[发明专利]一种空背衬二维面阵超声换能器

说明书

本发明涉及一种空背衬二维面阵超声换能器其特征在于，其包括：外壳，其包括底板、顶板、侧板和密封板，压电材料，其安装在所述外壳中，所述压电材料一面设置为阵元电极，另一面设置为公共电极，以及电路板，其安装在所述外壳中，所述电路板的下侧设置有与所述压电材料的阵元电极对应的用于每个阵元的引线的若干焊盘，所述电路板的上侧设置与下侧焊盘对应数量的用于与电缆焊接的若干焊点；其中所述底板为空心腔体结构，空心部分尺寸小于压电材料的尺寸，使得当所述压电材料放置在该腔体上时，所述压电材料的所述阵元电极朝向腔体内部而全部暴露。

技术领域

本发明总体上涉及超声换能器技术领域，尤其涉及一种空背衬二维面阵超声换能器。

背景技术

超声换能器的核心是面阵探头，一个面阵探头通常由一个至上千个单独的压电阵元组成，每个压电阵元的电极引出则是将压电阵元的正负极连接到外部电缆或者接线板，当超声换能器的阵元数目较为庞大时，若采用全接线方式为每个阵元独立接线，使每个阵元都产生独立脉冲信号，目前的接线方法有光刻技术和超声焊接，前者由于机械切割方法的精度无法与光刻技术精度相匹配，造成次品率较高，后者由于面阵探头单个阵元的尺寸较小，阵元焊接引线就显得非常困难且很难保证一致性。

面阵探头一般包括背衬、压电材料、匹配层和声透镜，背衬材料设置于压电材料的背面，其作用在于利用其阻尼作用使得压电材料的谐振过程尽快终止，以提高超声换能器轴向分辨率，但阵列式超声换能器，由于阵元被高度分割，背衬一般用于压电材料的结构依托，而且一般只能采用低阻抗、高衰减的背衬材料，以使绝大部分声能经压电材料前表面辐射，保持高灵敏度，但背衬材料的使用，依然会降低压电材料的灵敏度。

有鉴于此，需要开发一种新的技术来克服这些缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供能够克服至少一种上述现有技术问题的超声换能器。

为了实现上述目的，本发明提供了一种空背衬二维面阵超声换能器，其特征在于，包括：

外壳，其包括底板、顶板、侧板和密封板，

压电材料，其安装在所述外壳中，所述压电材料一面设置为阵元电极，另一面设置为公共电极，以及

电路板，其安装在所述外壳中，所述电路板的下侧设置有与所述压电材料的阵元电极对应的用于每个阵元的引线的若干焊盘，所述电路板的上侧设置与下侧焊盘对应数量的用于与电缆焊接的若干焊点；

其中所述底板为空心腔体结构，空心部分尺寸小于压电材料的尺寸，使得当所述压电材料放置在该腔体上时，所述压电材料的所述阵元电极朝向腔体内部而全部暴露。

在优选的实施方式中，所述外壳由诸如塑料之类的磁兼容材料制成。

在优选的实施方式中，所述底板的空心腔体侧壁与所述压电材料之间可设置间隙，所述间隙可以填充环氧胶固定所述压电材料。

在优选的实施方式中，所述底板的一对侧边设置有用于固定电路板的若干凸起。

在优选的实施方式中，所述侧板的内侧设置有用于放置所述密封板的凹槽。

在优选的实施方式中，所述压电材料的阵元电极由M*N个压电阵元排布而成，其中M和N分别为大于1的整数，在相邻所述阵元之间填充去耦材料，用于对阵元电极起支撑作用，同时减少阵元电极之间的相互干扰。

在优选的实施方式中，所述电路板左右两侧设计有若干孔，用于通过与所述底板的若干凸起相接合以固定电路板。

在优选的实施方式中，所述焊盘为空心焊盘，可以通过该空心焊盘进行导电胶的点胶，使得阵元电极的每个阵元分别与对应的焊盘点连接。

在优选的实施方式中，所述电路板的上侧设计为接插件，使其可与外部电缆通过接插件可拆卸连接。