超音波探触子、超音波映像装置及びその製造方法
【課題】超音波映像装置の振動特性を向上させ、フォーカシングを良くして、鮮明な映像を得ることができる超音波探触子、超音波映像装置及びその製造方法を提供する。
【解決手段】超音波探触子は、所定の厚さを有する背面ブロック３１０と、該背面ブロック３１０の上面及び側面を取り囲む形態で積層され、配線パターンが設けられる柔軟性印刷回路基板３２０と、該柔軟性印刷回路基板３６０の上面に積層され、両面に各々上部及び下部電極を有し、複数の第２溝が形成された圧電ウェーハ３５０と、該圧電ウェーハ３５０の上面に積層されて上部電極と接合され、柔軟性印刷回路基板の接地層と連結される接地用電極板３６０と、該接地用電極板の上面に積層される音響整合層３７０、音響整合層３７０の上面に接合される音響レンズとを含み、音響整合層から背面ブロック３１０の上端は、第２溝と直交する複数のスロットが形成されることを特徴とする。
【解決手段】超音波探触子は、所定の厚さを有する背面ブロック３１０と、該背面ブロック３１０の上面及び側面を取り囲む形態で積層され、配線パターンが設けられる柔軟性印刷回路基板３２０と、該柔軟性印刷回路基板３６０の上面に積層され、両面に各々上部及び下部電極を有し、複数の第２溝が形成された圧電ウェーハ３５０と、該圧電ウェーハ３５０の上面に積層されて上部電極と接合され、柔軟性印刷回路基板の接地層と連結される接地用電極板３６０と、該接地用電極板の上面に積層される音響整合層３７０、音響整合層３７０の上面に接合される音響レンズとを含み、音響整合層から背面ブロック３１０の上端は、第２溝と直交する複数のスロットが形成されることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波探触子、超音波映像装置及びその製造方法に関し、より詳細には、振動特性を向上させ、超音波映像のフォーカシングを良くして、さらに鮮明な映像を得ることができる超音波探触子、超音波映像装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波検査は、超音波を使用して組職の異常を検査するもので、超音波を患部に照射して反射される信号によって作られた映像で異常組職の存在を把握する。これは、主として、腫瘍などの病変組職や胎児の診断に使用される。
【０００３】
超音波は、人間が聞くことができる周波数範囲以上の振動数を有する音として定義されるが、通常、２０，０００Ｈｚ乃至３０ＭＨｚまでを超音波と言う。これらのうち人体の診断に利用される音である診断用超音波は、通常、１ＭＨｚ乃至２０ＭＨｚ程度である。
【０００４】
超音波映像装置は、超音波検査を行う装置であって、大きく、超音波探触子、信号処理部及び表示部の３つの部分に分けられる。超音波探触子は、電気及び超音波信号を変換し、信号処理部は、受信した信号と送信する信号を処理し、表示部は、超音波探触子と信号処理部で得た信号を利用して映像を作る。特に、超音波探触子は、超音波映像の質を左右する重要な部分である。
【０００５】
一般的に、超音波探触子は、圧電ウェーハ、電極、音響整合層、印刷回路基板及び音響レンズを備えて構成され、このような超音波探触子は、ますます小型化されている。したがって、小型化された超音波探触子内において超音波及び電気信号を処理する配線パターンを配列するための方法と、振動特性及びフォーカシングを良くして、超音波映像を鮮明にし、信号帯域幅を増やすことができる技術が必要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、前述したような従来技術の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、超音波映像装置の振動特性を向上させ、フォーカシングを良くして、鮮明な映像を得ることができる超音波探触子、超音波映像装置及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明による超音波探触子は、所定の厚さを有する背面ブロックと、前記背面ブロックの上面及び側面を取り囲む形態で積層され、配線パターンが設けられる柔軟性印刷回路基板と、前記柔軟性印刷回路基板の上面に積層され、両面に各々上部及び下部電極を有し、複数の第２溝が形成された圧電ウェーハと、前記圧電ウェーハの上面に積層されて前記上部電極と接合され、前記柔軟性印刷回路基板の接地層と連結される接地用電極板と、前記接地用電極板の上面に積層される音響整合層と、前記音響整合層の上面に接合される音響レンズとを含み、前記音響整合層から前記背面ブロックの上端は、前記第２溝と直交する複数のスロットが形成されることを特徴とする。
【０００８】
本発明による前記柔軟性印刷回路基板は、前記背面ブロックの上面に接合される下面と、前記下面に対向する上面を有する絶縁素材のベースフィルムと、前記ベースフィルムの両面に形成された前記配線パターンとを含み、前記配線パターンは、前記ベースフィルムの上面に形成され、前記第２溝の間に形成された中央パッドを具備し、ビアホールを通じて前記中央パッドと連結され、前記ベースフィルムの下面を通じて前記背面ブロックの外側に配線された中央配線パターンと、前記中央パッドの一側に形成された第１パッドを具備し、前記第１パッドと連結され、前記ベースフィルムの上面の一側に配線された第１配線パターンと、前記中央パッドの他側に形成された第２パッドを具備し、前記第２パッドと連結され、前記ベースフィルムの上面の他側に配線された第２配線パターンと、前記中央配線パターンと第１及び第２配線パターンを保護するために、前記中央配線パターンの下面と前記第１及び第２配線パターンの上面に形成された保護層と、前記第１及び第２配線パターンの上面に形成された保護層の上面に形成され、前記接地用電極板と連結される接地層と、を含むことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明による超音波映像装置は、前記超音波探触子と、前記超音波探触子と連結されるコネクターを有する本体と、を含むことを特徴とする。
【００１０】
本発明による超音波探触子の製造方法は、圧電ウェーハ、接地用電極板及び音響整合層を順に積層する第１積層段階と、前記圧電ウェーハに複数の第２溝を形成する第２溝形成段階と、背面ブロック及び柔軟性印刷回路基板を順に積層する第２積層段階と、前記圧電ウェーハを前記柔軟性印刷回路基板の上面に積層する第３積層段階と、前記音響整合層から背面ブロックの上端に第２溝に直交する複数のスロットを形成するスロット形成段階と、前記音響整合層の上部に音響レンズを接合する接合段階と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、背面ブロック、圧電ウェーハまたは音響整合層のうち少なくともいずれか１つに溝を形成し、音響整合層から背面ブロックの上端に一度のダイシング過程により複数のスロットを形成し、マトリックスアレイ形態で配線パターンが設けられるので、振動特性を高め、フォーカシングを向上させて、鮮明な映像を得ることができる。
【００１２】
また、超音波信号の干渉現象が減少し、広い帯域幅と優れた感度を提供する効果がある。
【００１３】
また、配線パターンがマトリックスアレイ形態で配線されるので、超音波検査に使用される超音波信号またはパワーを調節することによって、フォーカシングの深さを調節するか、超音波検査領域を拡張することができ、鮮明な映像を得ることができるという効果がある。
【００１４】
また、超音波探触子と本体を連結するコネクターが本体の上端に位置するので、ユーザの便宜を図ることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施例に係る超音波映像装置を示す図である。
【図２ａ】本発明の第１実施例に係る超音波探触子を示す断面図及び斜視図である。
【図２ｂ】本発明の第１実施例に係る超音波探触子を示す断面図及び斜視図である。
【図３】本発明の柔軟性印刷回路基板を概略的に示す斜視図である。
【図４ａ】図３のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図４ｂ】図３のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図５】本発明の第１実施例に係る超音波探触子を製造する方法を示す流れ図である。
