解释为限制本公开内容的范围。在一些示例实施方式中，没有详细描述公知的过程、公知的装置结构和公知的技术。本公开内容提供了压力传感器组件10。图1示出了压力传感器组件10的实施方式的示意性结构立体图。如图中所示，压力传感器组件10通常包括压力响应部件20(在图2、图3、图5和图7最佳地看到)、连接器部件30(在图1、图4和图7最佳地看到)以及壳体部件40(在图1、图6和图7最佳地看到)。如本文进一步描述的，将压力响应部件20和连接器部件30组装在一起以形成压力传感器组件10的子组件50(图5)。然后，如本文进一步描述的，将子组件50与壳体40组装以形成压力传感器组件10。通过本公开内容的技术方案，简化了压力传感器组件的制造和组装过程，并且使压力传感器组件的尺寸最小化以变得比传统设计更紧凑。压力传感器组件更高效，且集成布置也提高了装置的可靠性。现在参照图2和图3，压力响应部件20包括具有压敏MEMS元件110和输出信号发生器的电路，压敏MEMS元件110可以是硅压电电阻器件，输出信号发生器可以是信号调制模块或ASIC120，输出信号发生器被配置成将压敏元件110的输出信号产生和/或调制成指示压力传感器组件所位于的周边环境的压力的预设信号格式。压敏元件110和信号调制模块120可以被集成到衬底(例如，基板)100上。通过本公开内本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于检测周边环境中的压力的压力传感器组件，包括：/n压力响应部件，所述压力响应部件包括被设置在公共衬底上的压敏元件和输出信号发生器，其中，所述输出发生器将所述压敏元件的输出信号格式化为预设信号格式，其中，所述衬底包括完全延伸通过所述衬底的孔，并且其中，所述压敏元件被设置在所述衬底上与所述孔连通；/n连接器部件，所述连接器部件包括本体，所述本体包括在一端处的中空圆筒形部和在相对的第二端处的接纳腔，其中，所述接纳腔的尺寸和形状被设计成容纳所述压力响应部件，并且其中，所述压力响应部件被设置在所述接纳腔内；/n第一密封件，所述第一密封件用于将所述压力响应部件与所述周边环境隔离，所述第一密封件围绕所述压力响应部件与所述连接器部件的所述接纳腔之间的分界面而定位；/n壳体部件，所述壳体部件包括感测端和第二端，所述感测端向所述周边环境开放并且与所述衬底中的所述孔连通，所述第二端包括具有壁并且限定室的开放圆筒，其中，所述压力响应部件和所述连接器部件被设置在所述室中，其中，所述室的壁被卷折在所述连接器部件上，其中，在所述室的底部中形成有凹槽；/n密封环，所述密封环被设置在所述凹槽中，其中，所述密封环被压缩在所述压力响应部件的所述衬底与所述壳体的所述室的所述底部之间以提供用于将所述压力响应部件与所述周边环境隔离的第二密封件；以及/n第三密封件，所述第三密封件用于将所述压力响应部件与所述周边环境隔离，所述第三密封件围绕所述壳体部件的圆筒形室的卷折壁的边缘与所述连接器部件的所述本体的周界之间的分界面而定位。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20190722 US 16/518,4661.一种用于检测周边环境中的压力的压力传感器组件，包括：
压力响应部件，所述压力响应部件包括被设置在公共衬底上的压敏元件和输出信号发生器，其中，所述输出发生器将所述压敏元件的输出信号格式化为预设信号格式，其中，所述衬底包括完全延伸通过所述衬底的孔，并且其中，所述压敏元件被设置在所述衬底上与所述孔连通；
连接器部件，所述连接器部件包括本体，所述本体包括在一端处的中空圆筒形部和在相对的第二端处的接纳腔，其中，所述接纳腔的尺寸和形状被设计成容纳所述压力响应部件，并且其中，所述压力响应部件被设置在所述接纳腔内；
第一密封件，所述第一密封件用于将所述压力响应部件与所述周边环境隔离，所述第一密封件围绕所述压力响应部件与所述连接器部件的所述接纳腔之间的分界面而定位；
壳体部件，所述壳体部件包括感测端和第二端，所述感测端向所述周边环境开放并且与所述衬底中的所述孔连通，所述第二端包括具有壁并且限定室的开放圆筒，其中，所述压力响应部件和所述连接器部件被设置在所述室中，其中，所述室的壁被卷折在所述连接器部件上，其中，在所述室的底部中形成有凹槽；
密封环，所述密封环被设置在所述凹槽中，其中，所述密封环被压缩在所述压力响应部件的所述衬底与所述壳体的所述室的所述底部之间以提供用于将所述压力响应部件与所述周边环境隔离的第二密封件；以及
第三密封件，所述第三密封件用于将所述压力响应部件与所述周边环境隔离，所述第三密封件围绕所述壳体部件的圆筒形室的卷折壁的边缘与所述连接器部件的所述本体的周界之间的分界面而定位。


