超声波探头和制造该超声波探头的方法技术

提供了一种超声波探头和一种制造该超声波探头的方法。所述超声波探头包括：匹配层；压电层，设置在匹配层的底表面上并产生超声波；以及背衬层，设置在压电层的底表面上并包括板状碳同素异形体和设置在板状碳同素异形体之间的背衬材料。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的实施例涉及一种超声波探头和一种制造该超声波探头的方法，所述超声波探头能够保持背衬层的吸声性能并能够使由于压电层的能量转换以及其他原因而产生的热有效地消散。
技术介绍
超声波探头是将超声信号从待检查的对象的身体表面发射到身体的目标部分上并且利用关于反射的超声信号(超声回声信号)的信息以无创的方式获得软组织的断层影像或软组织的血流的图像的仪器。与诸如X射线探头、X射线计算断层(CT)扫描仪、核磁共振成像(MRI)探头和核医学探头的其他图像探头相比，超声波探头尺寸小且便宜、能够实时显示图像并且由于没有诸如X射线的辐射暴露而具有高安全性。因此，超声波探头已经被广泛地用于心脏诊断、腹腔诊断、泌尿系统诊断和妇产科疾病的诊断。超声波探头将超声信号发送到待检查的对象并接收从待检查的对象反射的超声回声信号以获得待检查的对象的超声图像。超声波探头包括换能器。这里，换能器可以包括:压电层，在压电材料振动的同时使电信号和声信号互相转换；匹配层，减少压电层和待检查的对象之间的声阻抗差，使得在压电层中产生的超声波能够尽可能多地发送到待检查的对象；透镜层，使向压电层前方行进的超声波聚集在特定位置上；以及背衬层(backing layer)，通过阻止超声波向压电层后方行进来防止图像失真。近来已经在将由于压电层的小型化和高性能而在超声波探头内产生的热向超声波探头后方(不是向超声波探头前方)传递方面或者使热冷却方面进行了研宄。
技术实现思路
因此，本专利技术的一方面提供了一种超声波探头和一种制造超声波探头的方法，所述超声波探头包括板状碳同素异形体和通过在板状碳同素异形体之间设置背衬材料形成的背衬层。本专利技术的附加方面将在下面的描述中部分地进行阐述，部分地将根据描述是明显的，或者可以由本专利技术的实施而明了。根据本专利技术的一方面，一种超声波探头包括:匹配层；压电层，设置在匹配层的底表面上并产生超声波；以及背衬层，设置在压电层的底表面上并包括板状碳同素异形体和设置在板状碳同素异形体之间的背衬材料。板状碳同素异形体的支撑框架可以垂直于压电层形成，板状碳同素异形体的支撑框架可以形成在与相邻的层上的支撑框架的位置不同的位置中。设置在碳同素异形体之间的背衬材料可以在每个层中均具有相同的声阻抗，可以设置背衬材料使得设置在碳同素异形体之间的背衬材料的声阻抗从背衬层的顶表面到背衬层的底表面减小，可以设置背衬材料使得设置在碳同素异形体之间的背衬材料的声阻抗从背衬层的顶表面到背衬层的底表面增大。板状碳同素异形体可以是从由碳纳米管(CNT)、石墨烯和石墨组成的组中选择的一种，或者可以是碳同素异形体和金属的合成材料。根据本专利技术的另一方面，一种制造超声波探头的方法包括:设置匹配层；在匹配层的底表面上设置产生超声波的压电层；通过在板状碳同素异形体之间设置背衬材料来形成背衬层；以及在压电层的底表面上设置背衬层。【附图说明】通过下面结合附图对实施例的描述，本专利技术的这些和/或其他方面将变得明显且更容易理解，在附图中:图1是根据本专利技术的实施例的超声波探头内的声学模块的剖视图；图2是根据本专利技术的实施例的包括板状碳同素异形体和背衬材料的背衬层以及压电层的剖视图；图3A是示出根据本专利技术的实施例的板状碳同素异形体的外观的透视图；图3B是示出根据本专利技术的实施例的板状碳同素异形体的前侧的剖视图；图3C是示出根据本专利技术的实施例的板状碳同素异形体的侧面的剖视图；图4是示出根据本专利技术的实施例的在压电层中产生的热被板状碳同素异形体消散的状态的概念图；图5是示出根据本专利技术的实施例的包括板状碳同素异形体和背衬材料的背衬层将在压电层中产生的热对称地传递到图1的超声波探头后方的状态的概念图；图6是示出根据本专利技术的实施例的设置在层中的背衬材料的外观的透视图；图7A是示出根据本专利技术的实施例的向背衬层行进的超声波随着时间流逝经过包括板状碳同素异形体的背衬层而衰减的状态的曲线图；图7B是示出根据本专利技术的实施例的向背衬层行进的超声波随着时间流逝经过包括圆柱形碳同素异形体的背衬层而衰减的状态的曲线图；图8是示出根据本专利技术的实施例的以二维(2D)矩阵的形式布置的压电层的透视图；以及图9是示出根据本专利技术的实施例的制造包括板状碳同素异形体的超声波探头的方法的流程图。【具体实施方式】现在将详细地参考本专利技术的实施例，在附图中示出了实施例的示例，使得使本领域技术人员可以通过实施例容易理解并实现本专利技术。然而，在对本专利技术的描述中，当认为对现有技术的特定详细解释会不必要地使本专利技术的精髓变得模糊时，省略对现有技术的特定详细解释。因为后面描述的术语是考虑到本专利技术的功能而进行限定的，所以它们可以根据用户和操作者的意图或实践而改变。因此，术语应该基于整个说明书的内容来解释，如果没有术语的具体定义，则术语应该通过本领域技术人员通常认可的含义来解释。此外，尽管选择性地描述的实施例的构造在附图中示出为单个结合的构造，但是除非描述了构造，否则如果不一致的描述对于本领域技术人员不明显，则它们应该被解释为使得构造可以自由地彼此结合。在下文中，将参照附图描述根据本专利技术的实施例的超声波探头I。图1是根据本专利技术的实施例的超声波探头I的剖视图。如图1中示出的，超声波探头I可以包括:声学模块20，由压电层3、设置在压电层3的底表面上的背衬层10和设置在压电层3的顶表面上的匹配层2构成；保护层5，覆盖声学模块20的顶表面和声学模块20的侧面的一部分；以及透镜层6，覆盖保护层5的顶表面和侧面。声学模块20还可以被称作超声波换能器。利用磁性物质的磁致伸缩效应的磁致伸缩超声波换能器、利用几百或几千个微型机械薄膜的振动发送和接收超声波的电容性微型机械超声波换能器或者利用压电材料的压电效应的压电超声波换能器可以被用作超声波换能器。在下文中，作为换能器的实施例，将描述压电超声波换能器。如果对预定材料施加机械压力则产生电压，如果对预定材料施加电压则产生机械形变，这种效应被称作压电效应和逆压电效应，具有这些效应的材料被称作压电材料。即，压电材料是将电能转换为机械振动能或将机械振动能转换为电能的材料。超声波探头I可以包括压电层3，压电层3由将施加到压电层3的电信号转换为机械振动以产生超声波的压电材料形成。构成压电层3的压电材料可以包括锆钛酸铅(PZT)陶瓷、由铌酸铅镁(PMN)和钛酸铅(PT)的固溶体形成的PMN-PT单晶或者由铌酸铅锌(PZN)和PT的固溶当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超声波探头，所述超声波探头包括：匹配层；压电层，设置在匹配层的底表面上并产生超声波；以及背衬层，设置在压电层的底表面上并包括板状碳同素异形体和设置在板状碳同素异形体之间的背衬材料。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：宋炅勋，赵在汶，
申请(专利权)人：三星麦迪森株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR