专利名称：电子元器件的安装方法及用该方法制作的传感器装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及电子技术领域，尤其涉及电子元器件的安装方法及用 该方法制作的传感器装置。
背景技术：
在现代测量、控制电子设备中，随着其性能的提高、体积的微型 化、形状的复杂化，对电子元器件的安装提出了一些新的特殊要求， 例如
一、 不仅要求每个电子元器件与电子设备其它部分具有必要的电 气连接和机械连接，有时还要求各个电子元器件的安装面能够不在同 一平面上并被独立地形成不同的角度，以使得它们能够被设置在一些 形状复杂的物体表面上或空间内。例如对于测量表面形状不规则物体 内的温度、压力、电位等传感器阵列，要求其中每个传感元件的传感 面均能够紧密附着在所要测量物体的形状复杂的表面上；又例如对于 设置在数码相机摄像机、手机、电子玩具、机器人等内部的电子线路， 要求其中的电子元器件能够安装在这些电子设备内部形状复杂而且 狭小的空间内。
二、 有时还要求各个电子元器件能够在所安装的物体表面或空间 的形状发生变化时，能够随之相对于电子设备其它部分独立地进行适 当的转动或移动。例如对于设置在人的肢体表面的血压测量气囊中的 光电式脉搏传感器阵列，要求当气囊充气膨胀凸起对被测部位加压 时，固定在气囊壁内侧的各传感元件的角度和位置均能随着气囊壁的 膨胀凸起而变化，以保证在气囊充放气的任何时刻各传感元件的受光 面都能够始终紧贴被测部位表面，进而保证脉搏波测量的可靠性和稳 定性。
在以往的电子设备中，为了能够保证各电子元器件被独立地设置 成不同的位置、角度，甚至随安装部位表面的形状变化一起转动或移 动，通常将这些电子元器件分别固定在安装部位表面上，并采用多根 软导线来实现每个电子元器件与电子设备之间的电气连接，即将每根 软导线的两端分别焊接在阵列中的每个电子元器件的接线端和电子 设备相应的接线端上。由于这些软导线的焊接通常只能由人工进行， 费时费力、可靠性难以保证，因此这种安装方法不适合自动化生产。 并且，采用软导线连接的电路用于形状经常变化的安装表面时，软导 线及其焊接点在多次弯折后易产生断路或短路。另外，由于大量的软 导线需占用很大的空间，因此这种安装方法也不能用于需安装的电子 元器件很多，而实际可供使用的空间又有限的场合。
之后，作为技术改进，曾采用表面贴片的电子元器件，并采用自 动化机械将其焊接在柔性电路板上，解决了传感器阵列的批量化生 产、可靠性以及占用空间大的问题。然而，由于即使是最薄的柔性电 路板也都具有一定的硬度、弹性和不可延展性，使得电路板中的每个 电子元器件不能独立地转动和移动，故这种改进所得到电路板只能够 被用于某些平整曲面或空间，而不能被用于形状复杂的曲面或空间， 特别是不能用于安装部位形状变化的场合。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明的一个目的是提供一种电子元器件 的安装方法，可以使得所安装的电子元器件可以被独立地相对于所安 装的其它电子元器件较为自由地转动和移动。
为实现上述目的，本发明提供的电子元器件的安装方法包括将 电子元器件设置在柔性电路板上，其特征在于将柔性电路板做部分
切除，形成若干周围具有空隙的半岛状连接部，每一连接部的固定端
保持与柔性电路板主体电气连接，每一连接部的自由端保持与相应的 电子元器件机械及电气连接。
本发明的另一目的是提供一种能够被附着在形状复杂、甚至变化 的被测物体的表面的传感器装置。
为实现上述另一目的，本发明提供的传感器装置包括柔性电路板 及若干电子元器件，电子元器件设置在柔性电路板上，其特征在于 柔性电路板被部分切除，形成若干周围具有空隙的半岛状连接部，每 一连接部的固定端保持与柔性电路板主体电气连接，每一连接部的自 由端保持与相应的电子元器件机械及电气连接，所述电子元器件包括 传感元器件。
本发明的又一目的是提供一种能够被附着在形状复杂、甚至变化 的人体或动物的被测部位的表面的光电式脉搏传感器。
