包括沉积的加热器的对象传感器的制作方法

文档序号:20275389发布日期:2020-04-03 19:35阅读:123来源:国知局
包括沉积的加热器的对象传感器的制作方法



背景技术:

电子和技术的进步使得在机动车辆上结合各种先进功能成为可能。已经开发了各种传感技术以用于检测车辆附近的或路径中的物体。例如,这种系统可用于检测车辆的路径中的或附近的物体,以用于停车辅助和巡航控制调节特征。

最近,自动车辆特征已经变得可以允许自动或半自动车辆控制。例如,巡航控制系统可以结合radar或光检测和测距(lidar)以用于检测车辆的路径中的物体或另一车辆。取决于接近速度,可以基于检测到车辆的路径中的另一车辆来自动调节巡航控制设定以降低车辆的速度。

尽管radar和lidar系统已被证明是有用的,但将它们包括在车辆上并非没有挑战。某些环境条件会干扰从装置获得可靠读数的能力。例如,冰或雪可能或者凝结物可能在盖部上积聚或形成一定的量,这会减少或阻挡从探测器发射的辐射或者朝探测器反射回的辐射。探测器的小尺寸和较薄的盖部材料使得包括用于减少或去除冰、雪或凝结物的加热器变得具有挑战性。



技术实现要素:

制造包括盖住发射器和检测器中的至少一个的盖部的传感器装置的说明性示例性方法包括通过将包括导电材料的流体沉积到盖部的一部分上并且将沉积的导电材料固化来在盖部上建立加热器。

在具有先前段落的方法的一个或多个特征的示例性实施例中,该盖部具有面朝发射器和检测器中的至少一个的内部表面,并且该方法包括将包括导电材料的流体沉积到该内部表面上。

在具有任意先前段落的方法的一个或多个特征的示例性实施例中,沉积包括丝网印刷。

在具有任意先前段落的方法的一个或多个特征的示例性实施例中,沉积包括在盖部的一部分上机械地控制流体的流动和流体的型式。

在具有任意先前段落的方法的一个或多个特征的示例性实施例中,盖部包括多个层,盖部的一部分包括该多个层中的一个层。

在具有任意先前段落的方法的一个或多个特征的示例性实施例中,该多个层中的一个层包括玻璃或聚碳酸酯,该多个层中的另一个层包括薄膜基板,并且该方法包括将流体沉积到薄膜基板上并将薄膜基板粘合固定到该多个层中的该一层上。

在具有任意先前段落的方法的一个或多个特征的示例性实施例中,该多个层包括了包括玻璃或聚碳酸酯的两个层,并且该方法包括:将流体沉积到该两个层中的一个层的表面上,将两个层中的该一个层的表面定位成面朝两个层中的另一个层,并且将该两个层被层压在一起,其中加热器在该两个层之间。

在具有任意先前段落的方法的一个或多个特征的示例性实施例中,固化包括加热导电材料。

在具有任意先前段落的方法的一个或多个特征的示例性实施例中,盖部包括玻璃,并且加热包括在烧结炉中加热盖部和导电材料。

具有任意先前段落的方法的一个或多个特征的示例性实施例包括通过将一些包括导电材料的流体以垫构造沉积到盖部上,在该盖部上形成至少一个导电连接器垫。

具有任意先前段落的方法的一个或多个特征的示例性实施例包括同时建立加热器并形成至少一个连接器垫。

传感器装置的说明性示例性实施例包括:构造成发射辐射的发射器。检测器构造成检测从物体反射的辐射。盖部盖住发射器和检测器中的至少一个,并且允许辐射穿过该盖部。一种加热器,该加热器包括了由包括导电材料的流体形成到盖部的一部分上的至少一个导体,该导电材料沉积到盖部的一部分上并固化。

在具有先前段落的传感器装置的一个或多个特征的示例性实施例中,该盖部具有面朝发射器和检测器中的至少一个的内部表面,并且包括有加热器的盖部的一部分位于该内部表面上。

在具有任意先前段落的传感器装置的一个或多个特征的示例性实施例中,该加热器包括了包括导电材料的线状迹线。

在具有任意先前段落的传感器装置的一个或多个特征的示例性实施例中,导电材料包括银。

在具有任意先前段落的传感器装置的一个或多个特征的示例性实施例中,该加热器包括至少一个导电连接器垫,该至少一个连接器垫由导电材料制成,并且该至少一个连接器垫的导电材料以流体形式沉积到盖部上并固化。

