一种压力传感器、电路板和消费类电子产品的制作方法

1.本发明涉及压力传感器技术领域，尤其涉及一种压力传感器、电路板和消费类电子产品。


背景技术：

2.柔性压力传感器可以应用于各种消费类电子产品中，通常通过柔性压力传感器来实现压力开关或压力功能按键等。目前，大多采用在产品外壳上进行开孔安装按键或在外壳的内表面粘贴柔性压力传感器的两种方式来实现压力开关或压力功能按键等。然而，这两种方式往往会带来防尘、防水效果差、贴片消耗大量时间导致效率较低等缺点。因此，在提高消费类电子产品防尘等性能的同时，还应提高系统封装的效率，进一步提高柔性传感器的可靠性和市场竞争力。


技术实现要素：

3.本技术的发明人发现，柔性压力传感器从下至上一般包括基底层、压敏层和封装层，由于基底层和封装层的材料无法承受smt工艺的高温，因此，无法采用smt工艺来制作应用于上述消费类电子产品中的柔性压力传感器。
4.本发明的一个目的在于提供一种能够应用于smt工艺的压力传感器。
5.本发明的一个进一步的目的在于提高封装效率和成品良率。
6.特别地，本发明提供了一种压力传感器，包括：
7.柔性基底层；
8.压敏层，形成在所述柔性基底层的一侧；
9.硬板基材，位于所述压敏层的一侧，且与所述压敏层之间具有预设间隔，所述硬板基材的正反两面均印刷有电极层，且正反两面的电极层导通；
10.封装层，位于所述柔性基底层和所述硬板基材之间，用于封装所述柔性基底层和所述硬板基材之间的各结构层；
11.所述柔性基底层作为受压面，以在受到外界压力时发生变形，使得所述压敏层与所述硬板基材的一侧的电极层接触，从而使得电阻变化通过所述硬板基材上的电路进行输出。
12.可选地，所述硬板基材上具有至少两个导通孔，每个所述导通孔内均填充有导电材料，以使所述硬板基材的更靠近所述压敏层的正面电极层与反面电极层导通。
13.可选地，所述硬板基材为绝缘体。
14.可选地，所述硬板基材的正面电极层为叉指电极、平板电极、行波电极或阵列电极。
15.可选地，所述封装层从所述柔性基底层朝向所述硬板基材一侧的四周向所述硬板基材延伸，以在所述硬板基材和所述柔性基底层之间形成封闭的空间，从而封装所述柔性基底层和所述硬板基材之间的各结构层。
16.可选地，所述柔性基底层、所述压敏层和所述封装层一起作为柔性压力传感组件，所述柔性压力传感组件的数量为至少一个。
17.可选地，所述柔性压力传感组件的数量为多个，多个所述柔性压力传感组件均形成在所述硬板基材上。
18.可选地，所述封装层的材料选择为3m胶、ab胶、环氧胶、有机硅密封胶和耐候胶中的一种或多种；
19.可选地，所述压敏层的材料选择为金属材料、有机材料、无机半导体材料和碳基材料中的一种或多种；
20.可选地，所述柔性基底层的材料选择为聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯醇、聚二甲基硅氧烷和纺织材料中的一种或多种。
21.特别地，本发明还提供了一种电路板，包括多个传感位点和分别与所述多个传感位点对应的多个如前述的压力传感器，每个所述压力传感器利用smt贴片方式焊接在对应的传感位点处。
22.特别地，本发明还提供了一种消费类电子产品，包括：
23.壳体，限定形成容置空间；
24.如前述的压力传感器或如前述的电路板，设置在所述壳体内；
25.垫片，设置在压力传感器的柔性基底层与所述壳体之间，以在所述柔性基底层之前接受外界压力。
26.根据本发明的方案，通过设计柔性基底层、压敏层、硬板基材和封装层的结构，且柔性基底层作为受压面，以在受到外界压力时发生变形，使得压敏层与硬板基材的一侧的电极层接触，从而使得电阻变化通过硬板基材上的电路进行输出。由于硬板基材可以耐高温，可以应用于smt贴片工艺，因此，可以将该压力传感器应用于smt工艺，从而提高该压力传感器的系统封装效率以及成品良率。传统柔性压力传感器整体材料都是柔性的，包括封装层也是柔性的，然而柔性的封装层不能用于smt贴片工艺。传统贴片式压力传感器，其封装结构是硬质的，可以直接用于smt贴片工艺。本发明的压力传感器不同于传统柔性压力传感器和传统贴片式压力传感器，是基于传统柔性压力传感器，结合了传统贴片式压力传感器的优点，从而对传感器的结构以及封装进行了创新性以及打破技术常规式的改进。需要理解的是，本发明压力传感器仅仅是具有传统贴片式压力传感器的优点，即可以用于smt贴片工艺，但是并不能使用传统贴片式压力传感器的传感结构以及封装结构，是独自创新出一种新的结构来同时具备传统柔性压力传感器和传感贴片式压力传感器的优点。
27.并且，该压力传感器可以直接安装在消费类电子产品的外壳内，无需在外壳开孔，从源头上解决了电子产品防水性能差的问题。同时，相比于现有技术中采用双面胶粘贴柔性压力传感器至外壳内侧的方案，本专利在保持无孔设计的同时还不影响整体性能，还可通过smt的方式将至少一个压力传感器焊接在其他电路中，可大大提高封装效率和成品良率。
28.根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
29.后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：
30.图1示出了根据本发明一个实施例的压力传感器的示意性结构图；
31.图2示出了根据本发明一个实施例的硬板基材的示意性结构图；
32.图3示出了根据本发明一个实施例的消费类电子产品的示意性结构图；
33.图中：1-柔性基底层，2-压敏层，3-硬板基材，4-封装层，41-导通孔，5-电极层，51-正面电极层，52-反面电极层，6-第一垫片，7-第二垫片，8-外壳。
具体实施方式
34.以下通过特定的具体实例说明本技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本技术的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。本技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本技术的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
