CN108028308B - 换能器层压板 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种换能器层压板，其中，电导体(C1、C2)与换能器层(TY)之间进行电接触。换能器层压板包括两个粘合剂涂覆的箔片(F1、F2)，所述箔片的粘合剂涂层(AC1、AC2)被布置为彼此面对。在沿着两个电导体(C1、C2)的长度的第一位置(A‑A')处，两个电导体(C1、C2)被夹持在两个粘合剂涂覆的箔片的粘合剂涂层(AC1、AC2)之间，并且换能器层(TY)也被夹持在两个电导体(C1、C2)之间，使得与换能器层(TY)上的电极(E1、E2)进行电接触。在沿着两个电导体(C1、C2)的长度的第二位置(B‑B')处，两个电导体(C1、C2)被夹持在两个粘合剂涂覆的箔片的粘合剂涂层(AC1、AC2)之间，并且没有换能器层(TY)被夹持在两个电导体(C1、C2)之间。

Description

换能器层压板
技术领域
本发明涉及提供与换能器的电接触，并且总体上应用于换能器领域。更具体地，换能器例如可以是压电换能器，例如，压电超声换能器。此外，换能器能够被附接到医学设备，用于跟踪设备在超声场内的位置。
背景技术
换能器应用于各个行业，从便携式电子设备、光学器件、生物技术、太阳能到医学设备的领域。包括例如超声设备、热学设备、电容式感测设备、阻抗式感测设备、光学设备和机械设备或MEMS设备的这些换能器实现了大量的感测和能量转换应用。这样的换能器通常被提供为层(即，片)的形式。有时，换能器直接由例如电活性材料的层或片制成，但是在其它情况下，该层可以包括共同提供换能器功能的多个子层或片层。换能器层的范例包括压电层、诸如LED和OLED的发光层、诸如太阳能电池的光敏层、压敏层以及电容式感测层。用于例如运动感测的MEMS换能器也可以被提供为层的形式。聚偏二氟乙烯(即，PVDF)以及包括PVDF共聚物和PVDF三元聚合物的PVDF组中的相关材料是电活性材料或甚至更具体地为压电材料的范例，这些材料被提供为层的形式，能够由这些层直接制作换能器。压电材料用于一些上述应用，这是因为它们能对压力做出响应，反之亦然，当被施加电场时它们会收缩或扩张。然而，所有这些应用都需要与换能器层进行电接触，以便将电信号传送到换能器以及从换能器传送电信号。
在当前未公布的PCT申请PCT/IB2015/052425中描述了在医学设备领域中出现上述需求的一个范例。在这篇申请中，需要与最终被附接到医学设备的压电传感器进行电接触。在该范例中，压电传感器对用于跟踪医学设备在超声场内的位置的超声信号做出响应。由于需要将换能器附接到诸如导管或针的柄的医学设备的弯曲表面并向其传送电信号，因此可能加剧了与换能器进行电接触的这种需求。
电焊料为这种需求提供了一个明显的解决方案，但是换能器自身承受的热限制常常要求使用更昂贵的低温焊料。为此目的也已经开发了一系列导电粘合剂。
专利申请WO2013/148149A1涉及光伏模块，并且公开了一种用于与光伏电池进行电接触的器件。在一些实施例中，使用压敏粘合剂(即，PSA)来促进与太阳能电池的一侧的这种接触。专利申请US2011/0297219A1也涉及光伏设备，并且还公开了使用压敏粘合剂来与光伏设备的一侧进行电接触。
文献US2010/0090332A1描述了一种陶瓷芯片组件，其包括陶瓷基体、多个外部电极、一对圆柱形金属引线以及绝缘保护材料。所述一对外部电极分别被相对地形成在所述陶瓷基体的两个侧面上。所述圆柱形金属引线的一端通过导电粘合剂分别与所述外部电极电连接和机械连接，并且所述圆柱形金属引线的外径等于或大于所述陶瓷基底的厚度。所述绝缘保护材料包括一对绝缘膜和绝缘涂层。
文献JP61040071描述了一种具有薄膜电极的高聚物压电构件。柔性电极片包括高聚物膜、被连接到电极的薄膜引线部分以及具有被连接到又一电极的引线部分的另一电极。两个电极中的一个电极被附接在压电构件上，并且通过导电粘合剂被粘合到两个电极中的另一电极。电极中的一些通过在它们之间粘合导电的背胶铜箔片而被连接在一起。
本发明试图解决针对这个问题和相关问题的上述解决方案和其他已知解决方案的缺点。
发明内容
本发明的目的是提供与换能器的电接触。此外，如独立权利要求中所定义的那样，提供了一种装置，一种组装所述装置的方法以及一种将所述装置附接到细长设备的方法。
根据本发明的一个方面，提供了一种换能器层压板。所述换能器层压板包括两个粘合剂涂覆的箔片F1、F2，所述箔片F1、F2的粘合剂涂层AC1、AC2被布置为彼此面对。在沿着两个电导体C1、C2的长度的第一位置A-A'处，所述两个电导体C1、C2被夹持在所述两个粘合剂涂覆的箔片的所述粘合剂涂层AC1、AC2之间，并且换能器层TY也被夹持在所述两个电导体C1、C2之间，使得与所述换能器层TY上的电极E1、E2进行电接触。在沿着所述两个电导体C1、C2的所述长度的第二位置B-B'处，所述两个电导体C1、C2被夹持在所述两个粘合剂涂覆的箔片的所述粘合剂涂层AC1、AC2之间，并且没有换能器层TY被夹持在所述两个电导体C1、C2之间。由此提供了包括电气总线的换能器层压板。
