KR100770801B1

KR100770801B1 - 센서 부착 구조 및 초음파 센싱 장치

Info

Publication number: KR100770801B1
Application number: KR1020060071725A
Authority: KR
Inventors: 다카히코 요시다; 마키코 스기우라; 야스유키 오쿠다; 유타 하세베
Original assignee: 가부시키가이샤 덴소
Priority date: 2005-10-12
Filing date: 2006-07-28
Publication date: 2007-10-26
Also published as: US7490517B2; DE102006035607A1; DE102006035607B4; US20070079661A1; KR20070040712A; CN1949937A; JP2007107954A; CN1949937B; JP4591302B2

Abstract

본 발명에 따르는 센서 부착 구조는, 초음파를 받아들이기 위한 수음부재(20)와 상기 수음부재에 부착된 초음파센서(10)를 포함한다. 상기 초음파 센서는 서로 마주보는 제1 및 제2면을 구비하는 반도체기판(11) 및 상기 반도체기판에 막(12)을 형성하기 위해 상기 반도체기판의 제1면으로부터 홈이 파여진 기판 홈부(13)를 포함한다. 또한, 상기 캡부재(30)는 상기 반도체기판의 제2면을 덮기 위해 상기 수음부재와 상기 반도체기판 사이에 배치된다. 게다가, 상기 캡부재는 상기 수음부재에 접착된 제1면, 및 상기 막의 외주부분에서 상기 반도체기판의 제2면에 접착된 제2면을 구비함과 동시에 상기 캡부재와 상기 막 사이에 갭(31)을 형성한다.

수음부재, 초음파센서, 반도체기판, 캡부재, 막, 갭

Description

센서 부착 구조 및 초음파 센싱 장치{Sensor attachment structure and ultrasonic sensing device}

도1은 본 발명의 제1실시예에 따른 초음파 센싱 장치로서, 초음파센서를 수음부재에 부착하기 위한 부착구조를 나타내는 단면도.

도2는 도1에 나타낸 캡부재의 좌측면도.

도3은 본 발명의 제2실시예에 따른 초음파센서와 캡부재를 나타내는 단면도.

도4는 본 발명의 제3실시예에 따른 초음파센서와 캡부재의 단면도.

도5는 본 발명의 제5실시예에 따른 초음파 센싱 장치로서, 초음파센서를 수음부재에 부착하기 위한 구조를 나타내는 단면도.

도6은 본 발명의 제6실시예에 따른 초음파 센싱 장치로서, 초음파센서를 수음부재에 부착하기 위한 구조를 나타내는 단면도.

도7은 본 발명의 제6실시예에 따른 초음파 센싱 장치로서, 초음파센서를 수음부재에 부착하기 위한 또 다른 구조를 나타내는 단면도.

도8은 본 발명의 제7실시예에 따른 초음파 센싱 장치로서, 초음파 센싱 장치를 수음부재에 부착하기 위한 구조를 나타내는 단면도.

도9는 본 발명의 제8실시예에 따른 초음파 센싱 장치로서, 초음파센서를 수 음부재에 부착하기 위한 구조를 나타내는 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 초음파센서 20 : 수음부재

30 : 캡부재 40 : 몰딩수지

50 : 초음파 트랜스미터 60 : 범프

본 발명은 초음파 센싱 장치, 및 초음파센서를 수음부재에 부착하기 위한 센서 부착 구조에 관한 것이다.

최근, 초음파센서는 차량 주위에 있는 물체의 위치, 방향, 또는 거리를 측정하기 위해 차량에 설치된다.

상기 초음파센서는 범퍼, 차체 또는 헤드라이트와 같은 수음부재(sound receiving member)에 설치된다. 상기 초음파센서와 일체로 형성되거나 분리되어 형성된 트랜스미터로부터 초음파가 전달될 때, 상기 초음파는 물체에 의해 반사되고 상기 수음부재에 의해 받아들여진다. 이에 따라, 상기 수음부재는 진동하고 상기 초음파센서는 진동을 검출한다.

일본공개특허공보 제2002-58097호에는 초음파센서로서 압전재(piezoelectric substance)가 제안되어 있다. 일본공개특허공보 제2003-284182호에는 초음파센서로서 막(membrane) 타입 초음파센서가 제안되어 있다.

상기 막 타입 초음파센서는 홈부(recess)가 형성된 면에 반도체기판을 포함한다. 상기 홈부의 저면에 대응하는 반도체기판의 일부는 얇고 이에 따라 막의 역할을 한다. 따라서, 상기 막 타입 초음파센서는 그 면에 다이아프램을 구비하는 반도체기판의 센서(예를 들면, 반도체 압력센서)와 유사한 형상을 가진다.

상기 막 타입 초음파센서는 상기 막의 진동에 따라 초음파를 검출한다. 상기 막은 압전재로 이루어진 박막, 또는 고정전극 또는 가동전극과 유사한 검출전극을 포함하는 커패시턴스 타입 막으로 제안되고 있다.

