专利名称：超声波传感器的制造方法
技术领域：
本发明涉及具有压电元件的超声波传感器的制造方法。
技术背景超声波传感器产生超声波并接收产生的超声波。超声波传感器用于例如， 通过障碍物系统等间歇性地产生超声波并接收来自存在于周围的障碍物的反 射来4全测物体的系统，或者测定到对象物的距离的测距系统等。在测距系统中， 检测超声波传感器的信号并测量从发送到接收超声波的时间，根据测量的时间 来测定到对象物的距离。图ll表示现有的超声波传感器的一例的构成图。超声波传感器IO构成为主要具有传感器外壳11、以传感器外壳11的底 部作为振动板并配置在该传感器外壳的底部上的压电元件12、与压电元件12 的上下两电极导电连接并且与传感器外壳的外部电路连接的作为导电构件的 端子13、连接端子13和压电元件12的电线14，在传感器外壳11内填充有防 滴用的填充材料15 (参照专利文献l、 2、 3、 4)。专利文献1:日本特开平9 - 284896号公报，专利文献2'.日本特开平11 - 266498号公报，专利文献3:日本特开2000 - 32594号公报，专利文献4:日本特开2002 - 209294号公报。在超声波传感器中，产生超声波的压电元件通常为了在制造元件的阶段使 其具有压电性，进行施加直流强电场的极化处理。该极化用于使压电陶瓷内的 电偶极子向一定方向一致，通过压电陶瓷的强介电性的性质，在除去电场后还 剩下电偶极矩并具有压电性。然而，该进行了极化处理的压电元件在进行加热 等出现热变化时产生电压，具有引起极化恶化的性质。当制造超声波传感器时， 虽然在传感器外壳内填充用于保护外壳的防滴用的填充材料，但在填充该填充 材料时，由于加热，存在压电元件引起极化恶化的问题。发明内容本发明的目的是，为了解决上述问题，提供一种通过使用一体形成设有连压电元件的极化恶化的超声波传感器的制造方法。为达到上述目的，根据本发明，提供一种超声波传感器100的制造方法，该方法具有以下工序形成第一及第二导电构件113a、 113b的第一工序；在 配置于外壳111的底面上的压电元件112的一对电极上，连接上述第一及第二 导电构件113a、 113b的第二工序；以及在上述外壳111内填充填充材料119 的第三工序；在上述第一工序中，形成连接上述第一及第二导电构件113a、 113b的连接部113c，在上述第三工序中，以上述连接部113c位于上述填充材 料119的外部的方式填充上述填充材料119，在结束上述第三工序后，进行除 去上述连接部113c的第四工序。另外，在超声波传感器的制造方法中，上述第一及第二导电构件113a、 113b也可以由包层材津+构成。而且，在超声波传感器的制造方法中，上述第一及第二导电构件H3a、 113b也可以将一张板用沖床冲裁而成。还有，在超声波传感器的制造方法中，也可以在上述连接部113c上预先 设置切口 120,并且切断通过断开上述切口部分120进行。另外，上述标号归根结底是参考，由此并不限定本发明的保护范围。根据本发明，预先通过连接部一体形成导电构件，并在外壳内填充了填充 材料后切断该连接部，从而能够提供一种简单地防止压电元件的极化恶化的超 声波传感器的制造方法。
图1是本发明的一个实施例的剖视立体图。 图2是本发明的一个实施例的分解立体图。 图3是本发明的一个实施例的包层材料的图。图4是表示本发明的一个实施例的压电元件、导线、导电构件和外壳的组 装状态的图。图5是本发明的 一 个实施例的 一体形成的导电构件的图。图6是本发明的一个实施例的将导电构件和压电元件安装在外壳上的图。 视图。图8是本发明的一个实施例的在填充了填充材料后切断了导电构件的连 接部的图。图9是本发明的一个实施例的在外壳内填充了填充材料的立体图。图10是本发明的 一个实施例的在填充了填充材料后切断了导电构件的连接的立体图。图11是现有的超声波传感器的一例的构成图。图中100-超声波传感器，111-铝外壳，112-压电元件，113-导电构件， 114-导线，118-吸声材料，119-填充材料。
具体实施方式
