專利名稱：具有整體溫度傳感器的壓力傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有整體溫度傳感器的壓力傳感器。
背景技術(shù)：
如圖4所示，在JP-A-2003-75019中公開(kāi)了一種具有整體溫度傳感器的壓力傳感器，該壓力傳感器900在車輛中用于測(cè)量進(jìn)氣歧管中的壓力和進(jìn)氣溫度，車輛發(fā)動(dòng)機(jī)是基于表征這些測(cè)量值的信號(hào)來(lái)受到控制的。
傳感器殼體910中容納有模壓集成電路(IC) 921，其包括用于檢測(cè)壓力的壓力傳感元件920。模壓IC921通過(guò)引線框架922電連接到端子911上。端子911用于將壓力信號(hào)輸出到外部處理電路。端口930與殼體910相連，從而由殼體910和端口930限定出壓力傳感腔。端口930具有兩個(gè)壓力接受孔931，其通過(guò)用分隔板932將端口930內(nèi)部進(jìn)行分隔而成。
一個(gè)壓力接受孔931設(shè)成介質(zhì)引導(dǎo)孔931a，通過(guò)此引導(dǎo)孔，壓力傳遞介質(zhì)被引導(dǎo)到壓力傳感元件920，另一個(gè)壓力接受孔931設(shè)成溫度傳感元件容納孔931b，在其中布置有導(dǎo)線924。導(dǎo)線924通過(guò)焊接與端子911電連接和機(jī)械連接。在導(dǎo)線924的大約末端處布置有溫度傳感元件940。
樹(shù)脂減振件925繞著導(dǎo)線924布置在溫度傳感元件容納孔931b中，用于減輕溫度傳感元件940和導(dǎo)線924的振動(dòng)。如果沒(méi)設(shè)減振件925的話，則溫度傳感元件940僅由導(dǎo)線924來(lái)支撐，結(jié)果，在壓力傳感器900振動(dòng)時(shí)，溫度傳感元件940就以導(dǎo)線924和端子911間的連接點(diǎn)923為支撐點(diǎn)擺動(dòng)。
在這種情況下，應(yīng)力就會(huì)重復(fù)作用于連接點(diǎn)923上，且導(dǎo)線924會(huì)接觸端口930的內(nèi)壁，結(jié)果，就會(huì)損壞導(dǎo)線930。導(dǎo)線924由減振件925來(lái)固定地支撐，這樣就減少了溫度傳感元件940和導(dǎo)線924的擺動(dòng)，且提高了它們的耐久性。
導(dǎo)線924由管或涂覆件罩住，以使它不受腐蝕或污染，從而使其不裸露于測(cè)量環(huán)境中。連接點(diǎn)由封裝件926罩住，以對(duì)其進(jìn)行保護(hù)。即，壓力傳感器900需要用于保護(hù)導(dǎo)線924的管或涂覆件、用于保護(hù)連接點(diǎn)923的封裝件926、以及用于支撐導(dǎo)線924的減振件925。這樣，導(dǎo)線924就需要復(fù)雜的結(jié)構(gòu)來(lái)確保溫度傳感元件940的抗振性。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種具有整體溫度傳感器的壓力傳感器，其中，可通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的構(gòu)造來(lái)降低壓力傳感元件的振動(dòng)。本發(fā)明的壓力傳感器具有殼體、端子、壓力傳感元件、端口、以及溫度傳感元件。
端子通過(guò)嵌件成型被組裝到殼體上，且可以與外部裝置相連。用于檢測(cè)壓力的壓力傳感元件與端子電連接且容納在殼體內(nèi)。具有介質(zhì)引導(dǎo)孔的端口與殼體相連，通過(guò)該引導(dǎo)孔，壓力傳遞介質(zhì)被引導(dǎo)到壓力傳感元件。用于檢測(cè)壓力傳遞介質(zhì)溫度的溫度傳感元件與端子電連接且布置在該介質(zhì)引導(dǎo)孔中。
每個(gè)端子的一部分穿過(guò)壓力接受孔并延伸到溫度傳感元件，該部分被稱為延伸部，所述延伸部電連接到溫度傳感元件，該延伸部形成為殼體的嵌件成型部分，并由形成殼體的材料來(lái)保持。通過(guò)這種結(jié)構(gòu)，端子的延伸部可用作導(dǎo)線。因此，就不再需要導(dǎo)線，也消除了導(dǎo)線的連接點(diǎn)。
延伸部由形成殼體的材料來(lái)保持，這樣，它們就不受腐蝕和污染，并通過(guò)該材料得到增強(qiáng)。可確保延伸部具有抗振性和抵抗環(huán)境的特性。另外，可以在形成殼體的同時(shí)很容易地形成延伸部。這樣，繞著延伸部基部的封裝件或用于支撐延伸部的支撐件，如圖4中所示的減振件925，就不再是必要的了。通過(guò)這種結(jié)構(gòu)，可以用簡(jiǎn)單的構(gòu)造來(lái)減少溫度傳感元件的振動(dòng)。


