CN215952609U - 一种传感器封装结构及温度测量设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例适用于传感器领域，提供了一种传感器封装结构及温度测量设备，包括感应元件和用于封装所述感应元件的封装壳体，所述感应元件具有至少两个引脚，所述引脚穿过所述封装壳体以用于与外部的电路板电连接；所述封装壳体的至少一个外表面设置有导电散热件，所述导电散热件与至少一个所述引脚电连接，所述导电散热件还用于与所述电路板电连接。本实用新型可增强传感器封装结构的散热效果。

Description

一种传感器封装结构及温度测量设备

技术领域

本实用新型属于传感器技术领域，尤其涉及一种传感器封装结构及温度测量设备。

背景技术

随着数字化进程的加快，越来越多的数字化产品出现并改变了人们的工作任务、沟通和获取知识的方式，尤其是传感器领域，大大提高了数据的精确率。数字化传感器和传统传感器的区别在于数字化传感器把模数转换或更多的信号处理功能放到了封装内部，即采集到模拟信号之后不直接输出，而是将其转换成数字信号再输出。

目前为了加强数字传感器的散热性，最常用的方法是采用陶瓷或金属外壳封装，但陶瓷封装的空间利用率较低，采用金属外壳封装则难度较大，成本较高。而其它如树脂等封装方式则散热性不那么好。

实用新型内容

本实用新型实施例所要解决的技术问题在于提供一种传感器封装结构及温度测量设备，旨在增强传感器封装结构的散热效果。

本实用新型实施例提供了一种传感器封装结构，包括感应元件和用于封装所述感应元件的封装壳体，所述感应元件具有至少两个引脚，所述引脚穿过所述封装壳体以用于与外部的电路板电连接；

所述封装壳体的至少一个外表面设置有导电散热件，所述导电散热件与至少一个所述引脚电连接，所述导电散热件还用于与所述电路板电连接。

本实用新型实施例还提供了一种温度测量设备，所述温度测量设备包括壳体和设置于所述壳体内的温度传感器，所述温度传感器应用如上所述的传感器封装结构。

本实用新型实施例与相关技术相比，有益效果在于：本实用新型的传感器封装结构，感应元件通过封装壳体外表面的导电散热件与电路板电连接，可增大散热面积，加快封装壳体与电路板之间的热传导，增强传感器封装结构的散热效果。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种传感器封装结构的剖切结构示意图一；

图2是本实用新型实施例提供的一种传感器封装结构的剖切结构示意图二；

图3是本实用新型实施例提供的一种传感器封装结构的剖切结构示意图三；

图4是本实用新型实施例提供的一种传感器封装结构中导电散热件的排布方式示意图一；

图5是本实用新型实施例提供的一种传感器封装结构中导电散热件的排布方式示意图二；

图6是本实用新型实施例提供的一种传感器封装结构的剖切结构示意图四；

图7是本实用新型实施例提供的一种传感器封装结构的剖切结构示意图五；

图8是本实用新型实施例提供的一种传感器封装结构的剖切结构示意图六；

图9是本实用新型实施例提供的一种传感器封装结构的剖切结构示意图七；

图10是本实用新型实施例提供的一种传感器封装结构的剖切结构示意图八。

在附图中，各附图标记表示：

10、封装壳体；100、感应元件；30、信号处理芯片；40、导电散热件；50、电路板；51、电路板焊盘；52、凹槽；11、顶面；12、底面；13、侧壁；14、窗口；15、底座；16、外壳；60、引脚；61、接地引脚；62、通信引脚；70、接线端子；80、引线。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，是本实用新型实施例提供的一种传感器封装结构，包括感应元件100和用于封装感应元件100的封装壳体10，感应元件100具有至少两个引脚60，引脚60穿过封装壳体10以用于与外部的电路板50电连接。封装壳体10的至少一个外表面设置有导电散热件40，导电散热件40与至少一个引脚60电连接，导电散热件40还用于与电路板50电连接。

