CN117619708A - 超声波换能器的制备方法、超声波换能器 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种超声波换能器的制备方法、超声波换能器。该方法包括：制备溶解有预设聚合物和第一声阻抗单体的第一混合溶液；基于第一混合溶液，制备柔性背衬层薄膜；制备溶解有预设聚合物和第二声阻抗单体的第二混合溶液；基于第二混合溶液，制备柔性匹配层薄膜；制备有源层；分别将柔性背衬层薄膜、柔性匹配层薄膜贴附在有源层相背设置的两个侧面。由于背衬层和匹配层都是柔性的薄膜，因此能够贴合不同的曲面，适应各种形状的待成像部位，从而提高了超声波换能器与待成像部位的贴合程度，能够获取更高质量的超声图像。

Description

超声波换能器的制备方法、超声波换能器

技术领域

本申请涉及超声检测技术领域，特别是涉及一种超声波换能器的制备方法、超声波换能器。

背景技术

超声波换能器是通过将超声波信号发射到对象并用反射的超声波信号对对象的内部组织进行成像的装置。超声波换能器将超声波信号发送到待检查对象的待成像部位，并根据从具有不同声阻抗的对象的内部组织之间的边界反射的超声波信号，从而能够生成待成像部位的图像信息。

传统技术中，超声波换能器为固体的曲面结构，通过曲面贴合待成像部位，来实现超声成像。

然而，传统技术中的超声波换能器由于是固体结构，无法很好的适应各种不同的曲面，对于不太贴合的待成像部位，超声成像的质量较低。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够对于不同的待成像部位都能贴合的超声波换能器的制备方法、超声波换能器。

一种超声波换能器的制备方法，所述方法包括：制备溶解有预设聚合物和第一声阻抗单体的第一混合溶液；基于所述第一混合溶液，制备柔性背衬层薄膜；制备溶解有所述预设聚合物和第二声阻抗单体的第二混合溶液；基于所述第二混合溶液，制备柔性匹配层薄膜；制备有源层；分别将所述柔性背衬层薄膜、所述柔性匹配层薄膜贴附在所述有源层相背设置的两个侧面。

在其中一个实施例中，所述方法还包括：制备溶解有所述预设聚合物的第三混合溶液；基于所述第三混合溶液，制备第一封装层薄膜和第二封装层薄膜；在所述第一封装层薄膜上形成所述柔性背衬层薄膜；在所述第二封装层薄膜上形成所述柔性匹配层薄膜。

在其中一个实施例中，所述制备有源层包括：制备依次层叠设置的第一电极层、压电层、第二电极层；所述分别将所述柔性背衬层薄膜、所述柔性匹配层薄膜贴附在所述有源层相背设置的两个侧面，包括：将所述柔性背衬层薄膜贴附在所述第一电极层远离所述压电层的侧面；将所述柔性匹配层薄膜贴附在所述第二电极层远离所述压电层的侧面。

在其中一个实施例中，所述制备依次层叠设置的第一电极层、压电层、第二电极层包括：制备第一掩膜版、第二掩膜版、获取压电层；使用第一预设金属在所述第一掩膜版上镀膜，得到所述第一电极层；使用第二预设金属在所述第二掩膜版上镀膜，得到所述第二电极层；分别将所述第一电极层和所述第二电极层贴附在所述压电层相背设置的两个侧面。

在其中一个实施例中，所述制备第一掩膜版、第二掩膜版包括：获取第一柔性掩膜版，将所述第一柔性掩膜版刻蚀为第一预设蛇形图案，得到所述第一掩膜版；获取第二柔性掩膜版，将所述第二柔性掩膜版刻蚀为第二预设蛇形图案，得到所述第二掩膜版。

在其中一个实施例中，所述第一电极层为激励电极层，所述第二电极层为共地电极层。

在其中一个实施例中，所述第一声阻抗单体包括钨、氧化钨中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述第二声阻抗单体包括石英、铝、氧化铝中的至少一种。

一种超声波换能器，包括：有源层，用于产生超声波信号；背衬层，贴附在所述有源层的第一侧面，所述背衬层为基于溶解有预设聚合物和第一声阻抗单体的第一混合溶液制成的柔性背衬层薄膜；匹配层，贴附在所述有源层的第二侧面，所述匹配层为基于溶解有所述预设聚合物和第二声阻抗单体的第二混合溶液制成的柔性匹配层薄膜，其中，所述有源层的第一侧面和第二侧面相对。

