内置PCB板的外壳的注塑方法及组件与流程

内置pcb板的外壳的注塑方法及组件
技术领域
1.本发明涉及pcb板制造领域，具体涉及一种内置pcb板的外壳的注塑方法及组件。


背景技术：

2.一些生理性的疾病，病程长且病情迁延不愈，需要实时地对宿主的某些生理参数进行监测，以能更好的跟踪治疗。比如糖尿病，需要对宿主血糖进行实时的监测。准确的血糖自我监测，是实现良好血糖控制的关键，有助于评估糖尿病患者糖代谢紊乱的程度，制定降糖方案，同时反映降糖治疗效果并指导对治疗方案的调整。
3.目前，市面上使用最多的是指血血糖仪，患者需要自行采集手指末梢血来测量该时刻的血糖水平。但这种方法存在以下缺陷：一、无法获知两次测量之间的血糖水平变化情况，患者可能会遗漏血糖峰值和谷值，从而引起一些并发症，对患者造成不可逆的伤害；二、每日多次的指尖穿刺采血，给糖尿病患者造成了很大的痛楚。为克服上述缺陷，需要提供一种能够进行连续监测患者血糖的方法，方便患者实时了解自己的血糖状况，并据此及时采取应对措施，从而有效地控制病情，防止并发症，以获得较高的生活质量。
4.针对上述需求，技术人员开发了可以植入皮下组织进行持续监测皮下血糖的监测技术，该技术通过在皮下组织刺入一个传感器电极，传感器电极在患者的组织间液与体内葡萄糖发生氧化反应，反应时会形成电信号，通过发射器将电信号转换为血糖读数，并每隔1~5分钟将血糖读数传输到无线接收器上，在无线接收器上显示相应的血糖数据以及形成图谱，供患者及医生参考。
5.通常，传感器电极通过传感器底座固定并敷贴到宿主皮肤上，发射器与传感器底座通过诸如卡扣等方式可拆卸连接，其中，发射器通常包括塑料外壳和封装在塑料外壳中的pcb板，为实现将传感器电极的电信号传输到pcb板上，一般至少需要在塑料外壳上裸露出用于与传感器电极建立电性连接的电极触点。
6.在现有技术中，认为模内整体注塑时的温度过高（通常为230~260℃），pcb板或pcb板上的电子元器件会在注塑时受到损害，而无法保证pcb板的可靠性，因此现有技术中均采用先将五金件注塑在外壳内，再通过五金件将pcb板与外壳固定的方法。该种方法制备的内置pcb板的外壳具有装配成本高、所得到整机的刚性差、整机厚度大的缺陷，不利于用来制备发射器。
7.为解决上述现有技术存在的问题，出现了使用超声波焊接两个塑料壳以对pcb板进行封装的方法，该方法依然存在整机厚度大的缺陷，且在实际使用中依然存在漏水的可能，进而影响pcb板的可靠性。
8.此外，目前针对发射器普遍采用低温灌胶的制备工艺，其通过将注塑材料加压灌注到模具中，实现pcb板与外壳的整体注塑。该种制备工艺能够有效降低装配成本、提高整机的刚性、减小整机厚度，但仍存在以下缺陷：（1）外壳材料受限于双组分环氧树脂；（2）外壳成型时间为1~24小时不等，成型时间久；（3）外壳成型需要在真空环境中进行，否则容易造成外壳表面及内部产生气泡，进而造成产品失效；（4）外壳成型后期需要在60~80℃的环
境中进行加热处理，以缩短双组分胶水的固化时间。


技术实现要素：

9.本发明的发明目的是提供一种内置pcb板的外壳的注塑方法及组件，以解决现有发射器外壳制备工艺中存在的缺陷。
10.为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是：一种内置pcb板的外壳的注塑方法，包括如下步骤：步骤一、分别对pcb板、注塑原料和模具进行预热处理；步骤二、加热融化注塑原料得到注塑溶胶；步骤三、将所述pcb板放置在模具的第一注塑腔体中，向所述第一注塑腔体中注入注塑溶胶至部分覆盖pcb板的表面以至少裸露出pcb板上的检测触点模块和工作触点模块，得到外壳半成品；步骤四、将所述步骤三中得到的外壳半成品转移至第二注塑腔体中，并向所述第二注塑腔体中注入注塑溶胶至覆盖pcb板上的检测触点模块以仅裸露出工作触点模块，得到外壳成品。
