一种非接触式人体睡眠生理参数检测传感器换能单元的制作方法

本发明涉及压电薄膜技术领域，尤其涉及一种非接触式人体睡眠生理参数检测传感器换能单元。

背景技术：

目前已有的换能单元，常用的为压电陶瓷，通过设计结构，使需要检测的变化力加载到压电陶瓷上，压电陶瓷将力转换为电信号。相比于压电陶瓷，压电薄膜相对介电常数较低，虽然压电应变常数小于压电陶瓷，但具有较高的压电电压常数，具有频带响应范围宽，具有高冲击强度等特点，并且易于裁剪和加工。

但是现有的压电薄膜，如专利号为zl201110023507.5的发明专利所公开的压电薄膜元件，其需要通过导线将压电薄膜的两个电极连接至电压检测装置，同时需要夹具还固定压电薄膜，从而使得整体结构较为复杂，体积较大，不便于装配在一些检测设备上，同时由于电压信号传导结构的复杂性，导致机电转换效率不高。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决上述现有技术存在的问题，提供一种非接触式人体睡眠生理参数检测传感器换能单元，其结构简单，易于装配及大规模生产，同时机电转换效率高。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种非接触式人体睡眠生理参数检测传感器换能单元，包括电路板、压电薄膜和导电胶，所述压电薄膜包括膜片、分别设于膜片两个侧面上的两个电极，所述压电薄膜贴于所述电路板上，所述压电薄膜的两个电极分别通过导电胶电连接至所述电路板上的两个裸露焊盘电极。

本发明主要采用导电胶将压电薄膜贴于电路板上，同时通过导电胶连接压电薄膜和电路板的电极，直接通过导电胶将电压信号传输给电路板上的处理电路进行处理。大大简化了结构，适用范围更广，易于装配及大规模生产，同时机电转换效率高，转换结果更为准确。要说明的是，本方案中所述的电路板可采用硬质电路板，如常规fr4为基材的pcb，因为常规的硬质电路板本身也具有一定的形变范围，能够满足压电薄膜的感测范围，且硬质电路板成本较低。当然，本方案同样适用于柔性电路板。

作为本发明优选，所述压电薄膜朝向所述电路板的电极通过一片导电胶与电路板上的一个裸露焊盘电极连接，所述膜片朝向所述电路板的侧面上还设有转接电极，另一片导电胶一端连接所述转接电极和电路板上的另一个裸露焊盘电极，另一端经所述膜片的边缘翻折至所述膜片的另一侧面上，并与该侧面上的电极连接。

作为本发明优选，所述的一片导电胶为三向导电胶或z向导电胶，所述的另一片导电胶为三向导电胶。

作为本发明优选，所述电路板的长度大于所述压电薄膜的长度，所述电路板上的一个裸露焊盘电极设于所述压电薄膜的覆盖面外，一片导电胶通过两侧面连接所述压电薄膜朝向所述电路板的电极和电路板上的一个裸露焊盘电极，另一片导电胶通过同一侧面连接所述压电薄膜背向所述电路板的电极和电路板上的另一个裸露焊盘电极。

作为本发明优选，所述的一片导电胶为三向导电胶或z向导电胶，所述的另一片导电胶为三向导电胶。

作为本发明优选，所述膜片朝向所述电路板的侧面上还设有延伸电极，所述压电薄膜背向所述电路板的电极、所述膜片及所述延伸电极之间贯穿有通孔，所述延伸电极通过所述通孔与所述压电薄膜背向所述电路板一侧的电极连接，所述压电薄膜朝向所述电路板的电极与所述延伸电极分别通过导电胶电连接至所述电路板的两个裸露焊盘电极。

