CN110611875B - 水声换能器屏蔽层的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种水声换能器屏蔽层的制备方法，在水声换能器晶片表面灌封一层聚氨酯胶，放入80℃烘箱固化；在金属外壳安装螺钉和焊片，从换能器金属外壳上的焊片上引出一根裸导线；把焊好的水声换能器放入烘箱预热；用化学试剂对预热透的换能器表面聚氨酯进行处理；在聚氨酯表面均匀的涂覆一层导电胶，用裸导线把导电胶和外壳连通，放入烘箱固化；对固化后的导电胶层进行表面处理。通过本发明可以提供一种简单高效的水声换能器屏蔽层,操作简单，不产生气泡，对换能器声学性能影响小，制作出的水声换能器屏蔽层屏蔽性能好，可靠性高，且不受到结构固定方式的限制，可以适应任何形状的换能器。

Description

水声换能器屏蔽层的制备方法
技术领域
本发明涉及水声工程技术领域，具体地，涉及一种水声换能器屏蔽层的制备方法。
背景技术
在电子设备中，电磁干扰能量一般通过传导性耦合和辐射性耦合两种方式来传输。为满足电磁兼容性要求，对传导性耦合需采用滤波技术，即采用EMI滤波器件加以抑制；对辐射性耦合则需采用屏蔽技术加以抑制。在当前电磁频谱日趋密集、单位体积内电磁功率密度急剧增加，高低电平器件或设备大量混合使用等因素而导致设备及系统电磁环境日益恶化的情况下，其重要性就显得更为突出。
屏蔽是通过由金属制成的壳、盒、板等屏蔽体，将电磁波局限于某一区域的一种方法。由于辐射源分为近区的电场源、磁场源和远区的平面波，因此屏蔽体的屏蔽性能依据辐射源的不同，在材料选择、结构形状和对孔缝泄漏控制等方面都有所不同。在设计中要达到所需的屏蔽性能，则需首先确定辐射源，明确频率范围，再根据各个频段的典型泄漏结构，确定控制要素，进而选择恰当的屏蔽材料，设计屏蔽壳体。
水声换能器的屏蔽主要是对辐射性耦合的抑制，可以提高换能器收发信号的信噪比，有效的抑制周围的环境噪声干扰，相对提高信号的传输距离。以往使用的网织金属层的屏蔽网方式固定方式复杂，对换能器形状要求较高。
与本申请相关的现有技术是专利文献CN204761642U，公开了一种宽带高频超声收发水声换能器，包括发射换能器、内置前放电路、接收换能器，发射换能器下端连接托盘A，托盘A下端连接接收换能器，接收换能器下端连接托盘B，发射换能器一端通过屏蔽线连接前放电路一端，前放电路另一端连接通过屏蔽线同时连接托盘A、托盘B。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种水声换能器屏蔽层的制备方法。
根据本发明提供的一种水声换能器屏蔽层的制备方法，包括：
步骤一：在水声换能器的晶片表面灌封聚氨酯胶，放入烘箱固化；
步骤二：在金属外壳灌封聚氨酯胶的表面处安装焊片，在焊片上引出裸导线；
步骤三：焊片安装后，将水声换能器放入烘箱，在设定时长内进行预热；
步骤四：对预热后的水声换能器，使用化学试剂在聚氨酯胶表面进行涂刷处理，并干燥处理；
步骤五：在聚氨酯胶表面涂刷导电胶，通过裸导线将导电胶与水声换能器的外壳连通，并固化处理；
步骤六：对导电胶表面进行光滑处理，形成屏蔽灌封层。
优选地，所述聚氨酯胶采用透明型透声的聚氨酯灌封胶。
优选地，所述烘箱的固化和预热温度设定为60℃～80℃。
优选地，所述设定时长设置为1h～4h。
优选地，所述裸导线的直径在0.2mm～1mm之间。
优选地，所述化学试剂采用列克纳和二氯乙烷的混合物，配比是1：(0.8～3)。