通過(guò)下面結(jié)合附圖所做的詳細(xì)描述，本發(fā)明的上述和其他目的、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將更加明顯，附圖中圖1為根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的壓力傳感器的剖視圖；圖2為由圖1中的線A-A所截取的壓力傳感器的一個(gè)端口的剖視圖；圖3A為根據(jù)本發(fā)明的變化例的壓力傳感器的局部剖視圖；圖3B為根據(jù)本發(fā)明的變化例的壓力傳感器的局部剖視圖；以及圖4為根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的壓力傳感器的剖視圖。
具體實(shí)施例方式
下面參考附圖來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，附圖中，相同的參考號(hào)表示相同的元件和裝置。
參考圖1，壓力傳感器100包括傳感器殼體11、端子11、壓力傳感元件20、端口30、以及溫度傳感元件40。端子11可與外部裝置相連，且通過(guò)嵌件成型組裝到殼體10上。壓力傳感元件20用于檢測(cè)壓力，其被電連接到端子11上，并固定和容納于殼體10中。端口30具有壓力接受孔31，通過(guò)此壓力接受孔，壓力傳遞介質(zhì)被引導(dǎo)到壓力傳感元件20。溫度傳感元件40用于檢測(cè)壓力傳遞介質(zhì)的溫度，其被布置在壓力接受孔31中并與端子電連接。
殼體10由樹(shù)脂制成，如聚苯撐硫化物(PPS)、聚丁烯對(duì)苯二甲酸鹽(PBT)、以及環(huán)氧樹(shù)脂。殼體10具有凹槽12，壓力傳感元件20布置在其中。端子11由傳導(dǎo)材料如銅和42-合金制成。第一端子11的一端暴露在凹槽12中。該端子11的暴露部被鍍金，以用作結(jié)合區(qū)。第一端子11的另一端以及第二端子11的一端暴露于殼體10的開(kāi)口13中。所述端可連接到包括連接器的外部裝置(未示出)。繞著開(kāi)口13的殼體一部分和端子11的各端用作壓力傳感器100的連接器。
壓力傳感元件20用于檢測(cè)壓力并輸出與此壓力水平相應(yīng)的電信號(hào)，其由半導(dǎo)體傳感器芯片和支撐該傳感器芯片的玻璃基座構(gòu)成。該傳感器芯片是一種利用壓阻效應(yīng)的已知芯片、膜片、以及橋式電路，但并不限于此種。所述膜片在壓力施加到其頂面上時(shí)會(huì)變形，所述橋式電路由擴(kuò)散電阻器構(gòu)成。
壓力傳感元件20用粘結(jié)劑粘結(jié)到凹槽12底部，如硅樹(shù)脂橡膠(未示出)。壓力傳感元件20的輸入和輸出端子(未示出)通過(guò)金制或鋁制的焊線14電連接到端子11的結(jié)合區(qū)上。壓力傳感元件20電連接到端子11上，且容納于殼體10中。
凹槽12中填充有密封件15，如氟膠體和氟橡膠，其具有電絕緣性和化學(xué)穩(wěn)定性。密封件15密封住端子11和殼體10間的空隙，且遮住壓力傳感元件20和焊線14。壓力傳感元件20、端子11、焊線14、壓力傳感器20和焊線14間的連接點(diǎn)、端子11和焊線14間的連接點(diǎn)都由密封件15罩住，從而不受化學(xué)污染，電絕緣，且不受腐蝕。
密封件15具有雙層結(jié)構(gòu)，下層由具有化學(xué)穩(wěn)定性的高模量材料制成，用于減少端子11和殼體10間的空隙中的氣泡。氟基橡膠可用作密封件15的下層。上層由具有化學(xué)穩(wěn)定性的低模量材料制成，以對(duì)壓力傳感元件20和焊線14施加很小的應(yīng)力。氟基膠體或硅氟膠體可以用作密封件15的上層。
端口30連接到殼體10上從而罩住凹槽12。壓力傳感腔16由殼體10和端口30限定。端口30由具有熱穩(wěn)定性的樹(shù)脂制成，如PBT和PPS。端口30用具有高化學(xué)穩(wěn)定性和彈性的粘結(jié)劑17固定到殼體10上。硬環(huán)氧樹(shù)脂可用作粘結(jié)劑17。端口30從殼體10處突伸，且具有壓力接受孔31，該孔從其端部延伸到壓力傳感腔16。
壓力接受孔31被分隔板32分隔成兩部分，分隔板32沿著壓力傳遞介質(zhì)被引入的路徑布置，如圖1中的白箭頭所示。壓力接受孔31的一個(gè)部分用作介質(zhì)引導(dǎo)孔31a，通過(guò)它，壓力傳遞介質(zhì)被引導(dǎo)到壓力傳感元件20的受壓面，以測(cè)量壓力。另一部分用作溫度傳感元件容納孔31b，溫度傳感元件40布置在其中。
