超声波探针的制作方法

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超声波探针的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种超声波探针,更具体地,涉及一种具有二维阵列换能器(transducer)的体腔插入型超声波探针。
【背景技术】
[0002]在医疗领域,超声波诊断装置正在被使用。超声波诊断装置是一种向活体发送超声波以及从活体接收超声波,并且基于通过超声波的发送和接收而获得的接收信号来形成超声波图像的装置。超声波的发送和接收由超声波探针执行。各种探针被商品化,其中包括体腔插入型探针。体腔插入型探针插入食道、直肠、阴道等,并且在体内发送和接收超声波。其中,食道探针是插入食道的探针,更具体地,是当处于食道中时向心脏发送超声波并从心脏接收超声波的探针。
[0003]近年来,三维超声波诊断正变得更加普及。在这项技术中,向活体内的三维空间发送超声波以及从活体内的三维空间接收超声波,以获得体数据,并且体数据被用于形成表示三维空间的三维图像、表示三维空间的任意剖面的二维断层图像等。为了向三维空间发送超声波以及从三维空间接收超声波,在探针头通常设置有二维阵列换能器。二维阵列换能器由二维排列的多个换能器元件(例如,数千个换能器元件)形成。
[0004]专利文献I公开了一种用于三维超声波诊断的食道探针。换能器单元被放置在食道探针的头部。换能器单元包括从活体组织侧起依次设置的二维阵列换能器、接口层、电子电路(集成电路)、背衬层、散热器等。电子电路是执行信道减少(channel reduct1n)的电路,即,用于减少信号线数量的电路。散热器是带走产生于电子电路中的热量的电路。
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:JP2005-507581A

