[发明专利]基于三维超声成像的二维阵列超声换能器及其制备方法

权利要求书

1.基于三维超声成像的二维阵列超声换能器，其特征在于，包括绝缘树脂框架、导电背衬板、压电片以及印刷电路板，所述绝缘树脂框架中具有NxN个空心通道，所述空心通道中填充有导电胶；所述导电背衬板设于所述绝缘树脂框架的上表面；所述压电片置于所述导电背衬板的上表面，其中具有NxN个压电阵元；所述印刷电路板设于所述绝缘树脂框架的下方，所述印刷电路板上设有NxN个阵列排针，NxN个所述阵列排针的上端分别对应置于NxN个所述空心通道中。

2.如权利要求1所述的基于三维超声成像的二维阵列超声换能器，其特征在于，所述导电背衬板为涂抹于所述绝缘树脂框架上表面的混有空心玻璃小球的导电胶层。

3.如权利要求1所述的基于三维超声成像的二维阵列超声换能器，其特征在于，所述压电片的上表面及下表面分别蒸镀电极，形成公用电极。

4.如权利要求1至3任一项所述的基于三维超声成像的二维阵列超声换能器，其特征在于，所述压电片中的相邻压电阵元之间具有第一缝隙，所述第一缝隙中填充有隔声去耦材料。

5.如权利要求4所述的基于三维超声成像的二维阵列超声换能器，其特征在于，所述压电片的上表面上覆盖有匹配层。

6.如权利要求5所述的基于三维超声成像的二维阵列超声换能器，其特征在于，所述匹配层为导电匹配层，所述匹配层以及导电背衬板中分别形成有与所述第一缝隙对应的第二缝隙，并且所述导电匹配层上表面蒸镀电极作为公用电极。

7.如权利要求5所述的基于三维超声成像的二维阵列超声换能器，其特征在于，所述匹配层为非导电匹配层，所述导电背衬板中形成有与所述第一缝隙对应的第二缝隙，所述匹配层呈整体式设于所述具有公共上电极压电片的上表面或设于所述具有公共上电极导电匹配层的上表面。

8.如权利要求1至3任一项所述的基于三维超声成像的二维阵列超声换能器，其特征在于，所述压电片的上表面上覆盖有匹配层，所述匹配层上覆盖有聚焦声透镜。

9.如权利要求1至3任一项所述的基于三维超声成像的二维阵列超声换能器，其特征在于，所述二维阵列超声换能器还包括集成电路板，所述阵列排针的下端延伸至所述印刷电路板的下表面，且对应焊接于所述集成电路板上，形成NxN个焊点。

10.基于三维超声成像的二维阵列超声换能器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)、制备具有NxN个空心通道的绝缘树脂框架以及压电片；

2)、将印刷电路板置于所述绝缘树脂框架的下方，所述印刷电路板上的NxN个阵列排针分别对应置于NxN个空心通道中，且用导电胶分别填充NxN个空心通道；

3)、于所述绝缘树脂框架的上表面制备导电背衬板，将所述压电片设于所述导电背衬板的上表面；

4)、于所述压电片的上表面设置匹配层，且使所述压电片中形成NxN个压电阵元；

5)、于所述NxN个压电阵元之间填充隔声去耦材料；

6)、在所述匹配层上覆盖聚焦声透镜。

11.如权利要求10所述的基于三维超声成像的二维阵列超声换能器的制备方法，其特征在于，于所述步骤4)中，所述匹配层为导电匹配层，将所述匹配层设于所述压电片上，且对所述导电背衬板、压电片以及匹配层形成的整体进行切透，使得所述压电片中形成NxN个压电阵元。

12.如权利要求10所述的基于三维超声成像的二维阵列超声换能器的制备方法，其特征在于，于所述步骤4)中，所述匹配层为非导电匹配层，在将所述匹配层设于所述压电片之前，对所述压电片以及匹配层形成的整体进行切透，使得所述压电片中形成NxN个压电阵元，再将所述匹配层整体式设于所述压电片的上表面。