[發明專利]一種超聲換能器的制造方法

無效

• 申請號: 200810036778.2
• 申請日: 2008-04-29
• 公開（公告）號: CN101569536A
• 公開（公告）日: 2009-11-04
• 發明（設計）人: 蔡耀明
• 申請（專利權）人: 上海愛培克電子科技有限公司
• 主分類號: A61B8/00
• 分類號: A61B8/00;G01N29/24
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司
• 代理人: 王敏杰

技術領域

本發明涉及一種超聲換能器的制造方法。

背景技術

超聲換能器是一種能把電信號轉換成超聲波，并且又能把從人體或其它被檢測對象中接收到的超聲波反射信號轉換成電信號的器件，它被廣泛應用于醫用超聲診斷領域和超聲無損檢測領域。通常超聲換能器的結構如圖1所示，包括壓電陶瓷1′、聲匹配層2′、背襯6′、聲透鏡11′和帶接插件的電路板15′。

常用的陣列式超聲換能器有線陣式和凸弧陣式，在陣列式超聲換能器制造過程中如何把壓電陶瓷的幾十個乃至幾百個陣元的電極與線路板連接是關鍵工藝之一，目前電極的引出都是基于被切割成陣列的壓電陶瓷片粘接在預制的背襯上面，主要有三種方式：

第一種方式如圖2所示，帶有2層聲匹配層2′的壓電陶瓷1′粘接在背襯6′上，利用壓電陶瓷的凸出部份，用焊錫把各陣元的信號電極5′分別與柔性電路板或PCB(Printed?Circuit?Board印刷電路板)電路板7′上相應焊盤10′相焊接，9′是焊點，再用一根長鍍銀銅線把壓電陶瓷所有陣元的接地電極4′焊接成連通的地線3′。這種電極線的引出方式易受熱脹冷縮的影響，焊點容易脫開，可靠性差，由于焊接點都在一側邊緣，換能器受外力也容易脫開，導致耐沖擊性能較差，影響了超聲換能器的使用壽命。

第二種方式如圖3所示，帶有2層聲匹配層2′的壓電陶瓷片1′粘接在預制的背襯6′上，利用銅箔或柔性電路板8′作為過渡，銅箔或柔性電路板8′上電極線的一端焊接在壓電陶瓷片1′的陣元信號電極5′上，而另一端焊接在帶有接插件的柔性電路板或PCB電路板7′的焊盤10′上，9′是焊點。這種方法在一定程度上克服了第一種方法的不足，但這種方法不適用于小曲率半徑的微凸陣換能器的制造。

第三種方式如圖4所示，壓電陶瓷片1′的電極包覆二個厚度端面2′(如圖5A和圖5B中所示)，導線或柔性電路板7′的電極線直接焊在這二個端面2′的陣元上，9′是焊點。這種方法可以用于凸弧陣和微凸陣換能器的制造，但焊點的牢固性和可靠性差，焊點位于邊緣導致耐沖擊性能不好，容易受到損傷。

發明內容

本發明提供一種超聲換能器的制造方法，其適用于制造線陣、凸弧陣和微凸陣超聲換能器，解決了背景技術中的不足，保證電極線的引出和焊點的牢固性和可靠性，并大大提高換能器的抗沖擊性能。

為達到上述目的，本發明提供的一種超聲換能器的制造方法，其特點是，包含以下步驟：

步驟一、把壓電陶瓷切割成陣元，壓電陶瓷彎曲成凹面形；

步驟二、將兩片電路板分別粘接在鋁塊的正反兩面，電路板圓弧一端對準壓電陶瓷凹面的中心圓弧線；

步驟三、將電極線的一端焊在電路板圓弧一端的焊盤上，把電極線的另一端焊接在壓電陶瓷的陣元信號電極面的焊點上；

步驟四、用澆鑄的方法把一種有彈性的高分子材料混合物填滿壓電陶瓷凹面空間并包含電極線焊接的部份，即背襯澆鑄。

上述的步驟二中的電路板上設有接插件。

上述的步驟二電路板是柔性電路板或印刷電路板。

上述的步驟二中的電路板圓弧與壓電陶瓷凹面的中心圓弧線，二者的圓心相重合，二者的曲率半徑相差約5mm。

上述的步驟三中的電極線采用鍍銀或鍍錫銅線制作。

上述的步驟四中的電極線焊接的部份，包含電極線、部份電路板以及電路板上的焊盤。

本發明有以下優點：

本發明采用澆鑄背襯的方式把電極線及帶有鋁散熱塊和接插件的電路板的相關部份澆鑄成一個整體，整個背襯類似于建筑中的鋼筋水泥結構，既可以起到吸收和衰減向背面輻射的超聲波能量又能加強整個電極線引出結構，保證電極線引出和焊點的牢固性和可靠性，并可大大提高換能器的抗沖擊性能，加上背襯是一種有彈性的高分子材料混合物，所以抗熱脹冷縮的效果也十分明顯。這種結構可用來制造線陣、凸弧陣和微凸陣超聲換能器。

附圖說明：

圖1為背景技術中的超聲換能器結構示意圖；

圖2、圖3、圖4為背景技術中目前陣列式超聲換能器電極的三種引出方式的結構示意圖；

圖5A、圖5B是圖4所示方法中壓電陶瓷片的電極包覆其寬度方向的二個厚度端面的示意圖；

圖6是本發明所提供的一種超聲換能器結構示意圖。

具體實施方式：

以下根據圖6說明本發明的一種較佳的實施方式；

如圖6所示，為本發明提供的一種超聲換能器的制造方法的具體實施例，