KR20120135174A - Ultrasound probe using backing block with nano ball - Google Patents

Ultrasound probe using backing block with nano ball Download PDF

Info

Publication number
KR20120135174A
KR20120135174A KR1020120133048A KR20120133048A KR20120135174A KR 20120135174 A KR20120135174 A KR 20120135174A KR 1020120133048 A KR1020120133048 A KR 1020120133048A KR 20120133048 A KR20120133048 A KR 20120133048A KR 20120135174 A KR20120135174 A KR 20120135174A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
rear block
piezoelectric ceramic
ultrasonic probe
main body
matching layer
Prior art date
Application number
KR1020120133048A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
조언정
임성민
박원섭
정호
Original Assignee
주식회사 휴먼스캔
한국산업기술대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 휴먼스캔, 한국산업기술대학교산학협력단 filed Critical 주식회사 휴먼스캔
Priority to KR1020120133048A priority Critical patent/KR20120135174A/en
Publication of KR20120135174A publication Critical patent/KR20120135174A/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/24—Probes
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/44—Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device
    • A61B8/4444—Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device related to the probe
    • A61B8/4455—Features of the external shape of the probe, e.g. ergonomic aspects
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B1/00—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
    • B06B1/02—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
    • B06B1/06—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction
    • B06B1/0607—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction using multiple elements
    • B06B1/0622—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction using multiple elements on one surface
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B1/00—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
    • B06B1/02—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
    • B06B1/06—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction
    • B06B1/0644—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction using a single piezoelectric element
    • B06B1/0662—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction using a single piezoelectric element with an electrode on the sensitive surface
    • B06B1/0681—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction using a single piezoelectric element with an electrode on the sensitive surface and a damping structure
    • B06B1/0685—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction using a single piezoelectric element with an electrode on the sensitive surface and a damping structure on the back only of piezoelectric elements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/24—Probes
    • G01N29/2437—Piezoelectric probes
    • G01N29/245—Ceramic probes, e.g. lead zirconate titanate [PZT] probes
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/80—Constructional details
    • H10N30/85—Piezoelectric or electrostrictive active materials
    • H10N30/853—Ceramic compositions

Abstract

PURPOSE: An ultrasonic probe using a rear block having a nano ball is provided to diffusely reflect ultrasonic waves transmitted to a rear block body by peizo-electric ceramics and absorb the same into the inside of the rear block body, thereby obtaining improved sound properties. CONSTITUTION: An ultrasonic probe comprises a rear block(10), peizo-electric ceramics(30), a sound matching layer(40), and a sound lens(50). The rear block comprises a plurality of nano balls and a rear block body. The nano balls diffusely reflects ultrasonic waves transmitted to the inside of the rear block body in the inside of the rear block body so that the same are absorbed into the inside of the rear block body. The peizo-electric ceramics are formed on the top of the rear block. The sound matching layer is formed on the top of the peizo-electric ceramics. The sound lens is formed on the top of the peizo-electric ceramics.

Description

나노볼을 갖는 후면 블록을 이용한 초음파 프로브{Ultrasound probe using backing block with nano ball}Ultrasonic probe using backing block with nano ball

본 발명은 초음파 프로브에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 압전 세라믹에서 후면 블록으로 전파되는 초음파를 후면 블록 내부에서 난반사시켜 흡음율을 향상시킬 수 있는 나노볼(nano ball)을 갖는 후면 블록을 이용한 초음파 프로브에 관한 것이다.The present invention relates to an ultrasonic probe, and more particularly, to an ultrasonic probe using a rear block having nano balls that can diffuse sound waves propagated from the piezoelectric ceramic to the rear block in the rear block to improve sound absorption. It is about.

초음파는 인체 또는 동물의 내부를 검사하거나, 금속 또는 플라스틱 과 같은 고체의 두께나 내부 결합을 비파괴 방식으로 측정하는 경우에 사용되며, 작업자가 용이하게 취급할 수 있도록 프로브(이하, '초음파 프로브'라 한다) 형태로 구현된다.Ultrasound is used to examine the inside of a human body or animal, or to measure the thickness or internal bonding of solids such as metals or plastics in a non-destructive manner, and is called a probe (hereinafter referred to as an "ultrasound probe") for easy handling. It is implemented in the form.

이와 같은 초음파 프로브는 후면 블록 위에 압전 세라믹이 형성되고, 압전 세라믹 위에 복수층의 음향 정합층이 형성되고, 음향 정합층 위에 음향 렌즈가 형성된 구조를 갖는다. 따라서 압전 세라믹에서 발생되는 초음파 중 후면 블록쪽으로 전파되는 초음파는 후면 블록이 흡수하고, 음향 정합층쪽으로 전파되는 초음파는 음향 정합층 및 음향 렌즈를 통하여 피검사체로 전달된다.The ultrasonic probe has a structure in which a piezoelectric ceramic is formed on a rear block, a plurality of acoustic matching layers are formed on the piezoelectric ceramic, and an acoustic lens is formed on the acoustic matching layer. Therefore, the ultrasonic waves propagated toward the rear block among the ultrasonic waves generated in the piezoelectric ceramic are absorbed by the rear block, and the ultrasonic waves propagated toward the acoustic matching layer are transmitted to the subject through the acoustic matching layer and the acoustic lens.

