一、產(chǎn)品概述

在半導(dǎo)體封裝檢測(cè)、材料無(wú)損評(píng)估以及高分辨率超聲成像等領(lǐng)域，超聲波換能器（Ultrasonic Transducer）的性能直接決定了檢測(cè)系統(tǒng)的精度上限。日本TORAY（東麗）株式會(huì)社憑借其在高分子材料領(lǐng)域的深厚積累，推出的PT系列高頻超聲波換能器，憑借獨(dú)特的P(VDF-TrFE)高分子壓電薄膜技術(shù)，在高頻超聲檢測(cè)領(lǐng)域建立了獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

PT25-6-20 是東麗PT系列中的一款高頻、聚焦型超聲波換能器，專(zhuān)為需要高分辨率成像和精密檢測(cè)的場(chǎng)景設(shè)計(jì)。它主要用作超聲成像系統(tǒng)（SAT——Scanning Acoustic Tomography）和聲學(xué)顯微鏡（SAM——Scanning Acoustic Microscope）中的超聲波發(fā)射和接收傳感器，也可廣泛用作半導(dǎo)體和工業(yè)應(yīng)用中的非接觸式、無(wú)損檢測(cè)傳感器。

二、型號(hào)命名規(guī)則

PT25-6-20的型號(hào)名稱(chēng)本身即是一組精準(zhǔn)的技術(shù)參數(shù)描述：

25MHz屬于中高頻檢測(cè)頻段，能夠在檢測(cè)深度與分辨率之間取得良好的平衡。6mm的口徑提供了適中的檢測(cè)視野，而20mm的焦距則確保了在較遠(yuǎn)工作距離下仍能保持聚焦性能。

三、核心技術(shù)：P(VDF-TrFE)高分子壓電薄膜

PT25-6-20的技術(shù)突破，根植于東麗專(zhuān)有的P(VDF-TrFE)高分子壓電材料。這是一種偏二氟乙烯（VDF）與三氟乙烯（TrFE）的共聚物，與傳統(tǒng)壓電陶瓷（如PZT）相比，具有多項(xiàng)獨(dú)特優(yōu)勢(shì)：

3.1 無(wú)需聲學(xué)透鏡的創(chuàng)新設(shè)計(jì)

傳統(tǒng)的超聲波換能器通常需要聲學(xué)透鏡來(lái)聚焦超聲波。而PT25-6-20采用的P(VDF-TrFE)薄膜可以直接發(fā)射和接收超聲波，無(wú)需聲學(xué)透鏡。

這一設(shè)計(jì)帶來(lái)了兩個(gè)關(guān)鍵益處：

• 消除透鏡噪聲：聲學(xué)透鏡內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生混響和反射噪聲，干擾檢測(cè)信號(hào)的清晰度。無(wú)透鏡設(shè)計(jì)從根本上消除了這一噪聲源。

• 縮短檢測(cè)距離：由于去除了透鏡結(jié)構(gòu)，被測(cè)物體可以放置在更靠近換能器的位置，從而獲得更為清晰、準(zhǔn)確的波形數(shù)據(jù)。

3.2 優(yōu)異的聲阻抗匹配

P(VDF-TrFE)膜的聲阻抗接近水的聲阻抗。這意味著在液體介質(zhì)（如水或耦合液）中傳輸超聲波時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)幾乎無(wú)損耗的能量傳輸。這一特性使PT25-6-20特別適用于需要液體耦合的超聲顯微鏡（SAM）和超聲成像系統(tǒng)（SAT）應(yīng)用。

3.3 機(jī)電耦合系數(shù)與靈敏度

P(VDF-TrFE)共聚物具有較大的機(jī)電耦合系數(shù)（kt），使其成為高效的超聲波換能器材料。研究表明，基于P(VDF-TrFE)的換能器在某些應(yīng)用中靈敏度可比傳統(tǒng)PVDF換能器高出10dB，能夠獲得質(zhì)量遠(yuǎn)超傳統(tǒng)陶瓷換能器的高分辨率圖像。

3.4 優(yōu)異的柔韌性

P(VDF-TrFE)薄膜具有優(yōu)異的柔韌性，可以制造成各種形狀的振動(dòng)器，這為特殊形狀和定制化換能器的制造提供了極大的靈活性。

四、技術(shù)規(guī)格

五、核心特性總結(jié)

5.1 專(zhuān)有P(VDF-TrFE)薄膜，無(wú)需聲學(xué)透鏡

換能器采用東麗專(zhuān)有的P(VDF-TrFE)（偏二氟乙烯/三氟乙烯共聚物）膜，無(wú)需聲學(xué)透鏡即可發(fā)送和接收超聲波。這一特性消除了聲學(xué)透鏡內(nèi)部反射引起的噪聲影響，可獲得清晰的波形。

5.2 寬頻段支持

東麗在15MHz至125MHz頻段擁有豐富的銷(xiāo)售實(shí)績(jī)，并能夠支持更高的頻段。PT25-6-20的25MHz中心頻率定位適中，兼顧了穿透深度與分辨率。