为实现上述又一目的，本发明提供的光电式脉搏传感器包括柔性 电路板及若干电子元器件，电子元器件设置在柔性电路板上，其特征 在于柔性电路板被部分切除，形成若干周围具有空隙的半岛状连接 部，每一连接部的固定端保持与柔性电路板主体电气连接，每一连接 部的自由端保持与相应的电子元器件机械及电气连接，所述电子元器 件包括光电器件。
本发明中，电子元器件的安装方法由于将柔性电路板上除了所述 的半岛状连接部以外的其它限制每个电子元器件相对柔性电路板主 体转动和移动的柔性电路板切除，因此可以使得设置在一个普通的平 面柔性电路板上的每个电子元器件可以独立地相对于设置在同一柔 性电路板上的其它电子元器件较为自由地转动和移动，进而可以使得 这些电子元器件被安装在一个非平面的、甚至变动的空间。本发明提 供的传感器装置由于采用了上述电子元器件的安装方法，其中设置在 柔性电路板上的每个传感元件可以独立地相对于同一柔性电路板上 的其它传感元件较为自由地转动和移动，因此该传感器装置的传感面 可以被附着在形状复杂、甚至变化的被测物体的表面，对物体内部的 物理参数进行可靠、稳定的测量。本发明提供的光电式脉搏传感器是 上述电子元器件的安装方法在生物医学测量领域的具体应用，其中设 置在柔性电路板上的每个光电器件可以独立地相对于其它光电器件 较为自由地转动和移动，因此即使在被测部位形状复杂甚至变化的场 合，也可以使得每个光电器件的受光面均能始终紧贴被测部位表面， 进而提高脉搏波测量的可靠性和稳定性。
图1为本发明第一实施例提供的光电式脉搏传感器的结构示意
图2为本发明第二实施例提供的光电式脉搏传感器展开状态的 结构示意图3为本发明第二实施例提供的光电式脉搏传感器弯折成的产 品 的结构示意图4为本发明第三实施例提供的光电式脉搏传感器光电器件安 装方式的放大示意图5为本发明第四实施例提供的光电式脉搏传感器的平面示意
图6为图5所示光电式脉搏传感器的使用状态的截面示意图。
附图标记说明如下
II 柔性电路板主体；
III 柔性电路板插头；
112 柔性电路板上的光电器件主设置区域；
113 柔性电路板上的光电器件次设置区域；
114 柔性电路板上的光电器件主设置区域与光电器件次设置区域 的连接部；
116 柔性电路板上的光电器件主设置区域中预留的空隙；
12 发光器件；
121 发光器件与柔性电路板主体的半岛状连接部；
13 光电器件；
131 光电器件与柔性电路板主体的半岛状连接部；
14 气囊；
15 气囊背侧基板； 151 柔性电路板插座。
具体实施例方式
如图1所示，本发明提供第一实施例，该第一实施例揭露的光电 式脉搏传感器包括柔性电路板主体11和若干光电器件13 (图1中为 六个光电三极管)。柔性电路板11具有插头111和光电器件主设置区 域112。若干光电器件13表面焊接在柔性电路板主体11的光电器件 主设置区域112上。该主设置区域112的柔性电路板被部分切除，形 成若干周围具有空隙的半岛状连接部131。每一连接部131的固定端 保持与柔性电路板主体11机械及电气连接，自由端保持与光电器件 13机械及电气连接。从而使得每个光电器件能够相对柔性电路板主 体ll以及其它光电器件在一定范围内独立地转动和移动。
如图2及图3所示，本发明提供第二实施例。该第二实施例中， 柔性电路板主体11具有插头111、光电器件主设置区域112、光电器 件次设置区域113及光电器件主设置区域与光电器件次设置区域的 连接部114。本实施例包括九个光电器件13，其中六个分两行排列， 表面焊接在柔性电路板的光电器件主设置区域112上，另外三个布置 成一行，表面焊接在柔性电路板的光电器件次设置区域113上。与第 一实施例相同，其中限制各光电器件13相对柔性电路板主体11运动 的柔性电路板的材料被切除，仅保留光电器件13与柔性电路板主体 11之间必要电气连接和机械连接的半岛状连接部131，使得每个光电 器件能够相对柔性电路板主体以及其它光电器件较为自由的运动。与 第一实施例不同的是光电器件主设置区域112上位于两行光电器件 之间的中央部位形成有较大的具有封闭边界的空隙116。