一种声头及超声探头的制作方法

本技术涉及医疗器械领域，具体涉及一种超声探头的声头结构。

背景技术：

1、超声检测技术通过超声换能器声波的发射与接受，测量生理或组织结构的数据形态，实现诊断，是一种无伤、便捷、直观的检测手段。超声换能器作为检测过程中的一个关键部件，根据诊断部位的不同可以细分为腹部、直肠、眼科、颅脑、心脏等类别，其中心脏领域对超声换能器的性能稳定性要求尤为严格。

2、为了获取更加丰富的图像信息，在一些超声探头中，声头中阵元数量越来越多，例如面阵tee声头，或具有大数量阵元的其他线状、相控阵或凸阵声头等。在这类具有大数量阵元的声头中，为了更好地在阵元和引出电路板之间传输信号，通常会增设一个负责信号处理的信号处理芯片（asic板），该信号处理芯片分别与各个阵元单独导电连接，通过信号的处理，从而使引出电路板对各个阵元的驱动方式更加简单。

3、但随着阵元数量的增加，声头的制作难度也相应增大。尤其是，这些声头同时还具有尺寸小的需求，因此当面对大数量阵元且小尺寸声头时，如何保证阵元的信号稳定传输，尤其是阵元与信号处理芯片（asic板）之间的信号稳定传输，是一个主要的困难。

4、在目前的结构中，一些解决方案是增加绝缘树脂框架，其内具有空心通道。阵元置于绝缘树脂框架上，与空心通道对应。绝缘树脂框架同时放置在信号处理芯片（asic板）上，信号处理芯片（asic板）设有对应空心通道的阵列排针（与各阵元位置一一对应）。通过在空心通道内填充导电胶，从而就将各排针分别与对应的阵元导电连接，实现电连接。但从结构来说，新增了绝缘树脂框架，结构更加复杂、繁琐，同时这种粘接方式的粘接强度在行业内也是公认比较脆弱。

技术实现思路

1、本技术提供一种声头及超声探头，其目的是提供一种用于阵元与信号处理芯片之间，结构更加简单，导电连接更加可靠的连接结构。

2、基于上述目的，本技术一种实施例中提供一种用于面阵超声探头的声头，包括：

3、匹配层；

4、阵元层，所述阵元层包括多个呈面阵分布的阵元，所述阵元具有用于发出和接收超声信号的压电材料层和阵元导电层，所述压电材料层和所述阵元导电层层叠固定并导电连接，所述压电材料层背离所述阵元导电层的一端为所述阵元的负极，另一端为所述阵元的正极，所述阵元导电层与所述正极导电连接，所述匹配层位于所述负极的一侧，所述阵元导电层背离所述正极的一端具有对接芯片插槽；

5、信号处理芯片，所述信号处理芯片具有多个呈面阵分布的对接阵元凸盘，至少一部分所述对接阵元凸盘与至少一部分所述阵元一一对应，所述对接阵元凸盘插入并固定于对应阵元的所述对接芯片插槽内，且与所述对接芯片插槽形成导电连接；

6、以及引出电路板，所述引出电路板与所述信号处理芯片导电连接，以通过所述信号处理芯片向对应的正极输入驱动信号；所述负极与所述引出电路板导电连接。

7、在上述实施例所示的声头中，阵元的阵元导电层具有对接芯片插槽，信号处理芯片具有对接阵元凸盘，该对接阵元凸盘与对接芯片插槽插接配合形成导电连接。该结构中，阵元直接与信号处理芯片连接，可省略中间转接部件，有利于整个声头在各部件的层叠方向上更加小型化。而且相对于现有技术中面与面的导电对接，本结构中对接阵元凸盘与对接芯片插槽的插接配合，不仅可以增加对接阵元凸盘与对接芯片插槽之间的导电接触面积，而且对接芯片插槽的底面和侧面分别能够与对接阵元凸盘的顶面和侧面形成导电接触，形成多个方向的导电接触点，即使某一个方向接触不良，也可以通过其他方向的接触而实现导电，因此可提高导电稳定性。