11.上述技术方案中，所述步骤一中，所述pcb板被以55~65℃的温度预热至少30分钟。
12.上述技术方案中，所述步骤一中，所述注塑原料被以115~125℃的温度预热2~4小时，得到烘干的注塑原料。
13.上述技术方案中，所述步骤一中，所述模具被预热至保持在90~100℃的工作温度。
14.上述技术方案中，所述注塑原料选用pc颗粒或pbt颗粒或abs颗粒。
15.上述技术方案中，所述步骤二中，所述注塑原料被以290~300℃的温度加热融化得到注塑溶胶。
16.上述技术方案中，所述第一注塑腔体和第二注塑腔体被配置在同一模具中。
17.上述技术方案中，所述模具包括主模和副模，所述第一注塑腔体被配置在主模中，所述第二注塑腔体被配置在副模中。
18.上述技术方案中，所述步骤三中，所述pcb板通过检测触点模块和工作触点模块定位在第一注塑腔体中，使得pcb板表面与第一注塑腔体的内表面之间形成供注塑溶胶流入的间隙。
19.上述技术方案中，所述步骤三中，所述pcb板被以配置有检测触点模块的一侧表面朝上放置在第一注塑腔体中。
20.上述技术方案中，所述步骤四中，所述pcb板被以配置有检测触点模块的一侧表面朝下放置在第二注塑腔体中。
21.上述技术方案中，所述检测触点模块包括分布在pcb板的一侧表面上的四根导电针，所述检测触点模块被配置为允许在步骤三之后和步骤四之前对pcb板的性能进行检测。
22.上述技术方案中，所述导电针的直径为0.8~1.0mm。
23.上述技术方案中，所述工作触点模块包括分布在pcb板的另一侧表面上的两个电源触点和两个电极触点，所述电源触点被配置为与电源建立电性连接，所述电极触点被配置为与传感器电极建立电性连接。
24.上述技术方案中，所述电源触点的直径1.9~2.1mm，所述电极触点的直径为1.2~
1.4mm。
25.上述技术方案中，所述工作触点模块被配置为不突出于外壳的外表面。
26.上述技术方案中，所述检测触点模块与工作触点模块同轴设置且彼此导通。
27.上述技术方案中，在对所述pcb板进行预热处理之前，在所述pcb板的表面涂覆有隔热层。
28.上述技术方案中，所述隔热层选用固化于pcb板表面的uv胶。
29.上述技术方案中，所述步骤三和步骤四中，采用高速注塑机注入注塑溶胶。
30.本发明还提供另一种内置pcb板的外壳的注塑方法，包括如下步骤：步骤一、分别对pcb板、注塑原料和模具进行预热处理；步骤二、加热融化注塑原料得到注塑溶胶；步骤三、将所述pcb板放置在模具的注塑腔体中，向所述注塑腔体中注入注塑溶胶至部分覆盖pcb板的表面以至少裸露出pcb板上的工作触点模块，得到外壳成品。
31.上述技术方案中，所述工作触点模块被配置为允许在步骤三之后对pcb板的性能进行检测。
32.本发明还提供一种内置pcb板的外壳的注塑组件，包括pcb板和模具，所述pcb板上配置有位于其一侧表面上的检测触点模块和位于其另一侧表面上的工作触点模块，所述pcb板被配置为依次放置在模具的第一注塑腔体和第二注塑腔体中注塑后得到内置pcb板的外壳成品；其中，在所述第一注塑腔体中注塑后至少裸露出pcb板上的检测触点模块和工作触点模块；在所述第二注塑腔体中注塑后仅裸露出pcb板上的工作触点模块。
33.上述技术方案中，所述检测触点模块包括分布在pcb板的一侧表面上的四根导电针，所述第一注塑腔体内配置有作用于导电针的定位机构。
34.上述技术方案中，所述定位机构包括配置在第一注塑腔体内的四根套管，所述套管被配置为在pcb板放置在第一注塑腔体中时套设在导电针上。
35.上述技术方案中，所述套管被配置在第一注塑腔体的上表面上。
36.上述技术方案中，所述工作触点模块包括分布在pcb板的另一侧表面上的两个电源触点和两个电极触点，所述电源触点和电极触点被配置为抵靠在第一注塑腔体的内表面上。
37.由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：1、本发明的pcb板在第一注塑腔体中完成第一次注塑之后，检测触点模块和工作触点模块均裸露在外，能够通过检测触点模块对pcb板的性能进行检测，确保pcb板性能完好后再进入第二注塑腔体中完成第二次注塑，从而确保成品的合格率；2、本发明的pcb板在第二注塑腔体中完成第二次注塑之后，仅裸露出工作触点模块，且裸露的工作触点模块在第二次注塑之后无需多余的加工处理即可投入使用，以与传感器电极和电源建立电性连接；3、本发明通过采用290~300℃的温度融化的注塑溶胶进行高温注塑，相比于现有的低温注塑，具有更快的成型速度，整个成型过程不超过5s；4、本发明在注塑前对pcb板进行预热，减小pcb板与注塑溶胶的温差，进而降低外壳开裂的几率；
5、本发明通过在pcb板上涂敷隔热层，能够在高温注塑过程中保护pcb板，尤其保护pcb板上的热敏元件，从而确保其可靠性，提高良品率；6、本发明相比于现有技术在注塑外壳内预设五金件，可以使得外壳的厚度更小，从而有利于提高佩戴舒适性；且相比于超声波焊接两个塑料壳的方式具有更好的防水性。
附图说明
38.图1是连续血糖监测系统示意图。
39.图2是发射器与传感器底座安装示意图。
40.图3是本发明的注塑方法流程图。
41.图4是本发明的pcb板在第一次高温注塑之前的组件剖面示意图。
42.图5是本发明的pcb板在第一次高温注塑之后的组件剖面示意图。
43.图6是本发明的pcb板在第一次高温注塑之后的外壳半成品立体图。
44.图7是本发明的pcb板在第二次高温注塑之后的组件剖面示意图。
45.图8是本发明的套管与检测触点模块配合的剖面示意图。
46.其中：100、宿主；200、传感器；220、传感器底座；230、粘合剂贴片；300、接收器；400、发射器；500、植入器；600、pcb板；610、检测触点模块；620、工作触点模块；630、凹槽；640、开口；700、模具；710、第一注塑腔体；720、第二注塑腔体；730、定位机构；740、挡块；750、注胶管；760、出胶口；770、第一注塑腔体的注胶口；780、第二注塑腔体的注胶口。
具体实施方式
47.以下描述和例子详细说明了所公开的发明的一些示例性实施例。本领域技术人员将认识到，本发明存在由其范围包括的许多变化和修改。因此，某一示例性实施例的描述不应被认为是限制本发明的范围。
48.请参见图1所示，是附接到宿主100上的连续血糖监测系统的示意图。图中示出了包括皮肤上传感器200的连续血糖监测系统，其通过一次性传感器底座(未示出)固定到宿主100的皮肤。系统包括传感器200和用于将传感器200监测到的血糖信息发送到接收器300的发射器400，接收器300通常可以为智能电话、智能手表、专用设备和类似物。在使用过程中，传感器电极部分位于宿主100皮肤的下方，并且传感器电极电性连接至发射器400。请参见图2所示，发射器400与传感器底座220接合，该传感器底座220附接到粘合剂贴片230，并通过粘合剂贴片230固定到宿主100的皮肤。
49.传感器200可以用植入器500附接到宿主100皮肤，该植入器500适于提供便利和安全的植入操作。这样的植入器500还可以用于穿过宿主100的皮肤将传感器电极插入。一旦传感器电极已经插入，植入器500就从传感器200脱开。
