專利名稱：超聲陣列聲頭陣元的電路引線焊接方法
超聲陣列聲頭陣元的電路引線焊接方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及醫(yī)療器械領(lǐng)域，尤其涉及一種超聲陣列聲頭陣元的電路引線焊接方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的對于超聲陣列聲頭陣元的電路引線焊接一般采用熱壓機(jī)焊接或手工焊接。 熱壓機(jī)的應(yīng)用范圍有限，只適用于線陣或相控陣等直平面的陣元焊接，對于凸陣或凹陣等則必須手工焊接，但手工焊接效率不高，且誤差大。此外，焊接使用的烙鐵或熱壓機(jī)溫度高達(dá)400°C，而超聲陣列聲頭一般采用壓電陶瓷作為原材料，焊接溫度過高，會使壓電陶瓷局部退極化，影響成品聲頭的一致性等性能。

發(fā)明內(nèi)容基于此，有必要提供一種效率較高、一致性較好的能適用不同類型陣元的超聲陣列聲頭陣元的電路引線焊接方法。一種超聲陣列聲頭陣元的電路引線焊接方法，包括如下步驟制備或提供按陣元寬度分割的超聲陣列聲頭及與超聲陣列聲頭適配的電路板，電路板上設(shè)有用于電性連接陣元的焊盤，相鄰焊盤之間的距離與陣元的寬度相適配；將電路板固定在超聲陣列聲頭上，使用超聲邦定的方法電性連接陣元與焊盤；在焊盤上進(jìn)行外接電路引線設(shè)置，即完成超聲陣列聲頭陣元的電路引線焊接。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，陣元包括主陣元及子陣元，主陣元由多個子陣元構(gòu)成，主陣元的寬度相同，子陣元的寬度相同。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，焊盤包括用于電性連接子陣元的第一焊盤及用于焊接外接電路引線的第二焊盤，第一焊盤與第二焊盤在電路板內(nèi)電性連接。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，第一焊盤與第二焊盤一一對應(yīng)，第二焊盤的尺寸大于第一焊盤的尺寸，電路板上相鄰的第二焊盤之間的距離為主陣元寬度的兩倍。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，將電路板固定在超聲陣列聲頭上是使用膠粘劑將兩塊電路板的非焊盤面固定在超聲陣列聲頭上，兩塊電路板平行設(shè)置，兩塊電路板上的焊盤錯開設(shè)置，且焊盤的位置與主陣元的位置一一對應(yīng)。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，使用超聲邦定的方法電性連接陣元與焊盤是將固定有電路板的超聲陣列聲頭放置在超聲邦定機(jī)的邦定平臺上，用細(xì)導(dǎo)線將子陣元電性連接到第一焊盤上，其中，同一主陣元的子陣元連接到同一第一焊盤上。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，細(xì)導(dǎo)線為鋁、銅、金或銀的導(dǎo)線，導(dǎo)線的線徑不超過 0. 051mmo在優(yōu)選的實(shí)施方式中，在完成電性連接陣元與焊盤之后還包括如下步驟對超聲邦定點(diǎn)進(jìn)行性能測試，測試合格后，使用膠粘劑對超聲邦定點(diǎn)進(jìn)行固定封閉處理。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，第一焊盤與第二焊盤之間設(shè)有阻焊層。
