CN115023607A - 具有吸声结构的超声换能器 - Google Patents

Abstract

描述了具有高声衰减和高热导率的吸声材料、包括该吸声材料的超声换能器和设备以及制造该材料的方法，所述吸声材料包括无机多孔泡沫和位于泡沫的至少一部分孔内的吸收材料。

Description

具有吸声结构的超声换能器

相关申请的交叉引用

本申请要求2019年11月22日提交的美国临时申请第62/939,262号的优先权和权益，其全部内容通过引用而整体并入本文。

背景技术

超声声学阵列将电能转换成声能，并将声能传输到被扫描的患者，以根据从患者的解剖结构反射的声能获得成像数据。

发明内容

在一个方面，本文公开了用于换能器的导热吸声体，所述吸声体包括：多孔泡沫，其具有多个孔；以及吸声材料，其安置于多孔泡沫的多个孔中的至少一个孔或至少一部分孔内。在一些实施方式中，孔形成连续网络。在其他实施方式中，孔形成半连续网络。在一些实施方式中，孔是部分封闭的。在一些实施方式中，孔是随机的。在其他实施方式中，孔是规则的。在一些实施方式中，多孔泡沫具有约2孔/cm至约50孔/cm的孔密度。在一些实施方式中，多孔泡沫具有约60％至约98％的孔隙率。在一些实施方式中，多孔泡沫包括蜂窝材料、海绵材料或全部两者。在一些实施方式中，多孔泡沫包括具有多孔泡沫结构的无机材料。在一些实施方式中，无机材料包括金属、金属合金、陶瓷、半导体、复合材料或其任何组合。在一些实施方式中，无机材料是至少部分结晶的。在一些实施方式中，无机材料包括金属或金属合金。在各个进一步的实施方式中，金属或金属合金包括钴、金、铁、铁铬、镍、铅、镍铬、镍铁铬、银、钽、钨、锆、铝、铜铝、钼、镍铜、镍铁、铼、不锈钢、锡、钨镍、锆、镉、钴铬、铜、铁铬铝、镧系钼、镍镁镓、钛、钽锆钼或其任何组合。在一些实施方式中，无机材料包括陶瓷。在各个进一步的实施方式中，陶瓷包括氧化物、碳化物、氮化物、硅酸盐或其任何组合。在更进一步的实施方式中，陶瓷包括氧化物，并且所述氧化物包括氧化铝、氧化锌锑铋或其组合。在更进一步的实施方式中，陶瓷包括碳化物，并且所述碳化物包括碳化硼、碳化锆、碳化铪、碳化钽、碳化锌、碳化钨或其组合。在更进一步的实施方式中，陶瓷包括氮化物，并且所述氮化物包括氮化硼。在更进一步的实施方式中，陶瓷包括碳。在更进一步的实施方式中，陶瓷包括氧化钇稳定氧化锆。在一些实施方式中，无机材料包括半导体。在各个进一步的实施方式中，半导体包括硅、氮化硅、硫化镉镍或其组合。在一些实施方式中，无机材料包括复合材料，并且所述复合材料包括金属、金属合金、半导体或其组合。在各个进一步的实施方式中，复合材料包括碳、二氧化硅、硅、碳氮化硅、碳氧化硅、碳化硅、硫化镉镍、硼硅酸氧化铝或其组合。在一些实施方式中，复合材料包括赋予更高热导率或机械强度的纤维、颗粒或纤维和颗粒两者。在一些实施方式中，无机材料是至少部分非晶态的。在一些实施方式中，无机材料包括金属或金属合金，并且所述金属或所述金属合金包括块体金属玻璃。在进一步的实施方式中，块体金属玻璃包括钛、锆或其组合。在更进一步的实施方式中，块体金属玻璃包括ZrCuAlNiTi块体金属玻璃。在一些实施方式中，无机材料包括陶瓷，并且所述陶瓷包括碳、碳氧化硅、锌掺杂硼硅酸盐、玻璃或其组合。在一些实施方式中，无机材料包括陶瓷，并且所述陶瓷包括玻璃，并且所述玻璃包括氧化硅、钙碳氧化物、钠碳氧或其组合。在一些实施方式中，无机材料包括半导体，并且所述半导体包括硅、氮化硅或其组合。在一些实施方式中，无机材料包括金属、金属合金、陶瓷、复合材料或其任何组合，以及一种或多种掺杂剂。在一些实施方式中，吸声材料具有与多孔泡沫的声阻抗不同的声阻抗。在进一步的实施方式中，吸声材料的声阻抗低于(或显著低于)多孔泡沫的声阻抗。在一些实施方式中，吸声材料包括无机材料。在进一步的实施方式中，吸声材料包括硅树脂。在更进一步的实施方式中，硅树脂包括含硅树脂橡胶。在更进一步的实施方式中，硅树脂包括聚二甲基硅氧烷、聚乙烯基甲基硅氧烷、聚氟甲基硅氧烷或其组合。在一些实施方式中，吸声材料包括有机材料。在进一步的各个实施方式中，吸声材料包括环氧树脂、聚氨酯、聚丁二烯橡胶或其组合。在进一步的各个实施方式中，吸声材料包括聚乙烯、丙烯酸、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚砜、聚氯乙烯或其组合。在一些实施方式中，吸声材料包括基底材料和无机填料。在进一步的实施方式中，无机填料为颗粒、片状体、针状体或其组合的形式。在一些实施方式中，无机填料具有与所述基底材料的声阻抗不同的声阻抗。在进一步的实施方式中，无机填料的声阻抗大于(或显著大于)基底材料的声阻抗。在各个实施方式中，无机填料包括钨、碳化钨、氧化铝、氮化铝、氧化铪、氧化钡、钽、氧化钽、钼、氧化钼、铬、氧化铬、二氧化钛、铁、氧化铁、钴、氧化钴、镍、氧化镍、铜、氧化铜或其组合。在一些实施方式中，导热吸声体具有约1.5:1至约49:1的吸声材料与多孔泡沫体积比率。在一些实施方式中，导热吸声体具有至少1W/mK的热导率。

