專利名稱：電路板的封裝方法及使用該方法的液位傳感器裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到電路板的封裝技術(shù)以及傳感器技術(shù)，具體地說，是一種電路板的封裝方法及使用該方法的液位傳感器裝置。
背景技術(shù)：
大量的傳感器都需要在不適合電路板工作的介質(zhì)中采集信號，例如甲醇汽油傳感器、腐蝕性物位傳感器，有電解效應(yīng)的介質(zhì)傳感器。由于這些介質(zhì)的影響，如果將電路板也投入其中，將無法穩(wěn)定地工作。公知的，該類傳感器采用的解決方案是采取分體式結(jié)構(gòu)，傳感器總體由傳感部件和電路板兩大部份組成，傳感部件與電路板之間通過較長的引線連接，工作時，電路板位于工作介質(zhì)以外，僅將傳感部件安裝在工作介質(zhì)中，這樣的傳感器實際上是一種分體式結(jié)構(gòu)， 不能達(dá)到現(xiàn)代傳感器要求的一體化、小型化、信號處理集成化。公知的，該類傳感器也采用一種整體封閉的方案將傳感部件與電路板全部封裝在同一個密閉殼體內(nèi)，并且通過在殼體上設(shè)置密閉良好的引線，再與上級電路系統(tǒng)連接。但現(xiàn)有技術(shù)中，通常都是采用一些簡單的塑料裝置進(jìn)行安裝密封，但是如果在高溫高壓的液體工作環(huán)境中，這樣的封裝工藝往往導(dǎo)致液體滲透，使得電路板不能正常工作，甚至?xí)霈F(xiàn)短路現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種電路板的封裝方法及使用該方法的液位傳感器裝置，實現(xiàn)傳感部件與電路板同時放置在檢測介質(zhì)中，傳感部件與檢測介質(zhì)接觸，而電路板用封閉盒隔離，電路板布置在靠近傳感部件的位置，傳感信號穩(wěn)定，檢測精確，系統(tǒng)的安全性能好。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明首先提供了一種電路板的封裝方法，按以下步驟進(jìn)行Sl 玻璃燒結(jié)通過沖壓成型一個金屬盒蓋，在盒蓋上開通至少一個引線孔，在每個引線孔內(nèi)穿插一根導(dǎo)電金屬絲，導(dǎo)電金屬絲與引線孔之間的縫隙通過燒結(jié)密封玻璃珠進(jìn)行填充密封， 所述引線孔的數(shù)量和位置根據(jù)電路板電路引腳的數(shù)量和位置確定；S2 焊接將電路板固定在盒蓋內(nèi)，并將電路板上的電路引腳與盒蓋上對應(yīng)位置的導(dǎo)電金屬絲焊接固定；S3:壓合加工一個四周帶有封皮的盒底，將盒蓋與盒底扣合，折卷四周的封皮，通過機(jī)械擠壓作用將盒蓋與盒底封裝在一起；S4:封錫利用焊錫密封所述盒蓋與盒底之間的擠壓成型線，也可以選用其他低熔點的金屬或者合金進(jìn)行密封。
將電路板安裝在一個密閉的金屬盒內(nèi)，盒蓋通過沖壓成型，電路板上引出的導(dǎo)電金屬絲采用玻璃燒結(jié)進(jìn)行密封和固定，盒蓋與盒底之間采用機(jī)械壓合封裝，加工方便，盒體緊固，同時盒蓋與盒底之間還采用焊錫密封，保證了密閉盒的氣密性，防止液體滲透，而且還可以屏蔽外界電磁干擾，使得電路板工作在一個穩(wěn)定、安全的環(huán)境中。所述步驟S4中，封錫采用浸焊工藝、拖焊工藝或回流焊工藝。為了增強(qiáng)盒體的氣密性，步驟S3中，先在盒蓋與盒底之間填充密封層，然后再將盒蓋與盒底扣合。所述密封層為高分子密封圈或焊錫膏。