车用传感器中电路板和芯片的定位结构的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明与汽车传感器制造技术有关，具体涉及一种应用于车用传感器中的电路板和芯片的定位结构，所述定位结构可用于转速传感器、相位传感器以及轮速传感器中。
【背景技术】
[0002]由于霍尔芯片具有对磁场敏感、结构简单、体积小、频率响应宽、输出电压变化大和使用寿命长等优点，目前用于汽车发动机中的转速传感器和相位传感器、变速箱中的转速传感器以及ABS防抱死制动系统中的轮速传感器多为霍尔式传感器，这些传感器分为被动式和主动式两种，被动式传感器称为无源传感器，主动式传感器称为有源传感器。与被动式传感器相比，主动式传感器具有体积小、质量轻、集成度高、响应快、抗干扰能力强等优点，因此得到了越来越广泛的应用。
[0003]现有的主动式传感器主要有两种成型方式。
[0004]一种是整体注塑式，也就是将封装有霍尔芯片的集成电路元件与接插PIN针或与包含接插头的线束连接在一起固定在一次注塑块上(有些一次注塑块中还注塑有磁铁)形成一次注塑组件，然后再通过二次注塑成型完整的传感器。
[0005]这种成型方式由于二次注塑压力大、温度高，所以集成电路元件、接插PIN针或线束很难牢固地固定在一次注塑块上；同时一次注塑组件在二次注塑时上下前后左右六个方向的限位也难以控制，造成霍尔芯片的安装位置难以控制，容易产生偏差，引起装车后检测间隙不一致从而影响传感器功能输出。除此之外，一次注塑与二次注塑之间的气密性比较难保证，并且由于电气元件经过二次注塑的高温、高压作用后，可能出现失效或者存在潜在的失效，给产品可靠性带来隐患。
[0006]另一种是支架外壳装配式，就是将封装有霍尔芯片的集成电路元件装配焊接到注塑有接插PIN针的支架上(有些在封装有霍尔芯片的集成电路元件与PIN针之间还连接有电容、电阻等电子元件或者封装有集成电容、电阻等元件的电路板)，然后在支架上装上密封0型圈形成支架组件，最后把支架组件装配到相应的外壳形成完整的传感器。
[0007]对于支架外壳装配式传感器，电路板和芯片的典型定位结构如图1所示，其中接插PIN针4’注塑在支架1’中，软电路板组件2’ 一端具有焊接PIN针组，另一端具有金属连接孔组，霍尔芯片3’呈L型，传感头位于霍尔芯片3’的短边一端，电子元件位于霍尔芯片3’的长边中间位置。支架1’的中间形成有S型结构，且S型结构的右侧部分支架高于S型结构的左侧部分支架，接插PIN针4’的一端从S型结构左侧的部分支架中伸出，另一端从支架1’的接插头伸出。支架1’的右侧头部形成有供传感头插入的上下延伸的凹腔，且凹腔底部形成有限位卡台。该传感器形成时，先将带接插PIN针4’的支架1’预注塑成型，再将霍尔芯片3’安装到支架1’的头部，软电路板组件2’ 一端的焊接PIN针组与霍尔芯片3’的芯片PIN针组焊接，另一端的金属连接孔组与接插PIN针4’的一端焊接，形成了支架芯片组件。
[0008]为了保证传感气息以及支架与外壳之间连接的可靠性，该支架芯片组件与外壳采用过盈装配，这就使得霍尔芯片的端部与外壳端部压紧，导致芯片在支架的轴向(即X方向，也是传感器支架装入外壳的安装方向)受压应力。由于芯片与电路板焊接，电路板与接插PIN针焊接，所以芯片的压应力会沿轴向传递至电路板和接插PIN针上，一方面会造成芯片的传感头PIN脚机械损坏而丢失传感器信号，另一方面还会造成电路板与芯片的焊接以及电路板与接插PIN针的焊接松脱，甚至造成电路板上的电子元件受应力机械损伤或者电气松脱。同时，由于霍尔芯片在纵向(垂直于X方向且垂直于水平面的Z方向)没有被限位，所以在车辆实际应用环境中，频繁的振动会造成霍尔芯片径向移动，这不仅会增加传感器信号丢失的风险，还会使得电路板、霍尔芯片以及电路板与芯片和接插PIN针焊接处机械损伤的可能性增大。
【发明内容】
