感测装置的制作方法

本发明涉及一种感测装置。

背景技术：

感测装置已经广泛地应用于工业、国防、消防、电子等不同领域。根据不同的感测原理，感测装置的类型有很多种，如光学式感测装置，电容式感测装置，物质波式感测装置等。一种典型的物质波式感测装置为超声波感测器，其通过感测元件产生超声波信号并接收被待测物反射回的超声波信号，基于接收到的超声波信号产生感测信号以感测被待测物。超声波感测装置利用声波覆盖整个用于感测的表面，而被测物会阻断这些驻波图样，此时可检测出相应的衰减，从而能进行感测操作。超声波感测装置的感测元件通常通过焊接导线与外部系统连接。一般导线为塑胶外皮包裹着金属线，在焊接导线时，会去除掉部分塑胶皮使金属线头暴露，通过暴露的金属线头与感测元件连接。而在装置的安装前需要整理导线，在整理导线的过程中容易导致导线因外力的拉扯而从连接处脱落。

技术实现要素：

鉴于此，有必要提供一种能改善导线脱落问题的感测装置。

一种感测装置，其包括第一信号发送/接收层、第二信号发送/接收层，所述第一信号发送/接收层与所述第二信号发送/接收层的其中一者用于产生并发送感测信号，其中另一者用于接收所述感测信号；所述感测装置还包括柔性电路板，所述柔性电路板的一端固定于所述第一信号发送/接收层和第二信号发送/接收层的其中一者，另一端延伸出所述感测装置以直接连接外部系统；

所述第一信号发送/接收层包括相对设置的第一电极、第二电极及位于第一电极与第二电极之间的第一间隔层，所述第一电极、第二电极及第一间隔层共同配合实现所述感测信号的发送或接收，所述第一间隔层包括相对设置的第一表面及第二表面，所述第一电极设置于所述第一表面，所述第二电极设置于所述第二表面，所述柔性电路板的一端固定于所述第二表面，所述第一电极具有从所述第一表面延伸至所述第二表面的延伸部；

所述第二信号发送/接收层包括第三电极、第四电极及夹设于所述第三电极与所述第四电极之间的第二间隔层，所述第三电极、第四电极及第二间隔层共同配合实现感测信号的发送或接收；

所述第二电极与所述第三电极电性导通，所述第一电极、第二电极及第四电极与所述柔性电路板分别电连接，以通过柔性电路板实现与所述外部系统之间的信号传输。

优选地，所述第一间隔层的第二表面包括被所述第一电极覆盖的第一区域、被所述第二电极覆盖的第二区域及用于分离所述第一区域与所述第二区域以电性隔离所述第一电极及第二电极的绝缘区。

优选地，所述第二区域为所述第二表面的主要区域，所述第一区域为周边区域，第二区域面积大于第一区域面积，且所述第二信号发送/接收层与所述第一信号发送/接收层层叠并其对应所述第二区域设置。

优选地，所述第一区域位于所述第二表面的边缘，且其宽度小于所述第二表面的宽度的1/2，所述绝缘区的宽度小于第一区域的宽度。

优选地，所述第一区域的长度小于所述第二表面的长度的1/2。

优选地，所述第一区域的长度等于所述第二表面的长度。

优选地，所述感测装置包括共用电极，所述共用电极位于第一间隔层与第二间隔层之间，所述共用电极即作为所述第二电极又作为所述第三电极。

优选地，所述第一电极自第一间隔层的第一表面沿该第一间隔层的外侧面延伸至第二表面，并部分覆盖该第二表面以形成所述延伸部。

优选地，所述第一间隔层在所述第一区域设置连接孔，所述第一电极与所述延伸部通过所述连接孔电性导通。

优选地，所述第二电极与所述第三电极相对设置，二者之间通过导电胶实现电连接。

优选地，所述第一电极、第二电极及第四电极与柔性电路板通过异方性导电胶连接。

优选地，所述异方性导电胶的固化温度低于100℃。

优选地，所述第一电极的外表面覆盖有保护层。

优选地，所述感测装置还包括密封胶，所述密封胶设置于所述第二信号发送/接收层、所述第一信号发送/接收层、所述异方性导电胶的周围。

优选地，所述感测装置为超声波感测装置，所述第一间隔层为第一压电层，所述第二间隔层为第二压电层。

优选地，所述柔性电路板具有对应第一区域设置以与所述延伸部电连接的第一连接垫，对应所述第二区域设置以与所述第二电极电连接的第一连接垫，对应所述第二信号发送/接收层设置以与所述第四电极电连接的第三连接垫，所述第一、第二、第三连接垫至少其中两个对齐设置。

