JP2014042822A - 超音波プローブ用後面ブロック及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】圧電セラミックから後面ブロック（ｂａｃｋｉｎｇ ｂｌｏｃｋ）に伝搬される超音波の吸音率を向上させることができる超音波プローブ用後面ブロック及びその製造方法の提供。
【解決手段】超音波プローブ用後面ブロック１０の製造方法は、一方に開放部が形成された内部空間を有する後面ブロック本体（ｂａｃｋｉｎｇ ｂｌｏｃｋ ｂｏｄｙ）１２の内部に吸音材（ｓｏｕｎｄ ａｂｓｏｒｂｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌ）１６を充填する充填段階と、後面ブロック本体１２に充填された前記吸音材１６を圧着する圧着段階とを含む。
【選択図】図１
【解決手段】超音波プローブ用後面ブロック１０の製造方法は、一方に開放部が形成された内部空間を有する後面ブロック本体（ｂａｃｋｉｎｇ ｂｌｏｃｋ ｂｏｄｙ）１２の内部に吸音材（ｓｏｕｎｄ ａｂｓｏｒｂｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌ）１６を充填する充填段階と、後面ブロック本体１２に充填された前記吸音材１６を圧着する圧着段階とを含む。
【選択図】図１
Description
本発明は、超音波プローブに関し、より詳細には、圧電セラミックから後面ブロック（ｂａｃｋｉｎｇ ｂｌｏｃｋ）に伝搬される超音波の吸音率を向上させることができる超音波プローブ用後面ブロック及びその製造方法に関する。
超音波は、人体または動物の内部を検査するか、または金属またはプラスチックのような固体の厚さや内部結合を非破壊方式で測定する場合に使用され、作業者が容易に取り扱うことができるようにプローブ（以下、「超音波プローブ」という）形態で具現される。
超音波プローブは、後面ブロック上に圧電セラミックが形成され、圧電セラミックの上に複数層の音響整合層が形成され、音響整合層上に音響レンズが形成された構造を有する。したがって、圧電セラミックで発生する超音波のうち後面ブロックの側に伝搬される超音波は、後面ブロックが吸収し、音響整合層の側に伝搬される超音波は、音響整合層及び音響レンズを通じて被検査体に伝達される。
このような超音波プローブは、圧電セラミックで発生する超音波のうち後面ブロックの側に伝搬される超音波を後面ブロックで吸収することによって、超音波プローブの音響特性を調節することができる。特に、後面ブロックの吸音率が高いほど、超音波プローブの音響特性を向上させることができる。
後面ブロックは、吸音性が良好なゴムまたはグラファイトのような素材の吸音材を使用して製造されることがあるが、後面ブロックの製造時に後面ブロック製造モールドに吸音材及びエポキシ合成樹脂（ｒｅｓｉｎ）を投入して圧着させて製造されるので、合成樹脂に比べて吸音材の投入量に限界があり、後面ブロックの吸音率を向上させるには限界があった。
エポキシ合成樹脂は、後面ブロックの製造時に後面ブロック製造モールドと後面ブロックが分離可能にし、後面ブロックの形態を形成するのに必要な素材であるから、一定の比率以上が含まれなければならなかった。
前述したような方法で製造された後面ブロックは、耐久性が弱くて、形態変形のおそれがあった。
また、エポキシ合成樹脂が含まれるので、後面ブロック製造モールドで後面ブロックが固体状態に形成されるのに多くの時間が必要であった。
前述したような問題点を解決するために、本発明の目的は、圧電セラミックから後面ブロックに伝搬される超音波を効果的に吸収し、さらに向上した音響特性を提供するために吸音材を大量投入可能な超音波プローブ用後面ブロック及びその製造方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、耐久性が良くて、形態変形が少ない超音波プローブ用後面ブロック及びその製造方法を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、超音波プローブ用後面ブロックの製造時間を短縮することができる超音波プローブ用後面ブロックの製造方法を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明は、一方に開放部が形成された内部空間を有する後面ブロック本体（ｂａｃｋｉｎｇ ｂｌｏｃｋ ｂｏｄｙ）の内部に吸音材（ｓｏｕｎｄ ａｂｓｏｒｂｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌ）を充填する充填段階と、前記後面ブロック本体に充填された前記吸音材を圧着する圧着段階とを含むことを特徴とする超音波プローブ用後面ブロックの製造方法を提供する。