상기 막 타입 압력센서는 상기 반도체 압력센서와 유사하게 상기 홈부가 형성되는 면에서 수음부재에 부착된다. 이는 상기 홈부를 제외한 면이 거의 편평하기 때문이다.

이러한 경우, 상기 홈부는 상기 수음부재와 상기 막 사이에 배치된다. 이에 따라, 상기 수음부재의 진동은 상기 홈부 내부의 공기가 통과하는 상기 막으로 전달된다. 따라서, 상기 수음부재로부터 상기 막까지의 진동 전달경로는 상기 홈부의 깊이만큼 더 길어진다. 이에 따라, 진동 전달에 대한 효율은 더 저하된다.

상기 검출전극이 상기 홈부를 향하지 않고 상기 막의 전면에 형성되는 경우, 상기 진동이 상기 전면과 마주 대하는 상기 막의 후면 보다 상기 전면으로 더 빨리 전달될 때 진동 전달에 대한 효율은 더 상승하게 된다.

이러한 관점에서, 상기 수음부재는 상기 막의 전면이 형성되는 상기 반도체 기판의 전면에 간단히 부착될 수 있다.

그러나, 일본공개특허공보 제2003-284182호에 개시된 바와 같이, 상기 막의 표면은 배선, 단자 또는 전극으로 인해 편평하지 않다. 이에 따라, 상기 수음부재에 상기 막의 표면 중 한면을 직접적으로 부착하는 것이 어려운 문제점이 있다.

또한, 상기 막의 표면이 상기 수음부재에 직접적으로 부착될 때, 얇고 깨지기 쉬운 상기 막이 파손되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 그 목적은, 초음파센서의 반도체기판 전면(제2면)이 수음부재를 향하는 센서 부착 구조를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 초음파센서에 캡부재와 함께 제공된 초음파 센싱 장치를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 한 관점에 따른 센서 부착 구조는, 초음파를 받아들이기 위한 수음부재와 상기 수음부재에 부착된 초음파센서를 포함한다. 상기 초음파센서는 서로 마주보는 제1 및 제2면을 구비하는 반도체기판 및 상기 반도체기판에 막을 형성하기 위해 상기 반도체기판의 제1면으로부터 홈이 파여진 기판 홈부를 포함한다. 또한, 캡부재는 상기 반도체기판의 제2면을 덮기 위 해 상기 수음부재와 상기 반도체기판 사이에 배치되고, 상기 막은 상기 초음파센서가 상기 막의 진동에 따라 초음파를 검출하도록 제공된다. 게다가, 상기 캡부재는 상기 수음부재에 접착된 제1면, 및 상기 막의 외주부분에서 상기 반도체기판의 제2면에 접착된 제2면을 구비함과 동시에 상기 캡부재와 상기 막 사이에 갭을 가진다.

이에 따라, 상기 막의 표면은 상기 캡부재에 의해 보호된다. 따라서, 상기 수음부재에 상기 초음파센서를 설치하는 것이 가능함과 동시에 상기 초음파센서의 막은 상기 수음부재의 면에 배치된다. 게다가, 상기 캡부재와 상기 막 사이에 갭이 제공되기는 하지만 상기 캡부재와 상기 막은 서로 접착되기 때문에, 상기 막 표면의 편평하지 못한 점과 상기 막의 깨지기 쉬운 점을 보상하는 것이 가능하다.

예를 들면, 상기 캡부재와 상기 막 사이의 갭의 치수는 상기 홈부의 홈 치수보다 더 작게 이루어질 수 있다. 또한, 상기 수음부재는 상기 초음파센서가 부착되는 부착면의 일부분을 둘러싸는 루프(loop) 형상으로 상기 부착면에 형성되는 홈(groove)을 구비하여 제공될 수 있다. 다른 방법으로, 상기 초음파센서가 상기 수음부재에 부착될 때, 상기 초음파센서를 상기 수음부재로 가이드하기 위한 가이드부재가 제공될 수 있다.

또한, 상기 캡부재의 제2면이 통과하여 상기 막의 외주부분에서 상기 반도체기판의 제2면에 부착되는 범프가 제공될 수 있다.

아울러, 상기 캡부재와 상기 반도체기판 중 적어도 하나에는 상기 캡부재와 상기 막 사이의 갭 내부의 공기가 통과하여 배출되는 배출홀이 제공될 수 있다. 다른 방법으로, 상기 갭은 가스의 음향 임피던스 보다 더 높은 음향 임피던스를 가지 는 재료로 채워질 수 있다.

본 발명의 다른 관점에 따른 초음파 센싱 장치는, 서로 마주보는 제1 및 제2면을 구비하는 반도체기판 및 상기 반도체기판에 막을 형성하기 위해 상기 반도체기판의 제1면으로부터 홈이 파여진 기판 홈부가 제공되는 초음파센서; 및 상기 반도체기판의 제2면을 덮기 위해 배치된 캡부재를 포함하여 수음부재에 설치된다.

