CN111537095B - 一种温度传感器及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种温度传感器及其制造方法，包括一端开口的金属壳体，金属壳体壁设计至少有两个通孔，通孔把金属壳体分割为内腔部和锁紧部，内腔部设置有连接导线的热敏芯体，内腔部填充有导热固定胶，导线的数量与通孔的数量一致，导线延伸出导热固定胶的一端被锁紧部固定，本发明技术方案提升了传感器导热性能，突破了现有温度传感器敏感性进一步大幅提升的局限性问题；避免了灌封固定导热胶损伤导线以及固定导热胶与导线间出现缝隙而造成的产品稳定性问题；其结构简单，便于工艺操作，综合性能更加稳定。

Description

一种温度传感器及其制造方法

技术领域

本发明涉及传感器技术领域，特别涉及一种温度传感器及其制造方法。

背景技术

温度传感器在保护金属壳体内有已包封芯体的热敏电阻、导线、注入的固化性树脂。由于外部导线和已包封芯体的热敏电阻上的导线焊接，存在焊点虚焊及短接的风险、重复包封芯体降低了产品导热性。

另外，在树脂表面固定导线的位置，如果导线沿着树脂的表面发生弯曲，则应力集中于导线弯曲的根部，此时导线绝缘层容易损伤，并且内部电线可能断线。

另一种存在的问题，弯曲的导线与树脂接触面容易出现缝隙，导致产品进液失效。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种温度传感器，直接采用未包封的热敏芯体提升导热性能，未包封的热敏芯体为热敏电阻裸片，解决现有温度传感器敏感性进一步提升的局限性问题；避免灌封树脂损伤导线造成的产品稳定性问题；避免树脂和导线之间出现缝隙造成的密封问题。

本发明的另一目的在于提供一种制造上述温度传感器的工艺方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种温度传感器，包括一端开口的金属壳体，所述金属壳体的壁身设计至少有两个通孔，所述通孔把金属壳体分割为内腔部和锁紧部，所述内腔部设置有连接导线的热敏芯体，所述内腔部填充有导热固定胶，所述导线的数量与所述通孔的数量一致，所述导线延伸出导热固定胶的一端被锁紧部固定。

所述通孔均匀分布在金属壳体壁身上，且各通孔的中心点轴线，在同一平面上。

本方案中的通孔数量根据导线数量设置，很好地解决了对各类温度传感器的适应性问题，当传感器中的导线数量因设置需求增加数量时，通孔数量的改变决定了锁紧部的锁紧方式以及锁紧后的形状状态，三条及三条以上数量的导线锁紧后的形状即为多条导线两两相互并拢后的截面形状，两条导线锁紧后的形状为“∞”字形。上述锁紧方式一方面便于锁紧工艺的操作，另一方面使导线捆扎结构更加稳定，导线接触应力分布均匀，降低了导线被锁紧后的折损风险。

所述导线包括金属芯体及包覆绝缘材料，导线包覆材料采用韧性强的软质材料，具有较强的缓冲效果，使导线固定更加安全，不会因锁紧部所施加的束紧力缺失而造成脱落问题。

本方案中锁紧部的设计结构，一方面在灌注固定导热胶的过程中，能够保证热敏芯体不接触金属壳体底部，另一方面在灌注固定导热胶的过程中，配合导热固定胶的灌注工艺，使得导线束以及热敏芯体设置于金属壳体内腔的中轴线上，保证了热敏芯体各方向感知的均匀性和一致性。

本方案中金属壳体壁通孔的设计结构，设计结构简单，如此结构连接内腔部与锁紧部，使得连接结构受力均匀，稳定性强，可以承受较大的外力冲击，极大地降低了内腔部与锁紧部中间连接结构的折损风险，降低锁紧部相对于内腔部偏移的风险，减少导线与导热固定胶之间受外力作用的影响。

进一步地，所述导线延伸出金属壳体的部分套设有保护套。

进一步地，靠近热敏芯体的导线金属芯体部位套设有绝缘管，绝缘管防止热敏芯体端的金属芯体在特殊情况下接触金属壳体内壁，避免了接地或短路后产生信号故障问题。

进一步地，所述通孔数量有两个，锁紧部固定导线后呈“∞”字形压紧导线。

进一步地，每个通孔的大小形状一致，所设计通孔的正视图形状为矩形。该设计方案结构简单，便于工艺操作。

进一步地，所述通孔数量可以有多个，可以根据设置导线的数量确定通孔的开设数量。

进一步地，所述导线一端直接连接于热敏芯体裸片后灌封导热固定胶。热敏芯体与导线直接连接方式，一方面是热敏芯体本身没有被包覆，其感应灵敏度能够得到有效的提升，另一方面是热敏芯体可以最大程度地接近金属壳体内腔底部，降低响应时间，传感效率大幅提升。

