[發明專利]超聲換能器及其制造方法

有效

• 申請號: 201811074585.6
• 申請日: 2018-09-14
• 公開（公告）號: CN109499827B
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發明（設計）人: 李暻鎬;金永信;李柏雨
• 申請（專利權）人: 美國西門子醫療解決公司
• 主分類號: B06B1/06
• 分類號: B06B1/06
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 劉書航;劉春元

公開了超聲換能器及其制造方法。公開了在超聲系統中使用的超聲換能器和制造該超聲換能器的方法。通過如下來制造超聲換能器：形成包括多個表面的襯墊塊；形成包括形成在襯墊塊上以與其接觸的第一部分和從第一部分延伸的第二部分的壓電層；通過把具有用于與超聲系統的傳輸單元或接收單元中的至少一個電連接的多個引腳的連接器附接到襯墊塊的多個表面中的至少一個表面來將多個引腳電連接到第二部分；將壓電層的第一部分和第二部分切割成多個壓電元件，其中將多個壓電元件中的每個連接到連接器的多個引腳中的對應的一個引腳；以及形成連接到壓電層的接地層。

技術領域

本公開涉及在超聲系統中使用的超聲換能器及其制造方法。

背景技術

超聲系統由于它們的非侵入特性和非破壞特性而已經被廣泛使用在醫療領域中以用于獲得關于在目標對象內部的感興趣對象的信息。這樣的超聲系統可以使用高頻聲波實時地提供目標對象的高分辨率圖像，而沒有針對其中在目標對象中直接作出切入的外科手術操作的需要。

超聲系統包括用于生成超聲信號并且傳輸和接收生成的超聲信號的超聲換能器。超聲換能器包括由諸如鋯鈦酸鉛（PZT）的壓電陶瓷元件形成的壓電層，以響應于電脈沖信號來生成超聲信號并且將生成的超聲信號傳輸到目標對象中。此外，超聲換能器被配置為從目標對象接收反射的回波信號，將接收的回波信號轉換成電信號以及將電信號傳輸到超聲成像設備。

超聲換能器中的壓電層被部署在襯墊塊和聲學匹配層之間。這樣的襯墊塊由具有高阻尼系數和與壓電陶瓷元件的聲學阻抗類似的阻抗值的材料制成。此外，當將電脈沖信號施加到壓電陶瓷元件時，襯墊塊抑制壓電陶瓷元件的振動并且促進生成具有短脈沖的超聲信號。進一步地，襯墊塊用于減少壓電陶瓷元件的熱量并且吸收在壓電陶瓷元件的后表面側上生成的超聲信號。

因為一般要求用于處理信號的柔性印刷電路板（FPCB）和用于接地的柔性電路板以便驅動壓電層，所以超聲換能器的布線結構是復雜的并且制造超聲換能器的成本增加。

發明內容

本公開提供了通過把連接到從超聲系統延伸的線纜的連接器附接到襯墊塊而形成的超聲換能器以及制造該超聲換能器的方法。

根據本公開的一個方面，制造超聲換能器的方法包括：形成包括多個表面的襯墊塊；形成包括形成在襯墊塊上以與其接觸的第一部分和從第一部分延伸的第二部分的壓電層；通過把具有用于與超聲系統的傳輸單元或接收單元中的至少一個電連接的多個引腳的連接器附接到襯墊塊的多個表面中的至少一個表面來將多個引腳電連接到第二部分；將壓電層的第一部分和第二部分切割成多個壓電元件，其中將多個壓電元件中的每個連接到連接器的多個引腳中的對應的一個引腳；以及形成連接到壓電層的接地層。

進一步地，在根據本公開的一個方面的制造超聲換能器的方法中，將多個引腳電連接到第二部分包括：通過把從焊料焊膏、環氧樹脂粘合劑以及銀環氧樹脂當中選擇的至少一種導電焊膏附接在第二部分和多個引腳之間來將連接器的多個引腳電連接到壓電層的第二部分。

進一步地，在根據本公開的一個方面的制造超聲換能器的方法中，將壓電層的第一部分和第二部分切割成多個壓電元件包括：當將壓電層的第一部分和第二部分切割成多個壓電元件時，同時地切割附接在第二部分和多個引腳之間的導電焊膏。

進一步地，在根據本公開的一個方面的制造超聲換能器的方法中，將壓電層的第一部分和第二部分切割成多個壓電元件包括：在每對相鄰的壓電元件之間插入絕緣材料。

進一步地，在根據本公開的一個方面的制造超聲換能器的方法中，第二部分從第一部分突出大于或等于連接器的多個引腳的高度的長度。

進一步地，在根據本公開的一個方面的制造超聲換能器的方法中，形成襯墊塊包括：在襯墊塊的一個或多個表面上形成接地區域以用于連接到接地層。

進一步地，在根據本公開的一個方面的制造超聲換能器的方法中，形成連接到壓電層的接地層包括：在壓電層上形成接地層。