一种多通道发射/接收超声骨密度探头及其制作方法技术

技术编号:15475740 阅读:12 留言:0更新日期:2017-06-02 16:30
本发明专利技术公开了一种多通道发射/接收超声骨密度探头及其制作方法;该探头包括探头外壳以及封装在该探头外壳中构成声头部分的斜劈匹配层、压电晶片、背衬层和隔声层,探头外壳的尾端引出有与声头部分的压电晶片电连接的电极引线;声头部分通过浇注模具浇注成型,隔声层的四周面设置有屏蔽层。其浇注模具由支撑底板、两个侧边挡块以及斜劈匹配层模块和盖板相配组装构成;其探头的制作方法包括模具组装、放入压电晶片并引出电极引线;放入屏蔽层和隔声层;浇注背衬材料,取下斜劈匹配层模块浇注斜劈匹配层材料,固化后取出完成声头部分制作,将声头部分封装于探头外壳即得多通道发射/接收超声骨密度探头。

Multichannel transmitting / receiving ultrasonic bone density probe and manufacturing method thereof

The invention discloses a multi channel transmit / receive ultrasonic bone density probe and its manufacture method; the probe comprises a probe casing and a package of acoustic wedge head part of the matching layer, a piezoelectric wafer, a backing layer and insulation layer on the probe housing, at the end of the probe housing are extracted from the head part of the electrode and the sound pressure electric wire is electrically connected with the wafer; the sound head part by casting mould casting around the insulation layer surface is provided with a shielding layer. The casting mould is composed of a supporting bottom plate, two side block, wedge, cover layer module and its manufacturing method matched assembled; probe into the mold assembly, including piezoelectric wafer and lead electrode leads; into the shielding layer and the insulation layer; casting lining material, take the oblique split layer module, pouring wedge matching layer remove the complete material, after curing the sound head part of the production, the sound head part is encapsulated in the probe shell is multi channel transmitting / receiving ultrasonic bone density probe.