根据本发明的另一方面，在平行于所述换能器层的平面中，所述两个电导体C1、C2的中心之间存在间隙DS。
根据本发明的另一方面，所述两个电导体C1、C2中的每个包括具有基本上圆形横截面的导线。
根据本发明的另一方面，每根导线具有直径DW；并且所述两个电导体的所述中心之间的所述间隙与导线直径的比率DS/DW大于或等于10。
根据本发明的另一方面，所述换能器层压板中的每个箔片由以下材料中的一种形成：聚偏二氟乙烯、诸如聚偏二氟乙烯三氟乙烯的PVDF共聚物、诸如P(VDF-TrFE-CTFE)的PVDF三元聚合物。
根据本发明的另一方面，所述换能器层压板TL的所述两个粘合剂涂覆的箔片F1、F2中的至少一个还被提供有一个或多个开口，以用于与所述两个电导体C1、C2中的每个的至少部分进行电接触。
根据本发明的另一方面，i)所述箔片中的至少一个由导电材料来提供，并且/或者ii)所述箔片(F1、F2)中的至少一个包括基本上沿着所述两个电导体(C1、C2)的长度延伸的导电层(CL)。
根据本发明的另一方面，所述两个粘合剂涂覆的箔片F1、F2中的一个还包括在其两个表面中的另一个上的第二粘合剂涂层AC3。
根据本发明的另一方面，所述粘合剂涂层AC1、AC2、AC3中的至少一个是压敏粘合剂涂层。
根据本发明的另一方面，所述换能器是能够发射和/或检测超声信号的超声换能器。
附图说明
图1图示了根据本发明的一些方面的换能器层压板TL，图1A是平面视图，图1B是沿着截面B-B'的图，图1C是沿着截面A-A'的图，图1D是在夹持之前沿着截面B-B'的放大视图，并且图1E是在夹持之前沿着截面A-A'的放大视图。
图2图示了包括沿着切割线CL1、CL2、CLN可分离的换能器层压板TL1、TL2、TLN的阵列的基板S，所述换能器层压板TL1、TL2、TLN提供与对应的个体换能器T1、T2、TN的电接触。
图3图示了换能器层压板TL，其中，箔片F1还包括导电层CL，所述导电层CL基本上沿着两个电导体C1、C2的长度延伸，图3A是平面视图，图3B是沿着截面B-B'的图，图3C是沿着截面A-A'的图，图3D是在夹持之前沿着截面B-B'的放大视图，并且图3E是在夹持之前沿着截面A-A'的放大视图。
图4图示了换能器层压板TL，其箔片F2还包括在其两个表面中的另一个的第二粘合剂涂层AC3，图4A是平面视图，图4B是沿着截面B-B'的图，图4C是沿截面A-A'的图，图4D是在夹持之前沿着截面B-B'的放大视图，并且图4E是在夹持之前沿着截面A-A'的放大视图。
图5图示了细长设备N，其中，借助于第二粘合剂涂层AC3并通过使换能器层压板TL绕细长设备N以螺旋形式缠绕而将换能器层压板TL附接到细长设备N上。
图6图示了借助于换能器层压板的表面上的第二粘合剂涂层AC3并通过在箭头方向上跨第二粘合剂涂层AC3卷绕细长设备N而将换能器层压板TL附接到细长设备N(例如，内侧针)。
图7图示了根据本发明的一些方面的换能器层压板TL的平面视图，其中，两个电导体C1、C2中的每个与它的对应的电极E1、E2重叠以定义导体与电极重叠表面积CEOSA1、CEOSA2。
图8图示了本发明的一些方面，特别是在图8A中图示了换能器层压板TL和单独的细长设备N、具有与换能器层压板宽度方向WDIR成锐角α布置的一对基本上平行的层边缘LEDG1、LEDG2的换能器层压板TL，并且在图8B中图示了绕细长设备N以螺旋形缠绕的换能器层压板TL。
具体实施方式
如上所述，本发明提供了与换能器的电连接。此外，还提供了换能器层压板。
图1图示了根据本发明的一些方面的换能器层压板TL，图1A是平面视图，图1B是沿着截面B-B'的图，图1C是沿着截面A-A'的图，图1D是在夹持之前沿着截面B-B'的放大视图，并且图1E是在夹持之前沿着截面A-A'的放大视图。图1中的换能器层压板包括两个粘合剂涂覆的箔片F1、F2，两个电导体C1、C2以及换能器层TY。每个箔片F1、F2具有在其两个表面中的一个上的粘合剂涂层AC1、AC2。两个电导体C1、C2彼此靠近布置并沿着共同方向延伸。换能器层TY具有在其两个表面的每个上的电极E1、E2。两个电极(E1、E2)之间的最小间距可以定义换能器轴AX1。箔片可以由一系列聚合物材料形成，例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚酰亚胺(PI)或聚酰胺(PA)。优选地，箔片由电绝缘材料形成。粘合剂涂层AC1、AC2原则上可以是任何粘合剂涂层，尽管压敏粘合剂(即，PSA)涂层是优选的。压敏粘合剂是一类在施加压力时形成粘合剂结合的材料。有利地，压敏粘合剂提供了可靠的粘合，从而提供了快速组装的坚固结构。合适的压敏粘合剂包括由3M公司制造的产品2811CL。这些可以被供应作为PSA涂覆的聚合物片，例如由3M公司供应的产品9019。PSA涂覆的聚合物片通常被提供有可移除的外层，所述外层被剥离以露出粘合剂涂层，从而保护粘合剂层，直到需要其粘合性质。此外，粘合剂涂层AC1、AC2优选由电绝缘材料形成。电导体C1、C2提供与换能器层的表面上的对应电极E1、E2的电接触，从而提供连接到换能器的电气总线。合适的电导体材料包括金属，例如金、铝、铜、银和铬。优选地，电导体为导线的形式。有利地，使用常规地具有基本上圆形横截面的导线改善了如此制造的换能器层压板的柔性。与使用导电条或常规地具有矩形横截面的导轨相比，这种导线在不同方向上对弯曲更具弹性。因此，当将换能器层附接到非平面表面时，使用导线是特别有益的。
