CN101986115A - 一种传感器中心定位包胶结构及其成型方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种传感器中心定位包胶结构及其成型方法，包胶结构包括芯条及包于芯条外周的硅胶体，硅胶体的横截面为“跑道”形，其上下两面均为平面结构，两个侧面分别为半圆柱面结构，芯条为长方体状，芯条一端被包于硅胶体内部，另一端伸出硅胶体的端面；其成型方法是先一次成型硅胶半体，硅胶半体的体积小于或等于1/2硅胶体的体积，然后在硅胶半体的基础上成型已包有芯条的硅胶体。本包胶结构设计为横截面是“跑道”形的结构，可保证在二次成型时，硅胶半体不会发生旋转或移动的现象，有利于芯条的准确定位，在成型过程中，采用二次成型的方法，结合包胶的结构，可以有效提高芯条的准确定位，尤其适用于对硅胶的厚度比较敏感的感应式传感器。

Description

一种传感器中心定位包胶结构及其成型方法

技术领域

本发明涉及传感器技术领域，特别涉及一种传感器中心定位包胶结构及其成型方法，尤其适用于对硅胶的厚度比较敏感的感应式传感器。

背景技术

在水温水位监测过程中，传感器是一种能够准确感受水温水位、并且将感受到的水温水位转变成变化的电信号的仪器。为解决其防水及金属表面的水垢问题，传感器的包胶是最好的解决措施。因为硅胶材料是高分子材料，Ca²⁺、Mg²⁺等离子不容易渗透进其高分子链，因此水垢难以在硅胶表面形成。

在太阳能热水器或电热水器的发展史上，传感器一直起着举足轻重的作用，热水器的智能化、人性化都与传感器密不可分，水温水位测控仪更是离不开传感器。然而，目前常用于水温水位监测的传感器中，虽然其表面的硅胶材料可防止水垢的形成，但其结构却存在较多的缺点，主要如下：

1、厚度不均匀，定位不精确，芯条移位。目前的传感器包胶是先将固态硅胶预成型之后，包裹住传感器芯条，再将传感器放置在模腔中，在高温高压的情况下进行成型，其包胶的外周一般为弧形面结构。由于预成型的硅胶厚度在包裹后，厚度很难控制，而弧形面结构的包胶在模腔内会产生移动或旋转，这就使得传感器的芯条无法定位，在模压成型后各边的厚度差别很大，即传感器的芯条无法保证位于包胶的中间位置，其加工质量的一致性也较差；尤其是在感应式传感器的包胶工艺中，由于感应式传感器对硅胶的厚度比较敏感，若采用该方法进行包胶，则会严重影响传感器使用时的精确性。

2、填充不足，芯条移位。目前对传感器的包胶工艺也有采用模具热压二次成型的形式，这可以提高芯条的定位精确度，但在其合模线处容易产生披锋大或填充不足的缺陷。披锋大将导致模压压力变大，将传感器芯条压错位或移位，填充不足将直接导致包胶失败，达不到包胶密封的作用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种芯条定位精确、包胶厚度均匀的传感器中心定位包胶结构。

本发明的另一目的在于提供一种上述传感器中心定位包胶结构的成型方法，该方法使得芯条定位效果较好。

本发明通过以下技术方案实现：一种传感器中心定位包胶结构，包括芯条及包于芯条外周的硅胶体，所述芯条包括柔性电路板(FPC)、电极以及补强板，电极置于柔性电路板(FPC)的正面，而补强板置于柔性电路板的背面，所述硅胶体的横截面为“跑道”形，硅胶体上下两面均为平面结构，连接硅胶体上下两面的两个侧面分别为半圆柱面结构，芯条为长方体状，芯条一端被包于硅胶体内部，芯条另一端伸出硅胶体的端面。

所述硅胶体包住芯条的端面为平面结构。

本发明用于上述一种传感器中心定位包胶结构的成型方法，包括以下步骤：

(1)将硅胶体的横截面设计为“跑道”形，一次成型模具的上模模腔横向截面相应设计为“半跑道”形，根据设定好的各工艺参数，向模具中注入硅胶原料，成型硅胶半体，硅胶半体的体积小于或等于1/2硅胶体的体积；

