一种空气填充的超声换能器制造技术

本发明专利技术公开了一种空气填充的超声换能器，包括：具有若干阵元结构的压电层；叠设在压电层的负极面上的匹配层；设置在压电层的正极面上，用于对若干阵元结构进行吸声与保护的过渡背衬，过渡背衬上设置有与阵元结构的缝隙匹配的割缝，割缝从过渡背衬延伸至匹配层上的预设位置；设置在过渡背衬上的主背衬，主背衬与过渡背衬之间采用粘接胶层连接，以对割缝保护，实现空气填充阵元结构的缝隙。本发明专利技术中的割缝从过渡背衬延伸至匹配层上的预设位置，即匹配层不切透，形成一个完整用于保护阵元结构的保护面，并且由于过渡背衬与主背衬之间的粘接胶层的粘稠性，粘接胶层的胶水不会进入阵元结构之间的缝隙，从而实现空气填充阵元结构的缝隙。

An air filled ultrasonic transducer

The invention discloses an air filled ultrasonic transducer, which comprises: a piezoelectric layer with a plurality of element structures; a matching layer stacked on a negative polar surface of the piezoelectric layer; a transition backing for sound absorption and protection of a plurality of element structures arranged on a positive polar surface of the piezoelectric layer; a slit matched with the gap of the element structure is arranged on the transition backing, and the slit extends from the transition backing To the preset position on the matching layer; to the main backing set on the transition backing, the main backing and the transition backing are connected by the adhesive layer, so as to protect the slit and realize the air filling of the gap of the array structure. The slotting in the invention extends from the transition backing to the preset position on the matching layer, that is, the matching layer is not cut through, forming a complete protective surface for protecting the array element structure, and because of the viscosity of the adhesive layer between the transition backing and the main backing, the glue of the adhesive layer will not enter the gap between the array element structure, so as to realize the air filling of the gap of the array element structure.

