KR102608457B1 - 초음파 진단용 프로브 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 초음파 진단용 프로브 및 그 제조방법에 관한 것으로, 초음파의 진행을 차단하여 영상 왜곡을 방지하는 흡음부와, 흡음부에 형성되고 신호를 제공하는 신호부와, 흡음부에 형성되고 접지되는 접지부와, 흡음부에 삽입되고 신호부와 연결되며, 압전물질이 진동하면서 전기적인 신호와 음향신호를 상호 변환시키는 압전부와, 흡음부와 압전부의 전면을 커버하고, 초음파 신호의 전달을 매개하는 정합부와, 신호부 사이에 배치되고, 압전부와 신호부를 전기적으로 연결하는 도전부를 포함하여 음향신호를 개선하고, 초음파 영상의 해상도를 높일 수 있다.

Description

초음파 진단용 프로브 및 그 제조방법{ULTRASONIC PROVE AND THE METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 초음파 진단용 프로브 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 압전층과 흡음층 사이에 임피던스가 높은 도전성 에폭시가 배치되어 음향신호를 개선하는 초음파 진단용 프로브 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 초음파 진단장치는 피검체의 체표로부터 체내의 소망 부위를 향하여 초음파 신호를 조사하고, 반향된 초음파 신호(초음파 에코신호)의 정보를 이용하여 연부조직의 단층이나 혈류에 관한 이미지를 무침습으로 얻는 장치이다.
초음파 진단장치는 X선 진단장치, CT스캐너(Computerized Tomography Scanner), MRI(Magnetic Resonance Image), 핵의학 진단장치 등의 다른 영상 진단장치와 비교할 때, 소형이고 저렴하며, 실시간으로 표시 가능하고, X선 등의 피폭이 없어 안전성이 높은 장점이 있어, 심장, 복부, 비뇨기 및 산부인과 진단을 위해 널리 이용되고 있다
초음파 진단장치는 피검체의 초음파 영상을 얻기 위해 초음파 신호를 피검체로 송신하고, 피검체로부터 반향되어 온 초음파 에코신호를 수신하기 위한 초음파 프로브를 포함한다. 초음파 프로브는 트랜스듀서와, 상단이 개방된 케이스와, 개방된 케이스의 상단에 결합되어 피검체의 표면과 직접 접촉하는 커버 등을 포함한다. 여기서 트랜스듀서는, 압전물질이 진동하면서 전기적인 신호와 음향신호를 상호 변환시키는 압전층, 압전층에서 발생된 초음파가 대상체에 최대한 전달될 수 있도록 압전층과 대상체 사이의 음향 임피던스 차이를 감소시키는 음향 정합층, 압전층의 전방으로 진행하는 초음파를 특정 지점에 집속시키는 음향 렌즈층, 초음파가 압전층의 후방으로 진행되는 것을 차단시켜 영상 왜곡을 방지하는 흡음층을 포함한다.
그러나, 종래에는 가용성 기판에 형성되어 신호를 안내하는 신호부가 구리로 제작되는 제1신호부와, 제1신호부를 감싸고 탄성력을 갖는 제2신호부를 포함하는데, 선삭 연마 과정에서 물리적인 가공에 의해 버가 발생하고 높이 단차도 발생한다. 이로 인해 전극 증착 이후 버로 인해 세척이나 약한 접촉에도 전극이 쉽게 탈피되고, 높이 단차에 의해 압전체에 불균일한 하중이 발생하게 되는 문제점이 있다. 또한, 압전층과 접촉시 저항이 발생하여 음향신호가 저하되는 문제점이 있다. 따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허공보 제10-1362378호(2014.02.06. 등록, 발명의 명칭 : 초음파 진단장치용 프로브)에 게시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점들을 개선하기 위해 안출된 것으로서, 압전층과 흡음층 사이에 임피던스가 높은 도전성 에폭시가 배치되어 음향신호를 개선하는 초음파 진단용 프로브 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 제1실시예에 따른 초음파 진단용 프로브는: 초음파의 진행을 차단하여 영상 왜곡을 방지하는 흡음부; 상기 흡음부에 형성되고 신호를 제공하는 신호부; 상기 흡음부에 형성되고 접지되는 접지부; 상기 흡음부에 삽입되고, 상기 신호부와 연결되며, 압전물질이 진동하면서 전기적인 신호와 음향신호를 상호 변환시키는 압전부; 상기 흡음부와 상기 압전부의 전면을 커버하고, 초음파 신호의 전달을 매개하는 정합부; 및 상기 신호부 사이에 배치되고, 상기 압전부와 상기 신호부를 전기적으로 연결하는 도전부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 흡음부는 상기 신호부 사이에 배치되고, 전면부에는 상기 도전부가 충진 가능한 센터홈부가 형성되는 중앙흡음부; 상기 신호부와 상기 접지부 사이에 배치되고, 상기 압전부와 상기 정합부를 지지하는 내부흡음부; 및 상기 접지부의 외측에 배치되고, 상기 정합부를 지지하는 외부흡음부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 신호부는 상기 흡음부에 삽입되어 신호를 전달하는 신호전달부; 상기 신호전달부의 내측에 형성되는 신호내피부; 상기 신호전달부의 외측에 형성되는 신호외피부; 및 상기 신호내피부에 형성되어 상기 신호전달부와 상기 도전부를 연결시키는 신호연결부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 도전부는 도전성 에폭시인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제1실시예에 따른 초음파 진단용 프로브는: 상기 정합부와 상기 흡음부 사이에 배치되고, 상기 정합부와 상기 접지부를 전기적으로 연결하는 추가도전부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제1실시예에 따른 초음파 진단용 프로브 제조방법은: 신호부와 접지부를 구비하고, 초음파의 진행을 차단하여 영상 왜곡을 방지하는 흡음부를 제작하는 단계; 상기 신호부와 상기 접지부를 절단하는 단계; 상기 신호부와 상기 접지부 중 어느 하나에 전기적으로 연결되도록 상기 흡음부에 도전부를 형성하는 단계; 상기 도전부가 형성된 상기 흡음부를 가공하는 단계; 상기 흡음부를 분할하는 단계; 전기적인 신호와 음향신호를 상호 변환시키는 압전부를 상기 도전부와 연결하는 단계; 및 초음파 신호의 전달을 매개하는 정합부가 상기 흡음부와 상기 압전부를 커버하도록 상기 정합부를 장착하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 흡음부를 제작하는 단계는 내측이 일부 노출된 상기 신호부를 중앙흡음부의 양측에 접합하는 단계; 상기 신호부의 외측에 내부흡음부를 각각 접합하는 단계; 상기 내부흡음부의 외측에 상기 접지부를 각각 접합하는 단계; 및 상기 접지부의 외측에 외부흡음부를 각각 접합하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 신호부를 상기 중앙흡음부의 양측에 접합하는 단계에서는 상기 중앙흡음부의 상단부에 형성되는 센터홈부에 배치되는 블록부가 상기 신호부와 상기 내부흡음부를 밀착시키는 것을 특징으로 한다.