이러한 초음파 센싱 장치에서, 상기 막은 상기 초음파센서가 상기 막의 진동에 따라 초음파를 검출하도록 제공된다. 또한, 상기 캡부재는 수음부재에 배치된 제1면, 및 상기 막의 외주부분에서 상기 반도체기판의 제2면에 접착된 제2면을 구비함에 동시에 상기 캡부재와 상기 막 사이에 갭을 가진다. 이에 따라, 상기 초음파센서가 상기 수음부재에 부착될 때 조차도 상기 막은 상기 캡부재에 의해 보호될 수 있고, 이와 동시에 상기 막을 가지는 상기 제2면은 상기 수음부재를 향한다.

본 발명의 또 다른 관점에 따른 초음파 센싱 장치는, 서로 마주보는 제1 및 제2면을 구비하는 반도체기판 및 상기 반도체기판에 복수의 막을 형성하기 위해 상기 제1면으로부터 홈이 파여진 복수의 홈부를 포함하되, 상기 복수의 막들은 상기 홈부들과 각각 대응되는 초음파센서; 및 상기 반도체기판의 제2면을 덮기 위해 배치되는 캡부재를 포함하고, 수음부재에 설치된다. 상기 초음파센서는 상기 막들의 진동에 따라 초음파를 검출한다. 상기 초음파 센싱 장치에서, 상기 캡부재는 수음부재에 배치된 제1면, 및 상기 막들의 외주부분에서 상기 반도체기판의 제2면에 접착된 제2면을 구비함과 동시에 상기 막들을 각각 구비한 복수의 갭들을 가진다. 또한, 상기 캡부재는 상기 제2면에 상기 갭들을 서로 분리하기 위한 분리벽부를 가지 고 상기 분리벽부는 상기 막들 사이에서 상기 반도체기판의 부착부에 접착된다. 여기서, 상기 분리벽부는 상기 막들의 진동 사이의 간섭을 억제하도록 제공될 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예들은 도1 내지 도9를 참조하여 설명된다. 본 실시예들에서 동일하거나 유사한 구성요소들은 동일한 도면부호로 나타낸다.

(제1실시예)

본 발명의 제1실시예에 따른 초음파 센싱 장치는 차량에 설치되고, 도1에 나타낸 바와 같이 초음파센서(10), 수음부재(20), 캡부재(30), 몰딩수지(40) 및 초음파 트랜스미터(50)를 포함한다. 상기 초음파센서(10)는 상기 수음부재(20)에 부착된다. 상기 초음파센서(10)는 차량과 상기 차량 주위의 장애물 간의 거리 및 상기 차량으로부터 상기 장애물까지의 방향을 검출하기 위한 것이다.

상기 수음부재(20)는 차량의 범퍼이고, 수 밀리미터의 두께를 가지는 수지(예를 들면, 폴리프로필렌)로 이루어진다. 상기 수음부재(20)는 차량의 차체가 될 수 있고 강판으로 이루어질 수 있다.

도1에서, 상기 수음부재(20)의 좌측 및 우측은 차량의 외부 및 내부에 각각 배치된다. 상기 초음파센서(10)는 상기 수음부재(20)의 표면인 센서 부착면(21)에 부착되고 차량의 내부를 향한다.

상기 초음파센서(10)는 막 타입이고 반도체기판(11)(예를 들면, 실리콘기판)을 포함한다. 상기 반도체기판(11)은 전면(즉, 도1에서 좌측면)에 막(12)을 포함한다.

상기 막(12)은 상기 반도체기판(11)의 전면측에 있는 박부(thin portion)이고, 상기 반도체기판(11)의 후면(즉, 도1에서 우측면)에 형성된 홈부(13)의 저면에 위치된다. 도2에 나타낸 바와 같이, 상기 반도체기판(11)의 동일한 면에 배열된 홈부(13)는 두개이다. 또한, 상기 막(12)도 두개이고, 상기 두개의 막(12)은 상기 두개의 홈부(13)를 구비한 거의 동일한 위치에 각각 형성된다.

상기 막(12)은 얇게 이루어지고 압전재(piezoelectric matter)로 이루어지거나, 박막 형상을 가지는 검출전극(예를 들면, 고정전극 또는 가동전극)이 될 수 있다. 상기 막(12)은 초음파에 의해 유발되는 수음부재(20)의 진동에 따라 진동한다. 상기 초음파는 상기 막(12)의 진동에 따라 검출된다.

상기 초음파센서(10)는 반도체처리를 통해 제조될 수 있다. 상기 초음파센서(10)는 상기 수음부재(20)을 향하는 상기 반도체기판(11)의 전면에 배치된다.

상기 캡부재(30)는 상기 반도체기판(11)의 전면을 덮기 위해서 상기 반도체기판(11)의 전면과 수음부재(20) 사이에 배치된다. 상기 캡부재(30)는 금속(예를 들면, 알루미늄), 세라믹 또는 수지로 이루어지고 판 형상을 가진다.

