传感器模组及电子设备的制作方法

专利2023-06-01  111



1.本发明涉及传感器技术领域,更具体地,涉及一种传感器模组及电子设备。


背景技术:

2.目前,传感器在电子设备中的应用极为广泛,为满足电子设备的不同功能,往往会设置对应的传感器。在传感器工作的过程中,工作环境会出现变化。当传感器处于水下环境时,水能够进入传感器,造成传感器失效的问题。


技术实现要素:

3.本发明的一个目的是提供一种传感器模组及电子设备的新技术方案。
4.根据本发明的第一方面,提供了一种传感器模组,传感器模组包括:
5.基板,所述基板设有第一通孔;
6.第一外壳,所述第一外壳设于所述基板,所述第一外壳与所述基板之间形成第一腔体;
7.第一传感器,所述第一传感器设于所述基板,所述第一传感器位于所述第一腔体;
8.防水组件,所述防水组件包括第一膜片和第二膜片,所述第一膜片和所述第二膜片设于所述基板,所述第一膜片与所述第二膜片之间具有间隙,所述第一膜片和所述第二膜片在所述基板上的投影覆盖所述第一通孔;
9.所述第一膜片具有至少一个第一膜孔,所述第二膜片具有至少一个第二膜孔,所述至少一个第一膜孔在所述第二膜片上的投影与所述至少一个第二膜孔相互错开;
10.在所述传感器模组处于水下环境的情况下,所述第一膜片与所述第二膜片贴合,以对所述第一通孔形成密封;
11.在所述传感器模组未处于水下环境的情况下,所述第一膜片与所述第二膜片分离。
12.可选地,所述传感器模组还包括压力传感器,所述压力传感器设于所述基板;
13.在所述传感器模组处于水下环境的情况下,所述压力传感器感测到压力,所述第一膜片与所述第二膜片之间具有第一电压,所述第一膜片与所述第二膜片靠近;
14.在所述第一电压大于或等于第一阈值时,所述第一膜片与所述第二膜片贴合;
15.在所述传感器模组未处于水下环境的情况下,所述压力传感器未感测到压力,所述第一膜片与所述第二膜片分离。
16.可选地,所述传感器模组还包括第一芯片,所述第一芯片与所述压力传感器电连接,所述第一芯片与所述第一膜片和所述第二膜片电连接;
17.在所述压力传感器感测到压力的情况下,所述第一芯片向所述第一膜片与所述第二膜片施加电压,以使所述第一膜片与所述第二膜片之间具有所述第一电压;
18.在所述压力传感器未感测到压力的情况下,所述第一膜片与所述第二膜片分离。
19.可选地,所述传感器模组还包括第二外壳,所述第二外壳设于所述基板,所述第二
外壳与所述基板之间形成第二腔体,所述压力传感器设于所述第二腔体;
20.所述第二外壳上设有第二通孔,所述第二腔体通过所述第二通孔与所述第二外壳的外界空间连通。
21.可选地,所述第二外壳内设有防水软胶,所述防水软胶覆盖所述压力传感器,所述防水软胶将所述第二腔体分为第一子腔和第二子腔,所述压力传感器位于所述第一子腔,所述第二子腔通过所述第二通孔与第二外壳的外界空间连通。
22.可选地,所述第二外壳与所述第一外壳位于所述基板的同一侧,所述第二外侧与所述第一外壳一体成型。
23.可选地,所述压力传感器与所述第一传感器位于所述基板的相背离的两侧。
24.可选地,所述第一膜孔和所述第二膜孔中的至少一个包括多个微孔。
25.可选地,所述第一传感器覆盖于所述第一通孔,所述第一传感器的背腔与所述第一通孔连通,所述防水组件位于所述背腔内。
26.可选地,所述防水组件还包括第一衬底,所述第一衬底具有第三通孔,所述第一通孔与所述第三通孔连通,所述第一膜片和所述第二膜片设于所述第三通孔内。
27.根据本发明的第二方面,提供了一种电子设备,所述电子设备包括如第一方面所述的传感器模组。
28.根据本公开的一个实施例,通过设置防水组件在第一通孔处形成防护,能够避免水从第一通孔进入损伤第一腔体内的器件,其中,在传感器模组处于水下环境的情况下,第一膜片与第二膜片贴合形成防水层,以对第一通孔形成密封,避免了水从第一通孔进入,在传感器模组未处于水下环境的情况下,第一膜片与第二膜片分离,传感器模组外界的信号能够从第一模孔和第二膜孔进入第一腔体,以被第一传感器感应,保障了传感器模组能够正常工作。
29.通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述,本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
