KR102658983B1 - Method for manufacturing an ultrasound transducer and ultrasound probe - Google Patents

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KR102658983B1
KR102658983B1 KR1020180164054A KR20180164054A KR102658983B1 KR 102658983 B1 KR102658983 B1 KR 102658983B1 KR 1020180164054 A KR1020180164054 A KR 1020180164054A KR 20180164054 A KR20180164054 A KR 20180164054A KR 102658983 B1 KR102658983 B1 KR 102658983B1
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Abstract

초음파 변환기 및 초음파 프로브를 제조하는 방법은 제1 표면과 제2 표면을 갖는 압전 층을 제공하는 단계를 포함하고, 상기 제2 표면은 상기 제1 표면으로부터 상기 압전 층의 반대쪽에 있다. 상기 방법은 상기 압전 층의 제1 표면으로부터 제2 표면까지 연장하는 복수의 도전성 관통 비아를 제조하는 단계를 포함하고, 상기 복수의 도전성 관통 비아를 제조하는 단계는 상기 압전 층을 관통하여 복수의 트렌치를 커팅하는 단계와, 상기 복수의 트렌치를 도전성 물질로 각각 충진하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 상기 복수의 도전성 관통 비아를 제조한 후에 상기 압전 층을 커팅하여 복수의 변환기 유닛을 형성하는 단계와, 각각의 변환기 유닛을 커팅하여 복수의 변환기 요소를 형성하는 단계를 포함한다.A method of manufacturing an ultrasonic transducer and an ultrasonic probe includes providing a piezoelectric layer having a first surface and a second surface, the second surface being opposite the piezoelectric layer from the first surface. The method includes fabricating a plurality of conductive through vias extending from a first surface to a second surface of the piezoelectric layer, wherein fabricating the plurality of conductive through vias extends through the piezoelectric layer to form a plurality of trenches. It includes cutting and filling each of the plurality of trenches with a conductive material. The method includes cutting the piezoelectric layer after fabricating the plurality of conductive through vias to form a plurality of transducer units, and cutting each transducer unit to form a plurality of transducer elements.

Description

초음파 변환기 및 초음파 프로브 제조 방법{METHOD FOR MANUFACTURING AN ULTRASOUND TRANSDUCER AND ULTRASOUND PROBE}Method for manufacturing ultrasonic transducer and ultrasonic probe {METHOD FOR MANUFACTURING AN ULTRASOUND TRANSDUCER AND ULTRASOUND PROBE}

본 발명은 일반적으로 초음파 변환기(ultrasound transducer) 및 초음파 프로브 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates generally to methods of manufacturing ultrasound transducers and ultrasonic probes.

초음파 영상화 시스템은 전형적으로 각종 초음파 주사를 수행하는 초음파 변환기를 포함한다. 일부 초음파 변환기는 단일 변환기 요소만을 포함하지만, 진단 의료 영상화를 위해 사용되는 대부분의 초음파 변환기는 복수의 개별 변환기 요소를 포함한다. 변환기 요소는 초음파 에너지를 송신하고 반사된 초음파 에너지에 기초하여 초음파 신호를 수신한다. 변환기 요소는 어레이로 배열될 수 있다. 변환기 요소에 의해 수신된 초음파 신호들은 환자 내의 하나 이상의 해부학적 구조의 영상을 생성하기 위해 사용된다.Ultrasound imaging systems typically include ultrasound transducers that perform various ultrasound scans. Although some ultrasound transducers include only a single transducer element, most ultrasound transducers used for diagnostic medical imaging include multiple individual transducer elements. The transducer element transmits ultrasonic energy and receives ultrasonic signals based on reflected ultrasonic energy. Transducer elements may be arranged in an array. Ultrasound signals received by the transducer element are used to generate images of one or more anatomical structures within the patient.

초음파 변환기의 변환기 요소들은 전형적으로 압전(piezoelectric) 물질을 포함하는데, 이 압전 물질은 압전물질 양단에 걸친 전압 인가에 응답하여 형상을 변화시킨다. 압전 물질 양단에 인가되는 전위를 변화시키면 초음파 에너지가 발생한다. 각각의 변환기 요소 양단에 전위를 인가하기 위해, 각각의 변환기 요소마다 2개의 전기 접점을 가져야 하고, 상기 전기 접점들은 전기적으로 서로 격리된다. 전기 접점들은 전형적으로 각각의 변환기 요소마다 양의 접점과 접지 접점을 포함한다.The transducer elements of an ultrasonic transducer typically include a piezoelectric material, which changes shape in response to the application of a voltage across it. Ultrasonic energy is generated by changing the potential applied to both ends of the piezoelectric material. In order to apply a potential across each transducer element, each transducer element must have two electrical contacts, which are electrically isolated from each other. Electrical contacts typically include a positive contact and a ground contact for each transducer element.

초음파 변환기는 가요성 회로에 장착된 복수의 상이한 음향 층을 포함할 수 있다. 음향 층은 압전 층을 포함하고, 부정합(dematching) 층 및/또는 하나 이상의 정합(matching) 층을 포함할 수 있다. 종래의 초음파 변환기는 전형적으로 압전 층의 표면들 중의 하나를 가요성 회로에 전기적으로 접속하는 도전성 물질을 포함한 "랩어라운드(wrap-around)" 접지를 이용한다. "랩어라운드" 접지의 이용은 각각의 개별 초음파 변환기마다 많은 초음파 변환기 제조 단계의 수행을 요구하고, 이것은 각각의 초음파 변환기에 대한 높은 생산 단위 비용을 야기한다. 대부분의 초음파 변환기 제조 단계를 각각의 개별 초음파 변환기에서 수행하는 것과 대조적으로, 더 많은 초음파 변환기 제조 단계를 웨이퍼 수준에서 수행하는 것이 더 비용 효율적일 것이다.The ultrasonic transducer may include a plurality of different acoustic layers mounted on a flexible circuit. The acoustic layer includes a piezoelectric layer and may include a dematching layer and/or one or more matching layers. Conventional ultrasonic transducers typically utilize a “wrap-around” ground containing a conductive material that electrically connects one of the surfaces of the piezoelectric layer to a flexible circuit. The use of a “wraparound” ground requires performing many ultrasonic transducer manufacturing steps for each individual ultrasonic transducer, which results in a high production unit cost for each ultrasonic transducer. It would be more cost-effective to perform more ultrasonic transducer manufacturing steps at the wafer level, as opposed to performing most ultrasonic transducer manufacturing steps on each individual ultrasonic transducer.

적어도 상기 이유 때문에, 초음파 변환기의 웨이퍼 수준 제조를 가능하게 하는 초음파 변환기 및 초음파 프로브에 대한 새로운 제조 기법의 필요성이 있다.For at least the above reasons, there is a need for new manufacturing techniques for ultrasonic transducers and ultrasonic probes that enable wafer level manufacturing of ultrasonic transducers.

실시형태에서, 초음파 변환기를 제조하는 방법은 제1 표면과 제2 표면이 있는 압전 층을 제공하는 단계를 포함하고, 상기 제2 표면은 상기 제1 표면으로부터 상기 압전 층의 반대쪽에 있다. 상기 방법은 상기 압전 층의 제1 표면으로부터 제2 표면까지 연장하는 복수의 도전성 관통 비아를 제조하는 단계를 포함하고, 상기 복수의 도전성 관통 비아를 제조하는 단계는 상기 압전 층에서 복수의 트렌치를 커팅하는 단계와, 상기 복수의 트렌치 각각을 도전성 물질로 충진하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 상기 복수의 도전성 관통 비아를 제조한 후에 상기 압전 층을 커팅하여 복수의 변환기 유닛을 형성하는 단계와, 각각의 변환기 유닛을 커팅하여 복수의 변환기 요소를 형성하는 단계를 포함한다.In an embodiment, a method of manufacturing an ultrasonic transducer includes providing a piezoelectric layer having a first surface and a second surface, the second surface being on an opposite side of the piezoelectric layer from the first surface. The method includes fabricating a plurality of conductive through vias extending from a first surface to a second surface of the piezoelectric layer, wherein fabricating the plurality of conductive through vias includes cutting a plurality of trenches in the piezoelectric layer. and filling each of the plurality of trenches with a conductive material. The method includes cutting the piezoelectric layer after fabricating the plurality of conductive through vias to form a plurality of transducer units, and cutting each transducer unit to form a plurality of transducer elements.

실시형태에서, 복수의 초음파 프로브를 제조하는 방법은 제1 표면과 제2 표면이 있는 압전 층을 제공하는 단계를 포함하고, 상기 제2 표면은 상기 제1 표면으로부터 상기 압전 층의 반대쪽에 있다. 상기 방법은 상기 압전 층의 제1 표면으로부터 제2 표면까지 연장하는 복수의 도전성 관통 비아를 제조하는 단계를 포함하고, 상기 복수의 도전성 관통 비아를 제조하는 단계는 상기 압전 층을 관통하여 복수의 트렌치를 커팅하는 단계와, 상기 복수의 트렌치 각각을 도전성 물질로 충진하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 상기 복수의 도전성 관통 비아를 제조한 후에 상기 압전 층을 커팅하여 복수의 변환기 유닛을 형성하는 단계와, 각각의 변환기 유닛을 커팅하여 복수의 변환기 요소를 형성하는 단계와, 상기 복수의 변환기 유닛 각각을 상이한 초음파 프로브 보디에 고착시키는 단계를 포함한다.In an embodiment, a method of manufacturing a plurality of ultrasonic probes includes providing a piezoelectric layer having a first surface and a second surface, the second surface being on an opposite side of the piezoelectric layer from the first surface. The method includes fabricating a plurality of conductive through vias extending from a first surface to a second surface of the piezoelectric layer, wherein fabricating the plurality of conductive through vias extends through the piezoelectric layer to form a plurality of trenches. It includes cutting and filling each of the plurality of trenches with a conductive material. The method includes cutting the piezoelectric layer after fabricating the plurality of conductive through vias to form a plurality of transducer units, cutting each transducer unit to form a plurality of transducer elements, and forming the plurality of transducer elements. and attaching each unit to a different ultrasonic probe body.

도 1a는 실시형태에 따른 음향 스택의 분해 사시도의 개략 표시도이다.
도 1b는 실시형태에 따른 음향 스택의 사시도의 개략 표시도이다.
도 1c는 실시형태에 따른 초음파 변환기의 사시도의 개략 표시도이다.
도 2는 실시형태에 따른 초음파 프로브의 단면도의 개략 표시도이다.
도 3a는 실시형태에 따른 음향 스택의 분해 사시도의 개략 표시도이다.
도 3b는 실시형태에 따른 음향 스택의 사시도의 개략 표시도이다.
도 3c는 실시형태에 따른 초음파 변환기의 사시도의 개략 표시도이다.
도 4a는 실시형태에 따른 음향 스택의 사시도의 개략 표시도이다.
도 4b는 실시형태에 따른 초음파 변환기의 사시도의 개략 표시도이다.
도 5a는 실시형태에 따른 음향 스택의 사시도의 개략 표시도이다.
도 5b는 실시형태에 따른 초음파 변환기의 사시도의 개략 표시도이다.
도 6a는 실시형태에 따른 음향 스택의 분해 사시도의 개략 표시도이다.
도 6b는 실시형태에 따른 변환기 유닛의 사시도의 개략 표시도이다.
도 6c는 실시형태에 따른 초음파 변환기의 사시도의 개략 표시도이다.
도 7a는 실시형태에 따른 음향 스택의 사시도의 개략 표시도이다.
도 7b는 실시형태에 따른 초음파 변환기의 사시도의 개략 표시도이다.1A is a schematic representation of an exploded perspective view of an acoustic stack according to an embodiment.
1B is a schematic representation of a perspective view of an acoustic stack according to an embodiment.
1C is a schematic representation of a perspective view of an ultrasonic transducer according to an embodiment.
Figure 2 is a schematic representation of a cross-sectional view of an ultrasonic probe according to an embodiment.
3A is a schematic representation of an exploded perspective view of an acoustic stack according to an embodiment.
3B is a schematic representation of a perspective view of an acoustic stack according to an embodiment.
3C is a schematic representation of a perspective view of an ultrasonic transducer according to an embodiment.
4A is a schematic representation of a perspective view of an acoustic stack according to an embodiment.
4B is a schematic representation of a perspective view of an ultrasonic transducer according to an embodiment.
5A is a schematic representation of a perspective view of an acoustic stack according to an embodiment.
5B is a schematic representation of a perspective view of an ultrasonic transducer according to an embodiment.
6A is a schematic representation of an exploded perspective view of an acoustic stack according to an embodiment.
6B is a schematic representation of a perspective view of a transducer unit according to an embodiment.
6C is a schematic representation of a perspective view of an ultrasonic transducer according to an embodiment.
7A is a schematic representation of a perspective view of an acoustic stack according to an embodiment.
7B is a schematic representation of a perspective view of an ultrasonic transducer according to an embodiment.

여기에서 사용하는 단수형으로 인용되는 요소 또는 단계는, 배제한다고 명시적으로 언급되지 않는 한, 복수의 요소 또는 단계를 배제하지 않는 것으로 이해하여야 한다. 또한, "일 실시형태"의 인용은 인용된 특징들을 또한 포함한 추가 실시형태의 존재를 배제하는 것으로 해석하는 것으로 의도되지 않는다. 더욱이, 명확히 반대로 설명하지 않는 한, 특수한 특성을 가진 요소 또는 복수의 요소를 "포함하는" 또는 "가진" 실시형태는 그 특성을 갖지 않은 추가의 요소들을 포함할 수 있다.As used herein, elements or steps cited in the singular are to be understood as not excluding plural elements or steps, unless explicitly stated to be exclusive. Additionally, reference to “one embodiment” is not intended to be construed as excluding the existence of an additional embodiment that also includes the recited features. Moreover, unless explicitly stated to the contrary, embodiments “including” or “having” an element or plurality of elements with a particular characteristic may include additional elements without that characteristic.

도 1a는 실시형태에 따른 음향 스택(100)의 분해 사시도의 개략 표시도이다. 음향 스택(100)은 압전 층(102), 정합 층(104) 및 부정합 층(106)을 포함한다. 압전 층(102)은 티탄산 지르콘산 납(PZT), 티탄산 납(PT), 니오움산 납(PbNb2O3), 또는 초음파 에너지를 방출하도록 구성될 수 있는 압전 특성을 가진 임의의 다른 물질과 같은 압전 물질을 포함한다.1A is a schematic representation of an exploded perspective view of an acoustic stack 100 according to an embodiment. Acoustic stack 100 includes piezoelectric layer 102, matching layer 104, and mismatching layer 106. Piezoelectric layer 102 may be made of a material such as lead zirconate titanate (PZT), lead titanate (PT), lead niomate (PbNb 2 O 3 ), or any other material with piezoelectric properties that can be configured to emit ultrasonic energy. Contains piezoelectric materials.

전술한 바와 같이, 압전 층(102)은 압전 특성을 가진 물질로 제조된다. 이것은 압전 층(102)이 압전 층(102)의 양단에의 전위 인가에 응답하여 형상을 기계적으로 변환하는 구조를 가진 물질로 제조된다는 것을 의미한다. 특정 주파수에서 압전 층(102) 양단에 인가되는 전위를 변화시키면 압전 층(102)이 초음파 에너지를 방출한다. 각 요소마다 압전 층(102) 양단에 전위를 인가하기 위하여 서로 전기적으로 격리된 2개의 접점을 가져야 한다. 관례적으로, 하나의 접점은 일반적으로 양의 접점이라고 부르고 다른 하나의 접점은 접지 접점이라고 부른다. 그러나 접지 접점은 실제로 전기적 접지가 아닐 수 있다는 점을 이해하여야 한다. 그 대신에, 접지 접점은 양의 접점보다 더 낮은 전위에 있을 필요가 있다. 게다가, 양의 접점과 접지 접점의 위치는, 초음파 에너지를 방출하는 목적에 있어서 압전 층(102) 양단에 인가되는 전위의 극성이 문제가 되지 않기 때문에, 스위칭될 수 있다.As described above, the piezoelectric layer 102 is made of a material with piezoelectric properties. This means that the piezoelectric layer 102 is made of a material that has a structure that mechanically changes its shape in response to application of an electric potential to both ends of the piezoelectric layer 102. When the potential applied to both ends of the piezoelectric layer 102 is changed at a specific frequency, the piezoelectric layer 102 emits ultrasonic energy. Each element must have two contact points that are electrically isolated from each other in order to apply a potential to both ends of the piezoelectric layer 102. By convention, one contact is usually called the positive contact and the other contact is called the ground contact. However, it should be understood that a ground contact may not actually be an electrical ground. Instead, the ground contact needs to be at a lower potential than the positive contact. Moreover, the positions of the positive and ground contacts can be switched since the polarity of the potential applied across the piezoelectric layer 102 does not matter for the purpose of emitting ultrasonic energy.

정합 층(104)은 압전 층(102)에 사용하는 물질의 임피던스와 환자 조직 간의 음향 임피던스를 가진 물질이다. 정합 층(104)의 두께는 전형적으로 압전 층(102)에 의해 생성된 초음파 파장의 1/4이지만, 정합 층(104)은 각종 실시형태에 따라서 다른 두께를 가질 수 있다. 정합 층은 업계에 공지되어 있다. 비록 도 1a에 도시된 실시형태가 단일 정합 층(104)을 갖지만, 다른 실시형태는 정합 층(104) 대신에 2개 이상의 정합 층을 포함할 수 있다. 복수의 정합 층을 가진 실시형태는 압전 층(102)으로부터 제1 정합 층의 반대쪽에 부착된 제2 정합 층을 포함할 수 있고, 상기 제2 정합 층은 제2 음향 임피던스를 갖는다. 복수의 정합 층을 사용하면 영상화하는 동안 조직과 초음파 프로브 간의 음향 임피던스의 불일치에 기인하여 환자 조직으로부터 역반사되는 초음파 에너지의 양을 최소화하는데 도움이 될 수 있다.The matching layer 104 is a material that has an acoustic impedance between the impedance of the material used for the piezoelectric layer 102 and the patient's tissue. The thickness of the matching layer 104 is typically one-quarter of the ultrasonic wavelength produced by the piezoelectric layer 102, but the matching layer 104 may have other thicknesses depending on various embodiments. Matching layers are known in the art. Although the embodiment shown in FIG. 1A has a single matching layer 104, other embodiments may include two or more matching layers instead of matching layer 104. Embodiments with multiple matching layers may include a second matching layer attached to an opposite side of the first matching layer from the piezoelectric layer 102, the second matching layer having a second acoustic impedance. Using multiple matching layers can help minimize the amount of ultrasound energy that is back-reflected from patient tissue during imaging due to a mismatch in acoustic impedance between the tissue and the ultrasound probe.

부정합 층(106)은 압전 층(102)보다 더 높은 음향 임피던스를 가진 물질을 포함한다. 많은 실시형태에 따라서, 부정합 층(106)에 대해서는 압전 층(102)의 음향 임피던스의 적어도 2배인 음향 임피던스를 가진 물질을 사용하는 것이 바람직하다. 압전 층(102)은 전형적으로 약 37 MRayl의 음향 임피던스를 갖고 인간의 조직은 전형적으로 약 1.5 MRayl의 음향 임피던스를 갖는다. 부정합 층(106)은 압전 층(102)의 음향 임피던스보다 훨씬 더 높은 음향 임피던스를 갖는다. 예를 들면, 부정합 층(106)은 40 MRayl보다 큰 음향 임피던스를 가질 수 있고, 많은 실시형태는 부정합 층(106)에 대하여 100 MRayl보다 큰 음향 임피던스를 가진 물질을 사용할 수 있다.Mismatched layer 106 includes a material with a higher acoustic impedance than piezoelectric layer 102. According to many embodiments, it is desirable to use a material for the mismatched layer 106 that has an acoustic impedance that is at least twice that of the piezoelectric layer 102. Piezoelectric layer 102 typically has an acoustic impedance of about 37 MRayl and human tissue typically has an acoustic impedance of about 1.5 MRayl. Mismatched layer 106 has an acoustic impedance that is much higher than that of piezoelectric layer 102. For example, mismatched layer 106 can have an acoustic impedance greater than 40 MRayl, and many embodiments can use materials with acoustic impedance greater than 100 MRayl for mismatched layer 106.

도 1b는 실시형태에 따른 음향 스택(100)의 사시도의 개략 표시도이고, 도 1c는 실시형태에 따라 제조될 수 있는 초음파 변환기(150)의 사시도의 개략 표시도이다. 도 1a, 1b 및 1c에서 동일한 참조 번호는 동일한 컴포넌트를 표시하기 위해 사용된다.FIG. 1B is a schematic representation of a perspective view of an acoustic stack 100 according to an embodiment, and FIG. 1C is a schematic representation of a perspective view of an ultrasonic transducer 150 that may be manufactured according to an embodiment. In Figures 1A, 1B and 1C the same reference numbers are used to indicate the same components.

도 1a, 1b 및 1c에 도시된 실시형태에 따라서, 제1 도전성 층(112)이 압전 층(102)의 제1 표면에 부착되고 제2 도전성 층(114)이 압전 층(102)의 제2 표면에 부착되며, 여기에서 상기 제2 표면은 상기 제1 표면으로부터 압전 층(102)의 반대쪽에 있다. 실시형태에 따라서, 음향 스택(100)용의 적당한 치수로 커팅한 후에 상기 제1 도전성 층(112)과 상기 제2 도전성 층(114)은 압전 층(102)을 압전 층(102)에 부착될 수 있다. 상기 제1 도전성 층(112)과 상기 제2 도전성 층(114)은, 압전 층(102)의 제1 표면과 제2 표면에 금 또는 구리와 같은 도전성 물질을 스퍼터링함으로써, 압전 층(102)에 증착될 수 있다. 다른 실시형태에 따라서, 상기 제1 도전성 층(112)과 상기 제2 도전성 층(114) 둘 다를 압전 층(102)에 추가하는 대신에, 상기 제1 도전성 층(112)을 부정합 층(106)에 추가할 수 있고 및/또는 상기 제2 도전성 층(114)을 정합 층(104)에 추가할 수 있다.According to the embodiment shown in FIGS. 1A, 1B and 1C, the first conductive layer 112 is attached to the first surface of the piezoelectric layer 102 and the second conductive layer 114 is attached to the second surface of the piezoelectric layer 102. Attached to a surface, wherein the second surface is on the opposite side of the piezoelectric layer 102 from the first surface. Depending on the embodiment, after cutting to the appropriate dimensions for the acoustic stack 100, the first conductive layer 112 and the second conductive layer 114 may be attached to the piezoelectric layer 102. You can. The first conductive layer 112 and the second conductive layer 114 are formed by sputtering a conductive material such as gold or copper on the first and second surfaces of the piezoelectric layer 102. can be deposited. According to another embodiment, instead of adding both the first conductive layer 112 and the second conductive layer 114 to the piezoelectric layer 102, the first conductive layer 112 is added to the mismatch layer 106. and/or the second conductive layer 114 may be added to the matching layer 104.

도 1a, 1b 및 1c와 관련하여 설명하는 제1 실시형태에 따라서, 복수의 도전성 관통 비아(108)가 압전 층(102) 내에서 제조된다. 도 1a, 1b 및 1c에 도시된 것처럼, 도전성 관통 비아(108)는 제1 도전성 층(112) 및 제2 도전성 층(114)을 완전히 관통하여 연장될 수 있다. 각각의 도전성 관통 비아(108)는 압전 층(102)의 제1 측면으로부터 압전 층(102)의 제2 측면까지 연장한다. 다시 말해서, 각각의 도전성 관통 비아(108)는 압전 층(102)을 완전히 관통하여 연장된다. 각각의 도전성 관통 비아(108)는, 압전 층(102), 제1 도전성 층(112) 및 제2 도전성 층(114)을 관통하여 복수의 트렌치를 커팅함으로써 제조되고, 상기 복수의 트렌치는 방위각 방향(110)에 각각 평행하다. 압전 층(102), 제1 도전성 층(112) 및 제2 도전성 층(114)을 관통하여 복수의 트렌치를 형성한 후에, 각각의 트렌치는 도전성 첨가제를 포함한 에폭시와 같은 도전성 물질로 충진된다. 다른 실시형태에 따라서, 도전성 관통 비아(108)는 제1 도전성 층(112) 및 제2 도전성 층(114)을 압전 층(102)에 부착하기 전에 압전 층(102) 내에 제조될 수 있다. 이러한 실시형태에서, 도전성 관통 비아는 제1 도전성 층(112) 및 제2 도전성 층(114)을 관통하여 연장하지 않을 수 있다는 점을 이해하여야 한다.According to the first embodiment described in connection with FIGS. 1A, 1B and 1C, a plurality of conductive through vias 108 are fabricated within the piezoelectric layer 102. As shown in FIGS. 1A, 1B, and 1C, the conductive through via 108 may extend completely through the first conductive layer 112 and the second conductive layer 114. Each conductive through via 108 extends from a first side of piezoelectric layer 102 to a second side of piezoelectric layer 102 . In other words, each conductive through via 108 extends completely through the piezoelectric layer 102. Each conductive through via 108 is manufactured by cutting a plurality of trenches through the piezoelectric layer 102, the first conductive layer 112, and the second conductive layer 114, wherein the plurality of trenches are formed in the azimuthal direction. Each is parallel to (110). After forming a plurality of trenches through the piezoelectric layer 102, the first conductive layer 112, and the second conductive layer 114, each trench is filled with a conductive material such as epoxy containing a conductive additive. According to another embodiment, conductive through vias 108 may be fabricated into piezoelectric layer 102 prior to attaching first conductive layer 112 and second conductive layer 114 to piezoelectric layer 102 . It should be understood that in such embodiments, the conductive through vias may not extend through the first conductive layer 112 and the second conductive layer 114.

실시형태에 따라서, 복수의 비도전성 비아(116)는, 도전성 관통 비아(108)의 제조 전에, 그 후에 또는 이와 병행해서, 상기 부정합 층(106)을 관통하여 상기 압전 층(102) 내까지 제2의 복수의 트렌치를 커팅함으로써 제조될 수 있다. 각각의 비도전성 비아(116)는, 부정합 층(106)을 관통하여 압전 층(102) 내까지 트렌치를 커팅하고 각각의 트렌치를 유전체 첨가제를 포함한 에폭시와 같은 유전체 물질로 충진함으로써 제조될 수 있다. 부정합 층(106)을 관통하여 커팅된 상기 제2의 복수의 트렌치는 상기 부정합 층(106)이 압전 층(102)에 부착된 때 압전 층(102) 내로 커팅된 트렌치와 각각 정렬될 수 있다. 도전성 관통 비아(108)와 마찬가지로, 비도전성 비아(116)의 제조시에 사용하는 상기 제2의 복수의 트렌치는 방위각 방향(110)을 따라 커팅된다.Depending on the embodiment, a plurality of non-conductive vias 116 are formed through the mismatch layer 106 and into the piezoelectric layer 102 before, after, or in parallel with the fabrication of the conductive through vias 108. It can be manufactured by cutting a plurality of trenches. Each non-conductive via 116 may be fabricated by cutting a trench through mismatch layer 106 into piezoelectric layer 102 and filling each trench with a dielectric material, such as epoxy with a dielectric additive. The second plurality of trenches cut through mismatch layer 106 may each be aligned with a trench cut into piezoelectric layer 102 when mismatch layer 106 is attached to piezoelectric layer 102 . Like the conductive through vias 108 , the second plurality of trenches used in manufacturing the non-conductive vias 116 are cut along the azimuthal direction 110 .

