KR102624928B1 - 초음파 트랜스듀서 및 초음파 트랜스듀서의 제조 방법 - Google Patents
초음파 트랜스듀서 및 초음파 트랜스듀서의 제조 방법 Download PDFInfo
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Abstract
초음파 트랜스듀서 및 초음파 트랜스듀서의 제조 방법이 개시될 수 있다. 일 실시예에 따른 초음파 트랜스듀서는 후면층; 후면층 상에 적층되고 압전 소자를 포함하는 압전층; 및 압전층 상에 적층되는 정합층을 포함하고, 후면층은 압전 소자에 의해 발생되는 열이 후면층에 전달되도록 열전도 플라스틱 소재를 사출 성형하여 형성된 것일 수 있다.
Description
본 개시는 초음파 트랜스듀서 및 초음파 트랜스듀서의 제조 방법에 관한 것이다.
초음파 시스템은 무침습 및 비파괴 특성을 가지고 있으므로, 의료 분야에서 대상체 내부의 정보를 얻기 위한 목적으로 사용되어 왔다. 구체적으로, 초음파 시스템은 대상체에 대한 외과 수술 없이, 대상체 내부의 고해상도 영상을 실시간으로 오퍼레이터에게 제공할 수 있다. 이러한 특성으로 인해, 초음파 시스템은 의료 분야에서 다양한 질병을 효과적으로 진단하기 위한 중요한 도구 중 하나로서 널리 사용되고 있다.
초음파 시스템은 초음파 신호를 생성하여 대상체를 향해 송신하고, 대상체로부터 반사되는 초음파 신호(즉, 초음파 에코신호)를 수신하는 초음파 트랜스듀서를 포함한다. 이러한 초음파 트랜스듀서는 전기적 신호 및 초음파 신호를 상호 변환하기 위한 압전 소자를 포함하는 압전층(piezoelectric layer), 압전층의 전면에 설치되고 압전층과 대상체 간의 음향 임피던스를 정합하기 위한 정합층(matching layer) 및 압전층의 후면에 설치되고 압전층의 여기 직후 압전층의 진동을 억제하여 압전층의 후면으로 전송되는 초음파 신호를 흡수하기 위한 후면층(backing layer)을 포함한다.
초음파 트랜스듀서는 일부 소자(예를 들어, 압전층의 압전 소자)에 의해 열이 발생할 수 있다. 이러한 열로 인해 초음파 트랜스듀서의 내부 온도가 상승할 경우, 초음파 트랜스듀서의 성능 저하 또는 기능 저하가 초래될 가능성이 있다. 또한, 진단 시에 초음파 트랜스듀서에 의해 발생되는 열이 대상체의 접촉 부위에서 허용 가능한 온도를 초과할 수 있다. 이로 인해, 초음파 트랜스듀서가 가지고 있는 성능만큼의 큰 전압의 신호를 발생시키는데 제약이 따를 수 있다. 이는 초음파 영상에서 획득할 수 있는 이미지 깊이 범위(penetration depth)를 저하시키는 요인이 된다.
