KR20160088721A - Ultrasound transducer and a method for manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to an ultrasound transducer configured to drive two laminated piezoelectric layers with one circuit board. The ultrasound transducer comprises: the circuit board which includes a first signal pad, a second signal pad and a ground pad; a first piezoelectric layer arranged on the first signal pad of the circuit board; a second piezoelectric layer arranged on the first piezoelectric layer; a matching layer arranged on the second piezoelectric layer; a ground layer which is arranged between the first piezoelectric layer and the second piezoelectric layer and comes into contact with the ground pad of the circuit board; and a conductive layer which is arranged between the matching layer and the second piezoelectric layer and comes into contact with the second signal pad of the circuit board.

Description

초음파 트랜스듀서 및 그 제조 방법{ULTRASOUND TRANSDUCER AND A METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an ultrasonic transducer,

본 발명은 일반적으로 초음파 트랜스듀서 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게, 본 발명은 하나의 회로 기판으로 두 개의 적층된 압전층을 구동시키는 초음파 트랜스듀서에 관한 것이다.The present invention generally relates to an ultrasonic transducer and a manufacturing method thereof. More particularly, the present invention relates to an ultrasonic transducer for driving two stacked piezoelectric layers with a single circuit board.

초음파 시스템은 대상체에 대해서 무침습 및 비파괴 특성이 있어서 대상체의 내부 정보를 얻기 위한 의료 분야에 다양하게 응용되고 있다. 초음파 시스템은 초음파 신호를 생성하여 송수신하기 위한 초음파 트랜스듀서를 포함한다. 초음파 트랜스듀서에는 PZT(Lead Zirconate Titanate) 등과 같은 압전 세라믹 소자로 이루어지는 압전층이 구비되어 전기적 펄스 신호에 응답하여 초음파 신호를 생성하여 대상체로 송신하고, 대상체로부터 반사된 에코신호를 수신하여 전기적 신호로 변환하여 초음파 영상 장치로 전달한다. 일반적으로, 초음파 트랜스듀서에서의 압전 세라믹 소자는 백킹 블록(backing block)과 음향 매칭 레이어(acoustic matching layer) 사이에 배치된다.The ultrasound system has various non-invasive and non-destructive properties for the object, and thus has been widely applied to the medical field to obtain the internal information of the object. The ultrasound system includes an ultrasonic transducer for generating and transmitting ultrasound signals. An ultrasonic transducer is provided with a piezoelectric layer made of a piezoelectric ceramic element such as PZT (Lead Zirconate Titanate) to generate an ultrasonic signal in response to an electric pulse signal and transmit the ultrasonic signal to a target object. The ultrasonic transducer receives an echo signal reflected from the object, And transmits it to the ultrasound imaging device. Generally, a piezoelectric ceramic element in an ultrasonic transducer is disposed between a backing block and an acoustic matching layer.

백킹 블록은 압전 세라믹 소자의 음향 임피던스와 유사하면서 높은 감쇠 계수(damping coefficient)를 가지는 재료로 형성되며, 전기적 펄스 신호가 압전 세라믹 소자에 인가될 때 압전 세라믹 소자의 진동을 최대한 빨리 억제하여 짧은 길이의 초음파 신호를 생성하기 위해서 사용된다. 또한, 백킹 블록은 압전 세라믹 소자의 구동시에 발생하는 열을 전도시켜 압전 세라믹 소자의 열을 감소시키고, 압전 세라믹 소자의 후면측으로 발생하는 초음파 신호를 흡수하는 역할을 한다.The backing block is formed of a material having a high damping coefficient similar to the acoustic impedance of the piezoelectric ceramic device. When the electric pulse signal is applied to the piezoelectric ceramic device, the vibration of the piezoelectric ceramic device is suppressed as fast as possible, It is used to generate ultrasonic signals. In addition, the backing block serves to reduce the heat of the piezoelectric ceramic device by conducting heat generated by the driving of the piezoelectric ceramic device, and to absorb the ultrasonic signals generated on the back side of the piezoelectric ceramic device.

음향 매칭 레이어는 압전 세라믹 소자와 대상체 간의 음향 임피던스 차이로 초음파 신호의 반사에 의한 에너지 손실을 줄이기 위해서 사용된다. 음향 매칭 레이어는 압전 세라믹 소자의 음향 임피던스와 대상체의 음향 임피던스 사이에 해당하는 음향 임피던스를 가지는 재료로 형성되며, 압전 세라믹 소자에 인접하는 음향 매칭 레이어로부터 점진적으로 작아지는 음향 임피던스를 가지는 복수의 음향 매칭 레이어로 구성하여 초음파 신호의 에너지 손실을 최소화하고 있다. The acoustic matching layer is used to reduce the energy loss due to the reflection of the ultrasonic signal due to the acoustic impedance difference between the piezoelectric ceramic element and the object. The acoustic matching layer is formed of a material having an acoustic impedance corresponding to an acoustic impedance between the acoustic impedance of the piezoelectric ceramic element and the acoustic impedance matching layer of the acoustic matching layer, Layer to minimize the energy loss of the ultrasonic signal.

일반적으로 초음파 트랜스듀서는 단일의 압전층을 사용하지만, 초음파 트랜스듀서의 대역폭(bandwith)을 넓히는 등의 목적으로 서로 적층된 복수의 압전층을 사용하는 초음파 트랜스듀서도 알려져 있다.Generally, an ultrasonic transducer uses a single piezoelectric layer, but an ultrasonic transducer using a plurality of laminated piezoelectric layers for the purpose of broadening the band width of the ultrasonic transducer is also known.

그러나, 일반적으로 각각의 압전층마다 각 압전층을 구동하기 위해 시그널용 연성 인쇄 회로 기판과 접지용 연성 회로 기판이 요구되기 때문에, 복수의 적층된 압전층을 사용하는 경우 여러 개의 연성 인쇄 회로 기판들이 필요하며, 복수 개의 압전층들 각각에 대하여 연성 인쇄 회로 기판들을 정렬하기 위한 공정이 요구된다.However, in general, since a flexible printed circuit board for signal and a flexible circuit board for ground are required for driving each piezoelectric layer for each piezoelectric layer, when a plurality of stacked piezoelectric layers are used, a plurality of flexible printed circuit boards And a process for aligning the flexible printed circuit boards with respect to each of the plurality of piezoelectric layers is required.

본 발명은 전술한 종래 기술의 문제를 해결하기 위한 것으로서, 하나의 연성 인쇄 회로 기판으로 두 개의 압전층들을 각각 구동시킬 수 있는 초음파 트랜스듀서를 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an ultrasonic transducer capable of driving two piezoelectric layers with one flexible printed circuit board.

본 발명의 일 실시 형태에 따른 초음파 트랜스듀서는, 제1 시그널 패드, 제2 시그널 패드 및 접지 패드를 구비하는 회로 기판과, 회로 기판의 제1 시그널 패드 상에 배치되는 제1 압전층과, 제1 압전층 위에 배치되는 제2 압전층과, 제2 압전층 위에 배치되는 매칭 레이어와, 제1 압전층과 제2 압전층 사이에 배치되며 회로 기판의 접지 패드에 접속되는 접지층과, 매칭 레이어와 제2 압전층 사이에 배치되며 회로 기판의 제2 시그널 패드에 접속되는 전도층을 포함한다.An ultrasonic transducer according to an embodiment of the present invention includes a circuit board having a first signal pad, a second signal pad, and a ground pad; a first piezoelectric layer disposed on the first signal pad of the circuit board; A matching layer disposed on the second piezoelectric layer; a ground layer disposed between the first and second piezoelectric layers and connected to a ground pad of the circuit board; And a conductive layer disposed between the first piezoelectric layer and the second piezoelectric layer and connected to the second signal pad of the circuit board.