在另一方面，本文公开了超声探头，包括：印刷电路板(PCB)；专用集成电路(ASIC)；超声换能器；以及导热吸声体，其包括：多孔泡沫，其具有多个孔；以及吸声材料，其安置于多孔泡沫的多个孔中的至少一个孔或至少一部分孔内。在一些实施方式中，孔形成连续网络。在其他实施方式中，孔形成半连续网络。在一些实施方式中，孔是部分封闭的。在其他实施方式中，孔是封闭的。在一些实施方式中，多孔泡沫具有约2孔/cm至约50孔/cm的孔密度。在一些实施方式中，多孔泡沫具有约60％至约98％的孔隙率。在一些实施方式中，多孔泡沫包括蜂窝材料、海绵材料或全部两者。在一些实施方式中，多孔泡沫包括具有多孔泡沫结构的无机材料。在进一步的实施方式中，无机材料包括金属、金属合金、陶瓷、半导体、复合材料或其任何组合。在一些实施方式中，无机材料是至少部分结晶的。在一些实施方式中，无机材料包括金属或金属合金。在各个进一步的实施方式中，金属或金属合金包括钴、金、铁、铁铬、镍、铅、镍铬、镍铁铬、银、钽、钨、锆、铝、铜铝、钼、镍铜、镍铁、铼、不锈钢、锡、钨镍、锆、镉、钴铬、铜、铁铬铝、镧系钼、镍镁镓、钛、钽锆钼或其任何组合。在一些实施方式中，无机材料包括陶瓷。在进一步的实施方式中，陶瓷包括氧化物、碳化物、氮化物、硅酸盐或其任何组合。在更进一步的实施方式中，陶瓷包括氧化物，并且所述氧化物包括氧化铝、氧化锌锑铋或其组合。在更进一步的实施方式中，陶瓷包括碳化物，并且所述碳化物包括碳化硼、碳化锆、碳化铪、碳化钽、碳化锌、碳化钨或其组合。在更进一步的实施方式中，陶瓷包括氮化物，并且所述氮化物包括氮化硼。在更进一步的实施方式中，陶瓷包括碳。在更进一步的实施方式中，陶瓷包括氧化钇稳定氧化锆。在一些实施方式中，无机材料包括半导体。在进一步的实施方式中，半导体包括硅、氮化硅、硫化镉镍或其组合。在一些实施方式中，无机材料包括复合材料，并且所述复合材料包括金属、金属合金、半导体或其组合。在各个进一步的实施方式中，复合材料包括碳、二氧化硅、硅、碳氮化硅、碳氧化硅、碳化硅、硫化镉镍、硼硅酸氧化铝或其组合。在更进一步的实施方式中，复合材料包括赋予更高热导率或机械强度的纤维、颗粒或纤维和颗粒两者。在一些实施方式中，无机材料是至少部分非晶态的。在进一步的实施方式中，无机材料包括金属或金属合金，并且所述金属或所述金属合金包括块体金属玻璃。在更进一步的实施方式中，块体金属玻璃包括钛、锆或其组合。在更进一步的实施方式中，块体金属玻璃包括ZrCuAlNiTi块体金属玻璃。在一些实施方式中，无机材料包括陶瓷，并且所述陶瓷包括碳、碳氧化硅、锌掺杂硼硅酸盐、玻璃或其组合。在进一步的实施方式中，无机材料包括陶瓷，并且所述陶瓷包括玻璃，并且所述玻璃包括氧化硅、钙碳氧化物、钠碳氧或其组合。在一些实施方式中，无机材料包括半导体，并且所述半导体包括硅、氮化硅或其组合。在一些实施方式中，无机材料包括金属、金属合金、陶瓷、复合材料或其任何组合，以及一种或多种掺杂剂。在一些实施方式中，吸声材料具有与多孔泡沫的声阻抗不同的声阻抗。在进一步的实施方式中，吸声材料的声阻抗低于(或显著低于)多孔泡沫的声阻抗。在一些实施方式中，吸声材料包括无机材料。在进一步的实施方式中，吸声材料包括硅树脂。在更进一步的实施方式中，硅树脂包括含硅树脂橡胶。在各个进一步的实施方式中，硅树脂包括聚二甲基硅氧烷、聚乙烯基甲基硅氧烷、聚氟甲基硅氧烷或其组合。在其他实施方式中，吸声材料包括有机材料。在进一步的实施方式中，吸声材料包括环氧树脂、聚氨酯、聚丁二烯橡胶或其组合。在各个进一步的实施方式中，吸声材料包括聚乙烯、丙烯酸、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚砜、聚氯乙烯或其组合。在一些实施方式中，吸声材料包括基底材料和无机填料。在进一步的实施方式中，无机填料为颗粒、片状体、针状体或其组合的形式。在一些实施方式中，无机填料具有与基底材料的声阻抗不同的声阻抗。在进一步的实施方式中，无机填料的声阻抗大于(或显著大于)基底材料的声阻抗。在各个进一步的实施方式中，无机填料包括钨、碳化钨、氧化铝、氮化铝、氧化铪、氧化钡、钽、氧化钽、钼、氧化钼、铬、氧化铬、二氧化钛、铁、氧化铁、钴、氧化钴、镍、氧化镍、铜、氧化铜或其组合。在一些实施方式中，吸声材料与多孔泡沫的体积比率为约1.5:1至约49:1。在一些实施方式中，吸声体具有至少1W/mK的热导率。在一些实施方式中，吸声体安装在PCB与ASIC之间。在一些实施方式中，超声探头还包括耦合到PCB的PCB散热器，其中吸声体安装在PCB与PCB散热器之间。在一些实施方式中，超声探头包括两个或更多个吸声体，其中所述两个或更多个吸声体中的至少一个安装在PCB与ASIC之间，并且其中所述两个或更多个吸声体中的至少一个安装在PCB与PCB散热器之间。在一些实施方式中，超声换能器包括压电式微机械超声换能器。在其他实施方式中，超声换能器包括电容式微机械超声换能器。

在又一方面，本文公开了形成用于超声换能器的导热吸声体的方法，所述方法包括：接收具有多个孔的多孔泡沫；以及用吸声材料至少部分地浸透多孔泡沫的多个孔中的至少一部分孔。在各个实施方式中，用吸声材料至少部分地浸透多孔泡沫的至少一部分孔包括：在真空下将吸声材料吸入多孔泡沫的多个孔中；在压力下将吸声材料压入多孔泡沫的多个孔中；或者在真空下将吸声材料吸入多孔泡沫的多个孔中并在压力下将吸声材料压入多孔泡沫的多个孔中。

附图说明

本公开内容的新颖特征在随附权利要求中具体阐述。通过参考阐述了利用本公开内容的原理的说明性实施方式的以下详细描述和附图，将会对本公开内容的特征和优点获得更好的理解，在附图中：

图1示出了根据本文实施方式的示例性吸声材料的图示；

图2示出了根据本文实施方式的示例性多孔泡沫的图像；

图3示出了根据本文实施方式的填充有硅树脂吸声材料的90％多孔铜泡沫的衰减图；

图4示出了根据本文实施方式的硅树脂吸声材料的衰减图；

图5示出了根据本文实施方式的第一示例性超声探头的图示；以及

图6示出了根据本文实施方式的第二示例性超声探头的图示。

具体实施方式

超声成像器包括安装到专用集成电路(ASIC)或吸声瓦的声换能器或微机械超声换能器(Micromachined Ultrasound Transducer，MUT)，其中MUT将电能转换成声能并将声能传输到被扫描的患者。一部分能量从患者的解剖结构反射以产生超声图像。

由于此类ASIC在操作期间会生成大量热量，因此FDA已对医用超声换能器的表面设置了温度限制，以防止患者受伤。目前，来自ASIC的热量由安装到ASIC上并与印刷电路板(PCB)相接触的金属散热器吸收。然而，声能从声换能器后面的金属散热器的反射可使成像数据劣化。虽然一些医用超声成像换能器采用安装到金属散热器的基于橡胶或环氧树脂的吸声材料以减少这样的劣化，但这样的吸声材料降低了散热器从ASIC中移除热量的功效，因而超过FDA温度限制。

本文提供了用于换能器的导热吸声体，其充当吸声体并且其热导率足以充当散热器。此外，与目前可用的基于橡胶或环氧树脂的吸声材料不同，本文所述的吸声体具有足够的强度和刚度以允许直接连接和结合到其他电气组件。本文所述的导热吸声体适用于各种类型的声换能器，诸如微机械超声换能器(MUT)，包括压电式微机械超声换能器(PMUT)和电容式微机械超声换能器(CMUT)。