换能器层TL原则上可以是能以层的形式(即，具有两个主表面的形状)的任何类型的换能器。换能器可以提供感测功能或致动功能。该层可以包括共同提供换能器功能的多个子层或片层。换能器层的范例包括压电层、诸如LED和OLED的发光层、诸如太阳能电池的光敏层、压敏层以及电容感测层。用于例如运动感测的MEMS换能器也可以被提供为层的形式。优选地，换能器层TL是压电换能器层，并且更具体地是压电超声换能器层，其可以例如由聚偏二氟乙烯(即，PVDF)或包括诸如聚偏二氟乙烯三氟乙烯的PVDF共聚物和诸如P(VDF-TrFE-CTFE)的PVDF三元共聚物的PVDF组中的相关材料形成。这些材料可以是柔性层的形式并且能够提供适合于附接到非平面表面的压电换能器。然而，本发明不限于这些特定范例。
返回到图1的换能器层压板TL，两个粘合剂涂覆的箔片F1、F2的粘合剂涂层AC1、AC2被布置为彼此面对。此外，在由截面A-A'指示的沿着两个电导体C1、C2的长度的第一位置处，两个电导体C1、C2被夹持在两个粘合剂涂覆的箔片的粘合剂涂层AC1、AC2之间，并且换能器层TY也被夹持在两个电导体C1、C2之间，使得两个电导体中的一个与换能器层TY的两个电极E1、E2中的一个进行电接触，并且使得两个电导体C1、C2中的另一个与换能器层TY的两个电极E1、E2中的另一个进行电接触。如图1所示，两个粘合剂涂覆的箔片F1、F2优选沿着换能器轴AX1被分层布置，使得两个粘合剂涂覆的箔片F1、F2中的一个在换能器层TY的一侧上，并且两个粘合剂涂覆的箔片F1、F2中的另一个在换能器层TY的另一侧上。在由截面B-B'指示的沿着两个电导体C1、C2的长度的第二位置处，两个电导体C1、C2被夹持在两个粘合剂涂覆的箔片的粘合剂涂层AC1、AC2之间，并且没有换能器层TY被夹持在两个电导体C1、C2之间。第一位置(即，在A-A'处)可以例如对应于换能器层压板的端部，例如，换能器层压板的远端。备选地，换能器层TY可以例如被布置在换能器层压板的中间或沿着换能器层压板的长度的任何位置处。可以在换能器层压板的两个端部都提供电连接。此外，还设想到沿着两个电导体C1、C2的长度布置多个换能器层TY，以便提供与多个这样的换能器层TY的电接触。
这样，在换能器层压板TL中，由电导体C1、C2在沿着电导体的长度的第一位置处(即，在A-A'处)提供与换能器层TY的电接触，所述电导体C1、C2通过箔片F1、F2的粘合剂涂层AC1、AC2相对于对应的电极E1、E2被夹持(即，保持)。在沿着电导体的长度的第二位置(即，在B-B'处，这里不具有换能器层压件)提供电气总线以用于与一个或多个换能器层TY相连接。期望地，沿着电导体长度的第二部分(即，B-B')的范围超出了沿电导体长度的第一部分(即，A-A')的范围。因此，提供了有用长度的电气总线。优选地，这两个范围的比率大于或等于5，或者大于或等于10，或者大于或等于50，或者大于或等于100。电气总线可以用于将换能器与例如单独的电气或信号处理电路电连接。有利地，组合的电气总线和换能器被包含在两个箔片F1、F2内。这些提供了平滑的外表面，这保护换能器或其电导体免受污染或劣化。这例如在医学应用中是特别有利的，这是因为它提供了换能器材料与环境之间的连续隔档。此外，当换能器处于与其最终使用的环境密切对应的密封环境中时，这允许对换能器进行测试，从而使测试时与使用时性能之间的差异最小化。此外，通过所描述的换能器层压板具有薄而柔性规格尺寸来提供与换能器层的可靠电接触。
图2图示了包括沿着切割线CL1、CL2、CLN可分离的换能器层压板TL1、TL2、TLN的阵列的基板S，所述换能器层压板TL1、TL2、TLN提供与对应的个体换能器T1、T2、TN的电接触。因此，图1的换能器层压板的制造相对简单，这是因为具有这种换能器层压板的阵列的基板能够通过以下来快速地制造：例如将换能器层TY提供为横向于电导体的方向延伸的连续带并将该换能器层TY夹持在交替的导线之间。随后，可以例如通过如图1中的切割线CL1、CL2、CLN所指示的切割工艺将个体换能器层压板从基板释放。
