TW201335580A - 組裝模組、超聲波感測裝置及其製造方法 - Google Patents
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Abstract
一種超聲波感測裝置的製造方法，包含以下步驟：(A)製備一中空殼體、一可接收聲波而振動的感測單元、一可撓的基座、一電路單元、一可吸收震波的緩衝單元及一第一導線，該基座頂面形成一凹槽；(B)將該電路單元黏合於該基座之凹槽，並將該緩衝單元黏合於該基座之底面，而形成一組裝模組；(C)將該感測單元貼合於該殼體之底壁，並將該第一導線的一端連接於該感測單元；(D)將該組裝模組裝設於該殼體中；(E)將該第一導線的另一端連接於該電路單元。
Description
本發明是有關於一種感測裝置，特別是指一種超聲波感測裝置。
超聲波感測裝置是運用超聲波的發射與接受，以量測物體距離、移動速度等物理量的感測裝置。常見的超聲波感測裝置分為開放式及密閉式，開放式的超聲波感測裝置通常包含一未封閉的金屬外殼及一容置於該金屬外殼內的感測片(例如以壓電材料製成的壓電片)；密閉式的設計則將感測片裝設於閉密的金屬外殼中。前者具有較高的靈敏度，而後者適用於開放式戶外環境。
美國公告號第5987992號專利揭露一種可應用於車用倒車雷達的密閉式超音波感測器，該密閉式超音波感測器包含一中空殼體、一裝設於該殼體之內底面的壓電片、一位於該壓電片上方的吸音片及一封裝膠體等構件。
但此種密封式超音波感測器於組裝時，必須在殼體內的狹窄空間中一一黏著、設置各微小零件，而增加組裝上的困難程度。
因此，本發明之目的，即在提供一種可簡化超聲波感測裝置之製造過程的組裝模組。
於是，本發明組裝模組，容置於一超聲波感測裝置的一中空殼體內，並電連接於一可接收聲波而振動並發出一感測訊號的感測單元。該組裝模組包含一可撓基座、一電路單元及一緩衝單元。該基座至少外表面為可撓性材質製成並包括一基板，該基板自頂面向下凹陷形成一凹槽，所述感測單元位於該基座下方。該電路單元設置於該凹槽中，並電連接於該感測單元而接收該感測訊號。該緩衝單元為具吸收震波之效果的材質製成，設置於該基板之底面鄰近該感測單元處。
較佳地，該基座還包括由該基板頂面向外凸伸的至少一定位塊，且該殼體的內壁面凹陷形成一定位槽，以供該定位塊容置。
較佳地，該基板自外周緣形成一凹陷的缺口，該緩衝單元形成至少一對應該缺口的溝槽。
較佳地，該基座還包括分別從該基板兩相反側向下延伸的二側壁，該等側壁遠離該基板處各形成至少一限位部，該基板、該等側壁及該等限位部相互配合界定出一容室，該容室供該緩衝單元容置。
本發明之另一目的，在提供一種使用前述組裝模組的超聲波感測裝置。
於是，本發明超聲波感測模組，電連接於一外部電路，並包含一殼體、一感測單元及一組裝模組。
該殼體包括一底壁及一自該底壁外周緣向上延伸的圍繞壁，該底壁及該圍繞壁相互配合界定出一容置槽。該感測單元設置於該底壁之頂面，且可接收聲波而振動並發出一感測訊號。該組裝模組設置於該容置槽且間隔於該感測單元，並包括一可撓基座、一電路單元及一緩衝單元。該基座至少外表面為可撓性材質製成並具有一基板，該基板自頂面向下凹陷形成一凹槽。該電路單元設置於該凹槽中，且電連接於該感測單元而接收該感測訊號，並電連接於該外部電路而將該感測訊號傳輸至該外部電路。該緩衝單元為具吸收震波之效果的材質製成，且設置於該基板之底面鄰近該感測單元處。
較佳地，該基座還具有由該基板頂面向外凸伸的至少一定位塊，且該容置槽包括由該圍繞壁的內壁面凹陷形成的一定位槽，以供該定位塊容置。
較佳地，該超音波感測裝置還包含一第一導線，該基座自外周緣形成一凹陷的缺口，該緩衝單元形成至少一對應該缺口的溝槽，該第一導線穿設於該缺口與該溝槽，並電連接該電路單元及該感測單元以傳輸該感測訊號。
較佳地，該超音波感測裝置還包含一第二導線及一連接線，該第二導線電連接該電路單元及該殼體，該連接線電連接該電路單元及該外部電路。
較佳地，該超音波感測裝置還包含一密封體，該密封體填充於該容置槽並包覆該感測單元與該組裝模組。
較佳地，該基座還具有分別從該基板兩相反側向下延伸的二側壁，該等側壁遠離該基板處各形成至少一限位部，該基板、該等側壁及該等限位部相互配合界定出一容室，該容室供該緩衝單元容置。
