專利名稱：超聲波探頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種柔性電路板，尤其涉及包括柔性電路板的超聲波探頭。
背景技術(shù)：
柔性電路板是利用柔性絕緣基材制成的印刷電路，它可以自由彎曲、卷繞、折疊， 可依照空間布局任意地排布，并可以在三維空間任意移動(dòng)和伸縮，因而具有廣泛用途。在許多現(xiàn)代電子集成設(shè)備中，柔性電路板被廣泛地用于在往復(fù)旋轉(zhuǎn)物體與靜止物體之間實(shí)現(xiàn)電和/或信號(hào)連接。其典型應(yīng)用例如設(shè)置在超聲波系統(tǒng)的超聲波探頭中的柔性電路板、以及設(shè)置在監(jiān)控系統(tǒng)的攝像頭與其主機(jī)之間的柔性電路板。例如，在用于醫(yī)學(xué)成像和診斷3D超聲波系統(tǒng)中，借助于柔性電路板以及其它線纜實(shí)現(xiàn)超聲波探頭的聲頭與主機(jī)之間的連接。 在使用過程中，聲頭被驅(qū)動(dòng)進(jìn)行往復(fù)掃描運(yùn)動(dòng)，柔性電路板隨著聲頭往復(fù)掃描運(yùn)動(dòng)被來回彎折。在彎折過程中，會(huì)對(duì)柔性電路板產(chǎn)生剪切力，隨著彎折次數(shù)增加，最終會(huì)導(dǎo)致柔性電路板斷裂。在3D超聲波系統(tǒng)的探頭使用過程中，柔性電路板能夠承受的往返彎折次數(shù)一般應(yīng)不小于4000萬次。常規(guī)的柔性電路板設(shè)計(jì)及安裝方法顯然無法滿足這種高次數(shù)的彎折需求。因此，需要提出一種包括柔性電路板的改進(jìn)的超聲波探頭。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是要克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提出一種改進(jìn)的超聲波探頭。根據(jù)本實(shí)用新型，提供一種超聲波探頭，包括超聲波聲頭、所述超聲波聲頭被固定到其上并且隨其一起往復(fù)旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)軸、驅(qū)動(dòng)所述轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、以及設(shè)置在所述超聲波聲頭與所述超聲波探頭的固定部分之間的柔性電路板，所述柔性電路板包括從所述超聲波聲頭延伸到所述轉(zhuǎn)軸的第一部分和從所述轉(zhuǎn)軸延伸經(jīng)過所述固定部分的第二部分，其特征在于，所述柔性電路板的第一部分相對(duì)于所述超聲波聲頭和所述轉(zhuǎn)軸固定地設(shè)置，所述柔性電路板的第二部分繞著所述轉(zhuǎn)軸卷繞地設(shè)置，使得所述柔性電路板的第二部分隨著所述轉(zhuǎn)軸的往復(fù)旋轉(zhuǎn)而卷緊或松開。優(yōu)選地，所述第二部分繞著所述轉(zhuǎn)軸卷繞至少一圈。優(yōu)選地，所述第二部分繞著所述轉(zhuǎn)軸在同一位置卷繞。優(yōu)選地，所述第二部分繞著所述轉(zhuǎn)軸螺旋地卷繞。優(yōu)選地，所述柔性電路板在所述第一部分與第二部分之間的交接處被固定到所述轉(zhuǎn)軸上。優(yōu)選地，所述轉(zhuǎn)軸上形成有凹槽，所述柔性電路板貼切地固定在所述凹槽的平底面上。優(yōu)選地，在所述超聲波聲頭與所述固定部分之間設(shè)置至少兩個(gè)所述柔性電路板， 相鄰的所述柔性電路板的第二部分沿著相反方向繞著所述轉(zhuǎn)軸卷繞。優(yōu)選地，所述至少兩個(gè)柔性電路板設(shè)置在所述超聲波聲頭的兩側(cè)或同一側(cè)。[0013]根據(jù)本實(shí)用新型，柔性電路板繞著轉(zhuǎn)軸卷繞地設(shè)置方式使得柔性電路板的受力面積顯著增加，單位面積受到的剪切力變小，從而可以顯著提高柔性電路板的彎折次數(shù)，提高其可靠性并延長(zhǎng)其使用壽命，進(jìn)而提高超聲波探頭的可靠性并延長(zhǎng)其使用壽命。