도전성 관통 비아(108) 및 비도전성 비아(116)를 제조한 후에, 정합 층(104)이 제2 도전성 층(114)에 부착되고 부정합 층(106)이 제1 도전성 층(112)에 부착되어 도 1b에 도시된 음향 스택(100)을 형성한다. 이 설명의 목적상, 용어 "부착"은 직접 부착과 간접 부착 둘 다를 포함한다. 게다가, 용어 "부착"은 라미네이팅, 접착제를 통한 본딩, 기계적 접속에 의한 접속, 또는 제1 도전성 층(112) 또는 제2 도전성 층(114)과 같은 다른 층을 통한 간접 부착을 포함할 수 있다.After fabricating the conductive through vias 108 and non-conductive vias 116, the match layer 104 is attached to the second conductive layer 114 and the mismatch layer 106 is attached to the first conductive layer 112. Forming the acoustic stack 100 shown in FIG. 1B. For the purposes of this description, the term “attachment” includes both direct and indirect attachment. Additionally, the term “attachment” may include laminating, bonding through an adhesive, connecting by mechanical connection, or indirect attachment through another layer such as first conductive layer 112 or second conductive layer 114.

다음에, 복수의 변환기 유닛(150)이 형성되도록 음향 스택(100)이 커팅된다. 도 1b에 도시된 음향 스택(100)은 4개의 분리된 변환기 유닛(150)이 형성되도록 커팅될 것이다. 실시형태에 따라서, 음향 스택(100)은 각각의 도전성 관통 비아(108)를 따라 커팅된다. 예를 들면, 각각의 커팅은 도전성 관통 비아(108)의 중앙을 통해 이루어질 수 있다. 도 1b에 도시된 점선(151)은 음향 스택(100)을 복수의 변환기 유닛(150)으로 분리하기 위해 행하여지는 커팅의 위치를 표시한다.Next, the acoustic stack 100 is cut to form a plurality of transducer units 150. The acoustic stack 100 shown in FIG. 1B will be cut to form four separate transducer units 150. Depending on the embodiment, the acoustic stack 100 is cut along each conductive through via 108. For example, each cut may be made through the center of the conductive through via 108. Dashed line 151 shown in FIG. 1B indicates the location of cuts made to separate the acoustic stack 100 into a plurality of transducer units 150.

다음에, 각각의 변환기 유닛(150)이 가요성 회로(160)와 같은 집적 회로에 장착되고, 압전 층(102)을 포함한 변환기 유닛(150)은 도 1c에 도시된 것처럼 복수의 개별 변환기 요소(162)가 형성되도록 커팅된다. 도 1c에 도시되지 않았지만, 변환기 유닛(150)은 인터포저에 의해 집적 회로(160)에 접속될 수 있고, 또는 변환기 유닛(150)은 인터포저 없이 집적 회로(160)에 장착될 수 있다. 도 1c에 도시된 실시형태는 6개의 개별 변환기 요소(162)를 가진 선형 어레이를 나타낸다. 도 1a, 1b 및 1c는 모두 개략 표시도이고 각각의 음향 스택은 5개 이상의 변환기 유닛을 포함하는 크기로 될 수 있으며, 각각의 변환기 유닛은 다른 수의 요소를 생성하도록 커팅될 수 있다는 점을 이해하여야 한다. 예를 들면, 선형 어레이는 일반적으로 6개보다 훨씬 더 많은 요소를 갖는다. 임의 수의 요소들을 가진 선형 어레이는 전술한 방법에 따라 제조될 수 있다. 도 1c는 초음파 변환기(152)가 음향 스택(100)으로부터 커팅되고, 가요성 회로(160)에 장착되며, 커팅되어 복수의 변환기 요소(162)를 형성한 후의 초음파 변환기(152)의 일 예를 보인 것이다.Next, each transducer unit 150 is mounted on an integrated circuit, such as flexible circuit 160, and the transducer unit 150 including piezoelectric layer 102 is connected to a plurality of individual transducer elements (as shown in FIG. 1C). 162) is cut to form. Although not shown in FIG. 1C, converter unit 150 may be connected to integrated circuit 160 by an interposer, or converter unit 150 may be mounted to integrated circuit 160 without an interposer. The embodiment shown in Figure 1C represents a linear array with six individual transducer elements 162. 1A, 1B and 1C are all schematic representations and it is understood that each acoustic stack can be sized to include five or more transducer units, with each transducer unit being cut to produce a different number of elements. shall. For example, linear arrays typically have much more than six elements. Linear arrays with arbitrary numbers of elements can be fabricated according to the methods described above. 1C shows an example of ultrasonic transducer 152 after it has been cut from acoustic stack 100, mounted on flexible circuit 160, and cut to form a plurality of transducer elements 162. It was seen.

도 1c에 도시된 실시형태에서, 변환기 유닛(150)을 커팅하여 복수의 변환기 요소(162)를 형성하는 것은 정합 층(104), 제2 도전성 층(114), 압전 층(102), 제1 도전성 층(112) 및 부정합 층(106)을 관통하여 커팅하는 것을 포함한다. 개별적인 변환기 요소를 형성하기 위해, 압전 층(102)을 적어도 거의 완전히 관통하여 커팅할 필요가 있다. 예를 들면, 변환기 요소(162)들을 구별시키기 위해 압전 층(102)을 적어도 75% 관통하여 커팅할 필요가 있다. 변환기 요소(162)들을 분리한 후에, 상기 커팅부는 에폭시 또는 첨가제를 포함한 에폭시와 같은 충진재로 충진될 수 있고, 또는 상기 커팅부는 충진되지 않은 채로 유지될 수 있다. 그러므로, 다른 실시형태에 따라서, 상기 변환기 요소(162)들의 커팅은 부정합 층(106)을 커팅하지 않고 정합 층(104)을 관통하여 압전 층(102)의 일부 또는 전부까지 커팅하는 것을 포함할 수 있다. 변환기 유닛(150)을 가요성 회로(160)에 장착하고 변환기 유닛(150)을 커팅하여 개별 변환기 요소(162)를 형성한 후에, 초음파 변환기(152)가 프로브 보디에 설치되어 초음파 프로브를 형성할 수 있다.1C , cutting transducer unit 150 to form a plurality of transducer elements 162 includes matching layer 104, second conductive layer 114, piezoelectric layer 102, first and cutting through the conductive layer 112 and the mismatch layer 106. To form the individual transducer elements, it is necessary to cut through the piezoelectric layer 102 at least almost completely. For example, it may be necessary to cut through at least 75% of the piezoelectric layer 102 to differentiate the transducer elements 162. After separating the transducer elements 162, the cut can be filled with a filler such as epoxy or epoxy with additives, or the cut can be left unfilled. Therefore, according to other embodiments, cutting the transducer elements 162 may include cutting through the match layer 104 to a portion or all of the piezoelectric layer 102 without cutting the misfit layer 106. there is. After mounting transducer unit 150 to flexible circuit 160 and cutting transducer unit 150 to form individual transducer elements 162, ultrasonic transducer 152 is installed in the probe body to form an ultrasonic probe. You can.

도 1c에서, 2개의 비도전성 비아(116)는 압전 층(102) 양단에 전위의 인가를 가능하게 한다. 예를 들면, 제1 부분(155)은 제1 전위에 있고, 빗금 표시된 제2 부분(157)은 상기 제1 전위와 다른 제2 전위에 있을 수 있다. 관례에 따라서, 상기 제1 영역(155)은 양전위에 있다고 간주되고, 상기 제2 영역(157)은 전기적 접지에 있다고 간주될 수 있다. 그러나 실제로는 전위들은 뒤바뀔 수 있다(즉, 제1 영역(155)은 전기적 접지에 있고 제2 영역(157)은 양전위에 있을 수 있다). 게다가, 제1 영역(155)과 제2 영역(157) 둘 다는 진정한 전기적 접지에 있지 않을 수 있다. 압전 층(102)을 진동시키기 위해, 압전 층(102) 양단에 전위차를 인가할 필요가 있다.In Figure 1C, two non-conductive vias 116 enable the application of a potential across the piezoelectric layer 102. For example, the first part 155 may be at a first potential, and the hatched second part 157 may be at a second potential different from the first potential. According to convention, the first region 155 may be considered to be at a positive potential and the second region 157 may be considered to be at electrical ground. However, in reality, the potentials may be reversed (i.e., the first region 155 may be at electrical ground and the second region 157 may be at a positive potential). Additionally, both first region 155 and second region 157 may not be at true electrical ground. In order to vibrate the piezoelectric layer 102, it is necessary to apply a potential difference across the piezoelectric layer 102.

도전성 관통 비아(108)는 상기 제2 영역(157)과 접촉하는 압전 층(102)의 부분과 가요성 회로(160) 간의 전기 접속을 가능하게 한다. 비도전성 비아(116)는 압전 층(102) 양단에 전위를 인가하는데 필요한 전기적 분리를 제공한다. 비도전성 비아(116)와 결합하는 도전성 관통 비아(108)는 압전 층(102)이 웨이퍼 수준에서 제조된 때에도 가요성 회로(160)와 필요한 전기 접속을 갖게 한다. 이 설명의 목적상, 용어 "웨이퍼 수준"은 궁극적으로 2개 이상의 개별 초음파 변환기를 형성하도록 세분되는 음향 스택에서 수행되는 제조 방법 또는 프로세스를 포함하는 것으로 정의될 것이다. 도 1a, 1b 및 1c와 관련하여 설명한 실시형태는 선형 초음파 변환기의 웨이퍼 수준 제조를 가능하게 한다.The conductive through via 108 enables electrical connection between the portion of the piezoelectric layer 102 that contacts the second region 157 and the flexible circuit 160. Non-conductive vias 116 provide the electrical isolation necessary to apply a potential across piezoelectric layer 102. Conductive through vias 108 coupled with non-conductive vias 116 ensure that piezoelectric layer 102 has the necessary electrical connection with flexible circuitry 160 even when fabricated at the wafer level. For the purposes of this description, the term “wafer level” will be defined to include manufacturing methods or processes performed on the acoustic stack that are ultimately subdivided to form two or more individual ultrasonic transducers. The embodiments described with respect to FIGS. 1A, 1B and 1C enable wafer level manufacturing of linear ultrasonic transducers.

도 2는 실시형태에 따른 초음파 프로브(250)의 단면도의 개략 표시도이다. 초음파 프로브(250)는 초음파 변환기(252), 렌즈(254) 및 프로브 보디(256)를 포함한다. 프로브 보디(256)는 플라스틱 또는 복합 물질일 수 있다. 프로브 보디(256)는 초음파 변환기(252) 및 렌즈(254)를 보유하도록 적응된다. 렌즈(254)는 초음파 변환기(252)의 변환기 요소로부터 방출된 음향 빔을 집속시키도록 적응된다. 실시형태에 따라서, 프로브(250)는 변환기(252) 대신에 초음파 변환기(152)를 포함할 수 있다.Figure 2 is a schematic representation of a cross-sectional view of the ultrasonic probe 250 according to an embodiment. The ultrasonic probe 250 includes an ultrasonic transducer 252, a lens 254, and a probe body 256. Probe body 256 may be plastic or composite material. Probe body 256 is adapted to hold ultrasonic transducer 252 and lens 254. Lens 254 is adapted to focus the acoustic beam emitted from the transducer element of ultrasonic transducer 252. Depending on the embodiment, the probe 250 may include an ultrasonic transducer 152 instead of the transducer 252 .

제2 실시형태는 비록 도 1a, 1b 및 1c에 의해 묘사된 프로세스가 제2 실시형태와 정확히 동일하지 않다 하더라도 도 1a, 1b 및 1c를 이용하여 설명할 것이다. 제2 실시형태에 따르면, 방법은 도전성 관통 비아(108) 또는 비도전성 비아(116)를 제조하기 전에 부정합 층(106)을 제1 도전성 층(112)(이것은 압전 층(102)에 부착된 것임)에 부착하는 단계를 포함할 수 있다. 부정합 층(106)이 제1 도전성 층(112)에 및 간접적으로 압전 층(102)에 부착된 때, 상기 방법은 제2 도전성 층(114), 압전 층(102) 및 제1 도전성 층(112)을 관통하여 복수의 트렌치를 커팅하고 그 다음에 상기 트렌치를 도전성 물질로 각각 충진함으로써 도전성 관통 비아(108)를 제조하는 단계를 포함한다. 비도전성 비아(116)를 제조하는 단계는 부정합 층(106) 및 제1 도전성 층(112)을 관통하여 압전 층(102) 내까지 제2의 복수의 트렌치를 커팅하는 단계를 포함할 수 있다. 부정합 층(106)이 상기 제2의 복수의 트렌치를 제조하기 전에 상기 제1 도전성 층(112)에 이미 라미네이트되었기 때문에, 트렌치당 단일 커팅으로 상기 부정합 층(106) 및 제1 도전성 층(112)을 관통하여 압전 층(102) 내까지 커팅할 수 있다. 다음에, 상기 제2의 복수의 트렌치는 유전체 물질로 충진되어 복수의 비도전성 비아(116)를 형성한다.The second embodiment will be described using FIGS. 1A, 1B and 1C even though the process depicted by FIGS. 1A, 1B and 1C is not exactly the same as the second embodiment. According to a second embodiment, the method comprises forming the mismatched layer 106 onto the first conductive layer 112 (which is attached to the piezoelectric layer 102) prior to fabricating the conductive through vias 108 or the non-conductive vias 116. ) may include the step of attaching to. When the misfit layer 106 is attached to the first conductive layer 112 and indirectly to the piezoelectric layer 102, the method can be used to attach the second conductive layer 114, the piezoelectric layer 102, and the first conductive layer 112. ) and manufacturing a conductive through via 108 by cutting a plurality of trenches and then filling each of the trenches with a conductive material. Fabricating the non-conductive vias 116 may include cutting a second plurality of trenches through the mismatch layer 106 and the first conductive layer 112 into the piezoelectric layer 102 . Because the mismatch layer 106 has already been laminated to the first conductive layer 112 prior to fabricating the second plurality of trenches, a single cut per trench is required to remove the mismatch layer 106 and the first conductive layer 112. It is possible to cut through to the inside of the piezoelectric layer 102. Next, the second plurality of trenches are filled with a dielectric material to form a plurality of non-conductive vias 116.