30.被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例,并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。
31.图1是本发明的实施例中传感器模组的防水组件未受到水压的状态下的结构示意图。
32.图2是本发明的实施例中传感器模组的防水组件受到水压的状态下的结构示意图。
33.图3是本发明的另一实施例中传感器模组的结构示意图。
34.图4是本发明的实施例中传感器模组的防水组件的结构示意图。
35.图5是本发明的实施例中传感器模组的第二膜片的结构示意图。
36.附图标记说明:
37.1、基板;10、第一通孔;2、第一外壳;20、第一腔体;3、第一传感器;30、背腔;4、防水组件;41、第一膜片;410、第一膜孔;42、第二膜片;420、第二膜孔;421、微孔;43、第一衬底;44、焊盘;5、压力传感器;6、第一芯片;7、第二外壳;70、第二通孔;8、防水软胶;9、第二芯片。
具体实施方式
38.现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到:除非另外具体说明,否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
39.以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的,决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
40.对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论,但在适当情况下,所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
41.在这里示出和讨论的所有例子中,任何具体值应被解释为仅仅是示例性的,而不是作为限制。因此,示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
42.应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
43.根据本公开的一个实施例,提供了一种传感器模组,如图1-图5所示,传感器模组包括:
44.基板1,所述基板设有第一通孔10;
45.第一外壳2,所述第一外壳2设于所述基板1,所述第一外壳2与所述基板1之间形成第一腔体20。
46.第一传感器3,所述第一传感器3设于所述基板1,所述第一传感器3位于所述第一腔体20。
47.防水组件4,所述防水组件4包括第一膜片41和第二膜片42,所述第一膜片41和所述第二膜片42设于所述基板1,所述第一膜片41与所述第二膜片42之间具有间隙,所述第一膜片41和所述第二膜片42在所述基板1上的投影覆盖所述第一通孔10。
48.所述第一膜片41具有至少一个第一膜孔410,所述第二膜片42具有至少一个第二膜孔420,所述至少一个第一膜孔410在所述第二膜片42上的投影与所述至少一个第二膜孔420相互错开。经第一通孔10进入第一腔体20的信号需要经过第一膜片41上的第一膜孔410,以及第二膜片42上的第二膜孔420之后,才能够进入第一腔体20内。
49.在所述传感器模组处于水下环境的情况下,如图2中所示,所述第一膜片41与所述第二膜片42贴合,以对所述第一通孔10形成密封,避免水从第一通孔10进入第一腔体20。
50.可选地,第一膜片41与第二膜片42贴合的区域为:第一膜片41的设置有第一膜孔410的区域以及第二膜片42设置有第二膜孔420的区域。
51.因第一膜片41上的第一膜孔410与第二膜片42上的第二膜孔420相互错开,在第一膜片41与第二膜片42贴合的状态下,第一膜孔410被第二膜片42的无孔区域封堵,第二膜孔420被第一膜片41的无孔区域封堵,从而使第一膜片41与第二膜片42贴合形成密封的防水膜层。该防水膜层在第一通孔10形成密封,能够避免传感器模组外界的水从第一通孔10进入第一腔体20,从而避免进水造成第一传感器3失效,保障了传感器模组能够正常工作。