导热吸声材料

根据图1-图2，本文提供的一个方面是用于换能器的导热吸声体100。在一些实施方式中，导热吸声体100具有高声能吸收水平和高热导率。在一些实施方式中，吸声体100包括多孔泡沫101和吸声材料102。在一些实施方式中，多孔泡沫101具有多个孔101A。在一些实施方式中，吸声材料102安置在多孔泡沫101的多个孔101A内。在一些实施方式中，吸声材料102安置在多孔泡沫101的多个孔101A的至少一部分内。在一些实施方式中，吸声材料102安置在多孔泡沫101的大部分孔101A内。在一些实施方式中，本文的多孔泡沫101的特定材料和结构能够实现吸声体100的高热导率，而吸声材料102提供高声衰减。

在一些实施方式中，多孔泡沫101的热导率大于吸声材料102的热导率。在一些实施方式中，多孔泡沫101的热导率大于吸声材料102的热导率约1.25、1.5、2、3、4、5、6、7、8、9、10倍或更多倍，包括其中的增量。在一些实施方式中，多孔泡沫101的热导率大于吸声材料102的热导率至少约1.25、1.5、2、3、4、5、6、7、8、9或10倍。在一些实施方式中，吸声材料102的声阻抗小于多孔泡沫101的声阻抗约1.25、1.5、2、3、4、5、6、7、8、9、10、20、30、40、50倍或更多倍，包括其中的增量。在一些实施方式中，吸声材料102的声阻抗小于多孔泡沫101的声阻抗至少约1.25、1.5、2、3、4、5、6、7、8、9、10、20、30、40、50倍或更多倍，包括其中的增量。在一些实施方式中，吸声材料102和多孔泡沫101的声阻抗之间的较大差异导致高声能吸收水平和从位于声换能器后面的结构反射的声能的有效衰减。这样的声能吸收和衰减减少了伪影并能够实现采集清晰而准确的成像数据。

在一些实施方式中，吸声材料102与多孔泡沫101的体积比率为约1.5:1至约49:1。在一些实施方式中，吸声材料102与多孔泡沫101的体积比率为约1.5:1至约3:1、约1.5:1至约5:1、约1.5:1至约10:1、约1.5:1至约15:1、约1.5:1至约20:1、约1.5:1至约25:1、约1.5:1至约30:1、约1.5:1至约35:1、约1.5:1至约40:1、约1.5:1至约45:1、约1.5:1至约49:1、约3:1至约5:1、约3:1至约10:1、约3:1至约15:1、约3:1至约20:1、约3:1至约25:1、约3:1至约30:1、约3:1至约35:1、约3:1至约40:1、约3:1至约45:1、约3:1至约49:1、约5:1至约10:1、约5:1至约15:1、约5:1至约20:1、约5:1至约25:1、约5:1至约30:1、约5:1至约35:1、约5:1至约40:1、约5:1至约45:1、约5:1至约49:1、约10:1至约15:1、约10:1至约20:1、约10:1至约25:1、约10:1至约30:1、约10:1至约35:1、约10:1至约40:1、约10:1至约45:1、约10:1至约49:1、约15:1至约20:1、约15:1至约25:1、约15:1至约30:1、约15:1至约35:1、约15:1至约40:1、约15:1至约45:1、约15:1至约49:1、约20:1至约25:1、约20:1至约30:1、约20:1至约35:1、约20:1至约40:1、约20:1至约45:1、约20:1至约49:1、约25:1至约30:1、约25:1至约35:1、约25:1至约40:1、约25:1至约45:1、约25:1至约49:1、约30:1至约35:1、约30:1至约40:1、约30:1至约45:1、约30:1至约49:1、约35:1至约40:1、约35:1至约45:1、约35:1至约49:1、约40:1至约45:1、约40:1至约49:1或约45:1至约49:1。在一些实施方式中，吸声材料102与多孔泡沫101的体积比率为约1.5:1、约3:1、约5:1、约10:1、约15:1、约20:1、约25:1、约30:1、约35:1、约40:1、约45:1或约49:1，包括其中的增量。在一些实施方式中，吸声材料102与多孔泡沫101的体积比率为至少约1.5:1、约3:1、约5:1、约10:1、约15:1、约20:1、约25:1、约30:1、约35:1、约40:1或约45:1，包括其中的增量。在一些实施方式中，吸声材料102与多孔泡沫101的体积比率为至多约3:1、约5:1、约10:1、约15:1、约20:1、约25:1、约30:1、约35:1、约40:1、约45:1或约49:1，包括其中的增量。

在各个实施方式中，吸声材料102与多孔泡沫101的体积比率以平均比率、最小比率或最大比率测量。

多孔泡沫

本文的多孔泡沫101的特定结构和材料提供增强的热导率和用以容纳吸声材料102的多个孔101A。在一些实施方式中，多孔泡沫101的孔101A形成连续网络。在进一步的实施方式中，在连续网络中，至少一部分孔101A是互连的。在更进一步的实施方式中，在连续网络中，至少大部分孔101A是互连的。在一些实施方式中，在连续网络中，多个孔101A形成穿过多孔泡沫101的连续通道。在其他实施方式中，孔101A形成封闭网络。在进一步的实施方式中，在封闭网络中，至少一部分孔101A被隔离和封闭。在更进一步的实施方式中，在连续网络中，至少大部分孔101A被隔离和封闭。在一些实施方式中，在连续网络中，多个孔101A不形成穿过多孔泡沫101的连续通道。在一些实施方式中，孔101A形成半连续网络。在一些实施方式中，在半连续网络中，至多大部分孔101A是互连的。在一些实施方式中，在半连续网络中，至少一部分孔101A被封闭和隔离。在一些实施方式中，孔101A是部分封闭的。在其他实施方式中，孔101A是开放的。在一些实施方式中，孔101A是随机的。在其他实施方式中，孔101A是规则的。

在一些实施方式中，多孔泡沫101包括无机材料。在一些实施方式中，无机材料包括金属、金属合金、陶瓷、半导体、掺杂剂或其任何组合。在一些实施方式中，金属、金属合金和陶瓷中的至少一个是结晶的。在一些实施方式中，金属、金属合金、陶瓷和半导体中的至少一个是非晶态的。在一些实施方式中，非晶态金属和非晶态金属合金中的至少一个是块体金属玻璃。在一个示例中，通过将多孔泡沫101的材料涂覆到骨架结构上并移除骨架结构来产生多孔泡沫101。在一些实施方式中，通过热分解来移除骨架结构。在一些实施方式中，骨架结构的形状形成孔101A的结构。在一些实施方式中，骨架结构包含聚氨酯。备选地，通过能够形成孔的连续网络、半连续网络或封闭网络的任何其他方法来产生多孔泡沫101。

多孔泡沫101的孔密度与孔101A的平均尺寸相关。因此，多孔泡沫101的孔密度与吸声体100内的吸声材料102的窝眼的尺寸相关。在一些实施方式中，增加多孔泡沫101的孔密度会增加由吸声体100提供的热导率的均匀性。在一些实施方式中，增加多孔泡沫101的孔密度会增加由吸声体100提供的声衰减的均匀性。在一些实施方式中，降低多孔泡沫101的孔密度会降低由吸声体100提供的热导率的均匀性。在一些实施方式中，降低多孔泡沫101的孔密度会降低由吸声体100提供的声衰减的均匀性。

