本申請公開了一種壓力傳感器組件、壓力變送器和用于制造壓力變送器的方法。本申請的壓力變送器組件包括壓力響應(yīng)式隔膜和電子包裝件，傳感元件被安裝至壓力響應(yīng)式隔膜，電子包裝件包括適合通過引線接合設(shè)備電連接至傳感元件的引線接合墊。隔膜和引線接合墊在變送器中被支承以使得隔膜和引線接合墊的位置彼此靠近且位于不相交的平面內(nèi)。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種壓力變送器以及用于此類變送器的包裝結(jié)構(gòu)和構(gòu)造方法，該壓力變送器實(shí)施用于檢測流體系統(tǒng)中壓力變化的應(yīng)變計技術(shù)以生成電信號。
技術(shù)介紹
集成了微熔娃(microfused silicon)應(yīng)變計技術(shù)的壓力檢測變送器已經(jīng)在很多環(huán)境中使用得越來越多并且用于多種應(yīng)用場合。上述壓力測量變送器經(jīng)常在空間限制是一項(xiàng)要素的環(huán)境中使用，并且因此希望這樣的變送器尺寸小，例如大約直徑可以是小于約I厘米(例如6-8_)且長度是直徑的約2至3倍。在對于此類變送器的很多應(yīng)用場合當(dāng)中包括在汽車工業(yè)中的應(yīng)用，例如用于檢測燃料系統(tǒng)、制動系統(tǒng)、車輛穩(wěn)定性系統(tǒng)等系統(tǒng)中的壓力。此類變送器通常包括將要監(jiān)測的壓力源(“壓力環(huán)境”)與壓力響應(yīng)式隔膜連通的至少一條流體通道。至少一個測量元件例如應(yīng)變計通常被安裝至隔膜的一個面并且對隔膜的彎曲做出響應(yīng)。應(yīng)變計通過細(xì)引線連接至安裝在變送器殼體中的印刷電路板上的接觸墊片。電路板承載電子部件和電路以生成指示被監(jiān)測系統(tǒng)的流體壓力的電輸出信號。通過可穿過變送器殼體進(jìn)入的電連接部在變送器外部獲取來自電路板的輸出信號。在殼體中的變送器部件的配置影響整體的變送器尺寸，并且希望包裝這些部件以使得能夠減小包裝件的整體尺寸，而無需損害變送器的性能或能力。另外，變送器內(nèi)部部件的設(shè)置可以影響變送器的完整性和可靠性。本專利技術(shù)提供了用于此類變送器的改進(jìn)的構(gòu)造和方法。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本申請公開了一種變送器組件，設(shè)有壓力端口，壓力端口包括一體的基部和從基部延伸的頸部。基部能夠連接到與壓力環(huán)境相關(guān)的配件或其它包含壓力環(huán)境或以其他方式與壓力環(huán)境連通的裝置。壓力端口的基部具有適于與壓力環(huán)境連通的口和從口延伸到頸部的內(nèi)部流體通路。流體通路和頸部構(gòu)造成使得頸部的一部分限定沿著頸部的一側(cè)的薄彈性隔膜，其能夠響應(yīng)流體通路內(nèi)的流體壓力的變化彈性彎曲。隔膜形成為沿著沿變送器的縱向軸線延伸或基本平行于變送器的縱向軸線的平面放置。一個或多個應(yīng)變計固定到隔膜的外面，并且適于響應(yīng)隨壓力環(huán)境的流體壓力而變的隔膜上的應(yīng)變。本專利技術(shù)公開了一種電子包裝件，包括由一構(gòu)造支承在變送器內(nèi)的印刷電路板，所述構(gòu)造包括由導(dǎo)電引線框架和一體非導(dǎo)電支承框架構(gòu)成的支承組件。包含用于變送器的電路的印刷電路板安裝在金屬引線框架上。支承組件安裝在壓力端口的基部部分并且接收壓力端口的頸部，頸部包括隔膜。支承組件相對于壓力端口布置以便支承印刷電路板，以使得將與應(yīng)變計連接的PC板上的引線接合墊沿著基本平行于隔膜和安裝到隔膜的應(yīng)變計的平面的平面設(shè)置。PC板優(yōu)選設(shè)置成其引線接合墊與應(yīng)變計鄰近。通過將PC板的引線接合墊的平面設(shè)置成基本平行于隔膜和應(yīng)變計的平面，有助于通過傳統(tǒng)引線接合機(jī)來進(jìn)行PC板與應(yīng)變計的引線接合。該構(gòu)造使得能夠使用較短的接合引線，并且提供接合引線與PC板和應(yīng)變計上相關(guān)接觸墊的更安全的電連接和機(jī)械連接。而且，將隔膜、應(yīng)變計和PC板的引線接合墊定向在平行的平面簡化了用于電連接應(yīng)變計和PC板的引線接合墊的設(shè)計和組裝方法。該構(gòu)造還使得PC板能夠沿變送器的縱向延伸，從而避免了對PC板的尺寸限制，而如果將PC板定向?yàn)榇怪庇诟裟ず蛻?yīng)變計的平面則會導(dǎo)致這種尺寸限制。