KR20130097549A - Ultrasonic probe and manufacturing method thereof - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: An ultrasonic probe capable of improving the diagnosis accuracy and a manufacturing method thereof are provided to transmit the ultrasound reliably to a conformal layer through a piezoelectric element, by filling a kerf after laminating a ground layer onto the piezoelectric element. CONSTITUTION: An ultrasonic probe manufacturing method is comprised of the followings: a piezoelectric element formation step (S100) which separates the piezoelectric element after laminating the piezoelectric element on a printed circuit board; a ground layer formation step (S200) which fills the kerf into a space between the channel separated piezoelectric element after laminating a ground layer on the piezoelectric element; and a conformal layer formation step (S300) which forms the conformal layer on the ground layer. [Reference numerals] (AA) Start; (BB) End; (S100) Piezoelectric element formation step which separates a piezoelectric element channel from a PCB after laminating the piezoelectric element on the PCB; (S200) Ground layer formation step which fills the kerf into a space between the channel separated piezoelectric elements after laminating a ground layer on the piezoelectric element; (S300) Conformal layer formation step which forms the conformal layer on the ground layer

Description

초음파 프로브 및 그의 제조 방법{Ultrasonic probe and manufacturing method thereof}Ultrasonic probe and manufacturing method thereof

초음파 프로브 및 그의 제조 방법이 개시된다. 보다 상세하게는, 채널 분리된 압전소자에 커프를 충진하기 전에 먼저 그라운드층을 적층한 다음 커프를 충진하기 때문에 압전소자를 거쳐 정합층으로 초음파가 신뢰성 있게 전달될 수 있는 초음파 프로브 및 그의 제조 방법이 개시된다.Ultrasonic probes and methods of making the same are disclosed. More specifically, an ultrasonic probe and a method for manufacturing the same, which can be reliably transmitted to the matching layer through the piezoelectric element because the ground layer is first stacked before filling the cuff in the channel separated piezoelectric element and then the cuff is filled. Is initiated.

일반적으로 초음파 진단 장치 사람이 들을 수 없는 주파수의 음파(2~20 MHz), 즉 초음파 신호를 피검사체에 쏘아 반사된 초음파 신호로 피검사체의 내부 조직을 영상화시키는 장치이다. 초음파는 서로 다른 두 물질의 경계에서 반사율이 다르기 때문에 이러한 영상호가 가능할 수 있다.In general, an ultrasound diagnostic apparatus is an apparatus for imaging an internal tissue of a subject by using ultrasonic waves reflected from a sound wave (2-20 MHz), that is, an ultrasonic signal, at an inaudible frequency. Ultrasound may be possible because these images have different reflectances at the boundaries of two different materials.

초음파 진단 장치는, 피검사체의 내부로 초음파 프로브가 초음파 신호를 보낸 후, 피검사체 내의 각 조직에서 반사되어 되돌아오는 응답 신호를 다시 프로브가 수신하고, 초음파 프로브가 수신한 응답 신호를 재구성하여 초음파 신호가 조사된 검사 부위의 단면상을 만들 수 있다. 이러한 단면상은 초음파 진단 장치의 모니터로 출력되고, 모니터의 단면상을 검토하면 피검사체의 내부 조직을 육안으로 확인할 수 있다. 따라서, 의료 분야에서는 초음파 진단 장치를 이용하여 환자의 질병 상태를 판단할 수 있다.After the ultrasonic probe sends an ultrasonic signal to the inside of the subject, the ultrasonic diagnostic apparatus receives a response signal reflected back from each tissue in the subject, and reconstructs the ultrasonic wave signal by reconstructing the response signal received by the ultrasonic probe. Can make a cross-sectional view of the examined inspection site. Such a cross-sectional image is output to the monitor of an ultrasonic diagnostic apparatus, and when the cross-sectional image of a monitor is examined, the internal structure of a subject can be visually confirmed. Therefore, in the medical field, an ultrasound diagnosis apparatus may be used to determine a disease state of a patient.

한편, 초음파 프로브, 특히 일차원 배열을 갖는 초음파 트랜스듀서의 일반적인 제조 공정에 대해 설명하면, 인쇄회로기판에 압전소자를 적층한 후 채널 분리를 하고 이어서 그 상부에서 1차로 커프(kerf)를 충진한 다음 잔여 커프를 제거한 후 그 상부에 그라운드층을 적층하는 공정을 갖는다. 이어서 그라운드층의 상부에 정합층을 적층함으로써 초음파 트랜스듀서의 제조가 개략적으로 이루어질 수 있다.On the other hand, in the general manufacturing process of the ultrasonic probe, in particular the ultrasonic transducer having a one-dimensional array, the piezoelectric element is laminated on a printed circuit board, the channel is separated, and then the kerf is first filled in the upper portion thereof. After removing the remaining cuff has a process of laminating a ground layer thereon. Subsequently, the ultrasonic transducer may be manufactured by stacking a matching layer on top of the ground layer.