在未图示的另外的实施例中，换能器层压板TL的两个粘合剂涂覆的箔片F1、F2中的至少一个还被提供有一个或多个开口，以用于与两个电导体C1、C2中的每个的至少部分进行电接触。一个或多个开口优选在沿着两个电导体C1、C2的长度(即，沿着电气总线的部分)的第二位置处。此外，期望一个或多个开口与电线重合。因此，可以使用暴露每个电导体C1、C2的部分的单个公共开口，或者可以使用多于一个的开口。此外，开口可以都在换能器层的一侧上，例如通过在F1或F2中形成开口，或者在换能器层的两侧都可以存在开口，例如通过在F1和F2中的每个中形成开口，以用于从一侧或两侧提供电接触。(一个或多个)开口因此可以用于提供与外部电路的电接触。能够通过例如在箔片F1、F2中的一个中切割窗口形式的开口并在换能器层压板组装之后在局部移除粘合剂层AC1、AC2的部分来形成(一个或多个)开口。备选地，在组装换能器层压板之前，可以将这种开口形成为箔片F1、F2、其益处在于将粘合剂层与其附接到的箔片的部分一起移除。
图3图示了换能器层压板TL，其中，箔片F1还包括导电层CL，所述导电层CL基本上沿着两个电导体C1、C2的长度延伸，图3A是平面视图，图3B是沿着截面B-B'的图，图3C是沿着截面A-A'的图，图3D是在夹持之前沿着截面B-B'的放大视图，并且图3E是在夹持之前沿着截面A-A'的放大视图。导电层提供电屏障，其起到电屏蔽电导体C1、C2的作用。优选地，导电层还跨两个电导体的至少组合宽度延伸，以便优化电屏障。有利地，由于导电层屏蔽可能由电导体拾取的干扰，因此由电导体的端部处的换能器检测到的信号的信噪比得到改善。以对应的方式，当电导体用于向发射器传送电信号时，导电层CL降低导体与附近的电气系统之间的电干扰。作为图3的实施例的备选方案，箔片F1或F2中的任一个或两者可以包括这样的导电层。还设想到代替使用附加层来提供如上所述的电屏障，而是由导电材料提供箔片中的至少一个。因此，不是使用聚合物材料以用于箔片F1、F1、这些箔片中的一个或两者可以由(一个或多个)导电层来提供。在该实施方式中，导电箔片与电导体C1、C2之间的电绝缘由粘合剂涂层AC1、AC2来提供。后一种实施方式消除了换能器层压板中对附加层的需要。
图4图示了换能器层压板TL，所述换能器层压板TL的箔片F2还包括在其两个表面中的另一个上的第二粘合剂涂层AC3，图4A是平面视图，图4B是沿着截面B-B'的图，图4C是沿截面A-A'的图，图4D是在夹持之前沿着截面B-B'的放大视图，并且图4E是在夹持之前沿着截面A-A'的放大视图。因此，该箔片的两个表面都包括粘合剂涂层。这样，第二箔片F2能够借助于第二粘合剂涂层AC3被容易地附接到诸如医学针的设备。换句话说，第二粘合剂涂层AC3适合于将换能器层压板TL附接到设备。优选地，第二粘合剂涂层AC3与箔片F2上的粘合剂涂层AC2一样由如上所述的压敏粘合剂形成。这样，能够通过施加压力将换能器层压板简单地附接到设备。优选地，粘合剂涂层AC3由电绝缘材料形成。
在图1至图4所示的每个实施例中，换能器层压板TL中的两个电导体C1、C2被图示为关于换能器层TY横向移位，使得在平行于换能器层的平面中，两个电导体C1、C2的中心之间存在间隙DS。间隙DS用于减小两个电导体C1、C2之间的电容，否则可能影响换能器TY的高频电性能。这种电容能够与电线和换能器的寄生电阻和电感相结合，用作限制换能器对高频信号的灵敏度的滤波器。这在超声应用中尤为重要。此外，该间隙还起到减小换能器层在垂直于换能器层的方向上的厚度的作用。这在期望将换能器层附接到医学设备(例如，医学针)的应用中是特别有利的，其中，任何附加厚度会影响针的穿透能力。如果电导体被布置在彼此之上，则由于将提供更厚的换能器层压板而不能实现这种效果。应当注意，实际上，当例如图1的换能器层被附接到平面表面时，该结构将稍微扭曲，从而提供所期望的形貌减小。
在图1至图4所示的每个实施例中，优选地，两个电导体C1、C2中的每个由具有基本上为圆形横截面的导线形成或包括这样的导线。如上所述，这提高了换能器层压板的柔性。优选地，如果每根导线都具有由DW定义的直径，并且如上定义的导线之间的间隙是DS，则比率DS/DW大于或等于10，或者大于或等于20，或者大于或等于100。提高DS/DW的比率起到进一步减小导线之间的电容的作用，从而减小其对换能器的高频性能的影响。
图1-4的实施例可以通过独立权利要求中定义的方法步骤进行组装。夹持过程确保换能器层压板的各种部件借助于粘合剂层保持就位。优选地，粘合剂层是如上所述的压敏粘合剂层，并且因此夹持过程涉及在与换能器层垂直的方向上施加压力。
在本文描述的所有实施例中，各层的典型厚度尺寸如下：箔片1-50微米；粘合剂层5-50微米；可移除的外层4-35微米；然而，应当理解，这些尺寸纯粹是说明性的，本发明不限于这些范例。
换能器层压板可以随后被附接到物品。该物品可以是医学设备，或者更具体地是诸如医学插管或医学针的细长设备。有利地，如此描述的换能器层压板具有薄的规格尺寸，使得其特别适合于附接到这样的医学插管或医学针的柄而不影响其穿透特性。优选地，使用关于图4描述的第二粘合剂涂层AC3来完成与物品的附接。图5图示了细长设备N，其中，借助于第二粘合剂涂层AC3并使换能器层压板TL绕细长设备N以螺旋形式缠绕而将换能器层压板TL附接到细长设备N上。缠绕过程可以例如通过跨第二粘合剂涂层AC3卷绕细长设备N来实现。
