專利名稱：具有壓電元件和距離傳感器的超聲轉(zhuǎn)換器的制作方法
具有壓電元件和距離傳感器的超聲轉(zhuǎn)換器
背景技術(shù)：
尤其是在汽車應(yīng)用中已知的是借助脈沖回波方法來檢測距對象的距離。一個過程是借助超聲轉(zhuǎn)換器發(fā)送掃描脈沖，又接收回波并且根據(jù)傳播時間進(jìn)行距離計算，其中壓電元件用作轉(zhuǎn)換器元件。這種超聲轉(zhuǎn)換器安裝在車輛外罩中的距離傳感器內(nèi)，以便實現(xiàn)例如泊車輔助或碰
撞告警系統(tǒng)。壓電傳感器尤其是用于接收超聲回波，其中由壓電元件產(chǎn)生數(shù)毫伏的電壓。在這種信號強(qiáng)度的情況下，小的電磁干擾也會顯著地影響信號質(zhì)量。此外，例如在DE 102 61 033 Al中公開了連接結(jié)構(gòu)，其基于多芯線纜，但這帶來了 在自動化生產(chǎn)時的復(fù)雜步驟。因此，本發(fā)明的任務(wù)是能夠?qū)崿F(xiàn)一種超聲轉(zhuǎn)換器和ー種距離傳感器，它們同樣耐干擾并且可以以簡單方式制造。

發(fā)明內(nèi)容
該任務(wù)通過根據(jù)權(quán)利要求I所述的超聲轉(zhuǎn)換器、根據(jù)權(quán)利要求10所述的距離傳感器以及根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法來解決。根據(jù)本發(fā)明的超聲轉(zhuǎn)換器和根據(jù)本發(fā)明的距離傳感器可以以簡單的自動化步驟來制造。尤其是，使用可以以簡單方式操作的部件，這些部件還成本低廉。此外，本發(fā)明可以通過簡單修改已有的裝置元件來實現(xiàn)。最后，根據(jù)本發(fā)明的超聲轉(zhuǎn)換器和根據(jù)本發(fā)明的距離傳感器機(jī)械穩(wěn)定，尤其是針對振動是機(jī)械穩(wěn)定的。根據(jù)本發(fā)明的超聲轉(zhuǎn)換器具有金屬膜盤，在該膜盤的前部端側(cè)上固定有壓電元件。本發(fā)明人了解到，尤其是在壓電元件與處理電路之間的連接對于信號質(zhì)量而言是關(guān)鍵的。此外，本發(fā)明人還了解到，膜盤本身的內(nèi)部空間受到充分保護(hù)以免電磁輻射影響，而在膜盤外部引導(dǎo)線路對于信號質(zhì)量而言是關(guān)鍵的。本發(fā)明所基于的方案因此是，在線路之間的平面尤其是在膜盤之外的平面保持盡可能小，使得交變磁場形式的干擾場在線路中僅感生出小的或可忽略的干擾信號。因此，通過使膜盤之外的線路的路程最小化、使線路之間的距離最小化或不僅使該路程最小化而且使該距離最小化來減小在線路之間的平面?？芍苯涌吹降氖牵纱舜鸥蓴_場的磁通量由于最小化的平面而同樣最小化。因此，本發(fā)明涉及ー種超聲轉(zhuǎn)換器，其具有壓電元件、膜盤和印刷電路板，其中壓電元件固定在膜盤的前部內(nèi)表面上。超聲轉(zhuǎn)換器具有優(yōu)選金屬的膜盤，該膜盤設(shè)置在膜盤的前部端側(cè)上。前部端側(cè)設(shè)置在遠(yuǎn)離印刷電路板的位置上。壓電元件的壓電陶瓷固定在膜盤上，尤其是固定在膜盤的朝向膜盤的內(nèi)部空間的側(cè)上，該側(cè)處于前部端側(cè)上。在前部端側(cè)上，超聲轉(zhuǎn)換器形成敏感的傳感器面，該傳感器面尤其對應(yīng)于膜盤的背離印刷電路板的平面。壓電元件和膜形成聲學(xué)単元。膜可以與膜盤一體式地構(gòu)建或形狀配合地或力配合地與膜盤連接。此外，壓電元件通過至少兩個線路與印刷電路板的信號連接部位連接，信號連接部位將壓電元件與印刷電路板在聲學(xué)上隔離。
