[发明专利]超声波探头以及背衬制造方法

说明书

本发明提供超声波探头以及背衬制造方法。背衬(18)包含：粒子聚集体(30)，由热传导材料构成且具有间隙网(38)，该间隙网(38)具有不规则性；和填充于间隙网(38)的填充材料(32)。从压电层(24)向后方辐射的超声波在背衬(18)的内部散射而衰减。压电层(24)中产生的热经由粒子聚集体(30)向排热块(20)传递。

技术领域

本公开涉及超声波探头以及背衬(backing)制造方法，特别涉及背衬的构造以及制造。

背景技术

在进行超声波诊断时，利用超声波探头(ultrasonic probe)。超声波探头具有送受波面，在该送受面与被检查者的体表面抵接的状态下，从超声波探头向被检查者内发送超声波，由超声波探头接收来自生物体内的反射波。

超声波探头包含换能器组件。换能器组件例如由从非生物体侧(后侧)向生物体侧(前侧)配置的背衬(软背衬)、压电层(压电元件阵列)、匹配层(匹配元件阵列)、声透镜等构成。在背衬与压电层之间有时还设有硬背衬层(硬背衬元件阵列)。

背衬使向振动层的后面侧(或硬背衬的后面侧)泄漏出的超声波衰减。过去，将背衬的组成最佳化，以便在背衬内吸收超声波而将超声波充分衰减。超声波的衰减有吸收衰减和散射衰减。现有的背衬主要通过吸收衰减来使向后方辐射的超声波衰减。

在文献1(JP特开2015-221214号公报)中公开了特殊的超声波探头。该超声波探头具有形成有CMUT(Capacitive Micro-machined Ultrasound Transducer，电容式微机械超声换能器)的半导体基板。此外，该超声波探头具有层叠的第1背衬层以及第2背衬层。在文献1的第0035段记载了：通过在多孔质陶瓷中填充树脂，来制作第1背衬层(与此相同的事项记载于US2013/0285174A1的第0047段)。在其第0035段，作为使用多孔质陶瓷的理由，记载了使第1背衬层的线膨胀系数与半导体基板的线膨胀系数一致。在文献1(以及US2013/0285174A1)中，并未记载包含压电材料的压电层，也并未记载多孔质陶瓷的具体的结构、作用。

由超声波吸收导致的超声波衰减的大小与超声波的频率的平方成比例。在遵循吸收衰减方式的现有的背衬中，在背衬内部不能充分衰减具有低的频率的超声波分量。在该情况下，在背衬的后面产生反射波。若该反射波到达压电层，就会在超声波图像上出现噪声。另一方面，会在压电层中产生比较多的热。出于进一步提高生物体安全性的观点以及保护压电层的观点，谋求向外部有效释放压电层中产生的热的技术。

发明内容

本公开的目的在于，提供可发挥良好的超声波衰减作用以及良好的热传导作用的背衬及其制造方法。

本公开所涉及的超声波探头的特征在于，包含：压电元件阵列，包含多个压电元件(piezoelectric elements)，且向生物体侧即前侧辐射超声波；背衬，设于所述压电元件阵列的后侧；和热吸收构件，与所述背衬接合，所述背衬包含：多孔质构件，由热传导材料构成，且具有遍布所述背衬其整体的具有不规则性的间隙网；和填充材料，填充于所述间隙网，从所述压电元件阵列向其后侧辐射的超声波在所述多孔质构件的内部散射而衰减，所述压电元件阵列中产生的热经由所述多孔质构件传递到所述热吸收构件。

本公开所涉及的背衬制造方法包括如下工序：向包含多个粒子的粒子聚集体所具有的间隙网填充填充材料；和在所述填充材料固化后，研磨包含所述粒子聚集体以及所述填充材料的背衬中的至少生物体侧的面，所述背衬中所述间隙网所占的体积比例处于30～70％的范围内，所述多个粒子的尺寸处于0.05～2mm的范围内。

附图说明

图1是实施方式所涉及的超声波探头的xz截面图。

图2是实施方式所涉及的超声波探头的yz截面图。

图3是背衬的放大截面图。

图4是表示背衬制造方法的流程图。