在其中一个实施例中，所述有源层包括：第一电极层、第二电极层、压电层，所述第一电极层和所述第二电极层分别贴附在所述压电层相背设置的两个侧面，所述第一电极层远离所述压电层的侧面为所述有源层的第一侧面，所述第二电极层远离所述压电层的侧面为所述有源层的第二侧面。

在其中一个实施例中，所述压电层包括：柔性基板；多个超声振元，所述多个超声振元间隔粘接在所述柔性基板上，用于向所述柔性基板靠近所述匹配层的一侧发射所述超声波信号。

上述超声波换能器的制备方法、超声波换能器，首先制备溶解有预设聚合物和第一声阻抗单体的第一混合溶液，然后基于第一混合溶液制备柔性背衬层薄膜，然后制备溶解有预设聚合物和第二声阻抗单体的第二混合溶液，再基于第二混合溶液，制备柔性匹配层薄膜，由于柔性背衬层薄膜和柔性匹配层薄膜都是由混合溶液制备而成，因此都是具备一定的弹性的薄膜，从而能够更好的贴合待成像部位。再制备有源层，有源层为超声波换能器中能够发出超声波信号的膜层结构。再分别将柔性背衬层薄膜、柔性匹配层薄膜贴附在有源层相背设置的两个侧面即制备得到超声波换能器。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术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为一个实施例中超声波换能器的制备方法的流程图；

图2为另一个实施例中超声波换能器的制备方法的流程图；

图3为又一个实施例中超声波换能器的制备方法的流程图；

图4为一个实施例中有源层的制备方法的流程图；

图5为一个实施例中掩膜版的制备方法的流程图；

图6为一个实施例中第一掩膜版的示意图；

图7为一个实施例中第二掩膜版的示意图；

图8为一个实施例中超声波换能器的结构示意图；

图9为一个实施例中有源层的结构示意图；

图10为另一个实施例中超声波换能器的结构示意图；

图11为一个实施例中压电层的结构示意图；

图12为一个实施例中超声振元的阻抗相位曲线图；

图13为一个实施例中超声振元的回波信号图。

附图标记说明：10-第一电极，20-第二电极，30-第三电极，40-第四电极，50-第五电极，60-背衬层，70-有源层，80-匹配层，71-第一电极层，72-第二电极层，73-压电层，91-第一封装层，92-第二封装层，731-柔性基板，732-超声振元。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件时，它可以是直接连接到另一个元件，或者通过居中元件连接另一个元件。此外，以下实施例中的“连接”，如果被连接的对象之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。

在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。

在一个实施例中，如图1所示，提供了一种超声波换能器的制备方法，该方法包括：

步骤S100，制备溶解有预设聚合物和第一声阻抗单体的第一混合溶液。

具体地，将热熔性高弹性的聚合物单体粉末溶解于有机溶剂，同时加入第一声阻抗单体粉末，然后对溶液进行高温加热使得聚合物单体粉末和第一声阻抗单体粉末均溶解于有机溶剂中，得到第一混合溶液。

示例性地，预设聚合物可以为聚酰亚胺(Polyimide；简称PI)，聚对苯二甲酸乙二醇酯(Polyethyleneterephthalate；简称PET)，液晶高聚合物(LiquidCrystalPolymer；简称LCP)，或者橡胶等材质制成。只要是热熔性且具备高弹性的聚合物即可。

步骤S110，基于第一混合溶液，制备柔性背衬层薄膜。

具体地，将第一混合溶液涂覆在预设的长方形基板上，然后放置在匀胶机上，通过旋涂法成膜，在旋涂的过程中，转速和旋涂时间可以根据需要进行调整，例如调整转速为35000转每分钟，时间为45秒。通过调整旋涂的转速和时间，能够调整得到的薄膜的厚度及均匀程度。在得到薄膜后，再采用高温退火，然后将薄膜从基板上剥离，即可得到柔性背衬层薄膜。

