CN2865867Y - 一种超声换能器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种换能器，其包含铝块、粘贴在铝块两侧的两片柔性电路板或PCB电路板、背衬、电极线、连接背衬的压电陶瓷片连接压电陶瓷片的声匹配层以及声透镜；电极线一端焊在压电陶瓷阵元的电极处，另一端焊在电路板的焊盘上；两片柔性电路板或PCB电路板带有接插件；背衬是一种有弹性的高分子材料混合物，通过浇铸形成，背衬浇铸后将电极线、铝块和两片柔性电路板或PCB电路板浇铸成一体；大大提高电极线引出和焊点的牢固性和可靠性，并可大大提高换能器的抗冲击性能，同时抗热胀冷缩的效果也十分明显。

Description

一种超声换能器

技术领域

本实用新型涉及一种超声换能器。

背景技术

超声换能器是一种能把电信号转换成超声波，并且又能把从人体或其它被检测对象中接收到的超声波反射信号转换成电信号的器件，它被广泛应用于医用超声诊断领域和超声无损捡测领域。通常超声换能器的结构如图1所示，包括压电陶瓷1′、声匹配层2′、背衬6′、声透镜11′和带接插件的电路板15′。

常用的阵列式超声换能器有线阵式和凸孤阵式，在阵列式超声换能器制造过程中如何把压电陶瓷的几十个乃至几百个阵元的电极与线路板连接是关键工艺之一，目前电极的引出都是基于被切割成阵列的压电陶瓷片粘接在预制的背衬上面，主要有三种方式：

第一种方式如图2所示，带有2层声匹配层2′的压电陶瓷1′粘接在背衬6′上，利用压电陶瓷的凸出部份，用焊锡把各阵元的信号电极5′分别与柔性电路板或PCB(Printed Circuit Board印刷电路板)电路板7′上相应焊盘10′相焊接，9′是焊点，再用一根长镀银铜线把压电陶瓷所有阵元的接地电极4′焊接成连通的地线3′。这种电极线的引出方式易受热胀冷缩的影响，焊点容易脱开，可靠性差，由于焊接点都在一侧边缘，换能器受外力也容易脱开，导致耐冲击性能较差，影响了超声换能器的使用寿命。

第二种方式如图3所示，带有2层声匹配层2′的压电陶瓷片1′粘接在预制的背衬6′上，利用铜箔或柔性电路板8′作为过渡，铜箔或柔性电路板8′上电极线的一端焊接在压电陶瓷片1′的阵元信号电极5′上，而另一端焊接在带有接插件的柔性电路板或PCB电路板7′的焊盘10′上，9′是焊点。这种方法在一定程度上克服了第一种方法的不足，但这种方法不适用于凸孤阵尤其是小曲率半径的微凸阵换能器的制造。

第三种方式如图4所示，压电陶瓷片1′的电极包覆二个厚度端面2′(如图5A和图5B中所示)，导线或柔性电路板7′的电极线直接焊在这二个端面2′的阵元上，9′是焊点。这种方法可以用于凸孤阵和微凸阵换能器的制造，但焊接困难，而且焊接强度可靠性差，位于边缘的焊点耐冲击性能也不好。

实用新型内容

本实用新型提供一种超声换能器，其结构适用于制造线阵、凸孤阵和微凸阵超声换能器，解决了背景技术中的不足，保证电极线的引出和焊点的牢固性和可靠性，并大大提高换能器的抗冲击性能。

