一种全接线式二维平面阵超声换能器及其制造方法技术

本发明专利技术提供了一种全接线式二维平面阵超声换能器及其制造方法，涉及超声三维成像技术领域。方法包括：制备带有阵元电极和公共电极的压电体；在压电体带有阵元电极的一面黏贴背衬网格；背衬网格上具有与各压电阵元一一对应的网孔；在背衬网格的网孔中填入导电胶；向背衬网格的各网孔中插入接插件的插入件部分的各导电针，使得各导电针通过导电胶与各压电阵元电连接；在导电胶固化后，在插入件部分灌入背衬材料；在公共电极上粘接或灌注匹配层，在匹配层上粘接或灌注声透镜，从而形成全接线式二维平面阵超声换能器。本发明专利技术可以解决当前采用超声焊接机焊接阵探头导线与各个阵元，焊接较为复杂，耗时较长，次品率较高的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及超声三维成像
，尤其涉及一种全接线式二维平面阵超声换能器及其制造方法。
技术介绍
当前，随着超声三维成像技术的不断发展，超声三维成像技术已经在医学等领域得到广泛的应用。而随着超声三维成像以及三维空间声刺激、声操控、声治疗的需求日益增大，当前对于二维平面阵超声换能器的性能可靠性要求也越来越高。当前，二维平面阵超声换能器的制造过程成为提高二维平面阵超声换能器的性能可靠性的一个重要因素。二维平面阵超声换能器的核心是面阵探头，面阵探头的接线方式有两种：全接线方式和阵列接线方式。对于拥有M*N个阵元的面阵探头(即拥有M行N列个阵元的面阵探头)，全接线方式即每个阵元接入一根导线，需要M*N根导线，其优点在于，面阵探头能单独操作每一个阵元。然而，面阵探头导线的连接是超声换能器制备的难点，尤其是当二维面阵探头的阵元数较大时，例如256阵元、512阵元、1048阵元、甚至上万阵元时，采用超声焊接机焊接的方式接线，焊接工作将很难进行，且耗时较长，其次品率较高，接线的质量也无法保证。
技术实现思路
本专利技术的实施例提供一种全接线式二维平面阵超声换能器及其制造方法，以解决当前采用超声焊接机焊接阵探头导线与各个阵元，焊接较为复杂，耗时较长，次品率较高的问题。为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种全接线式二维平面阵超声换能器的制造方法，包括：制备带有阵元电极和公共电极的压电体；所述压电体具有多个压电阵元，形成压电阵列层，所述阵元电极设置于所述压电阵列层上，所述公共电极位于所述压电阵列层的对面；在压电体带有阵元电极的一面黏贴背衬网格；所述背衬网格上具有与各压电阵元一一对应的网孔；在所述背衬网格的网孔中填入导电胶；向所述背衬网格的各网孔中插入接插件的插入件部分的各导电针，使得所述各导电针通过导电胶与各压电阵元电连接；在所述导电胶固化后，在所述插入件部分灌入背衬材料；在所述公共电极上粘接或灌注匹配层，在所述匹配层上粘接或灌注声透镜，从而形成全接线式二维平面阵超声换能器。具体的，所述网孔为圆孔，所述圆孔的直径小于单个压电阵元的宽度。具体的，在所述背衬网格与所述压电体的粘贴面的对面设置有一层薄膜；在所述背衬网格的网孔中填入导电胶，包括：将所述导电胶均匀涂抹在背衬网格设置有薄膜的一面；将所述导电胶刮平，使得每个网孔填满所述导电胶；将所述薄膜揭除，以去除网孔外多余的导电胶。或者，在所述背衬网格与所述压电体的粘贴面的对面设置另一背衬网格；在所述背衬网格的网孔中填入导电胶，包括：将所述导电胶均匀涂抹在背衬网格设置有另一背衬网格的一面；将所述导电胶刮平，使得每个网孔填满所述导电胶；将所述另一背衬网格揭除，以去除网孔外多余的导电胶。