具有任意先前段落的传感器装置的一个或多个特征的示例性实施例包括至少一根导线,该至少一根导线的一端焊接到至少一个连接器垫。

在具有任意先前段落的传感器装置的一个或多个特征的示例性实施例中,导电材料包括银,并且至少一个连接器垫包括银。

在具有任意先前段落的传感器装置的一个或多个特征的示例性实施例中,该盖部包括多个层,该多个层中的一个层包括玻璃或聚碳酸酯中的至少一个,该多个层的另一个层包括固定到这些层中的该一个层的薄膜基板,并且盖部的一部分包括薄膜基板。

在具有任意先前段落的传感器装置的一个或多个特征的示例性实施例中,该盖部包括多个层,该多个层包括了包括玻璃或聚碳酸酯的两个层,加热器位于该两个层中的一个层的面朝该两个层中的另一个层的一个表面上,并且该两个层被层压在一起,其中加热器位于该两个层之间。

至少一个公开的示例实施例的各种特征和优点对于本领域技术人员而言将从以下具体实施方式变得显而易见。伴随具体实施方式的附图可以简要说明如下。

附图说明

图1示意性地示出了包括根据本发明的实施例设计的传感器装置的车辆。

图2示意性地示出了根据本发明的实施例设计的传感器装置的所选特征。

图3示意性地示出了根据本发明的实施例设计的示例性盖部上的示例性加热器构造。

图4是概述根据本发明实施例的示例性方法的流程图。

图5是概述另一示例性方法的流程图。

具体实施方式

图1示意性地示出了包括传感器装置22的车辆20,该传感器装置22可用于检测车辆20附近的物体。这些传感器装置22分别具有以24表示的检测区域,以允许选择性地对相对所检测的物体的距离以及物体与车辆20之间的诸如车辆接近物体的速率之类的关系进行确定或估计。在一些实施例中,传感器装置22是radar装置。在另外的实施例中,传感器装置22是lidar装置。

图2示意性地示出了传感器装置22的所选择的特征。至少一个发射器30将辐射(radiation)发射到对应的检测区域24中。至少一个检测器32检测从对应的检测区域24中的物体反射的辐射。出于讨论的目的,示出了单个发射器30和单个检测器32。示例性实施例包括在传感器装置22内的多个发射器和多个检测器。

在该示例中,盖部34盖住发射器30和检测器32。该盖部34具有面向发射器30和检测器32的内部表面36。该盖部34对用于检测物体的辐射而言是透明的,使得该盖部34不会干扰由发射器30发射的辐射或者从物体反射并朝向检测器32返回的辐射。

针对可能允许在盖部34上积聚或形成冰、雪或冷凝物的情况或条件,在盖部34的一部分上设置加热器38。在这个实施例中,加热器38位于盖部34的内部表面36上。在内部表面上设置加热器38保护了加热器38免受环境条件的影响,否则该环境条件可能损害加热器38的运行或有效性。在内部表面36上具有加热器38的另一个特征是:盖部34的外部可以在需要时加热,但不会达到对于个人触摸起来而言太热的温度。例如,这在盖部34位于该盖部暴露于潜在接触的位置时是有用的。

加热器38位于内部表面36上,其中加热器38不会干扰来自发射器30的或者朝向检测器32的穿过盖部34的辐射。如图3所示,加热器38包括在盖部34的内部表面36上的导电材料的线状迹线(trace)。加热器38的位置和布置提供了足够的表面接触以充分加热盖部34,同时不阻挡辐射必须通过以用于使发射器30和检测器32正常工作的区域。

将加热器38的包括导电材料的流体沉积到盖部34的内部表面36上,然后将其固化以导电材料使凝固并将加热器38固定到盖部34。

示例性导电材料包括银,其具有适合丝网印刷(screenprinting)和其它流体沉积技术的材料特性。银还具有随着时间的推移提供可靠的加热器性能的特性。在许多实施例中,盖部34包括玻璃或聚碳酸酯,并且当沉积到盖部34上时银与每个都相容。