以下，对用于实施本发明的最佳方式与附图一起进行说明。首先，为了说明的方〗更，在说明本发明的超声波传感器的之前，说明利用本实施例所制造的超声波传感器的结构。图1是本发明的一个实施例的剖视立体图，图2表示本发明的一个实施例的分解立体图。利用本实施例的制造方法所制造的超声波传感器100,包括铝外壳(以下称为"外壳，，)111、压电元件112、具有第一导电构件113a及第二导电构件113b的导电构件113、导线114、吸声材料118、填充材料119、环氧系胶粘剂 (未图示)等。外壳111由铝材形成为有底的大致圆筒状。由于压电元件112通过振动而 产生超声波，因此外壳lll使用振动特性好的铝。如图2所示，在外壳lll的 内周部具有阶梯部111 a。阶梯部11 la用于安装第二导电构件113b时的定位等。压电元件112在超声波传感器中进行振动-电的相互转换。压电元件112 由陶瓷的强电介质晶体构成，预先在晶体的两端涂敷银电极，并施加高电压进 行极化处理。压电元件112在上下表面上具有电极。压电元件112安装成与外壳111的底面相对。压电元件112的下表面的电 极在进行该粘接时与外壳111电连接。而且，通过将后述的第二导电构件113b的一端用焊接与外壳111连接，从而能够从第二导电构件113b的另一端与外部电3各连才妄。在压电元件112的上表面电极上，直接通过软钎焊或导电胶粘剂等来连接 第一导电构件113a或导线114的一端。从第一导电构件113a的另一端可连接 到外部电路上。导电构件113是超声波传感器的输出兼输入端子。与压电元件112的上下 表面的电极导通，可与外部电路连接。导电构件113具有第一导电构件113a和第二导电构件113b。如在后面详 细叙述的那样，第一导电构件113a和第二导电构件113b虽在制造阶段通过连 接部113c连接，但在结束了包括加热处理的填充材料119的填充处理后，再 断开该连接部113c。在本实施例中，导电构件113使用如图3所示的一面115a由铝构成且另 一面115b由镍构成的板状的包层材料。如图4 (a)所示，该导电构件113整 体由L字形构成，具有由垂直面构成的垂直部和由折弯成90度的折弯面构成 的折弯部。第一导电构件113a具有垂直部和将垂直部的一部分与压电元件112对置 地进行折弯的面的对置部116。而且，第二导电构件113b具有垂直部和折弯 部。折弯部具有与外壳111连接的连接部117。第一导电构件113a的对置部116,使用导线114与压电元件112的上表面 的电极连接。由此，第一导电构件113a与压电元件112的上表面的电极连接。 另一方面，第二导电构件113b与外壳111的连接，在本实施例中通过焊接第 二导电构件113b的连接部117和外壳111的阶梯部llla来进行。因此，在本 实施例中作为包层材料，为了使其与铝(外壳111)的接合性良好，使用在一 面上配置铝的材泮牛。吸声材料118由树脂材料构成。该吸声材料118层叠在压电元件112上。 由此可降低超声波传感器IOO的混响，可具有灵敏度高的特性。在该吸声材料118的上部配置填充材料119。该填充材料119是热固性树 脂并通过加热来固化。因此，在填充材料199的形成时进行加热处理，该热也 施加在压电元件112上，由此如上所述存在压电元件112产生极化恶化的危险。接着说明具有上述构造的超声波传感器100的制造方法。首先，外壳lll通过切削加工将铝做成有底的大致圓筒状。在外壳111内形成阶梯部"la 然后，压电元件112在陶覺的强电介质晶体的两端涂l丈银电极，并施加高 电压进行极化处理而成。接着，如图5所示，通过冲压加工一体形成导电构件113。导电构件113 包括第一导电构件113a、第二导电构件113b、连接第一导电构件与第二导电 构件的连接部113c、与压电元件112的上表面电极连接的对置部116、与外壳 111的阶梯部llla连接的连接部117。而且，如图5及图7所示，也可以在连 接部113c的两端构成切口部120，以便在将填充材料199填充到外壳111内之 后很容易地切断。然后，将一体形成的第二导电构件113b的连接部117折弯成L字形。此 时，L字形的连接部117的与外壳111的连接面以成为铝面115a的方式进行 折弯。第一导电构件113a的对置部116与压电元件112对置的方式向与连接 部117相反的方向折弯。此时，折弯成对置部116的对置面成为镍面115b。为了将如上所述形成的第一导电构件113a及第二导电构件113b插入到外 壳lll的内部，首先，对第一导电构件113a的对置部116和导线114的一端 进行软钎焊。