根據(jù)本發(fā)明使電磁干擾信號最小化通過印刷電路板的信號連接部位設(shè)置在印刷電路板的伸入膜盤中的區(qū)段上的方式來實現(xiàn)。換言之，印刷電路板的信號連接部位處于膜盤內(nèi)。將信號從信號連接部位引導(dǎo)到印刷電路板可以以特別低的易受干擾性來設(shè)置。為此，例如源自壓電元件的信號借助靠近彼此的印制導(dǎo)線來引導(dǎo)，其中這些印制導(dǎo)線尤其是可以相疊地在印刷電路板的不同層中走向。作為用于減低易受干擾性的另外的措施，線路彼此以如下距離走向，該距離基本上在線路的整個走向上都小于壓電元件的半個寬度。通過線路緊密地引導(dǎo)同樣降低了易受干擾性。尤其是可以設(shè)計的是兩個上述措施彼此組合。壓電元件喲起始構(gòu)建為平坦的本體，其中寬度相對于該本體的主延伸方向。優(yōu)選地，壓電元件是圓形的、尤其是環(huán)形的平面片，其中半個寬度對應(yīng)于片的半徑。 根據(jù)本發(fā)明的一個實施形式，所述至少兩個線路直接與印刷電路板的信號連接部位連接。對此可替選地，所述至少兩個線路可以與接觸支承體的接觸元件連接。壓電元件通過該接觸支承體與印刷電路板的信號連接部位電連接。尤其是，所述至少兩個線路可以與接觸元件的接觸部位連接，其在膜盤內(nèi)。在上述情況下，接觸元件伸入膜盤中。線路分別實施為絲或單芯軟線纜。本發(fā)明的一個實施形式可以設(shè)計為，線路的至 少ー個被外部的隔離層包圍。優(yōu)選地，線路的端部未被外部的隔離層遮蓋。然而特別優(yōu)選地，線路構(gòu)建為絲，其不帶隔離層或被作為隔離層的漆層包圍。線路在其縱向方向上在聲學(xué)上是隔離的并且未形成聲學(xué)橋路。膜盤由導(dǎo)電的材料制造。該材料可以是金屬或合金。此外，導(dǎo)電材料可以是復(fù)合材料，其包括金屬或合金。在ー個具體實施形式中，膜盤由鋁構(gòu)成。膜盤的導(dǎo)電材料以平面導(dǎo)電的導(dǎo)體結(jié)構(gòu)形式構(gòu)建。這種導(dǎo)體結(jié)構(gòu)優(yōu)選是由導(dǎo)電材料構(gòu)成的連續(xù)導(dǎo)電的面。在具體的實施中，這種導(dǎo)體結(jié)構(gòu)是由導(dǎo)電材料構(gòu)成的格柵網(wǎng)，其中格柵網(wǎng)優(yōu)選密孔狀地設(shè)置有小于5mm、3mm、2mm或Imm的孔寬度,并且格柵網(wǎng)起到屏蔽電磁干擾影響的作用。尤其是具有至少106S/m或至少104S/m的導(dǎo)電率的材料作為導(dǎo)電材料。此外，壓電元件具有電極面，其與膜盤電連接。由此，電極面與膜盤電連接。電極面優(yōu)選置于地。由此，膜盤形成對電磁干擾影響的防護(hù)。尤其是，膜設(shè)置在膜盤的前部端側(cè)上，前部端側(cè)與壓電元件的壓電陶瓷一起形成聲學(xué)単元。膜是導(dǎo)電的并且尤其是由金屬或合金形成，以便起到屏蔽電磁干擾影響的作用。膜封閉膜盤。膜與膜盤電連接。本發(fā)明的ー個具體實施形式涉及如下實施形式印刷電路板構(gòu)建為突出部，在印刷電路板上構(gòu)建有印刷電路板的信號連接部位。突起部具有的寬度小于膜盤在膜盤的后部端側(cè)上的凈寬度。膜盤的后部端側(cè)與前部端側(cè)對置。突起部可以容易地從后部端側(cè)出來引入膜盤中，以便印刷電路板的信號連接部位更為靠近壓電元件地引導(dǎo)。此外，印刷電路板具有印刷電路板基座，突出部從印刷電路板延伸出來。印刷電路板基座和突出部由相同的印刷電路板構(gòu)建。印刷電路板基座和突出部因此一體式地構(gòu)建。印刷電路板基座寬于膜盤在后部端側(cè)上的凈寬度。印刷電路板基座設(shè)置在膜盤外部。印刷電路板基座和突出部在相同的平面中延伸。其中線路以小距離彼此走向的另ー實施形式設(shè)計為，線路之間的距離不大于壓電元件的半個寬度或不大于3mm、2mm或1mm。此外，距離可以不大于包括壓電元件的接觸部位寬度在內(nèi)的壓電元件的電極縫隙寬度。電極縫隙寬度是電極縫隙的在壓電元件的電極面之間存在的寬度。