FR2810907A1 - Fabrication of multi-element acoustic medical imaging sensor each element is excited independently of the others uses piezo-electric transducers on whose surface a conducting adhesive is applied using heat - Google Patents

Fabrication of multi-element acoustic medical imaging sensor each element is excited independently of the others uses piezo-electric transducers on whose surface a conducting adhesive is applied using heat Download PDF

Info

Publication number
FR2810907A1
FR2810907A1 FR0008520A FR0008520A FR2810907A1 FR 2810907 A1 FR2810907 A1 FR 2810907A1 FR 0008520 A FR0008520 A FR 0008520A FR 0008520 A FR0008520 A FR 0008520A FR 2810907 A1 FR2810907 A1 FR 2810907A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
layer
adhesive material
piezoelectric
acoustic
conductive adhesive
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
FR0008520A
Other languages
French (fr)
Other versions
FR2810907B1 (en
Inventor
Ngoc Tuan Nguyen
Jacques Elziere
Rene Meliga
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Thales SA
Original Assignee
Thomson CSF SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Thomson CSF SA filed Critical Thomson CSF SA
Priority to FR0008520A priority Critical patent/FR2810907B1/en
Publication of FR2810907A1 publication Critical patent/FR2810907A1/en
Application granted granted Critical
Publication of FR2810907B1 publication Critical patent/FR2810907B1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06BMETHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B1/00Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
    • B06B1/02Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
    • B06B1/06Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction
    • B06B1/0607Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction using multiple elements
    • B06B1/0622Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction using multiple elements on one surface
    • B06B1/0629Square array

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
  • Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

Heating of the conducting adhesive is done under a vacuum. The conducting adhesive material is a resin polymer loaded with metallic particles. The volume resistance of the adhesive conductor material is less than 10<->3 Ohm centimeters. A deposit of an intermediate conducting thermo-hardened or thermo-plastic layer (C1) is placed between the piezo-electric material and a dielectric film. Method of fabrication of an acoustic sensor incorporating piezo-electric transducers: (a) form a connection network including primary connections (PCp and earth tracks (PM), designed to address the transducers, at the surface of a dielectric (Fd); deposit a layer of piezo-electric material (C(-T)) on the surface of the connection network; deposit a layer of thermo-hardening or thermo-plastic adhesive material (Cd) on the surface of the piezo-electric material surface and the surface of the dielectric film using heat; after heating the assembly comprising the adhesive material layer (C-d) and the piezo-electric material (C1) so as to define unitary piezo-electric transducers (TPi) carry out a cutting operation

Description

Le domaine de l'invention est celui des sondes acoustiques notammentThe field of the invention is that of acoustic probes, in particular

utilisées pour l'imagerie médicale et plus précisément celui des sondes composées de plusieurs éléments (ou voies) excités used for medical imaging and more precisely that of probes composed of several excited elements (or pathways)

indépendamment les uns des autres.independently of each other.

Des méthodes de réalisation de ces sondes ont été décrites dans plusieurs documents et notamment dans la demande de brevet WO 97/17145. Cette méthode consiste à réaliser dans un premier temps un assemblage: circuit imprimé comportant un réseau d'interconnexion / couche de matériau piézoélectrique / lame d'adaptation acoustique. Plus précisément le circuit imprimé comporte des pistes conductrices permettant d'adresser différents éléments acoustiques. L'électrode de masse est commune à tous les éléments et est réalisée en intercalant entre les lames d'adaptation acoustique et la couche de matériau piézo-électrique, un film Methods of making these probes have been described in several documents and in particular in patent application WO 97/17145. This method consists in first producing an assembly: printed circuit comprising an interconnection network / layer of piezoelectric material / acoustic adaptation plate. More precisely, the printed circuit comprises conductive tracks making it possible to address various acoustic elements. The ground electrode is common to all the elements and is produced by interposing between the acoustic adaptation blades and the layer of piezoelectric material, a film

mince métallique ou de polymère métallisé. thin metallic or metallized polymer.

Ce film mince est alors replié sur les côtés comme l'illustre la Figure 1 qui représente des éléments transducteurs Tij (réalisés en matériau piézoélectrique), et des éléments d'adaptation acoustiques Aji et Aj2 dont This thin film is then folded over the sides as shown in Figure 1 which represents transducer elements Tij (made of piezoelectric material), and acoustic adaptation elements Aji and Aj2 including

l'impédance varie de manière à assurer une adaptation acoustique efficace. the impedance varies so as to ensure an efficient acoustic adaptation.

Chaque transducteur élémentaire peut ainsi être commandé entre le plan de Each elementary transducer can thus be controlled between the plane of

masse P et une métallisation Meij connectée au réseau d'interconnexion 1. mass P and a Meij metallization connected to the interconnection network 1.

Pour satisfaire à des contraintes d'encombrement le plan de masse souple est replié sur les faces latérales de la sonde, conduisant en raison du rayon de courbure dudit plan a une dimension typiquement de l'ordre de 500 pm, In order to satisfy space constraints, the flexible ground plane is folded over the lateral faces of the probe, leading, due to the radius of curvature of said plane, to a dimension typically of the order of 500 μm,

augmentant par la même l'empreinte de la sonde. increasing by the same the footprint of the probe.

Il est à noter par ailleurs que ce plan de masse situé entre les éléments piézo-électriques et les éléments d'adaptation acoustique introduit un élément perturbateur au niveau de la propagation des ondes acoustiques It should also be noted that this ground plane located between the piezoelectric elements and the acoustic adaptation elements introduces a disturbing element at the level of the propagation of the acoustic waves.

et entraîne une dégradation des performances acoustiques de la sonde. and leads to a degradation of the acoustic performance of the probe.

L'augmentation de la taille de l'empreinte de la sonde et/ou la dégradation des performances acoustiques constituent des facteurs limitatifs pour des applications endocavitaires ou cardiologiques qui utilisent des The increase in the size of the footprint of the probe and / or the degradation of the acoustic performance constitute limiting factors for endocavitary or cardiological applications which use

sondes à faible empreinte et à hautes performances acoustiques. Small footprint probes with high acoustic performance.

Dans ce contexte la présente invention propose un nouveau procédé de fabrication de sonde acoustique utilisant une méthode originale de fabrication du plan de masse. Plus précisément l'invention a pour objet un procédé de fabrication de sonde acoustique comportant des transducteurs piézo-électriques unitaires, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes: - la réalisation d'un réseau de connexion comprenant des connexions primaires et des plages de masse, destinées à adresser les transducteurs piézo-électriques, à la surface d'un film diélectrique; - la superposition d'une couche de matériau piézo- électrique à la surface du réseau de connexion; - la superposition d'une couche de matériau conducteur adhésif de type thermodurcissable ou thermoplastique à la surface du matériau piézo-électrique et recouvrant au moins partiellement le film diélectrique au niveau des plages de masse; - I'assemblage du matériau conducteur adhésif à la surface du matériau piézo-électrique et à la surface du film diélectrique, par chauffage; - la découpe après chauffage de l'ensemble constitué par la couche de matériau adhésif conducteur et du matériau piézo-électrique de manière à définir les transducteurs In this context, the present invention proposes a new method of manufacturing an acoustic probe using an original method of manufacturing the ground plane. More precisely, the subject of the invention is a method for manufacturing an acoustic probe comprising unitary piezoelectric transducers, characterized in that it comprises the following steps: - the production of a connection network comprising primary connections and pads mass, intended to address the piezoelectric transducers, to the surface of a dielectric film; - the superposition of a layer of piezoelectric material on the surface of the connection network; the superposition of a layer of adhesive conductive material of thermosetting or thermoplastic type on the surface of the piezoelectric material and at least partially covering the dielectric film at the level of the ground areas; The assembly of the adhesive conductive material to the surface of the piezoelectric material and to the surface of the dielectric film, by heating; - the cutting after heating of the assembly consisting of the layer of conductive adhesive material and of the piezoelectric material so as to define the transducers

piézo-électriques unitaires.piezoelectric units.

Pour réaliser l'assemblage par chauffage on peut en effet prendre To carry out the assembly by heating, it is in fact possible to take

un matériau adhésif thermoplastique ou thermodurcissable. a thermoplastic or thermosetting adhesive material.

L'adhésif thermoplastique passe de l'état solide à l'état liquide (pâteux) par chauffage. Ce changement d'état est réversible, c'est-à-dire qu'à haute température l'adhésif thermoplastique devient liquide (pâteux) et il The thermoplastic adhesive changes from a solid state to a liquid (pasty) state upon heating. This change of state is reversible, i.e. at high temperature the thermoplastic adhesive becomes liquid (pasty) and it

redevient solide à la température ambiante. becomes solid again at room temperature.

L'adhésif thermodurcissable passe également de l'état liquide (pâteux) à l'état solide par chauffage et contrairement aux thermoplastiques Thermosetting adhesive also changes from liquid state (pasty) to solid state upon heating and unlike thermoplastics

ce changement d'état n'est pas réversible. this change of state is not reversible.

L'assemblage peut avantageusement être réalisé en exerçant une pression au niveau de la couche de matériau conducteur thermodurcissable ou thermoplastique, ou bien encore en exerçant une dépression en dessous de ladite couche de matériau conducteur thermodurcissable ou thermoplastique de manière à favoriser l'adhérence. Grâce à ce procédé la couche de matériau adhésif conducteur thermodurcissable ou thermoplastique, chauffée permet d'obtenir une couche mince conductrice constitutive d'un plan de masse épousant les contours du matériau piézo-électrique et ne nécessitant plus comme dans I'art antérieur l'utilisation d'une colle entre un plan de masse conducteur et la couche de matériau piézo- électrique, couche de colle qui introduit des The assembly can advantageously be carried out by exerting a pressure at the level of the layer of thermosetting or thermoplastic conductive material, or else by exerting a depression below said layer of thermosetting or thermoplastic conductive material so as to promote adhesion. By virtue of this process, the heated layer of thermosetting or thermoplastic conductive adhesive material makes it possible to obtain a thin conductive layer constituting a ground plane matching the contours of the piezoelectric material and no longer requiring, as in the prior art, the use of an adhesive between a conductive ground plane and the layer of piezoelectric material, a layer of adhesive which introduces

perturbations acoustiques et une surépaisseur de l'ordre de 2 à 10 microns. acoustic disturbances and an extra thickness of the order of 2 to 10 microns.

Cette couche constitue un drapage de l'ensemble du matériau piézo- This layer constitutes a draping of the whole of the piezo material.