또한, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 초음파 트랜스듀서 제조 방법은 제1 시그널 패드, 제2 시그널 패드 및 접지 패드를 구비하는 회로 기판을 준비하는 단계와, 제1 압전층의 하면, 상면 및 일 측면 상에 복수의 전도층들을 구비하는 제1 압전층을 상기 회로 기판 상에 배치하는 단계와, 제1 압전층의 상면 상에 제2 압전층을 배치하는 단계와, 하면 상에 전도층을 구비하는 매칭 레이어를 상기 제2 압전층 상에 배치하는 단계를 포함하며, 제1 압전층의 하면 상의 전도층은 제1 시그널 패드와 접촉하는 제1 전도 부분과 접지 패드와 접촉하는 제2 전도 부분을 포함하고, 제2 압전층은 제2 압전층의 상면 및 하면의 각각에 전도층을 포함하고, 매칭 레이어 상의 전도층은 제2 압전층의 전도층과 상기 회로 기판의 제2 시그널 패드와 접촉한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing an ultrasonic transducer, including: preparing a circuit board having a first signal pad, a second signal pad, and a ground pad; The method comprising the steps of: disposing a first piezoelectric layer on the circuit board, the first piezoelectric layer having a plurality of conductive layers on the first piezoelectric layer; disposing a second piezoelectric layer on the upper surface of the first piezoelectric layer; Placing a matching layer on the second piezoelectric layer, wherein the conductive layer on the lower surface of the first piezoelectric layer includes a first conductive portion in contact with the first signal pad and a second conductive portion in contact with the ground pad And the second piezoelectric layer includes a conductive layer on each of the upper and lower surfaces of the second piezoelectric layer and the conductive layer on the matching layer contacts the conductive layer of the second piezoelectric layer and the second signal pad of the circuit board.

본 발명에 따른 초음파 트랜스듀서에서는 하나의 회로 기판으로 두 개의 압전층들을 각각 구동시킬 수 있으므로, 두 개의 적층된 압전층들이 사용되더라도 오직 하나의 연성 인쇄 회로 기판만이 요구되고(즉, 별도의 접지용 또는 시그널용 연성 인쇄 회로 기판이 불필요함), 따라서 복수의 연성 회로 기판들을 복수 개의 압전층들 각각에 대하여 정렬하기 위한 공정이 요구되지 않는다. 따라서, 복수 개의 압전층을 구동시키기 위해서는 적어도 두 개 이상의 회로 기판들이 요구되는 종래 기술들에 비해, 회로 기판에 소요되는 비용이 감소되고 정렬 공정 또한 간소화되는 유리한 효과가 있다.The ultrasonic transducer according to the present invention can drive two piezoelectric layers with one circuit board, so that even if two laminated piezoelectric layers are used, only one flexible printed circuit board is required (i.e., A flexible printed circuit board for a signal or a signal is unnecessary), and therefore, a process for aligning a plurality of flexible circuit boards to each of a plurality of piezoelectric layers is not required. Therefore, compared with the prior art in which at least two or more circuit boards are required to drive a plurality of piezoelectric layers, there is an advantageous effect that the cost required for the circuit board is reduced and the alignment process is also simplified.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 시스템의 구성을 개략적으로 보여주는 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 트랜스듀서 어레이의 구성을 개략적으로 보여주는 사시도이다.
도 3은 도 2에서의 A 부분의 확대 정면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 트랜스듀서 어레이의 제조 방법을 개략적으로 보여주는 예시도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 초음파 트랜스듀서 어레이의 구성을 개략적으로 보여주는 사시도이다.
도 6은 도 5에서의 B 부분의 확대 정면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 초음파 트랜스듀서 어레이의 제조 방법을 개략적으로 보여주는 예시도이다.FIG. 1 is an exemplary view schematically showing a configuration of an ultrasound system according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
2 is a perspective view schematically showing a configuration of an ultrasonic transducer array according to an embodiment of the present invention.
3 is an enlarged front view of part A in Fig.
4 is a schematic view illustrating a method of manufacturing an ultrasonic transducer array according to an embodiment of the present invention.
5 is a perspective view schematically showing a configuration of an ultrasonic transducer array according to another embodiment of the present invention.
6 is an enlarged front view of a portion B in Fig.
FIG. 7 is an exemplary view schematically showing a method of manufacturing an ultrasonic transducer array according to another embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 초음파 시스템의 구성을 보여주는 블록도이다. 본 발명에 따른 초음파 시스템(100)은 송신부(110), 초음파 트랜스듀서(ultrasonic transducer, 120), 수신부(130), 신호 처리 및 제어부(140) 및 디스플레이부(150)을 포함한다. 1 is a block diagram showing the configuration of an ultrasound system according to an embodiment of the present invention. An ultrasound system 100 according to the present invention includes a transmitter 110, an ultrasonic transducer 120, a receiver 130, a signal processing and control unit 140, and a display unit 150.

송신부(110)는 소정의 송신 패턴을 가지도록 전기적 펄스 신호에 지연을 가하여 초음파 트랜스듀서(120)로 전송한다. 초음파 트랜스듀서(120)는 압전 세라믹 소자에 복수의 매칭 레이어(matching layers)가 적층된 복수의 변환 소자(transducer elements)를 포함하는 초음파 트랜스듀서 어레이를 포함한다. 초음파 트랜스듀서(120)는 송신부(110)로부터 전송된 시간 지연된 전기적 펄스 신호에 응답하여 초음파 빔을 송신한다. 또한, 초음파 트랜스듀서(120)는 대상체로부터 반사된 에코 신호를 수신하여 전기적 수신 신호로 변환하여 출력한다. 수신부(130)는 초음파 트랜스듀서(120)에서 출력되는 수신 신호에 초음파 트랜스듀서(120)의 각 변환소자와 집속점 간의 거리 차이에 대한 보상으로 시간 지연을 가한 후 합산하여 수신 집속빔을 형성한다. 신호 처리 및 제어부(140)는 수신 집속빔을 신호 처리하여 초음파 데이터를 형성한다. 또한, 신호 처리 및 제어부(140)는 송신부(110), 초음파 트랜스듀서(120) 및 수신부(130)의 동작을 제어한다. 디스플레이부(150)는 초음파 데이터에 기초하여 대상체의 초음파 영상을 디스플레이한다.The transmission unit 110 applies a delay to the electric pulse signal so as to have a predetermined transmission pattern and transmits the electric pulse signal to the ultrasonic transducer 120. The ultrasonic transducer 120 includes an ultrasonic transducer array including a plurality of transducer elements in which a plurality of matching layers are laminated on a piezoelectric ceramic element. The ultrasonic transducer 120 transmits the ultrasonic beam in response to the time-delayed electrical pulse signal transmitted from the transmitting unit 110. [ The ultrasonic transducer 120 receives the echo signal reflected from the object, converts the echo signal into an electrical reception signal, and outputs the electrical reception signal. The reception unit 130 adds a time delay to the reception signal output from the ultrasonic transducer 120 by compensating for the difference in distance between each conversion element of the ultrasonic transducer 120 and the focusing point, and then sums up to form a reception focusing beam . The signal processing and control unit 140 processes the receive focusing beam to form ultrasound data. The signal processing and control unit 140 controls operations of the transmitting unit 110, the ultrasonic transducer 120, and the receiving unit 130. The display unit 150 displays the ultrasound image of the target object based on the ultrasound data.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 초음파 트랜스듀서(120)의 내부에 형성된 초음파 트랜스듀서 어레이(200)의 사시도이고, 도 3은 도 2에서의 A 부분의 확대 정면도이다. 도 2 및 도 3을 참조하면, 초음파 트랜스듀서 어레이(200)는 제1 압전층(210), 제2 압전층(220), 음향 매칭 레이어(230), 백킹 블록(backing block, 240), 연성 인쇄 회로 기판(250)을 포함한다. 제1 압전층(210), 제2 압전층(220), 매칭 레이어(230), 백킹 블록(240), 연성 인쇄 회로 기판(250)은, 예컨대 프레스 기계 등을 이용하여 압력을 가하면서 에폭시 접착제를 이용하여 접착시킬 수 있다. FIG. 2 is a perspective view of an ultrasonic transducer array 200 formed inside an ultrasonic transducer 120 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is an enlarged front view of a portion A in FIG. 2 and 3, the ultrasonic transducer array 200 includes a first piezoelectric layer 210, a second piezoelectric layer 220, an acoustic matching layer 230, a backing block 240, And a printed circuit board (250). The pressure is applied to the first piezoelectric layer 210, the second piezoelectric layer 220, the matching layer 230, the backing block 240 and the flexible printed circuit board 250 using a press machine, As shown in Fig.