52.在所述传感器模组未处于水下环境的情况下,如图1所示,所述第一膜片41与所述第二膜片42分离。
53.因第一膜片41与第二膜片42之间具有间隙,在第一膜片41与第二膜片42分开的情况下,第一膜孔410和第二膜孔420通过该间隙连通,从而使第一腔体20与第一通孔10连通,
使信号能够经第一通孔10进入并经过第一膜片41和第二膜片42进入第一腔体20,从而被第一传感器3感测到。例如,声音信号进入第一通孔10后经第二膜孔420和第一膜孔410进入第一腔体20,通过第一传感器3拾取声音信号。
54.在一个实施例中,如图1-图3所示,所述传感器模组还包括压力传感器5,所述压力传感器5设于所述基板1;
55.在所述传感器模组处于水下环境的情况下,所述压力传感器5感测到压力,所述第一膜片41与所述第二膜片42之间具有第一电压,所述第一膜片41与所述第二膜片42靠近。压力传感器5感测到的压力越大,第一膜片41与第二膜片42之间的第一电压就越大。例如,通过获取压力传感器5的压力值,并根据压力值向第一膜片41与第二膜片42施加电压,压力值越大则施加的电压越大。随着第一电压的值越大,第一膜片41与第二膜片42越靠近。
56.在所述第一电压大于或等于第一阈值时,所述第一膜片41与所述第二膜片42贴合。当第一电压达到第一阈值时,已经使第一膜片41与第二膜片42贴合,当第一电压大于第一阈值时,第一膜片41和第二膜片42保持贴合状态。
57.可选地,第一膜片41与第二膜片42之间的电压最大值设置为第一阈值,以避免施加于第一膜片41和第二膜片42之间的电压过大造成膜片损伤。
58.在所述传感器模组未处于水下环境的情况下,所述压力传感器5未感测到压力,所述第一膜片41与所述第二膜片42分离。
59.在压力传感器5未检测到压力时,第一膜片41与第二膜片42上不施加电压,以使第一膜片41与第二膜片42保持间隙。声音信号能够正常进入第一腔体20,保障第一传感器3的正常工作状态。
60.可选地,第一传感器3为mems芯片,用于感测声音信号。基板1上还设有第二芯片9,第二芯片9与第一传感器3电连接,第二芯片9用于处理第一传感器3感测到的信号。
61.在一个实施例中,如图1-图5所示,所述第一膜孔410和所述第二膜孔420中的至少一个包括多个微孔421。以图5中示出的第二膜孔420包括多个微孔421为例进行说明。
62.传感器模组落水处于水下环境的过程中,传感器模组所处位置的水压是逐渐变大的。当水压较小的情况下,第一膜片41与第二膜片42无法紧密贴合。这种情况下,会导致水经第一膜孔410和第二膜孔420进入第一腔体20内。
63.而在本技术实施例中,第一膜孔410和第二膜孔420中的至少一个包括多个微孔421。在水压较小的情况下,水不能经过微孔421,从而能够避免第一腔体20进水。
64.以第二膜孔420包括多个微孔421为例,当传感器模组处于水下较小的水下环境时,第一膜片41与第二膜片42未贴合,多个微孔421会将水隔离在第二膜片42外侧,避免水通过第二膜孔420进入第一膜片41与第二膜片42之间再经第一膜孔410进入第一腔体。
65.例如,当压力传感器5感测到水压,第一膜片41与第二膜片42的电压还不能够使第一膜片41与第二膜片42贴合。微孔421能够阻止水进入第一腔体20。
66.在一个实施例中,所述传感器模组还包括第一芯片6,所述第一芯片6与所述压力传感器5电连接,所述第一芯片6与所述第一膜片41和所述第二膜片42电连接。
67.在所述压力传感器5感测到压力的情况下,所述第一芯片6向所述第一膜片41与所述第二膜片42施加电压,以使所述第一膜片41与所述第二膜片42之间具有所述第一电压。
68.在所述压力传感器5未感测到压力的情况下,所述第一膜片41与所述第二膜片42
分离。
69.在该实施例中,通过第一芯片6获取压力传感器5受到的压力数据,并根据压力数据向第一膜片41与第二膜片42施加电压。例如,第一芯片6为asic芯片。
70.例如,传感器模组处于水下环境时,水压作用于压力传感器5,第一芯片6获取压力传感器5感测到的水压数据,并根据水压数据向第一膜片41与第二膜片42施加电压。
