KR20130088675A

KR20130088675A - 초음파 프로브의 흡음 소자, 초음파 프로브의 흡음층 및 그 제작 방법

Info

Publication number: KR20130088675A
Application number: KR1020120010064A
Authority: KR
Inventors: 진길주
Original assignee: 삼성메디슨 주식회사
Priority date: 2012-01-31
Filing date: 2012-01-31
Publication date: 2013-08-08
Also published as: US20130197368A1; EP2623216B1; EP2623216A2; EP2623216A3; KR101296244B1; US10390793B2

Abstract

하나의 옆면에 전도성 트레이스가 형성된 복수의 다각 기둥 형태의 부재를 1차원적으로 또는 2차원적으로 배열하여 초음파 프로브의 흡음층을 형성함으로써, 초음파 프로브의 흡음층과 음향적으로 연결되는 초음파 트랜스듀서 어레이를 보다 간단하면서도 확실하게 전기적으로 접속할 수 있다.

Description

초음파 프로브의 흡음 소자, 초음파 프로브의 흡음층 및 그 제작 방법{BACKING ELEMENT OF ULTRASONIC PROBE, BACKING OF ULTRASONIC PROBE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 초음파를 이용하여 대상체 내부의 영상을 생성하기 위한 초음파 프로브에 관한 것이다.

초음파 진단장치는 대상체의 체표로부터 체내의 소망 부위를 향하여 초음파 신호를 조사하고, 반사된 초음파 신호(초음파 에코신호)의 정보를 이용하여 연부조직의 단층이나 혈류에 관한 이미지를 무침습으로 얻는 장치이다. 이 장치는 X선 진단장치, X선 CT스캐너(Computerized Tomography Scanner), MRI(Magnetic Resonance Image), 핵의학 진단장치 등의 다른 영상진단장치와 비교할 때, 소형이고 저렴하며, 실시간으로 표시 가능하고, X선 등의 피폭이 없어 안전성이 높은 장점이 있어, 심장, 복부, 비뇨기 및 산부인과 진단을 위해 널리 이용되고 있다.

특히, 초음파 진단장치는 대상체의 초음파 영상을 얻기 위해 초음파 신호를 대상체로 송신하고, 대상체로부터 반사되어 온 초음파 에코신호를 수신하기 위한 초음파 프로브를 포함한다.

초음파 프로브는 압전물질이 진동하면서 전기신호와 음향신호를 상호 변환시키는 압전층과, 압전층에서 발생된 초음파가 대상체에 최대한 전달될 수 있도록 압전층과 대상체 사이의 음향 임피던스 차이를 감소시키는 정합층과, 압전층의 전방으로 진행하는 초음파를 특정 지점에 집속시키는 렌즈층과, 초음파가 압전층의 후방으로 진행되는 것을 차단시켜 영상 왜곡을 방지하는 흡음층을 포함하는 트랜스듀서 모듈과, 상단이 개방된 케이스와, 개방된 케이스의 상단에 결합되어 대상체의 표면과 직접 접촉하는 커버 등을 포함한다.

초음파 진단장치는 초음파에 의해 대상체 내를 주사하고, 그 초음파의 반사를 검출하는 것에 의해 단층상을 얻는다. 이러한 초음파 진단장치에는 초음파 프로브를 기계적으로 움직이는 것에 의해 초음파를 주사시키는 기계적 주사 방식과, 배열 진동자(초음파 트랜스듀서 어레이)를 이용하여 전자적인 변경 및 지연 시간의 제어에 의해 초음파를 주사시키는 전자적 주사 방식이 있다.

종래의 초음파 진단장치는 일반적으로 초음파 빔을 한 개의 면 내로 주사하기 때문에 평면 화상인 단면 화상을 표시하는 시스템으로 되어 있다. 하지만, 근래에는 초음파 진단장치의 초음파 송수신부인 초음파 프로브를 이동시키면서 진단 영상을 수집하여 3차원 정보를 획득하는 시도가 빈번하게 행해지고 있고, 초음파 진단장치에 있어서 3차원 영상의 표시는 새로운 진단의 가능성을 기대하게 한다.

특히, 초음파 프로브의 압전층을 구성하는 초음파 트랜스듀서 소자(진동자)를 2차원적으로 배열하고, 전자적인 변경 및 지연 시간의 제어에 의해 진단 영역을 3차원 주사함으로써 3차원 영상 정보를 획득하는 것을 목적으로 한 2차원 초음파 트랜스듀서 어레이 및 2차원 어레이 시스템이 연구되고 있다.

이러한 2차원 어레이 시스템을 채택한 초음파 트랜스듀서를 이용하면 초음파 트랜스듀서를 기계적으로 이동시키는 시스템과 비교하여, 3차원 정보 수집을 빠른 시간 내에 수행할 수 있고, 실시간 처리 성능을 현격하게 향상시킬 수 있게 된다.

이와 같은 2차원 어레이 시스템에 사용되는 2차원 초음파 트랜스듀서 어레이를 제작할 때에는 초음파를 임의의 방향으로 편향할 수 있는 정도의 미세 간격으로 초음파 트랜스듀서 소자를 2차원 배열한다. 이 때, 2차원적으로 배열된 초음파 트랜스듀서 소자 각각으로부터 전기적으로 접속된 전극 리드선을 인출해야만 한다.

하지만, 2차원 초음파 트랜스듀서 어레이에 배열되는 초음파 트랜스듀서 소자의 개수가 수천 개에 달하기 때문에 초음파 트랜스듀서 소자 각각으로부터 전극 리드선을 인출하는 것이 현실적으로 매우 어려울 뿐만 아니라, 설사 초음파 트랜스듀서 소자 각각으로부터 전부 전극 리드선을 인출하더라도 인출된 수많은 전극 리드선이 압전층의 좁은 공간 내에서 얽혀 회로 구성이 복잡해 질 수 밖에 없는 문제점이 있다.

본 발명의 일 측면은 초음파 트랜스듀서 어레이를 이루는 복수의 초음파 트랜스듀서 소자 각각을 보다 간단하면서도 확실하게 전기적으로 접속할 수 있도록 하는 초음파 프로브의 흡음 소자, 초음파 프로브의 흡음층 및 그 제작 방법을 제공한다.

본 발명의 다른 측면은 초음파 트랜스듀서 어레이를 이루는 복수의 초음파 트랜스듀서 소자의 전기적 접속 시 전기적 특성을 향상시킬 수 있는 초음파 프로브의 흡음 소자, 초음파 프로브의 흡음층 및 그 제작 방법을 제공한다.

이를 위해 본 발명의 일 측면에 따른 초음파 프로브의 흡음 소자는 초음파 트랜스듀서 소자와 음향적으로 연결되는 다각 기둥 형태의 부재; 부재의 하나의 옆면에 형성되어 초음파 트랜스듀서 소자와 전기적으로 연결되는 전도성 트레이스(trace)를 포함한다.

또한 부재의 윗면 또는 아랫면 중 초음파 트랜스듀서 소자와 음향적으로 연결되는 윗면 또는 아랫면에는 전극층이 형성되어 있다.

본 발명의 다른 측면에 따른 초음파 프로브의 흡음 소자는 초음파 트랜스듀서 소자와 음향적으로 연결되는 다각 기둥 형태의 부재; 부재의 둘 이상의 옆면에 형성되어 초음파 트랜스듀서 소자와 전기적으로 연결되는 전도성 트레이스(trace)를 포함한다.

본 발명의 일 측면에 따른 초음파 프로브의 흡음층은 하나의 옆면에 전도성 트레이스가 형성된 복수의 다각 기둥 형태의 부재가 1차원적으로 또는 2차원적으로 배열되되, 복수의 부재는 초음파 트랜스듀서 어레이와 음향적으로 연결되고, 복수의 부재 각각에 형성된 전도성 트레이스는 초음파 트랜스듀서 어레이를 이루는 복수의 초음파 트랜스듀서 소자 중 하나와 전기적으로 연결된다.

또한 복수의 부재 각각의 밑면 중 초음파 트랜스듀서 어레이와 음향적으로 연결되는 밑면에는 전극층이 형성되어 있다.

또한 복수의 부재는 부재의 재질과 동일한 재질의 물질을 이용하여 접착되어 1차원적으로 또는 2차원적으로 배열된다.

본 발명의 다른 측면에 따른 초음파 프로브의 흡음층은 둘 이상의 옆면에 전도성 트레이스가 형성된 복수의 다각 기둥 형태의 부재가 1차원적으로 또는 2차원적으로 배열되되, 복수의 부재는 초음파 트랜스듀서 어레이와 음향적으로 연결되고, 복수의 부재 각각에 형성된 전도성 트레이스는 초음파 트랜스듀서 어레이를 이루는 복수의 초음파 트랜스듀서 소자 중 하나와 전기적으로 연결된다.