在本实施例中，感应元件100通过封装壳体10外表面的导电散热件40与电路板50电连接，可增大散热面积，加快封装壳体10与电路板50之间的热传导，增强传感器封装结构的散热性。

在一实施例中，如图2所示，封装壳体10具有相对设置的顶面11和底面12。导电散热件40设置在底面12，且导电散热件40夹设在底面12和电路板50之间。至少一个引脚60贯穿底面12并与导电散热件40电连接，所述引脚60可以是接地引脚61或通信引脚62，或包括接地引脚61和通信引脚62。导电散热件40设置在底面12可进一步增大导电散热件40与封装壳体10以及电路板50的接触面积，加快底面12与电路板50之间的热传导，增强散热效果。

在一实施例中，如图3所示，封装壳体10还包括连接顶面11和底面12的侧壁13。导电散热件40设置在底面12上，导电散热件40夹设在底面12和电路板50之间；且至少一个导电散热件40自底面12延伸至侧壁13；至少一个引脚60贯穿侧壁13并与该导电散热件40延伸至侧壁13的部位电连接。导电散热件40延伸至侧壁13，相当于增大了导电散热件40的覆盖面积，进一步增强了导电散热件40的散热效果。可以理解的是，同一个传感器封装结构中，可以同时存在多种引脚60的设置方式，即，可以只设置贯穿底面12并与导电散热件40电连接的引脚60，也可以只设置贯穿侧壁13并与导电散热件40电连接的引脚60，还可以同时设置贯穿底面12并与导电散热件40电连接的引脚60以及贯穿侧壁13并与导电散热件40电连接的引脚60。

具体地，导电散热件40可以是金属件或金属薄膜，也可以是焊盘，或是其他能起到导电和散热作用的结构。在一实施例中，如图4和图5所示，导电散热件40的数量为多个，多个导电散热件40彼此间隔设置。至少一个导电散热件40与引脚60和接线端子70分别电性连接。在本实施例中，导电散热件40与引脚60相近且电连接，将引脚60焊接到外部电路板时，导电散热件40会受热膨胀，焊接完成后导电散热件40会降温而收缩，为了避免导电散热件40中的金属层由于热胀冷缩效应导致形变进而脱落，本实用新型采用多个导电散热件40彼此间隔设置的方式，相当于将一整块大尺寸的导电散热件40分割成多个小尺寸的导电散热件40，由此降低了导电散热件40表面的张力。当温度变化时，每个小尺寸的导电散热件40收缩时表面产生的形变程度相比于一整块大尺寸的导电散热件40收缩时表面产生的形变程度显著减小，因此可很大程度上避免导电散热件40中的金属脱落。

本实施例中，如图4所示，多个导电散热件40在封装壳体10的外表面上呈线型排布。当然，多个导电散热件40在封装壳体10的外表面上也可以呈阵列排布，如图5所示。本实施例对导电散热件40的具体排布方式不做限制。在本实施例中，当所述导电散热件40的数量为多个时，所述多个导电散热件40可以彼此间隔设置；也可以是部分导电散热件40间隔设置，部分导电散热件40非间隔设置。在其他可能的实施方式中，导电散热件40的数量也可以为1个，该导电散热件40从底面12一端延伸至底面12相对的另一端，同样可以增大导电散热件40与电路板50的接触面积从而增强散热效果。

在一实施例中，如图4所示，电路板50上设置有与导电散热件40电连接的接线端子70，接线端子70包括接地端子或通信端子等。在本实施例中，请一同参阅图2，引脚60包括至少一个接地引脚61，接线端子70包括至少一个接地端子，导电散热件40分别与接地引脚61和接地端子电连接，接地引脚61作为传感器的接地端。可以理解的是，在其可能的实施方式中，引脚60包括至少一个通信引脚62，接线端子70包括至少一个通信端子，导电散热件40分别与通信引脚62和通信端子电性连接，通信引脚62作为传感器的信号输出端。