圖1示意性地顯示了根據(jù)本實(shí)用新型的超聲波系統(tǒng)的超聲波探頭，其中，殼體被去除以清楚顯示其內(nèi)部結(jié)構(gòu)；圖2是圖1的局部放大圖，詳細(xì)地顯示了根據(jù)本實(shí)用新型的柔性電路板的連接；以及圖3以側(cè)視圖顯示了根據(jù)本實(shí)用新型的柔性電路板的連接。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖1-3詳細(xì)描述本實(shí)用新型。圖1示意性地顯示了根據(jù)本實(shí)用新型的超聲波系統(tǒng)的超聲波探頭，其中，殼體被去除以清楚顯示其內(nèi)部結(jié)構(gòu)。如圖1所示，超聲波探頭1包括超聲波聲頭3，超聲波聲頭3 中布置有多個(gè)超聲波換能器元件，用于產(chǎn)生入射超聲波并且接收反射的超聲波。超聲波探頭1還包括超聲波聲頭3被固定到其上并且隨其一起往復(fù)旋轉(zhuǎn)(或者擺動(dòng))的轉(zhuǎn)軸5，轉(zhuǎn)軸 5通過軸承7可旋轉(zhuǎn)地固定到機(jī)架殼體(未示出)上。轉(zhuǎn)軸5以公知的任何合適方式在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)9的驅(qū)動(dòng)作用下可以高速地往復(fù)旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)9優(yōu)選地包括步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。除了超聲波探頭1之外，超聲波系統(tǒng)還包括主機(jī)，主機(jī)從超聲波探頭1接收信號(hào)并且對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，從而獲取被測(cè)對(duì)象的超聲波圖像。由于主機(jī)與現(xiàn)有技術(shù)的超聲波系統(tǒng)的主機(jī)結(jié)構(gòu)基本上相同，省略了對(duì)主機(jī)的詳細(xì)描述。柔性電路板13設(shè)置在超聲波聲頭3與超聲波探頭1的固定部分11之間，用于實(shí)現(xiàn)電和/或信號(hào)連接。根據(jù)本實(shí)用新型，從超聲波聲頭3引出并且延伸到轉(zhuǎn)軸5的柔性電路板13的第一部分13a被固定到轉(zhuǎn)軸5上，使得在轉(zhuǎn)軸5的旋轉(zhuǎn)過程中，柔性電路板13的第一部分13a相對(duì)于轉(zhuǎn)軸5不運(yùn)動(dòng)。從轉(zhuǎn)軸5延伸到超聲波探頭1的固定部分11之間的柔性電路板13的第二部分1 繞著轉(zhuǎn)軸5卷繞地設(shè)置，并繼續(xù)地延伸經(jīng)過固定部分11。根據(jù)需要，柔性電路板13的第二部分1 可以繞著轉(zhuǎn)軸5卷繞一圈或多圈。第二部分1 可以繞著轉(zhuǎn)軸5螺旋地卷繞，但第二部分1 優(yōu)選地繞著轉(zhuǎn)軸5在同一位置或同一位置卷繞以減小空間需要。從超聲波聲頭3引出的柔性電路板13的第一部分13a在接近轉(zhuǎn)軸5時(shí)經(jīng)過幾次彎折，以便可以以其平面部分與轉(zhuǎn)軸5接觸。在第一部分13a與第二部分1 之間的柔性電路板13上設(shè)置有孔15，在轉(zhuǎn)軸5上也設(shè)置有對(duì)應(yīng)的孔17，穿過孔15和17的螺釘(未示出)將柔性電路板13的第一部分13a固定到轉(zhuǎn)軸5上，如圖2所示?？梢岳斫獾氖牵部梢圆捎弥T如粘接的其它方式將柔性電路板13的第一部分13a固定到轉(zhuǎn)軸5上。為了有助于將柔性電路板13的第一部分13a固定到轉(zhuǎn)軸5上，優(yōu)選地在轉(zhuǎn)軸5上切出凹槽19，這樣， 柔性電路板13可以貼切地配合在凹槽19的平的底面上。