在優(yōu)選的實(shí)施方式中，超聲陣列聲頭為表面鍍有金屬鍍層的壓電陶瓷材片。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，電路板為電路板。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，超聲陣列聲頭為超聲凸陣、凹陣、線陣和相控陣聲頭。上述超聲陣列聲頭陣元的電路引線焊接方法，利用超聲波摩擦原理，不需要加熱及助焊劑，不會造成超聲陣列聲頭的退極化，因此，可以有效保護(hù)超聲陣列聲頭的性能，產(chǎn)品的一致性較好；同時，該超聲邦定焊接方法適用于高密度、高頻率超聲陣列探頭的陣元電路引線焊接，效率較高，可以大批量、規(guī)?；a(chǎn)，且不會因?yàn)槿藶槠＞氲仍虍a(chǎn)生操作誤差。

圖1為一實(shí)施方式的超聲陣列聲頭陣元的電路引線焊接方法的流程圖；圖2為壓電陶瓷片上陣元的電路引線焊接過程示意圖。
具體實(shí)施方式
下面主要結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對超聲陣列聲頭陣元的電路引線焊接方法作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。如圖1所示，一實(shí)施方式的超聲陣列聲頭陣元的電路引線焊接方法包括如下步驟步驟Sl 制備或提供按陣元寬度分割的超聲陣列聲頭及與超聲陣列聲頭相適配的電路板。超聲陣列聲頭可以為超聲凸陣、凹陣、線陣和相控陣聲頭等。超聲陣列聲頭上設(shè)有多個等寬度的陣元。其中，陣元包括主陣元及子陣元，多個子陣元構(gòu)成一個主陣元。優(yōu)選的，超聲陣列聲頭可以為表面鍍有金屬鍍層的壓電陶瓷片。電路板上設(shè)有多個與超聲陣列聲頭陣元一一對應(yīng)的焊盤，相鄰焊盤之間的距離與陣元的寬度相適配。其中，焊盤包括用于電性連接子陣元的第一焊盤及用于焊接外接電路引線的第二焊盤，第一焊盤與第二焊盤在電路板內(nèi)電性連接。第一焊盤與第二焊盤之間設(shè)有阻焊層。第一焊盤與第二焊盤一一對應(yīng)，第二焊盤的尺寸大于第一焊盤的尺寸。優(yōu)選的，相鄰的第二焊盤之間的距離為主陣元寬度的兩倍。進(jìn)一步優(yōu)選的，電路板為可靠性較佳的電路板。步驟S2 將電路板固定在超聲陣列聲頭上。具體包括如下步驟在電路板的非焊盤面(即與設(shè)有焊盤的表面相對的一側(cè)表面)涂上環(huán)氧樹脂等粘膠劑，待粘膠劑至半干狀態(tài)時，將電路板粘到超聲陣列聲頭上。優(yōu)選的，將兩塊電路板平行的粘到超聲陣列聲頭上。兩塊電路板上的焊盤錯開設(shè)置且焊盤的位置與超聲陣列聲頭上主陣元的位置對應(yīng)。如可以從超聲陣列聲頭的一側(cè)依次編號主陣元，其中一塊電路板上的焊盤分別一一對應(yīng)奇數(shù)編號的主陣元，另一塊電路板上的焊盤分別一一對應(yīng)偶數(shù)編號的主陣元。步驟S3 使用超聲邦定的方法電性連接陣元與焊盤。具體包括如下步驟將固定有電路板的超聲陣列聲頭放置在超聲邦定機(jī)的邦定平臺上，調(diào)整置合適位置，用細(xì)導(dǎo)線將子陣元電性連接到第一焊盤上，其中，同一主陣元的子陣元連接到同一第一焊盤上。優(yōu)選的，細(xì)導(dǎo)線為鋁、銅、金或銀的導(dǎo)線，導(dǎo)線的線徑不超過0.051mm。細(xì)導(dǎo)線在時間和壓力的共同作用下，在超聲陣列聲頭的金屬鍍層表面產(chǎn)生塑性變形，與金屬鍍層達(dá)到可靠的接觸；同時，通過超聲波摩擦振動，細(xì)導(dǎo)線與金屬鍍層在原子親和力的作用下形成金屬鍵，實(shí)現(xiàn)了細(xì)導(dǎo)線與超聲陣列聲頭的焊接。該焊接過程無需加熱，成本低廉，應(yīng)用范圍廣。而且細(xì)導(dǎo)線的線徑為不超過0. 