相较于现有技术，本发明的感测装置的第二信号发送/接收层和第一信号发送/接收层的电极与柔性电路板电连接，并由所述柔性电路板延伸出所述感测装置以直接连接外部系统，无需再焊接导线，从而避免在安装前对导线的整理，改善导线因受到拉扯而容易脱落的问题。

附图说明

图1是本发明第一实施例的感测装置的平面结构示意图。

图2是本发明第一实施例的感测装置的第一信号发送/接收层的平面结构仰视示意图。

图3是图1沿Ⅲ-Ⅲ处剖面结构示意图。

图4是图1沿Ⅳ-Ⅳ处剖面结构示意图。

图5是本发明第二实施例的感测装置的平面结构示意图。

图6是本发明第二实施例的感测装置的第一信号发送/接收层的平面结构仰视示意图。

图7是图5沿Ⅴ-Ⅴ处剖面结构示意图。

主要元件符号说明

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

下方将结合附图更全面地描述本发明，在这些附图中示出了本发明的实施例。本发明可以通过多种不同形式实现，而并不应解释为仅局限于这里所阐述的实施例。相反，提供这些实施例是为了使本发明更为全面和完整的公开，并使本领域的技术人员更充分地了解本发明的范围。为了清晰可见，在图中，层和区域的尺寸被放大了。

本实施例以超声波感测装置为例进行说明，但是，并不仅限于超声波感测装置，在其他的实施例中，本发明的感测装置可以为适用于本技术方案的其他类型的感测装置。以下将以超声波感测装置为例说明本发明的感测装置的具体实施例。

请一并参考图1、图2和图3，图1是本发明第一实施例的感测装置100的平面结构示意图，图2是本发明第一实施例的感测装置100的部分元件的平面结构仰视示意图，图3是图1沿Ⅲ-Ⅲ处剖面结构示意图。感测装置100包括盖板11、第一信号发送/接收层14、第二信号发送/接收层16和柔性电路板19。第一信号发送/接收层14与第二信号发送/接收层16的其中一者用于产生并发送感测信号，其中另一者用于接收感测信号。在本实施例中，盖板11、第一信号发送/接收层14、第二信号发送/接收层16和柔性电路板19层叠设置，优选地，第一信号发送/接收层14、第二信号发送/接收层16位于盖板11与柔性电路板19之间，尤其是第一信号发送/接收层14位于盖板11与第二信号发送/接收层16之间。第一信号发送/接收层14与第二信号发送/接收层16分别与柔性电路板19直接或通过导电胶电连接，以实现其与外部系统之间的信号交换。以下将以第一信号发送/接收层14用于产生并发送感测信号，第二信号发送/接收层16用于接收感测信号为例进行说明。在其他实施例中，第一信号发送/接收层14与第二信号发送/接收层16的功能可以互换。

所述第一信号发送/接收层14包括第一电极141、第二电极143以及夹设于第一电极141与第二电极143之间的第一间隔层142，所述第一电极141、第二电极143及第一间隔层142共同配合实现感测信号的发送。所述第二信号发送/接收层16包括第三电极161、第四电极163以及夹设于第三电极161与第四电极163之间的第二间隔层162，所述第三电极161、第四电极163及第二间隔层162共同配合实现感测信号的接收。其中，第一电极141、第四电极163为正电极，第二电极143、第三电极161为负电极。

