一种贴片式半导体气体传感器的制作方法

本实用新型涉及传感器技术领域，尤其涉及一种贴片式半导体气体传感器。

背景技术：

目前主流的半导体气体传感器是一种阻抗器件，其商业化应用始于19世纪六七十年代，经过数十年的发展，半导体气体传感器已成为目前产销量最大，应用范围最广的气体传感器，在气体传感器领域中占有重要地位。

如今市场化推广的半导体气体传感器，从结构形态上主要可分为微珠式、管式、片式和MEMS四种。其中微珠式、管式和片式半导体气体传感器发展较早，生产应用技术成熟，是目前的主要产品形态，其中以片式传感器占比最高。这三种传感器虽然形态各异，但均为分立器件，敏感芯体采用悬吊装配模式，即敏感芯体与基座的连接均是通过引线焊接实现，此种装配方式易因震动冲击使传感器受到损伤，在汽车、便携产品等领域中应用有潜在风险。MEMS半导体气体传感器是近二十年来逐步商业化的产品，采用贴片封装结构，由悬膜或悬臂式微热板和气敏层组成敏感芯体，粘贴于陶瓷管壳内，以金线绑定连接敏感芯体与壳体焊盘。此类传感器体积小、功耗低、抗震性好、易集成，但此类产品基于MEMS工艺生产，需要大规模制造方能显现出成本与质量优势，受限于市场因素，目前尚未占据市场主流，主要应用在一些智能穿戴设备中。

为了同时满足结构稳定性好、生产加工便捷、成本优势突出的产品，以满足现实的应用需求，参考对比文CN206648990U，该申请文件中提出的问题如上，而此对比文件解决的办法如下：一种贴片式半导体气体传感器，包括气体敏感芯片1、含盲孔21的PCB板2以及金属盖帽3，所述气体敏感芯片1包括高纯氧化铝陶瓷基片11，所述高纯氧化铝陶瓷基片11连接有测量电极金导电带13以及加热电阻金导电带12，所述测量电极金导电带13的上表面设置有气敏材料层14，所述加热电阻金导电带12的下表面连接有加热电阻层15，所述加热电阻金导电带12包括第一加热电阻金导电层121和第二加热电阻金导电层122，所述高纯氧化铝陶瓷基片11上贯穿设置有第一焊盘16 和第二焊盘17，所述第一焊盘16和第二焊盘17内均设置有金引线4，所述第一加热电阻金导电层121包括通过第一焊盘16内的金引线4 导通连接的第一上加热电阻金导电层1211和第一下加热电阻金导电层1212，所述第二加热电阻金导电层122包括通过第二焊盘17内的金引线4导通连接的第二上加热电阻金导电层1221和第二下加热电阻金导电层1222，加热电阻层15连接第一下加热电阻金导电层1212 和第二下加热电阻金导电层1222，所述测量电极金导电带13包括第一测量电极金导电层131和第二测量电极金导电层132，所述气敏材料层14连接第一测量电极金导电层131和第二测量电极金导电层 132，所述气体敏感芯片1盖设在盲孔21上且与PCB板2粘接连接，所述PCB板2上贯穿设置有若干个金焊盘22，所述第一测量电极金导电层131、第二测量电极金导电层132、第一加热电阻金导电层121 以及第二加热电阻金导电层122分别与一金焊盘22通过金引线4绑定连接，所述金属盖帽3的形状及大小与PCB板2的形状及大小相同，所述金属盖帽3通过粘胶压覆住PCB板3上的金焊盘22。

该申请文件中存在以下不足：气体敏感芯片1与PCB板2粘接，因为粘胶的粘性会随时间的延长逐渐降低，从而造成气体敏感芯片安装不稳定的问题，可能会造成气体敏感芯片脱落，严重影响该气体传感器的使用寿命，因此亟需设计一种贴片式半导体气体传感器。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，如：现有的气体敏感芯片与PCB板粘接，粘胶的粘性会随时间的延长逐渐降低，从而造成气体敏感芯片安装不稳定的问题，可能会造成气体敏感芯片脱落，严重影响该气体传感器的使用寿命。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种贴片式半导体气体传感器，包括PCB板，所述PCB板的上方设有安装槽，所述安装槽的底部固定安装有安装板，所述安装板的上方设有放置槽，所述放置槽的底部放置有气体敏感芯片，所述安装板内左右对称设有两个滑动腔，所述安装板的上方左右对称设有两个分别与滑动腔连通的螺纹口，所述螺纹口内螺纹连接有螺杆，所述螺杆的一端穿过螺纹口延伸至滑动腔外，所述螺杆的延伸端固定安装有限位块，所述螺杆的另一端位于滑动腔内，所述螺杆的另一端转动连接有第一凸轮，两个所述滑动腔相对的一侧均开设有开口，两个所述开口均与放置槽连通，所述开口内滑动连接有推杆，所述推杆的一端位于放置槽内，所述推杆位于放置槽内的一端固定连接有插板，所述推杆的另一端位于滑动腔内，所述推杆位于滑动腔内的一端固定连接有第二凸轮，所述第二凸轮与第一凸轮相抵。

