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一种高性能微型线阵换能器及制备方法

申请号 CN202311561818.6 申请日 2023-11-22 公开(公告)号 CN117257351B 公开(公告)日 2024-04-23
申请人 深圳欢影医疗科技有限公司; 发明人 石成;
摘要 本 发明 提出一种高性能微型线阵换能器,包括切割槽以及依次层叠的匹配层、压电层、 电路 板以及背衬层;切割槽依次贯穿匹配层、压电层以及 电路板 ,并延伸至背衬层预设深度;多个切割槽在背衬层上间隔设置,用于将换能器分割成多个独立且间隔设置的阵元;电路板具有延伸部分,延伸部分延伸至背衬层远离匹配层的一侧,并且多次折弯以形成多个层叠的折弯段,每一折弯段均具有一连接端,多个连接端相互独立。本发明通过多个阵元之间相互独立且间隔设置,以降低某一阵元振动对其他阵元的影响,从而有效的降低阵元间的串声干扰。进一步地,通过电路板延伸部分的结构设计使其能连接更多的电器元件,具有适用范围广、拆装方便、便于检修的优点。
权利要求

1.一种高性能微型线阵换能器,其特征在于,包括匹配层、压电层、电路板、背衬层以及多个切割槽;
所述匹配层、所述压电层、所述电路板、所述背衬层依次层叠;
所述切割槽依次贯穿所述匹配层、所述压电层以及所述电路板,并延伸至所述背衬层预设深度;多个所述切割槽在所述背衬层上间隔设置,用于将所述换能器分割成多个独立且间隔设置的阵元;
所述电路板具有延伸部分,所述延伸部分延伸至所述背衬层远离所述匹配层的一侧,并且多次折弯以形成多个层叠的折弯段,每一所述折弯段均具有一连接端,多个所述连接端相互独立,用于连接不同的电器元件;
所述折弯段延伸预设长度以形成所述连接端,不同所述折弯段对应有延伸不同预设长度的所述连接端;所述电路板上设有多个引线,每一所述折弯段对应至少一个所述引线,且所述引线沿所述折弯段延伸至所述连接端;
所述压电层上具有多个间隔设置的第二切口,通过所述第二切口将所述压电层分割成多个第二部分;
所述压电层包括聚合物相以及多个压电相,多个所述压电相设置在所述聚合物相上,且在所述聚合物上呈阵列排布;
每一列中的多个所述压电相在所述压电层沿第一方向排列;
所述第二切口在所述压电层沿第二方向延伸,用于将所述聚合物相和/或所述压电相切割开。
2.根据权利要求1所述的高性能微型线阵换能器,其特征在于,所述电路板包括柔性电路板,
所述匹配层上具有多个间隔设置的第一切口,通过所述第一切口将所述匹配层分割成多个第一部分;
所述柔性电路板上具有多个间隔设置的第三切口,通过所述第三切口将所述柔性电路板分割成多个第三部分;
多个所述第一切口、多个所述第二切口以及多个所述第三切口一一对应且相连接,以形成多个所述切割槽;
多个所述第一部分、多个所述第二部分以及多个所述第三部分一一对应且相层叠,以形成多个所述阵元。
3.根据权利要求1所述的高性能微型线阵换能器,其特征在于,所述第一方向与所述第二方向呈预设度,所述预设角度位于1‑90°之间,所述第二切口用于切割所述聚合物相和所述压电相。
4.根据权利要求1所述的高性能微型线阵换能器,其特征在于,所述第一方向与所述第二方向相同,所述第二切口用于切割所述聚合物相。
5.根据权利要求1所述的高性能微型线阵换能器,其特征在于,所述压电相的形状包括三角形、四边形、五边形、六边形和八边形中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的高性能微型线阵换能器,其特征在于,所述背衬层的内部填充有第一填料;或,所述背衬层具有基板,所述基板内填充有第二填料。
7.根据权利要求6所述的高性能微型线阵换能器,其特征在于,所述第一填料包括金属丝,所述基板包括金属泡沫板。
8.一种高性能微型线阵换能器的制备方法,其特征在于,用于制备权利要求1‑7任一项所述的高性能微型线阵换能器,
该方法包括:
将压电层与电路板电路连接;
将匹配层设置于所述压电层远离所述电路板的一侧,并将背衬层设置于所述电路板远离所述压电层的一侧;
