基于卡扣结构外壳的气体传感器模组的制作方法

本实用新型涉及气体传感器技术领域，更为具体地，涉及一种基于卡扣结构外壳的气体传感器模组。

背景技术：

目前，气体传感器模组采用塑料外壳进行防护，塑料外壳存在以下缺点：

(1)模组贴上塑料外壳后，如果模组某个元器件出现问题，不易返修；

(2)贴塑料外壳一般分三个步骤：涂(点)胶、安放外壳、胶水固化，三个流程步骤多，贴壳制费高。

因此，为解决上述问题，本实用新型提出了一种基于卡扣结构外壳的气体传感器模组。

技术实现要素：

鉴于上述问题，本实用新型的目的是提供一种基于卡扣结构外壳的气体传感器模组，以解决现有的气体传感器模组不易返修、贴壳流程复杂以及费用高的问题。

本实用新型提供的基于卡扣结构外壳的气体传感器模组，包括具有卡扣结构的金属外壳；其中，金属外壳包括框架件和盖子件，在框架件的侧壁上设置有通孔，在框架件的顶部设置有平台和支撑平台的支撑件；在盖子件上设置有与通孔相适配的卡扣，通孔与卡扣形成卡扣结构；其中，当通孔为圆形通孔时，在盖子件的侧壁上设置有与圆形通孔相适配的凸起卡扣，凸起卡扣与圆形通孔相适配形成卡扣结构；当通孔为方形通孔时，在盖子件的底部设置有与方形通孔相适配的挂钩卡扣，挂钩卡扣与方形通孔相适配形成卡扣结构。

此外，优选的结构是，框架件底部直接焊接在PCB的焊盘上；或者，在框架件的底部设置有针脚，在PCB上设置有与针脚相对应的金属化通孔，框架件通过针脚焊接在PCB上的金属化通孔内。

此外，优选的结构是，框架件的相互垂直的相邻的侧壁相互连接；或者，在框架件的相互垂直的相邻的侧壁之间设置有缝隙。

此外，优选的结构是，盖子件的相互垂直的相邻的侧壁相互连接；或者，在盖子件的相互垂直的相邻的侧壁之间设置有缝隙。

此外，优选的结构是，在盖子件的顶部设置有气体通口，在气体通口上覆盖有隔离膜，隔离膜用于防尘、防水。

此外，优选的结构是，平台为圆形或者方形，支撑件为“一”字型或者“十”字型。

此外，优选的结构是，在PCB上设置有传感器芯片和PCB电路芯片，其中，PCB通过焊接与金属外壳固定连接；PCB电路芯片通过焊接与PCB实现固定以及电连接。

此外，优选的结构是，传感器芯片通过焊接与PCB固定连接；或者，传感器芯片通过粘结胶实现与PCB固定，并通过打金属线与PCB实现电连接。

从上面的技术方案可知，本实用新型提供的基于卡扣结构外壳的气体传感器模组，采用具有卡扣结构的金属外壳解决现有的气体传感器模组出现问题不易返修，以及外壳组装复杂费用高的问题。

附图说明

通过参考以下结合附图的说明的内容，并且随着对本实用新型的更全面理解，本实用新型的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中：

图1为根据本实用新型的框架件结构实施例一示意图；

图2为根据本实用新型的框架件结构实施例二示意图；

图3为根据本实用新型的框架件结构实施例三示意图；

图4为根据本实用新型的框架件结构实施例四示意图；

图5为根据本实用新型的框架件结构实施例五示意图；

图6-1、图6-2、图6-3、图6-4分别为根据本实用新型的框架件上的平台结构四个实施例示意图；

图7-1和图7-2为根据本实用新型的盖子件结构实施例一示意图；

图8-1和图8-2为根据本实用新型的盖子件结构实施例二示意图；

图9-1和图9-2为根据本实用新型的盖子件结构实施例三示意图；

图10-1和图10-2为根据本实用新型的框架件和盖子件配合实施例一示意图；

图11-1和图11-2为根据本实用新型的框架件和盖子件配合实施例二示意图；

图12-1和图12-2为根据本实用新型的金属外壳盖在PCB上效果示例图；

图13-1和图13-2为根据本实用新型的PCB与传感器芯片、PCB芯片连接结构示意图；

图14为根据本实用新型的气体传感器模组组装结构示意图。

其中的附图标记包括：框架件1、圆形通孔2、针脚3、平台4、支撑件5、盖子件6、凸起卡扣7、方形通孔8、挂钩卡扣9、PCB10、金属化通孔11、传感器芯片12、PCB电路芯片13、焊点14、粘结胶15、金属线16。

