阅读说明：本技术 一种集成式压力传感器模块 (Integrated pressure sensor module ) 是由 伊晨晖 顾益凡 陈希敏 王柯 于 2021-06-23 设计创作，主要内容包括：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。(The present invention relates to a sensor structure. The integrated pressure sensor module comprises a ceramic sensitive element, wherein the ceramic sensitive element is composed of a ceramic base, a ceramic diaphragm and a glass sealing layer, metal electrodes are printed on the ceramic base and the ceramic diaphragm, a hard PCBA (printed Circuit Board Assembly) board is arranged above the ceramic base, a contact point is arranged on each metal electrode, one end of a conductive piece is connected with the contact point, and the other end of the conductive piece penetrates through the ceramic base to be connected with the hard PCBA board. The integrated pressure sensor module provided by the invention can be automatically assembled, and has the advantages of simple process, low cost, good circuit design flexibility, convenience in installation and high sensor precision; the flexible PCBA in the prior art is high in cost, large in size and easy to resonate; the printed PCB has unstable electric contact, complex process and poor flexibility; inconvenient installation, the sensor precision is not high technical problem.)

一种集成式压力传感器模块

技术领域

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

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。

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。

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

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

作为优选，所述的陶瓷敏感元件为方形、圆形或者多边形。

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

图1是本发明的一种集成式压力传感器模块的立体图。

图2是图1的爆炸图。

图3是图1与PIN针外接的立体示意图。

具体实施方式

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。

实施例：

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。

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。