為了在密封過程中減少金屬盒腔體內(nèi)氣體含量，所述步驟S3中，在密閉盒的盒體內(nèi)填充高分子化合物，然后再將所述盒底與盒蓋扣合。本發(fā)明還提出了一種利用上述方法進(jìn)行電路板封裝的液位傳感器裝置，包括轉(zhuǎn)動軸、導(dǎo)磁片、筒狀線圈以及電路板，所述導(dǎo)磁片的一端連接在轉(zhuǎn)動軸上，該導(dǎo)磁片的另一端插入所述筒狀線圈的空腔內(nèi)，所述筒狀線圈與電路板電連接，其關(guān)鍵在于所述電路板封裝在密閉的密閉盒內(nèi)，該密閉盒由盒蓋與盒底壓合而成，在盒蓋與盒底的壓合成型線上封裝有密封錫(5c)，在盒蓋上設(shè)置有至少一個引線孔，所述電路板上焊接有導(dǎo)電金屬絲，該導(dǎo)電金屬絲穿出所述引線孔，且導(dǎo)電金屬絲與引線孔之間的間隙燒結(jié)有密封玻璃珠。所述筒狀線圈包括第一線圈和第二線圈，所述電路板上焊接有6根導(dǎo)電金屬絲， 分別作為電源線、信號線、第一線圈連接線、第二線圈連接線、第一線圈回路線和第二線圈回路線，所述第一線圈串聯(lián)在第一線圈連接線與第一線圈回路線之間，第二線圈串聯(lián)在第二線圈連接線與第二線圈回路線之間。所述盒蓋與盒底的扣合面之間填充有密封層。所述密封層為高分子密封圈或焊錫膏。密閉盒的盒體內(nèi)填充有高分子化合物。本發(fā)明的顯著效果是傳感器裝置中的電路板完全封裝在一個密閉的金屬盒內(nèi)， 該密閉盒采用玻璃燒結(jié)、機(jī)械壓合、彈性體密封、聚合物填充、焊接、封錫等多種工藝進(jìn)行復(fù)合封裝，使得盒體的密封性能好，可靠性高、達(dá)到氣密級的封閉效果，能有效防止液體及氣體的滲透和外部電磁干擾，為傳感器長期工作于液體環(huán)境中提供了安全保障，同時提高了精確性和穩(wěn)定性，龍其適用于電磁感應(yīng)式液位傳感器。該封裝方式解決了長期困擾傳統(tǒng)液位傳感器的密封性能和成本問題，為該類傳感器向電子化、集成化方向發(fā)展提供了封裝解決方案。


圖1是本發(fā)明的方法流程圖；圖2是本發(fā)明的安裝結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是盒蓋開設(shè)引線孔后的俯視圖；圖4是盒蓋玻璃燒結(jié)后的剖視圖；圖5是盒底的俯視圖；圖6是盒底的剖視圖；圖7是盒蓋與盒底沖壓后的剖視圖8是盒蓋與盒底封錫后的俯視圖；圖9是盒蓋與盒底機(jī)械壓合邊緣的局部放大圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。如圖1所示，一種電路板的封裝方法，按照以下步驟進(jìn)行Sl 玻璃燒結(jié)通過沖壓成型一個金屬盒蓋fe，在盒蓋fe上開通至少一個弓I線孔5d，在每個弓I線孔5d內(nèi)穿插一根導(dǎo)電金屬絲，導(dǎo)電金屬絲與引線孔5d之間的縫隙通過燒結(jié)密封玻璃珠k 進(jìn)行填充密封，所述引線孔5d的數(shù)量和位置根據(jù)電路板4電路引腳的數(shù)量和位置確定，在本實施例中引線孔5d設(shè)置有共6個，分別用于穿插電源線V、信號線S、第一線圈連接線VI、 第二線圈連接線V2、第一線圈回路線Gl以及第二線圈回路線G2 ；S2 焊接將電路板4固定在盒蓋fe內(nèi)，并將電路板4上的電路引腳與盒蓋fe上對應(yīng)位置的導(dǎo)電金屬絲焊接固定；S3:壓合加工一個四周帶有封皮的盒底恥，將盒蓋fe與盒底恥扣合，折卷四周的封皮，通過機(jī)械擠壓作用將盒蓋fe與盒底恥封裝在一起；S4 封錫利用焊錫密封所述盒蓋fe與盒底恥之間的擠壓成型線。