이와 같은 종래의 초음파 프로브는 압전 세라믹에서 발생되는 초음파 중 후면 블록쪽으로 전파되는 초음파를 후면 블록에서 흡수함으로써, 초음파 프로브의 음향 특성을 조절할 수 있다. 특히 후면 블록의 흡음율이 높을수록 초음파 프로브의 음향 특성을 향상시킬 수 있다.The conventional ultrasonic probe may adjust the acoustic characteristics of the ultrasonic probe by absorbing the ultrasonic wave propagated toward the rear block among the ultrasonic waves generated in the piezoelectric ceramic in the rear block. In particular, the higher the sound absorption of the rear block can improve the acoustic characteristics of the ultrasonic probe.

종래의 후면 블록은 흡음성이 양호한 고무 또는 그라파이트와 같은 소재로 제조되기는 하지만, 단일 소재로 제조되기 때문에 후면 블록의 흡음율을 향상시키는 데는 한계가 있다.Although the conventional rear block is made of a material such as rubber or graphite having good sound absorption, there is a limit in improving the sound absorption rate of the rear block because it is made of a single material.

따라서, 본 발명의 목적은 압전 세라믹에서 후면 블록으로 전파되는 초음파를 효과적으로 흡수하여 더욱 향상된 음향 특성을 제공할 수 있는 나노볼을 갖는 후면 블록 및 그를 이용한 초음파 프로브를 제공하는 데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a rear block having a nanoball and an ultrasonic probe using the same that can effectively absorb ultrasonic waves propagated from the piezoelectric ceramic to the rear block to provide more improved acoustic properties.

본 발명의 다른 목적은 압전 세라믹에서 후면 블록으로 전파되는 초음파를 후면 블록 내부에서 난반사시켜 흡음율을 향상시킬 수 있는 나노볼을 갖는 후면 블록 및 그를 이용한 초음파 프로브를 제공하는 데 있다.It is another object of the present invention to provide a rear block having a nanoball and an ultrasonic probe using the same to diffuse sound waves propagated from the piezoelectric ceramic to the rear block in the rear block to improve sound absorption.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 압전 세라믹의 후면에 배치되어 상기 압전 세라믹의 후면으로 전파되는 초음파를 흡수하는 초음파 프로브용 후면 블록을 제공한다. 상기 후면 블록은 후면 블록 본체와, 상기 후면 블록 본체의 내부에 형성되어 상기 후면 블록 본체의 내부로 전파되는 초음파를 상기 후면 블록 본체의 내부에서 난반사시켜 상기 후면 블록 본체 내부로 흡수시키는 복수의 나노볼을 포함하여 구성된다.In order to achieve the above object, the present invention provides a rear block for the ultrasonic probe disposed on the rear surface of the piezoelectric ceramic to absorb the ultrasonic waves propagated to the rear surface of the piezoelectric ceramic. The rear block may include a plurality of nano balls formed by the rear block main body and the rear block main body to diffuse the ultrasonic waves propagated into the rear block main body into the rear block main body to diffuse the reflection into the rear block main body. It is configured to include.

본 발명에 따른 나노볼을 갖는 후면 블록에 있어서, 상기 복수의 나노볼은 상기 후면 블록 본체에 균일하게 분산될 수 있다.In the rear block having a nanoball according to the present invention, the plurality of nanoballs may be uniformly dispersed in the rear block body.

본 발명에 따른 나노볼을 갖는 후면 블록에 있어서, 상기 복수의 나노볼은 상기 압전 세라믹의 후면과 접하는 상기 후면 볼록 본체의 상부쪽에 상대적으로 많이 분산되어 있을 수 있다.In the rear block having the nanoballs according to the present invention, the plurality of nanoballs may be relatively dispersed in the upper side of the rear convex body in contact with the rear surface of the piezoelectric ceramic.

본 발명에 따른 나노볼을 갖는 후면 블록에 있어서, 상기 후면 블록 본체의 소재는 고무, 그라파이트 및 우레탄 중에 적어도 하나를 포함할 수 있다.In the rear block having a nanoball according to the present invention, the material of the rear block body may include at least one of rubber, graphite and urethane.

본 발명에 따른 나노볼을 갖는 후면 블록에 있어서, 상기 나노볼의 소재는 금속, 합성수지 및 세라믹 중에 적어도 하나를 포함할 수 있다.In the back block having a nanoball according to the present invention, the material of the nanoball may include at least one of metal, synthetic resin, and ceramic.