또한 복수의 부재 각각의 윗면 또는 아랫면 중 초음파 트랜스듀서 어레이와 음향적으로 연결되는 윗면 또는 아랫면에는 전극층이 형성되어 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 초음파 프로브의 흡음 소자 제작 방법은 초음파 트랜스듀서 소자와 음향적으로 연결되는 다각 기둥 형태의 부재를 생성하고; 부재의 하나의 옆면에 초음파 트랜스듀서 소자와 전기적으로 연결되는 전도성 트레이스(trace)를 형성한다.

또한 부재의 윗면 또는 아랫면 중 초음파 트랜스듀서 소자와 음향적으로 연결되는 윗면 또는 아랫면에 전극층을 더 형성한다.

이를 위해 본 발명의 다른 측면에 따른 초음파 프로브의 흡음 소자 제작 방법은 초음파 트랜스듀서 소자와 음향적으로 연결되는 다각 기둥 형태의 부재를 생성하고; 부재의 둘 이상의 옆면에 초음파 트랜스듀서 소자와 전기적으로 연결되는 전도성 트레이스(trace)를 형성한다.

본 발명의 일 측면에 따른 초음파 프로브의 흡음층 제작 방법은 초음파 트랜스듀서 어레이와 음향적으로 연결되는 복수의 다각 기둥 형태의 부재를 생성하고; 복수의 부재 각각의 하나의 옆면에 초음파 트랜스듀서 어레이를 이루는 복수의 초음파 트랜스듀서 소자 중 하나와 전기적으로 연결되는 전도성 트레이스(trace)를 형성하고; 전도성 트레이스가 형성된 복수의 부재를 1차원적으로 또는 2차원적으로 배열한다.

또한 복수의 부재 각각의 윗면 또는 아랫면 중 초음파 트랜스듀서 어레이와 음향적으로 연결되는 윗면 또는 아랫면에 전극층을 형성하는 것을 더 포함한다.

또한 복수의 부재를 1차원적으로 또는 2차원적으로 배열하는 것은 상기 복수의 부재를 상기 부재의 재질과 동일한 재질의 물질을 이용하여 접착하는 것이다.

본 발명의 다른 측면에 따른 초음파 프로브의 흡음층 제작 방법은 초음파 트랜스듀서 어레이와 음향적으로 연결되는 복수의 다각 기둥 형태의 부재를 생성하고; 복수의 부재 각각의 둘 이상의 옆면에 초음파 트랜스듀서 어레이를 이루는 복수의 초음파 트랜스듀서 소자 중 하나와 전기적으로 연결되는 전도성 트레이스(trace)를 형성하고; 전도성 트레이스가 형성된 복수의 부재를 1차원적으로 또는 2차원적으로 배열한다.

또한 복수의 부재를 1차원적으로 또는 2차원적으로 배열하는 것은 복수의 부재를 부재의 재질과 동일한 재질의 물질을 이용하여 접착하는 것이다.

본 발명의 또 다른 측면에 따른 초음파 프로브의 흡음 소자는 초음파 트랜스듀서 소자와 음향적으로 연결되는 육각 기둥 형태의 부재; 부재의 하나의 옆면에 형성되어 초음파 트랜스듀서 소자와 전기적으로 연결되는 전도성 트레이스(trace)를 포함한다.

또한 부재의 윗면 또는 아랫면 중 상기 초음파 트랜스듀서 소자와 음향적으로 연결되는 윗면 또는 아랫면에는 전극층이 형성되어 있다.

본 발명의 또 다른 측면에 따른 초음파 프로브의 흡음 소자는 초음파 트랜스듀서 소자와 음향적으로 연결되는 육각 기둥 형태의 부재; 부재의 둘 이상의 옆면에 형성되어 초음파 트랜스듀서 소자와 전기적으로 연결되는 전도성 트레이스(trace)를 포함한다.

본 발명의 또 다른 측면에 따른 초음파 프로브의 흡음층은 둘 이상의 옆면에 전도성 트레이스가 형성된 복수의 육각 기둥 형태의 부재가 1차원적으로 또는 2차원적으로 배열되되, 복수의 부재는 초음파 트랜스듀서 어레이와 음향적으로 연결되고, 복수의 부재 각각에 형성된 전도성 트레이스는 초음파 트랜스듀서 어레이를 이루는 복수의 초음파 트랜스듀서 소자 중 하나와 전기적으로 연결된다.

본 발명의 또 다른 측면에 따른 초음파 프로브의 흡음 소자는 초음파 트랜스듀서 소자와 음향적으로 연결되는 삼각 기둥 형태의 부재; 부재의 하나의 옆면에 형성되어 초음파 트랜스듀서 소자와 전기적으로 연결되는 전도성 트레이스(trace)를 포함한다.

본 발명의 또 다른 측면에 따른 초음파 프로브의 흡음 소자는 초음파 트랜스듀서 소자와 음향적으로 연결되는 삼각 기둥 형태의 부재; 부재의 둘 이상의 옆면에 형성되어 초음파 트랜스듀서 소자와 전기적으로 연결되는 전도성 트레이스(trace)를 포함한다.

본 발명의 또 다른 측면에 따른 초음파 프로브의 흡음층은 둘 이상의 옆면에 전도성 트레이스가 형성된 복수의 삼각 기둥 형태의 부재가 1차원적으로 또는 2차원적으로 배열되되, 복수의 부재는 초음파 트랜스듀서 어레이와 음향적으로 연결되고, 복수의 부재 각각에 형성된 전도성 트레이스는 초음파 트랜스듀서 어레이를 이루는 복수의 초음파 트랜스듀서 소자 중 하나와 전기적으로 연결된다.

이상에서 설명한 본 발명의 일 측면에 따르면, 하나의 옆면에 전도성 트레이스가 형성된 복수의 다각 기둥 형태의 부재를 1차원적으로 또는 2차원적으로 배열하여 초음파 프로브의 흡음층을 형성함으로써, 초음파 프로브의 흡음층과 음향적으로 연결되는 초음파 트랜스듀서 어레이를 보다 간단하면서도 확실하게 전기적으로 접속할 수 있다.