多孔泡沫101的孔隙率表示多孔泡沫101在添加吸声材料102之前为空气的百分比。多孔泡沫101的孔隙率决定了多孔泡沫101的由吸声材料102填充的百分比。在一些实施方式中，增加多孔泡沫101的孔隙率会增加吸声体100的声衰减。在一些实施方式中，增加多孔泡沫101的孔隙率会降低吸声体100的热导率。在一些实施方式中，降低多孔泡沫101的孔隙率会降低吸声体100的声衰减。在一些实施方式中，降低多孔泡沫101的孔隙率会增加吸声体100的热导率。因此，本文提供的特定孔隙率将吸声体100调节为提供足以防止组织损伤的热导率和足以产生清晰超声图像的声衰减。在一些实施方式中，多孔泡沫101的孔隙率以平均孔隙率、最小孔隙率或最大孔隙率测量。在各个特定实施方式中，合适的泡沫包括那些具有一系列细的连续且互连的股线以及高开孔度的泡沫。

在一些实施方式中，多孔泡沫101具有约2孔/cm至约5孔/cm、约2孔/cm至约10孔/cm、约2孔/cm至约15孔/cm、约2孔/cm至约20孔/cm、约2孔/cm至约25孔/cm、约2孔/cm至约30孔/cm、约2孔/cm至约35孔/cm、约2孔/cm至约40孔/cm、约2孔/cm至约45孔/cm、约2孔/cm至约50孔/cm、约2孔/cm至约55孔/cm、约2孔/cm至约60孔/cm、约2孔/cm至约65孔/cm、约2孔/cm至约70孔/cm、约2孔/cm至约75孔/cm、约2孔/cm至约80孔/cm、约2孔/cm至约85孔/cm、约2孔/cm至约90孔/cm、约2孔/cm至约95孔/cm或约2孔/cm至约100孔/cm的孔密度。

在一些实施方式中，多孔泡沫101具有约5孔/cm至约10孔/cm、约5孔/cm至约15孔/cm、约5孔/cm至约20孔/cm、约5孔/cm至约25孔/cm、约5孔/cm至约30孔/cm、约5孔/cm至约35孔/cm、约5孔/cm至约40孔/cm、约5孔/cm至约45孔/cm、约5孔/cm至约50孔/cm、约5孔/cm至约55孔/cm、约5孔/cm至约60孔/cm、约5孔/cm至约65孔/cm、约5孔/cm至约70孔/cm、约5孔/cm至约75孔/cm、约5孔/cm至约80孔/cm、约5孔/cm至约85孔/cm、约5孔/cm至约90孔/cm、约5孔/cm至约95孔/cm或约5孔/cm至约100孔/cm的孔密度。

在一些实施方式中，多孔泡沫101具有约10孔/cm至约15孔/cm、约10孔/cm至约20孔/cm、约10孔/cm至约25孔/cm、约10孔/cm至约30孔/cm、约10孔/cm至约35孔/cm、约10孔/cm至约40孔/cm、约10孔/cm至约45孔/cm、约10孔/cm至约50孔/cm、约10孔/cm至约55孔/cm、约10孔/cm至约60孔/cm、约10孔/cm至约65孔/cm、约10孔/cm至约70孔/cm、约10孔/cm至约75孔/cm、约10孔/cm至约80孔/cm、约10孔/cm至约85孔/cm、约10孔/cm至约90孔/cm、约10孔/cm至约95孔/cm或约10孔/cm至约100孔/cm的孔密度。

在一些实施方式中，多孔泡沫101具有约15孔/cm至约20孔/cm、约15孔/cm至约25孔/cm、约15孔/cm至约30孔/cm、约15孔/cm至约35孔/cm、约15孔/cm至约40孔/cm、约15孔/cm至约45孔/cm、约15孔/cm至约50孔/cm、约15孔/cm至约55孔/cm、约15孔/cm至约60孔/cm、约15孔/cm至约65孔/cm、约15孔/cm至约70孔/cm、约15孔/cm至约75孔/cm、约15孔/cm至约80孔/cm、约15孔/cm至约85孔/cm、约15孔/cm至约90孔/cm、约15孔/cm至约95孔/cm或约15孔/cm至约100孔/cm的孔密度。

在一些实施方式中，多孔泡沫101具有约20孔/cm至约25孔/cm、约20孔/cm至约30孔/cm、约20孔/cm至约35孔/cm、约20孔/cm至约40孔/cm、约20孔/cm至约45孔/cm、约20孔/cm至约50孔/cm、约20孔/cm至约55孔/cm、约20孔/cm至约60孔/cm、约20孔/cm至约65孔/cm、约20孔/cm至约70孔/cm、约20孔/cm至约75孔/cm、约20孔/cm至约80孔/cm、约20孔/cm至约85孔/cm、约20孔/cm至约90孔/cm、约20孔/cm至约95孔/cm或约20孔/cm至约100孔/cm的孔密度。

在一些实施方式中，多孔泡沫101具有约25孔/cm至约30孔/cm、约25孔/cm至约35孔/cm、约25孔/cm至约40孔/cm、约25孔/cm至约45孔/cm、约25孔/cm至约50孔/cm、约25孔/cm至约55孔/cm、约25孔/cm至约60孔/cm、约25孔/cm至约65孔/cm、约25孔/cm至约70孔/cm、约25孔/cm至约75孔/cm、约25孔/cm至约80孔/cm、约25孔/cm至约85孔/cm、约25孔/cm至约90孔/cm、约25孔/cm至约95孔/cm或约25孔/cm至约100孔/cm的孔密度。

在一些实施方式中，多孔泡沫101具有约30孔/cm至约35孔/cm、约30孔/cm至约40孔/cm、约30孔/cm至约45孔/cm、约30孔/cm至约50孔/cm、约30孔/cm至约55孔/cm、约30孔/cm至约60孔/cm、约30孔/cm至约65孔/cm、约30孔/cm至约70孔/cm、约30孔/cm至约75孔/cm、约30孔/cm至约80孔/cm、约30孔/cm至约85孔/cm、约30孔/cm至约90孔/cm、约30孔/cm至约95孔/cm或约30孔/cm至约100孔/cm的孔密度。

在一些实施方式中，多孔泡沫101具有约35孔/cm至约40孔/cm、约35孔/cm至约45孔/cm、约35孔/cm至约50孔/cm、约35孔/cm至约55孔/cm、约35孔/cm至约60孔/cm、约35孔/cm至约65孔/cm、约35孔/cm至约70孔/cm、约35孔/cm至约75孔/cm、约35孔/cm至约80孔/cm、约35孔/cm至约85孔/cm、约35孔/cm至约90孔/cm、约35孔/cm至约95孔/cm或约35孔/cm至约100孔/cm的孔密度。

在一些实施方式中，多孔泡沫101具有约40孔/cm至约45孔/cm、约40孔/cm至约50孔/cm、约40孔/cm至约55孔/cm、约40孔/cm至约60孔/cm、约40孔/cm至约65孔/cm、约40孔/cm至约70孔/cm、约40孔/cm至约75孔/cm、约40孔/cm至约80孔/cm、约40孔/cm至约85孔/cm、约40孔/cm至约90孔/cm、约40孔/cm至约95孔/cm或约40孔/cm至约100孔/cm的孔密度。

