本實(shí)用新型涉及壓電超聲換能器，特別涉及一種二維陣列超聲換能器的電極引線裝置。

背景技術(shù)：

二維陣列超聲換能器目前有兩種排列方式，一種是在壓電晶片的同一面上縱橫兩個(gè)方向分割成M×N個(gè)電極，另一面作為公共電極，形成陣元總數(shù)量為M×N的二維陣列；另一種是在壓電晶片一面縱向分割成M個(gè)電極，另一面橫向分割成N個(gè)電極，再在壓電晶片的每一面粘接虛擬公共電極，形成陣元總數(shù)量為M×N的二維陣列，此種方法相對(duì)于第一種方法的優(yōu)點(diǎn)是把M×N個(gè)陣元的二維陣列引線從M×N個(gè)變?yōu)镸+N個(gè)，大大減少了引線的數(shù)量,這是一種確實(shí)可行的解決方案，但現(xiàn)有電極引線方法一般為焊接或者粘接柔性線路板(FPC)，但兩種方法都存在一定的問(wèn)題。

1、焊接的方法不適用于頻率較高的超聲換能器，比如15MHz超聲換能器，其壓電晶片厚度只有0.1mm,在焊接過(guò)程中，壓電晶片很容易去極化，產(chǎn)生失效。

2、焊接的方法不適于陣元間距小于0.3mm的超聲換能器，比如長(zhǎng)寬各為0.3mm的陣元，但較小的焊點(diǎn)直徑都接近0.3mm,如果有如些大的焊點(diǎn)在壓電晶片表面，其性能將急劇下降。

采用粘接FPC的方式雖然解決了焊接的問(wèn)題，但對(duì)于高頻探頭來(lái)說(shuō)，前端FPC的厚度要小于四分之一波長(zhǎng)，比如15MHz超聲換能器，超聲波通過(guò)FPC，其四分之一波長(zhǎng)約為0.05mm，而現(xiàn)有最薄的FPC厚度約為0.1mm，F(xiàn)PC的厚度也將影響超聲換能器的性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種二維陣列超聲換能器的電極引線裝置及方法，保證了陣元的一致性，提高了二維陣列超聲換能器的成品率和制作效率，適用于不同頻率的超聲換能器。

本實(shí)用新型中的一種二維陣列超聲換能器的電極引線裝置，包括電極本體、引線插針和背襯，所述電極本體包括第一公共電極隔離層、壓電晶片和第二公共電極隔離層，所述第一公共電極隔離層的上層連接壓電晶片的下層，所述壓電晶片的上層連接第二公共電極隔離層的下層，所述電極本體上設(shè)有背襯，所述背襯內(nèi)鑲嵌有引線插針，所述引線插針設(shè)于第二公共電極隔離層的上層上。

上述方案中，所述引線插針包括第一引線插針、第二引線插針和第三引線插針，所述第一引線插針設(shè)于4個(gè)邊角上，所述第二引線插針設(shè)于第二公共電極隔離層上層的前面和后面，所述第三引線插針設(shè)于第二公共電極隔離層上層的左面和右面。

上述方案中，所述電極本體中的第一公共電極隔離層、壓電晶片和第二公共電極隔離層的材料為鎳、鎳鉻合金、金中的其中一種。

本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和有益效果在于：本實(shí)用新型提供一種二維陣列超聲換能器的電極引線裝置，適用于不同頻率的二維陣列超聲換能器，保證了陣元的一致性，提高了二維陣列超聲換能器的成品率和制作效率。而且換能器的穩(wěn)定 性好，適合批量化生產(chǎn)。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為壓電晶片的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為壓電晶片的分割示意圖；

圖4為第一公共電極隔離層的分割示意圖；

圖5為第二公共電極隔離層的分割示意圖；

圖6為背襯的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1、第一公共電極隔離層 101、第八電極 102、第二無(wú)電極區(qū)域 103、第九電極 104、第三無(wú)電極區(qū)域 105、第十電極 106、第十一電極 107、第四無(wú)電極區(qū)域