상기 반도체기판(11)의 전면을 향하는 상기 캡부재(30)의 표면은 상기 막(12) 주위의 전면 부분에 접착수단(예를 들면, 에폭시 수지)에 의해 접착되는 접착부분을 가진다. 갭(31)이 상기 캡부재(30)와 상기 반도체기판(11)의 막 사이에 형성되도록 홈부분(33)은 상기 막(12)의 전면을 향하는 상기 캡부재(30)의 표면에 제공된다.

상기 홈부분(33)은 두개이고, 이에 따라 상기 두개의 홈부분(33)은 상기 두 개의 갭(31)에 대응하는 위치에 각각 배치된다.

상기 홈부분(33)은 그 단부에 상기 접착부분을 포함하는 벽부(32)에 의해 둘러싸인다. 상기 벽부(32)는 상기 두개의 홈부분(33)을 서로 분리시킨다. 따라서, 상기 벽부는 각각의 막(12)의 진동 사이의 간섭을 차단한다.

도2에 나타낸 바와 같이, 상기 각각의 막(12)은 직사각형 평면 형상을 가진다. 상기 각각의 홈부분(33)은 상기 막(12)의 크기보다 다소 크거나 동일한 크기를 가지는 직사각형 평면 형상을 가진다. 상기 벽부(32)와 홈부분(33)은 다이성형 또는 컷팅 등에 의해 단일체로 형성된다.

상기 캡부재(30)의 다른 면은 접착수단(예를 들면, 에폭시 수지)에 의해 수음부재(20)에 접착된다.

상기 캡부재(30)와 초음파센서(10)는 상기 수음부재(20)에 단일유닛으로 부착된다. 상기 캡부재(30)와 초음파센서(10)는 몰딩수지(40)(예를 들면, 에폭시 수지)에 의해 실링된다.

상기 몰딩수지(40)는 상기 단일유닛이 되도록 상기 캡부재(30)와 초음파센서(10)를 조립하기 위해 상기 캡부재(30)와 초음파센서(10)를 실링하는 래핑(wrapping) 역할을 하고, 또한 배선부재 역할을 한다.

단자(미도시, 예를 들면, 리드프레임)는 상기 몰딩수지(40)와 일체로 형성된다. 상기 단자와 초음파센서(10)는 본딩와이어 등을 통해 상기 몰딩수지(40)에 연결된다.

개구부(41)는 상기 몰딩수지(40)에 형성된다. 상기 단자는 상기 개구부(41) 를 통해 외부 전기장치와 연결될 수 있다. 따라서, 상기 초음파센서(10)로부터의 신호는 상기 몰딩수지(40)를 통해 상기 외부 전기장치로 출력된다.

도1에 나타낸 바와 같이, 홈(groove)(22)은 상기 초음파센서(10)가 부착되는 센서 부착면(21)의 일부분을 둘러싸고 있는 직사각형 형상의 루프를 가진다. 도2에서, 상기 홈(groove)(22)은 상기 벽부(32)를 둘러싸고 있는 점선으로 나타낸다. 즉, 상기 홈(22)은 상기 초음파센서(10)를 둘러싸도록 배치된다.

초음파 트랜스미터(50)는 상기 센서 부착면(21)에 배치되고, 상기 수음부재(20)의 외부로 초음파를 전달하기 위한 것이다. 상기 초음파 트랜스미터(50)는 예를 들면, 압전(piezoelectric) 타입일 수 있다.

상기 초음파센서(10)는 상술한 바와 같이 수음부재(20)에 설치되고, 이에 따라 상기 수음부재(20)에 상술한 부착구조를 가진다. 상기 초음파센서(10)는 상기 초음파 트랜스미터(50)로부터 차량의 외부까지 전달되고 장애물에 의해 반사되며 상기 수음부재(20)에 의해 받아들여지는 초음파를 검출한다.

상기 초음파가 상기 수음부재(20)에 의해 받아들여질 때, 상기 수음부재(20)는 상기 초음파에 의해 진동하게 된다. 상기 수음부재(20)의 진동은 상기 캡부재(30)와 상기 갭(31)을 통해 상기 막(12)까지 전달되어 이에 따라 상기 막(12)은 진동한다.

상기 막(12)의 진동에 따른 신호는, 배선부재 역할을 하는 상기 몰딩수지(40)를 통과하는 상기 초음파센서(10)로부터 외부장치까지 출력된다. 상기 장애물과 차량 사이의 거리는 상기 초음파 트랜스미터(50)가 초음파를 전달할 때 시작 되고 상기 초음파센서(10)가 초음파를 검출할 때 끝나는 주기의 길이에 따라 산출될 수 있다.

또한, 상기 초음파센서(10)는 상기 캡부재(30)의 벽부(32)에 의해 분리되는 두개의 막(12)을 가지고, 상기 두개의 막(12)의 진동 사이에 간섭을 억제한다. 즉, 상기 두개의 막(12) 사이에 배치된 상기 벽부(32)는 음분리벽(sound separating wall)의 역할을 한다. 따라서, 각각의 막(12)에 의해 다른 진동을 독립적으로 검출할 수 있다.