在所有附图中相同的标号指示相似或相应的特征或功能。

具体实施方式

以下将结合附图对本实用新型的具体实施例进行详细描述。

针对前述提出的目前气体传感器模组不易返修、贴壳流程复杂以及费用高的问题，本实用新型提出了一种基于卡扣结构外壳的气体传感器模组，采用具有卡扣结构的金属外壳解决目前气体传感器模组中存在的上述问题。

本实用新型提供的基于卡扣结构外壳的气体传感器模组，包括具有卡扣结构的金属外壳；其中，金属外壳包括框架件和盖子件，在框架件的侧壁上设置有通孔，在框架件的顶部设置有平台和支撑平台的支撑件；在盖子件上设置有与通孔相适配的卡扣，通孔与卡扣形成卡扣结构。其中，当通孔为圆形通孔时，在盖子件的侧壁上设置有与圆形通孔相适配的凸起卡扣，凸起卡扣与圆形通孔相适配形成卡扣结构；当通孔为方形通孔时，在盖子件的底部设置有与方形通孔相适配的挂钩卡扣，挂钩卡扣与方形通孔相适配形成卡扣结构。

在本实用新型中，框架件底部焊接在PCB的焊盘上；需要说明的是，一种情况：框架件底部直接焊接在PCB的焊盘上；另一种情况：在框架件的底部设置有针脚，在PCB上设置有与针脚相对应的金属化通孔，框架件通过针脚焊接在PCB上的金属化通孔内。

对于框架件的侧壁来说，框架件的相互垂直的相邻的侧壁相互连接；或者，在框架件的相互垂直的相邻的侧壁之间设置有缝隙。框架件中间的平台为可以为圆形或者方形等形状，并且支撑件为“一”字型或者“十”字型。

此外，盖子件的相互垂直的相邻的侧壁可以相互连接；或者，在盖子件的相互垂直的相邻的侧壁之间也可以设置有缝隙，不连接，即：彼此之间是相互断开的。在盖子件的顶部设置有气体通口，在气体通口上覆盖有隔离膜，隔离膜用于防尘、防水。

本实用新型提供的基于卡扣结构外壳的气体传感器模组还包括PCB(Printed Circuit Board，印刷电路板)、设置在PCB上的传感器芯片和PCB电路芯片，其中，PCB、传感器芯片、PCB电路芯片(包括容/阻、晶体管、MCU等器件)和具有卡扣结构的金属外壳组装成基于卡扣结构外壳的气体传感器模组。其中，PCB通过焊接与金属外壳固定连接；PCB电路芯片通过焊接与PCB实现固定以及电连接，需要说明的是，传感器芯片可以通过焊接与PCB实现固定以及电连接；传感器芯片也可以通过粘结胶实现固定，通过打金属线与PCB实现电连接。

具体地，在框架件的侧壁上设置的通孔可以为圆形、方形或者梯形等形状，在盖子件上设置与之相适配的各种形状的卡扣，使得通孔与扣件形成卡扣结构。在本实用新型中，框架件一般采用马口铁或洋白铜材质；盖子件一般采用不锈钢材质。其中，在本实用新型中，扣卡结构的外壳分一般可以为两类，分别为：

第一类卡扣结构的外壳：圆形通孔与凸起扣件相适配的卡扣结构。

具体地，在框架件的侧壁上设置有圆形通孔，在框架件的顶部设置有平台和支撑平台的支撑件；在盖子件的侧壁上设置有与圆形通孔相适配的凸起卡扣，凸起卡扣与圆形通孔相适配形成卡扣结构。其中，盖子件的顶部设置有气体通口，在气体通口上覆盖有隔离膜，即：防尘、防水的PTFE(聚四氟乙烯)膜。框架件底部焊接在PCB的焊盘上；或者，在框架件的底部设置有针脚，在PCB上设置有与针脚相对应的金属化通孔，框架件通过针脚焊接在PCB上的金属化通孔内。框架件的相互垂直的相邻的侧壁相互连接；或者，框架件的相互垂直的相邻的侧壁留有缝隙。盖子件的相互垂直的相邻的侧壁相互连接；或者，盖子件的相互垂直的相邻的侧壁留有缝隙。框架件的中间位置的平台为圆形或者方形，支撑件为“一”字型或者“十”字型。

