專利名稱：一種超聲換能器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種超聲換能器。
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(yī)用超聲診斷領域和超聲無損撿測領域。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孤陣式，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凸孤陣尤其是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孤陣和微凸陣換能器的制造，但焊接困難，而且焊接強度可靠性差，位于邊緣的焊點耐沖擊性能也不好。
實用新型內容本實用新型提供一種超聲換能器，其結構適用于制造線陣、凸孤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，本實用新型提供的一種超聲換能器，其包含鋁塊、粘貼在鋁塊兩側的兩片電路板、背襯、電極線、連接背襯的壓電陶瓷片、連接壓電陶瓷片的聲匹配層以及聲透鏡；所述的兩片電路板帶有接插件，該電路板是柔性電路板或PCB電路板；所述的背襯是一種有彈性的高分子材料混合物，通過澆鑄形成，在澆鑄背襯后將電極線、鋁塊和兩片柔性電路板或PCB電路板澆筑成一體；所述的電極線一端焊在壓電陶瓷陣元的電極處，另一端焊在電路板的焊盤上；其可采用任何金屬導線制作。
本實用新型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、凸孤陣和微凸陣超聲換能器。
本實用新型所提供的一種超聲換能器，可大大提高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，同時抗熱脹冷縮的效果也十分明顯。


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是本實用新型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(jù)圖6說明本實用新型的一種較佳的實施方式；如圖6所示，為本實用新型提供的一種超聲換能器的具體實施例，其包含鋁塊14、粘貼在鋁塊14兩側的兩片柔性電路板7或PCB電路板7、背襯6、電極線16、連接背襯6的壓電陶瓷片1以及連接壓電陶瓷片1的聲匹配層2以及聲透鏡11；所述的兩片柔性電路板7或PCB電路板7帶有接插件；所述的背襯6是一種有彈性的高分子材料混合物，通過澆鑄形成，在澆鑄背襯6后將電極線16、鋁塊14和兩片柔性電路板7或PCB電路板7澆鑄成一體；所述的電極線16采用鍍銀或鍍錫銅線制作，其一端焊在壓電陶瓷1陣元的電極處，另一端焊在電路板7的焊盤上。
本實施例為一個曲率半徑為R40mm凸陣，首先把帶有聲匹配層2的壓電陶瓷片1切割成陣元，彎曲成凹面形，把兩片柔性電路板或PCB電路板7分別粘接在鋁散熱板14的兩面，電極線16的一端焊在電路板的焊盤上，按線位排列把電極線16的另一端焊接在壓電陶瓷片1的陣元信號電極面的焊點12、13上。通過背襯材料的澆鑄，把背襯材料6填滿電極線16焊接的空間。待固化后形成一種類似鋼筋水泥結構的背襯6。電極線16的焊接順序也可以反過來進行，先把電極線16一端焊在壓電陶瓷片1凹面的陣元電極面焊點上，然后把另一端焊在電路板7的焊盤上。
本實用新型所提供的一種超聲換能器，可大大提高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，同時抗熱脹冷縮的效果也十分明顯。
權利要求1.一種超聲換能器，其特征在于，其包含鋁塊(14)、粘貼在鋁塊(14)兩側的電路板(7)、背襯(6)、電極線(16)、連接背襯(6)的壓電陶瓷片(1)以及連接壓電陶瓷片(1)凸面的聲匹配層(2)以及聲透鏡(11)；所述的背襯(6)將電極線(16)、鋁塊(14)和兩片電路板(7)澆筑成一體；所述的電極線(16)一端焊在壓電陶瓷(1)陣元的電極處，另一端焊在電路板(7)的焊盤上。
2.如權利要求1所述的超聲換能器，其特征在于，所述的電極線(16)可以采用任何金屬導線制作。
3.如權利要求1所述的超聲換能器，其特征在于，所述的兩片電路板(7)帶有接插件。
4.如權利要求3所述的超聲換能器，其特征在于，所述的兩片電路板(7)是柔性電路板或印刷電路板。
5.如權利要求1所述的超聲換能器，其特征在于，所述的背襯(6)是一種有彈性的高分子材料混合物。
專利摘要本實用新型涉及一種換能器，其包含鋁塊、粘貼在鋁塊兩側的兩片柔性電路板或PCB電路板、背襯、電極線、連接背襯的壓電陶瓷片連接壓電陶瓷片的聲匹配層以及聲透鏡；電極線一端焊在壓電陶瓷陣元的電極處，另一端焊在電路板的焊盤上；兩片柔性電路板或PCB電路板帶有接插件；背襯是一種有彈性的高分子材料混合物，通過澆鑄形成，背襯澆鑄后將電極線、鋁塊和兩片柔性電路板或PCB電路板澆鑄成一體；大大提高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，同時抗熱脹冷縮的效果也十分明顯。
文檔編號B06B1/06GK2865867SQ20062004003
公開日2007年2月7日 申請日期2006年3月9日 優(yōu)先權日2006年3月9日
發(fā)明者蔡耀明 申請人:上海愛培克電子科技有限公司