一种利用金属化和烧蚀聚合体膜作为接地面来制造多元件探声管的方法技术

本发明专利技术涉及一种制造包括整体式压电传感器的探声管的方法。该方法包括：首先由柔性介电薄膜形成一接地面，上述柔性介电薄膜被导电膜所覆盖。该柔性介电薄膜被局部烧蚀从而使导电膜露出。被烧蚀的薄膜作为整体式压电传感器的覆盖层和接地面。本发明专利技术可应用于小型心内回波扫描探头中。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种特别用于医疗显象的探声管(acoustic probe)，更为精确地说涉及由多元件(或者通道)构成并且相互独立激励(excited)的探声管。在许多文献特别是专利申请WO97/17145中描述了制造这些探声管的方法。该方法包括首先形成一个印刷电路组件，该印刷电路组件包括一个连接网络、压电材料层、声学匹配叶片。更为精确地说，该印刷电路包括用来接触各种声学元件的导电轨道。所有的元件共用接地电极且该接地电极是通过插入到声学匹配叶片和压电材料层之间而实现，上述压电材料层是一个薄金属或者金属化的聚合体膜。然后该薄膜在如附图说明图1所示的侧面上被折叠，图中示出了传感器元件Tij(由压电材料构成)以及声学匹配元件Aij1和Aij2，上述声学匹配元件的阻抗是变化的以保证有效地声学匹配。因此可对接地面P和与连接网络1相连接的金属化层Meij之间的每一个基本传感器进行控制。为了满足尺寸的限制，柔性接地面在探声管的侧面上被折叠，由于所述接地面的弯曲半径而使其尺寸大致约为500μm，这样就增加探声管的占用面积。另外需要注意，该接地面位于压电元件和声学匹配元件之间，这样可导致对声波传播的干扰从而引起探声管的声学性能的降低。探声管尺寸的增加和/或声学性能的降低成为在心内或心脏病应用领域使用的限制因素，因在上述领域中需使用占用面积小和声学性能高的探声管。在这种情况下，本专利技术提供了一种原来利用制造接地面的方法来制造探声管的方法。具体而言，本专利技术涉及一种利用整体式压电传感器制造探声管的方法，其包括如下步骤在介电薄膜的表面上形成一个连接网络，该连接网络包括主连接垫和接地垫；在连接网络的表面上叠置上一压电材料层；在柔性膜的表面上形成一导电膜；在柔性膜的一特定区域进行烧蚀，以在该区域中将导电膜暴露出来，其中在该区域处柔性膜已经被去除；在压电材料表面上以及在介电薄膜的表面上的柔性膜对露出的导电膜进行组合；沿着第一轴对由导电膜和压电材料构成的组件进行剪切操作，以形成一个整体压电传感器。该柔性膜优选地是一个聚酰亚胺薄膜，导电膜是一金属薄膜。该金属薄膜优选地采用两个步骤制造而成。首先在柔性膜上形成第一金属化层，然后实施第二次金属化以增加金属薄膜的厚度。根据本专利技术的不同实施形式，柔性膜的厚度大约为10～25μm，介电薄膜的厚度约为25～50μm。根据本专利技术的不同实施方式，第一次金属化步骤可通过喷镀或者无电镀工艺(无电镀工艺和使用化学方法的金属化包括将该薄膜浸入到具有待被沉积的金属粒子的饱和浴液中。饱和浴液可使金属沉积在该薄膜的表面之上)来实现。第二步骤可通过电解沉积来实现。在第一次金属化步骤中可大致形成厚度为一微米数量级的金属层，而在第二步骤中其厚度大致可达到约十几微米数量级。根据本专利技术的不同实施形式，利用CO2型激光对柔性膜进行局部烧蚀，从而局部地去除柔性膜而仅保留金属层。金属层优选是由铜或者镍制成。本专利技术的方法还包括一利用贵金属如金而实施的第三次金属化步骤，以防止前述步骤中所形成的金属层氧化。根据本专利技术的不同实施方式，介电薄膜表面上的柔性膜的组合也可通过使用可在环境温度或者加热聚合的液态粘结剂来实现。根据本专利技术的另一实施方式，该方法包括将中间粘性导电层放置于压电材料和介电薄膜之间。利用本专利技术的方法，柔性膜的局部烧蚀可以在与压电材料层接触的特定区域仅留下导电膜。因为导电膜的厚度很薄，所以不会对探声管的声学性能产生大的变化。另外，该金属膜通过柔性膜支撑在外侧，所以很容易进行处理。下面参考附图并阅读给定的作为非限制实例的说明可使本专利技术更为清楚并能展示出其他优点。