本發明的再一目的，在提供一種超聲波感測裝置的製造方法，該製造方法包含以下步驟：(A)製備一中空殼體、一可接收聲波而振動的感測單元、一可撓的基座、一電路單元、一可吸收震波的緩衝單元及一第一導線，該基座頂面形成一凹槽；(B)將該電路單元黏合於該基座之凹槽，並將該緩衝單元黏合於該基座之底面，而形成一組裝模組；(C)將該感測單元貼合於該殼體之底壁，並將該第一導線的一端連接於該感測單元；(D)將該組裝模組裝設於該殼體中；(E)將該第一導線的另一端連接於該電路單元。
較佳地，於步驟(A)該基座之頂面形成至少一凸伸的定位塊，該殼體之內壁面形成一定位槽；於步驟(D)該組裝模組裝設於該殼體後，該定位塊容置於該定位槽中。
較佳地，於步驟(A)該基座自外周緣凹陷形成一缺口，該緩衝單元對應該缺口處形成至少一溝槽；步驟(E)中該第一導線為穿設於該缺口與該溝槽中。
較佳地，步驟(A)還包括製備一第二導線及一連接線，步驟(C)還包括將該第二導線的一端連接於該殼體，步驟(E)還包括將該第二導線的另一端連接於該電路單元，並將該連接線的一端連接於該電路單元。
較佳地，在步驟(E)之後還包含一步驟(F)，步驟(F)是將一密封體填充於該殼體中，而包覆該組裝模組、該感測單元與該第一導線。
較佳地，於步驟(A)該基座包括一基板及分別由該基板兩相反側向下延伸的二側壁，該等側壁遠離該基板處各形成至少一限位部，該基板、該等側壁及該等限位部相互配合界定出一容室；步驟(B)中該緩衝單元為黏合於該基板的底面並容置於該容室中。
本發明之功效在於：預先組裝該組裝模組，可減少後續於狹窄的該殼體內組裝零件的步驟，而降低製造過程的困難程度。
有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之一個較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。
下列實施例的說明是參考附加的圖式，用以例示本發明可用以實施之特定實施例。本發明所提到的方向用語，例如「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用來說明，而非用來限制本發明。
參閱圖1、圖2及圖3為本發明超聲波感測裝置的一較佳實施例，可用於車輛的倒車雷達等距離量測系統。超聲波感測裝置電連接於一用於處理訊號的外部電路(圖中未繪製)，並包含一中空殼體1、一感測單元2、一組裝模組3、一第一導線4、一第二導線5、一連接線6及一密封體7。
參閱圖1、圖2及圖4，殼體1概呈短柱狀，並由金屬材料(如鋁金屬)製成。殼體1包括一底壁11及一自底壁11外周緣向上延伸的圍繞壁12。底壁11及圍繞壁12相互配合界定出一容置槽13，且容置槽13包括由圍繞壁12的前側內壁面凹陷形成的一定位槽121。
感測單元2概呈圓片狀，設置於底壁11之頂面。感測單元2由壓電材料製成，接收電能後會產生振動而形成超聲波，也可接收聲波振動而發出一感測訊號。
組裝模組3設置於容置槽13，並包括一可撓的基座31、一電路單元32及一緩衝單元33。
參閱圖5、圖6及圖7，基座31由可撓性材料(如矽膠)製成，並具有一基板311、二側壁312及二定位塊313。基板311自頂面向下凹陷形成一凹槽315，並自前側緣形成一向內凹陷的缺口316。該等側壁312分別從基板311左右兩側向下延伸，且每一側壁312的內壁面於鄰近底緣處的前後端各凸伸形成一限位部317。基板311、該等側壁312及該等限位部317相互配合界定出一容室314。
參閱圖4、圖6及圖7，電路單元32概為長方體，容置於凹槽315中，並自前側緣凹陷形成一對應缺口316的凹陷部321。電路單元32以第一導線4電連接於感測單元2而接收該感測訊號，並以連接線6電連接於外部電路。
緩衝單元33由具吸收震波之效果的材質(如泡棉)製成，設置於基板311之底面鄰近感測單元2處，且容置於容室314中並受到該等限位部317之支撐。緩衝單元33於前後兩側各形成一溝槽331，該等溝槽331其中之一對應缺口316及凹陷部321的位置。