그런데, 이러한 종래의 초음파 프로브의 제조 방법에 있어서는, 커프를 충진한 다음 그라운드층을 적층하기 때문에, 커프 물질이 압전소자 사이에 충진되면서 압전소자 상부에 커프가 얇은 층을 형성하여 초음파가 앞으로 나아가는 데 방해를 하며 따라서 초음파 프로브의 전체 성능이 저하될 수 있다. 이에, 압전소자 상부의 커프를 제거하는 방안이 고려되지만 이의 경우에도 커프의 균일한 제거가 어렵다는 한계가 있다.
However, in the conventional method of manufacturing an ultrasonic probe, since the cuff is filled and then the ground layers are stacked, the cuff is filled between the piezoelectric elements and a thin layer of the cuff is formed on the piezoelectric element to advance the ultrasonic wave. Interference and therefore the overall performance of the ultrasonic probe may be degraded. Therefore, a method of removing the cuff on the piezoelectric element is considered, but even in this case, there is a limitation that it is difficult to uniformly remove the cuff.

본 발명의 실시예에 따른 목적은, 채널 분리된 압전소자에 커프를 충진하기 전에 먼저 그라운드층을 적층한 다음 커프를 충진하기 때문에 압전소자를 거쳐 정합층으로 초음파가 신뢰성 있게 전달될 수 있으며 따라서 진단 정확성을 향상시킬 수 있는 초음파 프로브 및 그의 제조 방법을 제공하는 것이다.According to an embodiment of the present invention, before filling the cuff in the channel-separated piezoelectric element, the ground layer is first stacked, and then the cuff is filled, so that ultrasonic waves can be reliably transmitted to the matching layer through the piezoelectric element and thus the diagnosis is performed. It is to provide an ultrasonic probe and a method of manufacturing the same that can improve the accuracy.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 목적은, 1차원 배열 트랜스듀서에 비해 소자의 수가 많음에도 불구하고 균일한 특성, 예를 들면 균일한 감도 특성을 구현할 수 있는 초음파 프로브 및 그의 제조 방법을 제공하는 것이다.
In addition, an object according to an embodiment of the present invention is to provide an ultrasonic probe and a method for manufacturing the same, which can realize a uniform characteristic, for example, a uniform sensitivity characteristic despite the number of elements compared to a one-dimensional array transducer. will be.

본 발명의 실시예에 따른 초음파 프로브의 제조 방법은, 압전소자와, 상기 압전소자의 일측에 형성되는 정합층을 구비하는 초음파 프로브의 제조 방법으로서, 인쇄회로기판 상에 압전소자를 적층한 후, 상기 압전소자를 채널 분리하는 압전소자 형성 단계; 상기 압전소자의 상면에 그라운드층을 적층한 후, 채널 분리된 상기 압전소자의 사이 공간으로 커프(kerf)를 충진하는, 그라운드층 형성 단계; 및 상기 그라운드층의 상면에 정합층을 형성하는, 정합층 형성 단계;를 포함할 수 있으며, 이러한 구성에 의해서, 채널 분리된 압전소자에 커프를 충진하기 전에 먼저 그라운드층을 적층한 다음 커프를 충진하기 때문에 압전소자를 거쳐 정합층으로 초음파가 신뢰성 있게 전달될 수 있으며 따라서 진단 정확성을 향상시킬 수 있다.An ultrasonic probe manufacturing method according to an embodiment of the present invention is a manufacturing method of an ultrasonic probe having a piezoelectric element, and a matching layer formed on one side of the piezoelectric element, after laminating the piezoelectric element on a printed circuit board, A piezoelectric element forming step of channel-separating the piezoelectric element; Stacking a ground layer on an upper surface of the piezoelectric element, and filling a kerf into a space between the piezoelectric elements separated from the channel; And a matching layer forming step of forming a matching layer on an upper surface of the ground layer. In this configuration, before filling the cuff in the piezoelectric element separated from the channel, the ground layer is first stacked and then the cuff is filled. Therefore, ultrasonic waves can be reliably transmitted to the matching layer via the piezoelectric element, thereby improving diagnostic accuracy.

상기 그라운드층 형성 단계에서, 상기 그라운드층이 적층된 상기 압전소자를 고정시킨 후, 상기 압전소자의 측부를 통해 상기 커프를 제공함으로써 채널 분리된 상기 압전소자의 사이 공간으로 상기 커프를 충진할 수 있다.In the forming of the ground layer, after fixing the piezoelectric element on which the ground layer is stacked, the cuff may be filled into the space between the piezoelectric elements separated from the channel by providing the cuff through the side of the piezoelectric element. .

