CN107144375A - 高密度传感器模组 - Google Patents

Abstract

一种高密度传感器模组，包括：第一基板；多设置在第一基板上的第一传感器；设置在第一传感器上的第一传导杆，第一传导杆与第一传感器一一对应；包覆第一传感器及第一传导杆一端的第一封装体；形成在第一封装体上的第二基板，第一传导杆穿过第一封装体及第二基板；多个形成在第二基板上的第二感测器，第二感测器与第一传导杆呈周期排列，第二传感器于第一基板上的投影与第一传感器于第一基板上的投影部分重叠；及一包覆第一传导杆的另一端及第二感测器的第二封装体。本发明提供的高密度传感器模组，采用双层结构增加传感器的数量，进而增大了该高密度传感器模组的感测密度及感测解析度。

Description

高密度传感器模组

技术领域

本发明涉及一种压力传感器模组，尤其涉及一种高密度传感器模组。

背景技术

传感器越来越多的被运用于各种工业自控环境，涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道、医学等众多行业。而随着科学技术的快速发展，对高密度传感器模组的需求也日益增加。

在现有技术中，传感器模组多为单层设计，其传感器模组的感测密度与感测解析度均不高。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种具有高感测密度和高感测解析度的高密度传感器模组。

一种高密度传感器模组，包括：一第一基板；多个设置在该第一基板上的第一传感器；多个设置在该第一传感器上的第一传导杆，多个该第一传导杆与多个该第一传感器一一对应；一包覆多个该第一传感器及多个该第一传导杆一端的第一封装体；一形成在该第一封装体上的第二基板，多个该第一传导杆穿过该第一封装体及该第二基板；多个形成在该第二基板上的第二感测器，多个该第二感测器与多个该第一传导杆呈周期排列，该第二传感器的感测面于该第一基板上的投影与该第一传感器的感测面于该第一基板上的投影部分重叠；及一包覆多个该第一传导杆的另一端及多个该第二感测器的第二封装体。

本发明提供的高密度传感器模组，采用双层结构增加传感器的数量，进而提高了该高密度传感器模组的感测密度及感测解析度。

附图说明

图1是本发明提供的高密度传感器模组的平面示意图。

图2是沿图1中II-II所示的高密度传感器模组的剖视图。

主要元件符号说明

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

下面请结合附图1-2及实施例对本发明提供的一种高密度传感器模组100作进一步说明。

请参阅图1-2，本发明第一实施例提供一种高密度传感器模组100，该高密度传感器模组100包括一感测区110及一围绕该感测区110的非感测区120。

该高密度传感器模组100包括一第一基板10、多个第一传感器20、多个第一传导杆30、一第一封装体40、一形成在该第一封装体40上的第二基板50、多个第二传感器60、多个第二传导杆70及一形成在该第二基板50上的第二封装体80。

该第一基板10包括一支撑基板11、一形成在该支撑基板11上的第一缓冲层12及一形成在该第一缓冲层12的远离该支撑基板11的表面上的第一柔性电路板13。

该支撑基板11包括一第一表面111，该支撑基板11为一非弹性基板，其材质可以是玻璃、金属或是薄型塑胶片。

该第一缓冲层12形成在该第一表面111上。第一缓冲层12主要用于固定电路板及作为缓冲外界压力。该第一缓冲层12的材质为热塑性聚氨酯（Thermoplastic polyurethane，TPU）、聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane，PDMS）、硅胶、橡胶等。

该第一柔性电路板13包括一安装面131，该安装面131远离该第一表面111且与该第一表面111平行。

多个该第一传感器20呈阵列分布在该第一安装面131上且与该柔性电路板13电性连接。该第一传感器20包括一感测面21，该感测面21远离该安装面131且与该安装面131平行。在本实施例中，该第一传感器20为压力传感器。

多个该第一传导杆30形成在多个该第一传感器20的感测面21上。多个该第一传导杆30与多个该第一传感器20一一对应。每个该第一传导杆30呈“工”字型且包括位于该第一传导杆30一端的一第一横部31、一位于该第一传导杆30另一端的第二横部32及一垂直连接该第一横部31和该第二横部32的纵部33。该第一横部31包括一第二表面311，该第二表面311为一平面且平行于该感测面21。该第二表面311远离该纵部33。该第二横部32包括一第三表面321，该第三表面321平行于该第二表面311。该第三表面321远离该纵部33。该第一横部31、该第二横部32及该纵部33可以是一体成型的，也可以不是一体成型的。在本实施例中，该第一横部31、该第二横部32及该纵部33是一体成型的。在本实施例中，该第一传感器20的感测面21及该第一传导杆30的第一横部31的第二表面311均呈圆形。在其他实施例中，该第一传感器20的感测面21及该第一传导杆30的第一横部31的第二表面311也可以呈方形、椭圆形等其他形状。

