CN219578301U - 变化灵敏的气流传感器开关组件和电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种变化灵敏的气流传感器开关组件和电子设备，其中，变化灵敏的气流传感器开关组件包括基壳、PCB板、MEMS气流传感器以及IC控制芯片，基壳内形成有收容腔，收容腔具有一敞口端；PCB板设置于敞口端；MEMS气流传感器安装于PCB板背离收容腔的一侧，并电连接于PCB板，用于响应外部气压变化而产生电容变化；IC控制芯片设置于收容腔内，并安装于PCB板背离MEMS气流传感器的一侧，且电连接PCB板，以获取MEMS气流传感器的电容变化。本实用新型技术方案旨在提高开关组件的灵敏度，同时匹配电子设备原有的安装结构。

Description

变化灵敏的气流传感器开关组件和电子设备

技术领域

本实用新型涉及开关组件的技术领域，特别涉及一种变化灵敏的气流传感器开关组件和电子设备。

背景技术

电子烟通常使用电容式开关触发IC芯片工作，其工作原理为在吸气的过程中，气流改变使振膜发生形变，从而使电容值发生变化，IC芯片检测到电容值的变化，从而触发电子烟的控制电路启动工作，然后加热丝发热，促使烟油雾化形成烟雾，最后完成吸烟动作。

目前，电容式开关仍采用ECM电容开关，传统的ECM电容开关的容值只有10％左右的变化量，灵敏度较低。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种变化灵敏的气流传感器开关组件，旨在提高开关组件的灵敏度，同时匹配电子设备原有的安装结构。

为实现上述目的，本实用新型提出变化灵敏的气流传感器开关组件，包括：

基壳，所述基壳内形成有收容腔，所述收容腔具有一敞口端；

PCB板，所述PCB板设置于所述敞口端；

MEMS气流传感器，所述MEMS气流传感器安装于所述PCB板背离所述收容腔的一侧，并电连接于所述PCB板，用于响应外部气压变化而产生电容变化；以及

IC控制芯片，所述IC控制芯片设置于所述收容腔内，并安装于所述PCB板背离所述MEMS气流传感器的一侧，且电连接所述PCB板，以获取所述MEMS气流传感器的电容变化。

在本申请的一实施例中，所述MEMS气流传感器包括：

基板，所述基板安装于所述PCB板背离所述收容腔的一侧，并电连接于所述PCB板；

保护壳，所述保护壳盖设于所述基板，并与所述基板围合形成腔室；以及

MEMS芯片，所述MEMS芯片安装于所述基板，并电连接于所述基板。

在本申请的一实施例中，所述保护壳的一侧开设有第一透气孔，所述第一透气孔与外部环境连通。

在本申请的一实施例中，所述PCB板开设有第二透气孔，所述第二透气孔贯通所述PCB板，以使所述收容腔与外部环境连通。

在本申请的一实施例中，所述基壳包括侧板和背板，所述侧板的一端连接所述背板，所述侧板的另一端连接所述PCB板，所述侧板、背板以及所述PCB板共同围合形成所述收容腔。

在本申请的一实施例中，所述背板上开设有第三透气孔，所述第三透气孔用于使所述收容腔与外部环境连通。

在本申请的一实施例中，所述背板上设置有防护透气结构。

在本申请的一实施例中，所述防护透气结构为防油网，所述防油网对应所述第三透气孔设置。

在本申请的一实施例中，所述侧板用于连接所述PCB板的边缘朝向所述收容腔弯曲设置。

本实用新型还提供一种电子烟，包括如上所述的变化灵敏的气流传感器开关组件，所述变化灵敏的气流传感器开关组件包括：

基壳，所述基壳内形成有收容腔，所述收容腔具有一敞口端；

PCB板，所述PCB板设置于所述敞口端；

MEMS气流传感器，所述MEMS气流传感器安装于所述PCB板背离所述收容腔的一侧，并电连接于所述PCB板，用于响应外部气压变化而产生电容变化；以及

IC控制芯片，所述IC控制芯片设置于所述收容腔内，并安装于所述PCB板背离所述MEMS气流传感器的一侧，且电连接所述PCB板，以获取所述MEMS气流传感器的电容变化。