상기 흡음부를 분할하는 단계는 상기 흡음부의 길이방향과 직교하는 방향으로 메인분할홈부를 가공하는 단계; 및 상기 흡음부와 상기 압전부의 양측단부 간의 접촉을 방지하도록 상기 흡음부에 장착홈을 가공하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 메인분할홈부는 상기 도전부 보다 더 깊게 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제2실시예에 따른 초음파 진단용 프로브는: 초음파의 진행을 차단하여 영상 왜곡을 방지하는 흡음부; 상기 흡음부에 형성되고 신호를 제공하는 신호부; 상기 흡음부에 형성되고 접지되는 접지부; 상기 흡음부에 삽입되고, 상기 신호부와 연결되며, 압전물질이 진동하면서 전기적인 신호와 음향신호를 상호 변환시키는 압전부; 상기 흡음부와 상기 압전부의 전면을 커버하고, 초음파 신호의 전달을 매개하는 정합부; 및 상기 흡음부와 상기 압전부 사이에 배치되고, 상기 압전부와 상기 신호부를 전기적으로 연결하는 도전부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 흡음부는 상기 신호부 사이에 배치되는 중앙흡음부; 상기 신호부와 상기 접지부 사이에 배치되고, 상기 압전부와 상기 정합부를 지지하는 내부흡음부; 및 상기 접지부의 외측에 배치되고, 상기 정합부를 지지하는 외부흡음부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 신호부는 상기 흡음부에 삽입되어 신호를 전달하는 신호전달부; 상기 신호전달부의 내측에 형성되는 신호내피부; 상기 신호전달부의 외측에 형성되는 신호외피부; 및 상기 신호내피부와 상기 신호외피부에 형성되고, 상기 신호전달부와 상기 흡음부를 결합하는 신호결합부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 도전부는 도전성 에폭시인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제2실시예에 따른 초음파 진단용 프로브는: 상기 정합부와 상기 흡음부 사이에 배치되고, 상기 정합부와 상기 접지부를 전기적으로 연결하는 추가도전부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제2실시예에 따른 초음파 진단용 프로브는 제조방법은: 신호부와 접지부를 구비하고, 초음파의 진행을 차단하여 영상 왜곡을 방지하는 흡음부를 제작하는 단계; 상기 흡음부를 가공하는 단계; 상기 신호부와 상기 접지부 중 어느 하나에 전기적으로 연결되도록 상기 흡음부에 도전부를 형성하는 단계; 상기 흡음부를 분할하는 단계; 전기적인 신호와 음향신호를 상호 변환시키는 압전부를 상기 도전부와 연결하는 단계; 및 초음파 신호의 전달을 매개하는 정합부가 상기 흡음부와 상기 압전부를 커버하도록 상기 정합부를 장착하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 흡음부를 제작하는 단계는 양측이 일부 노출된 상기 신호부를 중앙흡음부와 내부흡음부 사이에 배치시켜 접합하는 단계; 및 상기 내부흡음부와 외부흡음부 사이에 접지부를 배치시켜 접합하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 신호부는 신호를 전달하는 신호전달부의 내외측에 신호내피부와 신호외피부가 부착되고, 상기 신호내피부와 상기 신호외피부가 일부 제거된 영역에는 상기 중앙흡음부와 상기 내부흡음부와의 결합을 위해 사용되는 접착제가 경화되어 신호결합부를 형성하는 것을 특징으로 한다.
상기 흡음부를 분할하는 단계는 상기 흡음부의 길이방향과 직교하는 방향으로 메인분할홈부를 가공하는 단계; 및 상기 흡음부와 상기 압전부의 양측단부 간의 접촉을 방지하도록 상기 흡음부에 장착홈을 가공하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 메인분할홈부는 상기 도전부 보다 더 깊게 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 초음파 진단용 프로브 및 그 제조방법은 도전부를 매개로 신호부와 압전부가 전기적으로 연결되므로, 압전부의 진동을 흡수하고, 음향신호를 개선하며, 흡음부의 전극 형성을 위한 금속(Au, Cu, Ni, Cr, Ti, Ag, ITO 등) 증착 공정을 대체하여 제작을 단순화 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 초음파 진단용 프로브를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 초음파 진단용 프로브를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 흡음부를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 초음파 진단용 프로브 제조방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 초음파 진단용 프로브 제조과정을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 흡음부를 제작하는 과정을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 흡음부의 분할 상태를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 초음파 진단용 프로브를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 초음파 진단용 프로브를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 10은 본 발명의 제2실시예에 따른 흡음부를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 제2실시예에 따른 초음파 진단용 프로브 제조방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이다.
도 12는 본 발명의 제2실시예에 따른 초음파 진단용 프로브 제조과정을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 13은 본 발명의 제2실시예에 따른 흡음부를 제작하는 과정을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 14는 본 발명의 제2실시예에 따른 흡음부의 분할 상태를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 15는 본 발명의 제2실시예에 따른 도전부와 추가도전부의 다른 실시예이다.
도 16은 본 발명의 제2실시예에 따른 도전부와 추가도전부의 또 다른 실시예이다.
도 17은 도 16의 도전부와 추가도전부 생성 과정을 개략적으로 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 초음파 진단용 프로브 및 그 제조방법의 실시예를 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 초음파 진단용 프로브를 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 초음파 진단용 프로브를 개략적으로 나타내는 단면도이며, 도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 흡음부를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 초음파 진단용 프로브(1)는 흡음부(110)와, 신호부(120)와, 접지부(130)와, 압전부(140)와, 정합부(150)와, 도전부(160)를 포함한다.
흡음부(110)는 초음파의 진행을 차단하여 영상 왜곡을 방지한다. 일예로, 흡음부(110)는 대상체의 반대방향으로 송신되어 검사 또는 진단 등에 직접 사용되지 않는 초음파를 흡수할 수 있다. 흡음부(110)는 압전부(140)를 지지할 뿐만 아니라, 압전부(140)의 진동 전달을 방지할 수 있다. 흡음부(110)는 저음향 임피던스를 갖는 감쇠재료를 포함할 수 있다.
신호부(120)는 흡음부(110)에 형성되고 신호를 제공한다. 일예로, 신호부(120)는 분할된 흡음부(110) 사이에 배치되어 서로 접합되되, 전단부가 압전부(140)에 연결되어 전기신호를 제공하며, 후단부가 제어수단과 연결되어 작동될 수 있다.
접지부(130)는 흡음부(110)에 형성되고 접지된다. 일예로, 접지부(130)는 분할된 흡음부(110) 사이에 배치되어 서로 접합되되, 전단부가 정합부(150)와 연결되고, 후단부가 지면과 연결될 수 있다.
압전부(140)는 흡음부(110)에 삽입되고, 신호부(120)와 연결되며, 압전물질이 진동하면서 전기적인 신호와 음향신호를 상호 변환시킨다. 일예로, 압전부(140)는 흡음부(110)의 전단부에 형성되는 공간에 삽입될 수 있다. 압전부(140)는 피에조 현상을 일으키는 물질로 형성될 수 있다. 압전부(140)는 ZnO, AlN, PZT(PbZrTiO3), PLZT(PbLaZrTiO3), BT(BaTiO3), PT(PbTiO3), PMN-PT,PIN-PMN-PT 등 PZT 및 단결정 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 압전부(140)는 흡음부(110)의 길이 방향으로 복수개가 일정 간격으로 이격되게 배치될 수 있다. 그리고, 각각의 압전부(140)에 신호부(120)가 연결될 수 있다. 압전부(140)의 표면에는 금이 증착될 수 있다.