图6图示了借助于换能器层压板的表面上的第二粘合剂涂层AC3并通过在箭头方向上跨第二粘合剂涂层AC3卷绕细长设备N而将换能器层压板TL附接到细长设备N(例如，内侧针)。在图6的实施例中，细长设备N沿着轴AN延伸并且换能器层压板TL具有基本上矩形的轮廓；并且通过在跨第二粘合剂涂层AC3卷绕细长设备N之前将矩形的长边RE布置为与细长设备N的轴AN成锐角α来执行缠绕。由此提供了简化的螺旋盘绕组装过程。
图7图示了根据本发明的一些方面的换能器层压板TL的平面视图，其中，两个电导体C1、C2中的每个与它的对应的电极E1、E2重叠以定义导体与电极重叠表面积CEOSA1、CEOSA2。在图示中，电极E1与换能器层TY重叠并且被设置在换能器层TY上面，并且电极E2与换能器层TY重叠并且被设置在换能器层TY下面。每个重叠都在第一位置A-A'处并且在与各自的电极E1、E2重合的平面中。优选地，两个导体与电极重叠表面积的比率(即，CEOSA1/CEOSA2)在0.9-1.1的范围内，甚至更优选地，能够使该比率等于1。重叠表面积确定每个导体与其各自的电极之间的接触电阻。通过使两个导体与电极重叠表面积或多或少地相等，能够控制沿着导体反向的电信号的反射。由包括导体、电极和换能器的电路呈现的总阻抗也在一定程度上受这些相应的表面积的影响。因此，通过两个导体与电极重叠表面积的上述比率来提供对该阻抗的改进的控制。
图8图示了本发明的一些方面，特别是在图8A中图示了换能器层压板TL和单独的细长设备N，换能器层压板TL具有一对基本上平行的层边缘LEDG1、LEDG2、其被布置为与换能器层压板宽度方向WDIR成锐角α，并且在图8B中图示了绕细长设备N以螺旋形缠绕的换能器层压板TL。图8A的换能器层压板TL适合于附接到细长设备，例如，具有也在图8A中图示的轴AN的细长设备N。如在别处所描述的，细长设备通常可以是设备，或者更具体地是诸如医学针、插管、导管、导丝等的介入设备。可以通过将换能器层压板绕细长设备N的轴AN以螺旋形缠绕(换句话说，通过跨换能器层压板TL卷绕细长设备N)而将换能器层压板TL附接到这样的细长设备N。轴AN可以更具体地被描述为纵轴或旋转轴。返回到图8A的换能器层压板TL，其具有换能器层压板宽度方向WDIR，所述换能器层压板宽度方向WDIR垂直于换能器轴AX1并且垂直于两个电导体C1、C2延伸所沿的共同方向。在图8A中将换能器轴AX1图示为圆圈内的点，以图示该轴垂直于图的页面平面延伸。此外，换能器层压板具有一对基本上平行的换能器层压板边缘ETL1、ETL2、并且换能器层压板TL在换能器层压板宽度方向WDIR上的范围由一对基本上平行的换能器层压板边缘ETL1、ETL2来定义。在沿着两个电导体C1、C2的长度的第一位置A-A'处，换能器层TY和/或电极E1、E2中的每个沿着两个电导体延伸所沿的共同方向的范围通过一对基本上平行的层边缘LEDG1、LEDG2来定义。因此，换能器层或其电极E1、E2或这两者定义层边缘LEDG1、LEDG2。此外，每个层边缘LEDG1、LEDG2被布置为与换能器层压板宽度方向WDIR成锐角α。结果，当换能器层压板TL被布置为使得这对换能器层压板边缘ETL1、ETL2中的一个与分离的细长设备N的轴AN形成锐角α，并且换能器层压板随后绕细长设备N的轴AN以螺旋形缠绕，一对层边缘LEDG1、LEDG变为被布置为基本上垂直于细长设备N的轴AN。这提供了具有这样的换能器层的换能器层压板：所述换能器层能够相对于细长设备的轴被更准确地定位。这特别适合于上面关于PCT/IB2015/052425提到的位置感测应用，其中，传感器是超声传感器，并且超声传感器的位置指示细长设备在超声场中的位置。由于传感器变为以被布置为垂直于轴的条带或带的形式凭借锐角α绕细长设备的轴以圆周形式缠绕，因此在细长设备被旋转时传感器的位置沿着轴是不变的。因此，传感器的检测到的位置与介入设备围绕其轴旋转无关。相比之下，被缠绕为使得其定义范围的边缘被缠绕为绕细长设备的轴的螺旋形的传感器提供了检测信号的位置随着旋转而变化的设备。同样，当换能器层通常是换能器时，上述换能器层布置提供的是感测信号的位置不随介入设备绕其轴的旋转角度而变化。
关于图8的实施例的“锐”角α旨在意指角度超过零度且小于90度。所使用的角度α可以取决于换能器层要被呈现给用于缠绕的细长设备的轴的角度。正因如此，在5度至85度的范围内的角度可能是特别有益的。
此外，尽管已经主要关于作为换能器层TY的边缘的基本上平行的层边缘LEDG1、LEDG2描述了图8的实施例，但是边缘LEDG1、LEDG2可以备选地或额外地是电极E1、E2中的每个的边缘(在图8中未示出)。在一些换能器层中，特别是具有高表面电阻的换能器层，换能器层的活性由电极的接触面积来定义。因此，经由电极限制换能器的活性可以备选地用于确保换能器的感测信号或发射信号的位置以相同的方式不随绕细长设备N的轴AN的旋转而变化。
通过以下范例来例示本发明：
范例1：一种换能器层压板TL，包括：
