制造超声探头的方法和超声探头技术

本文描述的系统和方法大体涉及形成超声探头的导电层。所述系统和方法形成包括压电层以及第一和第二匹配层的超声探头。第一匹配层插置在第二匹配层和压电层之间。第二匹配层由具有选定声阻抗的材料利用激光激活的模制互连设备(MID)或三维打印机形成。第二匹配层电联接到压电层。

【技术实现步骤摘要】
制造超声探头的方法和超声探头
本文描述的实施例大体涉及形成超声探头的导电层。
技术介绍
常规超声探头包括一系列匹配层。匹配层被配置成通过减少超声探头内的声波以匹配患者来调节压电层的声阻抗特性。匹配层包括一个或多个导电层。例如，导电层被配置为超声探头的匹配层到电接地的接地回路。然而，形成导电层的常规方法成本太高。例如，塑料材料(例如，雷克石、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)被加工成指定的形状。金属化表面形成在塑料材料的表面上。金属化表面使用气相沉积过程形成。气相沉积过程使用金种子层开始。使用溅射过程施加额外的金，以产生达到所需水平的金厚度。由于溅射室内的沉积速率较慢，厚度的增长速率较慢，这进一步增加了成本。
技术实现思路
在一个实施例中，提供了一种方法(例如，用于制造第二匹配层)。该方法包括由具有选定声阻抗的材料形成超声探头的第二匹配层。该方法包括基于模板使用激光束激活第二匹配层的底部表面区域以形成导电层，以及将导电层电联接到压电层。在一个实施例中，提供了一种方法(例如，用于制造第一匹配层)。该方法包括接收用于第二匹配层的模板，并基于该模板使用三维(3D)打印机形成超声探头的第二匹配层。第二匹配层具有导电材料，该导电材料具有选定声阻抗。该方法包括将第二匹配层电联接到压电层。在一个实施例中，提供了一种超声探头。该探头包括压电层以及第一和第二匹配层。第一匹配层插置在第二匹配层和压电层之间。第二匹配层由具有选定声阻抗的材料利用激光激活的模制互连设备(MID)或三维打印机形成。第二匹配层电联接到压电层。附图说明图1示出了超声探头的透视图的实施例。图2示出了超声探头的声叠层的实施例。图3示出了用于激光激活的模制互连设备以形成第二匹配层的过程的实施例。图4示出了用于制造第二匹配层的方法的流程图的实施例。图5示出了制造系统的示意性框图的实施例。具体实施方式当结合附图阅读时，将更好地了解某些实施例的以下详细描述。就附图示出各个实施例的功能模块的图而言，这些功能框不一定表示硬件电路之间的划分。因此，例如，功能框中的一个或多个(例如，处理器或存储器)可以被实现为单件硬件(例如，通用信号处理器或随机存取存储器的一区块、硬盘驱动器等)。类似地，程序可以是独立式程序，可以作为子例程并入操作系统中，可以在安装的软件包中起作用，等等。应当理解，各个实施例不限于附图所示的布置和手段。如本文所使用，以单数形式叙述并且跟在词语“一”或“一个”后的元件或步骤应理解为不排除复数个所述元件或步骤，除非已明确陈述此类排除。此外，对本专利技术的“一个实施例”的提及并非旨在解释为排除同样并入有所述特征的其它实施例的存在。此外，除非明确地陈述为相反情况，否则“包括”或“具有”有着特定性质的一个或多个元件的实施例可以包括不具有所述性质的额外元件。本文描述的各种实施例大体涉及在超声探头的匹配层处制造导电层。导电层插置在超声探头的第一和第二匹配层之间。匹配层被配置成减小压电层和患者之间的声阻抗差。匹配层包括沿着第二匹配层的背面定位的导电层。导电层被配置成将第二匹配层电联接到柔性件的电极。匹配层利用激光激活的模制互连设备(MID)和/或三维(3D)打印机形成。本文描述的至少一个实施例的技术效果避免了使用高成本气相沉积过程来形成导电层。本文描述的至少一个实施例的技术效果改善了当前金属化匹配层中存在的产率下降，当前金属化匹配层中金属化粘附力变化导致元件切片期间的部分分层。图1示出了超声探头100的透视图的实施例。附加地或替代地，超声探头100的实施例描述在名称为“SYSTEMSANDMETHODSFORCONNECTIONTOATRANSDUCERINULTRASOUNDPROBES”的美国专利第9,539,667号中，该专利全文通过引用并入本文。探头100包括扫描端102，扫描端102具有集成的支撑和电连接构件，该支撑和电连接构件示出为模制互连设备(MID)103。探头100可以是具有非机械移动(例如，电子可操纵)或机械移动扫描头的超声成像探头，其包括用于支撑换能器阵列120(在各种实施例中，换能器阵列120可以由层叠在其上的压电陶瓷元件、匹配层和/或声叠层形成)的换能器载体(由MID103提供)。然而，应当注意，各种实施例可以在具有不同设计的不同类型的探头中实现，并且不限于本文所示和描述的探头。在各种实施例中，换能器阵列120可以由任何合适的部件形成，例如支撑在MID103上的压电陶瓷。探头100包括与MID103集成的电互连器106，用于与换能器阵列120通信并电控制换能器阵列120。一对连接器110也联接到MID103以允许连接到电互连器106。电互连器106被施加到或形成在诸如塑料基座的基座112上。在各种实施例中，提供了单个接口和支撑元件，例如MID103，其具有组合或集成到单个物理结构或部件中的电互连器106和用于换能器阵列120的支撑部分。附加地或可替代地，MID103提供支撑结构和电互连器的功能和/或操作(代替例如单独的载体和扫描头柔性PCB)。在各种实施例中，MID103支撑探头100内的换能器阵列120并提供与该换能器阵列120的互连。一对连接器116也联接到MID103，以允许连接到电互连器106，例如用于连接到系统电缆。应当注意，尽管示出了两个连接器116，但是可以提供更少或附加的连接器116并将其联接到MID103的相同或不同部分。连接器116可以是任何合适类型的连接接口，其在一个实施例中是板对板连接器114，例如用于电缆互连，并且包括多个连接器元件。可选地，可从基座112延伸出附加部分104，其可以联接到基座112或者形成基座112的一部分。在各种实施例中，部分104允许探头100的MID103的连接，例如将MID103安装到探头100的外壳上和外壳内。图2示出了例如用于超声探头100的声叠层200的实施例。声叠层200包括一个或多个匹配层202、204和压电层206。压电层206代表导电结构，例如陶瓷。声叠层200示出为具有第二匹配层202和第一匹配层204。第二匹配层202插置在第一匹配层204和透镜(未示出)之间。透镜邻近患者(例如皮肤)定位。第一匹配层204插置在第二匹配层204和压电层206之间。匹配层202、204具有声阻抗特性，其被配置成减小由超声探头100发射的压电层206的声阻抗。例如，第一匹配层202和第二匹配层204的材料被配置成具有选定声阻抗。第一匹配层204被配置成降低压电层206在2-3兆瑞利范围内的选定声阻抗下的声阻抗特性。在另一示例中，第二匹配层202被配置成降低第一匹配层204在6-15兆瑞利范围内的选定声阻抗下的声阻抗特性。可选地，声叠层200包括插置在压电层206和柔性件210之间的去匹配层(未示出)。附加地或替代地，声叠层200不包括去匹配层，而是将柔性件210(如图2所示)邻近压电层206定位。柔性件210被配置成将超声探头电联接到超声成像系统。匹配层202、204和压电层206(例如，陶瓷)包括导电层212、214、216，导电层212、214、216将压电层206电联接到柔性件210上的电极(未示出)。电极沿着柔性件的表面定位和/或定位在柔性件内。导电层214、216定位在压电层206的相对本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种方法，包括：由具有选定声阻抗的材料形成超声探头的第二匹配层；基于模板使用激光束激活所述第二匹配层的底面区域以形成导电层，以及将所述导电层电联接到压电层。