상기 정합층 형성 단계는, 상기 그라운드층에 상기 정합층을 적층한 후, 상기 정합층을 채널 분리하고 이어서 채널 분리된 상기 정합층에 음향 렌즈를 결합시킬 수 있다.In the forming of the matching layer, the matching layer may be stacked on the ground layer, the matching layer may be channel separated, and then the acoustic lens may be coupled to the matching layer separated from the channel.

상기 그라운드층 형성 단계 시, 상기 그라운드층의 하부에 접착제를 도포한 후 채널 분리된 상기 압전소자의 상면에 상기 그라운드층을 본딩(bonding) 결합시킬 수 있다.During the ground layer forming step, an adhesive may be applied to the lower portion of the ground layer, and then the ground layer may be bonded to the upper surface of the piezoelectric element separated from the channel.

상기 초음파 프로브의 제조 방법은 1.25차원, 1.5차원 또는 2차원을 포함하는 다차원 초음파 프로브의 제조를 위한 방법일 수 있다.The manufacturing method of the ultrasonic probe may be a method for manufacturing a multi-dimensional ultrasonic probe including 1.25 dimensions, 1.5 dimensions or two dimensions.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 초음파 프로브는, 인쇄회로기판 상에 적층되며, 복수 개의 채널로 분리되고 상기 채널 분리로 인해 발생되는 사이 공간에 커프가 충진되는 압전소자; 상기 압전소자의 상부에 결합되는 그라운드층; 및 상기 그라운드층의 상부에 적층되는 정합층;을 포함하며, 채널 분리된 상기 압전소자에 먼저 상기 그라운드층이 결합된 후, 상기 압전소자의 사이 공간에 상기 커프가 충진될 수 있으며, 이러한 구성에 의해서, 채널 분리된 압전소자에 커프를 충진하기 전에 먼저 그라운드층을 적층한 다음 커프를 충진하기 때문에 압전소자를 거쳐 정합층으로 초음파가 신뢰성 있게 전달될 수 있으며 따라서 진단 정확성을 향상시킬 수 있다.On the other hand, the ultrasonic probe according to an embodiment of the present invention, the piezoelectric element is stacked on a printed circuit board, separated into a plurality of channels and the cuff is filled in the interspace generated by the channel separation; A ground layer coupled to an upper portion of the piezoelectric element; And a matching layer stacked on top of the ground layer, wherein the ground layer is first coupled to the piezoelectric element separated from the channel, and then the cuff is filled in the space between the piezoelectric elements. By stacking the ground layer first and then filling the cuff before filling the cuff in the channel-separated piezoelectric element, ultrasonic waves can be reliably transmitted to the matching layer via the piezoelectric element, thereby improving diagnostic accuracy.

채널 분리된 상기 압전소자에 상기 커프를 충진하기 위해, 상기 그라운드층이 적층된 상기 압전소자를 상하부에서 고정시키는 고정 장치 및 상기 압전소자의 측부에 위치하도록 상기 고정 장치에 고정되어 상기 압전소자를 향해 커프를 제공하는 커프 제공부가 이용될 수 있다.In order to fill the cuff with the piezoelectric element separated from the channel, a fixing device for fixing the piezoelectric elements having the ground layers stacked on the upper and lower parts thereof, and fixed to the fixing device so as to be positioned on the side of the piezoelectric element, and toward the piezoelectric element. A cuff provider that provides a cuff can be used.

상기 정합층은 복수 개의 채널로 분리되며, 채널 분리된 상기 정합층의 사이사이 및 상부에 음향 렌즈가 결합될 수 있다.The matching layer may be divided into a plurality of channels, and an acoustic lens may be coupled between and between the matching layers separated from each other.

상기 압전소자의 채널 분리 또는 상기 정합층의 채널 분리를 위해 정밀 연삭기가 이용될 수 있다.A precision grinding machine may be used for channel separation of the piezoelectric element or channel separation of the matching layer.

상기 압전소자를 향하는 상기 그라운드층의 일면에는 채널 분리된 상기 압전소자와의 본딩 결합을 위한 접착제가 도포될 수 있다.
One surface of the ground layer facing the piezoelectric element may be coated with an adhesive for bonding bonding with the piezoelectric element separated from the channel.

