超声波传感器及超声波传感器的制造方法技术

技术编号:18671405 阅读:7 留言:0更新日期:2018-08-14 21:09
本发明专利技术公开一种超声波传感器及超声波传感器的制造方法,超声波传感器包括呈矩阵排布的多个压电陶瓷柱和填充于多个压电陶瓷柱之间的树脂。树脂在220℃内的热膨胀系数小于或等于60ppm/℃,树脂的玻璃化转化温度大于220℃。本发明专利技术实施方式的超声波传感器在经压焊工艺时,即使在220℃的高温环境中,树脂也不会玻璃化或者过度膨胀,从而改善树脂在压焊工艺变形的状况,避免超声波传感器因形变导致压焊工艺中对位不精准,提高超声波传感器的质量。

Manufacturing method of ultrasonic sensor and ultrasonic sensor

The invention discloses an ultrasonic sensor and a manufacturing method of an ultrasonic sensor, which comprises a plurality of piezoelectric ceramic columns arranged in a matrix and a resin filled between a plurality of piezoelectric ceramic columns. The thermal expansion coefficient of the resin is less than or equal to 60ppm / C at 220 C, and the glass transition temperature of the resin is higher than 220 C. The ultrasonic sensor according to the embodiment of the present invention will not vitrify or expand excessively even in the high temperature environment of 220 C, so as to improve the deformation of the resin in the pressure welding process, avoid inaccurate alignment of the ultrasonic sensor in the pressure welding process and improve the ultrasonic sensor. Quality.

【技术实现步骤摘要】
超声波传感器及超声波传感器的制造方法
本专利技术涉及传感器领域,特别涉及一种超声波传感器及超声波传感器的制造方法。
技术介绍
超声波传感器包括树脂框架及收容于树脂框架内呈矩阵排列的压电柱。超声波传感器制作过程中需经过压焊工艺,需要在220℃的高温环境中进行,树脂框架会因高温发生膨胀,导致对位不精准,影响超声波传感器的质量。
技术实现思路
本专利技术实施方式旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本专利技术实施方式提供一种超声波传感器及超声波传感器的制造方法。本专利技术实施方式的超声波传感器,包括呈矩阵排布的多个压电陶瓷柱和填充于所述多个压电陶瓷柱之间的树脂。所述树脂在220℃内的热膨胀系数小于或等于60ppm/℃,所述树脂的玻璃化转化温度大于220℃。本专利技术实施方式的超声波传感器在经压焊工艺时,即使在220℃的高温环境中,树脂也不会玻璃化或者过度膨胀,从而改善树脂在压焊工艺变形的状况,避免超声波传感器因形变导致压焊工艺中对位不精准,提高超声波传感器的质量。在某些实施方式中,所述压电陶瓷柱的居里温度为360℃~490℃。在某些实施方式中,所述压电陶瓷柱包括锆钛酸铅压电陶瓷。在某些实施方式中,所述锆钛酸铅压电陶瓷的型号包括PZT-4、PZT-5或PZT-8。在某些实施方式中,所述压电陶瓷柱体积分数为40%~70%,所述树脂的体积分数为30%~60%。在某些实施方式中,所述树脂包括聚四氟乙烯或聚酰亚胺。在某些实施方式中,所述压电陶瓷柱及所述树脂形成压电层,所述压电层的厚度小于或等于0.1mm。一种超声波传感器的制造方法,包括以下步骤:提供压电陶瓷层,切割所述压电陶瓷层以形成呈矩阵排布的多个压电陶瓷柱;和将树脂填充至所述多个压电陶瓷柱之间并固化,所述树脂在220℃内的热膨胀系数小于或等于60ppm/℃,所述树脂的玻璃化转化温度大于220℃。本专利技术实施方式的超声波传感器的制造方法在经压焊工艺时,即使在220℃的高温环境中,树脂也不会玻璃化或者过度膨胀,从而改善树脂在压焊工艺变形的状况,避免超声波传感器因形变导致压焊工艺中对位不精准,提高超声波传感器的质量。在某些实施方式中,超声波传感器的制造方法包括:研磨所述压电陶瓷柱及所述树脂形成的压电层的两个表面。在某些实施方式中,超声波传感器的制造方法包括:所述压电陶瓷柱体积分数为40%~70%,所述树脂的体积分数为30%~60%。本专利技术实施方式的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本专利技术实施方式的实践了解到。附图说明本专利技术实施方式的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解,其中:图1是本专利技术实施方式提供的超声波传感器的制造方法的流程示意图;图2是本专利技术实施方式提供的超声波传感器的制造方法的过程示意图;图3是本专利技术实施方式提供的超声波传感器的立体示意图。主要元件符号说明:超声波传感器10,压电陶瓷层12,压电陶瓷柱122,压电陶瓷底座124,树脂14。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施方式,所述实施方式的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的,仅用于解释本专利技术,而不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中,需要理解的是,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本专利技术的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。在本专利技术的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接或可以相互通信;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本专利技术的不同结构。为了简化本专利技术的公开,下文中对特定例子的部件和设定进行描述。当然,它们仅仅为示例,并且目的不在于限制本专利技术。此外,本专利技术可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母,这种重复是为了简化和清楚的目的,其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设定之间的关系。此外,本专利技术提供了的各种特定的工艺和材料的例子,但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。请参阅图1及图2,本专利技术实施方式的超声波传感器10的制造方法,包括以下步骤:S12:提供压电陶瓷层12,切割压电陶瓷层12以形成呈矩阵排布的多个压电陶瓷柱122;和S14:将树脂填充至多个压电陶瓷柱122之间并固化,树脂14在220℃内的热膨胀系数小于或等于60ppm/℃,树脂14的玻璃化转化温度大于220℃。本专利技术实施方式的制造方法在经压焊工艺时,即使在220℃的高温环境中,树脂14也不会玻璃化或者过度膨胀,从而改善树脂14在压焊工艺变形的状况,避免超声波传感器10因形变导致压焊工艺中对位不精准,提高超声波传感器10的质量。具体地,以压电陶瓷层12为原料,经横向切割及纵向切割,形成矩阵排布的多个压电陶瓷柱122,将树脂14填充至多个压电陶瓷柱122之间,树脂14三维连通,形成1-3型压电复合材料超声波传感器10。在某些实施方式中,超声波传感器10的制造方法包括:S16:研磨压电陶瓷柱122及树脂14形成的压电层的两个表面。如此,研磨两个平面有助于将压电层压焊至电路板上。具体地,经过步骤S12后形成压电陶瓷柱122底部相连的压电陶瓷底座124,树脂14填充至多个压电陶瓷柱122之间并固化后,形成超声波传感器10,研磨去掉压电陶瓷底座124和填充时多余的溢出压电层的树脂14,使之平整。在某些实施方式中,超声波传感器10的制造方法包括:压电陶瓷柱122体积分数为40%~70%,树脂14的体积分数为30%~60%。如此,当超声波传感器10各组分体积分数在上述范围时,在保证超声波传感器10性能的同时,也可以实现超声波传感器10在220℃经压焊工艺时不发生形变或只有微小的形变,不会影响超声波传感器10的质量。具体地,为控制好压电陶瓷柱122和树脂14的体积分数,需在执行S12步骤前设计好压电陶瓷柱122的大小,形状及间隔,以使得压电陶瓷柱122和树脂14的体积分数满足要求。请参阅图3,本专利技术实施方式的超声波传感器10,包括呈矩阵排布的多个压电陶瓷柱122和填充于多个压电陶瓷柱122之间的树脂14。树脂14在220℃内的热膨胀系数小于或等于60ppm/℃,树脂14的玻璃化转化温度大于220℃。本专利技术实施方式的超声波传感器10在经压焊工艺时,即使在220℃的高温环境中,树脂14也不会玻璃化或者过度膨胀,从而改善树脂14在压焊工艺变形的状况,避免超声波传感器10因形变导致压焊工艺中对位不精准,提高超声波传感器10的质量。具体地,压电陶瓷具有较好的压电性能,但是声阻抗较高,而树脂14受热易发生形变。如此,单一的压电陶瓷或者单一的树脂14均难以满足本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超声波传感器,其特征在于包括:呈矩阵排布的多个压电陶瓷柱;和填充于所述多个压电陶瓷柱之间的树脂,所述树脂在220℃内的热膨胀系数小于或等于60ppm/℃,所述树脂的玻璃化转化温度大于220℃。

【技术特征摘要】
1.一种超声波传感器,其特征在于包括:呈矩阵排布的多个压电陶瓷柱;和填充于所述多个压电陶瓷柱之间的树脂,所述树脂在220℃内的热膨胀系数小于或等于60ppm/℃,所述树脂的玻璃化转化温度大于220℃。2.如权利要求1所述的超声波传感器,其特征在于,所述压电陶瓷柱的居里温度为360℃~490℃。3.如权利要求1所述的超声波传感器,其特征在于,所述压电陶瓷柱包括锆钛酸铅压电陶瓷。4.如权利要求1所述的超声波传感器,其特征在于,所述锆钛酸铅压电陶瓷的型号包括PZT-4、PZT-5或PZT-8。5.如权利要求1所述的超声波传感器,其特征在于,所述压电陶瓷柱体积分数为40%~70%,所述树脂的体积分数为30%~60%。6.如权利要求1所述的超声波传感器,其特征在于,所述...

【专利技术属性】
技术研发人员:侯美珍马炳乾骆剑锋
申请(专利权)人:南昌欧菲生物识别技术有限公司
类型:发明
国别省市:江西,36

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