O形圈33繞端口30布置。壓力傳感器100可密封地安裝到物件(未示出)的傳感器安裝部分上。介質(zhì)引導(dǎo)孔31a和溫度傳感元件容納孔31b匯入端口30中的壓力傳感腔16中。分隔板32在形成端口30時(shí)可與端口30一體形成。
每個(gè)端子11的一部分穿過(guò)壓力接受孔31且延伸到溫度傳感元件40。端子11的延伸部分被稱為延伸部11a。溫度傳感元件40電連接到每個(gè)端子11的延伸部11a的一端。
延伸部11a通過(guò)將端子11和一部分彎曲而形成，且最終做成使其可以穿過(guò)壓力接受孔31。端子11布置成使延伸部11a穿過(guò)溫度傳感元件容納孔31b。延伸部11a通過(guò)嵌件成型組裝到殼體上，即形成為殼體10的嵌件成型部分，且由形成殼體10的材料來(lái)保持。
溫度傳感元件40為常規(guī)電熱調(diào)節(jié)器元件，其通過(guò)固化電連接到延伸部11a上。延伸部11a通過(guò)嵌件成型組裝到殼體10上，且由形成殼體10的材料來(lái)保持。溫度傳感元件40由形成殼體10的材料遮擋。通過(guò)將溫度傳感元件40與延伸部11a的端部相連，并與端子一起模制來(lái)制作殼體10。
下面討論制造壓力傳感器100的方法，通過(guò)將溫度傳感元件40與延伸部11a的端部相連且與端子11一起模制來(lái)制作殼體10。將壓力傳感元件20用粘結(jié)劑固定到殼體10的凹槽12中。將焊線14連接到端子11和壓力傳感元件20間，以通過(guò)焊線14使壓力傳感元件20與端子11相連。密封件15被注射到凹槽12中，從而使凹槽12充滿密封件15，并通過(guò)熱固過(guò)程進(jìn)行熱固。
端口30用粘結(jié)劑17固定到殼體10上，以連接端口30和殼體10，從而延伸部11a插入溫度傳感元件容納孔31b中。于是，壓力傳感器100就完成了。
壓力傳感器100可用作車輛進(jìn)氣歧管的進(jìn)氣壓力傳感器，在這種情況下，壓力傳感器100在車輛中安裝成使壓力接受孔31與進(jìn)氣歧管相通，以通過(guò)壓力傳感元件20檢測(cè)進(jìn)氣壓力(負(fù)壓)。
當(dāng)壓力如白箭頭所示施加到壓力傳感器100內(nèi)部時(shí)，壓力傳遞介質(zhì)通過(guò)介質(zhì)引導(dǎo)孔31a被引入壓力傳感元件20的受壓面。壓力傳感元件20檢測(cè)該壓力并輸出一個(gè)與該壓力值水平相應(yīng)的電信號(hào)。該電信號(hào)通過(guò)焊線14被輸出到外部裝置以及輸出到端子11。由布置在壓力傳遞介質(zhì)路徑附近的溫度傳感元件40來(lái)檢測(cè)壓力傳遞介質(zhì)的溫度。表征所檢測(cè)溫度的信號(hào)通過(guò)延伸部11a輸出到外部裝置中。
在壓力傳感器100中，端子11的部分穿過(guò)壓力接受孔31，并電連接到溫度傳感元件40，延伸部11a用作導(dǎo)線。這樣，壓力傳感器100就不再需要導(dǎo)線了。另外，壓力傳感器100也不再需要封裝件來(lái)保護(hù)圖4所示現(xiàn)有技術(shù)中所用的導(dǎo)線的連接點(diǎn)。
延伸部11a由形成殼體10的材料來(lái)保持，且因此不受腐蝕和污染。另外，它們可由該材料來(lái)增強(qiáng)，且因此具有抗振動(dòng)或抗硬環(huán)境的特性。延伸部11a容易在形成殼體10的同時(shí)形成。這樣，繞延伸部11a的基部的封裝件或者用于支撐延伸部11a的支撐件，如減振件925，就不再是必要的了。使用壓力傳感器100中的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)就可以很好地減少溫度傳感元件40中的振動(dòng)。
因?yàn)閴毫鞲衅?00的結(jié)構(gòu)得到了簡(jiǎn)化，則制造壓力傳感器100的過(guò)程也可以得到簡(jiǎn)化。即，壓力傳感器100可以較低的成本來(lái)獲得。另外，溫度傳感元件40布置在壓力接受孔31內(nèi)部由分隔板32隔開(kāi)的一個(gè)小空間內(nèi)。這樣，溫度傳感元件40就很少可能由于振動(dòng)而產(chǎn)生位移，且即使在發(fā)生位移時(shí)，位移量也很小。