本発明の超音波プローブ用後面ブロックの製造方法において、前記吸音材の素材は、ゴム、グラファイト、セラミックパウダー及び金属パウダーのうち少なくとも１つを含むことができる。
本発明の超音波プローブ用後面ブロックの製造方法において、前記後面ブロック本体の素材は、銅、アルミニウム、鉄及びステンレスのうち少なくとも１つを含むことができる。
本発明の超音波プローブ用後面ブロックの製造方法において、前記後面ブロック本体は、円筒、四角管または六角管構造であることができる。
本発明の超音波プローブ用後面ブロックは、一方に開放部が形成された内部空間を有する後面ブロック本体と、前記後面ブロック本体の内部に充填された吸音材とを含むことができる。
本発明の超音波プローブは、後面ブロック、前記後面ブロックの上部に形成された圧電セラミック、前記圧電セラミックの上部に形成された音響整合層及び前記音響整合層の上部に形成された音響レンズを含み、前記後面ブロックは、一方に開放部が形成された内部空間を有する後面ブロック本体と、前記後面ブロック本体の内部に充填された吸音材とを含むことができる。
本発明の超音波プローブは、前記後面ブロックと前記圧電セラミックとの間に形成された柔軟性回路基板をさらに含むことができる。
本発明の超音波プローブは、前記音響整合層と前記圧電セラミックとの間に形成された接地板をさらに含むことができる。
本発明による超音波プローブ用後面ブロック及びその製造方法によれば、後面ブロックは、一方に開放部が形成された内部空間を有する後面ブロック本体の内部に吸音材を充填し、後面ブロック本体の内部に吸音材を圧着して製造するので、吸音材の大量投入が可能になり、圧電セラミックから後面ブロックに伝搬される超音波を効果的に吸収し、さらに向上した音響特性を提供することができる。
また、後面ブロック本体の素材として銅、アルミニウム、鉄、ステンレスなど金属物質を使用するので、耐久性が良くて、形態変形が少ない超音波プローブ用後面ブロックを提供することができる。
また、エポキシ合成樹脂を使用せず、別途の硬化時間を必要としないので、超音波プローブ用後面ブロックの製造時間を短縮することができる。
１０ 後面ブロック
１２ 後面ブロック本体
１３ 開放部
１４ 内部空間
１６ 吸音材
３０ 圧電セラミック
４０ 音響整合層
６０ 柔軟性回路基板
７０ 接地板
１００、２００ 超音波プローブ
１２ 後面ブロック本体
１３ 開放部
１４ 内部空間
１６ 吸音材
３０ 圧電セラミック
４０ 音響整合層
６０ 柔軟性回路基板
７０ 接地板
１００、２００ 超音波プローブ
下記の説明では、本発明の実施例を理解するのに必要な部分だけが説明され、その他の部分の説明は、本発明の要旨を不明にしないように省略されることを留意しなければならない。
以下で説明される本明細書及び請求範囲に使用された用語や単語は、通常的や辞書的な意味に限定して解釈されてはならないし、発明者は自分の発明を最も最善の方法で説明するために用語の概念として適切に定義することができるという原則に即して、本発明の技術的思想に符合する意味と概念として解釈されなければならない。したがって、本明細書に記載された実施例と図面に図示された構成は、本発明の好ましい実施例に過ぎないもので、本発明の技術的思想をすべて代弁するものではないので、本出願時点においてこれらを代替することができる多様な均等物と変形例があり得ることを理解しなければならない。
図１は、本発明の実施例による超音波プローブ用後面ブロックの斜視図である。
図１を参照すれば、本発明の実施例による超音波プローブ用後面ブロック１０は、一方に開放部１３が形成された内部空間１４を有する後面ブロック本体１２と、後面ブロック本体１２の内部に充填された吸音材１６とを含む。
後面ブロック本体１２の素材としては、熱伝導度が高い銅、アルミニウム、鉄及びステンレスなどが使用されることができるが、本発明の技術的思想は、これに限定されるものではなく、熱伝導度が高い多様な素材が使用されることができる。
