多层背衬层结构、制备方法及医用超声探头与流程

本发明涉及医用超声探头，具体涉及一种多层背衬层结构、制备方法及医用超声探头。

背景技术：

1、医用超声探头一般由透镜、匹配层、压电振子和背衬层组成。压电振子起到超声信号发射和接受的作用。不仅往正面传播超声波，亦会往背面传导超声波。一般，往背面传导的超声波会造成信号噪音，影响超声探头性能。因此通常会在压电振子背面放置背衬层，用于吸收背面传导的超声波，减少噪音。

2、当前的背衬层多由环氧树脂作为基体，金属粉末、无机填料和橡胶等作为填料，通过物理混合后获得均匀单层结构的背衬层。均匀单层结构的背衬层，整体密度均匀，每一处的声衰减相等。通过微小填料的散射效应和树脂与橡胶之间的黏滞效应使得超声波的机械能转换为热能，从而达到声衰减的效果。

3、但是，均匀单层结构的背衬层需要加入大量的填料，才能使声阻抗和声衰减满足设计要求，不可避免地导致背衬层质量较重，厚度较厚。均匀单层结构的背衬层声衰减系数低，有较多的超声波被反射，对医用超声探头有一定的影响。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种多层背衬层结构、制备方法及医用超声探头，以解决均匀单层结构的背衬层质量较重，声衰减系数低的问题。

2、第一方面，本发明提供了一种多层背衬层结构，该多层背衬层结构包括：

3、泡沫底座层，所述泡沫底座层由pmi泡沫构成，且所述泡沫底座层上表面呈凹凸状；

4、环氧树脂层，所述环氧树脂层由第一环氧树脂混合物构成，且所述环氧树脂层粘接于所述泡沫底座层上表面；

5、透声层，所述透声层由第二环氧树脂混合物构成，且所述透声层覆盖于所述环氧树脂层上。

6、有益效果：在超声波传递过程中，当超声波传输到透声层时，在透声层的作用下，超声波的透射大于反射，超声波将尽可能多的进入环氧树脂层，避免反射回压电层形成噪音。经过透声层后继续传递，超声波在经过环氧树脂的混合物时，因为微小填料的散射效应以及树脂与橡胶之间的黏滞效应，可以将超声波的机械能转换为热能，从而达到声衰减的效果。而pmi泡沫由于其内部多孔疏松的结构，不仅能够降低背衬层的整体质量，还使得超声波在其内部不停地散射，从而造成声衰减。另外由于pmi泡沫和环氧树脂混合物的声阻抗存在差异，也会造成一部分反射。因此能够解决均匀单层结构的背衬层质量较重，声衰减系数低的问题。

7、在一种可选的实施方式中，该多层背衬层结构还包括：

8、反射层，所述反射层用于反射穿过所述泡沫底座层与所述环氧树脂层的超声波，所述反射层覆盖于所述泡沫底座层下表面，且由金属箔片构成。

9、有益效果：反射层主要作用是反射未被吸收的超声波，同时其也具有较高的声衰减系数。这样的话，反射回的超声波能够再次在pmi泡沫中不停地散射，从而造成声衰减。同时，在经过环氧树脂的混合物时，再次将超声波的机械能转换为热能，从而再次进行声衰减。

10、在一种可选的实施方式中，所述金属箔片包括铜箔或铝箔。

11、在一种可选的实施方式中，所述泡沫底座层上表面的凹凸状为锯齿状。

12、有益效果：将泡沫底座层上表面的凹凸状设置为具体的锯齿状结构，相较于其他凹凸状的结构，能够使得超声波的反射路径发生偏转，增加传播路径，从而能够进一步达到声衰减的效果。

13、在一种可选的实施方式中，所述透声层用于使得超声波透射以进入所述环氧树脂层与所述泡沫底座层，所述泡沫底座层与所述环氧树脂层分别用于使得透射进入的所述超声波衰减；