【附圖說明】參照附圖根據(jù)以下對本專利技術(shù)的介紹將更加完整地領(lǐng)會本專利技術(shù)的目的和優(yōu)點(diǎn)，在附圖中:圖1是代表性變送器的等距視圖；圖2是圖1所示變送器的基部的底部視圖；圖3是圖1中變送器的頂部的俯視圖；圖4是一個變送器實(shí)施例沿縱向直徑面截取的縱向截面圖；圖5是圖4中實(shí)施例的支承組件的等距視圖；圖6是圖4中實(shí)施例的引線框架(lead frame)的等距視圖；圖7是類似于圖5的、將印刷電路板安裝至圖5中的支承組件的視圖；圖8是壓力端口實(shí)施例的等距視圖；圖9是圖8中壓力端口的縱向截面圖；圖10是結(jié)合了本專利技術(shù)原理的另一個變送器實(shí)施例的縱向截面圖；圖11是圖10的已組裝實(shí)施例將蓋移除后的視圖；圖12是圖10中壓力端口的等距視圖；圖13是圖10中壓力端口的縱向截面圖；圖14是本專利技術(shù)第三實(shí)施例的側(cè)面視圖；圖15是圖14中實(shí)施例的縱向截面圖；圖16是圖15中的支承組件的等距視圖，其中引線框架被安裝在支承框架中；圖17是圖14至圖16中的引線框架的等距視圖；圖18是圖15中壓力端口的等距視圖；圖19是圖15中壓力端口的截面圖；圖20是另一個壓力端口實(shí)施例的等距視圖；圖21是圖20中壓力端口的縱向截面圖；圖22是具有圖20中壓力端口的變送器的縱向截面圖；圖23是代表性變送器的等距視圖，在圖中PC板的引線接合墊和隔膜位于平行的、間隔開的平面內(nèi)并且示出了在應(yīng)變計和PC板的引線接合墊之間實(shí)現(xiàn)引線接合的方式。【具體實(shí)施方式】圖1示出了變送器10，其具有壓力端口 12和向上延伸的殼體14，所述殼體附接于壓力端口的基部16并且在其上端18終止于電觸點(diǎn)或連接器，通過該電觸點(diǎn)或連接器可以傳遞并且利用電輸出信號。在本實(shí)施例中，電觸點(diǎn)可以呈接觸墊20的形式，所述接觸墊能夠通過形成于設(shè)備的上端中的插口 22接近。如圖4、圖8和圖9所示，壓力端口 12可以由各種材料形成為單件，且17-4號不銹鋼是優(yōu)選的材料。壓力端口包括基部16和向上延伸的頸部24。基部16和頸部24的下部部分被形成為包括流體通路26，該流體通路終止于閉合的上端28。頸部的下部部分被形成為沿著其側(cè)部包括平的外表面30，一個或更多應(yīng)變計(在32處以虛線示出)安裝至所述外表面。通路26的至少上部部分形成為具有這樣的橫截面，該橫截面限定平的內(nèi)表面33，該平的內(nèi)表面與平的外表面30配合以沿頸部的區(qū)域限定薄的、柔性隔膜34。在該實(shí)施例中，通路的橫截面可以是長圓形的(obround)，如圖2所示。通路的長圓形橫截面可以通過穿過基部以及頸部的下部部分鉆孔并且使鉆孔工具側(cè)向平移而形成。通路的長圓形橫截面留下縱向延伸的平的內(nèi)表面33，該平的內(nèi)表面與平的外表面30配合以限定用于隔膜34的細(xì)長構(gòu)型。頸部24的上部部分可以是平的并且由平的表面30的平面凹進(jìn)，以提供用于安裝在印刷電路板38上的電部件36的空間，如圖4所示。頸部的最上端可以被形成為限定快速連接器元件40，其可以用于幫助將支承組件固定至頸部。圖5示出了支承組件42，PC板38通過該支承組件被支承在變送器中。支承組件42包括導(dǎo)電引線框架44和非導(dǎo)電支承框架46，它們一體地固定在一起。引線框架可以由導(dǎo)電并且結(jié)構(gòu)上為足夠剛性的任意合適材料形成。例如，引線框架可以由不銹鋼板沖壓形成。引線框架可以具有期望被電鍍以增強(qiáng)其導(dǎo)電性的部分。支承框架可以由各種聚合物或工程材料中的任一種形成，諸如由液晶聚合物形成。引線框架可以與支承框架一起嵌件模制。當(dāng)設(shè)備被組裝時，支承組件42繞壓力端口 12的頸部24布置并且下端固定至基部22。在本實(shí)施例中，引線框架44的下端處的弧形段48限定支承組件42的下端。弧形段48與基部22的外形一致并且能夠被激光焊接或者以其它方式固定至基部。在本實(shí)施例中，支承框架46附接至引線框架44的上端并且還支承連接至接觸墊18(圖6)的多個懸垂導(dǎo)電接片50，所述接觸墊18能夠通過形成于支承框架46中的插口 20接近。接片50能夠最初形成為引線框架44的一部分并且隨后在限定接片50的部分已經(jīng)可靠地安裝在支承框架46中之后從框架切斷。切斷的接片50提供從PC板到能從外部本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
壓力傳感器組件，包括：壓力端口，具有基部和從所述基部向上延伸的頸部，所述頸部包括側(cè)壁；流體通路，所述流體通路形成為穿過所述基部并且進(jìn)入所述頸部，所述基部能夠與流體壓力環(huán)境連接；隔膜，所述隔膜沿著所述頸部的側(cè)壁設(shè)置，所述隔膜具有外面和內(nèi)面，所述內(nèi)面暴露于所述流體通路；響應(yīng)隔膜運(yùn)動的傳感元件，所述傳感元件安裝在所述隔膜的外表面上；與所述頸部相鄰安裝的電子包裝件，所述電子包裝件包括引線接合墊以有助于所述電子包裝件和所述傳感元件之間的引線連接；所述引線接合墊和所述隔膜設(shè)置在不相交的平面中。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：N·S·彼得拉卡，
申請(專利權(quán))人：森薩塔科技公司，
類型：發(fā)明
國別省市：美國;US
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