2.根据权利要求1所述的压力传感器组件，其中，所述压敏元件包括压电电阻器件；
其中，所述压敏元件和所述输出信号发生器被表面安装到所述衬底；并且
其中，所述衬底是包括氧化铝陶瓷和氧化锆陶瓷中的一种的陶瓷。


3.根据权利要求2所述的压力传感器组件，其中，所述压力响应部件还包括保护盖，所述保护盖被定位在所述衬底上以覆盖所述压敏元件和所述输出信号发生器中的至少一个。


4.根据权利要求3所述的压力传感器组件，还包括子组件，所述子组件包括所述压力响应部件、所述连接器部件和所述第一密封件；
其中，所述第一密封件包括环氧树脂和硅树脂中的一种。


5.根据权利要求4所述的压力传感器组件，其中，所述连接器部件的所述本体还包括在所述一端处的螺纹部和从所述第二端突出并且围绕所述接纳腔的周界而定位的多个凸部。


6.根据权利要求5所述的压力传感器组件，其中，所述室包括其中设置有多个定位凹部的突起；
其中，所述多个定位凹部中的每个定位凹部可操作地接合所述连接器部件的所述多个凸部中相应的一个凸部，以将所述子组件可靠地放置和定位在所述室中。


7.根据权利要求2所述的压力传感器组件，其中，所述壳体部件的所述感测端还包括中空管状部，所述中空管状部向所述周边环境开放并且与所述衬底中的所述孔连通。


8.根据权利要求7所述的压力传感器组件，还包括子组件，所述子组件包括所述压力响应部件、所述连接器部件和所述第一密封件；
其中，所述压力响应部件还包括保护盖，所述保护盖被定位在所述衬底上以覆盖所述压敏元件和所述输出信号发生器中的至少一个；并且
其中，所述第一密封件包括环氧树脂和硅树脂中的一种。


9.根据权利要求8所述的压力传感器组件，其中，所述连接器部件的所述本体还包括在所述一端处的螺纹部和从所述第二端突出并且围绕所述接纳腔的周界而定位的多个凸部。


10.根据权利要求9所述的压力传感器组件，其中，所述室包括其中设置有多个定位凹部的突起；
其中，所述多个定位凹部中的每个定位凹部可操作地接合所述连接器部件的所述多个凸部中相应的一个凸部，以将所述子组件可靠地放置和定位在所述室中。


11.根据权利要求10所述的压力传感器组件，其中，所述第一密封件和所述第三密封件中的一个包括环氧树脂和硅树脂中的一种。


12.一种用于制造根据权利要求1所述的用于检测周边环境中的压力的压力传感器组件的方法，包括以下步骤：
将所述压力响应部件设置在所述接纳腔中，使得所述衬底的周界紧密靠近所述接纳腔的周界而配合；
将引线附接到所述压力响应部件的所述衬底上的接触件；
将密封材料施加在所述接纳腔和所述压力响...

【专利技术属性】
技术研发人员：因德拉·J·鲁姆巴，李春明，梁海健，赵周宇，彭栋，艾米·赫特尔，
申请(专利权)人：热敏碟公司，
类型：发明
国别省市：美国;US