14、其中，所述第一环氧树脂混合物至少包括环氧树脂、橡胶以及金属粉末，所述第二环氧树脂混合物至少包括环氧树脂、陶瓷片以及聚酰胺。

15、有益效果：超声波传递过程中，由于透声层的声阻抗与压电振子相近，当超声波传输到透声层时，超声波的透射大于反射，超声波将尽可能多的进入环氧树脂层，避免反射回压电层形成噪音。

16、第二方面，本发明还提供了一种如上述任一项实施方式所述的多层背衬层结构的制备方法，所述方法包括：

17、向预先制作的模具中浇注pmi泡沫，并对所述pmi泡沫进行第一固化操作，以形成泡沫底座层，其中，所述泡沫底座层上表面呈凹凸状；

18、将第一环氧树脂混合物灌注于所述泡沫底座层上表面，并对所述第一环氧树脂混合物进行第二固化操作，以形成所述环氧树脂层并使得所述环氧树脂层粘接于所述泡沫底座层上表面；

19、将透声层与所述环氧树脂层的上表面进行第三固化操作，所述环氧树脂层的上表面为远离所述泡沫底座层上表面的一面。

20、在一种可选的实施方式中，所述方法还包括：

21、将反射层与所述泡沫底座层的下表面进行所述第三固化操作，其中，所述反射层用于反射穿过所述泡沫底座层与所述环氧树脂层的超声波，所述反射层由金属箔片构成，所述金属箔片包括铜箔或铝箔。

22、在一种可选的实施方式中，在所述对所述第一环氧树脂混合物进行第二固化操作之前，所述方法还包括：

23、对灌注于所述泡沫底座层呈凹凸状的上表面的第一环氧树脂混合物进行脱泡处理，得到处理后的第一环氧树脂混合物；其中，所述泡沫底座层的上表面的凹凸状为锯齿状。

24、在一种可选的实施方式中，所述对所述第一环氧树脂混合物进行第二固化操作，包括：

25、对所述处理后的第一环氧树脂混合物进行第二固化操作。

26、第三方面，本发明还提供了一种医用超声探头，该医用超声探头由透镜、匹配层、压电振子以及上述的多层背衬层结构组成。

技术特征：

1.一种多层背衬层结构，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的多层背衬层结构，其特征在于，还包括：

3.根据权利要求2所述的多层背衬层结构，其特征在于，所述金属箔片包括铜箔或铝箔。

4.根据权利要求1所述的多层背衬层结构，其特征在于，所述泡沫底座层上表面的凹凸状为锯齿状。

5.根据权利要求1-4任一项所述的多层背衬层结构，其特征在于，所述透声层用于使得超声波透射以进入所述环氧树脂层与所述泡沫底座层，所述泡沫底座层与所述环氧树脂层分别用于使得透射进入的所述超声波衰减；

6.一种如权利要求1-5任一项所述的多层背衬层结构的制备方法，其特征在于，所述方法包括：

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述方法还包括：

8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，在所述对所述第一环氧树脂混合物进行第二固化操作之前，所述方法还包括：

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述对所述第一环氧树脂混合物进行第二固化操作，包括：

10.一种医用超声探头，其特征在于，所述医用超声探头包括透镜、匹配层、压电振子以及权利要求1至5任一项所述的多层背衬层结构。

技术总结
本发明涉及医用超声探头技术领域，具体涉及一种多层背衬层结构、制备方法及医用超声探头。该多层背衬层结构包括：泡沫底座层，所述泡沫底座层由PMI泡沫构成，且所述泡沫底座层上表面呈凹凸状；环氧树脂层，所述环氧树脂层由第一环氧树脂混合物构成，且所述环氧树脂层粘接于所述泡沫底座层上表面；透声层，所述透声层由第二环氧树脂混合物构成，且所述透声层覆盖于所述环氧树脂层上。在透声层的作用下，超声波的透射大于反射，超声波将尽可能多的进入环氧树脂层，避免反射回压电层形成噪音。超声波在经过环氧树脂的混合物时，将超声波的机械能转换为热能，从而达到声衰减的效果。

技术研发人员：李本章
受保护的技术使用者：深圳市科曼医疗设备有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/21