본 발명의 실시예에 따르면, 채널 분리된 압전소자에 커프를 충진하기 전에 먼저 그라운드층을 적층한 다음 커프를 충진하기 때문에 압전소자를 거쳐 정합층으로 초음파가 신뢰성 있게 전달될 수 있으며 따라서 진단 정확성을 향상시킬 수 있다.According to an embodiment of the present invention, before filling the cuff in the channel-separated piezoelectric element, the ground layer is first stacked, and then the cuff is filled so that ultrasonic waves can be reliably transmitted to the matching layer via the piezoelectric element, thereby improving diagnostic accuracy. Can be improved.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 1차원 배열 트랜스듀서에 비해 소자의 수가 많음에도 불구하고 균일한 특성, 예를 들면 균일한 감도 특성을 구현할 수 있다.
In addition, according to the embodiment of the present invention, despite the number of elements compared to the one-dimensional array transducer, it is possible to implement a uniform characteristic, for example, a uniform sensitivity characteristic.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 프로브의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 초음파 프로브의 제조 공정을 순차적을 도시한 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 채널 분리된 압전소자에 커프를 충진하기 위해 적용되는 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 프로브의 제조 방법의 순서도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 프로브 및 종래의 초음파 프로브의 성능을 비교하기 위한 그래프들이다.
1 is a view schematically showing the configuration of an ultrasonic probe according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram sequentially illustrating a manufacturing process of the ultrasonic probe illustrated in FIG. 1.
FIG. 3 is a view schematically showing an apparatus applied to fill a cuff in the channel-separated piezoelectric element shown in FIG.
4 is a flow chart of a method of manufacturing an ultrasonic probe according to an embodiment of the present invention.
5 is a graph for comparing the performance of the ultrasonic probe and the conventional ultrasonic probe according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 구성 및 적용에 관하여 상세히 설명한다. 이하의 설명은 특허 청구 가능한 본 발명의 여러 태양(aspects) 중 하나이며, 하기의 기술(description)은 본 발명에 대한 상세한 기술(detailed description)의 일부를 이룬다. Hereinafter, configurations and applications according to embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The following description is one of many aspects of the claimed invention and the following description forms part of a detailed description of the present invention.

다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 관한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail for the sake of clarity and conciseness.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 프로브의 구성을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 초음파 프로브의 제조 공정을 순차적을 도시한 도면이며, 도 3은 도 2에 도시된 채널 분리된 압전소자에 커프를 충진하기 위해 적용되는 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.1 is a view schematically showing the configuration of an ultrasonic probe according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram sequentially illustrating a manufacturing process of the ultrasonic probe shown in FIG. 1, and FIG. 3 is shown in FIG. 2. FIG. Is a diagram schematically showing an apparatus applied to filling a cuff in the channel-separated piezoelectric element shown.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 프로브(100)는, 유연성 인쇄회로기판(110, FPCB)과, 유연성 인쇄회로기판(110)의 배면에 결합되는 후면층(120)과, 유연성 인쇄회로기판(110)의 상면에 적층되어 결합되는 압전소자(130)와, 압전소자(130)의 상면에 적층되는 그라운드층(140)과, 그라운드층(140)의 상면에 적층되는 정합층(160)을 포함할 수 있다.1, the ultrasonic probe 100 according to an embodiment of the present invention, the flexible printed circuit board 110 (FPCB), the back layer 120 is coupled to the back of the flexible printed circuit board 110 and , The piezoelectric element 130 stacked on the upper surface of the flexible printed circuit board 110, the ground layer 140 stacked on the upper surface of the piezoelectric element 130, and the matching layer stacked on the upper surface of the ground layer 140. It may include layer 160.

각 구성에 대해 설명하면, 먼저 유연성 인쇄회로기판(110)은 압전소자(130)와 접촉되게 구비되어, 압전소자(130)로 전기적 신호를 공급하는 역할을 한다. 다만, 본 실시예에서 유연성 인쇄회로기판(110)이 적용되는 경우에 대해 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니고 인쇄회로기판이 적용될 수도 있다.Referring to each configuration, first, the flexible printed circuit board 110 is provided to be in contact with the piezoelectric element 130, and serves to supply an electrical signal to the piezoelectric element 130. However, the case in which the flexible printed circuit board 110 is applied in the present embodiment has been described. However, the present invention is not limited thereto and a printed circuit board may be applied.

그리고, 후면체(120)는, 유연성 인쇄회로기판(110)의 후면에 부착되며 유연성 인쇄회로기판(110)과 상호 전기적 신호를 주고 받을 수 있다. 이러한 후면체(120)는 유연성 인쇄회로기판(110)과 접착제에 의해 본딩(bonding)될 수 있다. The rear body 120 may be attached to the rear surface of the flexible printed circuit board 110 to exchange electrical signals with the flexible printed circuit board 110. The rear body 120 may be bonded by the flexible printed circuit board 110 and an adhesive.

한편, 본 실시예의 압전소자(130)는, 압전 효과를 통해 기계적인 압력이 가해지면 전압이 발생하고, 전압이 인가되면 기계적인 변형이 발생되는 성질을 갖는 부분이다.On the other hand, the piezoelectric element 130 according to the present embodiment is a part having a property of generating a voltage when a mechanical pressure is applied through the piezoelectric effect and a mechanical deformation when a voltage is applied.

