引脚与电路板连接结构及电流传感器的制作方法

1.本实用新型涉及电流传感器技术领域，尤其涉及一种引脚与电路板连接结构及电流传感器。


背景技术：

2.电流传感器作为控制器中的关键零件，主要用于新能源汽车、工业控制领域的能量控制和反馈，如电池充放电电流、电动汽车驱动电机三相电流监测等。由于行业主流厂商对控制器功率密度提出较高的要求，这就要求电流传感器要做到小型化、集成化同时适应更苛刻的使用环境，尤其是振动环境及高电磁干扰环境。
3.电流传感器产品基于霍尔磁感应原理(被测电流的大小产生不同的磁场强度，通过测量感应磁场强度的大小输出对应的电压信号)，主要由铁芯、霍尔芯片、外壳、壳盖、pcba、端子等组成；霍尔芯片放置于铁芯的“气隙”中，霍尔芯片的引脚的一部分在“气隙”中，另一部分直插并焊接固定在pcb上。以及上述方案在长时间使用后，可能导致霍尔芯片在pcb处引脚间会产生电离子迁移或生长锡须导致引脚短路等问题，进而影响该产品的正常工作，导致车辆抖动或不能工作。
4.为了解决上述问题同类产品采用整体灌胶的技术方案，但也不能完全解决该问题，为了彻底避免该问题在实际生产中增加了额外的清洗电路板工序，又增加了生产工序复杂、生产周期长、成本高等问题。