정합부(150)는 흡음부(110)와 압전부(140)의 전면을 커버하고, 초음파 신호의 전달을 매개한다. 일예로, 정합부(150)는 초음파의 음향 임피던스와 대상체의 음향 임피던스를 매칭시켜 줌으로써, 대상체로 초음파를 전달하거나 대상체로부터 전달되는 초음파의 손실을 저감시킬 수 있다. 정합부(150)에 관한 음속, 두께, 음향 임피던스 등의 물리적 매개변수를 조정하여 대상체와 압전부(140)의 음향 임피던스의 정합을 도모할 수 있다. 즉, 정합부(150)는 대상체의 음향 임피던스와 압전부(140)의 음향 임피던스의 차이에 기인하는 초음파의 반사를 억제할 수 있다. 정합부(150)는 단일층으로 형성될 수도 있지만, 다층 구조일 수도 있다. 정합부(150)의 후면에는 전극 형성을 위한 금속(Au, Cu, Ni, Cr, Ti, Ag, ITO 등)이 증착될 수 있다.
도전부(160)는 신호부(120) 사이에 배치되고, 압전부(140)와 신호부(120)를 전기적으로 연결한다. 도전부(160)로는 도전성 에폭시가 사용된다. 이러한 도전부(160)는 흡음부(110)와 압전부(140) 사이에 형성되는 공간에 충진되거나 도포될 수 있다. 도전부(160)에는 은(Ag)이 포함될 수 있다.
본 발명의 제1실시예에 따른 초음파 진단용 프로브(1)는 추가도전부(170)를 더 포함할 수 있다. 추가도전부(170)는 정합부(150)와 접지부(130)를 전기적으로 연결한다. 일예로, 추가도전부(170)는 도전부(160)와 동일한 재질로 제작되되, 도전부(160)는 흡음부(110)의 전면 중앙에 충진되어 신호부(120)와 연결되고, 추가도전부(170)는 흡음부(110)의 전면 가장자리에 도포되어 접지부(130)와 연결될 수 있다.
한편 정합부(150), 압전부(140), 흡음부(110)의 각 엘리먼트 분할 전에 흡음부(110)의 양단부에 기준분할홈부(181)가 형성될 수 있다. 기준분할홈부(181)는 메인분할홈부(182)를 형성하는 기준되는 홈으로 흡음부(110)의 양단부에 복수개 형성될 수 있다. 기준분할홈부(181)는 흡음부(110)의 양단면에 붙어 형성 될 수 있다. 이때, 도전부(160)로 사용되는 전도성 에폭시는 불투명 하기 때문에 기준분할홈부(181)를 가공하기 위해서 흡음부(110)의 양단부 단차를 계단모양으로 형성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 흡음부(110)는 중앙흡음부(111)와, 내부흡음부(112)와, 외부흡음부(113)를 포함한다.
중앙흡음부(111)는 신호부(120) 사이에 배치되고, 전면부에는 도전부(160)가 충진 가능한 센터홈부(1111)가 형성된다. 일예로, 중앙흡음부(111)는 구부러진 신호부(120)에 양측면부가 결합될 수 있다.
내부흡음부(112)는 신호부(120)와 접지부(130) 사이에 배치되고, 압전부(140)와 정합부(150)를 지지한다. 일예로, 한 쌍의 내부흡음부(112)는 중앙흡음부(111)의 양측면부에 부착되는 신호부(120)의 외측에 각각 결합될 수 있다.
외부흡음부(113)는 접지부(130)의 외측에 배치되고, 정합부(150)를 지지한다. 일예로, 한 쌍의 외부흡음부(113)는 접지부(130)의 외측에 각각 결합될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 신호부(120)는 신호전달부(121)와, 신호내피부(122)와, 신호외피부(123)와, 신호연결부(124)를 포함한다.
신호전달부(121)는 흡음부(110)에 삽입되어 신호를 전달한다. 일예로, 신호전달부(121)는 구리 재질로 제작되되, 후단부가 제어수단과 연결되고 전단부가 도전부(160)를 매개로 압전부(140)와 연결될 수 있다.
신호내피부(122)와 신호외피부(123)는 신호전달부(121)의 내측과 외측에 형성된다. 일예로, 신호부(120) 사이에 중앙흡음부(111)가 배치되고, 중앙흡음부(111)와 접촉되는 부분은 내측이 될 수 있다. 신호내피부(122)와 신호외피부(123)는 폴리이미드필름으로 제작되고, 신호전달부(121)에 부착되어 신호전달부(121)를 보호할 수 있다.
신호연결부(124)는 신호내피부(122)에 형성되어 신호전달부(121)와 도전부(160)를 연결시킨다. 일예로, 신호연결부(124)는 가공 과정에서 신호내피부(122)의 상단부가 제거된 영역이 될 수 있으며, 신호연결부(124)에 의해 신호전달부(121)가 외부로 노출될 수 있다. 이때, 신호연결부(124)가 형성되는 지점은 센터홈부(1111)의 위치와 대응될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 접지부(130)는 접지전달부(131)와, 접지내피부(132)와, 접지외피부(133)를 포함한다.
접지전달부(131)는 흡음부(110)에 삽입되어 신호를 전달한다. 일예로, 접지전달부(131)는 구리 재질로 제작되되, 후단부가 제어수단과 연결되고 전단부가 정합부(150)와 연결될 수 있다.
접지내피부(132)와 접지외피부(133)는 접지전달부(131)의 내측과 외측에 형성된다. 일예로, 접지부(130)는 내부흡음부(112)와 외부흡음부(113) 사이에 배치되고, 내부흡음부(112)와 접촉되는 부분은 내측이 될 수 있다. 접지내피부(132)와 접지외피부(133)는 폴리이미드필름으로 제작되고, 접지전달부(131)에 부착되어 접지전달부(131)를 보호할 수 있다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 초음파 진단용 프로브 제조방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이고, 도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 초음파 진단용 프로브 제조과정을 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 4와 도 5를 참조하여 제1실시예에 따른 초음파 진단용 프로브(1)를 제작하는 과정을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 신호부(120)와 접지부(130)를 구비하고, 초음파의 진행을 차단하여 영상 왜곡을 방지하는 흡음부(110)를 제작한다(S110). 일예로, 흡음부(110)는 복수개가 서로 접합되되, 흡음부(110) 사이에 신호부(120)와 접지부(130)가 배치될 수 있다.
흡음부(110)는 위치에 따라 중앙흡음부(111)와, 내부흡음부(112)와, 외부흡음부(113)를 포함하고, 중앙흡음부(111)와 내부흡음부(112) 사이에 신호부(120)가 배치되며, 내부흡음부(112)와 외부흡음부(113) 사이에 접지부(130)가 배치될 수 있다.