(2)在硅胶半体的基础上成型已包有芯条的硅胶体，该过程二次成型模具的模腔横向截面为与硅胶体的横截面相应的“跑道”形。

根据实际的生产条件，传感器中心定位包胶结构的成型方法具体有以下两种具体的实现过程：

1、所述步骤(1)中硅胶半体的成型过程具体为：

(1-1)一次成型模具安装好后，下模中嵌入芯条，芯条伸入上模模腔的部分位于上模模腔的中部，芯条嵌入下模中的深度大于芯条伸入上模模腔中的高度；该过程中芯条三面定位朝下，即芯条的底面、左右侧面和前后侧面与下模相接触；

(1-2)向一次成型模具中放入硅胶原料，在模压作用下，硅胶原料在一次成型模具的模腔内形成硅胶半体，该硅胶半体与芯条固定为一体结构，硅胶半体的体积小于1/2硅胶体的体积；

所述步骤(2)中已包有芯条的硅胶体的成型采用合模线错位的方式进行加工，其具体过程为：

(2-1)二次成型模具安装好后，将步骤(1)成型的硅胶半体和芯条的一体结构放入下模中，下模的深度大于硅胶半体的端部高度；

(2-2)向二次成型模具中放入硅胶原料，在模压作用下，硅胶原料在二次成型模具的模腔内成型，并与硅胶半体和芯条成型为一体结构的包胶结构；成型后，硅胶体上的二次包胶结合线与二次成型模具的合模线错位。

上述方法步骤(1-1)中，在下模中嵌入芯条，芯条伸入上模模腔的部分位于上模模腔的中部，芯条嵌入下模中的深度大于芯条伸入上模模腔中的高度后，若芯条与下模之间存有间隙，则在下模模腔与芯条的相互尺寸设计时，必须得到该间隙在允许的偏差范围内。

2、所述步骤(1)中硅胶半体的成型过程具体为：

(1-1)安装一次成型模具，其下模带有凸块，凸块的形状和体积均与芯条轴向半体相同；

(1-2)向一次成型模具中放入硅胶原料，在模压作用下，硅胶原料在一次成型模具的模腔内形成硅胶半体，硅胶半体的中部为与芯条轴向半体相应的凹槽，硅胶半体的体积等于1/2硅胶体的体积；

所述步骤(2)中已包有芯条的硅胶体的成型采用芯条合模一次包胶的方式进行加工，其具体过程为：

(2-1)二次成型模具安装好后，在上模和下模的模腔中分别放入步骤(1)成型的硅胶半体，两个硅胶半体的结构和体积相同，下模的硅胶半体凹槽内放入芯条；

(2-2)采用热压成型的方式，在模压作用下，两个硅胶半体与芯条形成一体结构的包胶结构。

所述芯条轴向半体为芯条轴向上，芯条的上半部结构或下半部结构。

上述两种具体的实现过程中，第一种实现过程中，在硅胶半体的成型过程中采用FPC补强板进行定位，上模压硅胶，定位精确，且厚度均匀、芯条也不会移位错位，软性芯条也不会皱折；在包有芯条的硅胶体的成型中采用合模线错位的方式，使硅胶体上的二次包胶结合线与二次成型模具的合模线错位，可使得传感器的二次包胶结合线在模具内部模压的情况下结合比较容易，且不会产品披锋和填充不足的问题，而合模线仅有小量的披锋，不会影响内部的二次包胶粘合。第二种实现过程中，在硅胶半体的成型过程中可批量生产结构相同的硅胶半体，其生产效率高；在已包有芯条的硅胶体的成型采用芯条合模一次包胶的方式进行加工，其加工工艺简单，成型速度快。

本发明的传感器中心定位包胶结构的成型方法中，所述二次成型模具的模腔内，模腔容积为成型后包胶结构体积的1.01～1.3倍。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本传感器中心定位包胶结构设计为横截面是“跑道”形的结构，横截面的直线边作为与模具上模或下模的粘接面，可保证在二次成型时，硅胶半体不会发生旋转或移动的现象，有利于芯条的准确定位。另外，包胶结构的两端分别为半球状，在保证硅胶肉厚的情况下，其半球直径尽量取最小值，更有利于传感器在水箱中的安装。

