CN114190978A - 一种阵列超声换能器及其制作方法和组装装置 - Google Patents
一种阵列超声换能器及其制作方法和组装装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114190978A CN114190978A CN202111417386.2A CN202111417386A CN114190978A CN 114190978 A CN114190978 A CN 114190978A CN 202111417386 A CN202111417386 A CN 202111417386A CN 114190978 A CN114190978 A CN 114190978A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- piezoelectric
- piezoelectric unit
- ultrasonic transducer
- units
- flexible circuit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 13
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 64
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 30
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 claims description 14
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 claims description 4
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims description 3
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000002356 single layer Substances 0.000 claims description 3
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 abstract description 15
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 6
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 3
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 2
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 208000008918 voyeurism Diseases 0.000 description 2
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003486 chemical etching Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000002592 echocardiography Methods 0.000 description 1
- 238000009558 endoscopic ultrasound Methods 0.000 description 1
- 238000001802 infusion Methods 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- 238000003698 laser cutting Methods 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 238000002324 minimally invasive surgery Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000000474 nursing effect Effects 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002560 therapeutic procedure Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
- A61B8/44—Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device
- A61B8/4483—Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device characterised by features of the ultrasound transducer
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
- A61B8/44—Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device
- A61B8/4483—Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device characterised by features of the ultrasound transducer
- A61B8/4488—Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device characterised by features of the ultrasound transducer the transducer being a phased array
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
- A61B8/44—Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device
- A61B8/4483—Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device characterised by features of the ultrasound transducer
- A61B8/4494—Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device characterised by features of the ultrasound transducer characterised by the arrangement of the transducer elements
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Pathology (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Gynecology & Obstetrics (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Surgery (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
Abstract
本发明提出了一种阵列超声换能器制作方法，包括：将压电单元与柔性电路连接，重复制备多个连接柔性电路的压电单元然后层叠组装成超声换能器，将超声换能器进行封装。通过先将压电单元与柔性电路连接，再将压电单元组装成超声换能器解决了高频面阵超声换能器电连接难的问题。进一步，本发明提供的组装装置能够精准控制压电单元层叠组装的梯度间距，使相邻两层压电单元以任意间距台阶式排列，提高阵列超声换能器的性能。采用本发明的方法制作的阵列超声换能器的阵元不突出壳体与前方组织过多接触，且能够最大程度保证超声换能器的发射和接收范围，提高成像效果。
Description
技术领域
本发明涉及超声波成像技术领域，尤其涉及一种阵列超声换能器及其制作方法和组装装置。
背景技术
超声成像由于其简单便携、成本低、安全无辐射、可实时成像等特点，被广泛应用于介入治疗微创手术中的实时影像引导。但是目前临床上广泛使用的超声引导介入穿刺技术是将超声换能器放在待穿刺部位体表实时显示超声换能器前方组织的二维切面超声图像引导穿刺。这种方法存在两个严重的弊端，一个是穿刺针经常不位于超声图像范围内，严重影响超声成像引导的实时精准性，另外一个是超声换能器放置在体表外，超声难以传导到人体深部，特别对肥胖者显示不清。
为了解决体外超声引导的弊端，有研究提出了内窥超声成像引导介入穿刺的方法。内窥超声引导介入穿刺是将超声换能器置于穿刺针内，与穿刺针一起进入人体组织，实时显示穿刺针前方组织结构图像，从而可以实时引导穿刺路径和位置，并能使用高频超声保证在较高分辨率的情况下到达人体深部组织，不仅能减轻穿刺患者的痛苦，同时为护理人员提供了一种安全有效的输液途径。
内窥超声引导介入穿刺使用的超声换能器大多数为单阵元换能器或者线阵超声换能器。目前有将单阵元换能器安置在针管前端的方案，单阵元换能器能够检测到前方组织的回波反射，但是获得的信息过于抽象和单一很难通过一个个单独的回波判断出前方组织的成分和形态，仅仅只能作为探测手段，而无法作为治疗手段。也有将线阵超声换能器安置在针管前端的方案，线阵超声换能器虽然能得到前方组织的二维切面图像，但能够获得的组织信息有限，而且由于尺寸限制，阵元数目少，换能器孔径小，图像质量不能满足临床要求。
