CN114136426A - 传感器及可穿戴设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种传感器及可穿戴设备，传感器包括印制电路板和罩设在印制电路板上的壳体，印制电路板和壳体形成有空腔，空腔内设置有拾振单元、连接件和芯片，印制电路板、拾振单元、连接件和芯片依次连接，印制电路板与芯片信号连接；拾振单元与印制电路板连接形成非密封的第一腔体，拾振单元、连接件和芯片连接形成密封的第二腔体。该方案通过取消拾振单元面对芯片一侧的通气孔，使拾振单元和芯片间形成密封的第二腔体，当拾振单元振动时可以更大程度上产生气体压力作用于芯片，增强芯片的信号输出，从而提高灵敏度响应，特别是低频段灵敏度。该发明具有灵敏度高、制作工艺简单、制作成本低的优点。

Description

传感器及可穿戴设备
技术领域
本发明涉及传感器领域，尤其涉及一种传感器及可穿戴设备。
背景技术
现有的骨声纹传感器结构中，拾振单元上都有通气孔设计，该通气孔设计很大程度上是考虑骨声纹传感器工艺制作，防止过程中热处理导致密闭腔体膨胀损坏部件，同时，在SMT(Surface Mounted Technology，表面组装技术)贴装过程中，密闭腔体也会造成贴装偏斜，导致不良。但是，该通气孔的存在不利于产品灵敏度响应提升，低频处灵敏度响应下跌，较1kHz处灵敏度低几dB甚至十几dB，这导致对低频有强需求的消费类产品应用该类产品时受限。并且，拾振单元上的通气孔，因尺寸是微米级别，所以制作是一大难点。
鉴于此，有必要提供一种新型的传感器及可穿戴设备，以解决或至少缓解上述技术缺陷。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种传感器及可穿戴设备，旨在解决现有技术中传感器低频灵敏度低及制作复杂的技术问题。
为实现上述目的，根据本发明的一方面，本发明提供一种传感器，包括：
印制电路板和罩设在所述印制电路板上的壳体，所述印制电路板和所述壳体形成有空腔，所述空腔内设置有拾振单元、连接件和芯片，所述印制电路板、拾振单元、连接件和芯片依次连接，所述印制电路板与所述芯片信号连接；所述拾振单元与所述印制电路板连接形成非密封的第一腔体，所述拾振单元、连接件和芯片连接形成密封的第二腔体。
在一实施例中，所述拾振单元包括振环、设置于所述振环中间的质量块，以及设置于所述振环面对所述连接件一侧的振膜，所述振环与所述印制电路板通过粘接层连接，所述粘接层上设置有贯穿的缺口，所述缺口连通所述第一腔体和所述空腔。
在一实施例中，所述缺口的数量至少为1个。
在一实施例中，所述粘接层包括第一胶层和第二胶层，所述缺口的数量为两个，两个所述缺口相对设置。
在一实施例中，所述拾振单元包括振环、设置于所述振环中间的质量块，以及设置于所述振环面对所述连接件一侧的振膜，所述振环与所述印制电路板通过粘接层连接，所述振环面对所述粘接层的一侧形成有槽口，所述槽口连通所述第一腔体和所述空腔。
在一实施例中，所述槽口的数量至少为1个。
在一实施例中，所述槽口为弧形、三角形、方形或锯齿形。
在一实施例中，所述槽口为半圆形槽，所述半圆形槽的直径大于100微米。
在一实施例中，所述质量块、振膜、连接件、芯片形成密封的所述第二腔体，所述质量块上不设置通气孔。
根据本发明的另一方面，本发明还提供一种可穿戴设备，所述可穿戴设备包括上述所述的传感器。
上述方案中，传感器包括印制电路板和罩设在印制电路板上的壳体，印制电路板和壳体形成有空腔，空腔内设置有拾振单元、连接件和芯片，印制电路板、拾振单元、连接件和芯片依次连接，印制电路板与芯片信号连接；拾振单元与印制电路板连接形成非密封的第一腔体，拾振单元、连接件和芯片连接形成密封的第二腔体。该方案通过取消拾振单元面对芯片一侧的通气孔，使拾振单元和芯片间形成密封的第二腔体，当拾振单元振动时可以更大程度上产生气体压力作用于芯片，增强芯片的信号输出，从而提高灵敏度响应，特别是低频段灵敏度。并且该发明取消了高难度的在拾振单元上制作微米级孔径的工艺，大大降低了制作难度，降低了制作成本。同时，为了确保不影响SMT贴装，将拾振单元和印制电路板形成的第一腔体设置成非密封形式，确保了传感器的正常制作和使用，避免了无法贴装和热处理时爆裂的现象。该发明具有灵敏度高、制作工艺简单、制作成本低的优点。壳体可起到保护作用，同时能够隔离外界环境噪音。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，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，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明实施例传感器的结构示意图；