도전성 관통 비아(108) 및 비도전성 비아(116)를 제조한 후에, 정합 층(104)과 같은 하나 이상의 정합 층이 제2 도전성 층(114)에 부착되어 음향 스택(100)을 완성할 수 있다. 다음에, 음향 스택(100)이 커팅되어 복수의 변환기 유닛(150)이 형성되고, 각각의 변환기 유닛(150)은 제1 실시형태와 관련하여 설명한 것과 동일 방식으로 개별 변환기 요소(162)를 생성하기 위해 추가로 가공되고 가요성 회로(160)와 같은 집적 회로에 부착된다.After fabricating the conductive through vias 108 and non-conductive vias 116, one or more matching layers, such as matching layer 104, may be attached to the second conductive layer 114 to complete the acoustic stack 100. . Next, the acoustic stack 100 is cut to form a plurality of transducer units 150, each transducer unit 150 producing an individual transducer element 162 in the same manner as described with respect to the first embodiment. It is further processed and attached to an integrated circuit, such as flexible circuit 160.

도 3a는 실시형태에 따른 음향 스택(101)의 분해 사시도의 개략 표시도이다. 도 3b는 실시형태에 따른 음향 스택(101)의 사시도의 개략 표시도이고, 도 3c는 실시형태에 따른 초음파 변환기(166)의 사시도의 개략 표시도이다. 도 3a, 3b 및 3c는 초음파 변환기를 제조하는 제3 실시형태를 설명하기 위해 사용될 것이다. 동일한 참조 번호는 앞에서 설명한 요소들을 표시하기 위해 사용될 것이다.3A is a schematic representation of an exploded perspective view of an acoustic stack 101 according to an embodiment. FIG. 3B is a schematic representation of a perspective view of an acoustic stack 101 according to an embodiment, and FIG. 3C is a schematic representation of a perspective view of an ultrasonic transducer 166 according to an embodiment. 3A, 3B and 3C will be used to explain a third embodiment of manufacturing an ultrasonic transducer. The same reference numbers will be used to indicate previously described elements.

초음파 변환기를 제조하는 제3 실시형태에 따르면, 방법은 압전 층(102)을 관통하는 복수의 도전성 관통 비아(108)를 제조하는 단계를 포함한다. 제3 실시형태는 도 3a, 3b 및 3c와 관련하여 설명할 것이다. 제1 도전성 층(112)과 제2 도전성 층(114)은 도전성 관통 비아(108)를 제조하기 전에 압전 층(102)에 부착될 수 있다. 앞의 실시형태에서 설명한 것처럼, 도전성 관통 비아(108)를 제조하는 단계는 압전 층(102) 및 제1 도전성 층(112)과 제2 도전성 층(114) 둘 다를 관통하여 제1의 복수의 트렌치를 커팅하는 단계를 포함할 수 있다. 제1 및 제2 도전성 층이 압전 층(102)에 부착되지 않은 다른 실시형태에 따르면, 상기 제1의 복수의 트렌치를 커팅하는 단계는 압전 층(102)을 관통하여(및 어떠한 도전성 층도 관통하지 않고) 커팅하는 단계를 포함할 수 있다. 제1의 복수의 트렌치를 커팅한 후, 상기 제1의 복수의 트렌치는 하나 이상의 도전성 첨가제를 포함한 에폭시와 같은 도전성 물질로 충진된다.According to a third embodiment of manufacturing an ultrasonic transducer, the method includes manufacturing a plurality of conductive through vias (108) penetrating the piezoelectric layer (102). A third embodiment will be described with reference to FIGS. 3A, 3B and 3C. First conductive layer 112 and second conductive layer 114 may be attached to piezoelectric layer 102 prior to fabricating conductive through vias 108 . As described in the previous embodiment, fabricating the conductive through vias 108 includes penetrating the piezoelectric layer 102 and both the first and second conductive layers 112 and 114 to form the first plurality of trenches. It may include the step of cutting. According to another embodiment in which the first and second conductive layers are not attached to the piezoelectric layer 102, cutting the first plurality of trenches may include cutting the first plurality of trenches through the piezoelectric layer 102 (and through any conductive layer). (without) may include a cutting step. After cutting the first plurality of trenches, the first plurality of trenches are filled with a conductive material such as epoxy containing one or more conductive additives.

다음에, 복수의 비도전성 비아(116)가 제조된다. 도 3a, 3b 및 3c에 도시된 것처럼, 비도전성 비아(116)는 압전 층(102) 내로 일부만 연장할 수 있다. 비도전성 비아(116)는 제1 도전성 층(112)을 전기적으로 분리한다. 비도전성 비아(116)를 제조하는 단계는 제1 도전성 층(112)을 관통하여 압전 층(102) 내까지 제2의 복수의 트렌치를 커팅하는 단계를 포함한다. 상기 제2의 복수의 트렌치는 방위각 방향(110)으로 연장한다.Next, a plurality of non-conductive vias 116 are fabricated. As shown in FIGS. 3A, 3B, and 3C, non-conductive via 116 may extend only partially into piezoelectric layer 102. Non-conductive vias 116 electrically isolate first conductive layer 112. Fabricating the non-conductive vias 116 includes cutting a second plurality of trenches through the first conductive layer 112 and into the piezoelectric layer 102. The second plurality of trenches extend in the azimuthal direction (110).

다른 실시형태에 따르면, 상기 복수의 비도전성 비아(116)는 복수의 도전성 관통 비아(108) 전에 제조될 수 있고, 또는, 다른 실시형태에 따르면, 상기 복수의 비도전성 비아(116)는 복수의 도전성 관통 비아(108)와 동시에 제조될 수 있다.According to another embodiment, the plurality of non-conductive vias 116 may be fabricated before the plurality of conductive through vias 108, or, according to another embodiment, the plurality of non-conductive vias 116 may be fabricated before the plurality of conductive through vias 108. It can be manufactured simultaneously with the conductive through vias 108.

다음에, 정합 층(104)이 음향 스택(101)을 형성하기 위해 제2 도전성 층(114)에 부착된다. 정합 층(104)을 제2 도전성 층(114)에 부착한 후에, 상기 음향 스택(101)은 커팅되어 복수의 개별 변환기 유닛(153)이 형성된다. 실시형태에 따르면, 음향 스택(101)은 각각의 도전성 관통 비아(108)를 따라 커팅함으로써 상기 개별 변환기 유닛(153)으로 분리될 수 있다. 도 3b의 점선(154)은 음향 스택(101)을 변환기 유닛(153)으로 분리하기 위해 사용할 수 있는 커팅의 위치를 표시한다.Next, a matching layer 104 is attached to the second conductive layer 114 to form the acoustic stack 101. After attaching the matching layer 104 to the second conductive layer 114, the acoustic stack 101 is cut to form a plurality of individual transducer units 153. According to an embodiment, the acoustic stack 101 can be separated into the individual transducer units 153 by cutting along each conductive through via 108. Dashed line 154 in FIG. 3B indicates the location of cuts that can be used to separate acoustic stack 101 into transducer units 153.

초음파 유닛(153)들을 분리한 후에, 각각의 초음파 유닛(153)은 가요성 회로(160)와 같은 별도의 집적 회로에 부착되고, 그 다음에 각각의 초음파 유닛(153)은 도 3c에 도시된 것처럼 초음파 변환기(166)를 형성하기 위해 개별 초음파 요소(164)로 분리된다. 도 3c에 도시된 초음파 유닛(163)은 개별 변환기 요소(164)를 형성하도록 커팅되었다.After separating the ultrasonic units 153, each ultrasonic unit 153 is attached to a separate integrated circuit, such as flexible circuit 160, and then each ultrasonic unit 153 is connected to the circuit shown in Figure 3C. are separated into individual ultrasonic elements 164 to form ultrasonic transducers 166. The ultrasonic unit 163 shown in Figure 3C has been cut to form individual transducer elements 164.

실시형태에 따르면, 변환기 유닛(153)을 커팅하여 복수의 변환기 요소(164)를 형성하는 단계는 정합 층(104), 제2 도전성 층(114), 압전 층(102) 및 제1 도전성 층(112)을 관통하여 커팅하는 단계를 포함한다. 개별 변환기 요소(164)를 형성하기 위해, 압전 층(102)을 적어도 거의 완전히 관통하여 커팅할 필요가 있다. 예를 들면, 변환기 요소(164)들을 구별하기 위해 압전 층(102)을 적어도 75% 관통하여 커팅할 필요가 있다. 변환기 요소(164)들을 분리한 후에, 상기 커팅부는 에폭시 또는 첨가제를 포함한 에폭시와 같은 충진재로 충진될 수 있고, 또는 상기 커팅부는 충진되지 않은 채로 유지될 수 있다. 변환기 유닛(153)을 가요성 회로(160)에 장착하고 변환기 유닛(153)을 커팅하여 개별 변환기 요소(164)를 형성한 후에, 각각의 초음파 변환기(166)가 프로브 보디에 설치되어 초음파 프로브를 형성할 수 있다. 예를 들면, 실시형태에 따르면, 초음파 변환기(166)는 초음파 변환기(252) 대신에 프로브 보디(256)와 같은 프로브 보디에 부착될 수 있다.According to an embodiment, cutting the transducer unit 153 to form a plurality of transducer elements 164 includes the matching layer 104, the second conductive layer 114, the piezoelectric layer 102 and the first conductive layer ( It includes the step of cutting through 112). To form the individual transducer elements 164, it is necessary to cut through the piezoelectric layer 102 at least almost completely. For example, it may be necessary to cut through at least 75% of the piezoelectric layer 102 to differentiate the transducer elements 164. After separating the transducer elements 164, the cut can be filled with a filler such as epoxy or epoxy with additives, or the cut can be left unfilled. After mounting the transducer units 153 to the flexible circuit 160 and cutting the transducer units 153 to form individual transducer elements 164, each ultrasonic transducer 166 is installed in the probe body to use the ultrasonic probe. can be formed. For example, according to embodiments, ultrasonic transducer 166 may be attached to a probe body, such as probe body 256, instead of ultrasonic transducer 252.

도 3c에서, 2개의 비도전성 비아(116)는 압전 층(102) 양단에 전위의 인가를 가능하게 한다. 예를 들면, 제1 영역(168)은 제1 전위에 있고, 빗금 표시된 제2 영역(169)은 상기 제1 전위와 다른 제2 전위에 있을 수 있다. 관례에 따라서, 상기 제1 영역(168)은 양전위에 있다고 간주되고, 상기 제2 영역(169)은 전기적 접지에 있다고 간주될 수 있다. 그러나 실제로는 전위들은 뒤바뀔 수 있다(즉, 제1 영역(168)은 전기적 접지에 있고 제2 영역(169)은 양전위에 있을 수 있다). 게다가, 제1 영역(168)과 제2 영역(169) 둘 다는 진정한 전기적 접지에 있지 않을 수 있다. 압전 층(102)을 진동시키기 위해, 압전 층(102) 양단에 전위차를 인가할 필요만 있다. 도전성 관통 비아(108)는 상기 제2 영역(169)과 접촉하는 압전 층(102)의 부분과 가요성 회로(160) 간의 전기 접속을 가능하게 한다.3C, two non-conductive vias 116 enable the application of an electric potential across the piezoelectric layer 102. For example, the first area 168 may be at a first potential, and the hatched second area 169 may be at a second potential different from the first potential. By convention, the first region 168 may be considered to be at a positive potential and the second region 169 may be considered to be at electrical ground. However, in reality, the potentials may be reversed (i.e., the first region 168 may be at electrical ground and the second region 169 may be at a positive potential). Additionally, both first region 168 and second region 169 may not be at true electrical ground. To vibrate the piezoelectric layer 102, it is only necessary to apply a potential difference across the piezoelectric layer 102. Conductive through vias 108 enable electrical connection between flexible circuit 160 and a portion of piezoelectric layer 102 that contacts second region 169 .

도 4a는 실시형태에 따른 음향 스택(180)의 사시도의 개략 표시도이고, 도 4b는 실시형태에 따른 초음파 변환기(185)의 사시도의 개략 표시도이다. 도 4a 및 4b는 제4 실시형태와 관련하여 설명될 것이다. 동일한 참조 번호는 앞에서 설명한 요소들을 표시하기 위해 사용될 것이다.FIG. 4A is a schematic representation of a perspective view of an acoustic stack 180 according to an embodiment, and FIG. 4B is a schematic representation of a perspective view of an ultrasonic transducer 185 according to an embodiment. Figures 4A and 4B will be explained in connection with the fourth embodiment. The same reference numbers will be used to indicate previously described elements.

