专利名称：磁共振仪的浇注件及浇注方法
技术领域：
本发明涉及一种磁共振仪的浇注件和制造这种浇注件的方法。
背景技术：
在印刷电路板技术中为了制成多层印刷电路板，将多个在印刷电路板两侧有铜层的薄的双面印刷电路板与所谓的预浸料层互相粘结。这种印刷电路板可以有多达48层带有印制导线的层。
预浸料层是在工厂里已经用专用树脂预浸渍的疏松结构和织物。通过这种机械的浸渍，在树脂与纤维之间达到最佳的状态。环氧树脂浸渍和预熔烘的玻璃树脂织物粘合膜片用于构成多层印刷电路板。
用于触点接通的印刷电路板的支承材料由玻璃纤维织物组成，它用环氧树脂粘合(FR4)。铜层经特殊处理的表面保证与支承材料最佳连接。
磁共振技术是一种已知的技术，尤其用于获得检查对象体内一个检查区的图像。在磁共振仪(MR仪)内，在一个由基本场磁体产生的静态的基本磁场上，叠加快速接通的借助梯度线圈产生的梯度磁场。为了触发磁共振信号，磁共振仪还包括一个高频天线(HF天线)，它将所谓B1场的HF信号射入检查对象。借助此天线或其他当地天线，可以接收触发的磁共振信号，并加工处理为磁共振图像。将发射的HF场限于检查区可借助HF屏蔽层实现。为了抑制可能由梯度场激励的涡流，HF屏蔽层有一些槽。作为HF屏蔽层可例如使用很薄的铜箔(小于0.5μm)或双面敷层的印刷电路板(例如0.1mmGFK双面用8-12μm铜敷层)。为了使基本磁场均匀化采用所谓的匀场线圈(shim coil)，它们在检查区产生一个修正磁场。
众所周知，梯度线圈(一个或多个)、匀场线圈(一个或多个)和/或一些HF屏蔽层作为浇注件浇注在基体内。在申请号为10352381.2的德国专利申请中，公开了这种梯度线圈单元的一种紧凑的设计，其中铜箔用作HF发射天线的HF屏蔽和回线。
在浇注这种面状导线时有必要在所有侧与例如由环氧树脂组成的浇注物料力传递地连接，因为在这种结构内会产生机械应力，它们可能导致铜箔与浇注物料分离。这些机械应力例如发生在浇注物料固化时由于反应消失、或在工作期间由于浇注件内材料不同热膨胀系数造成的热交变负荷、或还由于梯度线圈单元工作时的振动。
迄今例如作为金属构件是在梯度线圈单元内浇注的印刷电路板或铜箔，它们或不镀层或涂覆一传统的阻焊保护漆。在铜上的保护漆降低粘附性并因而在浇注物料上的连接不足以充分吸收出现的应力。产生的与铜表面的分离增大了在梯度线圈单元内部的振动，导致钎焊触点疲劳开裂、导致MR仪内部更高的噪声水平以及导致干扰成像的无线电发射。铜表面为了改善粘附强度例如通过刷、磨或喷砂常见的机械糙化，基于微小的铜厚度是不可能实施的。
由DE 10315539A1已知在梯度线圈单元中梯度导线与绝缘板之间粘结的一个例子。
发明内容
本发明的目的是改善一金属构件在一浇注基体内的连接和结合，从而避免上述缺点。
此目的在一种用于磁共振仪的包括一个被浇注基体围绕的金属构件的浇注件中采取下列措施达到在金属构件的至少一个表面与浇注基体之间设有一个预浸料层，它一方面粘附在金属构件上，以及另一方面粘附在浇注基体上。
此外，有关浇注方法方面的目的通过一种制造浇注件的浇注方法来实现，其中，将一金属构件浇注在一种浇注基体内，该浇注方法包括下列步骤-将一预浸料层放在所述金属构件的至少一个表面上，-在增加压力和温度的条件下压紧该预浸料层，-将带有该预浸料层的所述金属构件置入一浇注模内，-用所述浇注基体浇注该浇注模。
按本发明的金属构件在浇注基体内的连接通过设在中间的预浸料层改善。金属构件可理解为要浇注的一些有至少部分金属表面的构件，这些表面没有预浸料层与浇注物料直接接触。为了进一步改善例如环氧树脂在HF屏蔽层的例如大面积铜表面上的粘附，可以通过化学腐蚀造成微粗糙度和规定的稳定表面，实施表面的预处理。这例如可以通过氧化或通过一种技术上采用的另一种工艺，如Enthone公司的“Alpha-Prep”或通过MacDermid公司的“Multibond”造成。在这些不同的过程中，在被腐蚀的铜表面施加一种有助于粘附的有机化合物。
