KR102586787B1 - 초음파-광용적맥파 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예에 따른 초음파-광용적맥파 장치는, 베이스 기판의 일면 상에 배치된 발광부; 상기 발광부의 둘레에 상기 베이스 기판의 일면 상에 배치된 복수의 수광부들; 및 상기 베이스 기판의 일면 상에서 상기 발광부를 감싸도록 배치되어 상기 발광부와 상기 수광부들 사이의 광차단 격벽으로 동작하고 초음파를 발생시키는 초음파 센서 어레이;를 포함한다.
Description
본 발명은 스마트 워치의 인증 및 생체 신호 측정 장치에 관한 것으로, 더 구체적으로 스마트 와치의 생체 신호 측정하는 PPG 센서와 혈관 이미징을 수행하는 초음파 센서 어레이에 관한 것이다.
휴대폰, 스마트 워치, 노트북, 자동차 등 다양한 분야에 본인 인증 수단으로 지문인식을 필두로 얼굴인식, 홍채인식, 음성인식 시장은 폭발적으로 성장하고 있다.
또한, 스마트 워치는 점차 메디컬 기기화 되어 가고 있어, 보안 솔루션의 중요성이 대두되고 있다.
스마트 워치는 PPG(PhotoPlethysmoGraphy) 센서를 이용하여 맥파 신호를 검출할 수 있다. PPG 센서는 적외선과 같은 광을 생체에 주입한 후 반사되어 나오는 파형을 관측한다. 반사된 파형은 인체의 혈류량의 변화에 관한 정보를 제공한다. 하지만, 스마트 워치에서, 지문센서와 같은 보안 솔류션은 적용하기 어렵다. 따라서, 스마트 워치에 적용 가능한 새로운 보안 센서가 요구된다.
초음파 센서는 어레이 배열되어 생체 이미징을 수행할 수 있다. 초음파 센서는 정맥의 3D 이미지 및 혈류를 제공하고, 이러한 정보는 생체 인증 수단으로 사용될 수 있다.
선행기술1: 한국특허공보 제10-2020-0100487호
선행기술2: 한국특허공보 제10-2020-0032227호
선행기술1: 한국특허공보 제10-2020-0100487호
선행기술2: 한국특허공보 제10-2020-0032227호
본 발명의 해결하고자 하는 일 기술적 과제는, 스마트 워치를 손목에 차는 순간부터 벗는 순간까지 차고 있는 동안 정맥 이미지로 무자각 지속인증이 가능하고 기존 PPG 센서 모듈에 일체화된 초음파 센서를 구비를 제공하는 것이다.
본 발명의 해결하고자 하는 일 기술적 과제는, 스마트 워치를 손목에 차는 순간부터 벗는 순간까지 차고 있는 동안 무자각 지속인증이 가능하고 기존 모듈에 일체화되기에 보안성, 편의성, 가격경쟁력을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 초음파-광용적맥파 장치는, 베이스 기판의 일면 상에 배치된 발광부; 상기 발광부의 둘레에 상기 베이스 기판의 일면 상에 배치된 복수의 수광부들; 및 상기 베이스 기판의 일면 상에서 상기 발광부를 감싸도록 배치되어 상기 발광부와 상기 수광부들 사이의 광차단 격벽으로 동작하고 초음파를 발생시키는 초음파 센서 어레이;를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 초음파 센서 어레이는, 폐루프 형태로 배열된 복수의 압전층들; 상기 압전층들의 하부면에 각각 배치되고 상기 베이스 기판의 전원 전극들에 연결되는 하부 전극들; 상기 압전층들의 상부면에 배치된 상부 전극; 및 상기 상부 전극과 접촉하는 전극 패턴을 포함하고 상기 전극 패턴을 통하여 상기 베이스 기판의 공통 전극과 전기적 연결을 제공하는 유연성 기판;을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 상부 전극과 상기 유연성 기판 사이에 배치된 제1 도전성 음향 정합층; 및 상기 하부 전극과 상기 전원 전극 사이에 배치된 제2 도전성 음향 정합층을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 베이스 기판의 타면에 배치된 흡음층을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 베이스 기판, 상기 발광부, 상기 수광부, 및 상기 초음파 센서 어레이를 수납하는 하우징; 상기 초음파 센서 어레이을 덥도록 배치되는 투명판; 상기 투명판의 외측면에 배치되는 무반사 코팅층; 및 상기 초음파 센서 어레이에 대응하는 위치에서 상기 무반사 코팅층 상에 배치되는 정합층을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 투명판의 내측면에 배치되고 상기 발광부 및 상기 수광부에 대응하는 위치에 개구부들을 구비하고 초음파를 전달하는 흑색 투광 마스크를 더 포함할 수 있다. 상기 발광부에 대응하는 개구부는 광을 투과시키고, 상기 수광부에 대응하는 개구부는 인체에서 반사된 광을 투과시킬 수 있다
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 유연성 기판은 몸체부와 상기 몸체부의 내경 또는 외경에서 돌출된 연장부를 포함하고, 상기 연장부는 구부러져 상기 베이스 기판의 공통 전극과 전기적 연결을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 베이스 기판, 상기 발광부, 상기 수광부, 및 상기 초음파 센서 어레이를 수납하는 하우징; 상기 초음파 센서 어레이를 덥도록 배치되는 투명판; 상기 투명판의 외측면에 배치되는 무반사 코팅층; 및 상기 초음파 센서 어레이에 대응하는 위치에서 상기 투명판에 매설된 복수의 침으로 구성된 정합부를 더 포함할 수 있다. 상기 정합부는 금속 분말 및 세라믹 분말을 포함하는 고분자 수지일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 초음파 센서 어레이는 복수 개의 링 형태이고, 복수의 초음파 센서 어레이는 동심 형태로 배열되고, 링 형태의 초음파 센서 어레이 각각은 복수의 분할된 링 형상의 초음파 소자들을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 초음파 센서 어레이는: 링 형태이고 복수의 마이크로 캐비티들을 구비한 캐비티층; 상기 마이크로 캐비티들을 덮도록 배치된 멤브레인층; 상기 멤브레인층의 하부면에 배치되고 상기 베이스 기판의 공통 전극에 연결되는 하부 전극; 상기 멤브레인층 상에 배치된 상부 전극들; 및 링 형태이고 상기 상부 전극들과 접촉하는 전극 패턴들을 통하여 상기 베이스 기판의 전원 전극들과 전기적 연결을 제공하는 유연성 기판;을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 유연성 기판은 몸체부와 상기 몸체부의 내경 또는 외경에서 돌출된 연장부를 포함하고, 상기 연장부는 구부러져 상기 베이스 기판의 전원 전극과 전기적 연결을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 상부 전극과 상기 유연성 기판 사이에 배치된 제1 도전성 음향 정합층; 및 상기 하부 전극과 상기 전원 전극들 사이에 배치된 제2 도전성 음향 정합층을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 복수의 수광부는 분할된 링 형태일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 센서 어레이 장치의 제조 방법은, 임시 기판 상에 하부면 및 상부면에 각각 제1 전극 및 제2 전극을 구비한 링 형태의 압전체를 적층하는 단계; 상기 압전체를 분할된 링 형태로 절단하는 단계; 절단된 압전체의 제2 전극 상에 제1 이방성 도전성 필름을 형성하는 단계; 상기 제1 이방성 도전성 필름을 베이스 기판의 전원 전극과 접합하고 상기 임시 기판을 제거하여 제1 전극을 노출하는 단계; 상기 제1 전극 상에 제2 이방성 도전성 필름을 형성하는 단계; 및 유연성 기판의 전극 패턴과 상기 제2 이방성 도전성 필름을 접합하고 상기 전극 패턴을 상기 베이스 기판의 공통 전극과 전기적으로 연결하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 센서 어레이 장치의 제조 방법은, 반도체 기판의 일면 상에 제1 절연막을 형성하고 상기 제1 절연막을 패터닝하여 복수의 마이크로 캐비티들을 링 형상의 내부에 형성하는 단계; 실리콘기판-절연층-실리콘층의 구조를 가진 실리콘-온-절연체 (Silicon On Insulator; SOI) 기판을 상기 마이크로 캐비티들을 덮도록 본딩한 후 상기 실리콘 기판 및 상기 절연층을 제거하여 멤브레인층을 형성하는 단계; 상기 멤브레인층 상에 분할된 링 형상의 상부 전극들을 형성하고 상기 멤브레인층, 상기 제1 절연층, 및 상기 반도체 기판을 식각하여 상기 링 형상을 따라 트렌치를 형성하는 단계; 상기 상부 전극을 덮도록 제1 임시 기판을 형성한 후 상기 반도체 기판의 타면을 연마하여 상기 트렌치를 노출시키고 상기 반도체 기판으로 구성된 하부 전극을 생성하는 단계; 상기 하부 전극 상에 제2 도전성 음향 정합층을 형성하는 단계; 상기 제2 도전성 음향 정합층과 베이스 기판의 공통 전극을 접합하는 단계; 상기 제1 임시 기판을 제거한 후 노출된 상기 상부 전극 상에 제1 도전성 음향 정합층을 형성하는 단계; 및 유연성 기판의 전극 패턴과 상기 제1 도전성 음향 정합층을 접합하고 상기 전극 패턴을 상기 베이스 기판의 전원 전극과 각각 전기적으로 연결하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 워치는 기존 지문센서 등과는 달리 무자각의 지속인증이 이뤄지는 솔루션을 제공하고, 또한 PPG 모듈의 특정 공간에 수직으로 적층이 가능하여 부피의 증가 없는 다기능 일체형 모듈화로 공간 및 가격 경쟁력을 확보할 수 있다.
본 발명의 해결하고자 하는 일 기술적 과제는, 스마트 워치를 손목에 차는 순간부터 벗는 순간까지 차고 있는 동안 무자각 지속인증이 가능하고 기존 모듈에 일체화되기에 보안성, 편의성, 가격경쟁력을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 워치를 설명하는 개념도이다.
도 2a는 도 1의 스마트 워치에서 초음파-광용적맥파 장치의 개념도이다.
도 2b는 도 2a의 초음파-광용적맥파 장치의 개념도이다.
도 2c는 도 2a의 초음파-광용적맥파 장치의 평면도이다.
도 2d는 도 2a의 초음파-광용적맥파 장치의 유연성 기판의 전개도이다.
도 3a 내지 도 3e는 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 센서 어레이의 제조 방법을 설명하는 단면도들이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 초음파-광용적맥파 장치를 설명하는 개념도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 초음파-광용적맥파 장치를 설명하는 개념도이다.
도 6은 도 5의 초음파-광용적맥파 장치의 평면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 초음파-광용적맥파 장치를 설명하는 개념도이다.
도 8은 도 7의 초음파-광용적맥파 장치의 평면도이다.
도 9a 내지 도 9i는 초음파 센서 어레이의 제조 방법을 설명하는 단면도들이다.
도 2a는 도 1의 스마트 워치에서 초음파-광용적맥파 장치의 개념도이다.
도 2b는 도 2a의 초음파-광용적맥파 장치의 개념도이다.
도 2c는 도 2a의 초음파-광용적맥파 장치의 평면도이다.
도 2d는 도 2a의 초음파-광용적맥파 장치의 유연성 기판의 전개도이다.
도 3a 내지 도 3e는 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 센서 어레이의 제조 방법을 설명하는 단면도들이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 초음파-광용적맥파 장치를 설명하는 개념도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 초음파-광용적맥파 장치를 설명하는 개념도이다.
도 6은 도 5의 초음파-광용적맥파 장치의 평면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 초음파-광용적맥파 장치를 설명하는 개념도이다.
도 8은 도 7의 초음파-광용적맥파 장치의 평면도이다.
도 9a 내지 도 9i는 초음파 센서 어레이의 제조 방법을 설명하는 단면도들이다.
스마트 워치는 휴대폰과 연결되어 메시지 및 각종 어플리케이션 관리 기능을 수행할 뿐만 아니라 헬스케어 기능을 수행하게 되면서 심박 및 혈압 측정 데이터, 수면 패턴 데이터를 수집하고 GPS와 연계된 위치 정보 등 지극히 개인적인 정보들을 관리하게 됨에 따라 최근 보안 및 사용자 본인인증 필요성이 대두된다.
스마트 워치는 구조적인 특성상 보안 및 사용자 본인인증을 반영하지 못하고 있지만, 유연 하이브리드 나노 소자 제작 공정 플랫폼을 통한 정맥인식 솔루션을 스마트 워치에 적용할 경우 가장 높은 수준의 보안성을 확보할 수 있다.