전술한 바와 같이, 제1 도전성 층(112)과 제2 도전성 층(114)이 라미네이션 또는 스퍼터링과 같은 공정을 통하여 압전 층(102)에 부착될 수 있다. 제4 실시형태에 따르면, 초음파 변환기를 제조하는 방법은 정합 층(104)을 제2 도전성 층(114)(이것은 압전 층(102)에 부착된 것임)에 먼저 부착하는 단계를 포함할 수 있다. 다른 실시형태에서, 상기 정합 층(104)은 2개 이상의 정합 층으로 교체될 수 있고, 이때 각각의 정합 층은 압전 층(102)에 라미네이트된 상이한 음향 임피던스를 갖는다. 상기 정합 층(104)을 제2 도전성 층(114)에 부착(및 상기 정합 층(104)을 압전 층(102)에 간접적으로 부착)한 후에, 상기 방법은 복수의 도전성 관통 비아(108) 및 복수의 비도전성 비아(116)를 제조하는 단계를 포함한다.As described above, the first conductive layer 112 and the second conductive layer 114 may be attached to the piezoelectric layer 102 through a process such as lamination or sputtering. According to a fourth embodiment, a method of manufacturing an ultrasonic transducer may include first attaching a matching layer 104 to a second conductive layer 114, which is attached to the piezoelectric layer 102. In other embodiments, the matching layer 104 may be replaced with two or more matching layers, each matching layer having a different acoustic impedance laminated to the piezoelectric layer 102. After attaching the matching layer 104 to the second conductive layer 114 (and indirectly attaching the matching layer 104 to the piezoelectric layer 102), the method includes a plurality of conductive through vias 108 and and fabricating a plurality of non-conductive vias (116).

제4 실시형태에 따르면, 도전성 관통 비아(108)를 제조하는 단계는 제1의 복수의 트렌치를 방위각 방향(110)으로 커팅하는 단계와, 그 다음에 상기 제1의 복수의 트렌치를 하나 이상의 도전성 첨가제를 포함한 에폭시와 같은 도전성 물질로 충진하는 단계를 포함할 수 있다. 도 4a에 도시된 것처럼, 도전성 관통 비아(108)는 정합 층(104), 제2 도전성 층(114), 압전 층(102) 및 제1 도전성 층(112)을 관통하여 연장된다. 그러므로 제1의 복수의 트렌치를 커팅하는 단계는 정합 층(104), 제2 도전성 층(114), 압전 층(102) 및 제1 도전성 층(112)을 관통하여 제1의 복수의 트렌치를 커팅하는 단계를 포함한다. 트렌치를 커팅하기 전에 정합 층(104)이 제2 도전성 층(114)에 부착되기 때문에, 정합 층(104), 제2 도전성 층(114), 압전 층(102) 및 제1 도전성 층(112)을 관통하는 단일 커팅으로 각각의 트렌치를 제조할 수 있다.According to a fourth embodiment, fabricating the conductive through vias 108 includes cutting a first plurality of trenches in the azimuthal direction 110, and then cutting the first plurality of trenches into one or more conductive vias. It may include filling with a conductive material such as epoxy containing additives. As shown in FIG. 4A , conductive through vias 108 extend through matching layer 104 , second conductive layer 114 , piezoelectric layer 102 and first conductive layer 112 . Therefore, the step of cutting the first plurality of trenches includes cutting the first plurality of trenches through the matching layer 104, the second conductive layer 114, the piezoelectric layer 102, and the first conductive layer 112. It includes steps to: Because the match layer 104 is attached to the second conductive layer 114 before cutting the trench, the match layer 104, second conductive layer 114, piezoelectric layer 102, and first conductive layer 112 Each trench can be manufactured with a single cut through the trench.

복수의 비도전성 비아(116)는 제1 도전성 층(112)을 관통하여 압전 층(102) 내까지 제2의 복수의 트렌치를 커팅함으로써 제조된다. 상기 제2의 복수의 트렌치도 또한 방위각 방향(110)으로 커팅된다. 상기 제2의 복수의 트렌치는 그 다음에 복수의 비도전성 비아(116)를 형성하기 위해 유전체 물질로 충진된다. 각각의 비도전성 비아(116)는 제1 도전성 층(112)을 전부 관통하여 압전 층(102) 내까지 연장한다.A plurality of non-conductive vias 116 are fabricated by cutting a second plurality of trenches through the first conductive layer 112 and into the piezoelectric layer 102. The second plurality of trenches are also cut in the azimuthal direction (110). The second plurality of trenches are then filled with a dielectric material to form a plurality of non-conductive vias 116. Each non-conductive via 116 extends entirely through first conductive layer 112 and into piezoelectric layer 102.

다음에, 음향 스택(180)을 도 4a에 도시된 점선(171)을 따라 커팅함으로써 복수의 개별 변환기 유닛(170)으로 분리된다. 실시형태에 따르면, 상기 커팅은 도전성 관통 비아(108)를 따라 이루어질 수 있다.Next, the acoustic stack 180 is separated into a plurality of individual transducer units 170 by cutting along the dotted line 171 shown in FIG. 4A. According to embodiments, the cutting may be made along a conductive through via (108).

다음에, 각각의 변환기 유닛(170)이 가요성 회로(160)와 같은 집적 회로에 부착된다. 변환기 유닛(170)을 가요성 회로(160)에 부착한 후에, 변환기 유닛(170)은 복수의 개별 변환기 요소(172)를 형성하도록 커팅된다. 이 커팅부는 에폭시와 같은 충진재로 충진될 수 있고, 또는 이 커팅부는 충진되지 않은 채로 유지될 수 있다. 다른 실시형태에 따르면, 각각의 변환기 유닛(170)은 각각의 변환기 유닛(170)을 가요성 회로(160)에 부착하기 전에 개별 변환기 요소(172)를 형성하도록 커팅될 수 있다. 도 4b에 도시된 초음파 변환기(185)는 6개의 요소를 가진 선형 어레이이지만, 상기 방법은 다른 수의 요소를 가진 선형 어레이를 제조하기 위해 사용될 수 있다는 점을 이해할 것이다. 실시형태에 따르면, 초음파 변환기(185)는 초음파 변환기(252) 대신에 프로브 보디(256)와 같은 프로브 보디에 부착될 수 있다.Next, each transducer unit 170 is attached to an integrated circuit, such as flexible circuit 160. After attaching transducer unit 170 to flexible circuit 160, transducer unit 170 is cut to form a plurality of individual transducer elements 172. This cut can be filled with a filler such as epoxy, or the cut can be left unfilled. According to another embodiment, each transducer unit 170 may be cut to form individual transducer elements 172 prior to attaching each transducer unit 170 to flexible circuit 160. The ultrasonic transducer 185 shown in Figure 4B is a linear array with six elements, but it will be appreciated that the method can be used to fabricate linear arrays with other numbers of elements. According to embodiments, ultrasonic transducer 185 may be attached to a probe body, such as probe body 256, instead of ultrasonic transducer 252.

도 4b를 참조하면, 실시형태에 따라서, 가요성 회로(160)로부터의 양의 접점이 점(182)으로 표시된 제1 도전성 층(112) 부분에 접속할 수 있다. 점(184)으로 표시된 것과 같은 압전 층(102)의 반대쪽은 가요성 회로(160)의 접지 접점에 전기적으로 접속된다. 가요성 회로(160)의 접지 접점은 인터포저(도시 생략) 내의 전기 접속을 통하여 제2 도전성 층(114)에 접속될 수 있다. 마찬가지로, 인터포저는 점(188, 189)으로 표시된 제1 도전성 층(112) 부분에 접속하기 위해 사용될 수 있다. 점(188, 189, 184)들은 모두 각각의 변환기 유닛(170)에 부착된 도전성 관통 비아(108)의 부분들에 의해 전기적으로 접속된다. 도전성 관통 비아(108)를 따라 커팅함으로써 변환기 유닛(170)들을 분리하면 반대 극성을 가진 실시형태(도시 생략)에 따라 접지 접점(위에서 설명함) 또는 양의 접점용으로 사용되는 제1 도전성 층(112)과 제2 도전성 층(114) 사이에 전기적 접속을 제공한다. 비도전성 비아(116)는 점(182)과 같이 양전위인 제1 도전성 층의 부분을 점(188, 189)과 같이 접지인 제1 도전성 층(112)의 부분들로부터 전기적으로 격리시키는데 소용된다. 도 4b에서 176으로 표시된 빗금친 부분은 모두 동일 전위로 유지될 수 있다. 도 4b에 도시된 비도전성 비아(116)는 174에 접속된 압전 층(102)의 제1 측을 빗금 부분(176)에 접속된 압전 층(102)의 주변으로부터 전기적으로 격리시키는데 소용된다.Referring to FIG. 4B , depending on the embodiment, a positive contact from flexible circuit 160 may connect to a portion of first conductive layer 112 indicated by point 182 . The opposite side of piezoelectric layer 102, such as indicated by point 184, is electrically connected to the ground contact of flexible circuit 160. The ground contact of flexible circuit 160 may be connected to second conductive layer 114 through an electrical connection within an interposer (not shown). Likewise, an interposer may be used to connect portions of first conductive layer 112 indicated by points 188 and 189. Points 188, 189, and 184 are all electrically connected by portions of conductive through vias 108 attached to each transducer unit 170. Separating the transducer units 170 by cutting along the conductive through vias 108 forms a first conductive layer (described above) or a positive contact, depending on the embodiment (not shown) with opposite polarity. Provides electrical connection between 112) and second conductive layer 114. The non-conductive via 116 is used to electrically isolate portions of the first conductive layer 112 that are positive, such as point 182, from portions of the first conductive layer 112 that are ground, such as points 188 and 189. All hatched portions indicated by 176 in FIG. 4B can be maintained at the same potential. The non-conductive via 116 shown in FIG. 4B serves to electrically isolate the first side of the piezoelectric layer 102 connected to 174 from the periphery of the piezoelectric layer 102 connected to the hatched portion 176.

제5 실시형태에 따르면, 도전성 관통 비아(108) 또는 비도전성 비아(116)를 제조하기 전에 정합 층(104)이 제2 도전성 층(114)에 부착되고 부정합 층(106)이 제1 도전성 층(112)에 부착될 수 있다. 정합 층(104) 및 부정합 층(106)을 부착한 후에, 방법은 복수의 도전성 관통 비아(108)를 제조하는 단계와 복수의 비도전성 비아(116)를 제조하는 단계를 포함한다. 도 5a는 실시형태에 따른 음향 스택(190)의 사시도의 개략 표시도이다. 도 5b는 실시형태에 따른 초음파 변환기(193)의 사시도의 개략 표시도이다. 도 5a 및 5b는 제5 실시형태의 설명 중에 참조될 것이다.According to a fifth embodiment, before fabricating the conductive through vias 108 or non-conductive vias 116, the match layer 104 is attached to the second conductive layer 114 and the mismatch layer 106 is attached to the first conductive layer. It may be attached to (112). After attaching the match layer 104 and mismatch layer 106, the method includes fabricating a plurality of conductive through vias 108 and fabricating a plurality of non-conductive vias 116. 5A is a schematic representation of a perspective view of an acoustic stack 190 according to an embodiment. Figure 5B is a schematic representation of a perspective view of the ultrasonic transducer 193 according to an embodiment. 5A and 5B will be referred to during the description of the fifth embodiment.

복수의 도전성 관통 비아(108)를 제조하는 단계는 정합 층(104), 제2 도전성 층(114), 압전 층(102) 및 제1 도전성 층(112)을 관통하여 제1의 복수의 트렌치를 커팅하는 단계와; 상기 제1의 복수의 트렌치를 도전성 물질로 충진하는 단계를 포함한다. 복수의 비도전성 비아(116)를 제조하는 단계는 제2의 복수의 트렌치를 부정합 층(106) 및 제1 도전성 층(112) 둘 다를 관통하여 압전 층(102) 내까지 커팅하는 단계와; 그 다음에 상기 제2의 복수의 트렌치를 유전체 물질로 충진하는 단계를 포함한다. 다른 실시형태에서 따라서, 상기 방법은 복수의 도전성 관통 비아(108)를 제조하기 전에 복수의 비도전성 비아(116)를 제조하는 단계를 포함할 수 있고, 또는 각종 실시형태는 복수의 비도전성 비아(116)와 복수의 도전성 관통 비아(108)를 병행하여 제조하는 단계를 포함할 수 있다. 음향 스택(190)은 음향 스택(190)을 복수의 변환기 유닛(192)으로 분할하기 위해 점선(191)을 따라 커팅될 수 있다.The step of manufacturing the plurality of conductive through vias 108 includes penetrating the matching layer 104, the second conductive layer 114, the piezoelectric layer 102, and the first conductive layer 112 to form a first plurality of trenches. cutting step; and filling the first plurality of trenches with a conductive material. Fabricating the plurality of non-conductive vias (116) includes cutting a second plurality of trenches through both the mismatch layer (106) and the first conductive layer (112) into the piezoelectric layer (102); followed by filling the second plurality of trenches with a dielectric material. According to other embodiments, the method may include fabricating a plurality of non-conductive vias 116 prior to fabricating a plurality of conductive through vias 108, or, in various embodiments, a plurality of non-conductive vias ( 116) and a plurality of conductive through vias 108 may be manufactured in parallel. The acoustic stack 190 may be cut along the dotted line 191 to divide the acoustic stack 190 into a plurality of transducer units 192.