71.在一个实施例中,如图1-图3所示,所述传感器模组还包括第二外壳7,所述第二外壳7设于所述基板1,所述第二外壳7与所述基板1之间形成第二腔体,所述压力传感器5设于所述第二腔体。
72.所述第二外壳7上设有第二通孔70,所述第二腔体通过所述第二通孔70与所述第二外壳7的外界空间连通。
73.在该实施例中,第二外壳7对压力传感器5形成保护,避免压力传感器5受到碰撞损伤。
74.可选地,第二外壳7为金属壳,第二外壳7对压力传感器5形成屏蔽保护作用,避免外界信号对压力传感器5造成干扰。
75.水能够通过第二通孔70进入第二腔体并作用至压力传感器5上。
76.在一个实施例中,如图1-图3所示,所述第二外壳7内设有防水软胶8,所述防水软胶8覆盖所述压力传感器5,所述防水软胶8将所述第二腔体分为第一子腔和第二子腔,所述压力传感器5位于所述第一子腔,所述第二子腔通过所述第二通孔70与第二外壳7的外界空间连通。
77.在该实施例中,防水软胶8将压力传感器5密封隔离于第一子腔内,避免经第二通孔70进入的水直接接触压力传感器5,避免水造成压力传感器5失效的问题。外界的水压能够作用至防水软胶8并作用到压力传感器5上。
78.在一个实施例中,如图3所示,所述第二外壳7与所述第一外壳2位于所述基板1的同一侧,所述第二外壳7与所述第一外壳2一体成型。
79.在该实施例中,第一外壳2与第二外壳7位于基板1的同一侧,使增加第二外壳7的同时不会增加传感器模组的厚度。第一外壳2与第二外壳7一体成型,简化了传感器模组的结构。
80.在一个实施例中,如图1,图2所示,所述压力传感器5与所述第一传感器3位于所述基板1的相背离的两侧。
81.在该实施例中,声音信号通过第一通孔10进入第一腔体20被第一传感器3接收,第一通孔10与外界连通的位置位于基板1的背离第一传感器3的一侧。使压力传感器5与第一传感器3位于向背离的两侧,能够使压力传感器5与声音信号进入第一通孔10的位置位于同一侧。在传感器模组进入水下环境的过程中,在水进入第一通孔10时,位于同侧的压力传感器5能够同步感测到水压,从而能够及时地使第一膜片41与第二膜片42贴合,以对第一通孔10形成密封。
82.在一个实施例中,如图1-图3所示,所述第一传感器3覆盖于所述第一通孔10,所述第一传感器3的背腔30与所述第一通孔10连通,所述防水组件4位于所述背腔30内。
83.在该实施例中,声音信号经过第一通孔10后,能够在经过背腔30后作用至第一传感器3。防水组件4在背腔30内形成防护,避免水经第一通孔10进入。防水组件4设于背腔30
能够减少防水组件4增加传感器模组的体积。
84.可选地,防水组件4还可以设于基板1的背离第一传感器3的一侧。
85.在一个实施例中,如图1-图3所示,所述防水组件4还包括第一衬底43,所述第一衬底43具有第三通孔,所述第一通孔10与所述第三通孔连通,所述第一膜片41和所述第二膜片42设于所述第三通孔内。
86.在该实施例中,第一衬底43作为第一膜片41和第二膜片42的支撑结构设于基板1,第一衬底43形成第三通孔,经第一通孔10进入的声音信号进入第三通孔,再经第一膜孔410和第二膜孔420进入背腔30内。
87.在一个实施例中,第一衬底43上设有焊盘44,防水组件4通过焊盘44与基板1电连接。
88.例如,第一衬底43上对应第一膜片41和第二膜片42均设有焊盘44,第一膜片41和第二膜片42各自通过焊盘44与第一芯片6电连接。
89.根据本公开的一个实施例,提供了一种电子设备,电子设备所述电子设备包括如本公开实施例中任意一项所述的传感器模组。
90.上文实施例中重点描述的是各个实施例之间的不同,各个实施例之间不同的优化特征只要不矛盾,均可以组合形成更优的实施例,考虑到行文简洁,在此则不再赘述。
91.虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明,但是本领域的技术人员应该理解,以上例子仅是为了进行说明,而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解,可在不脱离本发明的范围和精神的情况下,对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

