CN206362818U - 一种具有柔性电路板的石英挠性加速度传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有柔性电路板的石英挠性加速度传感器。其包括表头和混合集成电路，表头与混合集成电路通过柔性电路板连接。其中，表头包括表芯和壳体；表芯包括检测质量摆组件、电磁力矩器、差动电容传感器；电磁力矩器固定在壳体上；电磁力矩器通过腹带连接；混合集成电路与差动电容传感器连接；检测质量摆组件与电磁力矩器连接；混合集成电路还与线圈连接。本实用新型防止镀银裸铜线根部发生氧化，提高了石英挠性加速度传感器的可靠性。同时，采用柔性电路板连接，使石英挠性加速度传感器在冲击振动过程中有一定的弹性，避免了镀银裸铜线根部发生断裂。

Description

一种具有柔性电路板的石英挠性加速度传感器

技术领域

本实用新型涉及一种加速度传感器，尤其涉及一种混合集成电路与表头采用柔性电路板进行连接的石英挠性加速度传感器。

背景技术

石英挠性加速度传感器是惯性导航***的主要元件之一，被广泛应用于航天、航空、航海及武器***的导航制导与控制等领域。该石英挠性加速度传感器是一种机械摆式加速度传感器，主要通过将加速度这一物理信号转变成便于测量的电信号进行测量，具有精度高、灵敏度高、功耗低的特点，同时其结构简单、体积小、重量轻，便于使用和更换。

在专利号为ZL 201020658095.3的中国实用新型中公开了一种小型抗震石英挠性加速度计，包括管脚、外壳、伺服电路、下力矩器、摆片和上力矩器。该伺服电路采用双面排版，摆片的外沿向内开设有凹槽，摆片上设置有中心孔，摆片上还设置有通孔，下力矩器的下端面中心设置有凸台，下力矩器的下端面上设置有螺孔，上力矩器的上下端面间设置有贯通孔，所述中心孔与凸台相配合，所述贯通孔、通孔与螺孔相对应，螺栓穿过贯通孔、通孔后与螺孔配合将上力矩器、摆片组和下力矩器连为一体。该实用新型不仅结构简单，体积小，而且抗震能力强。

在上述实用新型中，石英挠性加速度传感器的伺服电路与下力矩器之间采用引线连接。该石英挠性加速度传感器在冲击振动过程中由于引线不具有弹性，很容易发生引线根部断裂的现象，致使其不能正常工作。再者，引线在焊接过程中，引线根部容易发生氧化，经过长期使用，降低了石英挠性加速度传感器的可靠性。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种具有柔性电路板的石英挠性加速度传感器。

为实现上述的目的，本实用新型采用下述的技术方案：

一种具有柔性电路板的石英挠性加速度传感器，包括表头与混合集成电路，所述表头与所述混合集成电路通过柔性电路板进行连接。

其中较优地，所述柔性电路板包括第一导带和第二导带。

其中较优地，所述第一导带上有三根引线，所述第二导带上有两根引线。

其中较优地，所述第一导带与所述第二导带上分别具有电路焊接端和表头焊接端。

其中较优地，所述表头焊接端为单面过孔焊盘，所述电路焊接端为双面过孔焊盘。

其中较优地，所述第一导带的电路焊接端与所述表头焊接端分别有三个焊盘，所述第二导带的所述电路焊接端与所述表头焊接端分别有两个焊盘。

其中较优地，所述第一导带的所述焊盘与所述第一导带的引线连接，所述第二导带的所述焊盘与所述第二导带的引线连接。

其中较优地，所述焊盘的位置分别与混合集成电路的电路基板上的焊盘和表头上的接线柱的位置相对应。

本实用新型的石英挠性加速度传感器采用柔性电路板连接，导带引线有保护膜进行保护，且焊接部位为铅锡焊盘，可以防止镀银裸铜线在焊接过程中根部发生氧化，焊接牢固，石英挠性加速度传感器在冲击振动过程中，避免了镀银裸铜线根部断裂现象的产生，提高了石英挠性加速度传感器的可靠性。