본 개시는 압전층의 압전 소자에 의해 발생되는 열이 후면층으로 전달되도록 후면층을 열전도 플라스틱 소재로 형성하는 초음파 트랜스듀서 및 초음파 트랜스듀서의 제조 방법을 제공할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면 초음파 트랜스듀서가 개시될 수 있다. 일 실시예에 따른 초음파 트랜스듀서는, 후면층; 상기 후면층 상에 적층되고 압전 소자를 포함하는 압전층; 및 상기 압전층 상에 적층되는 정합층을 포함하고, 상기 후면층은 상기 압전 소자에 의해 발생되는 열이 상기 후면층에 전달되도록 열전도 플라스틱 소재를 사출 성형하여 형성된 것일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 초음파 트랜스듀서는 상기 후면층과 일체형으로 형성되는 케이스를 더 포함하고, 상기 케이스는 상기 후면층의 측면으로부터 상기 압전층 및 상기 정합층이 적층되는 방향의 반대 방향으로 연장될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 초음파 트랜스듀서는 상기 후면층과 일체형으로 형성되는 케이스를 더 포함하고, 상기 케이스는 상기 후면층의 측면으로부터 상기 압전층 및 상기 정합층이 적층되는 방향의 반대 방향으로 연장되며, 상기 압전층 및 상기 정합층의 측면으로 연장될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 열전도 플라스틱 소재는 폴리머 수지 및 탄소 필러의 복합 재료로 형성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 폴리머 수지는 30% 내지 60%의 부피 혼합비를 갖고, 상기 탄소 소재는 40% 내지 70%의 부피 혼합비를 가질 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 폴리머 수지는 열가소성 수지 또는 열경화성 수지 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 탄소 필러는 탄소 또는 그라파이트(graphite) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 탄소 필러는 10 내지 500㎛의 크기를 가질 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 열전도 플라스틱 소재는 파이버를 더 포함하여 형성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 파이버는 30% 이하의 부피 혼합비를 가질 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 파이버는 유리, 금속 또는 세라믹 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 파이버는 10 내지 30㎛의 직경과, 50 내지 300㎛의 길이를 가질 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 초음파 트랜스듀서의 제조 방법이 개시될 수 있다. 일 실시예에 따른 제조 방법은, 후면층을 형성하는 단계; 상기 후면층 상에 압전 소자를 포함하는 압전층을 적층하는 단계; 및 상기 압전층 상에 정합층을 적층하는 단계를 포함하고, 상기 후면층을 형성하는 단계는, 상기 압전 소자에 의해 발생되는 열이 상기 후면층에 전달되도록 열전도 플라스틱 소재를 사출 성형하여 상기 후면층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 후면층을 형성하는 단계는, 상기 후면층과 일체형으로 케이스를 형성하는 단계를 더 포함하고, 상기 케이스는 상기 후면층의 측면으로부터 상기 압전층 및 상기 정합층이 적층되는 방향의 반대 방향으로 연장될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 후면층을 형성하는 단계는, 상기 후면층과 일체형으로 케이스를 형성하는 단계를 더 포함하고, 상기 케이스는 상기 후면층의 측면으로부터 상기 압전층 및 상기 정합층이 적층되는 방향의 반대 방향으로 연장되며, 상기 압전층 및 상기 정합층의 측면으로 연장될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 열전도 플라스틱 소재는 폴리머 수지 및 탄소 필러의 복합 재료로 형성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 폴리머 수지는 30% 내지 60%의 부피 혼합비를 갖고, 상기 탄소 소재는 40% 내지 70%의 부피 혼합비를 가질 수 있다.
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일 실시예에 있어서, 상기 탄소 필러는 탄소 또는 그라파이트 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
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일 실시예에 있어서, 상기 열전도 플라스틱 소재는 파이버를 더 포함하여 형성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 파이버는 30% 이하의 부피 혼합비를 가질 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 파이버는 유리, 금속 또는 세라믹 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 파이버는 10 내지 30㎛의 직경과, 50 내지 300㎛의 길이를 가질 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예에 따르면, 열전도 플라스틱 소재를 이용하여 후면층이 형성될 수 있으므로, 종래의 후면층에 비해 10배 이상의 열전도율로 압전층의 압전 소자에 의해 발생되는 열이 후면층으로 전달될 수 있어, 초음파 트랜스듀서의 열 감소 효과가 높아질 수 있다.
또한, 열전도 플라스틱 소재를 사출 성형하여 후면층이 형성될 수 있으므로, 세라믹 파우더, 에폭시 폴리머 레진을 혼합 경화 가공 공정을 거쳐 제작되는 종래의 후면층에 비해, 후면층의 제조 방법이 단순화될 수 있을 뿐만 아니라, 후면층의 제조 단가가 1/10 이하로 감소될 수 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 초음파 트랜스듀서를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2 및 도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 후면층 및 케이스가 일체형으로 형성된 초음파 트랜스듀서를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 후면층과 종래의 후면층을 이용하여 렌즈 표면의 온도 변화를 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따라 초음파 트랜스듀서를 제조하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 2 및 도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 후면층 및 케이스가 일체형으로 형성된 초음파 트랜스듀서를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 후면층과 종래의 후면층을 이용하여 렌즈 표면의 온도 변화를 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따라 초음파 트랜스듀서를 제조하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
본 개시의 실시예들은 본 개시의 기술적 사상을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것이다. 본 개시에 따른 권리범위가 이하에 제시되는 실시예들이나 이들 실시예들에 대한 구체적 설명으로 한정되는 것은 아니다.
본 개시에 사용되는 모든 기술적 용어들 및 과학적 용어들은, 달리 정의되지 않는 한, 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해되는 의미를 갖는다. 본 개시에 사용되는 모든 용어들은 본 개시를 더욱 명확히 설명하기 위한 목적으로 선택된 것이며 본 개시에 따른 권리범위를 제한하기 위해 선택된 것이 아니다.
본 개시에서 사용되는 "포함하는", "구비하는", "갖는" 등과 같은 표현은, 해당 표현이 포함되는 어구 또는 문장에서 달리 언급되지 않는 한, 다른 실시예를 포함할 가능성을 내포하는 개방형 용어(open-ended terms)로 이해되어야 한다.
본 개시에서 기술된 단수형의 표현은 달리 언급하지 않는 한 복수형의 의미를 포함할 수 있으며, 이는 청구범위에 기재된 단수형의 표현에도 마찬가지로 적용된다.
본 명세서에서의 "대상체"는 초음파 시스템을 이용하여 초음파 영상을 얻고자 하는 목적물 또는 대상물로서, 생물 또는 무생물일 수 있다. 또한, 대상체가 생물인 경우, 인체의 일부를 의미할 수 있고, 대상체에는 간, 심장, 자궁, 뇌, 유방, 복부, 혈관(또는 혈류) 등의 장기나, 태아 등이 포함될 수 있으며, 인체의 어느 한 단면이 포함될 수 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 개시의 실시예들을 설명한다. 첨부된 도면에서, 동일하거나 대응하는 구성요소에는 동일한 참조부호가 부여되어 있다. 또한, 이하의 실시예들의 설명에 있어서, 동일하거나 대응하는 구성요소를 중복하여 기술하는 것이 생략될 수 있다. 그러나, 구성요소에 관한 기술이 생략되어도, 그러한 구성요소가 어떤 실시예에 포함되지 않는 것으로 의도되지는 않는다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 초음파 트랜스듀서를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 1을 참조하면, 초음파 트랜스듀서(100)는 후면층(110), 압전층(120) 및 정합층(130)을 포함할 수 있다. 또한, 초음파 트랜스듀서(100)는 렌즈(140), 하우징(150) 및 실리콘층(160)을 더 포함할 수 있다.
후면층(110)은 높은 감쇠 계수(damping coefficient) 및 열전도도를 갖는 재료로 형성될 수 있다. 후면층(110)은 전기적 신호가 압전층(120)에 인가될 때 압전층(120)이 짧은 펄스의 초음파 신호를 생성할 수 있도록 한다. 또한, 후면층(110)은 압전층(120)에서 발생하는 열을 감소시키고, 압전층(120)의 후면측(즉, 후면층(110)의 방향)으로 발생하는 초음파 신호를 흡수하는 역할을 수행할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 후면층(110)은 압전층(120)의 후면에 배치될 수 있다. 예를 들면, 압전층(120)의 후면은 도 1에 도시된 바와 같이, 압전층(120)을 기준으로 초음파 신호가 대상체로 송신되는 방향(+y 방향)과 반대되는 방향(-y 방향)에 해당하는 면을 의미한다.