在一个实施例中，如图6所示，电路板50上不设置接线端子70，电路板50上对应导电散热件40的位置设置有电路板焊盘51；电路板焊盘51与导电散热件40正对且电路板焊盘51与导电散热件40直接电连接，进一步加快底面12与电路板50之间的热传导从而增强散热效果。在其他可能的实施方式中，电路板50上还可以同时设置接线端子70和电路板焊盘51，部分导电散热件40与电路板焊盘51电连接，另一部分导电散热件40与接线端子70电连接。

在一个实施例中，如图7所示，导电散热件40还可设置在侧壁13上，至少一个引脚60贯穿侧壁13并与该导电散热件40电连接；电路板50上设置有接线端子70，该导电散热件40通过引线80与电路板50上的接线端子70电连接。

在一个实施例中，如图8所示，导电散热件40设置在侧壁13上，至少一个引脚60贯穿侧壁13并与该导电散热件40电连接；电路板50上设置有凹槽52，封装壳体10部分装入凹槽52内，凹槽52的槽壁上对应导电散热件40的位置设置有电路板焊盘51，电路板焊盘51与导电散热件40直接电连接。此结构不仅可加快侧壁13与电路板50之间的热传导从而增强散热效果，而且可充分利用电路板50的厚度空间，减小整个结构的厚度尺寸。

在一个实施例中，如图9所示，电路板50上设置有凹槽52，封装壳体10部分装入凹槽52内。封装壳体10的底面12和侧壁13均设置有导电散热件40，凹槽52的槽壁和槽底上对应导电散热件40的位置均设置有电路板焊盘51，电路板焊盘51与导电散热件40直接电连接。此种结构不仅可进一步增大导电散热件40与电路板50的接触面积，而且可充分利用电路板50的厚度空间，减小整个结构的厚度尺寸。在其他可能的实施方式中，也可以在凹槽52的槽壁和槽底上设置接线端子70与导电散热件40连接；还可以在凹槽52的槽壁设置电路板焊盘51，在凹槽52的槽底设置接线端子70；或者在凹槽52的槽底设置电路板焊盘51，凹槽52的槽壁设置接线端子70。

在一个实施例中，如图10所示，封装壳体10包括底座15以及罩盖底座15的外壳16，感应元件100设置于底座15上，外壳16对感应元件100进行包裹封装。在本实施例中，封装壳体10的结构形状可以根据实际工艺需要而定，本实用新型对此不做限定。本实施例以封装壳体10的结构形状为柱状结构来对实用新型进行说明。柱状结构可以是圆柱状结构、椭圆柱状结构、棱柱状结构或其他柱状结构等。封装壳体10可采用注塑工艺成型，并将感应元件100容置在底座15和外壳16之间，从而保证了感应元件100的抗振性能，避免感应元件100在使用过程中因振动而从而底座15上脱落。

在一个实施例中，底座15可以采用金属材质或陶瓷制成，外壳16也可以采用金属材质或陶瓷制成。在其他可能的实施方式中，外壳16还可以由玻璃材质制成。外壳16和底座15之间通过加热、加电压或加压力进行键合，外壳16和底座15的键合界面具有良好的气密性和长期稳定性，从而可对感应元件100起保护作用。

在一个实施例中，如图10所示，感应元件100包括但不限于热电堆传感器。本实施例以感应元件100为热电堆传感器为例来本实用新型进行说明。封装壳体10上设有窗口14，热电堆传感器的感应面朝向窗口14。进一步地，热电堆传感器的感应面与窗口14正对，窗口14的横向尺寸大于或等于感应面的横向尺寸，以便热电堆传感器进行感应。传感器封装结构还包括信号处理芯片30，信号处理芯片30与热电堆传感器电连接。被测物体发出红外辐射能量通过窗口14被热电堆传感器吸收并产生热电信号，热电堆传感器将热电信号传输至信号处理芯片30进行处理并转化为温度数据。