目前，有提出将面阵超声换能器安置在针管前端，通过面阵超声换能器能够有效得到前方组织的三维图像，但是面阵换能器结构复杂，制备方法以及实现电连接困难，且目前面阵换能器基本是低频面阵换能器，成像分辨率低，图像质量不能满足临床要求。高频面阵换能器成像分辨率比低频面阵换能器好，但是高频面阵换能器尺寸小，与低频面阵换能器相比电连接难度更大，对设计、材料和工艺有更高的要求，在制备过程是难上加难，现有制备工艺难以实现。
此外，上述内窥超声引导介入穿刺使用的超声换能器都是平面超声换能器，平面超声换能器与穿刺针前端面不相适配，会存在穿刺阻力以及气泡会在针头前端聚集而影响超声成像质量。
发明内容
有鉴于此，为了克服上述现有技术的缺陷，本发明提出了一种阵列超声换能器及其制作方法和组装装置。
具体地，所述阵列超声换能器制作方法包括：
制备压电单元；
将所述压电单元与柔性电路连接；
重复制备所述压电单元和将所述压电单元与所述柔性电路电连接的操作，制备多个连接柔性电路的压电单元；
将多个所述连接柔性电路的压电单元层叠组装成多层压电单元；
将所述多层压电单元进行封装。通过先将压电单元与柔性电路连接，再将多个压电单元叠层形成平面式或台阶式的多层压电单元，将多层压电单元封装形成超声换能器，解决了制备高频面阵超声换能器电连接难度大的问题，能够制备高频面阵换能器用于内窥超声引导介入穿刺使用，成像分辨率高，能够满足临床需求。
所述压电单元包括一个或多个阵元，所述柔性电路的信号电极线的数量与所述阵元的数量相等，所述信号电极线与所述阵元一一对应连接。柔性电路将压电单元的电极引出以便于外部的其他控制器件电连接。
所述“将多个所述连接柔性电路的压电单元层叠组装成多层压电单元”包括：
将所述压电单元水平放置，按照预设的所述压电单元之间的目标距离确定下一个待组装的压电单元的目标位置，在所述压电单元表面添加粘接剂；
将所述带组装的压电单元移动至目标位置使所述待组装的压电单元固定在所述压电单元上；
将多个所述压电单元贴合；
重复层叠组装所述待组装的压电单元至预设层数。
一种由上述制作方法制备的阵列超声换能器包括：多层压电单元、壳体、手柄和引线；
所述多层压电单元封装在所述壳体内，所述多层压电单元为多个连接柔性电路的压电单元层叠组装的结构，所述多层压电单元设置在所述壳体的一端，所述壳体的另一端设置有所述手柄，所述引线连接所述压电单元的电极，所述引线露出所述壳体用于与所述阵列超声换能器外部的系统电连接。优选地，多层所述压电单元等间距梯度排列，能够进一步提高阵列超声换能器的性能。
具体地，所述超声多层压电单元的层数为一层或多层。所述多层压电单元中单层的阵元数量为一个或多个。所述引线为柔性板的引线或柔性电缆的引线。
本发明还提供了一种组装装置，用于组装上述超声换能器，所述组装装置包括：底座、固定组件、位移控制组件和显微镜；
所述固定组件设置在所述底座上，用于贴合多个所述压电单元；
所述位移控制组件设置在所述底座上，用于移动所述压电单元；
所述显微镜设置在所述固定组件上方，用于观察所述压电单元的位置。
所述位移控制组件包括多个位移控制单元和夹具，所述夹具用于放置所述压电单元，所述位移控制单元用于控制所述夹具移动，多个所述位移控制单元用于控制所述夹具在不同方向上的移动。多个位移控制单元分别控制夹具在不同方向上的移动能够使移动控制更加精准，使压电单元准确移动至目标位置。
在本实施例中，定义相互垂直的两个方向为X方向和Y方向，X方向和Y方向相交形成水平面，定义Z方向为垂直方向；
所述位移控制组件包括四个所述位移控制单元，四个所述位移控制单元分别控制所述夹具在X方向、Y方向和Z方向上移动，以及在X方向和Y方向相交形成水平面内的角度转动。
综上所述，本发明的阵列超声换能器及其制作方法和组装装置具有以下有益效果：通过先将压电单元与柔性电路连接，再将多个压电单元层叠组装成多层压电单元，将多层压电单元进行封装形成超声换能器解决了高频面阵超声换能器电连接难度大的问题，能够制备高频面阵换能器用于内窥超声引导介入穿刺使用，成像分辨率高，能够满足临床需求。进一步，本发明提供的组装装置使多个压电单元层叠组装使的梯度间距能够精准控制，使超声阵元以任意间距台阶式排列，进一步提高阵列超声换能器的性能。采用本发明的方法制作的阵列超声换能器中的多层压电单元的阵元不突出壳体与前方组织过多接触，且能够最大程度保证超声换能器的发射和接收范围，提高成像效果。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的阵列超声换能器的结构示意图；
图2为本发明的阵列超声换能器的制作流程的示意图；
图3为本发明的压电单元的结构示意图；
图4为本发明的压电单元与柔性电路连接的结构示意图；
图5为本发明的组装装置的结构示意图；
图6为本发明的平面式面阵多层超声换能器的结构示意图；
图7为本发明的台阶式面阵多层超声换能器的结构示意图；
图8为本发明的压电单元的另一结构示意图；
图9为本发明的平面式线阵多层超声换能器的结构示意图；
图10为本发明的台阶式线阵多层超声换能器的结构示意图。
附图标记：
1-多层压电单元；11-压电单元；2-壳体；3-手柄；4-引线；41-信号电极线；51-压电层；52-匹配层；53-导电背衬层；61-底座；62-固定组件；63-位移控制组件；64-显微镜。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种阵列超声换能器及其制作方法。
实施例1
参见说明书附图1，本发明的阵列超声换能器包括多层压电单元1、壳体2、手柄3和引线4。多层压电单元1封装在壳体2内，多层压电单元1为多个连接柔性电路的压电单元11层叠组装的结构，多层压电单元1设置在壳体2的一端上，壳体2的另一端设置有手柄3。具体地，多层压电单元可以是层叠并封装形成平面式超声换能器，或以梯度排列的形式层叠并封装形成台阶式面阵超声换能器。优选地，多个压电单元11等间距梯度排列。从压电单元11的电极中引出引线4，引线4露出壳体2用于与阵列超声换能器外部的系统进行电连接。阵列超声换能器外部的系统可以是超声电子系统。具体地，多层压电单元1中的压电单元11的层数为一层或多层，具体可以是四层及四层以上；多层压电单元1中单层的阵元数量为一个或多个，即压电单元11的阵元数量为一个或多个，具体可以是四个及四个以上。引线4可以是柔性板的引线或柔性电缆的引线。
进一步地，本发明的阵列超声换能器用于进行穿刺超声引导，阵列超声换能器的壳体2为穿刺针管，穿刺针管的一端具有穿刺针头，多层压电单元1形成台阶式结构，多层压电单元1封装形成台阶式面阵超声换能器，多层压电单元1设置在穿刺针头处，用于发送和接收超声波，穿刺针管的另一端设置有手柄3，用于控制穿刺针管运动。穿刺针头具有相对的针尖侧和针尾侧，多层压电单元1设置在针尖侧与针尾侧之间。为了降低多层压电单元1被壳体2的外缘遮挡的程度，使每层压电单元11都能向外大范围地发射和接收超声波，设置多层压电单元1中靠近针尖侧的压电单元11高于靠近针尾侧的压电单元11。具体地，多个压电单元11的高度沿针尖侧向针尾侧的方向依次递减，多层压电单元1形成台阶式结构。优选地，多层压电单元1中的每层压电单元11的外侧边缘与穿刺针头的斜面相平齐，或者压电单元11的外侧边缘略低于穿刺针头的斜面，使得多层压电单元1不突出穿刺针头与前方组织过多地接触，且能够最大程度地保证多层压电单元1的发射和接收范围，进一步提高成像效果。
实施例2
参见说明书附图2，本实施例提供了一种实施例1所述的阵列超声换能器的制作方法，包括：
S1：制备压电单元11。
压电单元11的制备具体包括形成压电层51，在压电层51的一侧表面形成匹配层52及在压电层51另一侧表面形成导电背衬层53，压电层51、匹配层52和导电背衬层53形成压电单元11。在压电单元11表面进行切割形成多个阵元，具体可以是通过机械切割、激光切割、化学刻蚀等方式形成。例如，将压电单元11放入划片机中，设置切割参数，按照设定的切割参数对压电单元11进行切割，切割后的压电单元11如图3所示，压电单元11上形成呈列排列的多个阵元。切割参数可以自定义设置，切割参数包括切割的目标间距，即可以按照实际需求设置压电单元11上的阵元宽度。在一些实施例中，也可以不对压电单元11进行切割，压电单元11表面形成一个阵元。
具体地，压电单元11的各部分的结构的材质可以有多种。其中，压电层51的材质包括压电陶瓷或压电陶瓷复合材质、压电单晶材质或压电单晶复合材质中的一种。导电背衬层53的材料为可以是导电环氧树脂，例如E-solder。匹配层52的材质为高分子材料或无机材料或金属材料。可选地，匹配层52可以为一层或两层结构。在本实施例中，压电层51的材质为PZT，导电背衬层53的材质为E-solder，匹配层52的材质为银粉及环氧树脂。
S2：将压电单元11与柔性电路电连接。
参见说明书附图4，为压电单元11与柔性电路连接的结构示意图。按照压电单元11的阵元间距和阵元数量准备相应的柔性电路与压电单元11电连接，根据压电单元11的多个阵元尺寸及数量设计柔性电路的线路，其中，柔性电路的线路包括信号电极线41和地线，柔性电路的信号电极线41与每个阵元一一对应连接。柔性电路将压电单元11的电极引出以便于与外部的其他控制器件实现电连接。柔性电路为能够实现柔性连接的导电结构，如柔性板、柔性线缆等。如图4所示的柔性电路为柔性板。
S3：重复步骤S1和S2，制备多个连接柔性电路的压电单元11。
重复进行压电单元11制备和压电单元11与柔性电路粘贴以将信号电极引出便于与其他控制器件实现电连接的操作，制备多个连接柔性电路的压电单元11。在本实施例中，多个压电单元11进行切割时设置的切割参数相同，使多个压电单元11的阵元尺寸相同。
S4：将多个连接柔性电路的压电单元11层叠组装成多层压电单元1。
将多个连接柔性电路的压电单元11依次按照相同的间距组装固定，形成台阶式结构排列的面阵多层多层压电单元1。