【技术实现步骤摘要】
一种多通道发射/接收超声骨密度探头及其制作方法
本专利技术涉及医疗器械领域,特别是用于探测人体胫骨、桡骨、指骨等部位骨密度的一种超声探头,具体地说是一种多通道发射/接收超声骨密度探头及其制作方法。
技术介绍
采用超声技术进行人体骨密度和骨质健康状况的检测和测量已经在逐渐被人们接受。相比于传统的双X射线吸收法、定量CT等检测方法,超声技术具有价格低廉、使用方便和无辐射等诸多优点。依据测量方法不同,目前常用的有单探头超声回波法、一发一收、多发多收、以及阵列探头测试方法等。其中利用侧波原理的多通道发射/接收骨密度超声探头,由于可以测量桡骨、指骨、胫骨等处的骨密度,相应的骨密度测量仪器携带方便、测量简单、成本低、测量准确等优点,已经在各个医院普及起来。侧波超声骨密度探头具有多个声源发射和接收晶片,要求各晶片之间间距准确,单个晶片倾斜角度准确一致。如图1所示为现有技术中侧波超声骨密度探头的制作工艺,其工艺多采用先加工斜劈匹配层,再进行晶片粘接和背衬浇注的工艺流程。这种工艺由于斜劈匹配层的材料必须采用与人体声阻抗较为接近的有机高分子材料,因此在加工过程中和加工成型后,斜劈匹配层极易在环境温度、后续工艺操作和产品使用等因素下改变原来设计的几何参数,导致晶片间距和倾斜角度变化,影响产品性能和产品合格率。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术的现状,而提供具有生产工艺先进、产品合格率高、高灵敏、高可靠性的一种多通道发射/接收超声骨密度探头及其制作方法。本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案为:一种多通道发射/接收超声骨密度探头,包括探头外壳以及封装在该探头外壳中构成声头部分的斜劈匹配层、压电晶片、背衬层和隔声层,探头外壳的尾端引出有与声头部分的压电晶片电连接的电极引线;声头部分通过浇注模具浇注成型,压电晶片倾斜地浇注封装在斜劈匹配层和背衬层之间,该压电晶片包括以声头部分的纵轴线为对称轴设置的发射压电晶片和接收压电晶片,隔声层纵向浇注封装于斜劈匹配层和背衬层中并隔挡在发射压电晶片和接收压电晶片之间,隔声层的四周面设置有屏蔽层,斜劈匹配层和背衬层之间封装有两个发射压电晶片和两个接收压电晶片构成双收双发的多通道超声探头结构,电极引线包括正电极引线和负电极引线,每一发射压电晶片的上表面和每一接收压电晶片的上表面均连接有一根正电极引线,每一发射压电晶片的下表面和每一接收压电晶片的下表面均连接有一根与其相应正电极引线构成电回路的负电极引线。为优化上述技术方案,采取的措施还包括:每一发射压电晶片的发射中心轴线与其相应的接收压电晶片的接收中心轴线间的倾斜夹角均为20度到110度。本专利技术还提供了一种多通道发射/接收超声骨密度探头的浇注模具,该浇注模具由一个长方形的支撑底板、两个侧边挡块以及斜劈匹配层模块和盖板组成;两侧边挡块相对应固定在支撑底板上板面的左右两端,斜劈匹配层模块能拆卸地配装在支撑底板上板面的前端,并且斜劈匹配层模块的内侧面左右两端的部分与侧边挡块的挡块前端面紧贴相配合,斜劈匹配层模块的内侧面位于两个侧边挡块之间的部分为斜劈型面,该斜劈型面的中心加工有屏蔽层定位模腔,斜劈型面上位于屏蔽层定位模腔的左侧加工有精确定位两发射压电晶片间距离和发射倾角的发射斜劈面,斜劈型面上位于屏蔽层定位模腔的右侧加工有精确定位两接收压电晶片间距离和接收倾角的接收斜劈面;斜劈匹配层模块的高度与两个侧边挡块的高度相等,盖板能拆卸的盖配在两个侧边挡块的上端面和斜劈匹配层模块的上端面形成的上装配面上,支撑底板、两个侧边挡块以及斜劈匹配层模块和盖板围成的空腔构成了浇注具有一定厚度背衬层的背衬型腔;斜劈匹配层模块所占的空间为斜劈匹配层型腔。上述的侧边挡块的上端面贯通加工有两个通过挡块螺栓与支撑底板固定连接的定位孔,两定位孔在侧边挡块的上端面呈对角线分布。上述的侧边挡块的上端面加工有用于装配盖板的连接孔,相应地盖板上加工有与侧边挡块的连接孔相配合的盖板螺栓孔。上述的侧边挡块的挡块前端面加工有前端面定位孔,斜劈匹配层模块上加工有通过斜劈螺栓与该前端面定位孔固定相接的模块螺栓孔。本专利技术还提供了一种多通道发射/接收超声骨密度探头的制作方法,该方法包括以下步骤:1)、将两个侧边挡块采用挡块螺栓固定在支撑底板上板面的相应端,然后将斜劈匹配层模块放在支撑底板上板面的前端并采用斜劈螺栓与侧边挡块相固定;2)、将两个发射压电晶片对应放在斜劈匹配层模块加工的两个发射斜劈面上,并将正电极引线和负电极引线对应与发射压电晶片的上表面和下表面连接后引出,同时将两个接收压电晶片对应地放在斜劈匹配层模块加工的两个接收斜劈面上,并将正电极引线和负电极引线对应与接收压电晶片的上表面和下表面连接后引出;3)、将屏蔽层定位安放在斜劈匹配层模块加工的屏蔽层定位模腔,并在屏蔽层中安放隔声层;4)、将盖板采用盖板螺栓与侧边挡块固定连接,使支撑底板、两个侧边挡块以及斜劈匹配层模块和盖板围成具有后部开口的背衬型腔;5)、从后部开口处向背衬型腔中浇注背衬材料,在背衬材料固化形成具有一定厚度的背衬层的同时;使两所述的发射压电晶片按两发射斜劈面所确定的距离和发射倾角精确在固定在背衬层上,两所述的接收压电晶片按两接收斜劈面所确定的距离和接收倾角精确地固定在背衬层上;6)、待背衬层固化完成后,依次将盖板和斜劈匹配层模块拆下,然后再将盖板重新装配上,并在斜劈匹配层模块的原始位置浇注斜劈匹配层材料;7)、待斜劈匹配层材料固化形成斜劈匹配层后,即完成声头部分的制作;8)、将盖板再次拆下,取出完成的声头部分封装于探头外壳内即得多通道发射/接收超声骨密度探头。与现有技术相比,本专利技术超声骨密度探头的声头部分通过浇注模具采用浇注工艺制作完成,压电晶片倾斜地浇注封装在斜劈匹配层和背衬层之间,压电晶片包括发射压电晶片和接收压电晶片,隔声层浇注封装于斜劈匹配层和背衬层中并隔挡在发射压电晶片和接收压电晶片之间,隔声层的四周面设置有屏蔽层,每一发射压电晶片的上表面和每一接收压电晶片的上表面均连接有一根正电极引线,每一发射压电晶片的下表面和每一接收压电晶片的下表面均连接有一根与其相应正电极引线构成电回路的负电极引线。本专利技术的浇注模具由支撑底板、侧边挡块以及斜劈匹配层模块和盖板组成;本专利技术通过高精度的浇注模具保证了各压电晶片之间的距离和倾角,并且压电晶片和斜劈匹配层以及背衬之间不存在粘接胶层,而是通过浇注的方式实现粘接。本专利技术制作工艺简单、能有效提高产品的合格率、可靠性和使用寿命。附图说明图1是现有技术中超声骨密度探头的工艺流程示意图;图2是本专利技术超声骨密度探头的结构示意图;图3是本专利技术声头部分的结构示意图;图4是本专利技术浇注模具的结构示意图;图5是图4中斜劈匹配层模块的结构示意图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的实施例作进一步详细描述。本专利技术图2的附图标记为:纵轴线L、倾斜夹角Ψ、探头外壳1、斜劈匹配层2、压电晶片3、发射压电晶片31、接收压电晶片32、背衬层4、隔声层5、屏蔽层6、电极引线7、正电极引线71、负电极引线72。本专利技术图3的附图标记为:定位孔D1、连接孔D2、盖板螺栓孔D3、模块螺栓孔D4、屏蔽层定位模腔K、发射斜劈面P1、接收斜劈面P2、背衬型腔Q、支撑底板M1、侧边挡块M2、斜劈匹配层模块M3、盖板本文档来自技高网...
一种多通道发射/接收超声骨密度探头及其制作方法