앞의 5개의 실시형태는 선형 초음파 변환기 어레이의 제조에 적용할 수 있다. 각각의 변환기 요소는 제2 도전성 층(114)으로부터 가요성 회로(160)로의 접지 복귀 경로를 제공하기 위해(또는 반대 극성을 가진 실시형태의 경우 가요성 회로(160)와 제2 도전성 층(114) 사이에 양의 전기 접속을 제공하기 위해) 도전성 관통 비아(108)에 의해 제공되는 접속에 의존한다. 어레이가 선형 어레이에서 고도(elevation) 방향(111)으로 단지 하나의 요소만큼 넓기 때문에, 제1 도전성 층(112)은 변환기 유닛을 커팅(다이싱)하여 개별 변환기 요소를 형성한 후에도 각각의 변환기 요소의 제2 도전성 층(114)에 전기적으로 접속된다. 그러나 고도 방향으로 변환기 유닛을 커팅하여 개별 변환기 요소를 형성하면 도전성 관통 비아(108)에 의해 제공되는 제2 도전성 층(114)과 제1 도전성 층(112) 간의 전기 접속을 파괴하기 때문에, 이같은 구조는 고도 방향(111)으로 2개 이상의 요소를 가진 변환기 설계에서는 명확히 작용하지 않을 것이다. 다시 말해서, 도전성 관통 비아(108)는 외부 요소에 대하여 전기 접속을 제공할 수 있을 뿐이고; 2D 어레이에서 내부 요소(즉, 다른 변환기 요소에 의해 방위각 방향과 고도 방향 둘 다에서 둘러싸인 변환기 요소)인 요소들은 접지 복귀를 위한 필요한 전기 접속을 갖지 않을 것이다. 뒤에서 설명할 다음의 2개의 실시형태는 1.25D 어레이, 1.5D 어레이, 1.75D 어레이 및 2D 매트릭스 어레이와 같이 고도 방향으로 2개 이상 행의 요소들을 가진 어레이에 특히 잘 적합될 것이다. 실시형태에 따라서, 초음파 변환기(193)는 초음파 변환기(252) 대신에 프로브 보디(256)와 같은 프로브 보디에 부착될 수 있다.The previous five embodiments are applicable to the manufacture of a linear ultrasonic transducer array. Each transducer element is connected to the flexible circuit 160 and the second conductive layer 114 to provide a ground return path from the second conductive layer 114 to the flexible circuit 160 (or for embodiments with opposite polarity). ) relies on the connection provided by the conductive through vias 108 to provide a positive electrical connection between them. Because the array is only one element wide in the elevation direction 111 in a linear array, the first conductive layer 112 remains on the individual transducer elements even after the transducer units are cut (diced) to form individual transducer elements. is electrically connected to the second conductive layer 114. However, cutting the transducer unit in the elevation direction to form individual transducer elements destroys the electrical connection between the second conductive layer 114 and the first conductive layer 112 provided by the conductive through vias 108. will obviously not work in transducer designs with more than two elements in the elevation direction (111). In other words, conductive through vias 108 can only provide electrical connections to external elements; Elements that are internal elements (i.e., transducer elements surrounded in both the azimuth and elevation directions by other transducer elements) in a 2D array will not have the necessary electrical connections for ground return. The next two embodiments, described below, will be particularly well suited to arrays with two or more rows of elements in the elevation direction, such as 1.25D arrays, 1.5D arrays, 1.75D arrays, and 2D matrix arrays. Depending on the embodiment, the ultrasonic transducer 193 may be attached to a probe body, such as the probe body 256, instead of the ultrasonic transducer 252.

도 6a는 실시형태에 따른 음향 스택(200)의 분해 사시도의 개략 표시도이다. 도 6b는 예시적 실시형태에 따른 음향 스택(200)의 사시도의 개략 표시도이다. 도 6c는 예시적 실시형태에 따른 초음파 변환기(205)의 사시도의 개략 표시도이다. 도 6a, 6b 및 6c는 제6 실시형태를 설명하기 위해 사용될 것이다. 동일한 참조 번호는 앞에서 설명한 요소들을 표시하기 위해 사용될 것이다.6A is a schematic representation of an exploded perspective view of an acoustic stack 200 according to an embodiment. FIG. 6B is a schematic representation of a perspective view of an acoustic stack 200 according to an example embodiment. Figure 6C is a schematic representation of a perspective view of an ultrasonic transducer 205 according to an example embodiment. Figures 6A, 6B and 6C will be used to explain the sixth embodiment. The same reference numbers will be used to indicate previously described elements.

제6 실시형태에 따르면, 압전 층(102)이 정합 층(104)에 부착될 수 있다. 복수의 도전성 관통 비아(108)는, 압전 층(102) 및 정합 층(104)을 관통하여 제1의 복수의 트렌치를 커팅하고, 그 다음에 상기 제1의 복수의 트렌치를 하나 이상의 도전성 첨가제를 포함한 에폭시와 같은 도전성 물질로 충진함으로써 제조될 수 있다. 상기 제1의 복수의 트렌치는 방위각 방향(110)에 평행하게 커팅된다.According to the sixth embodiment, the piezoelectric layer 102 may be attached to the matching layer 104. A plurality of conductive through vias 108 cut a first plurality of trenches through the piezoelectric layer 102 and the matching layer 104 and then fill the first plurality of trenches with one or more conductive additives. It can be manufactured by filling it with a conductive material such as epoxy. The first plurality of trenches are cut parallel to the azimuthal direction 110.

다음에, 도 6b에 도시된 각각의 점선(202)을 따라 음향 스택(200)을 커팅함으로써 음향 스택(200)은 복수의 별개의 변환기 유닛(198)이 형성되도록 커팅된다. 점선(202)으로 표시한 바와 같이, 변환기 유닛(198)을 분리하는 커팅부는 도전성 관통 비아(108)를 따라 위치된다. 이 커팅 처리는 각각의 변환기 유닛(198)에 도전성 관통 비아(108)로부터의 일부 도전성 물질을 남긴다.Next, the acoustic stack 200 is cut to form a plurality of separate transducer units 198 by cutting the acoustic stack 200 along each dotted line 202 shown in FIG. 6B. As indicated by dashed line 202 , the cut separating transducer unit 198 is located along conductive through via 108 . This cutting process leaves some conductive material from the conductive through vias 108 in each converter unit 198.

도 6c는 실시형태에 따른 초음파 변환기(205)의 사시도의 개략 표시도이다. 개별 변환기 유닛(198)들을 제조한 후에, 각각의 변환기 유닛(198)은 가요성 회로(160)와 같은 집적 회로에 부착되고, 개별 변환기 요소(167)를 형성하기 위해 정합 층(104)과 압전 층(102)을 관통하는 복수의 커팅이 이루어진다. 실시형태에 따라서, 각각의 변환기 유닛(198)은 고도 방향(111)으로 2개 이상 행의 변환기 요소를 가진 어레이를 생성하기 위해 방위각 방향(110) 및 고도 방향(111) 둘 다의 방향으로 커팅함으로써 분할될 수 있다. 커팅부는 격리 커팅부(207)를 형성하기 위해 비도전성 물질로 충진된다. 격리 커팅부(207)는 음향적으로 및 전기적으로 개별 변환기 요소(167)들을 분리한다. 비록 도 6c에 도시되지 않았지만, 도전성 층은 각각의 변환기 요소(167)들을 도전성 관통 비아(108)와 전기적으로 접속하기 위해 상부에(즉, 가요성 회로(160) 반대 측에) 배치될 수 있다. 이것은 예를 들면 각각의 변환기 요소(167)에 접지 복귀 접속을 제공하기 위해 사용될 수 있다. 도전성 관통 비아(108)는 각각의 변환기 요소(167)와 가요성 회로(160) 사이에 전기적 복귀 경로를 제공한다. 실시형태에 따라서, 양의 전기 접점이 가요성 회로(160)와 각각의 변환기 요소(167) 사이에 제공될 수 있다. 상기 격리 커팅부(207)는 1.25D 어레이, 1.5D 어레이, 1.75D 어레이 또는 2D 매트릭스 어레이를 제조하기 위해 사용될 수 있다. 실시형태에 따라서, 초음파 변환기(205)는 초음파 변환기(252) 대신에 프로브 보디(256)와 같은 프로브 보디에 부착될 수 있다.Figure 6C is a schematic representation of a perspective view of an ultrasonic transducer 205 according to an embodiment. After fabricating the individual transducer units 198, each transducer unit 198 is attached to an integrated circuit, such as flexible circuit 160, and mated with a piezoelectric layer 104 to form an individual transducer element 167. Multiple cuts are made through layer 102. Depending on the embodiment, each transducer unit 198 cuts in both the azimuthal direction 110 and the elevation direction 111 to create an array with two or more rows of transducer elements in the elevation direction 111. It can be divided by doing this. The cutting portion is filled with a non-conductive material to form an isolation cutting portion (207). Isolation cuts 207 acoustically and electrically separate the individual transducer elements 167. Although not shown in FIG. 6C, a conductive layer may be disposed on top (i.e., on the side opposite flexible circuit 160) to electrically connect each transducer element 167 with a conductive through via 108. . This may be used, for example, to provide a ground return connection to each transducer element 167. Conductive through vias 108 provide an electrical return path between each transducer element 167 and flexible circuit 160. Depending on the embodiment, positive electrical contact may be provided between the flexible circuit 160 and each transducer element 167 . The isolation cutting portion 207 can be used to manufacture a 1.25D array, 1.5D array, 1.75D array, or 2D matrix array. Depending on the embodiment, ultrasonic transducer 205 may be attached to a probe body, such as probe body 256, instead of ultrasonic transducer 252.

도 7a는 실시형태에 따른 음향 스택(290)의 사시도의 개략 표시도이다. 도 7b는 실시형태에 따른 초음파 변환기(255)의 사시도의 개략 표시도이다. 동일한 요소는 동일한 참조 번호로 표시된다.7A is a schematic representation of a perspective view of an acoustic stack 290 according to an embodiment. 7B is a schematic representation of a perspective view of an ultrasonic transducer 255 according to an embodiment. Identical elements are indicated with the same reference number.

초음파 변환기를 제조하는 예시적 방법에 따라서, 정합 층(104)이 압전 층(102)에 부착되고 부정합 층(106)이 압전 층(102)에 부착된다. 정합 층(104)과 부정합 층(106)을 압전 층(102)에 부착한 후, 정합 층(104)과 압전 층(102)을 관통하여 복수의 트렌치를 커팅하고 상기 복수의 트렌치를 도전성 에폭시와 같은 도전성 물질로 충진함으로써 도전성 관통 비아(108)가 제조된다.According to an exemplary method of manufacturing an ultrasonic transducer, a matching layer (104) is attached to the piezoelectric layer (102) and a mismatching layer (106) is attached to the piezoelectric layer (102). After attaching the matching layer 104 and the mismatching layer 106 to the piezoelectric layer 102, a plurality of trenches are cut through the matching layer 104 and the piezoelectric layer 102, and the plurality of trenches are sealed with conductive epoxy. A conductive through via 108 is manufactured by filling it with the same conductive material.

다음에, 도 7a에 도시된 점선(260)을 따라 커팅함으로써 음향 스택(290)이 복수의 변환기 유닛(262)로 분할된다. 변환기 유닛(262)을 분할한 후에, 각각의 변환기 유닛(262)이 가요성 회로(160)와 같은 집적 회로에 부착되고, 그 다음에 복수의 개별 변환기 요소(270)를 형성하도록 변환기 유닛(262)이 다이싱된다. 다이싱(커팅)은 복수의 변환기 요소(270)를 형성하도록 실시형태에 따라 정합 층(104), 압전 층(102) 및 부정합 층(106)을 관통하여 커팅하는 것을 포함할 수 있다. 이 기법은 1.25D 어레이, 1.5D 어레이, 1.75D 어레이 또는 2D 매트릭스 어레이와 같이 고도 방향으로 2개 이상 행의 요소들을 가진 임의 유형의 초음파 변환기에 적당할 수 있다. 도 6a, 6b 및 6c와 관련하여 설명한 것처럼, 고도 방향(111)으로 2개 이상 행의 변환기 요소를 가진 어레이를 생성하기 위해 각각의 변환기 요소(270)는 방위각 방향(110) 및 고도 방향(111) 둘 다의 방향으로의 커팅에 의해 분할될 수 있다. 커팅부는 격리 커팅부(211)를 형성하기 위해 비도전성 물질로 충진된다. 격리 커팅부(211)는 개별 변환기 요소(270)들을 음향적으로 및 전기적으로 분리한다. 비록 도 6c에 도시되지 않았지만, 도전성 층은 각각의 변환기 요소(270)들을 도전성 관통 비아(108)와 전기적으로 접속하기 위해 상부에(즉, 가요성 회로(160) 반대 측에) 배치될 수 있다. 이것은 예를 들면 각각의 변환기 요소(270)에 접지 복귀 접속을 제공하기 위해 사용될 수 있다. 도전성 관통 비아(108)는 각각의 변환기 요소(270)와 가요성 회로(160) 사이에 전기적 복귀 경로를 제공한다. 실시형태에 따라서, 양의 전기 접점이 가요성 회로(160)와 각각의 변환기 요소(270) 사이에 제공될 수 있다. 이 방법은 1.25D 어레이, 1.5D 어레이, 1.75D 어레이 또는 2D 매트릭스 어레이를 제조하기 위해 사용될 수 있다. 실시형태에 따라서, 변환기 요소(270)들을 분할하기 위해 사용되는 커팅부는 에폭시와 같은 물질로 충진될 수 있다. 실시형태에 따라서, 초음파 변환기(255)는 초음파 변환기(252) 대신에 프로브 보디(256)와 같은 프로브 보디에 부착될 수 있다.Next, the acoustic stack 290 is divided into a plurality of transducer units 262 by cutting along the dashed line 260 shown in FIG. 7A. After dividing transducer unit 262, each transducer unit 262 is attached to an integrated circuit, such as flexible circuit 160, and then converter unit 262 to form a plurality of individual transducer elements 270. ) is diced. Dicing may include cutting through the match layer 104, piezoelectric layer 102, and mismatch layer 106, depending on the embodiment, to form a plurality of transducer elements 270. This technique may be suitable for any type of ultrasonic transducer with two or more rows of elements in the elevation direction, such as a 1.25D array, 1.5D array, 1.75D array or 2D matrix array. As described with respect to FIGS. 6A, 6B and 6C, each transducer element 270 is configured with an azimuth direction 110 and an elevation direction 111 to create an array with two or more rows of transducer elements in the elevation direction 111. ) can be divided by cutting in both directions. The cutting portion is filled with a non-conductive material to form the isolation cutting portion 211. Isolation cuts 211 acoustically and electrically separate the individual transducer elements 270. Although not shown in FIG. 6C, a conductive layer may be disposed on top (i.e., on the opposite side of flexible circuit 160) to electrically connect each transducer element 270 with a conductive through via 108. . This may be used, for example, to provide a ground return connection to each transducer element 270. Conductive through vias 108 provide an electrical return path between each transducer element 270 and flexible circuit 160. Depending on the embodiment, positive electrical contact may be provided between the flexible circuit 160 and each transducer element 270. This method can be used to fabricate a 1.25D array, 1.5D array, 1.75D array or 2D matrix array. Depending on the embodiment, the cuts used to section the transducer elements 270 may be filled with a material such as epoxy. Depending on the embodiment, ultrasonic transducer 255 may be attached to a probe body, such as probe body 256, instead of ultrasonic transducer 252.