所述第一间隔层142包括第一表面1421和第二表面1422，所述第一表面1421为第一间隔层142靠近盖板11的表面，所述第二表面1422为第一间隔层142远离盖板11的表面。所述第一电极141覆盖于第一表面1421，优选地，在本实施例中，所述第一电极141由第一表面1421沿第一间隔层142外侧延伸至第二表面1422,以形成延伸部；所述第二电极142覆盖于第二表面1422。所述第二表面1422包括被第二电极覆盖的第一区域102、被延伸部覆盖的第二区域103和绝缘区104，所述绝缘区104将第一区域102与第二区域103分离，以使第一电极141与第二电极142经绝缘区104电性绝缘。

所述第一区域102为所述第二表面1422的周边区域，所述第二区域103为主要区域，第二区域103面积大于第一区域面积102，且所述第二信号发送/接收层16与所述第一信号发送/接收层14层叠并其对应所述第二区域103设置。如图2所示，在本实施例中，所述第一间隔层142的第二表面1422为矩形结构，其任意一组相对的边定义为长(L)，与所述长相邻的两条边定义为宽(W)，但在其他的实施例中，第二表面1422可以为所需要的任何其他结构。

在本实施例中，所述第一区域102位于所述第二表面1422的边缘，且其宽度小于所述第二表面1422的宽度的1/2，所述绝缘区104的宽度小于第一区域102的宽度，所述第一区域102的长度小于所述第二表面1422的长度的1/2。

所述第二间隔层162包括相对设置的第三表面1621及第四表面1622，所述第三电极161设置于所述第三表面1621，所述第四电极163设置于所述第四表面1622。

在本实施例中，所述第一信号发送/接收层14位于第二信号发送/接收层16靠近盖板11的一面，所述第一信号发送/接收层14的面积大于第二信号发送/接收层16的面积。在其他的实施例中，所述第二信号发送/接收层16的面积可大于或等于第一信号发送/接收层14的面积。

请一并参考图3、图4，图4是图1沿Ⅳ-Ⅳ处剖面结构示意图。如图，柔性电路板19位于第一信号发送/接收层14和第二信号发送/接收层16下方，且分别与第一电极141、第二电极143、第四电极163通过异方性导电胶17(ACF)电连接。所述柔性电路板19还包括相对的第一端191与第二端192，该第一端191固定于第二表面，第二端192伸出感测装置100以与外部电路连接。第一信号发送/接收层14、第二信号发送/接收层16通过柔性电路板19实现与外部电路信号交换。

所述柔性电路板19具有至少一个连接垫18，在本实施例中，所述至少一个连接垫18包括对应第一区域102设置以与所述第一电极141的延伸部电连接的第一连接垫181，对应所述第二区域102设置以与所述第二电极143电连接的第二连接垫182，对应所述第二信号发送/接收层设置以与所述第四电极163电连接的第三连接垫183，可选地，所述第一连接垫181、第二连接垫182、第三连接垫183至少其中两个对齐设置。具体地，在本实施例中，第一连接垫181与第二连接垫182在第一方向上对齐，第二连接垫182与第三连接垫183在第二方向上对齐。

第一信号发送/接收层14与盖板11之间可以通过第一粘合层12连接，所述第一粘合层12的材料可以为绝缘胶。所述第二电极143和第三电极161之间可以通过第二粘合层15电连接，所述第二粘合层15的材料可以为导电胶，使第二电极143与第三电极161具有相同的电势。在其他实施例中，感测装置100包括共用电极，该共用电极位于第一间隔层142与第二间隔层162之间，即作为所述第一信号发送/接收层14的第二电极143又作为所述第二信号发送/接收层16的第三电极161，所述共用电极的一个面与第一间隔层142接触，所述共用电极的另一个面与第二间隔层162接触。

第一电极141的外表面还可以覆盖有一保护层13。所述感测装置100还包括密封胶101，其对位于柔性电路板19与盖板11之间的元件的周围进行保护，避免空气中的水汽与元件接触导致不良的影响。

在本实施例中，所述感测装置100为超声波感测装置，所述感测装置100工作时，所述第一电极141与所述第二电极143对所述第一间隔层142施加电压，所述第一间隔层142在电压的作用下产生振动从而发出超声波。当被测物体放在盖板11上面时，超声波受到被测物体的影响，被发射的超声波发生相应的变化，所述超声波被手指等被测物反射至所述第二信号发送/接收层16，第二信号发送/接收层16将收到的超声波转化为电信号，然后通过柔性电路板19将信号从感测装置100引出至外部电路。