이러한 경우, 삼각측량을 수행함으로써 장애물의 방향을 방향을 검출할 수 있다. 특히, 장애물에 의해 반사된 초음파가 다른 시간에 상기 두개의 각각의 막(12)으로 도달하기 때문에, 상기 장애물의 방향은 다른 시간에 상기 각각의 막(12)으로 도달된 초음파를 사용함으로써 검출될 수 있다.

아울러, 상기 갭(31)(즉, 상기 홈부분(33)과 상기 막(12) 사이의 길이)의 두께(L1)는 상기 홈부(13)의 깊이(L2)보다 더 작게 될 수 있다. 이러한 경우, 상기 수음부재(20)로부터 상기 막(12)까지의 진동 전달경로는 상기 홈부(13)의 깊이(L2)보다 더 짧아진다. 이에 따라, 진동의 전달효율은 향상된다.

또한, 상기 센서 부착면(21)에 형성된 홈(22)은 상기 초음파센서(10)를 둘러싼다. 상기 홈(22)은 상기 홈(22)의 외부로부터 불필요한 진동을 차단하고, 이에 따라 상기 초음파센서(10)의 감도는 향상된다.

상술한 바와 같이, 상기 막(12)의 표면은 상기 캡부재(30)에 의해 보호되고, 상기 반도체기판(11)의 전면은 상기 캡부재(30)를 통해 상기 수음부재(20)에 부착 된다. 이에 따라, 상기 수음부재(20)를 향하는 초음파센서(10)의 막과 함께 상기 초음파센서를 상기 수음부재에 설치할 수 있다.

(제2실시예)

이하, 본 발명의 제2실시예에 따른 초음파 센싱 장치, 초음파센서를 부착하기 위한 부착방법 및 부착구조를 도3을 참조로 하여 설명한다.

본 실시예에서, 상기 캡부재(30)의 표면은 상기 막(12)을 둘러싸고 있는 상기 반도체기판(11) 전면의 일부분까지 범프(60)를 통해 부착된다. 상기 범프(60)는 골드범프 또는 솔더범프이다.

이러한 경우, 접착재(예를 들면, 수지)로 이루어진 충전재(61)는 상기 캡부재(30)의 표면과 상기 막(12) 사이의 갭(31)을 실링하고 분리하기 위해서 상기 범프(60) 주위에 적용된다. 상기 범프(60) 및 충전재(61)는 상기 제1실시예에 기재된 벽부(32)를 구성한다.

상기 범프(60)를 사용함으로써, 배선이 상기 캡부재(30)와 연결되고 상기 캡부재(30)가 배선부재로 사용되는 경우에 상기 반도체기판(11) 및 상기 캡부재(30)는 상기 범프(60)를 통해 전기적으로 더 쉽게 연결될 수 있다.

(제3실시예)

이하, 본 발명의 제3실시예에 따른 초음파 센싱 장치, 초음파센서를 부착하기 위한 부착방법 및 부착구조를 도4를 참조로 하여 설명한다.

도4에 나타낸 바와 같이, 배출홀(70,71)은 상기 캡부재(30)에 형성되고 배출홀(72,73)은 상기 반도체기판(11)에 형성되며 상기 배출홀(70,71,72,73)은 상기 초 음파 센싱 장치의 외부로 상기 갭(31) 내부의 공기를 배출하기 위한 것이다.

특히, 상기 배출홀(70)은 상기 캡부재(30)의 두께방향으로 관통하도록 하는 컷팅가공에 의해 형성된다. 상기 배출홀(71)은 상기 벽부(32)의 단부에 컷팅가공에 의해 형성된다. 상기 배출홀(72)은 상기 막(12)의 두께방향으로 관통하도록 하는 컷팅가공 또는 에칭가공에 의해 형성된다. 상기 배출홀(73)은 상기 반도체기판(11)의 가장자리에 컷팅가공 또는 에칭가공에 의해 형성된다. 따라서, 상기 갭(31)은 상기 배출홀(70~73)을 통해 상기 초음파 센싱 장치의 외부와 연결된다.

상기 캡부재(30)의 표면과 상기 막(12) 사이의 갭(31)의 압력은 온도의 변화에 따라 변한다. 상기 압력의 변화는 진동 전달 효율에 영향을 미친다. 따라서, 온도 변화에 의해 유발되는 상기 갭(31) 내부의 압력의 변화는 상기 배출홀(70~73)을 형성함으로써 억제될 수 있다.

만일 상기 배출홀 또는 노치(notch)가 상기 갭(31) 내부의 공기를 배출시키기 위해 형성된다면,상기 배출홀 또는 노치는 상기 캡부재(30)에만 형성되거나 상기 초음파센서에만 형성될 수 있다. 상기 배출홀 또는 노치의 형상은 상기 배출홀(70,72) 및 상기 배출홀(71,73)에 대한 형상 중 어느 하나로 이루어지거나, 다른 형상으로 이루어질 수 있다.

(제4실시예)

도1 내지 도3에 나타낸 제1실시예 및 제2실시예의 부착구조에서, 가스(예를 들면, 공기)보다 더 높은 음향 임피던스를 가지는 재료는 상기 홈부분(33)과 상기 막(12) 사이의 갭(31)에 채워진다.