【図６】本発明の第１実施例に係る超音波探触子のスロットを形成する方法を示す図である。
【図７】本発明の第２実施例に係る超音波探触子を示す断面図である。
【図８】本発明の第２実施例に係る超音波探触子を製造する方法を示す流れ図である。
【図９】本発明の第３実施例に係る超音波探触子を示す断面図である。
【図１０】本発明の第３実施例に係る超音波探触子を製造する方法を示す流れ図である。
【図１１ａ】本発明の第４実施例に係る超音波探触子を示す断面図及び斜視図である。
【図１１ｂ】本発明の第４実施例に係る超音波探触子を示す断面図及び斜視図である。
【図１２】本発明の第４実施例に係る超音波探触子を製造する方法を示す流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、添付の図面を参照して本発明の実施例をさらに詳細に説明する。但し、実施例を説明するにあたって、本発明の属する技術分野によく知られており、本発明と直接的に関連がない技術内容については、なるべく説明を省略する。これは、不要な説明を省略することによって、本発明の核心を不明瞭にせず、さらに明確に伝達するためである。
【００１７】
なお、添付の図面において、一部の構成要素は、誇張されるか、省略されるか、または概略的に図示され、各構成要素のサイズは、実際サイズを反映するものではない。明細書全般において、同一または同様の構成要素には同一の参照符号を付けた。
【００１８】
図１を参照して、本発明の第１実施例に係る超音波映像装置を説明する。図１は、本発明の第１実施例に係る超音波映像装置を示す図である。
【００１９】
本発明の第１実施例に係る超音波映像装置１は、本体１１、超音波探触子１００、表示部１３及び入力部１４を備えて構成される。
【００２０】
本体１１は、電気及び超音波信号を送受信する信号処理部と、超音波検査のために必要な応用プログラム及びデータを保存する保存部とを備えて構成される。また、本体１１の外部には、本体１１と超音波探触子１００を連結するコネクター１５が設けられている。ユーザが超音波探触子１００を本体１１に容易に連結することができるように、コネクター１５は、本体１１の上端に設けられる。
【００２１】
超音波探触子１００は、患者の患部に当接する部分である音響レンズ８０と、超音波探触子１００を成す残りの構成要素を取り囲むケース９０とを備えて構成される。音響レンズ８０は、超音波映像のフォーカシングのために使用するレンズであって、その下端に位置する音響整合層７０の全体を覆うことができるように配置される。音響レンズ８０の素材としては、シリコーンなどが使用されることができる。一方、ケース９０内部の残りの構成要素については、詳しく後述する。
【００２２】
表示部１３は、超音波検査のために実行させた応用プログラムを画面及び検査を通じて得る超音波映像を画面に表示する。
【００２３】
入力部１４は、応用プログラムを実行するか、または、検査に必要なデータなどを入力する装置であって、多数のキーが配列されている。
【００２４】
図２ａ及び図２ｂを参照して、本発明の第１実施例に係る超音波探触子を説明する。図２ａ及び図２ｂは、本発明の第１実施例に係る超音波探触子を示す断面図及び斜視図である。
【００２５】
本発明の第１実施例に係る超音波探触子１００は、背面ブロック１０、柔軟性印刷回路基板２０、圧電ウェーハ５０、接地用電極板６０及び音響整合層７０が順次に積層された構造を有する。また、本発明の第１実施例に係る超音波探触子１００は、音響整合層７０の上端に音響レンズ（図１の８０）がさらに積層されているが、図２ａ及び図２ｂでは、これを除いて図示した。
【００２６】
背面ブロック１０は、超音波探触子１００の最下端に位置し、圧電ウェーハ５０から背面ブロック１０に向かって進行する不要な超音波信号を吸音する。
【００２７】
柔軟性印刷回路基板２０は、背面ブロック１０の上面に積層され、両面に配線パターンが設けられる。柔軟性印刷回路基板２０については、さらに詳しく後述する。
【００２８】
圧電ウェーハ５０は、柔軟性印刷回路基板２０の上面に積層され、両面に各々上部及び下部電極５５、５７を有し、複数の第２溝５３が形成される。
【００２９】
本発明の第１実施例においては、２つの第２溝５３が形成されているが、その数は、これに限定されない。圧電ウェーハ５０の素材として、ＰＺＴ、ＰＭＮ−ＰＴなどを使用することができる。上部及び下部電極５５、５７は、スパッタリング、電子ビーム、熱蒸発または電解めっきなどの方法により形成される。この際、上部電極５５は、接地用電極板６０と連結され、下部電極５７は、柔軟性印刷回路基板２０と連結される。
【００３０】
接地用電極板６０は、上面に金属層が形成され、下面に絶縁層が形成され、圧電ウェーハ５０の上面及び側面を取り囲む形態で積層される。柔軟性印刷回路基板２０は、接地層を含み、接地用電極板６０の下端部は、柔軟性印刷回路基板２０の接地層と連結される。
【００３１】
音響整合層７０は、メタルパウダー、セラミックパウダーなどよりなり、接地用電極板６０の上面に積層される。
【００３２】
上記のように積層された音響整合層７０から背面ブロック１０の上端は、第２溝５３と直交する方向に複数のスロット８３が形成される。この際、本発明の第１実施例に係る超音波探触子１００には、５つのスロット８３が形成されているが、スロット８３の個数は、これに限定されない。
【００３３】
この際、音響レンズ（図示せず）は、超音波映像のフォーカシングのために使用されるレンズであって、音響整合層７０の上面に積層される。
【００３４】
図２ａ乃至図４ｂを参照して、本発明の第１実施例に係る柔軟性印刷回路基板及び配線パターンを説明する。図３は、本発明の柔軟性印刷回路基板を概略的に示す斜視図である。図４ａは、図３のＡ−Ａ線に沿う断面図であり、図４ｂは、図３のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【００３５】
この際、図３に示された柔軟性印刷回路基板２０は、スロット８３が形成される前の形状を示すもので、スロット８３が形成される位置は点線で表示した。
【００３６】
柔軟性印刷回路基板２０は、ベースフィルム３１と配線パターンを備えて構成される。ベースフィルム３１は、絶縁素材よりなり、背面ブロック１０の上面に接合される下面と、下面に対向する上面とを有する。配線パターンは、中央配線パターン３３、第１配線パターン３５及び第２配線パターン３７に分けられ、ベースフィルム３１の両面に形成される。
【００３７】
中央配線パターン３３は、ベースフィルム３１の上面に形成され、第２溝５３の領域の間に形成された中央パッド４３を具備し、ビアホール３９を通じて中央パッド４３と連結され、ベースフィルム３１の下面を通じて背面ブロック１０の外側に配線される。ここで、中央配線パターン３３は、中央パッド４３を基準にして一側と他側に交互に配線される。したがって、図４ａに示された中央配線パターン３３は、右側に配線されているが、図４ｂに示された中央配線パターン３３は、左側に配線される。
【００３８】
第１配線パターン３５は、中央パッド４３の一側に形成された第１パッド４５を具備し、第１パッド４５と連結され、ベースフィルム３１の上面の一側に配線される。また、第２配線パターン３７は、中央パッド４３の他側に形成された第２パッド４７を具備し、第２パッド４７と連結され、ベースフィルム３１の上面の他側に配線される。
【００３９】
保護層４１は、配線パターンを保護するために中央配線パターン３３の下面と第１及び第２配線パターン３５、３７の上面に形成される。この際、中央パッド４３、第１及び第２パッド４５、４７は、圧電ウェーハ５０に形成された下部電極５７との連結のために保護層４１によって保護されずに、露出される。
【００４０】
また、第１及び第２配線パターン３５、３７の上面に形成された保護層４１の上面には、接地層４９が形成され、接地用電極板６０と連結される。
【００４１】
本発明の第１実施例に係る柔軟性印刷回路基板２０は、中央パッド４３、第１及び第２パッド４５、４７が３×６のマトリックスアレイを形成したが、３×６４乃至３×１９２のマトリックスアレイを形成してもよく、これらに限定されるものではない。
【００４２】