在本实施例中，所述第一电极141、第二电极143、第三电极161和第四电极163的材料可以为但不限于铜、银、钼、钛、铝、钨、氧化铟锡；所述第一粘合层12的材料可以为亚克力胶、AB胶等硬胶；所述第一信号发送/接收层和第二信号发送/接收层的材质可以为聚偏氟乙烯(Polyvinylidene Fluoride，PVDF)、锆钛酸铅压电陶瓷(piezoelectric ceramic transducer，PZT)，但不限于此。所述异方性导电胶17的固化温度低于100℃，可改善高温对压电材料特性的影响。所述密封胶101可以采用塔菲胶。所述保护层13的材料为铁氟龙。所述连接垫18可以采用铜等导电材料。

所述第一电极141的延伸设计，使第一电极141与第二电极143可以在同一平面连接柔性电路板19，柔性电路板19无需延伸至第一电极141靠近盖板11的表面，避免盖板11与第一信号发送/接收层14之间存在柔性电路板而导致超声波传递的损失。第一信号发送/接收层14与第二信号发送/接收层16之间通过异方性导电胶17与连接垫18连接，连接垫18设置在柔性电路板19上，综上，第一信号发送/接收层14与第二信号发送/接收层16可通过柔性电路板19引出信号。

请一并参考图5、图6和图7，图5是本发明第二实施例的感测装置200的平面结构示意图，图6是本发明第二实施例的感测装置200的第一信号发送/接收层的平面结构仰视示意图，图7是图5沿Ⅴ-Ⅴ处剖面结构示意图。感测装置200包括盖板21、第一信号发送/接收24、第二信号发送/接收层26和柔性电路板29。第一信号发送/接收层24与第二信号发送/接收层26的其中一者用于产生并发送感测信号，其中另一者用于接收感测信号。在本实施例中，盖板21、第一信号发送/接收层24、第二信号发送/接收层26和柔性电路板29层叠设置，优选地，第一信号发送/接收层24、第二信号发送/接收层26位于盖板21与柔性电路板29之间，尤其是第一信号发送/接收层24位于盖板21与第二信号发送/接收层26之间。第一信号发送/接收层24与第二信号发送/接收层26分别与柔性电路板29直接或通过导电胶电连接，以实现其与外部系统之间的信号交换。以下将以第一信号发送/接收层24用于产生并发送感测信号，第二信号发送/接收层26用于接收感测信号为例进行说明。在其他实施例中，第一信号发送/接收层24与第二信号发送/接收层26的功能可以互换。

所述第一信号发送/接收层24包括第一电极241、第二电极243以及夹设于第一电极241与第二电极243之间的第一间隔层242，所述第一电极241、第二电极243及第一间隔层242共同配合实现感测信号的发送。所述第二信号发送/接收层26包括第三电极261、第四电极263以及夹设于第三电极261与第四电极263之间的第二间隔层262，所述第三电极261、第四电极263及第二间隔层262共同配合实现感测信号的接收。其中，第一电极241、第四电极263为正电极，第二电极243、第三电极261为负电极。

所述第一间隔层242包括第一表面2421和第二表面2422，所述第一表面2421为第一间隔层242靠近盖板21的表面，所述第二表面2422为第一间隔层242远离盖板21的表面。所述第一电极241覆盖于第一表面2421，优选地，在本实施例中，所述第一电极241由第一表面2421沿第一间隔层242外侧延伸至第二表面2422,以形成延伸部；所述第二电极242覆盖于第二表面2422。所述第二表面2422包括被第二电极覆盖的第一区域202、被延伸部覆盖的第二区域203和绝缘区204，所述绝缘区204将第一区域202与第二区域203分离，以使第一电极241与第二电极242经绝缘区204电性绝缘。

所述第一区域202为所述第二表面2422的周边区域，所述第二区域203为主要区域，第二区域203面积大于第一区域面积202，且所述第二信号发送/接收层26与所述第一信号发送/接收层24层叠并其对应所述第二区域203设置。如图6所示，在本实施例中，所述第一间隔层242的第二表面2422为矩形结构，其任意一组相对的边定义为长(L)，与所述长相邻的两条边定义为宽(W)。但在其他的实施例中，第二表面2422可以为所需要的任何其他结构。