示例性地，第一声阻抗单体包括钨、氧化钨中的至少一种。从而由于第一声阻抗单体的材料的特性，采用溶解有第一声阻抗单体的第一混合溶液制备的柔性背衬层薄膜，能够吸收超声波信号。从而能够作为超声波换能器的背衬层，能吸收超声波信号，避免超声波信号传播向不期望的方向。并且减少超声波信号在超声波换能器的内部进行多次反射而对超声成像造成的干扰。并且还能增大超声波换能器的阻尼，使发射脉冲更窄，超声波信号更加集中，从而提高分辨率。

步骤S120，制备溶解有预设聚合物和第二声阻抗单体的第二混合溶液。

具体地，将热熔性高弹性的聚合物单体粉末溶解于有机溶剂，同时加入第二声阻抗单体粉末，然后对溶液进行高温加热使得聚合物单体粉末和第二声阻抗单体粉末均溶解于有机溶剂中，得到第二混合溶液。

示例性地，预设聚合物可以为聚酰亚胺(Polyimide；简称PI)，聚对苯二甲酸乙二醇酯(Polyethyleneterephthalate；简称PET)，液晶高聚合物(LiquidCrystalPolymer；简称LCP)，或者橡胶等材质制成。只要是热熔性且具备高弹性的聚合物即可。

步骤S130，基于第二混合溶液，制备柔性匹配层薄膜。

具体地，将第二混合溶液涂覆在预设的长方形基板上，然后放置在匀胶机上，通过旋涂法成膜，在旋涂的过程中，转速和旋涂时间可以根据需要进行调整，例如调整转速为35000转每分钟，时间为45秒。通过调整旋涂的转速和时间，能够调整得到的薄膜的厚度及均匀程度。在得到薄膜后，再采用高温退火，然后将薄膜从基板上剥离，即可得到柔性匹配层薄膜。

示例性地，第二声阻抗单体包括石英、铝、氧化铝中的至少一种。从而由于第二声阻抗单体的材料的特性，采用溶解有第二声阻抗单体的第二混合溶液制备的柔性匹配层薄膜，能够传导超声波信号，从而能够将超声波信号传播出去。能够很好的调节不同膜层之间的声阻抗的差异，减少超声波信号在传播过程中的损失，提高超声波信号的质量，进而提高超声成像的质量。匹配层具体采用的材料需要根据实际需求来确定，由于超声波换能器的有源层与待成像对象之间的声阻抗的差异较大，因此，需要通过匹配层来进行协调，起到缓冲的作用，减少超声波信号在传播过程中由于有源层和待成像对象之间的声阻抗急剧变化而造成的图像失真的情况。

示例性地，长方形基板的长度为3-8cm，宽度为1-5cm。

步骤S140，制备有源层。

具体地，有源层包括多个超声振元组成的阵列，能够产生振动而发出超声波信号，并接收从待成像对象反射回来的超声波信号，并将反射回来的超声波信号以电信号的形式传输到外部，从而得到超声波图像。

步骤S150，分别将柔性背衬层薄膜、柔性匹配层薄膜贴附在有源层相背设置的两个侧面。

具体地，将柔性背衬层薄膜、柔性匹配层薄膜通过导电银胶分别贴附在有源层相背设置的两个侧面上。

示例性地，导电银胶可以为银系的环氧树脂或聚氨基甲酸酯。

在本实施例中，首先制备溶解有预设聚合物和第一声阻抗单体的第一混合溶液，然后基于第一混合溶液制备柔性背衬层薄膜，然后制备溶解有预设聚合物和第二声阻抗单体的第二混合溶液，再基于第二混合溶液，制备柔性匹配层薄膜，由于柔性背衬层薄膜和柔性匹配层薄膜都是由混合溶液制备而成，因此都是具备一定的弹性的薄膜，从而能够更好的贴合待成像部位。再制备有源层，有源层为超声波换能器中能够发出超声波信号的膜层结构。再分别将柔性背衬层薄膜、柔性匹配层薄膜贴附在有源层相背设置的两个侧面即制备得到超声波换能器。