また、本発明の第１実施例に係る柔軟性印刷回路基板２０は、中央配線パターン３３と、第１及び第２配線パターン３５、３７に分けられる３つの配線パターンが設けられているが、それ以上の配線パターンが設けられてもよい。５つの配線パターンが設けられる場合は、中央に配線される中央配線パターンは、ベースフィルムの下面において一側または他側に交互に配線され、中央配線パターンの一側または他側に設けられた各々２つの配線パターンは、各々両端部に配線される。
【００４３】
一般的に、圧電ウェーハ５０と柔軟性印刷回路基板２０が接触する部位で回路連結が行われ、１．５Ｄ（Dimension）超音波探触子（プローブ）の場合、両端の列を連結するために回路を多層で構成する。しかし、超音波探触子１００において、背面ブロック１０、圧電ウェーハ５０、音響整合層７０の接着厚さと柔軟性印刷回路基板２０、接地用電極板６０は、薄ければ薄いほど振動及び音響特性が向上する。したがって、本発明の柔軟性印刷回路基板２０は、圧電ウェーハ５０と接触する部分で両端の列の回路連結をせずに、図２ｂに示されたように、柔軟性印刷回路基板２０の端部を接合することによって、圧電ウェーハ５０と接触する柔軟性印刷回路基板２０の厚さが薄くなって、音響特性が向上する。
【００４４】
図２ａ乃至図６を参照して、本発明の第１実施例に係る超音波探触子を製造する方法を説明する。図５は、本発明の第１実施例に係る超音波探触子を製造する方法を示す流れ図である。図６は、本発明の第１実施例に係る超音波探触子のスロットを形成する方法を示す図である。
【００４５】
図５を参照すれば、ステップＳ７１１で、圧電ウェーハ５０、接地用電極板６０及び音響整合層７０を順に積層する。
【００４６】
ステップＳ７１３で、圧電ウェーハ５０に複数の第２溝５３を形成する。
【００４７】
ステップＳ７１５で、背面ブロック１０及び柔軟性印刷回路基板２０を順に積層する。
【００４８】
ステップＳ７２１で、ステップＳ７１１で積層した圧電ウェーハ５０をステップＳ７１５で積層した柔軟性印刷回路基板２０の上面に積層する。
【００４９】
ステップＳ７２３で、ステップＳ７２１により下側から順に背面ブロック１０、柔軟性印刷回路基板２０、圧電ウェーハ５０、接地用電極板６０及び音響整合層７０が積層されれば、音響整合層７０から背面ブロック１０の上端に第２溝５３に直交する方向に複数のスロット８３を形成する。
【００５０】
ステップＳ７２５で、スロット８３が形成された音響整合層７０の上部に音響整合層７０の全体を覆うことができるように音響レンズ（図示せず）を接合する。音響レンズは、シリコーンなどの材質よりなり、シリコーンプリマーなどを使用して接合する。
【００５１】
ステップＳ７２７で、接地用電極板６０を柔軟性印刷回路基板２０の接地層５９に連結し、柔軟性印刷回路基板２０の両端を互いに接合して、第１及び第２配線パターン４５、５５を連結し、回路を構成する。
【００５２】
この際、ステップＳ７２３でスロット８３を形成する方法は、図６を参照して説明する。
【００５３】
図６を参照すれば、ステップＳ７２３で積層された背面ブロック１０、柔軟性印刷回路基板２０、圧電ウェーハ５０、接地用電極板６０及び音響整合層７０にダイシング機械５００を使用してスロット８３を形成する。図６は、５つのスロット８３のうち４つのスロット８３が形成されたことを示す。
【００５４】
また、圧電ウェーハ５０に第２溝５３を形成するときにも、ステップＳ７２３で使用したダイシング機械５００を使用することができる。
【００５５】
一方、前記積層及び接合過程で、本発明による超音波探触子は、一般エポキシを使用して接合するが、これは、一般エポキシを１乃至２μｍで薄く塗布すれば、電気的に接合が可能だからである。したがって、接着力が多少弱い伝導性エポキシの代わりに、一般エポキシを主に使用するが、これに限定されるものではない。
【００５６】
図７及び図８を参照して、本発明の第２実施例に係る超音波探触子を説明する。図７は、本発明の第２実施例に係る超音波探触子を示す断面図である。図８は、本発明の第２実施例に係る超音波探触子を製造する方法を示す流れ図である。
【００５７】
本発明の第２実施例に係る超音波探触子２００は、背面ブロック１１０及び圧電ウェーハ１５０に第１及び第２溝１１３、１５３が形成される。この際、第１及び第２溝１１３、１５３は、個数が同一であり、サイズも実質的に同一である。本発明の第２実施例に係る超音波探触子２００は、背面ブロック１１０に形成された第１溝１１３によって超音波の干渉現象を低減することができ、振動特性を向上させることができる。
【００５８】
図８に示されたように、ステップＳ６１１で、圧電ウェーハ１５０、接地用電極板１６０及び音響整合層１７０を順に積層する。ステップＳ６１３で、圧電ウェーハ１５０に複数の第２溝１５３を形成し、ステップＳ６１７で、背面ブロック１１０に第２溝１５３に対応する第１溝１１３を形成する。
【００５９】
ステップＳ６１９で、第１溝１１３が形成された背面ブロック１１０及び柔軟性印刷回路基板１２０を順に積層する。この際、背面ブロック１１０に第１溝１１３をあらかじめ形成し、柔軟性印刷回路基板１２０を積層することがさらに好ましい。
【００６０】
ステップＳ６２１で、ステップＳ６１１で積層した圧電ウェーハ１５０をステップＳ６１９で積層した柔軟性印刷回路基板１２０の上面に積層する。
【００６１】
ステップＳ６２３で、音響整合層１７０から背面ブロック１１０の上端に第２溝１５３に直交する複数のスロット（図示せず）を形成する。
【００６２】
ステップＳ６２５で、スロットが形成された音響整合層１７０の上部に音響整合層１７０の全体を覆うことができるように音響レンズ（図示せず）を接合する。
【００６３】
ステップＳ６２７で、接地用電極板１６０を柔軟性印刷回路基板１２０の接地層（図示せず）に連結し、柔軟性印刷回路基板１２０の両端を互いに接合して、第１及び第２配線パターン（図示せず）を連結し、回路を構成する。
【００６４】
図９及び図１０を参照して、本発明の第３実施例に係る超音波探触子を説明する。図９は、本発明の第３実施例に係る超音波探触子を示す断面図である。図１０は、本発明の第３実施例に係る超音波探触子を製造する方法を示す流れ図である。
【００６５】
本発明の第３実施例に係る超音波探触子３００は、圧電ウェーハ２５０及び音響整合層２７０に複数の第２及び第３溝２５３、２７３が形成される。この際、第２及び第３溝２５３、２７３は、個数が同一であり、サイズも実質的に同一である。本発明の第３実施例に係る超音波探触子３００は、音響整合層２７０に形成された第３溝２７３によって超音波の干渉現象が低減するので、振動特性が向上する。
【００６６】
図１０に示されたように、ステップＳ５１１で、圧電ウェーハ２５０、接地用電極板２６０及び音響整合層２７０を順に積層し、ステップＳ５１３で、圧電ウェーハ２５０に複数の第２溝２５３を形成する。ステップＳ５１５で、音響整合層２７０に第２溝２５３に対応する第３溝２７３を形成する。
【００６７】
ステップＳ５１９で、背面ブロック２１０及び柔軟性印刷回路基板２２０を順に積層する。
【００６８】
ステップＳ５２１で、ステップＳ５１１で積層した圧電ウェーハ２５０をステップＳ５１９で積層した柔軟性印刷回路基板２２０の上面に積層する。
【００６９】
ステップＳ５２３で、音響整合層２７０から背面ブロック２１０の上端に第２溝２５３に直交する複数のスロット（図示せず）を形成する。
【００７０】
ステップＳ５２５で、スロットが形成された音響整合層２７０の上部に音響整合層２７０の全体を覆うことができるように音響レンズ（図示せず）を接合する。
【００７１】
ステップＳ５２７で、接地用電極板２６０を柔軟性印刷回路基板２２０の接地層（図示せず）に連結し、柔軟性印刷回路基板２２０の両端を互いに接合して、第１及び第２配線パターン（図示せず）を連結し、回路を構成する。
【００７２】
図１１及び図１２を参照して、本発明の第４実施例に係る超音波探触子を説明する。図１１ａ及び図１１ｂは、本発明の第４実施例に係る超音波探触子を示す断面図及び斜視図である。図１２は、本発明の第４実施例に係る超音波探触子を製造する方法を示す流れ図である。
【００７３】
本発明の第４実施例に係る超音波探触子４００は、背面ブロック３１０、圧電ウェーハ３５０及び音響整合層３７０に複数の第１乃至第３溝３１３、３５３、３７３が形成される。この際、第１乃至第３溝３１３、３５３、３７３は、個数が同一であり、サイズも実質的に同一である。本発明の第４実施例に係る超音波探触子４００は、背面ブロック３１０、圧電ウェーハ３５０及び音響整合層３７０に第１乃至第３溝３１３、３５３、３７３を形成し、各列同士の干渉を最小化することができ、音響特性が向上する。
