專利名稱：：壓力變送器密封腔體金屬連接座的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及到一種壓力變送器，尤其涉及到一種壓力變送器密封腔體金屬連接座。
背景技術(shù)：
：壓力變送器是壓力傳感器的一類，其工作原理是利用流體(氣體或液體)的壓力作用在壓敏芯片上，產(chǎn)生機(jī)械變形或壓電效應(yīng)，利用芯片的壓電作用輸出電流的大小對(duì)應(yīng)于壓力的大小，將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)械電子裝置的自動(dòng)化監(jiān)測(cè)和控制?，F(xiàn)有壓力變送器的基本結(jié)構(gòu)包括以下各部分1)、腔體連接流體管道，材料大多數(shù)由不銹鋼制成；2)、壓電模塊或壓敏片可以由石英晶體，PZT壓電陶瓷，壓敏電阻小型混合電路組成；3)、有機(jī)材料連接座；4)、金屬連接座通過(guò)激光焊接或亞弧焊，等離子焊接的方式和密封腔連接成一體，金屬座上可以固定相應(yīng)的芯片或功能模塊，然后將模塊的引腳通過(guò)超聲波綁定或者錫焊的方式使其和金屬連接座上分布的陣式引腳連接在一起，腔體外部露出數(shù)個(gè)引腳和外接插件連接，以提供電源的輸入和信號(hào)的輸出。其中上述第3)中所述的類似連接座主要是用有機(jī)材料(例如環(huán)氧樹(shù)脂，橡膠或塑料)作為密封絕緣介質(zhì)?；谏鲜霈F(xiàn)有壓力變送器密封腔體金屬連接座的不足之處，本發(fā)明人設(shè)計(jì)了"壓力變送器密封腔體金屬連接座"。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種壓力變送器密封腔體金屬連接座。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是一種壓力變送器密封腔體金屬連接座，包括座體，座體上側(cè)中心留有固定芯片的芯片固定區(qū)，座體穿設(shè)有電源輸入和信號(hào)輸出引腳，座體和電源輸入和信號(hào)輸出引腳之間用封接介質(zhì)連接，所述的電源輸入和信號(hào)輸出引腳用壓縮封接方式固定在座體中，座體為用具有高膨脹系數(shù)的316L不銹鋼制成，壓縮封接方式是座體經(jīng)過(guò)熱過(guò)程后膨脹收縮產(chǎn)生強(qiáng)大的壓應(yīng)力作用在封接介質(zhì)的界面上，座體和電源輸入和信號(hào)輸出引腳之間的封接介質(zhì)為微晶玻璃或金屬化陶瓷，微晶玻璃為高性能玻璃，高強(qiáng)度，高韌性，耐高溫沖擊，耐化學(xué)腐蝕。壓縮封接技術(shù)是利用高膨脹系數(shù)的外層材料經(jīng)過(guò)熱過(guò)程后膨脹收縮產(chǎn)生強(qiáng)大的壓應(yīng)力作用在封接界面上，使封接的界面具有很高的結(jié)合強(qiáng)度，本發(fā)明所涉及的結(jié)合強(qiáng)度可根據(jù)不同的封接面積，達(dá)到不同的耐壓強(qiáng)度。壓縮封接要求的封接玻璃材料具備優(yōu)異的潤(rùn)濕性能，高溫下具有良好的界面反應(yīng)活性，在轉(zhuǎn)化點(diǎn)以下具有優(yōu)越的抗壓，抗剪切強(qiáng)度，同時(shí)具有較高的斷裂韌度，合適的膨脹系數(shù)和抗熱沖擊能力。所述的電源輸入和信號(hào)輸出引腳由可伐材料或者446SS或52合金材料制成。所述的電源輸入和信號(hào)輸出引腳的表面有鍍鎳層或鍍金層。所述的電源輸入和信號(hào)輸出引腳數(shù)量為3個(gè)或3個(gè)以上。所述的微晶玻璃燒結(jié)工藝如下1)、預(yù)熱預(yù)氧化階段溫度800-850攝氏度，時(shí)間25分鐘，氣氛微氧化；2)、封接熔合階段溫度900-950攝氏度，時(shí)間20分鐘，氣氛微氧化；3)、應(yīng)力形成階段溫度500-600攝氏度，時(shí)間5分鐘，氣氛氮?dú)獗Ｗo(hù)；4)、玻璃退火冷卻階段溫度100-300至攝氏度，時(shí)間25分鐘，氣氛氮?dú)獗Ｗo(hù)。