具体的，所述接插件包括一至多个连接件部分和一至多个所述插入件部分；每个插入件部分包括各导电针以及用于支撑所述导电针的支撑结构；所述导电针的一端与所述连接件部分可拆卸连接；所述连接件部分还与外部线缆电连接；向所述背衬网格的各网孔中插入接插件的插入件部分的各导电针，使得所述各导电针通过导电胶与各压电阵元电连接，包括：在所述接插件包括多个插入件部分时，分多次向所述背衬网格的网孔中插入每个插入件部分的各导电针。具体的，所述导电针为弹性导电针；向所述背衬网格的各网孔中插入接插件的插入件部分的各导电针，使得所述各导电针通过导电胶与各压电阵元电连接，还包括：将所述弹性导电针与各压电阵元紧压连接。此外，所述背衬网格为以背衬材料制备的薄片，所述薄片的厚度为0.1mm至2mm。具体的，在所述导电胶固化后，在所述插入件部分灌入背衬材料，包括：在所述导电胶固化后，在所述插入件部分和所述背衬网格之间灌入背衬材料。或者，所述背衬网格的材料为石蜡或钠盐。具体的，在所述导电胶固化后，在所述插入件部分灌入背衬材料，包括：在所述导电胶固化后，将材料为石蜡的背衬网格融化去除，再在所述插入件部分灌入背衬材料；或者，在所述导电胶固化后，将材料为钠盐的背衬网格通过溶剂溶解去除，再在所述插入件部分灌入背衬材料。一种全接线式二维平面阵超声换能器，包括：带有阵元电极和公共电极的压电体；所述压电体具有多个压电阵元，形成压电阵列层，所述阵元电极设置于所述压电阵列层上，所述公共电极位于所述压电阵列层的对面；在压电体带有阵元电极的一面黏贴有背衬网格；所述背衬网格上具有与各压电阵元一一对应的网孔；在所述背衬网格的网孔中设置有导电胶；所述全接线式二维平面阵超声换能器还包括接插件，所述接插件包括一至多个插入件部分和一至多个连接件部分；所述插入件部分包括多个导电针；各导电针的一端与所述连接件部分可拆卸连接；所述连接件部分还与外部线缆电连接；各导电针的另一端插入所述背衬网格的各网孔中，并通过导电胶与各压电阵元电连接；所述插入件部分外侧还填充有背衬材料；在所述压电阵列层的对面的公共电极上设置有匹配层；在所述匹配层上设置有声透镜。进一步的，所述插入件部分还包括用于支撑所述导电针的支撑结构。具体的，所述导电针为弹性导电针；所述弹性导电针与各压电阵元紧压连接。本专利技术实施例提供的一种全接线式二维平面阵超声换能器及其制造方法，通过在带有阵元电极和公共电极的压电体上设置背衬网格，再在背衬网格的网孔中添加导电胶，将导电针插入背衬网格的网孔的导电胶中，从而可以使用导电针对二维平面阵进行全接线。之后进一步采用接插件的连接方式，使得本专利技术提供的全接线式二维平面阵超声换能器能够精确控制每一个阵元，并且连接方式简单可靠，避免了对每个阵元都进行多次焊接的复杂工艺。本专利技术可以解决当前采用超声焊接机焊接阵探头导线与各个阵元，焊接较为复杂，耗时较长，次品率较高的问题。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种全接线式二维平面阵超声换能器的制造方法的流程图一；图2为本专利技术实施例提供的一种全接线式二维平面阵超声换能器的制造方法的流程图二；图3为本专利技术实施例中的压电体的结构示意图；图4为本专利技术实施例中的压电体和背衬网格的结构示意图；图5为本专利技术实施例中的压电体、背衬网格、插入件部分、连接件部分和外部线缆的装配示意图；图6为本专利技术实施例中的灌入背衬材料的示意图；图7为本专利技术实施例中的全接线式二维平面阵超声换能器的结构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术实施例提供一种全接线式二维平面阵超声换能器的制造方法，如图1所示，包括：步骤101、制备带有阵元电极和公共电极的压电体。