第二类卡扣结构的外壳：方形通孔与挂钩扣件相适配的卡扣结构。

具体地，在框架件的侧壁上设置有方形通孔，在框架件的顶部设置有平台和支撑平台的支撑件；在盖子件的底部设置有与方形通孔相适配的挂钩卡扣，挂钩卡扣与方形通孔相适配形成卡扣结构。框架件底部焊接在PCB的焊盘上；或者，在框架件的底部设置有针脚，在PCB上设置有与针脚相对应的金属化通孔，框架件通过针脚焊接在PCB上的金属化通孔内。框架件的相互垂直的相邻的侧壁相互连接；或者，框架件的相互垂直的相邻的侧壁留有缝隙。盖子件的相互垂直的相邻的侧壁相互连接；或者，盖子件的相互垂直的相邻的侧壁留有缝隙。框架件的中间位置的平台为圆形或者方形，支撑件为“一”字型或者“十”字型。

第一类卡扣结构的外壳的实施例如下：

框架件结构实施例一：如图1所示，在框架件1的侧壁上设置有圆形通孔2，在框架件1的顶部设置有平台4和用于支持平台4的“一”字型支撑件5，在框架件1的底部设置有多个针脚3，针脚3焊接在PCB对应的金属化通孔中(框架件1通过针脚3焊接在PCB上)，框架件1包括四个侧壁，相邻的侧壁之间相互垂直，并且留有缝隙，也就说，相邻的侧壁之间是断开的，不连接的。

框架件结构实施例二：如图2所示，在框架件1的侧壁上设置有圆形通孔2，在框架件1的顶部设置有平台4和用于支持平台4的“一”字型支撑件5，在框架件1的底部上没有设置针脚，框架件1的底部直接焊接在PCB上，框架件1包括四个侧壁，相邻的侧壁之间相互垂直，并且留有缝隙，也就说，相邻的侧壁之间是断开的，不连接的。

框架件结构实施例三：如图3所示，在框架件1的侧壁上设置有圆形通孔2，在框架件1的顶部设置有平台4和用于支持平台4的“一”字型支撑件5，在框架件1的底部设置有多个针脚3，针脚3焊接在PCB对应的金属化通孔中(框架件1通过针脚3焊接在PCB上)，框架件1包括四个侧壁，相邻的侧壁之间相互垂直，并且连接。

框架件结构实施例四：如图4所示，在框架件1的侧壁上设置有圆形通孔2，在框架件1的顶部设置有平台4和用于支持平台4的“一”字型支撑件5，在框架件1的底部上没有设置针脚，框架件1的底部直接焊接在PCB上，框架件1包括四个侧壁，相邻的侧壁之间相互垂直，并且连接。

盖子件结构实施例一：图7-1为盖子件6的正面结构示意图，图7-2为盖子件6的背面结构示意图，如图7-1和图7-2共同所示，在盖子件6的侧壁上设置有与圆形通孔相适配的凸起卡扣7，凸起卡扣7与圆形通孔相适配形成卡扣结构。其中，盖子件6的顶部设置有气体通口，在气体通口上覆盖有防尘、防水的PTFE(聚四氟乙烯)膜。在盖子件6的侧壁上还设置有凹槽，凹槽的设计为了增强盖子件6的形变能力，使得盖子件和框架件组装方便。盖子件6包括四个侧壁，相邻的侧壁之间相互垂直，并且连接。

盖子件结构实施例二：图8-1为盖子件6的正面结构示意图，图8-2为盖子件6的背面结构示意图，如图8-1和图8-2共同所示，在盖子件6的侧壁上设置有与圆形通孔相适配的凸起卡扣7，凸起卡扣7与圆形通孔相适配形成卡扣结构。其中，盖子件6的顶部设置有气体通口，在气体通口上覆盖有防尘、防水的PTFE(聚四氟乙烯)膜。在盖子件6的侧壁上还设置有凹槽，凹槽的设计为了增强盖子件6的形变能力，使得盖子件和框架件组装方便。盖子件6包括四个侧壁，相邻的侧壁之间相互垂直，并且设置有缝隙，也就是说，相邻的侧壁之间是断开不连接。

