用于脉象数据采集的阵列传感器的制作方法

1.本发明涉及一种脉象数据采集领域，特别是涉及一种用于脉象数据采集的阵列传感器。


背景技术：

2.脉象采集传感器是脉象采集设备的核心组成部件，主要起到获取脉搏压力，采集脉象数据的作用。脉象传感器的性能直接决定了脉搏数据质量，从而决定了脉象测试结果。
3.目前市场上主要的脉象压力传感器为薄膜压电传感器、薄膜压阻传感器、mems传感器以及悬臂梁压力传感器。薄膜压电传感器、薄膜压阻传感器存在二次封装一致性较差，尺寸较小不方便寻找脉象位置的缺点。悬臂梁传感器整体尺寸较大传感器头部较小，不宜寻找脉象位置，整体产品尺寸较大无法实现便携携带的缺点，单个传感器尺寸普遍较大无法采集到脉宽(脉宽在2-4mm)，多个脉象数据和脉图无法实现数据采集。市场上现有的阵列传感器存在一致性较差和封装难度高，精度低的特点，无法满足市场上三部脉象采集设备的研发需求。另外市场上的脉象采集传感器普遍采用硬壳和软胶一起压在脉象位置的方式，容易在手臂上压出压痕体验方面不舒适。


技术实现要素：

4.鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种用于脉象数据采集的阵列传感器，用于解决现有技术中出现的以上技术问题。
5.为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种用于脉象数据采集的阵列传感器，包括：柔性基板以及固定于所述柔性基板正面的fpc连接部和asic数据补偿部以及固定于所述柔性基板反面的阵列传感器封装部；其中，所述阵列传感器封装部，包括：多个传感器封装单体，用于对用户腕部脉位位置进行脉象数据采集；所述asic数据补偿部，与所述阵列传感器封装部电性连接，用于对所述阵列传感器封装部进行补偿与校正；所述fpc连接部，与所述阵列传感器封装部电性连接，用于将采集的脉象数据向外部传输。
6.于本发明的一实施例中，所述柔性基板包括：柔性pcb板以及插接于柔性pcb板中的柔性抗弯折区域；其中，所述柔性pcb板包括：fpc连接区域，设于所述柔性pcb板正面，以供固定所述fpc连接部；阵列传感器布局区域，设于所述柔性pcb板反面，以供固定所述阵列传感器封装部；asic数据补偿区域，设于所述柔性pcb板正面，以供固定所述asic数据补偿部。
7.于本发明的一实施例中，所述fpc连接区域以及阵列传感器布局区域分别设于与所述柔性基板的两端，所述asic数据补偿区域设于所述fpc连接区域以及阵列传感器布局区域之间。
8.于本发明的一实施例中，所述阵列传感器布局区域包括：多个按阵列排布的阵列传感器固定区域，用于固定各传感器封装单体。
9.于本发明的一实施例中，所述柔性抗弯折区域设于所述fpc连接区域与阵列传感
器布局区域之间。
10.于本发明的一实施例中，所述阵列传感器还包括：包裹于各传感器封装单体外部的柔性皮肤接触层。
11.于本发明的一实施例中，每个传感器封装单体包括：pcb基板；固定保护圈，其内部构成一容纳空间，且通过液体金属胶与所述pcb基板反面固定；传感器芯片，设于所述容纳空间内，且邦定于所述pcb基板反面；封装pad接口，设于所述pcb基板正面；其中，所述容纳空间远离所述pcb基板端注入有绝缘硅胶，且在所述绝缘硅胶与所述传感器芯片之间注入有惰性绝缘液体。
12.于本发明的一实施例中，所述asic数据补偿部包括：asic数据补偿布局区以及设置于所述asic数据补偿区上的多个asic补偿芯片；其中，每个asic补偿芯片对应一传感器封装单体。
13.于本发明的一实施例中，所述阵列传感器还包括：传感器补强板，设于所述柔性pcb板正面，且对应阵列传感器布局区域设置。
14.于本发明的一实施例中，所述传感器芯片为mems传感器芯片。
15.如上所述，本发明的用于脉象数据采集的阵列传感器，具有以下有益效果：本发明提供一种用于脉象数据采集的阵列传感器，通过柔性基板以及固定于所述柔性基板正面的fpc连接部和asic数据补偿部以及固定于所述基板反面的阵列传感器封装部，实现对脉象数据的采集；本发明保证了阵列传感器的一致性较以及降低了封装难度，且提高了采集精度低，可满足市场上三部脉象采集设备的研发需求。并且可直接接触皮肤脉位对脉象数据进行采集，大大提升了用户的舒适度。
附图说明
16.图1显示为本发明一实施例中用于脉象数据采集的阵列传感器的结构示意图。
17.图2显示为本发明一实施例中柔性基板的结构示意图。
18.图3显示为本发明一实施例中传感器封装单体的结构示意图。
具体实施方式
19.以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