일 실시예에 있어서, 후면층(110)은 압전층(120)의 압전 소자(도시하지 않음)에 의해 발생되는 열이 후면층(110)으로 전달되도록 열전도 플라스틱 소재를 이용하여 형성될 수 있다. 예를 들면, 후면층(110)은 열전도 플라스틱 소재를 사출 성형하여 형성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 열전도 플라스틱 소재는 폴리머 수지 및 탄소 필러의 복합 재료로 형성될 수 있다. 예를 들면, 열전도 플라스틱 소재는 30% 내지 60%의 부피 혼합비를 갖는 폴리머 수지, 및 40% 내지 70%의 부피 혼합비를 갖는 탄소 필러의 복합 재료로 형성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 폴리머 수지는 열가소성 수지 또는 열경화성 수지 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 탄소 필러는 탄소 또는 그라파이트(graphite) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 탄소 필러는 10 내지 500㎛의 크기를 가질 수 있다.
일 실시예에 있어서, 열전도 플라스틱 소재는 파이버를 더 포함하여 형성될 수 있다. 즉, 열전도 플라스틱 소재는 폴리머 수지, 탄소 필러 및 파이버의 복합 재료로 형성될 수 있다. 일부 실시예에서, 파이버는 30% 이하의 부피 혼합비를 가질 수 있다. 예를 들면, 열전도 플라스틱 소재는 30% 내지 60%의 부피 혼합비를 갖는 폴리머 수지, 40% 내지 70%의 부피 혼합비를 갖는 탄소 필러, 및 30% 이하의 부피 혼합비를 갖는 파이버의 복합 재료로 형성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 파이버는 유리, 금속 또는 세라믹 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 파이버는 10 내지 30㎛의 직경과, 50 내지 300㎛의 길이를 가질 수 있다.
압전층(120)은 후면층(110) 상에 적층될 수 있다. 압전층(120)은 전기적 신호와 초음파 신호를 상호 변환하기 위한 압전 소자를 포함할 수 있다. 압전층(120)은 전기적 신호(전압)가 인가되면, 전기적 신호에 해당하는 전기 에너지를 진동 에너지로 변환함으로써, 초음파 신호를 생성하도록 구성될 수 있다. 또한, 압전층(120)은 초음파 신호(즉, 초음파 에코신호)가 인가되면, 초음파 에코신호에 해당하는 진동 에너지를 전기 에너지로 변환하여 전기적 신호(전압)를 생성하도록 구성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 압전층(120)은 단층 구조 또는 다층의 적층 구조를 가질 수 있다. 압전층(120)이 다층의 적층 구조를 갖는 경우, 임피던스와 전압을 보다 용이하게 조절할 수 있어, 감도, 에너지 변환 효율 등을 높일 수 있다.
정합층(130)은 압전층(120) 상에 적층될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 정합층(130)은 압전층(120)과 대상체 사이의 음향 임피던스 차이에 의해 압전층(120)에서 생성되어 대상체로 송신되는 초음파 신호의 반사로 인한 에너지 손실을 감소시키기 위해 사용될 수 있다. 정합층(130)은 적어도 하나의 층으로 형성될 수 있으며, 압전층(120)의 음향 임피던스(예를 들어, PZT의 경우 33 MRayls)와 대상체(예를 들어, 인체의 경우 1.5 MRayls)의 음향 임피던스 사이의 음향 임피던스를 갖는 재료(예를 들어, 수지, 세라믹, 금속 또는 이들의 복합체)로 형성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 정합층(130)은 복수의 층으로 형성되는 경우, 정합층(130) 각각은 서로 다른 음향 임피던스를 갖는 서로 다른 재료를 이용하여 형성될 수 있다. 