所述的金屬化陶瓷燒結(jié)工藝如下(1)預(yù)熱階段溫度500-550攝氏度，時(shí)間25分鐘，氣氛還原；(2)釬焊熔合階段溫度800-850攝氏度，時(shí)間30分鐘，氣氛還原；(3)退火冷卻階段溫度100-300至攝氏度，時(shí)間30分鐘，氣氛還原。本發(fā)明壓力變送器密封腔體金屬連接座的有益效果是1、采用壓縮封接的技術(shù)(CompressionSeal),將座體和引腳之間的強(qiáng)度提高，并通過(guò)調(diào)整封接高度，根據(jù)不同的用途承受不同的流體壓力，可以承受超過(guò)100個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的壓力；2、采用微晶玻璃作為封接介質(zhì)，可承受溫度的急劇沖擊(極限值從室溫到800攝氏度)；3、采用金屬化陶瓷作為封接介質(zhì)高強(qiáng)度，高韌性，高溫環(huán)境使用，耐高溫沖擊，耐化學(xué)腐蝕耐腐蝕性，可以經(jīng)受酸性和堿性或有機(jī)流體介質(zhì)的腐蝕，可應(yīng)用于石油，化工，礦業(yè)等領(lǐng)域。圖1是本發(fā)明實(shí)施例一的俯視圖；圖2是圖1中的A-A剖面示意圖3是本發(fā)明實(shí)施例二的俯視圖:圖4是圖3中的B-B剖面示意圖。附圖標(biāo)記說(shuō)明10、座體20、芯片固定區(qū)30、電源輸入和信號(hào)輸出引腳40、封接介質(zhì)具體實(shí)施例方式參照?qǐng)D1至圖4，本發(fā)明是這樣實(shí)施的圖1和圖2是實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖，一種壓力變送器密封腔體金屬連接座，包括座體(10)，座體(10)上側(cè)中心留有固定芯片的芯片固定區(qū)(20)，座體(10)穿設(shè)有電源輸入和信號(hào)輸出引腳(30)，座體(10)和電源輸入和信號(hào)輸出引腳(30)之間用封接介質(zhì)(40)連接，所述的電源輸入和信號(hào)輸出引腳(30)用壓縮封接方式固定在座體(10)中，座體(10)為用具有高膨脹系數(shù)的3化L不銹鋼制成，壓縮封接方式是座體(10)經(jīng)過(guò)熱過(guò)程后膨脹收縮產(chǎn)生強(qiáng)大的壓應(yīng)力作用在封接介質(zhì)(40)的界面上，座體(10)和電源輸入和信號(hào)輸出引腳(30)之間的封接介質(zhì)(40)為微晶玻璃。所述的電源輸入和信號(hào)輸出引腳(30)由可伐材料或者合金材料制成。所述的電源輸入和信號(hào)輸出引腳(30)的表面有鍍鎳層或鍍金層。在本實(shí)施例一中，所述的電源輸入和信號(hào)輸出引腳(30)數(shù)量為3個(gè)。合金材料型號(hào)為446SS合金材料。本實(shí)施例一中的微晶玻璃為獲得良好的界面潤(rùn)濕性能，采用非還原氣氛下燒結(jié)，一是可以節(jié)約燒結(jié)成本，二是可以獲得滿意的結(jié)合界面，本專利涉及的燒結(jié)工藝如下(1)預(yù)熱預(yù)氧化階段溫度800-850攝氏度，時(shí)間25分鐘，氣氛微氧化；(2)封接熔合階段溫度900-950攝氏度，時(shí)間20分鐘，氣氛微氧化;(3)應(yīng)力形成階段溫度500-600攝氏度，時(shí)間5分鐘，氣氛氮?dú)獗Ｗo(hù)；(4)玻璃退火冷卻階段溫度100-300至攝氏度，時(shí)間25分鐘，氣氛氮?dú)獗Ｗo(hù)。