參閱圖1、圖2及圖4，第一導線4穿設於缺口316與溝槽331以電連接電路單元32及感測單元2，使接收到的感測訊號傳輸至電路單元32。第二導線5電連接電路單元32及殼體1之圍繞壁12的後側內壁面，以形成接地效果。連接線6具有二條彼此螺旋纏繞的導線(圖中未標號)，並將電路單元32接收到的感測訊號傳輸至外部電路。密封體7是以可吸收震波的材料(如矽樹脂橡膠)填充於容置槽13中，而包覆裝設於容置槽13的感測單元2、組裝模組3、第一導線4、第二導線5及該等連接線6的底端。
在此設計下，外部電路發出一驅動訊號，該驅動訊號依序藉由連接線6、電路單元32及第一導線4傳輸至感測單元2。感測單元2接收該驅動訊號而撓曲振動產生超聲波。超聲波入射至一外部物體而產生一反射波，該反射波回傳至感測單元2而產生該感測訊號。該感測訊號依序經由第一導線4、電路單元32及連接線6的傳輸而反饋至外部電路，以進行後續的訊號處理及判斷。
參閱圖8為本發明超聲波感測裝置的製造方法，以下於各步驟配合圖式進行說明：
S1：組裝組裝模組3。(參照圖6)
使用接著劑將電路單元32黏合於基板311頂面的凹槽315中，並將緩衝單元33置放於容室314中並黏著於基板311的底面。
S2：將感測單元2、第一導線4及第二導線5裝設於殼體1中。(參照圖9)
將感測單元2貼合於殼體1之底壁11的頂面，並將第一導線4的一端連接於感測單元2，且將第二導線5的一端連接於殼體1之圍繞壁12後側的內壁面。
S3：將組裝模組3裝設於殼體1中。(參照圖10)
將步驟S1組裝完成的組裝模組3放置於殼體1的容置槽13中，此時該等定位塊313為容置於定位槽121內，且緩衝單元33為間隔地位於感測單元2的上方。
S4：將第一導線4、第二導線5及連接線6連接於電路單元32。(參照圖11)
令第一導線4的另一端穿過溝槽331及缺口316，而後焊接於電路單元32上；將第二導線5的另一端焊接於電路單元32間隔於第一導線4的位置；將連接線6的一端焊接於電路單元32的中央位置。
S5：填充密封體7於該殼體中(參照圖2、圖4)
將可流動的密封體7填充於殼體1的容置槽13中，而後靜置待密封體7固化。
如前述，於步驟S1先完成組裝模組3之組裝，可減少於殼體1中裝設各構件的步驟，而降低製作上的困難程度，故確實能達成本發明之目的。
惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
1．．．殼體
11．．．底壁
12．．．圍繞壁
121．．．定位槽
13．．．容置槽
2．．．感測單元
3．．．組裝模組
31．．．基座
311．．．基板
312．．．側壁
313．．．定位塊
314．．．容室
315．．．凹槽
316．．．缺口
317．．．限位部
32．．．電路單元
321．．．凹陷部
33．．．緩衝單元
331．．．溝槽
4．．．第一導線
5．．．第二導線
6．．．連接線
7．．．密封體
S1~S5．．．流程步驟
圖1是一立體分解圖，說明本發明超聲波感測裝置的一較佳實施例；
圖2是該較佳實施例的立體組合圖；
圖3是該較佳實施例的上視圖；
圖4是沿圖3之IV-IV方向的側剖視圖；
圖5是一立體組合圖，說明一組裝模組的實施態樣；
圖6是該組裝模組的立體分解圖；
圖7是沿圖5之VII-VII方向的側剖視圖；
圖8是一流程圖，說明本發明超聲波感測裝置的製造方法的一較佳實施例；
圖9是一示意圖，說明將一感測單元、一第一導線及一第二導線組裝於一殼體；
圖10是一示意圖，說明將該組裝模組裝設於該殼體；及
圖11是一示意圖，說明將一連接線連接於一電路單元。
S1~S5．．．流程步驟
Claims (16)
- 一種超聲波感測裝置的組裝模組，容置於一超聲波感測裝置的一中空殼體中，並電連接於一可接收聲波而振動並發出一感測訊號的感測單元，該組裝模組包含：一可撓的基座，至少外表面為可撓性材質製成，該基座包括一基板，該基板自頂面向下凹陷形成一凹槽，所述感測單元位於該基座下方；一電路單元，設置於該凹槽中，並電連接於該感測單元而接收該感測訊號；及一緩衝單元，為具吸收震波之效果的材質製成，設置於該基板之底面鄰近該感測單元處。
- 根據申請專利範圍第1項所述之超聲波感測裝置的組裝模組，其中，該基座還包括由該基板頂面向外凸伸的至少一定位塊，且該殼體的內壁面凹陷形成一定位槽，以供該定位塊容置。