電極縫隙的寬度一方面通過如下技術(shù)來確定借助該技術(shù)制造壓電陶瓷和電極，另一方面通過用于壓電陶瓷的激勵電壓來確定。如果電極縫隙過小，則會在電極之間出現(xiàn)電壓擊穿。此外，接觸部位寬度還通過絲的厚度和通過所使用的接觸技術(shù)來得到并且通常不大于O. 25mm,不大于O. 5mm或不大于1mm。此外，可以設(shè)計的是，在前部端側(cè)和信號連接部位之間的線路彼此平行走向。線路與壓電元件的不同電極面在電極面的接觸部位上連接，接觸部位通過電極縫隙分離。在此情況下，接觸部位在電極縫隙旁對置，其中在接觸部位旁線路設(shè)置在壓電元件的相應(yīng)的電極面上。優(yōu)選地，壓電元件的所有接觸部位在壓電元件的ー側(cè)上。在此情況下所有線路與壓電元件通過其來連接的接觸部位在同一側(cè)上。接觸部位尤其是在壓電元件的朝著印刷電路板的側(cè)上。壓電元件的其上設(shè)置有所有接觸部位的側(cè)朝著膜盤的內(nèi)部。在膜盤的前部端側(cè)上因此有壓電元件的外側(cè)，該外側(cè)不帶接觸部位，尤其是超聲轉(zhuǎn)換器的膜。超聲轉(zhuǎn)換器的另ー實施形式設(shè)計為，線路與印刷電路板和/或壓電元件通過熱壓焊接接觸、焊接接觸或其他材料配合的接觸來電連接。在壓電元件的電極面上的接觸部位 因此通過如下接觸來構(gòu)建，這些接觸通過焊接或熱壓焊接來構(gòu)建。此外，至少兩個線路直接與印刷電路板的信號連接部位通過接觸部位連接，接觸部位通過熱壓焊接、焊接或其他材料配合的連接技術(shù)來產(chǎn)生。此外,所述兩個線路與接觸支承體的接觸元件通過接觸部位連接，所述接觸部位在接觸支承體的接觸元件上并且所述接觸部位同樣借助熱壓焊接、焊接湖綜其他材料配合的連接技術(shù)來產(chǎn)生。例如，電阻焊接稱作適于實施本發(fā)明的其他材料配合的連接技術(shù)。形成的材料配合的接觸稱作電阻焊接接觸。最后，設(shè)計的是，印刷電路板在縱向方向上走向，縱向方向?qū)?yīng)于膜盤的延伸方向和/或線路的延伸方向。尤其是，膜盤可以具有縱向軸線，其在印刷電路板中。然而此外，印刷電路板可以徑向相對于膜盤的縱軸線錯移，使得印刷電路板平行于膜盤的縱軸線地走向。最后，接觸支承體的接觸元件可以根據(jù)膜盤的延伸方向走向。在此，接觸元件至少分區(qū)段地平行于膜盤的縱軸線地延伸，其中此外接觸支承體的接觸元件可以至少分區(qū)段地沿著膜盤的縱軸線地延伸。延伸方向尤其是對應(yīng)于膜盤的縱軸線所走向的方向。膜盤具有圓形的橫截面,然而也可以具有其他橫截面。尤其是,膜盤的橫截面沿著膜盤的縱向延伸是恒定的，使得膜盤的側(cè)壁圓柱形地構(gòu)建。為了達(dá)到所希望的聲學(xué)效果，膜盤的內(nèi)部可以至少部分借助聲學(xué)衰減泡沫來發(fā)泡。尤其是，膜盤的內(nèi)部區(qū)段以聲學(xué)衰減泡沫填滿，該聲學(xué)衰減泡沫與壓電元件緊鄰。此外，使用聲學(xué)衰減泡沫以便將膜盤在聲學(xué)上與印刷電路板隔離并且將印刷電路板相對于膜盤位置固定。此外，本發(fā)明涉及ー種距離傳感器，其構(gòu)建為用于固定在車輛外罩中。為此可以設(shè)置外部固定元件。距離傳感器包括其中所描述的根據(jù)本發(fā)明的超聲轉(zhuǎn)換器。此外，距離傳感器包括聲學(xué)衰減環(huán)。此外，距離傳感器包括殼體。超聲轉(zhuǎn)換器的膜盤通過衰減環(huán)與殼體連接。衰減環(huán)尤其是由聲學(xué)隔離的衰減泡沫構(gòu)成的衰減環(huán)將膜盤相對于殼體在聲學(xué)方面隔離并且將膜盤相對于殼體位置固定。膜盤的前部端側(cè)從殼體伸出。位置表述“后部”和“前部”涉及縱向延伸中的膜盤，其中位置表述“后部”涉及在印刷電路板附近的位置和位置表述“前部”涉及遠(yuǎn)離印刷電路板的位置。在印刷電路板上尤其是在印刷電路板基座上設(shè)置有信號處理電路，信號處理電路具有用于壓電元件的端子。