一种超声换能器（１００）包括由各ＰＺＴ元件（１１５）组成的阵列（１１４），所述阵列安置在支撑块（１１０）的非凹进远侧表面上。每一个元件和支撑块之间是作为金属层的一部分形成的传导区域（１２５、１２６），所述金属层溅镀在所述远侧表面上。在纵向延伸的电路板（１０２）－－优选地，可以嵌入在所述块中的基本刚性的印刷电路板－－上的各迹线（１０４、１０５）将所述传导区域，并因此将ＰＺＴ元件与任何常规的外部超声成像系统相连接。因此，无需焊接形成每一个元件的大体上为“Ｔ”形或“倒Ｌ”形的电极。安置在所述支撑块的相应横向表面上的至少一个纵向延伸的金属构件（１２０、１２１）形成散热器和公共的电气接地。诸如箔的导热导电层（１２５）将热量从安置在元件上的至少一个匹配层传递至金属构件。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种在诊断成像中使用的超声换能器。
技术介绍
诊断超声成像的重要性已经得到广泛认识，且随着成像分辨率而提高，并且可用的用途和特征的范围已经得到稳步增加。诊断超声成像曾经是仅在具有最佳配备的医院中才能使用的昂贵奢侈品，而如今即使是在一些个人医生诊所中也已经是一种普通且常规提供的程序。可能更重要的是，现在有些超声成像系统是便携式的、且足够便宜，这使得即使是小诊所或是对这种诊断工具预算较少的发展中国家也能够拥有。超声图像的质量直接受到很多因素影响，尤其受到用于生成必要图案的超声信号并接收其回波的换能器的特性的影响。因此，换能器的几乎每个主要部件、其所采用的材料和制造方法总是在不断改进中。在过去大约30年中，仅仅是大量改进中的一些包括较好的活性材料、三匹配层、较好的切口填充、低衰减透镜材料、热处理和散热器以及挠性电线电路互接。典型地，使换能器中的压电元件形成为阵列，并且可选择性地电激活压电元件以产生预期的扫描图案。然后切换同一阵列来接收返回信号，该返回信号随后转换成电信号，并使用已知方法处理所述电信号。然而，各元件的独立且分开的控制要求以电线，或是在印刷电路板(PCB)或挠性(柔性电路)电路板上的迹线形式的分开的导电线。这一事实导致一些挑战和权衡，其涉及很多方面问题，例如串话、阻抗、物理稳定性、热量、完整性和方便焊接、制造成本和复杂性、以及方面使用等。例如，坚固的引线可以提供物理稳定性，但是它们也会使得换能器电缆体积庞大和不灵活，这对操作者在病人身体上进行操作来说会显得很笨重。然而，允许电缆轻便、柔软的精细的电线和迹线更容易断裂。作为另一个例子，虽然某些换能器结构可能被特别设计成例如在支持层中-->用某些材料制造，但是在结构和制造程序中可能很难在没有困难和增加成本的情况下适合于新材料。因此，在涉及超声成像的不同背景中已经提出了很多不同的换能器结构和布线(包括单层、双层和多层柔性电路)和互接排列。例如，下列美国专利描述了已提出的对在不同的诊断超声成像换能器背景中所涉及的许多问题中的一些的解决办法：US 5,559,388(Lorraine等人的“High density interconnect for an ultrasonicphased array and method for making”)；US 5,722,137(Lorraine等人的“Method for making a high densityinterconnect for an ultrasonic phased array”)；US 5,567,657(Wojnarowski等人的“Fabrication and structures oftwo-sided molded circuit modules with flexible interconnect layers”)；US 5,617,865(Palczewaka等人的“Multi-dimensional ultrasonic arrayinterconnect”)；US 5,920,972(Palczewaka等人的“Interconnection method for a multilayertransducer array”)；US 6,994,674(Sheljaskow等人的“Multi-dimensional transducer arraysand method of manufacture”)；US 5,703,400(Wojnarowski等人的“Fabrication and structures oftwo-sided molded circuit modules with flexible interconnect layers”)；US 5,923,115(Mohr，III等人的“Low mass in the acoustic path flexiblecircuit interconnect and method of manufacture thereof”)；US 6,541,896(Piel，Jr.等人的“Method for manufacturing combinedacoustic backing and interconnect module for ultrasonic array”)；US 6,580,034(Daane等人的“Flexible interconnect cable with ribbonizedends”)；US 6,651,318(Buck等人的“Method of manufacturing flexibleinterconnect cable”)；US 6,734,362(Buck等人的“Flexible high-impedance interconnect cablehaving unshielded wires”)；和-->US 7,229,292(Haider等人的“interconnect structure for transducerassembly”)。