본 명세서의 설명은 최상 모드를 포함한 각종 실시형태를 설명하기 위해, 및 임의의 소자 또는 시스템을 구성하고 이용하는 것 및 임의의 통합된 방법을 수행하는 것을 포함한 각종 실시형태를 임의의 당업자가 실시할 수 있게 하기 위해 실시예를 이용한다. 각종 실시형태의 특허 범위는 특허 청구범위에 의해 규정되고, 당업자라면 생각할 수 있는 다른 실시예를 포함할 수 있다. 그러한 다른 실시예들은 만일 그 실시예가 특허 청구범위의 문자 그대로의 언어와 차이가 없는 구조적 요소를 갖거나, 또는 그 실시예들이 특허 청구범위의 문자 그대로의 언어와 중요하지 않은 차이를 가진 등가적인 구조적 요소를 포함하고 있으면 특허 청구범위의 범위 내에 있는 것으로 의도된다.The description herein is intended to illustrate various embodiments, including best modes, and to enable any person skilled in the art to practice the various embodiments, including configuring and using any device or system and performing any integrated method. Examples are used to illustrate this. The patent scope of the various embodiments is defined by the patent claims, and may include other embodiments that may occur to those skilled in the art. Such other embodiments may exist if the embodiments have structural elements that do not differ from the literal language of the claims, or if the embodiments have equivalent structural elements that differ insignificantly from the literal language of the claims. If the element is included, it is intended to be within the scope of the patent claims.

Claims (20)