본인거부율 (FRR : False Rejection Rate) 및 타인수락율 (FAR : False Acceptance Rate)이 확보된 다른 생체인식 수단을 스마트 워치에 적용하기 위해서는 별도의 부품 실장 공간 확보가 필요하다. 하지만, 지문인식(정전식, 광학식, 초음파식)센서의 경우 부피가 커서 작고 디자인이 중요한 스마트 워치에 적용되는 것은 한계가 있다. 또한, 홍체인식 센서 및 안면인식 센서는 별도의 카메라까지 필요해 적용이 어렵다.
본 발명의 스마트 워치는 PPG 센서와 PPG 센서의 광차단 격벽의 위치에 일체형으로 제작된 초음파 센서 어레이를 포함한다. PPG 센서는 맥파 신호를 제공하고, 초음파 센서 어레이는 팔목의 정맥 이미지를 통하여 착용자의 신원을 확인할 수 있다. 또한, 맥파 신호는 초음파 센서 어레이와 함께 착용자의 신원을 확인할 수 있는 보조 정보로 사용될 수 있다. 초음파 센서 어레이는 PPG 센서와 링 형태로 융합되어 설치 공간을 절약할 수 있다. 스마트 워치의 착용 상태에서, 초음파 센서 어레이는 지속적으로 정맥 이미지 및 혈류 속도를 사용하여 사용자 인증을 수행할 수 있다. PPG 센서의 신호는 피부와 밀착여부를 판단하기 위하여 사용되고, 밀착되지 않은 경우, 경고 신호를 제공하여, 피부와 밀착 후 초음파 센서 어레이는 정맥 이미지를 취득할 수 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 도면들에 있어서, 구성요소는 명확성을 기하기 위하여 과장되어진 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 워치를 설명하는 개념도이다.
도 2a는 도 1의 스마트 워치에서 초음파-광용적맥파 장치의 개념도이다.
도 2b는 도 2a의 초음파-광용적맥파 장치의 개념도이다.
도 2c는 도 2a의 초음파-광용적맥파 장치의 평면도이다.
도 2d는 도 2a의 초음파-광용적맥파 장치의 유연성 기판의 전개도이다.
도 1, 도 2a 내지 도 2d를 참조하면, 스마트 워치(10)는 초음파 센서 어레이(130), PPG 센서(126,128), 스마트워치 제어부(12)를 포함할 수 있다. 스마트 워치 제어부(12)는 초음파 센서 어레이(130) 및 PPG 센서(126,128)를 구동하고 데이터를 처리한다. 또한, 스마트워치 제어부(12)는 표시부(미도시), 통신부(미도시), 스피커(미도시), 마이크(미도시), 기타 처리부(미도시)를 제어할 수 있다.
초음파-광용적맥파 장치(100)는, 베이스 기판(122)의 일면 상에 배치된 발광부(126); 상기 발광부(126)의 둘레에 상기 베이스 기판의 일면 상에 배치된 복수의 수광부들(128); 및 상기 베이스 기판(122)의 일면 상에서 상기 발광부(126)를 감싸도록 배치되어 상기 발광부(126)와 상기 수광부들(128) 사이의 광차단 격벽으로 동작하고 초음파를 발생시키는 초음파 센서 어레이(130);를 포함한다.
베이스 기판(122)은 발광부(126)를 장착하고 상기 발광부(126), 상기 수광부들(128), 상기 초음파 센서 어레이(130)에 전기 신호를 제공하고 수신할 수 있다. 상기 베이스 기판(122)은 인쇄회로 기판 또는 반도체 기판일 수 있다. 상기 베이스 기판(122)의 일면은 초음파 센서 어레이를 장착하고, 상기 베이스 기판(122)의 타면에는 흡음층(124)이 배치될 수 있다. 상기 흡음층(124)은 초음파 센서 어레이(130)가 방출한 초음파를 흡수하는 필름일 수 있다. 상기 흡음층(124)의 재질은 고분자 수지와 비도전성 입자를 포함할 수 있다. 상기 흡음층(124)은 진동자의 두께에 의하여 설정되는 주파수에 따라 설정된 음향 임피던스에서 초음파의 감쇠율이 높은 재료로 형성될 수 있다.
발광부(126)는 적외선, 적색광, 또는 녹색광 중에서 적어도 하나의 파장의 빛을 생체에 조사할 수 있다.
수광부들(128)은 상기 발광부(126)에서 방출된 광이 생체에서 반사된 반사광을 감지할 수 있다. 상기 수광부들(128)은 실리콘 기판의 포토다이오드일 수 있다. 상기 수광부들(128)은 분할된 링 형태일 수 있다. 분할된 링 형태의 수광부들(128)은 낭비되는 면적을 최소화시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 수광부들(128)은 4 분할된 링 형태일 수 있다. 상기 수광부들(128)의 출력 신호는 신호 처리되어 맥파 신호를 제공할 수 있다.
초음파 센서 어레이(130)는 발광부(126)와 수광부들(128) 사이에 배치되어 폐루프를 형성하여 광차단 격벽으로 동작할 수 있다. 상기 초음파 센서 어레이(130)의 높이는 상기 발광부 및 상기 수광부들의 높이보다 클 수 있다. 상기 초음파 센서 어레이(130)는 링 형태일 수 있다. 상기 초음파 센서 어레이(130)는 균등하게 분할된 복수의 초음파 소자를 구비하고, 각각의 초음파 소자는 위상 지연을 가지고 구동될 수 있다. 이에 따라, 상기 초음파 센서 어레이(130)는 스마트 워치에 장착되어 손목의 초음파 이미지를 생성할 수 있다.
상기 초음파 센서 어레이(130)는, 폐루프 형태로 배열된 복수의 압전층들(133); 상기 압전층들(133)의 하부면에 각각 배치되고 상기 베이스 기판(122)의 전원 전극들(123)에 연결되는 하부 전극들(132); 상기 압전층들(133)의 상부면에 각각 배치된 상부 전극들(134); 및 상기 상부 전극들(134)과 접촉하는 전극 패턴(140b)을 포함하고 상기 전극 패턴(140b)을 통하여 상기 베이스 기판(122)의 공통 전극(123')과 전기적 연결을 제공하는 유연성 기판(140);을 포함할 수 있다.
압전층들(133)은 외부 압력에 전기신호를 생성하고, 외부 전기 신호에 진동 신호를 생성할 수 있다. 상기 압전층들(133)의 재료는 PZT(Pb(Zr,Ti)O3) 계열 세라믹일 수 있다.
