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超聲波探頭高阻抗背襯材料如何選擇?
高阻抗背襯:聲阻抗率超過10*105Pa.s/m者,可列為高阻抗背襯。要達到與壓電元件相近的聲阻抗率,有兩種辦法已被證明可行。一種是將鎢粉與高塑性金屬粉混合后加高壓處理,使塑性金屬擠入鎢粉的顆粒間隙,并在兩者界面上形成鍵合力;或者將鎢粉與熱塑性塑料的粉末充分混合后熱壓成型。另一種辦法是浸漬法,即將鎢粉擠壓至緊密堆積狀態后,再浸沒于液態熱固性樹脂中,待完全浸透后加熱固化。其中采用的技術路線如下:
1、浸漬用環氧混合物(簡稱IEM);二氧化環巳烯乙烯3.5份;聚丙二醇二甘油醚6.5份;壬基琥珀酸酐(NSA)10份;二甲胺基乙醇,每10克NSA對應0.1毫升。
2、第一步浸漬:將壓好的鎢粉塊浸沒于丙撐氧中,再逐步加大IEM的濃度。具體流程為:100%丙撐氧;75%丙撐氧+25%IEM;50%丙撐氧+50%IEM;25%丙撐氧+75%IEM。
3、第二不浸漬:超聲波探頭將經過第一步浸漬的鎢粉塊置于100%的IEM中96小時,并使IEM的液面剛好低于鎢粉塊的頂端。
4、加熱固化。待兩步浸漬完成后,將鎢粉塊置于80C環境中17.5小時,令其完成固化。超聲波探頭本方法的特點是在環氧樹脂中加入丁稀釋劑丙撐氧,以實現完全浸透。而且為了更加嚴謹,G.G.LOW等一直是切取浸漬鎢粉塊的下端貼在換能器上。高阻抗背襯的另一個技術難點是與壓電晶片的粘貼。為了不損傷晶片,并使低粘度環氧樹脂膠層盡量薄,E.P.Papadak采用了帶橡膠半球的非均勻加壓裝置。