與這些端子連接有線路，尤其是通過印刷電路板上的印制導(dǎo)線連接。在此情況下，信號處理電路的端子與信號連接部位通過印刷電路板的印制導(dǎo)線連接，其中印制導(dǎo)線優(yōu)選彼此側(cè)向間隔不大于Imm或2_。本發(fā)明的一個優(yōu)選的實施形式設(shè)計的是，印刷電路板的信號連接部位所連接的印制導(dǎo)線彼此相疊并且僅與隔離層分離，隔離層形成印刷電路板的ー層。印制導(dǎo)線因此優(yōu)選通過導(dǎo)體層來設(shè)置，導(dǎo)體層在印刷電路板中或在印刷電路板上彼此平行地走向。此外，在印刷電路板上可以設(shè)置發(fā)射電路，其構(gòu)建為產(chǎn)生電脈沖信號，該發(fā)射電路與用于壓電元件的端子連接，以便用電脈沖信號來激勵壓電元件。此外，本發(fā)明涉及一種用于制造超聲轉(zhuǎn)換器的方法，超聲轉(zhuǎn)換器尤其是這里所描述的超聲轉(zhuǎn)換器。該方法包括如下步驟設(shè)置壓電元件、印刷電路板和膜盤。這些部件優(yōu)選對應(yīng)于這里所描述的部件。印刷板設(shè)置有信號連接部位，例如通過光刻蝕方法來設(shè)置。壓電元件固定在膜盤的前部端側(cè)上。在此情況下，一個單元由壓電元件的壓電陶瓷和在膜盤的前部前側(cè)上的膜形成，其方式是壓電元件和膜彼此粘合，尤其是粘合在膜盤的朝著膜盤的內(nèi)部的側(cè)上。壓電元件通過至少兩個線路與印刷電路板的信號連接部位連接，尤其是通過焊接方法，例如通過熱壓焊接方法或電阻焊接方法來連接。所述的焊接步驟尤其是在線路與壓電元件例如通過焊接或通過前面所述的焊接方法來電連接之后實施。設(shè)置印刷電路板包括在印刷電路板的引入膜盤的內(nèi)部中的區(qū)段上提供印刷電路板的信號連接部位。印刷 電路板相對于膜盤固定，尤其是借助聲學(xué)上隔離的連接例如通過以聲學(xué)上隔離的衰減泡沫發(fā)泡來固定。可替選地，線路固定在信號連接部位上，其中通過固定將線路以如下距離來引導(dǎo)，該距離基本上在線路的整個曲線上小于壓電元件的半徑。通過引導(dǎo)線路使線路如前面所描述的那樣相對于彼此設(shè)置。


圖I示出了在根據(jù)本發(fā)明的距離傳感器內(nèi)的根據(jù)本發(fā)明的超聲轉(zhuǎn)換器的第一實施形式，以及圖2示出了在根據(jù)本發(fā)明的距離傳感器內(nèi)的根據(jù)本發(fā)明的超聲轉(zhuǎn)換器的第二實施形式。
具體實施例方式圖I示出了根據(jù)本發(fā)明的超聲轉(zhuǎn)換器，其具有壓電元件10、印刷電路板20和膜盤30。在膜盤30的前部端側(cè)32上粘合有壓電元件10，優(yōu)選借助膜來粘合，其在與壓電元件10粘合之后形成ー個單元。印刷電路板20承載有兩個信號連接部位22，它們設(shè)置為平面導(dǎo)體。信號連接部位22設(shè)置在印刷電路板22的伸入膜盤30中的區(qū)段24上。區(qū)段24構(gòu)建為印刷電路板20的突出部。壓電元件10通過兩個線路40、42與信號連接部位22連接。壓電元件10包括電極面12、14，在電極面之間構(gòu)建有具有電極縫隙寬度16的電極縫隙。在壓電元件10的不同的電極面12、14上構(gòu)建有接觸部位50、52，通過接觸部位將線路40、42與電極面12、14連接。在信號連接部位22上同樣存在接觸部位54、56，通過接觸部位將線路40、42與印刷電路板的信號連接部位22連接?？煽吹降氖?，接觸部位50、52僅彼此分開電極縫隙寬度16并且并排地盡可能靠近。同樣，印刷電路板20的信號連接部位22彼此僅微小地間隔，例如具有對應(yīng)于電極縫隙寬度16的距離。由此，線路40、42以小的距離彼此平行地走向，例如距離為大約Imm或更小。