électrique. Avantageusement le matériau conducteur thermodurcissable ou thermoplastique peut être une résine chargée en particules conductrices, le taux de charge pouvant être ajusté pour obtenir l'adaptation acoustique, avec electric. Advantageously, the thermosetting or thermoplastic conductive material can be a resin loaded with conductive particles, the rate of load being able to be adjusted to obtain the acoustic adaptation, with

le milieu ambiant.the surrounding environment.

L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages The invention will be better understood and other advantages

apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre non will appear on reading the description which follows, given as no

limitatif et grâce aux figures annexées parmi lesquelles: - la Figure 1 illustre une configuration de sonde acoustique selon l'art connu comprenant un plan de masse compris entre les transducteurs piézoélectriques et les lames d'adaptation acoustiques. - les Figures 2a - 2e illustrent les principales étapes du procédé selon l'invention; - la figure 3 illustre une vue en coupe d'une sonde fabriquée selon le procédé décrit en Figures 2a - 2e; - la Figure 4 illustre une étape de découpe permettant d'obtenir des transducteurs unitaires comprise dans le procédé de l'invention - la Figure 5 illustre une étape de découpe de transducteurs piézo-électriques dans un second exemple de procédé de fabrication de souche selon l'invention; - la Figure 6 illustre une vue en coupe d'une sonde fabriquée selon le second exemple illustré en Figure 5. Nous allons décrire un exemple de sonde acoustique unidirectionnelle comportant des transducteurs piézo-électriques linéaires et limitative and thanks to the appended figures among which: - Figure 1 illustrates an acoustic probe configuration according to the prior art comprising a ground plane between the piezoelectric transducers and the acoustic adaptation blades. - Figures 2a - 2e illustrate the main steps of the method according to the invention; - Figure 3 illustrates a sectional view of a probe manufactured according to the method described in Figures 2a - 2e; - Figure 4 illustrates a cutting step making it possible to obtain unit transducers included in the method of the invention - Figure 5 illustrates a step of cutting piezoelectric transducers in a second example of a method for manufacturing a strain according to FIG. 'invention; - Figure 6 illustrates a sectional view of a probe manufactured according to the second example illustrated in Figure 5. We will describe an example of a unidirectional acoustic probe comprising linear piezoelectric transducers and

réalisée selon le procédé de l'invention. carried out according to the method of the invention.

De façon générale la sonde comprend un ensemble de transducteurs piézoélectriques unitaires comportant chacun une électrode de masse et une électrode de commande encore appelée "point chaud", In general, the probe comprises a set of unitary piezoelectric transducers each comprising a ground electrode and a control electrode also called a "hot spot",

dans le domaine des capteurs ultrasonores. in the field of ultrasonic sensors.

Pour connecter l'ensemble de ces électrodes on utilise avantageusement un film diélectrique souple sur lequel sont réalisées des connexions destinées aux points chauds et aux électrodes de masse. La To connect all of these electrodes, a flexible dielectric film is advantageously used on which connections are made for the hot spots and for the ground electrodes. The

Figure 2a illustre un tel circuit imprimé. Figure 2a illustrates such a printed circuit.

Plus précisément le film souple Fd comporte des plages de connexions dites primaires Pcp destinées à être en regard des transducteurs piézoélectriques, des plages de connexion dites secondaires Pcs déportées par rapport aux transducteurs et des plages de masse PM destinées à More precisely, the flexible film Fd comprises so-called primary Pcp connection areas intended to be opposite the piezoelectric transducers, so-called secondary Pcs connection areas offset with respect to the transducers and PM ground areas intended for

adresser les électrodes de masse.address the ground electrodes.

De manière plus précise, les plages de connexion primaire et les plages de connexion secondaires sont reliées par l'intermédiaire de via conducteurs et de pistes conductrices réalisées sur la face du film diélectrique souple opposée à celle sur laquelle sont connectés les transducteurs piézo-électriques. Avec ce type de configuration il est possible More precisely, the primary connection areas and the secondary connection areas are connected by means of conductive via and conductive tracks made on the face of the flexible dielectric film opposite to that to which the piezoelectric transducers are connected. With this type of configuration it is possible

d'adresser toutes les électrodes des transducteurs depuis la même face. address all the transducer electrodes from the same face.

Nous allons ci-après décrire l'empilement de couches nécessaire We will describe the necessary stacking of layers below.

à la réalisation d'une sonde acoustique selon l'invention. to the production of an acoustic probe according to the invention.

Selon le procédé de l'invention, on dépose alors un film conducteur au niveau des plages de connexion primaire Pcp destiné à connecter électriquement et mécaniquement une couche de matériau According to the method of the invention, a conductive film is then deposited at the level of the primary connection areas Pcp intended to electrically and mechanically connect a layer of material.

piézo-électrique destinée à la fabrication des transducteurs piézoélectriques. piezoelectric for the manufacture of piezoelectric transducers.

