本發(fā)明主要涉及壓力測量技術(shù)領(lǐng)域，特指一種薄膜壓差芯體。

背景技術(shù)：

目前差壓傳感器基本上采用硅壓阻式芯片封裝，硅壓阻式芯片通過硅膠粘貼在管座上，管座兩端均封裝在硅油中。硅壓阻式芯體很難承受35MPa以上大量程壓力。硅壓阻式芯片采用粘貼方式固定，低壓端壓力不能超過高壓端500KPa以上，否則容易造成泄漏。硅壓阻式芯體的溫度特性差，補(bǔ)償難度大，主要應(yīng)用于-40℃～125℃范圍內(nèi)壓力測量，150℃以上高溫環(huán)境下測量溫漂大。薄膜芯片則主要用于測量200KPa以上量程壓力，因芯片采用焊接式安裝，在大量程壓力下不泄漏，在高量程壓力測量領(lǐng)域不可替代。薄膜壓力芯片基底材料為不銹鋼，通過焊接方式與安裝基座連接，壓力通過基座的引壓孔傳遞到芯片背面，芯片正面上制備有薄膜電阻，薄膜電阻感受壓力阻值變化，輸出電信號。

現(xiàn)有薄膜壓力芯體封裝方式主要有兩種，其中一種是芯片的電阻表面直接通大氣或者通過硅膠防護(hù)后通大氣，測量表面壓力，現(xiàn)有大部分芯片都采用這種封裝形式；另一種是芯片正面密封在真空環(huán)境下，用于測量絕對壓力。如果薄膜芯片電阻防護(hù)不當(dāng)，容易吸附水汽或氧氣而造成電阻漂移，引起測量誤差，所以，薄膜芯片電阻表面與引線不能直接測量水汽、水液或其它腐蝕性液體壓力，也就是說，在沒有完全防護(hù)的情況下不能用于測量液體差壓。因薄膜壓力芯體只能采用焊接方式與其它結(jié)構(gòu)件相連接，結(jié)構(gòu)設(shè)計受焊接工藝制約；其次，薄膜壓力芯體一般采用芯片背面感受高壓，正面感受低壓，在差壓設(shè)計時，結(jié)構(gòu)設(shè)計需考慮正面引線的同時，膜電阻與引線需保證在大壓力下的密封與隔離，因而薄膜芯片封裝成差壓結(jié)構(gòu)是設(shè)計與工藝難點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題就在于：針對現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)簡單、防護(hù)性能好、適用于惡劣環(huán)境下的薄膜壓差芯體。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為：

一種薄膜壓差芯體，包括管座、芯片、引線柱和引線支架，所述芯片安裝于所述管座上，所述引線支架包括內(nèi)圈、外圈和圓環(huán)，所述外圈的外周側(cè)與所述管座密封連接，所述圓環(huán)位于所述內(nèi)圈與外圈之間且其上端端面高于所述芯片的正表面，所述圓環(huán)的端部安裝有壓環(huán)，所述圓環(huán)端部與壓環(huán)之間密封安裝有波紋膜片；所述波紋膜片、管座及引線支架之間形成用于充灌硅油的密封的儲油空腔，所述引線支架或管座上開設(shè)有與密封的儲油空腔相通的充油孔；所述內(nèi)圈和外圈上均開設(shè)有線孔，所述引線柱的一端與所述芯片連接，另一端經(jīng)內(nèi)圈的線孔后彎折再經(jīng)外圈的線孔引出。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)：

所述引線柱呈U型。

所述引線柱的U型底部與所述引線支架和管座之間均存在絕緣間隙。

所述芯片安裝于所述管座于內(nèi)圈的空腔處且芯片的外徑小于所述內(nèi)圈的內(nèi)徑。

所述芯片焊接于所述管座上。

所述壓環(huán)、波紋膜片和圓環(huán)端部之間相互焊接。

所述管座、引線支架和壓環(huán)均為不銹鋼材質(zhì)。

所述引線支架的外圈的外周側(cè)與管座焊接。

所述外圈和內(nèi)圈的線孔內(nèi)均安裝有玻璃套管，所述引線柱與所述玻璃套管燒結(jié)后與引線支架溶合成整體。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

本發(fā)明的薄膜壓差芯體，引線支架的外圈的外周側(cè)與管座密封連接，圓環(huán)的端部通過波紋膜片和壓環(huán)的配合形成密封，使波紋膜片、管座以及引線支架之間形成密封的儲油空腔，用于充灌硅油，從而使芯片正面和引線封裝在硅油中，通過波紋膜片與硅油傳遞壓力，不僅保證芯片正面能直接與各種液體壓力接觸而測量壓差，而且充灌的硅油能對芯片正面和引線起到防護(hù)作用；另外引線柱的一端與芯片連接，另一端則經(jīng)內(nèi)圈的線孔后彎折再經(jīng)外圈的線孔引出，實(shí)現(xiàn)引線柱的同向引出，同時將引線柱內(nèi)圈引出端與外圈引出端隔離開，實(shí)現(xiàn)引線柱從密封腔體到腔體外的隔離引出。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中標(biāo)號表示：1、管座；2、芯片；3、引線柱；4、引線支架；41、內(nèi)圈；42、外圈；43、圓環(huán)；44、線孔；45、玻璃套管；5、壓環(huán)；6、波紋膜片；7、儲油空腔；8、充油孔。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合說明書附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。

