CN114680920A - 超声探头的声头及超声探头 - Google Patents

Abstract

一种超声探头的声头及超声探头，该声头中边缘阵元的至少一侧外侧壁设有导电材料形成的导电层，该导电层将边缘阵元的正极和负极导通，使边缘阵元作为一个中间导电件将负极引出件与柔性电路板导通，从而完成阵元负极与柔性电路板的连接。该结构利用晶片原有的边缘阵元来实现负极引出，负极引出件和柔性电路板上无需另外设置引出对接部，可简化声头结构，使声头整体结构减小。

Description

超声探头的声头及超声探头

技术领域

本申请涉及医疗器械领域，具体涉及一种超声探头的声头结构。

背景技术

超声探头是超声设备(例如超声诊断成像设备)的重要部件，其工作原理是利用压电效应将超声整机的激励电脉冲信号转换为超声波信号进入患者体内，再将组织反射的超声回波信号转换为电信号，从而实现对组织的检测。

其中，经食道超声探头(TEE)是一种能够伸入人体体腔内进行超声检测的设备。通常，该种超声探头包括背衬、柔性电路板、晶片、铜箔和匹配层，该柔性电路板覆盖在背衬上，而晶片位于柔性电路板上，铜箔覆盖在晶片上，匹配层位于铜箔上。该柔性电路板的外侧从背衬顶壁弯折至外侧壁位置，铜箔的外侧从晶片的顶壁弯折至柔性电路板上，并与柔性电路板焊接在一起，从而将晶片的正极和负极引出至柔性电路板上。

由于该超声探头用来经食道看心脏，因此，声头体积越小越好。不过，现有这类超声探头的体积虽然已尽可能的缩小，但依然会对患者产生不适感。

发明内容

本申请主要提供一种新型的超声探头的声头以及采用这种声头的超声探头。

基于上述目的，本申请一种实施例中提供了一种超声探头的声头，包括：

背衬；

柔性电路板，所述柔性电路板安装在所述背衬上，所述柔性电路板具有第一对接部和第二对接部；

晶片，所述晶片包括多个阵元，所述阵元包括位于两侧的边缘阵元和位于两个边缘阵元之间的内部阵元，所述阵元设置在所述柔性电路板上，所述阵元的上表面为负极，所述阵元的下表面为正极，所述内部阵元的正极与所述柔性电路板的第一对接部电连接；

负极引出件，所述负极引出件覆盖在所述晶片上，并与所述内侧阵元和边缘阵元的负极连接；

以及匹配层，所述匹配层覆盖在晶片上；

其中，所述边缘阵元的至少一侧外侧壁设有导电材料形成的导电层，所述导电层将所述边缘阵元的正极和负极导通，所述边缘阵元的正极与所述柔性电路板的第二对接部连接，所述负极引出件与柔性电路板经所述边缘阵元导通。

一种实施例中，所述边缘阵元具有长外侧壁和位于所述长外侧壁两端的短外侧壁，两个边缘阵元的长外侧壁相背离设置，其中，两个所述边缘阵元上仅所述外侧壁上设有导电层。

一种实施例中，所述导电层为电镀导电层。

一种实施例中，所述负极引出件为铜箔。

一种实施例中，所述匹配层、负极引出件、边缘阵元、柔性电路板和背衬层叠设置，所述导电层覆盖在所述负极引出件、柔性电路板和边缘阵元的同一侧外侧壁上。

一种实施例中，所述导电层覆盖在所述匹配层、负极引出件、边缘阵元、柔性电路板和背衬的同一侧外侧壁上。

一种实施例中，所述负极引出件、边缘阵元和柔性电路板之间粘接固定。

一种实施例中，所述柔性电路板具有至少两个转接部，所述背衬包括至少两个背衬块，所述背衬块并排设置，所述转接部从相邻背衬块之间的缝隙伸出至背衬之外。

一种实施例中，所述背衬包括至少三个背衬块，其分别为第一背衬块、第二背衬块和第三背衬块，所述第二背衬块和第三背衬块位于第一背衬块的两侧，所述转接部为两个，其分别为第一转接部和第二转接部，所述第一对接部和第二对接部位于第一背衬块的顶壁上，所述第一转接部从第一背衬块与第二背衬块之间的缝隙伸出至背衬之外，所述第二转接部从第一背衬块与第三背衬块之间的缝隙伸出至背衬之外。