优选地，所述导热固定胶采用环氧树脂或硅胶。

一种温度传感器的制造方法，包括如下步骤：

①使用350℃锡焊把热敏芯体与导线焊接于一体；

②用保护套套设在导线外；

③用绝缘管包覆在靠近热敏芯体端的金属芯体表面；

④使导线穿过锁紧部；

⑤把热敏芯体端放置于靠近内腔部底面且不接触底面的位置；

⑥锁紧部在外力作用下收紧并固定导线；

⑦向内腔部注入导热固定胶，使导热固定胶填充内腔部且导热固定胶胶面不溢出内腔部腔体。

更进一步地，锁紧部在于其被施加的外力着力方向垂向于通孔的轴线。

本发明技术方案的有益效果是提升传感器导热性能，突破了现有温度传感器敏感性进一步大幅提升的局限性问题；避免了灌封固定导热胶损伤导线以及固定导热胶与导线间出现缝隙而造成的产品稳定性问题；该温度传感器结构简单，便于工艺操作，使温度传感器综合性能更加稳定。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，因此不能看作是对本发明的限制。对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中所公开温度传感器的主视剖面结构示意图。

图2为本发明实施例中所公开温度传感器的右视结构示意图。

图3为本发明实施例中所公开温度传感器金属壳体的主视结构示意图。

图4为本发明实施例中所公开温度传感器金属壳体的右视结构剖面图。

图5为本发明实施例中所涉及的热敏芯体与导线焊接状态的结构示意图。

图6为本发明实施例中所公开的温度传感器金属壳体部位装配后的主视剖面结构示意图。

图7为本发明实施例中所公开的温度传感器锁紧部的锁紧两根导线的横截面示意图。

图8为本发明另一实施例所公开的温度传感器锁紧部锁紧三根导线的横截面示意图。

图9为本发明另一实施例所公开的温度传感器锁紧部锁紧四根导线的横截面示意图。

其中：

1、金属壳体；11、通孔；12、内腔部；13、锁紧部；2、热敏芯体；3、绝缘管；4、导热固定胶；5、导线；51、金属芯体；6、保护套。

具体实施方式

如图1-7所示，一种温度传感器，包括一端开口的金属壳体1，金属壳体1的壁身设计有通孔11，通孔11把金属壳体1分割为内腔部12和锁紧部13，内腔部12设置有连接导线5的热敏芯体2，内腔部12填充有导热固定胶4，导线5与通孔11的数量均为两个，导线 5延伸出导热固定胶4的一端被锁紧部13固定，两通孔11均匀分布在内腔部12上，导线5被锁紧部13锁定卡紧。

两条导线5被锁紧部13锁紧后的形状为“∞”形，两通孔11的大小形状一致，所设计通孔11的正视图形状为矩形。

优选地，导线5延伸出金属壳体1的一端套设有保护套6。

优选地，连接热敏芯体2的导线5的金属芯体51上套设有绝缘管3。

优选地，导线5一端的金属芯体51直接连接于热敏芯体2裸片后灌封导热固定胶4。

优选地，导热固定胶4采用环氧树脂或硅胶。

金属壳体1包括内腔部12和锁紧部13，金属壳体1呈筒状，通孔11在平面视图中呈现长方形状，内腔部12开口处呈圆形。

如图5所示，两根导线5顶端的金属芯体51焊接一个热敏芯体2，热敏芯体2有两个电极，分别和两根导线5焊接在一起。其中，热敏芯体2可以为NTC或者PTC(正温度系数)、铂电阻等。NTC热敏芯体2具有电阻随温度升高而降低的特性，PTC和铂电阻热敏芯体 2具有电阻随温度升高而升高的特性。