【００７４】
図１２に示されたように、 ステップＳ４１１で、圧電ウェーハ３５０、接地用電極板３６０及び音響整合層３７０を順に積層し、ステップＳ４１３で、圧電ウェーハ３５０に複数の第２溝３５３を形成する。ステップＳ４１５で、音響整合層３７０に第２溝３５３に対応する第３溝３７３を形成し、ステップＳ４１７で、背面ブロック３１０の上面に第２及び第３溝３５３、３７３に対応する第１溝３１３を形成する。
【００７５】
ステップＳ４１９で、第１溝３１３が形成された背面ブロック３１０及び柔軟性印刷回路基板３２０を順に積層する。
【００７６】
ステップＳ４２１で、ステップＳ４１１で積層した圧電ウェーハ３５０をステップＳ４１９で積層した柔軟性印刷回路基板３２０の上面に積層する。
【００７７】
ステップＳ４２３で、ステップＳ４２１により下側から順に背面ブロック３１０、柔軟性印刷回路基板３２０、圧電ウェーハ３５０、接地用電極板３６０及び音響整合層３７０が積層されれば、音響整合層３７０から背面ブロック３１０の上端に第２溝３５３に直交する方向に複数のスロット３８３を形成する。
【００７８】
ステップＳ４２５で、スロット３８３が形成された音響整合層３７０の上部に音響整合層３７０の全体を覆うことができるように音響レンズ（図示せず）を接合する。
【００７９】
ステップＳ４２７で、接地用電極板３６０を柔軟性印刷回路基板３２０の接地層３５９に連結し、柔軟性印刷回路基板３２０の両端を互いに接合して、第１及び第２配線パターン（図示せず）を連結し、回路を構成する。
【００８０】
以上、実施例により本発明による超音波探触子、超音波映像装置及びその製造方法について説明した。本明細書と図面には、本発明の好ましい実施例を開示しており、たとえ特定の用語が使用されていたとしても、これは、単に本発明の技術内容を容易に説明し、発明の理解を助けるための一般的な意味として使用されたものであって、本発明の範囲を限定しようとするものではない。ここに開示された実施例以外にも、本発明の技術的思想に基づく他の変形例が実施可能であることは、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者に自明であろう。
【符号の説明】
【００８１】
１ 超音波映像装置
１１ 本体
１３ 表示部
１４ 入力部
１５ コネクター
１００ 超音波探触子
１０ 背面ブロック
２０ 柔軟性印刷回路基板
３１ ベースフィルム
４３ 中央パッド
３３ 中央配線パターン
３９ ビアホール
４５ 第１パッド
３５ 第１配線パターン
４７ 第２パッド
３７ 第２配線パターン
４１ 保護層
４９ 接地層
５０ 圧電ウェーハ
５３ 第２溝
５５ 上部電極
５７ 下部電極
６０ 接地用電極板
７０ 音響整合層
７３ 第３溝
８０ 音響レンズ
９０ ケース
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波探触子、超音波映像装置及びその製造方法に関し、より詳細には、振動特性を向上させ、超音波映像のフォーカシングを良くして、さらに鮮明な映像を得ることができる超音波探触子、超音波映像装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波検査は、超音波を使用して組職の異常を検査するもので、超音波を患部に照射して反射される信号によって作られた映像で異常組職の存在を把握する。これは、主として、腫瘍などの病変組職や胎児の診断に使用される。
【０００３】
超音波は、人間が聞くことができる周波数範囲以上の振動数を有する音として定義されるが、通常、２０，０００Ｈｚ乃至３０ＭＨｚまでを超音波と言う。これらのうち人体の診断に利用される音である診断用超音波は、通常、１ＭＨｚ乃至２０ＭＨｚ程度である。
【０００４】
超音波映像装置は、超音波検査を行う装置であって、大きく、超音波探触子、信号処理部及び表示部の３つの部分に分けられる。超音波探触子は、電気及び超音波信号を変換し、信号処理部は、受信した信号と送信する信号を処理し、表示部は、超音波探触子と信号処理部で得た信号を利用して映像を作る。特に、超音波探触子は、超音波映像の質を左右する重要な部分である。
【０００５】
一般的に、超音波探触子は、圧電ウェーハ、電極、音響整合層、印刷回路基板及び音響レンズを備えて構成され、このような超音波探触子は、ますます小型化されている。したがって、小型化された超音波探触子内において超音波及び電気信号を処理する配線パターンを配列するための方法と、振動特性及びフォーカシングを良くして、超音波映像を鮮明にし、信号帯域幅を増やすことができる技術が必要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、前述したような従来技術の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、超音波映像装置の振動特性を向上させ、フォーカシングを良くして、鮮明な映像を得ることができる超音波探触子、超音波映像装置及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明による超音波探触子は、所定の厚さを有する背面ブロックと、前記背面ブロックの上面及び側面を取り囲む形態で積層され、配線パターンが設けられる柔軟性印刷回路基板と、前記柔軟性印刷回路基板の上面に積層され、両面に各々上部及び下部電極を有し、複数の第２溝が形成された圧電ウェーハと、前記圧電ウェーハの上面に積層されて前記上部電極と接合され、前記柔軟性印刷回路基板の接地層と連結される接地用電極板と、前記接地用電極板の上面に積層される音響整合層と、前記音響整合層の上面に接合される音響レンズとを含み、前記音響整合層から前記背面ブロックの上端は、前記第２溝と直交する複数のスロットが形成されることを特徴とする。
【０００８】
本発明による前記柔軟性印刷回路基板は、前記背面ブロックの上面に接合される下面と、前記下面に対向する上面を有する絶縁素材のベースフィルムと、前記ベースフィルムの両面に形成された前記配線パターンとを含み、前記配線パターンは、前記ベースフィルムの上面に形成され、前記第２溝の間に形成された中央パッドを具備し、ビアホールを通じて前記中央パッドと連結され、前記ベースフィルムの下面を通じて前記背面ブロックの外側に配線された中央配線パターンと、前記中央パッドの一側に形成された第１パッドを具備し、前記第１パッドと連結され、前記ベースフィルムの上面の一側に配線された第１配線パターンと、前記中央パッドの他側に形成された第２パッドを具備し、前記第２パッドと連結され、前記ベースフィルムの上面の他側に配線された第２配線パターンと、前記中央配線パターンと第１及び第２配線パターンを保護するために、前記中央配線パターンの下面と前記第１及び第２配線パターンの上面に形成された保護層と、前記第１及び第２配線パターンの上面に形成された保護層の上面に形成され、前記接地用電極板と連結される接地層と、を含むことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明による超音波映像装置は、前記超音波探触子と、前記超音波探触子と連結されるコネクターを有する本体と、を含むことを特徴とする。
【００１０】
本発明による超音波探触子の製造方法は、圧電ウェーハ、接地用電極板及び音響整合層を順に積層する第１積層段階と、前記圧電ウェーハに複数の第２溝を形成する第２溝形成段階と、背面ブロック及び柔軟性印刷回路基板を順に積層する第２積層段階と、前記圧電ウェーハを前記柔軟性印刷回路基板の上面に積層する第３積層段階と、前記音響整合層から背面ブロックの上端に第２溝に直交する複数のスロットを形成するスロット形成段階と、前記音響整合層の上部に音響レンズを接合する接合段階と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、背面ブロック、圧電ウェーハまたは音響整合層のうち少なくともいずれか１つに溝を形成し、音響整合層から背面ブロックの上端に一度のダイシング過程により複数のスロットを形成し、マトリックスアレイ形態で配線パターンが設けられるので、振動特性を高め、フォーカシングを向上させて、鮮明な映像を得ることができる。