基于上述目的，本申请一种实施例中提供了一种超声探头，包括基台和如上述任一项所述的声头，所述声头通过背衬安装在基台上。

依据上述实施例，声头中边缘阵元的至少一侧外侧壁设有导电材料形成的导电层，该导电层将边缘阵元的正极和负极导通，使边缘阵元作为一个中间导电件将负极引出件与柔性电路板导通，从而完成阵元负极与柔性电路板的连接。该结构利用晶片原有的边缘阵元来实现负极引出，负极引出件和柔性电路板上无需另外设置引出对接部，可简化声头结构，使声头整体结构减小。

附图说明

图1为本申请一种实施例中声头(晶片未切割前)的结构示意图；

图2为本申请一种实施例中声头的分解示意图；

图3为图2所示分解图的侧视图；

图4为本申请另一种实施例中声头(晶片未切割前)的结构示意图；

图5为本申请一种实施例中声头的剖视图；

图6为本申请一种实施例中第一背衬块的形状示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。

另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。

本申请提供的超声探头的声头及超声探头可以应用于人体，也可以应用于各种动物。

本实施例提供了一种超声探头的声头，其可应用于各类超声探头中。下文中，以经食道超声探头(TEE)为例进行说明。但是，本发明并不限于经食道超声探头。

请参考图1至5，该声头包括晶片100、背衬200、柔性电路板300、负极引出件400以及匹配层500。

该晶片100被切割成若干个条状的阵元。这些阵元可用来发射和接收超声波信号。其中，阵元的上表面为负极，下表面为正极。通常阵元包括内部阵元110和边缘阵元120，请参考图2，一般位于两边外侧的阵元为边缘阵元120，其中，每侧的边缘阵元120可以为一个以上。内部阵元110位于两个边缘阵元120之间。该背衬200具有支撑台，该支撑台作为柔性电路板300、晶片100以及匹配层500的放置平台。该匹配层500是为实现换能器晶片100与传声媒质之间声特性阻抗的匹配，使声能良好地透过而在晶片100辐射面敷设的声学材料层。该匹配层500覆盖在负极引出件400上方。

为了实现对内侧阵元110负极的引出，请参考图1至5，一种实施例中，该负极引出件400具有至少能够与所有内侧阵元110电连接的片状结构。该片状结构可覆盖全部的内侧阵元110，同时连同边缘阵元120一同覆盖，使得该片状结构可以与所有的内侧阵元110以及边缘阵元120电连接。负极引出件400采用导电材料制成，例如可采用铜箔或者具有相同功能的结构。

该柔性电路板300具有第一对接部和第二对接部。内部阵元110的正极与柔性电路板300的第一对接部电连接。请参考图2，该第一对接部可位于所有阵元的中部，这样，使得该第一对接部能够以较窄的宽度同时与所有阵元实现电连接。该第一对接部安装在支撑台上，可位于支撑台的一部分上。

为了实现对内部阵元110的负极引出，请参考图1-5，边缘阵元120的至少一侧外侧壁设有导电材料形成的导电层A，该导电层A将边缘阵元120的正极和负极导通，使边缘阵元120变成一个中间导电件。该边缘阵元120的正极与柔性电路板300的第二对接部连接，使得负极引出件400与柔性电路板300经边缘阵元120导通。柔性电路板300的第二对接部具有接地点，使内部阵元110的负极与接地点电连接。该柔性电路板300具有至少一个转接部320。转接部320具有用于与超声探头的控制单元连接的转接点，第一对接部和第二对接部都与转接点电连接。当然，为了实现这些电连接，柔性电路板300上还可设置一些电路，以便成功的将阵元的正极和负极引出，这些电路完全可通过现有手段来实现，在此不再赘言。其中，这些第一对接部、第二对接部以及转接点等各种电连接端都可采用电极、连接端子等电连接常用结构实现。

该导电层A可通过电镀工艺形成电镀导电层，也可通过涂覆或其他工艺形成其他类型的导电层。导电层A材料可选用金或其他易于导电的材料。

请参考图1和4，由于晶片100原有的边缘阵元120并不直接用于超声波的发出和回收，本实施例利用边缘阵元120(废阵元)来实现负极引出，负极引出件400和柔性电路板300上无需另外设置引出对接部，可简化声头结构，使声头整体结构减小。负极引出件400与柔性电路板300基本可以与晶片宽度一致，进一步减小声头的宽度。

