超声波传感器及其制造方法与流程

本发明涉及与超声波传感器相关联的技术。

背景技术：

1、超声波传感器使用具有高于可听频率范围的高频率的超声波以非接触方式测量要感测的目标物体的位置和到该目标物体的距离。

2、由于这样的超声波传感器被用在车辆等中，所以超声波传感器应该提供充分且稳定的防水性能。此外，理想的是超声波传感器提供稳定的感测性能，同时制造廉价且简单。

3、在本节中公开的上述事项仅为了增进对本发明的一般背景的理解，不应被视为对这些事项构成本领域技术人员已知的相关技术的承认或任何形式的暗示。

技术实现思路

1、因此，本发明是鉴于上述问题而完成的，本发明的目的在于提供一种能够提供稳定的感测性能和防水性能同时制造廉价且简单的超声波传感器、以及制造该超声波传感器的方法。

2、本发明所属领域的技术人员应当理解，本发明所要解决的技术问题不限于上述技术问题，并且根据以下描述将更清楚地理解其他技术问题。

3、根据本发明的一个方面，上述和其他目的可以通过提供一种超声波传感器来实现，该超声波传感器包括：压电元件；单元壳，被配置为支撑在单元壳的内部接合到单元壳的前部的压电元件，单元壳在其后部具有开口；印刷电路板(pcb)组件，电连接到压电元件；壳体，耦接到单元壳的开口，同时将pcb组件容纳在其中，并被配置为密封单元壳中的压电元件与pcb组件之间的电连接所需的空间；填充物，在完成压电元件与pcb组件之间的电连接之后，填充压电元件与pcb组件之间的电连接所需的空间；以及后盖，被配置为密封形成在壳体处以允许插入pcb组件的后开口。

4、pcb组件可以被安装成将壳体的内部分成连接到单元壳的空间和连接到后盖的空间，使得这些空间彼此隔离。

5、专用集成电路(asic)可以设置在pcb组件的面向单元壳的表面处，并且电路元件可以设置在pcb组件的面向后盖的表面处，该电路元件的从pcb组件突出的体积大于asic的从pcb组件突出的体积。

6、后盖可以由在厚度为1mm时激光透射率为50％或更大的工程塑料制成。后盖可以通过激光焊接耦接到壳体。

7、电连接到其外部的连接器可以形成在壳体处，使得连接器与壳体集成。连接器的连接器引脚可以嵌件成型在壳体中，使得连接器引脚的连接到pcb组件的一侧端部平行地朝向后盖突出。

8、引线引脚可以插入壳体中，用于pcb组件与压电元件之间的电互连。引线引脚可以插入壳体中，使得引线引脚的连接到pcb组件的一侧端部平行于连接器引脚朝向后盖突出。pcb组件可以通过压配合耦接到连接器引脚和引线引脚。

9、引线引脚可以通过其沿向前/向后方向从后盖的一侧到单元壳的一侧的线性移动而耦接到壳体，使得引线引脚相对于壳体沿任何方向的移动被限制。

10、每个引线引脚可以包括：限制部，该限制部被配置为插入引脚插入凹槽中，该引脚插入凹槽在引线引脚的被压配合在pcb组件中的一侧端部前方形成在壳体处，从而限制引线引脚沿与向前/向后方向垂直的方向的相对移动；以及压配合突出部，从限制部沿向前/向后方向突出，以压配合在壳体中。

11、引线引脚可以在从限制部沿向前/向后方向延伸之后朝向单元壳的开口的中心部分弯曲。限制突出部可以设置在壳体处，以限制引线引脚的弯曲部分的相对侧。

12、布线可以设置在引线引脚的另一端部与压电元件之间，使得布线的相对端部分别连接到引线引脚和压电元件。布线可以在其中部具有至少一个弯曲部分，以防止布线因填充物的收缩和膨胀而断开。

13、超声波传感器还可以包括插入在单元壳与壳体之间的橡胶帽、以及围绕单元壳装配以围绕橡胶帽和壳体的前部的前盖。

14、壳体可以具有集成结构，该集成结构包括：支撑部，被配置为在橡胶帽插入在支撑部与单元壳的后端之间的情况下支撑单元壳的后端，并允许单元壳的开口与壳体的内部相通；以及前端，被配置为在被前盖围绕的同时沿向前方向从支撑部的外侧突出。

15、橡胶帽可以具有集成结构，该集成结构包括：第一密封突出部，被配置为按压壳体的支撑部的内周表面，从而密封支撑部的内周表面；第二密封突出部，被配置为按压壳体的前端的内周表面，从而密封前端的内周表面；以及第三密封突出部，被配置为按压单元壳的外周表面，从而密封单元壳的外周表面。