印刷電路板20包括區(qū)段24，該區(qū)段伸入膜盤30中并且穿過后部端側(cè)34延伸。該區(qū)段24構(gòu)建為印刷電路板20的突出部，其中與其一體式構(gòu)建的印刷電路板基座26與膜盤30相比更寬地構(gòu)建。然而，印刷電路板20的區(qū)段24與膜盤30的內(nèi)部寬度更窄地構(gòu)建。在印刷電路板基座26上存在信號傳播電路28，該信號傳播電路通過印制導(dǎo)線與信號連接部位22連接。印制導(dǎo)線形成示意性示出的電連接60。此外，圖I中所示的距離傳感器包括殼體70以及衰減環(huán)72，通過衰減環(huán)將殼體與膜盤30的周向的外側(cè)連接。不僅殼體70而且衰減環(huán)72都只是示意性示出。衰減環(huán)優(yōu)選由弾性材料構(gòu)建，以便以聲學(xué)方式衰減振動，尤其由聲學(xué)衰減泡沫構(gòu)成。在圖I中用實線示出了第一線路引導(dǎo)，其中兩個線路40、42僅彼此間隔有電極縫隙寬度16并且以該距離通過接觸部位54、56也與印刷電路板20的相應(yīng)的信號連接部位22連接。用虛線示出了本發(fā)明的另一可能的實施形式，其中兩個線路40'、42'通過接觸部位51和52與壓電元件10的電極面12、14連接。受制于制造，接觸部位51和52彼此間具有最大的距離。因此，達(dá)到了低的易受干擾性，因為印刷電路板20的虛線所示的區(qū)段24'伸入膜盤30中。在該區(qū)段24'上存在兩個接觸部位54'、56^，其通過電連接(未示出)與 信號處理電路28連接。相比于接觸部位54和56的距離，線路40'、42’與印刷電路板20通過其連接的接觸部位54'、56'彼此間也具有大的距離。因此，保證了低的易受干擾性，因為接觸部位54'、56'設(shè)置在膜盤30之內(nèi)并且在一方面為接觸部位54'和56'與另ー方面為信號處理電路28之間的電連接可以通過印制導(dǎo)線來設(shè)置，印制導(dǎo)線彼此間具有明顯更小的距離，例如不大于3mm、2mm或Imm的距離。從ー方面為接觸部位50、52與另一方面為接觸部位54、56之間的信號引導(dǎo)來看，可看到的是，由此線路40和42彼此間自動地具有小的、最小的距離。從圖I中來看因此可看到的是，在接觸部位54和56處于膜盤30外部并且因此線路40、42的區(qū)段處于膜盤30外部時才實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的最低易受干擾性。因為在這種區(qū)段中能夠使線路40與42之間的距離最小化，所以得到了在膜盤30外部的線路之間的對于電磁干擾影響而言為敏感的最小面。線路40、40'和42在聲學(xué)上隔離。此外，印刷電路板20相對于膜盤30在聲學(xué)上隔離，例如借助聲學(xué)衰減材料尤其是泡沫材料來隔離，在圖2中示出了根據(jù)本發(fā)明的距離傳感器的第二實施形式，該距離傳感器包括根據(jù)本發(fā)明的超聲轉(zhuǎn)換器。圖I的部件對應(yīng)于圖2的除了首位為I具有如圖I中的相同附圖標(biāo)記的部件。圖2的距離傳感器包括帶有電極面112、114的壓電元件110。電極通過帶有電極縫隙寬度116的電極縫隙彼此間隔。此夕卜，圖2中所示的超聲轉(zhuǎn)換器包括帶有前部端側(cè)132的膜盤130。在該端側(cè)上膜延伸，該膜與壓電元件的壓電陶瓷一起形成聲學(xué)単元。此外，圖2的實施形式包括印刷電路板120，其僅示意性地示出。在印刷電路板120上設(shè)置有信號處理電路128。在膜盤130內(nèi)設(shè)置有線路140、142，其在一端部上通過接觸部位150、152與電極面112、114連接。線路140、142的對置的端部通過接觸部位184、186與接觸元件180、182連接。接觸元件180、182是接觸支承體190的一部分，該部分包括連接元件192、194。連接元件192、194通過示意性示出的連接與接觸元件180、182連接，其中連接優(yōu)選在接觸支承體190內(nèi)走向。