연성 인쇄 회로 기판(250)은 제1 시그널 패드(252), 제2 시그널 패드(254) 및 접지 패드(256)를 구비하는데, 비전도성의 폴리이미드 필름(251) 상에 전도성의 제1 시그널 패드(252), 제2 시그널 패드(254) 및 접지 패드(256)가 배치된다. 후술하겠지만, 제1 시그널 패드(252)는 제1 압전층(210)의 하면에 형성된 제4 코팅층(340)과 접촉하는 연성 인쇄 회로 기판(250)의 단자이며, 제2 시그널 패드(254)는 음향 매칭 레이어(230)의 하면 상에 형성된 전도층(370)과 접촉하는 연성 인쇄 회로 기판(250)의 단자이며, 접지 패드(256)는 제1 압전층(210)의 제3 코팅층(330)과 접촉하는 연성 인쇄 회로 기판(250)의 단자이다. 제1 시그널 패드(252) 및 제2 시그널 패드(254)는, 각각 폴리이미드 필름(251)의 상면 상에 형성되며 제1 및 제2 시그널 패드(252, 254)를 초음파 시스템(100)의 송신부(110) 및 수신부(130)와 전기적으로 접속하기 위한 제1 트레이스(257) 및 제2 트레이스(258)와 전기적으로 접속되며, 접지 패드(256)는 폴리이미드 필름(251)의 내부 및 하면에 걸쳐 형성된 제3 트레이스(259)와 전기적으로 접속된다.The flexible printed circuit board 250 includes a first signal pad 252, a second signal pad 254 and a ground pad 256. The first signal pad 252, the second signal pad 254, and the ground pad 256 are formed on the nonconductive polyimide film 251, A first signal pad 252, a second signal pad 254, and a ground pad 256 are disposed. The first signal pad 252 is a terminal of the flexible printed circuit board 250 which contacts the fourth coating layer 340 formed on the lower surface of the first piezoelectric layer 210 and the second signal pad 254 is a terminal of the flexible printed circuit board 250, The ground pad 256 is a terminal of the flexible printed circuit board 250 contacting the conductive layer 370 formed on the lower surface of the acoustic matching layer 230. The ground pad 256 is connected to the third coating layer 330 of the first piezoelectric layer 210, And is a terminal of the flexible printed circuit board 250 that contacts the flexible printed circuit board 250. The first signal pad 252 and the second signal pad 254 are formed on the upper surface of the polyimide film 251 and the first and second signal pads 252 and 254 are connected to the transmitting portion of the ultrasound system 100 The first trace 257 and the second trace 258 are electrically connected to the first and second terminals 110 and 130 and the ground pad 256 is electrically connected to the inner and lower surfaces of the polyimide film 251 And is electrically connected to the third trace 259 formed over the first trace 259.

이와 같이, 제1 시그널 패드(252) 및 제2 시그널 패드(254)에 연결하기 위한 제1 트레이스(257) 및 제2 트레이스(258)를 연성 인쇄 회로 기판(250)의 일면에 형성하고 접지 패드(256)에 연결하기 위한 제3 트레이스(259)를 연성 인쇄 회로 기판(250)의 대향하는 다른 면에 형성하는 것이, 연성 인쇄 회로 기판의 제조상에 이점이 있다. 하나의 연성 인쇄 회로 기판에 복수 개의 시그널용 트레이스를 형성하는 경우에는 소정의 패턴을 갖는 시그널용 트레이스들을 서로 정렬할 필요가 있으며 이러한 정렬은 시그널용 트레이스들을 연성 인쇄 회로 기판의 서로 다른 대향하는 면들에 형성할 때 특히 어려운데 반해, 시그널용 트레이스와 (패턴이 필요하지 않은) 접지용 트레이스 간에는 정렬이 요구되지 않는다. 따라서, 본 발명에서와 같이 (시그널용 트레이스인) 제1 트레이스(257) 및 제2 트레이스(258)를 연성 인쇄 회로 기판(250)의 동일 면(예컨대, 상면)에 형성함으로써, 제1 트레이스(257) 및 제2 트레이스(258) 간의 정렬이 용이해지고, (접지용 트레이스인) 제3 트레이스(259)를 연성 인쇄 회로 기판(250)의 대향하는 다른 면(예컨대, 하면)에 형성함으로써 제3 트레이스(259)와 제1 트레이스(257) 및 제2 트레이스(258) 간의 정렬이 불필요해진다.  The first trace 257 and the second trace 258 for connecting to the first signal pad 252 and the second signal pad 254 are formed on one surface of the flexible printed circuit board 250, Forming the third trace 259 on the opposite side of the flexible printed circuit board 250 for connection to the flexible printed circuit board 256 is advantageous in the production of the flexible printed circuit board. In the case of forming a trace for a plurality of signals on one flexible printed circuit board, it is necessary to align the traces for a signal having a predetermined pattern with each other, and this alignment is performed on the opposite faces of the flexible printed circuit board Alignment is not required between the traces for the signal and the ground traces (which do not require a pattern). Therefore, by forming the first trace 257 and the second trace 258 (which are traces for signals) on the same surface (for example, the upper surface) of the flexible printed circuit board 250 as in the present invention, 257 and the second traces 258 is facilitated and a third trace 259 (which is a ground trace) is formed on the other opposite surface (for example, the lower surface) of the flexible printed circuit board 250, Alignment between the traces 259 and the first traces 257 and the second traces 258 becomes unnecessary.

제1 및 제2 압전층들(210, 220)은 압전 세라믹 소자로 형성되어 전기적 신호를 초음파 신호로 변환하여 출력하고, 또한 초음파 신호를 전기적 신호로 변환하여 출력한다. 구체적으로, 제1 및 제2 압전층들(210, 220)은 도1의 송신부(110)로부터 공급되는 전기적 펄스 신호에 응답하여 초음파 신호를 생성하여 송신한다. 또한, 제1 및 제2 압전층들(210, 220)은 대상체로부터 반사된 에코신호에 응답하여 전기적 신호를 출력한다. 본 발명의 실시예에서 압전 세라믹 소자는 압전 재료인 PZT(lead zirconate titanate)를 이용하여 형성할 수 있다. 그러나, 본 발명에 따른 압전재료로는 PZT에만 한정되지 않고, PVDF(polyvinylidene fluoride), PMN(lead magnesium niobate) 등도 이용될 수 있다.The first and second piezoelectric layers 210 and 220 are formed of piezoelectric ceramic elements to convert an electrical signal into an ultrasonic signal and output the ultrasonic signal, and further convert the ultrasonic signal into an electrical signal. Specifically, the first and second piezoelectric layers 210 and 220 generate and transmit ultrasound signals in response to the electrical pulse signals supplied from the transmission unit 110 of FIG. In addition, the first and second piezoelectric layers 210 and 220 output an electrical signal in response to an echo signal reflected from the object. In the embodiment of the present invention, the piezoelectric ceramic element can be formed using lead zirconate titanate (PZT), which is a piezoelectric material. However, as the piezoelectric material according to the present invention, not only PZT but also PVDF (polyvinylidene fluoride) and PMN (lead magnesium niobate) may be used.