또한 본 발명의 다른 측면에 따르면, 둘 이상의 옆면에 전도성 트레이스가 형성된 복수의 다각 기둥 형태의 부재를 1차원적으로 또는 2차원적으로 배열하여 초음파 프로브의 흡음층을 형성함으로써, 초음파 프로브의 흡음층과 음향적으로 연결되는 초음파 트랜스듀서 어레이의 전기적 접속 시 전기적 특성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 초음파 프로브의 흡음 소자의 사시도 및 횡단면도이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 초음파 프로브의 흡음 소자를 1차원적으로 배열하여 형성되는 초음파 프로브의 흡음층의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 초음파 프로브의 흡음 소자를 2차원적으로 배열하여 형성되는 초음파 프로브의 흡음층의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 초음파 프로브의 흡음 소자의 사시도 및 본 발명의 제 2 실시예에 따른 초음파 프로브의 흡음 소자를 1차원적으로 배열하여 형성되는 초음파 프로브의 흡음층의 사시도이다.
도 5a는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 초음파 프로브의 흡음 소자를 이루는 다각(육각) 기둥 형태의 부재의 하나의 옆면에만 전도성 트레이스를 형성한 경우의 초음파 프로브의 흡음 소자, 초음파 프로브의 흡음 소자를 1차원적으로 배열하여 형성되는 초음파 프로브의 흡음층 및 초음파 프로브의 흡음 소자를 2차원적으로 배열하여 형성되는 초음파 프로브의 흡음층의 구조를 설명하기 위한 횡단면도이다.
도 5b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 초음파 프로브의 흡음 소자를 이루는 다각(육각) 기둥 형태의 부재의 두 개의 옆면에 전도성 트레이스를 형성한 경우의 초음파 프로브의 흡음 소자, 초음파 프로브의 흡음 소자를 1차원적으로 배열하여 형성되는 초음파 프로브의 흡음층 및 초음파 프로브의 흡음 소자를 2차원적으로 배열하여 형성되는 초음파 프로브의 흡음층의 구조를 설명하기 위한 횡단면도이다.
도 6a는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 초음파 프로브의 흡음 소자를 이루는 다각(팔각) 기둥 형태의 부재의 하나의 옆면에만 전도성 트레이스를 형성한 경우의 초음파 프로브의 흡음 소자, 초음파 프로브의 흡음 소자를 1차원적으로 배열하여 형성되는 초음파 프로브의 흡음층 및 초음파 프로브의 흡음 소자를 2차원적으로 배열하여 형성되는 초음파 프로브의 흡음층의 구조를 설명하기 위한 횡단면도이다.
도 6b는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 초음파 프로브의 흡음 소자를 이루는 다각(팔각) 기둥 형태의 부재의 네 개의 옆면에 전도성 트레이스를 형성한 경우의 초음파 프로브의 흡음 소자, 초음파 프로브의 흡음 소자를 1차원적으로 배열하여 형성되는 초음파 프로브의 흡음층 및 초음파 프로브의 흡음 소자를 2차원적으로 배열하여 형성되는 초음파 프로브의 흡음층의 구조를 설명하기 위한 횡단면도이다.
도 7은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 초음파 프로브의 흡음 소자의 사시도 및 횡단면도이다.
도 8은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 초음파 프로브의 흡음 소자를 1차원적으로 배열하여 형성되는 초음파 프로브의 흡음층의 사시도이다.
도 9는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 초음파 프로브의 흡음 소자를 2차원적으로 배열하여 형성되는 초음파 프로브의 흡음층의 사시도이다.
도 10은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 초음파 프로브의 흡음 소자의 사시도 및 본 발명의 제 5 실시예에 따른 초음파 프로브의 흡음 소자를 1차원적으로 배열하여 형성되는 초음파 프로브의 흡음층의 사시도이다.
도 11a는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 초음파 프로브의 흡음 소자를 이루는 다각(삼각) 기둥 형태의 부재의 하나의 옆면에만 전도성 트레이스를 형성한 경우의 초음파 프로브의 흡음 소자, 초음파 프로브의 흡음 소자를 1차원적으로 배열하여 형성되는 초음파 프로브의 흡음층 및 초음파 프로브의 흡음 소자를 2차원적으로 배열하여 형성되는 초음파 프로브의 흡음층의 구조를 설명하기 위한 횡단면도이다.
도 11b는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 초음파 프로브의 흡음 소자를 이루는 다각(삼각) 기둥 형태의 부재의 두 개의 옆면에 전도성 트레이스를 형성한 경우의 초음파 프로브의 흡음 소자, 초음파 프로브의 흡음 소자를 1차원적으로 배열하여 형성되는 초음파 프로브의 흡음층 및 초음파 프로브의 흡음 소자를 2차원적으로 배열하여 형성되는 초음파 프로브의 흡음층의 구조를 설명하기 위한 횡단면도이다.
도 12a는 삼각 기둥 형태의 부재의 두 개의 옆면에 전도성 트레이스를 형성한 경우의 초음파 프로브의 흡음 소자 및 이 흡음 소자 6개의 조합으로 형성되는 육각 기둥 형태의 흡음 소자, 육각 기둥 형태의 흡음 소자를 1차원적으로 배열하여 형성되는 흡음층 및 육각 기둥 형태의 흡음 소자를 2차원적으로 배열하여 형성되는 흡음층의 구조를 설명하기 위한 횡단면도이다.
도 12b는 삼각 기둥 형태의 부재의 두 개의 옆면에 전도성 트레이스를 형성한 경우의 초음파 프로브의 흡음 소자 및 이 흡음 소자 8개의 조합으로 형성되는 팔각 기둥 형태의 흡음 소자, 팔각 기둥 형태의 흡음 소자를 1차원적으로 배열하여 형성되는 흡음층 및 팔각 기둥 형태의 흡음 소자를 2차원적으로 배열하여 형성되는 흡음층의 구조를 설명하기 위한 횡단면도이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 초음파 프로브의 흡음 소자의 사시도 및 횡단면도이다.

도 1의 (a)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 초음파 프로브의 흡음 소자(10)는 다각 기둥 형태의 부재(11) 및 다각 기둥 형태의 부재(11)의 하나의 옆면에 형성되어 있는 전도성 트레이스(conductive trace, 12)를 포함하여 이루어진다. 도 1에서는 다각 기둥 형태의 부재(11)로서 다양한 다각 기둥 가운데 육각 기둥 형태의 부재(11)를 예시하고 있다.

도 1의 (a)에 도시된 흡음 소자(10)는 트랜스듀서 모듈 내 압전층을 구성하는 압전 소자(진동자)의 공명으로 인해 압전층의 후방으로 방사되는 초음파를 흡수하는 흡음층의 기본 구성 요소가 된다. 여기서, 다각 기둥 형태의 부재(11)는 에폭시 수지(epoxy resin), 텅스텐(tungsten) 및 러버 파우더(rubber powder)를 합성하여 만든 합성물로 제작되며, 이러한 합성물 이외에도 압전 물질의 공명으로 인한 후방음을 흡수하기에 적합한 재료라면 어떠한 재료라도 다각 기둥 형태의 부재(11)를 제작하는데 사용 가능함은 물론이다.

도 1의 (a)에 도시된 바와 같이, 여섯 개의 옆면을 가지는 육각 기둥 형태의 부재(11)의 하나의 옆면에는 전도성 트레이스(12)가 형성된다. 여기서, 전도성 트레이스(12)의 형성이란 전기 접점 재료를 다양한 가감 합성 기법을 이용하여 다각 기둥 형태의 부재(11)의 옆면에 부가하는(바르는) 것을 의미한다. 전도성 트레이스(12)의 형성 시 전기 접점 재료로는 금속, 전도성 물질인 그래파이트(graphite)나 전도성 잉크 등이 이용될 수 있고, 전기 접점 재료를 다각 기둥 형태의 부재(11)의 옆면에 부가하는 방식으로는 레이저 스크라이빙(laser scribing), 도금(planting), 증착(deposition), 인쇄(printing) 등의 기법이 적용될 수 있다.

흡음 소자(10)는 하나의 초음파 트랜스듀서 소자(20)와 전기적·음향적으로 연결된다. 초음파 트랜스듀서 소자(20)는 PZT(Lead Zirconium Titanite Ceramics) 또는 MUT(Micro-machined Ultrasonic Transducer)로 이루어지는 것이 일반적이다. 흡음 소자(10)와 초음파 트랜스듀서 소자(20) 간의 전기적·음향적 연결을 보다 자세하게 설명하면, 흡음 소자(10)를 이루는 다각 기둥 형태의 부재(11)는 하나의 초음파 트랜스듀서 소자(20)와 접촉함으로써 음향적으로 연결되어, 초음파 트랜스듀서 소자(20)의 뒷면으로부터 방사되는 음향 에너지를 약화시키거나 흡수한다. 또한 다각 기둥 형태의 부재(11)의 하나의 측면에 형성된 전도성 트레이스(12)는 하나의 초음파 트랜스듀서 소자(20)와 전기적으로 연결되어, 초음파 트랜스듀서 소자(20)를 전기적으로 접속시킨다.

도 1의 (b)는 흡음 소자(10)의 횡단면도를 나타낸 것으로, 여섯 개의 옆면을 가지는 육각 기둥 형태의 부재(11)의 하나의 옆면에만 전도성 트레이스(12)가 형성되어 있는 모습을 도시하고 있다.

도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 초음파 프로브의 흡음 소자를 1차원적으로 배열하여 형성되는 초음파 프로브의 흡음층의 사시도이다.

앞서 도 1의 (a)에 도시된 바와 같은 흡음 소자(10)를 복수 개(n개) 마련하고, 복수의 흡음 소자(10a~10n)를 1차원적으로 즉, 일렬로 배열함으로써 도 2에 도시된 바와 같은 흡음층(100)을 형성한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 복수 개(n개)의 흡음 소자(10a~10n)를 1차원적으로 배열하여 형성한 흡음층(100)에는 복수 개(n개)의 초음파 트랜스듀서 소자(20a~20n)가 1차원적으로 배열되어 형성되는 1차원 초음파 트랜스듀서 어레이(200)가 전기적·음향적으로 연결된다. 흡음층(100)과 1차원 초음파 트랜스듀서 어레이(200) 간의 전기적·음향적 연결을 보다 자세하게 설명하면, 흡음층(100)을 이루는 복수의 다각 기둥 형태의 부재(11a~11n)는 1차원 초음파 트랜스듀서 어레이(200)와 접촉함으로써 음향적으로 연결되어, 1차원 초음파 트랜스듀서 어레이(200)의 뒷면으로부터 방사되는 음향 에너지를 약화시키거나 흡수한다. 또한 복수의 다각 기둥 형태의 부재(11a~11n) 각각에 형성된 전도성 트레이스(12a~12n)는 1차원 초음파 트랜스듀서 어레이(100)를 이루는 복수(n개)의 초음파 트랜스듀서 소자 중 하나와 전기적으로 연결되어, 초음파 트랜스듀서 소자(20a~20n)를 전기적으로 접속시킨다. 도 2에 도시하지는 않았지만 초음파 프로브의 흡음층(100)은 회로 기판(미도시)에 장착되며, 흡음층(100)을 이루는 복수의 다각 기둥 형태의 부재(11a~11n) 각각에 형성된 전도성 트레이스(12a~12n)가 회로 기판에 형성된 전도성 트레이스 등에 전기적으로 연결되어 각각의 초음파 트랜스듀서 소자(20a~20n)를 전기적으로 접속시키게 된다.