沿所述匹配层至所述背衬层的层叠方向上,切割所述匹配层至所述电路板以形成一次切割;
沿所述背衬层的长度方向上,重复切割多次,以将所述匹配层以及对应的所述压电层、所述电路板切开,形成多个独立的阵元;
将所述电路板延伸至所述背衬层远离所述匹配层的一侧,并且多次折弯形成多个折弯段,以通过多个折弯段形成多个独立的连接端。

说明书全文

一种高性能微型线阵换能器及制备方法

技术领域

[0001] 本发明属于换能器技术领域,具体涉及一种高性能微型线阵换能器及制备方法。

背景技术

[0002] 介入导管射频消融术是治疗阵发性房颤的主要手术方式。目前最佳手术方式是心腔内超声(ICE)成像导管指导下射频消融术,在术中使用超声精准的构建心腔结构及导航指导精准消融。ICE换能器位于ICE导管的尖端,用于发射声波和接收回波。
[0003] 但是现有的换能器中存在以下缺陷:其一、现有的环形阵列换能器需要将换能器阵元环绕排列在导管尖端,导管尺寸很小的情况下,加工难度大;并且超声向四周放射发射,难以形成聚焦,在其他参数相同的情况下,所获得超声图像分辨率较差。其二、现有的线阵换能器存在着串声大、适用范围小以及拆装不便的问题。

发明内容

[0004] 为了克服上述现有技术的缺陷,本发明提出了一种高性能微型线阵换能器及制备方法,通过多个阵元之间相互独立且间隔设置,以降低某一阵元振动对其他阵元的影响,从而有效的降低阵元间的串声干扰。进一步地,通过电路板延伸部分的结构设计使其能连接更多的电器元件,具有适用范围广、拆装方便、便于检修的优点。
[0005] 具体通过以下技术方案实现:
[0006] 一种高性能微型线阵换能器,包括匹配层、压电层、电路板、背衬层以及多个切割槽;
[0007] 所述匹配层、所述压电层、所述电路板、所述背衬层依次层叠;
[0008] 所述切割槽依次贯穿所述匹配层、所述压电层以及所述电路板,并延伸至所述背衬层预设深度;多个所述切割槽在所述背衬层上间隔设置,用于将所述换能器分割成多个独立且间隔设置的阵元;
[0009] 所述电路板具有延伸部分,所述延伸部分延伸至所述背衬层远离所述匹配层的一侧,并且多次折弯以形成多个层叠的折弯段,每一所述折弯段均具有一连接端,多个所述连接端相互独立,用于连接不同的电器元件。
[0010] 在一个具体实施例中,所述折弯段延伸预设长度以形成所述连接端,不同所述折弯段对应有延伸不同预设长度的所述连接端;所述电路板上设有多个引线,每一所述折弯段对应至少一个所述引线,且所述引线沿所述折弯段延伸至所述连接端。
[0011] 在一个具体实施例中,所述电路板包括柔性电路板,
[0012] 所述匹配层上具有多个间隔设置的第一切口,通过所述第一切口将所述匹配层分割成多个第一部分;
[0013] 所述压电层上具有多个间隔设置的第二切口,通过所述第二切口将所述压电层分割成多个第二部分;
[0014] 所述柔性电路板上具有多个间隔设置的第三切口,通过所述第三切口将所述柔性电路板分割成多个第三部分;
[0015] 多个所述第一切口、多个所述第二切口以及多个所述第三切口一一对应且相连接,以形成多个所述切割槽;
[0016] 多个所述第一部分、多个所述第二部分以及多个所述第三部分一一对应且相层叠,以形成多个所述阵元。
[0017] 在一个具体实施例中,所述压电层包括聚合物相以及多个压电相,多个所述压电相设置在所述聚合物相上,且在所述聚合物上呈阵列排布;
[0018] 每一列中的多个所述压电相在所述压电层沿第一方向排列;
[0019] 所述第二切口在所述压电层沿第二方向延伸,用于将所述聚合物相和/或所述压电相切割开。
[0020] 在一个具体实施例中,所述第一方向与所述第二方向呈预设度,所述预设角度位于1‑90°之间,所述第二切口用于切割所述聚合物相和所述压电相。
[0021] 在一个具体实施例中,所述第一方向与所述第二方向相同,所述第二切口用于切割所述聚合物相。
[0022] 在一个具体实施例中,所述压电相的形状包括三角形、四边形、五边形、六边形和八边形中的一种或多种。
