超聲探頭的制作方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】超聲探頭
[0001]本申請(qǐng)要求于2014年4月14日提交到韓國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局的第10-2014-0044454號(hào)韓國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)，該韓國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)的全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用被包含于此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]示例性實(shí)施例涉及一種被配置為能夠診斷疾病的超聲診斷設(shè)備的超聲探頭。
【背景技術(shù)】
[0003]超聲診斷設(shè)備是這樣一種設(shè)備:其被配置為能夠朝著對(duì)象內(nèi)部的目標(biāo)部位發(fā)射超聲波，并通過(guò)接收反射的超聲回波信號(hào)來(lái)獲得關(guān)于軟組織的血流的橫截面的圖像。
[0004]與其他圖像診斷設(shè)備(諸如X射線設(shè)備、CT掃描儀(計(jì)算機(jī)斷層掃描儀)、MRI(磁共振成像)和核診斷設(shè)備)相比，超聲診斷設(shè)備以相對(duì)小的尺寸設(shè)置并且通常比較便宜，同時(shí)能夠?qū)崟r(shí)地顯示診斷圖像。此外，由于沒(méi)有輻射暴露，使得超聲診斷設(shè)備的安全性級(jí)別相對(duì)高，因此，超聲診斷設(shè)備被廣泛用于心臟、腹部和泌尿系統(tǒng)的診斷以及婦科診斷。
[0005]超聲診斷設(shè)備包括超聲探頭，超聲探頭被配置為能夠朝著對(duì)象發(fā)射超聲波以獲得對(duì)象內(nèi)部的圖像，并獲得從對(duì)象的身體部位反射的超聲回波信號(hào)。
[0006]通常，被配置為能夠通過(guò)將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械振動(dòng)能而產(chǎn)生超聲波的壓電材料被廣泛用于換能器中，而換能器被配置為用于從超聲波探頭產(chǎn)生超聲波。
[0007]近來(lái)，正在開(kāi)發(fā)一種新概念的換能器cMUT (capacitive MicromachinedUltrasonic Transducer，電容式微加工超聲換能器)。
[0008]作為一種被配置為能夠通過(guò)利用成百上千個(gè)微加工薄膜的振動(dòng)來(lái)發(fā)送和/或接收超聲波的新概念的換能器，cMUT基于MEMS (Micro Electro Mechanical System，微機(jī)電系統(tǒng))技術(shù)進(jìn)行制造。在被用于一般的半導(dǎo)體工藝中的半導(dǎo)體的板上形成下電極然后在具有下電極的絕緣層的上部形成氣隙之后，當(dāng)在該氣隙之上設(shè)置有大約幾埃(angstrom)至幾千埃的厚度的薄膜以及上電極時(shí)，則形成了電容器，從而在下電極與上電極之間設(shè)置有所述氣隙。
[0009]當(dāng)將交流電施加到如上所述地制造的電容器時(shí)，薄膜振動(dòng)，由此形成超聲波。相反，在薄膜因外界超聲波而振動(dòng)的情況下，電容器的電容發(fā)生變化，通過(guò)檢測(cè)到電容的變化而接收到超聲波。
[0010]這樣的CMUT具備大約幾十微米的量級(jí)的直徑，因此，即使在布置幾萬(wàn)個(gè)CMUT的情況下，其尺寸也可僅為大約幾毫米。此外，通過(guò)單個(gè)制造過(guò)程，幾萬(wàn)個(gè)傳感器能夠同時(shí)精確地布置在期望的位置，由于cMUT元件通過(guò)芯片結(jié)合方法(諸如倒裝芯片結(jié)合)連接到ASIC，以將電信號(hào)施加到cMUT，因此可解決由傳統(tǒng)的配線導(dǎo)致的過(guò)程復(fù)雜度方面的問(wèn)題。
[0011]這樣的cMUT可適合用于最近流行的二維陣列換能器的制造，從而為多通道換能器的發(fā)展作出貢獻(xiàn)。
[0012]當(dāng)換能器通道的數(shù)量小時(shí)，由為了驅(qū)動(dòng)探頭而設(shè)置的電路產(chǎn)生的熱可小于大約1W，這是可通過(guò)探頭殼被自然釋放的水平。然而，當(dāng)換能器設(shè)置有多通道時(shí)，由所述電路產(chǎn)生的熱的量可增加至大約7W的水平，因此需要研發(fā)散發(fā)并減少來(lái)自超聲探頭的熱的技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]因此，一個(gè)或更多個(gè)示例性實(shí)施例的一方面在于提供一種超聲探頭，該超聲探頭被配置為經(jīng)由熱管和散熱單元將由換能器產(chǎn)生的熱釋放到超聲探頭的外部。
[0014]示例性實(shí)施例的其他方面一部分將在下面的描述中進(jìn)行闡述，一部分將通過(guò)描述而顯而易見(jiàn)，或者可通過(guò)示例性實(shí)施例的實(shí)踐而了解。