흡음부(110)가 제작되면, 신호부(120)와 접지부(130)를 절단한다(S120). 일예로, 흡음부(110)가 제작되면 흡음부(110)의 전방으로 신호부(120)와 접지부(130)가 돌출되는데, 절단 공정을 통해 흡음부(110)의 전방으로 튀어나온 신호부(120)와 접지부(130)를 제거할 수 있다. 이때, 신호부(120)와 접지부(130)의 전단부는 외부로 노출될 수 있다.
신호부(120)와 접지부(130)를 절단한 다음, 신호부(120)와 접지부(130) 중 어느 하나에 전기적으로 연결되도록 흡음부(110)에 도전부(160)를 형성한다(S130). 일예로, 중앙흡음부(111)의 전면부에 도전부(160)를 충진하거나 도포할 수 있다. 이때, 도전부(160)는 신호부(120) 사이에 배치되고 전기적으로 연결될 수 있다. 그 외, 외부흡음부(113)의 전면부에 추가도전부(170)를 충진하거나 도포할 수 있다.
흡음부(110)에 도전부(160)가 형성되면, 흡음부(110)를 가공한다(S140). 즉, 가공과정에서는 경화된 도전부(160)를 절삭하여 평탄화할 수 있다. 이때, 내부흡음부(112) 일부를 가공하여 압전부(140)의 삽입 공간을 형성할 수 있다. 가공 이후 노출된 신호부(120)와 접지부(130)에는 전극 형성을 위한 금속(Au, Cu, Ni, Cr, Ti, Ag, ITO 등)이 증착될 수 있다.
흡음부(110)를 가공한 다음, 흡음부(110)를 분할한다(S150). 일예로, 흡음부(110)의 길이 방향으로 장착홈(117) 가공을 하면, 흡음부(110)의 전면부가 복수개로 구획되어 도전부(160)와 추가도전부(170)가 전기적으로 완전히 절연되는 물리적 구조가 형성될 수 있다.
흡음부(110)의 전면부가 분할되면, 전기적인 신호와 음향신호를 상호 변환시키는 압전부(140)를 도전부(160)와 연결한다(S160). 일예로, 중앙흡음부(111)와 내부흡음부(112)의 전면 가공된 삽입 공간으로 압전부(140)가 삽입되어 도전부(160)와 면접촉될 수 있다. 압전부(140)는 내부흡음부(112)의 전면부와 결합될 수 있다. 압전부(140)는 흡음부(110)의 구획된 전면부 각각에 부착될 수 있다.
압전부(140)와 도전부(160)가 연결되면, 초음파 신호의 전달을 매개하는 정합부(150)가 흡음부(110)와 압전부(140)를 커버하도록 정합부(150)를 장착한다(S170). 일예로, 정합부(150)는 압전부(140)와 전기적으로 연결되고, 외부흡음부(113)와 결합될 수 있다. 정합부(150)는 흡음부(110)의 구획된 전면부 각각에 부착될 수 있다. 정합부(150)는 추가도전부(170)를 매개로 접지부(130)와 연결될 수 있다.
도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 흡음부를 제작하는 과정을 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 6을 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 흡음부(110)를 제작하는 과정을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 내측이 일부 노출된 신호부(120)를 중앙흡음부(111)의 양측에 접합한다(S111). 일예로, 하나의 신호부(120)가 중앙흡음부(111)의 전방에서 중앙흡음부(111)의 양측에 부착될 수 있다. 이때, 신호부(120)는 신호전달부(121)의 내측을 커버하는 신호내피부(122) 일부가 가공에 의해 제거되어 신호연결부(124)가 형성되고, 신호연결부(124)에 의해 신호전달부(121)가 외부로 노출될 수 있다.
한편, 중앙흡음부(111)의 전면부는 센터홈부(1111)가 형성되어 이웃한 내부흡음부(112)와 외부흡음부(113) 보다 함몰되어 있다. 이러한 센터홈부(1111)와 대응되는 크기의 블록부(119)가 센터홈부(1111)에 배치되면, 블록부(119)가 신호부(120)를 내부흡음부(112)에 밀착시켜 접합력을 향상시킬 수 있다. 이때, 블록부(119)가 삭제된 공간으로 도전부(160)가 형성되므로, 블록부(119)는 내측 일부가 노출된 신호부(120)를 지지할 수 있다.
중앙흡음부(111)의 양측에 신호부(120)를 접합하면, 신호부(120)의 외측에 내부흡음부(112)를 각각 접합한다(S112). 그리고, 내부흡음부(112)의 외측에 접지부(130)를 각각 접합하고(S113), 접지부(130)의 외측에 외부흡음부(113)를 각각 접합한다(S114).
흡음부(110)의 제작과정은 상기와 같이 순차적으로 진행될 수 있고, 필요에 따라 중앙흡음부(111)와 내부흡음부(112) 사이에 신호부(120)를 배치시키고, 내부흡음부(112)와 외부흡음부(113) 사이에 접지부(130)를 배치시킨 다음 동시에 양측을 일정시간 가압하여 접합이 이루어질 수 있다.
도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 흡음부의 분할 상태를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 7을 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 흡음부(110)를 분할하는 과정을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 흡음부(110)의 길이방향과 직교하는 방향으로 메인분할홈부(182)를 가공한다(S151). 일예로, 메인분할홈부(182)는 흡음부(110)의 길이방향으로 홈가공을 하여 형성되되, 복수개가 균일하게 이격되어, 흡음부(110)의 전면부는 일렬로 구획될 수 있다.
그런 다음, 흡음부(110)와 압전부(140)의 양측단부 간의 접촉을 방지하도록 흡음부(110)에 장착홈(117)을 가공한다(S152). 일예로, 장착홈(117)은 가공된 내부흡음부(112)의 전면부에 홈가공을 하여 압전부(140)가 안정적으로 삽입되어 장착되기 위한 공간을 형성할 수 있다. 장착홈(117)은 센터홈부(1111) 보다 더 깊게 설계될 수 있다. 장착홈(117)에 의해서 흡음부(110)의 전면부가 복수개로 구획되어 도전부(160)와 추가도전부(170)가 전기적으로 완전히 절연되는 물리적 구조가 형성될 수 있다.
이때, 메인분할홈부(182)와 장착홈(117)은 상기와 같이 순차로 형성되거나 역순으로 형성될 수 있으며, 가공기술에 따라 동시에 형성되어도 무방하다.
한편, 메인분할홈부(182)는 도전부(160) 보다 더 깊게 형성된다. 일예로, 도전부(160)가 배치되는 센터홈부(1111)의 깊이(a) 보다 장착홈(117)의 깊이(b)가 더 깊게 가공되고, 센터홈부(1111) 보다 메인분할홈부(182)의 깊이(c)가 더 깊게 가공되면, 일렬로 구획되어 배치되는 흡음부(110)의 전면부에 구비된 도전부(160)가 구획되어 전기 쇼트 발생을 방지할 수 있다.
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 초음파 진단용 프로브를 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 초음파 진단용 프로브를 개략적으로 나타내는 단면도이며, 도 10은 본 발명의 제2실시예에 따른 흡음부를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 8 내지 도 10을 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 초음파 진단용 프로브(2)는 흡음부(210)와, 신호부(220)와, 접지부(230)와, 압전부(240)와, 정합부(250)와, 도전부(260)를 포함한다.