[0023] 在一个具体实施例中,所述背衬层的内部填充有第一填料;或,所述背衬层具有基板,所述基板内填充有第二填料。
[0024] 在一个具体实施例中,所述第一填料包括金属丝,所述基板包括金属泡沫板。
[0025] 一种高性能微型线阵换能器的制备方法,用于制备所述的高性能微型线阵换能器,
[0026] 该方法包括:
[0027] 将压电层与电路板电路连接;
[0028] 将匹配层设置于所述压电层远离所述电路板的一侧,并将背衬层设置于所述电路板远离所述压电层的一侧;
[0029] 沿所述匹配层至所述背衬层的层叠方向上,切割所述匹配层至所述电路板以形成一次切割;
[0030] 沿所述背衬层的长度方向上,重复切割多次,以将所述匹配层以及对应的所述压电层、所述电路板切开,形成多个独立的阵元;
[0031] 将所述电路板延伸至所述背衬层远离所述匹配层的一侧,并且多次折弯形成多个折弯段,以通过多个折弯段形成多个独立的连接端。
[0032] 本发明至少具有以下有益效果:
[0033] 本发明提出一种高性能微型线阵换能器,包括匹配层、压电层、电路板、背衬层以及多个切割槽;匹配层、压电层、电路板、背衬层依次层叠;切割槽依次贯穿匹配层、压电层以及电路板,并延伸至背衬层预设深度;多个切割槽在背衬层上间隔设置,用于将换能器分割成多个独立且间隔设置的阵元;电路板具有延伸部分,延伸部分延伸至背衬层远离匹配层的一侧,并且多次折弯以形成多个层叠的折弯段,每一折弯段均具有一连接端,多个连接端相互独立,用于连接不同的电器元件。本发明通过切割槽贯穿匹配层、压电层、电路板,以将换能器分割成多个阵元,多个阵元之间相互独立且间隔设置,以降低某一阵元振动对其他阵元的影响,从而有效的降低阵元间的串声干扰。进一步地,通过电路板的结构设计使延伸部分能够连接更多的电器元件以实现更多的功能切换,提高了产品的适用范围;同时,本申请的电器元件是连接于电路板的延伸部分,而非是连接于压电层和匹配层之间的电路板上,因此在拆装电器元件上也更加方便,进而在后续检修上也更加方便;并且,每一折弯段的连接端相互独立、互不干涉,有效避免了器件干扰,使设备更加安全可靠。
[0034] 进一步地,折弯段延伸预设长度以形成连接端,不同折弯段对应延伸不同预设长度的连接端;电路板上设有多个引线,每一折弯段对应至少一个引线,且引线沿折弯段延伸至连接端,通过不同预设长度的连接端使换能器引线的布局结构更加合理,从而使引线更好地连接电器元件,简化了加工的难度。
[0035] 进一步地,压电层包括聚合物相以及多个压电相,多个压电相设置在聚合物相上,且在聚合物上呈阵列排布。本发明通过聚合物相以及多个压电相所组成的压电层采用1‑3新型压电复合材料,其压电相采用压电陶瓷、压电单晶等,聚合物相采用环树脂,具有提高换能器的带宽的优点。并且每一列中的多个压电相在压电层沿第一方向排列,每一切割槽在压电层沿第二方向延伸,用于将所述聚合物相和/或所述压电相切割开。其中,通过压电相的排列方向以及切割槽的切割方向设置可以选择将聚合物相切割开或者将聚合物相和压电相切割开,以使每一个阵元的压电相大小一致,且排布良好,进而提高超声图像分辨率。附图说明
[0036] 为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例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。
[0037] 图1为本发明实施例1的高性能微型线阵换能器的立体图;
[0038] 图2为本发明实施例1的高性能微型线阵换能器的第一放大图;
[0039] 图3为本发明实施例1的高性能微型线阵换能器的第二放大图;
[0040] 图4为本发明实施例1的高性能微型线阵换能器的压电层示意图;
[0041] 图5为本发明实施例1的高性能微型线阵换能器的示意图;
[0042] 图6为本发明实施例1的高性能微型线阵换能器的第三放大图1;
[0043] 图7为本发明实施例1的高性能微型线阵换能器的第三放大图2;
