一种带骨架的压力传感器及制造方法与流程

1.本发明属于汽车零部件技术领域，涉及一种压力传感器，特别是一种带骨架的压力传感器及制造方法。


背景技术：

2.胎压传感器集成了传统汽车气门嘴组件，是目前乘用车汽车轮胎上强制安装的传感器。传感器实时监测轮胎内部压力及温度信息，并通过无线传输向车载系统反馈信号，能对轮胎低压、高压、高温进行及时报警，避免因轮胎故障导致交通事故，有效保障行车安全。其中，该胎压传感器包括用以实现信号监测及传输的感应模块，和用以提供支撑及轮胎充放气接口的气门嘴组件。
3.但是，针对传统的胎压传感器，存在如下缺点：
4.其一，传统胎压传感器中的感应模块均有外壳结构，通过灌胶或注塑实现电池及印制板组件在外壳内的密封防护，零件定位精度低，制备工艺较为复杂，生产效率低；
5.其二，由于外壳结构的存在，在产品拆装维护的过程中，容易出现刮擦而导致的损伤，从而影响胎压传感器的性能；
6.其三，汽车运行状况下，受地面激励及车轮离心加速度复合作用，胎压传感器的外壳直接承受较大作用力，对外壳结构强度要求高，薄弱处存在开裂失效风险，影响行车安全；
7.其四，外壳与密封胶结合不牢固，易老化，长时间运用过程中易发生胶体松脱导致胎压传感器失效。