其中，所述压电体具有多个压电阵元，形成压电阵列层，所述阵元电极设置于所述压电阵列层上，所述公共电极位于所述压电阵列层的对面。步骤102、在所述压电体带有阵元电极的一面黏贴背衬网格；所述背衬网格上具有与各压电阵元一一对应的网孔。步骤103、在所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种全接线式二维平面阵超声换能器的制造方法，其特征在于，包括：制备带有阵元电极和公共电极的压电体；所述压电体具有多个压电阵元，形成压电阵列层，所述阵元电极设置于所述压电阵列层上，所述公共电极位于所述压电阵列层的对面；在压电体带有阵元电极的一面黏贴背衬网格；所述背衬网格上具有与各压电阵元一一对应的网孔；在所述背衬网格的网孔中填入导电胶；向所述背衬网格的各网孔中插入接插件的插入件部分的各导电针，使得所述各导电针通过导电胶与各压电阵元电连接；在所述导电胶固化后，在所述插入件部分灌入背衬材料；在所述公共电极上粘接或灌注匹配层，在所述匹配层上粘接或灌注声透镜，从而形成全接线式二维平面阵超声换能器。

【技术特征摘要】
1.一种全接线式二维平面阵超声换能器的制造方法，其特征在于，包括：制备带有阵元电极和公共电极的压电体；所述压电体具有多个压电阵元，形成压电阵列层，所述阵元电极设置于所述压电阵列层上，所述公共电极位于所述压电阵列层的对面；在压电体带有阵元电极的一面黏贴背衬网格；所述背衬网格上具有与各压电阵元一一对应的网孔；在所述背衬网格的网孔中填入导电胶；向所述背衬网格的各网孔中插入接插件的插入件部分的各导电针，使得所述各导电针通过导电胶与各压电阵元电连接；在所述导电胶固化后，在所述插入件部分灌入背衬材料；在所述公共电极上粘接或灌注匹配层，在所述匹配层上粘接或灌注声透镜，从而形成全接线式二维平面阵超声换能器。2.根据权利要求1所述的全接线式二维平面阵超声换能器的制造方法，其特征在于，所述网孔为圆孔，所述圆孔的直径小于单个压电阵元的宽度。3.根据权利要求1所述的全接线式二维平面阵超声换能器的制造方法，其特征在于，在所述背衬网格与所述压电体的粘贴面的对面设置有一层薄膜；在所述背衬网格的网孔中填入导电胶，包括：将所述导电胶均匀涂抹在背衬网格设置有薄膜的一面；将所述导电胶刮平，使得每个网孔填满所述导电胶；将所述薄膜揭除，以去除网孔外多余的导电胶。4.根据权利要求1所述的全接线式二维平面阵超声换能器的制造方法，其特征在于，在所述背衬网格与所述压电体的粘贴面的对面设置另一背衬网格；在所述背衬网格的网孔中填入导电胶，包括：将所述导电胶均匀涂抹在背衬网格设置有另一背衬网格的一面；将所述导电胶刮平，使得每个网孔填满所述导电胶；将所述另一背衬网格揭除，以去除网孔外多余的导电胶。5.根据权利要求1所述的全接线式二维平面阵超声换能器的制造方法，其特征在于，所述接插件包括一至多个连接件部分和一至多个所述插入件部分；每个插入件部分包括各导电针以及用于支撑所述导电针的支撑结构；所述导电针的一端与所述连接件部分可拆卸连接；所述连接件部分还与外部线缆电连接；向所述背衬网格的各网孔中插入接插件的插入件部分的各导电针，使得所述各导电针通过导电胶与各压电阵元电连接，包括：在所述接插件包括多个插入件部分时，分多次向所述背衬网格的网孔中插入每个插入件部分的各导电针。6.根据权利要求5所述的全接线式二维平面阵超声换能器的制造方法，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱明，李永川，何华林，黄继卿，苏敏，郑海荣，
申请(专利权)人：深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44