흡음부(210)는 초음파의 진행을 차단하여 영상 왜곡을 방지한다. 일예로, 흡음부(210)는 대상체의 반대방향으로 송신되어 검사 또는 진단 등에 직접 사용되지 않는 초음파를 흡수할 수 있다. 흡음부(210)는 압전부(240)를 지지할 뿐만 아니라, 압전부(240)의 진동 전달을 방지할 수 있다. 흡음부(210)는 저음향 임피던스를 갖는 감쇠재료를 포함할 수 있다.
신호부(220)는 흡음부(210)에 형성되고 신호를 제공한다. 일예로, 신호부(220)는 분할된 흡음부(210) 사이에 배치되어 서로 접합되되, 전단부가 압전부(240)에 연결되어 전기신호를 제공하며, 후단부가 제어수단과 연결되어 작동될 수 있다.
접지부(230)는 흡음부(210)에 형성되고 접지된다. 일예로, 접지부(230)는 분할된 흡음부(210) 사이에 배치되어 서로 접합되되, 전단부가 정합부(250)와 연결되고, 후단부가 지면과 연결될 수 있다.
압전부(240)는 흡음부(210)에 삽입되고, 신호부(220)와 연결되며, 압전물질이 진동하면서 전기적인 신호와 음향신호를 상호 변환시킨다. 일예로, 압전부(240)는 흡음부(210)의 전단부에 형성되는 공간에 삽입될 수 있다. 압전부(240)는 피에조 현상을 일으키는 물질로 형성될 수 있다. 압전부(240)는 ZnO, AlN, PZT(PbZrTiO3), PLZT(PbLaZrTiO3), BT(BaTiO3), PT(PbTiO3), PMN-PT,PIN-PMN-PT 등 PZT 및 단결정 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 압전부(240)는 흡음부(210)의 길이 방향으로 복수개가 일정 간격으로 이격되게 배치될 수 있다. 그리고, 각각의 압전부(240)에 신호부(220)가 연결될 수 있다. 압전부(240)의 표면에는 금이 증착될 수 있다.
정합부(250)는 흡음부(210)와 압전부(240)의 전면을 커버하고, 초음파 신호의 전달을 매개한다. 일예로, 정합부(250)는 초음파의 음향 임피던스와 대상체의 음향 임피던스를 매칭시켜 줌으로써, 대상체로 초음파를 전달하거나 대상체로부터 전달되는 초음파의 손실을 저감시킬 수 있다. 정합부(250)에 관한 음속, 두께, 음향 임피던스 등의 물리적 매개변수를 조정하여 대상체와 압전부(240)의 음향 임피던스의 정합을 도모할 수 있다. 즉, 정합부(250)는 대상체의 음향 임피던스와 압전부(240)의 음향 임피던스의 차이에 기인하는 초음파의 반사를 억제할 수 있다. 정합부(250)는 단일층으로 형성될 수도 있지만, 다층 구조일 수도 있다. 정합부(250)의 후면에는 전극 형성을 위한 금속(Au, Cu, Ni, Cr, Ti, Ag, ITO 등)이 증착될 수 있다.
도전부(260)는 흡음부(210)와 압전부(240) 사이에 배치되고, 압전부(240)와 신호부(220)를 전기적으로 연결한다. 도전부(260)로는 도전성 에폭시가 사용된다. 이러한 도전부(260)는 압전부(240)가 안착되는 흡음부(210)의 전면에 도포될 수 있다. 도전부(260)에는 은(Ag)이 포함될 수 있다.
한편 정합부(250), 압전부(240), 흡음부(210)의 각 엘리먼트 분할 전에 흡음부(210)의 양단부에 기준분할홈부(281)가 형성될 수 있다. 기준분할홈부(281)는 메인분할홈부(282)를 형성하는 기준되는 홈으로 흡음부(110)의 양단부에 복수개 형성될 수 있다. 기준분할홈부(281)는 흡음부(110)의 양단면에 붙어 형성 될 수 있다. 이때, 도전부(260)로 사용되는 전도성 에폭시는 불투명 하기 때문에 기준분할홈부(281)를 가공하기 위해서 흡음부(210)의 양단부 단차를 계단모양으로 형성할 수 있다.
본 발명의 제2실시예에 따른 초음파 진단용 프로브(2)는 추가도전부(270)를 더 포함할 수 있다. 추가도전부(270)는 정합부(250)와 접지부(230)를 전기적으로 연결한다. 일예로, 추가도전부(270)는 도전부(260)와 동일한 재질로 제작되되, 도전부(260)는 흡음부(210)의 전면 중앙에 도포되어 신호부(230)와 연결되고, 추가도전부(270)는 흡음부(210)의 전면 가장자리에 도포되어 접지부(230)와 연결될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 흡음부(210)는 중앙흡음부(211)와, 내부흡음부(212)와, 외부흡음부(213)를 포함한다.
중앙흡음부(211)는 신호부(220) 사이에 배치된다. 일예로, 중앙흡음부(211)의 양측면에는 구부러진 신호부(220)가 결합될 수 있다.
내부흡음부(212)는 신호부(220)와 접지부(230) 사이에 배치되고, 압전부(240)와 정합부(250)를 지지한다. 일예로, 한 쌍의 내부흡음부(212)는 중앙흡음부(211)의 양측면부에 부착되는 신호부(220)의 외측에 각각 결합될 수 있다.
외부흡음부(213)는 접지부(230)의 외측에 배치되고, 정합부(250)를 지지한다. 일예로, 한 쌍의 외부흡음부(213)는 접지부(230)의 외측에 각각 결합될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 신호부(220)는 신호전달부(221)와, 신호내피부(222)와, 신호외피부(223)와, 신호전달부(221)의 양측면에 형성된 신호결합부(224)를 포함한다.
신호전달부(221)는 흡음부(210)에 삽입되어 신호를 전달한다. 일예로, 신호전달부(221)는 구리 재질로 제작되되, 후단부가 제어수단과 연결되고 전단부가 도전부(260)를 매개로 압전부(240)와 연결될 수 있다.
신호내피부(222)와 신호외피부(223)는 신호전달부(221)의 내측과 외측에 형성된다. 일예로, 신호부(220) 사이에 중앙흡음부(211)가 배치되고, 중앙흡음부(211)와 접촉되는 부분은 내측이 될 수 있다. 신호내피부(222)와 신호외피부(223)는 폴리이미드필름으로 제작되고, 신호전달부(221)에 부착되어 신호전달부(221)를 보호할 수 있다.
신호결합부(224)는 신호내피부(222)와 신호외피부(223)에 형성되어 신호전달부(221)와 흡음부(210)를 결합한다. 일예로, 가공 과정에서 신호내피부(222)와 신호외피부(223)의 상단부가 제거되어 신호전달부(221)가 외부로 노출된다. 이러한 노출영역에 신호결합부(224)가 형성되어 중앙흡음부(211) 및 내부흡음부(212)와의 결합력을 향상시킬 수 있다. 이러한 신호결합부(224)는 중앙흡음부(211) 및 내부흡음부(212)와 접합되기 위한 접착제가 경화되어 형성될 수 있다. 또한, 신호결합부(224)는 신호내피부(222)와 신호외피부(223)의 상단부 보다 넓게 형성되어 접착력을 더 향상시킬 수 있고, 여기에 은(Ag)을 포함하는 전도성 접착제가 경화되어 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 접지부(230)는 접지전달부(231)와, 접지내피부(232)와, 접지외피부(233)를 포함한다.