图2为本发明实施例拾振单元的结构示意图；
图3为本发明实施例粘接层和印制电板板的一结构示意图；
图4为本发明实施例振环的在A-A方向上的剖面结构示意图；
图5为本发明实施例粘接层和印制电板板的另一结构示意图。
附图标号说明：
1、印制电路板；2、壳体；3、空腔；4、连接件；5、芯片；6、振环；61、槽口；7、质量块；8、振膜；9、粘接层；91、第一胶层；92、第二胶层；93、缺口；10、第一腔体；11、第二腔体；12、导线。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施方式，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明的一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
需要说明，本发明实施方式中所有方向性指示(诸如上、下……)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。
另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”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。
并且，本发明各个实施方式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。
参见图1-图5，根据本发明的一个方面，本发明提供一种传感器，包括印制电路板1和罩设在印制电路板1上的壳体2，印制电路板1和壳体2形成有空腔3，空腔3内设置有拾振单元、连接件4和芯片5，印制电路板1、拾振单元、连接件4和芯片5依次连接，印制电路板1与芯片5信号连接；拾振单元与印制电路板1连接形成非密封的第一腔体10，拾振单元、连接件4和芯片5连接形成密封的第二腔体11。
上述实施例中，通过取消拾振单元面对芯片5一侧的通气孔，使拾振单元和芯片5间形成密封的第二腔体11，当拾振单元振动时可以更大程度上产生气体压力作用于芯片5，增强芯片5的信号输出，从而提高灵敏度响应，特别是低频段灵敏度。并且该实施例取消了高难度的在拾振单元上制作微米级孔径的工艺，大大降低了制作难度，降低了制作成本。同时，为了确保不影响SMT贴装，将拾振单元和印制电路板1形成的第一腔体10设置成非密封形式，确保了传感器的正常制作和使用，避免了无法贴装和热处理时爆裂的现象。该实施例具有灵敏度高、制作工艺简单、制作成本低的优点。
需要说明的是，上述印制电路板1可以为PCB基板，连接件4可以是金属连接片，连接片形成有开口，开口连通芯片5和拾振单元，使得声波可以从拾振单元传递至芯片5，芯片5感应信号并通过导线12传输至印制电路板1，壳体2可起到保护作用，同时能够隔离外界环境噪音。
参照图1-图3，作为上述实施例的一种具体实施方式，拾振单元包括振环6、设置于振环6中间的质量块7，以及设置于振环6面对连接件4一侧的振膜8，振环6与印制电路板1通过粘接层9连接，粘接层9上设置有贯穿的缺口93，缺口93连通第一腔体10和空腔3。如图1所示，传感器包含拾振单元、芯片5和印制电路板1和壳体2，拾振单元包含质量块7和振膜8。芯片5可接收质量块7和振膜8振动引起的气体流动并实现信号转换，最后由印制电路板1实现信号输出。具体地，因为振环6是圆环或方形环或者不规则环形，因此现有技术中粘接层9也是与振环6形成相适应的环状，粘接层9可以是粘接胶。该实施例通过在粘接胶层上设置贯穿的缺口93，使得第一腔体10能够与空腔3或外界连通，实现非密封结构，达成SMT贴装要求。
在一实施例中，缺口93的数量至少为1个。缺口93的数量可以为1个、2个或多个，同时，对缺口93的位置和形状不做具体限定，本领域技术人员可以理解，只要能够实现本发明技术效果的实施方式均在本发明的保护范围之内。具体地，请再次参照图3，粘接层9可以包括相对设置的第一胶层91和第二胶层92，缺口93的数量为两个，两个缺口93相对设置。