【技术保护点】
一种多通道发射/接收超声骨密度探头,包括探头外壳(1)以及封装在该探头外壳中构成声头部分的斜劈匹配层(2)、压电晶片、背衬层(4)和隔声层(5),所述探头外壳(1)的尾端引出有与声头部分的压电晶片电连接的电极引线;其特征是:所述的声头部分通过浇注模具浇注成型,所述的浇注模具由一个长方形的支撑底板(M1)、两个侧边挡块(M2)以及斜劈匹配层模块(M3)和盖板(M4)组成;所述的压电晶片倾斜地浇注封装在斜劈匹配层(2)和背衬层(4)之间,该压电晶片包括以斜劈匹配层(2)的纵轴线(L)为对称轴设置的发射压电晶片(31)和接收压电晶片(32),所述的隔声层(5)纵向浇注封装于斜劈匹配层(2)和背衬层(4)中并隔挡在发射压电晶片(31)和接收压电晶片(32)之间,所述的隔声层(5)的四周面设置有屏蔽层(6),所述的斜劈匹配层(2)和背衬层(4)之间封装有两个发射压电晶片(31)和两个接收压电晶片(32)构成双收双发的多通道超声探头结构,所述的电极引线包括正电极引线(71)和负电极引线(72),每一所述的发射压电晶片(31)的上表面和每一所述的接收压电晶片(32)的上表面均连接有一根正电极引线(71),每一所述的发射压电晶片(31)的下表面和每一所述的接收压电晶片(32)的下表面均连接有一根与其相应正电极引线(71)构成电回路的负电极引线(72)。...