【００１２】
また、超音波信号の干渉現象が減少し、広い帯域幅と優れた感度を提供する効果がある。
【００１３】
また、配線パターンがマトリックスアレイ形態で配線されるので、超音波検査に使用される超音波信号またはパワーを調節することによって、フォーカシングの深さを調節するか、超音波検査領域を拡張することができ、鮮明な映像を得ることができるという効果がある。
【００１４】
また、超音波探触子と本体を連結するコネクターが本体の上端に位置するので、ユーザの便宜を図ることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施例に係る超音波映像装置を示す図である。
【図２ａ】本発明の第１実施例に係る超音波探触子を示す断面図及び斜視図である。
【図２ｂ】本発明の第１実施例に係る超音波探触子を示す断面図及び斜視図である。
【図３】本発明の柔軟性印刷回路基板を概略的に示す斜視図である。
【図４ａ】図３のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図４ｂ】図３のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図５】本発明の第１実施例に係る超音波探触子を製造する方法を示す流れ図である。
【図６】本発明の第１実施例に係る超音波探触子のスロットを形成する方法を示す図である。
【図７】本発明の第２実施例に係る超音波探触子を示す断面図である。
【図８】本発明の第２実施例に係る超音波探触子を製造する方法を示す流れ図である。
【図９】本発明の第３実施例に係る超音波探触子を示す断面図である。
【図１０】本発明の第３実施例に係る超音波探触子を製造する方法を示す流れ図である。
【図１１ａ】本発明の第４実施例に係る超音波探触子を示す断面図及び斜視図である。
【図１１ｂ】本発明の第４実施例に係る超音波探触子を示す断面図及び斜視図である。
【図１２】本発明の第４実施例に係る超音波探触子を製造する方法を示す流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、添付の図面を参照して本発明の実施例をさらに詳細に説明する。但し、実施例を説明するにあたって、本発明の属する技術分野によく知られており、本発明と直接的に関連がない技術内容については、なるべく説明を省略する。これは、不要な説明を省略することによって、本発明の核心を不明瞭にせず、さらに明確に伝達するためである。
【００１７】
なお、添付の図面において、一部の構成要素は、誇張されるか、省略されるか、または概略的に図示され、各構成要素のサイズは、実際サイズを反映するものではない。明細書全般において、同一または同様の構成要素には同一の参照符号を付けた。
【００１８】
図１を参照して、本発明の第１実施例に係る超音波映像装置を説明する。図１は、本発明の第１実施例に係る超音波映像装置を示す図である。
【００１９】
本発明の第１実施例に係る超音波映像装置１は、本体１１、超音波探触子１００、表示部１３及び入力部１４を備えて構成される。
【００２０】
本体１１は、電気及び超音波信号を送受信する信号処理部と、超音波検査のために必要な応用プログラム及びデータを保存する保存部とを備えて構成される。また、本体１１の外部には、本体１１と超音波探触子１００を連結するコネクター１５が設けられている。ユーザが超音波探触子１００を本体１１に容易に連結することができるように、コネクター１５は、本体１１の上端に設けられる。
【００２１】
超音波探触子１００は、患者の患部に当接する部分である音響レンズ８０と、超音波探触子１００を成す残りの構成要素を取り囲むケース９０とを備えて構成される。音響レンズ８０は、超音波映像のフォーカシングのために使用するレンズであって、その下端に位置する音響整合層７０の全体を覆うことができるように配置される。音響レンズ８０の素材としては、シリコーンなどが使用されることができる。一方、ケース９０内部の残りの構成要素については、詳しく後述する。
【００２２】
表示部１３は、超音波検査のために実行させた応用プログラムを画面及び検査を通じて得る超音波映像を画面に表示する。
【００２３】
入力部１４は、応用プログラムを実行するか、または、検査に必要なデータなどを入力する装置であって、多数のキーが配列されている。
【００２４】
図２ａ及び図２ｂを参照して、本発明の第１実施例に係る超音波探触子を説明する。図２ａ及び図２ｂは、本発明の第１実施例に係る超音波探触子を示す断面図及び斜視図である。
【００２５】
本発明の第１実施例に係る超音波探触子１００は、背面ブロック１０、柔軟性印刷回路基板２０、圧電ウェーハ５０、接地用電極板６０及び音響整合層７０が順次に積層された構造を有する。また、本発明の第１実施例に係る超音波探触子１００は、音響整合層７０の上端に音響レンズ（図１の８０）がさらに積層されているが、図２ａ及び図２ｂでは、これを除いて図示した。
【００２６】
背面ブロック１０は、超音波探触子１００の最下端に位置し、圧電ウェーハ５０から背面ブロック１０に向かって進行する不要な超音波信号を吸音する。
【００２７】
柔軟性印刷回路基板２０は、背面ブロック１０の上面に積層され、両面に配線パターンが設けられる。柔軟性印刷回路基板２０については、さらに詳しく後述する。
【００２８】
圧電ウェーハ５０は、柔軟性印刷回路基板２０の上面に積層され、両面に各々上部及び下部電極５５、５７を有し、複数の第２溝５３が形成される。
【００２９】
本発明の第１実施例においては、２つの第２溝５３が形成されているが、その数は、これに限定されない。圧電ウェーハ５０の素材として、ＰＺＴ、ＰＭＮ−ＰＴなどを使用することができる。上部及び下部電極５５、５７は、スパッタリング、電子ビーム、熱蒸発または電解めっきなどの方法により形成される。この際、上部電極５５は、接地用電極板６０と連結され、下部電極５７は、柔軟性印刷回路基板２０と連結される。
【００３０】
接地用電極板６０は、上面に金属層が形成され、下面に絶縁層が形成され、圧電ウェーハ５０の上面及び側面を取り囲む形態で積層される。柔軟性印刷回路基板２０は、接地層を含み、接地用電極板６０の下端部は、柔軟性印刷回路基板２０の接地層と連結される。
【００３１】
音響整合層７０は、メタルパウダー、セラミックパウダーなどよりなり、接地用電極板６０の上面に積層される。
【００３２】
上記のように積層された音響整合層７０から背面ブロック１０の上端は、第２溝５３と直交する方向に複数のスロット８３が形成される。この際、本発明の第１実施例に係る超音波探触子１００には、５つのスロット８３が形成されているが、スロット８３の個数は、これに限定されない。
【００３３】
この際、音響レンズ（図示せず）は、超音波映像のフォーカシングのために使用されるレンズであって、音響整合層７０の上面に積層される。
【００３４】
図２ａ乃至図４ｂを参照して、本発明の第１実施例に係る柔軟性印刷回路基板及び配線パターンを説明する。図３は、本発明の柔軟性印刷回路基板を概略的に示す斜視図である。図４ａは、図３のＡ−Ａ線に沿う断面図であり、図４ｂは、図３のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【００３５】
この際、図３に示された柔軟性印刷回路基板２０は、スロット８３が形成される前の形状を示すもので、スロット８３が形成される位置は点線で表示した。
【００３６】
柔軟性印刷回路基板２０は、ベースフィルム３１と配線パターンを備えて構成される。ベースフィルム３１は、絶縁素材よりなり、背面ブロック１０の上面に接合される下面と、下面に対向する上面とを有する。配線パターンは、中央配線パターン３３、第１配線パターン３５及び第２配線パターン３７に分けられ、ベースフィルム３１の両面に形成される。
【００３７】
中央配線パターン３３は、ベースフィルム３１の上面に形成され、第２溝５３の領域の間に形成された中央パッド４３を具備し、ビアホール３９を通じて中央パッド４３と連結され、ベースフィルム３１の下面を通じて背面ブロック１０の外側に配線される。ここで、中央配線パターン３３は、中央パッド４３を基準にして一側と他側に交互に配線される。したがって、図４ａに示された中央配線パターン３３は、右側に配線されているが、図４ｂに示された中央配線パターン３３は、左側に配線される。
【００３８】
第１配線パターン３５は、中央パッド４３の一側に形成された第１パッド４５を具備し、第１パッド４５と連結され、ベースフィルム３１の上面の一側に配線される。また、第２配線パターン３７は、中央パッド４３の他側に形成された第２パッド４７を具備し、第２パッド４７と連結され、ベースフィルム３１の上面の他側に配線される。
【００３９】
保護層４１は、配線パターンを保護するために中央配線パターン３３の下面と第１及び第２配線パターン３５、３７の上面に形成される。この際、中央パッド４３、第１及び第２パッド４５、４７は、圧電ウェーハ５０に形成された下部電極５７との連結のために保護層４１によって保護されずに、露出される。
【００４０】
また、第１及び第２配線パターン３５、３７の上面に形成された保護層４１の上面には、接地層４９が形成され、接地用電極板６０と連結される。
【００４１】
本発明の第１実施例に係る柔軟性印刷回路基板２０は、中央パッド４３、第１及び第２パッド４５、４７が３×６のマトリックスアレイを形成したが、３×６４乃至３×１９２のマトリックスアレイを形成してもよく、これらに限定されるものではない。
【００４２】
また、本発明の第１実施例に係る柔軟性印刷回路基板２０は、中央配線パターン３３と、第１及び第２配線パターン３５、３７に分けられる３つの配線パターンが設けられているが、それ以上の配線パターンが設けられてもよい。５つの配線パターンが設けられる場合は、中央に配線される中央配線パターンは、ベースフィルムの下面において一側または他側に交互に配線され、中央配線パターンの一側または他側に設けられた各々２つの配線パターンは、各々両端部に配線される。
【００４３】
一般的に、圧電ウェーハ５０と柔軟性印刷回路基板２０が接触する部位で回路連結が行われ、１．５Ｄ（Dimension）超音波探触子（プローブ）の場合、両端の列を連結するために回路を多層で構成する。しかし、超音波探触子１００において、背面ブロック１０、圧電ウェーハ５０、音響整合層７０の接着厚さと柔軟性印刷回路基板２０、接地用電極板６０は、薄ければ薄いほど振動及び音響特性が向上する。したがって、本発明の柔軟性印刷回路基板２０は、圧電ウェーハ５０と接触する部分で両端の列の回路連結をせずに、図２ｂに示されたように、柔軟性印刷回路基板２０の端部を接合することによって、圧電ウェーハ５０と接触する柔軟性印刷回路基板２０の厚さが薄くなって、音響特性が向上する。
【００４４】
図２ａ乃至図６を参照して、本発明の第１実施例に係る超音波探触子を製造する方法を説明する。図５は、本発明の第１実施例に係る超音波探触子を製造する方法を示す流れ図である。図６は、本発明の第１実施例に係る超音波探触子のスロットを形成する方法を示す図である。
【００４５】
図５を参照すれば、ステップＳ７１１で、圧電ウェーハ５０、接地用電極板６０及び音響整合層７０を順に積層する。
【００４６】
ステップＳ７１３で、圧電ウェーハ５０に複数の第２溝５３を形成する。
【００４７】
ステップＳ７１５で、背面ブロック１０及び柔軟性印刷回路基板２０を順に積層する。
【００４８】
ステップＳ７２１で、ステップＳ７１１で積層した圧電ウェーハ５０をステップＳ７１５で積層した柔軟性印刷回路基板２０の上面に積層する。
【００４９】
ステップＳ７２３で、ステップＳ７２１により下側から順に背面ブロック１０、柔軟性印刷回路基板２０、圧電ウェーハ５０、接地用電極板６０及び音響整合層７０が積層されれば、音響整合層７０から背面ブロック１０の上端に第２溝５３に直交する方向に複数のスロット８３を形成する。
【００５０】
ステップＳ７２５で、スロット８３が形成された音響整合層７０の上部に音響整合層７０の全体を覆うことができるように音響レンズ（図示せず）を接合する。音響レンズは、シリコーンなどの材質よりなり、シリコーンプリマーなどを使用して接合する。
【００５１】
ステップＳ７２７で、接地用電極板６０を柔軟性印刷回路基板２０の接地層５９に連結し、柔軟性印刷回路基板２０の両端を互いに接合して、第１及び第２配線パターン４５、５５を連結し、回路を構成する。
【００５２】
この際、ステップＳ７２３でスロット８３を形成する方法は、図６を参照して説明する。
【００５３】
図６を参照すれば、ステップＳ７２３で積層された背面ブロック１０、柔軟性印刷回路基板２０、圧電ウェーハ５０、接地用電極板６０及び音響整合層７０にダイシング機械５００を使用してスロット８３を形成する。図６は、５つのスロット８３のうち４つのスロット８３が形成されたことを示す。
【００５４】
また、圧電ウェーハ５０に第２溝５３を形成するときにも、ステップＳ７２３で使用したダイシング機械５００を使用することができる。
【００５５】
一方、前記積層及び接合過程で、本発明による超音波探触子は、一般エポキシを使用して接合するが、これは、一般エポキシを１乃至２μｍで薄く塗布すれば、電気的に接合が可能だからである。したがって、接着力が多少弱い伝導性エポキシの代わりに、一般エポキシを主に使用するが、これに限定されるものではない。
【００５６】
図７及び図８を参照して、本発明の第２実施例に係る超音波探触子を説明する。図７は、本発明の第２実施例に係る超音波探触子を示す断面図である。図８は、本発明の第２実施例に係る超音波探触子を製造する方法を示す流れ図である。
【００５７】
本発明の第２実施例に係る超音波探触子２００は、背面ブロック１１０及び圧電ウェーハ１５０に第１及び第２溝１１３、１５３が形成される。この際、第１及び第２溝１１３、１５３は、個数が同一であり、サイズも実質的に同一である。本発明の第２実施例に係る超音波探触子２００は、背面ブロック１１０に形成された第１溝１１３によって超音波の干渉現象を低減することができ、振動特性を向上させることができる。
【００５８】
図８に示されたように、ステップＳ６１１で、圧電ウェーハ１５０、接地用電極板１６０及び音響整合層１７０を順に積層する。ステップＳ６１３で、圧電ウェーハ１５０に複数の第２溝１５３を形成し、ステップＳ６１７で、背面ブロック１１０に第２溝１５３に対応する第１溝１１３を形成する。
【００５９】
ステップＳ６１９で、第１溝１１３が形成された背面ブロック１１０及び柔軟性印刷回路基板１２０を順に積層する。この際、背面ブロック１１０に第１溝１１３をあらかじめ形成し、柔軟性印刷回路基板１２０を積層することがさらに好ましい。
【００６０】
ステップＳ６２１で、ステップＳ６１１で積層した圧電ウェーハ１５０をステップＳ６１９で積層した柔軟性印刷回路基板１２０の上面に積層する。
【００６１】
ステップＳ６２３で、音響整合層１７０から背面ブロック１１０の上端に第２溝１５３に直交する複数のスロット（図示せず）を形成する。
【００６２】
ステップＳ６２５で、スロットが形成された音響整合層１７０の上部に音響整合層１７０の全体を覆うことができるように音響レンズ（図示せず）を接合する。
【００６３】
ステップＳ６２７で、接地用電極板１６０を柔軟性印刷回路基板１２０の接地層（図示せず）に連結し、柔軟性印刷回路基板１２０の両端を互いに接合して、第１及び第２配線パターン（図示せず）を連結し、回路を構成する。
【００６４】
図９及び図１０を参照して、本発明の第３実施例に係る超音波探触子を説明する。図９は、本発明の第３実施例に係る超音波探触子を示す断面図である。図１０は、本発明の第３実施例に係る超音波探触子を製造する方法を示す流れ図である。
【００６５】
本発明の第３実施例に係る超音波探触子３００は、圧電ウェーハ２５０及び音響整合層２７０に複数の第２及び第３溝２５３、２７３が形成される。この際、第２及び第３溝２５３、２７３は、個数が同一であり、サイズも実質的に同一である。本発明の第３実施例に係る超音波探触子３００は、音響整合層２７０に形成された第３溝２７３によって超音波の干渉現象が低減するので、振動特性が向上する。
【００６６】
図１０に示されたように、ステップＳ５１１で、圧電ウェーハ２５０、接地用電極板２６０及び音響整合層２７０を順に積層し、ステップＳ５１３で、圧電ウェーハ２５０に複数の第２溝２５３を形成する。ステップＳ５１５で、音響整合層２７０に第２溝２５３に対応する第３溝２７３を形成する。
【００６７】
ステップＳ５１９で、背面ブロック２１０及び柔軟性印刷回路基板２２０を順に積層する。
【００６８】
ステップＳ５２１で、ステップＳ５１１で積層した圧電ウェーハ２５０をステップＳ５１９で積層した柔軟性印刷回路基板２２０の上面に積層する。
【００６９】
ステップＳ５２３で、音響整合層２７０から背面ブロック２１０の上端に第２溝２５３に直交する複数のスロット（図示せず）を形成する。
【００７０】
ステップＳ５２５で、スロットが形成された音響整合層２７０の上部に音響整合層２７０の全体を覆うことができるように音響レンズ（図示せず）を接合する。
【００７１】
ステップＳ５２７で、接地用電極板２６０を柔軟性印刷回路基板２２０の接地層（図示せず）に連結し、柔軟性印刷回路基板２２０の両端を互いに接合して、第１及び第２配線パターン（図示せず）を連結し、回路を構成する。
【００７２】
図１１及び図１２を参照して、本発明の第４実施例に係る超音波探触子を説明する。図１１ａ及び図１１ｂは、本発明の第４実施例に係る超音波探触子を示す断面図及び斜視図である。図１２は、本発明の第４実施例に係る超音波探触子を製造する方法を示す流れ図である。
【００７３】
本発明の第４実施例に係る超音波探触子４００は、背面ブロック３１０、圧電ウェーハ３５０及び音響整合層３７０に複数の第１乃至第３溝３１３、３５３、３７３が形成される。この際、第１乃至第３溝３１３、３５３、３７３は、個数が同一であり、サイズも実質的に同一である。本発明の第４実施例に係る超音波探触子４００は、背面ブロック３１０、圧電ウェーハ３５０及び音響整合層３７０に第１乃至第３溝３１３、３５３、３７３を形成し、各列同士の干渉を最小化することができ、音響特性が向上する。
【００７４】
図１２に示されたように、 ステップＳ４１１で、圧電ウェーハ３５０、接地用電極板３６０及び音響整合層３７０を順に積層し、ステップＳ４１３で、圧電ウェーハ３５０に複数の第２溝３５３を形成する。ステップＳ４１５で、音響整合層３７０に第２溝３５３に対応する第３溝３７３を形成し、ステップＳ４１７で、背面ブロック３１０の上面に第２及び第３溝３５３、３７３に対応する第１溝３１３を形成する。
【００７５】
ステップＳ４１９で、第１溝３１３が形成された背面ブロック３１０及び柔軟性印刷回路基板３２０を順に積層する。
【００７６】
ステップＳ４２１で、ステップＳ４１１で積層した圧電ウェーハ３５０をステップＳ４１９で積層した柔軟性印刷回路基板３２０の上面に積層する。
【００７７】
ステップＳ４２３で、ステップＳ４２１により下側から順に背面ブロック３１０、柔軟性印刷回路基板３２０、圧電ウェーハ３５０、接地用電極板３６０及び音響整合層３７０が積層されれば、音響整合層３７０から背面ブロック３１０の上端に第２溝３５３に直交する方向に複数のスロット３８３を形成する。
【００７８】
ステップＳ４２５で、スロット３８３が形成された音響整合層３７０の上部に音響整合層３７０の全体を覆うことができるように音響レンズ（図示せず）を接合する。
【００７９】
ステップＳ４２７で、接地用電極板３６０を柔軟性印刷回路基板３２０の接地層３５９に連結し、柔軟性印刷回路基板３２０の両端を互いに接合して、第１及び第２配線パターン（図示せず）を連結し、回路を構成する。
【００８０】
以上、実施例により本発明による超音波探触子、超音波映像装置及びその製造方法について説明した。本明細書と図面には、本発明の好ましい実施例を開示しており、たとえ特定の用語が使用されていたとしても、これは、単に本発明の技術内容を容易に説明し、発明の理解を助けるための一般的な意味として使用されたものであって、本発明の範囲を限定しようとするものではない。ここに開示された実施例以外にも、本発明の技術的思想に基づく他の変形例が実施可能であることは、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者に自明であろう。
【符号の説明】
【００８１】
１ 超音波映像装置
１１ 本体
１３ 表示部
１４ 入力部
１５ コネクター
１００ 超音波探触子
１０ 背面ブロック
２０ 柔軟性印刷回路基板
３１ ベースフィルム
４３ 中央パッド
３３ 中央配線パターン
３９ ビアホール
４５ 第１パッド
３５ 第１配線パターン
４７ 第２パッド
３７ 第２配線パターン
４１ 保護層
４９ 接地層
５０ 圧電ウェーハ
５３ 第２溝
５５ 上部電極
５７ 下部電極
６０ 接地用電極板
７０ 音響整合層
７３ 第３溝
８０ 音響レンズ
９０ ケース
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の厚さを有する背面ブロックと、
前記背面ブロックの上面及び側面を取り囲む形態で積層され、配線パターンが設けられている柔軟性印刷回路基板と、
前記柔軟性印刷回路基板の上面に積層され、両面に各々上部及び下部電極を有し、複数の第２溝が形成された圧電ウェーハと、
前記圧電ウェーハの上面に積層されて前記上部電極と接合され、前記柔軟性印刷回路基板の接地層と連結される接地用電極板と、
前記接地用電極板の上面に積層される音響整合層と、
前記音響整合層の上面に接合される音響レンズと、
を含み、
前記音響整合層から前記背面ブロックの上端は、前記第２溝と直交する複数のスロットが形成されることを特徴とする超音波探触子。
【請求項２】
前記背面ブロックは、前記第２溝に対応する第１溝が形成されることを特徴とする請求項１に記載の超音波探触子。
【請求項３】
前記音響整合層は、前記第２溝に対応する第３溝が形成されることを特徴とする請求項１に記載の超音波探触子。
【請求項４】
前記背面ブロックは、前記第２溝に対応する第１溝が形成され、
前記音響整合層は、前記第２溝に対応する第３溝が形成されることを特徴とする請求項１に記載の超音波探触子。
【請求項５】
前記複数の第１溝乃至第３溝のサイズは、実質的に同一であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の超音波探触子。
【請求項６】
前記複数の第１溝乃至第３溝は、２つまたは４つであることを特徴とする請求項５に記載の超音波探触子。
【請求項７】
前記柔軟性印刷回路基板は、
前記背面ブロックの上面に接合される下面と、前記下面に対向する上面とを有する絶縁素材のベースフィルムと、
前記ベースフィルムの両面に形成された前記配線パターンと、を含み、
前記配線パターンは、
前記ベースフィルムの上面に形成され、前記第２溝の間に形成された中央パッドを具備し、ビアホールを通じて前記中央パッドと連結され、前記ベースフィルムの下面を通じて前記背面ブロックの外側に配線された中央配線パターンと、
前記中央パッドの一側に形成された第１パッドを具備し、前記第１パッドと連結され、前記ベースフィルムの上面の一側に配線された第１配線パターンと、
前記中央パッドの他側に形成された第２パッドを具備し、前記第２パッドと連結され、前記ベースフィルムの上面の他側に配線された第２配線パターンと、
前記中央配線パターンと、第１及び第２配線パターンを保護するために、前記中央配線パターンの下面と前記第１及び第２配線パターンの上面に形成された保護層と、
前記第１及び第２配線パターンの上面に形成された保護層の上面に形成され、前記接地用電極板と連結される接地層と、を含むことを特徴とする請求項６に記載の超音波探触子。
【請求項８】
前記中央配線パターンは、前記ベースフィルムの一側と他側に交互に配線されることを特徴とする請求項７に記載の超音波探触子。
【請求項９】
前記柔軟性印刷回路基板は、両端が接合され、前記第１及び第２配線パターンが互いに連結されることを特徴とする請求項８に記載の超音波探触子。
【請求項１０】
前記中央パッド、前記第１及び第２パッドは、３×９６のマトリックスアレイで形成されることを特徴とする請求項９に記載の超音波探触子。
【請求項１１】
前記スロットは、９５個であることを特徴とする請求項１０に記載の超音波探触子。
【請求項１２】
請求項１乃至４のいずれかに記載の超音波探触子と、
前記超音波探触子と連結されるコネクターを有する本体と、
を含むことを特徴とする超音波映像装置。
【請求項１３】
前記コネクターは、前記本体の上端に配置されることを特徴とする請求項１２に記載の超音波映像装置。
【請求項１４】
圧電ウェーハ、接地用電極板及び音響整合層を順に積層する第１積層段階と、
前記圧電ウェーハに複数の第２溝を形成する第２溝形成段階と、
背面ブロック及び柔軟性印刷回路基板を順に積層する第２積層段階と、
前記圧電ウェーハを前記柔軟性印刷回路基板の上面に積層する第３積層段階と、