框架件和盖子件配合实施例一：图10-1为框架件和盖子件配合的正面结构示意图，图10-2为框架件和盖子件配合的背面结构示意图，如图10-1和图10-2共同所示，在框架件1的侧壁上设置有圆形通孔2，在框架件1的顶部设置有平台4和用于支持平台4的“一”字型支撑件5，在框架件1的底部设置有多个针脚3，针脚3焊接在PCB对应的金属化通孔中，框架件1包括四个侧壁，相邻的侧壁之间相互垂直，并且留有缝隙，也就是说，相邻的侧壁之间是断开不连接。与框架件1相适配的盖子件6的结构为：在盖子件6的侧壁上设置有与圆形通孔相适配的凸起卡扣7，凸起卡扣7与圆形通孔相适配形成卡扣结构。其中，盖子件6的顶部设置有气体通口，在气体通口上覆盖有防尘、防水的PTFE(聚四氟乙烯)膜。在盖子件6的侧壁上还设置有凹槽。盖子件6包括四个侧壁，相邻的侧壁之间相互垂直，并且设置有缝隙，也就是说，相邻的侧壁之间是断开不连接。

综上所述，在第一类卡扣结构的外壳中，在框架件1的底部可以设置多个针脚3(如图1和图3所示)，将针脚3焊接在PCB对应的金属化通孔中；框架件1的底部也可不设计针脚(如图2和图4所示)，直接将框架件1的底部焊接在PCB对用的焊盘上。框架件包括四个侧壁，相邻的侧壁之间可以断开(如图1和图2)，也可以将两个相邻的侧壁进行连接(如图3和图4)。

框架件的中间位置的平台为圆形或者方形，支撑件5为“一”字型或者“十”字型，如图6-1至图6-4共同所示，在框架件1的顶部用于外壳吸取的平台4外形可以为矩形(如图6-1和图6-3)，也可以为圆形(如图6-2和图6-4)。平台4支撑方式可以用两个筋进行支撑，也可以用四个筋进行支撑等等，也就是说，支撑件5为“一”字型(如图6-3和图6-4)或者“十”(如图6-1和图6-4)字型。平台4是机械吸附外壳所在，平台4支撑方式可根据实际情况进行选择，一般是根据模组内的器件多少和模组的体积大小来共同确定平台4支撑方式选用“一”字型还是“十”字型的支撑件5。

与框架件1相适配的盖子件6包括四个侧壁，在相互垂直的两个相邻侧壁之间，可以断开(如图8-1和图8-2所示)；也可以将两个相互垂直的相邻侧壁进行连接(如图7-1和图7-2所示)。其中，盖子件6上的气体通口的位置、尺寸、形状不进行限制，根据实际情况选择。

上面实施例中任一框架件可以和任一盖子件进行配合使用。在框架件的侧壁上的多个圆形通孔2，与盖子件侧壁上的凸起卡扣7相配合，圆形通孔2与凸起卡扣7形成外壳的卡扣结构。

第二类卡扣结构的外壳的实施例如下：

框架件结构实施例五：如图5所示，在框架件1的侧壁上设置有方形通孔8，在框架件1的顶部设置有平台4和用于支持平台4的“一”字型支撑件5，在框架件1的底部设置有多个针脚3，针脚3焊接在PCB对应的金属化通孔中(框架件1通过针脚3焊接在PCB上)，框架件1包括四个侧壁，相邻的侧壁之间相互垂直，并且连接。

盖子件结构实施例三：图9-1为盖子件6的正面结构示意图，图9-2为背面结构示意图，如图9-1和图9-2共同所示，在盖子件6的底部设置有与方形通孔8相适配的挂钩卡扣9，挂钩卡扣9与方形通孔8相适配形成卡扣结构。其中，盖子件6的顶部设置有气体通口，在气体通口上覆盖有防尘、防水的PTFE(聚四氟乙烯)膜。盖子件6包括四个侧壁，相邻的侧壁之间相互垂直，并且连接。

框架件和盖子件配合实施例二：图11-1为框架件和盖子件配合的正面结构示意图，图11-2为框架件和盖子件配合的背面结构示意图，如图11-1和图11-2共同所示，在框架件1的侧壁上设置有方形通孔8，在框架件1的顶部设置有平台4和用于支持平台4的“一”字型支撑件5，在框架件1的底部设置有多个针脚3，针脚3焊接在PCB对应的金属化通孔中(框架件1通过针脚3焊接在PCB上)，框架件1包括四个侧壁，相邻的侧壁之间相互垂直，并且连接。与框架件1相适配的盖子件6的底部设置有与方形通孔8相适配的挂钩卡扣9，挂钩卡扣9与方形通孔8相适配形成卡扣结构。其中，盖子件6的顶部设置有气体通口，在气体通口上覆盖有防尘、防水的PTFE(聚四氟乙烯)膜。盖子件6包括四个侧壁，相邻的侧壁之间相互垂直，并且连接。