在本实施例中，搭载如说明书附图5所示的组装装置用于进行多个压电单元11的组装。组装装置包括底座61、固定组件62、位移控制组件63和显微镜64，底座61水平设置形成组装装置的平台用于保持组装装置水平设置，防止由于平台不水平而引起的误差。在底座61上设置用于贴合多个压电单元11的固定组件62和用于调整压电单元11位置的位移控制组件63，固定组件62上方设置显微镜64用于观察压电单元11的位置。固定组件62与底座61之间形成一容纳空间，用于放置压电单元11，固定组件62用于向层叠的压电单元11施加使压电单元11贴合的力。位移控制组件63包括位移控制单元和夹具，夹具用于放置压电单元11，位移控制单元用于控制夹具移动。为了对夹具的移动控制更加精准，位移控制组件63包括多个位移控制单元，每个位移控制单元分别控制夹具在不同方向上的移动。在本实施例中，位移控制组件包括四个位移控制单元，四个位移控制单元分别用于控制夹具在X方向、Y方向和Z方向三个方向上移动，以及在X方向和Y方向相交形成的水平面内的角度转动。对不同方向的移动进行分别控制使移动控制更加精准，能够使压电单元11准确移动至目标位置。其中，X方向和Y方向互相垂直，且X方向与Y方向相交形成的平面为水平面，Z方向为垂直方向。
组装压电单元11时，先将一个压电单元11放入夹具中，通过显微镜64观察压电单元11的位置，同时调节位移控制单元控制夹具移动使压电单元移动到底座上的目标位置，显微镜64能够将压电单元放大，有利于更好地将压电单元11对准目标位置。按照预设的压电单元11之间的目标距离确定下一个压电单元11放置的目标位置后，在上一个压电单元11表面添加粘接剂。将待组装的压电单元11放入夹具中，然后通过显微镜64观察压电单元11的位置，同时调节位移控制单元控制夹具移动使压电单元11移动至目标位置使待组装的压电单元11固定在上一个压电单元11上，然后通过固定组件62向底座61上的压电单元11施力使多个压电单元11贴合在一起。重复进行组装压电单元11的操作，完成对预设层数的压电单元11的组装，组装完成的多层压电单元1如图6或图7所示。当采用组装装置控制多个压电单元11重叠组装形成如图6所示的平面式面阵结构的多层压电单元1。当采用组装装置控制多个压电单元11按照预设间距层叠组装形成如图7所示的台阶式面阵结构的多层压电单元1，通过组装装置使压电单元11之间的间距能够精准控制，使多层压电单元1层叠之后成像出等间距台阶式排列。
S5：将多层压电单元1进行封装。
将多层压电单元1放入壳体2中的预设位置封装，柔性电路的引线4向壳体2外延伸至露出壳体2，用于与外部的超声电子系统进行电连接。
在本实施例中，壳体2为穿刺针管，将多层压电单元1放入穿刺针管一端的穿刺针头中，调节至超声换能器的每层压电单元11的外侧边缘与穿刺针头的斜面相平齐或略低于穿刺针头的斜面，穿刺针管的另一端设置有手柄3。柔性电路的引线向穿刺针管的另一端延伸，引线4露出穿刺针管用于与外部的超声电子系统进行电连接。
在一些实施例中，形成压电层51后在压电层51的一侧表面形成匹配层52及在压电层51的另一侧表面形成导电背衬层53即完成压电单元11的制备，制备完成的压电单元11如图8所示，压电单元11表面具有一个阵元，通过柔性电路将压电单元11的电极引出。制备多个连接柔性电路的压电单元11后通过组装装置将多个压电单元11按照预设的目标距离层叠组装，即完成多层压电单元1的组装，组装完成的多层压电单元1如图9或图10所示。将多个如图8所示的压电单元11重叠组装形成如图9所示的平面式面阵结构的多层压电单元1，将多个如图8所示的压电单元11按照预设间距层叠组装形成如图10所示的台阶式面阵结构的多层压电单元1。将多层压电单元1进行封装完成阵列超声换能器的制作。
综上所述，本发明提供的阵列超声换能器的制作方法通过先将压电单元与柔性电路连接，再将多个压电单元层叠组装成多层压电单元，将多层压电单元进行封装形成超声换能器解决了高频面阵超声换能器电连接难度大的问题，能够制备高频面阵换能器用于内窥超声引导介入穿刺使用，成像分辨率高，能够满足临床需求。进一步，本发明提供的组装装置使多个压电单元层叠组装使的梯度间距能够精准控制，使超声阵元以任意间距台阶式排列，进一步提高阵列超声换能器的性能。通过本发明的方法制作的阵列超声换能器的多层压电单元中的每层压电单元的外侧边缘与穿刺针头的斜面相平齐或者略低于穿刺针头的斜面，使得超声换能器的阵元不突出穿刺针头与前方组织过多地接触，且能够最大程度地保证超声换能器的发射和接收范围，进一步提高成像效果。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，除了以上实施例以外，还可以具有不同的变形例，以上实施例的技术特征可以相互组合，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种阵列超声换能器制作方法，其特征在于，包括：
制备压电单元；
将所述压电单元与柔性电路连接；
重复制备所述压电单元和将所述压电单元与所述柔性电路电连接的操作，制备多个连接柔性电路的压电单元；
将多个所述连接柔性电路的压电单元层叠组装成多层压电单元；
将所述多层压电单元进行封装。