示例性加热器38包括导电连接器垫40,其在该实施例中也包括银。在该示例中,连接器垫40被丝网印刷或以其它方式沉积到盖部34的内部表面36上。在一些实施例中,连接器垫40与加热器38的形成或建立同时形成。可以预熔化(pre-fluxed)的银连接器垫40允许将导体42(例如线材)的端部或引线焊接到连接器垫40。在一些实施例中,固定到连接器垫40的引线或端子是预熔化的并且附接到垫40。导体42在需要时提供运行加热器38所需的电力。

所示实施例的一个特征是:与设置在车窗上的诸如后除霜器之类的加热元件相比,加热器38具有更高的每单位尺寸的功率。加热器38能够快速加热盖部34以确保传感器装置22的可靠运行。例如,可以通过选择不同的导电材料来控制加热器38的电阻,其对应于加热器38的加热能力。

本发明的实施例避免了将线材嵌入到盖部34的基板中的需求,其可能是有困难的。例如,与嵌入线材的工艺相比,将加热器38丝网印刷就位提供了对盖部34上的加热器38的位置、尺寸和构造的优异控制。另外,当在盖部34上结合沉积的加热器38时,没有盖部畸变或外观问题。盖部34通常太薄而不能嵌入没有突起的或者导致盖部的形状和外观畸变的线材。另外,一旦嵌入导线,则难以进行导电连接。与沉积的连接器垫40的焊接连接更容易制造,并且不会出现任何畸变或外观问题。

图4总结了在流程图50中在盖部34上建立加热器38的示例方法。在52处,包括导电材料的流体被沉积到盖部34的选定部分上。在52处沉积导电材料的同时还形成至少一个导电连接器垫40。在该示例中,流体直接沉积到盖部34的内部表面36上。在54处,在盖部34上控制流体的流动和型式以实现的期望的加热器构造和布局。在一些示例性实施例中,流体被丝网印刷到盖部34上。在其它实施例中,当流体沉积到盖部34上时,流体的流动和型式是机械地控制的。在56处,导电材料被固化以将加热器38固定到盖部34。在一些示例中,诸如包括玻璃作为盖部34的材料的那些示例中,盖部和沉积的导电材料在烧结炉中加热以将加热器38固定到盖部34。在包括其它盖部材料(诸如聚碳酸酯)的其它实施例中,固化发生在较低温度下以避免盖部材料的损坏或畸变。

另一个实施例包括将两个盖部层层压在一起。这些层各自包括玻璃或聚碳酸酯。包括导电材料的流体被沉积到其中一个层的被定位成面朝两个层中的另一个层的表面上。这些层被层压在一起,其中加热器在这些层之间。一些层压的实施例包括了包括玻璃或聚碳酸酯的、在两个盖部层之间的乙烯基夹层。

图5包括总结了另一示例性方法的流程图60。在这种情况下,盖部34包括多个层。在62处,包括导电材料的流体被沉积到薄膜基板上。沉积工艺可包括丝网印刷或机器人沉积。在64处发生导电材料的固化,该导电材料以加热器38和连接器垫40的形式沉积。在该示例中,基板成为盖部34的这些层中的一个层。

然后在66处,支承加热器38的基板固定到盖部34的至少一个层。如68处所示,通过将基板粘合固定到盖部层来实现将基板固定到盖部层。在一些实施例中,粘合剂是基板的一部分,而在其它实施例中,施加在基板与盖部的层之间的独立的粘合剂将基板和加热器38固定就位。

如70处所示,一些实施例包括将两层盖部材料层压在一起,其中基板在这些层之间。该方法有效地将加热器38包封在盖部34的材料内。与在68处的基于粘合剂的方法相比,在70处的层压方法的一个特征是:将这些层层压在一起提供了加热器38与盖部34的材料之间的增加的导热性。

在任意示例性层压实施例中,用于为加热器38供电或控制加热器38的连接可以用插设在层压物中的导电箔制成。另一种选择是在层压的这些层中的一个中包括切口,其中连接器垫40通过切口至少部分地暴露。

以上描述的示例为诸如用于radar或lidar的那些传感器或检测器盖部提供了改进的加热器构造。以流体形式施加导电材料允许实现期望的加热器构造和性能,同时避免与试图在盖部上嵌入线材相关联的困难。

前面的描述在本质上是示例性的而不是限制性的。在不一定脱离本发明的实质的情况下,对所公开的示例的变型和修改对于本领域技术人员而言将变得显而易见。给予本发明的法律保护范围只能通过研究以下权利要求来确定。

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