本發(fā)明不應(yīng)被限定于上面所討論和圖中所示出的實(shí)施例，而是在不偏離本發(fā)明精神的情況下可以其他方式進(jìn)行實(shí)施。例如，在殼體10如圖3A所示形成后，在布置有溫度傳感元件的延伸部11a的一部分處可以由密封件10a來(lái)進(jìn)行密封。密封件10a可以由與殼體10相同的材料制成，也可以為包括環(huán)氧樹(shù)脂類的不同材料。延伸部11a的該部分也可以露出，而沒(méi)被密封。殼體10可以由樹(shù)脂以外的材料制成，只要端子11可以通過(guò)嵌件成型組裝到殼體10上即可。
壓力接受孔31可以設(shè)為沒(méi)有分隔板，只要端子11的一部分具有由形成殼體10的材料密封的延伸部11a，且溫度傳感元件40連接到延伸部11a的端部即可。通過(guò)這種結(jié)構(gòu)，可以省去導(dǎo)線和保護(hù)導(dǎo)線的元件，而用簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)就可以適當(dāng)?shù)靥峁┭由觳?1a的抗振性。
權(quán)利要求
1.一種具有整體溫度傳感器的壓力傳感器(100)，包括殼體(10)；通過(guò)嵌件成型組裝到殼體(10)上，且可以與外部裝置相連的端子(11)；用于檢測(cè)壓力的壓力傳感元件(20)，該壓力傳感元件(20)電連接到端子(11)上，且容納在殼體(10)中；具有壓力接受孔(31)且連接到殼體(10)上的端口(30)，通過(guò)該壓力接受孔，壓力傳遞介質(zhì)被引導(dǎo)到壓力傳感元件(20)；以及用于檢測(cè)壓力傳遞介質(zhì)溫度的溫度傳感元件(40)，該溫度傳感元件(40)電連接到端子(11)，且布置在壓力接受孔(31)中，其特征在于端子(11)具有穿過(guò)壓力接受孔(31)且延伸到溫度傳感元件(40)中的延伸部(11a)；端子(11)的延伸部(11a)形成為殼體(10)的嵌件成型部分，且由形成殼體(10)的材料來(lái)保持；以及端子(11)的延伸部(11a)電連接到溫度傳感元件(40)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所示的壓力傳感器(100)，其中，殼體(10)由樹(shù)脂制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力傳感器，還包括位于壓力接受孔(31)中的分隔板(32)，其中分隔板(32)沿著壓力傳遞介質(zhì)被引入的路徑布置，從而壓力接受孔(32)的至少一部分由分隔板(32)來(lái)分隔；以及溫度傳感元件(40)布置在由分隔板(32)所分隔的空間中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所示的壓力傳感器(100)，其中溫度傳感元件(40)布置在端子(11)的延伸部(11a)的端部，且由形成殼體(10)的材料來(lái)保持。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所示的壓力傳感器(100)，其中延伸部(11a)具有暴露端；且溫度傳感元件(40)布置在所述暴露端處。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所示的壓力傳感器(100)，其中延伸部(11a)具有暴露端；溫度傳感元件(40)布置在所述暴露端處；且所述暴露端和溫度傳感元件(40)由密封件(10a)來(lái)密封。
全文摘要
一種壓力傳感器(100)，包括殼體(10)、端子(11)、壓力傳感元件(20)、端口(30)、以及溫度傳感元件(40)。端子(11)通過(guò)嵌件成型組裝到殼體(10)上，且可以與外部裝置相連；壓力傳感元件(20)電連接到端子(11)上，且容納在殼體(10)中；端口(30)具有壓力接受孔(31)且連接到殼體(10)上，通過(guò)該壓力接受孔，壓力傳遞介質(zhì)被引導(dǎo)到壓力傳感元件(20)；該溫度傳感元件(40)電連接到端子(11)，且布置在壓力接受孔(31)中，端子(11)的一部分穿過(guò)壓力接受孔(31)且延伸到溫度傳感元件(40)；延伸部(11a)電連接到溫度傳感元件(40)。延伸部(11a)形成為殼體(10)的嵌件成型部分，且由形成殼體(10)的材料來(lái)保持。
文檔編號(hào)G01L19/14GK1673703SQ20051005914
公開(kāi)日2005年9月28日 申請(qǐng)日期2005年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月25日
發(fā)明者林久太郎, 堀場(chǎng)啟二 申請(qǐng)人:株式會(huì)社電裝