본 발명에서는, 두 개의 연성 인쇄 회로 기판(즉, 접지 연성 인쇄 회로 기판, 시그널 연성 인쇄 회로 기판)이 사용되는 것이 아니라, 제1 및 제2 시그널 패드와 접지 패드를 갖는 하나의 연성 인쇄 회로 기판이 사용되며, 이에 따라 제1 압전층(210)은 제1 시그널 패드(252) 및 접지 패드(256)에 전기적으로 접속되며, 제2 압전층(220)은 제2 시그널 패드(254) 및 접지 패드(256)에 전기적으로 접속된다. 접지 패드(256)에는 제1 압전층(210) 및 제2 압전층(220)이 공통으로 접속된다. 보다 상세한 설명은 아래에 제공된다.In the present invention, instead of using two flexible printed circuit boards (i.e., a grounded flexible printed circuit board, a signal flexible printed circuit board), one flexible printed circuit board having first and second signal pads and a ground pad The first piezoelectric layer 210 is electrically connected to the first signal pad 252 and the ground pad 256 while the second piezoelectric layer 220 is electrically connected to the second signal pad 254 and the ground pad 256. [ (Not shown). The first piezoelectric layer 210 and the second piezoelectric layer 220 are commonly connected to the ground pad 256. A more detailed description is provided below.

제1 압전층의 상면, 일 측면, 하면은 금속 스퍼터링 방법에 의해 금(Au)이 코팅된다. 제1 코팅층(310), 제2 코팅층(320)이 각각 제1 압전층(210)의 상면 및 일 측면 상에 형성된다. 제3 코팅층(330) 및 제4 코팅층(340)은 제1 압전층(210)의 하면 상에 형성되며, 양자는 서로 전기적으로 분리되어 있다. 제1 코팅층(310), 제2 코팅층(320), 제3 코팅층(330)은 서로 전기적으로 접속되어 있다.The top surface, one side surface, and bottom surface of the first piezoelectric layer are coated with gold (Au) by a metal sputtering method. A first coating layer 310 and a second coating layer 320 are formed on the upper surface and one side of the first piezoelectric layer 210, respectively. The third coating layer 330 and the fourth coating layer 340 are formed on the lower surface of the first piezoelectric layer 210 and are electrically separated from each other. The first coating layer 310, the second coating layer 320, and the third coating layer 330 are electrically connected to each other.

제1 압전층(210)의 하면 상에 형성된 제3 코팅층(330) 및 제4 코팅층(340)은 일체로 형성한 후, 서로를 전기적으로 분리시킬 수 있다. 예컨대, 제1 압전층(210)의 하면 전체에 걸쳐서 하나의 코팅막을 형성한 후, 도 3에 도시된 바와 같이 접지 패드(226) 또는 제1 시그널 패드(252)와 접촉하지 않는 영역의 코팅막을 제거함으로써 전기적으로 분리된 제3 코팅층(330) 및 제4 코팅층(340)을 형성할 수 있다. The third coating layer 330 and the fourth coating layer 340 formed on the lower surface of the first piezoelectric layer 210 may be integrally formed and then electrically separated from each other. For example, a single coating layer may be formed over the entire lower surface of the first piezoelectric layer 210, and then a coating film in a region not contacting the ground pad 226 or the first signal pad 252, The third coating layer 330 and the fourth coating layer 340 electrically separated from each other can be formed.

제1 압전층(210)의 제3 코팅층(330)와 제4 코팅층(340)은 각각 연성 인쇄 회로 기판(250)의 접지 패드(256)와 제1 시그널 패드(252)와 접촉하도록 제1 압전층(210)이 연성 인쇄 회로 기판(250) 상에 배치되어 에폭시 접착제에 의해 고정된다. The third coating layer 330 and the fourth coating layer 340 of the first piezoelectric layer 210 are respectively connected to the ground pad 256 of the flexible printed circuit board 250 and the first signal pad 252, A layer 210 is disposed on the flexible printed circuit board 250 and secured by an epoxy adhesive.

제2 압전층(220)의 상면 및 하면은 금속 스퍼터링 방법에 의해 예컨대, 금(Au)을 코팅하여, 제2 압전층(220)의 상면, 하면에 제5 코팅층(350), 제6 코팅층(360)이 각각 형성한다. 제2 압전층(220)은 제1 압전층(220) 위에 배치되어 에폭시 접착제에 의해 고정된다. 이러한 구조를 통해, 연성 인쇄 회로 기판(250) 상의 접지 패드(256)는 제1 압전층(210)의 하면 상의 제3 코팅층(330), 제1 압전층(210)의 측면 상의 제2 코팅층(320), 제1 압전층(210)의 상면 상의 제1 코팅층(310), 제2 압전층(220)의 하면 상의 제6 코팅층(360)을 걸쳐 제1 압전층(210) 및 제2 압전층(220)에 전기적으로 접속된다. 다시 말해서, 제1 압전층(210)의 하면 상의 제3 코팅층(330), 제1 압전층(210)의 측면 상의 제2 코팅층(320), 제1 압전층(210)의 상면 상의 제1 코팅층(310), 제2 압전층(220)의 하면 상의 제6 코팅층(360)은 제1 압전층(210)과 제2 압전층(220)을 연성 인쇄 회로 기판(250)의 접지 패드(256)로 접속하는 공통의 접지층으로서 작용한다. The upper and lower surfaces of the second piezoelectric layer 220 are coated with Au by a metal sputtering method to form a fifth coating layer 350 and a sixth coating layer 350 on the upper and lower surfaces of the second piezoelectric layer 220, 360 are formed respectively. The second piezoelectric layer 220 is disposed on the first piezoelectric layer 220 and fixed by an epoxy adhesive. The ground pad 256 on the flexible printed circuit board 250 is electrically connected to the third coating layer 330 on the lower surface of the first piezoelectric layer 210 and the second coating layer on the side surface of the first piezoelectric layer 210 A first coating layer 310 on the upper surface of the first piezoelectric layer 210 and a sixth coating layer 360 on the lower surface of the second piezoelectric layer 220 are formed on the first piezoelectric layer 210 and the second piezoelectric layer 220, (Not shown). In other words, the third coating layer 330 on the lower surface of the first piezoelectric layer 210, the second coating layer 320 on the side surface of the first piezoelectric layer 210, the first coating layer 330 on the upper surface of the first piezoelectric layer 210, The sixth coating layer 360 on the lower surface of the first piezoelectric layer 310 and the second piezoelectric layer 220 may be formed by bonding the first piezoelectric layer 210 and the second piezoelectric layer 220 to the ground pad 256 of the flexible printed circuit board 250, As a common ground layer.