20.需要说明的是，在下述描述中，参考附图，附图描述了本发明的若干实施例。应当理解，还可使用其他实施例，并且可以在不背离本发明的精神和范围的情况下进行机械组成、结构、电气以及操作上的改变。下面的详细描述不应该被认为是限制性的，并且本发明的实施例的范围仅由公布的专利的权利要求书所限定。这里使用的术语仅是为了描述特定实施例，而并非旨在限制本发明。空间相关的术语，例如“上”、“下”、“左”、“右”、“下面”、“下方”、
““
下部”、“上方”、“上部”等，可在文中使用以便于说明图中所示的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。
21.再者，如同在本文中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文中有相反的指示。应当进一步理解，术语“包含”、“包括”表明存在所述的特征、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组，但不排除一个或多个其他特征、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组的存在、出现或添加。此处使用的术语“或”和“和/或”被解释为包括性的，或意味着任一个或任何组合。因此，“a、b或c”或者“a、b和/或c”意味着“以下任一个：a；b；c；a和b；a和c；b和c；a、b和c”。仅当元件、功能或操作的组合在某些方式下内在地互相排斥时，才会出现该定义的例外。
22.本发明提供一种用于脉象数据采集的阵列传感器，通过柔性基板以及固定于所述柔性基板正面的fpc连接部和asic数据补偿部以及固定于所述基板反面的阵列传感器封装部，实现对脉象数据的采集；本发明保证了阵列传感器的一致性较以及降低了封装难度，且提高了采集精度低，可满足市场上三部脉象采集设备的研发需求。并且可直接接触皮肤脉位对脉象数据进行采集，大大提升了用户的舒适度。
23.下面以附图1为参考，针对本发明得实施例进行详细说明，以便本发明所述技术领域的技术人员能够容易地实施。本发明可以以多种不同形态体现，并不限于此处说明的实施例。
24.如图1所示，展示一实施例中用于脉象数据采集的阵列传感器的结构侧视示意图。
25.所述用于脉象数据采集的阵列传感器包括：
26.柔性基板11以及固定于所述柔性基板11正面的fpc连接部12和asic数据补偿部13以及固定于所述柔性基板11反面的阵列传感器封装部；
27.其中，所述阵列传感器封装部，包括：多个传感器封装单体141，用于对用户腕部脉位位置进行脉象数据采集；即用来判断用户的脉宽值。所述asic数据补偿部13，与所述阵列传感器封装部电性连接，用于对所述阵列传感器封装部进行补偿与校正，采用所述asic数据补偿部13对每个传感器单独校准的方式，保证阵列传感器的一致性和良率。所述fpc连接部12，与所述阵列传感器封装部电性连接，用于将采集的脉象数据向外部传输。例如通过所述fpc连接部12将采集的脉象数据上传到mcu或者其他采集设备上。
28.在一实施例中，如图2所示，所述柔性基板包括：柔性pcb板21以及插接于柔性pcb板中的柔性抗弯折区域22；其中，所述柔性pcb板21包括：fpc连接区域211，设于所述柔性pcb板21正面，以供固定所述fpc连接部；阵列传感器布局区域212，设于所述柔性pcb板22反面，以供固定所述阵列传感器封装部；asic数据补偿区域213，设于所述柔性pcb板22正面，以供固定所述asic数据补偿部。
29.需要说明的是，所述柔性抗弯折区域22高抗弯性能使得阵列传感器寿命更高，应用形态更广以及更方便应用。
30.在一实施例中，所述fpc连接区域211以及阵列传感器布局区域212分别设于与所述柔性基板的两端，所述asic数据补偿区域213设于所述fpc连接区域211以及阵列传感器布局区域212之间。
31.在一实施例中，所述阵列传感器布局区域212包括：多个按阵列排布的阵列传感器固定区域2121，用于固定各传感器封装单体；即当完成各传感器封装单体的封装之后，按照所述阵列传感器布局区域的阵列排布，在阵列传感器固定区域2121进行对应各传感器封装单体的贴片。采用所述阵列传感器布局区域的设计布局方案，固定各传感器封装单体之间
的中心距离，可以实现脉象参数脉宽的采集；例如各传感器封装单体的中心距离0.7mm。
32.在一实施例中，所述柔性抗弯折区域22设于所述fpc连接区域211与阵列传感器布局区域212之间。
33.在一实施例中，如图1所示，所述阵列传感器还包括：包裹于各传感器封装单体外部的柔性皮肤接触层15，其中，所述柔性皮肤接触层采用柔性皮肤接触传力材料，便于通过柔性皮肤接触层15上的传感器接触触头151直接接触用户腕部脉位位置对脉象数据进行采集，表面材料可以达到生物相容性的亲肤要求。
