CN210638817U - 一种贴片式红外传感器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种贴片式红外传感器，包括PCB基板和上表面具有滤镜窗口的管帽，以及位于PCB基板和管帽之间的内部电路，所述内部电路包括支撑部件、信号处理电路和红外感应器，其特征在于，所述PCB基板的周向侧面开设有多个金属半孔，所述PCB基板中印刷有基本线路层，所述金属半孔通过所述基本线路层连接于所述内部电路以构成所述贴片式红外传感器的侧面引线结构。本实用新型提供侧面引线结构，在投入使用时能够侧面焊锡，方便好用，且便于观察；上述结构的贴片式红外传感器能够对多个PCB基板穿过孔，再以过孔中线为切割线切割以获得PCB基板，便于批量化生产；使用超声压焊铝线连接电路，相对于现有技术的银浆布线具有信号噪声低、性能更好等优点。
Description
技术领域
本发明属于红外传感器技术领域，尤其是涉及一种贴片式红外传感器。
背景技术
红外传感系统是用红外线为介质的测量系统，该技术在现代科技、国防和工农业等领域获得了广泛的应用。红外传感器系统按探测机理可分成为光子探测器和热探测器，热探测器又称热释电红外传感器，现有技术的热释电红外传感器采用金属插件封装壳体，由带有滤镜窗口的管帽和带有引脚的管座组成，管座上具有置有红外感应器、安装柱和处理电路(一般为场效应管)的基板。现有技术的热释电红外传感器存在以下技术问题：1、具有下延伸的引脚，不利于批量化生产，生产效率低下，且引脚的存在导致传感器体积增大，限制其微型化的发展；2、安装时需要人工将红外感应探头的引脚对应插接到电路上的孔内，然后用焊锡焊接，费时费力，安装效率低下。
为此，人们提出了贴片式的热释电红外传感器，例如中国专利公开了一种贴片式热释电红外传感器[申请号： CN201420622662.8]，包括有：封闭结构的外壳，由管帽和基板组成，管帽上表面的红外光学滤光片为透红外线的窗口，管帽和基板之间形成一定的收容空间，红外敏感元靠支撑部件固定，支撑部件和信号处理电路直接固定在基板上；信号处理电路是结型场效应管/运算放大器，将热释电敏感元输出的电荷信号转换成电压信号/电流信号，经信号滤波、放大处理，输出模拟型的控制信号；基板底部设置有焊盘，形成一种微型化的贴片式热释电红外传感器。
上述方案提出了贴片式的热释电红外传感器，不需要使用引脚，实现了传感器的微型化，但是上述方案在基板底部设置焊盘，在焊盘上制作金属化过孔，在投入使用时存在焊接不方便等缺点。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题，提供一种贴片式红外传感器。
为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：
一种贴片式红外传感器，包括PCB基板和上表面具有滤镜窗口的管帽，以及位于PCB基板和管帽之间的内部电路，所述内部电路包括支撑部件、信号处理电路和红外感应器，其特征在于，所述PCB基板的周向侧面开设有多个金属半孔，所述PCB基板中印刷有基本线路层，所述金属半孔通过所述基本线路层连接于所述内部电路以构成所述贴片式红外传感器的侧面引线结构。
在上述的贴片式红外传感器中，所述贴片式红外传感器包括数字电路式红外传感器和模拟电路式红外传感器。
在上述的贴片式红外传感器中，所述模拟电路式红外传感器的信号处理电路包括结型场效应管/运算放大器，所述结型场效应管/运算放大器的各端口分别通过所述基本线路层连接于多个金属半孔和红外感应器。
在上述的贴片式红外传感器中，所述数字电路式红外传感器的信号处理电路包括具有多个引脚端的IC芯片，所述IC芯片的多个引脚端分别通过所述基本线路层连接于多个金属半孔和红外感应器。
在上述的贴片式红外传感器中所述IC芯片/结型场效应管/ 运算放大器通过连接导体连接于所述基本线路层。
在上述的贴片式红外传感器中所述连接导体通过超声压焊铝线的方式连接所述基本线路层和IC芯片/结型场效应管/运算放大器。
在上述的贴片式红外传感器中，所述支撑部件包括两个通过导电浆固定在PCB基板上的铁氧体，所述导电浆涂覆在铁氧体的上端面和下端面，所述导电浆连接于所述基本线路层，以使位于所述铁氧体上的红外感应器通过所述导电浆连接于所述基本线路层。
在上述的贴片式红外传感器中，连接导体为经超声压焊技术键合的铝线。
本发明的优点在于：提供侧面引线结构，在投入使用时能够侧面焊锡，方便好用，且便于观察；上述结构的贴片式红外传感器能够对多个PCB基板穿过孔，再以过孔中线为切割线切割以获得PCB基板，便于批量化生产；使用铝线连接电路，相对于现有技术的银浆线具有信号噪声低、性能更好等优点。
附图说明
图1是本发明实施例一中模拟电路式红外传感器的PCB基板及其内部电路图；
图2是本发明实施例一中由若干具有基本线路层的PCB单元构成的PCB板；