优选地，所述导电胶采用加热型银导电胶或铜导电胶，所述固化处理的温度设置在60℃～100℃。
优选地，所述水声换能器的外壳开设螺纹洞，所述螺纹洞的直径为
Figure GDA0002694753970000021
所述裸导线从螺纹洞中穿出。
优选地，所述光滑处理是对导电胶表面进行打毛处理。所述打毛处理采用水砂纸。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
本发明方法操作简单，不产生气泡，对换能器声学性能影响小，制作出的水声换能器屏蔽层屏蔽性能好，可靠性高，且不受到结构固定方式的限制，可以适应任何形状的换能器。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为水声换能器装配示意图；
图2为水声换能器金属网屏蔽层的表面示意图；
图3为本发明的水声换能器导电胶屏蔽层的表面示意图；
图4为本发明的水声换能器屏蔽层制备流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
如图1所示，在水声换能器装配示意图中，屏蔽层的表面灌封聚氨酯，位置内嵌在换能器外壳的外壳中，电缆通过外壳，与聚氨酯导通。
如图4所示，本发明所提供的水声换能器屏蔽层的制备方法，包括：
步骤一、在水声换能器晶片表面灌封一层聚氨酯胶，放入80℃烘箱固化；
步骤二、在金属外壳安装螺钉和焊片，从换能器金属外壳上的焊片上引出一根裸导线；
步骤三、把焊好的水声换能器放入烘箱预热；
步骤四、用化学试剂对预热透的换能器表面聚氨酯进行处理；
步骤五、在聚氨酯表面均匀的涂覆一层导电胶，用裸导线把导电胶和外壳连通，放入烘箱固化；
步骤六、对固化后的导电胶层进行表面处理；
其中，换能器灌封聚氨酯胶是将装配好的200KHz换能器金属件进行喷砂处理，用汽油清洗喷砂面，在晶片和金属灌封面涂底涂胶；配制透明的透声聚氨酯灌封胶，然后沿着模具灌封一层3mm厚的包覆层，放入80℃烘箱中固化。
引出裸导线是在外壳灌封聚氨酯的表面处安装M3的盘头螺丝和Φ3焊片，并在焊片上引出一根裸导线。
固化后换能器的预热是把装好裸导线的换能器放入70℃的烘箱中预热2个小时。
换能器聚氨酯表面的化学处理是先把列克纳和二氯乙烷按1：1的配比配好，然后把预热透的换能器从烘箱中取出，在聚氨酯表面涂刷二遍列克纳和二氯乙烷混合液，然后放置半小时，至聚氨酯表面干燥。
涂导电胶及连通外壳是配制环氧型导电胶，用硫酸纸在聚氨酯表面均匀涂刷一层导电层，把裸导线拉紧，固定，然后用导电胶把裸导线与导电层连接、并固定牢固，放入80℃烘箱固化。
导电胶层表面处理是用万用表测试导电胶层和外壳的导通性，确定导电胶和裸导线连接紧密，接着用砂纸处理导电胶层的毛刺，用汽油清洗导电胶层的表面。到此，本专利的水声换能器屏蔽灌封层制作完成。
如图2，现有水声换能器屏蔽层的网状形态复杂，对环能器形状要求较高。并且，常用的屏蔽层有孔洞，不能完全阻止电磁波的辐射，如图3所示，本发明的屏蔽层突破了形状上的限制，屏蔽层能够根据换能器的不同形状对换能器形成包裹，形成全覆盖，形成一种类似导电层，通过裸导线与金属外壳连通，换能器内部器件都被金属外壳和导电层包围，外面电磁辐射则不会影响换能器收发信号。
对预热后的水声换能器，使用化学试剂在聚氨酯胶表面进行涂刷处理，所述涂层的厚度是否特殊效果屏蔽层的厚度在0.05mm-0.5mm之间。针对厚度太薄起不到屏蔽作用，太厚影响换能器本身性能。在聚氨酯胶表面涂刷导电胶，所述导电胶优选加热型银导电胶或铜导电胶，导电效果优异，和聚氨酯的粘结效果更好。