음향 매칭 레이어는 서로 다른 음향 임피던스를 가지는 소재로서 구성된 복수의 레이어로 구성될 수 있다. 즉, 도 3에는 도시의 단순화 목적으로 단일의 음향 매칭 레이어(230)가 형성되는 것으로 도시되어 있으나, 음향 매칭 레이어(230) 위에 다른 음향 매칭 레이어가 적층될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 음향 매칭 레이어(230)(복수의 음향 매칭 레이어가 제공되는 경우에는 음향 매칭 레이어들 중 가장 아래에 배치되는 음향 매칭 레이어)는 하향으로 돌출 연장하는 부분을 구비한다.The acoustic matching layer may be composed of a plurality of layers configured as materials having different acoustic impedances. That is, although a single acoustic matching layer 230 is illustrated in FIG. 3 for the sake of simplicity, other acoustic matching layers may be stacked on the acoustic matching layer 230. As shown in FIG. 3, an acoustic matching layer 230 (an acoustic matching layer disposed at the bottom of the acoustic matching layers when a plurality of acoustic matching layers are provided) has a portion that protrudes downward.

음향 매칭 레이어(230)의 하면의 일부를 따라 전도층(370)이 형성되며, 전도층(370)이 제2 압전층(220)의 상면에 형성된 제5 코팅층(350) 및 연성 인쇄 회로 기판(250)의 제2 시그널 패드(254)와 접촉하도록 음향 매칭 레이어(230)가 배치되어 에폭시 접착제를 통해 고정된다. 이에 따라, 전도층(370)을 통해 제2 압전층(220)은 연성 인쇄 회로 기판(250)의 제2 시그널 패드(254)에 전기적으로 접속된다. A conductive layer 370 is formed along a part of the lower surface of the acoustic matching layer 230 and a conductive layer 370 is formed on the upper surface of the second piezoelectric layer 220 and the fifth coating layer 350 and the flexible printed circuit board The acoustic matching layer 230 is disposed to contact with the second signal pad 254 of the first signal pad 250 and fixed via the epoxy adhesive. The second piezoelectric layer 220 is electrically connected to the second signal pad 254 of the flexible printed circuit board 250 through the conductive layer 370. [

이상 설명된 바와 같이, 본 발명의 초음파 트랜스듀서 어레이(200)에서는 하나의 연성 인쇄 회로 기판(250)에 두 개의 시그널 패드(252, 254) 및 하나의 공통 접지 패드(256)를 구비시키고, 추가적인 연성 인쇄 회로 기판 대신 음향 매칭 레이어(230) 및 제1 압전층(210), 제2 압전층(220)에 형성된 코팅층을 신호 경로 또는 접지 경로의 일부로 이용한다. 또한, 제1 압전층(210)과 제2 압전층(220)의 각각은 서로 다른 트레이스들(258, 257)에 전기적으로 접속된 시그널 패드들(252, 254)에 전기적으로 접속되기 때문에, 독립적으로 구동될 수 있다.As described above, in the ultrasonic transducer array 200 of the present invention, one flexible printed circuit board 250 is provided with two signal pads 252 and 254 and one common ground pad 256, The acoustic matching layer 230 and the coating layer formed on the first piezoelectric layer 210 and the second piezoelectric layer 220 are used as a part of the signal path or the ground path instead of the flexible printed circuit board. Since each of the first piezoelectric layer 210 and the second piezoelectric layer 220 is electrically connected to the signal pads 252 and 254 electrically connected to the different traces 258 and 257, Lt; / RTI >

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 트랜스듀서 어레이(200)의 제조 방법을 개략적으로 보여주는 예시도이다. 이하에서는, 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 트랜스듀서 어레이(200)의 제조 방법을 상세히 설명한다.FIG. 4 is an exemplary view schematically showing a method of manufacturing the ultrasonic transducer array 200 according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, a method of manufacturing the ultrasonic transducer array 200 according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.

초음파 트랜스듀서 어레이(200)의 제조는 초음파 트랜스듀서 어레이(200)의 각 구성 요소들을 제조하고 이들을 조립함으로써 이루어진다. 본 발명의 초음파 트랜스듀서의 각 구성 요소, 즉 백킹 블록(240)(도 2 및 도 3 참조), 연성 인쇄 회로 기판(250), 압전층들(210, 220), 음향 매칭 레이어(230)의 각각은, 통상의 백킹 블록, 연성 인쇄 회로 기판, 압전층, 매칭 레이어의 제조 방법을 이용하되, 앞서 설명한 바와 같이, 금속 스퍼터링 방법을 통해 음향 매칭 레이어(230), 압전층들(210, 220)에 신호 경로 내지 접지 경로로 작동하는 제1 내지 제 6 코팅층들(310, 320, 330, 340, 350, 360) 및 전도층(370)을 형성한다.The manufacture of the ultrasonic transducer array 200 is accomplished by manufacturing the respective components of the ultrasonic transducer array 200 and assembling them. 2 and 3), the flexible printed circuit board 250, the piezoelectric layers 210 and 220, and the acoustic matching layer 230 of the ultrasonic transducer of the present invention, that is, the backing block 240 The acoustic matching layer 230, the piezoelectric layers 210 and 220 are formed by a metal sputtering method, as described above, using a conventional backing block, a flexible printed circuit board, a piezoelectric layer, The first to sixth coating layers 310, 320, 330, 340, 350, 360 and the conductive layer 370, which operate in the signal path to the ground path, are formed.

초음파 트랜스듀서 어레이(200)의 각 구성 요소들의 배치는 본 발명에 따른 두 개의 신호 경로들 및 하나의 공통 접지 경로가 형성되도록 음향 매칭 레이어(230), 압전층들(210, 220) 및 하나의 연성 인쇄 회로 기판(250)을 배치하여 고정시킴으로써 달성된다. 즉, 제1 압전층(210)은 제1 압전층(210)의 하면 상의 제3 코팅층(330) 및 제4 코팅층(340)이 연성 인쇄 회로 기판(250)의 접지 패드(256) 및 제1 신호 패드(252)와 접촉하도록 배치된다. 제2 압전층(220)은 제1 압전층(210) 위에 배치되며, 음향 매칭 레이어(230)는 음향 매칭 레이어(230) 상의 전도층(370)이 제2 압전층(220) 상의 제5 코팅층(350)과 연성 인쇄 회로 기판(250)의 제2 시그널 패드(254)와 접촉하도록 배치된다.The arrangement of the respective components of the ultrasonic transducer array 200 is such that the acoustic matching layer 230, the piezoelectric layers 210 and 220 and the single acoustic grounding layer 230 are formed such that two signal paths and one common ground path according to the present invention are formed. And then placing and fixing the flexible printed circuit board 250. That is, the first piezoelectric layer 210 is formed such that the third coating layer 330 and the fourth coating layer 340 on the lower surface of the first piezoelectric layer 210 are connected to the ground pad 256 of the flexible printed circuit board 250, And is placed in contact with the signal pad 252. The acoustic matching layer 230 is disposed on the acoustic matching layer 230 in such a manner that the conductive layer 370 on the acoustic matching layer 230 is disposed on the second coating layer 220 on the second piezoelectric layer 220. [ (350) and the second signal pad (254) of the flexible printed circuit board (250).

연성 인쇄 회로 기판(250) 상에 제1 압전층(210), 제2 압전층(220), 음향 매칭 레이어(230) 순으로 배치되는 것으로 기술되었으나, 배치 순서가 이러한 순서로 제한되는 것은 아니며 두 개의 신호 경로들 및 하나의 공통 접지 경로가 형성되도록 음향 매칭 레이어(230), 제1 압전층(210), 제2 압전층(220) 및 연성 인쇄 회로 기판(250)을 배치할 수 있기만 하면 족하며, 배치 순서는 변경될 수 있다. 예컨대, 제1 압전층(210) 위에 제2 압전층(220)을 배치한 후, 제1 압전층(210) 및 제2 압전층(220)의 조립체를 연성 인쇄 회로 기판(250) 상에 배치하는 것도 가능하다.Although the first piezoelectric layer 210, the second piezoelectric layer 220, and the acoustic matching layer 230 are described as being arranged in this order on the flexible printed circuit board 250, the arrangement order is not limited to this order, Only the acoustic matching layer 230, the first piezoelectric layer 210, the second piezoelectric layer 220 and the flexible printed circuit board 250 can be disposed such that the signal matching layers 230, the signal paths and the common ground path are formed. And the arrangement order can be changed. For example, after the second piezoelectric layer 220 is disposed on the first piezoelectric layer 210, the assembly of the first piezoelectric layer 210 and the second piezoelectric layer 220 is placed on the flexible printed circuit board 250 It is also possible to do.