图1为现有技术中的探声管的结构图，该探声管包括一个位于压电传感器和匹配叶片之间的接地板；图2a～2f示出了本专利技术方法的主要步骤；图3示出了根据图2a～2f所展示的方法制造出的探声管的剖面图；图4示出了本专利技术的一个步骤，该步骤包括将中间导电层置于压电材料和介电薄膜之间；图5示出了利用中间导电层制造而成的探声管的剖面图；图6示出了包括在本专利技术方法中的剪切步骤，这样可获得整体式传感器；图7示出了本专利技术的第二探声管制造方法的压电材料剪切步骤；图8示出了根据图7所示的第二实例制造出的探声管的剖面图；图9示出了根据图7制造出的探声管的剖面图，其还包括一个中间导电层。下面我们对根据本专利技术的方法而制造成的单向探声管的一个例子进行说明，上述单向探声管包括线形压电传感器。探声管通常包括一组整体式压电传感器(piezoelectrictransducer)，每一个压电传感器包括一个接地电极和一个在超声波传感器领域中被称为“热点”的控制电极。一个柔性介电薄膜优选地用来连接上述电极，这样将热点和接地电极连接在一起。图2a示出了此种类型的印刷电路。更具体地说，介电薄膜Fd包括主连接垫Pcp、次连接垫Pcs和接地垫PM，上述主连接垫与压电传感器相对，上述次连接垫偏离于传感器，上述接地垫与接地电极相连接。更具体地说，主连接垫与次连接垫通过位于柔性介电薄膜侧面上相对形成的导体和导电垫而连接在一起，在上述柔性介电薄膜上连接有压电传感器。利用这种结构可以实现在相同的侧边上将所有的传感器电极连在一起。下面我们来说明制造本专利技术探声管所需的步骤。根据本专利技术的方法，一个用来制造压电传感器的压电材料层被沉积(图2b)在上述用于电气和机械连接的主连接垫Pcp(图2a)上。注意层CT没有覆盖接地垫PM和次连接垫Pcs，从图2b所示的侧边必须能通向上述接地垫和次连接垫。压电材料层的两侧边实现金属化。同时，一导电膜形成在柔性膜的表面上。柔性膜可以是聚酰亚胺薄膜，其厚度约为10～25μm并且在图2c所示的一个侧边上进行金属化。第一金属化层m1通过喷镀或者无电镀工艺形成在柔性膜Fs上。通常，该金属化层m1的厚度小于约1μm。然后利用相同金属的电解沉积在金属化层m1的表面上形成第二金属化层m2，该金属层的厚度达约5～10μm。较佳地，一非常薄且厚度约为0.3μm的贵金属层被薄镀(金属化层m3)在第二金属化层m2的表面上，上述贵金属层不会被氧化。这样，金属化层m1/m2/m3形成了厚度约为5～10μm的导电膜Fc。在图2d所示的第二步骤中，柔性膜Fs被如CO2激光局部雕刻从而露出导电膜Fc的区域S。另一金层优选地薄镀在区域S上以形成金属化层m′3。在环境温度或者更高温度下采用按压方式实施覆盖操作。一种可聚合液态粘结剂用来粘结上述组件(压电层/膜Fc界面和膜Fs/膜Fd界面)。图3示出了沿着图2f中剖面线AA′的剖面图。当其顶面和接地面均金属化后的压电材料层CT位于主连接垫Pcp上时，由导电膜Fc覆盖的、用来覆盖整个陶瓷层的柔性膜Fs位于介电薄膜Fd之上。为此目的，下沉在介电薄膜上(图2e)的，被烧蚀膜Fs的区域要大于压电材料相应的区域以便获得有效地覆盖。而且，图3示出了陶瓷层的下部金属化层Mei和主连接垫之间的电气连接以及陶瓷层的上部金属化层Mes和接地垫PM通过导电膜Fc的电气连接，上述导电膜由柔性膜Fs支撑。各种层之间的电气连接通过表面上的凹凸不平来实现。在图3中没有示出很薄(厚度小于1微米)的粘结剂层，该粘结剂由于各种层上的凹凸不平而流到空腔中，将表面组合在一起，然而并不影响电气连接的性能。我们刚刚介绍了一种不同的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造具有整体式压电传感器的探声管的方法，其中该方法包括如下步骤：在介电薄膜（Ｆｄ）的表面上形成一个连接网络，该连接网络包括主连接垫（Ｐｃ↓［ｐ］）和接地垫（Ｐ↓［Ｍ］）；在连接网络的表面上叠置上一压电材料层（Ｃ↓［Ｔ］）；在 柔性膜（Ｆｓ）的表面上形成一导电膜（Ｆｃ）；在柔性膜（Ｆｓ）的一特定区域（Ｓ）进行烧蚀，使在该区域中将导电膜（Ｆｃ）暴露出来，其中在该区域处柔性膜（Ｆｓ）已经被去除；在压电材料表面上和在介电薄膜（Ｆｄ）的表面上的柔性膜对露出的导电膜 进行组合；沿着第一轴（Ｄｘ）对由导电膜和压电材料（Ｃ↓［Ｔ］）构成的组件进行剪切操作（Ｔｉ），以形成一个整体压电传感器（Ｔｐ↓［１］）。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：NT源，
申请(专利权)人：泰勒斯公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]