进一步地，通常现有的声头中，铜箔通过相应的引出对接部与柔性电路板焊接，而焊接工艺存在以下问题：

1)声头尺寸小导致焊接可操作性差；

2)焊接位置离两边的阵元很近，高温易导致边上阵元开胶失效；

3)焊接的焊点尺寸一致性差，影响外形尺寸。

本申请由于采用了上述边缘阵元120作为中间导电件，因此并非必须将负极引出件400和柔性电路板300焊接固定。一种实施例中，该负极引出件400、边缘阵元120和柔性电路板300之间粘接固定，以消除焊接所带来的缺陷。

进一步地，请参考图2，该边缘阵元120具有位于长外侧壁121和位于长外侧壁121两端的短外侧壁(图中未标示出，但并不影响本领域技术人员的理解)，两个边缘阵元120的长外侧壁121相背离设置。由于该长外侧壁121面积相对短外侧壁更大，一种实施例中，可以使两个边缘阵元120上仅外侧壁上设有导电层A，既更容易加工，也能够保证导电性能。当然，某些实施例中，也可以在短外侧壁上设置导电层A。

请参考图1-5，该匹配层500、负极引出件400、边缘阵元120、柔性电路板300和背衬200层叠设置。在一种实施例中，如图4所示，导电层A可覆盖在匹配层500、负极引出件400、边缘阵元120、柔性电路板300和背衬200的同一侧外侧壁上，即匹配层500、负极引出件400、边缘阵元120、柔性电路板300和背衬的同一侧均设有导电层A。由于该匹配层500、负极引出件400、边缘阵元120、柔性电路板300和背衬200的外侧组合后加工面积大，更容易加工形成导电层A，而且该大面积的导电层A也有利于增加导电稳定性。

此外，在其他实施例中，导电层A也可以只覆盖在负极引出件400、柔性电路板300和边缘阵元120的同一侧外侧壁上。

进一步地，请参考图5，一种实施例中，该背衬200包括至少两个背衬块(例如210、220、230)，背衬块并排设置，并拼合形成支撑台。通常的，该背衬块的顶壁齐平，拼合成平面状的支撑台。当然，该支撑台的顶壁具体为平面还是其他形状，可根据实际结构的需要来设置，其也可为弧面状、高低起伏状以及异形形状等，以适配其他部件的结构。

该转接部320可为一个及以上，请参考图5和6，图中所示为两个转接部320，在某些实施例中，可在该两个转接部320中省略其中的一个。如图5和6所示，该转接部320从相邻背衬块之间(例如210与220之间以及210与230之间)的缝隙伸出至背衬200之外，以便柔性电路板300与其他部件进行电连接，例如与超声探头的控制单元连接，以便控制阵元的工作状态。

请参考图5和6，本实施例由于该柔性电路板300的转接部320从内衬的内部伸出，通过调整各背衬块的大小，可保证背衬200的宽度与晶片100宽度保持一致，在晶片100的宽度大小不变的情况下，最终得到声头与晶片100的宽度大小基本一致。可避免因为柔性电路板300从背衬200外侧壁弯折而额外增加体积，使声头整体体积减小。而且，这种结构可保证匹配层500、晶片100以及背衬200在外形的一致性。

进一步地，请参考图5和6，一种实施例中，该背衬200包括至少三个背衬块，其分别为第一背衬块210、第二背衬块220和第三背衬块230，第二背衬块220和第三背衬块230位于第一背衬块210的两侧。柔性电路板300具有至少两个转接部320，其分别为第一转接部320a和第二转接部320b(如图3和5所示)，第一对接部位于第一背衬块210的顶壁上，第一转接部320a从第一背衬块210与第二背衬块220之间的缝隙伸出至背衬200之外，第二转接部320b从第一背衬块210与第三背衬块230之间的缝隙伸出至背衬200之外。

这种结构有利于将柔性电路板300的第一对接部设置在支撑台的中部，以便能够与所有阵元对接。设置两个转接部320则有利于提高柔性电路板300与其他部件(如控制单元)连接的便利性和稳定性，该两个转接部320都可以用来对接控制单元。当然，在某些实施例中，也可省略第二背衬块220和第三背衬块230中的一个，使第一背衬块210的顶壁向外延伸，代替该省略的第二背衬块220或第三背衬块230，从而形成同样大小的支撑台。此时，位于该被省略的第二背衬块220或第三背衬块230一侧的转接部320也可被省略。