각 배치 단계는 에폭시 접착제의 도포 및 프레스 기계 등을 통한 가압에 의한 고정 단계를 포함한다. 예컨대, 연성 인쇄 회로 기판(250) 상에 제1 압전층(210)을 배치하여 고정시키는 단계는, 연성 인쇄 회로 기판(250) 상에 에폭시 접착제를 도포하는 단계, 제1 압전층(210)의 하면 상의 제4 코팅층(340), 제3 코팅층(330)이 연성 인쇄 회로 기판(250)의 제1 시그널 패드(252) 및 접지 패드(256)와 접촉하도록 제1 압전층(210)을 배치하는 단계, 프레스 기계(도시하지 않음)를 이용하여 제1 압전층(210)을 연성 인쇄 회로 기판(250)에 대해 가압하여 제1 압전층(210)을 연성 인쇄 회로 기판(250)에 고정시키는 단계로 구성될 수 있다. 이와 달리, 각 배치 단계마다 프레스 기계를 이용하여 가압하는 대신, 초음파 트랜스듀서 어레이(200)의 구성 요소들을 모두 적층 배치한 후, 프레스 기계를 이용하여 한번에 초음파 트랜스듀서의 구성 요소들을 가압할 수도 있다.Each batch step includes application of an epoxy adhesive and fixing by pressurization through a press machine or the like. For example, the step of disposing and fixing the first piezoelectric layer 210 on the flexible printed circuit board 250 may include the steps of applying an epoxy adhesive on the flexible printed circuit board 250, The first piezoelectric layer 210 is disposed so that the fourth coating layer 340 and the third coating layer 330 on the lower surface are in contact with the first signal pad 252 and the ground pad 256 of the flexible printed circuit board 250 A step of pressing the first piezoelectric layer 210 against the flexible printed circuit board 250 using a press machine (not shown) to fix the first piezoelectric layer 210 to the flexible printed circuit board 250 ≪ / RTI > Alternatively, instead of pressurizing by using a press machine in each batch step, all elements of the ultrasonic transducer array 200 may be stacked, and then the components of the ultrasonic transducer may be pressed at once using a press machine .

도 5 및 도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 초음파 트랜스듀서 어레이(200)를 도시한다.5 and 6 illustrate an ultrasonic transducer array 200 according to another embodiment of the present invention.

도 5 및 도 6에 도시된 실시예에서는, 제1 압전층(210)의 모서리들(도 5에서의 좌측에 위치한 두 개의 모서리)에서 코팅층들이 서로 전기적으로 접속되는 것을 보다 용이하기 위해, 코팅 전 제1 압전층(210)의 상면 및 측면 사이의 모서리 및 하면 및 측면 사이의 모서리는 트림 처리(trimming) 하는 것이 좋다. 모따기부(215)의 각도는 바람직하게는 약 35° 내지 55°의 범위이며, 가장 바람직하게는 45°인 것이 좋다.5 and 6, in order to make it easier for the coating layers to be electrically connected to each other at the corners of the first piezoelectric layer 210 (two corners located on the left side in Fig. 5) The edges between the upper surface and the side surfaces of the first piezoelectric layer 210 and between the lower surface and the side surface are preferably trimmed. The angle of chamfer 215 is preferably in the range of about 35 to 55 degrees, and most preferably 45 degrees.

또한, 도 2 내지 도 4에 도시한 실시예에서는 제1 압전층(210)의 하면 상에 하나의 코팅막을 형성한 후, 코팅막의 일부를 제거함으로써 서로 전기적으로 분리되는 제3 코팅층(330) 및 제4 코팅층(340)을 형성하였지만, 도 5 내지 도 6에 도시된 실시예에서는, 제조의 편의상 또는 제3 코팅층(330) 및 제4 코팅층(340)을 서로 용이하게 절연시키기 위해 코팅막의 일부와 함께 제1 압전층(210)의 일부도 절삭(cutting away)한다. 이 경우, 상기 절삭된 부분에 의해 형성되는 리세스(216) 주변에서 크랙이 발생할 가능성을 줄이기 위해, 리세스(216)의 단면은 반원형 또는 타원형으로 형성하는 것이 바람직하다. 제1 압전층(210)을 연성 인쇄 회로 기판(250) 상에 배치하였을 때, 제1 시그널 패드(252) 또는 접지 패드(256) 위에 리세스(216)의 일부가 위치한 상태가 되면 제1 압전층(210))의 기능(즉, 전기적 신호를 초음파 신호로 변환하여 출력하고, 또한 초음파 신호를 전기적 신호로 변환하여 출력하는 기능)에 부정적인 영향을 미칠 수 있다. 리세스(216)의 폭(W)이 제1 시그널 패드(252)와 접지 패드(256) 사이의 간격(D)보다 크다면, 리세스(216)의 일부가 제1 시그널 패드(252) 또는 접지 패드(256) 위에 위치하게 될 수 밖에 없다. 또한, 리세스(216)의 폭이 상기 간격(D)과 동일하다면, 리세스(216)의 일부가 제1 시그널 패드(252) 또는 접지 패드(256) 위에 위치하지 않도록 위해서는 리세스(216)가 정확히 제1 시그널 패드(252)와 접지 패드(256) 사이의 위치해야 하므로, 제1 압전층(210)의 매우 정확한 정렬 배치가 요구된다. 따라서, 제1 압전층에 대한 상술한 부정적인 영향을 제거하고 정렬 배치 공정의 요구 조건을 완화하기 위해, 리세스(216)의 폭(W)은 제1 시그널 패드(252)와 접지 패드(256) 사이의 간격(D)보다 작게 설정하는 것이 바람직하다(도 6 참조).In addition, in the embodiment shown in FIGS. 2 to 4, the third coating layer 330 is formed by forming one coating layer on the lower surface of the first piezoelectric layer 210 and then removing a part of the coating layer, 5 to 6, a portion of the coating film may be formed for easy manufacturing or for easily insulating the third coating layer 330 and the fourth coating layer 340 from each other. A part of the first piezoelectric layer 210 is also cut away. In this case, the cross-section of the recess 216 is preferably semicircular or elliptical in order to reduce the possibility of cracking around the recess 216 formed by the cut portion. When the first piezoelectric layer 210 is placed on the flexible printed circuit board 250 and a part of the recess 216 is positioned on the first signal pad 252 or the ground pad 256, (That is, a function of converting an electrical signal into an ultrasonic signal and outputting the ultrasonic signal, and converting the ultrasonic signal into an electrical signal and outputting the signal). If the width W of the recess 216 is greater than the spacing D between the first signal pad 252 and the ground pad 256 then a portion of the recess 216 may be the first signal pad 252 or It must be placed on the ground pad 256. In addition, if the width of the recesses 216 is the same as the spacing D, the recesses 216 may be formed to prevent portions of the recesses 216 from being located above the first signal pad 252 or the ground pad 256. [ A very precise alignment of the first piezoelectric layer 210 is required since the first signal pad 252 and the ground pad 256 must be located exactly between the first signal pad 252 and the ground pad 256. [ The width W of the recess 216 is greater than the width W of the first signal pad 252 and the ground pad 256 so as to eliminate the negative effects described above for the first piezoelectric layer and alleviate the requirements of the alignment arrangement process. (See Fig. 6).