도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 초음파 프로브의 흡음 소자를 2차원적으로 배열하여 형성되는 초음파 프로브의 흡음층의 사시도이다.

앞서 도 1의 (a)에 도시된 바와 같은 흡음 소자(10)를 복수 개(n개) 마련하고, 복수의 흡음 소자(10a~10n)를 2차원적으로 즉, 평면적으로 배열함으로써 도 3에 도시된 바와 같은 흡음층(100)을 형성한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 복수 개(n개)의 흡음 소자(10a~10n)를 2차원적으로 배열하여 형성한 흡음층(100)에는 복수 개(m개)의 초음파 트랜스듀서 소자(20a~20m)가 2차원적으로 배열되어 형성되는 2차원 초음파 트랜스듀서 어레이(200)가 전기적·음향적으로 연결된다. 흡음층(100)과 2차원 초음파 트랜스듀서 어레이(200) 간의 전기적·음향적 연결을 보다 자세하게 설명하면, 흡음층(100)을 이루는 복수의 다각 기둥 형태의 부재(11a~11n)는 2차원 초음파 트랜스듀서 어레이(200)와 접촉함으로써 음향적으로 연결되어, 2차원 초음파 트랜스듀서 어레이(200)의 뒷면으로부터 방사되는 음향 에너지를 약화시키거나 흡수한다. 또한 복수의 다각 기둥 형태의 부재(11a~11n) 각각에 형성된 전도성 트레이스(12a~12n)는 2차원 초음파 트랜스듀서 어레이(100)를 이루는 복수(m개)의 초음파 트랜스듀서 소자 중 하나와 전기적으로 연결되어, 초음파 트랜스듀서 소자(20a~20m)를 전기적으로 접속시킨다. 도 3에 도시하지는 않았지만 초음파 프로브의 흡음층(100)은 회로 기판(미도시)에 장착되며, 흡음층(100)을 이루는 복수의 다각 기둥 형태의 부재(11a~11n) 각각에 형성된 전도성 트레이스(12a~12n)가 회로 기판에 형성된 전도성 트레이스 등에 전기적으로 연결되어 각각의 초음파 트랜스듀서 소자(20a~20m)를 전기적으로 접속시키게 된다.

도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 초음파 프로브의 흡음 소자의 사시도 및 본 발명의 제 2 실시예에 따른 초음파 프로브의 흡음 소자를 1차원적으로 배열하여 형성되는 초음파 프로브의 흡음층의 사시도이다.

도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 초음파 프로브의 흡음 소자(10)는 다각 기둥 형태의 부재(11)의 윗면 또는 아랫면 중 초음파 트랜스듀서 소자(20)와 음향적으로 연결되는 윗면 또는 아랫면에 전극층(13)이 더 형성되어 있다는 점에서 도 1의 (a)에 도시된 흡음 소자(10)와 차이가 있다. 이와 같이, 초음파 트랜스듀서 소자(20)와 음향적으로 연결되는 다각 기둥 형태의 부재(11)의 윗면 또는 아랫면에 전극층(13)을 형성하게 되면 초음파 트랜스듀서 소자(20)와 다각 기둥 형태의 부재(11)의 옆면에 형성된 전도성 트레이스(12) 사이의 전기적 연결성이 보다 향상될 수 있다.

앞서 도 4의 (a)에 도시된 바와 같은 흡음 소자(10)를 복수 개(n개) 마련하고, 복수의 흡음 소자(10a~10n)를 1차원적으로 즉, 일렬로 배열함으로써 도 4의 (b)에 도시된 바와 같은 흡음층(100)을 형성한다.

도 4의 (b)에 도시된 본 발명의 제 2 실시예에 따른 초음파 프로브의 흡음 소자를 1차원적으로 배열하여 형성되는 초음파 프로브의 흡음층(100)의 회로 구성에서, 다각 기둥 형태의 부재(11)의 윗면 또는 아랫면에 형성되는 전극층(13)의 구성 이외의 다른 구성 요소들은 도 2에 도시된 본 발명의 제 1 실시예에 따른 초음파 프로브의 흡음 소자를 1차원적으로 배열하여 형성되는 초음파 프로브의 흡음층(100)의 구성과 동일하므로, 여기서는 자세한 설명을 생략하도록 한다.

도 5a의 (a)는 다각(육각) 기둥 형태의 부재(11)와 육각 기둥 형태의 부재(11)의 하나의 옆면에 형성되는 전도성 트레이스(12)를 포함하는 흡음 소자(10)의 횡단면도이고, 도 5a의 (b)는 도 5a의 (a)에 도시된 흡음 소자(10)를 1차원적으로 배열하여 형성되는 흡음층(100)의 횡단면도이고, 도 5a의 (c)는 도 5a의 (a)에 도시된 흡음 소자(10)를 2차원적으로 배열하여 형성되는 흡음층(100)의 횡단면도이다. 도 5a에 점선으로 도시된 직선은 다이싱 라인(dicing line, L)을 의미한다. 다이싱 라인(L)에 의해 구획되는 영역(도 5a의 (c)에 점선으로 도시된 곡선 영역, "A" 영역)에 하나의 초음파 트랜스듀서 소자가 연결된다.

앞에서는 계속 하나의 옆면에만 전도성 트레이스(12)가 형성된 다각 기둥 형태의 부재(11)를 1차원적으로 또는 2차원적으로 배열하여 흡음층(100)을 형성하는 경우를 설명하였다면, 이하에서는 도 5b를 참조하여 두 개의 옆면에 전도성 트레이스(12)가 형성된 다각 기둥 형태의 부재(11)를 1차원적으로 또는 2차원적으로 배열하여 흡음층(100)을 형성하는 경우를 설명하기로 한다.

도 5b의 (a)는 다각(육각) 기둥 형태의 부재(11)와 육각 기둥 형태의 부재(11)의 두 개의 옆면에 형성되는 전도성 트레이스(12)를 포함하는 흡음 소자(10)의 횡단면도이고, 도 5b의 (b)는 도 5b의 (a)에 도시된 흡음 소자(10)를 1차원적으로 배열하여 형성되는 흡음층(100)의 횡단면도이고, 도 5b의 (c)는 도 5b의 (a)에 도시된 흡음 소자(10)를 2차원적으로 배열하여 형성되는 흡음층(100)의 횡단면도이다. 도 5b에 점선으로 도시된 직선은 다이싱 라인(dicing line, L)을 의미한다. 다이싱 라인(L)에 의해 구획되는 영역(도 5b의 (c)에 점선으로 도시된 곡선 영역, "B" 영역)에 하나의 초음파 트랜스듀서 소자가 연결된다.

하나의 옆면에만 전도성 트레이스(12)가 형성된 육각 기둥 형태의 부재(11)를 2차원적으로 배열하여 흡음층(100)을 형성하는 경우(도 5a의 (c) 참조)와 두 개의 옆면에 전도성 트레이스(12)가 형성된 육각 기둥 형태의 부재(11)를 2차원적으로 배열하여 흡음층(100)을 형성하는 경우(도 5b의 (c) 참조)를 비교해 보면 도 5a의 (c)에 도시된 "A" 영역의 전도성 트레이스(12)의 두께에 비해 도 5b의 (c)에 도시된 "B" 영역의 전도성 트레이스(12)의 두께가 두 배 더 두꺼워졌다는 사실을 알 수 있다. 이와 같이, 하나의 초음파 트랜스듀서 소자와 전기적으로 연결되는 전도성 트레이스(12)의 두께가 두꺼워지면 전도성 트레이스(12)의 전기적 특성이 보다 향상될 수 있다.

도 6a의 (a)는 다각(팔각) 기둥 형태의 부재(11)와 팔각 기둥 형태의 부재(11)의 하나의 옆면에 형성되는 전도성 트레이스(12)를 포함하는 흡음 소자(10)의 횡단면도이고, 도 6a의 (b)는 도 6a의 (a)에 도시된 흡음 소자(10)를 1차원적으로 배열하여 형성되는 흡음층(100)의 횡단면도이고, 도 6a의 (c)는 도 6a의 (a)에 도시된 흡음 소자(10)를 2차원적으로 배열하여 형성되는 흡음층(100)의 횡단면도이다. 도 6a에 점선으로 도시된 직선은 다이싱 라인(dicing line, L)을 의미한다. 다이싱 라인(L)에 의해 구획되는 영역(도 6a의 (c)에 점선으로 도시된 곡선 영역, "C" 영역)에 하나의 초음파 트랜스듀서 소자가 연결된다.