5.3 高品質(zhì)與高可靠性

PT25-6-20因其高品質(zhì)而備受好評(píng)。東麗在高頻超聲波換能器領(lǐng)域建立了嚴(yán)格的質(zhì)量控制體系，確保了產(chǎn)品的穩(wěn)定性和一致性。

六、典型應(yīng)用領(lǐng)域

6.1 超聲成像系統(tǒng)（SAT）

PT25-6-20廣泛用于超聲成像系統(tǒng)（SAT）中的超聲波發(fā)射和接收傳感器應(yīng)用。在SAT系統(tǒng)中，換能器發(fā)射超聲波穿透被測(cè)樣品，接收反射信號(hào)以生成內(nèi)部圖像。

6.2 聲學(xué)顯微鏡（SAM）

作為聲學(xué)顯微鏡（SAM）的核心部件，PT25-6-20能夠檢測(cè)材料內(nèi)部微米級(jí)的缺陷與結(jié)構(gòu)信息。在半導(dǎo)體芯片封裝檢查中，它可用于檢測(cè)空隙、剝離、裂紋等缺陷。

6.3 半導(dǎo)體檢測(cè)

在半導(dǎo)體檢測(cè)應(yīng)用中，PT25-6-20被廣泛用于半導(dǎo)體剝離檢測(cè)。它通過(guò)脈沖信號(hào)驅(qū)動(dòng)超聲波換能器，結(jié)合超聲波脈沖發(fā)生器/接收器進(jìn)行信號(hào)的發(fā)射和接收。典型應(yīng)用包括：

• 半導(dǎo)體芯片封裝內(nèi)部的分層（剝離）檢測(cè)

• 芯片與基板之間的空洞（void）檢測(cè)

• 金屬內(nèi)部缺陷檢測(cè)

6.4 工業(yè)無(wú)損檢測(cè)（NDT）

PT25-6-20還廣泛用作工業(yè)應(yīng)用中的非接觸式、無(wú)損檢測(cè)傳感器。典型場(chǎng)景包括：

• 鋼鐵檢測(cè)

• 材料厚度測(cè)量

• 復(fù)合材料內(nèi)部缺陷檢測(cè)

6.5 醫(yī)療超聲診斷設(shè)備

PT25-6-20也可用于醫(yī)療超聲診斷設(shè)備中的超聲波發(fā)射和接收傳感器。不過(guò)需要注意的是，該產(chǎn)品不適用于醫(yī)療設(shè)備、核設(shè)備、航空航天設(shè)備等涉及人類(lèi)生命的設(shè)備或裝置。

七、選型與使用要點(diǎn)

7.1 選型參數(shù)

用戶(hù)可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求，在以下參數(shù)范圍內(nèi)定制特殊規(guī)格：

• 頻率：15MHz ~ 125MHz，以5MHz為增量調(diào)節(jié)

• 傳感器直徑：1.2mm ~ 8mm

• 焦距：1.5mm ~ ∞（無(wú)限遠(yuǎn)）

7.2 使用注意事項(xiàng)

• 表面防護(hù)：換能器表面較軟，容易被劃傷，請(qǐng)勿觸碰換能器表面

• 使用介質(zhì)：在大氣中使用時(shí)無(wú)法正常接收信號(hào)，請(qǐng)?jiān)谒拢ǖ┦褂?/span>。不可在海水中使用，因未采取防海水腐蝕措施

• 連接器選擇：可根據(jù)系統(tǒng)接口選擇UHF連接器或MicroDot連接器

• 焦距選擇：隨著焦距的增加，超聲波的功率和頻率會(huì)衰減。若考慮焦距為10mm或更大，建議咨詢(xún)廠(chǎng)商

八、總結(jié)

TORAY東麗PT25-6-20超聲波換能器，憑借其專(zhuān)有的P(VDF-TrFE)高分子壓電薄膜技術(shù)，在無(wú)需聲學(xué)透鏡的前提下實(shí)現(xiàn)了高頻超聲波的發(fā)射與接收。其25MHz的中心頻率、6mm的口徑和20mm的焦距，使其在超聲成像系統(tǒng)（SAT）、聲學(xué)顯微鏡（SAM）、半導(dǎo)體檢測(cè)和工業(yè)無(wú)損檢測(cè)等領(lǐng)域中展現(xiàn)出的性能。

無(wú)透鏡設(shè)計(jì)帶來(lái)的噪聲消除、優(yōu)異的聲阻抗匹配帶來(lái)的低損耗傳輸、以及P(VDF-TrFE)材料本身的高靈敏度和柔韌性，共同構(gòu)成了PT25-6-20的核心技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)力。對(duì)于追求高分辨率、高信噪比超聲檢測(cè)解決方案的工程師和科研人員而言，PT25-6-20無(wú)疑是一只值得信賴(lài)的“聲學(xué)之眼”。