하부 전극들(132)은 서로 분리되어 상기 압전층들(133) 각각에 전기 신호를 제공할 수 있다. 상기 하부 전극들(132)은 구리, 금, 은, 알루미늄과 같은 금속 재질일 수 있다.
상부 전극들(134)은 서로 분리되어 상기 압전층들(133) 각각에 전기 신호를 제공할 수 있다. 상기 상부 전극들(133)은 구리, 금, 은, 알루미늄과 같은 금속 재질일 수 있다. 상기 상부 전극들(134)은 유연성 기판(140)의 전극 패턴(140b)을 통하여 서로 전기적으로 연결되어 상기 베이스 기판의 공통 전극(123')에 연결될 수 있다.
유연성 기판(140)은 폴리머층(140a)과 상기 폴리머층에 배치된 전극 패턴(140b)을 포함할 수 있다. 상기 유연성 기판(140)은 유연성 인쇄회로 기판일 수 있다. 상기 폴리머층(140a)은 플라스틱 소재 또는 폴리이미드일 수 있다. 상기 전극 패턴(140b)은 구리 패턴일 수 있다. 상기 전극 패턴(140b)은 상부 전극들(134)을 서로 연결하여 상기 베이스 기판의 공통 전극(123')에 연결할 수 있다. 상기 전극 패턴(140b)은 링 형태일 수 있다. 상기 유연성 기판(140)은 링 형태의 몸체부(140')와 상기 몸체부의 내경 또는 외경에서 돌출된 연장부(140'')를 포함하고, 상기 연장부(140'')는 구부러져 상기 베이스 기판의 공통 전극(123')과 전기적 연결을 제공할 수 있다.
제1 도전성 음향 정합층(135)은 초음파 센서 어레이(130)가 생성한 초음파를 상기 유연성 기판(140) 방향으로 전달하도록 특정한 음향 임피던스를 가질 수 있다. 제1 도전성 음향 정합층(135)은 상기 상부 전극(134)과 상기 유연성 기판(140) 사이에 배치되어 음향 임피던스를 정합하면서 상기 상부 전극(134)과 상기 유연성 기판의 전극 패턴(123')과 전기적 접속을 제공할 수 있다. 제1 도전성 음향 정합층(135)은 접착 필름으로 수직한 방향으로 전도성을 가질 수 있다. 상기 제1 도전성 음향 정합층(135)은 이방성 도전성 접착필름일 수 있다. 상기 제1 도전성 음향 정합층(135)은 고분자 수지에 함침된 도전성 분말을 포함할 수 있다. 상기 도전성 분말은 구리, 주석, 금과 같은 금속 입자를 포함할 수 있다. 상기 금속 입자의 종류 및 밀도에 따라 음향 임피던스의 값을 제어할 수 있다.
제2 도전성 음향 정합층(131)은 상기 하부 전극(132)과 상기 전원 전극(123) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제2 도전성 음향 정합층(131)은 이방성 도전성 접착필름일 수 있다. 상기 제2 도전성 음향 정합층(131)은 고분자 수지에 함침된 도전성 분말을 포함할 수 있다. 상기 도전성 분말은 구리, 주석, 금과 같은 금속 입자를 포함할 수 있다. 상기 금속 입자의 종류 및 밀도에 따라 음향 임피던스의 값을 제어할 수 있다.
하우징(110)은 상기 베이스 기판(122), 상기 발광부(126), 상기 수광부(128), 및 상기 초음파 센서 어레이(130)를 수납할 수 있다. 상기 하우징(110)은 스마트 워치의 몸체일 수 있다. 상기 하우징(110) 내부에는 스마트 워치의 다양한 구동 부품 및 디스플레이(미도시)가 장착될 수 있다.
투명판(112)은 상기 초음파 센서 어레이(130)를 덥도록 배치되어 초음파를 외부로 전달할 수 있다. 상기 투명판(112)은 발광부(126)가 방출한 광을 외부로 방출하고, 신체에서 반사된 반사광을 상기 수광부(128)에 전달할 수 있다. 상기 투명판(112)은 유리 기판, 또는 투명한 플라스틱 기판일 수 있다. 상기 투명판(112)은 상기 유연성 기판(140)과 접합되어 초음파를 외부로 전달할 수 있다.
흑색 투광 마스크(118)는 상기 투명판(112)의 내측면에 배치되고 상기 발광부 및 상기 수광부에 대응하는 위치에 개구부들을 구비하고 초음파를 전달할 수 있다. 흑색 투광 마스크(118)는 흑색 접착필름일 수 있다. 상기 흑색 투광 마스크(118)는 투명판(112)과 상기 유연성 기판(140) 사이에 배치되고 비도전성 입자를 함유한 흑색 고분자 수지일 수 있다. 흑색은 유기 안료 또는 무기 안료를 사용하여 흑색을 구현할 수 있다. 상기 흑색 투광 마스크(118)는 초음파의 임피던스 매칭을 위하여 비도전성 입자를 더 포함할 수 있다.
무반사 코팅층(114)은 상기 투명판(112)의 외측면에 배치되어 반사광의 상기 투명판의 투과도를 증가시킬 수 있다. 상기 무반사 코팅층(114)은 다층 유전체 박막일 수 있다.
정합층(116)은 상기 초음파 센서 어레이(130)에 대응하는 위치에서 상기 무반사 코팅층(114) 상에 배치될 수 있다. 상기 정합층(116)은 신체와 접촉하고 상기 투명판과 신체 사이의 음향 임피던스를 정합(matching)시킬 수 있다. 상기 정합층(116)는 금속 분말 및/또는 세라믹 분말을 포함하는 고분자 수지일 수 있다.
도 3a 내지 도 3e는 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 센서 어레이의 제조 방법을 설명하는 단면도들이다.
도 3a 내지 도 3e를 참조하면, 초음파 센서 어레이 장치의 제조 방법은, 임시 기판(139) 상에 하부면 및 상부면에 각각 제1 전극(134) 및 제2 전극(132)을 구비한 링 형태의 압전층(133)을 적층하는 단계; 상기 압전층(133)을 분할된 링 형태로 절단하는 단계; 절단된 압전층(133)의 제2 전극(132) 상에 도전성 음향 정합층(131)을 형성하는 단계; 상기 도전성 음향 정합층을 베이스 기판의 전원 전극과 접합하고 상기 임시 기판을 제거하여 제1 전극을 노출하는 단계; 상기 제1 전극 상에 다른 도전성 음향 정합층을 형성하는 단계; 유연성 기판의 전극 패턴과 상기 다른 도전성 음향 정합층을 접합하고 상기 전극 패턴을 상기 베이스 기판의 공통 전극과 전기적으로 연결하는 단계를 포함한다.