光电器件主 设置区域与光电器件次设置区域的连接部114被向光电器件主设置 区域112的方向弯折并加以定型，使得光电器件次设置区域113上设 置的光电器件填入光电器件主设置区域中央部位预留的空隙116处 (请参阅图3)。该方案特别适用于当传感器阵列具有三行以上的光 电器件，而且这些光电器件排列非常密集、各个光电器件之间的间距 本身就很狭窄的场合。因为在这种场合下再按照第一实施例切除主设 置区域内各个光电器件之间的柔性电路板将导致位于中间的一行光 电器件的半岛状连接部无法与柔性电路板主体11连接。采用该方案 实质上是利用主设置区域与次设置区域的连接部114将该行光电器 件与柔性电路板主体11之间的半岛状连接部进行了延长，使其从两 边的两行光电器件的上方绕过而不经过被部分切除后的主设置区域， 从而保证了主设置区域被部分切除后仍然能够与柔性电路板主体11 连接。
本发明提供第三实施例是在上述各实施例的基础上的进一步的 改进。以图4所示的坐标为参考，前面三个实施例中通过切除各个光 电器件13与柔性电路板主体11的半岛状连接部131以外的柔性电路 板，使得光电器件13可以在较大范围内沿着Y轴方向移动，并可以 绕X轴和Z轴适当转动，但由于作为光电器件与柔性电路板主体的 半岛状连接部131的柔性电路板本身不可伸縮，故光电器件13不能 被沿X轴和Z轴方向移动。该第三实施例与上述各实施例不同的是 将光电器件与柔性电路板主体的半岛状连接部131形成一个以上的
弯折。由于这种弯折可以使该连接部131具有可伸縮性，因此这样改
进使得光电器件13不仅可以在沿着Y轴方向移动和绕X轴和Z轴转 动，而且可以在X轴方向上较大范围内移动和在Z轴方向上适当移 动。该方案特别适用于被测部位的表面形状在测量过程中会发生变化 的场合。因为随着被测部位表面形状的变化，被测部位表面上各个测 量点之间的距离也会发生变化，在这种场合下，采用该方案可以使得 紧密贴附在被测部位表面上的各个光电器件之间的距离也随之而变 化。
上述各实施例的光电式脉搏传感器阵列仅包括光电器件，使用它 们时需要在位于被测部位表面的脉搏传感器阵列旁或在被测肢体背 侧的相对于脉搏传感器阵列所在位置的表面另外配置照射血管的光 源以形成反射或透射光。本发明提供的光电式脉搏传感器阵列还可以 同时包括作为光源的发光器件。如图5所示，本发明的第四实施例揭 露的光电式脉搏传感器除了包括柔性电路板11、十五个光电器件13 以外，还包括了十二个发光器件12。柔性电路板ll也具有插头lll、 光电器件主设置区域112、光电器件次设置区域113及光电器件主设 置区域与光电器件次设置区域的连接部114。其中十五个光电三级管 的排列及其连接方式与第二个实施例相同(只是分别设置在柔性电路 板主体11的光电器件主设置区域112和光电器件次设置区域113上 的三行光电三级管中每行具有五个光电三级管)，故在此不再赘述。 其中十二个发光器件12被分成四行，每行具有三个发光器件，被分 别设置在柔性电路板主体11的光电器件主设置区域112上的两行光 电器件组成的矩形的四周。与光电器件的安装方式相同，每个发光器 件12周围的除了用于保证发光器件12与柔性电路板主体11之间必 要电气连接和机械连接的半岛状连接部121以外的柔性电路板都被 切除，使得每个发光器件12也能够像光电器件一样在一定的范围内 独立地转动和移动。
图6所示为图5中揭露的光电式脉搏传感器的一使用状态的截面
示意图。图中，光电式脉搏传感器被设置在一个用于测量血压的气囊 14的内部，其中各光电器件的受光面及各发光器件的发光面分别被 固定在采用透明的弹性材料做成的气囊壁14的内表面上。柔性电路 板主体11的插头111插入设置在与气囊密封连接的气囊背侧基板15 上的柔性电路板插座151中。使用时，该气囊被固定在被测部位表面 上。当气囊充气对被测部位加压时，气囊壁14将随着被测部位的受 压凹陷而膨胀凸起，由于固定在气囊壁14上的各个光电器件13及发 光器件12与柔性电路板主体11之间采用了上述的能够相互独立地转 动和移动的安装方式，在本实施例中各光电器件13的受光面及发光 器件12的发光面均能始终随着气囊壁14的膨胀凸起而紧贴被测部位 表面，保证脉搏波测量的稳定性。
