二維陣列換能器的制造方法及二維陣列換能器與流程

本發明涉及二維陣列換能器技術領域，尤其涉及一種二維陣列換能器的制造方法及二維陣列換能器。

背景技術：

當前，超聲診斷裝置在醫療領域有著廣泛的應用，通過將超聲波發射至對象體內并根據接收的回聲進行體內檢查，通過測量了解生理或組織結構形態發現人體疾病。而目前三維超聲成像是超聲醫學發展的重要方向之一。在三維超聲成像中，三維圖像采集一般需要通過二維陣列換能器來實現。

目前，二維陣列換能器根據陣元的排列方式可以分為矩形陣列和圓環陣列，臨床上常用二維矩形陣列。而目前制作二維陣列換能器面臨諸多困難，特別是對陣元切割技術和陣元之間的電子連接技術要求非常高。近年來，隨著陣元切割技術從機械切割、激光切割過渡到微型制模階段，電子連接技術從手工焊接、彎曲多層電路到超大規模專用集成電路與激光打孔結合，已經能夠方便地制作包含幾千個陣元的二維陣列，但是距離上萬陣元的陣列制作仍有較大距離。可見，如何高效快捷的制造二維陣列換能器成為了當前亟待解決的問題。

技術實現要素：

本發明的實施例提供一種二維陣列換能器的制造方法及二維陣列換能器，以解決如何高效快捷的制造二維陣列換能器的問題。

為達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種二維陣列換能器的制造方法，包括：

通過3D打印技術打印第一匹配層和第二匹配層；

將所述第一匹配層粘接到壓電晶片的地電極面上，并將第二匹配層粘接到第一匹配層，使得壓電晶片、第一匹配層和第二匹配層形成一第一整體部件；

將所述第一整體部件從側面切割成縱橫正交的二維陣列；

將所述縱橫正交的二維陣列在成型模具上成型為平面；

根據成型為平面的縱橫正交的二維陣列，生成公共電極引線和信號傳輸通路，形成第二整體部件；

通過3D打印技術，采用一背襯灌注模具將所述第二整體部件外部打印成背襯；

通過3D打印技術，采用一聲透鏡灌注模具，在背襯固化成型后的部件外側打印聲透鏡。

具體的，將所述第一整體部件從側面切割成縱橫正交的二維陣列，包括：

將所述第一整體部件從側面切割成具有橫向切割槽和縱向切割槽的二維陣列，使得所述二維陣列形成多個陣元；

所述橫向切割槽從所述壓電晶片切透至所述第二匹配層；所述縱向切割槽從所述壓電晶片切割，且未切透所述壓電晶片。

具體的，所述二維陣列的陣元數目為625個，陣元面積為1.3cm×1.3cm，陣元之間的間隙為0.1mm。

具體的，根據成型為平面的縱橫正交的二維陣列，生成公共電極引線和信號傳輸通路，形成第二整體部件，包括：

將成型為平面的縱橫正交的二維陣列的地電極連接導線焊接在一起，形成公共電極引線；

用FPC板逐層將所述壓電晶片的信號電極引線與PCB板的信號引線焊接點焊接在一起，形成信號傳輸通路。

一種二維陣列換能器，包括：壓電晶片、采用3D打印獲得的第一匹配層和第二匹配層；所述第一匹配層粘接在壓電晶片的地電極面上，所述第二匹配層粘接在第一匹配層；所述壓電晶片、第一匹配層和第二匹配層形成一第一整體部件；

所述第一整體部件上分布有縱橫正交的二維陣列；

所述縱橫正交的二維陣列上連接有公共電極引線和信號傳輸通路；連接有公共電極引線和信號傳輸通路的縱橫正交的二維陣列構成一第二整體部件；

所述第二整體部件外部通過3D打印技術打印有背襯；

在所述背襯外側通過3D打印技術打印有聲透鏡。

具體的，所述縱橫正交的二維陣列上具有多個橫向切割槽和縱向切割槽，使得所述二維陣列上形成有多個陣元；所述橫向切割槽從所述壓電晶片切透至所述第二匹配層；所述縱向切割槽從所述壓電晶片切割，且未切透所述壓電晶片；在所述二維陣列的邊緣位置設置有電極隔離槽。

此外，所述二維陣列的陣元數目為625個，陣元面積為1.3cm×1.3cm，陣元之間的間隙為0.1mm。

此外，所述縱橫正交的二維陣列的地電極連接有地電極連接導線，各地電極連接導線焊接在一起，形成公共電極引線；

所述壓電晶片的信號電極連接有信號電極引線，所述信號電極引線通過FPC板逐層與PCB板的信號引線焊接點焊接在一起，形成信號傳輸通路。

本發明實施例提供的一種二維陣列換能器的制造方法及二維陣列換能器，由于第一匹配層、第二匹配層、背襯及聲透鏡均采用3D打印技術成型，使得整個二維陣列換能器制造簡單且快捷，可以解決當前二維陣列換能器面臨的陣元切割技術和陣元之間的電子連接技術問題。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明實施例提供一種二維陣列換能器的制造方法的流程示意圖；