【技术实现步骤摘要】
一种空气填充的超声换能器
本专利技术涉及超声设备
，尤其涉及的是一种空气填充的超声换能器。
技术介绍
在现代医疗检测活动中，超声诊断设备使用越来越频繁，已经是临床诊断、体检等的基本设备，广泛应用于妇产科、心脏、腹部、血管通路、泌尿科等等科室，无辐射、方便和显示直观。超声诊断设备的用途在不断扩大，临床医生对超声诊断图像的需求不断提高。超声诊断图像的质量受很多因素的影响。而作为超声信号来源的超声换能器，直接影响着超声图像的效果。具体应用时，超声换能器通常包括压电材料、匹配层材料、背衬材料和透镜材料。匹配层材料是声学匹配作用，背衬材料是吸声和支撑作用，透镜材料是聚焦和人体接触的保护作用，压电材料是电声转换作用，是超声换能器的关键材料，它将超声系统激励的电信号转换成超声波，进入人体后在不同的组织分界处反射回来的超声波，被压电材料转换成电信号，提供给超声主机处理。现有技术中，压电材料和匹配层材料会分割形成若干阵列，各个阵列成柱状，称之为阵元。由于压电换能材料易碎和各个阵列的尺寸非常小，为了增加超声换能器的可靠性，通常会在各个阵列之间的割缝中间填充材料来支撑各个阵元，把各个阵列连起来形成整体。同时利用填充材料与压电材料之间声阻抗差异大的特点，在声学上进行隔离，减少阵元之间的串扰。现有技术中存在使用环氧树脂或者硅橡胶作为填充材料。由于空气具有最低的声阻抗，最佳的实施方案是，在阵元之间的间隙中不填充任何材料，只有空气，这种阻抗差异的最大化，使得阵元产生的超声波在压电阵元和空气的分界面处产生很大的损失，极少的超声波被传导到相邻的阵元，相邻之间阵元的串扰降至最低，从而改善超声成像质量。但是，现有技术中采用空气填充方案的，基本都是采用正切方式，把匹配层材料、压电材料和背衬材料全部进行切割，各个阵元完全孤立。并且为了保证阵元之间的缝隙是空气，需要在匹配层材料的外表面粘接一层薄膜材料，把阵元和割缝保护起来，以免透镜胶或者透镜与匹配层粘接的胶水进入缝隙。但是由于薄膜材料的加工工业水平高，可选用的材料种类少，并且粘接到匹配层上的难度也高，导致超声换能器的生产工艺相当复杂。因此，现有技术还有待改进和发展。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种空气填充的超声换能器，旨在解决现有技术中采用空气填充的超声换能器需要使用薄膜材料，且因薄膜材料的工艺难度高所导致的超声换能器的生产工艺复杂的问题。本专利技术解决技术问题所采用的技术方案如下：一种空气填充的超声换能器，其中，所述超声换能器包括：具有若干阵元结构的压电层；叠设在所述压电层的负极面上的匹配层；设置在所述压电层的正极面上，用于对所述若干阵元结构进行吸声和保护的过渡背衬，所述过渡背衬上设置有与所述阵元结构的缝隙匹配的割缝，所述割缝从所述过渡背衬延伸至所述匹配层上的预设位置；设置在所述过渡背衬上的主背衬，所述主背衬与所述过渡背衬之间采用粘接胶层连接，以对所述割缝保护，实现空气填充所述阵元结构的缝隙。在一种实施方式中，所述匹配层包括内层匹配层与外层匹配层，所述内层匹配层叠设在所述压电层的负极面上，所述外层匹配层叠设在所述内层匹配层上；所述割缝延伸至所述外层匹配层的预设位置。在一种实施方式中，所述压电层还设置有第一侧面与第二侧面；所述第一侧面上涂覆有导电材料，且分别与所述正极面与所述负极面连接；所述第二侧面为绝缘面，用于对所述正极面与所述负极面进行电气隔离。在一种实施方式中，所述第一侧面与所述正极面之间的连接处、所述第一侧面与所述负极面之间连接处均设置有圆角过渡段。在一种实施方式中，所述正极面上设置有一隔离槽，所述隔离槽未涂覆所述导电材料，用于将所述正极面上的导电材料分割成靠近所述第一侧面的第一部分以及远离所述第一侧面的第二部分。在一种实施方式中，所述超声换能器还包括：设置在所述压电层的所述正极面上的信号线柔性印刷电路板以及地线柔性印刷电路板，所述信号线柔性印刷电路板以及所述地线柔性印刷电路板分别设置在所述压电层的所述正极面上的两侧。在一种实施方式中，所述信号线柔性印刷电路板以及所述地线柔性印刷电路板分别设置有若干等间距的镂空状的信号线焊盘以及镂空状的地线焊盘，所述信号线焊盘之间的间距、所述地线焊盘之间的间距以及所述压电层上的阵元结构之间的间距均相同，且所述信号线焊盘的数量、所述地线焊盘以及所述阵元结构的数量相同。在一种实施方式中，所述信号线柔性印刷电路板的所述镂空信号线焊盘依次焊接在所述压电层的所述正极面上，且焊接位置在所述正极面上靠近所述第二侧面的一侧上。在一种实施方式中，所述地线柔性印刷电路板的所述地线焊盘依次焊接在所述压电层的所述正极面上，且焊接位置在所述正极面的第二部分上。在一种实施方式中，所述匹配层的侧面、所述压电层的所述第一侧面和所述第二侧面、所述过渡背衬侧面的信号线柔性印刷电路板和地线柔性印刷电路板上均涂覆有无流动性的胶水，所述无流动性的胶水固化后形成割缝保护层。本专利技术的有益效果：本专利技术通过设置过渡背衬，且所述过渡背衬上设置割缝，所述割缝从所述过渡背衬延伸至所述匹配层上的预设位置，即匹配层不切透，从而形成一个完整用于保护阵元结构的保护面，并且所述主背衬与所述过渡背衬之间采用粘接胶层连接，如此，匹配层保护面、主背衬、侧面的保护胶水层形成一个完整保护层，以对所述割缝保护，加之所述过渡背衬的存在和粘接胶层的粘稠性，粘接胶层的胶水只会进入所述过渡背衬的割缝中，不会进入压电层阵元结构之间的缝隙，从而实现空气填充阵元结构的缝隙。并且本专利技术的空气填充的超声换能器相对于现有技术，并不需要使用薄膜材料，减少了对薄膜材料的依赖，简化了超声换能器的加工工艺。附图说明图1是本专利技术提供的一个实施例的空气填充的超声换能器的纵向剖面的正视图。图2是图1中空气填充的超声换能器中的压电层的纵向剖面的正视图。图3是图2中的压电层正极面的俯视图。图4是图1中空气填充的的超声换能器的横向剖面的正视图。图5是本专利技术提供的一个实施例的空气填充的超声换能器从过渡背衬切割至外层匹配层后，平铺的过渡背衬面的俯视图。图6是本专利技术的空气填充超声换能器去掉透镜后的立体图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。由于现有技术中，采用空气填充来支撑压电层的各个阵元结构的方案中，一般是采用正切方式，即把匹配层材料、压电材料和背衬材料全部进行切割，使得各个阵元完全孤立。然后在匹配层材料的外表面粘接一层薄膜材料，把阵元和割缝保护起来，以免透镜胶或者透镜与匹配层粘接的胶水进入缝隙，保证阵元之间的缝隙是空气，实现空气填充。一般的，薄膜材料是导电材料。但是，由于薄膜材料粘接在匹配层外表面，处于超声波传播方向，会衰减超声波能量，这就要求薄膜材料尽量薄，达到um量级的厚度，而且要求声衰减系数小，减少本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种空气填充的超声换能器，其特征在于，所述超声换能器包括：具有若干阵元结构的压电层；叠设在所述压电层的负极面上的匹配层；设置在所述压电层的正极面上，用于对所述若干阵元结构进行吸声与保护的过渡背衬，所述过渡背衬上设置有与所述阵元结构的缝隙匹配的割缝，所述割缝从所述过渡背衬延伸至所述匹配层上的预设位置；设置在所述过渡背衬上的主背衬，所述主背衬与所述过渡背衬之间采用粘接胶层连接，以对所述割缝保护，实现空气填充所述阵元结构的缝隙。/n