도 3a를 참조하면, 임시 기판이 준비된다. 상기 임시 기판은 유연성 기판으로 그 표면에 접착층을 포함할 수 있다. 상기 접착층은 분리층(release layer)으로 추후 열처리 또는 자외선 처리에 의하여 분리될 수 있다. 상기 접착층 상에 하부면 및 상부면에 각각 제1 전극 및 제2 전극을 구비한 링 형태의 압전층을 적층한다. 상기 압전층은 링 형태일 수 있다.
제1 전극, 압전층, 제2 전극은 절단기에 의하여 절단된다. 상기 절단기는 레이저 절단기, 다이싱 소(Dicing Saw) 또는 플라즈마 절단기일 수 있다. 절단된 압전층은 분할된 링 형태일 수 있다. 예를 들어, 상기 절단된 압전층은 8 개일 수 있다.
도 3b를 참조하면, 절단된 압전층(133)의 제2 전극(132) 상에 도전성 음향 정합층(131)을 형성한다. 상기 도전성 음향 정합층(131)은 접착 필름으로 수직한 방향으로 전도성을 가질 수 있다. 상기 도전성 음향 정합층(131)은 이방성 도전성 접착필름일 수 있다. 상기 도전성 음향 정합층(131)은 고분자 수지에 함침된 도전성 분말을 포함할 수 있다. 상기 도전성 분말은 구리, 주석, 금과 같은 금속 입자를 포함할 수 있다. 상기 금속 입자의 종류 및 밀도에 따라 음향 임피던스의 값을 제어할 수 있다.
도 3c를 참조하면, 상기 도전성 음향 정합층(131)을 베이스 기판의 전원 전극(123)과 접합하고 상기 임시 기판(139)을 제거하여 제1 전극(134)을 노출한다. 상기 임시 기판(139)을 제거하기 위하여 자외선 처리 또는 열처리를 통하여 임시 기판(139)의 분리층을 분리한다.
도 3d를 참조하면, 상기 제1 전극(134) 상에 다른 도전성 음향 정합층(135)을 형성한다. 다른 도전성 음향 정합층(135)은 이방성 도전성 접착필름일 수 있다. 상기 도전성 음향 정합층은 고분자 수지에 함침된 도전성 분말을 포함할 수 있다. 상기 도전성 분말은 구리, 주석, 금과 같은 금속 입자를 포함할 수 있다. 상기 금속 입자의 종류 및 밀도에 따라 음향 임피던스의 값을 제어할 수 있다.
도 3e를 참조하면, 유연성 기판(140)의 전극 패턴(140b)과 상기 다른 도전성 음향 정합층(135)을 접합하고 상기 전극 패턴(140)을 상기 베이스 기판(122)의 공통 전극(123)과 전기적으로 연결한다. 상기 전극 패턴(140b)을 상기 베이스 기판의 공통 전극과 전기적으로 연결하기 위하여 상기 유연성 기판의 연장부(140``)를 구부려서 상기 베이스 기판의 공통 전극(123)과 접합한다. 공통 전극과 전극 패턴의 전기적 접합을 위하여 도전성 범프 또는 도전성 페이스트가 사용될 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 초음파-광용적맥파 장치를 설명하는 개념도이다.
도 4를 참조하면, 초음파-광용적맥파 장치(200)는, 베이스 기판(122)의 일면 상에 배치된 발광부(126); 상기 발광부(126)의 둘레에 상기 베이스 기판의 일면 상에 배치된 복수의 수광부들(128); 및 상기 베이스 기판(122)의 일면 상에서 상기 발광부(126)를 감싸도록 배치되어 상기 발광부(126)와 상기 수광부들(128) 사이의 광차단 격벽으로 동작하고 초음파를 발생시키는 초음파 센서 어레이(130);를 포함한다.
무반사 코팅층(114)은 상기 투명판(112)의 외측면에 배치된다. 정합부(216)는 상기 초음파 센서 어레이(130)에 대응하는 위치에서 상기 투명판에 매설된 복수의 침 형태로 구성된다. 상기 정합부(216)는 상기 투명판에 이방성 식각을 통하여 복수의 홀들을 형성하고 상기 홀들에 금속 분말 및 세라믹 분말을 포함하는 고분자 수지를 채워서 형성할 수 있다. 상기 정합층(216)은 신체와 접촉하는 무반사층과 신체 사이의 음향 임피던스를 매칭할 수 있다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 초음파-광용적맥파 장치를 설명하는 개념도이다.
도 6은 도 5의 초음파-광용적맥파 장치의 평면도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 초음파-광용적맥파 장치(300)는, 베이스 기판(122)의 일면 상에 배치된 발광부(126); 상기 발광부(126)의 둘레에 상기 베이스 기판의 일면 상에 배치된 복수의 수광부들(128); 및 상기 베이스 기판(122)의 일면 상에서 상기 발광부(126)를 감싸도록 배치되어 상기 발광부(126)와 상기 수광부들(128) 사이의 광차단 격벽으로 동작하고 초음파를 발생시키는 초음파 센서 어레이(330);를 포함한다.
상기 초음파 센서 어레이(330)는 복수 개의 링 형태이고, 복수의 초음파 센서 어레이(330a, 330b, 330c)는 동심 형태로 배열되고, 링 형태의 초음파 센서 어레이(330a, 330b, 330c) 각각은 복수의 분할된 링 형상의 초음파 소자들을 포함할 수 있다.
상기 초음파 센서 어레이(330a, 330b, 330c)는, 폐루프 형태로 배열된 복수의 압전층들(132); 상기 압전층들의 하부면에 각각 배치되고 상기 베이스 기판의 전원 전극들에 연결되는 하부 전극들(132); 상기 압전층들의 상부면에 각각 배치된 상부 전극들(134); 및 상기 상부 전극들(134)과 접촉하는 전극 패턴(140b)을 포함하고 상기 전극 패턴(140b)을 통하여 상기 베이스 기판(122)의 공통 전극(123)과 전기적 연결을 제공하는 유연성 기판(140);을 포함할 수 있다. 동심 구조의 초음파 센서 어레이는 더 많은 초음파 소자를 이용하여 더 넓은 영역의 이미지를 제공할 수 있다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 초음파-광용적맥파 장치를 설명하는 개념도이다.