在一个实施例中，如图2所示，超声波换能器的制备方法还包括：

步骤S200，制备溶解有预设聚合物的第三混合溶液。

具体地，将热熔性高弹性的聚合物单体粉末溶解于有机溶剂，然后对溶液进行高温加热使得聚合物单体粉末完全溶解于有机溶剂中，得到第三混合溶液。

步骤S220，基于第三混合溶液，制备第一封装层薄膜和第二封装层薄膜。

具体地，将第三混合溶液涂覆在预设的长方形基板上，然后放置在匀胶机上，通过旋涂法成膜，在旋涂的过程中，转速和旋涂时间可以根据需要进行调整，例如调整转速为35000转每分钟，时间为45秒。通过调整旋涂的转速和时间，能够调整得到的薄膜的厚度及均匀程度。在得到薄膜后，再采用高温退火，然后将薄膜从基板上剥离，即可得到第一封装层薄膜。重复上述步骤一次，即可得到第二封装层薄膜。

步骤S240，在第一封装层薄膜上形成柔性背衬层薄膜。

具体地，将第一混合溶液涂覆在第一封装层薄膜上，然后放置在匀胶机上，通过旋涂法成膜，在旋涂的过程中，转速和旋涂时间可以根据需要进行调整，例如调整转速为35000转每分钟，时间为45秒。通过调整旋涂的转速和时间，能够调整得到的薄膜的厚度及均匀程度。在得到薄膜后，再采用高温退火，即可在第一封装层薄膜上形成柔性背衬层薄膜。

步骤S260，在第二封装层薄膜上形成柔性匹配层薄膜。

具体地，将第二混合溶液涂覆在第二封装层薄膜上，然后放置在匀胶机上，通过旋涂法成膜，在旋涂的过程中，转速和旋涂时间可以根据需要进行调整，例如调整转速为35000转每分钟，时间为45秒。通过调整旋涂的转速和时间，能够调整得到的薄膜的厚度及均匀程度。在得到薄膜后，再采用高温退火，即可在第二封装层薄膜上形成柔性匹配层薄膜。

在本实施例中，采用溶解有预设聚合物的第三混合溶液制备了第一封装层薄膜和第二封装层薄膜，然后在第一封装层薄膜上形成柔性背衬层薄膜，在第二封装层薄膜上形成柔性匹配层薄膜，由于第一混合溶液、第二混合溶液、第三混合溶液中均溶解的是相同的预设聚合物，因此分子间的作用力使得第一封装层薄膜和柔性背衬层薄膜之间平整无间隙，从而使得第一封装层和柔性背衬层更加贴合，分子间的作用力也使得第二封装层薄膜和柔性匹配层薄膜之间平整无间隙，从而使得第二封装层和柔性匹配层更加贴合。并且，由于超声波换能器的封装层也是采用的柔性薄膜制成，从而具有弹性且柔软，能够更好的贴合不同的曲面，适应各种形状的待成像部位，进一步提高了超声波换能器与待成像部位的贴合程度，能够获取更高质量的超声图像。

在一个实施例中，如图3所示，步骤S140，制备有源层包括：

步骤S300，制备依次层叠设置的第一电极层、压电层、第二电极层。

具体地，有源层由依次层叠设置的第一电极层、压电层、第二电极层构成，其中第一电极层为激励电极层，用于与外部电源连接，第二电极层为共地电极层，用于接地。从而在第一电极层和第二电极层之间会构成回路，在第一电极层和第二电极层上加载驱动信号，能够驱动压电层中的多个超声振元进行振动，从而产生超声波信号。

步骤S150，分别将柔性背衬层薄膜、柔性匹配层薄膜贴附在有源层相背设置的两个侧面，包括：

步骤S320，将柔性背衬层薄膜贴附在第一电极层远离压电层的侧面。

具体地，将柔性背衬层薄膜通过导电银胶贴附在第一电极层远离压电层的侧面。

步骤S340，将柔性匹配层薄膜贴附在第二电极层远离压电层的侧面。

具体地，将柔性匹配层薄膜通过导电银胶贴附在第二电极层远离压电层的侧面。从而实现了将柔性背衬层薄膜和柔性匹配层薄膜贴附在有源层相背设置的两个侧面。

在本实施例中，有源层由依次层叠设置的第一电极层、压电层、第二电极层构成，在制备了依次层叠设置的第一电极层、压电层、第二电极层后，再将柔性背衬层薄膜贴附在第一电极层远离压电层的侧面，将柔性匹配层薄膜贴附在第二电极层远离压电层的侧面，即完成了超声波换能器的制备。