본 발명은 또한, 후면 블록, 상기 후면 블록의 상부에 형성된 압전 세라믹, 상기 압전 세라믹의 상부에 형성된 음향 정합층 및 상기 음향 정합층의 상부에 형성된 음향 렌즈를 포함하는 초음파 프로브를 제공한다. 특히 상기 후면 블록은 후면 블록 본체와, 상기 후면 블록 본체의 내부에 형성되어 상기 후면 블록 본체의 내부로 전파되는 초음파를 상기 후면 블록 본체의 내부에서 난반사시켜 상기 후면 블록 본체 내부로 흡수시키는 복수의 나노볼을 포함하여 구성된다.The present invention also provides an ultrasonic probe including a rear block, a piezoelectric ceramic formed on the top of the rear block, an acoustic matching layer formed on the piezoelectric ceramic, and an acoustic lens formed on the acoustic matching layer. In particular, the rear block is formed of a rear block main body and the plurality of nano-waves formed inside the rear block main body to diffuse diffusely reflected inside the rear block main body in the rear block main body to absorb the inside of the rear block main body. It consists of a ball.

본 발명에 따른 초음파 프로브에 있어서, 상기 후면 블록의 복수의 나노볼은 상기 후면 블록 본체에 균일하게 분산되어 있을 수 있다.In the ultrasonic probe according to the present invention, the plurality of nanoballs of the rear block may be uniformly dispersed in the rear block body.

본 발명에 따른 초음파 프로브에 있어서, 상기 후면 블록의 복수의 나노볼은 상기 압전 세라믹의 후면과 접하는 상기 후면 볼록 본체의 상부쪽에 상대적으로 많이 분산되어 있을 수 있다.In the ultrasonic probe according to the present invention, the plurality of nanoballs of the rear block may be relatively dispersed in the upper side of the rear convex body in contact with the rear surface of the piezoelectric ceramic.

본 발명에 따른 초음파 프로브에 있어서, 상기 후면 블록 본체의 소재는 고무, 그라파이트 및 우레탄 중에 적어도 하나를 포함할 수 있다.In the ultrasonic probe according to the present invention, the material of the rear block body may include at least one of rubber, graphite, and urethane.

본 발명에 따른 초음파 프로브에 있어서, 상기 나노볼의 소재는 금속, 합성수지 및 세라믹 중에 적어도 하나를 포함할 수 있다.In the ultrasonic probe according to the present invention, a material of the nanoball may include at least one of metal, synthetic resin, and ceramic.

본 발명에 따른 초음파 프로브에 있어서, 상기 음향 정합층은 적어도 한 층으로 형성될 수 있다.In the ultrasonic probe according to the present invention, the acoustic matching layer may be formed of at least one layer.

본 발명에 따른 초음파 프로브는, 상기 후면 블록과 상기 압전 세라믹 사이에 형성되며, 상기 압전 세라믹에 접속되는 유연성 인쇄회로기판을 더 포함할 수 있다.The ultrasonic probe according to the present invention may further include a flexible printed circuit board formed between the rear block and the piezoelectric ceramic and connected to the piezoelectric ceramic.

그리고 본 발명에 따른 초음파 프로브는, 상기 음향 정합층과 상기 압전 세라믹 사이에 형성되며, 상기 유연성 인쇄회로기판의 접지 패턴에 접합되는 접지판을 더 포함할 수 있다.The ultrasonic probe may further include a ground plate formed between the acoustic matching layer and the piezoelectric ceramic and bonded to the ground pattern of the flexible printed circuit board.

본 발명에 따르면, 후면 블록은 내부에 복수의 나노볼이 분산되어 있기 때문에, 압전 세라믹에서 후면 블록 본체로 전파되는 초음파를 난반사시켜 후면 블록 본체 내부로 흡수시킴으로써, 압전 세라믹에서 후면 블록으로 전파되는 초음파를 효과적으로 흡수하여 더욱 향상된 음향 특성을 제공할 수 있다.According to the present invention, since a plurality of nanoballs are dispersed in the rear block, the ultrasonic wave propagates from the piezoelectric ceramic to the rear block main body by diffusely reflecting the ultrasonic wave propagated from the piezoelectric ceramic to the rear block main body. Can be effectively absorbed to provide further improved acoustic properties.

그리고 종래에는 후면 블록이 압전 세라믹의 후면으로 전파되는 초음파를 안정적으로 흡수할 수 있도록 두껍게 형성해야 했지만, 본 발명에서는 후면 블록 본체에 분산된 복수의 나노볼을 통하여 후면 블록으로 전파되는 초음파를 더욱 효과적으로 흡수할 수 있기 때문에, 종래에 비해서 후면 블록의 두께를 줄일 수 있다. 이로 인해 초음파 프로브의 전체적인 크기를 줄일 수 있는 이점도 있다.And, in the past, the rear block had to be thickly formed so as to stably absorb the ultrasonic waves propagated to the rear surface of the piezoelectric ceramic, but in the present invention, the ultrasonic waves propagated to the rear blocks through the plurality of nano balls dispersed in the rear block body more effectively. Since it can absorb, the thickness of a back block can be reduced compared with the former. This also has the advantage of reducing the overall size of the ultrasonic probe.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 나노볼을 갖는 후면 블록을 이용한 초음파 프로브를 보여주는 단면도이다.
도 2는 도 1의 압전 세라믹에서 발생되는 초음파 중 후면 블록으로 전파되는 초음파가 후면 블록 내부에서 난반사되어 흡수되는 과정을 보여주는 예시도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 나노볼을 갖는 후면 블록을 이용한 초음파 프로브를 보여주는 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing an ultrasonic probe using a rear block having a nanoball according to an embodiment of the present invention.
2 is an exemplary view illustrating a process in which ultrasonic waves propagated to a rear block among the ultrasonic waves generated in the piezoelectric ceramic of FIG. 1 are diffusely reflected and absorbed in the rear block.
3 is a cross-sectional view of an ultrasonic probe using a rear block having nanoballs according to another embodiment of the present invention.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 하기의 설명에서는 본 발명의 실시예에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩뜨리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, only parts necessary for understanding the operation according to the embodiment of the present invention will be described, it should be noted that the description of other parts will be omitted so as not to distract from the gist of the present invention.