051mm，遠(yuǎn)低于單個子陣元的間距，從而可以很好地解決每一個主陣元及其子陣元間的安全連接，相鄰主陣元的相鄰子陣元間不會出現(xiàn)并聯(lián)短路現(xiàn)象。步驟S4:在焊盤上進(jìn)行外接電路引線設(shè)置，完成超聲陣列聲頭陣元的電路引線焊接。具體是在第二焊盤上進(jìn)行外接電路引線的焊接設(shè)置，完成超聲陣列聲頭陣元的電路引線焊接。此外，在優(yōu)選的實(shí)施方式中，完成電性連接陣元與焊盤之后還包括如下步驟對超聲邦定點(diǎn)進(jìn)行性能測試，測試合格后，使用環(huán)氧樹脂等膠粘劑對超聲邦定點(diǎn)進(jìn)行固定封閉處理。上述超聲陣列聲頭陣元的電路引線焊接方法，利用超聲波摩擦原理，不需要加熱及助焊劑，不會造成超聲陣列聲頭的退極化，因此，可以有效保護(hù)超聲陣列聲頭的性能，產(chǎn)品的一致性較好；同時，該超聲邦定焊接方法適用于高密度、高頻率超聲陣列探頭的陣元電路引線焊接，效率較高，可以大批量、規(guī)?；a(chǎn)，且不會因?yàn)槿藶槠＞氲仍虍a(chǎn)生操作誤差。以下為具體實(shí)施例部分壓電陶瓷片上的陣元電路引線的焊接，如圖2所示，具體包括如下步驟(1)、提供干凈的壓電陶瓷片100及電路板200、300。該壓電陶瓷片100的表面設(shè)有寬度為0. 3mm的主陣元110，每個主陣元110包括3 個子陣元112，子陣元112的寬度為0. 1mm。電路板200上設(shè)有多個等間距分布的焊盤210，該焊盤210包括一一對應(yīng)的第一焊盤212和第二焊盤214，相鄰第二焊盤214之間的距離為0. 6mm。電路板300上設(shè)有多個等間距分布的焊盤310，該焊盤310包括一一對應(yīng)的第一焊盤312和第二焊盤314，相鄰第二焊盤314之間的距離為0. 6mm。(2)、在電路板200、300的非焊盤面(圖中未示)均勻涂上環(huán)氧樹脂膠結(jié)劑，待膠粘劑至半干狀態(tài)時，將所述電路板200、300粘貼固定到所述壓電陶瓷片100上。其中，電路板200和電路板300平行設(shè)置。從圖2所示的壓電陶瓷片100的左側(cè)起依次自然數(shù)編號主陣元110，電路板200的焊盤210對應(yīng)偶數(shù)編號的主陣元110，焊盤310 對應(yīng)奇數(shù)編號的主陣元110。(3)、將固定有電路板200、300的壓電陶瓷片100置于超聲邦定機(jī)的邦定平臺上， 調(diào)整置合適位置后，分別用鋁絲220、320將每個子陣元112電性連接到第一焊盤212、312 上。同一主陣元110的子陣元112電性連接至同一第一焊盤212或312上。0)、邦定完成后，對超聲邦定點(diǎn)進(jìn)行新能測試，測試合格后，在超聲邦定點(diǎn)涂上環(huán)氧樹脂膠粘劑400，以固定封閉處理超聲邦定點(diǎn)。(5)、待超聲邦定點(diǎn)的環(huán)氧樹脂膠粘劑400干燥后，從電路板200、300的第二焊盤 214、314上依次設(shè)置電路引線230、330，完成整個壓電陶瓷片100的陣元電路引線的焊接。以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種超聲陣列聲頭陣元的電路引線焊接方法，其特征在于，包括如下步驟制備或提供按陣元寬度分割的超聲陣列聲頭及與所述超聲陣列聲頭適配的電路板，所述電路板上設(shè)有用于電性連接所述陣元的焊盤，相鄰所述焊盤之間的距離與所述陣元的寬度相適配；將所述電路板固定在所述超聲陣列聲頭上，使用超聲邦定的方法電性連接所述陣元與所述焊盤；在所述焊盤上進(jìn)行外接電路引線設(shè)置，即完成超聲陣列聲頭陣元的電路引線焊接。