定义每个该第一传导杆30的第一横部31的宽度为d1，每个该第一传导杆30的第二横部32的宽度为d2，相邻的两个该第一传导杆30的纵部33之间的距离为d3。其中，d3≧d2＞d1。优选地，d3略大于d2。

该第三表面321还形成有多个微结构322。在本实施例中，该多个微结构322为球状凸起。多个微结构322用于增大与传感面21的接触面积，使该第二传感器20受力集中，进而增大该第一传感器20的感测精确度。

该第一封装体40形成在该第一柔性电路板13的安装面131上且完全包覆该第一柔性电路板13的安装面131、多个该第一传感器20、多个该第二横部32及部分纵部33。

在本实施例中，通过注塑成型的方式形成该第一封装体40。该第一封装体40的材质为柔性或是具有弹性的材料。在本实施例中，该第一封装体40的材质为胶体。该第一封装体40主要用于防止该第一传感器20受到外界的干扰和损坏，进而延长该第一传感器60的生命周期。

该第二基板50包括一第二缓冲层51及一形成在该第二缓冲层51的一表面上的第二柔性电路板52。

该第二缓冲层51形成在该第一封装体40的远离该第一柔性电路板13的表面上。该第二缓冲层51包括多个第一开口511。

该第二柔性电路板52包括多个第二开口521，多个该第二开口521与多个该第一开口511位置相对且一一对应。多个该第一传导杆30的纵部33分别收容在多个该第一开口511及多个该第二开口521内。该第二柔性电路板52还包括一安装面522，该第二柔性电路板52的安装面522远离该第一封装体40。

多个该第二传感器60形成在该第二柔性电路板52的安装面522上且与该第二柔性电路板52电性连接。每个该第二传感器60位于两个相邻的第二开口521之间。每个该第二传感器60包括一感测面61，该感测面61远离该第二柔性电路板52。在本实施例中，该第二传感器60为压力传感器。该第二传感器60的感测面61于该第一表面111上的投影与该第一传感器20的感测面21于该第一表面111上的投影部分重叠。

多个该第二传导杆70分别形成在多个该第二传感器60的感测面61上，每个该第二传导杆70的结构与每个该该第一传导杆30的结构大体相同，均包括一第一横部71、第二横部72及纵部73。每个该第二传导杆70的结构与每个该该第一传导杆30的结构的不同点仅在于：每个该第二传导杆70的纵部73的长度小于每个该该第一传导杆30的纵部33的长度。定义每个该第二传导杆70的纵部73的长度为L2，每个该该第一传导杆30的纵部33的长度为L1，L1＞L2。该第二传导杆70的第一横部71与该第一传导杆30的第一横部31间隔分布。每个该第二传导杆70的第一横部71的第二表面711与每个该第一传导杆30的第一横部31的第二表面311平齐。

该第二封装体80位于该第二柔性电路板52的安装面522上且完全包覆该第二柔性电路板52的安装面522、多个该第一传导杆30的第一横部31和部分纵部33、多个第二传感器60及多个第二传导杆70。

在本实施例中，通过注塑成型的方式形成该第二封装体80。该第二封装体80的材质为柔性或是具有弹性的材料。在本实施例中，该第二封装体80的材质为胶体。该第二封装体80主要用于防止该第二传感器60受到外界的干扰和损坏，进而延长该第二传感器60的生命周期。

在本实施方式中，上述的第一传感器20、第一传导杆30、第二传感器60、第二传导杆70及与之对应的部分第一基板10、第一封装体40、第二基板50及第二封装体80形成感测区110。环绕上述感测区110的部分第一基板10、第一封装体40、第二基板50及第二封装体80形成非感测区120。

该高密度传感器模组100还包括至少一位于非感测区120内的连接部90。该连接部90分别与第一柔性电路板13、第二柔性电路板52电连接，并包括有暴露于该高密度传感器模组100之外的接口，该连接部90用于将该第一传感器20及该第二传感器60感测到的信号输出。