所述封錫步驟中采用浸焊工藝、拖焊工藝或回流焊工藝進(jìn)行焊錫密封，最優(yōu)實施例中采用浸焊工藝，將沖壓后的密封盒放入焊錫液中，直至盒蓋fe與盒底恥之間的壓合成型線被焊錫液淹沒，然后取出冷凝，即可保證盒體的密封性能。為了增強(qiáng)盒體的氣密性，步驟S3中，先在盒蓋fe與盒底恥之間填充密封層5f，然后再將盒蓋fe與盒底恥扣合。所述密封層5f為高分子密封圈或焊錫膏，焊錫膏在步驟S4中可進(jìn)一步熔化，填充金屬縫隙，起到加強(qiáng)密封作用。為了在密封過程中減少金屬盒腔體內(nèi)氣體含量，在步驟S3中，先在密閉盒5的盒體內(nèi)填充高分子化合物5g，然后再將所述盒底恥與盒蓋5a扣合，其高分子化合物采用液態(tài)填充，最后冷凝固化。如圖2所示，一種利用所述方法進(jìn)行電路板封裝的液位傳感器裝置，包括轉(zhuǎn)動軸 1、導(dǎo)磁片2、筒狀線圈3以及電路板4，所述導(dǎo)磁片2的一端連接在轉(zhuǎn)動軸1上，該導(dǎo)磁片2 的另一端插入所述筒狀線圈3的空腔內(nèi)，所述筒狀線圈3與電路板4電連接，轉(zhuǎn)動軸1的另一端通過軸桿連接浮子，隨著液位升降浮子帶動轉(zhuǎn)動軸1轉(zhuǎn)動，使轉(zhuǎn)動軸1上的導(dǎo)磁片2旋轉(zhuǎn)，由于導(dǎo)磁片2插入在筒狀線圈3中，導(dǎo)磁片2旋轉(zhuǎn)不同的角度，插入在筒狀線圈3中的深度則不一樣，從而影響筒狀線圈3的電性參數(shù)，在電路板4上設(shè)置相應(yīng)的參數(shù)檢測電路， 即可將液位信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枺瑥亩鴮崿F(xiàn)液體液位檢測。如圖3-圖9所示，所述電路板4封裝在密閉盒5內(nèi)，該密閉盒5由盒蓋fe與盒底 5b壓合而成，在盒蓋fe與盒底恥的壓合成型線上封裝有密封錫5c，在盒蓋fe上設(shè)置有六個引線孔5d，所述電路板4上焊接有導(dǎo)電金屬絲，該導(dǎo)電金屬絲穿出所述引線孔5d，且導(dǎo)電金屬絲與引線孔5d之間的間隙燒結(jié)有密封玻璃珠k。將電路板4封裝在密閉盒5內(nèi)，導(dǎo)電金屬絲與引線孔5d之間的縫隙通過燒結(jié)玻璃珠^？進(jìn)行密封，即可以保證盒體的密封性能，又能將導(dǎo)電金屬絲牢牢固定，而且玻璃材質(zhì)具有絕緣性，使得導(dǎo)電金屬絲與金屬盒蓋fe隔離，防止電路串?dāng)_。盒蓋fe與盒底恥之間采用機(jī)械壓合封裝，加工方便，盒體緊固，同時盒蓋fe與盒底恥之間采用焊錫密封，保證了金屬盒5的氣密性，防止液體滲透，而且還可以屏蔽外界電磁干擾，使得電路板4工作在一個穩(wěn)定、安全的環(huán)境中。所述筒狀線圈3包括第一線圈3a和第二線圈北，所述電路板4上焊接有6根導(dǎo)電金屬絲，分別作為電源線V、信號線S、第一線圈連接線VI、第二線圈連接線V2、第一線圈回路線Gl和第二線圈回路線G2，所述第一線圈3a串聯(lián)在第一線圈連接線Vl與第一線圈回路線Gl之間，第二線圈北串聯(lián)在第二線圈連接線V2與第二線圈回路線G2之間。筒狀線圈3由第一線圈3a和第二線圈北組成，即可當(dāng)成一個變壓器，也可以當(dāng)成一個耦合器，利用電磁感應(yīng)原理，導(dǎo)磁片2插入筒狀線圈3的深度影響了線圈的感應(yīng)系數(shù)， 電源線V作為外部電路的正極輸入端，第二線圈回路線G2作為外部電路的負(fù)極輸入端，通過外部電路向傳感器提供電源，電路板4將第一電壓加載到第一線圈3a上，通過處理電路檢測第二線圈北兩端的耦合電壓即可判別導(dǎo)磁片2的深度，導(dǎo)磁片2的深度又反映了液位的高低，檢測到的電壓信號通過信號線S傳到外部電路進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，從而獲得液位信息。