[0044] 图8为本发明实施例2的制备方法示意图。
[0045] 附图标记:
[0046] 1‑匹配层;2‑压电层;3‑电路板;4‑背衬层;5‑切割槽;6‑阵元;
[0047] 11‑第一切口;12‑第一部分;
[0048] 21‑第二切口;22‑第二部分;23‑聚合物相;24‑压电相;
[0049] 31‑第三切口;32‑第三部分;33‑延伸部分;
[0050] 331‑折弯段;3311‑连接端。

具体实施方式

[0051] 在下文中,将更全面地描述本发明的各种实施例。本发明可具有各种实施例,并且可在其中做出调整和改变。然而,应理解:不存在将本发明的各种实施例限于在此公开的特定实施例的意图,而是应将本发明理解为涵盖落入本发明的各种实施例的精神和范围内的所有调整、等同物和/或可选方案。
[0052] 在下文中,可在本发明的各种实施例中使用的术语“包括”或“可包括”指示所公开的功能、操作或元件的存在,并且不限制一个或更多个功能、操作或元件的增加。此外,如在本发明的各种实施例中所使用,术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合,并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。
[0053] 实施例1
[0054] 如图1‑3所示,本发明提出一种高性能微型线阵换能器,包括匹配层1、压电层2、电路板3、背衬层4以及多个切割槽5;匹配层1、压电层2、电路板3、背衬层4依次层叠;切割槽5依次贯穿匹配层1、压电层2以及电路板3,并延伸至背衬层4预设深度;多个切割槽5在背衬层4上间隔设置,用于将换能器分割成多个独立且间隔设置的阵元6;电路板3具有延伸部分33,延伸部分33延伸至背衬层4远离匹配层1的一侧,并且多次折弯以形成多个层叠的折弯段331,每一折弯段331均具有一连接端3311,多个连接端3311相互独立,用于连接不同的电器元件。本发明通过切割槽5贯穿匹配层1、压电层2、电路板3,以将换能器分割成多个阵元
6,多个阵元6之间相互独立且间隔设置,以降低某一阵元6振动对其他阵元6的影响,从而有效的降低阵元6间的串声干扰,解决了现有技术中串声大的问题。进一步地,本发明还在电路板3进行特别的设计,通过电路板3的延伸部分33多次折叠形成折弯段331,且每一折弯段
331具有连接端3311,每一连接端3311相互独立,使连接端3311能过够连接不同的电器元件以实现功能切换,提高了产品的适用范围,从而满足不同场景需求;同时,本申请的电器元件是连接于电路板的延伸部分,而非是连接于压电层和匹配层之间的电路板上,因此在拆装电器元件上也更加方便,进而在后续检修上也更加方便。其次,由于本申请的连接端3311相互独立互不干扰,进而避免了各个电器元件之间的信号干扰,使结构更加安全可靠。
[0055] 其中,预设深度为背衬层4靠近电路板3的表面到切割槽5最底部的深度,其预设深度不超出背衬层4的厚度,在本实施例中,预设深度小于电路板3的厚度。
[0056] 如图2、3所示,折弯段331延伸预设长度以形成连接端3311,不同折弯段331对应延伸不同预设长度;电路板3上设有多个引线,每一折弯段331对应至少一个引线,且引线沿折弯段331延伸至连接端3311。本发明相互独立且延伸不同长度的多个连接端3311在结构设计上也更加合理,通过该结构设计提供足够的空间,从而便于连接端3311上的引线连接其他电器元件,避免所有的电器元件都集中在一起,减少了制备加工的难度。其次,本发明的换能器运用于ICE导管,其ICE导管体积很小,所以换能器也需要制作得很小;由于换能器体积很小,所以连接端3311上的引线也会很贴近,因此,就需要相互独立且延伸不同长度的多个连接端3311去划分开多个引线,以避免引线相互干扰。
[0057] 进一步,每一折弯段331均具有第一侧和第二侧,第一侧和第二侧相对,每一折弯段331对应至少一个引线,且每一折弯段331上的引线均位于第一侧;或,每一折弯段331上的引线均位于第二侧。通过将引线都设置在折弯段331的同一侧进一步避免了引线见的干扰,减少了串声,提高了设备的可靠性。
