超声波传感器制造技术

实现不经由壳体而将布线部件连接至压电元件的电极，同时可实现压电元件与壳体的高接合精度，还能获得良好的振动特性、灵敏度特性这样的构成的超声波传感器。超声波传感器(1)具备：有底筒状的壳体(2)，其具有凹部(2B1)，该凹部具有作为振动区域的底面部；以及压电元件(3)，其包括具有第1面及与第1面对置的第2面的压电基板(3E)、设置于第1面的第1电极(3A)、设置于第2面的一部分的第2电极(3B)、及与第2电极(3B)隔开地设置于第2面的一部分且与第1电极(3A)连接的第3电极(3C)，第1电极(3A)与凹部(2B1)的底面接合，在俯视底面时该压电元件自身的中心被配置在与振动区域的中心不同的位置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】超声波传感器
本专利技术涉及构成为将压电元件接合到壳体的超声波传感器，例如涉及汽车的角声纳或后声纳等所采用的超声波传感器。
技术介绍
超声波传感器间歇地发送超声波脉冲信号，并接收被发送的超声波脉冲信号到达障碍物或目标后反射回来的反射波，由此感测障碍物或目标(例如参照专利文献1。)。汽车的后声纳、角声纳、还有感测纵列泊车时的与侧壁等障碍物的距离的停车位传感器等都采用的是超声波传感器。图6(A)是表示现有的超声波传感器的构成例的剖视图。超声波传感器101具备壳体102、压电元件103、减振件104、基板105、发泡性树脂106、管脚端子107A、107B和引线108A、108B。壳体102为有底筒状，由金属等具有导电性的材料构成。压电元件103通过导电性粘接剂等而被接合于壳体102的开口内底面。图6(B)是表示压电元件103的构成例的立体图。压电元件103由压电陶瓷构成，具有圆板形状的压电基板103C、以及分别设置于压电基板103C的相互对置的主面上的电极103A、103B。压电元件103按照电极103A与壳体102的开口内底面接触的方式被接合于壳体102。再有，如图6(A)所示，减振件104被设置成堵塞壳体102的开口。基板105被设置在减振件104上。在基板105及减振件104中设有贯通孔。发泡性树脂106从一个贯通孔向壳体102的开口内注入，填充到壳体102的内部及贯通孔的内部。管脚端子107A、107B分别为直线棒状且分别经由一个贯通孔而被插入壳体102的开口内。在壳体102的开口内，引线108A通过焊锡而被接合于管脚端子107A的前端和壳体102，将管脚端子107A与壳体102进行了电连接。因而，管脚端子107A经由引线108A及壳体102而与电极103A电连接。在壳体102的开口内，引线108B通过焊锡而被接合于管脚端子107B的前端与压电元件103的电极103B，将管脚端子107B的前端与压电元件103的电极103B进行了电连接。在先技术文献专利文献专利文献1：国际公开WO2007／094184号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题在上述那样的现有构成的超声波传感器中，俯视时，压电元件以使自身的中心的位置和壳体的开口内底面的中心一致的方式被接合于壳体的开口内底面，但根据压电元件的电极的形状，超声波传感器中的压电元件的振动效率与综合灵敏度有时会下降。再有，在压电元件的一个电极上直接连接有引线，在另一个电极上经由壳体而间接地连接有引线。因而，在制造时需要对压电元件与壳体实施2次布线作业，故作业烦杂。再有，壳体需要由具有良好导电性的材料构成，可以采用的材料有较大制约，进而在采用了易氧化的金属的情况下需要进行防氧化的处理。还有，虽然也能将2个引线分别不经由壳体而直接与压电元件的电极连接，但为此在将引线连接到压电元件的电极后需要将压电元件与壳体接合。在该情况下，压电元件与壳体的接合精度下降，存在难以获得良好的振动效率、综合灵敏度的问题。因而，本专利技术的目的在于实现一种超声波传感器，其构成为：不经由壳体而将布线部件连接至压电元件的电极，同时可实现压电元件与壳体的高接合精度，还能获得良好的压电元件的振动效率、综合灵敏度。用于解决技术问题的方案本专利技术的超声波传感器具备壳体和压电元件。壳体具有作为振动区域的底面部且为有底筒状。压电元件具有压电基板、第1电极、第2电极和第3电极。压电基板具有第1面及与第1面对置的第2面。第1电极设置于第1面。第2电极设置于第2面的一部分。第3电极与第2电极隔开地设置于第2面的一部分、且与第1电极连接。压电元件的第1电极与底面部接合，在俯视底面部时压电元件自身的中心被配置在与振动区域的中心不同的位置。在上述的超声波传感器中，优选压电基板的第2面中的设置有第2电极的区域的面积与设置有第3电极的区域的面积不同。在上述的超声波传感器中，优选在俯视压电元件时第2电极与第3电极被设置成非对称。