综上所述，在第二类卡扣结构的外壳中，在框架件1的底部可以设置多个针脚，将针脚3焊接在PCB对应的金属化通孔中；框架件1的底部也可不设计针脚，直接将框架件1的底部焊接在PCB对用的焊盘上。框架件包括四个侧壁，相邻的侧壁之间可以断开，也可以将两个相邻的侧壁进行连接。

在框架件1的顶部用于外壳吸取的平台4外形可以为矩形，也可以为圆形。平台4支撑方式可以用两个筋进行支撑，也可以用四个筋进行支撑等等，也就是说，支撑件为“一”字型或者“十”字型。平台4是机械吸附外壳所在，平台4支撑方式可根据实际情况进行选择，一般是根据模组内的器件多少和模组的体积大小来共同确定平台4支撑方式选用“一”字型还是“十”字型的支撑件。

与框架件1相适配的盖子件6包括四个侧壁，在相互垂直的两个相邻侧壁之间，可以断开；也可以将两个相互垂直的相邻侧壁进行连接。其中，盖子件6上的气体通口的位置、尺寸、形状不进行限制，根据实际情况选择。

上述中任一框架件可以和任一盖子件进行配合使用。在框架件的侧壁上的多个方形通孔，与盖子件侧壁上的挂钩卡扣相配合，方形通孔与挂钩卡扣形成外壳的卡扣结构。

在本实用新型的一个具体实施方式中，图12-1和图12-2示出了根据本实用新型的金属外壳盖在PCB上效果，图13-1和图13-2示出了根据本实用新型的PCB与传感器芯片、PCB芯片连接结构；如图12-1和图13-1所示，本实用新型提供的基于卡扣结构外壳的气体传感器模组，包括具有卡扣结构的金属外壳；其中，金属外壳包括框架件和盖子件6，在框架件的侧壁上设置有圆形通孔，在盖子件6上设置有与圆形通孔相适配的凸起卡扣7，圆形通孔与凸起卡扣7形成卡扣结构。在框架件的底部设置有多个针脚3，针脚3与PCB10中的金属化通孔11相对应焊接，故框架件通过针脚3与PCB10焊接在一起，其中，在PCB10还焊接有传感器芯片12、PCB电路芯片13，其中，传感器芯片12、PCB电路芯片13通过焊点14与PCB10焊接在一起。

如图12-2和图13-2所示，本实用新型提供的基于卡扣结构外壳的气体传感器模组，包括具有卡扣结构的金属外壳；其中，金属外壳包括框架件和盖子件6，在框架件的侧壁上设置有圆形通孔，在盖子件6上设置有与圆形通孔相适配的凸起卡扣7，圆形通孔与凸起卡扣7形成卡扣结构。在框架件的底部设置有多个针脚3，针脚3与PCB10中的金属化通孔11相对应焊接，故框架件通过针脚3与PCB10焊接在一起，其中，在PCB10还焊接有PCB电路芯片13，其中，传感器芯片12通过焊点14与PCB10焊接在一起；并且在PCB10上还设置有传感器芯片12，传感器芯片12通过粘结胶15与PCB10相互固定，并且，两者之间通过金属线16进行电连接。

从图12-1、图12-2、图13-1和图13-2中看出，传感器芯片12与PCB10连接方式不同，两者之间通过焊连接方式工艺简单，操作方便；通过粘结胶15以及金属线16连接，粘结胶15在两者之间有应力缓冲作用，可以减小封装应力和其他应力对传感器芯片12的影响，以保持产品良好性能。因此，一般根据实际情况确定采用哪种连接方式。

此外，在本实用新型的另一个具体实施方式中，图14示出了根据本实用新型的气体传感器模组组装结构，如图14所示，气体传感器模组通过金属外壳和PCB10焊接组装而成，其中，通过SMT(Surface-Mount-Technology)工艺对PCB10基板上的传感器芯片12、PCB电路芯片13进行焊接。金属外壳框架件1可以跟随电子芯片一起完成SMT焊接；最后，盖子件6在SMT工艺完成后进行组装配合，形成气体传感器模组。

通过上述实施方式可以看出，本实用新型提供的基于卡扣结构外壳的气体传感器模组，采用具有卡扣结构的金属外壳解决现有的气体传感器模组出现问题不易返修，以及外壳组装复杂费用高的问题。

如上参照附图以示例的方式描述了根据本实用新型提出的基于卡扣结构外壳的气体传感器模组。但是，本领域技术人员应当理解，对于上述本实用新型所提出的基于卡扣结构外壳的气体传感器模组，还可以在不脱离本实用新型内容的基础上做出各种改进。因此，本实用新型的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。