CN103256949A - 组装模组、超声波感测装置及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种超声波感测装置的制造方法，包含以下步骤：(A)制备一中空壳体、一可接收声波而振动的感测单元、一可挠的基座、一电路单元、一可吸收震波的缓冲单元及一第一导线，该基座顶面形成一凹槽；(B)将该电路单元黏合于该基座的凹槽，并将该缓冲单元黏合于该基座的底面，而形成一组装模组；(C)将该感测单元贴合于该壳体的底壁，并将该第一导线的一端连接于该感测单元；(D)将该组装模组装设于该壳体中；(E)将该第一导线的另一端连接于该电路单元。
Description
技术领域
本发明涉及一种感测装置，特别是涉及一种超声波感测装置。
背景技术
超声波感测装置是运用超声波的发射与接受，以量测物体距离、移动速度等物理量的感测装置。常见的超声波感测装置分为开放式及密闭式，开放式的超声波感测装置通常包含一未封闭的金属外壳及一容置于该金属外壳内的感测片(例如以压电材料制成的压电片)；密闭式的设计则将感测片装设于闭密的金属外壳中。前者具有较高的灵敏度，而后者适用于开放式户外环境。
美国公告号第5987992号专利公开一种可应用于车用倒车雷达的密闭式超音波传感器，该密闭式超音波传感器包含一中空壳体、一装设于该壳体的内底面的压电片、一位于该压电片上方的吸音片及一封装胶体等构件。
但此种密封式超音波传感器于组装时，必须在壳体内的狭窄空间中一一黏着、设置各微小零件，而增加组装上的困难程度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种简化超声波感测装置的制造过程的组装模组。
本发明超声波感测装置的组装模组，容置于一超声波感测装置的一中空壳体内，并电连接于一可接收声波而振动并发出一感测信号的感测单元。该组装模组包含一可挠基座、一电路单元及一缓冲单元。该基座至少外表面为可挠性材质制成并包括一基板，该基板自顶面向下凹陷形成一凹槽，所述感测单元位于该基座下方。该电路单元设置于该凹槽中，并电连接于该感测单元而接收该感测信号。该缓冲单元为具吸收震波的效果的材质制成，设置于该基板的底面邻近该感测单元处。
优选地，该基座还包括由该基板顶面向外凸伸的至少一定位块，且该壳体的内壁面凹陷形成一定位槽，以供该定位块容置。
优选地，该基板自外周缘形成一凹陷的缺口，该缓冲单元形成至少一对应该缺口的沟槽。
优选地，该基座还包括分别从该基板两相反侧向下延伸的两侧壁，所述侧壁远离该基板处各形成至少一限位部，该基板、所述侧壁及所述限位部相互配合界定出一容室，该容室供该缓冲单元容置。
本发明的另一目的，在提供一种使用前述组装模组的超声波感测装置。
于是，本发明超声波感测模组，电连接于一外部电路，并包含一壳体、一感测单元及一组装模组。
该壳体包括一底壁及一自该底壁外周缘向上延伸的围绕壁，该底壁及该围绕壁相互配合界定出一容置槽。该感测单元设置于该底壁的顶面，且可接收声波而振动并发出一感测信号。该组装模组设置于该容置槽且间隔于该感测单元，并包括一可挠基座、一电路单元及一缓冲单元。该基座至少外表面为可挠性材质制成并具有一基板，该基板自顶面向下凹陷形成一凹槽。该电路单元设置于该凹槽中，且电连接于该感测单元而接收该感测信号，并电连接于该外部电路而将该感测信号传输至该外部电路。该缓冲单元为具吸收震波的效果的材质制成，且设置于该基板的底面邻近该感测单元处。
优选地，该基座还具有由该基板顶面向外凸伸的至少一定位块，且该容置槽包括由该围绕壁的内壁面凹陷形成的一定位槽，以供该定位块容置。
优选地，该超音波感测装置还包含一第一导线，该基座自外周缘形成一凹陷的缺口，该缓冲单元形成至少一对应该缺口的沟槽，该第一导线穿设于该缺口与该沟槽，并电连接该电路单元及该感测单元以传输该感测信号。
