复合式超音波换能器及其制造方法

摘要

本发明首揭一复合式超音波换能器及其制造方法，其中复合式超音波换能器包含一复合式压电组合体，一电极匹配层及一背胶而构成；复合式压电组合体系由以矩阵方式排列之压电材料柱子埋于高分子塑料之基材内，而压电柱子方向垂直平板平面且压电柱子在高分子塑料中所占之体积比为25%，压电柱子之几何尺寸宽度与高度比值介于0.15~0.25之间，该复合式超音波换能器具有低声阻抗(Low Acoustic Impedance)、宽频(Broadband)、高感度(High Sensitivity)等特性，因此适用于工业用超音波非破坏检测及医疗用超音波诊断方面。而本发明之制造方法则提供一简单、可靠度高且换能器不易损坏之制程以制造该换能器。

主权项

1.一种复合式超音波换能器系包含一复合式压电 组合体、 电极、匹配层及背胶;其特征在于复合式压电组合 体系由 矩阵式排列之压电材料柱子埋于高分子塑料之基 材内,而 压电柱子垂直电极平面且压电柱子在高分子塑料 中所占之 体积比为25%,压电柱子之几何尺寸宽度与高度比値 介于0 .15-0.25之间。2.如申请专利范围第1项之复合式超 音波换能器,其中之 匹配层为单层或双层。3.如申请专利范围第1项之 复合式超音波换能器,其中压 电柱子材料为PZT,而高分子塑料(polymer)基材为一般 黏 胶(EpoxyResin)。4.一种复合式超音波换能器之复合 式压电组合体,其特征 在于其系由矩阵式排列之压电材料柱子埋于高分 子塑料之 基材内,而压电柱子垂直电极平面,且压电柱子在 高分子 塑料中所占之体积比为25%,压电柱子之几何尺寸宽 度与 高度比値介于0.15-0.25之间。5.如申请专利范围第4 项之复合式压电组合体,其中压电 柱子材料为PZT,而高分子塑料(polymer)基材为一般黏 胶 (EpoxyResin)。6.一种用以制造复合式压电组合体方 法,包含以下步骤: -将压电材料切割成矩阵排列之微槽缝隙,此微槽 未切穿 压电材料;-以高分子塑料(polymer)填满矩阵式微槽; -研磨高分子塑料直到研磨到压电柱子材料;-将压 电材 料翻面,研磨另一面,磨去未切割之压电材料部分 。图式 简单说明:第一图为本发明中之复合式压电组合体 之示意 图。第二图(A)-(D)为本发明中之复合式压电组合体 之制 造流程图。第三图为本发明之复合式压电组合体 中压电柱 子之宽度、高度比値(W/T)与机电耦合系数( Electromechanical Coupling Coefficient)特性趋势图 。第四图为本发明之复合式超音波换能器。第五 图为本发 明之复合式超音波换能器之回波波形及频谱图。