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带安装法兰侧出引脚微芯片传感结构

项目分类:传感器 发布时间:2022-02-22 ID:559462
  • 带安装法兰侧出引脚微芯片传感结构

  在工业测控、消费电子、汽车电子的板级集成场景里,这类带侧出引脚与一体式安装法兰的微芯片传感结构,是实现小空间内信号采集与可靠固定的核心载体,区别于传统直插或贴片式无固定结构的传感芯片,该结构在设计之初就瞄准了需要承受一定振动、存在安装对位要求的应用场景,比如小型工业设备的状态监测节点、车载小型传感模块、智能家电的工况采集单元,这类场景下单纯依靠引脚焊接固定无法满足长期使用的抗振需求,额外增加独立固定件又会占用过多板上空间,提升装配复杂度。从结构设计逻辑来看,主体采用分层叠合的构型,主体功能区为矩形块体,一侧延伸出三个平行等距的扁平引脚,引脚厚度与间距匹配常规PCB板的焊盘开孔规格,可直接完成波峰焊或回流焊的电气连接,

  无需额外转接结构;与引脚侧相邻的端面延伸出一体式橘红色安装法兰,法兰上开有贯通的圆形安装孔,安装孔的孔径适配M2规格的微型紧固螺丝,可在焊接完成后通过螺丝将整个模块锁紧在PCB预设的安装柱或设备壳体的定位凸台上,分担引脚承受的机械应力,避免振动工况下引脚脱焊、芯片移位的问题。主体功能区的正面同样开有两个对称的圆形沉孔,这两个沉孔并非安装孔,而是芯片内部敏感元件的气压或光信号导通通道,沉孔的深度经过精确计算,既保证外部被测介质能够顺畅接触内部敏感芯体,又能避免外界粉尘、液滴直接冲击芯体造成损坏,沉孔的边缘做了微小的倒角处理,在注塑成型时可减少应力集中,降低长期使用下壳体开裂的风险。从安装边界尺寸来看,

  整体结构的长宽高比例控制在紧凑区间,引脚伸出主体的长度满足PCB焊接的吃锡要求,不会因为引脚过短造成虚焊,也不会因为引脚过长占用相邻元件的布局空间;安装法兰的突出长度经过核算,保证安装螺丝的锁紧力能够均匀作用在主体结构上,不会因为法兰过短造成锁紧时壳体翘曲,影响内部芯片的对位精度。在实际选型应用中,这类结构的传感模块可直接替代同引脚定义的无固定结构芯片,不需要重新设计PCB的焊盘布局,只需要在PCB对应位置预留安装柱与螺丝过孔即可,大幅降低了现有产品的升级改造成本;在三维建模过程中,该结构的分型面设置在主体分层的结合位置,注塑成型时可实现前后模直接出模,法兰与主体上的孔位均可通过模仁镶针直接成型,不需要后续二次机加工,

  有效控制了量产的制造成本。结构的边角处均做了微小的圆角处理,除了成型时的脱模需求,也能避免装配过程中尖锐边角划伤操作人员、刮损相邻线材的问题,主体不同分层的材质根据功能需求做了区分,引脚采用导电性能优异的铜基镀锡材质,主体壳体采用耐温的工程塑料材质,安装法兰部分采用强度稍高的增强塑料材质,既满足电气绝缘要求,又能保证安装固定的结构强度,不同材质的结合面采用嵌件注塑工艺成型,结合强度远高于后期粘接的结构,不会在温度循环工况下出现分层脱落的问题。在进行板级布局时,需要注意该结构的安装法兰侧与引脚侧的空间预留,法兰下方不能布置过高的元件,避免安装时与元件产生干涉,引脚的走线需要避开安装孔的正下方,防止螺丝锁紧时压伤走线造成短路;对于有密封需求的应用场景,还可以在安装法兰与安装面之间增加薄型密封垫片,通过螺丝锁紧的压力实现安装面的IP65级密封,满足潮湿、多粉尘工况下的使用要求,不需要额外设计密封罩结构,进一步压缩整体占用空间。

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