이러한 압전소자(130)는, 도 1에 도시된 것처럼, 매트릭스(matrix) 타입으로 마련될 수 있다. 부연 설명하면, 정밀 연삭기(미도시)에 의해 압전소자(130)의 채널을 분리할 수 있으며, 분리된 채널에 의해 발생되는 공간(130S)에는 커프(150)가 충진될 수 있다.The piezoelectric element 130 may be provided in a matrix type, as shown in FIG. 1. In detail, the channel of the piezoelectric element 130 may be separated by a precision grinding machine (not shown), and the cuff 150 may be filled in the space 130S generated by the separated channel.

다만, 커프(150) 충진은 압전소자(130) 채널 형성 후 실행되는 것이 아니라, 도 2에 도시된 것처럼 먼저 그라운드층(140)을 채널 분리된 압전소자(130)의 상면에 결합한 후 압전소자(130)에 커프를 충진시킬 수 있다.However, the filling of the cuff 150 is not performed after the piezoelectric element 130 channel is formed, but as shown in FIG. 2, the ground layer 140 is first coupled to the upper surface of the piezoelectric element 130 separated from the channel, and then the piezoelectric element ( 130 may be filled with a cuff.

이를 통해, 압전소자(130)의 상부에서 커프의 얇은 층이 형성되지 않기 때문에 초음파의 진행을 방해하지 않으며, 따라서 초음파 송수신이 원활하게 이루어질 수 있다.Through this, since a thin layer of the cuff is not formed on the piezoelectric element 130, the ultrasonic wave does not interfere with the progress of the ultrasonic wave, and thus the ultrasonic wave transmission and reception can be performed smoothly.

한편, 그라운드층(140)은, 전도성을 갖는 물질로 접지전극으로 작용한다. 이러한 그라운드층(140)은 압전소자(130)의 상면과 접촉되도록 압전소자(130)에 적층된다. 이 때, 압전소자(130)에 대한 그라운드층(140)의 접착성을 높이기 위해 그라운드층(140)의 하면에는 스핀코터와 같은 장비를 이용하여 접착제가 최대한 얇게, 또 균일하게 도포되며, 따라서 압전소자(130)에 그라운드층(140)을 견고하게 붙일 수 있다.On the other hand, the ground layer 140, a conductive material to act as a ground electrode. The ground layer 140 is stacked on the piezoelectric element 130 to be in contact with the top surface of the piezoelectric element 130. At this time, in order to increase the adhesion of the ground layer 140 to the piezoelectric element 130, the adhesive is applied to the lower surface of the ground layer 140 using a device such as a spin coater as thin and uniform as possible, and thus piezoelectric. The ground layer 140 may be firmly attached to the device 130.

그리고, 정합층(160)은, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 그라운드층(140)의 상면에 결합된다. 이러한 정합층(160)은 전술한 압전소자(130)의 채널 분리 구조에 대응되도록 정밀 연삭기를 이용하여 채널 분리되며, 채널 분리된 정합층(160)의 사이 공간(160S)에 커프(170)가 충진되고 그 상부에는 음향 렌즈(180)가 결합될 수 있다.The matching layer 160 is coupled to the top surface of the ground layer 140, as shown in FIGS. 1 and 2. The matching layer 160 is channel-separated using a precision grinding machine so as to correspond to the channel separation structure of the piezoelectric element 130 described above, and the cuff 170 is formed in the space 160S between the channel-separated matching layer 160. The acoustic lens 180 may be coupled to the upper portion thereof while being filled.

부연 설명하면, 정합층(160)은, 압전소자(130)의 전면에 설치되어 압전소자(130)에서 발생된 초음파가 피검사체에 효과적으로 전달될 수 있도록 압전소자(130)와 피검사체 사이의 음향 임피던스의 차이를 감소시킬 수 있다.In detail, the matching layer 160 is installed on the front surface of the piezoelectric element 130 so that ultrasonic waves generated by the piezoelectric element 130 can be effectively transmitted to the subject under test. The difference in impedance can be reduced.

그리고 음향 렌즈(180)는 음향 정합층(160)에 결합되어 초음파를 피검사체에 접속시키는 역할을 한다.The acoustic lens 180 is coupled to the acoustic matching layer 160 to connect ultrasonic waves to the object under test.

한편, 이하에서는, 이러한 구성을 갖는 초음파 프로브(100)의 제조 방법에 대해서 도 2 내지 도 4를 참조하여 설명하기로 한다.In the following, a method of manufacturing the ultrasonic probe 100 having such a configuration will be described with reference to FIGS. 2 to 4.

도 2는 도 1에 도시된 초음파 프로브의 제조 공정을 순차적을 도시한 도면이고, 도 3은 도 2에 도시된 채널 분리된 압전소자에 커프를 충진하기 위해 적용되는 장치를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 프로브의 제조 방법의 순서도이다.FIG. 2 is a sequential diagram illustrating a manufacturing process of the ultrasonic probe illustrated in FIG. 1, and FIG. 3 is a diagram schematically illustrating an apparatus applied to fill a cuff in the channel-separated piezoelectric element illustrated in FIG. 2. 4 is a flowchart illustrating a method of manufacturing an ultrasonic probe according to an embodiment of the present invention.