상기 음향 임피던스는 특정 재료를 통해 전달되는 진동을 쉽게 나타낼 수 있는 잘 알려진 특성이다. 플루오린 오일 또는 실리콘 오일과 같은 액체 및 플루오린 겔 또는 실리콘 겔과 같은 겔 재료는 가스보다 더 높은 음향 임피던스를 가진다.

상기 진동이 상기 재료를 통해 상기 막(12)으로 전달되기 때문에, 상기 갭(31)에 상기 재료를 채움으로써 상기 갭(31)을 통해 상기 진동을 전달하는 효율은 향상될 수 있다.

(제5실시예)

이하, 본 발명의 제5실시예에 따른 초음파 센싱 장치, 초음파센서를 부착하기 위한 부착방법 및 부착구조를 도5를 참조로 하여 설명한다.

도5에 나타낸 바와 같이, 상기 초음파센서(10)가 상기 수음부재(20)에 부착될 때, 가이드부재(80)는 상기 수음부재(20)에 설치되고 상기 수음부재(20)로 상기 초음파센서(10)를 가이드하기 위한 것이다.

상기 가이드부재(80)는 상기 몰딩수지(40)의 외형을 따라 외부에 접착된 벽의 형상을 가진다. 상기 가이드부재(80)는 상기 몰딩수지(40)의 전체 외주에 형성된다. 다른 방법으로, 상기 가이드부재(80)는 마주보는 위치에 배치된 두개의 벽을 포함할 수 있다. 상기 가이드부재(80)는 상기 수음부재(20)와 일체로된 단일체로 형성될 수 있다. 다른 방법으로, 상기 가이드부재(80)는 상기 수음부재(20)와 분리되어 형성될 수 있다.

본 실시예에 따르면, 상기 초음파센서(10)가 상기 수음부재(20)에 설치될 때, 상기 초음파센서(10)는 상기 가이드부재(80)에 의해 상기 수음부재(20)로 가이 드된다. 이에 따라, 상기 수음부재(20)와 대응하는 상기 초음파센서(10)의 위치를 쉽게 조절할 수 있다. 본 실시예는 상기한 각각의 실시예들에 적용될 수 있다.

(제6실시예)

이하, 본 발명의 제6실시예에 따른 초음파 센싱 장치 및 초음파센서를 부착하기 위한 부착구조를 도6 및 도7을 참조로 하여 설명한다.

도6에 나타낸 바와 같이, 상기 초음파센서(10)가 설치되는 상기 수음부재(20)의 부분은 박부(23)이다. 특히, 상기 박부(23)는 상기 초음파센서(10)가 설치되는 상기 수음부재(20)의 표면 중 하나인 센서 부착면(21)에 홈부를 제공함으로써 형성된다.

상기 박부(23)는 초음파를 받아들이도록 더 감도있게 진동할 수 있고, 이에 따라 초음파센서(10)의 감도는 향상된다. 본 실시예는 상기한 각각의 실시예들에 적용될 수 있다.

상기 몰딩수지(40)가 간단하게 나타나고 초음파센서(10)가 나타나지 않은 도7에서, 상기 박부(23)는 상기 센서 부착면(21)과 마주 대하는 상기 수음부재(20)의 표면에 홈부를 제공함으로써 형성된다. 특히, 상기 마주 대하는 면의 홈부는 외측방향으로 테이퍼지는 형상을 가진다. 이러한 경우에, 초음파를 모으는 것이 용이하다.

(제7실시예)

이하, 본 발명의 제7실시예에 따른 초음파 센싱 장치 및 초음파센서를 부착하기 위한 부착구조를 도8을 참조로 하여 설명한다.

본 실시예에서, 상기 초음파센서(10)와 상기 캡부재(30)는 상기 수음부재(20)의 수지몰딩에 의해 형성되고, 이에 따라 상기 수음부재(20)와 일체로 된 단일체로 형성된다.

또한, 상기 수음부재의 일부는 상기한 실시예들에서의 몰딩수지(40)와 유사한 기능을 가지는 몰딩수지(40)로 형성된다. 본 실시예는 상기한 각각의 실시예들에 적용될 수 있다.

(제8실시예)

이하, 본 발명의 제8실시예에 따른 초음파 센싱 장치 및 초음파센서를 부착하기 위한 부착구조를 도9를 참조로 하여 설명한다.

도9에 나타낸 바와 같이, 보호부재(90)는 상기 초음파센서(10)의 일부에 설치되고 상기 수음부재(20)를 형성하기 위한 재료보다 기계적으로 더 강하다. 상기 보호부재(90)가 설치되는 부분은 상기 초음파센서(10)가 설치되는 부분과 근접해 있다. 이에 따라, 파손에 대한 상기 수음부재(20)의 복원력은 향상된다.

상기 수음부재(20)가 수지로 이루어지는 경우, 상기 보호부재(90)는 금속으로 제조된 판으로 이루어진다. 이러한 경우, 상기 보호부재(90)가 상기 수음부재(20)의 내부에 수용되도록 상기 수음부재(20)는 몰딩된다.

