超声探头正负极引出结构及其制备方法与流程

本发明涉及超声探头，具体涉及超声探头正负极引出结构及其制备方法。

背景技术：

1、随着应用领域的不断拓展和技术水平的不断提高，超声诊断设备已成为主流医学影像设备，尤其是以超声图像技术为中心的系统已成为普遍使用的医学检查手段。

2、超声诊断仪主要由探头、主机、电源、显示器、壳体及外设组成。超声探头是超声诊断仪的核心部件之一，线阵探头是超声诊断仪的重要部件，现有的线阵探头包括声透镜、匹配层、负极、压电元件、正极、柔性电路板和背衬。其工作原理是通过探头内部晶片，在通电状态下产生压电效应，将主机产生的电信号转变为高频振荡的超声信号，又能将从组织脏器反射回来的超声信号转变为电信号。

3、传统超声探头往往使用铜箔与铝箔等金属箔片作为负极引出件，覆盖在晶片上起到接地作用，但金属箔片本身容易拉伸变形和撕裂破坏造成部分阵元接地失效，降低工艺可靠性，影响探头使用性能。相关技术中有使用金属镀层作为金属负极引出件，但因其镀层较薄，如何对压电晶片进行设计将金属镀层引出成为亟需解决的问题，因柔性电路板(fpc)具有一定的柔性且轻薄，被广泛应用于电子设备中的电路组装，传统的超声探头将fpc作为线路引出件，但fpc在弯折和受压过程中极易变形；fpc制作成本高制作复杂；fpc表面易积累静电电荷易出现静电击穿；fpc易短路、易出故障；fpc表面光滑，不易粘接，对粘合剂性能有较高的工艺要求；fpc表面光滑为配合后续粘接，往往会对表面进行喷砂或打磨处理或涂覆表面处理化学试剂，极大增加工艺的复杂性和工艺成本等。找到合适的线路引出件成为亟需解决的问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种超声探头正负极引出结构及其制备方法，以解决至少一个上述技术问题。

2、第一方面，本发明提供了一种超声探头正负极引出结构包括压电晶片和背衬。压电晶片包括负极导电层、正极导电层和第一断开区，第一断开区设于负极导电层和正极导电层之间，将负极导电层和正极导电层绝缘断开；正极导电层包括多个阵元；背衬连接于压电晶片，背衬包括负极引出区、正极引出区和第二断开区，负极引出区和正极引出区均包括导电涂层，第二断开区设于负极引出区和正极引出区之间，将负极引出区和正极引出区绝缘断开；正极引出区包括多个微阵元引出线，多个微阵元引出线分别与多个阵元一一对应导电连接。

3、有益效果：采用导电涂层替代fpc作为引出件，能够有效解决fpc在弯折和受压过程中极易变形；fpc制作成本高制作复杂；fpc表面易积累静电电荷易出现静电击穿；fpc易短路、易出故障；fpc表面光滑，不易粘接，对粘合剂性能有较高的工艺要求；fpc表面光滑为配合后续粘接，往往会对表面进行喷砂或打磨处理或涂覆表面处理化学试剂，极大增加工艺的复杂性和工艺成本等问题。

4、在一个可选的实施方式中，相邻的阵元之间通过切割凹槽间隔设置，沿垂直于导电涂层的方向，切割凹槽贯穿正极导电层，沿平行于导电涂层的方向，切割凹槽越过第一断开区但不贯穿负极导电层，多个阵元的负极端连为一体构成公共负极区；相邻的微阵元引出线之间通过切割凹槽间隔设置，沿垂直于导电涂层的方向，切割凹槽贯穿正极引出区，沿平行于导电涂层的方向，切割凹槽越过第二断开区但不贯穿负极引出区；背衬和压电晶片堆叠，负极引出区与公共负极区导电连接。

5、在一个可选的实施方式中，负极导电层包括与正极导电层相对设置的第一负极导电面以及设于第一负极导电面和正极导电层之间的第二负极导电面，第一断开区和第二负极导电面平行，第一断开区和第二负极导电面的垂直距离为2mm至3mm。

6、在一个可选的实施方式中，第二断开区与第二负极导电面的垂直距离为4mm至5mm。

7、在一个可选的实施方式中，第一断开区的宽度为0.03mm至0.08mm；和/或，第一断开区的深度为0.03mm至0.08mm。

8、在一个可选的实施方式中，第一断开区为通过切割形成的凹槽，第一断开区的深度占压电晶片的厚度的比值在1/3至1/2的范围内。

9、在一个可选的实施方式中，第二断开区的宽度为0.1mm至0.5mm；和/或，第二断开区的深度为0.08mm至0.12mm。

10、在一个可选的实施方式中，导电涂层的厚度为0.3mm至0.8mm。

11、第二方面，本发明还提供了一种超声探头正负极引出结构的制备方法，包括以下步骤：

12、步骤s100，在第二断开区所在的表面，对负极引出区和正极引出区涂覆导电涂料，待固化后形成导电涂层；

13、步骤s200，将压电晶片和背衬连接，正极引出区在正极导电层上，正极引出区和正极导电层导电连接；

14、步骤s300，切割压电晶片和背衬，沿垂直于导电涂层的方向，切割的深度贯穿压电晶片和背衬，沿平行于导电涂层的方向，切割的深度为跨越第一断开区但不贯穿负极导电层；压电晶片被切割为多个并列的阵元；正极引出区被切割为多个并列排布的微阵元引出线，微阵元引出线与所述阵元一一对应。