作为本发明优选，所述导电胶为一片z向导电胶，或者分开的两片z向导电胶或三向导电胶。

作为本发明优选，所述压电薄膜背向所述电路板的一侧还设有保护膜。

本发明的优点是：结构简单，适用范围广，易于装配及大规模生产，同时机电转换效率高，转换结果更为准确。

附图说明

图1为本发明实施例1的结构示意图；

图2为本发明实施例1的爆炸结构示意图；

图3为本发明实施例2的结构示意图；

图4为本发明实施例2的爆炸结构示意图；

图5为本发明实施例3一种方式的结构示意图；

图6为本发明实施例3一种方式的爆炸结构示意图；

图7为本发明实施例3另一种方式的结构示意图；

图8为本发明实施例3另一种方式的爆炸结构示意图。

1-电路板；2-压电薄膜；3，31，32-导电胶；11-电路板负极；12-电路板正极；21-膜片；22-压电薄膜正极；23-压电薄膜负极；24-转接电极；25-延伸电极；211-通孔。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的详细说明。

实施例1

如图1-2所示，一种非接触式人体睡眠生理参数检测传感器换能单元，包括带有与压电薄膜相匹配裸露焊盘电极的电路板1、压电薄膜2和导电胶，所述压电薄膜2包括膜片21、分别设于膜片21两个侧面上的两个电极，两个所述电极在膜片的同一端不能都延伸到边缘，以避免两个电极在膜片边缘处接触造成短路。裸露焊盘电极采用导电性好、不易氧化的镀层，整平工艺，如沉金等工艺。所述压电薄膜2贴于所述电路板1上，所述压电薄膜2的两个电极分别通过导电胶电连接至所述电路板1上的两个电极，所述电路板1可采用硬质电路板，如常规fr4为基材的pcb，因为常规的硬质电路板本身也具有一定的形变范围，能够满足压电薄膜的感测范围，且硬质电路板成本较低。当然，本方案同样适用于柔性电路板。

具体的，以膜片21的上侧面（图中所示）为压电薄膜正极22，下侧面（图中所示）为压电薄膜负极23，以电路板1上面积较大的裸露焊盘电极为电路板负极11，面积较小的裸露焊盘电极为电路板正极12进行说明。

压电薄膜负极23未覆盖整个膜片21下侧面，其与电路板负极11的形状相当，并通过同样形状的一片三向导电胶或z向导电胶31进行粘接。而膜片21下侧面未被压电薄膜负极23覆盖的部分设有转接电极24，转接电极24与电路板正极12的形状相当，并通过一片长度大于转接电极24的三向导电胶32进行粘接，该导电胶伸出膜片21外的部分通过向上翻折，与膜片上侧面的压电薄膜正极22进行粘接，从而完成整个压电薄膜2与电路板1的粘接，及两者电极的电连接。

另外，为了便于导电胶的翻折，该片导电胶32采用宽度较小的结构，即未能覆盖大部分电路板1及压电薄膜2的宽度，相应的，电路板正极12和转接电极24的宽度也与之相当。所以，为了确保压电薄膜2与电路板1的粘接面积和粘接强度，将电路板负极11延伸至电路板正极12一侧，将压电薄膜负极23延伸至转接电极24一侧，以增大对电路板1和压电薄膜2的覆盖面积，即增大了导电胶对电路板1和压电薄膜2的覆盖面积，从而提高电路板1与压电薄膜2的粘接强度，提高压电薄膜感测的准确性。

最后，为了保护压电薄膜，一般会在压电薄膜的上侧面设置一层保护膜。

实施例2

如图3-4所示，一种非接触式人体睡眠生理参数检测传感器换能单元，包括带有与压电薄膜相匹配裸露焊盘电极的电路板1、压电薄膜2和导电胶，所述压电薄膜2包括膜片21、分别设于膜片21两个侧面上的两个电极，两个所述电极在膜片的同一端不能都延伸到边缘，以避免两个电极在膜片边缘处接触造成短路。裸露焊盘电极采用导电性好、不易氧化的镀层，整平工艺，如沉金等工艺。所述压电薄膜2贴于所述电路板1上，所述压电薄膜2的两个电极分别通过导电胶电连接至所述电路板1上的两个电极，所述电路板1可采用硬质电路板，如常规fr4为基材的pcb，因为常规的硬质电路板本身也具有一定的形变范围，能够满足压电薄膜的感测范围，且硬质电路板成本较低。当然，本方案同样适用于柔性电路板。