本实用新型还提供一种温度测量设备，温度测量设备包括壳体和设置于壳体内的温度传感器，温度传感器应用上述技术方案的传感器封装结构。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种传感器封装结构，包括感应元件(100)和用于封装所述感应元件(100)的封装壳体(10)，其特征在于：

所述感应元件(100)具有至少两个引脚(60)，所述引脚(60)穿过所述封装壳体(10)以用于与外部的电路板(50)电连接；

所述封装壳体(10)的至少一个外表面设置有导电散热件(40)，所述导电散热件(40)与至少一个所述引脚(60)电连接，所述导电散热件(40)还用于与所述电路板(50)电连接。

2.如权利要求1所述的传感器封装结构，其特征在于，所述导电散热件(40)的数量为多个，多个所述导电散热件(40)彼此间隔设置。

3.如权利要求2所述的传感器封装结构，其特征在于，多个所述导电散热件(40)在所述封装壳体(10)的外表面上呈线型或阵列排布。

4.如权利要求1所述的传感器封装结构，其特征在于，所述封装壳体(10)具有相对设置的顶面(11)和底面(12)，所述导电散热件(40)设置在所述底面(12)，至少一个所述引脚(60)贯穿所述底面(12)并与所述导电散热件(40)电连接。

5.如权利要求1所述的传感器封装结构，其特征在于，所述封装壳体(10)具有相对设置的顶面(11)和底面(12)，以及连接所述顶面(11)和所述底面(12)的侧壁(13)，所述导电散热件(40)设置在所述底面(12)上，且至少一个所述导电散热件(40)自所述底面(12)延伸至所述侧壁(13)，至少一个所述引脚(60)贯穿所述侧壁(13)并与所述导电散热件(40)电连接。

6.如权利要求1所述的传感器封装结构，其特征在于，所述封装壳体(10)具有相对设置的顶面(11)和底面(12)，以及连接所述顶面(11)和所述底面(12)的侧壁(13)；所述导电散热件(40)设置在所述侧壁(13)上，至少一个所述引脚(60)贯穿所述侧壁(13)并与所述导电散热件(40)电连接。

7.如权利要求1所述的传感器封装结构，其特征在于，所述封装壳体(10)具有相对设置的顶面(11)和底面(12)，以及连接所述顶面(11)和所述底面(12)的侧壁(13)；所述底面(12)和所述侧壁(13)均设置有所述导电散热件(40)。

8.如权利要求4－7任一项所述的传感器封装结构，其特征在于，所述电路板(50)上设置有接线端子(70)，所述接线端子(70)与所述导电散热件(40)电连接。

9.如权利要求8所述的传感器封装结构，其特征在于，所述导电散热件(40)上连接有引线(80)，所述导电散热件(40)通过所述引线(80)与所述电路板(50)上的接线端子(70)电连接。

10.如权利要求4－7任一项所述的传感器封装结构，其特征在于，所述电路板(50)上设置有电路板焊盘(51)，所述电路板焊盘(51)与所述导电散热件(40)电连接。

11.如权利要求10所述的传感器封装结构，其特征在于，所述电路板(50)上设置有凹槽(52)，所述封装壳体(10)部分装入所述凹槽(52)内；所述电路板焊盘(51)设置于所述凹槽(52)的槽壁或槽底。

12.如权利要求1所述的传感器封装结构，其特征在于，所述感应元件(100)为热电堆传感器，所述封装壳体(10)上设有窗口(14)，所述热电堆传感器的感应面朝向所述窗口(14)。

13.如权利要求12所述的传感器封装结构，其特征在于，所述传感器封装结构还包括信号处理芯片(30)，所述信号处理芯片(30)与所述感应元件(100)电连接。

14.一种温度测量设备，其特征在于，所述温度测量设备包括壳体和设置于所述壳体内的温度传感器，所述温度传感器应用如权利要求1－13任一项所述的传感器封装结构。

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