图3是本发明实施例二中数字电路式红外传感器的PCB基板及其内部电路图；
图4是本发明实施例二中数字电路式红外传感器的PCB基板的反面结构示意图；
图5本发明实施例二中数字电路式红外传感器的等效电路图；
图6是本发明实施例二中由若干具有基本线路层的PCB单元构成的PCB板。
附图标记，PCB基板1；金属半孔11；基本线路层12；支撑部件21；铁氧体211；信号处理电路22；IC芯片221；结型场效应管222；红外感应器23；连接导体3；PCB板4；PCB单元41；金属过孔42；输出端a；电源端b；接地端c；延时时间调节d；灵敏度调节e；环境光调节f；预留端g。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
实施例一
本实施例公开了一种贴片式红外传感器，包括PCB基板1和上表面具有滤镜窗口的管帽，以及位于PCB基板1和管帽之间的内部电路，其中内部电路包括支撑部件21、信号处理电路22和红外感应器23等。滤镜窗口可以为红外光学滤光片，用于透过红外线。
特别地，如图1所示，PCB基板1呈类矩形结构，且PCB基板1的周向侧面开设有多个金属半孔11，PCB基板1中印刷有基本线路层12，金属半孔11通过基本线路层12连接于内部电路以构成贴片式红外传感器的引线结构。采用侧面引线结构的PCB基板1，在投入使用时能够进行侧面焊锡，具有焊接方便高效，且有利于批量化生产等优点。
具体地，这里的贴片式红外传感器为模拟电路式红外传感器。
模拟电路式红外传感器的信号处理电路22包括结型场效应管/运算放大器。本实施例以结型场效应管222为例，结型场效应管222将红外感应器23输出的的电荷信号转换成电压信号/电流信号，经滤波、放大处理后输出模拟型的控制信号。如图1所示，结型场效应管222的各端口分别通过基本线路层12连接于多个金属半孔11和红外感应器23，这里的红外感应器23可以采用热释电陶瓷片传感器等。支撑部件21包括两个通过导电浆固定在PCB基板1上的铁氧体211，导电浆涂覆在铁氧体211的上端面和下端面，导电浆连接于基本线路层12，以使位于铁氧体211上的红外感应器23通过导电浆连接于基本线路层12。
具体地，本实施例的基本线路层12具有四条延伸至PCB基板 1边缘的引线，每条引线的末端均连接于一个金属半孔11，即本实施例的PCB基板1具有四个金属半孔11，四个金属半孔11分别为本贴片式红外感应器的输出端a、电源端b和两个接地端c。
进一步地，结型场效应管222的输出端和电源端分别通过连接导体3连接于基本线路层12，进而通过基本线路层12分别连接至作为输出端a的金属半孔11和作为电源端b的金属半孔11。同时，结型场效应管222还通过基本线路层12连接于红外感应器 23，红外感应器23的两端分别通过基本线路层连接于场效应管 222和其中一个接地端c。
具体地，连接导体3为经超声压焊技术键合的铝线。使用铝线连接基本线路层12和处理电路具有信号噪声低、性能好等优点。
特别地，本实施例模拟电路式红外传感器的PCB基板1便于批量化生产，在生产过程中可以通过以下方法生产：
S1.如图2所示，准备由若干PCB单元41构成的PCB板4，根据线路连接需要为每个PCB单元印刷基本线路层12，且基本线路层12具有若干延伸至相应PCB单元41边缘的引线；引线数量为三～八条，例如五个、六条，这里为四条。
S2.在PCB单元41边缘的引线端部处制作金属过孔42以制作相应PCB单元的引线结构，且同一金属过孔42被相邻两个PCB 单元41共用；
S3.以金属过孔42的中线为切割线将相邻的PCB单元41切割分离，以使切割后的每个PCB单元41具有由多个金属半孔11构成的侧面引线结构，以此获得PCB基板1。
进一步地，基本元件的布置可以在PCB单元被分割以后，也可以在被分割以前，本实施例为了提高批量化生产效率，在被分割以前就进行基本元件的布置，具体为：在步骤S2之前还包括：
根据基本线路层12的线路结构为每个PCB单元41布置基本元件以利用基本线路层12实现基本元件之间的电连，并使用连接导体3根据电路连接要求连接基本元件和基本线路层12以完善整个内部电路；基本元件包括前述的支撑部件21、结型场效应管222 和红外感应器23，具体的电路连接要求即：由电源端b和接地端 c对应的金属半孔11连接内部电路的电源端和接地端，使结型场效应管222连接红外感应器23，然后由结型场效应管222对红外感应器23发送过来的信号进行简单处理后从输出端a的金属半孔 11输出。
本实施例提供了一种贴片式的红外传感器，不需要使用引脚，能够实现传感器的微型化，并且为PCB基板设置侧面引线结构，将用于贴片的焊盘设置为多个位于PCB基板侧面的金属半孔，能够实现侧面焊锡，便于后期将本实施例的贴片式传感器应用于各种相关电路的组装，提高后期焊接效率；且使用本实施例侧面引线结构的PCB基板便于批量化生产。