两个粘合剂涂覆的箔片F1、F2、其中，每个箔片F1、F2具有在其两个表面中的一个上的粘合剂涂层AC1、AC2；
两个电导体C1、C2，其彼此靠近布置并且沿着共同方向延伸；以及
换能器层TY，其具有在其两个表面中的每个上的电极E1、E2；
其中，所述两个粘合剂涂覆的箔片F1、F2的所述粘合剂涂层AC1、AC2彼此面对；
并且其中，在沿着所述两个电导体C1、C2的长度的第一位置A-A'处，所述两个电导体C1、C2被夹持在所述两个粘合剂涂覆的箔片的所述粘合剂涂层AC1、AC2之间，并且所述换能器层TY也被夹持在所述两个电导体C1、C2之间，使得所述两个电导体中的一个与所述换能器层TY的所述两个电极E1、E2中的一个进行电接触，并且使得所述两个电导体C1、C2中的另一个与所述换能器层TY的所述两个电极E1、E2中的另一个进行电接触；
并且其中，在沿着所述两个电导体C1、C2的所述长度的第二位置B-B'处，所述两个电导体C1、C2被夹持在所述两个粘合剂涂覆的箔片的所述粘合剂涂层AC1、AC2之间，并且没有换能器层TY被夹持在所述两个电导体C1、C2之间。
范例2：根据范例1所述的换能器层压板TL，其中，所述两个电导体C1、C2关于所述换能器层TY横向移位，使得在平行于所述换能器层的平面中，所述两个电导体C1、C2的中心之间存在间隙DS。
范例3：根据范例2所述的换能器层压板TL，其中，所述两个电导体C1、C2中的每个包括具有基本上圆形横截面的导线。
范例4：根据范例3所述的换能器层压板TL，其中，每根导线具有直径DW；并且其中，所述两个电导体的所述中心之间的所述间隙与导线直径的比率DS/DW大于或等于10。
范例5：根据范例1-4中的任一个所述的换能器层压板TL，其中，每个箔片由以下材料中的一种形成：聚偏二氟乙烯、诸如聚偏二氟乙烯三氟乙烯的PVDF共聚物、诸如P(VDF-TrFE-CTFE)的PVDF三元聚合物。
范例6：根据范例1-4中的任一个所述的换能器层压板TL，其中，所述换能器层压板TL的所述两个粘合剂涂覆的箔片F1、F2中的至少一个还被提供有一个或多个开口，以用于与所述两个电导体C1、C2中的每个的至少部分进行电接触。
范例7、根据任一个前述范例所述的换能器层压板TL，其中，i)所述箔片中的至少一个由导电材料来提供，并且/或者ii)所述箔片F1、F2中的至少一个包括基本上沿着所述两个电导体C1、C2的长度延伸的导电层CL。
范例8：根据任一个前述范例所述的换能器层压板TL，其中，所述两个粘合剂涂覆的箔片F1、F2中的一个还包括在其两个表面中的另一个上的第二粘合剂涂层AC3。
范例9：根据任一个前述范例所述的换能器层压板TL，其中，所述粘合剂涂层AC1、AC2、AC3中的至少一个是压敏粘合剂涂层。
范例10：根据任一个前述范例所述的换能器层压板TL，其中，所述换能器是能够发射和/或检测超声信号的超声换能器。
范例11：一种医学设备，例如为导管或针或基于超声的跟踪系统，所述医学设备包括根据任一个前述范例所述的换能器层压板TL。
范例12：一种组装根据范例1-10中的任一个所述的换能器层压板TL的方法，包括以下步骤：
提供两个粘合剂涂覆的箔片F1、F2、其中，每个箔片F1、F2具有在其两个表面中的一个上的粘合剂涂层AC1、AC2；
提供彼此靠近布置并且沿着共同方向延伸的两个电导体C1、C2；并且
提供具有在其两个表面中的每个上的电极E1、E2的换能器层TY；
将所述两个粘合剂涂覆的箔片F1、F2布置为使得所述两个粘合剂涂覆的箔片F1、F2的所述粘合剂涂层AC1、AC2彼此面对；
在沿着所述两个电导体C1、C2的长度的第一位置A-A'处将所述换能器层TY布置在所述两个粘合剂涂覆的箔片F1、F2之间，使得所述两个电导体C1、C2被夹持在所述两个粘合剂涂覆的箔片的所述粘合剂涂层AC1、AC2之间，并且使得所述换能器层TY也被夹持在所述两个电导体C1、C2之间，并且使得所述两个电导体中的一个与所述换能器层TY的所述两个电极E1、E2中的一个进行电接触，并且使得所述两个电导体C1、C2中的另一个与所述换能器层TY的所述两个电极E1、E2中的另一个进行电接触；
在沿着所述两个电导体C1、C2的所述长度的第二位置B-B'处将所述两个电导体C1、C2布置为被夹持在所述两个粘合剂涂覆的箔片的所述粘合剂涂层AC1、AC2之间，并且没有换能器层TY被夹持在所述两个电导体C1、C2之间。
范例13：一种将根据范例8所述的换能器层压板TL附接到细长设备N的方法，包括以下步骤：
经由所述第二粘合剂涂层AC3将根据范例7所述的换能器层压板TL附接到所述细长设备N；并且
将所述换能器层压板TL绕所述细长设备N以螺旋形式缠绕。
范例14：根据范例13所述的方法，其中，所述缠绕是通过跨所述第二粘合剂涂层AC3卷绕所述细长设备N来执行的。
范例15：根据范例14所述的方法，其中，所述细长设备N沿着轴AN延伸，并且其中，所述换能器层压板TL具有基本上矩形的轮廓；并且其中，所述缠绕是通过在跨所述第二粘合剂涂层AC3卷绕所述细长设备N之前将所述矩形的长边RE布置为与所述细长设备N的所述轴AN成锐角α来执行的。