도 3의 순서도를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 프로브의 제조 방법은, 압전소자 형성 단계(S100)와, 그라운드층 형성 단계(S200)와, 정합층 형성 단계(S300)를 포함할 수 있다.Referring to the flowchart of FIG. 3, the method of manufacturing an ultrasound probe according to an exemplary embodiment of the present disclosure includes a piezoelectric element forming step S100, a ground layer forming step S200, and a matching layer forming step S300. can do.

각 단계에 대해 설명하면, 먼저, 본 실시예의 정합층 형성 단계(S100)는, 도 2에 도시된 것처럼, 유연성 인쇄회로기판(110)에 압전소자(130)를 적층하고 압전소자(130)를 채널 분리하는 단계이다. 이 때 압전소자(130)의 채널 분리를 위해 정밀 연삭기가 사용될 수 있다.Referring to each step, first, in the matching layer forming step (S100) of the present embodiment, as shown in FIG. 2, the piezoelectric element 130 is stacked on the flexible printed circuit board 110 and the piezoelectric element 130 is formed. Channel separation. At this time, a precision grinding machine may be used for channel separation of the piezoelectric element 130.

그리고, 그라운드층 형성 단계(S200)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 먼저 채널 분리된 압전소자(130)에 본딩 방법에 의해 그라운드층(140)을 결합한 후, 채널 분리된 압전소자(130)의 사이 공간(130S)에 커프(150)를 충진하는 단계이다.In the ground layer forming step (S200), as shown in FIG. 2, first, the ground layer 140 is coupled to the piezoelectric element 130 separated from the channel by a bonding method, and then the piezoelectric element 130 separated from the channel. Filling the cuff 150 in the space (130S) of the.

이 때, 압전소자(130)에 커프(150)를 충진하기 위해, 도 3에 도시된 바와 같이, 그라운드층(140)이 적층된 압전소자(130)를 상하부에서 고정시키는 고정 장치(210) 및 압전소자(130)의 측부에 위치하도록 고정 장치(210)에 고정되어 채널 분리된 압전소자(130)의 사이사이로 커프(150)를 제공하는 커프 제공부(220)가 마련될 수 있다.At this time, in order to fill the cuff 150 to the piezoelectric element 130, as shown in Figure 3, the fixing device 210 for fixing the piezoelectric element 130, the ground layer 140 is stacked in the upper and lower parts and The cuff providing unit 220 may be provided to provide the cuff 150 between the piezoelectric elements 130 which are fixed to the fixing device 210 so as to be positioned at the side of the piezoelectric element 130 and are separated from each other.

여기서, 커프 제공부(220)는, 압전소자(130)의 측부에 위치하도록 고정 장치(210)에 고정되며 커프 제공을 위한 홀(221h)이 형성된 다공 지그(221)와, 다공 지그(221)의 홀(221h)을 통해 압전소자(130)에 커프(150)를 제공하는 커프 탱크(225)를 포함할 수 있다. Here, the cuff providing unit 220, the porous jig 221 and the porous jig 221 is fixed to the fixing device 210 to be located on the side of the piezoelectric element 130, the hole 221h for providing the cuff is formed; It may include a cuff tank 225 for providing the cuff 150 to the piezoelectric element 130 through the hole (221h).

이러한 구성에 의해서, 그라운드층(140)을 압전소자(130)에 먼저 결합한 후 채널 분리된 압전소자(130)의 사이 공간(130S)에 커프를 충진할 수 있다. 따라서, 종래처럼 압전소자(130)의 상부로 커프가 드러나는 것을 방지할 수 있어 초음파 송수신이 원활하게 이루어질 수 있다.By such a configuration, the ground layer 140 may be first coupled to the piezoelectric element 130, and then the cuff may be filled in the space 130S of the piezoelectric element 130 separated from the channel. Therefore, the cuff can be prevented from being exposed to the upper portion of the piezoelectric element 130 as in the prior art, so that the ultrasonic transmission and reception can be performed smoothly.

한편, 본 실시예의 정합층 형성 단계(S300)는, 그라운드층(140)의 상면에 정합층(160)을 형성한 후, 정합층(160)을 채널 분리하고, 채널 분리된 정합층(160)의 사이 공간(160S)에 커프(170)를 충진하고 그 상부에 음향 렌즈(180)를 형성하는 단계이다. 정합층 형성 단계(S300) 시, 정합층(160)은 단일 개 적층될 수도 있지만, 복수 개가 적층될 수 있음은 당연하다.On the other hand, in the step of forming the matching layer (S300) of the present embodiment, after forming the matching layer 160 on the upper surface of the ground layer 140, the matching layer 160 is separated by a channel, the channel matching matching layer 160 Filling the cuff 170 in the space (160S) of the step of forming the acoustic lens 180 on the top. In the matching layer forming step (S300), although a single matching layer 160 may be stacked, it is natural that a plurality may be stacked.