예를 들면, 복수의 정합층(130)은 압전층(120)에 인접하는 정합층으로부터 초음파 신호의 송신 방향(+y 방향)으로 점진적으로 작아지는 음향 임피던스를 갖는 재료를 이용하여 구성될 수 있다. 따라서, 초음파 신호의 에너지 손실이 최소화될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 초음파 트랜스듀서(100)는 도 2에 도시된 바와 같이 케이스(210)를 더 포함할 수 있다. 케이스(210)는 열전도 플라스틱 소재를 이용하여 형성될 수 있다. 예를 들면, 케이스(210)는 후면층(110)과 동일한 열전도 플라스틱 소재를 사출 성형하여 형성될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 케이스(210)는 후면층(110)과 일체형으로 형성될 수 있다. 예를 들면, 케이스(210)는 도 2에 도시된 바와 같이, 후면층(110)의 측면으로부터 압전층(120) 및 정합층(130)이 적층되는 방향의 반대 방향으로 연장될 수 있다. 도 2에 있어서, 도면부호 220은 케이블을 나타낸다. 예를 들면, 케이스(210)는 후면층(110)의 적어도 하나의 측면으로부터 압전층(120) 및 정합층(130)이 적층되는 방향(+y 방향)의 반대 방향(-y 방향)으로 연장될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 초음파 트랜스듀서(100)는 도 3에 도시된 바와 같이 케이스(310)를 더 포함할 수 있다. 케이스(310)는 도 3에 도시된 바와 같이, 후면층(110)의 측면으로부터 압전층(120) 및 정합층(130)이 적층되는 방향의 반대 방향으로 연장되며, 압전층(120) 및 정합층(130)의 측면으로 연장될 수 있다. 도 3에 있어서, 도면부호 320은 케이블을 나타낸다. 예를 들면, 케이스(310)는 후면층(110)의 적어도 하나의 측면으로부터 압전층(120) 및 정합층(130)이 적층되는 방향(+y 방향)의 반대 방향(-y 방향)으로 연장됨과 동시에, 압전층(120) 및 정합층(130)의 측면(즉, +y 방향)으로 연장될 수 있다. 즉, 케이스(310)는 열전도율을 더 높이기 위해 도 2에 도시된 실리콘층(160) 대신에 압전층(120) 및 정합층(130)의 측면에 형성될 수 있다.
일 예로서, 케이스(310)는 압전층(120) 및 정합층(130)의 측면에 접촉되지 않도록 형성될 수 있다. 다른 예로서, 케이스(310)는 압전층(120) 및 정합층(130)의 측면에 접촉되도록 형성될 수 있다. 또 다른 예로서, 케이스(310)는 실리콘, 에폭시 등과 같은 물질을 개재하여 압전층(120) 및 정합층(130)의 측면에 접촉되도록 형성될 수 있다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 후면층과 종래의 후면층을 이용하여 시간에 따른 온도 변화를 나타낸 그래프이다. 도 4에 도시된 온도 변화는 초음파 트랜스듀서(100)의 렌즈(150)의 표면에서 측정된 온도(이하, "표면 온도"라 함)의 변화를 나타낸다. 종래의 후면층을 이용하는 경우, 테스트의 시작 후 30분이 경과하였을 때 렌즈(150)의 표면 온도는 14.1℃가 증가하였다. 한편, 본 개시의 일 실시예에 따른 후면층(110)을 이용하는 경우, 테스트의 시작 후 30분이 경과하였을 때 렌즈(150)의 표면 온도는 12.9℃가 증가하였다. 이와 같이, 종래의 후면층은 일반적으로 고분자 재료(polymer) 모재에 금속 또는 세라믹 분말이 혼합된 형태의 복합 재료를 이용하여 형성되며, 이러한 후면층은 열전도율이 낮기 때문에 압전 소자에 의해 발생되는 열이 후면층으로 전달되기 어려워, 초음파 트랜스듀서의 열을 감소시키는데 어려움이 있다. 이에 비해, 본 개시의 일 실시예에 따른 후면층(110)을 이용하는 경우, 음향 성능(acoustic performance)이 종래의 후면층과 거의 동일하면서도 종래의 후면층보다 높은 열전도 효과를 가질 수 있다.