2、本传感器中心定位包胶结构的成型过程中，采用二次成型的方法，结合包胶的结构，可以有效提高芯条的准确定位，提高传感器监测水温数位的精确度，扩大传感器的使用范围。

3、在传感器中心定位包胶结构的成型过程中，采用合模线错位的方式成型包胶结构时，硅胶体上的二次包胶结合线与二次成型模具的合模线错位，可使得传感器的二次包胶结合线在模具内部模压的情况下结合比较容易，且不会产品披锋和填充不足的问题，而合模线仅有小量的披锋，不会影响内部的二次包胶粘合。采用芯条合模一次包胶的方式成型包胶结构时，在硅胶半体的成型过程中可批量生产结构相同的硅胶半体，其生产效率高；在已包有芯条的硅胶体的成型采用芯条合模一次包胶的方式进行加工，其加工工艺简单，成型速度快。

附图说明

图1是本传感器中心定位包胶结构的横截面结构示意图。

图2是实施例1中硅胶半体成型时的示意图。

图3是实施例1中包胶结构成型时的示意图。

图4是实施例2中硅胶半体成型时的示意图。

图5是实施例2中包胶结构成型时的示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

本实施例一种传感器中心定位包胶结构，如图1所示，包括芯条1及包于芯条1外周的硅胶体2，所述芯条1包括柔性电路板(FPC)、电极以及补强板，电极置于柔性电路板(FPC)的正面，而补强板置于柔性电路板的背面，硅胶体2的横截面为“跑道”形，硅胶体2上下两面均为平面结构，连接硅胶体2上下两面的两个侧面分别为半圆柱面结构，芯条1为长方体状，芯条1一端被包于硅胶体2内部，芯条1另一端伸出硅胶体2的端面。

硅胶体2包住芯条1的端面为平面结构。

本实施例中，硅胶体2上下两面的平面结构为图1中“跑道”形的两条直线边处，硅胶体2两个侧面为图1中“跑道”形的两条弧线边处，硅胶体2的两个端面为位于“跑道”形前后两端的平面后曲面，在图1中未示出。

本实施例用于上述一种传感器中心定位包胶结构的成型方法，包括以下步骤：

(1)将硅胶体的横截面设计为“跑道”形，一次成型模具的上模模腔横向截面相应设计为“半跑道”形，根据设定好的各工艺参数，向模具中注入硅胶原料，成型硅胶半体，硅胶半体的体积小于或等于1/2硅胶体的体积；

如图2所示，其中硅胶半体的成型过程具体为：

(1-1)一次成型模具安装好后，下模中嵌入芯条，芯条伸入上模模腔的部分位于上模模腔的中部，芯条嵌入下模中的深度大于芯条伸入上模模腔中的高度；该过程中芯条三面定位朝下，即芯条的底面、左右侧面和前后侧面与下模相接触；若芯条与下模之间存有间隙，则在下模模腔与芯条的相互尺寸设计时，必须得到该间隙在允许的偏差范围内。

(1-2)向一次成型模具中放入硅胶原料，在模压作用下，硅胶原料在一次成型模具的模腔内形成硅胶半体，该硅胶半体与芯条固定为一体结构，硅胶半体的体积小于1/2硅胶体的体积；

(2)在硅胶半体的基础上成型已包有芯条的硅胶体(即包胶结构)，该过程二次成型模具的模腔横向截面为与硅胶体的横截面相应的“跑道”形；

如图3所示，其中已包有芯条的硅胶体的成型采用合模线错位的方式进行加工，其具体过程为：

(2-1)二次成型模具安装好后，将步骤(1)成型的硅胶半体和芯条的一体结构放入下模中，下模的深度大于硅胶半体的端部高度；

(2-2)向二次成型模具中放入硅胶原料，在模压作用下，硅胶原料在二次成型模具的模腔内成型，并与硅胶半体和芯条成型为一体结构的包胶结构；成型后，硅胶体上的二次包胶结合线与二次成型模具的合模线错位。