접지전달부(231)는 흡음부(210)에 삽입되어 신호를 전달한다. 일예로, 접지전달부(231)는 구리 재질로 제작되되, 후단부가 제어수단과 연결되고 전단부가 정합부(250)와 연결될 수 있다.
접지내피부(232)와 접지외피부(233)는 접지전달부(231)의 내측과 외측에 형성된다. 일예로, 접지부(230)는 내부흡음부(212)와 외부흡음부(213) 사이에 배치되고, 내부흡음부(212)와 접촉되는 부분은 내측이 될 수 있다. 접지내피부(232)와 접지외피부(233)는 폴리이미드필름으로 제작되고, 접지전달부(231)에 부착되어 접지전달부(231)를 보호할 수 있다.
도 11은 본 발명의 제2실시예에 따른 초음파 진단용 프로브 제조방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이고, 도 12는 본 발명의 제2실시예에 따른 초음파 진단용 프로브 제조과정을 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 11과 도 12를 참조하여 제2실시예에 따른 초음파 진단용 프로브(2)를 제작하는 과정을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 신호부(220)와 접지부(230)를 구비하고, 초음파의 진행을 차단하여 영상 왜곡을 방지하는 흡음부(210)를 제작한다(S210). 일예로, 흡음부(210)는 복수개가 서로 접합되되, 흡음부(210) 사이에 신호부(220)와 접지부(230)가 배치될 수 있다.
흡음부(210)는 위치에 따라 중앙흡음부(211)와, 내부흡음부(212)와, 외부흡음부(213)를 포함하고, 중앙흡음부(211)와 내부흡음부(212) 사이에 신호부(220)가 배치되며, 내부흡음부(212)와 외부흡음부(213) 사이에 접지부(230)가 배치될 수 있다.
흡음부(210)가 제작되면, 흡음부(210)를 가공한다(S220). 일예로, 흡음부(210)가 제작되면 흡음부(210)의 전방으로 신호부(220)와 접지부(230)가 돌출되는데, 절단 공정을 통해 흡음부(210)의 전방으로 튀어나온 신호부(220)와 접지부(230)를 제거할 수 있다. 이때, 신호부(220)와 접지부(230)의 전단부는 외부로 노출될 수 있다. 또한, 중앙흡음부(211)와 내부흡음부(212)의 전면 일부를 가공하여 압전부(240)의 설치 공간을 확보할 수 있다. 가공 이후 노출된 신호부(220)와 접지부(230)에는 전극 형성을 위한 금속(Au, Cu, Ni, Cr, Ti, Ag, ITO 등)이 증착될 수 있다.
흡음부(210)를 가공한 다음, 신호부(220)와 접지부(230) 중 어느 하나에 전기적으로 연결되도록 흡음부(210)에 도전부(260)를 형성한다(S230). 일예로, 가공된 중앙흡음부(211) 및 내부흡음부(212)의 전면부에 도전부(260)를 도포할 수 있다. 이때, 도전부(260)는 중앙흡음부(211)의 단부에서 노출된 신호부(220)와 전기적으로 연결될 수 있다. 그 외, 외부흡음부(213)의 전면부에 추가도전부(270)를 도포할 수 있다. 한편, 경화된 도전부(260)를 절삭하여 평탄화할 수 있다.
가공된 흡음부(210)에 도전부(260)가 형성되면, 흡음부(210)를 분할한다(S240). 일예로, 흡음부(210)의 길이 방향으로 홈 가공을 하여 흡음부(210)의 전면부가 복수개로 구획될 수 있다.
흡음부(210)의 전면부가 분할되면, 전기적인 신호와 음향신호를 상호 변환시키는 압전부(240)를 도전부(260)와 연결한다(S250). 일예로, 중앙흡음부(211)와 내부흡음부(212)의 전면 가공된 삽입 공간으로 압전부(240)가 삽입되어 도전부(260)와 면접촉될 수 있다. 압전부(240)는 흡음부(210)의 구획된 전면부 각각에 부착될 수 있다.
압전부(240)와 도전부(260)가 연결되면, 초음파 신호의 전달을 매개하는 정합부(250)가 흡음부(210)와 압전부(240)를 커버하도록 정합부(250)를 장착한다(S260). 일예로, 정합부(250)는 압전부(240)와 전기적으로 연결되고, 외부흡음부(213)와 결합될 수 있다. 정합부(250)는 흡음부(210)의 구획된 전면부 각각에 부착될 수 있다. 정합부(250)는 추가도전부(270)를 매개로 접지부(230)와 연결될 수 있다.
도 13은 본 발명의 제2실시예에 따른 흡음부를 제작하는 과정을 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 13을 참조하여 본 발명의 제2실시예에 따른 흡음부(210)를 제작하는 과정을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 양측이 일부 노출된 신호부(220)를 중앙흡음부(211)와 내부흡음부(212) 사이에 배치시켜 접합한다(S211). 일예로, 하나의 신호부(220)가 중앙흡음부(211)의 전방에서 중앙흡음부(211)의 양측에 부착될 수 있다. 이때, 신호부(220)는 신호전달부(221)의 양측을 커버하는 신호내피부(222) 및 신호외피부(223) 일부가 가공에 의해 제거되어 공간을 형성하고, 이러한 공간에는 중앙흡음부(211)와 내부흡음부(212)의 결합을 위해 사용되는 접착제가 결합되어 신호결합부(224)가 형성될 수 있다. 또한, 신호결합부(224)는 신호내피부(222)와 신호외피부(223)의 상단부 보다 넓게 형성되어 접착력을 더 향상시킬 수 있고, 여기에 은(Ag)을 포함하는 전도성 접착제가 경화되어 형성될 수 있다.
신호부(220)가 중앙흡음부(211)와 내부흡음부(212) 사이에 배치되어 접합되면, 내부흡음부(212)와 외부흡음부(213) 사이에 접지부(230)를 배치시켜 접합한다(S212). 이때, 접합을 위해 사용되는 접착제는 신호부(220)의 접합을 위해 사용되는 접착제와 동일한 에폭시 재질을 포함할 수 있다.
흡음부(210) 제작과정은 상기와 같이 순차적으로 진행될 수 있고, 필요에 따라 중앙흡음부(211)와 내부흡음부(212) 사이에 신호부(220)를 배치시키고, 내부흡음부(212)와 외부흡음부(213) 사이에 접지부(230)를 배치시킨 다음 동시에 양측을 일정시간 가압하여 접합이 이루어질 수 있다.
도 14는 본 발명의 제2실시예에 따른 흡음부의 분할 상태를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 14를 참조하여 본 발명의 제2실시예에 따른 흡음부(210)를 분할하는 과정을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 흡음부(210)의 길이방향과 직교하는 방향으로 메인분할홈부(282)를 가공한다(S241). 일예로, 메인분할홈부(282)는 흡음부(210)의 길이방향으로 홈가공을 하여 형성되되, 복수개가 균일하게 이격되어, 흡음부(210)의 전면부는 일렬로 구획될 수 있다.
