[发明专利]微型阵列超声换能器及其制备方法、包含其的超声探头

权利要求书

1.一种微型阵列超声换能器，包括依次层叠设置的柔性电路板、压电晶片和声匹配层，其特征在于：

所述柔性电路板上阵列设置有若干线型第一电路电极和至少一个第二电路电极；

所述压电晶片包括具有压电柱的压电材料层、阵列设置在所述压电材料层朝向所述柔性电路板一侧表面的若干线型第一压电电极以及覆盖在所述压电材料层朝向所述声匹配层一侧表面并沿所述压电材料层部分边缘延伸至所述压电材料层朝向所述柔性电路板一侧表面的平面型第二压电电极；

其中，若干所述第一电路电极与若干所述第一压电电极一一对应连接，所述第一电路电极与所述第二压电电极连接，且所述第二压电电极和相邻的所述第一压电电极之间以及相邻的两个所述第一压电电极之间形成线型压电电极间隙。

2.根据权利要求1所述的微型阵列超声换能器，其特征在于，所述压电材料层选自1-3型压电复合材料。

3.根据权利要求2所述的微型阵列超声换能器，其特征在于，所述压电材料层朝向所述柔性电路板的一侧表面上设置有与所述压电电极间隙对应的凹槽结构。

4.根据权利要求3所述的微型阵列超声换能器，其特征在于，所述第一压电电极与所述第一电路电极的线型设置方式一致，选自直线段、圆弧线段、椭圆弧段、正弦曲线段中的任一种。

5.根据权利要求4所述的微型阵列超声换能器，其特征在于，所述第一压电电极、所述第一电路电极形成(1～3)×(8～128)矩形阵列；

沿垂直于线型延伸方向上相邻的两个所述第一压电电极或相邻的两个所述第一电路电极平行；沿平行于线型延伸方向上相邻的两个所述第一压电电极或相邻的两个所述第一电路电极错开。

6.根据权利要求5所述的微型阵列超声换能器，其特征在于，沿垂直于线型延伸方向上相邻的两个所述第一电路电极之间设置有与所述第一电路电极线型一致的电路电极间隙；

所述电路电极间隙与所述压电电极间隙、所述凹槽结构对应设置。

7.根据权利要求1-6任一所述的微型阵列超声换能器，其特征在于，所述柔性电路板远离所述压电晶片的一侧表面上设置有背衬层，所述声匹配层远离所述压电晶片的一侧表面上设置有声透镜；

所述声透镜、所述声匹配层、所述压电晶片、所述柔性电路板和所述背衬层的总厚度≤1.5mm，总宽度≤2mm。

8.一种如权利要求1所述的微型阵列超声换能器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

在所述压电材料层两表面及部分边缘设置连续导电片层，形成包边结构的所述压电晶片；

对所述压电晶片一侧表面的所述导电片层进行首次切割以形成首个所述压电电极间隙以及位于首个所述压电电极间隙两侧的互不连接的第一压电导电层和第二压电导电层；对所述第一压电导电层进行若干次切割，形成阵列设置的线型所述第一压电电极，所述第二压电导电层形成平面型所述第二压电电极；

印制柔性电路板，形成与所述第一压电电极对应的若干所述第一电路电极以及与所述第二压电电极对应的所述第二电路电极；

将所述压电晶片与所述柔性电路板压接，实现所述第一压电电极与一一对应连接、与所述第一压电电极同侧的所述第二压电电极与所述第二电路电极对应连接；在所述压电晶片远离所述柔性电路板的一侧表面上设置所述声匹配层。