二次成型模具的模腔内，模腔容积为成型后包胶结构体积的1.01～1.3倍。

本实施例的传感器中心定位包胶结构的成型方法中，在硅胶半体的成型过程中采用FPC补强板进行定位，上模压硅胶，定位精确，且厚度均匀、芯条也不会移位错位，软性芯条也不会皱折；在包有芯条的硅胶体的成型中采用合模线错位的方式，使硅胶体上的二次包胶结合线与二次成型模具的合模线错位，可使得传感器的二次包胶结合线在模具内部模压的情况下结合比较容易，且不会产品披锋和填充不足的问题，而合模线仅有小量的披锋，不会影响内部的二次包胶粘合。

实施例2

本实施例一种传感器中心定位包胶结构，如图1所示，包括芯条1及包于芯条1外周的硅胶体2，所述芯条1包括柔性电路板(FPC)、电极以及补强板，电极置于柔性电路板(FPC)的正面，而补强板置于柔性电路板的背面，硅胶体2的横截面为“跑道”形，硅胶体2上下两面均为平面结构，连接硅胶体2上下两面的两个侧面分别为半圆柱面结构，芯条1为长方体状，芯条1一端被包于硅胶体2内部，芯条1另一端伸出硅胶体2的端面。

硅胶体2包住芯条1的端面为平面结构。

本实施例中，硅胶体2上下两面的平面结构为图1中“跑道”形的两条直线边处，硅胶体2两个侧面为图1中“跑道”形的两条弧线边处，硅胶体2的两个端面为位于“跑道”形前后两端的平面后曲面，在图1中未示出。

本实施例用于上述一种传感器中心定位包胶结构的成型方法，包括以下步骤：

(1)将硅胶体的横截面设计为“跑道”形，一次成型模具的上模模腔横向截面相应设计为“半跑道”形，根据设定好的各工艺参数，向模具中注入硅胶原料，成型硅胶半体，硅胶半体的体积小于或等于1/2硅胶体的体积；

如图4所示，其中硅胶半体的成型过程具体为：

(1-1)安装一次成型模具，其下模带有凸块，凸块的形状和体积均与芯条轴向半体相同；

(1-2)向一次成型模具中放入硅胶原料，在模压作用下，硅胶原料在一次成型模具的模腔内形成硅胶半体，硅胶半体的中部为与芯条轴向半体相应的凹槽，硅胶半体的体积等于1/2硅胶体的体积；

(2)在硅胶半体的基础上成型已包有芯条的硅胶体(即包胶结构)，该过程二次成型模具的模腔横向截面为与硅胶体的横截面相应的“跑道”形；

如图5所示，其中已包有芯条的硅胶体的成型采用合模线错位的方式进行加工，其具体过程为：

(2-1)二次成型模具安装好后，在上模和下模的模腔中分别放入步骤(1)成型的硅胶半体，两个硅胶半体的结构和体积相同，下模的硅胶半体凹槽内放入芯条；

(2-2)采用热压成型的方式，在模压作用下，两个硅胶半体与芯条形成一体结构的包胶结构。

其中，芯条轴向半体为芯条轴向上，芯条的上半部结构或下半部结构。

二次成型模具的模腔内，模腔容积为成型后包胶结构体积的1.01～1.3倍。

本实施例的传感器中心定位包胶结构的成型方法中，在硅胶半体的成型过程中可批量生产结构相同的硅胶半体，其生产效率高；在已包有芯条的硅胶体的成型采用芯条合模一次包胶的方式进行加工，其加工工艺简单，成型速度快。

如上所述，便可较好地实现本发明，上述实施例仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围；即凡依本发明内容所作的均等变化与修饰，都为本发明权利要求所要求保护的范围所涵盖。

Claims (8)