在制备时在其中一侧或两侧优选地在压力和温度下压上一个或多个50μm至100μm厚的预浸料层。
在加热该预浸料层中已部分预固化的环氧树脂时，树脂再一次熔化并润泽优选地已糙化的铜表面，然后完全硬化。
特别有利的是使用所谓的No-Flow-Prepregs(无流动性的预浸料)，它们的特点在于低的树脂渗出。由此可以保持用于钎焊连接的专用边缘区没有环氧树脂。
在优选地借助真空浇注制造有这种加面层的金属构件的浇注件时，还可以进一步改进预浸表面与浇注材料的粘附，例如通过机械方法，如磨、刷或喷砂，或通过化学方法。此外也有利的是可以通过等离子法或电晕放电法提高表面的极性。
必要时一起注入一些附加的元件，如铜绕组、绝缘板和冷却软管。
本发明的优点在于金属构件与周围的浇注树脂之间力传递的连接。由此避免在磁共振仪梯度线圈单元中的例如分离(层离)，在使用寿命期间保持梯度线圈单元振动及噪声特性的稳定，以及抑制工作时产生脉冲尖峰。此外，在装配时机械地保护薄的铜箔。
本发明其他有利的实施形式通过从属权利要求的特征说明。
下面借助图1至图5说明多种实施方式。附图中图1表示磁共振仪上半部的纵剖面，该磁共振仪具有一浇注在内的梯度线圈单元；图2表示带有压在其上的预浸料层的铜箔的剖面；图3表示两面压有预浸料层的印刷电路板的剖面；图4表示有预浸料层的印刷电路板的俯视图；以及图5表示有压上的预浸料层的匀场线圈。
具体实施例方式
图1借助通过磁共振仪1上半部的纵剖面说明本发明，它有一个隧道状检查区10。为了产生一个在患者摄像腔内尽可能均匀的静态基本磁场，磁共振仪1包括一个基本上空心圆柱形的超导基本场磁体20，一个用于产生梯度磁场的梯度线圈单元30置入该基本场磁体20内。所述梯度线圈单元有一个空穴40，它用一个高频屏蔽件50衬里。高频屏蔽件50除此之外还用作高频天线60的回流导体。空穴40两侧设有一个初级梯度线圈70和一个次级梯度线圈80。附加地可以在该梯度线圈单元30内浇铸入匀场线圈，它们有助于基本场磁体20的基本磁场均匀化。
梯度线圈单元30的构件为了浇注被装在一浇注模内。对于梯度线圈单元的机械性质，尤其对于噪声发射重要的是，不同的构件在浇注物料上的连接。特别重要的是高频屏蔽件50或匀场线圈大的铜表面在浇注物料上良好地连接。
图2用剖面图表示按本发明的浇注件一种可能的实施形式，其中在两个预浸料层110之间设有一个铜箔100。为了获得特别好的连接，预浸料层110尽可能无气泡地压在铜箔100上。为了进一步改善粘附，铜表面例如可以在腐蚀过程中糙化，在此过程中铜箔在原始厚度约为12μm时通过腐蚀进一步减薄。
图3同样用剖面图表示有一浇铸入的印刷电路板130的浇注件120的另一种实施形式。印刷电路板130由一支承板FR4(例如由FR4)组成，它两面用铜层140敷层。在两面压上预浸料层160之前，铜层表面150糙化。在浇注该分层结构前，优选地也糙化预浸料层160的表面170。在浇注后，在浇注材料180与预浸料层160之间以及在预浸料层160与铜层140之间存在力传递连接。这种浇注的印刷电路板130可以在按图1的磁共振仪的结构内用作高频屏蔽。
图4表示准备进行浇注的敷有预浸料层191的印刷电路板190的俯视图。印刷电路板190设有槽192，以防形成涡流。在印刷电路板190的边缘区194内不实施用预浸料层敷层，所以在这里为了钎焊印刷电路板可以到达一个优选地已镀锡的铜层196。在这里设有支承板198的一个无铜的边缘。
图5表示本发明在所谓的匀场线圈中的一种可能的应用。匀场线圈例如沿径向安置在高频屏蔽件200的外面。匀场线圈薄板包括一支承板210，在它上面布设安置相应的匀场线圈导线结构220。为了能沿不同的空间方向产生相应的磁场，通常彼此叠置多层匀场线圈单元。按本发明构件的一种实施形式，将一个预浸料层230置放在铜导线220上，所以在铜层220与预浸料层230之间形成良好的接触。在浇注此分层结构时，浇注材料240又与预浸料层230的表面力传递地连接。