总之，本文公开了具有与换能器形成接触的电连接器的换能器层压板。因此提供了具有与换能器的电连接的简化组件。
尽管已经在附图和关于医学针的前述描述中详细说明和描述了本发明，但是这样的说明和描述将被认为是说明性的或示范性的而不是限制性的；本发明不限于所公开的实施例，并且通常能够用于将换能器转移到物品。

Claims (23)

1.一种换能器层压板(TL)，包括：
两个粘合剂涂覆的箔片(F1、F2)，其中，每个箔片(F1、F2)具有在其两个表面中的一个上的粘合剂涂层(AC1、AC2)；
两个电导体(C1、C2)，其彼此靠近布置并且沿着共同方向延伸；以及
换能器层(TY)，其具有在其两个表面中的每个上的电极(E1、E2)，并且其中，所述两个电极(E1、E2)之间的最小间隔定义换能器轴(AX1)；
其中，所述两个粘合剂涂覆的箔片(F1、F2)的所述粘合剂涂层(AC1、AC2)彼此面对；
并且其中，在沿着所述两个电导体(C1、C2)的长度的第一位置(A-A')处，所述两个电导体(C1、C2)被夹持在所述两个粘合剂涂覆的箔片的所述粘合剂涂层(AC1、AC2)之间，并且所述换能器层(TY)也被夹持在所述两个电导体(C1、C2)之间，使得所述两个电导体中的一个与所述换能器层(TY)的所述两个电极(E1、E2)中的一个进行电接触，并且使得所述两个电导体(C1、C2)中的另一个与所述换能器层(TY)的所述两个电极(E1、E2)中的另一个进行电接触；所述两个粘合剂涂覆的箔片(F1、F2)沿着所述换能器轴(AX1)被分层布置，使得所述两个粘合剂涂覆的箔片(F1、F2)中的一个在所述换能器层(TY)的一侧上，并且所述两个粘合剂涂覆的箔片(F1、F2)中的另一个在所述换能器层(TY)的另一侧上；
并且其中，在沿着所述两个电导体(C1、C2)的所述长度的第二位置(B-B')处，所述两个电导体(C1、C2)被夹持在所述两个粘合剂涂覆的箔片的所述粘合剂涂层(AC1、AC2)之间，并且没有换能器层(TY)被夹持在所述两个电导体(C1、C2)之间。
2.根据权利要求1所述的换能器层压板(TL)，其中，在所述第一位置(A-A')处，每个电导体(C1、C2)还和它的对应的电极(E1、E2)通过所述两个粘合剂涂覆的箔片(F1、F2)中的一个及其粘合剂涂层(AC1、AC2)保持物理接触。
3.根据任一项前述权利要求所述的换能器层压板(TL)，其中，在所述第一位置(A-A')处，在不使用导电粘合剂或焊料的情况下提供每个电导体(C1、C2)与它的对应的电极(E1、E2)之间的电接触。
4.根据权利要求1或2所述的换能器层压板(TL)，其中，每个粘合剂涂层(AC1、AC2)由电绝缘材料形成。
5.根据权利要求1或2所述的换能器层压板(TL)，其中，在所述第一位置(A-A')处，每个电极(E1、E2)具有在换能器层压板宽度方向(WDIR)上的电极横向宽度(WE)，所述换能器层压板宽度方向垂直于所述换能器轴(AX1)并且垂直于所述两个电导体(C1、C2)延伸所沿的共同方向；并且其中，每个粘合剂涂覆的箔片(F1、F2)具有在所述换能器层压板宽度方向(WDIR)上的箔片横向宽度(WF)；所述箔片横向宽度(WF)大于或等于所述电极横向宽度(WE)。
6.根据权利要求1或2所述的换能器层压板(TL)，其中，在所述第一位置(A-A')处，所述两个电导体(C1、C2)中的每个与它的对应的电极(E1、E2)重叠，以在与各自的电极(E1、E2)重合的平面中定义导体与电极重叠表面积(CEOSA1、CEOSA2)；
并且其中，两个导体与电极重叠表面积(CEOSA1、CEOSA2)的比率在0.9-1.1的范围内。
7.根据权利要求1或2所述的换能器层压板(TL)，用于附接到具有轴(AN)的细长设备(N)；
其中，所述换能器层压板(TL)具有换能器层压板宽度方向(WDIR)和一对基本上平行的换能器层压板边缘(ETL1、ETL2)，所述换能器层压板宽度方向垂直于所述换能器轴(AX1)并且垂直于所述两个电导体(C1、C2)延伸所沿的共同方向，并且其中，所述换能器层压板(TL)在所述换能器层压板宽度方向(WDIR)上的范围由所述一对基本上平行的换能器层压板边缘(ETL1、ETL2)来定义；
其中，在沿着所述两个电导体(C1、C2)的所述长度的所述第一位置(A-A')处，所述换能器层(TY)和/或所述电极(E1、E2)中的每个沿着所述两个电导体延伸所沿的所述共同方向的范围由一对基本上平行的层边缘(LEDG1、LEDG2)来定义，每个层边缘(LEDG1、LEDG2)被布置为与所述换能器层压板宽度方向(WDIR)成锐角(α)；使得当所述换能器层压板(TL)被布置为使得所述一对换能器层压板边缘(ETL1、ETL2)中的一个与所述细长设备(N)的所述轴(AN)形成所述锐角(α)并随后绕所述细长设备(N)的所述轴(AN)以螺旋形缠绕时，所述一对层边缘(LEDG1、LEDG2)基本上垂直于所述细长设备(N)的所述轴(AN)。
