CN218847435U - 一种声表面波温度传感器的封装结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种声表面波温度传感器的封装结构，包括PCB板、SAW温度传感器以及外壳，所述SAW温度传感器设置于所述PCB板的上表面并与所述PCB板电性连接；所述外壳位于所述SAW温度传感器的上方并可拆卸连接于所述PCB板的上表面，将所述SAW温度传感器封装于所述外壳的内部；所述PCB板上设置有SMA端子，所述SMA端子通过所述PCB板与所述SAW温度传感器形成电性连接。本实用新型使用可拆卸的外壳实现对于所述SAW温度传感器的封装，有利于在研发测试阶段方便、快速地实现拆卸和重新封装，便于随时对SAW温度传感器进行观察和分析，简单，成本低廉，易于使用。

Description

一种声表面波温度传感器的封装结构

技术领域

本实用新型属于传感器领域，具体涉及一种声表面波温度传感器的封装结构。

背景技术

随着智能传感领域的兴起，基于压电材料的声表面波(Surface Acoustic Wave，SAW)温度无线无源传感器越来越受到关注，其可以很好地实现声波信号与电信号的耦合与相互转换，且结构简单、抗干扰能力强、体积小、成本低，又具有无需电池供电以及无需远程监测的独特优势，已在雷达、通信、声纳、电视等领域中得到了广泛的应用。

声表面波温度无线无源传感器的工作原理是通过频率变化反应压电基片对外界温度变化的感知，继而通过频率编码进行芯片识别；其基本工作过程为：由识别器发送无线信号，SAW传感天线接收无线信号，在SAW换能器上产生电压，电压信号通过压电效应转成声信号，传播的声信号经过编码的反射体而反射回换能器，换能器通过逆压电效应转换成电信号返回天线，然后发射到识别器。

声表面波在压电基片表面传播的过程中，对压电晶体表面的物理和化学状态极其敏感，传播表面的油污、薄膜、灰尘或水汽等都会对性能造成极大的负面影响，因此，需要对生产出的传感器进行无接触式封装后，才能售出并应用。

陶瓷SMD(Surface Mounted Devices，表面贴装)封装是SAW温度传感器生产过程中常用的一种封装技术。通常的过程为，先将SAW温度传感芯片固定到陶瓷管座上，接着进行引线键合工艺，通过铝、金等金属丝将芯片上的电极与陶瓷管座上对应的电极连接起来。最后，通过平行封焊，将盖板与管座固定到一起，保护SAW温度传感芯片不被外界环境污染。

如CN105609904A公开了一种芯片级声表面波器件气密性封装，包括陶瓷基板、声表面波芯片和金属管帽，陶瓷基板的内表面上设有内电极和围绕内电极的金属接地框，内电极和金属接地框上均设有焊料；声表面波芯片上设有金属凸点，内电极上的焊料与该金属凸点熔封包裹焊接，将声表面波芯片倒装焊接在陶瓷基板上；金属管帽与金属接地框上的焊料熔封焊接，在声表面波芯片和陶瓷基板之间形成空隙，空隙中充满了氮气，形成内部气氛可调控的全气密封结构；CN113739950A公开了一种声表面波温度传感器、耐高温封装结构及封装方法，包括耐高温的陶瓷封装结构盖、过渡材料层、绝缘隔离层、陶瓷封装结构底座；耐高温的陶瓷封装结构盖具有一定高度，并通过高温胶粘接在陶瓷封装结构底座上，绝缘隔离层与过渡材料层生长在陶瓷封装结构底座的上表面。

上述两种陶瓷SMD封装具备体积小，长时间保存性能稳定和易于集成等特点，是一种成熟的SAW温度传感器封装技术。但是，陶瓷SMD管壳价格比较高，封装过程步骤较多且需要专业仪器辅助，更重要的是，经陶瓷SMD封装后不易进行拆卸，这些特性使得陶瓷SMD封装适合于批量的商业生产，但不适用于SAW温度传感器的研发阶段。在研发测试时，SAW温度传感器处于迭代期，没有长期保存的需求，且体积、集成方面也没有特殊要求，但需要经常拆开传感器的封装，对传感器的结构进行观测以分析设计问题，此时，一次性的陶瓷SMD封装的特性使得这一过程比较繁琐，且拆卸后无法重新封装，大大增加了成本。