附图说明

图1为石英挠性加速度传感器的工作原理示意图；

图2为现有技术中，石英挠性加速度传感器的表头与混合集成电路连接方式示意图；

图3为本实用新型中，柔性电路板的导带结构示意图；

图4为本实用新型中，石英挠性加速度传感器的表头与混合集成电路的连接方式示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型的技术内容做进一步的详细说明。

本实用新型提供了一种具有柔性电路板的石英挠性加速度传感器。如图1所示，该石英挠性加速度传感器包括表头和混合集成电路4。表头与混合集成电路4连接。其中，表头包括表芯和壳体；表芯包括检测质量摆组件8、电磁力矩器2、差动电容传感器3。电磁力矩器2固定在壳体上；电磁力矩器2优选采用左右两块电磁力矩器配合安装，两块电磁力矩器通过腹带6连接。混合集成电路4与差动电容传感器3连接。检测质量摆组件8与电磁力矩器2连接，检测质量摆组件8包括摆片9、线圈5、磁钢7；磁钢7穿过线圈5。摆片9包括：极板(图中未示出)、外环(图中未示出)、挠性平桥1。极板与外环之间通过挠性平桥连接；极板的一端设置于差动电容传感器3的中间位置，极板的另一端与挠性平桥1连接，混合集成电路4还与线圈5连接。

在工作状态下，外界加速度沿加速度计的输入轴作用，由此产生的惯性力作用于检测质量摆组件8，导致其位置发生变化，从而引起差动电容传感器3的电容值变化。利用混合集成电路4中的差动电容检测器检测这一变化，将其变换成相应的电流反馈至电磁力矩器2，从而产生电磁力矩，使得检测质量摆组件8重新回到平衡状态。在力平衡状态下，作用于检测质量摆组件8上的惯性力与电磁力矩器2的电磁力平衡，通过测量采样电阻两端的电压即可得到外界加速度的大小。

石英挠性加速度传感器实现上述工作过程需要外部电源给其供电，也需要通过混合集成电路将外界加速度引起的电容的微小变化转换为相应的信号输出。图2所示为现有技术中，石英挠性加速度传感器的表头与混合集成电路连接方式示意图。由图2可看出：混合集成电路一端上引出8根接线柱，该8根接线柱与混合集成电路相连，其分别为信号输出端、力矩自检端、－12V～－15V直流电源输入端、+12V～+15V直流电源输入端、地线端、自检端、－9V输出端、+9V输出端。在混合集成电路的电路基板41上连接有电路元器件42，在其上面还有5个焊盘，5个焊盘分布在电路元器件42两侧，并且，5个焊盘的形状和大小一样。5个焊盘分别为差动电容的负极接线端(C－)、差动电容的正极接线端(C+)、力矩器正极接线端、力矩器负极接线端、地线接线端。5个焊盘通过引线11、引线12、引线13、引线14、引线15分别与表头10的5根接线柱16相连，5根引线都是镀银裸铜线，5根接线柱的端面形状和大小一样。其中，5根接线柱16又分别与差动电容传感器3的正极和负极、电磁力矩器2的正极和负极以及地线相连；外部电源通过－12V～－15V直流电源输入端和+12V～+15V直流电源输入端为混合集成电路供电，通过混合集电路又为电磁力矩器2中力矩线圈供电，差动电容传感器3将产生的电容值变化通过引线反馈给混合集成电路，混合集成电路将其转换成相应的信号进行输出。在此工作过程中，为了使石英挠性加速度传感器能在恶劣环境中更稳定的持续工作，必须保证引线两端的根部分别与混合集成电路和表头接线柱之间的连接牢固。但是，由于镀银裸铜线在焊接过程中，其根部容易氧化，而且其不具有弹性，当受到冲击振动时，镀银裸铜线的根部很容易发生断裂现象，从而使石英挠性加速度传感器无信号输出。