热敏芯体2为金属氧化物等烧结的半导体陶瓷或铂丝绕在陶瓷骨架，玻璃骨架，云母骨架上，呈略长方体形状，表面没有涂覆绝缘材料。

热敏芯体2固定在内腔部12接近金属壳体1底部的设定位置。

导线5焊接了热敏芯体2安装在内腔部12内，为了避免短路以及热敏电阻和金属壳体1内壁接触发生接地，两根裸露的金属芯体 51外部套有绝缘管3。

导线5焊接热敏芯体2后套上绝缘管3安装在内腔部12，在保证热敏芯体2与金属壳体1底部设定的距离后，对锁紧部13进行压装锁紧，两根导线5被锁紧后呈“∞”形。

在通孔11处灌封导热固定胶4，导热固定胶4具有电绝缘性、导热性、固化性。作为电绝缘性、导热性、固化性胶体材料可以使用环氧树脂、硅胶等。

导热固定胶被填充于金属壳体1内，从内腔部12的底部开始灌封至距离通孔11下边缘设定的位置。

在本实施方式中，导热固定胶被灌封至通孔11下边缘附近。如此，热敏芯体2、导线5、绝缘管3被可靠地密封。

图7中表示本实施例的温度传感器的两根导线被锁紧部锁紧状态下的示意图。导线5被锁紧部13锁紧呈“∞”形固定，如此，导热固定胶4的表面与锁紧部13之间被连接结构隔开了设定距离。因此，避免导线5弯曲时在导热固定胶4表面产生应力，从而消除导线5 在导热固定胶4表面发生损伤的现像，防止导线5的断线，同时防止导热固定胶4与导线5之间出现缝隙。

如图8，在另一种实施例中，导线设置有三条，锁紧导线后，三条导线两两相并，其锁紧部锁紧导线后的横截面形状如图8所示。三条导线可以分别连接汽车ECU信号和水温表信号。

如图9，在另一种实施例中，导线设置有四条，锁紧导线后，四条导线两两相并，其锁紧部锁紧导线后的横截面形状如图9所示。四条导线可以两两连接汽车ECU信号和水温表信号。

由于根据温度传感器的设置情况，其导线数量会根据具体的需求而设置，其导线数量与通孔数量保持一致即可，不仅仅局限于上述实施例中所列举的内容。

本发明实施例中还公开了一种温度传感器的制造方法，包括如下步骤：

①使用350℃锡焊工艺把热敏芯体2与导线5焊接于一体；

②导线5上半部分套设保护套6，并露出头部3～5mm；

③用绝缘管3套住距离热敏芯体2上端2～3mm的金属芯体2部位；

④使导线5穿过锁紧部13；

⑤把热敏芯体2端放置于靠近内腔部12底面＜1mm且不接触底面的位置；

⑥锁紧部13在外力作用下收紧并固定保护套6下面的导线5；

⑦向内腔部12注入导热固定胶4，使导热固定胶4填充内腔部 12且导热固定胶4胶面不溢出内腔部12腔体。

更进一步地，锁紧部13在于其被施加的外力着力方向垂向于通孔11的轴线。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种温度传感器，包括一端开口的金属壳体(1)，其特征在于所述金属壳体(1)壁身设计至少有两个通孔(11)，所述通孔(11)把金属壳体(1)分割为内腔部(12)和锁紧部(13)，所述内腔部(12)设置有连接导线(5)的热敏芯体(2)，所述导线(5)外部包覆有保护套(6)，所述内腔部(12)填充有导热固定胶(4)，所述导热固定胶(4)的上表面位于所述通孔(11)以下，所述导线(5)的数量与所述通孔(11)的数量一致，所述导线(5)延伸出导热固定胶(4)的一端被锁紧部(13)固定；

所述导线(5)的金属芯体(51)套设有绝缘管(3)。

2.根据权利要求1所述的一种温度传感器，其特征在于，所述导线(5)延伸出金属壳体(1)的部分套设有保护套(6)。

3.根据权利要求1所述的一种温度传感器，其特征在于，所述通孔(11)均匀分布在金属壳体(1)壁上。

4.根据权利要求1所述的一种温度传感器，其特征在于，所述通孔(11)数量有两个，锁紧部(13)固定导线(5)后呈“∞”字形。

5.根据权利要求1所述的一种温度传感器，其特征在于，所述通孔(11)数量有三个或四个。

6.根据权利要求1所述的一种温度传感器，其特征在于，所述热敏芯体(2)为NTC或者PTC。

7.根据权利要求1所述的一种温度传感器，其特征在于，所述导热固定胶(4)采用环氧树脂或硅胶。

8.一种针对权利要求1所述的温度传感器的制造方法，其特征在于包括如下步骤：a.使用350℃锡焊把热敏芯体(2)与导线(5)焊接于一体；b.用保护套(6)套设在导线(5)外；c.用绝缘管(3)包覆在靠近热敏芯体(2)端的金属芯体(51)表面；d.使导线(5)穿过锁紧部(13)；e.把热敏芯体(2)端放置于靠近内腔部(12)底面且不接触底面的位置；f.锁紧部(13)在外力作用下收紧并固定导线(5)；g.向内腔部(12)注入导热固定胶(4)，使导热固定胶(4)填充内腔部(12)且导热固定胶(4)胶面不溢出内腔部(12)腔体。

9.根据权利要求8所述的一种温度传感器的制造方法，其特征在于施加于锁紧部(13)的着力方向垂向于通孔(11)的轴线。

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