虽然图中所示涉及一种具有一个空心圆柱形检查区的磁共振仪，但本发明例如也可以在平的梯度线圈单元的情况下用于开式的磁共振仪。
权利要求
1.一种用于磁共振仪(1)的浇注件，在该浇注件内有一金属构件(100)被一种浇注基体(180)至少部分围绕，其特征为一预浸料层(110、160、191、230)压在所述金属构件(100)的至少一个表面(150)上；以及，该金属构件(100)通过该预浸料层(110、160、191、230)粘附在所述浇注基体(190)上。
2.按照权利要求1所述的浇注件，其特征为，所述金属构件(100)设在一支承板(FR4)上。
3.按照权利要求1或2所述的浇注件，其特征为，所述金属构件(100)是印刷电路板(130)的导线层(140)，其中，该印刷电路板(130)浇注在所述浇注基体(180)内。
4.按照权利要求1至3之一所述的浇注件，其特征为，所述浇注件是磁共振仪(1)的一个梯度线圈单元(30)；以及，所述金属构件(100)是一个高频屏蔽件(50)和/或一个匀场线圈(220)，它们尤其用铜制成以及浇注在所述梯度线圈单元(30)内。
5.一种制造浇注件的浇注方法，其中，将一金属构件(100)浇注在一种浇注基体(180)内，该浇注方法有下列特征-将一预浸料层(110、160、191、230)放在所述金属构件(100)的至少一个表面(150)上，-在增加压力和温度的条件下压紧该预浸料层，-将带有该预浸料层(110、160、191、230)的所述金属构件(100)置入一浇注模内，-用所述浇注基体(180)浇注该浇注模。
6.按照权利要求5所述的浇注方法，其特征为，为了改善所述预浸料层(110、160、191、230)的粘附，尤其通过化学腐蚀和/或氧化和/或涂覆有助于粘附的有机化学物造成金属构件表面(150)的微粗糙度。
7.按照权利要求5或6所述的浇注方法，其特征为，作为所述预浸料层(110、160、191、230)采用一种具有低的树脂流动性的预浸料层，由此使得在所述金属构件(100)的一边缘区(194)内的一个尤其电的接触点处无浇注材料。
8.按照权利要求5至7之一所述的浇注方法，其特征为，为了改善所述浇注基体在所述预浸料层(110、160、191、230)上的粘附，在浇注前，通过磨、刷、喷砂和/或化学方法糙化所述预浸料层(110、160、191、230)的一个表面(170)。
9.按照权利要求5至8之一所述的浇注方法，其特征为，为了改善所述浇注基体在所述预浸料层(110、160、191、230)上的粘附，在浇注前，尤其通过等离子法和/或电晕放电法提高所述预浸料层(110、160、191、230)的一个表面的极性。
10.按照权利要求5至9之一所述的浇注方法，其特征为，在真空状态下浇注。
11.按照权利要求5至10之一所述的浇注方法，其特征为，另一些部件如铜绕组、绝缘板和冷却软管与带有所述预浸料层(110、160、191、230)的所述金属构件(100)一起置入所述浇注模中并实施浇注。
全文摘要
本发明涉及一种磁共振仪(1)的浇注件，在该浇注件内有一金属构件(100)被浇注基体(180)至少部分围绕，以及，在金属构件(100)的至少一个表面(150)与浇注基体之间设有一个预浸料层(110、160、191、230)，它一方面粘附在金属构件(100)上和另一方面粘附在浇注基体(190)上，以及导致金属构件力传递地固定在浇注基体内。
文档编号G01R33/385GK1885057SQ200610090869
公开日2006年12月27日 申请日期2006年6月26日 优先权日2005年6月24日
发明者于尔根·尼斯特勒, 洛撒·舍恩 申请人:西门子公司