2.如權(quán)利要求1所述的超聲陣列聲頭陣元的電路引線焊接方法，其特征在于，所述陣元包括主陣元及子陣元，所述主陣元由多個所述子陣元構(gòu)成，所述主陣元的寬度相同，所述子陣元的寬度相同。
3.如權(quán)利要求2所述的超聲陣列聲頭陣元的電路引線焊接方法，其特征在于，所述焊盤包括用于電性連接所述子陣元的第一焊盤及用于焊接外接電路引線的第二焊盤，所述第一焊盤與所述第二焊盤在所述電路板內(nèi)電性連接。
4.如權(quán)利要求3所述的超聲陣列聲頭陣元的電路引線焊接方法，其特征在于，所述第一焊盤與所述第二焊盤一一對應(yīng)，所述第二焊盤的尺寸大于所述第一焊盤的尺寸，所述電路板上相鄰的第二焊盤之間的距離為所述主陣元寬度的兩倍。
5.如權(quán)利要求4所述的超聲陣列聲頭陣元的電路引線焊接方法，其特征在于，將所述電路板固定在所述超聲陣列聲頭上是使用膠粘劑將兩塊電路板的非焊盤面固定在所述超聲陣列聲頭上，兩塊電路板平行設(shè)置，兩塊電路板上的焊盤錯開設(shè)置，且焊盤的位置與所述主陣元的位置一一對應(yīng)。
6.如權(quán)利要求4或5所述的超聲陣列聲頭陣元的電路引線焊接方法，其特征在于，所述使用超聲邦定的方法電性連接所述陣元與所述焊盤是將固定有電路板的超聲陣列聲頭放置在超聲邦定機(jī)的邦定平臺上，用細(xì)導(dǎo)線將所述子陣元電性連接到所述第一焊盤上，其中， 同一主陣元的子陣元連接到同一第一焊盤上。
7.如權(quán)利要求6所述的超聲陣列聲頭陣元的電路引線焊接方法，其特征在于，所述細(xì)導(dǎo)線為鋁、銅、金或銀的導(dǎo)線，導(dǎo)線的線徑不超過0. 051mm。
8.如權(quán)利要求4所述的超聲陣列聲頭陣元的電路引線焊接方法，其特征在于，在完成電性連接所述陣元與所述焊盤之后還包括如下步驟對超聲邦定點(diǎn)進(jìn)行性能測試，測試合格后，使用膠粘劑對超聲邦定點(diǎn)進(jìn)行固定封閉處理。
9.如權(quán)利要求3所述的超聲陣列聲頭陣元的電路引線焊接方法，其特征在于，所述第一焊盤與所述第二焊盤之間設(shè)有阻焊層。
10.如權(quán)利要求1所述的超聲陣列聲頭陣元的電路引線焊接方法，其特征在于，所述超聲陣列聲頭為表面鍍有金屬鍍層的壓電陶瓷材片。
11.如權(quán)利要求1所述的超聲陣列聲頭陣元的電路引線焊接方法，其特征在于，所述電路板為柔性電路板。
12.如權(quán)利要求1所述的超聲陣列聲頭陣元的電路引線焊接方法，其特征在于，所述超聲陣列聲頭為超聲凸陣、凹陣、線陣和相控陣聲頭。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種超聲陣列聲頭陣元的電路引線焊接方法，包括如下步驟制備或提供按陣元寬度分割的超聲陣列聲頭及與超聲陣列聲頭適配的電路板；將電路板固定在超聲陣列聲頭上，使用超聲邦定的方法電性連接陣元與焊盤；在焊盤上進(jìn)行外接電路引線設(shè)置。該超聲陣列聲頭陣元的電路引線焊接方法，利用超聲波摩擦原理，不需要加熱及助焊劑，不會造成超聲陣列聲頭的退極化，因此，可以有效保護(hù)超聲陣列聲頭的性能，產(chǎn)品的一致性較好；同時，該超聲邦定焊接方法特別適用于高密度、高頻率超聲陣列探頭的陣元電路引線焊接，效率較高，可以大批量、規(guī)?；a(chǎn)，且不會因?yàn)槿藶槠＞氲仍虍a(chǎn)生操作誤差。
文檔編號B23K20/10GK102528266SQ20101060362
公開日2012年7月4日 申請日期2010年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月24日
發(fā)明者李朝輝, 李永川 申請人:中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院