然而，不论是在大体上，还是在提供适于超过在有大预算的医院中的诊断单元的良好控制领域使用的换能器的具体背景中，总是有改进的余地。例如，用于该领域中、或是广泛用于发展中国家的换能器理想情况下应当相对地容易进行制造，并且部件成本应当相对低廉(以允许给定的预算得到更多的数量)；其性能应当尽可能的没有限制或降低；应当容易让换能器极其制造过程适合于利用任何新开发的材料，或者适合于诸如在匹配层的数量上的设计改变。换能器还应当具有物理稳定性，且与常规探头相比应当更耐热。本专利技术至少部分满足一个或几个上述需要。
技术实现思路
本专利技术涉及一种诊断超声换能器，其具有安置在支撑块上的、由诸如PZT元件的各电声元件组成的阵列。将至少一个匹配层安置在该阵列以及(对于大多数实现而言)透镜上。根据本专利技术一些实施例的一个方面，其上安置有阵列的支撑块表面是平坦且非凹进的。对于阵列中的每一个电声元件，例如通过溅镀，在支撑块的接触表面的相应部分上形成导电材料区域，且其与电声元件电接触。在某些实施例中，基本刚性的印刷电路板(PCB)被固定在支撑块上或者甚至被固定在支撑块内，并且在基本垂直于接触表面的纵向方向上延伸。对于每一个电声元件，在电路板上制作至少一条导电迹线，使其与相应的接触表面部分电接触，从而与电声元件电接触。这产生出通过迹线到达电声元件的无焊接的电信号路径。电路板可以是被嵌入在支撑块中，这使得在用于浇注支撑块的支撑预锻模中易于安置和可靠的定位，或者电路板可以被安置在支撑块的横向表面上。与迹线和在支撑块的接触表面上(例如)溅镀的导电层一道，这些实施例为每一个元件提供大体为“T”形或是“倒L”形的电极，而无需焊接就能提供良好的电气接触。至少一个金属构件优先位于支撑块的至少一个侧表面上，并且纵向延伸至少远至阵列。该构件可以做成在换能器的垂直侧面上物理分开的(但-->是优选电气连接的)板状或片状结构，或者做成在三个侧面上接触支撑块的单个框架状或盒子状构件的“臂”。该金属构件可形成换能器的公共电气接地接触。在需要防止阵列元件的电极电气短路的情况下，可以将电气绝缘元本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种超声成像换能器（１００），其特征在于： 由各电声元件（１１５）组成的阵列（１１４）； 具有平坦、非凹进远侧表面的支撑块（１１０），所述阵列安置在所述远侧表面上； 对于每一个电声元件，在所述支撑块（１１０）或所述电声元件（１１５），或两者的接触表面的相应部分上的导电材料区域（１２５、１２６），其与所述电声元件电接触； 基本刚性的印刷电路板（ＰＣＢ）（１０２），其被固定到所述支撑块上并在基本垂直于所述接触表面的纵向方向上延伸；以及 对于每一个电声元件，在所述ＰＣＢ（１０２）上的至少一条导电迹线（１０４、１０５）与相应的接触表面部分（１２５、１２６）进行无焊接的电气接触，从而与所述电声元件（１１５）进行无焊接的电气接触，使得通过所述迹线（１０４、１０５）形成通往所述电声元件（１１５）的无焊接的电信号路径。
【技术特征摘要】
US 2007-8-3 11/888,9411、一种超声成像换能器(100)，其特征在于：由各电声元件(115)组成的阵列(114)；具有平坦、非凹进远侧表面的支撑块(110)，所述阵列安置在所述远侧表面上；对于每一个电声元件，在所述支撑块(110)或所述电声元件(115)，或两者的接触表面的相应部分上的导电材料区域(125、126)，其与所述电声元件电接触；基本刚性的印刷电路板(PCB)(102)，其被固定到所述支撑块上并在基本垂直于所述接触表面的纵向方向上延伸；以及对于每一个电声元件，在所述PCB(102)上的至少一条导电迹线(104、105)与相应的接触表面部分(125、126)进行无焊接的电气接触，从而与所述电声元件(115)进行无焊接的电气接触，使得通过所述迹线(104、105)形成通往所述电声元件(115)的无焊接的电信号路径。2、根据权利要求1所述的换能器，其中，所述PCB(102)嵌入在所述支撑块(110)中。3、根据权利要求1所述的换能器，其中，所述PCB(102)安置在所述支撑块(110)的侧向表面上。4、根据权利要求1-3中任意一项所述的换能器，其特征还在于，至少一个金属构件(120、121)，其被定位于所述支撑块(110)的至少一个侧表面上，所述金属构件纵向延伸至少远至所述阵列，并且形成公共的电气接地接触。5、根据权利要求4所述的换能器，其特征还在于，电气绝缘元件(130、131)，其将所述金属构件与在所述支撑块的所述接触表面上的所述导电材料(125)分开。6、根据权利要求4所述的换能器，其特征还在于，至少一个声匹配层(140、142)，其被安置在所述电声元件的发射表面上。7、根据权利要求4所述的换能器，其中，每一个金属构件(120、121)的边缘区域与所述匹配层(140、142)的相应边缘部...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭小骢，
申请(专利权)人：迈瑞控股香港有限公司，
类型：发明
国别省市：HK[中国|香港]
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