【技术特征摘要】
1.一种空气填充的超声换能器，其特征在于，所述超声换能器包括：具有若干阵元结构的压电层；叠设在所述压电层的负极面上的匹配层；设置在所述压电层的正极面上，用于对所述若干阵元结构进行吸声与保护的过渡背衬，所述过渡背衬上设置有与所述阵元结构的缝隙匹配的割缝，所述割缝从所述过渡背衬延伸至所述匹配层上的预设位置；设置在所述过渡背衬上的主背衬，所述主背衬与所述过渡背衬之间采用粘接胶层连接，以对所述割缝保护，实现空气填充所述阵元结构的缝隙。


2.根据权利要求1所述的空气填充的超声换能器，其特征在于，所述匹配层包括内层匹配层与外层匹配层，所述内层匹配层叠设在所述压电层的负极面上，所述外层匹配层叠设在所述内层匹配层上；所述割缝延伸至所述外层匹配层的预设位置。


3.根据权利要求1所述的空气填充的超声换能器，其特征在于，所述压电层还设置有第一侧面与第二侧面；所述第一侧面上涂覆有导电材料，且分别与所述正极面与所述负极面连接；所述第二侧面为绝缘面，用于对所述正极面与所述负极面进行电气隔离。


4.根据权利要求3所述的空气填充的超声换能器，其特征在于，所述第一侧面与所述正极面之间的连接处、所述第一侧面与所述负极面之间连接处均设置有圆角过渡段。


5.根据权利要求4所述的空气填充的超声换能器，其特征在于，所述正极面上设置有一隔离槽，所述隔离槽未涂覆所述导电材料，用于将所述正极面上的导电材料分割成靠近所述第一侧面的第一部分以及远...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈林，
申请(专利权)人：深圳市索诺瑞科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44