优选地，该超音波感测装置还包含一第二导线及一连接线，该第二导线电连接该电路单元及该壳体，该连接线电连接该电路单元及该外部电路。
优选地，该超音波感测装置还包含一密封体，该密封体填充于该容置槽并包覆该感测单元与该组装模组。
优选地，该基座还具有分别从该基板两相反侧向下延伸的两侧壁，所述侧壁远离该基板处各形成至少一限位部，该基板、所述侧壁及所述限位部相互配合界定出一容室，该容室供该缓冲单元容置。
本发明的有益效果在于：预先组装该组装模组，可减少后续于狭窄的该壳体内组装零件的步骤，而降低制造过程的困难程度。
附图说明
图1是一立体分解图，说明本发明超声波感测装置的一优选实施例；
图2是该优选实施例的立体组合图；
图3是该优选实施例的上视图；
图4是沿图3的IV-IV方向的侧剖视图；
图5是一立体组合图，说明一组装模组的实施形式；
图6是该组装模组的立体分解图；
图7是沿图5的VII-VII方向的侧剖视图；
图8是一流程图，说明本发明超声波感测装置的制造方法的一优选实施例；
图9是一示意图，说明将一感测单元、一第一导线及一第二导线组装于一壳体；
图10是一示意图，说明将该组装模组装设于该壳体；
图11是一示意图，说明将一连接线连接于一电路单元。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明。下列实施例的说明是参考附加的图式，用于例示本发明可用于实施的特定实施例。本发明所提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用来说明，而非用来限制本发明。
参阅图1、图2及图3为本发明超声波感测装置的一优选实施例，可用于车辆的倒车雷达等距离量测系统。超声波感测装置电连接于一用于处理信号的外部电路(图中未绘制)，并包含一中空壳体1、一感测单元2、一组装模组3、一第一导线4、一第二导线5、一连接线6及一密封体7。
参阅图1、图2及图4，壳体1概呈短柱状，并由金属材料(如铝金属)制成。壳体1包括一底壁11及一自底壁11外周缘向上延伸的围绕壁12。底壁11及围绕壁12相互配合界定出一容置槽13，且容置槽13包括由围绕壁12的前侧内壁面凹陷形成的一定位槽121。
感测单元2概呈圆片状，设置于底壁11的顶面。感测单元2由压电材料制成，接收电能后会产生振动而形成超声波，也可接收声波振动而发出一感测信号。
组装模组3设置于容置槽13，并包括一可挠的基座31、一电路单元32及一缓冲单元33。
参阅图5、图6及图7，基座31由可挠性材料(如硅胶)制成，并具有一基板311、两个侧壁312及两个定位块313。基板311自顶面向下凹陷形成一凹槽315，并自前侧缘形成一向内凹陷的缺口316。所述侧壁312分别从基板311左右两侧向下延伸，且每一侧壁312的内壁面于邻近底缘处的前后端各凸伸形成一限位部317。基板311、所述侧壁312及所述限位部317相互配合界定出一容室314。
参阅图4、图6及图7，电路单元32概为长方体，容置于凹槽315中，并自前侧缘凹陷形成一对应缺口316的凹陷部321。电路单元32以第一导线4电连接于感测单元2而接收该感测信号，并以连接线6电连接于外部电路。
缓冲单元33由具吸收震波的效果的材质(如泡棉)制成，设置于基板311的底面邻近感测单元2处，且容置于容室314中并受到所述限位部317的支撑。缓冲单元33于前后两侧各形成一沟槽331，所述沟槽331其中之一对应缺口316及凹陷部321的位置。
参阅图1、图2及图4，第一导线4穿设于缺口316与沟槽331以电连接电路单元32及感测单元2，使接收到的感测信号传输至电路单元32。第二导线5电连接电路单元32及壳体1的围绕壁12的后侧内壁面，以形成接地效果。连接线6具有两条彼此螺旋缠绕的导线(图中未标号)，并将电路单元32接收到的感测信号传输至外部电路。密封体7是以可吸收震波的材料(如硅树脂橡胶)填充于容置槽13中，而包覆装设于容置槽13的感测单元2、组装模组3、第一导线4、第二导线5及所述连接线6的底端。