한편, 이하에서는, 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 프로브 및 종래의 일반적인 초음파 프로브의 성능에 대해서 비교하여 설명하기로 한다.On the other hand, with reference to Figure 5 will be described by comparing the performance of the ultrasonic probe according to an embodiment of the present invention and a conventional conventional ultrasonic probe.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 프로브 및 종래의 초음파 프로브의 성능을 비교하기 위한 그래프들이다.5 is a graph for comparing the performance of the ultrasonic probe and the conventional ultrasonic probe according to an embodiment of the present invention.

도 5의 (a)를 참조하면, 종래의 초음파 프로브는 채널에 따른 감도가 불규칙하지만, 본 실시예의 초음파 프로브(100)는 도 5의 (b)를 통해 채널에 따른 감도가 거의 일정함을 알 수 있다. 즉 본 실시예의 초음파 프로브(100)는 종래의 1차원 배열 트랜스듀서에 비해 채널의 수가 많아져도 균일한 특성을 가질 수 있는 트랜스듀서를 구현할 수 있다. 예를 들면 본 실시예의 초음파 프로브는 1.25차원, 1.5차원 또는 2차원과 같은 다차원 배열에 적용될 수 있다.Referring to FIG. 5 (a), although the sensitivity of the conventional ultrasonic probe is irregular according to the channel, the ultrasonic probe 100 of the present embodiment has almost constant sensitivity according to the channel through FIG. 5 (b). Can be. That is, the ultrasonic probe 100 of the present embodiment may implement a transducer that may have uniform characteristics even if the number of channels increases compared to a conventional one-dimensional array transducer. For example, the ultrasonic probe of the present embodiment can be applied to a multidimensional array such as 1.25 dimensions, 1.5 dimensions or two dimensions.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 채널 분리된 압전소자(130)에 커프를 충진하기 전에 먼저 그라운드층(140)을 적층한 다음 커프(150)를 충진하기 때문에 압전소자(130)를 거쳐 정합층(160)으로 초음파가 신뢰성 있게 전달될 수 있으며 따라서 진단 정확성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.As described above, according to the exemplary embodiment of the present invention, the piezoelectric element 130 is formed because the ground layer 140 is first stacked and the cuff 150 is filled before the cuff is filled in the piezoelectric element 130 separated from the channel. Ultrasonic waves can be reliably transmitted to the matching layer 160 and thus, diagnostic accuracy can be improved.

또한, 1차원 배열 트랜스듀서에 비해 소자의 수가 많음에도 불구하고 균일한 특성, 예를 들면 균일한 감도 특성을 갖는 다차원 트랜스듀서를 구현할 수 있는 장점도 있다.In addition, despite the large number of devices compared to the one-dimensional array transducer, there is an advantage in that it is possible to implement a multi-dimensional transducer having a uniform characteristic, for example, a uniform sensitivity characteristic.

한편, 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention. Therefore, such modifications or variations will have to be belong to the claims of the present invention.

100 : 초음파 프로브 110 : 유연성 인쇄회로기판
120 : 후면층 130 : 압전소자
140 : 그라운드층 150 : 커프
160 : 정합층 180 : 음향 렌즈
210 : 고정 장치 220 : 커프 제공부100: ultrasonic probe 110: flexible printed circuit board
120: back layer 130: piezoelectric element
140: ground layer 150: cuff
160: matching layer 180: acoustic lens
210: fixing device 220: cuff providing unit

Claims (10)