그런 다음, 흡음부(210)와 압전부(240)의 양측단부 간의 접촉을 방지하도록 흡음부(210)에 장착홈(217)을 가공한다(S242). 일예로, 장착홈(217)은 가공된 내부흡음부(212)의 전면부에 홈가공을 하여 압전부(240)가 안정적으로 삽입되어 장착되기 위한 공간을 형성할 수 있다. 장착홈(217)은 도전부(260) 보다 깊게 설계될 수 있다. 장착홈(217)에 의해서 흡음부(210)의 전면부가 복수개로 구획되어 도전부(260)와 추가도전부(270)가 전기적으로 완전히 절연되는 물리적 구조가 형성될 수 있다.
이때, 메인분할홈부(282)와 장착홈(217)은 상기와 같이 순차로 형성되거나 역순으로 형성될 수 있으며, 가공기술에 따라 동시에 형성되어도 무방하다.
한편, 메인분할홈부(282)는 도전부(260) 보다 더 깊게 형성된다. 일예로, 도전부(260)의 저점(a)보다 장착홈(217)의 깊이(b)와 메인분할홈부(282)의 깊이(c)가 더 깊게 가공되면, 일렬로 구획되어 배치되는 흡음부(210)의 전면부에 구비된 도전부(260)가 구획되어 전기 쇼트 발생을 방지할 수 있다.
도 15는 본 발명의 제2실시예에 따른 도전부와 추가도전부의 다른 실시예이고, 도 16은 본 발명의 제2실시예에 따른 도전부와 추가도전부의 또 다른 실시예이다. 그리고 도 17은 도 16의 도전부와 추가도전부 생성 과정을 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 15 내지 도 17을 참조하면, 도전부(260)는 전면 전체에 도포될 수도 있지만 일부 층만을 구성해 형성 될 수 있다. 일예로 신호부(220) 의 주변에만 도포되어 가로방향으로 두개의 신호부(220)는 서로 분리 될 수 있다. 그 외, 한 쌍의 도전부(260) 사이에 배치되는 접합도전부(290)는 도전부(260)와 동일한 전도성 에폭시가 사용되고, 압전부(240)와의 접합력을 향상시키며, 압전부(240)의 미세한 크랙이 발생하더라도 압전부(240)의 도전 상태를 유지시켜 줄 수 있다.
추가도전부(270)는 도 15와 같이 얇게 전면이 도포되거나, 도 16과 같이 홈을 가공하여 접지부(230)와 연결될 수 있다.
홈을 가공하여 도전부(260)와 추가도전부(270)를 형성하는 과정을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 신호부(220)와 접지부(230)를 구비하고, 초음파의 진행을 차단하여 영상 왜곡을 방지하는 흡음부(210)를 제작한다(S310). 일예로, 흡음부(210)는 복수개가 서로 접합되되, 흡음부(210) 사이에 신호부(220)와 접지부(230)가 배치될 수 있다.
흡음부(210)가 제작되면, 1차 가공을 실시한다(S320). 일예로, 흡음부(210)가 제작되면 흡음부(210)의 전방으로 신호부(220)와 접지부(230)가 돌출되는데, 1차 가공에서는 절단 공정을 통해 흡음부(210)의 전방으로 튀어나온 신호부(220)와 접지부(230)를 제거할 수 있다. 이때, 흡음부(210)의 전단부가 가공되어 신호부(220)와 접지부(230)의 전단부는 외부로 노출될 수 있다.
1차 가공 이후 2차 가공을 실시한다(S330). 2차 가공에서는 흡읍부(210)의 전면 일부를 가공하여 압전부(240)의 설치 공간인 제2가공홈부(330)를 형성할 수 있다.
2차 가공 이후 3차 가공을 실시한다(S340). 3차 가공에서는 제3가공신호홈부(341)와, 제3가공접합홈부(342)와, 제3가공접지홈부(343)를 형성할 수 있다. 제2가공홈부(330)에 추가 가공으로 하여 제3가공신호홈부(341)와 제3가공접합홈부(342)를 형성할 수 있으며, 흡음부(210)의 전면을 가공하여 제3가공접지홈부(343)를 형성할 수 있다.
3차 가공 이후 도전성 에폭시를 주입한다(S350). 제3가공신호홈부(341)에 주입된 도전성 에폭시는 경화되어 도전부(260)가 되고, 3가공접합홈부(342)에 주입된 도전성 에폭시는 경화되어 접합도전부(290)가 되며, 제3가공접지홈부(343)에 주입된 도전서 에폭시는 경화되어 추가도전부(270)가 될 수 있다.
도전성 에폭시가 경화되면, 4차 가공을 한다(S360). 4차 가공에서는 경화된 도전성 에폭시를 평탄화한다.
본 발명에 따른 초음파 진단용 프로브 및 그 제조방법은 도전부(160,260)를 매개로 신호부(120,220)와 압전부(140,240)가 전기적으로 연결되므로, 압전부(140,240)의 진동을 흡수하고, 음향신호를 개선하며, 증착 공정을 줄여줄 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
110 : 흡음부 111 : 중앙흡음부
112 : 내부흡음부 113 : 외부흡음부
120 : 신호부 121 : 신호전달부
122 : 신호내피부 123 : 신호외피부
124 : 신호연결부 130 : 접지부
140 : 압전부 150 : 정합부
160 : 도전부 170 : 추가도전부
210 : 흡음부 211 : 중앙흡음부
212 : 내부흡음부 213 : 외부흡음부
220 : 신호부 221 : 신호전달부
222 : 신호내피부 223 : 신호외피부
224 : 신호결합부 230 : 접지부
240 : 압전부 250 : 정합부
260 : 도전부 270 : 추가도전부
290 : 접합도전부

Claims (20)

  1. 초음파의 진행을 차단하여 영상 왜곡을 방지하는 흡음부;
    상기 흡음부에 형성되고 신호를 제공하는 신호부;
    상기 흡음부에 형성되고 접지되는 접지부;
    상기 흡음부에 삽입되고, 상기 신호부와 연결되며, 압전물질이 진동하면서 전기적인 신호와 음향신호를 상호 변환시키는 압전부;
    상기 흡음부와 상기 압전부의 전면을 커버하고, 초음파 신호의 전달을 매개하는 정합부; 및
    상기 신호부 사이에 배치되고, 상기 압전부와 상기 신호부를 전기적으로 연결하는 도전부;를 포함하고,
    상기 신호부는
    상기 흡음부에 삽입되어 신호를 전달하는 신호전달부;
    상기 신호전달부의 내측에 형성되는 신호내피부;
    상기 신호전달부의 외측에 형성되는 신호외피부; 및
    상기 신호내피부에 형성되어 상기 신호전달부와 상기 도전부를 연결시키는 신호연결부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 진단용 프로브.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 흡음부는
    상기 신호부 사이에 배치되고, 전면부에는 상기 도전부가 충진 가능한 센터홈부가 형성되는 중앙흡음부;
    상기 신호부와 상기 접지부 사이에 배치되고, 상기 압전부와 상기 정합부를 지지하는 내부흡음부; 및
    상기 접지부의 외측에 배치되고, 상기 정합부를 지지하는 외부흡음부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 진단용 프로브.