[0058] 具体地,如图5、6、7所示,电路板3包括柔性电路板3,匹配层1上具有多个间隔设置的第一切口11,通过第一切口11将匹配层1分割成多个第一部分12;压电层2上具有多个间隔设置的第二切口21,通过第二切口21将压电层2分割成多个第二部分22;柔性电路板3上具有多个间隔设置的第三切口31,通过第三切口31将柔性电路板3分割成多个第三部分32;多个第一切口11、多个第二切口21以及多个第三切口31一一对应且相连接,以形成多个切割槽5;多个第一部分12、多个第二部分22以及多个第三部分32一一对应且相层叠,以形成多个阵元6。本发明将电路板3设置为柔性电路板3,使电路板3具有一定的柔性,以便于切割槽5贯穿;并且通过切割槽5将层叠的匹配层1、压电层2、柔性电路板3划分成多个阵元6,多个阵元6相互独立,以降低某一阵元6振动影响了其他阵元6,解决现有技术中串声大的问题。
[0059] 本发明的换能器运用于ICE导管,现有的ICE导管细长,因此换能器阵元6之间的引线很近,串声很高。而本发明的换能器结构将阵元6的匹配层1、压电层2和电路板3通过切割槽5全部分隔开,以形成多个单独的阵元6,防止多个阵元6之间的共振,从而解决现有技术中串声大的问题。并且,本发明优化的换能器结构简单,在导管尺寸很小的情况下,也能够进行加工生产。
[0060] 其中,匹配层1用于匹配待测物与压电层2之间的声阻抗;是指在超声波发射和接收的过程中,用于提高超声波在不同介质中传播的能量效率的一层材料层。可以使超声波在不同介质之间的传播更加有效,增强超声波的穿透深度和分辨率,提高超声检测的灵敏度和准确性。
[0061] 匹配层1包括一层或多层(大于一层)匹配层1。当设置一层匹配层1时,成本较低,但是增强超声波的穿透深度和分辨率,提高超声检测的灵敏度和准确性的效果没有多层匹配层1而言来得显著。
[0062] 因此在节约成本的同时,还考虑到较好的实现超声波的穿透深度和分辨率,提高超声检测的灵敏度和准确性的效果,优先在压电层2上设置两层匹配层1。
[0063] 如图4所示,压电层2包括聚合物相23以及多个压电相24,多个压电相24设置在聚合物相23上,且在聚合物上呈阵列排布。本发明通过聚合物相23以及多个压电相24所组成的压电层2采用1‑3新型压电复合材料,其压电相24采用压电陶瓷、压电单晶等,聚合物相23采用环氧树脂,具有提高换能器的带宽的优点。并且每一列中的多个压电相24在压电层2沿第一方向a1排列,第二切口21在压电层2沿第一方向a2延伸,用于将聚合物相23和/或压电相24切割开。其中,通过压电相24的排列方向以及切割槽5的切割方向设置可以选择将聚合物相23切割开或者将聚合物相23和压电相24切割开,以使每一个阵元6的压电相24大小一致,且排布良好,进而提高超声图像分辨率。
[0064] 在一个实施例中,第一方向a1与第一方向a2相同,第二切口21用于切割聚合物相23。此时,切割槽5完全落在聚合物相23上实现压电层2的正切,以使同一个压电相24完整地落在同一阵元6上,进一步提高压电相24在阵元6上排布的合理性,从而提高换能器的成像的质量
[0065] 在另一个实施例中,第一方向a1与第一方向a2呈预设角度β,预设角度β位于1°‑90°之间,第二切口21用于切割聚合物相23和压电相24。此时,第二切口21一部分落在聚合物相23上,一部分落在压电相24上,以实现压电层2的斜切。优选的,如图4所示,预设角度β位于45°,此时,部分压电相24被切割开。由于压电相24在聚合物相23上呈阵列排布(在该实施例中为矩形阵列排布),因此切割过后,每一阵列所占的压电相24都相同,因此本发明的压电相24排布合理,使每一阵元6具有相等的压电相24,从而使每一阵元6在电能与声能的转化上一致,从而提高换能器的成像的质量。