이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
The terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary meanings and the inventor is not limited to the meaning of the terms in order to describe his invention in the best way. It should be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention. Therefore, the embodiments described in the present specification and the configuration shown in the drawings are only the most preferred embodiments of the present invention, and do not represent all of the technical ideas of the present invention, and various alternatives may be substituted at the time of the present application. It should be understood that there may be equivalents and variations.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 나노볼(14)을 갖는 후면 블록(10)을 이용한 초음파 프로브(100)를 보여주는 단면도이다. 그리고 도 2는 도 1의 압전 세라믹(30)에서 발생되는 초음파(31) 중 후면 블록(10)으로 전파되는 초음파(35)가 후면 블록(10) 내부에서 난반사되어 흡수되는 과정을 보여주는 예시도이다. 한편 도 2에서는 압전 세라믹(30)에서 발생된 초음파(31)가 전파되는 방향을 도시하기 위해서 유연성 인쇄회로기판(60)의 도시를 생략하였다.1 is a cross-sectional view showing an ultrasonic probe 100 using a rear block 10 having a nanoball 14 according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is an exemplary view illustrating a process in which ultrasonic waves 35 propagated to the rear block 10 among the ultrasonic waves 31 generated in the piezoelectric ceramic 30 of FIG. 1 are diffusely reflected and absorbed in the rear block 10. . Meanwhile, in FIG. 2, illustration of the flexible printed circuit board 60 is omitted to show a direction in which the ultrasonic waves 31 generated from the piezoelectric ceramic 30 are propagated.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 초음파 프로브(100)는 복수의 나노볼(14)을 갖는 후면 블록(10), 압전 세라믹(30), 음향 정합층(40) 및 음향 렌즈(50)를 포함하며, 유연성 인쇄회로기판(60)을 더 포함할 수 있다. 압전 세라믹(30)은 후면 블록(10)의 상부에 형성된다. 음향 정합층(40)은 압전 세라믹(30)의 상부에 형성된다. 그리고 음향 렌즈(50)는 음향 정합층(40)의 상부에 형성된다. 이때 유연성 인쇄회로기판(60)은 후면 블록(10)과 압전 세라믹(30) 사이에 형성되며, 압전 세라믹(30)에 전기적으로 접속된다.1 and 2, the ultrasonic probe 100 according to the embodiment of the present invention includes a back block 10 having a plurality of nanoballs 14, a piezoelectric ceramic 30, an acoustic matching layer 40, and It includes an acoustic lens 50, and may further include a flexible printed circuit board (60). The piezoelectric ceramic 30 is formed on the rear block 10. The acoustic matching layer 40 is formed on the piezoelectric ceramic 30. The acoustic lens 50 is formed on the acoustic matching layer 40. In this case, the flexible printed circuit board 60 is formed between the rear block 10 and the piezoelectric ceramic 30 and is electrically connected to the piezoelectric ceramic 30.

특히 본 실시예에 따른 후면 블록(10)은 후면 블록 본체(12)와, 후면 블록 본체(12)의 내부에 분산된 복수의 나노볼(14)을 포함한다. 복수의 나노볼(14)은 후면 블록 본체(12)의 내부에 형성되어 후면 블록 본체(12)의 내부로 전파되는 초음파(35)를 후면 블록 본체(12)의 내부에서 난반사시켜 후면 블록 본체(12) 내부로 흡수시킨다. 이때 도면부호 37은 난반사되는 초음파를 나타낸다.
In particular, the rear block 10 according to the present embodiment includes a rear block main body 12 and a plurality of nano balls 14 dispersed in the rear block main body 12. The plurality of nanoballs 14 are formed inside the rear block main body 12 and diffusely reflect ultrasonic waves 35 propagated into the rear block main body 12 in the rear block main body 12 so that the rear block main body ( 12) Absorb inside. In this case, reference numeral 37 denotes an ultrasonic wave that is diffusely reflected.