圖3和圖4是實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖，一種壓力變送器密封腔體金屬連接座，包括座體(10)，座體(10)上側(cè)中心留有固定芯片的芯片固定區(qū)(20)，座體(10)穿設(shè)有電源輸入和信號(hào)輸出引腳(30)，座體(10)和電源輸入和信號(hào)輸出引腳(30)之間用封接介質(zhì)(40)連接，所述的電源輸入和信號(hào)輸出引腳(30)用壓縮封接方式固定在座體(10)中，座體(10)為用具有高膨脹系數(shù)的316L不銹鋼制成，壓縮封接方式是座體(10)經(jīng)過(guò)熱過(guò)程后膨脹收縮產(chǎn)生強(qiáng)大的壓應(yīng)力作用在封接介質(zhì)(40)的界面上，座體(10)和電源輸入和信號(hào)輸出引腳(30)之間的封接介質(zhì)(40)為金屬化陶瓷。所述的電源輸入和信號(hào)輸出引腳(30)由可伐材料或者合金材料制成。所述的電源輸入和信號(hào)輸出引腳(30)的表面有鍍鎳層或鍍金層。在本實(shí)施例二中，所述的電源輸入和信號(hào)輸出引腳(30)數(shù)量為6個(gè)。合金材料型號(hào)為52合金材料。本實(shí)施例中金屬化陶瓷為保護(hù)金屬化層，采用還原氣氛下分段連續(xù)式燒結(jié)，燒結(jié)工藝如下1)、預(yù)熱階段溫度500-550攝氏度，時(shí)間25分鐘，氣氛還原；2)、釬焊熔合階段溫度800-850攝氏度，時(shí)間30分鐘，氣氛還原；3)、退火冷卻階段溫度100-300至攝氏度，時(shí)間30分鐘，氣氛還原。經(jīng)檢測(cè)，本發(fā)明連接座的各種性能參數(shù)如下表<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>本發(fā)明產(chǎn)品(微晶玻璃密封型、金屬化陶瓷密封型)與用有機(jī)材料(例如環(huán)氧樹(shù)脂，橡膠或塑料)制成的連接座相比較的主要參數(shù)如下表所示<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>壓縮封接技術(shù)是利用高膨脹系數(shù)的座體材料經(jīng)過(guò)熱過(guò)程后膨脹收縮產(chǎn)生強(qiáng)大的壓應(yīng)力作用在封接界面上，使封接的界面具有很高的結(jié)合強(qiáng)度，以將電源輸入和信號(hào)輸出引腳固定在座體上，本發(fā)明所涉及的結(jié)合強(qiáng)度可根據(jù)不同的封接面積，達(dá)到不同的耐壓強(qiáng)度。壓縮封接要求的封接玻璃材料具備優(yōu)異的潤(rùn)濕性能，高溫下具有良好的界面反應(yīng)活性，在轉(zhuǎn)化點(diǎn)以下具有優(yōu)越的抗壓，抗剪切強(qiáng)度，同時(shí)具有較高的斷裂韌度，合適的膨脹系數(shù)和抗熱沖擊能力。為此，本發(fā)明采用采用專門開(kāi)發(fā)的TCG-5CS玻璃，除具備以上的性能外，其防腐蝕性能也優(yōu)越，水解等級(jí)II級(jí)以上，通過(guò)表面處理可以達(dá)到疏水的效果，從而具有更好的耐候性和防流體侵襲能力，其玻璃的性能如下<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>由于座體材料(施壓材料)采用特殊成分要求的316L不銹鋼，這種材料添加了特殊的元素以及超低的碳含量，防腐性能優(yōu)異，且經(jīng)過(guò)高溫的非介質(zhì)焊接(激光焊，亞弧焊，等離子悍)以后不會(huì)產(chǎn)生晶界缺陷或貧鉻現(xiàn)象。以上所述，僅是本發(fā)明壓力變送器密封腔體金屬連接座的較佳實(shí)施例而已，上述的實(shí)施例并非對(duì)本發(fā)明的技術(shù)范圍作任何限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上的實(shí)施例所作的任何細(xì)微修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。