一种冷却层背衬换能器结构的制作方法

本技术涉及换能器，特别涉及一种冷却层背衬换能器结构。

背景技术：

1、超声成像系统在医学成像和诊断领域中已变得无处不在，在医用超声波诊断装置以及超声波图像检查装置中，主要使用具有超声波发送接收功能的阵列式超声波探头。

2、通常的超声波探头具有：背衬材料；被粘接在背衬材料上并在压电体的两面形成电极的压电晶体；以及被粘接在压电晶体前面的声匹配层。压电晶体以及声匹配层通过阵列加工被形成为多个通道。在声匹配层上形成了声透镜。与各通道相对应的压电晶体的电极经由控制信号基板(通常使用挠性印制电路板，fpc)，再经由电缆，与医用超声波诊断装置以及超声波图像检查装置的主机连接。主机发射电子脉冲信号，通过探头将电能转换为超声波振动的声能，向对象物内部发送超声波，并接收由来自对象物内部的反射波产生的反射信号(回波信号)，对对象物的内部进行图像化。在发射和接收期间交替释放和吸收的声学能量在探头内形成由于声学损失转换成热而产生的热量积聚。

3、在如上所述的超声波探头中，压电晶体是进行超声波的发送接收的能动部件。作为压电晶体的特性，要求大的介电常数和压电常数以及小的介质损失。作为压电晶体的材料，最常用的是锆钛酸铅(pzt)系压电陶瓷，以及具有铅复合钙钛矿结构的高性能的压电单结晶(pmn-pt)。

4、典型地，为从超声系统获得最佳性能，需要以最大许可的声学强度，来操作探头及其相关的换能器。这将能够通过增加声波穿透性来提高超声图像的质量，从而使给定系统和换能器的信噪比最大化，并确保成像性能不会受到发射全部允许声学强度的能力的限制。然而，以较高声学强度操作声学探头及其相关的换能器将不可避免地导致在换能器组件内过量热的生成。在超声探头上积聚的热量必须在规定限度内，探头在与患者和技术人员接触的点处的最大允许外部/表面温度存在实际和规定的限制，并且，超声探头的表面温度必须足够低以避免伤害患者和使操作者不舒服。

5、另外，如本领域技术人员将意识到的，制造换能器元件典型采用的材料主要基于它们的声学性能进行选择，且通常已知具有相对较低的固有导热性。已知的提高导热性的方式主要包括在背衬材料中填埋金属，或者相对高导热的陶瓷粉末(如氮化铝)，或者尽可能减少背衬厚度，并在背衬后方放置金属铝块。然而，在背衬中填埋金属将会增加加工上的难度，高导热的陶瓷粉末填入背衬中对散热提升非常有限，背衬厚度减薄并加铝块可能会引起吸收不够而使图像上出现反射干扰条纹。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种冷却层背衬换能器结构，以解决现有的换能器上散热器的散热效果有限以及具有相对较低固有导热性的问题。

2、为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种冷却层背衬换能器结构，包括从下至上依次连接的背衬、第一匹配层、第二匹配层以及透镜，所述背衬底面设有散热器并且所述背衬与所述散热器之间还设有高声阻抗金属材料层。

3、可选的，所述背衬上还设有若干个均匀排列的压电晶片。

4、可选的，所述高声阻抗金属材料层为钨、钼或碳化钨。

5、在本实用新型提供的一种冷却层背衬换能器结构中，包括从下至上依次连接的背衬、第一匹配层、第二匹配层以及透镜，所述背衬底面设有散热器并且所述背衬与所述散热器之间还设有高声阻抗金属材料层；使用所述冷却层背衬换能器结构，能够有效地将换能器产生的热量散发到所述散热器上，又能阻挡声波透射到所述散热器形成驻波，避免在图像上出现多条反射干扰亮纹。

技术特征：

1.一种冷却层背衬换能器结构，其特征在于，包括从下至上依次连接的背衬(1)、第一匹配层(2)、第二匹配层(3)以及透镜(4)，所述背衬(1)底面设有散热器(7)并且所述背衬(1)与所述散热器(7)之间还设有高声阻抗金属材料层(6)。

2.如权利要求1所述的冷却层背衬换能器结构，其特征在于，所述背衬(1)上还设有若干个均匀排列的压电晶片(5)。

3.如权利要求1所述的冷却层背衬换能器结构，其特征在于，所述高声阻抗金属材料层(6)为钨、钼或碳化钨。

技术总结
本技术公开一种冷却层背衬换能器结构，属于换能器技术领域，包括从下至上依次连接的背衬、第一匹配层、第二匹配层以及透镜，所述背衬底面设有散热器并且所述背衬与所述散热器之间还设有高声阻抗金属材料；使用所述冷却层背衬换能器结构，能够有效地将换能器产生的热量散发到所述散热器上，又能阻挡声波透射到所述散热器形成驻波，避免在图像上出现多条反射干扰亮纹。

技术研发人员：王敏岐,肖智昊,于花,彭斌
受保护的技术使用者：无锡迈普科技有限公司
技术研发日：20230817
技术公布日：2024/9/23