도 8은 도 7의 초음파-광용적맥파 장치의 평면도이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 초음파-광용적맥파 장치(400)는, 베이스 기판(122)의 일면 상에 배치된 발광부(126); 상기 발광부(126)의 둘레에 상기 베이스 기판의 일면 상에 배치된 복수의 수광부들(128); 및 상기 베이스 기판의 일면 상에서 상기 발광부(126)를 감싸도록 배치되어 상기 발광부와 상기 수광부들 사이의 광차단 격벽으로 동작하고 초음파를 발생시키는 초음파 센서 어레이(430);를 포함한다.
상기 초음파 센서 어레이(430)는, 링 형태이고 복수의 마이크로 캐비티들(433)을 구비한 캐비티층(432); 상기 마이크로 캐비티들(433)을 덮도록 배치된 멤브레인층(434c); 상기 멤브레인층(434c)의 하부면에 배치되고 상기 베이스 기판(122)의 공통 전극(123`)에 연결되는 하부 전극(431`); 상기 멤브레인층(434c) 상에 배치된 상부 전극들(435); 및 링 형태이고 상기 상부 전극들(435)과 접촉하는 전극 패턴들(440b)을 통하여 상기 베이스 기판(122)의 전원 전극들(123)과 전기적 연결을 제공하는 유연성 기판(440);을 포함한다. 상기 초음파 센서 어레이(430)는 정전용량형 미세가공 초음파 트랜스듀서(Capacitive micro-machined ultrasonic transducer; CMUT) 어레이일 수 있다. 상기 초음파 센서 어레이(430)는 압전형 미세가공 초음파 트랜스듀서(Piezoelectric micro-machined ultrasonic transducer; PMUT) 어레이로 변경될 수 있다.
캐비티층(432)은 실리콘 산화막과 같은 절연막이고, 마이크로 캐비티(433)는 속이빈 디스크 구조일 수 있다. 상기 마이크로 캐비티(433)의 반경은 수 내지 수십 마이크로미터일 수 있다. 상기 캐비티의 깊이는 수십 ~ 수백 nm일 수 있다.
멤브레인층(434c)은 단결정 실리콘층일 수 있다. 상기 멤브레인층(434c)의 두께는 수백 nm수준일 수 있다. 상기 멤브레인층(434c)은 외부 전기 신호에 의하여 진동할 수 있다.
상부 전극들(435)은 구리, 알루미늄과 같은 금속일 수 있다. 상기 상부 전극들(435) 각각은 독립적으로 전원 전극(123)으로 통하여 구동될 수 있다.
하부 전극(431`)은 고농도로 불순물로 도핑된 반도체일 수 있다. 상기 상부 전극(435)과 하부 전극(431`) 사이에 인가되는 전압은 정전력을 이용하여 멤브레인층(434c)을 공진 주파수에서 진동시킬 수 있다.
유연성 기판(440)은 폴리머층과 상기 폴리머층에 배치된 전극 패턴(440b)을 포함할 수 있다. 상기 유연성 기판은 유연성 인쇄회로 기판일 수 있다. 상기 폴리머층은 플라스틱 소재 또는 폴리이미드일 수 있다. 상기 전극 패턴은 구리 패턴일 수 있다. 전극 패턴(440b)은 상부 전극들(435)을 상기 베이스 기판의 전원 전극들(123)에 각각 연결할 수 있다. 전극 패턴들(440b)은 분할된 링 형태일 수 있다. 상기 유연성 기판은 몸체부와 상기 몸체부의 내경 또는 외경에서 돌출된 복수의 연장부들(440``)를 포함하고, 상기 연장부(440``)의 전극 패턴들(440b)은 구부러져 상기 베이스 기판의 전원 전극(123)과 전기적 연결을 제공할 수 있다.
제1 도전성 음향 정합층(439)은 초음파 센서 어레이(430)가 생성한 초음파를 상기 유연성 기판(440) 방향으로 전달하도록 특정한 음향 임피던스를 가질 수 있다. 제1 도전성 음향 정합층(439)은 상기 상부 전극(435)과 상기 유연성 기판(440) 사이에 배치되어 음향 임피던스를 정합하면서 상기 상부 전극(435)과 상기 유연성 기판의 전극 패턴(440b)과 전기적 접속을 제공할 수 있다. 제1 도전성 음향 정합층(439)은 접착 필름으로 수직한 방향으로 전도성을 가질 수 있다. 상기 제1 도전성 음향 정합층(439)은 이방성 도전성 접착필름일 수 있다. 상기 제1 도전성 음향 정합층(439)은 고분자 수지에 함침된 도전성 분말을 포함할 수 있다. 상기 도전성 분말은 구리, 주석, 금과 같은 금속 입자를 포함할 수 있다. 상기 금속 입자의 종류 및 밀도에 따라 음향 임피던스의 값을 제어할 수 있다.
제2 도전성 음향 정합층(438)은 상기 하부 전극(431`)과 상기 공통 전극(123`) 사이에 배치될 수 있다. 상기 공통 전극(123`)은 접지될 수 있다. 상기 제2 도전성 음향 정합층(438)은 이방성 도전성 접착필름일 수 있다. 상기 제2 도전성 음향 정합층(438)은 고분자 수지에 함침된 도전성 분말을 포함할 수 있다. 상기 도전성 분말은 구리, 주석, 금과 같은 금속 입자를 포함할 수 있다. 상기 금속 입자의 종류 및 밀도에 따라 음향 임피던스의 값을 제어할 수 있다.
도 9a 내지 도 9i는 초음파 센서 어레이의 제조 방법을 설명하는 단면도들이다.