前記音響整合層から背面ブロックの上端に第２溝に直交する複数のスロットを形成するスロット形成段階と、
前記音響整合層の上部に音響レンズを接合する接合段階と、
を含むことを特徴とする超音波探触子の製造方法。
【請求項１５】
前記第２積層段階の前に、
前記背面ブロックに前記第２溝に対応する第１溝を形成する第１溝形成段階をさらに含むことを特徴とする請求項１４に記載の超音波探触子の製造方法。
【請求項１６】
前記第２積層段階の前に、
前記音響整合層に前記第２溝に対応する第３溝を形成する第３溝形成段階をさらに含むことを特徴とする請求項１４に記載の超音波探触子の製造方法。
【請求項１７】
前記第２積層段階の前に、
前記音響整合層に前記第２溝に対応する第３溝を形成する第３溝形成段階と、
前記背面ブロックに前記第２溝に対応する第１溝を形成する第１溝形成段階と、
をさらに含むことを特徴とする請求項１４に記載の超音波探触子の製造方法。
【請求項１８】
前記複数の第１溝乃至第３溝のサイズは、実質的に同一であることを特徴とする請求項１４乃至１７のいずれかに記載の超音波探触子の製造方法。
【請求項１】
所定の厚さを有する背面ブロックと、
前記背面ブロックの上面及び側面を取り囲む形態で積層され、配線パターンが設けられている柔軟性印刷回路基板と、
前記柔軟性印刷回路基板の上面に積層され、両面に各々上部及び下部電極を有し、複数の第２溝が形成された圧電ウェーハと、
前記圧電ウェーハの上面に積層されて前記上部電極と接合され、前記柔軟性印刷回路基板の接地層と連結される接地用電極板と、
前記接地用電極板の上面に積層される音響整合層と、
前記音響整合層の上面に接合される音響レンズと、
を含み、
前記音響整合層から前記背面ブロックの上端は、前記第２溝と直交する複数のスロットが形成されることを特徴とする超音波探触子。
【請求項２】
前記背面ブロックは、前記第２溝に対応する第１溝が形成されることを特徴とする請求項１に記載の超音波探触子。
【請求項３】
前記音響整合層は、前記第２溝に対応する第３溝が形成されることを特徴とする請求項１に記載の超音波探触子。
【請求項４】
前記背面ブロックは、前記第２溝に対応する第１溝が形成され、
前記音響整合層は、前記第２溝に対応する第３溝が形成されることを特徴とする請求項１に記載の超音波探触子。
【請求項５】
前記複数の第１溝乃至第３溝のサイズは、実質的に同一であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の超音波探触子。
【請求項６】
前記複数の第１溝乃至第３溝は、２つまたは４つであることを特徴とする請求項５に記載の超音波探触子。
【請求項７】
前記柔軟性印刷回路基板は、
前記背面ブロックの上面に接合される下面と、前記下面に対向する上面とを有する絶縁素材のベースフィルムと、
前記ベースフィルムの両面に形成された前記配線パターンと、を含み、
前記配線パターンは、
前記ベースフィルムの上面に形成され、前記第２溝の間に形成された中央パッドを具備し、ビアホールを通じて前記中央パッドと連結され、前記ベースフィルムの下面を通じて前記背面ブロックの外側に配線された中央配線パターンと、
前記中央パッドの一側に形成された第１パッドを具備し、前記第１パッドと連結され、前記ベースフィルムの上面の一側に配線された第１配線パターンと、
前記中央パッドの他側に形成された第２パッドを具備し、前記第２パッドと連結され、前記ベースフィルムの上面の他側に配線された第２配線パターンと、
前記中央配線パターンと、第１及び第２配線パターンを保護するために、前記中央配線パターンの下面と前記第１及び第２配線パターンの上面に形成された保護層と、
前記第１及び第２配線パターンの上面に形成された保護層の上面に形成され、前記接地用電極板と連結される接地層と、を含むことを特徴とする請求項６に記載の超音波探触子。
【請求項８】
前記中央配線パターンは、前記ベースフィルムの一側と他側に交互に配線されることを特徴とする請求項７に記載の超音波探触子。
【請求項９】
前記柔軟性印刷回路基板は、両端が接合され、前記第１及び第２配線パターンが互いに連結されることを特徴とする請求項８に記載の超音波探触子。
【請求項１０】
前記中央パッド、前記第１及び第２パッドは、３×９６のマトリックスアレイで形成されることを特徴とする請求項９に記載の超音波探触子。
【請求項１１】
前記スロットは、９５個であることを特徴とする請求項１０に記載の超音波探触子。
【請求項１２】
請求項１乃至４のいずれかに記載の超音波探触子と、
前記超音波探触子と連結されるコネクターを有する本体と、
を含むことを特徴とする超音波映像装置。
【請求項１３】
前記コネクターは、前記本体の上端に配置されることを特徴とする請求項１２に記載の超音波映像装置。
【請求項１４】
圧電ウェーハ、接地用電極板及び音響整合層を順に積層する第１積層段階と、
前記圧電ウェーハに複数の第２溝を形成する第２溝形成段階と、
背面ブロック及び柔軟性印刷回路基板を順に積層する第２積層段階と、
前記圧電ウェーハを前記柔軟性印刷回路基板の上面に積層する第３積層段階と、
前記音響整合層から背面ブロックの上端に第２溝に直交する複数のスロットを形成するスロット形成段階と、
前記音響整合層の上部に音響レンズを接合する接合段階と、
を含むことを特徴とする超音波探触子の製造方法。
【請求項１５】
前記第２積層段階の前に、
前記背面ブロックに前記第２溝に対応する第１溝を形成する第１溝形成段階をさらに含むことを特徴とする請求項１４に記載の超音波探触子の製造方法。
【請求項１６】
前記第２積層段階の前に、
前記音響整合層に前記第２溝に対応する第３溝を形成する第３溝形成段階をさらに含むことを特徴とする請求項１４に記載の超音波探触子の製造方法。
【請求項１７】
前記第２積層段階の前に、
前記音響整合層に前記第２溝に対応する第３溝を形成する第３溝形成段階と、
前記背面ブロックに前記第２溝に対応する第１溝を形成する第１溝形成段階と、
をさらに含むことを特徴とする請求項１４に記載の超音波探触子の製造方法。
【請求項１８】
前記複数の第１溝乃至第３溝のサイズは、実質的に同一であることを特徴とする請求項１４乃至１７のいずれかに記載の超音波探触子の製造方法。
【図１】
【図２ａ】
【図２ｂ】
【図３】
【図４ａ】
【図４ｂ】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１ａ】
【図１１ｂ】
【図１２】
【図２ａ】
【図２ｂ】
【図３】
【図４ａ】
【図４ｂ】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１ａ】
【図１１ｂ】
【図１２】
【公開番号】特開２０１０−１８４１１４（Ｐ２０１０−１８４１１４Ａ）
【公開日】平成２２年８月２６日（２０１０．８．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１７２３１（Ｐ２０１０−１７２３１）
【出願日】平成２２年１月２８日（２０１０．１．２８）
【出願人】（５０９２８８３３４）ヒューマンスキャン カンパニー リミテッド (6)
【氏名又は名称原語表記】ＨＵＭＡＮＳＣＡＮ ＣＯ．，Ｌｔｄ．
【住所又は居所原語表記】３０２， Ｓｉｈｗａ Ａｐａｒｔｍｅｎｔ Ｆａｃｔｏｒｙ ３−ｒｄ Ｆｌｏｏｒ， ６７２， Ｓｕｎｇｇｏｋ−ｄｏｎｇ， Ｄａｎｗｏｎ−ｇｕ， Ａｎｓａｎ−ｓｉ， Ｋｙｏｕｎｇｇｉ−ｄｏ， Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年８月２６日（２０１０．８．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月２８日（２０１０．１．２８）
【出願人】（５０９２８８３３４）ヒューマンスキャン カンパニー リミテッド (6)
【氏名又は名称原語表記】ＨＵＭＡＮＳＣＡＮ ＣＯ．，Ｌｔｄ．
【住所又は居所原語表記】３０２， Ｓｉｈｗａ Ａｐａｒｔｍｅｎｔ Ｆａｃｔｏｒｙ ３−ｒｄ Ｆｌｏｏｒ， ６７２， Ｓｕｎｇｇｏｋ−ｄｏｎｇ， Ｄａｎｗｏｎ−ｇｕ， Ａｎｓａｎ−ｓｉ， Ｋｙｏｕｎｇｇｉ−ｄｏ， Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ
【Ｆターム（参考）】
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