技术实现要素：

5.为解决现有技术中存在的至少以上技术问题，本实用新型实施例提供了一种引脚与电路板连接结构及电流传感器。
6.本实用新型实施例一方面提供一种霍尔元件引脚与电路板连接结构，包括霍尔元件和电路板本体；所述霍尔元件包括芯片主体和多根引脚，多根所述引脚并排设置，所述引脚包括立杆部、弯曲部和横杆部，所述弯曲部的两端分别与所述立杆部和所述横杆部连接，所述立杆部与所述芯片主体连接；多根所述引脚的横杆部所在平面与多根所述引脚的立杆部所在平面具有设定夹角，并且相邻的两根所述引脚的横杆部的朝向相反；所述引脚的横杆部与所述电路板本体固定连接。
7.在一些实施例中，多根所述引脚的横杆部所在平面与多根所述引脚的立杆部所在平面的夹角为90
°
；多根所述引脚的所述横杆部位于同一平面形成连接端面，并且与所述电路板本体贴合并固定连接。
8.在一些实施例中，所述电路板本体上设有穿孔；所述霍尔元件穿过所述穿孔，所述芯片本体位于所述电路板本体第一面一侧，所述横杆部与所述电路板本体的第二表面固定连接。
9.在一些实施例中，所述横杆部与所述电路板本体的第一表面固定连接。
10.在一些实施例中，所述电路板本体的第一表面设有凹槽；所述横杆部与所述凹槽
的底部固定连接。
11.本实用新型实施例另一方面提供一种电流传感器，包括壳体、铁芯及上述霍尔元件引脚与电路板连接结构。
12.在一些实施例中，所述壳体内设有与所述电路板本体连接的端子；所述端子与壳体为一体成型结构。
13.在一些实施例中，所述铁芯呈圆环形，且包括断开的缝隙；所述壳体的内壁上设有凸起结构和两块隔离筋，两块所述隔离筋平行且间隔设置，所述隔离筋的一端与所述凸起结构连接；所述铁芯套设于所述凸起结构内，两块所述隔离筋位于所述缝隙内，所述霍尔元件的芯片主体穿设于两块所述隔离筋之间。
14.在一些实施例中，所述壳体还包括挡板，所述挡板围设在所述凸起结构的外围，并且所述挡板的两端分别与两块所述隔离筋固定连接；所述挡板、所述凸起结构和所述隔离筋围成用于容纳所述铁芯的容纳腔。
15.在一些实施例中，所述壳体包括用于容纳电路板本体的槽体和盖板，所述槽体与两块所述隔离筋之间的间隔连通；所述盖板的内壁上设有用于抵接所述电路板本体的凸起筋。
16.本实用新型实施例提供的一种引脚与电路板连接结构及电流传感器，霍尔芯片的引脚采用双向交叉折弯的结构形式，并且贴附于电路板本体的表面，该结构中可增加相邻引脚间的距离，从物理空间上避免/降低了霍尔引脚短路的问题。通过优化短路问题，可去除生产中的“洗板”工序，同时增加了连接后的牢固程度，使霍尔元件根部的牢固度保证不歪斜，以及折弯结构引脚与电路板本体的连接操作方便，进而提高了产品的生产效率和产品的合格率、且降低了生产和维护成本。
附图说明
17.通过参考附图阅读下文的详细描述，本实用新型示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本实用新型的若干实施方式，其中：
18.在附图中，相同或对应的标号表示相同或对应的部分。
19.图1和图2为现有的霍尔元件的结构示意图；
20.图3为本实用新型实施例一种引脚与电路板连接结构的一种结构示意图；
21.图4为本实用新型实施例一种引脚与电路板连接结构的另一种结构示意图；
22.图5为本实用新型实施例一种引脚与电路板连接结构中霍尔元件的结构示意图；
23.图6为本实用新型实施例一种引脚与电路板连接结构中一种电路板本体的结构示意图；
24.图7为本实用新型实施例一种电流传感器的结构示意图；
25.图8为本实用新型实施例一种电流传感器的剖视图；
26.图9为本实用新型实施例一种电流传感器中壳体的结构示意图。
27.图中：
28.10：霍尔元件；20：电路板本体；30：壳体；40：铁芯；50：端子；
29.11：芯片主体；12：引脚；121：立杆部；122：弯曲部；123：横杆部；
30.21：穿孔；
31.31：凸起结构；32：隔离筋；33：挡板；34：容纳腔；35：槽体；36：盖板；37：凸起筋。
具体实施方式
32.为使本实用新型的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而非全部实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
33.如图1所示，霍尔元件的引脚直插焊接在电路板(pcb)上，引脚的尺寸较小，且间距同样较小，一般在1.27mm范围。焊接操作时，霍尔元件的引脚与圆形或椭圆形焊盘对准操作较为费力，同时焊接需要采用激光焊接、波峰焊或手工焊，工艺比较复杂，生产效率低下。同时，霍尔芯片焊接成形后因引脚部分结构比较薄弱，在转运后会存在霍尔元件歪斜，导致出现后续装入外壳困难或不能装入等问题。
34.如图2所示，为了保护引脚额外增加了护套，该护套外侧包有金属件与铁芯和pcb连接，主要起到铁芯“接地”的作用，同时可保护霍尔引脚，霍尔元件的引脚折弯并焊接在pcb上，但引脚的折弯方向为同一方向，引脚在pcb上的间距仍然较小，同样存在上述中引脚可靠性与工艺的问题。