このように本実施例による超音波プローブ用後面ブロック１０は、熱を迅速に放出することができる後面ブロック本体１２を含んでいるので、別に熱を放出するヒットシンク（ｈｅａｔｓｉｎｋ）の接着を必要としない。
また、後面ブロック本体１２の素材は、従来の超音波プローブ用後面ブロックより強度が高い素材を使用するので、従来の超音波プローブ用後面ブロックより耐久性が良くなることができる。
したがって、本実施例の超音波プローブ用後面ブロック１０は、従来の超音波プローブ用後面ブロックより形態変形が少ない。
一方、後面ブロック本体１２は、四角管の構造で形成されているが、本発明の技術的思想は、これに限定されるものではなく、円筒及び六角管の構造など多様な管状構造の後面ブロック本体１２が採用されることができる。
吸音材１６の素材としては、吸音性に優れたゴム、グラファイト、セラミックパウダー及び金属パウダーなどが使用されることができるが、本発明の技術的思想は、これに限定されるものではなく、吸音性に優れていて、密度及び比重が高いパウダーなど多様な素材が使用されることができる。
以下、このような本実施例による超音波プローブ用後面ブロック１０の製造方法について図１及び図２を参照して説明する。
ここで、図２は、本発明の実施例による超音波プローブ用後面ブロック１０の製造方法を示す流れ図である。
本発明の実施例による超音波プローブ用後面ブロック１０の製造方法は、一方に開放部１３が形成された内部空間１４を有する後面ブロック本体１２の内部に吸音材１６を充填する充填段階Ｓ１０と、後面ブロック本体１２に充填された吸音材１６を圧着する圧着段階Ｓ２０とを含む。
従来の超音波プローブ用後面ブロックの製造方法は、後面ブロック製造モールドに吸音材及びエポキシ合成樹脂を充填し圧着させて製造されるので、合成樹脂に比べて吸音材の投入量に限界があった。
しかし、本実施例による超音波プローブ用後面ブロック１０の製造方法で製造される超音波プローブ用後面ブロック１０は、エポキシ合成樹脂を使用しないか、または従来の超音波プローブ用後面ブロックよりも、吸音材に比べて少ない比率でエポキシ合成樹脂を使用するので、従来の超音波プローブ用後面ブロックより多い量の吸音材１６の充填が可能である。
したがって、本実施例による超音波プローブ用後面ブロック１０は、吸音材１６の大量充填が可能になり、後面ブロック１０に伝搬される超音波を効果的に吸収し、さらに向上した音響特性を提供することができる。
以下、このような本実施例による超音波プローブ用後面ブロック１０を備えた超音波プローブ１００について図３を参照して説明する。
ここで、図３は、本発明の実施例による超音波プローブ用後面ブロック１０を備える超音波プローブ１００の断面図である。
図３を参照すれば、本実施例による超音波プローブ１００は、一方に開放部１３が形成された内部空間１４を有する後面ブロック本体１２及び後面ブロック本体１２の内部に圧着される吸音材１６を含む後面ブロック１０と、圧電セラミック３０と、音響整合層４０と音響レンズ５０とを含み、柔軟性印刷回路基板６０をさらに含むことができる。
圧電セラミック３０は、後面ブロック１０の上部に形成され、音響整合層４０は、圧電セラミック３０の上部に形成される。
圧電セラミック３０は、電気的信号を音響信号である超音波に変換させて空気中に送り、空気中で反射して戻る超音波反射信号をまた電気的信号に変換させて装置に送る。
圧電セラミック３０の素材としては、ＰＺＴなどのセラミック素材またはＰＭＮ＿ＰＴなどの単結晶素材が使用されることができる。
音響整合層４０は、圧電セラミック３０の超音波送受信面の電極上に形成され、超音波の反射率と効率を増加させる。
また、音響整合層４０は、超音波の反射率と効率を増加させるために１層以上で形成されることができる。
音響レンズ５０は、音響整合層４０の上部に形成され、超音波映像の分解能を高めるために送信される超音波を集束し、被検査体に入射させる。
音響レンズ５０の素材としては、例えば、生体に近いシリコンなどが使用されることができる。
柔軟性印刷回路基板６０は、後面ブロック１０と圧電セラミック３０との間に形成され、圧電セラミック３０及び後面ブロック１０に電気的に接続される。
すなわち柔軟性印刷回路基板６０に形成された配線パターンは、圧電セラミック３０の後面に形成された電極、例えば信号電極及び接地電極と導電性の後面ブロック本体１２に電気的に連結される。