35.还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本技术的基本构想，图式中仅显示与本技术中有关的结构而非按照实际实施时的结构数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各结构的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其结构布局型态也可能更为复杂。
36.另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践所述方面。
37.图1示出了根据本发明一个实施例的压力传感器的示意性结构图。如图1所示，该压力传感器包括柔性基底层1、压敏层2、硬板基材3和封装层4。压敏层2形成在柔性基底层1的一侧。硬板基材3位于压敏层2的一侧，且与压敏层2之间具有预设间隔，硬板基材3的正反两面均印刷有电极层5，且正反两面的电极层5导通。封装层4位于柔性基底层1和硬板基材3之间，用于封装柔性基底层1和硬板基材3之间的各结构层。柔性基底层1作为受压面，以在受到外界压力时发生变形，使得压敏层2与硬板基材3的一侧的电极层5接触，从而使得电阻变化通过硬板基材3上的电路进行输出。
38.根据本发明实施例的方案，通过设计柔性基底层1、压敏层2、硬板基材3和封装层4的结构，且柔性基底层1作为受压面，以在受到外界压力时发生变形，使得压敏层2与硬板基材3的一侧的电极层5接触，从而使得电阻变化通过硬板基材3上的电路进行输出。由于硬板基材3可以耐高温，可以应用于smt贴片工艺，因此，可以将该压力传感器应用于smt工艺，从而提高该压力传感器的系统封装效率以及成品良率。传统柔性压力传感器整体材料都是柔性的，包括封装层也是柔性的，然而柔性的封装层不能用于smt贴片工艺。传统贴片式压力传感器，其封装结构是硬质的，可以直接用于smt贴片工艺。本发明的压力传感器不同于传统柔性压力传感器和传统贴片式压力传感器，是基于传统柔性压力传感器，结合了传统贴
片式压力传感器的优点，从而对传感器的结构以及封装进行了创新性以及打破技术常规式的改进。需要理解的是，本发明压力传感器仅仅是具有传统贴片式压力传感器的优点，即可以用于smt贴片工艺，但是并不能使用传统贴片式压力传感器的传感结构以及封装结构，是独自创新出一种新的结构来同时具备传统柔性压力传感器和传感贴片式压力传感器的优点。
39.图2示出了根据本发明一个实施例的硬板基材3的示意性结构图。如图2所示，该硬板基材3上具有至少两个导通孔41，每个导通孔41内均填充有导电材料，以使硬板基材3的更靠近压敏层的正面电极层51与反面电极层52导通。该正面电极层51和反面电极层52是前述的正反两面的电极层5。该导电材料例如可以为电极材料，与硬板基材3正反两面的电极层5可以电连通。该硬板基材3为绝缘体，其材料例如可以为玻璃钢、绝缘层覆盖的金属、陶瓷或塑料等，塑料例如可以为聚丁烯材料、bt树脂基板材料等。硬板基材3的正面电极层51的电极选择为图案化电极，例如可以为叉指电极、平板电极、行波电极或阵列电极等。反面电极层52的电极不必选用图案化电极，可以为普通的导电电极。
40.该封装层4从柔性基底层1朝向硬板基材3一侧的四周向硬板基材3延伸，以在硬板基材3和柔性基底层1之间形成封闭的空间，从而封装柔性基底层1和硬板基材3之间的各结构层。该封装层4的材料选择为3m胶、ab胶、环氧胶、有机硅密封胶和耐候胶中的一种或多种。
41.该压敏层2的材料选择为金属材料、有机材料、无机半导体材料和碳基材料中的一种或多种。该压敏层2是利用涂覆的方式形成在柔性基底层1的一侧。
42.该柔性基底层1材料选择为聚酰亚胺(polyimide,pi)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate,pet)、聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,pva)、聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane,pdms)和纺织材料中的一种或多种。在柔性基底层1材料选择为上述材料的多种材料时，该柔性基底层1可以是多种材料的多层堆叠形成，也可以是多种材料的混合材料形成。
43.该柔性基底层1、压敏层2和封装层4一起作为柔性压力传感组件，该柔性压力传感组件的数量为至少一个。在一个实施例中，该柔性压力传感组件的数量为多个，多个柔性压力传感组件均形成在封装层4上，且多个柔性传感组件以阵列形式排布，从而在硬板基材3上形成柔性传感阵列。
44.特别地，本发明还提供了一种电路板，该电路板包括多个传感位点和分别与多个传感位点对应的多个压力传感器，每个压力传感器利用smt贴片方式焊接在对应的传感位点处。
45.图3示出了根据本发明一个实施例的消费类电子产品的示意性结构图。本发明实施例中，该消费类电子产品例如可以为蓝牙耳机。该消费类电子产品包括壳体、前述的压力传感器或前述的电路板，以及第一垫片6和第二垫片7。该壳体限定形成容置空间，前述的压力传感器或前述的电路板设置在壳体内。第一垫片6设置在压力传感器的柔性基底层1与壳体之间，以在柔性基底层1之前接受外界压力。第二垫片7设置在壳体和硬板基材3之间。
46.根据本发明实施例的方案，该压力传感器可以直接安装在消费类电子产品的外壳8内，无需在外壳8开孔，从源头上解决了电子产品防水性能差的问题。同时，相比于现有技术中采用双面胶粘贴柔性压力传感器至外壳8内侧的方案，本专利在保持无孔设计的同时
还不影响整体性能，还可通过smt的方式将至少一个压力传感器焊接在其他电路中，可大大提高封装效率和成品良率。
47.至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明常用理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。