圖2為本發明實施例提供一種二維陣列換能器的結構示意圖一；

圖3為本發明實施例提供一種二維陣列換能器的結構示意圖二；

圖4為本發明實施例中的二維陣列及切割槽示意圖。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

如圖1所示，本發明實施例提供一種二維陣列換能器的制造方法，包括：

步驟101、通過3D打印技術打印第一匹配層和第二匹配層。

步驟102、將所述第一匹配層粘接到壓電晶片的地電極面上，并將第二匹配層粘接到第一匹配層，使得壓電晶片、第一匹配層和第二匹配層形成一第一整體部件。

步驟103、將所述第一整體部件從側面切割成縱橫正交的二維陣列。

此處，該步驟103可以采用如下方式：將所述第一整體部件從側面切割成具有橫向切割槽和縱向切割槽的二維陣列，使得所述二維陣列形成多個陣元；所述橫向切割槽從所述壓電晶片切透至所述第二匹配層；所述縱向切割槽從所述壓電晶片切割，且未切透所述壓電晶片。

此處，所述二維陣列的陣元數目可以為25×25＝625個，陣元面積為1.3cm×1.3cm，陣元之間的間隙為0.1mm。

步驟104、將所述縱橫正交的二維陣列在成型模具上成型為平面。

步驟105、根據成型為平面的縱橫正交的二維陣列，生成公共電極引線和信號傳輸通路，形成第二整體部件。

此處，該步驟105可以通過如下方式實現：將成型為平面的縱橫正交的二維陣列的地電極連接導線焊接在一起，形成公共電極引線；用FPC板(柔性電路板，Flexible Printed Circuit)逐層將所述壓電晶片的信號電極引線與PCB板(印制電路板，Printed Circuit Board)的信號引線焊接點焊接在一起，形成信號傳輸通路。

步驟106、通過3D打印技術，采用一背襯灌注模具將所述第二整體部件外部打印成背襯。

步驟107、通過3D打印技術，采用一聲透鏡灌注模具，在背襯固化成型后的部件外側打印聲透鏡。

本發明實施例提供的一種二維陣列換能器的制造方法，由于第一匹配層、第二匹配層、背襯及聲透鏡均采用3D打印技術成型，使得整個二維陣列換能器制造簡單且快捷，可以解決當前二維陣列換能器面臨的陣元切割技術和陣元之間的電子連接技術問題。

對應于上述的方法實施例，如圖2和圖3所示，本發明實施例提供一種二維陣列換能器20，包括：壓電晶片201、采用3D打印獲得的第一匹配層202和第二匹配層203；所述第一匹配層202粘接在壓電晶片201的地電極面上，所述第二匹配層203粘接在第一匹配層202；所述壓電晶片201、第一匹配層202和第二匹配層203形成一第一整體部件。

所述第一整體部件上分布有縱橫正交的二維陣列204。

所述縱橫正交的二維陣列204上連接有公共電極引線205和信號傳輸通路206。連接有公共電極引線和信號傳輸通路的縱橫正交的二維陣列構成一第二整體部件。

所述第二整體部件外部通過3D打印技術打印有背襯207。

在所述背襯207外側通過3D打印技術打印有聲透鏡208。

具體的，如圖4所示，所述縱橫正交的二維陣列204上具有多個橫向切割槽209和縱向切割槽210，使得所述二維陣列204上形成有多個陣元211；所述橫向切割槽209從所述壓電晶片201切透至所述第二匹配層203；所述縱向切割槽210從所述壓電晶片201切割，且未切透所述壓電晶片201；在所述二維陣列204的邊緣位置設置有電極隔離槽212。

此處，所述二維陣列的陣元數目可以為25×25＝625個，陣元面積可以為1.3cm×1.3cm，陣元之間的間隙可以為0.1mm。

此外，如圖2所示，所述縱橫正交的二維陣列204的地電極連接有地電極連接導線213，各地電極連接導線213焊接在一起，形成公共電極引線205。

此外，如圖2和圖3所示，所述壓電晶片201的信號電極連接有信號電極引線214，所述信號電極引線214通過FPC板215逐層與PCB板216的信號引線焊接點217焊接在一起，形成信號傳輸通路206。

本發明實施例提供的一種二維陣列換能器的制造方法及二維陣列換能器，由于第一匹配層、第二匹配層、背襯及聲透鏡均采用3D打印技術成型，使得整個二維陣列換能器制造簡單且快捷，可以解決當前二維陣列換能器面臨的陣元切割技術和陣元之間的電子連接技術問題。

本發明中應用了具體實施例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發明的方法及其核心思想；同時，對于本領域的一般技術人員，依據本發明的思想，在具體實施方式及應用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內容不應理解為對本發明的限制。