技术实现要素：

8.本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种能够简化生产工艺，保证产品性能，提高行车安全的压力传感器。
9.本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种带骨架的压力传感器，包括：感应模块，包括骨架，且在骨架内设置有两个并排相互连通的凹腔，分别为第一凹腔和第二凹腔，其中，在第一凹腔内安装印制板组件，在第二凹腔内安装锂电池，且印制板组件与锂电池之间电连接；接地片，安装于骨架上，且接地片的一端与印制板组件电连接，其中，当印制板组件、锂电池装入骨架后，整体放入注塑模具内进行灌胶注塑处理，形成硬质骨架与柔性胶体交叉的刚柔耦合结构，且通过胶体完成印制板组件、锂电池的包裹，以及完成骨架、印制板组件以及锂电池之间的相对固定；
10.气门嘴组件，通过紧固件与接地片的另一端相连。
11.在上述的一种带骨架的压力传感器中，骨架与接地片之间通过注塑模具一体成型，且接地片的一端伸入第一凹腔与第二凹腔的交界处，并与第一凹腔内的印制板组件电连接。
12.在上述的一种带骨架的压力传感器中，骨架呈镂空设置，其中，当印制板组件、锂
电池装入骨架后，并整体放入注塑模具内进行灌胶注塑处理时，胶体能够填充骨架的镂空区域，实现对印制板组件、锂电池的整体包裹。
13.在上述的一种带骨架的压力传感器中，第一凹腔与第二凹腔的腔底呈镂空设置，并分别在第一凹腔和第二凹腔的腔底上形成第一支撑平面和第二支撑平面，且分别沿第一凹腔和第二凹腔的腔壁设置有多个卡扣，分别为第一卡扣和第二卡扣，其中，当印制板组件和锂电池分别放入第一凹腔和第二凹腔时，通过第一卡扣和第二卡扣分别将印制板组件、锂电池抵靠在第一支撑平面和第二支撑平面上。
14.在上述的一种带骨架的压力传感器中，第一凹腔腔壁的形状与第二凹腔腔壁的形状分别与印制板组件的轮廓、锂电池的轮廓相对应，减小第一凹腔腔壁与印制板组件轮廓之间，第二凹腔腔壁与锂电池轮廓之间的间隙。
15.在上述的一种带骨架的压力传感器中，第一支撑平面上沿其厚度方向下凹形成阶梯状凹腔，并在阶梯状凹腔的腔底设置有第一通槽，且在阶梯状凹腔内嵌装有密封垫，其中，密封垫上设置有与第一通槽同轴设置的第二通槽，当印制板组件安装于第一凹腔内时，密封垫夹持骨架与印制板组件之间，且印制板组件的敏感芯片上的通气孔与第一通槽、第二通槽相连通，并同轴设置。
16.本发明还提供一种用以制造所述带骨架的压力传感器的制造方法，包括步骤：
17.s1：通过注塑工艺形成骨架、接地片的一体式结构；
18.s2：将密封垫、印制板组件以及锂电池装入步骤s1的一体式结构中；
19.s3：完成印制板组件与锂电池之间，以及接地片与印制板组件之间的锡焊，形成半成品感应模块；
20.s4：将步骤s3中的半成品感应模块放入模腔中进行灌胶注塑，形成成品感应模块；
21.s5：通过紧固件完成成品感应模块与气门嘴组件之间的连接，形成带骨架的压力传感器。
22.与现有技术相比，本发明的有益效果：
23.(1)、本发明提供的一种带骨架的压力传感器，通过骨架作为印制板组件、锂电池以及接地片的载体，并通过灌胶的方式实现对骨架的包裹，并实现上述结构的固定，使得整个感应模块形成刚柔耦合的结构，保证压力传感器的表面具有一定的弹性，一方面能够有效避免产品在拆装过程中的机械损伤，另一方面提高产品的结构强度以及抗振能力。
24.(2)、接地片基材为黄铜，表面镀金以此来提升导电性能，且接地片的一端插入印制板组件并通过锡焊的方式连接，接地片的另一端通过紧固件与气门嘴组件实现导通，其中，接地片不仅是带骨架的压力传感器无线传输信号的增强天线，而且还作为金属垫片保证感应模块、气门嘴组件和紧固件之间的连接可靠性。另外，骨架与接地片一体化注塑成型，减少了装配工序，提高产品的生产效率。
25.(3)、将骨架呈镂空设置，一方面能够减少骨架的用材，并保证整个骨架的韧性，另一方面镂空设置的骨架，在完成印制板组件和锂电池的装配后，灌胶的胶体能够通过骨架上的镂空部位充分包裹骨架、印制板组件以及锂电池，使得骨架、印制板组件以及锂电池之间的连接更为牢固。
26.(4)、敏感芯片上的通气孔不得堵塞，以此保证胎压监测的可靠性，而通过设置密封垫，能够保证敏感芯片上的通气孔始终处于连通状态，形成了对通气孔的保护。另外，印
制板组件上设置通气孔，能够促进感应模块在进行注塑过程中空气流动排出，保证胶体充盈型腔，并在成型后增加胶体与印制板组件之间的结合力。
27.(5)、本发明提供的一种用以制造带骨架的压力传感器的制造方法，整个工艺流程可实现全自动化生产，且单个带骨架的压力传感器的工艺周期小于1分钟，以此提高了生产效率。
附图说明
28.图1是本发明一种带骨架的压力传感器的结构示意图。
29.图2是本发明一较佳实施例中感应模块的局部结构示意图一。
30.图3是本发明一较佳实施例中感应模块的局部结构示意图二。
31.图4是本发明一较佳实施例中骨架的结构示意图。
32.图5是本发明一较佳实施例中印制板组件的结构示意图。
33.图中，100、感应模块；110、骨架；111、第一凹腔；112、第二凹腔；113、第一支撑平面；114、第二支撑平面；115、第一卡扣；116、第二卡扣；117、阶梯状凹腔；118、第一通槽；120、印制板组件；121、敏感芯片；122、通气孔；130、锂电池；140、接地片；150、胶体；160、密封垫；161、第二通槽；200、气门嘴组件；300、紧固件。
具体实施方式
34.以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
35.需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
36.如图1至图5所示，本发明提供的一种带骨架的压力传感器，包括：