本实用新型技术方案通过采用在ECM电容开关的基壳上设置MEMS气流传感器结构，通过使用IC芯片检测MEMS气流传感器电容值的变化触发电子烟的控制电路，从而控制电子烟的工作状态，MEMS气流传感器的容值的变化量是ECM电容开关容值变化量的三倍左右，且与ECM的聚合材料振动膜相比，MEMS气流传感器在不同温度下的性能都十分稳定，其敏感性不会受温度、振动、湿度和时间的影响。因此不仅可以解决传统的ECM电容开关的缺陷，还不用改变ECM电容开关原有的外径尺寸，实现直接替换使用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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为本实用新型变化灵敏的气流传感器开关组件一实施例的结构示意图；

图2为本实用新型变化灵敏的气流传感器开关组件一实施例的结构爆炸图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				100	变化灵敏的气流传感器开关组件	10	基壳
11	侧板	13	背板
				131	第三透气孔	15	收容腔
30	PCB板	31	第二透气孔
				50	MEMS气流传感器	51	基板
53	保护壳	531	第一透气孔
				55	MEMS芯片	70	IC控制芯片

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)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。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

另外，在本实用新型中如涉及“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。另外，全文中出现的“和/或”的含义为，包括三个并列的方案，以“A和/或B为例”，包括A方案，或B方案，或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例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，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

目前，电子烟开关仍采用ECM电容开关，传统的ECM电容开关的容值只有10％左右的变化量，灵敏度较低。

为解决上述技术问题，参考图1和图2所示，本实用新型提出一种变化灵敏的气流传感器开关组件100，变化灵敏的气流传感器开关组件100包括基壳10、PCB板30、MEMS气流传感器50以及IC控制芯片70，基壳10内形成有收容腔15，收容腔15具有一敞口端；PCB板30设置于敞口端；MEMS气流传感器50安装于PCB板30背离收容腔15的一侧，并电连接于PCB板30，用于响应外部气压变化而产生电容变化；IC控制芯片70设置于收容腔15内，并安装于PCB板30背离MEMS气流传感器50的一侧，且电连接PCB板30，以获取MEMS气流传感器50的电容变化。

可以理解地，基壳10可以为圆筒状，基壳10内形成有收容腔15，其形状可以和电子烟的吸气通道相适配，也可以不完全封堵电子烟的吸气通道，并且在侧壁上设置吸气孔，以将收容腔15和外部环境连通。基壳10可以为ECM电容的基壳10，也可以重新加工，收容腔15的一端为敞口端，敞口端的一侧贴焊有PCB板30，PCB板30的形状与基壳10的截面形状相同，MEMS气流传感器50安装在PCB板30上，其安装方式可以为贴焊，MEMS气流传感器50包括电容器结构，当用户有吸烟或吹气动作时，电子烟内部通道内的气压和外部环境的气压之间会有压力差，MEMS气流传感器50的电容器结构会发生形变，从而电容值会发生变化，与MEMS气流传感器50电连接的IC控制芯片70检测到该电容变化的电信号，并将用户吸烟或者吹气的动作信号传递至控制电路，控制电子烟的工作状态。需要说明的是，电子烟IC控制芯片70会对MEMS气流传感器50产生的电容变化的电信号进行处理，以判断该电容变化的电信号是否由用户的吸烟或吹气动作产生，避免误操作。MEMS气流传感器50工艺成熟，性能稳定，一致性好，受温度变化影响小，使用寿命长。并且整体封装工艺可以采用MEMS封装工艺，生产设备可以与MEMS气流传感器50设备共用，降低了生产难度及生产成本，提高了生产效率。