从以上可以看出，尚需要开发一种新的适用于SAW温度传感器研发阶段的快速、可拆卸封装的技术方案。

实用新型内容

鉴于现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种声表面波温度传感器的封装结构，包括PCB板、SAW温度传感器以及外壳，所述SAW温度传感器设置于所述PCB板的上表面并与所述PCB板电性连接；所述外壳位于所述SAW温度传感器的上方并可拆卸连接于所述PCB板的上表面，将所述SAW温度传感器封装于所述外壳与所述PCB板形成的空腔内；所述PCB板上设置有SMA端子，所述SMA端子通过所述PCB板与所述SAW温度传感器形成电性连接。本实用新型使用可拆卸的外壳实现对于所述SAW温度传感器的封装，有利于在研发测试阶段方便、快速地实现拆卸和重新封装，便于随时对SAW温度传感器进行观察和分析，简单，成本低廉，易于使用。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

第一方面，本实用新型提供了一种SAW温度传感器的封装结构，包括PCB板、SAW温度传感器以及外壳，所述SAW温度传感器设置于所述PCB板的上表面并与所述PCB板电性连接；所述外壳位于所述SAW温度传感器的上方并可拆卸连接于所述PCB板的上表面，将所述SAW温度传感器封装于所述外壳与所述PCB板形成的空腔内；所述PCB板上设置有SMA端子，所述SMA端子通过所述PCB板与所述SAW温度传感器形成电性连接。

本实用新型将SAW温度传感器设置于PCB板(Printed circuit boards，印制电路板)上，利用PCB板的连接线路，为所述SAW温度传感器增设测试接口，即SMA端子(SubMiniature version A接口)，有利于器件在多轮测试与调试的过程中与外部测试设备实现快速地接入和脱离；且与现有技术相比，使用PCB板代替陶瓷管壳更有利于简化封装流程、降低封装成本；同时，本实用新型通过在所述PCB板上设置可拆卸的外壳，使所述SAW温度传感器处于所述外壳与所述PCB板形成的空腔内，将所述SAW温度传感器罩设于外壳内部以实现对于所述SAW温度传感器的封装，可拆卸外壳有利于在研发测试阶段方便、快速地实现拆卸和重新封装，便于随时对SAW温度传感器进行观察和分析，简单，成本低廉，易于使用。

以下作为本实用新型优选的技术方案，但是不作为本实用新型提供的方案的限制，通过以下技术方案，可以更好地达到和实现本实用新型的技术目的和有益效果。

作为本实用新型优选的技术方案，所述SAW温度传感器粘接于所述PCB板的上表面。

本实用新型优选利用粘胶将所述SAW温度传感器固定于所述PCB板的上表面，粘胶固化后即可形成稳定的连接，而不会对压电晶体产生损坏和影响，本领域的技术人员也可以根据实际情况选择具体的固定方式。

作为本实用新型优选的技术方案，所述SAW温度传感器通过引线键合工艺与所述PCB板形成电性连接。

作为本实用新型优选的技术方案，所述SAW温度传感器包括压电晶体，还包括在所述压电晶体上依次沿直线排列的第一反射栅条组、叉指换能器以及第二反射栅条组；所述叉指换能器通过引线键合工艺与所述PCB板形成电性连接。

作为本实用新型优选的技术方案，所述引线键合工艺使用金丝或铝丝。

作为本实用新型优选的技术方案，所述外壳通过螺栓连接于所述PCB板的上表面。

作为本实用新型优选的技术方案，所述PCB板至少设置有四个用于固定所述外壳的第一螺纹孔。

作为本实用新型优选的技术方案，所述外壳的内部壳壁上设置有与所述外壳的螺纹孔对应的螺纹槽或第二螺纹孔。

作为本实用新型优选的技术方案，所述外壳设置有容纳PCB板的缺口。

作为本实用新型优选的技术方案，所述缺口的高度与所述PCB板的厚度相等。

与现有技术方案相比，本实用新型至少具有以下有益效果：

本实用新型通过设置可拆卸的外壳实现对于所述SAW温度传感器的封装，有利于在研发测试阶段方便、快速地实现封装结构的拆卸和重新封装，便于随时对SAW温度传感器进行观察和分析；本实用新型通过PCB板为所述SAW温度传感器增设SMA端子，有利于器件在多轮测试与调试中与外部测试设备实现快速地接入和脱离，且与现有技术相比，本实用新型简单，成本低廉，易于生产和使用。

附图说明

图1是本实用新型实施例中所述SAW温度传感器的封装结构的结构示意图；

图中：1-SAW温度传感器，2-PCB板，3-外壳，4-SMA端子，5-粘接层，6-金丝，7-焊盘，8-螺栓，9-第一螺纹孔，10-第二螺纹孔，11-缺口。

具体实施方式

为使本实用新型的技术方案、目的和优点更加清楚，下面通过具体的实施例子并结合附图对本实用新型做进一步的详细描述。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于电和通信领域而言，可以是有线连接，也可以是无线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

