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油压传感器

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压力传感器芯片浅谈进气压力传感器内部结构

发布日期:2019-02-15 编辑: 点击:

压力传感器芯片浅谈进气压力传感器内部结构

压力传感器对于压力的测量采用的是压力芯片,而压力芯片在可发生压力形变的硅膜片上集成的惠斯通电桥。压力芯片是压力传感器的核心,各大生产压力传感器的厂商都有各自的压力芯片,有的是传感器厂商直接生产,有的是委外生产的专用芯片(ASC),再者就是直接购买芯片专业厂家的通用芯片。传感器厂商直接生产的芯片或定制的ASC芯片一般都只用在自身产品上,这类芯片集成度高,往往把压力芯片、放大电路、信号处理芯片、EMC保护电路及用于标定传感器输出曲线的ROM都集成到一块芯片上,整个传感器就是一个芯片,芯片通过引线和接插件PIN脚相连。

压力传感器就是将除压力芯片(Sensorchip)外的其他处理电路集成为Circuitchip,也有的压力传感器厂家将两者完全结合为一体。

压力传感器的这种设计及生产工艺,其实就是MEMS技术(microelectromechanicalsystems的缩写,即微电子机械系统)的实际应用,MEMS建立在微米/纳米技术(micro/nanotechnology)基础上的21世纪前沿技术,使之对微米/纳米材料进行设计、加工、制造和控制的技术。它可将机械构件、光学系统、驱动部件、电控系统、数字处理系统集成为一个整体单元的微型系统。这种微电子机械系统不但能够采集、处理与发送信息或指令,还能够按照所获取的信息自主地或根据外部指令采取行动。它用微电子技术和微加工技术(包括硅体微加工、硅表面微加工、LIGA和晶片键合等)相结合的制造工艺,制造出各种性能优异、价格低廉、微型化的传感器、实行器、驱动器和微系统。MEMS强调利用先进工艺实现微系统,突出集成系统的能力。

压力传感器就是MEMS技术的典型代表,另外一个常用的MEMS技术是微机电陀螺仪。目前几大EMS系统供应商,如BOSCH,DENSO,CONTI等企业,都有各自设计的专用芯片,结构也类似。优点:集成度高,传感器尺寸小,配合小尺寸的接插件传感器尺寸很小,便于布置安装。传感器内部的压力芯片完全封装在硅胶中,起到耐腐蚀、耐震动等作用,大幅提高传感器使用寿命。大规模批量生产成本低,成品率高,性能优异。

另有些进气压力传感器厂家使用通用的压力芯片,再通过PCR板将压力芯片,EMC保护电路等外围电路及接插件PIN脚集成,如图3所示,压力芯片安装在PCB板背面,PCB为双面PCB板。

此类压力传感器由于集成度较低,制造物料成本高。PCB板无全密封封装,零件通过传统的锡焊工艺集成在PCB板上,存在虚焊风险。在高振动,高温高湿的环境下,PCB应注意保护,质量风险高。

压力传感器芯片


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