在一些实施方式中，多孔泡沫101具有约45孔/cm至约50孔/cm、45孔/cm至约55孔/cm、45孔/cm至约60孔/cm、45孔/cm至约65孔/cm、45孔/cm至约70孔/cm、45孔/cm至约75孔/cm、45孔/cm至约80孔/cm、45孔/cm至约85孔/cm、45孔/cm至约90孔/cm、45孔/cm至约95孔/cm或45孔/cm至约100孔/cm的孔密度。

在一些实施方式中，多孔泡沫101具有约2孔/cm、约5孔/cm、约10孔/cm、约15孔/cm、约20孔/cm、约25孔/cm、约30孔/cm、约35孔/cm、约40孔/cm、约45孔/cm、约50孔/cm、约55孔/cm、约60孔/cm、约65孔/cm、约70孔/cm、约75孔/cm、约80孔/cm、约85孔/cm、约90孔/cm、约95孔/cm或约100孔/cm(包括其中的增量)的孔密度。在一些实施方式中，多孔泡沫101具有至少约2孔/cm、约5孔/cm、约10孔/cm、约15孔/cm、约20孔/cm、约25孔/cm、约30孔/cm、约35孔/cm、约40孔/cm、约45孔/cm、约50孔/cm、约55孔/cm、约60孔/cm、约65孔/cm、约70孔/cm、约75孔/cm、约80孔/cm、约85孔/cm、约90孔/cm或约95孔/cm(包括其中的增量)的孔密度。在一些实施方式中，多孔泡沫101具有至多约5孔/cm、约10孔/cm、约15孔/cm、约20孔/cm、约25孔/cm、约30孔/cm、约35孔/cm、约40孔/cm、约45孔/cm、约50孔/cm、约55孔/cm、约60孔/cm、约65孔/cm、约70孔/cm、约75孔/cm、约80孔/cm、约85孔/cm、约90孔/cm、约95孔/cm或约100孔/cm(包括其中的增量)的孔密度。在一些实施方式中，多孔泡沫101的孔密度以平均密度、最小密度或最大密度测量。

在一些实施方式中，多孔泡沫101具有约60％至约62％、约60％至约64％、约60％至约68％、约60％至约70％、约60％至约74％、约60％至约78％、约60％至约82％、约60％至约86％、约60％至约90％、约60％至约98％、约62％至约64％、约62％至约68％、约62％至约70％、约62％至约74％、约62％至约78％、约62％至约82％、约62％至约86％、约62％至约90％、约62％至约98％、约64％至约68％、约64％至约70％、约64％至约74％、约64％至约78％、约64％至约82％、约64％至约86％、约64％至约90％、约64％至约98％、约68％至约70％、约68％至约74％、约68％至约78％、约68％至约82％、约68％至约86％、约68％至约90％、约68％至约98％、约70％至约74％、约70％至约78％、约70％至约82％、约70％至约86％、约70％至约90％、约70％至约98％、约74％至约78％、约74％至约82％、约74％至约86％、约74％至约90％、约74％至约98％、约78％至约82％、约78％至约86％、约78％至约90％、约78％至约98％、约82％至约86％、约82％至约90％、约82％至约98％、约86％至约90％、约86％至约98％或约90％至约98％的孔隙率。在一些实施方式中，多孔泡沫101具有约60％、约62％、约64％、约68％、约70％、约74％、约78％、约82％、约86％、约90％或约98％(包括其中的增量)的孔隙率。在一些实施方式中，多孔泡沫101具有至少约60％、约62％、约64％、约68％、约70％、约74％、约78％、约82％、约86％或约90％(包括其中的增量)的孔隙率。在一些实施方式中，多孔泡沫101具有至多约62％、约64％、约68％、约70％、约74％、约78％、约82％、约86％、约90％或约98％(包括其中的增量)的孔隙率。

掺杂多孔泡沫

在一些实施方式中，多孔泡沫101是掺杂的。在一些实施方式中，多孔泡沫101掺杂有导热添加剂。在一些实施方式中，导热添加剂增加多孔泡沫101的热导率。在一些实施方式中，导热添加剂具有比多孔泡沫101的热导率更高的热导率。在一些实施方式中，多孔泡沫101按质量计的至少约1％、2％、5％、10％、15％、20％或25％(包括其中的增量)是导热添加剂。在一些实施方式中，多孔泡沫101按质量计的至多约1％、2％、5％、10％、15％、20％或25％(包括其中的增量)是导热添加剂。

在一些实施方式中，导热添加剂包括无机材料。在一些实施方式中，无机材料包括金属、金属合金、陶瓷、半导体、掺杂剂或其任何组合。在一些实施方式中，金属、金属合金和陶瓷中的至少一个是结晶的。在一些实施方式中，金属、金属合金、陶瓷和半导体中的至少一个是非晶态的。在一些实施方式中，非晶态金属和非晶态金属合金中的至少一个是块体金属玻璃。

吸声材料

在一些实施方式中，吸声材料102包括无机材料。在一些实施方式中，吸声材料102包括有机材料。在一些实施方式中，吸声材料102包括无机材料和有机材料。在一些实施方式中，吸声材料102包括硅树脂。在一些实施方式中，吸声材料102包括填料和基底。在一些实施方式中，填料包括无机填料。在一些实施方式中，填料是颗粒、片状体、棒状体或其任何组合。

在一些实施方式中，填料的声阻抗不同于基底的声阻抗。在一些实施方式中，填料的声阻抗大于基底的声阻抗。在一些实施方式中，填料的声阻抗大于基底的声阻抗约1.25、1.5、2、3、4、5、6、7、8、9、10、20、30、40、50倍或更多倍，包括其中的增量。在一些实施方式中，填料的声阻抗大于基底的声阻抗至少约1.25、1.5、2、3、4、5、6、7、8、9、10、20、30、40、50倍或更多倍，包括其中的增量。在一些实施方式中，吸声材料102具有约0.8MRayl至约4.0MRayl的声阻抗。在一些实施方式中，吸声材料102具有约0.8MRayl至约1.5MRayl的声阻抗。在一些实施方式中，吸声材料102具有约1.5MRayl至约2.5MRayl的声阻抗。在一些实施方式中，吸声材料102具有至少约10、12、14、16、18、20、24、28、32、36或40MRayl(包括其中的增量)的声阻抗。在一些实施方式中，填料具有至少约10、12、14、16、18、20、24、28、32、36、40、50、60、70、80、90、100或更高(包括其中的增量)的声阻抗。在一些实施方式中，基底材料具有至少约10、12、14、16、18、20、24、28、32、36或40MRayl(包括其中的增量)的声阻抗。

形成导热吸声体的方法

本文提供的另一方面是一种形成用于换能器的导热吸声体的方法，该吸声体包括：接收具有多个孔的多孔泡沫；以及用吸声材料浸透多孔泡沫的多个孔的至少一部分。在一些实施方式中，用吸声材料浸透多孔泡沫的孔包括：在真空下将吸声材料吸入多孔泡沫的多个孔中；在压力下将吸声材料压入多孔泡沫的多个孔中，加热吸声材料，加热多孔泡沫，或其任何组合。

在一些实施方式中，特定的吸声材料以及多孔泡沫的孔隙率使得声材料能够浸透多孔泡沫的大部分孔。在一些实施方式中，多孔泡沫按体积计的至少约70％、75％、80％、85％、90％、95％、99％或更多(包括其中的增量)被吸声材料浸透。在一些实施方式中，多孔泡沫的增加的浸透产生具有更大声衰减的吸声体。在一些实施方式中，声材料、多孔泡沫或全部两者的特定成分能够实现吸声体的高浸透百分比。在一些实施方式中，多孔泡沫的孔隙率、孔密度或全部两者能够实现吸声体的高浸透百分比。在特定实施方式中，多孔泡沫被吸声材料基本上浸透或浸透。