Cette couche conductrice intermédiaire CI peut avantageusement être de type matériau conducteur anisotrope, c'est-à-dire qui présente la propriété d'être conducteur dans une direction privilégiée et qui pressé à chaud permet d'assurer le contact électrique uniquement selon par exemple une direction perpendiculaire au plan du film souple Fd, soit selon un axe Z, perpendiculaire au plan (X, Y) représenté en Figure 2b. Une telle résine permet ainsi tout en assurant une adhérence continue et uniforme au niveau d'une couche de matériau piézo-électrique déposée sur un substrat de ne connecter que selon un axe Z et non des axes X ou Y des éléments piézo-électriques à des connexions électriques situées au niveau du film diélectrique souple Fd. Typiquement ce matériau peut comprendre un liant This intermediate conductive layer CI may advantageously be of the anisotropic conductive material type, that is to say which has the property of being conductive in a preferred direction and which, when hot pressed, makes it possible to ensure electrical contact only according to, for example, a direction perpendicular to the plane of the flexible film Fd, ie along an axis Z, perpendicular to the plane (X, Y) shown in FIG. 2b. Such a resin thus makes it possible, while ensuring continuous and uniform adhesion at the level of a layer of piezoelectric material deposited on a substrate, to connect only along a Z axis and not on the X or Y axes of the piezoelectric elements to electrical connections located at the level of the flexible dielectric film Fd. Typically this material can include a binder

chargé de particules conductrices.loaded with conductive particles.

On vient alors superposer une couche CT de matériau piézo-électrique sur la couche intermédiaire conductrice Cl comme illustrée A layer CT of piezoelectric material is then superposed on the conductive intermediate layer C1 as illustrated

en Figure 2c.in Figure 2c.

Il est à noter que les couches C1 et CT ne viennent pas recouvrir les plages de masse PM et les plages de connexion secondaire Pcs qui doivent pouvoir être accessibles depuis la face représentée sur les Figures It should be noted that the layers C1 and CT do not cover the ground areas PM and the secondary connection areas Pcs which must be accessible from the face shown in the Figures.

2b et 2c.2b and 2c.

Lorsque la couche CT de matériau piézo-électrique métallisée en face inférieure et en face supérieure est positionnée sur la couche de matériau conducteur C1, on vient positionner une couche de matériau conducteur Cd thermoplastique ou thermodurcissable, destinée à draper l'ensemble de la couche céramique sur le film diélectrique souple. Pour cela When the CT layer of piezoelectric material metallized on the lower face and on the upper face is positioned on the layer of conductive material C1, a layer of thermoplastic or thermosetting conductive material Cd is positioned, intended to drape the entire ceramic layer. on the flexible dielectric film. For that

cette couche présente une surface supérieure à celle du matériau piézo- this layer has a surface greater than that of the piezo material

électrique de manière à réaliser un drapage efficace, retombant sur le film electric so as to achieve effective draping, falling on the film

diélectrique (Figure 2d).dielectric (Figure 2d).

Enfin après avoir positionné la couche de matériau conducteur Cd, on vient superposer une ou deux couches d'adaptation acoustique Ca1 et/ou Finally, after having positioned the layer of conductive material Cd, one or two acoustic adaptation layers Ca1 and / or

Ca2 aux dimensions de la couche de matériau piézo-électrique (Figure 2c). Ca2 to the dimensions of the layer of piezoelectric material (Figure 2c).

Selon l'invention, la superposition de couches ainsi réalisée à la surface d'un film diélectrique souple est chauffée en autoclave par exemple pour assurer l'assemblage des différentes couches. Plus précisément la couche conductrice intermédiaire C1 et la couche de matériau adhésif conducteur Cd sont composées de matériau thermodurcissable ou thermoplastique. Ainsi on réalise l'adhérence de la couche Cd sur le film souple et notamment au niveau des plages de masse PM, et à la surface de la couche de matériau piézo-électrique on réalise également l'adhérence de la couche de matériau piézo-électrique sur le film diélectrique par l'intermédiaire de la couche intermédiaire C1. La Figure 3 illustre une vue en coupe selon l'axe AA' représenté en Figure 2c. Plus précisément la Figure 3 met en évidence le contact électrique entre la métallisation inférieure Mei de la céramique et la plage de connexion primaire par l'intermédiaire de la couche C1, et la mise en contact électrique entre la métallisation supérieure Mes de la couche de céramique et la plage According to the invention, the superposition of layers thus produced on the surface of a flexible dielectric film is heated in an autoclave, for example to ensure the assembly of the various layers. More precisely, the intermediate conductive layer C1 and the layer of conductive adhesive material Cd are composed of thermosetting or thermoplastic material. Thus the adhesion of the Cd layer on the flexible film is achieved and in particular at the level of the mass areas PM, and on the surface of the layer of piezoelectric material, the adhesion of the layer of piezoelectric material is also achieved. on the dielectric film via the intermediate layer C1. Figure 3 illustrates a sectional view along the axis AA 'shown in Figure 2c. More precisely, Figure 3 shows the electrical contact between the lower metallization Mei of the ceramic and the primary connection pad via the layer C1, and the placing in electrical contact between the upper metallization Mes of the ceramic layer and the beach

de masse PM grâce à la couche conductrice de drapage Cd. mass PM thanks to the conductive draping layer Cd.

Avantageusement la couche d'adaptation acoustique Cal peut être réalisée dans le même matériau que la couche conductrice Cd, la couche Ca2 représentant une couche d'adaptation acoustique d'impédance Advantageously, the acoustic matching layer Cal can be made of the same material as the conductive layer Cd, the layer Ca2 representing an acoustic impedance matching layer.

acoustique plus faible.weaker acoustics.