본 개시의 흐름도에서 프로세스 단계들, 방법 단계들, 알고리즘들 등이 순차적인 순서로 설명되었지만, 그러한 프로세스들, 방법들 및 알고리즘들은 임의의 적합한 순서로 작동하도록 구성될 수 있다. 다시 말하면, 본 개시의 다양한 실시예들에서 설명되는 프로세스들, 방법들 및 알고리즘들의 단계들이 본 개시에서 기술된 순서로 수행될 필요는 없다. 또한, 일부 단계들이 비동시적으로 수행되는 것으로서 설명되더라도, 다른 실시예에서는 이러한 일부 단계들이 동시에 수행될 수 있다. 또한, 도면에서의 묘사에 의한 프로세스의 예시는 예시된 프로세스가 그에 대한 다른 변화들 및 수정들을 제외하는 것을 의미하지 않으며, 예시된 프로세스 또는 그의 단계들 중 임의의 것이 본 개시의 다양한 실시예들 중 하나 이상에 필수적임을 의미하지 않으며, 예시된 프로세스가 바람직하다는 것을 의미하지 않는다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따라 초음파 트랜스듀서를 제조하는 방법을 나타낸 흐름도이다. 도 5를 참조하면, 단계 S502에서, 후면층(110)이 형성될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 후면층(110)은 압전층(120)의 압전 소자에 의해 발생되는 열이 후면층(110)에 전달되도록 열전도 플라스틱 소재를 사출 성형하여 제조될 수 있다.
선택적으로, 단계 S502에서 케이스(210, 310)가 후면층(110)과 일체형으로 형성될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 케이스(210)는 도 2에 도시된 바와 같이, 후면층(110)의 측면으로부터 압전층(120) 및 정합층(130)이 적층되는 방향의 반대 방향으로 연장될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 케이스(310)는 도 3에 도시된 바와 같이, 후면층(110)의 측면으로부터 압전층(120) 및 정합층(130)이 적층되는 방향의 반대 방향으로 연장되며, 압전층(120) 및 정합층(130)의 측면으로 연장될 수 있다.
단계 S504에서, 압전 소자를 포함하는 압전층(120)이 후면층(110) 상에 적층될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 압전층(120)은 단층 구조 또는 다층의 적층 구조를 가질 수 있다.
단계 S506에서, 정합층(130)이 압전층(120) 상에 적층될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 정합층(130)은 적어도 하나의 층으로 형성될 수 있다.
단계 S508에서, 하우징(150)이 조립될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 후면층(110), 압전층(120) 및 정합층(130)이 내부에 배치되도록 하우징(150)이 조립될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 케이스(210, 310)가 후면층(110)과 일체형으로 형성되지 않는 경우, 케이스(210, 310)는 하우징(150)과 함께 조립될 수 있다.
단계 S510에서, 렌즈(140)가 조립될 수 있다. 렌즈(140)는 정합층(130) 상에 배치되어 하우징(150)과 결합되도록 조립될 수 있다. 단계 S512에서, 케이블(220, 320)이 연결될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 케이블(220, 320)이 신호라인(도시하지 않음) 및 접지라인(도시하지 않음)에 연결될 수 있다.
위 방법은 특정 실시예들을 통하여 설명되었지만, 위 방법은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광데이터 저장장치 등이 있다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 상기 실시예들을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 개시가 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.
이상 일부 실시예들과 첨부된 도면에 도시된 예에 의해 본 개시의 기술적 사상이 설명되었지만, 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이해할 수 있는 본 개시의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 치환, 변형 및 변경이 이루어질 수 있다는 점을 알아야 할 것이다. 또한, 그러한 치환, 변형 및 변경은 첨부된 청구범위 내에 속하는 것으로 생각되어야 한다.
100: 초음파 트랜스듀서, 110: 후면층, 120: 압전층, 130: 정합층, 140: 렌즈, 150: 하우징, 160: 실리콘층, 210, 310: 케이스, 220, 320: 케이블
Claims (24)
- 초음파 트랜스듀서로서,
후면층;
상기 후면층 상에 적층되고 압전 소자를 포함하는 압전층;
상기 압전층 상에 적층되는 정합층; 및
상기 후면층과 일체형으로 형성되는 케이스
를 포함하고,
상기 후면층은 상기 압전 소자에 의해 발생되는 열이 상기 후면층에 전달되도록 열전도 플라스틱 소재를 사출 성형하여 형성된 것이고,
상기 케이스는 상기 후면층의 측면으로부터 상기 압전층 및 상기 정합층이 적층되는 방향의 반대 방향으로 연장되고,
상기 열전도 플라스틱 소재는 파이버를 더 포함하여 형성되며,
상기 파이버는 유리, 금속 또는 세라믹 중 적어도 하나를 포함하는, 초음파 트랜스듀서. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 케이스는 상기 압전층 및 상기 정합층의 측면으로 연장되는, 초음파 트랜스듀서. - 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 열전도 플라스틱 소재는 폴리머 수지 및 탄소 필러의 복합 재료로 형성되는, 초음파 트랜스듀서.
- 제4항에 있어서, 상기 폴리머 수지는 30% 내지 60%의 부피 혼합비를 갖고, 상기 탄소 소재는 40% 내지 70%의 부피 혼합비를 갖는, 초음파 트랜스듀서.
- 제4항에 있어서, 상기 폴리머 수지는 열가소성 수지 또는 열경화성 수지 중 적어도 하나를 포함하는, 초음파 트랜스듀서.
- 제4항에 있어서, 상기 탄소 필러는 탄소 또는 그라파이트(graphite) 중 적어도 하나를 포함하는, 초음파 트랜스듀서.
- 제4항에 있어서, 상기 탄소 필러는 10 내지 500㎛의 크기를 갖는, 초음파 트랜스듀서.
- 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 파이버는 30% 이하의 부피 혼합비를 갖는, 초음파 트랜스듀서.
- 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 파이버는 10 내지 30㎛의 직경과, 50 내지 300㎛의 길이를 갖는, 초음파 트랜스듀서.
- 초음파 트랜스듀서의 제조 방법으로서,
후면층을 형성하는 단계;
상기 후면층 상에 압전 소자를 포함하는 압전층을 적층하는 단계; 및
상기 압전층 상에 정합층을 적층하는 단계
를 포함하고,
상기 후면층을 형성하는 단계는,
상기 압전 소자에 의해 발생되는 열이 상기 후면층에 전달되도록 열전도 플라스틱 소재를 사출 성형하여 상기 후면층을 형성하는 단계
를 포함하고,
상기 후면층을 형성하는 단계는,
상기 후면층과 일체형으로 케이스를 형성하는 단계
를 더 포함하고,
상기 케이스는 상기 후면층의 측면으로부터 상기 압전층 및 상기 정합층이 적층되는 방향의 반대 방향으로 연장되고,
상기 열전도 플라스틱 소재는 파이버를 더 포함하여 형성되며,
상기 파이버는 유리, 금속 또는 세라믹 중 적어도 하나를 포함하는, 제조 방법. - 삭제
- 제13항에 있어서,
상기 케이스는 상기 압전층 및 상기 정합층의 측면으로 연장되는, 제조 방법. - 제13항 또는 제15항에 있어서, 상기 열전도 플라스틱 소재는 폴리머 수지 및 탄소 필러의 복합 재료로 형성되는, 제조 방법.
- 제16항에 있어서, 상기 폴리머 수지는 30% 내지 60%의 부피 혼합비를 갖고, 상기 탄소 소재는 40% 내지 70%의 부피 혼합비를 갖는, 제조 방법.
- 제16항에 있어서, 상기 폴리머 수지는 열가소성 수지 또는 열경화성 수지 중 적어도 하나를 포함하는, 제조 방법.
- 제16항에 있어서, 상기 탄소 필러는 탄소 또는 그라파이트 중 적어도 하나를 포함하는, 제조 방법.
- 제16항에 있어서, 상기 탄소 필러는 10 내지 500㎛의 크기를 갖는, 제조 방법.
- 삭제
- 제13항에 있어서, 상기 파이버는 30% 이하의 부피 혼합비를 갖는, 제조 방법.
- 삭제
- 제13항에 있어서, 상기 파이버는 10 내지 30㎛의 직경과, 50 내지 300㎛의 길이를 갖는, 제조 방법.
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