优选的，所述放置槽内对称固定连接有两个限位板，所述气体敏感芯片位于两个限位板之间，两个所述插板上均对称设有用于滑动连接两个限位板的限位口。

优选的，两个所述插板相对的一侧均设有插槽，两个所述插槽内均设有绝缘垫。

优选的，所述推杆上固定连接有固定板，所述固定板与滑动腔滑动连接，所述滑动腔内固定连接有限位环，所述限位环开设有用于滑动连接推杆的滑口，所述第二凸轮和限位环之间对称设有两个复位弹簧，两个所述复位弹簧的两端分别与固定板和限位环相对的一侧固定连接。

优选的，所述安装板的左右两侧均上下对称固定连接有两个连接件，四个所述连接件上均螺纹连接有螺栓，所述安装槽的底部设有四个用于螺纹连接螺栓的螺纹槽。

优选的，所述螺杆靠近限位块的一端设有外螺纹，所述螺纹口内设有与外螺纹配合的内螺纹，所述螺杆靠近第一凸轮的一端。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型通过螺杆、第一凸轮、第二凸轮、推杆、固定板、限位环、复位弹簧、插板实现了对气体敏感芯片稳定安装的同时，安装过程简单，更换气体敏感芯片也很方便，不仅延长了传感器的使用寿命，同时有利于对传感器的维护。

附图说明

图1为本实用新型提出的一种贴片式半导体气体传感器的顶部结构示意图；

图2为本实用新型提出的一种贴片式半导体气体传感器的安装板的内部剖视结构示意图。

图中：1PCB板、2安装槽、3连接件、4螺栓、5安装板、6限位板、7放置槽、8螺杆、9气体敏感芯片、10推杆、11插板、12第一凸轮、13第二凸轮、14滑动腔、15固定板、16限位环、17插槽、 18复位弹簧。

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一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

参照图1-2，一种贴片式半导体气体传感器，一种贴片式半导体气体传感器，包括PCB板1，PCB板1的上方设有安装槽2，安装槽2 的底部固定安装有安装板5，安装板5的左右两侧均上下对称固定连接有两个连接件3，四个连接件3上均螺纹连接有螺栓4，安装槽2 的底部设有四个用于螺纹连接螺栓4的螺纹槽，通过螺栓4配合螺纹槽实现了连接件3的固定安装。

安装板5的上方设有放置槽7，放置槽7的底部放置有气体敏感芯片9，安装板5内左右对称设有两个滑动腔14，安装板5的上方左右对称设有两个分别与滑动腔14连通的螺纹口，螺纹口内螺纹连接有螺杆8，螺杆8靠近限位块的一端设有外螺纹，螺纹口内设有与外螺纹配合的内螺纹，螺杆8靠近第一凸轮12的一端，当顺时针转动限位块，可以带动螺杆8不断地向滑动腔14内滑动，从而使得第一凸轮12挤压第二凸轮13，使得两个插板11相向滑动，当逆时针转动螺杆8时，可以将螺杆8旋出，从而使得第二凸轮13在复位弹簧 18的弹力作用下复位，两个插板11相背移动，方便将气体敏感芯片 9拆下。

螺杆8的一端穿过螺纹口延伸至滑动腔14外，螺杆8的延伸端固定安装有限位块，螺杆8的另一端位于滑动腔14内，螺杆8的另一端转动连接有第一凸轮12，两个滑动腔14相对的一侧均开设有开口，两个开口均与放置槽7连通，开口内滑动连接有推杆10，推杆 10上固定连接有固定板15，固定板15与滑动腔14滑动连接，滑动腔14内固定连接有限位环16，限位环16上开设有用于滑动连接推杆10的滑口，第二凸轮13和限位环16之间对称设有两个复位弹簧 18，两个复位弹簧18的两端分别与固定板15和限位环16相对的一侧固定连接，通过推杆10与限位环16之间的复位弹簧18，使得当螺杆8被旋出时，第一凸轮12脱离与第二凸轮13的相抵状态，复位弹簧18的弹力使得两个插板11相背移动，从而实现对气体敏感芯片 9的拆卸。

推杆10的一端位于放置槽7内，推杆10位于放置槽7内的一端固定连接有插板11，放置槽7内对称固定连接有两个限位板6，气体敏感芯片9位于两个限位板6之间，两个插板11上均对称设有用于滑动连接两个限位板6的限位口，通过两个限位板6的配合对两个插板11的滑动进行限位。

两个插板11相对的一侧均设有插槽17，两个插槽17内均设有绝缘垫，通过插槽17，从而对气体敏感芯片9进行夹紧；推杆10的另一端位于滑动腔14内，推杆10位于滑动腔14内的一端固定连接有第二凸轮13，第二凸轮13与第一凸轮12相抵。

本实用新型中，使用者使用该装置时，将气体敏感芯片9放置于放置槽7内，顺时针转动两个限位块，使得两个螺杆8均朝滑动腔14内滑动，使得第一凸轮12挤压第二凸轮13，使得两个第二凸轮13均朝着开口的方向滑动，带动了两个推杆10和两个插板11，使得两个插板11相向滑动，此时固定板15朝着限位环16的方向滑动，复位弹簧18被压缩，两个插槽17将气体敏感芯片9卡接，完成对气体敏感芯片9的安装，当需要对气体敏感芯片9进行维护保养时，可以逆时针转动两个限位块，使得两个螺杆8逆时针转动，从而使得螺杆8 从螺纹口内旋出，第一凸轮12脱离与第二凸轮13的相抵状态，在复位弹簧18的弹力作用下，使得两个插板11相背滑动，气体敏感芯片 9得以取出。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。