37.感应模块100，包括骨架110，且在骨架110内设置有两个并排相互连通的凹腔，分别为第一凹腔111和第二凹腔112，其中，在第一凹腔111内安装印制板组件120，在第二凹腔112内安装锂电池130，且印制板组件120与锂电池130之间电连接；接地片140，安装于骨架110上，且接地片140的一端与印制板组件120电连接，其中，当印制板组件120、锂电池130装入骨架110后，整体放入注塑模具内进行灌胶注塑处理，形成硬质骨架110与柔性胶体150交叉的刚柔耦合结构，且通过胶体150完成印制板组件120、锂电池130的包裹，以及完成骨架110、印制板组件120以及锂电池130之间的相对固定；
38.气门嘴组件200，通过紧固件300与接地片140的另一端相连。
39.本发明提供的一种带骨架的压力传感器，通过骨架110作为印制板组件120、锂电池130以及接地片140的载体，并通过灌胶的方式实现对骨架110的包裹，并实现上述结构的固定，使得整个感应模块100形成刚柔耦合的结构，保证压力传感器的表面具有一定的弹性，一方面能够有效避免产品在拆装过程中的机械损伤，另一方面提高产品的结构强度以及抗振能力。
40.进一步指出，骨架110与接地片140之间通过注塑模具一体成型，且接地片140的一端伸入第一凹腔111与第二凹腔112的交界处，并与第一凹腔111内的印制板组件120电连
接。
41.值得一提的是，本实施例中的接地片140基材为黄铜，表面镀金以此来提升导电性能，且接地片140的一端插入印制板组件120并通过锡焊的方式连接，接地片140的另一端通过紧固件300与气门嘴组件200实现导通，其中，接地片140不仅是带骨架的压力传感器无线传输信号的增强天线，而且还作为金属垫片保证感应模块100、气门嘴组件200和紧固件300之间的连接可靠性。另外，骨架110与接地片140一体化注塑成型，减少了装配工序，提高产品的生产效率。
42.进一步指出，骨架110呈镂空设置，其中，当印制板组件120、锂电池130装入骨架110后，并整体放入注塑模具内进行灌胶注塑处理时，胶体150能够填充骨架110的镂空区域，实现对印制板组件120、锂电池130的整体包裹。
43.在本实施例中，将骨架110呈镂空设置，一方面能够减少骨架110的用材，并保证整个骨架110的韧性，另一方面镂空设置的骨架110，在完成印制板组件120和锂电池130的装配后，灌胶的胶体150能够通过骨架110上的镂空部位充分包裹骨架110、印制板组件120以及锂电池130，使得骨架110、印制板组件120以及锂电池130之间的连接更为牢固。
44.优选地，第一凹腔111与第二凹腔112的腔底呈镂空设置，并分别在第一凹腔111和第二凹腔112的腔底上形成第一支撑平面113和第二支撑平面114，且分别沿第一凹腔111和第二凹腔112的腔壁设置有多个卡扣，分别为第一卡扣115和第二卡扣116，其中，当印制板组件120和锂电池130分别放入第一凹腔111和第二凹腔112时，通过第一卡扣115和第二卡扣116分别将印制板组件120、锂电池130抵靠在第一支撑平面113和第二支撑平面114上，以此限定印制板组件120、锂电池130分别在第一凹腔111、第二凹腔112内的自由度。
45.值得一提的是，第一凹腔111腔壁的形状与第二凹腔112腔壁的形状分别与印制板组件120的轮廓、锂电池130的轮廓相对应，以此减小第一凹腔111腔壁与印制板组件120轮廓之间，第二凹腔112腔壁与锂电池130轮廓之间的间隙，使得整个感应模块100的结构更为紧凑，且印制板组件120与锂电池130之间的电连接也更为可靠。
46.另外，印制板组件120与锂电池130通过搭接锡焊连接，通过锂电池130为印制板组件120供电，其中，通过选择合适的锂电池130型号，你呢挂钩降低印制板组件120的整体功耗，提高带骨架的压力传感器的使用寿命。
47.优选地，第一支撑平面113上沿其厚度方向下凹形成阶梯状凹腔117，并在阶梯状凹腔117的腔底设置有第一通槽118，且在阶梯状凹腔117内嵌装有密封垫160，其中，密封垫160上设置有与第一通槽118同轴设置的第二通槽161，当印制板组件120安装于第一凹腔111内时，密封垫160夹持骨架110与印制板组件120之间，且印制板组件120的敏感芯片121上的通气孔122与第一通槽118、第二通槽161相连通，并同轴设置。
48.值得一提的是，敏感芯片121上的通气孔122不得堵塞，以此保证胎压监测的可靠性，而通过设置密封垫160，能够保证敏感芯片121上的通气孔122始终处于连通状态，形成了对通气孔122的保护。另外，印制板组件120上设置通气孔122，能够促进感应模块100在进行注塑过程中空气流动排出，保证胶体150充盈型腔，并在成型后增加胶体150与印制板组件120之间的结合力。
49.本发明还提供一种用以制造带骨架的压力传感器的制造方法，包括步骤：
50.s1：通过注塑工艺形成骨架110、接地片140的一体式结构；
51.s2：将密封垫160、印制板组件120以及锂电池130装入步骤s1的一体式结构中；
52.s3：完成印制板组件120与锂电池130之间，以及接地片140与印制板组件120之间的锡焊，形成半成品感应模块100；
53.s4：将步骤s3中的半成品感应模块100放入模腔中进行灌胶注塑，形成成品感应模块100；
54.s5：通过紧固件300完成成品感应模块100与气门嘴组件200之间的连接，形成带骨架的压力传感器。
55.本发明提供的一种用以制造带骨架的压力传感器的制造方法，整个工艺流程可实现全自动化生产，且单个带骨架的压力传感器的工艺周期小于1分钟，以此提高了生产效率。
56.需要说明的是，在本发明中如涉及“第一”、“第二”、“一”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
57.另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
58.本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