进一步地，MEMS气流传感器50包括基板51、保护壳53以及MEMS芯片55，基板51安装于PCB板30背离收容腔15的一侧，并电连接于PCB板30；保护壳53盖设于基板51，并与基板51围合形成腔室；MEMS芯片55安装于基板51，并电连接于基板51。

可以理解地，基板51可以为电路板，在基板51上固晶、焊线，将MEMS芯片55封装在基板51上，再将基板51贴焊在PCB板30上，以使MEMS芯片55和PCB板30建立电性连接。保护壳53可以为方形金属外壳，其盖设于基板51，并通过贴焊固定，保护壳53可以和基板51围合形成腔室，MEMS芯片55设置在腔室内，MEMS芯片55包括基底，设置于基底端部的振膜及背极板，振膜与背极板构成电容器结构，基底为中空结构，基底远离电容器结构的一端与基板51连接。其中，振膜可以根据其两侧的气压差变化而变形振动，背极板则为固定板，背极板上设置有透气孔。电容器结构设置在腔室内，基板51上开设有透气孔，连通腔室和收容腔15，当收容腔15和腔室之间产生压差后，电容器结构的电容值会发生变化，与MEMS芯片55电性连接的IC控制芯片70检测到电容值的变化信号后，控制电子烟的工作状态。

进一步地，保护壳53的一侧开设有第一透气孔531，第一透气孔531与外部环境连通。可以理解地，保护壳53的一侧壁上开设有第一透气孔531，第一透气孔531连通腔室和外部环境，当用户有吸烟动作时，外部环境和腔室内会产生压差，从而导致电容器结构的容值产生变化。第一透气孔531可以设置在保护壳53面向基板51的一侧，也可以设置在保护壳53的侧壁，但是第一透气孔531不可以正对MEMS气流传感器50的电容器结构，避免灵敏度过大，造成误操作。

进一步地，PCB板30开设有第二透气孔31，第二透气孔31贯通PCB板30，以使收容腔15与外部环境连通。可以理解地，在PCB板30上可以开设第二透气孔31，可以将第二透气孔31设置在保护壳53的覆盖区域，使第二透气孔31连通腔室和收容腔15，当用户有吸烟动作时，腔室和收容腔15的压力差会发生变化，从而导致MEMS气流传感器50的电容器结构的电容值产生变化。需要说明的是，第一透气孔531和第二透气孔31非正对关系，避免灵敏度过高，造成误操作。

在本申请的一实施例中，基壳10包括侧板11和背板13，侧板11的一端连接背板13，侧板11的另一端连接PCB板30，侧板11、背板13以及PCB板30共同围合形成收容腔15。

可以理解地，侧板11可以圆筒状，内部贯通设置，一敞口端连接背板13，另一敞口端连接PCB板30，背板13和PCB板30可以贴焊在侧板11的端口，侧板11、背板13以及PCB板30共同围合形成收容腔15，收容腔15连通外部环境，当用户产生吸烟动作是，收容腔15和外部环境之间产生压差，使电容器结构的电容值产生变化，IC控制芯片70获取电容值变化的信号，从而控制电子烟的工作状态。

基壳10可以为ECM电容开关，在其基础上在PCB板30上封装MEMS气流传感器50，ECM电容开关的生产工艺成熟，且可以直接应用原有的生产设备，从而降低了生产难度和生产成本，提高了生产效率。

进一步地，背板13上开设有第三透气孔131，第三透气孔131用于使收容腔15与外部环境连通。可以理解地，第三透气孔131可以设置在背板13的中心位置，用于连通电子烟内部通道和收容腔15，以使人们在吸烟时，内外产生压力差。