对比例1
本对比例与实施例1基本相同，不同之处仅在于：本对比例不使用化学试剂在聚氨酯胶表面进行涂刷处理。
在实施上，如果不使用化学处理，粘结效果就很差，导电胶和聚氨酯表面很容易形成空腔，从而影响换能器的声学性能。至于列克纳和二氯乙烷的混合比例可以为1：(0.8～3)都可以，1:1的比例是在处理粘结效果和节约试剂的情况下最优选配比。
对比例2
本对比例与实施例1基本相同，不同之处仅在于：本对比例采用列克纳以外的其它胶水进行粘连。
在实施上，通过采用列克纳或者Chemlock 218作为胶黏剂进行了对比实验，发现采用列克纳作为粘结剂的粘结强度为4.5Mpa，采用Chemlock 218作为粘结剂的粘结强度为2.8Mpa。换能器在工作的时候换能元件需要振动，通过振动把动能以声波的形式发射出去，若换能器长时间工作，粘结强度的低的就容易脱离，从而影响换能器的性能。
本发明解决的问题是针对现有的水声换能器屏蔽层的制作工艺中操作不便，屏蔽效果差，可靠性差，对水声换能器的声学性能影响大的缺陷；本发明的水声换能器屏蔽层的制备方法可以适用于制备一切水声换能器的屏蔽层，不限换能器工作频段，不限换能器外观形状，可快速高效的制备屏蔽层。本发明制备方法简单、屏蔽性能好、生产效率高,适用任何工作频段，任何形状的换能器；不产生气泡，对换能器声学性能影响小；本发明实际应用效果更好，已经在实际应用中得到了验证。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种水声换能器屏蔽层的制备方法，其特征在于，包括：
步骤一：在水声换能器的晶片表面灌封聚氨酯胶，放入烘箱固化；
步骤二：在金属外壳灌封聚氨酯胶的表面处安装焊片，在焊片上引出裸导线；
步骤三：焊片安装后，将水声换能器放入烘箱，在设定时长内进行预热；
步骤四：对预热后的水声换能器，使用化学试剂在聚氨酯胶表面进行涂刷处理，并干燥处理；
步骤五：在聚氨酯胶表面涂刷导电胶，通过裸导线将导电胶与水声换能器的外壳连通，并固化处理；
步骤六：对导电胶表面进行光滑处理，形成屏蔽灌封层。
2.根据权利要求1所述的水声换能器屏蔽层的制备方法，其特征在于，所述聚氨酯胶采用透明型透声的聚氨酯灌封胶。
3.根据权利要求1所述的水声换能器屏蔽层的制备方法，其特征在于，所述烘箱的固化和预热温度设定为60℃～80℃。
4.根据权利要求1所述的水声换能器屏蔽层的制备方法，其特征在于，所述设定时长设置为1h～4h。
5.根据权利要求1所述的水声换能器屏蔽层的制备方法，其特征在于，所述裸导线的直径在0.2mm～1mm之间。
6.根据权利要求1所述的水声换能器屏蔽层的制备方法，其特征在于，所述化学试剂采用列克纳和二氯乙烷的混合物，配比是1：(0.8～3)。
7.根据权利要求1所述的水声换能器屏蔽层的制备方法，其特征在于，所述导电胶采用加热型银导电胶或铜导电胶，所述固化处理的温度设置在60℃～100℃。
8.根据权利要求1所述的水声换能器屏蔽层的制备方法，其特征在于，所述水声换能器的外壳开设螺纹洞，所述螺纹洞的直径为2cm～4cm，所述裸导线从螺纹洞中穿出。
9.根据权利要求1所述的水声换能器屏蔽层的制备方法，其特征在于，所述光滑处理是对导电胶表面进行打毛处理。
10.根据权利要求9所述的水声换能器屏蔽层的制备方法，其特征在于，所述打毛处理采用水砂纸。
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