- 根據申請專利範圍第1項所述之超聲波感測裝置的組裝模組，其中，該基板自外周緣形成一凹陷的缺口，該緩衝單元形成至少一對應該缺口的溝槽。
- 根據申請專利範圍第1至3項其中任一項所述之超聲波感測裝置的組裝模組，其中，該基座還包括分別從該基板兩相反側向下延伸的二側壁，該等側壁遠離該基板處各形成至少一限位部，該基板、該等側壁及該等限位部相互配合界定出一容室，該容室供該緩衝單元容置。
- 一種超聲波感測裝置，電連接於一外部電路，包含：一殼體，包括一底壁及一自該底壁外周緣向上延伸的圍繞壁，該底壁及該圍繞壁相互配合界定出一容置槽；一感測單元，設置於該底壁之頂面，且可接收聲波而振動並發出一感測訊號；及一組裝模組，設置於該容置槽且間隔於該感測單元，該組裝模組包括一可撓的基座，至少外表面為可撓性材質製成，該基座具有一基板，該基板自頂面向下凹陷形成一凹槽，一電路單元，設置於該凹槽中，且電連接於該感測單元而接收該感測訊號，並電連接於該外部電路而將該感測訊號傳輸至該外部電路，及一緩衝單元，為具吸收震波之效果的材質製成，設置於該基板之底面鄰近該感測單元處。
- 根據申請專利範圍第5項所述之超聲波感測裝置，其中，該基座還具有由該基板頂面向外凸伸的至少一定位塊，且該容置槽包括由該圍繞壁的內壁面凹陷形成的一定位槽，以供該定位塊容置。
- 根據申請專利範圍第5項所述之超聲波感測裝置，還包含一第一導線，該基座自外周緣形成一凹陷的缺口，該緩衝單元形成至少一對應該缺口的溝槽；該第一導線穿設於該缺口與該溝槽，並電連接該電路單元及該感測單元以傳輸該感測訊號。
- 根據申請專利範圍第5項所述之超聲波感測裝置，還包含一第二導線及一連接線，該第二導線電連接該電路單元及該殼體，該連接線電連接該電路單元及該外部電路。
- 根據申請專利範圍第5項所述之超聲波感測裝置，還包含一密封體，該密封體填充於該容置槽並包覆該感測單元與該組裝模組。
- 根據申請專利範圍第5至9項其中任一項所述之超聲波感測裝置，其中，該基座還具有分別從該基板兩相反側向下延伸的二側壁，該等側壁遠離該基板處各形成至少一限位部，該基板、該等側壁及該等限位部相互配合界定出一容室，該容室供該緩衝單元容置。
- 一種超聲波感測裝置的製造方法，包含以下步驟：(A)製備一中空殼體、一可接收聲波而振動的感測單元、一可撓的基座、一電路單元、一可吸收震波的緩衝單元及一第一導線，該基座頂面形成一凹槽；(B)將該電路單元黏合於該基座之凹槽，並將該緩衝單元黏合於該基座之底面，而形成一組裝模組；(C)將該感測單元貼合於該殼體之底壁，並將該第一導線的一端連接於該感測單元；(D)將該組裝模組裝設於該殼體中；及(E)將該第一導線的另一端連接於該電路單元。
- 根據申請專利範圍第11項所述之超聲波感測裝置的製造方法，其中，於步驟(A)該基座之頂面形成至少一凸伸的定位塊，該殼體之內壁面形成一定位槽；於步驟(D)該組裝模組裝設於該殼體後，該定位塊容置於該定位槽中。
- 根據申請專利範圍第11項所述之超聲波感測裝置的製造方法，其中，於步驟(A)該基座自外周緣凹陷形成一缺口，該緩衝單元對應該缺口處形成至少一溝槽；步驟(E)中該第一導線為穿設於該缺口與該溝槽中。
- 根據申請專利範圍第11項所述之超聲波感測裝置的製造方法，其中，步驟(A)還包括製備一第二導線及一連接線，步驟(C)還包括將該第二導線的一端連接於該殼體，步驟(E)還包括將該第二導線的另一端連接於該電路單元，並將該連接線的一端連接於該電路單元。
- 根據申請專利範圍第11項所述之超聲波感測裝置的製造方法，在步驟(E)之後還包含一步驟(F)，步驟(F)是將一密封體填充於該殼體中，而包覆該組裝模組、該感測單元與該第一導線。
- 根據申請專利範圍第11至15項其中任一項所述之超聲波感測裝置的製造方法，其中，於步驟(A)該基座包括一基板及分別由該基板兩相反側向下延伸的二側壁，該等側壁遠離該基板處各形成至少一限位部，該基板、該等側壁及該等限位部相互配合界定出一容室；步驟(B)中該緩衝單元為黏合於該基板的底面並容置於該容室中。
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