도 9a 내지 도 9i를 참조하면, 초음파 센서 어레이의 제조 방법은, 반도체 기판(431)의 일면 상에 제1 절연막(432)을 형성하고 상기 제1 절연막(432)을 패터닝하여 복수의 마이크로 캐비티들(433)을 링 형상의 내부에 형성하는 단계; 실리콘기판-절연층-실리콘층의 구조를 가진 실리콘-온-절연체 (Silicon On Insulator; SOI) 기판(434)을 상기 마이크로 캐비티들(433)을 덮도록 본딩한 후 상기 실리콘 기판(434a) 및 상기 절연층(434b)을 제거하여 멤브레인층(434c)을 형성하는 단계; 상기 멤브레인층(434c) 상에 분할된 링 형상의 상부 전극들(435)을 형성하고 상기 멤브레인층(434c), 상기 제1 절연층(432), 및 상기 반도체 기판(431)을 식각하여 상기 링 형상을 따라 트렌치(436)를 형성하는 단계; 상기 상부 전극(435)을 덮도록 제1 임시 기판(437)을 형성한 후 상기 반도체 기판(431)의 타면을 연마하여 상기 트렌치(436)를 노출시키고 상기 반도체 기판(431)로 구성된 하부 전극(431`)을 생성하는 단계; 상기 하부 전극(431`) 상에 제2 도전성 음향 정합층(438)을 형성하는 단계; 상기 제2 도전성 음향 정합층(438)과 베이스 기판의 공통 전극(123`)을 접합하는 단계; 상기 제1 임시 기판(437)을 제거한 후 노출된 상기 상부 전극(435) 상에 제1 도전성 음향 정합층(439)을 형성하는 단계; 및 유연성 기판(440)의 전극 패턴(440b)과 상기 제1 도전성 음향 정합층(439)을 접합하고 상기 전극 패턴(440b)을 상기 베이스 기판(122)의 전원 전극(123)과 각각 전기적으로 연결하는 단계를 포함한다.
도 9a를 참조하면, 반도체 기판(431)의 일면 상에 제1 절연막(432)을 형성하고 상기 제1 절연막(432)을 패터닝하여 복수의 마이크로 캐비티들(433)을 링 형상의 내부에 형성한다. 상기 반도체 기판(431)은 실리콘 기판이고 불순물로 고농도 도핑되어 전극으로 사용될 수 있다.
상기 마이크로 캐비티(433)는 복수 개이고, 링 형상의 내부에 일정한 간격을 가지고 반경 방향 및 방위각 방향으로 배열될 수 있다.
실리콘기판-절연층-실리콘층의 구조를 가진 실리콘-온-절연체 (Silicon On Insulator; SOI) 기판(434)을 상기 마이크로 캐비티들(433)을 덮도록 웨이퍼 본딩된다.
도 9b를 참조하면, 상기 실리콘 기판(434a) 및 상기 절연층(434b)을 제거하여 멤브레인층(434c)을 형성한다. 상기 멤브레인층(434c)은 단결정 실리콘층일 수 있다. 상기 실리콘 기판 및 상기 절연층의 분리는 실리콘층과 절연층에 계면에 형성된 불순물층 또는 식각으로 분리할 수 있다.
도 9c를 참조하면, 상기 멤브레인층(434c) 상에 분할된 링 형상의 상부 전극(435)을 형성한다. 상기 멤브레인층(434c) 상에 도전층이 증착되고 패터닝되어 상부 전극들(435)을 형성할 수 있다. 상기 상부 전극들(435)은 구리 또는 알루미늄과 같은 금속일 수 있다. 상기 상부 전극들(435) 각각은 복수의 마이크로 캐비티들을 덮도록 형성될 수 있다. 상기 상부 전극들은 분할된 링 형태일 수 있다.
도 9d를 참조하면, 상기 멤브레인층(434c), 상기 제1 절연층(432), 및 상기 반도체 기판(431)을 식각하여 상기 링 형상을 따라 트렌치(436)를 형성한다. 상기 상부 전극은 CMUT 소자를 구분할 수 있다.
상기 멤브레인층(434c), 상기 제1 절연층(432), 및 상기 반도체 기판(431)을 이방성 식각하여 상기 링 형상을 따라 트렌치(436)를 형성한다.
도 9e를 참조하면, 상기 상부 전극(435)을 덮도록 제1 임시 기판(437)을 형성한 후 상기 반도체 기판(431)의 타면을 연마하여 상기 트렌치(436)를 노출시키어 링 형태의 하부 전극을 형성한다. 상기 제1 임시 기판(437)은 유연성 기판일 수 있다. 상부 전극(435)과 접촉하지 않는 반도체 기판(431)은 제거될 수 있다.
도 9f를 참조하면, 노출된 하부 전극(431`) 상에 제2 도전성 음향 정합층(438)을 형성한다. 상기 제2 도전성 음향 정합층(438)은 접착 필름으로 수직한 방향으로 전도성을 가질 수 있다. 상기 도전성 음향 정합층은 이방성 도전성 접착필름일 수 있다. 상기 도전성 음향 정합층은 고분자 수지에 함침된 도전성 분말을 포함할 수 있다. 상기 도전성 분말은 구리, 주석, 금과 같은 금속 입자를 포함할 수 있다. 상기 금속 입자의 종류 및 밀도에 따라 음향 임피던스의 값을 제어할 수 있다.
도 9g를 참조하면, 상기 제1 도전성 음향 정합층(438)과 베이스 기판(122)의 공통 전극(123`)을 접합한다.
도 9h를 참조하면, 상기 제1 임시 기판(437)을 제거한 후 노출된 상기 상부 전극 상에 제1 도전성 음향 정합층(439)을 형성한다. 제1 도전성 음향 정합층(439)은 접착 필름으로 수직한 방향으로 전도성을 가질 수 있다.
도 9i를 참조하면, 유연성 기판(440)의 전극 패턴(440b)과 상기 제1 도전성 음향 정합층(439)을 접합하고 상기 전극 패턴(440b)을 상기 베이스 기판(122)의 전원 전극(123)과 전기적으로 연결한다.
이어서, 흡음층(124)은 베이스 기판(122)에 배치된다. 상기 베이스 기판(122)에 실장된 초음파 센서 어레이(430)는 하우징(110) 내에 배치되고, 발광부(126) 및 수광부(128)가 실장된다.
본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않으며, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 실시할 수 있는 다양한 형태의 실시예들을 모두 포함한다.