[0009]本发明所要解决的技术问题是提供一种车用传感器中电路板和芯片的定位结构，可以准确定位电路板和芯片的位置，同时可以有效防止支架外壳的装配应力传递到电路板和芯片而将其损坏。
[0010]为解决上述技术问题，本发明提供的车用传感器中电路板和芯片的定位结构，所述传感器包括支架、电路板、霍尔芯片，所述支架整体注塑有接插PIN针组和接插头，且支架形成有一 S型结构，该S型结构一侧的支架头部顶面高于S型结构另一侧的支架尾部顶面，所述支架头部的端部形成有一凹腔；所述接插PIN针组一端从S型结构一侧的支架尾部顶面伸出，另一端位于接插头中；所述霍尔芯片包括芯片PIN针组和传感头，所述传感头安装在支架头部的凹腔内且传感头的下端抵在凹腔底部；所述电路板为软电路板，软电路板一端的焊接PIN针组与霍尔芯片的芯片PIN针组连接，另一端的金属连接孔组与从支架中伸出的接插PIN针组一端连接；
[0011]所述支架头部靠近S型结构的一端顶部形成有两个第一限位台，每个第一限位台形成有一第一卡扣，两个第一卡扣相互对称，所述第一卡扣的底面与支架头部顶面平行且留有一第一间隙，该第一间隙的高度大于电路板的厚度，所述第一卡扣靠近S型结构的一侧底部形成有倒角；
[0012]所述支架头部远离S型结构的另一端顶部形成有两个第二限位台，每个第二限位台形成有一第二卡扣，两个第二卡扣相互对称，所述第二卡扣的底面与支架头部顶面平行且留有一第二间隙，该第二间隙的高度大于芯片PIN针组的厚度，所述第二卡扣的顶面向下倾斜，且两个顶面之间的最小距离小于芯片PIN针组的宽度；
[0013]所述电路板具有焊接PIN针组的一端卡在第一卡扣和支架头部顶面之间，霍尔芯片的芯片PIN针组卡在第二卡扣和支架头部顶面之间。
[0014]更佳的，所述霍尔芯片还具有电子元件，电子元件与传感头之间通过L型PIN针组段连接，所述L型PIN针组段和芯片PIN针组为一体结构且具有一定弹性；所述第二卡扣的两个顶面之间的最小距离小于L型PIN针组段的宽度，第二卡扣的底面与支架头部顶面之间的第二间隙高度大于L型PIN针组段的厚度；所述支架头部在每个第一限位台和同侧的第二限位台之间分别形成有一个第三限位台，每个第三限位台形成有一第三卡扣，两个第三卡扣相互对称，所述第三卡扣的顶面向下倾斜，且两个顶面之间的最小距离小于电子元件在L型PIN针组段宽度方向上的长度，所述第三卡扣的底面与支架头部顶面之间留有间隙。进一步的，所述电子元件卡在两个第三卡扣之间，所述L型PIN针组段卡在第二卡扣和支架头部顶面之间。
[0015]优选的，所述第一卡扣的最大厚度小于焊接PIN针组最外侧边沿到其外侧的电路板基板边沿的距离。
[0016]为了实现上述结构，以支架轴向中心线所在的方向(即芯片PIN针组的延伸方向)为X方向，垂直于X方向且平行于水平面的方向为Y方向，所述支架在第一卡扣的正下方形成有一第一通孔并在第三卡扣的正下方形成有一第三通孔，第一通孔在X方向上的长度等于或者大于第一卡扣在X方向上的最大长度，第一通孔在Y方向上的宽度等于或者大于第一卡扣在Y方向上的最大厚度，所述第三通孔在X方向上的长度等于或者大于第三卡扣在X方向上的最大长度，第三通孔在Y方向上的宽度等于或者大于第三卡扣在Y方向上的最大厚度。或者，所述第一限位台形成有贯通的第一通孔，所述第一通孔位于第一卡扣的正下方，所述第二限位台形成有贯通的第二通孔，所述第二通孔位于第二卡扣的正下方；所述第三限位台形成有贯通的第三通孔，所述第三通孔位于第三卡扣的正下方。
[0017]本发明的有益之处在于:
[0018]1)本发明同时采用第一限位台和第一卡扣、第二限位台和第二卡扣以及第三限位台和第三卡扣，有效对芯片以及电路板进行了横向(垂直于X方向且平行于水平面的Y方向)和纵向(垂直于X方向且垂直于水平面的Z方向)限位，避免了芯片和电路板在频繁振动的实际应用环境中造成电子元件、传感头以及各连接处机械损伤失效；
[0019]2)本发明第一卡扣采用倒角结构以及与电路板进行间隙配合，既实