通过以上实施例，本发明揭露了一种电子元器件的安装方法以及 用该方法制作的光电式脉搏传感器。然而，以上所揭露的实施例，仅 为本发明总体构思的具体示例，对于所属技术领域的普通技术人员来 说， 一些不需创造性劳动即可想到的、基于本发明所做的简单变更， 仍应当不脱本发明保护的范围。例如，使用本发明揭露的方法将其它 电子元器件与柔性线路板进行连接的情形；传感元件为温度传感元 件、压力传感元件、电极等的情形；当传感器阵列中央具有更多行光 电器件时，可以采用更多个光电器件次设置区域113及其与光电器件 主设置区域112的连接部114来解决这些位于传感器阵列中央的多行 光电器件13与柔性电路板主体11之间必要电气连接和机械连接的问 题。
权利要求
1. 一种电子元器件的安装方法，其特征在于将电子元器件设置在柔性电路板上，将柔性电路板做部分切除，形成若干周围具有空隙的半岛状连接部，每一连接部的固定端保持与柔性电路板主体电气连接，每一连接部的自由端保持与相应的电子元器件机械及电气连接。
2. 如权利要求1所述的电子元器件的安装方法，其特征在于所述 半岛状连接部设有可伸縮的弯折。
3. 如权利要求1或2所述的电子元器件的安装方法，其特征在于 所述柔性电路板具有电子元器件主设置区域和一个以上的次设置区 域，将所述次设置区域与所述主设置区域的连接部分弯折，使所述次 设置区域上设置的电子元器件位于所述主设置区域上预定的空隙处。
4. 一种传感器装置，包括柔性电路板及若干电子元器件，电子元器 件设置在柔性电路板上，其特征在于柔性电路板被部分切除，形成 若干周围具有空隙的半岛状连接部，每一连接部的固定端保持与柔性 电路板主体电气连接，每一连接部的自由端保持与相应的电子元器件 机械及电气连接，所述电子元器件包括传感元器件。
5. 如权利要求4所述的传感器装置，其特征在于所述半岛状连接 部设有可伸縮的弯折。
6. 如权利要求4或5所述的传感器装置，其特征在于所述柔性电 路板具有电子元器件主设置区域及至少一个电子元器件次设置区域， 所述次设置区域与所述主设置区域的连接部分被弯折后，次设置区域上设置的电子元器件位于主设置区域上预定的空隙处。
7. —种光电式脉搏传感器，包括柔性电路板及若干电子元器件，电 子元器件设置在柔性电路板上，其特征在于:柔性电路板被部分切除， 形成若干周围具有空隙的半岛状连接部，每一连接部的固定端保持与 柔性电路板主体电气连接，每一连接部的自由端保持与相应的电子元 器件机械及电气连接，所述电子元器件包括光电器件。
8. 如权利要求7所述的光电式脉搏传感器，其特征在于所述半岛 状连接部设有可伸縮的弯折。
9. 如权利要求7或8所述的光电式脉搏传感器，其特征在于所述 柔性电路板具有电子元器件主设置区域及至少一个电子元器件次设 置区域，所述次设置区域与所述主设置区域的连接部分被弯折后，次 设置区域上设置的电子元器件位于主设置区域上预定的空隙处。
10. 如权利要求9所述的光电式脉搏传感器，其特征在于所述电子 元器件还包括若干发光器件。
全文摘要
本发明涉及电子技术领域，尤其涉及电子元器件的安装方法及用该方法制作的传感器装置。本发明公开的电子元器件的安装方法将柔性电路板上除了半岛状连接部以外的其它限制每个电子元器件相对柔性电路板主体转动和移动的柔性电路板切除，因此可以使得设置在一个普通的平面柔性电路板上的每个电子元器件可以独立地相对于设置在同一柔性电路板上的其它电子元器件较为自由地转动和移动，进而可以使得这些电子元器件被安装在一个非平面的、甚至变动的空间。本发明还公开了基于上述方法的传感器装置，使得传感器装置的传感面可以被附着在形状复杂、甚至变化的被测物体的表面。
文档编号H05K3/32GK101207974SQ20061012433
公开日2008年6月25日 申请日期2006年12月21日 优先权日2006年12月21日
发明者陆渭明 申请人:珠海微明生物医学测量技术有限公司