2、壓電晶片 201、第一電極 202、第二電極 203、第一無(wú)電極區(qū)域 204、第三電極 205、第四電極 206、第五電極 207、第六電極 208、第七電極 209、第一分隔槽

3、第二公共電極隔離層 301、第十二電極 302、第十三電極 303、第十四電極 304、第十五電極 305、第十六電極 306、第十七電 極 307、第五無(wú)電極區(qū)域 308、第十八電極 309、第十九電極 3010、第二十電極 3011、第二十一電極 3012、第二分隔槽

4、背襯 5、引線插針 501、第一引線插針 502、第二引線插針 503、第三引線插針

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步描述。以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而不能以此來(lái)限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。

如圖1所示，本實(shí)用新型是一種二維陣列超聲換能器的電極引線裝置，包括電極本體、引線插針5和背襯4，電極本體包括第一公共電極隔離層1、壓電晶片2和第二公共電極隔離層3，第一公共電極隔離層1的上層連接壓電晶片2的下層，壓電晶片2的上層連接第二公共電極隔離層3的下層，電極本體上設(shè)有背襯4，背襯4內(nèi)鑲嵌有引線插針5，引線插針5設(shè)于第二公共電極隔離層3的上層上。其中，引線插針5包括第一引線插針501、第二引線插針502和第三引線插針503，第一引線插針501設(shè)于4個(gè)邊角上，第二引線插針502設(shè)于第二公共電極隔離層3上層的前面和后面，第三引線插針503設(shè)于第二公共電極隔離層3上層的左面和右面。優(yōu)選的，電極本體中的第一公共電極隔離層1、壓電晶片2和第二公共電極隔離層3的材料為鎳、鎳鉻合金、金中的其中一種。

一種二維陣列超聲換能器的電極引線方法，包括以下步驟：

S1：如附圖2(1)所示，準(zhǔn)備長(zhǎng)方體壓電晶片，設(shè)壓電晶片2平行于X軸的棱的長(zhǎng)度均為L(zhǎng)+2c，L≥2.0mm，0.1mm≤c≤1.0mm，平行于Y軸的棱的長(zhǎng)度均為W，W≥2.0mm，平行于Z軸的棱的長(zhǎng)度均為T，T≥0.01mm。

S2：在壓電晶片2上下表面、四個(gè)側(cè)面都鍍上一層電極，形成長(zhǎng)方體壓電晶片的六個(gè)面電極全部導(dǎo)通，其中電極材料為金，電極厚度為300nm至800nm。

S3：如附圖2(2)所示，沿Y軸切割已鍍電極的壓電晶片，去除兩端沿X軸長(zhǎng)度各為c，得到如附圖2(3)所示壓電晶片，壓電晶片沿X軸的棱的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，沿Y軸的棱的長(zhǎng)度為W。

S4：采用蝕刻或激光切割的方法按附圖3(1)分割壓電晶片左右兩個(gè)側(cè)面電極。第二電極202中相臨電極中心間距為a，a≥0.05mm，第二電極202共有2M條所述M≥4，第一電極201寬度各為d，寬度0.3mm≤d≤1.0mm。第二電極202之相臨電極間有第一分割槽209。第一分割槽209寬度為a的十分之一。壓電晶片的前后兩個(gè)側(cè)面為第一無(wú)電極區(qū)域203。

S5：采用蝕刻或激光切割方法按附圖3(2)分割壓電晶片下表面電極。第三電極204中寬度為d，第四電極205中相臨電極中心間距a，寬度a≥0.05mm，第四電極205共有M條，第四電極205之相臨電極間有第一分割槽209。

S6：采用蝕刻或激光切割的方法按附圖3(3)分割壓電晶片上表面電極。第五電極206的長(zhǎng)度寬度分別為d，第六電極207中相臨電極中心間距為a，第六電極207共有2M條，第六電極207通過(guò)第二電極202與第四電極205連通。第七電極208中相臨電極中心間距為b，b≥0.05mm，第七電極208有N條，N≥4。第七電極208之相臨電極間有第一分割槽209。