100: 초음파-광용적맥파 장치
122: 베이스 기판
126: 발광부
128: 수광부들
130: 초음파 센서 어레이
122: 베이스 기판
126: 발광부
128: 수광부들
130: 초음파 센서 어레이
Claims (15)
- 삭제
- 베이스 기판의 일면 상에 배치된 발광부;
상기 발광부의 둘레에 상기 베이스 기판의 일면 상에 배치된 복수의 수광부들; 및
상기 베이스 기판의 일면 상에서 상기 발광부를 감싸도록 배치되어 상기 발광부와 상기 수광부들 사이의 광차단 격벽으로 동작하고 초음파를 발생시키는 초음파 센서 어레이;를 포함하고,
상기 초음파 센서 어레이는:
폐루프 형태로 배열된 복수의 압전층들;
상기 압전층들의 하부면에 각각 배치되고 상기 베이스 기판의 전원 전극들에 연결되는 하부 전극들;
상기 압전층들의 상부면에 배치된 상부 전극; 및
상기 상부 전극과 접촉하는 전극 패턴을 포함하고 상기 전극 패턴을 통하여 상기 베이스 기판의 공통 전극과 전기적 연결을 제공하는 유연성 기판;을 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파-광용적맥파 장치. - 제2 항에 있어서,
상기 상부 전극과 상기 유연성 기판 사이에 배치된 제1 도전성 음향 정합층; 및
상기 하부 전극과 상기 전원 전극 사이에 배치된 제2 도전성 음향 정합층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파-광용적맥파 장치. - 제2 항에 있어서,
상기 베이스 기판의 타면에 배치된 흡음층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파-광용적맥파 장치. - 베이스 기판의 일면 상에 배치된 발광부;
상기 발광부의 둘레에 상기 베이스 기판의 일면 상에 배치된 복수의 수광부들; 및
상기 베이스 기판의 일면 상에서 상기 발광부를 감싸도록 배치되어 상기 발광부와 상기 수광부들 사이의 광차단 격벽으로 동작하고 초음파를 발생시키는 초음파 센서 어레이;를 포함하고,
상기 베이스 기판, 상기 발광부, 상기 수광부, 및 상기 초음파 센서 어레이를 수납하는 하우징;
상기 초음파 센서 어레이을 덥도록 배치되는 투명판;
상기 투명판의 외측면에 배치되는 무반사 코팅층; 및
상기 초음파 센서 어레이에 대응하는 위치에서 상기 무반사 코팅층 상에 배치되는 정합층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파-광용적맥파 장치. - 제5 항에 있어서,
상기 투명판의 내측면에 배치되고 상기 발광부 및 상기 수광부에 대응하는 위치에 개구부들을 구비하고 초음파를 전달하는 흑색 투광 마스크를 더 포함하고,
상기 발광부에 대응하는 개구부는 광을 투과시키고, 상기 수광부에 대응하는 개구부는 인체에서 반사된 광을 투과시키는 것을 특징으로 하는 초음파-광용적맥파 장치. - 제2 항에 있어서,
상기 유연성 기판은 몸체부와 상기 몸체부의 내경 또는 외경에서 돌출된 연장부를 포함하고,
상기 연장부는 구부러져 상기 베이스 기판의 공통 전극과 전기적 연결을 제공하는 것을 특징으로 하는 초음파-광용적맥파 장치. - 베이스 기판의 일면 상에 배치된 발광부;
상기 발광부의 둘레에 상기 베이스 기판의 일면 상에 배치된 복수의 수광부들; 및
상기 베이스 기판의 일면 상에서 상기 발광부를 감싸도록 배치되어 상기 발광부와 상기 수광부들 사이의 광차단 격벽으로 동작하고 초음파를 발생시키는 초음파 센서 어레이;를 포함하고,
상기 베이스 기판, 상기 발광부, 상기 수광부, 및 상기 초음파 센서 어레이를 수납하는 하우징;
상기 초음파 센서 어레이를 덥도록 배치되는 투명판;
상기 투명판의 외측면에 배치되는 무반사 코팅층; 및
상기 초음파 센서 어레이에 대응하는 위치에서 상기 투명판에 매설된 복수의 침으로 구성된 정합부를 더 포함하고,
상기 정합부는 금속 분말 및 세라믹 분말을 포함하는 고분자 수지인 것을 특징으로 하는 초음파-광용적맥파 장치. - 베이스 기판의 일면 상에 배치된 발광부;
상기 발광부의 둘레에 상기 베이스 기판의 일면 상에 배치된 복수의 수광부들; 및
상기 베이스 기판의 일면 상에서 상기 발광부를 감싸도록 배치되어 상기 발광부와 상기 수광부들 사이의 광차단 격벽으로 동작하고 초음파를 발생시키는 초음파 센서 어레이;를 포함하고,
상기 초음파 센서 어레이는 복수 개의 링 형태이고,
복수의 초음파 센서 어레이는 동심 형태로 배열되고,
링 형태의 초음파 센서 어레이 각각은 복수의 분할된 링 형상의 초음파 소자들을 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파-광용적맥파 장치. - 베이스 기판의 일면 상에 배치된 발광부;
상기 발광부의 둘레에 상기 베이스 기판의 일면 상에 배치된 복수의 수광부들; 및
상기 베이스 기판의 일면 상에서 상기 발광부를 감싸도록 배치되어 상기 발광부와 상기 수광부들 사이의 광차단 격벽으로 동작하고 초음파를 발생시키는 초음파 센서 어레이;를 포함하고,
상기 초음파 센서 어레이는:
링 형태이고 복수의 마이크로 캐비티들을 구비한 캐비티층;
상기 마이크로 캐비티들을 덮도록 배치된 멤브레인층;
상기 멤브레인층의 하부면에 배치되고 상기 베이스 기판의 공통 전극에 연결되는 하부 전극;
상기 멤브레인층 상에 배치된 상부 전극들; 및
링 형태이고 상기 상부 전극들과 접촉하는 전극 패턴들을 통하여 상기 베이스 기판의 전원 전극들과 전기적 연결을 제공하는 유연성 기판;을 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파-광용적맥파 장치. - 제10 항에 있어서,
상기 유연성 기판은 몸체부와 상기 몸체부의 내경 또는 외경에서 돌출된 연장부를 포함하고,
상기 연장부는 구부러져 상기 베이스 기판의 전원 전극과 전기적 연결을 제공하는 것을 특징으로 하는 초음파-광용적맥파 장치. - 제10 항에 있어서,
상기 상부 전극과 상기 유연성 기판 사이에 배치된 제1 도전성 음향 정합층; 및
상기 하부 전극과 상기 전원 전극들 사이에 배치된 제2 도전성 음향 정합층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파-광용적맥파 장치. - 베이스 기판의 일면 상에 배치된 발광부;
상기 발광부의 둘레에 상기 베이스 기판의 일면 상에 배치된 복수의 수광부들; 및
상기 베이스 기판의 일면 상에서 상기 발광부를 감싸도록 배치되어 상기 발광부와 상기 수광부들 사이의 광차단 격벽으로 동작하고 초음파를 발생시키는 초음파 센서 어레이;를 포함하고,
복수의 수광부는 분할된 링 형태인 것을 특징으로 하는 초음파-광용적맥파 장치. - 삭제
- 삭제
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