阵列超声波传感器与制作方法技术

本发明专利技术涉及一种阵列超声波传感器与制作方法，所述阵列超声波传感器包括：第一压电振动板、第一支撑板、基板及盖板。第一支撑板设有与第一振动区相应设置的通孔或盲孔，第一支撑板与第一压电振动板相连。超声波放射孔与第一振动区一一相应设置。盖板内侧壁设有位于相邻第一振动区之间的若干个分隔板。基板与第一支撑板相连，基板具有与第一电极一一相应设置的两个以上控制单元。控制单元与第一压电振动板、第一电极、第一支撑板形成独立超声波收发阵元，能实现阵列超声波传感器的一体化，使得相邻第一振动区的间距可以小于超声波发射信号的半个波长，通过超声波发射阵元延时发射超声波信号便能避免产生旁栅现象，操作方便。

Array ultrasonic sensor and manufacturing method thereof

The invention relates to an array ultrasonic sensor and a manufacturing method thereof, which comprises a first piezoelectric vibration plate, a first supporting plate, a base plate and a cover plate. The first supporting plate is provided with a through hole or a blind hole corresponding to the first vibration area. Ultrasonic radiation holes and the first vibration zone. The inner side wall of the cover plate is provided with a plurality of partition plates which are arranged between the adjacent first vibration areas. The base plate is connected with the first supporting plate, and the base plate is provided with more than two control units corresponding to the first electrode. The control unit and the first piezoelectric vibration plate, a first electrode, a first supporting plate forming independent ultrasonic array element, can realize the integration of ultrasonic sensor array, the half wavelength spacing between adjacent first vibration area can be smaller than the ultrasonic signal, the transmitting array element delay by ultrasonic transmit ultrasonic signals can avoid the Sidegating phenomenon. Convenient operation.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及超声波传感器，特别是涉及一种阵列超声波传感器与制作方法。
技术介绍
传统的阵列超声波传感器是通过将多个独立的超声波换能器晶片呈阵列式摆放形成的。然而，由于超声波探头本身具有一定体积，相邻超声波换能器晶片单元并排在一起时，超声波换能器晶片单元之间的间距无法缩小至发射单元的半个发射信号波长，如此超声波换能器晶片单元之间容易产生旁栅现象。为了避免旁栅现象，往往需要通过控制超声波发射单元的发射角度来实现，但是这样操作较为麻烦。
技术实现思路