吸声体性能

在一些实施方式中，导热吸声体具有至少1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15或20W/mK(包括其中的增量)的热导率。在一些实施方式中，吸声体的热导率以平均热导率、最小热导率或最大热导率测量。

在一些实施方式中，吸声体耦合到换能器、专用集成电路(ASIC)、PCB或其任何组合。在一些实施方式中，吸声体的由其特定材料和结构赋予的强度使得吸声体能够直接结合到换能器、专用集成电路(ASIC)、PCB或其任何组合。在一些实施方式中，吸声体是刚性的，并且在剪切力和/或法向力下不会显著偏转。在一些实施方式中，吸声体是半刚性的，并且被剪切力和/或法向力偏转。

图3示出了填充有硅树脂吸声材料的90％多孔铜泡沫的衰减图，并且图4示出了仅硅树脂吸声材料的衰减图。在一些实施方式中，根据图3由吸声体获得的声衰减大于根据图4仅填料的声衰减。根据图3所示，吸声体以约-2dB/mm的压迫衰减具有约1.2MHz频率的信号，并且以约-11dB/mm的压迫衰减具有约3MHz频率的信号。根据图4，硅树脂声材料以约-0.6dB/mm的压迫衰减具有约1.2MHz频率的信号，并且以约-2.25dB/mm的压迫衰减具有约3MHz频率的信号。

在一些实施方式中，图3中的吸声体以约-1.5dB/mm、-2dB/mm、-2.5dB/mm、-3dB/mm、-3.5dB/mm、-4dB/mm或更大(包括其中的增量)的衰减率衰减具有1.2MHz频率的信号。在一些实施方式中，吸声体以约-5dB/mm、-6dB/mm、-7dB/mm、-8dB/mm、-9dB/mm、-10dB/mm、-11dB/mm、-12dB/mm、-14dB/mm、-16dB/mm、-18dB/mm、-20dB/mm或更大(包括其中的增量)的衰减率衰减具有3MHz频率的信号。

超声探头

本文根据图5提供了一种超声探头500，该超声探头500包括印刷电路板(PCB)501、专用集成电路(ASIC)502、超声换能器503(例如PMUT、CMUT等)和导热吸声体100。如图5中所示，吸声体100安装在PCB 501与ASIC 502之间。在一些实施方式中，超声探头500包括多个PCB 501，其中导热吸声体100安装在ASIC 502与多个PCB 501中的一个或多个PCB之间。在一些实施方式中，导热吸声体100的高声能吸收提供增强的声衰减，使得换能器产生高质量的医学超声图像。在一些实施方式中，吸声体100的高热导率从换能器吸取热量以防止换能器超过探头的FDA热限制。在一些实施方式中，可选的声反射器(高声阻抗反射器)安装在ASIC 502与吸声体100之间，以在任何剩余声能到达吸声体100之前将至少一部分声能反射回超声换能器503。

在本文中作为根据图6的替代实施方式提供了超声探头600，该超声探头600包括印刷电路板(PCB)501、专用集成电路(ASIC)502、超声换能器503和耦合到PCB 501的PCB散热器605，其中吸声体100安装在PCB 501与PCB散热器605之间。在一些实施方式中，超声探头600包括两个或更多个吸声体100。在一些实施方式中，两个或更多个吸声体100中的至少一个安装在PCB 501与ASIC 502之间，并且其中两个或更多个吸声体100中的至少一个安装在PCB 501与PCB散热器605之间。在一些实施方式中，可选的声反射器(高声阻抗反射器)安装在PCB 501与吸声体100之间，以在任何剩余声能到达吸声体100之前将至少一部分声能反射回超声换能器503。

在一些实施方式中，吸声体100具有足够的强度以允许通过例如粘附到ASIC 502和PCB 501进行连接。在一些实施方式中，吸声体100连接到ASIC 502、PCB 501或全部两者。在一些实施方式中，吸声体100通过粘合剂连接到ASIC 502、PCB 501或全部两者。

术语和定义

除非另有定义，否则本文使用的所有技术术语具有与本公开内容所属领域的普通技术人员之通常理解相同的含义。

如本文所使用，除非上下文另有明确规定，否则单数形式“一个”、“一种”和“所述”包括复数引用。除非另有说明，否则本文对“或”的任何提及旨在涵盖“和/或”。

如本文所使用，术语“约”是指接近所述量10％、5％或1％(包括其中的增量)的量。

如本文所使用，关于百分比的术语“约”是指大于或小于所述百分比10％、5％或1％(包括其中的增量)的量。

如本文所使用，短语“至少一个”、“一个或多个”和“和/或”是开放式表达，其在操作中既是连接的又是反意连接的。例如，表达“A、B和C中的至少一个”、“A、B或C中的至少一个”、“A、B和C中的一个或多个”、“A、B或C中的一个或多个”和“A、B和/或C”中的每一个意指单独的A、单独的B、单独的C、A和B一起、A和C一起、B和C一起，或A、B和C一起。

如本文所使用，术语“孔的连续网络”是指孔结构，其中孔结构中的至多一部分孔是封闭的。封闭孔被其结构包围，从而阻止气体、液体或固体进出。

如本文所使用，术语“孔的半连续网络”是指孔结构，其中孔结构中的一部分孔是封闭的。

如本文所使用，术语“孔的部分开放网络”是指孔结构，其中孔结构中的至少一部分孔是封闭的。

如本文所使用，术语“随机的”是指其孔隙率分布随机或无序的泡沫结构。

如本文所使用，术语“规则的”是指其孔隙率分布均匀或有序的泡沫结构。

如本文所使用，术语“孔隙率”是指泡沫的由空白空间形成的百分比的量度。

如本文所使用，术语“热导率”是材料导热能力的量度。在一些实施方式中，热导率是材料的最小阻抗、平均阻抗或最大热导率。在一些实施方式中，材料的热导率通过任何已知方法测量。

如本文所使用，术语“结晶”是指其中至少一部分化合物具有晶体结构的化合物。

如本文所使用，术语“非晶态的”是指其中至少一部分化合物具有不规则内部结构的化合物。

如本文所使用，术语“声阻抗”是材料或材料组合对由施加到系统的声压产生的声流呈现的阻力的量度。在一些实施方式中，阻抗以MRayl为单位测量。在各个实施方式中，阻抗是材料的最小阻抗、平均阻抗或最大阻抗。在一些实施方式中，材料的阻抗通过任何已知方法测量。

虽然本文已经示出和描述了本发明的优选实施方式，但对于本领域技术人员显而易见的是，这样的实施方式仅以示例的方式提供。本领域技术人员现将在不偏离本发明的情况下想到许多更改、改变和替代。应当理解，在实践本发明时可以采用对本文所述的本发明实施方式的各种替代方案。

Claims (104)