34.在一实施例中，如图1所示，所述阵列传感器还包括：传感器补强板16，设于所述柔性pcb板正面，且对应阵列传感器布局区域设置。即通过柔性皮肤接触层15的柔性触头接触到腕部脉位位置，通过对所述传感器补强板16施加压力，脉象压力传到各传感器封装单体141来采集脉象数据。
35.在一实施例中，如图3所示，每个传感器封装单体包括：
36.pcb基板31；
37.固定保护圈32，其内部构成一容纳空间，且通过液体金属胶301与所述pcb基板31反面固定；具体的，用治具放置固定保护圈32，并通过液体金属胶301粘在pcb基板31上面；优选的，所述固定保护圈32为不锈钢固定保护圈。
38.传感器芯片33，设于所述容纳空间内，且邦定于所述pcb基板31反面；
39.封装pad接口34，设于所述pcb基板31正面；传感器封装单体封装完成后通过封装pad接口进行统一测试。
40.其中，所述容纳空间远离所述pcb基板端31注入有绝缘硅胶302，且在所述绝缘硅胶302与所述传感器芯片33之间注入有惰性绝缘液体303。其中，通过点胶机注入惰性绝缘液体，经过真空脱泡机脱泡到指定要求后再通过点胶机注入高弹性惰性柔性绝缘硅胶，经过真空脱泡机脱泡后进行固化。即单个传感器封装时在内部先填充惰性绝缘液体或者液态凝胶对邦定线和芯片进行保护。
41.优选的，所述传感器芯片33为mems传感器芯片，即通过柔性皮肤接触层的柔性触头接触到腕部脉位位置，通过对所述传感器补强板施加压力，脉象压力传到mems传感器芯片来采集脉象数据，来判断判断被测者的脉宽值。
42.在一实施例中，如图1所示，所述asic数据补偿部13包括：asic数据补偿布局区131以及设置于所述asic数据补偿区131上的多个asic补偿芯片(未显示)；其中，每个asic补偿芯片对应一传感器封装单体，即对应一传感器芯片；并按照asic数据补偿布局区131的阵列排布对固定各asic补偿芯片。
43.为了更好的解释所述用于脉象数据采集的阵列传感器，提供以下具体实施例。
44.实施例1：一种用于脉象数据采集的阵列传感器。
45.所述用于脉象数据采集的阵列传感器包括：fpc连接器、asic数据补偿区、柔性抗弯折区域、阵列传感器布局区域、传感器补强板、柔性pcb、mems传感器封装单体以及柔性皮肤接触传力材料；
46.其中，mems传感器封装单体封装方法包括：在pcb邦定mems芯片，检验后在pcb上面用点胶机涂装液体金属胶，用治具放置不锈钢固定保护圈，并通过液体金属胶粘在pcb上面，通过点胶机注入惰性绝缘液体，经过真空脱泡机脱泡到指定要求后再通过点胶机注入
高弹性惰性柔性绝缘硅胶，经过真空脱泡机脱泡后进行固化，传感器封装单体封装完成后通过封装pad接口进行统一测试。
47.封装完成mems传感器封装单体后，再把多颗mems传感器封装单体按照阵列传感器布局区域方案在已经安装了传感器补强板的柔性pcb上进行贴片，同步把多颗asic补偿芯片按照asic数据补偿区贴在此区域，贴片完成后通过粘性胶水安装柔性皮肤接触传力材料在阵列传感器布局区域，再通过专用设备通过asic数据补偿区的asic芯片对每个传感器进行补偿和校正，保证阵列传感器的一致性和良率。
48.通过柔性皮肤接触传力材料以及传感器柔性触头接触到腕部脉位位置，通过对传感器补强板施加压力进行脉象数据采集，脉象压力通过传感器柔性触头传到高弹性惰性柔性绝缘硅胶再通过惰性绝缘液体传导到mems芯片，通过阵列传感器布局区域的传感器阵列(中心值间距0.7mm)的采集数据来判断被测者的“脉宽”值。通过fpc连接器把采集数据上传到mcu或者其他采集设备上。通过柔性抗弯折区域高抗弯性能使得阵列传感器寿命更高，应用形态更广以及更方便应用。
49.本实施例采用阵列传感器的设计布局方案，传感器的中心距离0.7mm，可以实现脉象参数“脉宽”的采集；单个传感器封装时在内部先填充惰性绝缘液体或者液态凝胶对邦定线和芯片进行保护，再表面填充具有高弹性的柔性材料进行保护和力传导的方案；采用单体传感器先封装再整体进行阵列封装后每个传感器单独校准的方式，保证传感器的一致性；采用在阵列传感器表面叠加柔性材料对阵列传感器进行保护和提高用户体验的方案，便于传感器直接接触皮肤脉位对脉象数据进行采集，表面材料可以达到生物相容性的亲肤要求。
50.综上所述，本发明用于脉象数据采集的阵列传感器，通过柔性基板以及固定于所述柔性基板正面的fpc连接部和asic数据补偿部以及固定于所述基板反面的阵列传感器封装部，实现对脉象数据的采集；本发明保证了阵列传感器的一致性较以及降低了封装难度，且提高了采集精度低，可满足市场上三部脉象采集设备的研发需求。并且可直接接触皮肤脉位对脉象数据进行采集，大大提升了用户的舒适度。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
51.上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。