[发明专利]单元件超声波换能器的大批量制造

说明书

一种单元件超声波换能器，由同时生产出多个换能器元件的层压板制成。该层压板包含压电陶瓷、匹配层和具有后电极的背衬层。所述层压板在安装在日东带上时被分切，以使单独的元件在分切之后保持位置。所述元件的侧面被绝缘涂层覆盖，这样通过将所述后电极结合到柔性电路的信号导体，以及通过金属化涂覆所述被安装的换能器元件和所述柔性电路上的回路导体而将所述匹配层结合到回路导体，允许将所述换能器元件表面安装在所述柔性电路上。

技术领域

本发明涉及声学换能器，尤其涉及单元件超声波换能器。

背景技术

用于超声波系统的单元件换能器将声学超声波能从换能器元件的发射(前)面发送和/或接收超声波能，并将其转换成用于处理的电信号。单元件换能器可与阵列换能器相区分，所述阵列换能器以从多个元件同时地定时发送和接收超声波的方式来工作。传统上，单元件换能器已经通过形成圆形的压电陶瓷件而生产出，其中该压电陶瓷件具有镀在其前表面和后表面上的电极。盘状元件被放入圆柱形壳体内。然后，将陶瓷件的前电极和后电极手工附接到能驱动所述换能器的电导体。接下来，在所述盘的患者面上浇铸声学阻抗匹配层，且在所述换能器的后侧上浇铸声学背衬以吸收从所述陶瓷件的后面发射出的不希望的声能。对于构建过程来说，所形成的结构是劳动密集型的，且不能很好地适应大批量制造。

发明内容

根据本发明的原理，通过对材料和组件的大量处理以及通过取消换能器壳体，单元件换能器的低成本、大批量制造是可行的。本发明的换能器结构形成了有益于在柔性电路上表面安装的机械形式，以便与超声波系统的高效电端接和连接。

附图说明

在附图中：

图1a、1b和1c示出大块压电陶瓷层压件的大量分切。

图2和3示出来自从大块层压件的单元件，所述单元件已经被聚对二甲苯涂层绝缘。

图4示出单元件换能器的环氧树脂绝缘。

图5示出柔性电路，在所述柔性电路上安装了多个单元件换能器。

图6示出用于安装一个单元件换能器的柔性电路。

图7a和7b示出安装在图6的柔性电路上的换能器元件。

图8示出安装有图5的换能器的柔性电路，所述柔性电路围绕用于血管内套管的远侧插入件缠绕。

图9示出用于图8的组件的声窗。

图10示出当安装在图8的组件上时图9的声窗。

图11示出当封装在导管末端的围壳内时图10的组件。

具体实施方式

首先参照图1a-1c，示出了大块压电陶瓷层压件10，该压电陶瓷层压件将被加工而形成多个单元件换能器。大块层压件的制备从已经被研磨到用于单元件换能器的预期厚度的压电陶瓷板开始。然后给所述陶瓷板施加前电极和后电极。在所述陶瓷板的一个面上浇铸导电的声学匹配层，并研磨到用于预期阻抗匹配的必要厚度。在所述陶瓷板的另一侧面上浇铸导电背衬并研磨到一光洁度。典型的背衬是环氧树脂，其中悬置有金属颗粒。所述背衬借助于悬置的颗粒的能量散射而衰减从换能器元件的后面发射的声能。替代性的方案是作为单独的部件浇铸所述匹配层和所述背衬并研磨到最终的厚度，然后将它们结合到所述陶瓷件。然后，在所述背衬的后表面上溅射金属层以形成信号电极。然后将这样形成的大块层压件10以匹配层一侧向下的方式安装在日东(nitto)带上，其中日东带是通常用在半导体制造中的低粘性胶带。