在此设计下，外部电路发出一驱动信号，该驱动信号依序借由连接线6、电路单元32及第一导线4传输至感测单元2。感测单元2接收该驱动信号而挠曲振动产生超声波。超声波入射至一外部物体而产生一反射波，该反射波回传至感测单元2而产生该感测信号。该感测信号依序经由第一导线4、电路单元32及连接线6的传输而反馈至外部电路，以进行后续的信号处理及判断。
参阅图8为本发明超声波感测装置的制造方法，以下于各步骤配合图式进行说明：
S1：组装组装模组3。(参照图6)
使用接着剂将电路单元32黏合于基板311顶面的凹槽315中，并将缓冲单元33置放于容室314中并黏着于基板311的底面。
S2：将感测单元2、第一导线4及第二导线5装设于壳体1中。(参照图9)
将感测单元2贴合于壳体1的底壁11的顶面，并将第一导线4的一端连接于感测单元2，且将第二导线5的一端连接于壳体1的围绕壁12后侧的内壁面。
S3：将组装模组3装设于壳体1中。(参照图10)
将步骤S1组装完成的组装模组3放置于壳体1的容置槽13中，此时所述定位块313为容置于定位槽121内，且缓冲单元33为间隔地位于感测单元2的上方。
S4：将第一导线4、第二导线5及连接线6连接于电路单元32。(参照图11)
令第一导线4的另一端穿过沟槽331及缺口316，而后焊接于电路单元32上；将第二导线5的另一端焊接于电路单元32间隔于第一导线4的位置；将连接线6的一端焊接于电路单元32的中央位置。
S5：填充密封体7于该壳体中(参照图2、图4)
将可流动的密封体7填充于壳体1的容置槽13中，而后静置待密封体7固化。
如前述，于步骤S1先完成组装模组3的组装，可减少于壳体1中装设各构件的步骤，而降低制作上的困难程度，所以确实能达成本发明的目的。
以上所述，仅为本发明的优选实施例，不能以此限定本发明实施的范围，即凡依本发明申请专利范围及发明说明内容所作的简单的等效变化与修饰，仍属本发明专利涵盖的范围内。
Claims (16)
1.一种超声波感测装置的组装模组，容置于一超声波感测装置的一中空壳体中，并电连接于一可接收声波而振动并发出一感测信号的感测单元；其特征在于：所述组装模组包含：
一可挠的基座，至少外表面为可挠性材质制成，所述基座包括一基板，所述基板自顶面向下凹陷形成一凹槽，所述感测单元位于所述基座下方；
一电路单元，设置于所述凹槽中，并电连接于所述感测单元而接收所述感测信号；及
一缓冲单元，为具吸收震波的效果的材质制成，设置于所述基板的底面邻近所述感测单元处。
2.根据权利要求1所述的超声波感测装置的组装模组，其特征在于：所述基座还包括由所述基板顶面向外凸伸的至少一定位块，且所述壳体的内壁面凹陷形成一定位槽，以供所述定位块容置。
3.根据权利要求1所述的超声波感测装置的组装模组，其特征在于：所述基板自外周缘形成一凹陷的缺口，所述缓冲单元形成至少一对应所述缺口的沟槽。
4.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的超声波感测装置的组装模组，其特征在于：所述基座还包括分别从所述基板两相反侧向下延伸的两侧壁，所述侧壁远离所述基板处各形成至少一限位部，所述基板、所述侧壁及所述限位部相互配合界定出一容室，所述容室供所述缓冲单元容置。
5.一种超声波感测装置，电连接于一外部电路；其特征在于：所述超声波感测装置包含：
一壳体，包括一底壁及一自所述底壁外周缘向上延伸的围绕壁，所述底壁及所述围绕壁相互配合界定出一容置槽；
一感测单元，设置于所述底壁的顶面，且可接收声波而振动并发出一感测信号；及