[0015]根據(jù)一個(gè)不例性實(shí)施例，一種超聲探頭包括外殼、換能器、熱管、散熱器和分隔壁。所述換能器可被配置為能夠產(chǎn)生超聲波，同時(shí)被設(shè)置在所述外殼的內(nèi)部。所述熱管可被配置為促進(jìn)由所述換能器所產(chǎn)生的熱的傳遞。所述散熱器可被連接到所述熱管，并可被配置為將經(jīng)由所述熱管傳遞的熱釋放到所述外殼的外部。所述分隔壁可使所述外殼的內(nèi)部空間分隔開(kāi)。
[0016]所述超聲探頭還可包括設(shè)置在所述外殼的內(nèi)部的電氣裝置，所述分隔壁可使其中設(shè)置有電氣裝置的第一空間與其中設(shè)置有散熱器的第二空間分隔開(kāi)。
[0017]所述超聲探頭還可包括:電纜，電連接到所述電氣裝置；電纜延伸部，設(shè)置在所述外殼的后部，以使所述電纜延伸到所述外殼的外部，其中，所述電纜延伸部可被定位成不與所述散熱器發(fā)生干涉且不與所述熱管發(fā)生干涉。
[0018]所述熱管還可被配置為促進(jìn)由所述換能器所產(chǎn)生的熱沿第一方向的傳遞，所述第一方向與產(chǎn)生的超聲波的發(fā)射方向相差至少90度。
[0019]被配置為促進(jìn)空氣通過(guò)的通氣孔可設(shè)置在所述外殼上，并且所述通氣孔還可被配置為覆蓋所述散熱器。
[0020]所述散熱器可包括散熱翅片，所述散熱翅片被配置為使經(jīng)由所述熱管傳遞的熱分散。
[0021]所述超聲探頭還可包括散熱風(fēng)扇，所述散熱風(fēng)扇被配置為將由所述散熱翅片分散的熱釋放到所述外殼的外部。
[0022]根據(jù)另一示例性實(shí)施例，一種超聲探頭包括外殼、換能器、熱管和散熱器。所述換能器可被配置為能夠產(chǎn)生超聲波，同時(shí)被設(shè)置在所述外殼的內(nèi)部。所述熱管可被配置為促進(jìn)由所述換能器所產(chǎn)生的熱的傳遞。所述散熱器可連接到所述熱管，并可被配置為將經(jīng)由所述熱管傳遞的熱釋放到所述外殼的外部。所述散熱器可被定位成使得所述外殼的內(nèi)部空間被分割。
[0023]所述超聲探頭還可包括設(shè)置在所述外殼的內(nèi)部的電氣裝置，其中，所述散熱器可被定位成使其中設(shè)置有電氣裝置的空間被隔離開(kāi)。
[0024]所述超聲探頭還可包括:電纜，電連接到所述電氣裝置；電纜延伸部，設(shè)置在所述外殼的后部，以使所述電纜延伸到所述外殼的外部。所述電纜延伸部可被定位成不與所述散熱器發(fā)生干涉且不與所述熱管發(fā)生干涉。
[0025]所述散熱器的形狀可被設(shè)置為與所述外殼的形狀一致。
[0026]根據(jù)另一不例性實(shí)施例，一種超聲探頭包括第一外殼、換能器、熱管和第二外殼。所述換能器可被配置為能夠產(chǎn)生超聲波，同時(shí)被設(shè)置在所述第一外殼的內(nèi)部。所述熱管可被配置為促進(jìn)由所述換能器所產(chǎn)生的熱的傳遞。所述第二外殼可連接到所述熱管，并可被配置為將經(jīng)由所述熱管傳遞的熱釋放到所述第二外殼的外部。
[0027]所述第二外殼可由鋁、銅以及鋁和銅的合金中的至少一種形成。
[0028]所述超聲探頭還可包括:電氣裝置；電纜，電連接到所述電氣裝置；電纜延伸部，設(shè)置在所述第二外殼的后部，使得所述電纜延伸到所述第二外殼的外部。所述電纜延伸部可被定位成使得所述電纜不與所述熱管發(fā)生干涉。
【附圖說(shuō)明】
[0029]通過(guò)下面結(jié)合附圖對(duì)示例性實(shí)施例進(jìn)行的描述，這些和/或其他方面將變得明顯和更加容易理解，在附圖中:
[0030]圖1是示意性地示出超聲探頭的一個(gè)示例性實(shí)施例的結(jié)構(gòu)的圖。
[0031]圖2是示出了圖1的超聲探頭被抓握時(shí)的樣子的圖。
[0032]圖3是示意性地示出根據(jù)另一示例性實(shí)施例的超聲探頭的替代結(jié)構(gòu)的圖。
[0033]圖4是示出了圖3的超聲探頭被抓握時(shí)的樣子的圖。
[0034]圖5是示出熱管的操作原理的圖。
[0035]圖6、圖7和圖8是示意性地示出超聲探頭的另一示例性實(shí)施例的結(jié)構(gòu)的圖。
[0036]圖9是示意性地示出超聲探頭的又一示例性實(shí)施例的結(jié)構(gòu)的圖。
[0037]圖10是示出圖9的超聲探頭的第二外殼的透視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0038]現(xiàn)在將詳細(xì)說(shuō)明示例性實(shí)施例，示例性實(shí)施例的示例在附圖中示出，在附圖中，相同的標(biāo)號(hào)始終指示相同的元件。
[0039]圖1是示意性地示出超聲探頭的示例性實(shí)施例的結(jié)構(gòu)的圖，圖2是示出圖1的超聲探頭被抓握時(shí)的樣子的圖，圖3是示出圖1中示出的超聲探頭的被部分改變的結(jié)構(gòu)的圖，圖4是示出圖3的超聲探頭被抓握時(shí)的樣子的圖。
[0040]參照?qǐng)D1、圖2、圖3和圖4，超聲探頭包括:換能器10 ;熱管20，用于促進(jìn)由換能器10所產(chǎn)生的熱的傳遞；散熱單元(在此也被稱為“