2.根据权利要求1所述的阵列超声换能器制作方法，其特征在于，所述压电单元包括一个或多个阵元，所述柔性电路的信号电极线的数量与所述阵元的数量相等，所述信号电极线与所述阵元一一对应连接。
3.根据权利要求1所述的阵列超声换能器制作方法，其特征在于，所述“将多个所述连接柔性电路的压电单元层叠组装成多层压电单元”包括：
将所述压电单元水平放置，按照预设的所述压电单元之间的目标距离确定下一个待组装的压电单元的目标位置，在所述压电单元表面添加粘接剂；
将所述带组装的压电单元移动至目标位置使所述待组装的压电单元固定在所述压电单元上；
将多个所述压电单元贴合；
重复层叠组装所述待组装的压电单元至预设层数。
4.一种阵列超声换能器，根据权利要求1-3任一项所述的制作方法制备，其特征在于，包括：多层压电单元、壳体、手柄和引线；
所述多层压电单元封装在所述壳体内，所述多层压电单元为多个连接柔性电路的压电单元层叠组装的结构，所述多层压电单元设置在所述壳体的一端，所述壳体的另一端设置有所述手柄，所述引线连接所述压电单元的阵元，所述引线露出所述壳体用于与所述阵列超声换能器外部的系统电连接。
5.根据权利要求4所述的阵列超声换能器，其特征在于，所述多层压电单元的层数为一层或多层。
6.根据权利要求4所述的阵列超声换能器，其特征在于，所述多层压电单元中单层的阵元数量为一个或多个。
7.根据权利要求6所述的阵列超声换能器，其特征在于，所述引线为柔性板的引线或柔性电缆的引线。
8.一种组装装置，用于组装权利要求1-3任一项所述的超声换能器，其特征在于，所述组装装置包括：底座、固定组件、位移控制组件和显微镜；
所述固定组件设置在所述底座上，用于贴合多个所述压电单元；
所述位移控制组件设置在所述底座上，用于移动所述压电单元；
所述显微镜设置在所述固定组件上方，用于观察所述压电单元的位置。
9.根据权利要求8所述的组装装置，其特征在于，所述位移控制组件包括多个位移控制单元和夹具，所述夹具用于放置所述压电单元，所述位移控制单元用于控制所述夹具移动，多个所述位移控制单元用于控制所述夹具在不同方向上的移动。
10.根据权利要求9所述的组装装置，其特征在于，定义相互垂直的两个方向为X方向和Y方向，X方向和Y方向相交形成水平面，定义Z方向为垂直方向；
所述位移控制组件包括四个所述位移控制单元，四个所述位移控制单元分别控制所述夹具在X方向、Y方向和Z方向上移动，以及在X方向和Y方向相交形成的水平面内的角度转动。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111417386.2A CN114190978A (zh) | 2021-11-25 | 2021-11-25 | 一种阵列超声换能器及其制作方法和组装装置 |
| PCT/CN2021/137928 WO2023092718A1 (zh) | 2021-11-25 | 2021-12-14 | 一种阵列超声换能器及其制作方法和组装装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111417386.2A CN114190978A (zh) | 2021-11-25 | 2021-11-25 | 一种阵列超声换能器及其制作方法和组装装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114190978A true CN114190978A (zh) | 2022-03-18 |
Family
ID=80649052
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111417386.2A Pending CN114190978A (zh) | 2021-11-25 | 2021-11-25 | 一种阵列超声换能器及其制作方法和组装装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114190978A (zh) |
| WO (1) | WO2023092718A1 (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115532571A (zh) * | 2022-09-05 | 2022-12-30 | 江苏大学 | 2+2压电陶瓷超声传感器阵列、制备及寻址激励方法 |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20040054287A1 (en) * | 2002-08-29 | 2004-03-18 | Stephens Douglas Neil | Ultrasonic imaging devices and methods of fabrication |
| CN101128944A (zh) * | 2005-02-22 | 2008-02-20 | 人体扫描有限公司 | 多层超声换能器及其制造方法 |
