超声波换能器及其制造方法;ULTRASONIC TRANSDUCER AND ITS MANUFACTURING METHOD

摘要

一种超声波换器系以复数压电柱排列成矩阵，且一高分子塑料填满于各压电柱间的间距，使其形成一压电复合体，其中复数压电柱更排列成具有几何梯度形状。据此，该压电复合体可以因为各压电柱之不同质的压电常数而获得较大的频宽。

主权项

1.一种超声波换能器用以接近待检测物并产生及传播超声波，该超声波换能器包含：复数压电柱排列成矩阵形态，各该压电柱彼此相离且至少沿一个排列方向的该压电柱不等长；一塑性材料层系填满于相离之各压电柱间的间距；一第一电极及一第二电极系分别配设在每一该压电柱的两端；其中复数压电柱所排列成的矩阵一端整齐位于同一水平高度，另一端则随各压电柱长度不同而形成梯度形状。 ;2.如申请专利范围第1项所述之超声波换能器，其中相邻二该压电柱间的间距小于或等于该压电柱所产生之超声波波长的一半。 ;3.如申请专利范围第1项所述之超声波换能器，其中该复数压电柱排列成矩阵之整齐同一水平高度的一端对应该待检测物。 ;4.如申请专利范围第1项所述之超声波换能器，其中该复数压电柱排列成矩阵并且形成一侧长度最小且另一侧长度最大之梯度形状。 ;5.如申请专利范围第1项所述之超声波换能器，其中该复数压电柱排列成矩阵并且形成二侧长度最小且中间长度最大之梯度形状。 ;6.如申请专利范围第1项所述之超声波换能器，其中该复数压电柱排列成矩阵并且形成二侧长度最大且中间长度最小之梯度形状。 ;7.一种超声波换能器制造方法用以制作一产生及传播超声波的换能器，该方法包含：取一压电材料板沿其厚度方向切下并切割出复数正交的切槽，且各切槽未切断该压电材料板，使得该压电材料板上形成复数半成型压电柱且排列成矩阵形状，各该半成型压电柱的一端被定义为一第一端；取一塑性材料填注且充满于各切槽内，使得该塑性材料与各该半成型压电柱充分黏结；将该压电材料板翻面且除去该压电材料板的部份体积，使复数该半成型压电柱皆分别形成独立的压电柱，且各压电柱的另一端露出并定义为第二端；自各该压电柱的第一端或第二端以研磨或切割方式截除部分长度，使得各该压电柱的第一端或第二端至少沿一方向递增或递减，且该方向上的各压电柱形成长度不等；各该压电柱的第一端及第二端皆分别配设一电极；藉此使得复数压电柱、塑性材料、复数电极组合成一组合体，该组合体之复数压电柱排列成矩阵形态，而且各复数压电柱的一端相对应形成梯度形状。 ;8.如申请专利范围第7项所述之超声波换能器制造方法，其中各切槽的深度为该压电材料板厚度的80%。 ;9.如申请专利范围第7项所述之超声波换能器制造方法，其中该塑性材料为高分子塑料。 ;10.如申请专利范围第9项所述之超声波换能器制造方法，其中该高分子塑料为环氧树脂或矽胶。 ;11.如申请专利范围第7项所述之超声波换能器制造方法，其中该电极系藉溅镀，或蒸镀，或沉积方式分别形成于各该压电柱两端。;第1A图系本发明外观图。;第1B图系本发明结构示意图一。;第2图系本发明结构示意图二。;第3图系本发明结构示意图三。;第4图系本发明结构示意图四。;第5图系本发明制作方法之实施示意图一。;第6图系本发明制作方法之实施示意图二。;第7图系本发明制作方法之实施示意图三。;第8图系本发明制作方法之实施示意图四。;第9图系本发明制作方法之实施示意图五。