技术特征:
1.一种传感器模组,其特征在于,包括:基板,所述基板设有第一通孔;第一外壳,所述第一外壳设于所述基板,所述第一外壳与所述基板之间形成第一腔体;第一传感器,所述第一传感器设于所述基板,所述第一传感器位于所述第一腔体;防水组件,所述防水组件包括第一膜片和第二膜片,所述第一膜片和所述第二膜片设于所述基板,所述第一膜片与所述第二膜片之间具有间隙,所述第一膜片和所述第二膜片在所述基板上的投影覆盖所述第一通孔;所述第一膜片具有至少一个第一膜孔,所述第二膜片具有至少一个第二膜孔,所述至少一个第一膜孔在所述第二膜片上的投影与所述至少一个第二膜孔相互错开;在所述传感器模组处于水下环境的情况下,所述第一膜片与所述第二膜片贴合,以对所述第一通孔形成密封;在所述传感器模组未处于水下环境的情况下,所述第一膜片与所述第二膜片分离。2.根据权利要求1所述的传感器模组,其特征在于,所述传感器模组还包括压力传感器,所述压力传感器设于所述基板;在所述传感器模组处于水下环境的情况下,所述压力传感器感测到压力,所述第一膜片与所述第二膜片之间具有第一电压,所述第一膜片与所述第二膜片靠近;在所述第一电压大于或等于第一阈值时,所述第一膜片与所述第二膜片贴合;在所述传感器模组未处于水下环境的情况下,所述压力传感器未感测到压力,所述第一膜片与所述第二膜片分离。3.根据权利要求2所述的传感器模组,其特征在于,所述传感器模组还包括第一芯片,所述第一芯片与所述压力传感器电连接,所述第一芯片与所述第一膜片和所述第二膜片电连接;在所述压力传感器感测到压力的情况下,所述第一芯片向所述第一膜片与所述第二膜片施加电压,以使所述第一膜片与所述第二膜片之间具有所述第一电压;在所述压力传感器未感测到压力的情况下,所述第一膜片与所述第二膜片分离。4.根据权利要求2所述的传感器模组,其特征在于,所述传感器模组还包括第二外壳,所述第二外壳设于所述基板,所述第二外壳与所述基板之间形成第二腔体,所述压力传感器设于所述第二腔体;所述第二外壳上设有第二通孔,所述第二腔体通过所述第二通孔与所述第二外壳的外界空间连通。5.根据权利要求4所述的传感器模组,其特征在于,所述第二外壳内设有防水软胶,所述防水软胶覆盖所述压力传感器,所述防水软胶将所述第二腔体分为第一子腔和第二子腔,所述压力传感器位于所述第一子腔,所述第二子腔通过所述第二通孔与第二外壳的外界空间连通。6.根据权利要求4所述的传感器模组,其特征在于,所述第二外壳与所述第一外壳位于所述基板的同一侧,所述第二外侧与所述第一外壳一体成型。7.根据权利要求2所述的传感器模组,其特征在于,所述压力传感器与所述第一传感器位于所述基板的相背离的两侧。8.根据权利要求1所述的传感器模组,其特征在于,所述第一膜孔和所述第二膜孔中的
至少一个包括多个微孔。9.根据权利要求1所述的传感器模组,其特征在于,所述第一传感器覆盖于所述第一通孔,所述第一传感器的背腔与所述第一通孔连通,所述防水组件位于所述背腔内。10.根据权利要求1所述的传感器模组,其特征在于,所述防水组件还包括第一衬底,所述第一衬底具有第三通孔,所述第一通孔与所述第三通孔连通,所述第一膜片和所述第二膜片设于所述第三通孔内。11.一种电子设备,其特征在于,所述电子设备包括如权利要求1-10任意一项所述的传感器模组。

技术总结
本发明公开了一种传感器模组及电子设备,传感器模组包括:基板,基板设有第一通孔;第一外壳设于基板,第一外壳与基板之间形成第一腔体;第一传感器设于基板,第一传感器位于第一腔体;防水组件包括第一膜片和第二膜片,第一膜片和第二膜片设于基板,第一膜片与第二膜片之间具有间隙,第一膜片和第二膜片在基板上的投影覆盖第一通孔;第一膜片具有至少一个第一膜孔,第二膜片具有至少一个第二膜孔,至少一个第一膜孔在第二膜片上的投影与至少一个第二膜孔相互错开;在传感器模组处于水下环境的情况下,第一膜片与第二膜片贴合,以对第一通孔形成密封;在传感器模组未处于水下环境的情况下,第一膜片与第二膜片分离。第一膜片与第二膜片分离。第一膜片与第二膜片分离。


技术研发人员:袁兆斌
受保护的技术使用者:青岛歌尔智能传感器有限公司
技术研发日:2022.05.31
技术公布日:2022/11/1
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