在一个实施例中，如图4所示，步骤S300，制备依次层叠设置的第一电极层、压电层、第二电极层。包括：

步骤S400，制备第一掩膜版、第二掩膜版、获取压电层。

具体地，压电层由压电聚合物组成。压电聚合物满足适当的声学性质，例如声阻介于2.5MRayl～5MRayl之间，材料例如PVDF(聚偏二氟乙烯)、PVDF-TrFe(聚偏二氟乙烯-三氟乙烯)、PTFE(聚四氟乙烯)、PVDC(聚二氯亚乙烯)、DIPAB(溴化二异丙胺)。PVDF共聚物的实例包含摩尔比60:40的PVDF-TrFe、70:30PVDF-TrFe、80:20PVDF-TrFe、90:10PVDF-TrFe。

优选地，压电层采用1-3型的复合压电陶瓷制成，1-3复合压电陶瓷是由一维连通的压电陶瓷相平行排列于三维连通的聚合物中形成的，通过加入聚合物，有效降低了陶瓷在强度脆性方面的弱点，并且减小了陶瓷的横向耦合，增大了复合材料纵向机电转换效率。它还具有较低的声阻抗，易于与水和皮肤等介质进行阻抗匹配。并且由于介电常数低，静电容较小，因此在换能器工作时需要输入的阻抗较高,从而具有较高的接收电压灵敏度。另外，由于聚合物衰减较大，品质因数的值较低，因此特别适合制作宽带窄脉冲换能器，通过1-3型的嵌合结构能够抑制压电层的横向振动，从而使得压电层的振动主要是产生超声波的纵向振动，使得产生的超声波信号更加明显。

步骤S410，使用第一预设金属在第一掩膜版上镀膜，得到第一电极层。

具体地，采用真空镀膜法进行镀膜，在真空条件下加热第一预设金属，使得第一预设金属蒸发并凝结于第一掩膜版上，完成镀膜。或者也可以采用磁控溅射法镀膜。

步骤S420，使用第二预设金属在第二掩膜版上镀膜，得到第二电极层。

具体地，采用真空镀膜法进行镀膜，在真空条件下加热第二预设金属，使得第二预设金属蒸发并凝结于第二掩膜版上，完成镀膜。或者也可以采用磁控溅射法镀膜。

示例性地，第一预设金属和第二预设金属可以为铜、金、银、铝、钨、钽、钴、镍、铟、铍、黄铜、铁、铂、钛、碳化钨、氧化钼、碳化铬、碳化钽、通过石墨化聚合物膜而获得的PGS石墨片、石墨、碳纳米管、氮化铝、氮化硼、碳化硅、氧化铍、氧化镁和氧化锌中的一种或多种的组合，或者其他具有导电性的材料制成。

步骤S430，分别将第一电极层和第二电极层贴附在压电层相背设置的两个侧面。

具体地，将第一电极层和第二电极层通过导电银胶贴附在压电层相背设置的两个侧面，完成有源层的制备。

在本实施例中，通过在第一掩膜版和第二掩膜版上镀上金属膜，得到第一电极层和第二电极层，然后将第一电极层和第二电极层分别贴附在压电层相背设置的两个侧面，得到有源层。

在一个实施例中，如图5所示，步骤S400，制备第一掩膜版、第二掩膜版、获取压电层。包括：

步骤S500，获取第一柔性掩膜版，将第一柔性掩膜版刻蚀为第一预设蛇形图案，得到第一掩膜版。

具体地，通过光刻腐蚀的方式，将第一柔性掩膜版刻蚀为第一预设蛇形图案，得到第一掩膜版。

示例性地，刻蚀有第一预设蛇形图案的第一掩膜版如图6所示，在第一掩膜版上包括第一电极10、第二电极20、第三电极30，第一电极10用于与外部的柔性电路板连接，用于将超声波信号以电信号的形式传输到外部，从而得到超声波图像。第二电极20用于与压电层粘附连接，用于向压电层施加激励信号并获取压电层的超声波信号，驱动压电层振动，第三电极30用于与第二掩膜版连接，用于与第二掩膜版连通构成回路。并且每两个电极之间连接的柔性掩膜版均为蛇形的弯曲回路，从而能够契合超声波换能器的其他柔性结构，便于在超声波换能器贴合待成像对象时进行拉伸，从而使得超声波换能器能够更好的贴合待成像对象。