50.本发明旨在提供一种制备发射器的方法，具体而言，提供一种内置pcb板的外壳的注塑方法，请参见图3所示，该方法包括如下步骤：步骤一、分别对pcb板、注塑原料和模具进行预热处理；步骤二、加热融化注塑原料得到注塑溶胶；步骤三、将所述pcb板放置在模具的第一注塑腔体中，向所述第一注塑腔体中注入注塑溶胶至部分覆盖pcb板的表面以至少裸露出pcb板上的检测触点模块和工作触点模块，
得到外壳半成品；步骤四、将所述步骤三中得到的外壳半成品转移至第二注塑腔体中，并向所述第二注塑腔体中注入注塑溶胶至覆盖pcb板上的检测触点模块以仅裸露出工作触点模块，得到外壳成品。
51.在所述步骤一中，需要分别对pcb板、注塑原料和模具进行预热处理，具体而言，所述pcb板被放置在烘箱中以55~65℃的温度预热至少30分钟；所述注塑原料被以115~125℃的温度预热2~4小时，得到烘干的注塑原料，即对注塑原料进行预热的目的在于烘干注塑原料；所述模具被预热至保持在90~100℃的工作温度，即实现模具的恒温注塑，上述过程中，通过对pcb板进行预热，能够减小注塑过程中pcb板与注塑溶胶的温差，进而降低外壳开裂的几率，从而提高良品率。
52.其中，所述注塑原料选用pc颗粒或pbt颗粒或abs颗粒。相比于现有的低温注塑选用环氧树脂作为原料，本发明的注塑原料在注塑完成后所需的固化时间要远小于环氧树脂的固化时间。具体而言，环氧树脂注塑完成后所需的固化时间约为3h左右，而采用本发明的注塑原料注塑完成后所需的固化时间不超过5s，大大缩短了固化时间。
53.在所述步骤二中，所述注塑原料被以290~300℃的温度加热融化得到注塑溶胶，该步骤通过高温加热融化颗粒状的注塑原料使其转变成注塑溶胶，并使注塑溶胶保持上述加热温度经模具的注胶通道注入相应的注塑腔体中。
54.在一种实施方式中，所述第一注塑腔体和第二注塑腔体被配置在同一模具中。在该实施方式中，第一注塑腔体和第二注塑腔体通过同一根注胶管进行注胶，且该注胶管仅能以择一的方式给第一注塑腔体或第二注塑腔体注入注塑溶胶，从而导致同一时间仅有一个注塑腔体被使用，而另一个注塑腔体处于闲置状态。
55.在另一种实施方式中，所述模具包括主模和副模，所述第一注塑腔体被配置在主模中，所述第二注塑腔体被配置在副模中。在该实施方式中，第一注塑腔体和第二注塑腔体被分别设置在两个独立的模具中，每个模具都具有一个注胶管，因而在同一时间第一注塑腔体和第二注塑腔体均可被使用。该种实施方式相比于上一种实施方式能够提高注塑效率，相应地，由于使用了两个独立的模具，该实施方式的模具成本要高于上一种实施方式。
56.在所述步骤三中，所述pcb板通过检测触点模块和工作触点模块定位在第一注塑腔体中，使得pcb板表面与第一注塑腔体的内表面之间形成供注塑溶胶流入的间隙。具体而言，所述pcb板被以配置有检测触点模块的一侧表面朝上放置在第一注塑腔体中，相应地，配置有工作触点模块的一侧表面朝下。更具体地，所述检测触点模块包括分布在pcb板的一侧表面上的四根导电针，在第一注塑腔体中的注塑完成之后，四根导电针裸露在外，从而允许在步骤三之后和步骤四之前通过导电针对pcb板的性能进行检测，确保pcb板性能完好后再进入第二注塑腔体中完成第二次注塑，从而确保成品的合格率；其中，所述导电针的直径为0.8~1.0mm，优选0.9mm。更具体地，所述工作触点模块包括分布在pcb板的另一侧表面上的两个电源触点和两个电极触点，所述电源触点被配置为与电源建立电性连接，所述电极触点被配置为与传感器电极建立电性连接，即，通过电源触点和电极触点将传感器电极、pcb板和电源构成完整的回路，实现对宿主血糖的连续监测；其中，所述电源触点的直径为1.9~2.1mm，所述电极触点的直径1.2~1.4mm；优选地，电源触点的直径为2.0mm，所述电极触点的直径为1.3mm。