도 6b의 (a)는 다각(팔각) 기둥 형태의 부재(11)와 육각 기둥 형태의 부재(11)의 네 개의 옆면에 형성되는 전도성 트레이스(12)를 포함하는 흡음 소자(10)의 횡단면도이고, 도 6b의 (b)는 도 6b의 (a)에 도시된 흡음 소자(10)를 1차원적으로 배열하여 형성되는 흡음층(100)의 횡단면도이고, 도 6b의 (c)는 도 6b의 (a)에 도시된 흡음 소자(10)를 2차원적으로 배열하여 형성되는 흡음층(100)의 횡단면도이다. 도 6b에 점선으로 도시된 직선은 다이싱 라인(dicing line, L)을 의미한다. 다이싱 라인(L)에 의해 구획되는 영역(도 6b의 (c)에 점선으로 도시된 곡선 영역, "D" 영역)에 하나의 초음파 트랜스듀서 소자가 연결된다.

하나의 옆면에만 전도성 트레이스(12)가 형성된 팔각 기둥 형태의 부재(11)를 2차원적으로 배열하여 흡음층(100)을 형성하는 경우(도 6a의 (c) 참조)와 네 개의 옆면에 전도성 트레이스(12)가 형성된 팔각 기둥 형태의 부재(11)를 2차원적으로 배열하여 흡음층(100)을 형성하는 경우(도 6b의 (c) 참조)를 비교해 보면 도 6a의 (c)에 도시된 "C" 영역에 존재하는 전도성 트레이스(12)에 비해 도 6b의 (c)에 도시된 "D" 영역에 네 배의 전도성 트레이스(12)가 존재한다는 사실을 알 수 있다. 이와 같이, 하나의 초음파 트랜스듀서 소자와 전기적으로 연결되는 전도성 트레이스(12)의 양이 증가하면 전도성 트레이스(12)의 전기적 특성이 보다 향상될 수 있다.

한편, 하나의 옆면에만 전도성 트레이스(12)가 형성된 팔각 기둥 형태의 부재(11)를 2차원적으로 배열하여 흡음층(100)을 형성하는 경우(도 6a의 (c) 참조)나 네 개의 옆면에 전도성 트레이스(12)가 형성된 팔각 기둥 형태의 부재(11)를 2차원적으로 배열하여 흡음층(100)을 형성하는 경우(도 6b의 (c) 참조)를 살펴보면 팔각 기둥 형태의 부재(11)의 배열 사이 사이에 빈 공간(도 6a의 (c)의 "E" 영역, 도 6b의 (c)의 "F" 영역)이 발생한다는 사실을 알 수 있다. 흡음층(100)은 초음파가 압전층의 후방으로 진행되는 것을 차단시켜 영상 왜곡을 방지하는 기능을 수행해야 하기 때문에 흡음층(100) 내에 빈 공간이 존재하게 되면 흡음층(100)의 흡음 성능이 저하될 우려가 있다. 따라서, 팔각 기둥 형태의 부재(11)의 2차원적 배열과 같이 팔각 기둥 형태의 부재의 배열 사이 사이에 빈 공간이 발생하는 경우는 물론이고, 육각 기둥 형태의 부재의 2차원적 배열과 같이 육각 기둥 형태의 부재의 배열 사이 사이에 눈에 띌만한 빈 공간이 발생하지 않는 경우에도 복수의 다각 기둥 형태의 부재를 1차원적으로 또는 2차원적으로 배열할 때에는 복수의 다각 기둥 형태의 부재를 그 부재의 재질과 동일한 재질의 물질을 이용하여 접착함으로써 흡음층(100)의 유효 면적을 증가시킬 수 있게 된다.

도 7은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 초음파 프로브의 흡음 소자의 사시도 및 횡단면도이다.

도 7의 (a)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 4 실시예에 따른 초음파 프로브의 흡음 소자(30)는 다각 기둥 형태의 부재(31) 및 다각 기둥 형태의 부재(31)의 하나의 옆면에 형성되어 있는 전도성 트레이스(32)를 포함하여 이루어진다. 도 7에서는 다각 기둥 형태의 부재(11)로서 다양한 다각 기둥 가운데 삼각 기둥 형태의 부재(31)를 예시하고 있다.

도 7의 (a)에 도시된 흡음 소자(30)는 트랜스듀서 모듈 내 압전층을 구성하는 압전 소자(진동자)의 공명으로 인해 압전층의 후방으로 방사되는 초음파를 흡수하는 흡음층의 기본 구성 요소가 된다. 여기서, 다각 기둥 형태의 부재(31)는 에폭시 수지(epoxy resin), 텅스텐(tungsten) 및 러버 파우더(rubber powder)를 합성하여 만든 합성물로 제작되며, 이러한 합성물 이외에도 압전 물질의 공명으로 인한 후방음을 흡수하기에 적합한 재료라면 어떠한 재료라도 다각 기둥 형태의 부재(11)를 제작하는데 사용 가능함은 물론이다.

도 7의 (a)에 도시된 바와 같이, 세 개의 옆면을 가지는 삼각 기둥 형태의 부재(31)의 하나의 옆면에는 전도성 트레이스(32)가 형성된다. 여기서, 전도성 트레이스(32)의 형성이란 전기 접점 재료를 다양한 가감 합성 기법을 이용하여 다각 기둥 형태의 부재(31)의 옆면에 부가하는(바르는) 것을 의미한다. 전도성 트레이스(32)의 형성 시 전기 접점 재료로는 금속, 전도성 물질인 그래파이트(graphite)나 전도성 잉크 등이 이용될 수 있고, 전기 접점 재료를 다각 기둥 형태의 부재(31)의 옆면에 부가하는 방식으로는 레이저 스크라이빙(laser scribing), 도금(planting), 증착(deposition), 인쇄(printing) 등의 기법이 적용될 수 있다.

흡음 소자(30)는 하나의 초음파 트랜스듀서 소자(40)와 전기적ㅇ음향적으로 연결된다. 초음파 트랜스듀서 소자(40)는 PZT(Lead Zirconium Titanite Ceramics) 또는 MUT(Micro-machined Ultrasonic Transducer)로 이루어지는 것이 일반적이다. 흡음 소자(10)와 초음파 트랜스듀서 소자(40) 간의 전기적·음향적 연결을 보다 자세하게 설명하면, 흡음 소자(30)를 이루는 다각 기둥 형태의 부재(31)는 하나의 초음파 트랜스듀서 소자(40)와 접촉함으로써 음향적으로 연결되어, 초음파 트랜스듀서 소자(40)의 뒷면으로부터 방사되는 음향 에너지를 약화시키거나 흡수한다. 또한 다각 기둥 형태의 부재(31)의 하나의 측면에 형성된 전도성 트레이스(32)는 하나의 초음파 트랜스듀서 소자(40)와 전기적으로 연결되어, 초음파 트랜스듀서 소자(40)를 전기적으로 접속시킨다.

도 7의 (b)는 흡음 소자(30)의 횡단면도를 나타낸 것으로, 세 개의 옆면을 가지는 삼각 기둥 형태의 부재(31)의 하나의 옆면에만 전도성 트레이스(32)가 형성되어 있는 모습을 도시하고 있다.

도 8은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 초음파 프로브의 흡음 소자를 1차원적으로 배열하여 형성되는 초음파 프로브의 흡음층의 사시도이다.

앞서 도 7의 (a)에 도시된 바와 같은 흡음 소자(30)를 복수 개(n개) 마련하고, 복수의 흡음 소자(30a~30n)를 1차원적으로 즉, 일렬로 배열함으로써 도 8에 도시된 바와 같은 흡음층(300)을 형성한다.

도 8에 도시된 바와 같이, 복수 개(n개)의 흡음 소자(30a~30n)를 1차원적으로 배열하여 형성한 흡음층(300)에는 복수 개(n개)의 초음파 트랜스듀서 소자(40a~40n)가 1차원적으로 배열되어 형성되는 1차원 초음파 트랜스듀서 어레이(400)가 전기적·음향적으로 연결된다. 흡음층(300)과 1차원 초음파 트랜스듀서 어레이(400) 간의 전기적·음향적 연결을 보다 자세하게 설명하면, 흡음층(300)을 이루는 복수의 다각 기둥 형태의 부재(31a~31n)는 1차원 초음파 트랜스듀서 어레이(400)와 접촉함으로써 음향적으로 연결되어, 1차원 초음파 트랜스듀서 어레이(400)의 뒷면으로부터 방사되는 음향 에너지를 약화시키거나 흡수한다. 또한 복수의 다각 기둥 형태의 부재(31a~31n) 각각에 형성된 전도성 트레이스(32a~32n)는 1차원 초음파 트랜스듀서 어레이(300)를 이루는 복수(n개)의 초음파 트랜스듀서 소자 중 하나와 전기적으로 연결되어, 초음파 트랜스듀서 소자(40a~40n)를 전기적으로 접속시킨다. 도 8에 도시하지는 않았지만 초음파 프로브의 흡음층(300)은 회로 기판(미도시)에 장착되며, 흡음층(300)을 이루는 복수의 다각 기둥 형태의 부재(31a~31n) 각각에 형성된 전도성 트레이스(32a~32n)가 회로 기판에 형성된 전도성 트레이스 등에 전기적으로 연결되어 각각의 초음파 트랜스듀서 소자(40a~40n)를 전기적으로 접속시키게 된다.