一组装模组，设置于所述容置槽且间隔于所述感测单元，所述组装模组包括
一可挠的基座，至少外表面为可挠性材质制成，所述基座具有一基板，所述基板自顶面向下凹陷形成一凹槽，
一电路单元，设置于所述凹槽中，且电连接于所述感测单元而接收所述感测信号，并电连接于所述外部电路而将所述感测信号传输至所述外部电路，及
一缓冲单元，为具吸收震波的效果的材质制成，设置于所述基板的底面邻近所述感测单元处。
6.根据权利要求5所述的超声波感测装置，其特征在于：所述基座还具有由所述基板顶面向外凸伸的至少一定位块，且所述容置槽包括由所述围绕壁的内壁面凹陷形成的一定位槽，以供所述定位块容置。
7.根据权利要求5所述的超声波感测装置，其特征在于：所述超声波感测装置还包含一第一导线，所述基座自外周缘形成一凹陷的缺口，所述缓冲单元形成至少一对应所述缺口的沟槽；所述第一导线穿设于所述缺口与所述沟槽，并电连接所述电路单元及所述感测单元以传输所述感测信号。
8.根据权利要求5所述的超声波感测装置，其特征在于：所述超声波感测装置还包含一第二导线及一连接线，所述第二导线电连接所述电路单元及所述壳体，所述连接线电连接所述电路单元及所述外部电路。
9.根据权利要求5所述的超声波感测装置，其特征在于：所述超声波感测装置还包含一密封体，所述密封体填充于所述容置槽并包覆所述感测单元与所述组装模组。
10.根据权利要求5至9中任一权利要求所述的超声波感测装置，其特征在于：所述基座还具有分别从所述基板两相反侧向下延伸的两侧壁，所述侧壁远离所述基板处各形成至少一限位部，所述基板、所述侧壁及所述限位部相互配合界定出一容室，所述容室供所述缓冲单元容置。
11.一种超声波感测装置的制造方法，其特征在于：所述制造方法包含以下步骤：
(A)制备一中空壳体、一可接收声波而振动的感测单元、一可挠的基座、一电路单元、一可吸收震波的缓冲单元及一第一导线，所述基座顶面形成一凹槽；
(B)将所述电路单元黏合于所述基座的凹槽，并将所述缓冲单元黏合于所述基座的底面，而形成一组装模组；
(C)将所述感测单元贴合于所述壳体的底壁，并将所述第一导线的一端连接于所述感测单元；
(D)将所述组装模组装设于所述壳体中；及
(E)将所述第一导线的另一端连接于所述电路单元。
12.根据权利要求11所述的超声波感测装置的制造方法，其特征在于：于步骤(A)所述基座的顶面形成至少一凸伸的定位块，所述壳体的内壁面形成一定位槽；于步骤(D)所述组装模组装设于所述壳体后，所述定位块容置于所述定位槽中。
13.根据权利要求11所述的超声波感测装置的制造方法，其特征在于：于步骤(A)所述基座自外周缘凹陷形成一缺口，所述缓冲单元对应所述缺口处形成至少一沟槽；步骤(E)中所述第一导线为穿设于所述缺口与所述沟槽中。
14.根据权利要求11所述的超声波感测装置的制造方法，其特征在于：步骤(A)还包括制备一第二导线及一连接线，步骤(C)还包括将所述第二导线的一端连接于所述壳体，步骤(E)还包括将所述第二导线的另一端连接于所述电路单元，并将所述连接线的一端连接于所述电路单元。
15.根据权利要求11所述的超声波感测装置的制造方法，其特征在于：在步骤(E)之后还包含一步骤(F)，步骤(F)是将一密封体填充于所述壳体中，而包覆所述组装模组、所述感测单元与所述第一导线。
16.根据权利要求11至15中任一权利要求所述的超声波感测装置的制造方法，其特征在于：于步骤(A)所述基座包括一基板及分别由所述基板两相反侧向下延伸的两侧壁，所述侧壁远离所述基板处各形成至少一限位部，所述基板、所述侧壁及所述限位部相互配合界定出一容室；步骤(B)中所述缓冲单元为黏合于所述基板的底面并容置于所述容室中。
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