如圖1所示，本實(shí)施例的薄膜壓差芯體，包括管座1、芯片2、引線柱3和引線支架4，芯片2安裝于管座1的中部，引線支架4包括內(nèi)圈41、外圈42和圓環(huán)43，外圈42的外周側(cè)與管座1密封連接，圓環(huán)43位于內(nèi)圈41與外圈42之間且突出芯片2的正表面，圓環(huán)43的端部安裝有壓環(huán)5，圓環(huán)43端部與壓環(huán)5之間密封安裝有波紋膜片6，其中壓環(huán)5與圓環(huán)43端部配合將波紋膜片6密封安裝；波紋膜片6、管座1及引線支架4圍合形成用于充灌硅油的密封的儲油空腔7，引線支架4或管座1上開設(shè)有與密封儲油空腔7相通的充油孔8，用于充灌硅油，在充灌裝硅油后通過壓阻焊接銷釘密封；內(nèi)圈41和外圈42上均開設(shè)有多個線孔44，引線柱3的一端通過引線與芯片2電連接，另一端經(jīng)內(nèi)圈41的線孔44后彎折再經(jīng)外圈42的線孔44引出至儲油空腔7外部，其中波紋膜片6屬于低壓端，管座1的另一側(cè)則為高壓端，低壓端壓力通過波紋膜片6、硅油傳遞到芯片2正面，與背面高壓端壓力形成差壓測量。本發(fā)明的薄膜壓差芯體，引線支架4的外圈42的外周側(cè)與管座1密封連接，圓環(huán)43的端部通過波紋膜片6和壓環(huán)5的配合形成密封，使波紋膜片6、管座1以及引線支架4之間圍合形成密封的儲油空腔7，用于充灌硅油，從而使芯片2正面和引線封裝在硅油中，通過波紋膜片6與硅油傳遞壓力，不僅保證芯片2正面能直接與各種液體壓力接觸而測量壓差，而且充灌的硅油能對芯片2正面和引線起到防護(hù)作用；另外引線柱3的一端與芯片2連接，另一端則經(jīng)內(nèi)圈41的線孔44后彎折再經(jīng)外圈42的線孔44引出，實(shí)現(xiàn)引線柱3的同向引出，同時將引線柱3內(nèi)圈41引出端與外圈42引出端隔離開，實(shí)現(xiàn)引線柱3從密封腔體到腔體外的隔離引出。

本實(shí)施例中，引線柱3彎折后呈U型，其中管座1于芯片2的周側(cè)開設(shè)有凹槽，引線柱3的U型底部置于凹槽內(nèi)，并且與引線支架4和管座1之間均存在一定的間隙以達(dá)到絕緣的目的。

本實(shí)施例中，芯片2焊接安裝于管座1于內(nèi)圈41的空腔處，即引線支架4的內(nèi)圈41的內(nèi)徑大于芯片2的外徑，保證芯片2先行焊接的工藝可行性。

本實(shí)施例中，管座1、引線支架4和壓環(huán)5均為不銹鋼材質(zhì)，可實(shí)現(xiàn)與各種產(chǎn)品安裝基座或封裝結(jié)構(gòu)的焊接，保證結(jié)構(gòu)一體化焊接，適用各種惡劣環(huán)境下壓差的測量。另外，引線支架4的外圈42的外周側(cè)與管座1焊接，芯片2焊接于管座1上；壓環(huán)5、波紋膜片6和圓環(huán)43端部之間通過焊接，保證波紋膜片6對儲油空腔7的密封。管座1的高壓側(cè)可設(shè)置成螺紋結(jié)構(gòu)，通過工裝夾具緊固后進(jìn)行壓力測量，或者焊接在各種安裝基座上進(jìn)行壓力測量。

本實(shí)施例中，外圈42和內(nèi)圈41的線孔44內(nèi)均套設(shè)有玻璃套管45，引線柱3穿過玻璃套管45后與玻璃套管45燒結(jié)，并與引線支架4溶合成整體，保證引線柱3連接以及電導(dǎo)通的可靠性和絕緣性。

本發(fā)明的薄膜壓差芯體，將芯片2的正面封裝在硅油中，使芯片2正面的薄膜電阻和引線不會直接接觸水汽、水液和其它腐蝕性液體或測量介質(zhì)，防護(hù)性好；而且通過波紋膜片6和硅油傳遞壓力，能夠承受大量程壓力而不泄露，實(shí)現(xiàn)薄膜壓差芯體的可靠封裝。因此，本發(fā)明的薄膜壓差芯體適用于各種惡劣環(huán)境下的差壓測量，尤其是大于35MPa壓力環(huán)境下和150℃～200℃高溫環(huán)境下壓差的測量。

以上僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅局限于上述實(shí)施例，凡屬于本發(fā)明思路下的技術(shù)方案均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理前提下的若干改進(jìn)和潤飾，應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。