En effet la couche conductrice peut être typiquement réalisée avec un mélange de résine thermodurcissable ou thermoplastique avec des charges métalliques, type résine époxy chargée de nickel. La résistivité volumique d'un tel matériau peut être typiquement inférieure à 10-3 2.m et son impédance acoustique de l'ordre de 9M Rayleigh, impédance adaptée pour la couche Cia, la couche Clb présentant plutôt une impédance de In fact, the conductive layer can typically be produced with a mixture of thermosetting or thermoplastic resin with metallic fillers, such as epoxy resin charged with nickel. The volume resistivity of such a material can typically be less than 10-3 2.m and its acoustic impedance of the order of 9M Rayleigh, an impedance suitable for the Cia layer, the Clb layer rather having an impedance of

l'ordre de 3 Mega Rayleigh.the order of 3 Mega Rayleigh.

Ceci constitue un avantage important d'un point de vue acoustique puisque le plan de masse ainsi constitué par la couche conductrice Cl This constitutes an important advantage from an acoustic point of view since the ground plane thus formed by the conductive layer C1

n'introduit pas de perturbations acoustiques. does not introduce acoustic disturbances.

L'épaisseur de la couche Cd peut avantageusement être comprise The thickness of the Cd layer can advantageously be included

entre environ 20 et 60 microns pour permettre un drapage correct (c'est-à- between approximately 20 and 60 microns to allow proper draping (i.e.

dire épouser la forme de la couche de matériau piézo-électrique, il s'agit le plus souvent d'une lame de céramique de type PZT d'une épaisseur de say to match the shape of the layer of piezoelectric material, it is most often a ceramic blade of the PZT type with a thickness of

l'ordre de 150 - 600 pm et pour garder la souplesse des plages de masse. the order of 150 - 600 μm and to keep the flexibility of the mass ranges.

En effet on peut ainsi diminuer l'encombrement de la sonde en pliant et en In fact, it is thus possible to reduce the size of the probe by folding and

collant la plage de masse sur les faces latérales de l'absorbeur. sticking the mass range on the side faces of the absorber.

Il est à noter que selon la nature des couches conductrices employées Cd et C1, I'opération d'assemblage peut avoir lieu en deux temps et notamment si ces couches sont réalisées à partir de deux résines n'ayant It should be noted that depending on the nature of the conductive layers Cd and C1 employed, the assembly operation can take place in two stages and in particular if these layers are made from two resins having no

pas le même cycle de polymérisation. not the same polymerization cycle.

Dans ce cas, une première étape de chauffage est effectuée pour In this case, a first heating step is carried out to

réaliser l'assemblage du matériau piézo-électrique sur le film diélectrique Fd. assemble the piezoelectric material on the dielectric film Fd.

Puis une seconde étape de chauffage est effectuée pour assembler la couche conductrice Cd à la surface du film diélectrique et à la surface du matériau piézo-électrique. Dans tous les cas l'assemblage est obtenu par collage du matériau conducteur, qui devient adhésif en température. Les opérations Then a second heating step is carried out to assemble the conductive layer Cd to the surface of the dielectric film and to the surface of the piezoelectric material. In all cases, the assembly is obtained by bonding the conductive material, which becomes adhesive at temperature. The operations

d'assemblage peuvent être réalisées sous vide ou sous pression. assembly can be carried out under vacuum or under pressure.

Typiquement, on peut soit exercer une pression au-dessus de la couche de drapage Cd, soit exercer une dépression en dessous de cette couche. Il est également possible de cumuler les deux effets en créant une dépression au niveau de la couche Cd et en enfermant le tout dans une enveloppe sur laquelle on exerce une pression. Lorsque l'opération ou les opérations d'assemblage précitées sont effectuées, on procède alors à une opération de découpe Tj de l'ensemble de manière à individualiser des transducteurs piézo-électriques élémentaires TPi comme illustré en Figure 4. Cette opération de découpe peut être effectuée avec une scie diamantée selon la direction Dy illustrée en Figure 4. On définit ainsi des transducteurs linéaires dont la largeur peut typiquement varier entre 50 et 500 microns. Pour isoler électriquement les transducteurs linéaires, les traits de découpe s'arrêtent Typically, it is possible either to exert a pressure above the draping layer Cd, or to exert a depression below this layer. It is also possible to combine the two effects by creating a depression at the level of the Cd layer and by enclosing the whole in an envelope on which pressure is exerted. When the aforementioned assembly operation or operations are performed, a cutting operation Tj of the assembly is then carried out so as to individualize elementary piezoelectric transducers TPi as illustrated in FIG. 4. This cutting operation can be performed. carried out with a diamond saw in the direction Dy illustrated in FIG. 4. Linear transducers are thus defined, the width of which can typically vary between 50 and 500 microns. To electrically isolate linear transducers, the cut lines stop

dans l'épaisseur du film diélectrique Fd. in the thickness of the dielectric film Fd.

Il est également possible de procéder à une découpe laser de It is also possible to carry out a laser cutting of

l'assemblage réalisé précédemment. the assembly carried out previously.

Il est enfin possible de combiner les deux types de découpe. Ainsi les lames d'adaptation acoustique peuvent être découpées au laser alors que le matériau piézo-électrique en l'occurrence la céramique peut être découpé grâce à la scie mécanique. Cette dernière méthode de découpe permet de libérer les contraintes thermiques dues au collage de matériaux possédant des coefficients de dilatation thermique différents. En découpant en premier les lames d'adaptation acoustique, on libère la céramique des contraintes thermiques et en conséquence, on évite de briser la céramique Finally, it is possible to combine the two types of cutting. Thus the acoustic adaptation blades can be cut with a laser while the piezoelectric material, in this case ceramic, can be cut using a mechanical saw. This latter cutting method makes it possible to release the thermal stresses due to the bonding of materials having different coefficients of thermal expansion. By first cutting the acoustic adaptation blades, the ceramic is freed from thermal stresses and consequently, the ceramic is avoided.

lors de la deuxième découpe.during the second cut.