도 9는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 초음파 프로브의 흡음 소자를 2차원적으로 배열하여 형성되는 초음파 프로브의 흡음층의 사시도이다.

앞서 도 7의 (a)에 도시된 바와 같은 흡음 소자(30)를 복수 개(n개) 마련하고, 복수의 흡음 소자(30a~30n)를 2차원적으로 즉, 평면적으로 배열함으로써 도 9에 도시된 바와 같은 흡음층(300)을 형성한다.

도 9에 도시된 바와 같이, 복수 개(n개)의 흡음 소자(30a~30n)를 2차원적으로 배열하여 형성한 흡음층(300)에는 복수 개(m개)의 초음파 트랜스듀서 소자(20a~20m)가 2차원적으로 배열되어 형성되는 2차원 초음파 트랜스듀서 어레이(400)가 전기적·음향적으로 연결된다. 흡음층(300)과 2차원 초음파 트랜스듀서 어레이(400) 간의 전기적·음향적 연결을 보다 자세하게 설명하면, 흡음층(300)을 이루는 복수의 다각 기둥 형태의 부재(31a~31n)는 2차원 초음파 트랜스듀서 어레이(400)와 접촉함으로써 음향적으로 연결되어, 2차원 초음파 트랜스듀서 어레이(400)의 뒷면으로부터 방사되는 음향 에너지를 약화시키거나 흡수한다. 또한 복수의 다각 기둥 형태의 부재(31a~31n) 각각에 형성된 전도성 트레이스(32a~32n)는 2차원 초음파 트랜스듀서 어레이(400)를 이루는 복수(m개)의 초음파 트랜스듀서 소자 중 하나와 전기적으로 연결되어, 초음파 트랜스듀서 소자(40a~40m)를 전기적으로 접속시킨다. 도 9에 도시하지는 않았지만 초음파 프로브의 흡음층(300)은 회로 기판(미도시)에 장착되며, 흡음층(300)을 이루는 복수의 다각 기둥 형태의 부재(31a~31n) 각각에 형성된 전도성 트레이스(32a~32n)가 회로 기판에 형성된 전도성 트레이스 등에 전기적으로 연결되어 각각의 초음파 트랜스듀서 소자(40a~40m)를 전기적으로 접속시키게 된다.

도 10은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 초음파 프로브의 흡음 소자의 사시도 및 본 발명의 제 5 실시예에 따른 초음파 프로브의 흡음 소자를 1차원적으로 배열하여 형성되는 초음파 프로브의 흡음층의 사시도이다.

도 10의 (a)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 5 실시예에 따른 초음파 프로브의 흡음 소자(30)는 다각 기둥 형태의 부재(31)의 윗면 또는 아랫면 중 초음파 트랜스듀서 소자(40)와 음향적으로 연결되는 윗면 또는 아랫면에 전극층(33)이 더 형성되어 있다는 점에서 도 7의 (a)에 도시된 흡음 소자(30)와 차이가 있다. 이와 같이, 초음파 트랜스듀서 소자(40)와 음향적으로 연결되는 다각 기둥 형태의 부재(31)의 윗면 또는 아랫면에 전극층(33)을 형성하게 되면 초음파 트랜스듀서 소자(40)와 다각 기둥 형태의 부재(31)의 옆면에 형성된 전도성 트레이스(32) 사이의 전기적 연결성이 보다 향상될 수 있다.

앞서 도 10의 (a)에 도시된 바와 같은 흡음 소자(30)를 복수 개(n개) 마련하고, 복수의 흡음 소자(30a~30n)를 1차원적으로 즉, 일렬로 배열함으로써 도 10의 (b)에 도시된 바와 같은 흡음층(300)을 형성한다.

도 10의 (b)에 도시된 본 발명의 제 5 실시예에 따른 초음파 프로브의 흡음 소자를 1차원적으로 배열하여 형성되는 초음파 프로브의 흡음층(300)의 회로 구성에서, 다각 기둥 형태의 부재(31)의 윗면 또는 아랫면에 형성되는 전극층(33)의 구성 이외의 다른 구성 요소들은 도 7에 도시된 본 발명의 제 1 실시예에 따른 초음파 프로브의 흡음 소자를 1차원적으로 배열하여 형성되는 초음파 프로브의 흡음층(300)의 구성과 동일하므로, 여기서는 자세한 설명을 생략하도록 한다.

도 11a의 (a)는 다각(삼각) 기둥 형태의 부재(31)와 삼각 기둥 형태의 부재(31)의 하나의 옆면에 형성되는 전도성 트레이스(32)를 포함하는 흡음 소자(30)의 횡단면도이고, 도 11a의 (b)는 도 11a의 (a)에 도시된 흡음 소자(30)를 1차원적으로 배열하여 형성되는 흡음층(300)의 횡단면도이고, 도 11a의 (c)는 도 11a의 (a)에 도시된 흡음 소자(30)를 2차원적으로 배열하여 형성되는 흡음층(300)의 횡단면도이다. 도 11a에 점선으로 도시된 직선은 다이싱 라인(dicing line, L)을 의미한다. 다이싱 라인(L)에 의해 구획되는 영역(도 11a의 (c)에 점선으로 도시된 곡선 영역, "G" 영역)에 하나의 초음파 트랜스듀서 소자가 연결된다.

한편, 하나의 옆면에만 전도성 트레이스(32)가 형성된 삼각 기둥 형태의 부재(31)를 2차원적으로 배열하여 흡음층(300)을 형성하는 경우(도 11a의 (c) 참조)를 살펴보면 삼각 기둥 형태의 부재(31)의 배열 사이 사이에 빈 공간(도 11a의 (c)의 "H" 영역)이 발생한다는 사실을 알 수 있다. 흡음층(300)은 초음파가 압전층의 후방으로 진행되는 것을 차단시켜 영상 왜곡을 방지하는 기능을 수행해야 하기 때문에 흡음층(300) 내에 빈 공간이 존재하게 되면 흡음층(300)의 흡음 성능이 저하될 우려가 있다. 따라서, 삼각 기둥 형태의 부재(31)의 2차원적 배열과 같이 삼각 기둥 형태의 부재의 배열 사이 사이에 빈 공간이 발생하는 경우 복수의 다각 기둥 형태의 부재를 그 부재의 재질과 동일한 재질의 물질을 이용하여 접착함으로써, 즉 빈 공간(H)을 부재의 재질과 동일한 재질의 물질로 채워줌으로써 흡음층(300)의 유효 면적을 증가시킬 수 있게 된다.

앞에서는 계속 하나의 옆면에만 전도성 트레이스(32)가 형성된 다각 기둥 형태의 부재(31)를 1차원적으로 또는 2차원적으로 배열하여 흡음층(300)을 형성하는 경우를 설명하였다면, 이하에서는 도 11b를 참조하여 두 개의 옆면에 전도성 트레이스(32)가 형성된 다각 기둥 형태의 부재(31)를 1차원적으로 또는 2차원적으로 배열하여 흡음층(300)을 형성하는 경우를 설명하기로 한다.

도 11b의 (a)는 다각(삼각) 기둥 형태의 부재(31)와 삼각 기둥 형태의 부재(31)의 두 개의 옆면에 형성되는 전도성 트레이스(32)를 포함하는 흡음 소자(30)의 횡단면도이고, 도 11b의 (b)는 도 11b의 (a)에 도시된 흡음 소자(30)를 1차원적으로 배열하여 형성되는 흡음층(300)의 횡단면도이고, 도 11b의 (c)는 도 11b의 (a)에 도시된 흡음 소자(30)를 2차원적으로 배열하여 형성되는 흡음층(300)의 횡단면도이다. 도 11b에 점선으로 도시된 직선은 다이싱 라인(dicing line, L)을 의미한다. 다이싱 라인(L)에 의해 구획되는 영역(도 11b의 (c)에 점선으로 도시된 곡선 영역, "I" 영역)에 하나의 초음파 트랜스듀서 소자가 연결된다.

하나의 옆면에만 전도성 트레이스(32)가 형성된 삼각 기둥 형태의 부재(31)를 2차원적으로 배열하여 흡음층(300)을 형성하는 경우(도 11a의 (c) 참조)와 두 개의 옆면에 전도성 트레이스(32)가 형성된 삼각 기둥 형태의 부재(31)를 2차원적으로 배열하여 흡음층(300)을 형성하는 경우(도 11b의 (c) 참조)를 비교해 보면 도 11a의 (c)에 도시된 "G" 영역에 존재하는 전도성 트레이스(32)에 비해 도 11b의 (c)에 도시된 "I" 영역에 네 배의 전도성 트레이스(32)가 존재한다는 사실을 알 수 있다. 이와 같이, 하나의 초음파 트랜스듀서 소자와 전기적으로 연결되는 전도성 트레이스(32)의 양이 증가하면 전도성 트레이스(32)의 전기적 특성이 보다 향상될 수 있다.

