[发明专利]球面超声换能器的制作方法及超声换能器

权利要求书

1.一种球面超声换能器的制作方法，其特征在于，该方法包括：

根据换能器的尺寸设计凹球面模型，在所述凹球面模型上的凹型表面上均匀设置多个第一凹槽；

在每个所述第一凹槽内加入粘接剂；

将阵元通过粘接剂粘贴到对应的所述第一凹槽内形成压电阵列，其中所述阵元的粘贴面为正极面，同时，在剩余的第一凹槽内粘贴可导电单元；

在凹球面模型内倒入填充胶，控制所述填充胶均匀流动到各个阵元、可导电单元之间的间隙中；

在阵元远离第一凹槽的一侧设置共地导电层，以使得所有阵元、可导电单元的地电极实现电学共地；

所述在凹球面模型上的凹型表面上均匀设置多个第一凹槽之后，该方法还包括：

在凹球面模型的开口端所在平面上设置多个第二凹槽，所述第二凹槽朝向所述凹球面模型空腔的一侧与所述凹球面模型的空腔连通。

2.根据权利要求1所述的球面超声换能器的制作方法，其特征在于，所述在凹球面模型内倒入填充胶之后，该方法还包括：

在所述第二凹槽内设置填充物，且所述填充物位于所述第二凹槽内。

3.根据权利要求2所述的球面超声换能器的制作方法，其特征在于，所述在阵元远离第一凹槽的一侧设置共地导电层之后，该方法还包括：

将填充物从第二凹槽内取出；

将凹球面模型加热到预设温度使得粘接剂熔化；

通过工具插入到第二凹槽内后作用在压电阵列上，以使得压电阵列从凹球面模型内取出。

4.根据权利要求1所述的球面超声换能器的制作方法，其特征在于，所述在凹球面模型内倒入填充胶，包括：

将玻璃纤维、实心或空心玻璃微珠、金属氧化物微珠加入到环氧树脂中形成胶体；

将形成后的胶体倒入到凹球面模型内。

5.根据权利要求4所述的球面超声换能器的制作方法，其特征在于，所述在将形成后的胶体倒入到凹球面模型内之前，该方法还包括：

在真空环境中除去胶体中的气体。

6.根据权利要求1所述的球面超声换能器的制作方法，其特征在于，所述控制所述填充胶均匀流动到各个阵元、可导电单元之间的间隙中，包括：

将倒入填充胶后的凹球面模型放置在预设转台的转盘上，所述转盘表面与水平面平行；

确保凹球面模型的中轴线与转盘的转轴位于同一直线上；

按照预设转速带动转盘转动，以使得凹球面模型内的填充胶在离心力的作用下流动到各个阵元、可导电单元之间的间隙中；

当填充胶处于半固化状态失去流动性时，停止转动转盘，以使得填充胶静止固化，或者，当填充胶完全固化后，停止转动转盘。

7.根据权利要求1所述的球面超声换能器的制作方法，其特征在于，所述在阵元远离第一凹槽的一侧设置共地导电层之后，该方法还包括：

在共地导电层的表面设置匹配层。

8.根据权利要求7所述的球面超声换能器的制作方法，其特征在于，所述在共地导电层的表面设置匹配层，包括：

将预先设置的匹配层粘贴到所述共地导电层的表面。

9.根据权利要求7所述的球面超声换能器的制作方法，其特征在于，所述在共地导电层的表面设置匹配层，包括：

将预设量的匹配层用复合胶注入到凹球面模型内的共地导电层的表面；

在匹配层成形用凸球面模具的表面设置可熔化层，待可熔化层冷却后将凸球面模具放入到凹球面模型内，以使得复合胶在凸球面模具的压力作用下均匀分布在共地导电层的表面；

当复合胶固化后，将凹球面模型及凸球面模具整体加热到预设温度，待可熔化层熔化后，将凸球面模具从凹球面模型中取出；

将带匹配层的压电阵列从凹球面模型内取出。

10.根据权利要求9所述的球面超声换能器的制作方法，其特征在于，所述凸球面模具朝向所述凹球面模型的一侧上设置有第三凹槽，当所述凸球面模具放入到凹球面模型内时，多余的复合胶能够从所述第三凹槽中流出。