[发明专利]一种超声换能器阵列

说明书

本发明提供了一种超声换能器阵列，包括：第一填充物(1)、阵元(2)、互连线(3)以及金属凸点(4)；第一填充物(1)填充阵元(2)的间隙，还构成超声换能器阵列的至少两个边缘面；金属凸点(4)与第一填充物(1)正对设置，且互连线(3)连接金属凸点(4)与相邻阵元(2)。通过本发明提供的通过互联线(3)可以将金属凸点(4)从阵元(2)的下方转移到第一填充物(1)的下方，进而可以降低金属凸点(4)对超声换能器阵列声学性能的影响，进而在实现高密度超声换能器阵列封装的同时提高该超声换能器阵列的声学性能。

技术领域

本发明涉及无损超声检测和医疗设备领域，具体涉及一种超声换能器阵列。

背景技术

超声效应具有高效、无损的优点，使其能够成为应用于无损检测、医疗诊断以及表面处理领域的检测手段。具体来讲，利用超声波对金属构件内部缺陷进行检查，通过超声波，可以在不破坏结构的情况下对构件内部的损坏情况进行评估，做到真正的无损检测；医用超声波则可以穿透肌肉及软组织，通过高频超声波测量了解生理或组织结构的数据和形态，发现疾病，是一种无痛、高效的诊断方法。

在超声检测和超声诊断中，图像的分辨率和超声波的频率成正比，频率越高，图像分辨率越高；而超声换能器的尺寸与超声波的频率成反比，超声波的频率越高，超声换能器的尺寸越小。例如工作频率为10MHz的超声换能器阵列，其阵元间排列周期为至少为150μm，若超声换能器阵列为相控阵，则阵元间排列周期最好小于等于75μm；工作频率为20MHz的超声换能器阵列，其阵元间排列周期为至少为75μm，若超声换能器阵列为相控阵，则阵元间排列周期最好小于等于37.5μm。随着对频率的增加，超声换能器阵列的密度越来越大，制作和封装难度越来越高，因此高密度超声换能器的封装互联成为目前超声换能器阵列探头制作技术上的巨大挑战。

传统的超声换能器阵列中，在阵列背面存在的背衬层能够起到吸收背面声波和支撑器件的作用，而利用倒装封装技术制作换能器阵列则意味着换能器的背面为厚度几十微米至几百微米的金属凸点，这将导致超声换能器阵列的声学性能大大降低。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明提供的一种超声换能器阵列至少用于解决上述声学性能降低以及高密度超声换能器阵列封装的问题。

(二)技术方案

本发明提供了一种超声换能器阵列，包括：第一填充物1、阵元2、互连线3以及金属凸点4；第一填充物1填充阵元2的间隙，还可构成超声换能器阵列的至少两个边缘面；金属凸点4与第一填充物1正对设置，且金属凸点4与阵元2通过互连线3连接。

可选地，超声换能器阵列还包括：基板5、以及第二填充物6；金属凸点4设置于基板5上，设置于基板5上的金属凸点4与阵元2之间通过互连线3连接；第二填充物6连接基板5以及阵元2。

可选地，超声换能器阵列还包括：匹配层7、电路板8以及第三填充物9；匹配层7设置于阵元2的上方；电路板8设置于金属凸点4的下方；第三填充物9填充于金属凸点4的间隙。

可选地，互连线3的层数为至少一层。

可选地，互连线3为金属互连线。

可选地，基板5的材料包括：有机物、无机物。

可选地，第一填充物1的材料包括：有机物。

可选地，第二填充物6的材料与第一填充物1的材料可相同或不同。

可选地，第三填充物9与第一填充物1的材料可相同或不同。

可选地，金属凸点4的形状包括：球形、圆柱形以及正N棱柱，其中， N≥3。

(三)有益效果