具体的，以膜片21的上侧面（图中所示）为压电薄膜正极22，下侧面（图中所示）为压电薄膜负极23，以电路板1上面积较大的裸露焊盘电极为电路板负极11，面积较小的裸露焊盘电极为电路板正极12进行说明。还要说明的是，图3为了清楚地展示本实施例结构，刻意增大了压电薄膜、电路板和导电胶的厚度，以至于未将导电胶与电路板正极12进行连接。

电路板1的长度大于压电薄膜2的长度，并且电路板正极12处于压电薄膜2未覆盖的一端，电路板负极11与压电薄膜负极23通过一片形状相当的三向导电胶或z向导电胶31进行粘接。而在压电薄膜正极22上粘贴一片长度大于压电薄膜2的三向导电胶32，而该片导电胶超出压电薄膜2的部分恰好与下方的电路板正极12粘接，以实现压电薄膜正极22与电路板正极12的电连接。

另外，由于压电薄膜2上侧面的导电胶32与电路板正极12之间隔了一片导电胶31和压电薄膜2的厚度，所以为了使粘接边缘处过渡更为平顺，膜片21的长度略大于粘接负极的导电胶31的长度，从而使得电路板正极12靠近负极一侧与导电胶32的粘接处过渡更为平顺，以保证压电薄膜感测的准确性。

最后，为了保护压电薄膜，一般会在压电薄膜的上侧面设置一层保护膜。

实施例3

如图5-6所示，一种非接触式人体睡眠生理参数检测传感器换能单元，包括带有与压电薄膜相匹配裸露焊盘电极的电路板1、压电薄膜2和导电胶，所述压电薄膜2包括膜片21、分别设于膜片21两个侧面上的两个电极，两个所述电极在膜片的同一端不能都延伸到边缘，以避免两个电极在膜片边缘处接触造成短路。裸露焊盘电极采用导电性好、不易氧化的镀层，整平工艺，如沉金等工艺。所述压电薄膜2贴于所述电路板1上，所述压电薄膜2的两个电极分别通过导电胶电连接至所述电路板1上的两个电极，所述电路板1可采用硬质电路板，如常规fr4为基材的pcb，因为常规的硬质电路板本身也具有一定的形变范围，能够满足压电薄膜的感测范围，且硬质电路板成本较低。当然，本方案同样适用于柔性电路板。

具体的，具体的，以膜片21的上侧面（图中所示）为压电薄膜正极22，下侧面（图中所示）为压电薄膜负极23，以电路板1上面积较大的裸露焊盘电极为电路板负极11，面积较小的裸露焊盘电极为电路板正极12进行说明。

在膜片21的下侧面，压电薄膜负极23边侧设置延伸电极25，而在膜片21的上侧面，与所述延伸电极25的相背侧覆盖有压电薄膜正极22，压电薄膜正极22、膜片21和延伸电极25之间贯穿有通孔21，所述延伸电极25通过所述通孔21与压电薄膜正极22电连接，具体可通过在通孔21中注入导电胶、设置铜片或边缘电镀等方式实现电连接。然后采用如图5及图6所示的两片三向导电胶或z向导电胶31，32分别连接电路板负极11与压电薄膜负极23，以及电路板正极12与延伸电极25。或者采用如图7及图8所示的一片z向导电胶3连接电路板负极11与压电薄膜负极23，以及电路板正极12与延伸电极25。

最后，为了保护压电薄膜，一般会在压电薄膜的上侧面设置一层保护膜。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，该具体实施方式是基于本发明整体构思下的一种实现方式，而且本发明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发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。