接着，对导线114的另一端和压电元件112的上表面的电极进行 软钎焊。然后，如图4所示，将如上接合了的导电构件113和导线114以及压电元 件112插入到外壳1U的内部。接着，如图6所示，使用例如焊接夹具121对第二导电构件113b的连接 部117和外壳111的阶梯部llla进行点焊。此时，由于第一导电构件113a和 第二导电构件113b通过连接部113c连接，因此无需重新进行用于将第一导电 构件113a配置在外壳111内的定位。这样，通过将连接部117与外壳111的阶梯部llla抵接，可同时进行第 一导电构件113a及第二导电构件U3b的定位，因此可进^"精度高的安装处理。图7是导电构件113和压电元件112安装在外壳111上时的图。接着，如图8所示，在外壳111中配置吸声材料118。然后，如图8及图9所示，在外壳111内填充填充材料119。在进行了该 填充的状态下，将导电构件113的连接部113c做成位于填充在外壳111内的 填充材料119的外部地结构。这是为了在结束了填充材料119的填充处理后， 切断、并断开该连接部113c。填充材料119填充在外壳111内后，利用从外壳 111的开口面照射的紫外线使其固化。在填充该填充材料119时，由于也对压 电元件112进行加热，所以因热变化而产生电压。然而，与压电元件112连接 的第一导电构件113a和第二导电构件113b通过连接部113c连接而处于电短 路的状态。因此，即使在压电元件112上产生热变化，并因热电效应而产生极 化电荷，由于通过连接部113c泄漏，所以也不会产生极化恶化。由此，可防 止压电元件112的损伤，可制造可靠性高的超声波传感器100。然后，在将填充材料119填充之后，在压电元件112处于不产生热变化的 状态时，如图8及图IO所示，切断并除去导电构件113的连接部113c。以上，便完成了超声波传感器100。这样，通过将第一导电构件113a和第二导电构件113b预先利用连接部 113c—体形成，并在外壳111内填充了填充材料119之后切断该连接部113c, 从而能够简单地防止极化恶化。另外，在存在其他热处理工序(有压电元件^皮加热的危险的工序)的情况 下，在所有这些热处理工序结束之后再切断连接部113c。这是为了防止由于 热变化引起的压电元件112的极化恶化。
权利要求
1.一种超声波传感器的制造方法，具有以下工序形成第一及第二导电构件的第一工序；在配置于外壳底面上的压电元件的一对电极上，连接上述第一及第二导电构件的第二工序；以及在上述外壳内填充填充材料的第三工序；其特征在于在上述第一工序中，形成连接上述第一及第二导电构件的连接部，在上述第三工序中，以使上述连接部位于上述填充材料的外部的方式填充上述填充材料，在结束上述第三工序后，进行除去上述连接部的第四工序。
2. 根据权利要求1所述的超声波传感器的制造方法，其特征在于， 上述第 一及第二导电构件由包层材料构成。
3. 根据权利要求1或2所述的超声波传感器的制造方法，其特征在于， 上述第一及第二导电构件将一张板用冲床冲裁而成。
4. 根据权利要求3所述的超声波传感器的制造方法，其特征在于， 在上述连接部上预先设置切口 ，切断通过断开上述切口部分进行。
全文摘要
本发明涉及超声波传感器的制造方法。本发明提供一种能简单地防止压电元件的极化恶化的超声波传感器的制造方法。本发明地超声波传感器(100)的制造方法，具有形成第一及第二导电构件(113a、113b)的第一工序；在配置于外壳(111)底面上的压电元件(112)的一对电极上，连接上述第一及第二导电构件(113a、113b)的第二工序；以及在上述外壳(111)内填充填充材料(119)的第三工序。在上述第一工序中，形成使上述第一及第二导电构件(113a、113b)连接的连接部(113c)。在上述第三工序中，以上述连接部(113c)位于上述填充材料(119)的外部的方式填充上述填充材料(119)，并在结束上述第三工序后，进行除去上述连接部(113c)的第四工序。
文档编号H04R31/00GK101325824SQ20081008785
公开日2008年12月17日 申请日期2008年3月26日 优先权日2007年6月12日
发明者古河宪一 申请人:三美电机株式会社