另ー示意性示出的電連接將連接元件192、194與印刷電路板連接并且因此與信號處理電路128連接。在連接元件192、194與印刷電路板120之間的連接可以是被屏蔽的線路。尤其是，在連接元件192、194與印刷電路板120之間的連接可以包括插接連接。在連接元件192、194與印刷電路板120之間的連接可以是聲學(xué)耦合的連接，而線路140、140'、142 和 142'聲學(xué)隔離。為線路140、142的線路弓I導(dǎo)的替選方案的線路弓I導(dǎo)以虛線示出。在此,線路140'和142"將電極面112、114通過接觸部位152、151與接觸元件180、182連接。在此，線路140;通過接觸部位151與電極面112連接，該電極面距接觸部位152比較遠(yuǎn)，該接觸部位將線路142'與電極面114連接。然而，由于線路14(V ,142;還在膜盤130內(nèi)與相應(yīng)的接觸元件18(V U82/連接，所以線路140’、142'通過膜盤130來保護(hù)以免受干擾影響。此夕卜，在圖2中示出了，接觸元件18(V U82/與連接元件192、194連接，其中連接通過示意性示出的、虛線表示的電連接來設(shè)置?？煽吹降氖?，盡管在線路140' ,142/之間的距離大，還是保護(hù)了從壓電元件110至接觸支承體的信號傳輸，因為線路140' ,142/在其整個長度上在膜盤內(nèi)走向。圖2所示的超聲轉(zhuǎn)換器部分地設(shè)置在距離傳感器內(nèi)，該距離傳感器除了包括超聲傳感器之外還包括聲學(xué)衰減環(huán)172和殼體170。殼體170如在圖I中所示的那樣形成內(nèi)部 空間，在內(nèi)部空間中完整地安置有印刷電路板120以及保持套130的背離壓電元件的后部區(qū)段。尤其是，殼體完全包圍接觸支承體190，優(yōu)選在膜盤130的環(huán)繞方向上包圍。膜盤130在一側(cè)上敞開以便能夠?qū)⒂∷㈦娐钒?20引入。在使印刷電路板120相對于膜盤130之后，膜盤130以澆注材料澆注并且硬化。因此，在膜盤130上可以設(shè)置澆注材料，其封閉膜盤并且使膜盤130與印刷電路板120相比彼此固定?？商孢x地或結(jié)合與此，可以設(shè)置有蓋板，該蓋板在將印刷電路板120在膜盤130中定位之后被添加并且封閉膜盤130。接觸元件180、182完全設(shè)置在膜盤130內(nèi)，使得也保護(hù)其免受干擾影響。這同樣適用于虛線表示的實施形式的接觸元件180'、182'。接觸支承體190通過聲學(xué)隔離與膜盤130連接或者本身形成聲學(xué)隔離。這種聲學(xué)隔離通過聲學(xué)衰減元件來設(shè)置，其將膜盤130聲學(xué)隔離。在膜盤130與印刷電路板120之間或在膜盤130與殼體170之間不存在聲學(xué)橋路，即傳輸聲的連接。接觸支承體190與印刷電路板剛性連接，該連接尤其包括電連接。在印刷電路板120與壓電元件110之間的電連接聲學(xué)隔離并且尤其包括軟線纜。這種連接尤其是線路140、140'和142，其聲學(xué)隔離地構(gòu)建。從接觸支承體190的接觸元件182、180和線路140、142可看到的是，接觸部位184、186也可以在膜盤130之外，而不形成高的易受干擾性。這通過如下方式來實現(xiàn)，在線路140、142之間以及在接觸元件180、182之間存在盡可能小的距離，即基本上對應(yīng)于電極縫隙寬度116的包括附加的接觸部位寬度在內(nèi)的距離，附加接觸部位寬度例如對應(yīng)于接觸部位150、152的寬度。此外，接觸支承體190可以具有固定元件，其將接觸支承體190與殼體170連接。最后，殼體70或170可以在殼體的內(nèi)側(cè)上具有固定兀件,借助固定兀件將印刷電路板20或120與殼體70或170連接。圖2中所示的接觸元件180、182尤其可以是接觸套，線路140、142的相關(guān)的端部延伸進(jìn)入接觸套中。在線路140、142與接觸元件180、182之間的接觸通過壓配或擠壓連接來設(shè)置，其方式是實施為接觸套的接觸元件180、182被擠壓?？商孢x地，上面所描述的接觸變形方案是可能的，即熱壓接觸、焊接接觸或其他材料配合的 接觸，尤其是電阻焊接接觸，以便將線路140、142的與壓電元件背離的端部與接觸元件連接。