*이와 같이 본 실시예에 따른 초음파 프로브(100)의 후면 블록은 내부에 복수의 나노볼(14)이 분산되어 있기 때문에, 압전 세라믹(30)에서 후면 블록 본체(12)로 전파되는 초음파(35)를 난반사시켜 후면 블록 본체(12) 내부로 흡수시키고, 압전 세라믹(30)으로 반사되는 것을 최소화할 수 있다.As described above, since the plurality of nanoballs 14 are dispersed in the rear block of the ultrasonic probe 100 according to the present embodiment, the ultrasonic waves propagated from the piezoelectric ceramic 30 to the rear block main body 12. ) Can be diffused to be absorbed into the rear block body 12 and minimized to be reflected by the piezoelectric ceramic 30.

이로 인해 본 실시예에 따른 초음파 프로브(100)는 압전 세라믹(30)에서 후면 블록(10)으로 전파되는 초음파(35)를 효과적으로 흡수하여 더욱 향상된 음향 특성을 제공할 수 있다.For this reason, the ultrasonic probe 100 according to the present exemplary embodiment may effectively absorb the ultrasonic waves 35 propagated from the piezoelectric ceramic 30 to the rear block 10 to provide more improved acoustic characteristics.

본 실시예에 따른 초음파 프로브(100)에 대해서 상세히 설명하면 다음과 같다.The ultrasonic probe 100 according to the present embodiment will be described in detail as follows.

후면 블록(10)은 압전 세라믹(30)의 하부에 형성되며, 압전 세라믹(30)을 기계적으로 지지하고, 압전 세라믹(30)에서 발생되는 초음파(31) 중 압전 세라믹(30)의 후면 쪽으로 전파되는 초음파(35)를 흡수한다. 후면 블록(10)은 압전 세라믹(30)에서 발생되는 초음파(31) 중 압전 세라믹(30)의 후면 쪽으로 전파되는 초음파(35)를 후면 블록 본체(12)와, 후면 블록 본체(12)의 내부에 형성된 복수의 나노볼(14)의 난반사를 통하여 흡수한다.The rear block 10 is formed under the piezoelectric ceramic 30, mechanically supports the piezoelectric ceramic 30, and propagates toward the rear surface of the piezoelectric ceramic 30 of the ultrasonic waves 31 generated by the piezoelectric ceramic 30. Absorbs the ultrasonic waves 35. The rear block 10 receives the ultrasonic wave 35 propagated toward the rear surface of the piezoelectric ceramic 30 among the ultrasonic waves 31 generated from the piezoelectric ceramic 30, and the rear block body 12 and the interior of the rear block body 12. Absorbed through the diffuse reflection of the plurality of nano-balls 14 formed in the.

특히 압전 세라믹(30)의 후면으로 전달되는 초음파(35)는 후면 블록 본체(12)를 통하여 복수의 나노볼(14)에 전달되면, 나노볼(14)에 의해 초음파(35)의 진행 방향의 변경 및 경로의 증가와 같은 난반사가 일어나 후면 블록 본체(12)로 흡수된다. 이로 인해 본 실시예에 따른 후면 블록(10)은 기존의 후면 블록에 비해서 더욱 향상된 흡음율을 갖기 때문에, 초음파 프로브(100)의 음향 특성을 향상시킬 수 있다.In particular, when the ultrasonic waves 35 transmitted to the rear surface of the piezoelectric ceramic 30 are transferred to the plurality of nanoballs 14 through the rear block body 12, the ultrasonic balls 35 may move in the direction of propagation of the ultrasonic waves 35. Diffuse reflections, such as alterations and increased paths, occur and are absorbed into the rear block body 12. For this reason, the rear block 10 according to the present exemplary embodiment has a sound absorption rate which is further improved as compared with that of the existing rear block, thereby improving the acoustic characteristics of the ultrasonic probe 100.

한편 기존에는 후면 블록이 압전 세라믹(30)의 후면으로 전파되는 초음파(35)를 안정적으로 흡수할 수 있도록 두껍게 형성해야 했지만, 본 실시예의 경우 후면 블록 본체(12)에 복수의 나노볼(14)이 포함된 구조를 갖기 때문에, 기존에 비해서 후면 블록(10)의 두께를 줄일 수 있다. 이로 인해 초음파 프로브(100)의 전체적인 크기를 줄일 수 있는 이점도 있다.Meanwhile, in the past, the rear block had to be thickly formed to stably absorb the ultrasonic waves 35 propagated to the rear surface of the piezoelectric ceramic 30. However, in the present embodiment, the plurality of nanoballs 14 are disposed on the rear block body 12. Since it has an included structure, it is possible to reduce the thickness of the rear block 10 as compared to the conventional. This also has the advantage of reducing the overall size of the ultrasonic probe 100.

이때 복수의 나노볼(14)은, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 후면 블록 본체(12)에 균일하게 분산되어 형성될 수 있다. 또는 압전 세라믹(30)에서 전파되는 초음파(35)를 효과적으로 분산시킬 수 있도록, 복수의 나노볼(14)은 압전 세라믹(30)과 접하는 후면 블록 본체(12)의 상부 쪽에 상대적으로 많이 분포시킬 수 있다.In this case, as shown in FIGS. 1 and 2, the plurality of nanoballs 14 may be uniformly distributed in the rear block body 12. Alternatively, in order to effectively disperse the ultrasonic waves 35 propagated from the piezoelectric ceramic 30, the plurality of nanoballs 14 may be relatively distributed on the upper side of the rear block body 12 in contact with the piezoelectric ceramic 30. have.