この際、柔軟性印刷回路基板６０は、圧電セラミック３０の電極に電気的に接続され、後面ブロック１０に接地され、前面に配線パターンが形成されたポリイミド素材のテープ配線基板が使用されることができる。
また、柔軟性印刷回路基板６０は、必要に応じて両面に配線パターンが形成されたテープ配線基板が使用されることができる。
一方、本実施例による超音波プローブ用後面ブロック１０を備える超音波プローブ２００は、図４に示されたように、接地板７０をさらに備えることができる。
ここで、図４は、本発明の他の実施例による超音波プローブ用後面ブロック１０を備える超音波プローブ２００の断面図である。
図４を参照すれば、本発明の他の実施例による超音波プローブ用後面ブロック１０を備える超音波プローブ２００は、図３の超音波プローブ用後面ブロック１０を備える超音波プローブ１００と比較して、接地板７０をさらに備えることを除いて、同一の構成を有するので、接地板７０が形成された構造を中心に説明すれば、次の通りである。
接地板７０は、音響整合層４０と圧電セラミック３０との間に形成され、両端は、柔軟性印刷回路基板６０の配線パターンに接合される。
すなわち、接地板７０は、印刷回路基板の配線パターンのうち接地パターンに接合される。
接地板７０を備えることによって、本発明の他の実施例による超音波プローブ２００は、音響特性を向上させることができる。
一方、本図面に開示された実施例は、理解を助けるために特定例を提示したものに過ぎず、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ということは、本発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は自明である。
Claims (8)
- 超音波プローブ用後面ブロック（ｂａｃｋｉｎｇ ｂｌｏｃｋ）の製造方法であって、
一方に開放部が形成された内部空間を有する後面ブロック本体（ｂａｃｋｉｎｇ ｂｌｏｃｋ ｂｏｄｙ）の内部に吸音材（ｓｏｕｎｄ ａｂｓｏｒｂｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌ）を充填する充填段階と；
前記後面ブロック本体に充填された前記吸音材を圧着する圧着段階と；
を含むことを特徴とする超音波プローブ用後面ブロックの製造方法。 - 前記吸音材の素材は、ゴム、グラファイト、セラミックパウダー及び金属パウダーのうち少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１に記載の超音波プローブ用後面ブロックの製造方法。
- 前記後面ブロック本体の素材は、銅、アルミニウム、鉄及びステンレスのうち少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１に記載の超音波プローブ用後面ブロックの製造方法。
- 前記後面ブロック本体は、円筒、四角管または六角管の構造であることを特徴とする請求項１に記載の超音波プローブ用後面ブロックの製造方法。
- 一方に開放部が形成された内部空間を有する後面ブロック本体と；
前記後面ブロック本体の内部に充填された吸音材と；
を含むことを特徴とする超音波プローブ用後面ブロック。 - 後面ブロックと；
前記後面ブロックの上部に形成された圧電セラミックと；
前記圧電セラミックの上部に形成された音響整合層と；
前記音響整合層の上部に形成された音響レンズと；を含み、
前記後面ブロックは、
一方に開放部が形成された内部空間を有する後面ブロック本体と；
前記後面ブロック本体の内部に充填された吸音材と；
を含むことを特徴とする超音波プローブ。 - 前記後面ブロックと前記圧電セラミックとの間に形成された柔軟性回路基板；を含むことを特徴とする請求項６に記載の超音波プローブ。
- 前記音響整合層と前記圧電セラミックとの間に形成された接地板；を含むことを特徴とする請求項７に記載の超音波プローブ。
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- 2013-07-12 WO PCT/KR2013/006244 patent/WO2014035049A1/ko active Application Filing
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