为达到上述目的，本实用新型提供的一种超声换能器，其包含铝块、粘贴在铝块两侧的两片电路板、背衬、电极线、连接背衬的压电陶瓷片、连接压电陶瓷片的声匹配层以及声透镜；

所述的两片电路板带有接插件，该电路板是柔性电路板或PCB电路板；

所述的背衬是一种有弹性的高分子材料混合物，通过浇铸形成，在浇铸背衬后将电极线、铝块和两片柔性电路板或PCB电路板浇筑成一体；

所述的电极线一端焊在压电陶瓷阵元的电极处，另一端焊在电路板的焊盘上；其可采用任何金属导线制作。

本实用新型采用浇铸背衬的方式把电极线及带有铝散热块和接插件的电路板的相关部份浇铸成一个整体，整个背衬类似于建筑中的钢筋水泥结构，既可以起到吸收和衰减向背面辐射的超声波能量又能加强整个电极线引出结构，保证电极线引出和焊点的牢固性和可靠性，并可大大提高换能器的抗冲击性能，加上背衬是一种有弹性的高分子材料混合物，所以抗热胀冷缩的效果也十分明显。这种结构可用来制造线阵、凸孤阵和微凸阵超声换能器。

本实用新型所提供的一种超声换能器，可大大提高焊点的牢固性和可靠性，并可大大提高换能器的抗冲击性能，同时抗热胀冷缩的效果也十分明显。

附图说明：

图1为背景技术中的超声换能器结构示意图；

图2、图3、图4为背景技术中目前阵列式超声换能器电极的三种引出方式的结构示意图；

图5A、图5B是图4所示方法中压电陶瓷片的电极包覆其宽度方向的二个厚度端面的示意图；

图6是本实用新型所提供的一种超声换能器结构示意图。

具体实施方式：

以下根据图6说明本实用新型的一种较佳的实施方式；

如图6所示，为本实用新型提供的一种超声换能器的具体实施例，其包含铝块14、粘贴在铝块14两侧的两片柔性电路板7或PCB电路板7、背衬6、电极线16、连接背衬6的压电陶瓷片1以及连接压电陶瓷片1的声匹配层2以及声透镜11；

所述的两片柔性电路板7或PCB电路板7带有接插件；

所述的背衬6是一种有弹性的高分子材料混合物，通过浇铸形成，在浇铸背衬6后将电极线16、铝块14和两片柔性电路板7或PCB电路板7浇铸成一体；

所述的电极线16采用镀银或镀锡铜线制作，其一端焊在压电陶瓷1阵元的电极处，另一端焊在电路板7的焊盘上。

本实施例为一个曲率半径为R40mm凸阵，首先把带有声匹配层2的压电陶瓷片1切割成阵元，弯曲成凹面形，把两片柔性电路板或PCB电路板7分别粘接在铝散热板14的两面，电极线16的一端焊在电路板的焊盘上，按线位排列把电极线16的另一端焊接在压电陶瓷片1的阵元信号电极面的焊点12、13上。通过背衬材料的浇铸，把背衬材料6填满电极线16焊接的空间。待固化后形成一种类似钢筋水泥结构的背衬6。电极线16的焊接顺序也可以反过来进行，先把电极线16一端焊在压电陶瓷片1凹面的阵元电极面焊点上，然后把另一端焊在电路板7的焊盘上。

本实用新型所提供的一种超声换能器，可大大提高焊点的牢固性和可靠性，并可大大提高换能器的抗冲击性能，同时抗热胀冷缩的效果也十分明显。

Claims (5)

1.一种超声换能器，其特征在于，其包含铝块(14)、粘贴在铝块(14)两侧的电路板(7)、背衬(6)、电极线(16)、连接背衬(6)的压电陶瓷片(1)以及连接压电陶瓷片(1)凸面的声匹配层(2)以及声透镜(11)；

所述的背衬(6)将电极线(16)、铝块(14)和两片电路板(7)浇筑成一体；

所述的电极线(16)一端焊在压电陶瓷(1)阵元的电极处，另一端焊在电路板(7)的焊盘上。

2.如权利要求1所述的超声换能器，其特征在于，所述的电极线(16)可以采用任何金属导线制作。

3.如权利要求1所述的超声换能器，其特征在于，所述的两片电路板(7)带有接插件。

4.如权利要求3所述的超声换能器，其特征在于，所述的两片电路板(7)是柔性电路板或印刷电路板。

5.如权利要求1所述的超声换能器，其特征在于，所述的背衬(6)是一种有弹性的高分子材料混合物。

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