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 도전부는 도전성 에폭시인 것을 특징으로 하는 초음파 진단용 프로브.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 정합부와 상기 흡음부 사이에 배치되고, 상기 정합부와 상기 접지부를 전기적으로 연결하는 추가도전부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 진단용 프로브.
  6. 신호부와 접지부를 구비하고, 초음파의 진행을 차단하여 영상 왜곡을 방지하는 흡음부를 제작하는 단계;
    상기 신호부와 상기 접지부를 절단하는 단계;
    상기 신호부와 상기 접지부 중 어느 하나에 전기적으로 연결되도록 상기 흡음부에 도전부를 형성하는 단계;
    상기 도전부가 형성된 상기 흡음부를 가공하는 단계;
    상기 흡음부를 분할하는 단계;
    전기적인 신호와 음향신호를 상호 변환시키는 압전부를 상기 도전부와 연결하는 단계; 및
    초음파 신호의 전달을 매개하는 정합부가 상기 흡음부와 상기 압전부를 커버하도록 상기 정합부를 장착하는 단계;를 포함하고,
    상기 신호부는
    상기 흡음부에 삽입되어 신호를 전달하는 신호전달부;
    상기 신호전달부의 내측에 형성되는 신호내피부;
    상기 신호전달부의 외측에 형성되는 신호외피부; 및
    상기 신호내피부에 형성되어 상기 신호전달부와 상기 도전부를 연결시키는 신호연결부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 진단용 프로브 제조방법.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 흡음부를 제작하는 단계는
    내측이 일부 노출된 상기 신호부를 중앙흡음부의 양측에 접합하는 단계;
    상기 신호부의 외측에 내부흡음부를 각각 접합하는 단계;
    상기 내부흡음부의 외측에 상기 접지부를 각각 접합하는 단계; 및
    상기 접지부의 외측에 외부흡음부를 각각 접합하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 진단용 프로브 제조방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 신호부를 상기 중앙흡음부의 양측에 접합하는 단계에서는 상기 중앙흡음부의 상단부에 형성되는 센터홈부에 배치되는 블록부가 상기 신호부와 상기 내부흡음부를 밀착시키는 것을 특징으로 하는 초음파 진단용 프로브 제조방법.
  9. 제 6항에 있어서, 상기 흡음부를 분할하는 단계는
    상기 흡음부의 길이방향과 직교하는 방향으로 메인분할홈부를 가공하는 단계; 및
    상기 흡음부와 상기 압전부의 양측단부 간의 접촉을 방지하도록 상기 흡음부에 장착홈을 가공하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 진단용 프로브 제조방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 메인분할홈부는 상기 도전부 보다 더 깊게 형성되는 것을 특징으로 하는 초음파 진단용 프로브 제조방법.
  11. 초음파의 진행을 차단하여 영상 왜곡을 방지하는 흡음부;
    상기 흡음부에 형성되고 신호를 제공하는 신호부;
    상기 흡음부에 형성되고 접지되는 접지부;
    상기 흡음부에 삽입되고, 상기 신호부와 연결되며, 압전물질이 진동하면서 전기적인 신호와 음향신호를 상호 변환시키는 압전부;
    상기 흡음부와 상기 압전부의 전면을 커버하고, 초음파 신호의 전달을 매개하는 정합부; 및
    상기 흡음부와 상기 압전부 사이에 배치되고, 상기 압전부와 상기 신호부를 전기적으로 연결하는 도전부;를 포함하고,
    상기 신호부는
    상기 흡음부에 삽입되어 신호를 전달하는 신호전달부;
    상기 신호전달부의 내측에 형성되는 신호내피부;
    상기 신호전달부의 외측에 형성되는 신호외피부; 및
    상기 신호내피부와 상기 신호외피부에 형성되고, 상기 신호전달부와 상기 흡음부를 결합하는 신호결합부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 진단용 프로브.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 흡음부는
    상기 신호부 사이에 배치되는 중앙흡음부;
    상기 신호부와 상기 접지부 사이에 배치되고, 상기 압전부와 상기 정합부를 지지하는 내부흡음부; 및
    상기 접지부의 외측에 배치되고, 상기 정합부를 지지하는 외부흡음부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 진단용 프로브.
  13. 삭제
  14. 제 11항에 있어서,
    상기 도전부는 도전성 에폭시인 것을 특징으로 하는 초음파 진단용 프로브.
  15. 제 11항에 있어서,
    상기 정합부와 상기 흡음부 사이에 배치되고, 상기 정합부와 상기 접지부를 전기적으로 연결하는 추가도전부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 진단용 프로브.
  16. 신호부와 접지부를 구비하고, 초음파의 진행을 차단하여 영상 왜곡을 방지하는 흡음부를 제작하는 단계;
    상기 흡음부를 가공하는 단계;
    상기 신호부와 상기 접지부 중 어느 하나에 전기적으로 연결되도록 상기 흡음부에 도전부를 형성하는 단계;
    상기 흡음부를 분할하는 단계;
    전기적인 신호와 음향신호를 상호 변환시키는 압전부를 상기 도전부와 연결하는 단계; 및
    초음파 신호의 전달을 매개하는 정합부가 상기 흡음부와 상기 압전부를 커버하도록 상기 정합부를 장착하는 단계;를 포함하고,
    상기 신호부는
    상기 흡음부에 삽입되어 신호를 전달하는 신호전달부;
    상기 신호전달부의 내측에 형성되는 신호내피부;
    상기 신호전달부의 외측에 형성되는 신호외피부; 및
    상기 신호내피부와 상기 신호외피부에 형성되고, 상기 신호전달부와 상기 흡음부를 결합하는 신호결합부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 진단용 프로브 제조방법.
  17. 제 16항에 있어서, 상기 흡음부를 제작하는 단계는
    양측이 일부 노출된 상기 신호부를 중앙흡음부와 내부흡음부 사이에 배치시켜 접합하는 단계; 및
    상기 내부흡음부와 외부흡음부 사이에 접지부를 배치시켜 접합하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 진단용 프로브 제조방법.
  18. 제 17항에 있어서,
    신호를 전달하는 상기 신호전달부의 내외측에 상기 신호내피부와 상기 신호외피부가 부착되고, 상기 신호내피부와 상기 신호외피부가 일부 제거된 영역에는 상기 중앙흡음부와 상기 내부흡음부와의 결합을 위해 사용되는 접착제가 경화되어 상기 신호결합부를 형성하는 것을 특징으로 하는 초음파 진단용 프로브 제조방법.
  19. 제 16항에 있어서, 상기 흡음부를 분할하는 단계는
    상기 흡음부의 길이방향과 직교하는 방향으로 메인분할홈부를 가공하는 단계; 및
    상기 흡음부와 상기 압전부의 양측단부 간의 접촉을 방지하도록 상기 흡음부에 장착홈을 가공하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 진단용 프로브 제조방법.
  20. 제 19항에 있어서,
    상기 메인분할홈부는 상기 도전부 보다 더 깊게 형성되는 것을 특징으로 하는 초음파 진단용 프로브 제조방법.
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