当然，该第一背衬块210可被设置为任何可能的形状，能够满足形成需要的支撑台，且能够将柔性电路板300的转接部320从两个背衬块之间引出即可。不过，从加工成本和装配效率上来说，请参考图5和6，通常第一背衬块210的两侧侧壁212相对顶壁211对称设置。对应的，该第二背衬块220和第三背衬块230具有能够与第一背衬块210贴合的侧壁。尤其是，一种实施例中，该第二背衬块220和第三背衬块230为对称结构，这不仅利于加工，而且便于装配。

进一步，通常晶片100是在放置到背衬200和柔性电路板300后进行切割，在对晶片100切割时，同时也将匹配层500、柔性电路板300的第一对接部以及背衬200进行了切割，其中匹配层500可能被切割成与晶片100同样的形状和结构。而柔性电路板300的第一对接部也会被切割出与晶片100一致的条状结构。背衬200作为支撑结构，其顶面具有切割槽。

另一方面，本实施例还提供了一种超声探头，该超声探头包括如上述任一实施例所示的声头。请参考图1至5，该超声探头还包括基台600，该背衬200安装在基台600上，并通过该基台600装配到其他部件上。

当然，该超声探头还包括诸如外壳、用以控制阵元的控制单元等部件，这些结构可参考现有结构实现，本实施例不再一一赘言。

以上应用了具体个例对本申请进行阐述，只是用于帮助理解本申请，并不用以限制本申请。对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，可以对上述具体实施方式进行变化。

Claims (10)

1.一种超声探头的声头,其特征在于，包括：

背衬；

柔性电路板，所述柔性电路板安装在所述背衬上，所述柔性电路板具有第一对接部和第二对接部；

晶片，所述晶片包括多个阵元，所述阵元包括位于两侧的边缘阵元和位于两个边缘阵元之间的内部阵元，所述阵元设置在所述柔性电路板上，所述阵元的上表面为负极，所述阵元的下表面为正极，所述内部阵元的正极与所述柔性电路板的第一对接部电连接；

负极引出件，所述负极引出件覆盖在所述晶片上，并与所述内侧阵元和边缘阵元的负极连接；

以及匹配层，所述匹配层覆盖在晶片上；

其中，所述边缘阵元的至少一侧外侧壁设有导电材料形成的导电层，所述导电层将所述边缘阵元的正极和负极导通，所述边缘阵元的正极与所述柔性电路板的第二对接部连接，所述负极引出件与柔性电路板经所述边缘阵元导通。

2.如权利要求1所述的声头，其特征在于，所述边缘阵元具有长外侧壁和位于所述长外侧壁两端的短外侧壁，两个边缘阵元的长外侧壁相背离设置，其中，两个所述边缘阵元上仅所述外侧壁上设有导电层。

3.如权利要求1或2所述的声头，其特征在于，所述导电层为电镀导电层。

4.如权利要求1所述的声头，其特征在于，所述负极引出件为铜箔。

5.如权利要求1-4任一项所述的声头，其特征在于，所述匹配层、负极引出件、边缘阵元、柔性电路板和背衬层叠设置，所述导电层覆盖在所述负极引出件、柔性电路板和边缘阵元的同一侧外侧壁上。

6.如权利要求5所述的声头，其特征在于，所述导电层覆盖在所述匹配层、负极引出件、边缘阵元、柔性电路板和背衬的同一侧外侧壁上。

7.如权利要求1-6任一项所述的声头，其特征在于，所述负极引出件、边缘阵元和柔性电路板之间粘接固定。

8.如权利要求1-7所述的声头，其特征在于，所述柔性电路板具有至少两个转接部，所述背衬包括至少两个背衬块，所述背衬块并排设置，所述转接部从相邻背衬块之间的缝隙伸出至背衬之外。

9.如权利要求8所述的声头，其特征在于，所述背衬包括至少三个背衬块，其分别为第一背衬块、第二背衬块和第三背衬块，所述第二背衬块和第三背衬块位于第一背衬块的两侧，所述转接部为两个，其分别为第一转接部和第二转接部，所述第一对接部和第二对接部位于第一背衬块的顶壁上，所述第一转接部从第一背衬块与第二背衬块之间的缝隙伸出至背衬之外，所述第二转接部从第一背衬块与第三背衬块之间的缝隙伸出至背衬之外。

10.一种超声探头，其特征在于，包括基台和如权利要求1至9中任一项所述的声头，所述声头通过背衬安装在基台上。

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