[发明专利]高过载环境中工作的传感器封装防护结构及其制备方法

说明书

本发明为一种高过载环境中工作的传感器封装防护结构及其制备方法，属于传感器封装技术领域。该结构包括由上而下依次连接的叠层冲击防护板、多孔缓冲板、叠层防护底板和封装盖板，叠层防护底板的底面中心位置处开设有封装槽室，封装槽室内的中央处固定有传感芯片，封装槽室侧边设有引线通道，传感芯片的引线从引线通道引出，封装槽室内填充有环氧高分子材料，封装槽室的槽口固定有槽室盖板。本发明传感器封装防护结构设计科学、结构新颖、使用方便、维护简单，采用金属间化合物基叠层板作为保护层，使用金属梯度蜂窝多孔材料作为缓冲层，构成一种防护加缓冲的双重保护体系的封装结构，可以有效保证传感器在高过载环境中的正常工作。

技术领域

本发明涉及传感器封装技术领域，具体是一种高过载环境中工作的传感器封装防护结构及其制备方法。

背景技术

近年来，随着现代科技的迅速发展，传感器可能面临更加苛刻的使用环境，所以需要一种优秀的保护体系来保证传感器在严苛使用环境中的正常工作。

现有技术中对于抗过载的传感器封装结构大多为夹芯板结构，使用高分子保护板两面夹心构成传感器夹心防护结构，此种结构具有一定的抗过载能力，但是无法保证高过载环境中传感器的正常工作。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术中存在的问题，而提供一种高过载环境中工作的传感器封装防护结构。该结构通过叠层复合板的强大防护性能以及多孔缓冲板的强大应力缓冲性能，达到了防护加缓冲的双重保护体系，保证了在高过载环境中传感器的正常工作。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种高过载环境中工作的传感器封装防护结构，包括由上而下依次设置的叠层冲击防护板、多孔缓冲板、叠层防护底板和封装盖板；叠层冲击防护板的底面与多孔缓冲板的顶面连接，多孔缓冲板的底面与叠层防护底板的顶面连接，封装盖板盖封在叠层防护底板的底面上；其中，叠层防护底板的底面中心位置处开设有封装槽室，封装槽室内的中央处固定有传感芯片，封装槽室侧边设有引线通道，传感芯片的引线从引线通道引出，封装槽室内填充有环氧高分子材料，封装槽室的槽口固定有槽室盖板。该结构中，传感芯片、封装槽室、槽室盖板构成电路结构，叠层冲击防护板的顶面为传感功能表面。

本发明提供的封装防护结构将叠层板（叠层冲击防护板、叠层防护底板）与多孔材料（多孔缓冲板）结合在一起，从而起到防护加缓冲的双重保护体系。

作为优选的技术方案，叠层冲击防护板为金属间化合物基微叠层复合材料，其总厚度为12mm，堆叠层数为20层，其中金属层为Ti、其厚度为0.25mm，金属间化合物层为Al₃Ti、其厚度为0.95mm。

作为优选的技术方案，多孔缓冲板为梯度蜂窝板，且为纵向放置，材料为铝合金。

作为优选的技术方案，叠层防护底板为金属间化合物基微叠层复合材料，其总厚度为6mm，堆叠层数为10层，其中金属层为Ti、其厚度为0.25mm，金属间化合物层为Al₃Ti、其厚度为0.95mm。

作为优选的技术方案，梯度蜂窝板为壁厚差梯度，梯度差值为0.5mm，梯度方向为以叠层冲击防护板底面为起始方向的负梯度，孔壁厚分别为1.5mm、1mm、0.5mm。

作为优选的技术方案，封装槽室的厚度为4.8mm，堆叠层数为8层，其中前4层预留引线通道空隙和槽室空隙，后4层预留槽室空隙和槽室盖板空隙。

作为优选的技术方案，传感芯片为电阻应变计。

进一步的，本发明还提供了上述高过载环境中工作的传感器封装防护结构的制备方法，包括如下步骤：

S1、通过真空热压技术制备叠层冲击防护板，选用Ti-Al材料体系；

S2、通过3D打印技术制备多孔缓冲板，材料为铝合金；