| CN101364632A (zh) * | 2008-07-08 | 2009-02-11 | 深圳先进技术研究院 | 一种压电元件及其制造方法 |
| CN101952052A (zh) * | 2008-02-11 | 2011-01-19 | 通用电气公司 | 超声换能器探头及其制造系统和方法 |
| CN105032749A (zh) * | 2015-07-09 | 2015-11-11 | 深圳市理邦精密仪器股份有限公司 | 多层叠片超声换能器及其制造方法 |
| CN106903037A (zh) * | 2017-01-23 | 2017-06-30 | 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所 | 超声换能器、超声阵列探头和超声成像系统 |
| CN208738304U (zh) * | 2018-09-12 | 2019-04-12 | 广州联声电子科技有限公司 | 一种压电陶瓷换能器素坯的制备装置及换能器制备系统 |
| CN110025366A (zh) * | 2019-04-23 | 2019-07-19 | 深圳先进技术研究院 | 一种穿刺超声引导装置以及穿刺超声引导设备 |
| CN112022204A (zh) * | 2020-08-13 | 2020-12-04 | 哈尔滨工业大学 | 一种新型抗干扰并联式叠层医用超声换能器及其制备方法 |
| CN113042347A (zh) * | 2021-03-10 | 2021-06-29 | 深圳欢影医疗科技有限公司 | 一种阵列超声换能器 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10381544B2 (en) * | 2001-11-02 | 2019-08-13 | Cts Corporation | System and fabrication method of piezoelectric stack that reduces driving voltage and clamping effect |
| WO2006033232A1 (ja) * | 2004-09-21 | 2006-03-30 | Olympus Corporation | 超音波振動子、超音波振動子アレイ、及び超音波内視鏡装置 |
| JP4583901B2 (ja) * | 2004-12-13 | 2010-11-17 | 富士フイルム株式会社 | 体腔内診断用超音波プローブ、および体腔内診断用超音波プローブの作製方法 |
| CN102469986B (zh) * | 2009-07-29 | 2015-01-28 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | 具有集成式超声换能器和流动传感器的装置 |
| WO2016113638A1 (en) * | 2015-01-13 | 2016-07-21 | Koninklijke Philips N.V. | Interposer electrical interconnect coupling methods, apparatuses, and systems |
-
2021
- 2021-11-25 CN CN202111417386.2A patent/CN114190978A/zh active Pending
- 2021-12-14 WO PCT/CN2021/137928 patent/WO2023092718A1/zh unknown
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20040054287A1 (en) * | 2002-08-29 | 2004-03-18 | Stephens Douglas Neil | Ultrasonic imaging devices and methods of fabrication |
| CN101128944A (zh) * | 2005-02-22 | 2008-02-20 | 人体扫描有限公司 | 多层超声换能器及其制造方法 |
| CN101952052A (zh) * | 2008-02-11 | 2011-01-19 | 通用电气公司 | 超声换能器探头及其制造系统和方法 |
| CN101364632A (zh) * | 2008-07-08 | 2009-02-11 | 深圳先进技术研究院 | 一种压电元件及其制造方法 |
| CN105032749A (zh) * | 2015-07-09 | 2015-11-11 | 深圳市理邦精密仪器股份有限公司 | 多层叠片超声换能器及其制造方法 |
| CN106903037A (zh) * | 2017-01-23 | 2017-06-30 | 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所 | 超声换能器、超声阵列探头和超声成像系统 |