1.一种传感器中心定位包胶结构，包括芯条及包于芯条外周的硅胶体，其特征在于，所述芯条包括柔性电路板、电极以及补强板，电极置于柔性电路板的正面，而补强板置于柔性电路板的背面，所述硅胶体的横截面为“跑道”形，硅胶体上下两面均为平面结构，连接硅胶体上下两面的两个侧面分别为半圆柱面结构，芯条为长方体状，芯条一端被包于硅胶体内部，芯条另一端伸出硅胶体的端面。

2.根据权利要求1所述的一种传感器中心定位包胶结构，其特征在于，所述硅胶体包住芯条的端面为平面结构。

3.用于权利要求1～2任一项所述一种传感器中心定位包胶结构的成型方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将硅胶体的横截面设计为“跑道”形，一次成型模具的上模模腔横向截面相应设计为“半跑道”形，根据设定好的各工艺参数，向模具中注入硅胶原料，成型硅胶半体，硅胶半体的体积小于或等于1/2硅胶体的体积；

(2)在硅胶半体的基础上成型已包有芯条的硅胶体，该过程二次成型模具的模腔横向截面为与硅胶体的横截面相应的“跑道”形。

4.根据权利要求3所述一种传感器中心定位包胶结构的成型方法，其特征在于，所述步骤(1)中硅胶半体的成型过程具体为：

(1-1)一次成型模具安装好后，下模中嵌入芯条，芯条伸入上模模腔的部分位于上模模腔的中部，芯条嵌入下模中的深度大于芯条伸入上模模腔中的高度；

(1-2)向一次成型模具中放入硅胶原料，在模压作用下，硅胶原料在一次成型模具的模腔内形成硅胶半体，该硅胶半体与芯条固定为一体结构，硅胶半体的体积小于1/2硅胶体的体积；

所述步骤(2)中已包有芯条的硅胶体的成型采用合模线错位的方式进行加工，其具体过程为：

(2-1)二次成型模具安装好后，将步骤(1)成型的硅胶半体和芯条的一体结构放入下模中，下模的深度大于硅胶半体的端部高度；

(2-2)向二次成型模具中放入硅胶原料，在模压作用下，硅胶原料在二次成型模具的模腔内成型，并与硅胶半体和芯条成型为一体结构的包胶结构；成型后，硅胶体上的二次包胶结合线与二次成型模具的合模线错位。

5.根据权利要求4所述一种传感器中心定位包胶结构的成型方法，其特征在于，上述方法步骤(1-1)中，所述下模中嵌入芯条，芯条伸入上模模腔的部分位于上模模腔的中部，芯条嵌入下模中的深度大于芯条伸入上模模腔中的高度的操作过程中，芯条三面定位朝下，即芯条的底面、左右侧面和前后侧面与下模相接触；若芯条与下模之间存有间隙，则在下模模腔与芯条的相互尺寸设计时，必须得到该间隙在允许的偏差范围内。

6.根据权利要求3所述一种传感器中心定位包胶结构的成型方法，其特征在于，所述步骤(1)中硅胶半体的成型过程具体为：

(1-1)安装一次成型模具，其下模带有凸块，凸块的形状和体积均与芯条轴向半体相同；

(1-2)向一次成型模具中放入硅胶原料，在模压作用下，硅胶原料在一次成型模具的模腔内形成硅胶半体，硅胶半体的中部为与芯条轴向半体相应的凹槽，硅胶半体的体积等于1/2硅胶体的体积；

所述步骤(2)中已包有芯条的硅胶体的成型采用芯条合模一次包胶的方式进行加工，其具体过程为：

(2-1)二次成型模具安装好后，在上模和下模的模腔中分别放入步骤(1)成型的硅胶半体，两个硅胶半体的结构和体积相同，下模的硅胶半体凹槽内放入芯条；

(2-2)采用热压成型的方式，在模压作用下，两个硅胶半体与芯条形成一体结构的包胶结构。

7.根据权利要求6所述一种传感器中心定位包胶结构的成型方法，其特征在于，所述芯条轴向半体为芯条轴向上，芯条的上半部结构或下半部结构。

8.根据权利要求3所述一种传感器中心定位包胶结构的成型方法，其特征在于，所述二次成型模具的模腔内，模腔容积为成型后包胶结构体积的1.01～1.3倍。

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