權(quán)利要求
1.一種超聲轉(zhuǎn)換器，具有壓電元件(10，110)、印刷電路板(20，120)和膜盤(30，130)，其中壓電元件固定在膜盤的前部端側(cè)(32，132)，前部端側(cè)設(shè)置在遠(yuǎn)離印刷電路板(20，120)的位置上，并且壓電元件(10,110)通過至少兩個線路(40,42 -AO' ,42/ ；140,142 ；140; ,142/ )與印刷電路板的信號連接部位(22)連接，其特征在于，印刷電路板(20)的信號連接部位(22)設(shè)置在印刷電路板(20)的區(qū)段(24)上，所述區(qū)段伸入膜盤(30，130)的內(nèi)部中，或線路(40，42 ; 140，142)彼此以一距離走向，該距離基本上在線路(40，42)的整個曲線上小于壓電元件(10，110)的半個寬度。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的超聲轉(zhuǎn)換器，所述至少兩個線路(40，42)直接與印刷電路板(20)的信號連接部位(22)連接，或所述至少兩個線路與接觸支承體(190)的接觸元件(180,182)連接，壓電元件(110)通過所述接觸元件與印刷電路板(120)的信號連接部位(122)電連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的超聲轉(zhuǎn)換器，其中線路(40，42；140,142)分別實施為絲或單芯軟線纜，線路的至少一個被外部隔離層包圍，并且膜盤(30，130)由導(dǎo)電材料，尤其是由金屬、合金或復(fù)合材料構(gòu)建，復(fù)合材料包括金屬或合金，并且導(dǎo)電材料構(gòu)建為平面導(dǎo)電的導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其中壓電元件的電極面還與膜盤(30，130)以及與超聲轉(zhuǎn)換器的膜電連接。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的超聲轉(zhuǎn)換器，其中印刷電路板(20)的其上構(gòu)建有印刷電路板(20)的信號連接部位(22)的區(qū)段(24)構(gòu)建為突出部，突出部的寬度小于膜盤在膜盤的后部端側(cè)(34)上的凈寬度，該后部端側(cè)與前部端側(cè)(32)對置，并且此外印刷電路板具有印刷電路板基座(26)，突出部從印刷電路板基座延伸出來，該突出部寬于膜盤在后部端側(cè)(34)上的凈寬度，并且突出部設(shè)置在膜盤之外。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至3之一所述的超聲轉(zhuǎn)換器，其中線路彼此間走向的距離不大于壓電元件(10,110)的半個半徑,不大于3mm、2mm或Imm,或不大于包括壓電元件(10,110)的接觸部位寬度在內(nèi)的壓電元件(10，110)的電極縫隙寬度(16，116)，其中電極縫隙(16，116)是電極的在壓電元件(10，110)的電極面(12，14)之間形成的寬度。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的超聲轉(zhuǎn)換器，其中在前部端側(cè)(32)與信號連接部分之間的線路彼此平行走向并且與壓電元件(10)的不同電極面(12，14)在電極面(12，14)的接觸部位(50，52)上連接，其通過電極縫隙分離并且在電極縫隙旁對置。