도 7은 도 5 및 도 6에 도시된 초음파 트랜스듀서 어레이의 제조 방법을 개략적으로 보여주는 예시도이다.FIG. 7 is an exemplary view schematically showing a manufacturing method of the ultrasonic transducer array shown in FIGS. 5 and 6. FIG.

상술한 바와 같이, 도 5 및 도 6에 도시된 초음파 트랜스듀서 어레이는, 도 2 및 도 3에 도시된 초음파 트랜스듀서 어레이와는 달리, 제1 압전층이 모따기부(215) 및 리세스(216)를 구비한 점에서 차이점이 있다. 따라서, 도 7에 도시된 초음파 트랜스듀서 어레이 제조 방법 역시 제1 압전층(210) 형성 시 모따기부(215) 및 리세스(216)를 형성한다는 점에서 도 4에 도시된 초음파 트랜스듀서 어레이 제조 방법과 차이가 있다. 즉, 도 4에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 트랜스듀서 어레이(200)의 제조 방법과 마찬가지로, 도 5 및 도 6에 도시된 초음파 트랜스듀서 어레이(200)의 제조는 초음파 트랜스듀서 어레이(200)의 각 구성 요소들을 제조하고 이들을 조립함으로써 이루어진다.  As described above, the ultrasonic transducer array shown in Figs. 5 and 6 is different from the ultrasonic transducer array shown in Figs. 2 and 3 in that the first piezoelectric layer has chamfered portions 215 and recesses 216 ). Therefore, the manufacturing method of the ultrasonic transducer array shown in FIG. 7 is also the same as the manufacturing method of the ultrasonic transducer array shown in FIG. 4 in that the chamfered portion 215 and the recess 216 are formed when the first piezoelectric layer 210 is formed . 5 and 6, the manufacturing process of the ultrasonic transducer array 200 shown in FIGS. 5 and 6 is the same as the manufacturing method of the ultrasonic transducer array 200 according to the embodiment of the present invention shown in FIG. (200) and assembling them.

초음파 트랜스듀서 어레이(200)의 각 구성 요소들의 배치는 본 발명에 따른 두 개의 신호 경로들 및 하나의 공통 접지 경로가 형성되도록 음향 매칭 레이어(230), 압전층들(210, 220) 및 하나의 연성 인쇄 회로 기판(250)을 배치하여 고정시킴으로써 달성된다. 즉, 제1 압전층(210)은 제1 압전층(210)의 하면 상의 제3 코팅층(330) 및 제4 코팅층(340)이 연성 인쇄 회로 기판(250)의 접지 패드(256) 및 제1 신호 패드(252)와 접촉하도록 배치된다. 제2 압전층(220)은 제1 압전층(210) 위에 배치되며, 음향 매칭 레이어(230)는 음향 매칭 레이어(230) 상의 전도층(370)이 제2 압전층(220) 상의 제5 코팅층(350)과 연성 인쇄 회로 기판(250)의 제2 시그널 패드(254)와 접촉하도록 배치된다.The arrangement of the respective components of the ultrasonic transducer array 200 is such that the acoustic matching layer 230, the piezoelectric layers 210 and 220 and the single acoustic grounding layer 230 are formed such that two signal paths and one common ground path according to the present invention are formed. And then placing and fixing the flexible printed circuit board 250. That is, the first piezoelectric layer 210 is formed such that the third coating layer 330 and the fourth coating layer 340 on the lower surface of the first piezoelectric layer 210 are connected to the ground pad 256 of the flexible printed circuit board 250, And is placed in contact with the signal pad 252. The acoustic matching layer 230 is disposed on the acoustic matching layer 230 in such a manner that the conductive layer 370 on the acoustic matching layer 230 is disposed on the second coating layer 220 on the second piezoelectric layer 220. [ (350) and the second signal pad (254) of the flexible printed circuit board (250).

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백하다 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 or scope of the invention. It will be obvious to those of ordinary skill in the art.

100: 초음파 시스템 110: 송신부
120: 초음파 트랜스듀서 130: 수신부
200: 초음파 트랜스듀서 어레이 210: 제1 압전층
220: 제2 압전층 230: 음향 매칭 레이어
240: 백킹 블록 250: 연성 인쇄 회로 기판100: ultrasound system 110: transmitter
120: Ultrasonic transducer 130: Receiver
200: ultrasonic transducer array 210: first piezoelectric layer
220: second piezoelectric layer 230: acoustic matching layer
240: backing block 250: flexible printed circuit board

Claims (21)