进一步地，背板13上设置有防护透气结构。

可以理解地，为了避免电子烟内部的水气、灰尘、油烟等进入变化灵敏的气流传感器开关组件100对变化灵敏的气流传感器开关组件100内部芯片产生影响，本实施例的变化灵敏的气流传感器开关组件100上与电子烟内部通道连接的第三透气孔131的位置处设置有防护透气结构。该防护透气结构可以保证第三透气孔131内外侧的气压相等，同时避免电子烟内部的水气、灰尘、油烟等进入变化灵敏的气流传感器开关组件100内。本实施例的变化灵敏的气流传感器开关组件100，防护透气结构设置于基壳10的外侧，在实际应用中，可以根据设计需要，将防护透气结构设置于基壳10的内侧或内外两侧，均不影响本实用新型的优点体现。为了起到防护效果，该防护透气结构优选为防水防尘防油透气结构，可以使用防水防尘防油透气网或防水防尘防油透气膜。

进一步地，防护透气结构为防油网，防油网对应第三透气孔131设置。也可以根据需要，在第一透气孔531的位置设置防水防尘结构，以避免外界异物进入变化灵敏的气流传感器开关组件100内，对变化灵敏的气流传感器开关组件100性能产生影响。

在本申请的一实施例中，侧板11用于连接PCB板30的边缘朝向收容腔15弯曲设置。可以理解地，为了便于将PCB板30封装在侧板11的敞口端，可以将侧板11边缘向内弯曲设置，以增大和PCB板30的接触面积，便于贴焊操作。

本实用新型还提出一种电子设备，该电子设备包括如上所述的变化灵敏的气流传感器开关组件100，该变化灵敏的气流传感器开关组件100的具体结构参照上述实施例，由于本电子烟采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。需要说明的是，该电子设备为电子烟。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型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实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种变化灵敏的气流传感器开关组件，其特征在于，包括：

基壳，所述基壳内形成有收容腔，所述收容腔具有一敞口端；

PCB板，所述PCB板设置于所述敞口端；

MEMS气流传感器，所述MEMS气流传感器安装于所述PCB板背离所述收容腔的一侧，并电连接于所述PCB板，用于响应外部气压变化而产生电容变化；以及

IC控制芯片，所述IC控制芯片设置于所述收容腔内，并安装于所述PCB板背离所述MEMS气流传感器的一侧，且电连接所述PCB板，以获取所述MEMS气流传感器的电容变化。

2.如权利要求1所述的变化灵敏的气流传感器开关组件，其特征在于，所述MEMS气流传感器包括：

基板，所述基板安装于所述PCB板背离所述收容腔的一侧，并电连接于所述PCB板；

保护壳，所述保护壳盖设于所述基板，并与所述基板围合形成腔室；以及

MEMS芯片，所述MEMS芯片安装于所述基板，并电连接于所述基板。

3.如权利要求2所述的变化灵敏的气流传感器开关组件，其特征在于，所述保护壳的一侧开设有第一透气孔，所述第一透气孔与外部环境连通。

4.如权利要求3所述的变化灵敏的气流传感器开关组件，其特征在于，所述PCB板开设有第二透气孔，所述第二透气孔贯通所述PCB板，以使所述收容腔与外部环境连通。

5.如权利要求1所述的变化灵敏的气流传感器开关组件，其特征在于，所述基壳包括侧板和背板，所述侧板的一端连接所述背板，所述侧板的另一端连接所述PCB板，所述侧板、背板以及所述PCB板共同围合形成所述收容腔。

6.如权利要求5所述的变化灵敏的气流传感器开关组件，其特征在于，所述背板上开设有第三透气孔，所述第三透气孔用于使所述收容腔与外部环境连通。

7.如权利要求6所述的变化灵敏的气流传感器开关组件，其特征在于，所述背板上设置有防护透气结构。

8.如权利要求7所述的变化灵敏的气流传感器开关组件，其特征在于，所述防护透气结构为防油网，所述防油网对应所述第三透气孔设置。

9.如权利要求5所述的变化灵敏的气流传感器开关组件，其特征在于，所述侧板用于连接所述PCB板的边缘朝向所述收容腔弯曲设置。

10.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1至9中任一项所述的变化灵敏的气流传感器开关组件。