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的超聲轉(zhuǎn)換器，其中所有線路(40，42)通過接觸部位(50，52)與壓電元件(10)連接，接觸部位在壓電元件的朝著印刷電路板(20)的側(cè)上。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的超聲轉(zhuǎn)換器，其中線路(40，42)與印刷電路板(20)和/或壓電元件(10)通過熱壓焊接接觸、焊接接觸或其他材料配合的接觸電連接。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的超聲轉(zhuǎn)換器，其中印刷電路板(20)在縱向方向上延伸，縱向方向?qū)?yīng)于膜盤(30)的延伸方向和/或線路(40，42)的延伸方向。
10.一種距離傳感器，其構(gòu)建為固定在車輛外罩中，其中距離傳感器包括根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的超聲轉(zhuǎn)換器并且距離傳感器還包括聲學(xué)衰減環(huán)(72，172)以及殼體(70，170)，其中超聲轉(zhuǎn)換器的膜盤(30，130)通過衰減環(huán)(72，172)與殼體連接，以及殼體(70，170)還完全包圍印刷電路板(20，120)，其中保持套(30,130)的前部端側(cè)(32，132)伸出殼體(70，170)，而膜盤(30，130)的與前部端側(cè)(32，132)對置的后部端側(cè)(34，134)處于殼體(70，170)內(nèi)。
11.一種用于制造超聲轉(zhuǎn)換器的方法，包括設(shè)置壓電元件(10，110)、印刷電路板(20，120)和膜盤(30，130)，其中印刷電路板(20，120)設(shè)置有信號連接部分(22)，壓電元件固定在膜盤(30，130)的前部端側(cè)(32，132)上，以及壓電元件通過至少兩個線路(40,42 -AO'，42; ；140,142 ；140/ ,142/ )與印刷電路板的信號連接部位(22)連接，其特征在于，印刷電路板(20)的信號連接部位(22)設(shè)置在印刷電路板(20)的引入膜盤(30，130)的內(nèi)部的區(qū)段(24)上，并且印刷電路板相對于膜盤固定，或線路(40，42 ；140,142)固定在信號連接部位上，并且通過固定將線路彼此以如下距離來引導(dǎo)，該距離基本上在線路(40，42)的整個曲線上小于壓電元件(10，110)的半徑。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種超聲轉(zhuǎn)換器，其具有壓電元件、印刷電路板和膜盤。壓電元件在膜盤的前部端側(cè)上并且通過兩個線路與印刷電路板的信號連接部位連接。印刷電路板的信號連接部位設(shè)置在印刷電路板的伸入膜盤中的區(qū)段上?？商孢x地，線路彼此以如下距離走向，該距離基本上在線路的整個走向上都小于壓電元件的半個寬度。此外，本發(fā)明涉及一種距離傳感器，其構(gòu)建為用于固定在車輛外罩中。距離傳感器包括根據(jù)本發(fā)明的超聲轉(zhuǎn)換器以及聲學(xué)衰減環(huán)和殼體。超聲轉(zhuǎn)換器的保持套通過衰減環(huán)與殼體連接。此外，本發(fā)明涉及一種用于制造根據(jù)本發(fā)明的超聲轉(zhuǎn)換器的方法。
文檔編號H04R17/00GK102833658SQ20121019690
公開日2012年12月19日 申請日期2012年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月15日
發(fā)明者B·巴亞爾塞漢, M·施耐德, P·拉普斯, T·S·舍費爾 申請人:羅伯特·博世有限公司