15、有益效果：本发明提供的制备方法用于制备上述技术方案中的超声探头正负极引出结构，采用导电涂层替代fpc作为引出件，能够有效解决fpc在弯折和受压过程中极易变形；fpc制作成本高制作复杂；fpc表面易积累静电电荷易出现静电击穿；fpc易短路、易出故障；fpc表面光滑，不易粘接，对粘合剂性能有较高的工艺要求；fpc表面光滑为配合后续粘接，往往会对表面进行喷砂或打磨处理或涂覆表面处理化学试剂，极大增加工艺的复杂性和工艺成本等问题。

16、在一个可选的实施方式中，在步骤s100中，在涂覆导电涂料前，在背衬的上表面设置覆盖件，覆盖件为长条状，覆盖件将背衬的上表面分隔为两个区域，在覆盖件以外的区域涂覆导电涂料，导电涂料固化后的导电涂层被覆盖件分隔为正极引出区和负极引出区，取下覆盖件，正极引出区和负极引出区之间形成第二断开区；在步骤s300中，切割背衬时，切割终止于第二断开区。

技术特征：

1.一种超声探头正负极引出结构，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的超声探头正负极引出结构，其特征在于，相邻的所述阵元(5)之间通过切割凹槽(10)间隔设置；沿垂直于所述导电涂层的方向，所述切割凹槽(10)贯穿所述正极导电层(2)；沿平行于所述导电涂层的方向，所述切割凹槽(10)越过所述第一断开区(3)但不贯穿负极导电层(1)，多个所述阵元(5)的负极端连为一体构成公共负极区(6)；

3.根据权利要求1或2所述的超声探头正负极引出结构，其特征在于，所述负极导电层(1)包括与所述正极导电层(2)相对设置的第一负极导电面(11)以及设于所述第一负极导电面(11)和所述正极导电层(2)之间的第二负极导电面(12)，所述第一断开区(3)和所述第二负极导电面(12)平行，所述第一断开区(3)和所述第二负极导电面(12)的垂直距离为2mm至3mm。

4.根据权利要求3所述的超声探头正负极引出结构，其特征在于，所述第二断开区(7)与所述第二负极导电面(12)的垂直距离为4mm至5mm。

5.根据权利要求1或2所述的超声探头正负极引出结构，其特征在于，所述第一断开区(3)的宽度为0.03mm至0.08mm；和/或，所述第一断开区(3)的深度为0.03mm至0.08mm。

6.根据权利要求1或2所述的超声探头正负极引出结构，其特征在于，所述第一断开区(3)为通过切割形成的凹槽，第一断开区(3)的深度占所述压电晶片(100)的厚度的比值在1/3至1/2的范围内。

7.根据权利要求1或2所述的超声探头正负极引出结构，其特征在于，所述第二断开区(7)的宽度为0.1mm至0.5mm；和/或，所述第二断开区(7)的深度为0.08mm至0.12mm。

8.根据权利要求1或2所述的超声探头正负极引出结构，其特征在于，所述导电涂层的厚度为0.3mm至0.8mm。

9.一种超声探头正负极引出结构的制备方法，其特征在于，用于制备权利要求1至8中任一项所述的超声探头正负极引出结构，包括以下步骤：

10.根据权利要求9所述的超声探头正负极引出结构的制备方法，其特征在于，在步骤s100中，在涂覆导电涂料前，在所述背衬(200)的上表面设置覆盖件，所述覆盖件为长条状，所述覆盖件将所述背衬(200)的上表面分隔为两个区域，在所述覆盖件以外的区域涂覆导电涂料，所述导电涂料固化后的导电涂层被所述覆盖件分隔为所述正极引出区(9)和所述负极引出区(8)，取下所述覆盖件，所述正极引出区(9)和所述负极引出区(8)之间形成所述第二断开区(7)；在所述步骤s300中，切割所述背衬(200)时，切割终止于所述第二断开区(7)。

技术总结本发明涉及超声探头技术领域，公开了超声探头正负极引出结构及其制备方法，超声探头正负极引出结构的制备方法包括以下步骤：在负极引出区和正极引出区的表面涂覆导电涂料，并固化形成导电涂层；将压电晶片和背衬连接，正极引出区在正极导电层上，正极引出区和正极导电层导电连接；沿垂直于导电涂层的方向切割压电晶片和背衬，切割的深度为跨越第一断开区但不贯穿负极导电层；压电晶片被切割为多个并列的阵元；正极引出区被切割为多个并列排布的微阵元引出线，微阵元引出线与阵元一一对应。本发明采用导电涂层替代FPC作为引出件，能够解决FPC极易变形、制作成本高、制作复杂、易出现静电击穿、易短路、易出故障等问题。技术研发人员：胡美林,李然受保护的技术使用者：深圳市科曼医疗设备有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/29