제1 시그널 패드, 제2 시그널 패드 및 접지 패드를 구비하는 회로 기판과, 상기 회로 기판의 제1 시그널 패드 상에 배치되는 제1 압전층과,
상기 제1 압전층 위에 배치되는 제2 압전층과,
상기 제2 압전층 위에 배치되는 매칭 레이어와,
상기 제1 압전층과 제2 압전층 사이에 배치되며 상기 회로 기판의 접지 패드에 접속되는 접지층과,
상기 매칭 레이어와 제2 압전층 사이에 배치되며 상기 회로 기판의 제2 시그널 패드에 접속되는 전도층을 포함하는, 초음파 트랜스듀서.A circuit board having a first signal pad, a second signal pad and a ground pad; a first piezoelectric layer disposed on the first signal pad of the circuit board;
A second piezoelectric layer disposed on the first piezoelectric layer,
A matching layer disposed on the second piezoelectric layer,
A ground layer disposed between the first piezoelectric layer and the second piezoelectric layer and connected to a ground pad of the circuit board,
And a conductive layer disposed between the matching layer and the second piezoelectric layer and connected to the second signal pad of the circuit board. 제1항에 있어서, 상기 접지층은 제1 압전층의 일 측면을 따라 또한 제1 압전층의 하면의 일부 상에 연장되어, 회로 기판의 접지 패드와 접촉하는, 초음파 트랜스듀서.The ultrasonic transducer according to claim 1, wherein the ground layer extends along one side of the first piezoelectric layer and also on a portion of the lower surface of the first piezoelectric layer, and contacts the ground pad of the circuit board. 제2항에 있어서, 상기 접지층은 제1 압전층의 상면 상에 형성된 제1 코팅층, 제1 압전층의 일 측면에 형성된 제2 코팅층, 및 제1 압전층의 하면에 형성된 제3 코팅층을 포함하는, 초음파 트랜스듀서.The piezoelectric element according to claim 2, wherein the ground layer includes a first coating layer formed on an upper surface of the first piezoelectric layer, a second coating layer formed on one side of the first piezoelectric layer, and a third coating layer formed on a lower surface of the first piezoelectric layer Ultrasonic transducers. 제3항에 있어서, 상기 제1 압전층은 제1 압전층의 하면의 일부 상에 형성된 제 4 코팅층을 포함하여, 상기 제4 코팅층은 회로 기판의 제1 시그널 패드와 접촉하는, 초음파 트랜스듀서.The ultrasonic transducer according to claim 3, wherein the first piezoelectric layer includes a fourth coating layer formed on a part of the lower surface of the first piezoelectric layer, and the fourth coating layer contacts the first signal pad of the circuit board. 제4항에 있어서, 상기 제2 압전층은 제2 압전층의 상면 상에 제5 코팅층을 포함하여, 상기 제 5 코팅층이 상기 전도층과 접촉하는, 초음파 트랜스듀서.5. The ultrasonic transducer according to claim 4, wherein the second piezoelectric layer includes a fifth coating layer on the upper surface of the second piezoelectric layer, and the fifth coating layer contacts the conductive layer. 제5항에 있어서, 상기 접지층은 상기 제2 압전층의 하면 상에 형성된 제 6 코팅층을 포함하여, 상기 제6 코팅층은 상기 제1 코팅층과 접촉하는, 초음파 트랜스듀서.The ultrasonic transducer according to claim 5, wherein the ground layer includes a sixth coating layer formed on a lower surface of the second piezoelectric layer, and the sixth coating layer contacts the first coating layer. 제3항에 있어서, 상기 제1 압전층은 상기 제1 압전층의 상기 측면과 상기 제1 압전층의 상면 및 하면 사이에서 트림 처리된 모서리를 갖는, 초음파 트랜스듀서.The ultrasonic transducer according to claim 3, wherein the first piezoelectric layer has edges trimmed between the side surfaces of the first piezoelectric layer and the upper surface and the lower surface of the first piezoelectric layer. 제4항에 있어서, 상기 제1 압전층은 상기 제3 코팅층과 상기 제4 코팅층을 서로 전기적으로 분리시키도록 형성된 리세스(recess)를 포함하는, 초음파 트랜스듀서.The ultrasonic transducer according to claim 4, wherein the first piezoelectric layer includes a recess formed to electrically separate the third coating layer and the fourth coating layer from each other. 제8항에 있어서, 상기 리세스의 단면은 반원형 또는 타원형인, 초음파 트랜스듀서.9. The ultrasonic transducer according to claim 8, wherein the cross-section of the recess is semicircular or elliptical. 제8항에 있어서, 상기 리세스의 폭은 제3 및 제4 코팅층들 간의 간격보다 작은, 초음파 트랜스듀서.The ultrasonic transducer according to claim 8, wherein the width of the recess is smaller than the gap between the third and fourth coating layers. 제1항에 있어서, 상기 매칭 레이어의 일부가 하향 연장하며 상기 전도층이 상기 매칭 레이어의 일부를 따라 연장하여 상기 전도층이 상기 제2 시그널 패드와 접촉하는, 초음파 트랜스듀서.The ultrasonic transducer of claim 1, wherein a portion of the matching layer extends downward and the conductive layer extends along a portion of the matching layer such that the conductive layer contacts the second signal pad. 제1항에 있어서, 상기 회로 기판은 연성 인쇄 회로 기판을 포함하는, 초음파 트랜스듀서.The ultrasonic transducer according to claim 1, wherein the circuit board comprises a flexible printed circuit board. 제12항에 있어서, 상기 연성 인쇄 회로 기판은 제1 및 제2 시그널 패드들에 각각 접속되는 제1 및 제2 트레이스들과, 상기 접지 패드에 접속되는 제3 트레이스를 포함하며,
상기 제1 및 제2 트레이스는 상기 연성 인쇄 회로 기판의 일 면에 형성되고, 상기 제3 트레이스는 상기 연성 인쇄 회로 기판의 대향하는 다른 면에 형성되는, 초음파 트랜스듀서.13. The flexible printed circuit board of claim 12, wherein the flexible printed circuit board comprises first and second traces respectively connected to the first and second signal pads, and a third trace connected to the ground pad,
Wherein the first and second traces are formed on one side of the flexible printed circuit board and the third traces are formed on opposite sides of the flexible printed circuit board. 제1항에 있어서, 상기 제1 압전층 및 제2 압전층은 독립적으로 구동되도록 배열되는, 초음파 트랜스듀서.The ultrasonic transducer according to claim 1, wherein the first piezoelectric layer and the second piezoelectric layer are arranged to be driven independently. 제3항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅층들 중 적어도 하나는 금속 스퍼터링 방법에 의해 형성되는, 초음파 트랜스듀서.11. The ultrasonic transducer according to any one of claims 3 to 10, wherein at least one of the coating layers is formed by a metal sputtering method. 제3항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅층들 중 적어도 하나는 금으로 형성되는, 초음파 트랜스듀서.11. The ultrasonic transducer according to any one of claims 3 to 10, wherein at least one of the coating layers is formed of gold. 제1 시그널 패드, 제2 시그널 패드 및 접지 패드를 구비하는 회로 기판을 준비하는 단계와,
제1 압전층의 하면, 상면 및 일 측면 상에 복수의 전도층들을 구비하는 제1 압전층을 상기 회로 기판 상에 배치하는 단계와,
제1 압전층의 상면 상에 제2 압전층을 배치하는 단계와,
하면 상에 전도층을 구비하는 매칭 레이어를 상기 제2 압전층 상에 배치하는 단계를 포함하며,
상기 제1 압전층의 하면 상의 전도층은 상기 제1 시그널 패드와 접촉하는 제1 전도 부분과 상기 접지 패드와 접촉하는 제2 전도 부분을 포함하고,
상기 제2 압전층은 상기 제2 압전층의 상면 및 하면의 각각에 전도층을 포함하고,
상기 매칭 레이어 상의 전도층은 상기 제2 압전층의 전도층과 상기 회로 기판의 제2 시그널 패드와 접촉하는, 초음파 트랜스듀서 제조 방법.Preparing a circuit board having a first signal pad, a second signal pad, and a ground pad;
Disposing a first piezoelectric layer on the circuit board, the first piezoelectric layer including a plurality of conductive layers on an upper surface and a lower surface of the first piezoelectric layer;
Disposing a second piezoelectric layer on the upper surface of the first piezoelectric layer,
And disposing a matching layer having a conductive layer on the lower surface on the second piezoelectric layer,
Wherein the conductive layer on the lower surface of the first piezoelectric layer includes a first conductive portion in contact with the first signal pad and a second conductive portion in contact with the ground pad,
Wherein the second piezoelectric layer includes a conductive layer on each of upper and lower surfaces of the second piezoelectric layer,
Wherein the conductive layer on the matching layer contacts the conductive layer of the second piezoelectric layer and the second signal pad of the circuit board. 제17항에 있어서, 상기 제1 압전층 배치 단계는 상기 제1 압전층의 하면 상의 전도층의 일부를 제거하여 서로 전기적으로 분리되는 제1 전도 부분 및 제2 전도 부분을 형성하는 단계를 포함하는, 초음파 트랜스듀서의 제조 방법.18. The method of claim 17, wherein the first piezoelectric layer placement step includes forming a first conductive portion and a second conductive portion that are electrically isolated from each other by removing a portion of the conductive layer on the lower surface of the first piezoelectric layer , A method of manufacturing an ultrasonic transducer. 제17항에 있어서, 전도층들의 적어도 하나는 전도성 재료를 코팅함으로써 형성되는, 초음파 트랜스듀서의 제조 방법.18. The method of claim 17, wherein at least one of the conductive layers is formed by coating a conductive material. 제17항에 있어서, 상기 회로 기판, 상기 제1 압전층, 상기 제2 압전층 및 상기 매칭 레이어 중 적어도 하나는 에폭시 접착제로 부착되는, 초음파 트랜스듀서의 제조 방법.18. The method of claim 17, wherein at least one of the circuit board, the first piezoelectric layer, the second piezoelectric layer, and the matching layer is attached with an epoxy adhesive. 제17항에 있어서, 상기 제1 압전층을 배치하는 단계는 제1 압전층의 일 측면과 상기 제1 압전층의 상면 및 하면 사이의 모서리를 트림 처리하는 단계를 포함하는, 초음파 트랜스듀서의 제조 방법.The method according to claim 17, wherein the step of disposing the first piezoelectric layer includes a step of trimming an edge between the one side of the first piezoelectric layer and the upper and lower surfaces of the first piezoelectric layer. Way.
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