權(quán)利要求1、一種壓力變送器密封腔體金屬連接座，包括座體(10)，座體(10)上側(cè)中心留有固定芯片的芯片固定區(qū)(20)，座體(10)穿設(shè)有電源輸入和信號(hào)輸出引腳(30)，座體(10)和電源輸入和信號(hào)輸出引腳(30)之間用封接介質(zhì)(40)連接，其特征在于所述的電源輸入和信號(hào)輸出引腳(30)用壓縮封接方式固定在座體(10)中，座體(10)用具有高膨脹系數(shù)的316L不銹鋼制成，壓縮封接方式是座體(10)經(jīng)過(guò)熱過(guò)程后膨脹收縮產(chǎn)生強(qiáng)大的壓應(yīng)力作用在封接介質(zhì)(40)的界面上，座體(10)和電源輸入和信號(hào)輸出引腳(30)之間的封接介質(zhì)(40)為微晶玻璃或金屬化陶瓷。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力變送器密封腔體金屬連接座，其特征在于所述的電源輸入和信號(hào)輸出引腳(30)由可伐材料或者合金材料制成。3、根據(jù)權(quán)利要求2所述的壓力變送器密封腔體金屬連接座，其特征在于所述的電源輸入和信號(hào)輸出引腳(30)的表面有鍍鎳層或鍍金層。4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力變送器密封腔體金屬連接座，其特征在于所述的電源輸入和信號(hào)輸出引腳(30)數(shù)量為3個(gè)或3個(gè)以上。5、根據(jù)權(quán)利要求2所述的壓力變送器密封腔體金屬連接座，其特征在于所述的合金材料型號(hào)為446SS合金材料或52合金材料。6、根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力變送器密封腔體金屬連接座，其特征在于所述微晶玻璃的燒結(jié)工藝如下-(1)首先是預(yù)熱預(yù)氧化階段，其溫度為800-850攝氏度，時(shí)間為25分鐘，氣氛為微氧化；(2)第二步是封接熔合階段，其溫度為900-950攝氏度，時(shí)間為20分鐘，氣氛為微氧化；(3)第三步是應(yīng)力形成階段，其溫度為500-600攝氏度，時(shí)間為5分鐘，氣氛為氮?dú)獗Ｗo(hù)；(4)最后是玻璃退火冷卻階段，其溫度為100-300至攝氏度，時(shí)間為25分鐘，氣氛為氮?dú)獗Ｗo(hù)。7、根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力變送器密封腔體金屬連接座，其特征在于所述金屬化陶瓷的燒結(jié)工藝如下(1)第一步為預(yù)熱階段，其溫度為500-550攝氏度，時(shí)間為25分鐘，氣氛還原；(2)第二步是釬焊熔合階段，其溫度為800-850攝氏度，時(shí)間為30分鐘，氣氛還原；(3)最后是退火冷卻階段，其溫度為100-300至攝氏度，時(shí)間為30分鐘，氣氛還原。全文摘要本發(fā)明涉及到一種壓力變送器，尤其涉及到一種壓力變送器密封腔體金屬連接座。包括座體，座體上側(cè)中心留有固定芯片的芯片固定區(qū)，座體穿設(shè)有電源輸入和信號(hào)輸出引腳，所述的電源輸入和信號(hào)輸出引腳用壓縮封接方式固定在座體中，座體為用具有高膨脹系數(shù)的316L不銹鋼制成，壓縮封接方式是座體經(jīng)過(guò)熱過(guò)程后膨脹收縮產(chǎn)生強(qiáng)大的壓應(yīng)力作用在封接介質(zhì)的界面上，座體和電源輸入和信號(hào)輸出引腳之間的封接介質(zhì)為微晶玻璃或金屬化陶瓷。其有益效果是1.將座體和引腳之間的強(qiáng)度提高；2.用微晶玻璃作為封接介質(zhì)，可承受溫度的急劇沖擊；3.用金屬化陶瓷作為封接介質(zhì)在高強(qiáng)度，高韌性，高溫環(huán)境使用，可以經(jīng)受酸性和堿性或有機(jī)流體介質(zhì)的腐蝕。文檔編號(hào)G01L19/00GK101464200SQ20081024210公開(kāi)日2009年6月24日申請(qǐng)日期2008年12月31日優(yōu)先權(quán)日2008年12月31日發(fā)明者溫演聲,陳紹鴻申請(qǐng)人:潮州市三江電子有限公司