1.一种用于换能器的导热吸声体，所述吸声体包括：

(a)多孔泡沫，其具有多个孔；以及

(b)吸声材料，其位于所述多孔泡沫的所述多个孔的至少一部分内。

2.根据权利要求1所述的导热吸声体，其中所述孔形成连续网络。

3.根据权利要求1或2所述的导热吸声体，其中所述孔形成半连续网络。

4.根据权利要求1、2或3中任一项所述的导热吸声体，其中所述孔是部分封闭的。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的导热吸声体，其中所述孔是随机的。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的导热吸声体，其中所述孔是规则的。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的导热吸声体，其中所述多孔泡沫具有约2孔/cm至约100孔/cm的孔密度。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的导热吸声体，其中所述多孔泡沫具有约60％至约98％的孔隙率。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的导热吸声体，其中所述多孔泡沫包括蜂窝材料、海绵材料或全部两者。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的导热吸声体，其中所述多孔泡沫包括具有多孔泡沫结构的无机材料。

11.根据权利要求10所述的导热吸声体，其中所述无机材料包括金属、金属合金、陶瓷、半导体、复合材料或其任何组合。

12.根据权利要求11所述的导热吸声体，其中所述无机材料是至少部分结晶的。

13.根据权利要求11所述的导热吸声体，其中所述无机材料包括金属或金属合金。

14.根据权利要求13所述的导热吸声体，其中所述金属或所述金属合金包括钴、金、铁、铁铬、镍、铅、镍铬、镍铁铬、银、钽、钨、锆、铝、铜铝、钼、镍铜、镍铁、铼、不锈钢、锡、钨镍、锆、镉、钴铬、铜、铁铬铝、镧系钼、镍镁镓、钛、钽锆钼或其任何组合。

15.根据权利要求11所述的导热吸声体，其中所述无机材料包括陶瓷。

16.根据权利要求15所述的导热吸声体，其中所述陶瓷包括氧化物、碳化物、氮化物、硅酸盐或其任何组合。

17.根据权利要求16所述的导热吸声体，其中所述陶瓷包括氧化物，并且其中所述氧化物包括氧化铝、氧化锌锑铋或其组合。

18.根据权利要求16所述的导热吸声体，其中所述陶瓷包括碳化物，并且其中所述碳化物包括碳化硼、碳化锆、碳化铪、碳化钽、碳化锌、碳化钨或其组合。

19.根据权利要求16所述的导热吸声体，其中所述陶瓷包括氮化物，并且其中所述氮化物包括氮化硼。

20.根据权利要求15所述的导热吸声体，其中所述陶瓷包括碳。

21.根据权利要求15所述的导热吸声体，其中所述陶瓷包括氧化钇稳定氧化锆。

22.根据权利要求11所述的导热吸声体，其中所述无机材料包括半导体。

23.根据权利要求22所述的导热吸声体，其中所述半导体包括硅、氮化硅、硫化镉镍或其组合。

24.根据权利要求11所述的导热吸声体，其中所述无机材料包括复合材料，并且其中所述复合材料包括金属、金属合金、半导体或其组合。

25.根据权利要求24所述的导热吸声体，其中所述复合材料包括碳、二氧化硅、硅、碳氮化硅、碳氧化硅、碳化硅、硫化镉镍、硼硅酸氧化铝或其组合。

26.根据权利要求24所述的导热吸声体，其中所述复合材料包括赋予更高热导率或机械强度的纤维、颗粒或纤维和颗粒两者。

27.根据权利要求11所述的导热吸声体，其中所述无机材料是至少部分非晶态的。

28.根据权利要求27所述的导热吸声体，其中所述无机材料包括金属或金属合金，并且其中所述金属或所述金属合金包括块体金属玻璃。

29.根据权利要求28所述的导热吸声体，其中所述块体金属玻璃包括钛、锆或其组合。

30.根据权利要求29所述的导热吸声体，其中所述块体金属玻璃包括ZrCuAlNiTi块体金属玻璃。

31.根据权利要求27所述的导热吸声体，其中所述无机材料包括陶瓷，并且其中所述陶瓷包括碳、碳氧化硅、锌掺杂硼硅酸盐、玻璃或其组合。

32.根据权利要求31所述的导热吸声体，其中所述陶瓷包括玻璃，并且其中所述玻璃包括氧化硅、钙碳氧化物、钠碳氧或其组合。

33.根据权利要求27所述的导热吸声体，其中所述无机材料包括半导体，并且其中所述半导体包括硅、氮化硅或其组合。

34.根据权利要求11所述的导热吸声体，其中所述无机材料包括金属、金属合金、陶瓷、复合材料或其任何组合，以及一种或多种掺杂剂。

35.根据权利要求1-34中任一项所述的导热吸声体，其中所述吸声材料具有与所述多孔泡沫的声阻抗不同的声阻抗。

36.根据权利要求35所述的导热吸声体，其中所述吸声材料的声阻抗小于所述多孔泡沫的声阻抗。

37.根据权利要求1-36中任一项所述的导热吸声体，其中所述吸声材料包括无机材料。

38.根据权利要求37所述的导热吸声体，其中所述吸声材料包括硅树脂。

39.根据权利要求38所述的导热吸声体，其中所述硅树脂包括含硅树脂橡胶。

40.根据权利要求39所述的导热吸声体，其中所述硅树脂包括聚二甲基硅氧烷、聚乙烯基甲基硅氧烷、聚氟甲基硅氧烷或其组合。

41.根据权利要求1-36中任一项所述的导热吸声体，其中所述吸声材料包括有机材料。

42.根据权利要求41所述的导热吸声体，其中所述吸声材料包括环氧树脂、聚氨酯、聚丁二烯橡胶或其组合。

43.根据权利要求41所述的导热吸声体，其中所述吸声材料包括聚乙烯、丙烯酸、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚砜、聚氯乙烯或其组合。

44.根据权利要求1-36中任一项所述的导热吸声体，其中所述吸声材料包括基底材料和无机填料。

45.根据权利要求44所述的导热吸声体，其中所述无机填料为颗粒、片状体、针状体或其组合的形式。

46.根据权利要求44所述的导热吸声体，其中所述无机填料具有与所述基底材料的声阻抗不同的声阻抗。

47.根据权利要求46所述的导热吸声体，其中所述无机填料的声阻抗大于所述基底材料的声阻抗。

48.根据权利要求44所述的导热吸声体，其中所述无机填料包括钨、碳化钨、氧化铝、氮化铝、氧化铪、氧化钡、钽、氧化钽、钼、氧化钼、铬、氧化铬、二氧化钛、铁、氧化铁、钴、氧化钴、镍、氧化镍、铜、氧化铜或其组合。

49.根据权利要求1-48中任一项所述的导热吸声体，其具有约1.5:1至约49:1的所述吸声材料与所述多孔泡沫的体积比率。

50.根据权利要求1-49中任一项所述的导热吸声体，其具有至少1W/mK的热导率。

51.一种超声探头，包括：

(a)印刷电路板(PCB)；

(b)专用集成电路(ASIC)；

(c)超声换能器；以及

(d)导热吸声体，其包括：

(i)多孔泡沫，其具有多个孔；以及

(ii)吸声材料，其位于所述多孔泡沫的所述多个孔的至少一部分内。

52.根据权利要求51所述的超声探头，其中所述孔形成连续网络。

53.根据权利要求51所述的超声探头，其中所述孔形成半连续网络。

54.根据权利要求51-53中任一项所述的超声探头，其中所述孔是部分封闭的。

55.根据权利要求51-54中任一项所述的超声探头，其中所述孔是封闭的。

56.根据权利要求51-55中任一项所述的超声探头，其中所述多孔泡沫具有约2孔/cm至约100孔/cm的孔密度。

57.根据权利要求51所述的超声探头，其中所述多孔泡沫具有约60％至约98％的孔隙率。

58.根据权利要求51-57中任一项所述的超声探头，其中所述多孔泡沫包括蜂窝材料、海绵材料或全部两者。

59.根据权利要求51-58中任一项所述的超声探头，其中所述多孔泡沫包括具有多孔泡沫结构的无机材料。

60.根据权利要求59所述的超声探头，其中所述无机材料包括金属、金属合金、陶瓷、半导体、复合材料或其任何组合。

61.根据权利要求60所述的超声探头，其中所述无机材料是至少部分结晶的。

62.根据权利要求60所述的超声探头，其中所述无机材料包括金属或金属合金。

63.根据权利要求61所述的超声探头，其中所述金属或所述金属合金包括钴、金、铁、铁铬、镍、铅、镍铬、镍铁铬、银、钽、钨、锆、铝、铜铝、钼、镍铜、镍铁、铼、不锈钢、锡、钨镍、锆、镉、钴铬、铜、铁铬铝、镧系钼、镍镁镓、钛、钽锆钼或其任何组合。