35.如图3至图6所示，本实用新型实施例提供一种霍尔元件引脚与电路板连接结构，包括霍尔元件10和电路板本体20；霍尔元件10包括芯片主体11和多根引脚12，多根引脚12并排设置，引脚12包括立杆部121、弯曲部122和横杆部123，弯曲部122的两端分别与立杆部121和横杆部123连接，立杆部121与芯片主体11连接；多根引脚12的横杆部123所在平面与多根引脚12的立杆部121所在平面具有设定夹角，并且相邻的两根引脚12的横杆部123的朝向相反；引脚12的横杆部123与电路板本体20固定连接。
36.本实用新型实施例中，相邻的引脚12之间横杆部123向相反的方向弯折，进而增加了相邻引脚12间的间距，即弯曲部122和横杆部123处的距离增大，由于该距离增大，降低了芯片引脚12短路的几率，因此，可去除制造过程中“洗板”的工艺，提高生产效率，且降低成本。
37.另外，交叉弯折的方式，可使芯片引脚12与电路板本体20连接更加牢固，避免或降低出现歪斜的的情况，使霍尔芯片的使用更加稳定可靠。
38.例如，多根引脚12的横杆部123所在平面与多根引脚12的立杆部121所在平面的夹角为90
°
；多根引脚12的横杆部123位于同一平面形成连接端面，并且与电路板本体20贴合并固定连接。
39.例如，引脚12的横杆部123与电路板本体20采用回流焊的连接方式，其中，回流焊具有焊接质量高、效率高等优点，配合横杆部123更易于与电路板本体20的贴合操作，进一步提高焊接的质量及效率。
40.在一些实施例中，引脚12的横杆部123与电路板本体20可通过多种连接方式贴合连接，芯片生产过程中，可根据实际的生产需求，选择相应的贴合方式，进而可简化生产工序以及提高产品的可靠性。例如，电路板本体20上设有穿孔21；霍尔元件10穿过穿孔21，芯
片本体位于电路板本体20第一面一侧，横杆部123与电路板本体20的第二表面固定连接。或者，例如，横杆部123与电路板本体20的第一表面固定连接。或者，例如，电路板本体20的第一表面设有凹槽；横杆部123与凹槽的底部固定连接。
41.如图7至图9所示，本实用新型实施例提供一种电流传感器，包括壳体30、铁芯40、霍尔元件10及电路板。其中，电流传感器中，霍尔元件10的引脚12与电路板本体20之间采用上述连接方式，具有良好的可靠性。
42.在一些实施例中，壳体30内设有与电路板本体20连接的端子50；端子50与壳体30为一体成型结构。例如，壳体30注塑成型，在壳体30注塑时，端子50与壳体30一体注塑成型，电路板与霍尔元件10连接完成后，电路板与霍尔元件10置入壳体30中时，直接与端子50连接。
43.在一些实施例中，铁芯40呈圆环形，且包括断开的缝隙；壳体30的内壁上设有凸起结构31和两块隔离筋32，两块隔离筋32平行且间隔设置，隔离筋32的一端与凸起结构31连接；铁芯40套设于凸起结构31内，两块隔离筋32位于缝隙内，霍尔元件10的芯片主体11穿设于两块隔离筋32之间。
44.霍尔芯片与壳体30组装后，霍尔芯片置于缝隙内，从而实现霍尔芯片位于独立的空间内，不被外部的导电物体所影响，例如，一些导电的碎屑不易与霍尔芯片接触，进而避免/降低霍尔芯片短路的几率。
45.在一些实施例中，壳体30还包括挡板33，挡板33围设在凸起结构31的外围，并且挡板33的两端分别与两块隔离筋32固定连接；挡板33、凸起结构31和隔离筋32围成用于容纳铁芯40的容纳腔34。
46.本实用新型实施例中，壳体30内的容纳腔34为铁芯40的独立空间，当存在多个铁芯40时，多个容纳腔34可连通或独立设置。采用独立空间，可避免外部零部件与铁芯40接触或产生干扰。
47.在一些实施例中，壳体30包括用于容纳电路板本体20的槽体35和盖板36，槽体35与两块隔离筋32之间的间隔连通；盖板36的内壁上设有用于抵接电路板本体20的凸起筋37。
48.电流传感器组装时，电路板本体20放置在槽体35内，霍尔元件10插入到独立的间隙内，然后，在槽体35的槽口上封挡盖板36，盖板36上的凸起筋37抵接电路板本体20，实现电路板的位置固定。
49.例如，盖板36和壳体30通过超声波焊接或其他方式进行连接。
50.本实用新型实施例提供的一种引脚与电路板连接结构及电流传感器，霍尔芯片的引脚12采用双向交叉折弯的结构形式，并且贴附于电路板本体20的表面，该结构中可增加相邻引脚12间的距离，从物理空间上避免/降低了霍尔引脚12短路的问题。通过优化短路问题，可去除生产中的“洗板”工序，同时增加了连接后的牢固程度，使霍尔元件10根部的牢固度保证不歪斜，以及折弯结构引脚12与电路板本体20的连接操作方便，进而提高了产品的生产效率和产品的合格率、且降低了生产和维护成本。
51.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。而且，描述的具体特征、结构、材料或者
特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
52.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
53.以上，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。