【技术特征摘要】
1.一种多通道发射/接收超声骨密度探头,包括探头外壳(1)以及封装在该探头外壳中构成声头部分的斜劈匹配层(2)、压电晶片、背衬层(4)和隔声层(5),所述探头外壳(1)的尾端引出有与声头部分的压电晶片电连接的电极引线;其特征是:所述的声头部分通过浇注模具浇注成型,所述的浇注模具由一个长方形的支撑底板(M1)、两个侧边挡块(M2)以及斜劈匹配层模块(M3)和盖板(M4)组成;所述的压电晶片倾斜地浇注封装在斜劈匹配层(2)和背衬层(4)之间,该压电晶片包括以斜劈匹配层(2)的纵轴线(L)为对称轴设置的发射压电晶片(31)和接收压电晶片(32),所述的隔声层(5)纵向浇注封装于斜劈匹配层(2)和背衬层(4)中并隔挡在发射压电晶片(31)和接收压电晶片(32)之间,所述的隔声层(5)的四周面设置有屏蔽层(6),所述的斜劈匹配层(2)和背衬层(4)之间封装有两个发射压电晶片(31)和两个接收压电晶片(32)构成双收双发的多通道超声探头结构,所述的电极引线包括正电极引线(71)和负电极引线(72),每一所述的发射压电晶片(31)的上表面和每一所述的接收压电晶片(32)的上表面均连接有一根正电极引线(71),每一所述的发射压电晶片(31)的下表面和每一所述的接收压电晶片(32)的下表面均连接有一根与其相应正电极引线(71)构成电回路的负电极引线(72)。2.根据权利要求1所述的一种多通道发射/接收超声骨密度探头,其特征是:每一所述的发射压电晶片(31)的发射中心轴线与其相应的接收压电晶片(32)的接收中心轴线间的倾斜夹角(Ψ)均为20度到110度。3.一种如权利要求2所述的多通道发射/接收超声骨密度探头的浇注模具,其特征是:两所述的侧边挡块(M2)相对应固定在支撑底板(M1)上板面的左右两端,所述的斜劈匹配层模块(M3)能拆卸地配装在支撑底板(M1)上板面的前端,并且斜劈匹配层模块(M3)的内侧面左右两端的部分与侧边挡块(M2)的挡块前端面紧贴相配合,所述斜劈匹配层模块(M3)的内侧面位于两个侧边挡块之间的部分为斜劈型面,该斜劈型面的中心加工有屏蔽层定位模腔(K),斜劈型面上位于屏蔽层定位模腔(K)的左侧加工有精确定位两发射压电晶片(31)间距离和发射倾角的发射斜劈面(P1),斜劈型面上位于屏蔽层定位模腔(K)的右侧加工有精确定位两接收压电晶片(32)间距离和接收倾角的接收斜劈面(P2);所述的斜劈匹配层模块(M3)的高度与两个侧边挡块(M2)的高度相等,所述的盖板(M4)能拆卸的盖配在两个侧边挡块(M2)的上端面和斜劈匹配层模块(M3)的上端面形成的上装配面上,所述的支撑底板(M1)、两个侧边挡块(M2)以及斜劈匹配层模块(M3)和盖板(M4)围成的空腔构成了浇注具有一定厚度背衬层(4)的背衬型腔(Q);所述的斜劈匹配层...

【专利技术属性】
技术研发人员:许春东刘占凯刘东旭邓吉滑劭宁沈晨瑞
申请(专利权)人:河北奥索电子科技有限公司
类型:发明
国别省市:河北,13

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