초음파 변환기(ultrasound transducer)를 제조하는 방법에 있어서,
제1 표면과 제2 표면을 갖는 압전(piezoelectric) 층 - 상기 제2 표면은 상기 제1 표면으로부터 상기 압전 층의 반대쪽에 있음 - 을 제공하는 단계;
상기 압전 층의 제1 표면으로부터 제2 표면까지 연장하는 복수의 도전성 관통 비아를 제조하는 단계 - 상기 복수의 도전성 관통 비아를 제조하는 단계는 상기 압전 층을 관통하여 복수의 트렌치를 커팅하는 단계 및 상기 복수의 트렌치 각각을 도전성 물질로 충진하는 단계를 포함함 -;
상기 복수의 도전성 관통 비아를 제조한 후에 상기 압전 층을 커팅하여 복수의 변환기 유닛을 형성하는 단계; 및
상기 변환기 유닛 각각을 커팅하여 복수의 변환기 요소를 형성하는 단계
를 포함하고,
상기 방법은,
상기 압전 층을 커팅하여 복수의 변환기 유닛을 형성하는 단계 전에, 상기 압전 층 내로, 그러나 상기 압전 층을 관통하지 않고서, 제2의 복수의 트렌치를 커팅하고 상기 제2의 복수의 트렌치를 유전체 물질로 충진함으로써, 상기 압전 층 내에 복수의 비도전성 비아를 제조하는 단계
를 더 포함하는 초음파 변환기 제조 방법.In a method of manufacturing an ultrasonic transducer,
providing a piezoelectric layer having a first surface and a second surface, the second surface being on an opposite side of the piezoelectric layer from the first surface;
manufacturing a plurality of conductive through vias extending from a first surface to a second surface of the piezoelectric layer, wherein manufacturing the plurality of conductive through vias includes cutting a plurality of trenches through the piezoelectric layer; Comprising the step of filling each of the plurality of trenches with a conductive material;
forming a plurality of transducer units by cutting the piezoelectric layer after fabricating the plurality of conductive through vias; and
Cutting each of the transducer units to form a plurality of transducer elements.
Including,
The method is,
Prior to cutting the piezoelectric layer to form a plurality of transducer units, cutting a second plurality of trenches into the piezoelectric layer, but without penetrating the piezoelectric layer, and forming the second plurality of trenches into a dielectric material. manufacturing a plurality of non-conductive vias in the piezoelectric layer by filling
A method of manufacturing an ultrasonic transducer further comprising: 삭제delete 초음파 변환기(ultrasound transducer)를 제조하는 방법에 있어서,
제1 표면과 제2 표면을 갖는 압전(piezoelectric) 층 - 상기 제2 표면은 상기 제1 표면으로부터 상기 압전 층의 반대쪽에 있음 - 을 제공하는 단계;
상기 압전 층의 제1 표면으로부터 제2 표면까지 연장하는 복수의 도전성 관통 비아를 제조하는 단계 - 상기 복수의 도전성 관통 비아를 제조하는 단계는 상기 압전 층을 관통하여 복수의 트렌치를 커팅하는 단계 및 상기 복수의 트렌치 각각을 도전성 물질로 충진하는 단계를 포함함 -;
상기 복수의 도전성 관통 비아를 제조한 후에 상기 압전 층을 커팅하여 복수의 변환기 유닛을 형성하는 단계; 및
상기 변환기 유닛 각각을 커팅하여 복수의 변환기 요소를 형성하는 단계
를 포함하고,
상기 방법은,
상기 복수의 도전성 관통 비아를 제조하는 단계 전에 상기 압전 층에 부정합 층을 부착하는 단계
를 더 포함하고, 상기 복수의 도전성 관통 비아를 제조하는 단계는 상기 압전 층과 상기 부정합 층 둘 다를 관통하여 상기 복수의 트렌치를 커팅하는 단계를 포함한 것인 초음파 변환기 제조 방법.In a method of manufacturing an ultrasonic transducer,
providing a piezoelectric layer having a first surface and a second surface, the second surface being on an opposite side of the piezoelectric layer from the first surface;
manufacturing a plurality of conductive through vias extending from a first surface to a second surface of the piezoelectric layer, wherein manufacturing the plurality of conductive through vias includes cutting a plurality of trenches through the piezoelectric layer; Comprising the step of filling each of the plurality of trenches with a conductive material;
forming a plurality of transducer units by cutting the piezoelectric layer after fabricating the plurality of conductive through vias; and
Cutting each of the transducer units to form a plurality of transducer elements.
Including,
The method is,
attaching a mismatch layer to the piezoelectric layer prior to fabricating the plurality of conductive through vias.
The method of manufacturing an ultrasonic transducer further includes, wherein manufacturing the plurality of conductive through vias includes cutting the plurality of trenches through both the piezoelectric layer and the mismatch layer. 제3항에 있어서,
상기 압전 층을 상기 부정합 층에 부착한 후에 상기 부정합 층을 관통하고 그리고 상기 압전 층 내로, 그러나 상기 압전 층을 관통하지 않고서, 제2의 복수의 트렌치를 커팅하고 상기 제2의 복수의 트렌치를 유전체 물질로 충진함으로써, 복수의 비도전성 비아를 제조하는 단계
를 더 포함하는 초음파 변환기 제조 방법.According to paragraph 3,
After attaching the piezoelectric layer to the mismatched layer, cutting a second plurality of trenches through the mismatched layer and into the piezoelectric layer, but without penetrating the piezoelectric layer, and forming the second plurality of trenches in a dielectric material. Manufacturing a plurality of non-conductive vias by filling them with a material.
A method of manufacturing an ultrasonic transducer further comprising: 초음파 변환기(ultrasound transducer)를 제조하는 방법에 있어서,
제1 표면과 제2 표면을 갖는 압전(piezoelectric) 층 - 상기 제2 표면은 상기 제1 표면으로부터 상기 압전 층의 반대쪽에 있음 - 을 제공하는 단계;
상기 압전 층의 제1 표면으로부터 제2 표면까지 연장하는 복수의 도전성 관통 비아를 제조하는 단계 - 상기 복수의 도전성 관통 비아를 제조하는 단계는 상기 압전 층을 관통하여 복수의 트렌치를 커팅하는 단계 및 상기 복수의 트렌치 각각을 도전성 물질로 충진하는 단계를 포함함 -;
상기 복수의 도전성 관통 비아를 제조한 후에 상기 압전 층을 커팅하여 복수의 변환기 유닛을 형성하는 단계; 및
상기 변환기 유닛 각각을 커팅하여 복수의 변환기 요소를 형성하는 단계
를 포함하고,
상기 방법은,
상기 복수의 도전성 관통 비아를 제조하는 단계 전에 상기 압전 층에 부정합 층과 정합 층 둘 다를 부착하는 단계
를 더 포함하고, 상기 복수의 도전성 관통 비아를 제조하는 단계는 상기 정합 층과 상기 압전 층 둘 다를 관통하여 상기 복수의 트렌치를 커팅하는 단계를 포함한 것인 초음파 변환기 제조 방법.In a method of manufacturing an ultrasonic transducer,
providing a piezoelectric layer having a first surface and a second surface, the second surface being on an opposite side of the piezoelectric layer from the first surface;
manufacturing a plurality of conductive through vias extending from a first surface to a second surface of the piezoelectric layer, wherein manufacturing the plurality of conductive through vias includes cutting a plurality of trenches through the piezoelectric layer; Comprising the step of filling each of the plurality of trenches with a conductive material;
forming a plurality of transducer units by cutting the piezoelectric layer after fabricating the plurality of conductive through vias; and
Cutting each of the transducer units to form a plurality of transducer elements.
Including,
The method is,
Attaching both a mismatch layer and a matching layer to the piezoelectric layer prior to fabricating the plurality of conductive through vias.
The method of manufacturing an ultrasonic transducer further includes, wherein manufacturing the plurality of conductive through vias includes cutting the plurality of trenches through both the matching layer and the piezoelectric layer. 제5항에 있어서,
상기 압전 층에 부정합 층과 정합 층을 부착하는 단계 후에 상기 부정합 층을 관통하여 그리고 상기 압전 층 내로, 그러나 상기 압전 층을 관통하지 않고서, 복수의 비도전성 비아를 제조하는 단계
를 더 포함하는 초음파 변환기 제조 방법.According to clause 5,
fabricating a plurality of non-conductive vias through and into the misfit layer, but without penetrating the piezoelectric layer, after attaching a mismatch layer and a matching layer to the piezoelectric layer.
A method of manufacturing an ultrasonic transducer further comprising: 제1항에 있어서,
상기 변환기 유닛 각각을 커팅하여 복수의 변환기 요소를 형성하는 단계는 변환기 유닛 각각을 커팅하여 매트릭스 어레이를 형성하는 단계를 포함한 것인 초음파 변환기 제조 방법.According to paragraph 1,
The method of manufacturing an ultrasonic transducer wherein the step of cutting each of the transducer units to form a plurality of transducer elements includes cutting each of the transducer units to form a matrix array. 제1항에 있어서,
상기 변환기 유닛 각각을 커팅하여 복수의 변환기 요소를 형성하는 단계는 변환기 유닛 각각을 커팅하여 선형 어레이를 형성하는 단계를 포함한 것인 초음파 변환기 제조 방법.According to paragraph 1,
The method of manufacturing an ultrasonic transducer wherein the step of cutting each of the transducer units to form a plurality of transducer elements includes cutting each of the transducer units to form a linear array. 제3항에 있어서,
상기 변환기 유닛 각각을 커팅하여 복수의 변환기 요소를 형성하는 단계는 변환기 유닛 각각을 커팅하여 매트릭스 어레이를 형성하는 단계를 포함한 것인 초음파 변환기 제조 방법.According to paragraph 3,
The method of manufacturing an ultrasonic transducer wherein the step of cutting each of the transducer units to form a plurality of transducer elements includes cutting each of the transducer units to form a matrix array. 제4항에 있어서,
상기 변환기 유닛 각각을 커팅하여 복수의 변환기 요소를 형성하는 단계는 변환기 유닛 각각을 커팅하여 선형 어레이를 형성하는 단계를 포함한 것인 초음파 변환기 제조 방법.According to paragraph 4,
The method of manufacturing an ultrasonic transducer wherein the step of cutting each of the transducer units to form a plurality of transducer elements includes cutting each of the transducer units to form a linear array. 제5항에 있어서,
상기 변환기 유닛 각각을 커팅하여 복수의 변환기 요소를 형성하는 단계는 변환기 유닛 각각을 커팅하여 매트릭스 어레이를 형성하는 단계를 포함한 것인 초음파 변환기 제조 방법.According to clause 5,
The method of manufacturing an ultrasonic transducer wherein the step of cutting each of the transducer units to form a plurality of transducer elements includes cutting each of the transducer units to form a matrix array. 제6항에 있어서,
상기 변환기 유닛 각각을 커팅하여 복수의 변환기 요소를 형성하는 단계는 변환기 유닛 각각을 커팅하여 선형 어레이를 형성하는 단계를 포함한 것인 초음파 변환기 제조 방법.According to clause 6,
The method of manufacturing an ultrasonic transducer wherein the step of cutting each of the transducer units to form a plurality of transducer elements includes cutting each of the transducer units to form a linear array. 복수의 초음파 프로브를 제조하는 방법에 있어서,
제1 표면과 제2 표면을 갖는 압전 층 - 상기 제2 표면은 상기 제1 표면으로부터 상기 압전 층의 반대쪽에 있음 - 을 제공하는 단계;
상기 압전 층의 제1 표면으로부터 제2 표면까지 연장하는 복수의 도전성 관통 비아를 제조하는 단계 - 상기 복수의 도전성 관통 비아를 제조하는 단계는 상기 압전 층을 관통하여 복수의 트렌치를 커팅하는 단계 및 상기 복수의 트렌치 각각을 도전성 물질로 충진하는 단계를 포함함 -;
상기 복수의 도전성 관통 비아를 제조하는 단계 후에 상기 압전 층을 커팅하여 복수의 변환기 유닛을 형성하는 단계;
상기 변환기 유닛 각각을 커팅하여 복수의 변환기 요소를 형성하는 단계; 및
상기 복수의 변환기 유닛 각각을 상이한 초음파 프로브 보디에 고착시키는 단계
를 포함하고,
상기 방법은,
상기 압전 층을 커팅하여 상기 복수의 변환기 유닛을 형성하는 단계 전에, 상기 압전 층 내로, 그러나 상기 압전 층을 관통하지 않고서, 제2의 복수의 트렌치를 커팅하고 상기 제2의 복수의 트렌치를 비도전성 물질로 충진함으로써 복수의 비도전성 비아를 제조하는 단계
를 더 포함하는 초음파 프로브 제조 방법.In a method of manufacturing a plurality of ultrasonic probes,
providing a piezoelectric layer having a first surface and a second surface, the second surface being on an opposite side of the piezoelectric layer from the first surface;
manufacturing a plurality of conductive through vias extending from a first surface to a second surface of the piezoelectric layer, wherein manufacturing the plurality of conductive through vias includes cutting a plurality of trenches through the piezoelectric layer; Comprising the step of filling each of the plurality of trenches with a conductive material;
cutting the piezoelectric layer after manufacturing the plurality of conductive through vias to form a plurality of transducer units;
cutting each of the transducer units to form a plurality of transducer elements; and
Attaching each of the plurality of transducer units to a different ultrasonic probe body.
Including,
The method is,
Prior to cutting the piezoelectric layer to form the plurality of transducer units, cutting a second plurality of trenches into the piezoelectric layer, but without penetrating the piezoelectric layer, and forming the second plurality of trenches in a non-conductive manner. Manufacturing a plurality of non-conductive vias by filling them with a material
A method of manufacturing an ultrasonic probe further comprising: 복수의 초음파 프로브를 제조하는 방법에 있어서,
제1 표면과 제2 표면을 갖는 압전 층 - 상기 제2 표면은 상기 제1 표면으로부터 상기 압전 층의 반대쪽에 있음 - 을 제공하는 단계;
상기 압전 층의 제1 표면으로부터 제2 표면까지 연장하는 복수의 도전성 관통 비아를 제조하는 단계 - 상기 복수의 도전성 관통 비아를 제조하는 단계는 상기 압전 층을 관통하여 복수의 트렌치를 커팅하는 단계 및 상기 복수의 트렌치 각각을 도전성 물질로 충진하는 단계를 포함함 -;
상기 복수의 도전성 관통 비아를 제조하는 단계 후에 상기 압전 층을 커팅하여 복수의 변환기 유닛을 형성하는 단계;
상기 변환기 유닛 각각을 커팅하여 복수의 변환기 요소를 형성하는 단계; 및
상기 복수의 변환기 유닛 각각을 상이한 초음파 프로브 보디에 고착시키는 단계
를 포함하고,
상기 압전 층을 커팅하여 복수의 변환기 유닛을 형성하는 단계는 상기 도전성 관통 비아 중의 적어도 하나의 도전성 관통 비아를 따라 커팅하는 단계를 포함한 것인 초음파 프로브 제조 방법.In a method of manufacturing a plurality of ultrasonic probes,
providing a piezoelectric layer having a first surface and a second surface, the second surface being on an opposite side of the piezoelectric layer from the first surface;
manufacturing a plurality of conductive through vias extending from a first surface to a second surface of the piezoelectric layer, wherein manufacturing the plurality of conductive through vias includes cutting a plurality of trenches through the piezoelectric layer; Comprising the step of filling each of the plurality of trenches with a conductive material;
cutting the piezoelectric layer after manufacturing the plurality of conductive through vias to form a plurality of transducer units;
cutting each of the transducer units to form a plurality of transducer elements; and
Attaching each of the plurality of transducer units to a different ultrasonic probe body.
Including,
Wherein the step of cutting the piezoelectric layer to form a plurality of transducer units includes cutting along at least one of the conductive through vias. 삭제delete 복수의 초음파 프로브를 제조하는 방법에 있어서,
제1 표면과 제2 표면을 갖는 압전 층 - 상기 제2 표면은 상기 제1 표면으로부터 상기 압전 층의 반대쪽에 있음 - 을 제공하는 단계;
상기 압전 층의 제1 표면으로부터 제2 표면까지 연장하는 복수의 도전성 관통 비아를 제조하는 단계 - 상기 복수의 도전성 관통 비아를 제조하는 단계는 상기 압전 층을 관통하여 복수의 트렌치를 커팅하는 단계 및 상기 복수의 트렌치 각각을 도전성 물질로 충진하는 단계를 포함함 -;
상기 복수의 도전성 관통 비아를 제조하는 단계 후에 상기 압전 층을 커팅하여 복수의 변환기 유닛을 형성하는 단계;
상기 변환기 유닛 각각을 커팅하여 복수의 변환기 요소를 형성하는 단계; 및
상기 복수의 변환기 유닛 각각을 상이한 초음파 프로브 보디에 고착시키는 단계
를 포함하고,
상기 방법은,
상기 복수의 도전성 관통 비아를 제조하는 단계 전에 상기 압전 층에 부정합 층을 부착하는 단계
를 더 포함하고, 상기 복수의 도전성 관통 비아를 제조하는 단계는 상기 압전 층과 상기 부정합 층 둘 다를 관통하여 상기 복수의 트렌치를 커팅하는 단계를 포함한 것인 초음파 프로브 제조 방법.In a method of manufacturing a plurality of ultrasonic probes,
providing a piezoelectric layer having a first surface and a second surface, the second surface being on an opposite side of the piezoelectric layer from the first surface;
manufacturing a plurality of conductive through vias extending from a first surface to a second surface of the piezoelectric layer, wherein manufacturing the plurality of conductive through vias includes cutting a plurality of trenches through the piezoelectric layer; Comprising the step of filling each of the plurality of trenches with a conductive material;
cutting the piezoelectric layer after manufacturing the plurality of conductive through vias to form a plurality of transducer units;
cutting each of the transducer units to form a plurality of transducer elements; and
Attaching each of the plurality of transducer units to a different ultrasonic probe body.
Including,
The method is,
Attaching a mismatch layer to the piezoelectric layer prior to fabricating the plurality of conductive through vias.
The method of manufacturing an ultrasonic probe further includes, wherein manufacturing the plurality of conductive through vias includes cutting the plurality of trenches through both the piezoelectric layer and the mismatch layer. 복수의 초음파 프로브를 제조하는 방법에 있어서,
제1 표면과 제2 표면을 갖는 압전 층 - 상기 제2 표면은 상기 제1 표면으로부터 상기 압전 층의 반대쪽에 있음 - 을 제공하는 단계;
상기 압전 층의 제1 표면으로부터 제2 표면까지 연장하는 복수의 도전성 관통 비아를 제조하는 단계 - 상기 복수의 도전성 관통 비아를 제조하는 단계는 상기 압전 층을 관통하여 복수의 트렌치를 커팅하는 단계 및 상기 복수의 트렌치 각각을 도전성 물질로 충진하는 단계를 포함함 -;
상기 복수의 도전성 관통 비아를 제조하는 단계 후에 상기 압전 층을 커팅하여 복수의 변환기 유닛을 형성하는 단계;
상기 변환기 유닛 각각을 커팅하여 복수의 변환기 요소를 형성하는 단계; 및
상기 복수의 변환기 유닛 각각을 상이한 초음파 프로브 보디에 고착시키는 단계
를 포함하고,
상기 방법은,
상기 복수의 도전성 관통 비아를 제조하는 단계 전에 상기 압전 층에 정합 층을 부착하는 단계
를 더 포함하고, 상기 복수의 도전성 관통 비아를 제조하는 단계는 상기 압전 층과 상기 정합 층 둘 다를 관통하여 상기 복수의 트렌치를 커팅하는 단계를 포함한 것인 초음파 프로브 제조 방법.In a method of manufacturing a plurality of ultrasonic probes,
providing a piezoelectric layer having a first surface and a second surface, the second surface being on an opposite side of the piezoelectric layer from the first surface;
manufacturing a plurality of conductive through vias extending from a first surface to a second surface of the piezoelectric layer, wherein manufacturing the plurality of conductive through vias includes cutting a plurality of trenches through the piezoelectric layer; Comprising the step of filling each of the plurality of trenches with a conductive material;
cutting the piezoelectric layer after manufacturing the plurality of conductive through vias to form a plurality of transducer units;
cutting each of the transducer units to form a plurality of transducer elements; and
Attaching each of the plurality of transducer units to a different ultrasonic probe body.
Including,
The method is,
attaching a matching layer to the piezoelectric layer prior to fabricating the plurality of conductive through vias.
The method of manufacturing an ultrasonic probe further includes, wherein manufacturing the plurality of conductive through vias includes cutting the plurality of trenches through both the piezoelectric layer and the matching layer. 제16항에 있어서,
상기 압전 층을 상기 부정합 층에 부착한 후에 상기 부정합 층을 관통하여 그리고 상기 압전 층 내로, 그러나 상기 압전 층을 관통하지 않고서, 제2의 복수의 트렌치를 커팅하고 상기 제2의 복수의 트렌치를 유전성 물질로 충진함으로써 복수의 비도전성 비아를 제조하는 단계
를 더 포함하는 초음파 프로브 제조 방법.According to clause 16,
After attaching the piezoelectric layer to the mismatched layer, a second plurality of trenches are cut through the mismatched layer and into the piezoelectric layer, but without penetrating the piezoelectric layer, and forming the second plurality of trenches into a dielectric layer. Manufacturing a plurality of non-conductive vias by filling them with a material
A method of manufacturing an ultrasonic probe further comprising: 복수의 초음파 프로브를 제조하는 방법에 있어서,
제1 표면과 제2 표면을 갖는 압전 층 - 상기 제2 표면은 상기 제1 표면으로부터 상기 압전 층의 반대쪽에 있음 - 을 제공하는 단계;
상기 압전 층의 제1 표면으로부터 제2 표면까지 연장하는 복수의 도전성 관통 비아를 제조하는 단계 - 상기 복수의 도전성 관통 비아를 제조하는 단계는 상기 압전 층을 관통하여 복수의 트렌치를 커팅하는 단계 및 상기 복수의 트렌치 각각을 도전성 물질로 충진하는 단계를 포함함 -;
상기 복수의 도전성 관통 비아를 제조하는 단계 후에 상기 압전 층을 커팅하여 복수의 변환기 유닛을 형성하는 단계;
상기 변환기 유닛 각각을 커팅하여 복수의 변환기 요소를 형성하는 단계; 및
상기 복수의 변환기 유닛 각각을 상이한 초음파 프로브 보디에 고착시키는 단계
를 포함하고,
상기 방법은,
상기 복수의 도전성 관통 비아를 제조하는 단계 전에 상기 압전 층에 부정합 층과 정합 층 둘 다를 부착하는 단계
를 더 포함하고, 상기 복수의 도전성 관통 비아를 제조하는 단계는 상기 정합 층과 상기 압전 층 둘 다를 관통하여 상기 복수의 트렌치를 커팅하는 단계를 포함한 것인 초음파 프로브 제조 방법.In a method of manufacturing a plurality of ultrasonic probes,
providing a piezoelectric layer having a first surface and a second surface, the second surface being on an opposite side of the piezoelectric layer from the first surface;
manufacturing a plurality of conductive through vias extending from a first surface to a second surface of the piezoelectric layer, wherein manufacturing the plurality of conductive through vias includes cutting a plurality of trenches through the piezoelectric layer; Comprising the step of filling each of the plurality of trenches with a conductive material;
cutting the piezoelectric layer after manufacturing the plurality of conductive through vias to form a plurality of transducer units;
cutting each of the transducer units to form a plurality of transducer elements; and
Attaching each of the plurality of transducer units to a different ultrasonic probe body.
Including,
The method is,
Attaching both a mismatch layer and a matching layer to the piezoelectric layer prior to fabricating the plurality of conductive through vias.
The method of manufacturing an ultrasonic probe further includes, wherein manufacturing the plurality of conductive through vias includes cutting the plurality of trenches through both the matching layer and the piezoelectric layer. 제19항에 있어서,
상기 압전 층에 부정합 층과 정합 층을 부착하는 단계 후에 상기 부정합 층을 관통하여 그리고 상기 압전 층 내로, 그러나 상기 압전 층을 관통하지 않고서, 복수의 비도전성 비아를 제조하는 단계
를 더 포함하는 초음파 프로브 제조 방법.According to clause 19,
fabricating a plurality of non-conductive vias through and into the misfit layer, but without penetrating the piezoelectric layer, after attaching a mismatch layer and a matching layer to the piezoelectric layer.
A method of manufacturing an ultrasonic probe further comprising:
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