一种聚焦内窥超声换能器及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种聚焦内窥超声换能器，包括压电材料、背衬层、绝缘管、金属外壳，压电材料的下表面上设置下电极，背衬层与下电极相贴合连接，压电材料和背衬层嵌设在绝缘管内，绝缘管和压电材料、背衬层之间缝隙处填充有绝缘材料，绝缘管卡设在金属外壳上的装配孔内，背衬层的下表面引出导线，压电材料的上表面设置上电极，上电极与金属外壳电连接，金属外壳的外表面以及上电极的外表面均设置匹配层，压电材料的上表面设置成内凹状。上述技术方案中，压电材料的上表面设置成球面凹陷,压电材料厚度从边缘到中心连续变化，换能器的‑6dB频率带宽得到拓宽，且能够实现横向聚焦，提高了换能器的横向分辨率。

A focused endoscopic ultrasonic transducer and its manufacturing method

The present invention relates to a focused endoscopic ultrasonic transducer, which includes piezoelectric material, backing layer, insulating tube and metal shell, lower electrode is arranged on the lower surface of piezoelectric material, backing layer is connected with lower electrode, piezoelectric material and backing layer are embedded in insulating tube, and the gap between insulating tube and piezoelectric material and backing layer is filled. It is filled with insulating material, the insulating tube is clamped in the assembly hole on the metal shell, the lower surface of the backing layer leads out, the upper surface of the piezoelectric material is equipped with an upper electrode, the upper electrode is electrically connected with the metal shell, the outer surface of the metal shell and the outer surface of the upper electrode are equipped with a matching layer, and the upper surface of the piezoelectric material is arranged with an inner concave. Shape. In the scheme, the upper surface of the piezoelectric material is set as a spherical depression, the thickness of the piezoelectric material varies continuously from edge to center, and the 6dB frequency bandwidth of the transducer is widened, and the transverse focusing is realized, and the transverse resolution of the transducer is improved.

【技术实现步骤摘要】
一种聚焦内窥超声换能器及其制造方法
本专利技术涉及超声换能器领域，具体涉及一种聚焦内窥超声换能器及其制造方法。
技术介绍
在医疗检测领域中，用于诊断心血管疾病的超声换能器需要满足尺寸小，空间分辨率高、带宽大、灵敏度好等条件。目前商用超声换能器的压电阵元多为平面，横向分辨率较低。较差的横向分辨率将造成血管和血小板组成的微结构详细信息的缺失。
技术实现思路
本专利技术的目的是：提供一种聚焦内窥超声换能器，以便于提供更佳的横向分辨率，提高超声检测精确度。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种聚焦内窥超声换能器，其特征在于：压电材料的上表面设置成内凹状，优选设置成成球型内凹状。具体的方案为：还包括压电材料、背衬层、绝缘管、金属外壳，压电材料的下表面上设置下电极，背衬层与下电极相贴合连接，压电材料和背衬层嵌设在绝缘管内，绝缘管和压电材料、背衬层之间缝隙处填充有绝缘材料，绝缘管卡设在金属外壳上的装配孔内，背衬层的下表面引出导线，压电材料的上表面设置上电极，上电极与金属外壳电连接，金属外壳的外表面以及上电极的外表面均设置匹配层。匹配层由派瑞林构成；金属外壳的外径小于1.5mm。本专利技术还提供了一种聚焦内窥超声换能器的制造方法，包括如下操作：将压电材料磨至指定厚度并将下表面抛光镀下电极，添加背衬层并磨至指定厚度，将压电材料的上表面压成球面凹陷，将导线和背衬层相连，将绝缘管套在压电材料和背衬层的外侧，用绝缘材料填充绝缘管与压电材料、背衬层之间的空隙，然后将绝缘管塞入金属外壳的装配孔内，在压电材料上表面镀上电极，实现压电材料上表面与金属外壳的电性相连，最后在压电材料上表面及金属外壳的外表面镀上匹配层。上述技术方案中，压电材料的上表面设置成球面凹陷,压电材料厚度从边缘到中心连续变化，换能器的-6dB频率带宽得到拓宽，且能够实现横向聚焦，提高了换能器的横向分辨率。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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术的结构示意图；图2是平面换能器与凹面换能器的声束轮廓图。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作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。下面结合实施例和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。如图1、2所示，一种聚焦内窥超声换能器，包括压电材料11、背衬层12、绝缘管13、金属外壳15，压电材料11的下表面上设置下电极，背衬层12与下电极相贴合连接，压电材料11和背衬层12嵌设在绝缘管13内，绝缘管13和压电材料11、背衬层12之间缝隙处填充有绝缘材料14，绝缘管13卡设在金属外壳15上的装配孔内，背衬层12的下表面引出导线16，压电材料11的上表面设置上电极，上电极与金属外壳15电连接，金属外壳15的外表面以及上电极的外表面均设置匹配层。压电材料11的上表面设置成内凹状，优选设置成成球型内凹状，压电材料11层厚度均匀变化。压电材料11的上电极不仅镀在压电材料11的上表面上，还镀于金属外壳15的表面上，使得金属外壳15和压电材料11上表面电性相连。背衬层12是一种导电材料，导线可通过额外的背衬材料和背衬层12相连，实现与压电材料11下表面的电相连。绝缘管13是一种聚酰亚胺管，用于实现压电材料11下表面和金属外壳15的电隔离。绝缘材料在固化之前是一种流体，在固化之前将其填充在压电材料11、背衬层12与绝缘管13之间的缝隙中即可实现背衬层12下表面与金属外壳15之间的电隔离。具体的，匹配层由派瑞林构成；金属外壳15的外径小于1.5mm。上述聚焦内窥超声换能器的制造方法具体如下：将压电材料11磨至指定厚度并将下表面抛光镀下电极，添加背衬层12并磨至指定厚度。采用机械压窝技术实现压电材料11上表面的球面凹陷处理，压电材料11的厚度均匀变化。将导线通过额外的背衬材料和背衬层12相连，并将绝缘管13套在压电材料11和背衬层12构成的长方体外，用绝缘材料填充绝缘管13与压电材料11、背衬层12构成的长方体之间的空隙。然后将绝缘管13包裹着的压电材料11和背衬层12构成的长方体塞入金属外壳15上的装配孔内。对压电材料11上表面镀金(镀上电极)，实现有压电材料11上表面与金属外壳15的电性相连。最后在压电材料11上表面及金属外壳15上镀上派瑞林，用以充当压电材料11的匹配层以及金属外壳15的保护层。以上所述的仅是本专利技术的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚焦内窥超声换能器，其特征在于：压电材料的上表面设置成内凹状。

【技术特征摘要】
1.一种聚焦内窥超声换能器，其特征在于：压电材料的上表面设置成内凹状。2.根据权利要求1所述的聚焦内窥超声换能器，其特征在于：压电材料的上表面设置成球型内凹状。3.根据权利要求1所述的聚焦内窥超声换能器，其特征在于：包括压电材料、背衬层、绝缘管、金属外壳，压电材料的下表面上设置下电极，背衬层与下电极相贴合连接，压电材料和背衬层嵌设在绝缘管内，绝缘管和压电材料、背衬层之间缝隙处填充有绝缘材料，绝缘管卡设在金属外壳上的装配孔内，背衬层的下表面引出导线，压电材料的上表面设置上电极，上电极与金属外壳电连接，金属外壳的外表面以及上电极的外表面均设置匹配层。4.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：费春龙，刘治勇，侯尚，李迪，杨银堂，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，陕西博纵电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61