Lorsque les transducteurs linéaires sont ainsi élaborés à la surface du film diélectrique, on peut procéder de manière classique à une opération de conformation qui permet de réaliser des sondes courbes, When the linear transducers are thus produced at the surface of the dielectric film, a shaping operation can be carried out in a conventional manner which makes it possible to produce curved probes,

particulièrement recherchées dans le domaine de l'échographie. particularly sought after in the field of ultrasound.

En effet grâce au film diélectrique souple employé et à la découpe préalable de transducteurs linéaires, on obtient un degré suffisant de courbure dudit film diélectrique pour venir l'assembler à la surface d'un In fact, thanks to the flexible dielectric film used and to the preliminary cutting of linear transducers, a sufficient degree of curvature of said dielectric film is obtained to come and assemble it to the surface of a

absorbeur (matériau absorbant les ondes acoustiques) de surface courbe. absorber (material absorbing acoustic waves) with a curved surface.

Cet assemblage se fait de manière classique par collage du film souple à la This assembly is carried out in a conventional manner by bonding the flexible film to the

surface dudit absorbeur.surface of said absorber.

Nous avons décrit l'invention dans le cadre d'une sonde acoustique unidirectionnelle, mais l'invention peut être tout aussi bien appliquée dans le cadre d'une sonde présentant un réseau de connexion en surface du film diélectrique souple, permettant de réaliser des sondes acoustiques comprenant des transducteurs matriciels, recouverts d'éléments We have described the invention in the context of a unidirectional acoustic probe, but the invention can be equally well applied in the context of a probe having a connection network at the surface of the flexible dielectric film, making it possible to produce probes. acoustic comprising matrix transducers, covered with elements

d'adaptation acoustique linéaires.linear acoustic adaptation.

Dans ce cas on procède de la même façon que dans le procédé de fabrication des sondes unidirectionnelles pour déposer une couche de matériau piézo-électrique par l'intermédiaire d'une couche conductrice In this case, the procedure is the same as in the method for manufacturing unidirectional probes to deposit a layer of piezoelectric material via a conductive layer.

intermédiaire Cd sur un film diélectrique souple Fd (Figure 2c). intermediate Cd on a flexible dielectric film Fd (Figure 2c).

On procède ensuite à une opération de découpe selon un axe X du matériau piézo-électrique comme illustré en Figure 5, montrant les découpes Ti dans la couche CT et la couche C1 (non représentée). La Figure 6 illustre une vue en coupe selon l'axe BB', lorsque l'on a procédé aux dépôts successifs des couches Cd, Ca1 et Ca2. On procède enfin de manière analogue au cas des sondes unidirectionnelles comportant des transducteurs linéaires, à une opération de découpes Ti selon l'axe Y, de l'ensemble de l'assemblage Cal/Ca2/Cd/CT/C1 et ce jusque dans le film diélectrique souple Fd. A cutting operation along an X axis of the piezoelectric material is then carried out as illustrated in FIG. 5, showing the cuts Ti in the layer CT and the layer C1 (not shown). FIG. 6 illustrates a sectional view along the axis BB ′, when the successive deposits of the layers Cd, Ca1 and Ca2 have been carried out. Finally, we proceed in a similar manner to the case of unidirectional probes comprising linear transducers, to an operation of Ti cuts along the Y axis, of the entire Cal / Ca2 / Cd / CT / C1 assembly and this up to the flexible dielectric film Fd.

Claims (11)

REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication de sonde acoustique comportant des transducteurs piézo-électriques unitaires, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes - la réalisation d'un réseau de connexion comprenant des connexions primaires (Pcp) etf des plages de masse (PM), destinées à adresser les transducteurs piézo-électriques, à la 1. A method of manufacturing an acoustic probe comprising unitary piezoelectric transducers, characterized in that it comprises the following steps - the production of a connection network comprising primary connections (Pcp) and ground pads (PM) , intended to address the piezoelectric transducers, to the surface d'un film diélectrique (Fd). surface of a dielectric film (Fd). - la superposition d'une couche de matériau piézo-électrique (C-r) à la surface du réseau de connexion; - la superposition d'une couche de matériau adhésif (Cd) de type thermodurcissable ou thermoplastique, conducteur à la surface du matériau piézo-électrique et recouvrant au moins partiellement le film diélectrique au niveau des plages de masse; I'assemblage du matériau adhésif conducteur (Cd) à la surface du matériau piézo-électrique et à la surface du film diélectrique (Fd), par chauffage; - une opération de découpe (Tj) après chauffage de l'ensemble constitué par la couche de matériau adhésif conducteur (Cd) et du matériau piézoélectrique (C1) de manière à définir les - the superposition of a layer of piezoelectric material (C-r) on the surface of the connection network; - the superposition of a layer of adhesive material (Cd) of thermosetting or thermoplastic type, conductive on the surface of the piezoelectric material and at least partially covering the dielectric film at the level of the ground pads; Assembling the conductive adhesive material (Cd) to the surface of the piezoelectric material and to the surface of the dielectric film (Fd), by heating; - a cutting operation (Tj) after heating the assembly consisting of the layer of conductive adhesive material (Cd) and of the piezoelectric material (C1) so as to define the transducteurs piézo-électriques unitaires (TPj). Unit piezoelectric transducers (TPj). 2. Procédé de fabrication de sonde acoustique selon la 2. Acoustic probe manufacturing process according to revendication 1, caractérisé en ce que le chauffage est réalisé sous vide. Claim 1, characterized in that the heating is carried out under vacuum. 3. Procédé de fabrication de sonde acoustique selon la 3. Acoustic probe manufacturing process according to revendication 1, caractérisé en ce que le chauffage est réalisé sous pression. Claim 1, characterized in that the heating is carried out under pressure. 4. Procédé de fabrication de sonde acoustique selon l'une des 4. Acoustic probe manufacturing process according to one of revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le matériau adhésif conducteur claims 1 to 3, characterized in that the conductive adhesive material est une résine polymère chargée de particules métalliques. is a polymer resin loaded with metallic particles. 5. Procédé de fabrication de sonde acoustique selon l'une des 5. Acoustic probe manufacturing process according to one of revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la résistivité volumique du claims 1 to 3, characterized in that the volume resistivity of matériau adhésif conducteur est inférieure à environ 10-3 ..cm. conductive adhesive material is less than about 10-3 ..cm. 6. Procédé de fabrication de sonde acoustique selon l'une des 6. Acoustic probe manufacturing process according to one of revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte en outre le dépôt d'une claims 1 to 5, characterized in that it further comprises the filing of a couche intermédiaire conductrice (Ci) thermodurcissable ou thermoplastique thermosetting or thermoplastic conductive intermediate layer (Ci) entre le matériau piézo-électrique et le film diélectrique. between the piezoelectric material and the dielectric film. 7. Procédé de fabrication de sonde acoustique selon l'une des 7. Acoustic probe manufacturing process according to one of revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend le dépôt d'au preceding claims, characterized in that it comprises the deposit of at moins une couche d'adaptation acoustique à la surface de la couche de matériau adhésif conducteur positionnée en regard de la couche de matériau at least one acoustic matching layer on the surface of the layer of conductive adhesive material positioned opposite the layer of material piézo-électrique (Cia, C2a).piezoelectric (Cia, C2a). 8. Procédé de fabrication de sonde acoustique selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend le dépôt d'une première couche d'adaptation acoustique de forte impédance sur le matériau adhésif conducteur et le dépôt d'une seconde couche d'adaptation acoustique de 8. A method of manufacturing an acoustic probe according to claim 7, characterized in that it comprises the deposition of a first acoustic adaptation layer of high impedance on the conductive adhesive material and the deposition of a second adaptation layer. acoustics of faible impédance, sur la première couche d'adaptation acoustique. low impedance, on the first acoustic matching layer. 9. Procédé de fabrication de sonde acoustique selon l'une des 9. A method of manufacturing an acoustic probe according to one of revendications 7 ou 8, caractérisé en ce que la couche d'adaptation claims 7 or 8, characterized in that the adaptation layer d'impédance située à la surface du matériau adhésif conducteur est impedance at the surface of the conductive adhesive material is constituée par le même dit matériau adhésif conducteur. constituted by the same said conductive adhesive material. 10. Procédé de fabrication de sonde acoustique selon l'une des 10. Acoustic probe manufacturing process according to one of revendications 6 à 9, caractérisé en ce qu'il comporte: claims 6 to 9, characterized in that it comprises: - une première étape d'assemblage du matériau piézo-électrique, de la couche intermédiaire conductrice (C1) et du film diélectrique par chauffage; - une seconde étape d'assemblage du matériau adhésif conducteur sur l'assemblage matériau piézo-électrique / couche intermédiaire conductrice thermodurcissable / film - a first step of assembling the piezoelectric material, the conductive intermediate layer (C1) and the dielectric film by heating; - a second step of assembling the conductive adhesive material on the piezoelectric material / thermosetting conductive intermediate layer / film assembly diélectrique, par chauffage.dielectric, by heating. 11. Procédé de fabrication de sonde acoustique selon l'une des 11. A method of manufacturing an acoustic probe according to one of revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une claims 1 to 10, characterized in that it further comprises a opération préalable de découpe (Ti) de la couche de matériau piézoélectrique selon une direction perpendiculaire à l'axe de découpe (Tj) de l'ensemble constitué par la couche de matériau adhésif conducteur / preliminary cutting operation (Ti) of the layer of piezoelectric material in a direction perpendicular to the cutting axis (Tj) of the assembly formed by the layer of conductive adhesive material / matériau piézo-électrique.piezoelectric material.
FR0008520A 2000-06-30 2000-06-30 METHOD FOR MANUFACTURING A MULTI-PIECE ACOUSTIC PROBE USING A NEW METHOD FOR PRODUCING ELECTRICAL MASS Expired - Fee Related FR2810907B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0008520A FR2810907B1 (en) 2000-06-30 2000-06-30 METHOD FOR MANUFACTURING A MULTI-PIECE ACOUSTIC PROBE USING A NEW METHOD FOR PRODUCING ELECTRICAL MASS

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0008520A FR2810907B1 (en) 2000-06-30 2000-06-30 METHOD FOR MANUFACTURING A MULTI-PIECE ACOUSTIC PROBE USING A NEW METHOD FOR PRODUCING ELECTRICAL MASS