상기 보호부재(90)는 상기 센서 부착면(21)과 마주 대하는 상기 수음부재(20)의 면에 부착된다. 이러한 경우, 상기 보호부재(90)는 평탄하지 않은 보드 또는 그물 시트 형상을 가질 뿐만 아니라, 판 형상을 가진다. 본 실시예는 상기한 각각의 실시예들에 적용될 수 있다.

(다른 실시예들)

본 발명은 상기한 실시예들 및 도면들에 제한되지 않고 본 발명의 사상으로부터 벗어남이 없이 다양한 방법으로 구현될 수 있다.

상기 초음파 트랜스미터(50)는 상기 초음파센서(10)를 구성하는 상기 반도체기판(11)과 일체로 된 단일체로 형성될 수 있다.

만일 상기 막(12)이 상기 반도체기판(11)의 일부분에 형성된다면, 상기 막(12)의 개수는 하나 또는 셋 이상이 될 수 있다. 상기 반도체기판(11)의 후면에 형성된 상기 홈부(13) 때문에 상기 반도체기판(11)의 일부분은 얇아지게 된다.

만일 상기 초음파센서(10)와 상기 캡부재(30)가 충분히 보호되고 상기 초음파센서(10)로부터의 신호가 다른 수단에 의해 검출될 수 있다면, 상기 몰딩수지(40)는 불필요하다.

상기 수음부재(20)를 이루고 있는 재료의 음향 임피던스와 다른 음향 임피던스를 가지는 재료가 상기 홈(22)에 채워질 수 있다. 다른 방법으로, 상기 홈(22)은 생략될 수 있다.

상기 수음부재(20)의 센서 부착면(21)이 만곡형상 또는 편평하지 않은 형상을 가지는 경우, 상기 캡부재(30)는 상기 센서 부착면(21)의 형상에 맞는 만곡형상 또는 편평하지 않은 형상을 가지게 된다. 만일 상기 캡부재의 표면 중 하나가 상기 막(12)을 둘러싸는 상기 반도체기판(11)의 전면 부분에 부착되고 상기 캡부재의 표면 중 다른 하나가 상기 수음부재(20)에 부착될 수 있다면, 상기 캡부재(30)는 다른 형상을 가진다.

본 발명에 따른 수음부재에 초음파센서를 부착하기 위한 부착구조 및 부착방법은 차량 뿐 아니라 어떤 종류의 다른 물체 또는 본체에도 적용될 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 센서 부착 구조 및 초음파 센싱 장치에 의하면, 막의 표면은 캡부재에 의해 보호되고 반도체기판의 전면은 상기 캡부재를 통해 수음부재에 부착되도록 함에 따라 상기 수음부재를 향하는 초음파센서의 막과 함께 상기 초음파센서를 상기 수음부재에 설치할 수 있는 효과가 있다.

또한, 범프를 사용함으로써 배선이 상기 캡부재와 연결되고 상기 캡부재가 배선부재로 사용되는 경우에 상기 반도체기판 및 상기 캡부재는 상기 범프를 통해 전기적으로 더 쉽게 연결될 수 있도록 하는 효과가 있다.

아울러, 갭에 가스의 음향 임피던스 보다 더 높은 음향 임피던스를 가지는 재료를 채움으로써 상기 갭을 통해 진동을 전달하는 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims

초음파를 받아들이기 위한 수음부재;

서로 마주보는 제1 및 제2면을 구비하는 반도체기판 및 상기 반도체기판에 막을 형성하기 위해 상기 반도체기판의 제1면으로부터 홈이 파여진 기판 홈부를 포함하고, 상기 수음부재에 부착된 초음파센서; 및

상기 반도체기판의 제2면을 덮기 위해 상기 수음부재와 상기 반도체기판 사이에 배치된 캡부재를 포함하고,

상기 막은 상기 초음파센서가 상기 막의 진동에 따라 초음파를 검출하도록 제공되고,

상기 캡부재는 상기 수음부재에 접착된 제1면, 및 상기 막의 외주부분에서 상기 반도체기판의 제2면에 접착된 제2면을 구비함과 동시에 상기 캡부재와 상기 막 사이에 갭을 가지는

센서 부착 구조.
제1항에 있어서,

상기 캡부재와 상기 막 사이의 갭의 치수는

상기 홈부의 홈 치수보다 작은

센서 부착 구조.
제1항에 있어서,

상기 기판 홈부는

상기 반도체기판에 상기 홈부들과 대응하는 복수의 막들을 형성하기 위해 각각 제공되는 복수의 홈부들을 포함하고,

상기 캡부재의 제2면은 상기 반도체기판의 제2면에 접착됨과 동시에 상기 막들을 구비한 복수의 갭들을 가지며,

상기 캡부재는 상기 제2면에 상기 갭들을 서로 분리하기 위한 분리벽부를 가지고 상기 분리벽부는 상기 막들 사이에서 상기 반도체기판의 부착부에 접착되며,