为了解决镀银裸铜线的根部容易断裂和没有弹性的问题，如图3和图4所示，本实用新型中将5根镀银裸铜线更换为柔性电路板，该柔性电路板为两片导带，分别为第一导带17和第二导带18。第一导带17上有三根引线，第二导带18上有两根引线；在第一导带17上还有电路焊接端171和表头焊接端172，电路焊接端171和表头焊接端172位于第一导带17的引线的两端；电路焊接端171有三个焊盘，三个焊盘形状和大小与混合集成电路的电路基板41上的焊盘一样；并且三个焊盘的位置也与电路基板41上的焊盘的位置相对应；表头焊接端172也有三个焊盘，三个焊盘形状和大小与表头上的接线柱16的端面一样，并且三个焊盘的位置也与接线柱16的位置相对应；电路焊接端上的焊盘和表头焊接端上的焊盘与相应引线的两端相连。同样，在第二导带18上有电路焊接端181和表头焊接端182，电路焊接端181和表头焊接端182也是位于第二导带18的引线的两端；电路焊接端181有两个焊盘，两个焊盘形状和大小也与混合集成电路的电路基板41上的焊盘一样；并且两个焊盘的位置同样是与电路基板41上的焊盘的位置相对应；表头焊接端182也有两个焊盘，两个焊盘形状和大小与表头上的接线柱16的端面一样，并且两个焊盘的位置也是与接线柱16的位置相对应；电路焊接端上的焊盘和表头焊接端上的焊盘也是与相应引线的两端相连。其中，两片导带的表头焊接端为单面过孔焊盘，也就是将焊盘穿过接线柱16的一端，使焊盘与接线柱的根部接触，围绕接线柱的根部的一周进行焊接，使焊盘与接线柱的根部相连，从而避免了与电磁力矩器接触面导通。两片导带的电路焊接端为双面过孔焊盘，也就是将焊盘与电路基板41上的焊盘直接接触，将电路焊接端的焊盘和电路基板41上的焊盘之间的接触面进行整体焊接，其增大了焊接面积，提高了焊接牢固度。

在本实用新型中，柔性电路板只有与电路基板上的焊盘以及表头上的柱子连接处为焊盘，其他部分为绝缘导带，由于该绝缘导带的柔性很好，且表面有绝缘层，能够抗腐蚀、防氧化。所以，混合集成电路与表头采用柔性电路板连接的方式，引线不存在表面氧化现象，便于石英挠性加速度传感器应用于更恶劣的环境中，并且提高了石英挠性加速度传感器的可靠性。此外，采用柔性电路板连接，其中间存在弯曲弧度，石英挠性加速度传感器在冲击振动过程中较镀银裸铜线有一定的弹性，避免了镀银裸铜线根部断裂的现象产生。

以上对本实用新型所提供的具有柔性电路板的石英挠性加速度传感器进行了详细的说明。对本领域的普通技术人员而言，在不背离本实用新型实质精神的前提下对它所做的任何显而易见的改动，都将属于本实用新型专利权的保护范围。

Claims (8)

1.一种具有柔性电路板的石英挠性加速度传感器，其特征在于包括表头与混合集成电路，所述表头与所述混合集成电路通过柔性电路板进行连接。

2.如权利要求1所述的石英挠性加速度传感器，其特征在于：

所述柔性电路板包括第一导带和第二导带。

3.如权利要求2所述的石英挠性加速度传感器，其特征在于：

所述第一导带上有三根引线，所述第二导带上有两根引线。

4.如权利要求2所述的石英挠性加速度传感器，其特征在于：

所述第一导带与所述第二导带上分别具有电路焊接端和表头焊接端。

5.如权利要求4所述的石英挠性加速度传感器，其特征在于：

所述表头焊接端为单面过孔焊盘，所述电路焊接端为双面过孔焊盘。

6.如权利要求4所述的石英挠性加速度传感器，其特征在于：

所述第一导带的电路焊接端与所述表头焊接端分别有三个焊盘，所述第二导带的所述电路焊接端与所述表头焊接端分别有两个焊盘。

7.如权利要求6所述的石英挠性加速度传感器，其特征在于：

所述第一导带的所述焊盘与所述第一导带的引线连接，所述第二导带的所述焊盘与所述第二导带的引线连接。

8.如权利要求6所述的石英挠性加速度传感器，其特征在于：

所述焊盘的位置分别与混合集成电路的电路基板上的焊盘和表头上的接线柱的位置相对应。