도 12a의 (a)는 삼각 기둥 형태의 부재(31)와 삼각 기둥 형태의 부재(31)의 두 개의 옆면에 형성되는 전도성 트레이스(32)를 포함하는 흡음 소자(30) 및 이 흡음 소자(30)의 6개의 조합으로 형성되는 육각 기둥 형태의 흡음 소자의 횡단면도이고, 도 12a의 (b)는 도 12a의 (a)에 도시된 육각 기둥 형태의 흡음 소자를 1차원적으로 배열하여 형성되는 흡음층(300)의 횡단면도이고, 도 12a의 (c)는 도 12a의 (a)에 도시된 육각 기둥 형태의 흡음 소자를 2차원적으로 배열하여 형성되는 흡음층(300)의 횡단면도이다. 도 12a의 (c)에 점선으로 도시된 곡선 영역("J" 영역)에 하나의 초음파 트랜스듀서 소자가 연결된다.

하나의 옆면에만 전도성 트레이스(32)가 형성된 삼각 기둥 형태의 부재(31)를 2차원적으로 배열하여 흡음층(300)을 형성하는 경우(도 11a의 (c) 참조)와 삼각 기둥 형태의 흡음 소자(30)를 6개 조합하여 형성되는 육각 기둥 형태의 흡음 소자(도 12a의 (a) 참조)를 2차원적으로 배열하여 형성되는 흡음층(300)을 형성하는 경우(도 12a의 (c) 참조)를 비교해 보면 도 11a의 (c)에 도시된 "G" 영역에 존재하는 전도성 트레이스(32)에 비해 도 12a의 (c)에 도시된 "J" 영역에 12배의 전도성 트레이스(32)가 존재한다는 사실을 알 수 있다. 이와 같이, 하나의 초음파 트랜스듀서 소자와 전기적으로 연결되는 전도성 트레이스(32)의 양이 증가하면 전도성 트레이스(32)의 전기적 특성이 보다 향상될 수 있다.

도 12b의 (a)는 삼각 기둥 형태의 부재(31)와 삼각 기둥 형태의 부재(31)의 두 개의 옆면에 형성되는 전도성 트레이스(32)를 포함하는 흡음 소자(30) 및 이 흡음 소자(30) 8개의 조합으로 형성되는 팔각 기둥 형태의 흡음 소자의 횡단면도이고, 도 12b의 (b)는 도 12b의 (a)에 도시된 팔각 기둥 형태의 흡음 소자를 1차원적으로 배열하여 형성되는 흡음층(300)의 횡단면도이고, 도 12b의 (c)는 도 12b의 (a)에 도시된 팔각 기둥 형태의 흡음 소자를 2차원적으로 배열하여 형성되는 흡음층(300)의 횡단면도이다. 도 12b의 (c)에 점선으로 도시된 곡선 영역("K" 영역)에 하나의 초음파 트랜스듀서 소자가 연결된다.

하나의 옆면에만 전도성 트레이스(32)가 형성된 삼각 기둥 형태의 부재(31)를 2차원적으로 배열하여 흡음층(300)을 형성하는 경우(도 11a의 (c) 참조)와 삼각 기둥 형태의 흡음 소자(30)를 8개 조합하여 형성되는 팔각 기둥 형태의 흡음 소자(도 12b의 (a) 참조)를 2차원적으로 배열하여 형성되는 흡음층(300)을 형성하는 경우(도 12b의 (c) 참조)를 비교해 보면 도 11a의 (c)에 도시된 "G" 영역에 존재하는 전도성 트레이스(32)에 비해 도 12b의 (c)에 도시된 "K" 영역에 16배의 전도성 트레이스(32)가 존재한다는 사실을 알 수 있다. 이와 같이, 하나의 초음파 트랜스듀서 소자와 전기적으로 연결되는 전도성 트레이스(32)의 양이 증가하면 전도성 트레이스(32)의 전기적 특성이 보다 향상될 수 있다.

한편, 삼각 기둥 형태의 흡음 소자(30) 8개의 조합으로 형성되는 팔각 기둥 형태의 흡음 소자를 2차원적으로 배열하여 흡음층(300)을 형성하는 경우(도 12b의 (c) 참조)를 살펴보면 팔각 기둥 형태의 흡음 소자의 배열 사이 사이에 빈 공간(도 12b의 (c)의 "M" 영역)이 발생한다는 사실을 알 수 있다. 흡음층(300)은 초음파가 압전층의 후방으로 진행되는 것을 차단시켜 영상 왜곡을 방지하는 기능을 수행해야 하기 때문에 흡음층(300) 내에 빈 공간이 존재하게 되면 흡음층(300)의 흡음 성능이 저하될 우려가 있다. 따라서, 팔각 기둥 형태의 흡음 소자의 2차원적 배열과 같이 팔각 기둥 형태의 흡음 소자의 배열 사이 사이에 빈 공간이 발생하는 경우는 물론이고, 육각 기둥 형태의 흡음 소자의 2차원적 배열과 같이 육각 기둥 형태의 흡음 소자의 배열 사이 사이에 눈에 띌만한 빈 공간이 발생하지 않는 경우에도 복수의 다각 기둥 형태의 부재를 1차원적으로 또는 2차원적으로 배열할 때에는 복수의 다각 기둥 형태의 부재를 그 부재의 재질과 동일한 재질의 물질을 이용하여 접착함으로써 흡음층(300)의 유효 면적을 증가시킬 수 있게 된다.

본 명세서에서는 하나 또는 둘 이상의 측면에 전도성 트레이스가 형성된 삼각 기둥 형태의 부재, 육각 기둥 형태의 부재 및 팔각 기둥 형태의 부재를 1차원적으로 또는 2차원적으로 배열하여 흡음층을 형성하는 경우만을 예로 들어 설명하였으나, 그 외의 다른 다양한 형태의 다각 기둥 형태(예: 십이각 기둥 형태)의 부재를 1차원적으로 또는 2차원적으로 배열하여 흡음층을 형성하는 것도 가능하다.

또한 본 명세서에서는 한 종류의 다각 기둥 형태의 부재(예: 삼각 기둥 형태 또는 육각 기둥 형태 또는 팔각 기둥 형태)를 1차원적으로 또는 2차원적으로 배열하여 흡음층을 형성하는 경우만을 예로 들어 설명하였으나, 하나의 다각 기둥 형태의 부재와 다른 종류의 다각 기둥 형태의 부재를 조합(예: 팔각 기둥 형태의 부재와 사각 기둥 형태의 부재의 조합)하여 흡음층을 형성하는 것도 가능하다.

10, 30 : 흡음 소자 11, 31 : 다각 기둥 형태의 부재
12, 32 : 전도성 트레이스 13, 33 : 전극층
20, 40 : 초음파 트랜스듀서 소자 100, 300 : 흡음층
200, 400 : 초음파 트랜스듀서 어레이 L : 다이싱 라인(Dicing Line)