在上述的超声波传感器中，优选在俯视底面部时振动区域是具有长边方向和短边方向的平面形状，第2电极和第3电极被排列在短边方向上。专利技术效果根据本专利技术，由于在俯视底面部时压电元件自身的中心被配置在与振动区域的中心不同的位置，因此可提高超声波传感器中的压电元件的振动效率与综合灵敏度，能够改善特性。再有，由于第2电极和第3电极被设置于压电基板的第2面，因此能够不经由壳体而直接连接挠性基板或引线等布线部，使得对作为壳体可利用的材料的制约减少。进而，即便将压电元件接合到壳体后也能实现第2电极及第3电极与布线部的连接，从而可以提高压电元件与壳体的接合精度。附图说明图1是表示本专利技术第1实施方式所涉及的超声波传感器的构成例的图。图2是对压电元件的构成与配置进行说明的图。图3是对压电元件的配置与机电耦合系数及综合灵敏度的关系进行说明的图。图4是表示本专利技术第2实施方式所涉及的超声波传感器的构成例的图。图5是表示本专利技术的变形例所涉及的超声波传感器的构成例的图。图6是表示现有的超声波传感器的构成例的剖视图及表示现有的超声波传感器所具备的压电元件的构成例的立体图。具体实施方式《第1实施方式》图1(A)是本专利技术第1实施方式所涉及的超声波传感器1的剖视图。图1(B)是超声波传感器1的俯视图。其中，图1(A)表示在图1(B)中以A-A’所示的位置处的剖面。图1(B)表示超声波传感器1的背面。超声波传感器1具备壳体2、压电元件3、吸音部件4、加强部件5、支承部件6、缓冲部件7、减振部件8、挠性基板9、端子保持部件10和管脚端子11A、11B。壳体2是图1(A)中的下端面(正面)堵塞而图1(A)中的上端面(背面)开口的有底筒状，具备筒状的侧壁2A和圆板状的底板2B。如图1(B)所示，壳体2的开口俯视时呈圆形。壳体2例如是由弹性模量高且轻量的铝构成的部件，通过锻造而形成。另外，壳体2的材料并未限于铝这种导电性材料，也可以是绝缘性材料。在侧壁2A中，背面侧的部分为薄壁且开口部的内径大，底板2B侧的部分为厚壁且开口部的内径小。底板2B具备凹部2B1与台阶部2B2。凹部2B1具有底面部与侧壁部，且被设置成规定方向(图1(B)中的横向)为短边方向、与短边方向正交的方向为长边方向。即，凹部2B1被设置成长边方向的两端抵达至侧壁2A。再有，台阶部2B2被设置于凹部2B1的短边方向的两肋。凹部2B1的底面部成为壳体2的主要的振动区域，超声波传感器1具有在凹部2B1的长边方向窄而在短边方向宽的指向性。压电元件3为平板状，若被施加驱动电压则在面内方向扩展振动。压电元件3被配置于壳体2的凹部2B1内部且与底板2B接合。具体而言，压电元件3与凹部2B1的底面部接合。压电元件3及底板2B相互接合而构成了双压电晶片振动器，通过压电元件3的扩展振动而底板2B(凹部2B1)在图1(A)中的上下方向上弯曲振动。吸音部件4例如是由聚酯毡(polyesterfelt)等构成的平板状部件，是为了吸收从压电元件3向壳体2的开口侧放出的不必要的超声波而设置的。吸音部件4被配置于壳体2的凹部2B1内并被粘接于压电元件3之上。加强部件5是中央具有开口的环状部件，具有较高的声阻抗。加强部件5由不锈钢或锌那样的、较之构成壳体2的材料而密度高且刚性高的材料构成，以便作为锤而起作用。其中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超声波传感器，具备：壳体，具有作为振动区域的底面部、且为有底筒状；和压电元件，包括：具有第1面及与所述第1面对置的第2面的压电基板；设置于所述第1面的第1电极；设置于所述第2面的一部分的第2电极；及与所述第2电极隔开地设置于所述第2面的一部分且与所述第1电极连接的第3电极，该压电元件的所述第1电极与所述底面部接合，在俯视所述底面部时该压电元件自身的中心被配置在与所述振动区域的中心不同的位置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.09.30 JP 2011-2176951.一种超声波传感器，具备：壳体，是具有底板的有底筒状；和压电元件，包括：具有第1面及与所述第1面对置的第2面的压电基板；设置于所述第1面的第1电极；设置于所述第2面的一部分的第2电极；及与所述第2电极隔开地设置于所述第2面的一部分且与所述第1电极连接的第3电极，该压电元件经由所述第1电极而与所述底板接合，所述底板具有由最薄厚度形成的平坦的底面部，所述压电元件在俯视所述底板时自身的中心与所述底面部的中心不同的位置处与所述底面部接合，使所述底面部作为振动区域来振动。2.根据权利要求1所述的超声波传感器，其中，在俯视所述底面部时，所述第2电极被配置为与所述底面部的中...

【专利技术属性】
技术研发人员：南部浩司，
申请(专利权)人：株式会社村田制作所，
类型：发明
国别省市：日本;JP