한편 후면 블록 본체(12)의 소재로는 흡음성이 우수한 고무, 그라파이트, 우레탄 등이 사용될 수 있다. 나노볼(14)의 소재로는 무게가 가벼운 소재로서, 금속, 합성수지, 세라믹 등이 사용될 수 있다.Meanwhile, rubber, graphite, urethane, or the like having excellent sound absorption may be used as the material of the rear block body 12. As the material of the nanoball 14, a light weight material, a metal, a synthetic resin, a ceramic, and the like may be used.

본 실시예에 따른 후면 블록(10)은 후면 블록 본체(12)를 형성하는 소재와 일정량의 나노볼(14)을 혼합하여 형성할 수 있다.The rear block 10 according to the present exemplary embodiment may be formed by mixing the material forming the rear block body 12 and a predetermined amount of the nano balls 14.

압전 세라믹(30)은 압전 효과에 따른 초음파(31)를 발생시키며, 스캔 방향에 대해 복수의 소자로 분할되어 있다. 압전 세라믹(30)의 전면과 후면에는 전극이 형성되어 있다. 압전 세라믹(30)의 소재로는 PZT 등의 세라믹 소재 또는 PMN_PT 등의 단결정 소재가 사용될 수 있다.The piezoelectric ceramic 30 generates ultrasonic waves 31 according to the piezoelectric effect, and is divided into a plurality of elements with respect to the scan direction. Electrodes are formed on the front and rear surfaces of the piezoelectric ceramic 30. As the material of the piezoelectric ceramic 30, a ceramic material such as PZT or a single crystal material such as PMN_PT may be used.

음향 정합층(40)은 압전 세라믹(30)과 음향 렌즈(50) 사이에 형성되며, 압전 세라믹(30)의 전면쪽으로 전파되는 초음파(33)의 음향 정합을 수행한다. 즉 음향 정합층(40)은 압전 세라믹(30)과 음향 렌즈(50)를 음향 정합시킨다. 이때 음향 정합층(40)은 한 층 이상으로 형성될 수 있으며, 본 실시예에서는 2층으로 형성된 예를 개시하였다. 음향 정합층(40)은 압전 세라믹(30)의 전면에 형성된 제1 음향 정합층(41)과, 제1 음향 정합층(41)과 음향 렌즈(50) 사이에 형성된 제2 음향 정합층(43)을 포함한다. 음향 정합층(40)은 압전 세라믹(30)으로부터 음향 렌즈(50)를 향해 단계적으로 초음파(33)의 음향 임피던스를 변화시켜 음향 정합을 수행한다. 한편 음향 정합층(40)은 메탈 파우더, 세라믹 파우더, 실리콘 웨이퍼 등으로 제조될 수 있다.The acoustic matching layer 40 is formed between the piezoelectric ceramic 30 and the acoustic lens 50 and performs acoustic matching of the ultrasonic waves 33 propagated toward the front surface of the piezoelectric ceramic 30. That is, the acoustic matching layer 40 acoustically matches the piezoelectric ceramic 30 and the acoustic lens 50. In this case, the acoustic matching layer 40 may be formed in one or more layers, and in the present embodiment, an example in which two layers are formed is disclosed. The acoustic matching layer 40 includes a first acoustic matching layer 41 formed on the front surface of the piezoelectric ceramic 30, and a second acoustic matching layer 43 formed between the first acoustic matching layer 41 and the acoustic lens 50. ). The acoustic matching layer 40 performs acoustic matching by changing the acoustic impedance of the ultrasonic wave 33 stepwise from the piezoelectric ceramic 30 toward the acoustic lens 50. Meanwhile, the acoustic matching layer 40 may be made of metal powder, ceramic powder, silicon wafer, or the like.

음향 렌즈(50)는 음향 정합층(40)의 전면에 형성되며, 초음파 영상의 분해능을 높이기 위해서 송신되는 초음파(33)를 집속하여 피검사체에 입사시킨다. 음향 렌즈(50)의 소재로는, 예컨대 생체에 가까운 실리콘 등이 사용될 수 있다.The acoustic lens 50 is formed on the front surface of the acoustic matching layer 40. The acoustic lens 50 focuses the ultrasonic wave 33 transmitted to increase the resolution of the ultrasonic image and enters the object under test. As a material of the acoustic lens 50, for example, silicon or the like close to a living body may be used.