S7：準(zhǔn)備與壓電晶片2同等長(zhǎng)度寬度的第一公共電極隔離層1及第二公共電極隔離層2，在第一公共電極隔離層1及第二公共電極隔離層2的上下表面、四個(gè)側(cè)面都鍍上一層電極，形成六個(gè)面電極全部導(dǎo)通，其中電極材料為金，電極厚度為300nm至800nm。

S8：采用蝕刻的方法按附圖4(1)分割第一公共電極隔離層前后左右四個(gè) 側(cè)面電極。第八電極101長(zhǎng)寬均為d，旁邊為第二無(wú)電極區(qū)域102。

S9：采用蝕刻的方法按附圖4(2)分割第一公共電極隔離層下表面電極。第九電極103長(zhǎng)寬各為d，第十電極105與第九電極103連通，并設(shè)有第三無(wú)電極區(qū)域104。

S10：采用蝕刻的方法按附圖4(3)分割第一公共電極隔離層上表面電極。第十一電極106的長(zhǎng)寬各為d，第十一電極106通過(guò)第八電極101與第九電極103、第十電極105連通。中間設(shè)有第四無(wú)電極區(qū)域107。

S11：采用蝕刻的方法按附圖5(1)分割第二公共電極隔離層前后左右四個(gè)側(cè)面電極，第十二電極301長(zhǎng)寬均為d，第十三電極302中相臨電極中心間距為b，第十三電極302共有2N條，第十四電極303中相臨電極中心間距為a，第十四電極303共有2M條，第十四電極303間設(shè)有第二分割槽3012。

S12：采用蝕刻的方法按附圖5(2)分割第二公共電極隔離層下表面電極，第十五電極304長(zhǎng)寬均為d，第十六電極305中相臨電極中心間距為b，第十三電極302共有2N條，第十七電極306中相臨電極中心間距為a，第十七電極306共有2M條，第十七電極306間設(shè)有第二分割槽3012，中央設(shè)有第五無(wú)電極區(qū)域307。

S13：采用蝕刻的方法按附圖5(3)分割第二公共電極隔離層上表面電極，第十八電極308長(zhǎng)寬均為d，第二十一電極3011與第十八電極308連通。第十九電極309中相臨電極中心間距為b，第十九電極309共有2N條，第二十電極3010中相臨電極中心間距為a，第二十電極3010共有2M條，第二十電極3010間設(shè)有第二分割槽3012，第十九電極309通過(guò)第十三電極302與第十六電極305連通，第二十電極3010通過(guò)第十四電極303與第十七電極306連通。

S14：如附圖6所示，背襯4中預(yù)先鑲嵌引線插針，4條第一引線插針501 為公共電極引線，M條引線插針為第二引線插針502，前后兩個(gè)方向交錯(cuò)排列，N條引線插針為第三引線插針503，左右兩個(gè)方向交錯(cuò)排列。

S15：如附圖1所示，第一公共電極隔離層1上表面與壓電晶片2下表面進(jìn)行粘接，壓電晶片2上表面與第二公共電極隔離層3下表面進(jìn)行粘接，第二公共電極隔離層3上表面與背襯4進(jìn)行粘接，完成M×N個(gè)陣元的二維陣列超聲換能器的電極連接。

本實(shí)用新型所列的實(shí)施例，只是用于幫助理解本實(shí)用新型，不應(yīng)理解為對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限定。為了便于描述本實(shí)用新型，對(duì)各部件的方位進(jìn)行了約定，所述“上表面”為平行于X-Y軸所形成的平面，靠近Z軸正方向；所述“下表面”為平行于X-Y軸所形成的平面，靠近Z軸向方向；所述“前側(cè)面”為平行于Z-Y軸所形成的平面，靠近X軸正方向；所述“后側(cè)面”為平行于Z-Y軸所形成的平面，靠近X軸負(fù)方向；所述“左側(cè)面”為平行于Z-X軸所形成的平面，靠近Y軸負(fù)方向；所述“右側(cè)面”為平行于Z-X軸所形成的平面，靠近Y軸正方向。需要理解的是，“上表面”“下表面”“前側(cè)面”“后側(cè)面”“左側(cè)面”“右側(cè)面”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實(shí)用新型和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。

以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。