64.根据权利要求60所述的超声探头，其中所述无机材料包括陶瓷。

65.根据权利要求64所述的超声探头，其中所述陶瓷包括氧化物、碳化物、氮化物、硅酸盐或其任何组合。

66.根据权利要求65所述的超声探头，其中所述陶瓷包括氧化物，并且其中所述氧化物包括氧化铝、氧化锌锑铋或其组合。

67.根据权利要求65所述的超声探头，其中所述陶瓷包括碳化物，并且其中所述碳化物包括碳化硼、碳化锆、碳化铪、碳化钽、碳化锌、碳化钨或其组合。

68.根据权利要求65所述的超声探头，其中所述陶瓷包括氮化物，并且其中所述氮化物包括氮化硼。

69.根据权利要求64所述的超声探头，其中所述陶瓷包括碳。

70.根据权利要求64所述的超声探头，其中所述陶瓷包括氧化钇稳定氧化锆。

71.根据权利要求60所述的超声探头，其中所述无机材料包括半导体。

72.根据权利要求71所述的超声探头，其中所述半导体包括硅、氮化硅、硫化镉镍或其组合。

73.根据权利要求60所述的超声探头，其中所述无机材料包括复合材料，并且其中所述复合材料包括金属、金属合金、半导体或其组合。

74.根据权利要求73所述的超声探头，其中所述复合材料包括碳、二氧化硅、硅、碳氮化硅、碳氧化硅、碳化硅、硫化镉镍、硼硅酸氧化铝或其组合。

75.根据权利要求74所述的超声探头，其中所述复合材料包括赋予更高热导率或机械强度的纤维、颗粒或纤维和颗粒两者。

76.根据权利要求60所述的超声探头，其中所述无机材料是至少部分非晶态的。

77.根据权利要求76所述的超声探头，其中所述无机材料包括金属或金属合金，并且其中所述金属或所述金属合金包括块体金属玻璃。

78.根据权利要求77所述的超声探头，其中所述块体金属玻璃包括钛、锆或其组合。

79.根据权利要求78所述的超声探头，其中所述块体金属玻璃包括ZrCuAlNiTi块体金属玻璃。

80.根据权利要求76所述的超声探头，其中所述无机材料包括陶瓷，并且其中所述陶瓷包括碳、碳氧化硅、锌掺杂硼硅酸盐、玻璃或其组合。

81.根据权利要求80所述的超声探头，其中所述陶瓷包括玻璃，并且其中所述玻璃包括氧化硅、钙碳氧化物、钠碳氧或其组合。

82.根据权利要求76所述的超声探头，其中所述无机材料包括半导体，并且其中所述半导体包括硅、氮化硅或其组合。

83.根据权利要求60所述的超声探头，其中所述无机材料包括金属、金属合金、陶瓷、复合材料或其任何组合，以及一种或多种掺杂剂。

84.根据权利要求51-83中任一项所述的超声探头，其中所述吸声材料具有与所述多孔泡沫的声阻抗不同的声阻抗。

85.根据权利要求84所述的超声探头，其中所述吸声材料的声阻抗小于所述多孔泡沫的声阻抗。

86.根据权利要求51-85中任一项所述的超声探头，其中所述吸声材料包括无机材料。

87.根据权利要求86所述的超声探头，其中所述吸声材料包括硅树脂。

88.根据权利要求87所述的超声探头，其中所述硅树脂包括含硅树脂橡胶。

89.根据权利要求88所述的超声探头，其中所述硅树脂包括聚二甲基硅氧烷、聚乙烯基甲基硅氧烷、聚氟甲基硅氧烷或其组合。

90.根据权利要求51-89中任一项所述的超声探头，其中所述吸声材料包括有机材料。

91.根据权利要求90所述的超声探头，其中所述吸声材料包括环氧树脂、聚氨酯、聚丁二烯橡胶或其组合。

92.根据权利要求90所述的超声探头，其中所述吸声材料包括聚乙烯、丙烯酸、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚砜、聚氯乙烯或其组合。

93.根据权利要求51-92中任一项所述的超声探头，其中所述吸声材料包括基底材料和无机填料。

94.根据权利要求93所述的超声探头，其中所述无机填料为颗粒、片状体、针状体或其组合的形式。

95.根据权利要求93所述的超声探头，其中所述无机填料具有与所述基底材料的声阻抗不同的声阻抗。

96.根据权利要求95所述的超声探头，其中所述无机填料的声阻抗大于所述基底材料的声阻抗。

97.根据权利要求93所述的超声探头，其中所述无机填料包括钨、碳化钨、氧化铝、氮化铝、氧化铪、氧化钡、钽、氧化钽、钼、氧化钼、铬、氧化铬、二氧化钛、铁、氧化铁、钴、氧化钴、镍、氧化镍、铜、氧化铜或其组合。

98.根据权利要求51-97中任一项所述的超声探头，其中所述吸声材料与所述多孔泡沫的体积比率为约1.5:1至约49:1。

99.根据权利要求51-98中任一项所述的超声探头，其中所述吸声体具有至少1W/mK的热导率。

100.根据权利要求51-99中任一项所述的超声探头，其中所述吸声体安装在所述PCB与所述ASIC之间。

101.根据权利要求51-100中任一项所述的超声探头，还包括耦合到所述PCB的PCB散热器，其中所述吸声体安装在所述PCB与所述PCB散热器之间。

102.根据权利要求100或101所述的超声探头，包括两个或更多个吸声体，其中所述两个或更多个吸声体中的至少一个安装在所述PCB与所述ASIC之间，并且其中所述两个或更多个吸声体中的至少一个安装在所述PCB与所述PCB散热器之间。

103.一种形成用于换能器的导热吸声体的方法，所述方法包括：

(a)接收具有多个孔的多孔泡沫；以及

(b)用吸声材料浸透所述多孔泡沫的所述多个孔的至少一部分。

104.根据权利要求103所述的方法，其中用吸声材料浸透所述多孔泡沫的所述孔包括：

(a)在真空下将所述吸声材料吸入所述多孔泡沫的所述多个孔中；

(b)在压力下将所述吸声材料压入所述多孔泡沫的所述多个孔中；或者

(c)在真空下将所述吸声材料吸入所述多孔泡沫的所述多个孔中并在压力下将所述吸声材料压入所述多孔泡沫的所述多个孔中。

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