技术特征：
1.一种带骨架的压力传感器，其特征在于，包括：感应模块，包括骨架，且在骨架内设置有两个并排相互连通的凹腔，分别为第一凹腔和第二凹腔，其中，在第一凹腔内安装印制板组件，在第二凹腔内安装锂电池，且印制板组件与锂电池之间电连接；接地片，安装于骨架上，且接地片的一端与印制板组件电连接，其中，当印制板组件、锂电池装入骨架后，整体放入注塑模具内进行灌胶注塑处理，形成硬质骨架与柔性胶体交叉的刚柔耦合结构，且通过胶体完成印制板组件、锂电池的包裹，以及完成骨架、印制板组件以及锂电池之间的相对固定；气门嘴组件，通过紧固件与接地片的另一端相连。2.根据权利要求1所述的一种带骨架的压力传感器，其特征在于，骨架与接地片之间通过注塑模具一体成型，且接地片的一端伸入第一凹腔与第二凹腔的交界处，并与第一凹腔内的印制板组件电连接。3.根据权利要求1所述的一种带骨架的压力传感器，其特征在于，骨架呈镂空设置，其中，当印制板组件、锂电池装入骨架后，并整体放入注塑模具内进行灌胶注塑处理时，胶体能够填充骨架的镂空区域，实现对印制板组件、锂电池的整体包裹。4.根据权利要求3所述的一种带骨架的压力传感器，其特征在于，第一凹腔与第二凹腔的腔底呈镂空设置，并分别在第一凹腔和第二凹腔的腔底上形成第一支撑平面和第二支撑平面，且分别沿第一凹腔和第二凹腔的腔壁设置有多个卡扣，分别为第一卡扣和第二卡扣，其中，当印制板组件和锂电池分别放入第一凹腔和第二凹腔时，通过第一卡扣和第二卡扣分别将印制板组件、锂电池抵靠在第一支撑平面和第二支撑平面上。5.根据权利要求3所述的一种带骨架的压力传感器，其特征在于，第一凹腔腔壁的形状与第二凹腔腔壁的形状分别与印制板组件的轮廓、锂电池的轮廓相对应，减小第一凹腔腔壁与印制板组件轮廓之间，第二凹腔腔壁与锂电池轮廓之间的间隙。6.根据权利要求1所述的一种带骨架的压力传感器，其特征在于，第一支撑平面上沿其厚度方向下凹形成阶梯状凹腔，并在阶梯状凹腔的腔底设置有第一通槽，且在阶梯状凹腔内嵌装有密封垫，其中，密封垫上设置有与第一通槽同轴设置的第二通槽，当印制板组件安装于第一凹腔内时，密封垫夹持骨架与印制板组件之间，且印制板组件的敏感芯片上的通气孔与第一通槽、第二通槽相连通，并同轴设置。7.一种用以制造权利要求1至6任一项所述带骨架的压力传感器的制造方法，其特征在于，包括步骤：s1：通过注塑工艺形成骨架、接地片的一体式结构；s2：将密封垫、印制板组件以及锂电池装入步骤s1的一体式结构中；s3：完成印制板组件与锂电池之间，以及接地片与印制板组件之间的锡焊，形成半成品感应模块；s4：将步骤s3中的半成品感应模块放入模腔中进行灌胶注塑，形成成品感应模块；s5：通过紧固件完成成品感应模块与气门嘴组件之间的连接，形成带骨架的压力传感器。

技术总结
本发明提供了一种带骨架的压力传感器及制造方法，属于汽车零部件技术领域，包括：感应模块，包括骨架，且在骨架内设置有两个并排相互连通的凹腔，分别为第一凹腔和第二凹腔，其中，在第一凹腔内安装印制板组件，在第二凹腔内安装锂电池，且印制板组件与锂电池之间电连接；接地片，安装于骨架上，且接地片的一端与印制板组件电连接；气门嘴组件，通过紧固件与接地片的另一端相连。本发明的整个感应模块形成刚柔耦合的结构，保证压力传感器的表面具有一定的弹性，一方面能够有效避免产品在拆装过程中的机械损伤，另一方面提高产品的结构强度以及抗振能力。及抗振能力。及抗振能力。


技术研发人员：郑华雄 柯飙 张燕亮 吕阳 张林伟 金波
受保护的技术使用者：宁波中车时代传感技术有限公司
技术研发日：2023.06.29
技术公布日：2023/9/25