参照图1、图4和图5，作为上述实施例的另一种具体实施方式，拾振单元包括振环6、设置于振环6中间的质量块7，以及设置于振环6面对连接件4一侧的振膜8，振环6与印制电路板1通过粘接层9连接，振环6面对粘接层9的一侧形成有槽口61，槽口61连通第一腔体10和空腔3。需要说明的是，该实施例是在振环6面对粘接层9的一侧设置槽口61，即图4中的底部，并不会影响第二腔体11的密封性。并且，请再次参照图5，该实施例中粘接层9可以设置成密闭的环形。与上述实施例中在粘接层9设置缺口93的目的类似，设置贯穿振环6一边的槽口61，使得第一腔体10能够与空腔3或外界连通，实现非密封结构，达成SMT贴装要求。
在一实施例中，槽口61的数量至少为1个。槽口61的数量可以为1个、2个或多个，同时，对槽口61的位置和形状不做具体限定，槽口61的形状可以为弧形、三角形、方形或锯齿形。本领域技术人员可以理解，只要能够实现本发明技术效果的实施方式均在本发明的保护范围之内。
参照图4，在一实施例中，槽口61为半圆形槽，半圆形槽的直径大于100微米。如果槽口61设置的过小，会影响通气功能，因此本实施例中将半圆形槽的直径大于100微米。
参照图1，在一实施例中，质量块7、振膜8、连接件4、芯片5形成密封的第二腔体11，质量块7上不设置通气孔。现有技术中是在拾振单元面对芯片5的一侧设置通气孔，具体地，可以是在质量块7上设置通气孔。该实施例中质量块7为一个完整的部件，不设置通气孔，使得第二腔体11能够达到密封效果。
根据本发明的另一方面，本发明还提供一种可穿戴设备，可穿戴设备包括上述的传感器。由于可穿戴设备包括了上述所有传感器的全部实施例的所有技术方案，因此，至少具有上述所有技术方案带来的一切有益效果，在此不再一一赘述。
以上仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的技术构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围。

Claims (10)

1.一种传感器，其特征在于，包括：
印制电路板和罩设在所述印制电路板上的壳体，所述印制电路板和所述壳体形成有空腔，所述空腔内设置有拾振单元、连接件和芯片，所述印制电路板、拾振单元、连接件和芯片依次连接，所述印制电路板与所述芯片信号连接；所述拾振单元与所述印制电路板连接形成非密封的第一腔体，所述拾振单元、连接件和芯片连接形成密封的第二腔体。
2.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述拾振单元包括振环、设置于所述振环中间的质量块，以及设置于所述振环面对所述连接件一侧的振膜，所述振环与所述印制电路板通过粘接层连接，所述粘接层上设置有贯穿的缺口，所述缺口连通所述第一腔体和所述空腔。
3.根据权利要求2所述的传感器，其特征在于，所述缺口的数量至少为1个。
4.根据权利要求2所述的传感器，其特征在于，所述粘接层包括第一胶层和第二胶层，所述缺口的数量为两个，两个所述缺口相对设置。
5.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述拾振单元包括振环、设置于所述振环中间的质量块，以及设置于所述振环面对所述连接件一侧的振膜，所述振环与所述印制电路板通过粘接层连接，所述振环面对所述粘接层的一侧形成有槽口，所述槽口连通所述第一腔体和所述空腔。
6.根据权利要求5所述的传感器，其特征在于，所述槽口的数量至少为1个。
7.根据权利要求5所述的传感器，其特征在于，所述槽口为弧形、三角形、方形或锯齿形。
8.根据权利要求5所述的传感器，其特征在于，所述槽口为半圆形槽，所述半圆形槽的直径大于100微米。
9.根据权利要求2-8中任一项所述的传感器，其特征在于，所述质量块、振膜、连接件、芯片形成密封的所述第二腔体，所述质量块上不设置通气孔。
10.一种可穿戴设备，其特征在于，所述可穿戴设备包括如权利要求1-9中任一项所述的传感器。
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