상기 초음파센서는 상기 막들의 진동에 따라 초음파를 검출하고,

상기 분리벽부는 상기 막들의 진동 사이의 간섭을 억제하도록 제공되는

센서 부착 구조.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 수음부재는

상기 초음파센서가 부착되는 부착면의 일부분을 둘러싸는 루프 형상으로 상기 부착면에 형성되는 홈을 가지는

센서 부착 구조.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 캡부재의 제2면이 통과하여 상기 막의 외주부분에서 상기 제2면에 부착되는 범프를 더 포함하는

센서 부착 구조.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 캡부재와 상기 반도체기판 중 적어도 하나에는

상기 캡부재와 상기 막 사이의 갭 내부의 공기가 통과하여 배출되는 배출홀이 제공되는

센서 부착 구조.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 갭은

가스의 음향 임피던스 보다 더 높은 음향 임피던스를 가지는 재료로 채워지는

센서 부착 구조.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 초음파센서가 상기 수음부재에 부착될 때, 상기 초음파센서를 상기 수음부재로 가이드하기 위한 가이드부재를 더 포함하는

센서 부착 구조.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 수음부재는 다른 부분보다 더 얇은 박부를 가지고,

상기 초음파센서는 상기 수음부재의 상기 박부에 부착되는

센서 부착 구조.
제9항에 있어서,

상기 수음부재는 상기 박부를 가지도록 부착면으로부터 홈이 파여진 홈부가 제공되고,

상기 초음파센서는 상기 박부에서 상기 수음부재의 상기 부착면에 부착되는

센서 부착 구조.
제9항에 있어서,

상기 초음파센서는 상기 박부에서 상기 수음부재의 부착면에 부착되고,

상기 수음부재는 상기 박부를 가지도록 상기 부착면과 마주보는 면으로부터 홈이 파여진 홈부가 제공되는

센서 부착 구조.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 수음부재는 수지로 이루어지고,

상기 초음파센서 및 상기 캡부재는

상기 수음부재의 몰딩에 의해 상기 수음부재와 함께 단일체로서 형성되는

센서 부착 구조.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 수음부재를 이루고 있는 재료보다 기계적으로 더 강한 보호부재를 더 포함하고,

상기 보호부재는 상기 초음파센서가 부착되는 상기 수음부재의 부착부분에 부착되는

센서 부착 구조.
서로 마주보는 제1 및 제2면을 구비하는 반도체기판 및 상기 반도체기판에 막을 형성하기 위해 상기 반도체기판의 제1면으로부터 홈이 파여진 기판 홈부를 포함하는 초음파센서; 및

상기 반도체기판의 제2면을 덮기 위해 배치된 캡부재를 포함하고,

상기 막은 상기 초음파센서가 상기 막의 진동에 따라 초음파를 검출하도록 제공되고,

상기 캡부재는 수음부재에 배치된 제1면, 및 상기 막의 외주부분에서 상기 반도체기판의 제2면에 접착된 제2면을 구비함과 동시에 상기 캡부재와 상기 막 사이에 갭을 가지며,

상기 수음부재에 설치되는

초음파 센싱 장치.
제14항에 있어서,

상기 캡부재와 상기 막 사이의 갭은

상기 홈부의 홈 치수보다 작은

초음파 센싱 장치.
제14항에 있어서,

상기 캡부재의 제2면이 통과하여 상기 막의 외주부분에서 상기 제2면에 부착되는 범프를 더 포함하는

초음파 센싱 장치.
제14항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 캡부재와 상기 반도체기판 중 적어도 하나에는

상기 캡부재의 제2면과 상기 막 사이의 갭 내부의 공기가 통과하여 배출되는 배출홀이 제공되는

초음파 센싱 장치.
제14항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 갭은

가스의 음향 임피던스 보다 더 높은 음향 임피던스를 가지는 재료로 채워지는

초음파 센싱 장치.
서로 마주보는 제1 및 제2면을 구비하는 반도체기판 및 상기 반도체기판에 복수의 막을 형성하기 위해 상기 제1면으로부터 홈이 파여진 복수의 홈부를 포함하되, 상기 복수의 막들은 상기 홈부들과 각각 대응되는 초음파센서; 및

상기 반도체기판의 제2면을 덮기 위해 배치되는 캡부재를 포함하고,

상기 초음파센서는 상기 막들의 진동에 따라 초음파를 검출하며,

상기 캡부재는 수음부재에 배치된 제1면, 및 상기 막들의 외주부분에서 상기 반도체기판의 제2면에 접착된 제2면을 구비함과 동시에 상기 막들을 각각 구비한 복수의 갭들을 가지고,

상기 캡부재는 상기 제2면에 상기 갭들을 서로 분리하기 위한 분리벽부를 가지고 상기 분리벽부는 상기 막들 사이에서 상기 반도체기판의 부착부에 접착되며,

상기 수음부재에 설치되는

초음파 센싱 장치.
제19항에 있어서,

상기 분리벽부는 상기 막들의 진동 사이의 간섭을 억제하도록 제공되는

초음파 센싱 장치.