16、截面扩大的扩大部可以设置在单元壳的外周表面的后部处。第三密封突出部可以形成为按压单元壳的扩大部开始的位置。

17、前盖可以设置有压配合肋，该压配合肋被配置为被压配合在橡胶帽的前部处。橡胶帽可以形成有被配置为容纳压配合肋的压配合凹槽。

18、在前盖通过形成在压配合肋的内部的倾斜表面将橡胶帽压靠在单元壳的外周表面上的状态下，可以通过超声波将前盖熔接到壳体和橡胶帽。

19、至少一个凸肋可以形成在壳体的支撑部处，使得凸肋朝向橡胶帽的前部突出。

20、根据本发明的另一方面，提供了一种制造超声波传感器的方法，该方法包括：在单元壳的内部将压电元件接合到单元壳的前部；在橡胶帽插入在单元壳与壳体的前部之间的情况下，将单元壳组装到壳体的前部，并且在前盖包围橡胶帽和壳体的前部的情况下，将前盖熔接到橡胶帽和壳体的前部；将焊接有布线的引线引脚耦接到壳体；将布线焊接到压电元件，用于它们之间的互连；将填充物注入到设置有布线的单元壳的内部和壳体的内部；将印刷电路板(pcb)组件插入壳体中，使得引线引脚和嵌件成型在壳体中的连接器引脚连接到pcb组件；以及通过后盖密封插入有pcb组件的壳体的后部。

21、可以注入填充物，使得填充物仅填充面向pcb组件的前侧的空间。pcb组件可以插入壳体中，使得引线引脚和连接器引脚通过压配合进行电互连。

22、后盖可以由在厚度为1mm时激光透射率为50％或更大的工程塑料制成，并且可以被激光焊接到使用塑料树脂注塑成型的壳体的后部，从而密封壳体。

技术特征：

1.一种超声波传感器，包括：

2.根据权利要求1所述的超声波传感器，其中，所述pcb组件将所述壳体的内部分成连接到所述单元壳的空间和连接到所述后盖的空间，使得这些空间彼此隔离。

3.根据权利要求2所述的超声波传感器，其中，专用集成电路asic设置在所述pcb组件的面向所述单元壳的表面处，并且电路元件设置在所述pcb组件的面向所述后盖的表面处，所述电路元件的从所述pcb组件突出的体积大于所述asic的从所述pcb组件突出的体积。

4.根据权利要求2所述的超声波传感器，其中：

5.根据权利要求2所述的超声波传感器，其中：

6.根据权利要求5所述的超声波传感器，其中：

7.根据权利要求6所述的超声波传感器，其中，所述引线引脚通过其沿向前/向后方向从所述后盖的一侧到所述单元壳的一侧的线性移动而耦接到所述壳体，使得所述引线引脚相对于所述壳体沿任何方向的移动被限制。

8.根据权利要求7所述的超声波传感器，其中，每个所述引线引脚包括：

9.根据权利要求8所述的超声波传感器，其中：

10.根据权利要求8所述的超声波传感器，其中：

11.根据权利要求2所述的超声波传感器，还包括：

12.根据权利要求11所述的超声波传感器，其中，所述壳体具有集成结构，该集成结构包括：

13.根据权利要求12所述的超声波传感器，其中，所述橡胶帽具有集成结构，该集成结构包括：

14.根据权利要求13所述的超声波传感器，其中：

15.根据权利要求13所述的超声波传感器，其中：

16.根据权利要求15所述的超声波传感器，其中，在所述前盖通过形成在所述压配合肋的内部的倾斜表面将所述橡胶帽压靠在所述单元壳的外周表面上的状态下，通过超声波将所述前盖熔接到所述壳体和所述橡胶帽。

17.根据权利要求12所述的超声波传感器，其中，至少一个凸肋形成在所述壳体的所述支撑部处，使得所述凸肋朝向所述橡胶帽的前部突出。

18.一种制造超声波传感器的方法，所述方法包括：

19.根据权利要求18所述的方法，其中：

20.根据权利要求18所述的方法，其中，所述后盖由在厚度为1mm时激光透射率为50％或更大的工程塑料制成，并且所述后盖被激光焊接到使用塑料树脂注塑成型的所述壳体的后部，从而密封所述壳体。

技术总结
一种超声波传感器包括：压电元件；单元壳，被配置为支撑在单元壳的内部接合到单元壳的前部的压电元件，单元壳在其后部具有开口；PCB组件，电连接到压电元件；壳体，耦接到单元壳的开口，同时将PCB组件容纳在其中，并被配置为密封单元壳中的压电元件与PCB组件之间的电连接所需的空间；填充物，在完成压电元件与PCB组件之间的电连接之后，填充压电元件与PCB组件之间的电连接所需的空间；以及后盖，被配置为密封形成在壳体处以允许插入PCB组件的后开口。

技术研发人员：裵祥熙
受保护的技术使用者：现代摩比斯株式会社
技术研发日：
技术公布日：2024/2/25