实施例二
本实施例与实施例一类似，不同之处在于，本实施例的贴片式红外传感器为数字电路式红外传感器，数字电路式红外传感器是一种将红外感应器23的模拟信号进行处理后以数字形式输出的传感器。
具体地，如图3和图4所示，数字电路式红外传感器的信号处理电路22包括具有多个引脚端的IC芯片221，IC芯片221的多个引脚端分别通过基本线路层12连接于多个金属半孔11和红外感应器23。
同样地，红外感应器23的两端分别通过铁氧体21连接于基本线路层12，IC芯片221通过连接导体3连接于基本线路层12，然后IC芯片221通过基本线路层连接于红外感应器23的两端和各个金属半孔11。
具体地，本实施例的基本线路层12具有八条延伸至PCB基板 1边缘的引线，每条引线的末端均连接于一个金属半孔11，即本实施例的PCB基板1具有八个金属半孔11，可以被应用于感应夜灯等感应电路中，具体这八个金属半孔11分别为本贴片式红外传感器的输出端a、电源端b、两个接地端c、延时时间调节d端、灵敏度调节e端、环境光调节f和预留端g，通过各个端口为贴片式红外传感器的供电，调节感应灵敏度、环境光阈值和延时时间等。这里的数字电路式红外传感器的等效电路如图5所示。
同样地，本实施例数字电路式红外传感器的PCB基板1也可以进行批量化生产，生产方法如下：
S1.如图6所示，准备由若干PCB单元41构成的PCB板4，为每个PCB单元42印刷基本线路层12，且基本线路层12具有若干延伸至相应PCB单元41边缘的引线；引线数量为三～八个，例如五个、六个，这里为八个。
S2.在PCB单元41边缘的引线端部处制作金属过孔42以制作相应PCB单元41的引线结构，且同一金属过孔42被相邻两个PCB 单元41共用；
S3.以金属过孔42的中线为切割线将相邻的PCB单元41切割分离，以使切割后的每个PCB单元41具有由多个金属半孔11构成的侧面引线结构，以此获得本实施例的PCB基板1。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了PCB基板1；金属半孔11；基本线路层12；支撑部件21；铁氧体211；信号处理电路22；IC芯片221；结型场效应管222；红外感应器23；连接导体3；PCB板4；PCB 单元41；金属过孔42；输出端a；电源端b；接地端c；延时时间调节d；灵敏度调节e；环境光调节f；预留端g等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
Claims (8)
1.一种贴片式红外传感器，包括PCB基板(1)和上表面具有滤镜窗口的管帽，以及位于PCB基板(1)和管帽之间的内部电路，所述内部电路包括支撑部件(21)、信号处理电路(22)和红外感应器(23)，其特征在于，所述PCB基板(1)的周向侧面开设有多个金属半孔(11)，所述PCB基板(1)中印刷有基本线路层(12)，所述金属半孔(11)通过所述基本线路层(12)连接于所述内部电路以构成所述贴片式红外传感器的侧面引线结构。
2.根据权利要求1所述的贴片式红外传感器，其特征在于，所述贴片式红外传感器包括数字电路式红外传感器和模拟电路式红外传感器。
3.根据权利要求2所述的贴片式红外传感器，其特征在于，所述模拟电路式红外传感器的信号处理电路(22)包括结型场效应管/运算放大器，所述结型场效应管/运算放大器的各端口分别通过所述基本线路层(12)连接于多个金属半孔(11)和红外感应器(23)。
4.根据权利要求2所述的贴片式红外传感器，其特征在于，所述数字电路式红外传感器的信号处理电路(22)包括具有多个引脚端的IC芯片(221)，所述IC芯片(221)的多个引脚端分别通过所述基本线路层(12)连接于多个金属半孔(11)和红外感应器(23)。
5.根据权利要求4所述的贴片式红外传感器，其特征在于，所述IC芯片(221)/结型场效应管/运算放大器通过连接导体(3)连接于所述基本线路层(12)。
6.根据权利要求5所述的贴片式红外传感器，其特征在于，所述连接导体(3)通过超声压焊铝线的方式连接所述基本线路层(12)和IC芯片(221)/结型场效应管/运算放大器。
7.根据权利要求6所述的贴片式红外传感器，其特征在于，所述支撑部件(21)包括两个通过导电浆固定在PCB基板(1)上的铁氧体(211)，所述导电浆涂覆在铁氧体(211)的上端面和下端面，所述导电浆连接于所述基本线路层(12)，以使位于所述铁氧体(211)上的红外感应器(23)通过所述导电浆连接于所述基本线路层(12)。
8.根据权利要求7所述的贴片式红外传感器，其特征在于，所述连接导体(3)为经超声压焊技术键合的铝线。
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