在本发明提供的第二实施例中，该高密度传感器模组100还可以不包括多个该第二传导杆70，此时，该第一传导杆30的该第一横部31的第二表面311与该第二传感器60的感测面平齐。

在本发明提供的第三实施例中，该第一传导杆30的第三表面321及该第二传导杆70的第三表面721也可以是平面。

当该高密度传感器模组100受到来自外界的正向压力时，压力信号过该第一传导杆30及该第二传导杆70传导至与之对应的该一传感器20及该第二传感器60，该一传感器20及该第二传感器60将所感测到的压力信号按一定的规律转换成电信号或其他形式的信号并将该电信号或其他形式的信号通过该连接部90输出。

本发明提供的高密度传感器模组100，采用双层结构增加传感器的数量，进而提高了该高密度传感器模组100的感测密度及感测解析度；2）多个第二传感器与多个该第一传导杆呈周期排列且彼此间隔，使得多个第一传感器与多个第二传感器在传感器的分布密度增大（例如：第一传感器和第二传感器有部分堆叠）的情况下也互不影响，保证了传感器的独立性。

可以理解的是，以上实施例仅用来说明本发明，并非用作对本发明的限定。对于本领域的普通技术人员来说，根据本发明的技术构思做出的其它各种相应的改变与变形，都落在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高密度传感器模组，包括：

一第一基板；

多个设置在该第一基板上的第一传感器；

多个设置在该第一传感器上的第一传导杆，多个该第一传导杆与多个该第一传感器一一对应；

一包覆多个该第一传感器及多个该第一传导杆一端的第一封装体；

一形成在该第一封装体上的第二基板，多个该第一传导杆穿过该第一封装体及该第二基板；

多个形成在该第二基板上的第二感测器，多个该第二感测器与多个该第一传导杆呈周期排列，该第二传感器的感测面于该第一基板上的投影与该第一传感器的感测面于该第一基板上的投影部分重叠；及

一包覆多个该第一传导杆的另一端、多个该第二感测器的第二封装体。

2.如权利要求1所述的高密度传感器模组，其特征在于，该第一基板包括一支撑基板及一形成在该支撑基板上的第一缓冲层及一形成在该第一缓冲层的远离该支撑基板的柔性电路板；该支撑基板包括一第一表面，该第一缓冲层形成在该第一表面上，该第一柔性电路板包括一安装面，该安装面与该第一表面平行且远离该第一表面，多个该第一传感器呈阵列分布在该第一安装面上且与该柔性电路板电性连接。

3.如权利要求2所述的高密度传感器模组，其特征在于，每个该第一传导杆呈“工”字型，且包括一位于该第一传导杆的该另一端的第一横部、一位于该第一传导杆的该一端的第二横部及一连接该第一横部和该第二横部的纵部；该第一横部包括一第二表面，该第二表面远离该纵部；该第二横部包括一第三表面，该第三表面平行于该第二表面且远离该纵部。

4.如权利要求3所述的高密度传感器模组，其特征在于，该第二基板包括一第二缓冲层及一形成在该第二缓冲层的一表面上的第二柔性电路板，多个该第二传感器形成在该第二柔性电路板上。

5.如权利要求3所述的高密度传感器模组，其特征在于，d3≧d2＞d1，其中，d1为每个该第一传导杆的第一横部的宽度，d2为每个该第一传导杆的第二横部的宽度，d3为相邻的两个该第一传导杆的纵部之间的距离。

6.如权利要求3所述的高密度传感器模组，其特征在于，该第一传导杆的第三表面与对应的该第一传感器接触且该第三表面上形成有凸起的微结构。

7.如权利要求3所述的高密度传感器模组，其特征在于，每个该第二传感器包括一感测面，该第二传感器的感测面与该第一传导杆的第一横部的第二表面平齐。

8.如权利要求1-6任一项所述的高密度传感器模组，其特征在于，该高密度传感器模组还包括多个第二传导杆，多个该第二传导杆分别形成在多个该第二感测器上，多个该第二传导杆与多个该第二感测器一一对应。

9.如权利要求8所述的高密度传感器模组，其特征在于，每个该第二传导杆包括一第一横部、一第二横部及一垂直连接该第一横部和该第二横部的纵部；该第一横部包括一第二表面，该第二表面远离该纵部；该第二传导杆的该第一横部的该第二表面与该第一传导杆的该第一横部的第二表面平齐。

10.如权利要求8所述的高密度传感器模组，其特征在于，该第二封装体包覆多个该第二传导杆。