57.应当理解的是，通过导电针对pcb板的性能进行检测对检测工装的要求相对较低，如可采用导电夹夹持在导电针上，也可以采用测试探针抵靠在导电针上，应该适用性更强。次一级的，也可通过工作触点模块对pcb板的性能进行检测，在该检测方式中，就无需分两次进行注塑，因为无需露出上述的检测触点模块，因此该种检测方式采用一次注塑成型即可；此外，采用该种检测方式，由于是一次成型的，当检测到pcb板不合格时的成品的报废成本要高于上述采用检测触点模块进行检测的半成品的报废的成本，因此，虽然该检测方式也能实现对pcb板的性能的检测，但一般不作首选方案。
58.在所述步骤四中，所述pcb板被以配置有检测触点模块的一侧表面朝下放置在第二注塑腔体中，在该步骤中，仅需想第二注塑腔体中注入注塑溶胶以封闭检测触点模块得到光滑完整的表面即可。
59.在步骤四的注塑完成之后，即得到了外壳成品，其中，所述工作触点模块被配置为不突出于外壳的外表面，具体而言，工作触点模块的端面与外壳的外表面平齐或略内陷于外壳的外表面，其只要能够满足与电源和传感器电极形成良好电接触即可。应当理解的是，在第一注塑腔体中完成注塑之后，即得到了上述工作触点模块与外壳的外表面之间的位置关系，并且在第二注塑腔体中的注塑过程中和注塑完成之后并未对工作触点模块进行额外的加工处理，从而简化了整个注塑工艺，不但提高了发射器的生产效率，而且降低了成本。
60.在一种实施方式中，所述检测触点模块与工作触点模块同轴设置且彼此导通，具体而言，为检测触点模块的导电针与工作触点模块的电极触点或电源触点同轴设置。实际上，导电针与电极触点或电源触点为pin针的两个端部，其中，导电针为pin针的细端部，电极触点或电源触点为pin针的粗端部，通过将pin针的细端部穿过pcb板上的过孔并与铜环焊接，得到了上述的检测触点模块和工作触点模块，其中，pin针的粗端部的直径大于过孔的孔径。
61.在步骤一之前，即在对所述pcb板进行预热处理之前，在所述pcb板的表面涂覆有隔热层。在一种实施方式中，所述隔热层选用固化于pcb板表面的uv胶。通过在pcb板上涂覆隔热层，能够在高温注塑过程中保护pcb板，尤其保护pcb板上的热敏元件，从而确保其可靠性，提高良品率。应当理解的是，借助于该隔热层，使得本发明的以290~300℃的温度的高温注塑得以实现。
62.在所述步骤三和步骤四中，采用高速注塑机注入注塑溶胶。其中，所述高速注塑机为本领域技术人员所熟知的注塑设备。具体而言，高速注塑机通过使用伺服电机来实现开闭模、顶出脱模、原料注射等，其运转速度既快又精密，大大提高或改善了生产环境和生产效率。
63.对应于上述注塑方案，请参见图4所示，本发明还提供了一种内置pcb板的外壳的注塑组件，包括pcb板600和模具700，所述pcb板600上配置有位于其一侧表面上的检测触点模块610和位于其另一侧表面上的工作触点模块620，所述pcb板600被配置为依次放置在模具700的第一注塑腔体710和第二注塑腔体720中注塑后得到内置pcb板600的外壳成品；其中，在所述第一注塑腔体710中注塑后至少裸露出pcb板600上的检测触点模块610和工作触点模块620；在所述第二注塑腔体720中注塑后仅裸露出pcb板600上的工作触点模块620。
