超声诊断设备及其制造方法
【技术领域】
[0001]本公开的实施例涉及一种超声诊断设备以及该超声诊断设备的制造方法，在所述超声诊断设备中，在压电层的边缘部分形成台阶，以在稳定超声诊断设备的工序的同时保持超声诊断设备的性能，从而提高输出量。
【背景技术】
[0002]超声诊断设备从对象的表面向对象的目标区域的照射超声信号，并接收从目标区域反射的超声信号(超声回波信号)，从而基于超声回波信号信息来无创伤地获取对象的软组织的截面图像或对象的血管的图像。与其他医学成像设备(诸如，X射线诊断设备、X射线计算机断层扫描装置(CT)、磁共振成像(MRI)设备以及核医学诊断设备)相比，超声诊断设备具有以下优点:紧凑，价格低，且能够实时地显示图像。另外，因为没有使患者暴露于诸如X射线等的辐射的危险，所以超声诊断设备具有高安全性。由于这些优点，超声诊断设备被广泛用于诊断心脏、腹部、泌尿器官、子宫等。
[0003]超声诊断设备包括换能器，用于将超声信号传送至对象并且接收从物体反射回的超声回波信号，从而获得对象的超声图像。
[0004]换能器可包括:压电层，根据压电材料的振动而将电信号转换成声信号，或者将声信号转换成电信号；匹配层，用于降低压电层和对象之间的声阻抗的差异，从而使从压电层产生的超声波的主要部分能够被传送至对象；透镜层，用于将从压电层向前传输的超声波聚焦到特定区域；以及衬底层，用于阻止超声波从压电层向后传输，从而防止图像失真。
【发明内容】
[0005]因此，本公开的一方面提供一种超声诊断设备以及制造所述超声诊断设备的方法，在该超声诊断设备中，在边缘部分具有台阶的压电层电连接到柔性印刷电路板。
[0006]本公开的其他方面将在下面的描述中部分地阐述，并且部分将通过描述而明显，或者部分可通过本公开的实施而理解。
[0007]根据本公开的一方面，一种超声诊断设备包括:匹配层；柔性印刷电路板；压电层，压电层的第一电极和第二电极分别连接到柔性印刷电路板的第一电极和第二电极，在压电层的第一电极和第二电极之间形成台阶，压电层的第一电极和第二电极通过极化区域而相互分离，压电层设置在匹配层的下方且设置在柔性印刷电路板上；衬底层，设置在压电层的下方。
[0008]柔性印刷电路板可在两个边缘部分具有台阶，且连接到压电层。可选地，多个柔性印刷电路板可连接到压电层，每个印刷电路板在一个边缘部分具有台阶。
[0009]压电层的每个台阶的高度可对应于柔性电路基板的厚度，且压电层可由陶瓷复合材料构成。
[0010]根据本公开的一方面，一种制造超声诊断设备的方法包括:制备衬底层；在衬底层上设置柔性印刷电路板；在柔性印刷电路板上设置压电层，其中，压电层的第一电极和第二电极分别连接到柔性印刷电路板的第一电极和第二电极，在第一电极和第二电极之间针对极化区域形成台阶；在压电层上设置匹配层。
【附图说明】
[0011]通过结合附图，从下面的实施例的描述中，本公开的这些和/或其它方面将会变得清楚，并且更易于理解，其中:
[0012]图1是根据本公开的实施例的超声诊断设备的截面图；
[0013]图2A是根据本公开的实施例的压电层的截面图；
[0014]图2B是根据本公开的另一实施例的压电层的截面图；
[0015]图3A是根据本公开的实施例的超声诊断设备的透视图；
[0016]图3B是根据本公开的另一实施例的超声诊断设备的透视图；
[0017]图4A是示出根据本公开的实施例的压电层、集成柔性印刷电路板和衬底层的透视图；
[0018]图4B是示出根据本公开的另一实施例的压电层、集成柔性印刷电路板和衬底层的透视图；
[0019]图5是根据本公开的实施例的集成柔性电路板的俯视图；
[0020]图6A是根据本公开的实施例的超声诊断设备的透视图；
[0021]图6B是根据本公开的另一实施例的超声诊断设备的透视图；
[0022]图7A是示出根据本公开的实施例的压电层、分离的柔性印刷电路板和衬底层的透视图；
[0023]图7B是示出根据本公开的另一实施例的压电层、分离的柔性印刷电路板和衬底层的透视图；
[0024]图8是根据本公开的实施例的分离的柔性印刷电路板的俯视图；
[0025]图9A是根据本公开的实施例的具有由陶瓷复合材料构成的两个边缘部分的压电层的截面图；
[0026]图9B是根据本公开的实施例的陶瓷复合材料压电层的截面图，其中，压电层的两个边缘部分由环氧树脂构成，压电层的中间部分由陶瓷构成；
[0027]图9C是根据本公开的实施例的由陶瓷复合材料构成的压电层的截面图；
[0028]图1OA是示出根据本公开的实施例的制造超声诊断设备的方法的流程图；以及
[0029]图1OB是示出根据本公开的另一实施例的制造超声诊断设备的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0030]现在，将详细描述本公开的实施例，其示例在附图中示出。在以下的描述中，如果确定对现有技术的详细描述不必要地使得本公开的主旨模糊，则将省略该详细描述。
[0031]以下术语是考虑到实施例的功能而选择的术语。因此，术语的含义可根据使用者或操作者的意图或判断的情况而改变。因此，在以下实施例中使用的术语的含义需要根据说明书中表示的具体定义来解释。除非说明书中特别指出，否则术语需被解释为本发明所属技术领域通常理解的含义。
[0032]另外，在以下描述中，可优选地或选择性地实施的实施例的结构虽然在相应的图中被示为单个整体结构，但是，除非说明书中特别指出，并且除非这些结构的组合被本领域普通技术人员确定为具有技术矛盾之外，应该理解为这些结构能够彼此自由地组合。
[0033]以下，将参照附图来说明根据本公开的实施例的超声诊断设备。
[0034]图1是根据本公开的实施例的超声诊断设备的截面图。
[0035]参照图1，超声诊断设备I可包括:声学模块100、保护层5以及透镜层6。声学模块100配置有压电层3、设置于压电层3的下方的衬底层4以及设置在压电层3上的匹配层2 ;保护层5覆盖声学模块100的上表面以及侧面的一部分；透镜层6覆盖保护层5的上表面以及侧面。
[0036]声学模块100还被称作超声换能器。超声换能器可以是利用磁性材料的磁致伸缩效应的磁致伸缩超声换能器，可以是利用数百或数千微加工薄膜的振动来发送和接收超声波的电容式微加工超声换能器(CMUT)，或者可以是利用压电材料的压电效应的压电超声换能器。在本实施例中，超声换能器被假定为压电超声换能器。
[0037]当机械压力施加于预定材料时产生电压的效应被称为压电效应，当施加电压时产生机械变形的效应被称为反压电效应。具有压电效应和反压电效应的材料被称作压电材料。即，压电材料是将电能转换为机械振动能并将机械振动能转换为电能的材料。
[0038]超声诊断设备I可包括压电层3，压电层3由当被施加电信号时将电信号转换为机械振动而产生超声波的压电材料制成。
[0039]构成压电层3的压电材料可以是锆钛酸铅(PZT)的陶瓷，可以是包括铌镁酸铅和钛酸铅的固溶体的PZMT单晶，或者可以是包括铌酸铅锌和钛酸铅的固溶体的PZNT单晶。然而，除上述材料之外，能够将电信号转换为机械振动的其他各种材料也可用作构成压电层3的压电材料的示例。
[0040]压电层3可具有单层结构或者多层结构。通常，由于易于调节阻抗以及电压，因此多层结构的压电层能够获得优异