為了增強(qiáng)金屬盒5的氣密性，所述盒蓋fe與盒底恥之間填充有密封層5f，密封層 5f既可采用高分子材料的密封圈，也可以采用焊錫膏，焊錫膏在封錫過程中遇到高溫熔化， 從而填充盒蓋fe與盒底恥之間的縫隙，增強(qiáng)裝置的氣密性。密閉盒5的盒體內(nèi)填充有高分子化合物5g，用于該高分子化合物為耐高溫的硬樹脂材料。本發(fā)明的工作原理是通過浮子帶動軸桿，使轉(zhuǎn)動軸1上的導(dǎo)磁片2轉(zhuǎn)動，導(dǎo)磁片2插入在筒狀線圈3中， 導(dǎo)磁片2轉(zhuǎn)動的角度影響導(dǎo)磁片2插入的深度，導(dǎo)磁片2在線圈中的深度決定線圈之間的感應(yīng)系數(shù)，不同的感應(yīng)系數(shù)可以檢測出不同的電路參數(shù)，通過電路板4上的處理電路即可將液位信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，從而實現(xiàn)液體液位檢測。采用玻璃燒結(jié)、壓合、封錫等成熟工藝對電路板進(jìn)行封裝，使得傳感部件和電路板 4可以共同投入在工作介質(zhì)中，傳感部件可以與工作介質(zhì)接觸，而電路元件工作在一個密閉的腔室內(nèi)，電路板4與傳感部件之間的線路較短，傳感部件的信號通過隔離的電連接引入到密閉盒5內(nèi)的電路板4上，傳輸距離短，信號穩(wěn)定，電路板4的電源、輸出信號也通過隔離的電連接引出封閉盒5，最終與外部系統(tǒng)電路連接，有效防止了液體的浸入和外界的電磁干擾，保證了傳感器裝置能夠長期穩(wěn)定工作。
權(quán)利要求
1.一種電路板的封裝方法，其特征在于，按以下步驟進(jìn)行Sl 玻璃燒結(jié)通過沖壓成型一個金屬盒蓋( ),在盒蓋(5a)上開通至少一個引線孔(5d)，在每個引線孔(5d)內(nèi)穿插一根導(dǎo)電金屬絲，導(dǎo)電金屬絲與引線孔(5d)之間的縫隙通過燒結(jié)密封玻璃珠(5e)進(jìn)行填充密封，所述引線孔(5d)的數(shù)量和位置根據(jù)電路板電路引腳的數(shù)量和位置確定；S2:焊接將電路板固定在盒蓋(5a)內(nèi)，并將電路板(4)上的電路引腳與盒蓋(5a)上對應(yīng)位置的導(dǎo)電金屬絲焊接固定；53壓合加工一個四周帶有封皮的盒底( ),將盒蓋(5a)與盒底(5b)扣合，折卷四周的封皮， 通過機(jī)械擠壓作用將盒蓋(5a)與盒底(5b)封裝在一起；54封錫利用焊錫密封所述盒蓋(5a)與盒底(5b)之間的擠壓成型線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路板的封裝方法，其特征在于所述步驟S4中，封錫采用浸焊工藝、拖焊工藝或回流焊工藝。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路板的封裝方法，其特征在于所述步驟S3中，先在盒蓋 (5a)與盒底(5b)之間填充密封層(5f)，然后再將盒蓋(5a)與盒底(5b)扣合。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電路板的封裝方法，其特征在于所述密封層(5f)為高分子密封圈或焊錫膏。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路板的封裝方法，其特征在于所述步驟S3中，在密閉盒 (5)的盒體內(nèi)填充高分子化合物(5g)，然后再將所述盒底(5b)與盒蓋(5a)扣合。