繞著轉(zhuǎn)軸5卷繞的柔性電路板13 的第二部分1 在超聲波探頭1的固定部分11處相對(duì)于固定部分11被固定，以便在轉(zhuǎn)軸 5的旋轉(zhuǎn)過程中第二部分1 延伸經(jīng)過固定部分11的部分相對(duì)于固定部分11或超聲波探頭的殼體不產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。盡管在圖示實(shí)施例中，在超聲波聲頭3兩側(cè)對(duì)稱地各設(shè)置一個(gè)柔性電路板13，但是根據(jù)實(shí)現(xiàn)電和/或信號(hào)連接的需要可以在超聲波聲頭3與固定部分11之間只設(shè)置一個(gè)或者設(shè)置多于兩個(gè)的柔性電路板13。在設(shè)置多個(gè)柔性電路板13的情況下，所述多個(gè)柔性電路板13可以設(shè)置在超聲波探頭13的兩側(cè)或同一側(cè)。在超聲波聲頭3兩側(cè)對(duì)稱地各設(shè)置一個(gè)柔性電路板13的情況下，兩個(gè)柔性電路板 13可以沿著相同方向繞著轉(zhuǎn)軸5卷繞。在柔性電路板13的第二部分13b隨著轉(zhuǎn)軸5的往復(fù)旋轉(zhuǎn)而卷緊或松開時(shí)，會(huì)在轉(zhuǎn)軸5上產(chǎn)生抵抗或阻礙這種卷緊或松開的力，因而，兩個(gè)柔性電路板13優(yōu)選地沿著相反方向繞著轉(zhuǎn)軸5卷繞，使得兩個(gè)柔性電路板13對(duì)轉(zhuǎn)軸5產(chǎn)生的抵抗或阻礙這種卷緊或松開的力相互抵消，以減小轉(zhuǎn)軸5的振動(dòng)并且降低動(dòng)能消耗。在超聲波聲頭3與固定部分11之間設(shè)置多于兩個(gè)柔性電路板13的情況下，相鄰柔性電路板 13可以沿著相同方向繞著轉(zhuǎn)軸5卷繞，但優(yōu)選地沿著相反方向繞著轉(zhuǎn)軸5卷繞。在超聲波探頭1工作期間，轉(zhuǎn)軸5在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)9的驅(qū)動(dòng)作用下可以高速地往復(fù)旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)超聲波聲頭3高速擺動(dòng)，以便從被測(cè)對(duì)象獲取超聲波信號(hào)。超聲波信號(hào)經(jīng)柔性電路板13以及與柔性電路板13連接的線纜(未示出)傳輸至主機(jī)，從而獲取被測(cè)對(duì)象的超聲波圖像。在超聲波聲頭3高速擺動(dòng)的過程中，超聲波聲頭3、柔性電路板13的第一部分13a 和轉(zhuǎn)軸5是相對(duì)靜止的。由于柔性電路板13的第二部分1 延伸經(jīng)過固定部分11并且在固定部分11處相對(duì)于固定部分或殼體被固定，在超聲波聲頭3高速擺動(dòng)的過程中，只有從轉(zhuǎn)軸5上的固定處到固定部分11之間的第二部分1 繞著轉(zhuǎn)軸5的軸心0轉(zhuǎn)動(dòng)。這種轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為第二部分Hb相對(duì)于轉(zhuǎn)軸5在一個(gè)方向A的卷緊或在另一個(gè)方向B的松開，如圖3 所示。由圖3可以看出，與柔性電路板13不繞著轉(zhuǎn)軸5卷繞的設(shè)置方式相比，柔性電路板 13繞著轉(zhuǎn)軸5卷繞的設(shè)置方式使得柔性電路板的受力面積顯著增加，單位面積受到的剪切力將變小，從而可以顯著提高柔性電路板的彎折次數(shù)，提高可靠性并延長(zhǎng)其使用壽命，并且最終提高了超聲波探頭和超聲波系統(tǒng)的使用可靠性并延長(zhǎng)了它們的使用壽命。盡管以上參照附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)描述，但本實(shí)用新型不局限于上述優(yōu)選實(shí)例。例如也可以在監(jiān)控器的高速旋轉(zhuǎn)的攝像頭與其主機(jī)之間按照相同方式設(shè)置柔性電路板。此外，本實(shí)用新型還可以用于在往復(fù)旋轉(zhuǎn)物體與靜止物體之間設(shè)置除柔性電路板之外的其它柔性板。應(yīng)理解的是，在不脫離本實(shí)用新型要求保護(hù)范圍的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行多種修改。
權(quán)利要求1.一種超聲波探頭，包括超聲波聲頭、所述超聲波聲頭被固定到其上并且隨其一起往復(fù)旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)軸、驅(qū)動(dòng)所述轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、以及設(shè)置在所述超聲波聲頭與所述超聲波探頭的固定部分之間的柔性電路板，所述柔性電路板包括從所述超聲波聲頭延伸到所述轉(zhuǎn)軸的第一部分和從所述轉(zhuǎn)軸延伸經(jīng)過所述固定部分的第二部分，其特征在于，所述柔性電路板的第一部分相對(duì)于所述超聲波聲頭和所述轉(zhuǎn)軸固定地設(shè)置，所述柔性電路板的第二部分繞著所述轉(zhuǎn)軸卷繞地設(shè)置，使得所述柔性電路板的第二部分隨著所述轉(zhuǎn)軸的往復(fù)旋轉(zhuǎn)而卷緊或松開。
2.如權(quán)利要求1所述的超聲波探頭，其特征在于，所述第二部分繞著所述轉(zhuǎn)軸卷繞至少一圈。
3.如權(quán)利要求1所述的超聲波探頭，其特征在于，所述第二部分繞著所述轉(zhuǎn)軸在同一位置卷繞。
4.如權(quán)利要求1所述的超聲波探頭，其特征在于，所述第二部分繞著所述轉(zhuǎn)軸螺旋地卷繞。
5.如權(quán)利要求1所述的超聲波探頭，其特征在于，所述柔性電路板在所述第一部分與第二部分之間的交接處被固定到所述轉(zhuǎn)軸上。
6.如權(quán)利要求5所述的超聲波探頭，其特征在于，所述轉(zhuǎn)軸上形成有凹槽，所述柔性電路板貼切地固定在所述凹槽的平底面上。
7.如權(quán)利要求1所述的超聲波探頭，其特征在于，在所述超聲波聲頭與所述固定部分之間設(shè)置至少兩個(gè)所述柔性電路板，相鄰的所述柔性電路板的第二部分沿著相反方向繞著所述轉(zhuǎn)軸卷繞。
8.如權(quán)利要求7所述的超聲波探頭，其特征在于，所述至少兩個(gè)柔性電路板設(shè)置在所述超聲波聲頭的兩側(cè)或同一側(cè)。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種超聲波探頭，包括超聲波聲頭、所述超聲波聲頭被固定到其上并且隨其一起往復(fù)旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)軸、驅(qū)動(dòng)所述轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、以及設(shè)置在所述超聲波聲頭與所述超聲波探頭的固定部分之間的柔性電路板，所述柔性電路板包括從所述超聲波聲頭延伸到所述轉(zhuǎn)軸的第一部分和從所述轉(zhuǎn)軸延伸經(jīng)過所述固定部分的第二部分，其特征在于，所述柔性電路板的第一部分相對(duì)于所述超聲波聲頭和所述轉(zhuǎn)軸固定地設(shè)置，所述柔性電路板的第二部分繞著所述轉(zhuǎn)軸卷繞地設(shè)置，使得所述柔性電路板的第二部分隨著所述轉(zhuǎn)軸的往復(fù)旋轉(zhuǎn)而卷緊或松開。根據(jù)本實(shí)用新型，柔性電路板繞著轉(zhuǎn)軸卷繞的設(shè)置方式使得柔性電路板的受力面積顯著增加，單位面積受到的剪切力將變小，從而可以顯著提高柔性電路板的彎折次數(shù)，提高其可靠性并延長(zhǎng)其使用壽命，進(jìn)而提高超聲波探頭的可靠性并延長(zhǎng)其使用壽命。
文檔編號(hào)A61B8/00GK202191309SQ201120165578
公開日2012年4月18日 申請(qǐng)日期2011年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月23日
發(fā)明者周洪勝, 陳煥春, 馬曉雯 申請(qǐng)人:上海愛培克電子科技有限公司