8、一种实施例中，所述对接阵元凸盘与所述对接芯片插槽的侧壁和底壁之间均固定并形成导电连接。

9、一种实施例中，所述对接芯片插槽的和所述对接阵元凸盘之间填充导电胶进行固定和导电。

10、一种实施例中，所述对接阵元凸盘的凸起高度大于或等于所述对接芯片插槽的深度。

11、一种实施例中，所述对接阵元凸盘的横向尺寸小于所述对接芯片插槽的横向尺寸。

12、一种实施例中，所述对接阵元凸盘的凸起高度的取值范围为40-100μm，所述对接芯片插槽的深度的取值范围为45-110μm。

13、一种实施例中，所述对接阵元凸盘的横向最大尺寸的取值范围为40-100μm，所述对接芯片插槽的横向最大尺寸的取值范围为45-110μm。

14、一种实施例中，所述对接阵元凸盘为方柱状、圆柱状、锥形状、橄榄球状、金字塔状、圆台状或梯形台状。

15、一种实施例中，所述阵元导电层采用导电的声学材料制成，其既用于将所述压电材料层与所述信号处理芯片导电连接，又用于吸收所述压电材料层向其发出的超声波信号；

16、或，所述阵元导电层采用非声学材料的导电材料制成，其用于将所述压电材料层与所述信号处理芯片导电连接。

17、一种实施例中，所述压电材料层的材料为压电陶瓷，或单晶和压电复合材料；所述阵元导电层的材料为钨钢。

18、基于上述目的，本技术一种实施例中提供一种用于超声探头的声头，包括：

19、阵元层，所述阵元层包括多个阵元；

20、信号处理芯片，所述信号处理芯片具有多个对接阵元部，至少一部分所述对接阵元部与至少一部分的所述阵元一一对应；所述阵元面向所述对接阵元部的一端具有对接芯片部，所述对接阵元部与对应的所述对接芯片部之间凹凸插接固定并导电连接；

21、以及引出电路板，所述引出电路板与所述信号处理芯片导电连接，以通过所述信号处理芯片与对应阵元的一端导电连接，所述对应阵元的另一端通过引出结构与所述引出电路板导电连接。

22、在上述实施例所示的声头中，阵元具有对接芯片部，信号处理芯片具有对接阵元凸盘，该对接阵元部与对应的对接芯片部之间凹凸插接固定并导电连接。该结构中，阵元直接与信号处理芯片连接，可省略中间转接部件，有利于整个声头在各部件的层叠方向上更加小型化。而且相对于现有技术中面与面的导电对接，本结构中对接阵元部与对接芯片部的插接配合，不仅可以增加对接阵元部与对接芯片部之间的导电接触面积，而且能够形成多个方向的导电接触点，即使某一个方向接触不良，也可以通过其他方向的接触而实现导电，因此可提高导电稳定性。

23、一种实施例中，所述阵元具有用于发出和接收超声信号的压电材料层和阵元导电层，所述压电材料层和所述阵元导电层层叠固定并导电连接，所述对接芯片部设于所述阵元导电层背离所述压电材料层的一端。

24、一种实施例中，所述对接阵元部为向所述阵元凸起设置的对接阵元凸盘，所述对接芯片部为对接芯片插槽，所述对接阵元凸盘插入并固定于对应阵元的所述对接芯片插槽内，且所述对接芯片插槽的侧壁和底壁中至少其一与所述对接阵元凸盘形成导电连接；

25、或，所述对接阵元部为对接阵元插槽，所述对接芯片部为向所述信号处理芯片凸起设置的对接芯片凸盘，所述对接芯片凸盘插入并固定于对应阵元的所述对接阵元插槽内，且所述对接阵元插槽的侧壁和底壁中至少其一与所述对接芯片凸盘形成导电连接。

26、一种实施例中，所述对接阵元凸盘的凸起高度大于或等于所述对接芯片插槽的深度；

27、或，所述对接芯片凸盘的凸起高度大于或等于所述对接阵元插槽的深度。

28、一种实施例中，所述对接阵元凸盘的横向尺寸小于所述对接芯片插槽的横向尺寸；

29、或，所述对接芯片凸盘的横向尺寸小于所述对接阵元插槽的横向尺寸。

30、一种实施例中，所述对接阵元凸盘或所述对接芯片凸盘的凸起高度的取值范围为40-100μm，所述对接芯片插槽或所述对接阵元插槽的深度的取值范围为45-110μm。

31、一种实施例中，所述对接阵元凸盘或所述对接芯片凸盘的横向最大尺寸的取值范围为40-100μm，所述对接芯片插槽或所述对接阵元插槽的横向最大尺寸的取值范围为45-110μm。

32、一种实施例中，所述对接阵元凸盘或所述对接芯片凸盘为方柱状、圆柱状、锥形状、橄榄球状、金字塔状、圆台状或梯形台状。

33、一种实施例中，所述对接芯片插槽和所述对接阵元凸盘之间填充导电胶进行固定和导电；

34、或，所述对接阵元插槽和所述对接芯片凸盘之间填充导电胶进行固定和导电。

35、一种实施例中，所述阵元导电层采用导电的声学材料制成，其既用于将所述压电材料层与所述信号处理芯片导电连接，又用于吸收所述压电材料层向其发出的超声波信号；

36、或，所述阵元导电层采用非声学材料的导电材料制成，其用于将所述压电材料层与所述信号处理芯片导电连接。

37、一种实施例中，所述压电材料层的材料为压电陶瓷，或单晶和压电复合材料；所述阵元导电层的材料为钨钢。

38、基于上述目的，本技术一种实施例中提供一种超声探头，其包括如上述任一项所述的声头。