步骤S520，获取第二柔性掩膜版，将第二柔性掩膜版刻蚀为第二预设蛇形图案，得到第二掩膜版。

具体地，通过光刻腐蚀的方式，将第二柔性掩膜版刻蚀为第二预设蛇形图案，得到第二掩膜版。

示例性地，刻蚀有第二预设蛇形图案的第二掩膜版如图7所示，第二掩膜版包括第四电极40和第五电极50，第四电极40用于贴附压电层，第五电极50用于与第三电极30连接。

在本实施例中，通过将第一掩膜版和第二掩膜版都刻蚀为对应的预设的蛇形图案从而能够契合超声波换能器的其他柔性结构，便于在超声波换能器贴合待成像对象时进行拉伸，从而使得超声波换能器能够更好的贴合待成像对象。

在一个实施例中，如图8所示，提供了一种超声波换能器，包括：有源层70、背衬层60、匹配层80。其中：

有源层70，用于产生超声波信号。

背衬层60，贴附在有源层70的第一侧面，背衬层60为基于溶解有预设聚合物和第一声阻抗单体的第一混合溶液制成的柔性背衬层60薄膜。

匹配层80，贴附在有源层70的第二侧面，匹配层80为基于溶解有预设聚合物和第二声阻抗单体的第二混合溶液制成的柔性匹配层80薄膜，其中，有源层70的第一侧面和第二侧面相对。

在本实施例中，背衬层60为基于溶解有预设聚合物和第一声阻抗单体的第一混合溶液制成的柔性背衬层60薄膜，匹配层80为基于溶解有预设聚合物和第二声阻抗单体的第二混合溶液制成的柔性匹配层80薄膜，由于柔性背衬层60薄膜和柔性匹配层80薄膜都是由混合溶液制备而成，因此都是具备一定的弹性的薄膜，从而能够更好的贴合待成像部位。有源层70为超声波换能器中能够发出超声波信号的膜层结构。再分别将柔性背衬层60薄膜、柔性匹配层80薄膜贴附在有源层70相背设置的两个侧面即制备得到超声波换能器。采用本申请的方法制备得到的超声波换能器，由于背衬层60和匹配层80都是柔性的薄膜，因此能够贴合不同的曲面，适应各种形状的待成像部位，从而提高了超声波换能器与待成像部位的贴合程度，能够获取更高质量的超声图像。

在一个实施例中，如图9所示，有源层70包括：第一电极层71、第二电极层72、压电层73，第一电极层71和第二电极层72分别贴附在压电层73相背设置的两个侧面，第一电极层71远离压电层73的侧面为有源层70的第一侧面，第二电极层72远离压电层73的侧面为有源层70的第二侧面。

在本实施例中，有源层70包括依次层叠设置的第一电极层71、压电层73、第二电极层72。

示例性地，如图10所示，超声波换能器还包括第一封装层91和第二封装层92，第一封装层91贴附设置在背衬层60的外侧，第二封装层92贴附设置在匹配层80的外侧。第一封装层91和第二封装层92共同构成超声波换能器的外部封装结构。通过设置第一封装层91和第二封装层92，能够保护超声波换能器的内部结构，同时使得超声波换能器的外观更加简洁。

在一个实施例中，如图11所示，压电层73包括：柔性基板731、多个超声振元732。具体地，柔性基板731上还内置有超声波换能器的驱动回路，能够驱动多个超声振元732振动。多个超声振元732间隔粘接在柔性基板731上，用于向柔性基板731靠近匹配层80的一侧发射超声波信号。

具体地，超声振元732通过导电银胶粘接在柔性基板731上。在将柔性基板731进行弯折时，此时，任意两相邻超声振元732的第一端之间的距离将减小，任意两相邻超声振元732的第二端之间的距离将增大，此时，多个超声振元732的第一端所构成的面为弧面，从而能够很好的贴合待成像对象。

在本实施例中，通过将压电层73设置为包括多个固定在柔性基板731上的超声振元732，从而使得压电层73能够任意的弯折，并很好的贴合待成像对象，从而能够高质量的收发超声波信号，得到高质量的超声图像。

示例性地，如图12所示，为超声振元的阻抗相位曲线图，从图中可看出曲线的中心频率在7.5MHz左右，从而可以提供良好的空间分辨率，并且阻抗值较低也表明功耗较小。

示例性地，如图13所示，为超声振元的测试回波信号图，从图中可看出回波信号的幅值都较高，从而具备良好的信噪比，能够满足超声波探测的需求。

应该理解的是，虽然图1-图5流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图1-图5中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、磁带、软盘、闪存或光存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)等。