64.依前所述，请继续参见图4所示，所述检测触点模块610包括分布在pcb板600的一侧表面上的四根导电针，所述第一注塑腔体710内配置有作用于导电针的定位机构730。具体而言，所述定位机构730包括配置在第一注塑腔体710内的四根套管，所述套管被配置为在pcb板600放置在第一注塑腔体710中时套设在导电针上。更具体地，所述套管被配置在第一注塑腔体710的上表面上，其不但可以将pcb板600固定在第一注塑腔体710中，还能在第一注塑腔体710中注塑时，使得注塑溶胶无法覆盖检测触点模块610，从而在第一注塑腔体710中的注塑完成之后将检测触点模块610裸露在外（请参见图5、图6和图8所示），从而通过检测触点模块610对pcb板600的性能进行检测。
65.依前所述，所述工作触点模块620包括分布在pcb板600的另一侧表面上的两个电源触点和两个电极触点，所述电源触点和电极触点被配置为抵靠在第一注塑腔体710的内表面上。应当理解的是，pcb板600在第一注塑腔体710中时通过检测触点模块610和工作触点模块620固定住，具体而言，检测触点模块610与第一注塑腔体710内的套管配合固定，工作触点模块620抵靠在第一注塑腔体710的内表面上，与之对应的，第一注塑腔体710的内表面上与工作触点模块620接触的部分为一平面，从而使得外壳上对应工作触点模块620一侧的外表面为平面；请参见图7所示，pcb板600在第二注塑腔体720中时通过外壳的外表面与第二注塑腔体720的内表面贴合固定，从而实现在第二注塑腔体720中注入注塑溶胶以覆盖住检测触点模块610，应当理解的是，由于外壳的外表面与第二注塑腔体720的内表面贴合，因此想要使得注塑溶胶流入并覆盖检测触点模块610，就需要在检测触点模块610与第二注塑腔体720的内表面之间预留有间隙，请参见图6所示，在外壳的对应检测触点模块610的外表面上形成有供注塑溶胶流入的凹槽630，该凹槽630延伸到外壳的边缘并形成供注塑溶胶流入凹槽630的开口640，该开口640与第二注塑腔体720的注胶口连通。具体而言，所述凹槽630和开口640由pcb板600在第一注塑腔体710中完成注塑后形成，应当理解的是，第一注塑腔体710的内表面上对应凹槽630的位置配置有挡块740。
66.如前所述，在第一注塑腔体710和第二注塑腔体720被配置在同一模具700中时，通过一根注胶管750将注塑溶胶注入第一注塑腔体710或第二注塑腔体720中，注胶管750上开设有出胶口760，其选择性地与第一注塑腔体的注胶口770或第二注塑腔体的注胶口780连通。具体而言，在一种实施方式中，注胶管750被配置为可转动的，当注胶管750转动到第一位置时，注胶管750的出胶口与第一注塑腔体的注胶口770连通，实现给第一注塑腔体710注胶；当注胶管750从第一位置转动180
°
到达第二位置时，注胶管750的出胶口与第二注塑腔体的注胶口780连通，实现给第二注塑腔体720注胶。
67.概括而言，本发明通过二次高温注塑的工艺实现了内置pcb板的外壳的制备，并在第一次高温注塑完成时可通过裸露的检测触点模块对pcb板的性能进行检测，从而确保合格后再进行第二次高温注塑，一方面降低了因产品不合格而报废的成本，另一方面确保了成品的合格率。经统计，由于在第二次高温注塑之前筛除了不合格品，从而能够使得第二次高温注塑后成品的合格率趋近于100%。
68.应当理解的是，图4、图5、图6、图8中的套管实际为穿过其上方的块状部而到达第一注塑腔体中并与检测触点模块套接配合，本发明为了便于理解将套管从块状部中移出并置于块状部的下方，但这并不与其实际装配位置相矛盾，也不存在歧义。
69.此外，尽管为了简明和理解的目的已经借助于图示和例子详细描述了前述内容，
但是对于本领域技术人员而言明显的是，可以实施某些变化和改变。因此，描述和例子不应当看作是将本发明的范围限制为本文所述的特定的实施例和例子，而是还涵盖符合本发明的真实范围和精神的所有修改和替代形式。