【发明内容】

[0007]技术问题
[0008]当电子电路板将要被设置在探针头中时,由于在电子电路板中产生大量的热量,因此从电子电路板散热就成为了问题。具体地,当电子电路板中产生的热量被传导至二维阵列换能器时,二维阵列换能器的温度变高,导致二维阵列换能器的恶化以及发送/接收面的温度上升这样的问题。由此,为了尽量避免电子电路板中产生的热量传导至二维阵列换能器,需要将热量从电子电路排放至其他构件。
[0009]然而,在专利文献I描述的食道探针中,由于散热器通过位于其与电子电路板的背面侧之间的背衬层而设置在电子电路板的背面侧上,所以存在难以提高从电子电路板向散热器的导热率的问题。
[0010]问题解决方案
[0011]本发明的益处为内部单元中产生的热量被有效地放出至其他构件。
[0012]根据本发明的一个方案,提供一种超声波探针,包括:内部单元,其包括具有多个换能器元件的阵列换能器、设置在阵列换能器的背面侧上并具有电连接至多个换能器元件的电子电路的电子电路板、以及传导来自电子电路板的热量的散热薄板;以及探针头壳体,其收容内部单元,其中,散热薄板包括:主体部,其接收来自电子电路板的热量;以及翼部,来自主体部的热量传导至所述翼部并且所述翼部从主体部向外侧延伸,探针头壳体具有开口结构,并且翼部插入所述开口结构并接合至探针头壳体。
[0013]根据上述构造,内部单元(例如,内部组件,内部分层结构)中的电子电路板中产生的热量通过散热薄板能够传导至探针头壳体。散热薄板包括主体部和至少一个翼部,并且在主体部处接收的热量被传导至翼部,并进一步从翼部传导至接合至翼部的探针头壳体。在探针头壳体中,形成有开口结构,所述开口结构具有至少与探针头壳体的内部连通的开口。翼部插入开口中。翼部的端部优选延伸至探针头壳体的外侧,并接合至探针头壳体的外表面,或者插入(即,嵌入)形成在探针头壳体内部的间隙。通常,在收容发热结构的探针头壳体中,外表面具有比内表面更低的温度,并且通过使用散热薄板,无需穿过探针头壳体的内表面,热量就能够被直接传导至外表面或者内部。换言之,针对散热,能够积极地使用温度倾差。可替换地,可以使用这样一种构造:在该构造中,除了上述的热传导,还将来自内部单元的热量传导至探针头壳体的内表面。可替换地,可以使用这样一种构造:在该构造中,多个翼部的一部分接合至探针头的内表面。在任一种情况中,通过向具有更低温度的部分的积极的热传导,热量能够有效地被从电子电路板驱散。
[0014]优选地,散热薄板直接或间接地接合至电子电路板的背面。在这种情况下,为了确保超声波从电子电路板向背衬构件的传播,优选地在散热薄板上形成容背衬构件的一部分通过的开口。可替换地,散热薄板可放置在电子电路板的正面侧(发送/接收侧)。在任何情况下,作为散热薄板,优选使用具有良好的热传导率的结构。
[0015]根据本发明的另一个方案,优选地,至少散热薄板中的翼部是挠性的。根据这样的构造,能够实现良好的组装操作性,并且实现翼部与探针头壳体之间的紧密接触变得容易。对于翼部的固定,优选地,使用具有良好的导热性的粘合剂。可替换地,也可使用诸如装配、螺纹连接、焊接等其他固定方法。
[0016]根据本发明的另一个方案,优选地,散热薄板具有从主体部分别朝向右侧和左侧延伸的右侧翼部和左侧翼部,探针头壳体具有右侧开口结构和左侧开口结构,右侧翼部插入并固定在右侧开口结构中,而左侧翼部插入并固定在左侧开口结构中。根据这样的构造,能够使用多个翼部传导热量,导致散热效率提高。特别地,由于能够在内部单元的两侧驱散热量,因此能够有效地抑制电子电路板整体的温度上升。通常,探针头壳体内部在左右方向上的宽度不是很宽,并且因此,如果热量从电子电路板的右侧和左侧被驱散,那么从电子电路板到探针头壳体(外表面或内部)的热传导距离能够被减小。
[0017]根据本发明的另一个方案,优选地,右侧开口结构与左侧开口结构分别为与探针头壳体的内部和外部连通的右侧狭缝和左侧狭缝,右侧翼部插入右侧狭缝并固定在探针头壳体的外表面,而左侧翼部插入左侧狭缝并固定在探针头壳体的外表面。根据这样的构造,来自电子电路板的热量通过右侧翼部和左侧翼部,即,通过右侧狭缝和左侧狭缝被传导至探针头的外表面。在探针头壳体中,外表面的温度通常低于面向发热结构的内表面的温度,并且因此,热量能够被直接排放出至具有较低温度的部分,而且能够提高散热效率。
[0018]根据本发明的另一种方案,优选地,在探针头壳体的外表面上形成有与右侧狭缝连通的右侧凹槽,并且右侧翼部的端部收容在右侧凹槽中,而且在探针头壳体的外表面上形成有与左侧狭缝连通的左侧凹槽,并且左侧翼部的端部收容在左侧凹槽中。根据这样的构造,在探针头的外表面上引起的端部的膨出以及妨碍探针头的外部形状的平滑性的问题能够被解决或者缓解。特别地,在体腔插入型超声波探针中,强烈期望使探针头的形状平滑,并且通过上述的构造,满足了这样的期望。
[0019]根据本发明的另一个方案,优选地,翼部包括:具有允许翼部穿过开口结构的横向宽度的第一部分;以及作为连接至第一部分的部分的第二部分,所述第二部分能够被展开,在展开状态下所述第二部分具有比第一部分的横向宽度更大的横向宽度,并且所述第二部分在展开状态下固定在探针头壳体的外表面。根据这样的构造,由于第二部分形成为能够被展开的部分,处于折叠状态的第二部分插入开口结构之后能够被展开,并且第二部分能够被固定在探针头的外表面上。换言之,不管开口结构的尺寸如何,都能够增加翼部接触探针头壳体的外表面的部分的尺寸(接触面积)。
[0020]根据本发明的另一个方案,优选地,探针头壳体由第一壳体部和第二壳体部形成,在位于第一壳体部与第二壳体部之间的开口结构中形成有间隙,并且翼部插入所述间隙。根据这样的构造,翼部的两个表面能够用作导热表面。另外,当第一壳体部和第二壳体部结合时翼部能够被夹持和固定。
[0021]上述电子电路形成发送信号处理电路和接收信号处理电路中的至少一个,并且优选形成全部两个处理电路。电子电路优选为信道减少电路。在发送期间,信道减少电路针对阵列换能器全体或者在预定的单元中根据一个发送触发信号生成多个发送驱动信号,并且,在接收期间,在预定的单元中根据多个接收信号生成组接收信号。优选地,电子电路板为表面上形成有电子电路,并且不具有厚封装的半导体板。这样的电子电路板可直接接合在阵列换能器的背面侧上,但优选地,电子电路板通过电子电路板与阵列换能器之间的接口板连接至阵列换能器。作为接口板,可使用具有配
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