在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”、“理想实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性描述不一定指的是相同的实施例或示例。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (11)

1.一种超声波换能器的制备方法，其特征在于，所述方法包括：

制备溶解有预设聚合物和第一声阻抗单体的第一混合溶液；

基于所述第一混合溶液，制备柔性背衬层薄膜；

制备溶解有所述预设聚合物和第二声阻抗单体的第二混合溶液；

基于所述第二混合溶液，制备柔性匹配层薄膜；

制备有源层；

分别将所述柔性背衬层薄膜、所述柔性匹配层薄膜贴附在所述有源层相背设置的两个侧面。

2.根据权利要求1所述的超声波换能器的制备方法，其特征在于，所述方法还包括：

制备溶解有所述预设聚合物的第三混合溶液；

基于所述第三混合溶液，制备第一封装层薄膜和第二封装层薄膜；

在所述第一封装层薄膜上形成所述柔性背衬层薄膜；

在所述第二封装层薄膜上形成所述柔性匹配层薄膜。

3.根据权利要求1所述的超声波换能器的制备方法，其特征在于，所述制备有源层包括：

制备依次层叠设置的第一电极层、压电层、第二电极层；

所述分别将所述柔性背衬层薄膜、所述柔性匹配层薄膜贴附在所述有源层相背设置的两个侧面，包括：

将所述柔性背衬层薄膜贴附在所述第一电极层远离所述压电层的侧面；

将所述柔性匹配层薄膜贴附在所述第二电极层远离所述压电层的侧面。

4.根据权利要求3所述的超声波换能器的制备方法，其特征在于，所述制备依次层叠设置的第一电极层、压电层、第二电极层包括：

制备第一掩膜版、第二掩膜版、获取压电层；

使用第一预设金属在所述第一掩膜版上镀膜，得到所述第一电极层；

使用第二预设金属在所述第二掩膜版上镀膜，得到所述第二电极层；

分别将所述第一电极层和所述第二电极层贴附在所述压电层相背设置的两个侧面。

5.根据权利要求4所述的超声波换能器的制备方法，其特征在于，所述制备第一掩膜版、第二掩膜版包括：

获取第一柔性掩膜版，将所述第一柔性掩膜版刻蚀为第一预设蛇形图案，得到所述第一掩膜版；

获取第二柔性掩膜版，将所述第二柔性掩膜版刻蚀为第二预设蛇形图案，得到所述第二掩膜版。

6.根据权利要求3所述的超声波换能器的制备方法，其特征在于，所述第一电极层为激励电极层，所述第二电极层为共地电极层。

7.根据权利要求1-6任一项所述的超声波换能器的制备方法，其特征在于，所述第一声阻抗单体包括钨、氧化钨中的至少一种。

8.根据权利要求1-6任一项所述的超声波换能器的制备方法，其特征在于，所述第二声阻抗单体包括石英、铝、氧化铝中的至少一种。

9.一种超声波换能器，其特征在于，包括：

有源层，用于产生超声波信号；

背衬层，贴附在所述有源层的第一侧面，所述背衬层为基于溶解有预设聚合物和第一声阻抗单体的第一混合溶液制成的柔性背衬层薄膜；

匹配层，贴附在所述有源层的第二侧面，所述匹配层为基于溶解有所述预设聚合物和第二声阻抗单体的第二混合溶液制成的柔性匹配层薄膜，其中，所述有源层的第一侧面和第二侧面相对。

10.根据权利要求9所述的超声波换能器，其特征在于，所述有源层包括：第一电极层、第二电极层、压电层，所述第一电极层和所述第二电极层分别贴附在所述压电层相背设置的两个侧面，所述第一电极层远离所述压电层的侧面为所述有源层的第一侧面，所述第二电极层远离所述压电层的侧面为所述有源层的第二侧面。

11.根据权利要求10所述的超声波换能器，其特征在于，所述压电层包括：

柔性基板；

多个超声振元，所述多个超声振元间隔粘接在所述柔性基板上，用于向所述柔性基板靠近所述匹配层的一侧发射所述超声波信号。