[发明专利]超声阵列换能器的制造

说明书

本申请描述了用于制造柔性超声换能器阵列或在制造柔性超声换能器阵列中使用的方法，以及得到的超声换能器阵列。该方法包括在箔衬底上提供压电材料层，并且采用增材技术将至少一个电极施加于压电材料的表面，使得电极以电极阵列布置。该方法还包括采用增材技术将多个导电线路和多个电连接器施加于压电材料的表面或施加于设在压电材料的表面上的电介质材料层，使得相应的导电线路将相应的电极电连接至相应的电连接器。增材技术包括掩模、沉积、光图形化、印刷或图形化涂覆中的至少一种。可选地，压电材料层包括已沉积在箔上的无机压电材料层。

【技术领域】

本申请涉及超声换能器及其制造，尤其是但并不限于超声换能器阵列。

【背景技术】

超声跨越的声频范围高于人类能够听到的范围，并且超声通常具有大于20kHz的频率。典型的运行范围从20kHz延伸至200MHz。运行的所需频率范围可以根据需要的应用而变化。例如，对于非破坏性测试而言，可以优选100kHz到20MHz范围之间的频率。对于医学成像而言，可以优选1MHz到100MHz范围之间的频率。在牙科成像中，可以优选频率范围在20MHz到200MHz之间的频率。然而，以上内容仅仅是示例性的，根据实际应用可以要求不同的运行超声频率。由于涉及高得多的频率，超声装置通常与一般用于可听应用的那些装置非常不同。

使用超声波的分析在一系列应用中显示出很大的前景，特别是在诸如医学成像的成像中，而且也在诸如非破坏性测试(Non-destructive Testing，NDT)的领域中，特别是在工业NDT中。使用超声技术的牙科成像是合适应用的一个示例，其中，超声成像可以用于确定牙齿的层的特性。然而，超声具有广泛的用途，并且超声的应用不限于这些示例。

超声换能器可操作为产生被传输到样本中的超声波，并且检测从样本的层之间的界面反射的超声波的反射。通过使用诸如飞行时间和其他分析的技术，可以对样本的各层进行成像，从而表征样本。

常规的超声换能器通常由大块陶瓷材料形成，这样可能是成本高、体积大并且难以制造，特别是在具有针对许多应用所期望的形状和特性时。此外，传统的超声换能器不容易使用自动化技术制造，并且通常需要高度的手动操作。因此，亟需改进的超声换能器及其制造方法。

【发明内容】

本发明的各个方面在独立权利要求中限定。从属权利要求中限定了一些优选特征。

根据本申请的第一方面，提供了一种用于制造超声换能器或在制造超声换能器中使用的方法，该方法包括：

提供压电材料层；

使用一个或多个增材技术以将至少一个电极施加于所述压电材料的表面，和/或以在例如所述压电材料的所述表面上或设于其上的电介质材料层上形成至少一个导电线路和或至少一个电连接器。

可以采用一个或多个增材技术来完全地印刷形成或以其他方式形成一个或多个电极、一个或多个导电线路以及一个或多个电连接器。在一些示例中，可以采用一个或多个增材技术在例如压电材料层上和/或设于其上的电介质材料层上一体地形成至少一个或多个电极、一个或多个导电线路和/或一个或多个电连接器。电介质材料层可以为中间层。这样，就可以不需要形成分离开的电极、导电线路和/或电连接器。上述布置有利于超声换能器的完全柔性(例如，弯曲性)以及针对全范围的应用的简单定制。本方法可以包括通过采用增材技术形成的导电线路连接至触点的电极。这样可以允许采用回流焊接方法将标准电连接附接至触点，而不用传统走线或手动走线附接至电缆或接口。这样可以简化生产工艺并且可以提供更加稳健、柔性的换能器。

压电材料层可以设置在衬底上。