그리고 유연성 인쇄회로기판(60)은 후면 블록(10)과 압전 세라믹(30) 사이에 형성되며, 압전 세라믹(30)에 전기적으로 접속된다. 즉 유연성 인쇄회로기판(60)에 형성된 배선 패턴은 압전 세라믹(30)의 후면에 형성된 전극, 예컨대 신호 전극과 접지 전극에 전기적으로 연결된다. 이때 유연성 인쇄회로기판(60)은 압전 세라믹(30)의 전극에 전기적으로 접속되며, 전면에 배선 패턴이 형성된 폴리이미드 소재의 테이프 배선기판이 사용될 수 있다. 또는 유연성 인쇄회로기판(60)은 필요에 따라 양면에 배선 패턴이 형성된 테이프 배선기판이 사용될 수 있다.The flexible printed circuit board 60 is formed between the rear block 10 and the piezoelectric ceramic 30 and is electrically connected to the piezoelectric ceramic 30. That is, the wiring pattern formed on the flexible printed circuit board 60 is electrically connected to an electrode formed on the rear surface of the piezoelectric ceramic 30, for example, a signal electrode and a ground electrode. In this case, the flexible printed circuit board 60 is electrically connected to the electrodes of the piezoelectric ceramic 30, and a tape wiring board made of a polyimide material having a wiring pattern formed on the front surface thereof may be used. Alternatively, the flexible printed circuit board 60 may use a tape wiring board having wiring patterns formed on both surfaces thereof as necessary.

한편 본 발명에 따른 초음파 프로브의 음향 특성을 향상시키기 위해서, 도 3에 도시된 바와 같이, 접지판(70)을 더 구비할 수 있다. 여기서 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 나노볼(14)을 갖는 후면 블록(10)을 이용한 초음파 프로브(200)를 보여주는 단면도이다.Meanwhile, in order to improve the acoustic characteristics of the ultrasonic probe according to the present invention, as shown in FIG. 3, a ground plate 70 may be further provided. 3 is a cross-sectional view illustrating an ultrasonic probe 200 using a rear block 10 having a nanoball 14 according to another embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 초음파 프로브(200)는 도 1의 초음파 프로브(100)와 비교하여 접지판(70)을 더 구비하는 것을 제외하면 동일한 구성을 갖기 때문에, 접지판(70)이 형성된 구조를 중심으로 설명하면 다음과 같다.Referring to FIG. 3, the ultrasonic probe 200 according to another embodiment of the present invention has the same configuration except that the ultrasonic probe 100 further includes a ground plate 70 in comparison with the ultrasonic probe 100 of FIG. 1. Referring to the structure of the plate 70 is formed as follows.

접지판(70)은 음향 정합층(40)과 압전 세라믹(30) 사이에 형성되며, 양단부는 유연성 인쇄회로기판(60)의 배선 패턴에 접합된다. 물론 접지판(70)은 인쇄회로기판의 배선 패턴 중 접지 패턴에 접합된다. 이때 접지판(70)은 압전 세라믹(30)의 전면에 적층되며, 측면을 둘러싸며, 양단부는 유연성 인쇄회로기판(60)의 접지 패턴에 접합된다. 이때 접지판(70)으로는 금속 박막 또는 압전 세라믹(30)의 전면 및 유연성 인쇄회로기판(60)의 상부면과 마주보는 하부면에 금속박막이 형성된 접지 필름이 사용될 수 있다.The ground plate 70 is formed between the acoustic matching layer 40 and the piezoelectric ceramic 30, and both ends thereof are bonded to the wiring pattern of the flexible printed circuit board 60. Of course, the ground plate 70 is bonded to the ground pattern of the wiring pattern of the printed circuit board. At this time, the ground plate 70 is laminated on the front surface of the piezoelectric ceramic 30, surrounds the side, and both ends are bonded to the ground pattern of the flexible printed circuit board 60. In this case, as the ground plate 70, a ground film having a metal thin film formed on the front surface of the metal thin film or the piezoelectric ceramic 30 and the lower surface facing the upper surface of the flexible printed circuit board 60 may be used.

한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.It should be noted that the embodiments of the present invention disclosed in the present specification and drawings are only illustrative of specific examples for the purpose of understanding and are not intended to limit the scope of the present invention. In addition to the embodiments disclosed herein, it is apparent to those skilled in the art that other modifications based on the technical idea of the present invention may be implemented.

10 : 후면 블록
12 : 후면 블록 본체
14 : 나노볼
30 : 압전 세라믹
40 : 음향 정합층
50 : 음향 렌즈
60 : 유연성 인쇄회로기판
70 : 접지판
100,200 : 초음파 프로브10: rear block
12: rear block body
14: nano ball
30: piezoelectric ceramic
40: acoustic matching layer
50: acoustic lens
60: flexible printed circuit board
70: ground plate
100,200: Ultrasonic Probe

Claims (4)