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR2810907A1 true FR2810907A1 (en) 2002-01-04
FR2810907B1 FR2810907B1 (en) 2002-10-31

Family

ID=8851965

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR0008520A Expired - Fee Related FR2810907B1 (en) 2000-06-30 2000-06-30 METHOD FOR MANUFACTURING A MULTI-PIECE ACOUSTIC PROBE USING A NEW METHOD FOR PRODUCING ELECTRICAL MASS

Country Status (1)

Country Link
FR (1) FR2810907B1 (en)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4500807A (en) * 1982-01-11 1985-02-19 Hitachi, Ltd. Surface acoustic wave transmission device for a low frequency signal below 30 MHz
US4616152A (en) * 1983-11-09 1986-10-07 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Piezoelectric ultrasonic probe using an epoxy resin and iron carbonyl acoustic matching layer
WO1997017145A1 (en) * 1995-11-03 1997-05-15 Thomson-Csf Acoustic probe and method for making same
WO1998023392A1 (en) * 1996-11-26 1998-06-04 Thomson-Csf Sound probe with multiple elements comprising a common earth electrode
EP0896427A2 (en) * 1997-08-05 1999-02-10 Nec Corporation Surface acoustic wave device
FR2770932A1 (en) * 1997-11-07 1999-05-14 Thomson Csf METHOD FOR MANUFACTURING AN ACOUSTIC PROBE
WO1999064169A1 (en) * 1998-06-05 1999-12-16 Thomson-Csf Multielement sound probe comprising a composite electrically conducting coating and method for making same

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4500807A (en) * 1982-01-11 1985-02-19 Hitachi, Ltd. Surface acoustic wave transmission device for a low frequency signal below 30 MHz
US4616152A (en) * 1983-11-09 1986-10-07 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Piezoelectric ultrasonic probe using an epoxy resin and iron carbonyl acoustic matching layer
WO1997017145A1 (en) * 1995-11-03 1997-05-15 Thomson-Csf Acoustic probe and method for making same
WO1998023392A1 (en) * 1996-11-26 1998-06-04 Thomson-Csf Sound probe with multiple elements comprising a common earth electrode
EP0896427A2 (en) * 1997-08-05 1999-02-10 Nec Corporation Surface acoustic wave device
FR2770932A1 (en) * 1997-11-07 1999-05-14 Thomson Csf METHOD FOR MANUFACTURING AN ACOUSTIC PROBE
WO1999064169A1 (en) * 1998-06-05 1999-12-16 Thomson-Csf Multielement sound probe comprising a composite electrically conducting coating and method for making same

Also Published As

Publication number Publication date
FR2810907B1 (en) 2002-10-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0851465B1 (en) Method of separation of at least two elements joined by ion implantation
EP1060562B1 (en) Device with acoustic waves guided in a fine piezoelectric material film bonded with a molecular bonding on a bearing substrate and method for making same
CA2321360C (en) Process for encapsulating electronic components
EP0883447B1 (en) Sound probe with multiple elements comprising a common earth electrode
EP0182700B1 (en) Small step miniature connecting element, and process for manufacturing such a connecting element
EP1792526B1 (en) Electronic device provided with an integrated heat spreader
EP0354117B1 (en) Piezoelectric transducer for volume wave generation
FR2460085A1 (en) PROCESS FOR THE PRODUCTION OF ULTRA-ACOUSTIC TRANSDUCERS WITH RAYS OR DOT MATRIX AND TRANSDUCERS THUS OBTAINED
WO2017178773A1 (en) Electricity generator comprising a magneto-electric converter and method of production
FR2531298A1 (en) HALF-WAVE TYPE TRANSDUCER WITH PIEZOELECTRIC POLYMER ACTIVE ELEMENT
EP1084000B1 (en) Multielement sound probe comprising a composite electrically conducting coating and method for making same
WO2011042668A1 (en) Electronic power module, and method for manufacturing said module
EP1157460B1 (en) Surface wave device connected to a base with conductive adhesive
FR2818170A1 (en) METHOD OF MANUFACTURING A MULTI-ELEMENT ACOUSTIC PROBE USING A METALLIC AND ABLATE POLYMER FILM AS A GROUND PLAN
FR2810907A1 (en) Fabrication of multi-element acoustic medical imaging sensor each element is excited independently of the others uses piezo-electric transducers on whose surface a conducting adhesive is applied using heat
EP0439389B1 (en) Method of making electromagnetic coils
EP1274518B1 (en) Unidirectional acoustic probe and method for making same
FR2923671A1 (en) Three-dimensional multi-material component e.g. capacitor, manufacturing method, involves forming superimposed layers by depositing homogeneous and combined impression layers without contact of localized impacts of impression drops
EP0616724B1 (en) Electronic device and production method therefor
EP3776640B1 (en) Substrate for radiofrequency applications and associated manufacturing method
EP4075526A1 (en) Piezoresistive transduction device
FR2802449A1 (en) Small size medical cardiology piezoelectric transducers having transducers interconnection network connected and upper acoustic adaptation layer with thin conductor layer interconnection network connected forming earth path
CA1294700C (en) Piezoelectric element array echography probe
FR2796512A1 (en) MEMORY CARD FOR TRANSMITTING ACOUSTIC SIGNALS
WO2004102687A1 (en) Method of producing and dimensioning a piezoelectric transformer

Legal Events

Date Code Title Description
CD Change of name or company name
ST Notification of lapse

Effective date: 20130228