8.根据权利要求1所述的换能器层压板(TL)，其中，所述两个电导体(C1、C2)关于所述换能器层(TY)横向移位，使得在平行于所述换能器层的平面中，所述两个电导体(C1、C2)的中心之间存在间隙(DS)。
9.根据权利要求8所述的换能器层压板(TL)，其中，所述两个电导体(C1、C2)中的每个包括具有基本上圆形横截面的导线。
10.根据权利要求9所述的换能器层压板(TL)，其中，每根导线具有直径(DW)；并且其中，所述两个电导体的所述中心之间的所述间隙与导线直径的比率(DS/DW)大于或等于10。
11.根据权利要求1或2所述的换能器层压板(TL)，其中，每个箔片由以下材料中的一种形成：聚偏二氟乙烯、PVDF共聚物、PVDF三元聚合物。
12.根据权利要求11所述的换能器层压板(TL)，其中，所述PVDF共聚物是聚偏二氟乙烯三氟乙烯，并且所述PVDF三元聚合物是P(VDF-TrFE-CTFE)。
13.根据权利要求1或2所述的换能器层压板(TL)，其中，所述换能器层压板(TL)的所述两个粘合剂涂覆的箔片(F1、F2)中的至少一个还被提供有一个或多个开口，以用于与所述两个电导体(C1、C2)中的每个的至少部分进行电接触。
14.根据权利要求1或2所述的换能器层压板(TL)，其中，i)所述箔片中的至少一个由导电材料来提供，并且/或者ii)所述箔片(F1、F2)中的至少一个包括基本上沿着所述两个电导体(C1、C2)的所述长度延伸的导电层(CL)。
15.根据权利要求14所述的换能器层压板(TL)，其中，所述两个粘合剂涂覆的箔片(F1、F2)中的一个还包括在其两个表面中的另一个上的第二粘合剂涂层(AC3)。
16.根据权利要求1或2所述的换能器层压板(TL)，其中，所述粘合剂涂层(AC1、AC2)中的至少一个是压敏粘合剂涂层。
17.根据权利要求1或2所述的换能器层压板(TL)，其中，所述换能器是能够发射和/或检测超声信号的超声换能器。
18.一种医学设备，所述医学设备包括根据任一项前述权利要求所述的换能器层压板(TL)。
19.根据权利要求18所述的医学设备，其中，所述医学设备为导管或针或基于超声的跟踪系统。
20.一种组装根据权利要求1-17中的任一项所述的换能器层压板(TL)的方法，包括以下步骤：
提供两个粘合剂涂覆的箔片(F1、F2)，其中，每个箔片(F1、F2)具有在其两个表面中的一个上的粘合剂涂层(AC1、AC2)；
提供彼此靠近布置并且沿着共同方向延伸的两个电导体(C1、C2)；并且
提供具有在其两个表面中的每个上的电极(E1、E2)的换能器层(TY)并且其中，所述两个电极(E1、E2)之间的最小间隔定义换能器轴(AX1)；
将所述两个粘合剂涂覆的箔片(F1、F2)布置为使得所述两个粘合剂涂覆的箔片(F1、F2)的所述粘合剂涂层(AC1、AC2)彼此面对；
在沿着所述两个电导体(C1、C2)的长度的第一位置(A-A')处将所述换能器层(TY)布置在所述两个粘合剂涂覆的箔片(F1、F2)之间，使得所述两个电导体(C1、C2)被夹持在所述两个粘合剂涂覆的箔片的所述粘合剂涂层(AC1、AC2)之间，并且使得所述换能器层(TY)也被夹持在所述两个电导体(C1、C2)之间，并且使得所述两个电导体中的一个与所述换能器层(TY)的所述两个电极(E1、E2)中的一个进行电接触，并且使得所述两个电导体(C1、C2)中的另一个与所述换能器层(TY)的所述两个电极(E1、E2)中的另一个进行电接触；所述两个粘合剂涂覆的箔片(F1、F2)被布置为沿着所述换能器轴(AX1)被分层布置，使得所述两个粘合剂涂覆的箔片(F1、F2)中的一个在所述换能器层(TY)的一侧上，并且所述两个粘合剂涂覆的箔片(F1、F2)中的另一个在所述换能器层(TY)的另一侧上；
在沿着所述两个电导体(C1、C2)的所述长度的第二位置(B-B')处将所述两个电导体(C1、C2)布置为被夹持在所述两个粘合剂涂覆的箔片的所述粘合剂涂层(AC1、AC2)之间，并且没有换能器层(TY)被夹持在所述两个电导体(C1、C2)之间。
21.一种将根据权利要求15所述的换能器层压板(TL)附接到细长设备(N)的方法，包括以下步骤：
经由所述第二粘合剂涂层(AC3)将根据权利要求14所述的换能器层压板(TL)附接到所述细长设备(N)；并且
将所述换能器层压板(TL)绕所述细长设备(N)以螺旋形式缠绕。
22.根据权利要求21所述的方法，其中，所述缠绕是通过跨所述第二粘合剂涂层(AC3)卷绕所述细长设备(N)来执行的。
23.根据权利要求22所述的方法，其中，所述细长设备(N)沿着轴(AN)延伸，并且其中，所述换能器层压板(TL)具有基本上矩形的轮廓；并且其中，所述缠绕是通过在跨所述第二粘合剂涂层(AC3)卷绕所述细长设备(N)之前将所述矩形的长边(RE)布置为与所述细长设备(N)的所述轴(AN)成锐角(α)来执行的。
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