[发明专利]一种二维环形相控阵超声换能器制备工艺

权利要求书

1.一种二维环形相控阵超声换能器制备工艺，其特征在于包括如下步骤：

步骤一、使用1-3型压电复合材料来切割划分环形阵列，切割划分时只切穿电极，不切穿压电陶瓷；

步骤二、在环形阵列辐射面的前端添加匹配层，提高换能器的发射灵敏度和带宽；在环形阵列的后端添加背衬进一步抑制串声干扰对聚焦声场的影响。

2.根据权利要求1所述的一种二维环形相控阵超声换能器制备工艺，其特征在于，采用1-3型压电复合材料制作压电晶片，然后在压电晶片的正反面覆电极层，接着在覆电极后的辐射前端面的电极面上添加匹配层，在覆电极后的后端面的电极面上切割划分电极。

3.根据权利要求2所述的一种二维环形相控阵超声换能器制备工艺，其特征在于，所述二维环形相控阵超声换能器按照形状分为：平面分布式和球面分布式，其中平面、球面分布式下包括阵元间等间距分布、阵元间等面积分布、阵元间随机间距分布。

4.根据权利要求2或3所述的一种二维环形相控阵超声换能器制备工艺，其特征在于，使用球面成型夹具，将平面的环形阵列压制成球冠状，并且匹配层面与夹具贴合。

5.根据权利要求4所述的一种二维环形相控阵超声换能器制备工艺，其特征在于，压制球冠时使用石蜡使环形阵列粘接在球面成型夹具上，最后将每个阵元单独焊接引线后封装背衬。

6.根据权利要求4所述的一种二维环形相控阵超声换能器制备工艺，其特征在于，球面成型夹具曲率半径为300mm。

7.根据权利要求1所述的一种二维环形相控阵超声换能器制备工艺，其特征在于，所述1-3型压电复合材料采用切割填充法或种压电陶瓷柱法进行压电晶片制备；其中切割填充法制备的压电晶片为中心开孔70mm、外径为160mm，在压电晶片上切割压电柱的宽度为0.4mm、切槽的宽度为0.2mm；采用种陶瓷柱法制备的压电晶片为中心开孔70mm、外径为160mm，并且种在聚合物基地上的压电陶瓷柱直径为1mm。

8.根据权利要求2所述的一种二维环形相控阵超声换能器制备工艺，其特征在于，所述超声换能器的中心预留有通孔用于放置诊断、检测用的B超探头。

9.根据权利要求1所述的一种二维环形相控阵超声换能器制备工艺，其特征在于，所述匹配层的厚度为0.25λ的奇数倍，其中λ为超声在匹配层材料中传播的波长。

10.根据权利要求1所述的一种二维环形相控阵超声换能器制备工艺，其特征在于，根据材料在换能器频率下的衰减系数计算背衬的厚度，使后端的声能量衰减至-20dB以上。