在本实施例中，所述第一区域202位于所述第二表面2422的边缘，且其宽度小于所述第二表面2422的宽度的1/2，所述绝缘区204的宽度小于第一区域202的宽度，所述第一区域202的长度等于所述第二表面2422的长度。

所述第二间隔层262包括相对设置的第三表面2621及第四表面2622，所述第三电极261设置于所述第三表面2621，所述第四电极263设置于所述第四表面2622。

在本实施例中，所述第一信号发送/接收层24位于第二信号发送/接收层26靠近盖板21的一面，所述第一信号发送/接收层24的面积大于第二信号发送/接收层26的面积。在其他的实施例中，所述第二信号发送/接收层26的面积可大于或等于第一信号发送/接收层24的面积。

请参考图7，如图，柔性电路板29位于第一信号发送/接收层24和第二信号发送/接收层26下方，且分别与第一电极241、第二电极243、第四电极263通过异方性导电胶27(ACF)电连接。所述柔性电路板29还包括相对的第一端291与第二端292，该第一端291固定于第二表面，第二端292伸出感测装置200以与外部电路连接。第一信号发送/接收层24、第二信号发送/接收层26通过柔性电路板29实现与外部电路信号交换。

所述柔性电路板29具有至少一个连接垫28，在本实施例中，所述至少一个连接垫28包括对应第一区域202设置以与所述第一电极241的延伸部电连接的第一连接垫281，对应所述第二区域202设置以与所述第二电极243电连接的第二连接垫282，对应所述第二信号发送/接收层设置以与所述第四电极263电连接的第三连接垫283，可选地，所述第一连接垫281、第二连接垫282、第三连接垫283至少其中两个对齐设置。具体地，在本实施例中，第二连接垫282与第三连接垫283在第一方向上对齐，第一连接垫281与第三连接垫283在第二方向上对齐。

第一信号发送/接收层24与盖板21之间可以通过第一粘合层22连接，所述第一粘合层22的材料可以为绝缘胶。所述第二电极243和第三电极261之间可以通过第二粘合层25电连接，所述第二粘合层25的材料可以为导电胶，使第二电极243与第三电极261具有相同的电势。在其他实施例中，感测装置200包括共用电极，该共用电极位于第一间隔层242与第二间隔层262之间，即作为所述第一信号发送/接收层24的第二电极143又作为所述第二信号发送/接收层26的第三电极261，所述共用电极的一个面与第一间隔层242接触，所述共用电极的另一个面与第二间隔层262接触。

第一电极241的外表面还可以覆盖有一保护层23。所述感测装置200还包括密封胶201，其对位于柔性电路板29与盖板21之间的元件的周围进行保护，避免空气中的水汽与元件接触导致不良的影响。

在本实施例中，所述感测装置200为超声波感测装置，所述感测装置200工作时，所述第一电极241与所述第二电极243对所述第一间隔层242施加电压，所述第一间隔层242在电压的作用下产生振动从而发出超声波。当被测物体放在盖板21上面时，超声波受到被测物体的影响，被发射的超声波发生相应的变化，所述超声波被手指反射至所述第二信号发送/接收层26，第二信号发送/接收层26将收到的超声波转化为电信号，然后通过柔性电路板29将信号从感测装置200引出至外部电路。

为了描述方便，下述实施例引用第二实施例的元件符号。

在上述实施例中，第一电极241由第一表面2421沿第一间隔层242的侧表面延伸至第二表面2422并且覆盖第一区域102进而实现第一电极241的延伸设计。在其他实施例中，第一电极241可通过其他方式延伸至第二表面2422。比如，在另一种实施例中，第一间隔层242具有一通孔(图未示)，所述通孔贯穿第一间隔层242，由第二表面2422的第一区域102延伸至及其相对的第一表面2421。所述第一电极241可由第一表面2421通过所述通孔延伸至第二表面2422的第一区域102，从而实现第一电极241的延伸设计。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。