[0066] 其中,本发明将第一方向a1设置为换能器的宽度方向(压电层2的宽度方向),通过以压电层2的宽度方向为基准,设置每一列压电相24的排列方向(第一方向a1)以及切割槽5的长度方向(第一方向a2),从而在匹配层1遮挡压电相24前提下,还能够使压电相24的排列方向和切割槽5的长度方向之间呈预设角度β,以实现压电层2的正切或者斜切,无论是正切还是斜切,本发明的换能器均能够使每一个阵元6的压电相24大小一致,且排布良好,进而提高超声图像分辨率。
[0067] 其中,如图4所示,压电相24的形状包括三角形、四边形、五边形、六边形和八边形中的一种或多种。
[0068] 如图4所示,至少一部分压电相24在阵元6上的投影完全位于阵元6内。
[0069] 具体地,由于切割槽5的长度方向与每一列压电相24的排列方向之间的夹角为0‑90度,当切割槽5的长度方向与每一列压电相24的排列方向相同时,每一阵元6内的压电相
24均为完整的。
[0070] 当切割槽5的长度方向与每一列压电相24的排列方向的夹角大于0度时,会存在部分压电相24被切开,则至少一部分压电相24在阵元6上的投影完全位于阵元6内。
[0071] 其中,如图4所示,切割槽5的宽度小于阵元6的宽度。
[0072] 如图1、2所示,背衬层4用于支撑压电层2,并对压电层2向后传播的信号进行衰减。
[0073] 背衬层4的内部填充有第一填料;或,背衬层4具有基板,基板内填充有第二填料。通过第一填料或者基板以及第二填料使其背衬层4具有在高温下仍保持刚性,在ICE导管使用Pebax材料进行高温融管的时候,能够让放在导管里面的换能器不变形
[0074] 进一步地,第一填料包括金属丝,基板包括金属泡沫板。具体地,金属丝可以采用等金属丝。
[0075] 实施例2
[0076] 如图8所示,一种高性能微型线阵换能器的制备方法,用于制备上述的高性能微型线阵换能器,
[0077] 该方法包括:
[0078] S1:将压电层与电路板电路连接;
[0079] S2:将匹配层设置于压电层远离电路板的一侧,并将背衬层设置于电路板远离压电层的一侧;
[0080] S3:沿匹配层至背衬层的层叠方向上,切割匹配层至电路板以形成一次切割;
[0081] S4:沿背衬层的长度方向上,重复切割多次,以将匹配层以及对应的压电层、电路板切开,形成多个独立的阵元;
[0082] S5:将电路板延伸至背衬层远离匹配层的一侧,并且多次折弯形成多个折弯段,以通过多个折弯段形成多个独立的连接端。
[0083] 本发明提供的制备方法先将压电层2、电路板3、匹配层1以及背衬层4层叠并连接在一起,再将匹配层1、压电层2以及电路板3进行切割,方法简单、操作方便,从而解决了高性能微型线阵换能器制作工艺复杂、难度大的问题。同时,通过将电路板3延伸至背衬层4远离匹配层1的一侧,并且多次折弯形成多个折弯段,以通过多个折弯段形成多个独立的连接端,使连接端能过够连接不同的电器元件以实现功能切换,从而满足不同场景需求。其次,由于连接端相互独立互不干扰,进而避免了各个电器元件之间的信号干扰,使结构更加安全可靠。
[0084] 综上所述,如图1‑8所示,本发明提供的高性能微型线阵换能器的制作方法通过先将压电层2、电路板3、匹配层1以及背衬层4层叠并连接在一起,再将匹配层1、压电层2以及电路板3进行切割,以将匹配层1、压电层2以及电路板3切割成多份,每一份匹配层1、压电层2以及电路板3组成一个阵元6,从而形成多个独立的阵元6,该方法简单、操作方便,从而解决了高性能微型线阵换能器制作工艺复杂、难度大的问题。
[0085] 进一步地,通过该方法制作的高性能微型线阵换能器,设置有多个阵元6,阵元6与阵元6之间具有预设的距离,从而减少了串声,进一步提高阵列超声换能器的性能。
[0086] 进一步地,本发明的电路板3具有延伸部分33,延伸部分33延伸至背衬层4远离匹配层1的一侧,并且多次折弯以形成多个层叠的折弯段331,每一折弯段331均具有一连接端3311,多个连接端3311相互独立,用于连接不同的电器元件;通过电路板3的结构设计以及相互独立的连接端3311使电路板3能够连接不同的电器元件以实现功能切换,从而满足不同场景需求。其次,由于连接端3311相互独立互不干扰,进而避免了各个电器元件之间的信号干扰,使结构更加安全可靠。