【技术特征摘要】
2017.09.21 US 15/711,4641.一种方法，包括：由具有选定声阻抗的材料形成超声探头的第二匹配层；基于模板使用激光束激活所述第二匹配层的底面区域以形成导电层，以及将所述导电层电联接到压电层。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述材料包括丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚碳酸酯(PC)、聚合(PA)、聚邻苯二甲酰胺(PPA)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、环烯烃共聚物(COP)、聚苯醚(PPE)、液晶聚合物(LCP)、聚乙烯亚胺(PEI)、聚醚醚酮(PEEK)或聚苯硫醚(PPS)的至少一种。3.根据权利要求1所述的方法，还包括用有机涂层封装的金属颗粒涂覆所述材料，所述激光束分解所述有机涂层以暴露所述金属颗粒。4.根据权利要求1所述的方法，还包括将所述材料定位在容器中，以在所述激活的底部表面区域上形成金属层，其中，所述容器包括包含有金属化合物的化学电解质。5.根据权利要求4所述的方法，还包括基于预定顺序调节所述容器内的所述金属化合物，使得所述导电层包括不同的金属层。6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述模板包括电磁屏蔽，并且还包括引导所述激光束以激活所述第二匹配层的顶部表面区域。7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述模板包括所述激光束相对于所述第二匹配层跟随的激活路径。8.一种方法，包括：接收用于第二匹配层的模板；基于所述模板使用三维(3D)打印机形成超声探头的所述第二匹配层，所述第二匹配层具有导电材料，所述导电材料具有选定声阻抗；将所述第二匹配层电联接到压电层。9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述3D打印机基于所述模板使用激光器加热所述导电材料以形成所述第二匹配层。10.根据权利要求9所述的方法，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：大卫·A·沙特朗，莱因霍尔德·布鲁索，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国,US