Claims

초음파 트랜스듀서 소자와 음향적으로 연결되는 다각 기둥 형태의 부재;
상기 부재의 하나의 옆면에 형성되어 상기 초음파 트랜스듀서 소자와 전기적으로 연결되는 전도성 트레이스(trace)를 포함하는 초음파 프로브의 흡음 소자.
제 1 항에 있어서,
상기 부재의 윗면 또는 아랫면 중 상기 초음파 트랜스듀서 소자와 음향적으로 연결되는 윗면 또는 아랫면에는 전극층이 형성되어 있는 초음파 프로브의 흡음 소자.
초음파 트랜스듀서 소자와 음향적으로 연결되는 다각 기둥 형태의 부재;
상기 부재의 둘 이상의 옆면에 형성되어 상기 초음파 트랜스듀서 소자와 전기적으로 연결되는 전도성 트레이스(trace)를 포함하는 초음파 프로브의 흡음 소자.
제 3 항에 있어서,
상기 부재의 윗면 또는 아랫면 중 상기 초음파 트랜스듀서 소자와 음향적으로 연결되는 윗면 또는 아랫면에는 전극층이 형성되어 있는 초음파 프로브의 흡음 소자.
하나의 옆면에 전도성 트레이스가 형성된 복수의 다각 기둥 형태의 부재가 1차원적으로 또는 2차원적으로 배열되되,
상기 복수의 부재는 초음파 트랜스듀서 어레이와 음향적으로 연결되고, 상기 복수의 부재 각각에 형성된 상기 전도성 트레이스는 상기 초음파 트랜스듀서 어레이를 이루는 복수의 초음파 트랜스듀서 소자 중 하나와 전기적으로 연결되는 초음파 프로브의 흡음층.
제 5 항에 있어서,
상기 복수의 부재 각각의 윗면 또는 아랫면 중 상기 초음파 트랜스듀서 어레이와 음향적으로 연결되는 윗면 또는 아랫면에는 전극층이 형성되어 있는 초음파 프로브의 흡음층.
제 5 항에 있어서,
상기 복수의 부재는 상기 부재의 재질과 동일한 재질의 물질을 이용하여 접착되어 상기 1차원적으로 또는 2차원적으로 배열되는 초음파 프로브의 흡음층.
둘 이상의 옆면에 전도성 트레이스가 형성된 복수의 다각 기둥 형태의 부재가 1차원적으로 또는 2차원적으로 배열되되,
상기 복수의 부재는 초음파 트랜스듀서 어레이와 음향적으로 연결되고, 상기 복수의 부재 각각에 형성된 상기 전도성 트레이스는 상기 초음파 트랜스듀서 어레이를 이루는 복수의 초음파 트랜스듀서 소자 중 하나와 전기적으로 연결되는 초음파 프로브의 흡음층.
제 8 항에 있어서,
상기 복수의 부재 각각의 윗면 또는 아랫면 중 상기 초음파 트랜스듀서 어레이와 음향적으로 연결되는 윗면 또는 아랫면에는 전극층이 형성되어 있는 초음파 프로브의 흡음층.
제 8 항에 있어서,
상기 복수의 부재는 상기 부재의 재질과 동일한 재질의 물질을 이용하여 접착되어 상기 1차원적으로 또는 2차원적으로 배열되는 초음파 프로브의 흡음층.
초음파 트랜스듀서 소자와 음향적으로 연결되는 다각 기둥 형태의 부재를 생성하고;
상기 부재의 하나의 옆면에 상기 초음파 트랜스듀서 소자와 전기적으로 연결되는 전도성 트레이스(trace)를 형성하는 초음파 프로브의 흡음 소자 제작 방법.
제 11 항에 있어서,
상기 부재의 윗면 또는 아랫면 중 상기 초음파 트랜스듀서 소자와 음향적으로 연결되는 윗면 또는 아랫면에 전극층을 더 형성하는 초음파 프로브의 흡음 소자 제작 방법.
초음파 트랜스듀서 소자와 음향적으로 연결되는 다각 기둥 형태의 부재를 생성하고;
상기 부재의 둘 이상의 옆면에 상기 초음파 트랜스듀서 소자와 전기적으로 연결되는 전도성 트레이스(trace)를 형성하는 초음파 프로브의 흡음 소자 제작 방법.
제 13 항에 있어서,
상기 부재의 윗면 또는 아랫면 중 상기 초음파 트랜스듀서 소자와 음향적으로 연결되는 윗면 또는 아랫면에 전극층을 더 형성하는 초음파 프로브의 흡음 소자 제작 방법.
초음파 트랜스듀서 어레이와 음향적으로 연결되는 복수의 다각 기둥 형태의 부재를 생성하고;
상기 복수의 부재 각각의 하나의 옆면에 상기 초음파 트랜스듀서 어레이를 이루는 복수의 초음파 트랜스듀서 소자 중 하나와 전기적으로 연결되는 전도성 트레이스(trace)를 형성하고;
상기 전도성 트레이스가 형성된 복수의 부재를 1차원적으로 또는 2차원적으로 배열하는 초음파 프로브의 흡음층 제작 방법.
제 15 항에 있어서,
상기 복수의 부재 각각의 윗면 또는 아랫면 중 상기 초음파 트랜스듀서 어레이와 음향적으로 연결되는 윗면 또는 아랫면에 전극층을 형성하는 것을 더 포함하는 초음파 프로브의 흡음층 제작 방법.
제 15 항에 있어서,
상기 복수의 부재를 1차원적으로 또는 2차원적으로 배열하는 것은 상기 복수의 부재를 상기 부재의 재질과 동일한 재질의 물질을 이용하여 접착하는 것인 초음파 프로브의 흡음층 제작 방법.
초음파 트랜스듀서 어레이와 음향적으로 연결되는 복수의 다각 기둥 형태의 부재를 생성하고;
상기 복수의 부재 각각의 둘 이상의 옆면에 상기 초음파 트랜스듀서 어레이를 이루는 복수의 초음파 트랜스듀서 소자 중 하나와 전기적으로 연결되는 전도성 트레이스(trace)를 형성하고;
상기 전도성 트레이스가 형성된 복수의 부재를 1차원적으로 또는 2차원적으로 배열하는 초음파 프로브의 흡음층 제작 방법.
제 18 항에 있어서,
상기 복수의 부재 각각의 윗면 또는 아랫면 중 상기 초음파 트랜스듀서 어레이와 음향적으로 연결되는 윗면 또는 아랫면에 전극층을 형성하는 것을 더 포함하는 초음파 프로브의 흡음층 제작 방법.
제 18 항에 있어서,
상기 복수의 부재를 1차원적으로 또는 2차원적으로 배열하는 것은 상기 복수의 부재를 상기 부재의 재질과 동일한 재질의 물질을 이용하여 접착하는 것인 초음파 프로브의 흡음층 제작 방법.
초음파 트랜스듀서 소자와 음향적으로 연결되는 육각 기둥 형태의 부재;
상기 부재의 하나의 옆면에 형성되어 상기 초음파 트랜스듀서 소자와 전기적으로 연결되는 전도성 트레이스(trace)를 포함하는 초음파 프로브의 흡음 소자.
제 21 항에 있어서,
상기 부재의 윗면 또는 아랫면 중 상기 초음파 트랜스듀서 소자와 음향적으로 연결되는 윗면 또는 아랫면에는 전극층이 형성되어 있는 초음파 프로브의 흡음 소자.
초음파 트랜스듀서 소자와 음향적으로 연결되는 육각 기둥 형태의 부재;
상기 부재의 둘 이상의 옆면에 형성되어 상기 초음파 트랜스듀서 소자와 전기적으로 연결되는 전도성 트레이스(trace)를 포함하는 초음파 프로브의 흡음 소자.
제 23 항에 있어서,
상기 부재의 윗면 또는 아랫면 중 상기 초음파 트랜스듀서 소자와 음향적으로 연결되는 윗면 또는 아랫면에는 전극층이 형성되어 있는 초음파 프로브의 흡음 소자.
둘 이상의 옆면에 전도성 트레이스가 형성된 복수의 육각 기둥 형태의 부재가 1차원적으로 또는 2차원적으로 배열되되,
상기 복수의 부재는 초음파 트랜스듀서 어레이와 음향적으로 연결되고, 상기 복수의 부재 각각에 형성된 상기 전도성 트레이스는 상기 초음파 트랜스듀서 어레이를 이루는 복수의 초음파 트랜스듀서 소자 중 하나와 전기적으로 연결되는 초음파 프로브의 흡음층.
초음파 트랜스듀서 소자와 음향적으로 연결되는 삼각 기둥 형태의 부재;
상기 부재의 하나의 옆면에 형성되어 상기 초음파 트랜스듀서 소자와 전기적으로 연결되는 전도성 트레이스(trace)를 포함하는 초음파 프로브의 흡음 소자.
제 26 항에 있어서,
상기 부재의 윗면 또는 아랫면 중 상기 초음파 트랜스듀서 소자와 음향적으로 연결되는 윗면 또는 아랫면에는 전극층이 형성되어 있는 초음파 프로브의 흡음 소자.
초음파 트랜스듀서 소자와 음향적으로 연결되는 삼각 기둥 형태의 부재;
상기 부재의 둘 이상의 옆면에 형성되어 상기 초음파 트랜스듀서 소자와 전기적으로 연결되는 전도성 트레이스(trace)를 포함하는 초음파 프로브의 흡음 소자.
제 28 항에 있어서,
상기 부재의 윗면 또는 아랫면 중 상기 초음파 트랜스듀서 소자와 음향적으로 연결되는 윗면 또는 아랫면에는 전극층이 형성되어 있는 초음파 프로브의 흡음 소자.
둘 이상의 옆면에 전도성 트레이스가 형성된 복수의 삼각 기둥 형태의 부재가 1차원적으로 또는 2차원적으로 배열되되,
상기 복수의 부재는 초음파 트랜스듀서 어레이와 음향적으로 연결되고, 상기 복수의 부재 각각에 형성된 상기 전도성 트레이스는 상기 초음파 트랜스듀서 어레이를 이루는 복수의 초음파 트랜스듀서 소자 중 하나와 전기적으로 연결되는 초음파 프로브의 흡음층.