基于此，有必要克服现有技术的缺陷，提供一种阵列超声波传感器与制作方法，它能使得超声波换能器晶片单元之间的间距减小，从而能便于避免产生旁栅现象。其技术方案如下：一种阵列超声波传感器，包括：第一压电振动板，所述第一压电振动板具有两个以上第一振动区，所述第一振动区设有第一电极；第一支撑板，所述第一支撑板设有与所述第一振动区相应设置的通孔或盲孔，所述第一支撑板与所述第一压电振动板相连；基板，所述基板与所述第一支撑板相连，所述基板具有两个以上控制单元，所述控制单元与所述第一电极一一相应设置，且所述控制单元与所述第一电极电性连接；及盖板，所述盖板罩设在所述第一压电振动板外部，所述盖板设有两个以上超声波放射孔，所述超声波放射孔与所述第一振动区一一相应设置，所述盖板内侧壁若干个分隔板，所述分隔板位于相邻所述第一振动区之间。上述的阵列超声波传感器，控制单元与相应的第一电极、第一压电振动板、第一支撑板的通孔可以形成一个独立超声波收发阵元，而控制单元、第一电极、第一支撑板的通孔均两个以上，且一一相应设置，从而能形成多个独立超声波收发阵元，能实现阵列超声波传感器一体化。如此，本实施例不会如现有技术的阵列超声波传感器排列间距受限于超声波探头体积，本实施例阵列超声波传感器中相邻第一振动区之间的间距可以缩小为小于或等于超声波发射信号的半个波长，从而阵列超声波传感器在使用时，超声波发射阵元通过延时发射超声波信号便能避免产生旁栅现象，便无需如现有技术中通过调整超声波发射阵元的发射角度来解决，操作较为方便。在其中一个实施例中，所述阵列超声波传感器还包括设置在所述第一支撑板与所述基板之间的第二压电振动板；所述第二压电振动板具有两个以上第二振动区，所述第二振动区设有第二电极，所述第二电极电性连接至所述控制单元。在其中一个实施例中，所述阵列超声波传感器还包括设置在所述第二压电振动板与所述基板之间的第二支撑板，所述第二支撑板设有与所述第二振动区相应设置的通孔或盲孔。当然，在其它实施例中，也可以在基板上设置开口朝向第二振动区的盲孔，这样基板振动过程中，盲孔相当于避让位用于避让向外扩张的第二压电振动板。本实施例中，第一压电振动板、第二压电振动板均为压电陶瓷板。在其中一个实施例中，所述基板设有两个以上焊盘电极，所述焊盘电极与所述第一电极一一相应设置，所述焊盘电极通过导电件与所述第一电极、所述第二电极电性连接。本实施例中，导电件可以为导线或由导电Ag/Pt浆料烧结成的导电膜层，并在第一振动板或第二振动板上设置有导线穿过的走线孔或导电膜层穿过的通孔，焊盘电极可以通过导电性粘接剂与导电件电性连接。在其中一个实施例中，所述第一振动区设置的第一电极为两个以上，所述第一电极上下间隔分布在所述第一压电振动板中；所述第二振动区设置的第二电极为两个以上，所述第二电极上下间隔分布在所述第二压电振动板中。本专利技术还提供一种阵列超声波传感器的制作方法，包括如下步骤：提供一块以上第一压电陶瓷半固化板，第二压电陶瓷半固化板，一块以上第三压电陶瓷半固化板，基板及盖板，在所述第一压电陶瓷半固化板上印刷两个以上第一电极，在所述第二压电陶瓷半固化板上加工出与所述第一电极位置相应的两个以上通孔，以及在所述第三压电陶瓷半固化板上印刷与所述通孔位置相应的两个以上第二电极；将所述第一压电陶瓷半固化板、所述第二压电陶瓷半固化板以及第三压电陶瓷半固化板叠置并压紧在一起，后共同烧制固化得到超声波振动机构；将所述超声波振动机构、所述基板与所述盖板组装在一起。上述的阵列超声波传感器的制作方法，第一压电陶瓷半固化板经过烧制后相当于第一压电振动板，第二压电陶瓷半固化板经过烧制后相当于第一支撑板，第三压电陶瓷半固化板经过烧制后相当于第二压电振动板。上述制作方法得到的阵列超声波传感器，能实现阵列超声波传感器的一体化；另外，能够实现第一压电陶瓷半固化板上所印刷的相邻第一电极的间距以及第三压电陶瓷半固化板上所印刷的相邻第二电极的间距小于或等于超声波发射信号的半个波长，即能控制相邻第一振动区、相邻第二振动区之间的间距，不会存在如现有技术的阵列超声波传感器排列间距受限于超声波探头体积的缺陷，从而阵列超声波传感器在使用时，超声波发射阵元通过延时发射超声波信号便能避免产生旁栅现象，无需如现有技术中通过调整超声波发射阵元的发射角度来解决，操作较为方便。在其中一个实施例中，所述第二压电陶瓷半固化板在与所述第一压电陶瓷半固化板、所述第二压电陶瓷半固化板共同烧制步骤之前还包括步骤：在所述第二压电陶瓷半固化板上加工出有与所述通孔连通的排气通道；在所述通孔中填充有碳晶或易挥发颗粒物。在其中一个实施例中，其中，所述第一压电陶瓷半固化板为两块，在其中一块所述第一压电陶瓷半固化板上的两面均印刷有第一电极，在另一块所述第一压电陶瓷半固化板上的其中一面上印刷有第一电极，将两块所述第一压电陶瓷半固化板叠置并压紧在一起；所述第三压电陶瓷半固化板为两块，在其中一块所述第三压电陶瓷半固化板上的两面均印刷有第二电极，在另一块所述第三压电陶瓷半固化板上的其中一面上印刷有第二电极，将两块所述第三压电陶瓷半固化板叠置并压紧在一起。在其中一个实施例中，将所述第一压电陶瓷半固化板、所述第二压电陶瓷半固化板以及第三压电陶瓷半固化板压紧在一起的压强、以及将两块所述第一压电陶瓷半固化板或两块所述第三压电陶瓷半固化板压紧在一起的压强均为10Mpa以上。本实施例中，将第一压电陶瓷半固化板、第二压电陶瓷半固化板以及第三压电陶瓷半固化板压紧在一起的压强、以及将两块第一压电陶瓷半固化板或两块第三压电陶瓷半固化板压紧在一起的压强较好的为20MPa。在其中一个实施例中，所述第一压电陶瓷半固化板、所述第三压电陶瓷半固化板的厚度均为40～80μm，将所述第一压电陶瓷半固化板、所述第二压电陶瓷半固化板以及第三压电陶瓷半固化板共同烧制固化的温度为900～1000℃，以及时间为24～48h。附图说明图1为本专利技术实施例所述的一种阵列超声波传感器的结构示意图；图2为图1中A-A处的其中一个实施例的剖视图；图3为图1中A-A处的另一个实施例的剖视图；图4为本专利技术实施例所述的一种阵列超声波传感器的分解示意图。10、第一压电振动板，11、第一电极，20、第一支撑板，21、通孔，22、通道，30、基板，31、焊盘电极，40、盖板，41、超声波放射孔，42、分隔板，50、第二压电振动板，51、第二电极，60、第二支撑板，61、通孔。具体实施方式下面对本专利技术的实施例进行详细说明：如图1、图2所示，本专利技术实施例所述的一种阵列超声波传感器，包括：第一压电振动板10、第一支撑板20、基板30及盖板40。所述第一压电振动板10具有两个以上第一振动区。所述第一振动区设本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种阵列超声波传感器，其特征在于，包括：第一压电振动板，所述第一压电振动板具有两个以上第一振动区，所述第一振动区设有第一电极；第一支撑板，所述第一支撑板设有与所述第一振动区相应设置的通孔或盲孔，所述第一支撑板与所述第一压电振动板相连；基板，所述基板与所述第一支撑板相连，所述基板具有两个以上控制单元，所述控制单元与所述第一电极一一相应设置，且所述控制单元与所述第一电极电性连接；及盖板，所述盖板罩设在所述第一压电振动板外部，所述盖板设有两个以上超声波放射孔，所述超声波放射孔与所述第一振动区一一相应设置，所述盖板内侧壁设有若干个分隔板，所述分隔板位于相邻所述第一振动区之间。

【技术特征摘要】
1.一种阵列超声波传感器，其特征在于，包括：第一压电振动板，所述第一压电振动板具有两个以上第一振动区，所述第一振动区设有第一电极；第一支撑板，所述第一支撑板设有与所述第一振动区相应设置的通孔或盲孔，所述第一支撑板与所述第一压电振动板相连；基板，所述基板与所述第一支撑板相连，所述基板具有两个以上控制单元，所述控制单元与所述第一电极一一相应设置，且所述控制单元与所述第一电极电性连接；及盖板，所述盖板罩设在所述第一压电振动板外部，所述盖板设有两个以上超声波放射孔，所述超声波放射孔与所述第一振动区一一相应设置，所述盖板内侧壁设有若干个分隔板，所述分隔板位于相邻所述第一振动区之间。2.根据权利要求1所述的阵列超声波传感器，其特征在于，还包括设置在所述第一支撑板与所述基板之间的第二压电振动板；所述第二压电振动板具有两个以上第二振动区，所述第二振动区设有第二电极，所述第二电极电性连接至所述控制单元。3.根据权利要求2所述的阵列超声波传感器，其特征在于，还包括设置在所述第二压电振动板与所述基板之间的第二支撑板，所述第二支撑板设有与所述第二振动区相应设置的通孔或盲孔。4.根据权利要求2所述的阵列超声波传感器，其特征在于，所述基板设有两个以上焊盘电极，所述焊盘电极与所述第一电极一一相应设置，所述焊盘电极通过导电件与所述第一电极、所述第二电极电性连接。5.根据权利要求2所述的阵列超声波传感器，其特征在于，所述第一振动区设置的第一电极为两个以上，所述第一电极上下间隔分布在所述第一压电振动板中；所述第二振动区设置的第二电极为两个以上，所述第二电极上下间隔分布在所述第二压电振动板中。6.一种阵列超声波传感器的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：提供一块以上第一压电陶瓷半固化板，第二压电陶瓷半固化板，一块以上第三压电陶瓷半固化板，基板及盖板，在所述第一压电陶瓷半固化板上印刷两个以上第一电极，在所述第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱，秦小勇，张曙光，
申请(专利权)人：广东奥迪威传感科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44