实施例

本实施例提供了一种SAW温度传感器的封装结构，如图1所示，包括长方形的PCB板2、SAW温度传感器1以及外壳3；

所述SAW温度传感器1包括压电晶体，还包括在所述压电晶体上依次沿直线排列的第一反射栅条组、叉指换能器以及第二反射栅条组，所述叉指换能器通过引线键合工艺与所述PCB板形成电性连接；

所述SAW温度传感器1的底部与所述PCB板2的上表面之间设置有粘胶形成的粘接层5，使得所述SAW温度传感器1固定于所述PCB板2的上表面；

所述SAW温度传感器1的正负极分别通过金丝6连接于所述PCB板2的正负极对应的焊盘，其中与SAW温度传感器1的正极连接的焊盘7的一端还电性连接有SMA端子4的正极，SMA端子4的负极与PCB板2的负极对应的焊盘连接，进而使所述SMA端子4与所述SAW温度传感器1的形成完整的电性连接。

所述SMA端子4卡设在所述PCB板2上，用于接入外部测试设备；

所述PCB板2上还设置有四个用于固定所述外壳3的第一螺纹孔9；所述外壳3为3D打印的长方形外壳，所述外壳3的一侧短边设置有缺口11，所述缺口11的宽度略大于所述PCB板2的短边的宽度，高度等于所述PCB板2的厚度，所述PCB板2通过所述缺口11放入所述外壳3中；所述外壳3的内部壳壁上设置有与所述PCB板的第一螺纹孔9对应的四个第二螺纹孔10；螺栓8连接第一螺纹孔9与所述第二螺纹孔10，使所述外壳3固定于所述PCB板2的上表面，并罩设于所述SAW温度传感器1的上方，使所述SAW温度传感器1位于所述外壳3与所述PCB板2形成的空腔内，实现SAW温度传感器1的封装。

在使用实施例提供的封装结构对SAW温度传感器进行测试时，若发现问题，可以通过拆卸螺栓使外壳脱离，从而露出SAW温度传感器，随后进行观察和分析；分析完毕后，可对SAW温度传感器进行清洗，清洗后重新通过安装螺栓使外壳固定并完成对SAW温度传感器的封装，再进入下一轮测试。

本实用新型通过上述实施例来说明本实用新型的详细结构特征，但本实用新型并不局限于上述详细结构特征，即不意味着本实用新型必须依赖上述详细结构特征才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本实用新型的任何改进，对本实用新型所选用部件的等效替换以及辅助部件的增加、具体方式的选择等，均落在本实用新型的保护范围和公开范围之内。

以上详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。

Claims (10)

1.一种声表面波温度传感器的封装结构，其特征在于，所述声表面波温度传感器的封装结构包括PCB板、SAW温度传感器以及外壳，所述SAW温度传感器设置于所述PCB板的上表面并与所述PCB板电性连接；所述外壳位于所述SAW温度传感器的上方并可拆卸连接于所述PCB板的上表面，将所述SAW温度传感器封装于所述外壳与所述PCB板形成的空腔内；所述PCB板上设置有SMA端子，所述SMA端子通过所述PCB板与所述SAW温度传感器形成电性连接。

2.根据权利要求1所述的声表面波温度传感器的封装结构，其特征在于，所述SAW温度传感器粘接于所述PCB板的上表面。

3.根据权利要求1所述的声表面波温度传感器的封装结构，其特征在于，所述SAW温度传感器通过引线键合工艺与所述PCB板形成电性连接。

4.根据权利要求1所述的声表面波温度传感器的封装结构，其特征在于，所述SAW温度传感器包括压电晶体，还包括在所述压电晶体上依次沿直线排列的第一反射栅条组、叉指换能器以及第二反射栅条组；所述叉指换能器通过引线键合工艺与所述PCB板形成电性连接。

5.根据权利要求3或4所述的声表面波温度传感器的封装结构，其特征在于，所述引线键合工艺使用金丝或铝丝。

6.根据权利要求1所述的声表面波温度传感器的封装结构，其特征在于，所述外壳通过螺栓连接于所述PCB板的上表面。

7.根据权利要求6所述的声表面波温度传感器的封装结构，其特征在于，所述PCB板至少设置有四个用于固定所述外壳的第一螺纹孔。

8.根据权利要求7所述的声表面波温度传感器的封装结构，其特征在于，所述外壳的内部壳壁上设置有与所述PCB板的第一螺纹孔对应的螺纹槽或第二螺纹孔。

9.根据权利要求1所述的声表面波温度传感器的封装结构，其特征在于，所述外壳设置有容纳PCB板的缺口。

10.根据权利要求9所述的声表面波温度传感器的封装结构，其特征在于，所述缺口的高度与所述PCB板的厚度相等。

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