| CN208738304U (zh) * | 2018-09-12 | 2019-04-12 | 广州联声电子科技有限公司 | 一种压电陶瓷换能器素坯的制备装置及换能器制备系统 |
| CN110025366A (zh) * | 2019-04-23 | 2019-07-19 | 深圳先进技术研究院 | 一种穿刺超声引导装置以及穿刺超声引导设备 |
| CN112022204A (zh) * | 2020-08-13 | 2020-12-04 | 哈尔滨工业大学 | 一种新型抗干扰并联式叠层医用超声换能器及其制备方法 |
| CN113042347A (zh) * | 2021-03-10 | 2021-06-29 | 深圳欢影医疗科技有限公司 | 一种阵列超声换能器 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115532571A (zh) * | 2022-09-05 | 2022-12-30 | 江苏大学 | 2+2压电陶瓷超声传感器阵列、制备及寻址激励方法 |
| CN115532571B (zh) * | 2022-09-05 | 2024-05-14 | 江苏大学 | 2+2压电陶瓷超声传感器阵列、制备及寻址激励方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2023092718A1 (zh) | 2023-06-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4408974B2 (ja) | 超音波トランスジューサ及びその製造方法 | |
| US7622848B2 (en) | Transducer assembly with z-axis interconnect | |
| JP6124897B2 (ja) | 超音波トランスデューサ及びその製造方法 | |
| US7288069B2 (en) | Ultrasonic probe and method of manufacturing the same | |
| JP6908325B2 (ja) | 高周波超音波トランスデューサアレイを含む医療機器 | |
| CA2819644A1 (en) | Ultrasound device, and associated cable assembly | |
| KR101222911B1 (ko) | 2차원 배열 초음파 트랜스듀서 | |
| Cummins et al. | High-frequency ultrasound array designed for ultrasound-guided breast biopsy | |
| CN104720848A (zh) | 超声诊断设备及其制造方法 | |
| JP2018527083A (ja) | Ｉｃダイ、プローブ、及び超音波システム | |
| CN114190978A (zh) | 一种阵列超声换能器及其制作方法和组装装置 | |
| US20190110773A1 (en) | Ultrasound endoscope and methods of manufacture thereof | |
| JP5408145B2 (ja) | 超音波探触子、および超音波診断装置 | |
| JPH11299779A (ja) | 超音波探触子及びその製造方法並びにその超音波探触子を用いた超音波診断装置 | |
| JP5408144B2 (ja) | 超音波探触子、および超音波診断装置 | |
| EP3028772B1 (en) | Ultrasonic probe and method of manufacturing the same | |
| Girard et al. | High element count two dimensional transducer array | |
| JPH0161062B2 (zh) | ||
| JP3934202B2 (ja) | 超音波探触子 | |
| JP2005324008A (ja) | 超音波プローブおよび超音波診断装置 | |
| US20210330290A1 (en) | Ultrasonic probe | |
| JP2011077572A (ja) | 超音波トランスデューサ及びその製造方法、並びに超音波プローブ | |
| JPH02246957A (ja) | 超音波診断装置 | |
| JP2021101510A (ja) | 超音波放射器具及び超音波装置 | |
| JPH02107236A (ja) | 超音波診断用探触子 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |