超聲換能器組件和用于制造超聲換能器組件的方法技術

本發明專利技術涉及一種超聲換能器組件(10)，尤其是用于血管內超聲系統的超聲換能器組件。組件(10)包括換能器陣列(12)，所述換能器陣列包含用于發射和接收超聲波的多個換能器元件(14)。提供了兩個支撐元件(16、18)，以支撐彎曲的或多邊形形狀的換能器陣列(12)。支撐元件(16、18)經由柔性連接層(20)連接到換能器陣列(12)以使支撐元件(16、18)柔性地連接到換能器陣列(12)。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】專利
本專利技術涉及超聲換能器組件、尤其是用于血管內超聲換能器的電容式微加工超聲換能器(CMUT)單元及其制造方法。本專利技術還涉及超聲換能器。
技術介紹
在血管內超聲裝置領域中，通常已知的是在導管末端安裝超聲換能器以形成例如血管或周圍組織的徑向超聲影像。超聲換能器元件可以旋轉，以便在所述導管末端的徑向方向上發射和接收超聲波。還已知的是，采用具有超聲換能器元件環形陣列的電子式掃描裝置取代血管內超聲裝置的機械式掃描超聲換能器元件。用于電子式掃描血管內超聲系統的超聲換能器元件通常基于壓電陶瓷材料，其中這些裝置的制造成本高且復雜，并且換能器元件無法為減小血管內換能器的尺寸而縮小。電容式微加工超聲換能器(CMUT)是基于硅晶片通過IC工藝技術制造的，且可以低成本制造，并可被縮小至血管內超聲換能器的尺寸。為了制造環形的超聲換能器陣列，在圍繞圓柱形底座結構卷繞或彎曲并附接的硅晶片基底上形成半柔性的超聲換能器陣列，以便形成所述環形陣列并在所述導管的徑向方向上發射和接收超聲波。從US2005/0146247A2可知一種可彎曲的微加工超聲換能器陣列，所述超聲換能器陣列能夠被附接到圓柱形底座結構上以形成圓柱形超聲換能器陣列。用于支撐所述柔性超聲換能器陣列的底座結構必須高精度地制造，并且，將超聲換能器陣列安裝到底座結構上存在困難，且需要高精度的對準和復雜的操作設備，以便生產出用于血管內超聲系統的環形形狀的超聲換<br>能器陣列。WO2012/066430A1公開了一種適用于心臟消融監視和腫瘤消融監視中的微創超聲診斷裝置的超聲成像設備，其中，換能器組件和換能器系統是通過在箔片表面的孔中嵌入換能器貼片而在圖案化的柔性箔片上制造出的。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種超聲換能器組件，尤其是用于血管內超聲系統的改進的超聲換能器組件，所述超聲換能器組件具有減小的尺寸且能夠以較低的技術力量精確地生產。在本專利技術的第一方面中，提供了一種超聲換能器組件，尤其是用于血管內超聲系統的超聲換能器組件，所述超聲換能器組件包括：換能器陣列，所述換能器陣列包含用于發射和接收超聲波的多個換能器元件，兩個支撐元件，所述兩個支撐元件柔性地連接到所述換能器陣列的相對兩側以支撐彎曲的或多邊形形狀的所述換能器陣列，以及柔性連接層，所述柔性連接層連接到所述換能器陣列且連接到所述支撐元件，以使所述支撐元件柔性地連接到所述換能器陣列。在本專利技術的另一方面中，提供了一種用于制造超聲換能器組件、尤其是用于血管內超聲系統的超聲換能器組件的方法，所述方法包括步驟：提供連接到基底的換能器支撐部分的換能器陣列，將柔性連接層連接到所述基底，將所述基底的一部分與所述換能器支撐部分分離以形成用于支撐所述換能器部分的支撐元件，使得所述支撐元件經由柔性層連接到所述換能器部分，以及彎曲所述柔性連接層而使所述支撐元件連接到所述換能器支撐部分。在本專利技術的另一方面中，提供了一種超聲換能器，尤其是用于血管內超聲系統的超聲換能器，所述超聲換能器包括帶有末端的細長探頭和超聲換能器，所述超聲換能器包括此類超聲換能器組件。本專利技術的優選實施例在從屬權利要求中限定。應當理解的是，要求保護的方法具有與要求保護的裝置相似和/或相同的優選實施例，且同樣在從屬權利要求中限定。本專利技術基于這樣的構思，即，在同一微制造工藝中制造所述換能器元件和所述支撐元件以減少制造工作，并在同一制造工藝中經由柔性連接層連接所述換能器陣列和所述支撐元件，使得所述支撐元件和所述換能器元件能夠以較低的技術力量精確地互相組裝。所述超聲換能器組件能通過將所述支撐元件經由柔性連接層彎向所述超聲換能器陣列以支撐彎曲的或多邊形形狀的所述換能器陣列而組裝。因此，由于所述支撐元件和所述換能器陣列經由所述柔性連接層預組裝在一起，所以減少了制造工作，并且，由于所述柔性連接層在預定位置連接所述支撐元件和所述換能器陣列，所以增加了的精度。另外，由于所述換能器陣列和所述支撐元件可以在一微制造工藝中制造，所以所述超聲換能器組件的尺寸可以減小。在一優選實施例中，所述連接層包括用于將所述換能器元件電連接到所述支撐元件的電互連件。這能夠進一步減少制造工作，因為所述換能器元件的電連接被集成在所述換能器組件中。在又一優選實施例中，所述支撐元件包括用于將所述換能器組件電連接到驅動裝置的至少兩個電接觸部分。這能夠通過較低的技術力量將所述超聲換能器組件連接到驅動裝置，例如通過連接器或插頭。在一優選實施例中，所述支撐元件包括具有圓形或多邊形形狀的支撐部分。這能夠限定所述超聲換能器組件的外在形式，且能夠支撐預定形狀的所述換能器陣列。進一步優選的是，所述支撐元件包括具有比所述支撐部分更大的直徑的連接部分，其中，所述連接部分被連接到所述連接層。因此，所述換能器陣列能夠在徑向方向上通過所述支撐部分得到支撐，且在軸向方向上通過具有比所述支撐部分更大的直徑的所述連接部分得到支撐，使得組裝后的超聲換能器組件具有堅固的主體。在另一優選實施例中，所述連接層被連接到所述支撐元件的端面。這能夠進一步減少制造工作，因為所述支撐元件和所述換能器陣列可以連接到所述柔性連接層的平面表面。在另一優選實施例中，所述支撐元件包括用于支撐所述超聲換能器組件的中心凹陷。這能夠通過可連接到所述凹陷的單個連接螺栓將所述換能器組件同軸安裝在導管末端或類似處。所述超聲換能器組件包括柔性連接到所述換能器陣列的相對兩側的兩個支撐元件。這能夠進一步增加所述超聲換能器組件的穩定性，因為所述換能器陣列能夠在相對兩側得到支撐。在一優選實施例中，所述柔性層為聚酰亞胺層或聚對二甲苯層。這能夠以較低的技術力量在所述支撐元件與所述換能器陣列之間提供柔性連接。在一優選實施例中，所述組件具有圓柱形或多面形形狀，其中，所述換能器元件被布置于所述超聲換能器組件的圓周面，以便在徑向方向上發射和接收超聲波。這能夠在徑向方向上發射和接收超聲波，以及將所述超聲換能器組件與導管或類似物結合以形成血管內超聲系統。在用于制造超聲換能器組件的方法的優選實施例中，所述基底在與所述柔性層相反的表面處覆有蝕刻掩膜。這能夠以較低的技術力量將所述支撐元件從所述換能器陣列分離，同時使所述支撐元件和所述換能器陣列仍然經由所述柔性層連接。在一優選實施例中，所述支撐元件是通過干法蝕刻所述基底而分離的。這是一種以較低本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種超聲換能器組件(10)，尤其是用于血管內超聲系統的超聲換能器組件，所述超聲換能器組件包括：換能器陣列(12)，所述換能器陣列包含用于發射和接收超聲波的多個換能器元件(14)，兩個支撐元件(16、18)，所述兩個支撐元件柔性連接到所述換能器陣列的相對兩側以支撐彎曲的或多邊形形狀的所述換能器陣列，以及柔性連接層(20)，所述柔性連接層連接到所述換能器陣列且連接到所述支撐元件，以使所述支撐元件柔性地連接到所述換能器陣列。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2013.08.26 EP 13181702.51.一種超聲換能器組件(10)，尤其是用于血管內超聲系統的超聲換能
器組件，所述超聲換能器組件包括：
換能器陣列(12)，所述換能器陣列包含用于發射和接收超聲波的多個
換能器元件(14)，
兩個支撐元件(16、18)，所述兩個支撐元件柔性連接到所述換能器陣
列的相對兩側以支撐彎曲的或多邊形形狀的所述換能器陣列，以及
柔性連接層(20)，所述柔性連接層連接到所述換能器陣列且連接到所
述支撐元件，以使所述支撐元件柔性地連接到所述換能器陣列。
2.根據權利要求1所述的超聲換能器組件，其特征在于，所述連接層
包括用于將所述換能器元件電連接到所述支撐元件的電互連件(26)。
3.根據權利要求1所述的超聲換能器組件，其特征在于，所述支撐元
件包括用于將所述換能器組件電連接到驅動裝置的至少兩個電接觸部分
(28)。
4.根據權利要求1所述的超聲換能器組件，其特征在于，所述支撐元
件包括具有圓形或多邊形形狀的支撐部分(30)。
5.根據權利要求4所述的超聲換能器組件，其特征在于，所述支撐元
件包括具有比所述支撐部分更大的直徑的連接部分(32)，所述連接部分被
連接到所述連接層。
6.根據權利要求1所述的超聲換能器組件，其特征在于，所述連接層
被連接到所述支撐元件的端面。
7.根據權利要求1所述的超聲換能器組件，其特征在于，所述支撐元
件包括用于支撐所述超聲換能器組件的中心凹陷(22、24)。

【專利技術屬性】
技術研發人員：R·德克爾，V·A·亨內肯，
申請(專利權)人：皇家飛利浦有限公司，
類型：發明
國別省市：荷蘭;NL