6.一種液位傳感器裝置，包括轉(zhuǎn)動軸(1)、導(dǎo)磁片O)、筒狀線圈(3)以及電路板0)， 所述導(dǎo)磁片( 的一端連接在轉(zhuǎn)動軸(1)上，該導(dǎo)磁片( 的另一端插入所述筒狀線圈(3) 的空腔內(nèi)，所述筒狀線圈C3)與電路板電連接，其特征在于所述電路板(4)封裝在密閉盒(5)內(nèi)，該密閉盒(5)由盒蓋(5a)與盒底(5b)壓合而成，在盒蓋(5a)與盒底(5b)的壓合成型線上封裝有密封錫(5c)，在盒蓋(5a)上設(shè)置有至少一個引線孔(5d)，所述電路板上焊接有導(dǎo)電金屬絲，該導(dǎo)電金屬絲穿出所述引線孔(5d)，且導(dǎo)電金屬絲與引線孔 (5d)之間的間隙燒結(jié)有密封玻璃珠(5e)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的液位傳感器裝置，其特征在于所述筒狀線圈(3)包括第一線圈(3a)和第二線圈(北)，所述電路板⑷上焊接有6根導(dǎo)電金屬絲，分別作為電源線 (V)、信號線(S)、第一線圈連接線(Vl)、第二線圈連接線(V2)、第一線圈回路線(Gl)和第二線圈回路線(G2)，所述第一線圈(3a)串聯(lián)在第一線圈連接線(Vl)與第一線圈回路線(Gl) 之間，第二線圈(3b)串聯(lián)在第二線圈連接線(V2)與第二線圈回路線(G2)之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的液位傳感器裝置，其特征在于所述盒蓋(5a)與盒底(5b)的扣合面之間填充有密封層(5f)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的液位傳感器裝置，其特征在于所述密封層(5f)為高分子密封圈或焊錫膏。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的液位傳感器裝置，其特征在于所述密閉盒( 的盒體內(nèi)填充有高分子化合物(5g)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電路板的封裝方法及使用該方法的液位傳感器裝置，其方法包括玻璃燒結(jié)、焊接、壓合以及封錫等多道工序，其裝置包括轉(zhuǎn)動軸、導(dǎo)磁片、筒狀線圈以及電路板，其特征在于電路板封裝在密閉盒內(nèi)，該密閉盒由盒蓋與盒底沖壓而成，在盒蓋與盒底的壓合成型線上封裝有密封錫，在盒蓋上設(shè)置有至少一個引線孔，所述電路板上焊接有導(dǎo)電金屬絲，該導(dǎo)電金屬絲穿出所述引線孔，且導(dǎo)電金屬絲與引線孔之間的間隙燒結(jié)有密封玻璃珠。其顯著效果是電路板完全封裝在一個密閉盒內(nèi)，盒體的密封性能好，能有效防止液體的滲透和外部電磁干擾，為傳感器長期工作于液體環(huán)境中提供了安全保障，同時提高了精確性和穩(wěn)定性。
文檔編號G01F23/22GK102231940SQ201110146638
公開日2011年11月2日 申請日期2011年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月1日
發(fā)明者蔣勤舟 申請人:蔣勤舟