[0087] 进一步地,高性能微型线阵换能器的压电层2采用1‑3复合压电材料,其压电相24采用压电陶瓷、压电单晶等,聚合物相23采用环氧树脂,具有提高换能器的带宽的优点。
[0088] 进一步地,本发明每一列中的多个压电相24在压电层2沿第一方向a1排列,压电层2上的第二切口21在压电层2沿第一方向a2延伸,用于将聚合物相23和/或压电相24切割开。
其中,通过压电相24的排列方向以及切割槽5的切割方向设置可以选择将聚合物相23切割开或者将聚合物相23和压电相24切割开,以使每一个阵元6的压电相24大小一致,且排布良好,进而提高超声图像分辨率。具体地,第一方向a1与第一方向a2相同,第二切口21用于切割聚合物相23。此时,切割槽5完全落在聚合物相23上实现压电层2的正切,以使同一个压电相24完整地落在同一阵元6上,进一步提高压电相24在阵元6上排布的合理性,从而提高换能器的成像的质量。具体地,第一方向a1与第一方向a2呈预设角度β,预设角度β位于1°‑90°之间,第二切口21用于切割聚合物相23和压电相24。此时,第二切口21一部分落在聚合物相
23上,一部分落在压电相24上,以实现压电层2的斜切。优选的,预设角度β位于45°,此时,部分压电相24被切割开。由于压电相24在聚合物相23上呈阵列排布(在该实施例中为矩形阵列排布),因此切割过后,每一阵元所占的压电相24都相同,因此本发明的压电相24排布合理,使每一阵元6具有相等的压电相24,从而使每一阵元6在电能与声能的转化上一致,从而提高换能器的成像的质量。
[0089] 进一步地,通过在背衬层4填充第一填料或者设置基板以及第二填料使其背衬层4具有在高温下仍保持刚性,在ICE导管使用Pebax材料进行高温融管的时候,能够让放在导管里面的换能器不变形。本发明涉及的高性能微型线阵换能器,其中包含有优化的换能器结构、新型压电复合材料以及高温下仍具有刚性的背衬层,具有便于加工,提高超声图像分辨率、提高换能器的带宽、减低串声以及稳定性强的优点,更适合应用于ICE导管。
[0090] 在本发明的各种实施例中,表述“或”或“A或/和B中的至少一个”包括同时列出的文字的任何组合或所有组合。例如,表述“A或B”或“A或/和B中的至少一个”可包括A、可包括B或可包括A和B二者。
[0091] 在本发明的各种实施例中使用的表述(诸如“第一”、“第二”等)可修饰在各种实施例中的各种组成元件,不过可不限制相应组成元件。例如,以上表述并不限制所述元件的顺序和/或重要性。以上表述仅用于将一个元件与其它元件区别开的目的。例如,第一用户装置和第二用户装置指示不同用户装置,尽管二者都是用户装置。例如,在不脱离本发明的各种实施例的范围的情况下,第一元件可被称为第二元件,同样地,第二元件也可被称为第一元件。
[0092] 应注意到:在本发明中,除非另有明确的规定和定义,“安装”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接、也可以是可拆卸连接、或者一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接连接,也是可以通过中间媒介间接相连;可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0093] 在本发明中,本领域的普通技术人员需要理解的是,文中指示方位或者位置关系的术语为基于附图所示的方位或者位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
[0094] 在本发明的各种实施例中使用的术语仅用于描述特定实施例的目的并且并非意在限制本发明的各种实施例。如在此所使用,单数形式意在也包括复数形式,除非上下文清楚地另有指示。除非另有限定,否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义,除非在本发明的各种实施例中被清楚地限定。