압전소자와, 상기 압전소자의 일측에 형성되는 정합층을 구비하는 초음파 프로브의 제조 방법에 있어서,
인쇄회로기판 상에 압전소자를 적층한 후, 상기 압전소자를 채널 분리하는 압전소자 형성 단계;
상기 압전소자의 상면에 그라운드층을 적층한 후, 채널 분리된 상기 압전소자의 사이 공간으로 커프(kerf)를 충진하는, 그라운드층 형성 단계; 및
상기 그라운드층의 상면에 정합층을 형성하는, 정합층 형성 단계;
를 포함하는 초음파 프로브의 제조 방법.
In the method of manufacturing an ultrasonic probe having a piezoelectric element and a matching layer formed on one side of the piezoelectric element,
A piezoelectric element forming step of stacking the piezoelectric elements on a printed circuit board and separating the piezoelectric elements through a channel;
Stacking a ground layer on an upper surface of the piezoelectric element, and filling a kerf into a space between the piezoelectric elements separated from the channel; And
Forming a matching layer on an upper surface of the ground layer;
Method of manufacturing an ultrasonic probe comprising a.
제1항에 있어서,
상기 그라운드층 형성 단계에서,
상기 그라운드층이 적층된 상기 압전소자를 고정시킨 후, 상기 압전소자의 측부를 통해 상기 커프를 제공함으로써 채널 분리된 상기 압전소자의 사이 공간으로 상기 커프를 충진하는 초음파 프로브의 제조 방법.
The method of claim 1,
In the ground layer forming step,
And fixing the cuff to the space between the piezoelectric elements separated from the channel by fixing the piezoelectric elements having the ground layer stacked thereon, and providing the cuff through the side of the piezoelectric element.
제1항에 있어서,
상기 정합층 형성 단계는,
상기 그라운드층에 상기 정합층을 적층한 후, 상기 정합층을 채널 분리하고 이어서 채널 분리된 상기 정합층에 음향 렌즈를 결합시키는 초음파 프로브의 제조 방법.
The method of claim 1,
The matching layer forming step,
And stacking the matching layer on the ground layer, separating the matching layer and then coupling an acoustic lens to the matching layer separated from the channel.
제1항에 있어서,
상기 그라운드층 형성 단계 시, 상기 그라운드층의 하부에 접착제를 도포한 후 채널 분리된 상기 압전소자의 상면에 상기 그라운드층을 본딩(bonding) 결합시키는 초음파 프로브의 제조 방법.
The method of claim 1,
In the forming of the ground layer, by applying an adhesive to the lower portion of the ground layer manufacturing method of the ultrasonic probe bonding the ground layer to the upper surface of the piezoelectric element separated (bonding).
제1항에 있어서,
상기 초음파 프로브의 제조 방법은 1.25차원, 1.5차원 또는 2차원을 포함하는 다차원 초음파 프로브의 제조를 위한 방법인 초음파 프로브의 제조 방법.
The method of claim 1,
The method of manufacturing the ultrasonic probe is a method of manufacturing an ultrasonic probe which is a method for manufacturing a multi-dimensional ultrasonic probe including 1.25 dimensions, 1.5 dimensions or two dimensions.
인쇄회로기판 상에 적층되며, 복수 개의 채널로 분리되고 상기 채널 분리로 인해 발생되는 사이 공간에 커프가 충진되는 압전소자;
상기 압전소자의 상부에 결합되는 그라운드층; 및
상기 그라운드층의 상부에 적층되는 정합층;
을 포함하며,
채널 분리된 상기 압전소자에 먼저 상기 그라운드층이 결합된 후, 상기 압전소자의 사이 공간에 상기 커프가 충진되는 초음파 프로브.
A piezoelectric element stacked on a printed circuit board, the piezoelectric element being divided into a plurality of channels and filled with a cuff in an interspace generated by the channel separation;
A ground layer coupled to an upper portion of the piezoelectric element; And
A matching layer stacked on top of the ground layer;
/ RTI >
The ground layer is first coupled to the piezoelectric element separated from the channel, and then the cuff is filled in the space between the piezoelectric elements.
제6항에 있어서,
채널 분리된 상기 압전소자에 상기 커프를 충진하기 위해, 상기 그라운드층이 적층된 상기 압전소자를 상하부에서 고정시키는 고정 장치 및 상기 압전소자의 측부에 위치하도록 상기 고정 장치에 고정되어 상기 압전소자를 향해 커프를 제공하는 커프 제공부가 이용되는 초음파 프로브.
The method according to claim 6,
In order to fill the cuff with the piezoelectric element separated from the channel, a fixing device for fixing the piezoelectric elements having the ground layers stacked on the upper and lower parts thereof, and fixed to the fixing device so as to be positioned on the side of the piezoelectric element, and toward the piezoelectric element. An ultrasonic probe in which a cuff providing portion for providing a cuff is used.
제6항에 있어서,
상기 정합층은 복수 개의 채널로 분리되며, 채널 분리된 상기 정합층의 사이사이 및 상부에 음향 렌즈가 결합되는 초음파 프로브.
The method according to claim 6,
The matching layer is separated into a plurality of channels, the ultrasonic probe is coupled to the acoustic lens between the upper and between the channel separated separation layer.
제8항에 있어서,
상기 압전소자의 채널 분리 또는 상기 정합층의 채널 분리를 위해 정밀 연삭기가 이용 가능한 초음파 프로브.
9. The method of claim 8,
Ultrasonic probe that can be used for precision grinding for channel separation of the piezoelectric element or the channel of the matching layer.
제6항에 있어서,
상기 압전소자를 향하는 상기 그라운드층의 일면에는 채널 분리된 상기 압전소자와의 본딩 결합을 위한 접착제가 도포되는 초음파 프로브.The method according to claim 6,
Ultrasonic probe is coated on one surface of the ground layer facing the piezoelectric element is adhesive for bonding to the piezoelectric element separated from the channel.
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