후면 블록;
상기 후면 블록의 상부에 형성된 압전 세라믹;
상기 압전 세라믹의 상부에 형성된 음향 정합층; 및
상기 음향 정합층의 상부에 형성된 음향 렌즈;를 포함하며,
상기 후면 블록은,
후면 블록 본체;
상기 후면 블록 본체의 내부에 형성되어 상기 후면 블록 본체의 내부로 전파되는 초음파를 상기 후면 블록 본체의 내부에서 난반사시켜 상기 후면 블록 본체 내부로 흡수시키는 복수의 나노볼(nano ball);을 포함하고,
상기 복수의 나노볼은 상기 후면 블록 본체에 분산되되, 상기 압전 세라믹의 후면과 접하는 상기 후면 블록 본체의 상부쪽에 상대적으로 많이 분산되어 있고,
상기 후면 블록 본체의 소재는 고무, 그라파이트 및 우레탄 중에 적어도 하나를 포함하고, 상기 나노볼의 소재는 금속, 합성수지 및 세라믹 중에 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 프로브.Rear block;
A piezoelectric ceramic formed on an upper portion of the rear block;
An acoustic matching layer formed on the piezoelectric ceramic; And
It includes; an acoustic lens formed on the acoustic matching layer,
The rear block is,
Rear block body;
And a plurality of nano balls formed in the rear block main body to diffuse the ultrasonic waves propagated into the rear block main body into the rear block main body so as to be absorbed into the rear block main body.
The plurality of nanoballs are dispersed in the rear block main body, and are relatively dispersed in an upper side of the rear block main body in contact with the rear surface of the piezoelectric ceramic.
The material of the back block body includes at least one of rubber, graphite, and urethane, and the material of the nanoballs includes at least one of metal, synthetic resin, and ceramic. 제1항에 있어서, 상기 음향 정합층은 적어도 한 층으로 형성된 것을 특징으로 하는 초음파 프로브.The ultrasonic probe of claim 1, wherein the acoustic matching layer is formed of at least one layer. 제2항에 있어서,
상기 후면 블록과 상기 압전 세라믹 사이에 형성되며, 상기 압전 세라믹에 접속되는 유연성 인쇄회로기판;
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 프로브.The method of claim 2,
A flexible printed circuit board formed between the rear block and the piezoelectric ceramic and connected to the piezoelectric ceramic;
Ultrasonic probe characterized in that it further comprises. 제3항에 있어서,
상기 음향 정합층과 상기 압전 세라믹 사이에 형성되며, 상기 유연성 인쇄회로기판의 접지 패턴에 접합되는 접지판;
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 프로브.The method of claim 3,
A ground plate formed between the acoustic matching layer and the piezoelectric ceramic and bonded to a ground pattern of the flexible printed circuit board;
Ultrasonic probe characterized in that it further comprises.
KR1020120133048A 2012-11-22 2012-11-22 Ultrasound probe using backing block with nano ball KR20120135174A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120133048A KR20120135174A (en) 2012-11-22 2012-11-22 Ultrasound probe using backing block with nano ball

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120133048A KR20120135174A (en) 2012-11-22 2012-11-22 Ultrasound probe using backing block with nano ball

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100036871A Division KR20110117425A (en) 2010-04-21 2010-04-21 Backing block comprising nano ball and ultrasound probe using the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20120135174A true KR20120135174A (en) 2012-12-12

Family

ID=47903161

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120133048A KR20120135174A (en) 2012-11-22 2012-11-22 Ultrasound probe using backing block with nano ball

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20120135174A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101477544B1 (en) Ultrasonic transducer, ultrasonic probe, and ultrasound image diagnosis apparatus
CN112292084B (en) Imaging device with piezoelectric transceiver
KR101196214B1 (en) Probe for ultrasonic diagnostic apparatus
JP2021185700A (en) Image processing device with piezoelectric transceiver
JPWO2007126069A1 (en) Ultrasonic probe
KR101496863B1 (en) Separating and binding type ultrasound probe apparatus
JP2012135622A (en) Ultrasonic probe and ultrasonographic device using the same
CN107174281B (en) Ultrasonic device, ultrasonic module, and ultrasonic measurement device
KR102044705B1 (en) Ultrasonic transducer having matching layer having composite structure and method for manufacturing same
JP5406374B2 (en) Ultrasonic probe and ultrasonic diagnostic apparatus using the same
JP4688484B2 (en) Acoustic backing material for small element ultrasonic transducer arrays
CN106413563B (en) Ultrasonic transducer
KR101173277B1 (en) Ultrasound probe using rear acoustic matching layer
KR20130123347A (en) Ultrasonic transducer, ultrasonic probe, and ultrasound image diagnosis apparatus
US10368839B2 (en) Unit ultrasonic wave probe, ultrasonic wave probe module having same, and ultrasonic wave probe device having same
KR20120135174A (en) Ultrasound probe using backing block with nano ball
JP2017163331A (en) Ultrasonic device, ultrasonic module, and ultrasonic measuring apparatus
KR20110117425A (en) Backing block comprising nano ball and ultrasound probe using the same
JP2019141580A (en) Ultrasonic probe and probe head for ultrasonic probe
JP7291498B2 (en) Ultrasound probes, ultrasound diagnostic equipment, and acoustic couplers
JP2013042248A (en) Ultrasonic probe, ultrasonic image diagnosis device and manufacturing method of ultrasonic probe
JP2021087493A (en) Ultrasonic probe and ultrasonic diagnostic device
US20230129012A1 (en) Ultrasound systems and devices with improved acoustic properties
US20240118130A1 (en) Transducer and ultrasonic probe having the same
KR20090078881A (en) Ultrasound probe having surface curved piezoelectric vibrator

Legal Events

Date Code Title Description
A107 Divisional application of patent
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid