KR20200108642A

KR20200108642A - Ultrasonic probe and manufacture method thereof

Info

Publication number: KR20200108642A
Application number: KR1020190027548A
Authority: KR
Inventors: 김용재; 송인성
Original assignee: 삼성메디슨 주식회사
Priority date: 2019-03-11
Filing date: 2019-03-11
Publication date: 2020-09-21
Also published as: WO2020184830A1

Abstract

According to one embodiment, provided is an ultrasonic probe, which comprises: piezoelectric elements forming a plurality of rows along an elevation direction; a first kerf formed between the piezoelectric elements along a lateral direction; a matching layer disposed on an upper part of the piezoelectric element; a sound absorbing layer disposed on a lower part of the piezoelectric element; a first circuit layer disposed between the matching layer and the sound absorbing layer; a second circuit layer formed to be spaced apart from the first circuit layer; and a connection unit electrically connecting the first circuit layer with the second circuit layer, and having the width greater than the width of the first kerf.

Description

Ultrasonic probe and its manufacturing method TECHNICAL FIELD

초음파를 이용하여 대상체 내부의 영상을 생성하기 위한 초음파 프로브 에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 Multi-row 초음파 프로브 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an ultrasound probe for generating an image inside an object using ultrasound, and more particularly, to a multi-row ultrasound probe and a method of manufacturing the same.

초음파 영상장치는 대상체의 체표로부터 체내의 타겟 부위를 향하여 초음파 신호를 조사하고, 반사된 초음파 신호(초음파 에코신호)의 정보를 이용하여 연부조직의 단층이나 혈류에 관한 이미지를 무침습으로 얻는 장치이다.An ultrasound imaging device is a device that irradiates an ultrasound signal from the object's body surface toward a target area in the body, and obtains an image of a tomography or blood flow of a soft tissue using information of the reflected ultrasound signal (ultrasonic echo signal) without invasiveness. .

초음파 영상장치는 X선 진단장치, X선 CT스캐너(Computerized Tomography Scanner), MRI(Magnetic Resonance Image), 핵의학 진단장치 등의 다른 영상진단장치와 비교할 때, 소형이고, 저렴하며, 실시간으로 표시 가능하고, 방사선 등의 피폭이 없어 안전성이 높은 장점이 있으므로, 심장, 복부, 비뇨기 및 산부인과 진단을 위해 널리 이용되고 있다.The ultrasound imaging device is compact, inexpensive, and can be displayed in real time compared to other imaging devices such as X-ray diagnostic device, X-ray CT scanner (Computerized Tomography Scanner), MRI (Magnetic Resonance Image), and nuclear medicine diagnostic device. It is widely used for heart, abdomen, urinary and obstetric diagnosis because it has the advantage of high safety because there is no exposure to radiation or the like.

초음파 영상장치는 대상체의 초음파 영상을 얻기 위해 초음파 신호를 대상체로 송신하고, 대상체로부터 반사되어 온 초음파 에코신호를 수신하기 위한 초음파 프로브와 초음파 프로브에서 수신한 초음파 에코신호를 이용하여 대상체 내부의 영상을 생성하는 본체를 포함한다.The ultrasound imaging apparatus transmits an ultrasound signal to an object to obtain an ultrasound image of the object, and uses an ultrasound probe for receiving an ultrasound echo signal reflected from the object and an ultrasound echo signal received from the ultrasound probe to obtain an ultrasound image of the object. It contains the body to generate.

종래의 싱글-로우(Single-row, 1D) 프로브는 렌즈의 곡률에 의해 물리적으로 초점이 고정되어 있어 초점 범위(focal range)에 제약이 있었다.In the conventional single-row (1D) probe, the focus is physically fixed by the curvature of the lens, and thus the focal range is limited.

이를 개선하기 위한 멀티-로우(Multi-row) 프로브는 물리적 또는 전기적으로 초점 영역을 조절할 수 있어 보다 넓은 영역에서 고해상도 이미지 구현이 가능하다. 따라서, 최근에는 1.25D(3 Row) 이상의 멀티-로우(Multi-row) 프로브가 1D(1 Row) 프로브를 대체하는 추세이다.In order to improve this, the multi-row probe can physically or electrically adjust the focus area, thereby realizing a high-resolution image in a wider area. Therefore, in recent years, a multi-row probe of 1.25D (3 row) or more is a trend to replace a 1D (1 row) probe.

일 측면은 고도(elevation) 방향을 따라 복수개의 열을 형성하는 복수개의 압전 소자를 포함하는 초음파 프로브 및 그 제조 방법을 제공한다.One aspect provides an ultrasonic probe including a plurality of piezoelectric elements forming a plurality of columns along an elevation direction, and a method of manufacturing the same.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 일 측면에 따른 초음파 프로브는, 고도(elevation) 방향을 따라 복수개의 열(row)을 형성하는 압전소자(piezoelectric element); 측(lateral) 방향을 따라 상기 압전소자 사이에 형성되는 제1 커프(kerf); 상기 압전소자의 상부에 배치되는 정합층; 상기 압전소자의 하부에 배치되는 흡음층; 상기 정합층 및 상기 흡음층의 사이에 배치되는 제1 회로층; 상기 제1 회로층과 이격되어 형성되는 제2 회로층; 및 상기 제1 회로층 및 상기 제2 회로층을 전기적으로 연결하고, 상기 제1 커프의 너비보다 큰 너비를 갖는 연결부;를 포함한다.As a technical means for achieving the above-described technical problem, an ultrasonic probe according to one aspect includes: a piezoelectric element forming a plurality of rows along an elevation direction; A first cuff formed between the piezoelectric elements along a lateral direction; A matching layer disposed on the piezoelectric element; A sound-absorbing layer disposed under the piezoelectric element; A first circuit layer disposed between the matching layer and the sound-absorbing layer; A second circuit layer formed to be spaced apart from the first circuit layer; And a connection part electrically connecting the first circuit layer and the second circuit layer and having a width greater than that of the first cuff.

또한, 상기 제1 커프는, 상기 연결부의 내부에 형성될 수 있다.In addition, the first cuff may be formed inside the connection part.

또한, 상기 연결부는, 측 방향에서 상기 제1 커프를 중심으로 좌우대칭을 이룰 수 있다.In addition, the connection part may be symmetrical with respect to the first cuff in a lateral direction.

또한, 상기 연결부는, 전도성 홀(conductive hole)을 포함하고, 상기 전도성 홀의 지름은 상기 제1 커프의 너비보다 크거나 같을 수 있다.In addition, the connection portion may include a conductive hole, and a diameter of the conductive hole may be greater than or equal to a width of the first cuff.

또한, 상기 전도성 홀은, 전도성 물질로 채워질 수 있다.In addition, the conductive hole may be filled with a conductive material.

또한, 상기 전도성 홀은, 상기 제1 회로층에 형성되는 제1 패턴 및 상기 제2 회로층에 형성되는 제2 패턴을 연결할 수 있다.In addition, the conductive hole may connect a first pattern formed in the first circuit layer and a second pattern formed in the second circuit layer.

또한, 상기 제1 패턴에 위치하는 제1 기판 연결부 및 상기 제2 패턴에 위치하는 제2 기판 연결부;를 포함하고, 상기 전도성 홀은, 제1 기판 연결부 및 상기 제2 기판 연결부와 연결될 수 있다.In addition, a first substrate connection portion positioned on the first pattern and a second substrate connection portion positioned on the second pattern may be included, and the conductive hole may be connected to the first substrate connection portion and the second substrate connection portion.

또한, 상기 전도성 홀은, 상기 제1 회로층 또는 상기 제2 회로층 중 적어도 하나를 관통할 수 있다.In addition, the conductive hole may penetrate at least one of the first circuit layer and the second circuit layer.

또한, 상기 제1 커프는, 상기 제2 기판 연결부 내부에 형성되고, 상기 제2 기판 연결부의 지름은 상기 제1 커프의 너비보다 크고, 상기 전도성 홀의 지름보다 클 수 있다.In addition, the first cuff may be formed inside the second substrate connection part, and a diameter of the second substrate connection part may be greater than a width of the first cuff and greater than a diameter of the conductive hole.

또한, 상기 제1 커프는, 상기 제2기판 연결부 및 상기 전도성 홀 내부에 형성될 수 있다.In addition, the first cuff may be formed in the second substrate connection portion and the conductive hole.

또한, 상기 제1 회로층 또는 상기 제2 회로층 중 적어도 하나는 인쇄 회로 기판(PCB, Printed Circuit Board)일 수 있다.In addition, at least one of the first circuit layer and the second circuit layer may be a printed circuit board (PCB).

또한, 상기 제1 회로층 또는 상기 제2 회로층 중 적어도 하나는 연성 인쇄 회로 기판(FPCB, Flexible Printed Circuit Board)일 수 있다.In addition, at least one of the first circuit layer and the second circuit layer may be a flexible printed circuit board (FPCB).

또한, 상기 복수의 압전 소자의 하부에 배치되고, 초음파를 반사시키는 반사층(enhanced layer)을 더 포함할 수 있다.In addition, it may further include a reflective layer (enhanced layer) disposed under the plurality of piezoelectric elements and reflecting ultrasonic waves.

또한, 상기 제1회로층 및 상기 제2 회로층 사이에 배치되는 절연층을 더 포함할 수 있다.In addition, an insulating layer disposed between the first circuit layer and the second circuit layer may be further included.

또한, 상기 연결부는, 전도성 페이스트(paste), 전도성 도금(plating), 스퍼터링(sputtering), 인쇄(Printing) 중 적어도 하나에 의하여 상기 제1 회로층 및 상기 제2 회로층을 전기적으로 연결할 수 있다.In addition, the connection part may electrically connect the first circuit layer and the second circuit layer by at least one of conductive paste, conductive plating, sputtering, and printing.

또한, 상기 제1 패턴 또는 상기 제2 패턴 중 적어도 하나는 상기 제1 커프에 의하여 측 방향으로 분리될 수 있다.In addition, at least one of the first pattern and the second pattern may be separated in a lateral direction by the first cuff.

또한, 상기 제1 커프는, 상기 압전소자의 상면부터 상기 제1 회로층 또는 상기 제2 회로층 중 적어도 하나까지 연장되거나 상기 흡음층 내부의 제1 위치까지 연장되어 형성될 수 있다.In addition, the first cuff may be formed by extending from an upper surface of the piezoelectric element to at least one of the first circuit layer or the second circuit layer, or extending to a first position inside the sound-absorbing layer.

또한, 고도 방향을 따라 상기 압전소자 사이에 형성되는 제2 커프;를 더 포함하고, 상기 제2커프는, 상기 압전소자의 상면부터 상기 제1 회로층 상부의 제2 위치 또는 상기 압전소자의 상면부터 제2 회로층 상부의 제3 위치까지 연장되어 형성될 수 있다.In addition, a second cuff formed between the piezoelectric elements along the elevation direction further includes, wherein the second cuff includes a second position above the first circuit layer from an upper surface of the piezoelectric element or a top surface of the piezoelectric element It may be formed to extend to a third position above the second circuit layer.

또한, 상기 연결부는, 상기 제1 커프에 의하여 분리되고, 상기 제1 커프에 의하여 분리되는 연결부는, 상기 제1 회로층의 상면에서 반원 형상을 갖거나 상기 제1 커프를 중심으로 좌우대칭인 형상을 가질 수 있다.In addition, the connection portion is separated by the first cuff, the connection portion separated by the first cuff has a semicircular shape on the upper surface of the first circuit layer or a shape that is left and right symmetric around the first cuff Can have

다른 측면에 따른 초음파 프로브의 제조 방법은 고도(elevation) 방향을 따라 복수개의 열(row)을 형성하는 압전소자(piezoelectric element)를 형성하고; 상기 압전소자의 상부에 정합층을 배치하고; 상기 압전소자의 하부에 흡음층을 배치하고; 상기 정합층 및 상기 흡음층의 사이에 배치되는 제1 회로층을 형성하고; 상기 제1 회로층과 이격되어 형성되는 제2 회로층을 형성하고; 및 상기 제1 회로층 및 상기 제2 회로층을 전기적으로 연결하고, 상기 제1 커프의 너비보다 큰 너비를 갖는 연결부를 형성하고; 및 측(lateral) 방향을 따라 상기 압전소자 사이에 형성되는 제1 커프(kerf)를 형성하는 것;을 포함한다.A method of manufacturing an ultrasonic probe according to another aspect includes forming a piezoelectric element forming a plurality of rows along an elevation direction; Disposing a matching layer on the piezoelectric element; A sound-absorbing layer is disposed under the piezoelectric element; Forming a first circuit layer disposed between the matching layer and the sound-absorbing layer; Forming a second circuit layer spaced apart from the first circuit layer; And electrically connecting the first circuit layer and the second circuit layer, and forming a connection portion having a width greater than that of the first cuff. And forming a first cuff formed between the piezoelectric elements along a lateral direction.

일 측면에 따른 초음파 프로브 및 그 제조 방법에 따르면, 압전 소자의 개수 또는 각각의 크기와 무관하게 복수개의 압전 소자 간의 전기적 연결이 가능할 수 있으므로, 제작 및 설계상의 편의성이 증대될 수 있다. According to the ultrasonic probe and its manufacturing method according to an aspect, since electrical connection between a plurality of piezoelectric elements may be possible regardless of the number or size of each of the piezoelectric elements, convenience in manufacturing and designing may be increased.

도 1은 일 실시예에 따른 초음파 영상 장치의 사시도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 다차원 어레이 트랜스듀서를 포함하는 초음파 프로브의 외관도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 초음파 영상 장치의 블록도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 초음파 프로브의 사시도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 초음파 프로브의 축(axis) 방향과 측(lateral) 방향 평면 상의 단면도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 초음파 프로브의 축(axis) 방향과 고도(elevation) 방향 평면 상의 단면도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 초음파 프로브의 측(lateral) 방향을 바라본 단면도이다.
도 8은 일 실시예에 따른 연결부를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 종래 초음파 프로브의 축(axis) 방향에서 바라본 내부 모습을 도시한 도면이다.
도 10은 일 실시예에 따른 초음파 프로브의 축(axis) 방향과 측(lateral) 방향 평면 상의 단면도이다.
도 11a는 일 실시예에 따른 초음파 프로브의 축(axis) 방향에서 바라본 내부 모습을 도시한 도면이다.
도 11b는 도 11a의 압전층이 다이싱(dicing)된 초음파 프로브의 축(axis) 방향에서 바라본 내부 모습을 도시한 도면이다.
도 12a는 일 실시예에 따른 초음파 프로브의, 제1 커프에 의하여 분리된 연결부에 대한 사시도이다.
도 12b는 일 실시예에 따른 초음파 프로브의 측(lateral) 방향을 바라본 연결부의 단면도이다.
도 13a는 다른 실시예에 따른 초음파 프로브의 축(axis) 방향에서 바라본 내부 모습을 도시한 도면이다.
도 13b는 도 13a의 압전층이 다이싱(dicing)된 초음파 프로브의 축(axis) 방향에서 바라본 내부 모습을 도시한 도면이다.
도 14 내지 도 16은 다양한 실시예에 따른 초음파 프로브의 축(axis) 방향에서 바라본 내부 모습을 도시한 도면이다.
도 17은 일 실시예에 따른 초음파 프로브의 제조방법을 나타낸 흐름도이다.1 is a perspective view of an ultrasound imaging apparatus according to an exemplary embodiment.
2 is an external view of an ultrasonic probe including a multidimensional array transducer according to an exemplary embodiment.
3 is a block diagram of an ultrasound imaging apparatus according to an exemplary embodiment.
4 is a perspective view of an ultrasonic probe according to an exemplary embodiment.
5 is a cross-sectional view of an ultrasonic probe in an axis direction and a lateral direction plane according to an exemplary embodiment.
6 is a cross-sectional view of an ultrasound probe in an axis direction and an elevation direction plane according to an exemplary embodiment.
7 is a cross-sectional view as viewed in a lateral direction of an ultrasonic probe according to an exemplary embodiment.
8 is a diagram illustrating a connection unit according to an exemplary embodiment.
9 is a view showing an interior view of a conventional ultrasonic probe as viewed from an axis direction.
10 is a cross-sectional view of an ultrasonic probe in an axis direction and a lateral direction plane according to an exemplary embodiment.
11A is a diagram illustrating an interior view of an ultrasonic probe as viewed from an axis direction according to an exemplary embodiment.
FIG. 11B is a diagram illustrating an interior view of the ultrasonic probe in which the piezoelectric layer of FIG. 11A is diced, as viewed from the axis direction.
12A is a perspective view of a connection part separated by a first cuff of an ultrasonic probe according to an exemplary embodiment.
12B is a cross-sectional view of a connection part looking in a lateral direction of an ultrasonic probe according to an exemplary embodiment.
13A is a diagram illustrating an interior view of an ultrasonic probe as viewed from an axis direction according to another exemplary embodiment.
FIG. 13B is a diagram illustrating an interior view of the ultrasonic probe in which the piezoelectric layer of FIG. 13A is diced, as viewed from the axis direction.
14 to 16 are diagrams illustrating an interior view of an ultrasonic probe from an axis direction according to various embodiments.
17 is a flowchart illustrating a method of manufacturing an ultrasonic probe according to an exemplary embodiment.

명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 본 명세서가 실시예들의 모든 요소들을 설명하는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 일반적인 내용 또는 실시예들 간에 중복되는 내용은 생략한다. 명세서에서 사용되는 '부, 모듈, 부재, 블록'이라는 용어는 소프트웨어 또는 하드웨어로 구현될 수 있으며, 실시예들에 따라 복수의 '부, 모듈, 부재, 블록'이 하나의 구성요소로 구현되거나, 하나의 '부, 모듈, 부재, 블록'이 복수의 구성요소들을 포함하는 것도 가능하다. The same reference numerals refer to the same elements throughout the specification. This specification does not describe all elements of the embodiments, and general content or content overlapping between the embodiments in the technical field to which the present invention pertains will be omitted. The term'unit, module, member, block' used in the specification may be implemented as software or hardware, and according to embodiments, a plurality of'units, modules, members, blocks' may be implemented as one component, It is also possible for one'unit, module, member, block' to include a plurality of components.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라, 간접적으로 연결되어 있는 경우를 포함하고, 간접적인 연결은 무선 통신망을 통해 연결되는 것을 포함한다.Throughout the specification, when a part is said to be "connected" with another part, this includes not only the case of being directly connected, but also the case of indirect connection, and the indirect connection includes connection through a wireless communication network. do.

또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.In addition, when a part "includes" a certain component, it means that other components may be further included rather than excluding other components unless specifically stated to the contrary.

명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다. Throughout the specification, when a member is said to be positioned "on" another member, this includes not only the case where a member is in contact with another member, but also the case where another member exists between the two members.

제 1, 제 2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 전술된 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다. Terms such as first and second are used to distinguish one component from other components, and the component is not limited by the above-described terms.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 예외가 있지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.Singular expressions include plural expressions, unless the context clearly has exceptions.

각 단계들에 있어 식별부호는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다.In each step, the identification code is used for convenience of explanation, and the identification code does not describe the order of each step, and each step may be implemented differently from the specified order unless a specific sequence is clearly stated in the context. have.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 초음파 프로브 및 초음파 프로브의 제조방법의 일 실시예에 대하여 설명한다. Hereinafter, an exemplary embodiment of an ultrasonic probe and a method of manufacturing the ultrasonic probe will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 일 실시예에 따른 초음파 영상 장치의 사시도이다. 1 is a perspective view of an ultrasound imaging apparatus according to an exemplary embodiment.

도 1를 참조하면, 초음파 영상 장치(10)는 대상체에 초음파 신호를 송신하고, 대상체로부터 에코 초음파 신호를 수신하여 전기적 신호로 변환하는 초음파 프로브(100), 초음파 신호를 기초로 초음파 영상을 생성하는 본체(200)를 포함한다. 본체(200)는 유선 통신망 또는 무선 통신망을 통해 초음파 프로브(100)와 연결될 수 있다. 본체(200)는 디스플레이(300)와 입력 장치(400)를 구비한 워크 스테이션일 수 있다.Referring to FIG. 1, an ultrasound imaging apparatus 10 transmits an ultrasound signal to an object, receives an echo ultrasound signal from the object, and converts it into an electrical signal, and generates an ultrasound image based on the ultrasound signal. It includes a body 200. The main body 200 may be connected to the ultrasonic probe 100 through a wired communication network or a wireless communication network. The body 200 may be a work station having a display 300 and an input device 400.

초음파 프로브(100)는 하우징(h) 내에 구비되어 초음파를 대상체(ob)로 조사하고, 대상체(ob)로부터 반사된 에코 초음파를 수신하며, 전기적 신호와 초음파를 상호 변환시키는 트랜스듀서 모듈(110), 본체(200)의 암 커넥터(female connector)와 물리적으로 결합되어 본체(200)에 신호를 송수신하는 수 커넥터(male connector, 130), 수 커넥터(130)와 트랜스듀서 모듈(110)을 연결하는 케이블(120)을 포함한다.The ultrasonic probe 100 is provided in the housing h to irradiate ultrasonic waves to the object ob, receive echo ultrasonic waves reflected from the object ob, and convert electrical signals and ultrasonic waves to each other. , A male connector 130 that is physically coupled with a female connector of the body 200 to transmit and receive signals to the body 200, and connect the male connector 130 and the transducer module 110 Includes a cable 120.

여기서 대상체(ob)는 인간이나 동물의 생체, 또는 혈관, 뼈, 근육 등과 같은 생체 내 조직일 수도 있으나 이에 한정되지는 않으며, 초음파 영상 장치(10)에 의해 그 내부 구조가 영상화 될 수 있는 것이라면 대상체(ob)가 될 수 있다.Here, the object ob may be a living body of a human or an animal, or an in vivo tissue such as blood vessels, bones, muscles, etc., but is not limited thereto. If the internal structure thereof can be imaged by the ultrasound imaging apparatus 10 Can be (ob).

또한, 초음파 프로브(100)는 무선 통신망을 통해 본체(200)와 연결되어 초음파 프로브(100)의 제어에 필요한 각종 신호를 수신하거나 또는 초음파 프로브(100)가 수신한 에코 초음파 신호에 대응되는 아날로그 신호 또는 디지털 신호를 전달할 수 있다. 한편, 무선 통신망은 무선으로 신호를 주고 받을 수 있는 통신망을 의미한다.In addition, the ultrasonic probe 100 is connected to the main body 200 through a wireless communication network to receive various signals required for control of the ultrasonic probe 100 or an analog signal corresponding to the echo ultrasonic signal received by the ultrasonic probe 100. Or it can carry a digital signal. Meanwhile, a wireless communication network refers to a communication network capable of transmitting and receiving signals wirelessly.

에코 초음파는 초음파가 조사된 대상체(ob)로부터 반사된 초음파로서, 진단 모드에 따라 다양한 초음파 영상을 생성하기 위한 다양한 주파수 대역 또는 에너지 강도를 갖는다.The echo ultrasound is ultrasound reflected from the object ob to which the ultrasound is irradiated, and has various frequency bands or energy intensities for generating various ultrasound images according to a diagnosis mode.

트랜스듀서 모듈(110)은 인가된 교류 전원에 따라 초음파를 생성할 수 있다. 구체적으로, 트랜스듀서 모듈(110)은 외부의 전원 공급 장치 또는 내부의 축전장치 예를 들어, 배터리 등으로부터 교류 전원을 공급받을 수 있다. 트랜스듀서 모듈(110)의 진동자는 공급받은 교류 전원에 따라 진동함으로써 초음파를 생성할 수 있다.The transducer module 110 may generate ultrasonic waves according to the applied AC power. Specifically, the transducer module 110 may receive AC power from an external power supply device or an internal power storage device, for example, a battery. The vibrator of the transducer module 110 may generate ultrasonic waves by vibrating according to the supplied AC power.

트랜스듀서 모듈(110)의 중심을 기준으로 직각을 이루는 세방향을 축 방향(axis direction; A), 측 방향(lateral direction; L), 고도 방향(elevation direction; E)으로 각각 정의할 수 있다. 구체적으로, 초음파가 조사되는 방향을 축 방향(A)으로 정의하고, 트랜스듀서 모듈(110)이 가로 열을 형성하는 방향을 측 방향(L)으로 정의하며, 축 방향(A) 및 측 방향(L)과 수직한 나머지 한 방향을 고도 방향(E)으로 정의할 수 있다. 트랜스듀서 모듈(110)은 고도 방향(E)으로도 복수개의 열(row)을 형성할 수 있으며, 이 경우 멀티-로우(Multi-row) 어레이 배열 형태를 형성할 수 있다.Three directions that form a right angle with respect to the center of the transducer module 110 may be defined as an axis direction (A), a lateral direction (L), and an elevation direction (E). Specifically, the direction in which ultrasonic waves are irradiated is defined as the axial direction (A), the direction in which the transducer module 110 forms a horizontal row is defined as the lateral direction (L), and the axial direction (A) and the lateral direction ( The other direction perpendicular to L) can be defined as the elevation direction (E). The transducer module 110 may also form a plurality of rows in the elevation direction E, and in this case, a multi-row array arrangement may be formed.

케이블(120)은 일단에 트랜스듀서 모듈(110)과 연결되고, 타단에 수 커넥터(130)와 연결됨으로써, 트랜스듀서 모듈(110)과 수 커넥터(130)를 연결시킨다.The cable 120 is connected to the transducer module 110 at one end and connected to the male connector 130 at the other end, thereby connecting the transducer module 110 and the male connector 130.

수 커넥터(male connector, 130)는 케이블(120)의 타단에 연결되어 본체(200)의 암 커넥터(female connector, 201)와 물리적으로 결합할 수 있다.The male connector 130 is connected to the other end of the cable 120 and can be physically coupled to the female connector 201 of the body 200.

이러한 수 커넥터(130)는 트랜스듀서 모듈(110)에 의해 생성된 전기적 신호를 물리적으로 결합된 암 커넥터(201)에 전달하거나, 본체(200)에 의해 생성된 제어 신호를 암 커넥터(201)로부터 수신한다.This male connector 130 transmits the electrical signal generated by the transducer module 110 to the physically coupled female connector 201, or transmits the control signal generated by the body 200 from the female connector 201. Receive.

그러나, 초음파 프로브(100)가 무선 초음파 프로브(100)로서 구현된 경우, 이러한 케이블(120) 및 수 커넥터(130)는 생략될 수 있고, 초음파 프로브(100)에 포함된 별도의 무선 통신모듈(미도시)을 통해 초음파 프로브(100)와 본체(200)가 신호를 송수신할 수 있는 바, 반드시 도 1에 도시된 초음파 프로브(100)의 형태에 한정되는 것은 아니다.However, when the ultrasonic probe 100 is implemented as the wireless ultrasonic probe 100, such a cable 120 and the male connector 130 may be omitted, and a separate wireless communication module included in the ultrasonic probe 100 ( The ultrasonic probe 100 and the main body 200 can transmit and receive signals through (not shown), but the shape is not limited to the shape of the ultrasonic probe 100 shown in FIG. 1.

본체(200)는 근거리 통신 모듈, 및 이동 통신 모듈 중 적어도 하나를 통해 초음파 프로브(100)와 무선 통신을 수행할 수 있다. The main body 200 may perform wireless communication with the ultrasonic probe 100 through at least one of a short-range communication module and a mobile communication module.

근거리 통신 모듈은 소정 거리 이내의 근거리 통신을 위한 모듈을 의미한다. 예를 들어, 근거리 통신 기술에는 무선 랜(Wireless LAN), 와이파이(Wi-Fi), 블루투스(Bluetooth), 지그비(Zigbee), WFD(Wi-Fi Direct), UWB(Ultra wideband), 적외선 통신(IrDA; Infrared Data Association), BLE (Bluetooth Low Energy), NFC(Near Field Communication) 등이 있을 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The short-range communication module refers to a module for short-range communication within a predetermined distance. For example, short-range communication technologies include Wireless LAN, Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, Wi-Fi Direct (WFD), Ultra wideband (UWB), and infrared communication (IrDA). ; Infrared Data Association), BLE (Bluetooth Low Energy), NFC (Near Field Communication), etc. may be, but is not limited thereto.

이동 통신 모듈은 이동 통신망 상에서 기지국, 외부 단말, 서버 중 적어도 하나와 무선 신호를 송수신할 수 있다. 여기에서, 무선 신호는 다양한 형태의 데이터를 포함하는 신호를 의미한다. 즉, 본체(200)는 기지국, 및 서버 중 적어도 하나를 거쳐, 초음파 프로브(100)와 다양한 형태의 데이터를 포함한 신호를 주고 받을 수 있다. The mobile communication module may transmit and receive wireless signals with at least one of a base station, an external terminal, and a server on a mobile communication network. Here, the radio signal refers to a signal including various types of data. That is, the main body 200 may exchange signals including various types of data with the ultrasonic probe 100 through at least one of a base station and a server.

예를 들어, 본체(200)는 3G, 4G와 같은 이동 통신망 상에서 기지국을 거쳐, 초음파 프로브(100)와 다양한 형태의 데이터를 포함한 신호를 주고 받을 수 있다. 이외에도, 본체(200)는 의료 영상 정보 시스템(PACS; Picture Archiving and Communication System)을 통해 연결된 병원 서버나 병원 내의 다른 의료 장치와 데이터를 주고 받을 수 있다. 또한, 본체(200)는 의료용 디지털 영상 및 통신(DICOM; Digital Imaging and Communications in Medicine) 표준에 따라 데이터를 주고 받을 수 있으며, 제한이 없다.For example, the main body 200 may exchange signals including various types of data with the ultrasonic probe 100 through a base station on a mobile communication network such as 3G or 4G. In addition, the main body 200 may exchange data with a hospital server connected through a medical image information system (PACS; Picture Archiving and Communication System) or other medical devices in the hospital. In addition, the main body 200 can send and receive data according to the digital imaging and communications in Medicine (DICOM) standard, and there is no limitation.

이외에도, 본체(200)는 유선 통신망을 통해 초음파 프로브(100)와 데이터를 주고 받을 수 있다. 유선 통신망은 유선으로 신호를 주고 받을 수 있는 통신망을 의미한다. 일 실시예에 따르면, 본체(200)는 PCI(Peripheral Component Interconnect), PCI-express, USB(Universe Serial Bus) 등의 유선 통신망을 이용하여 초음파 프로브(100)와 각종 신호를 주고 받을 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In addition, the main body 200 may exchange data with the ultrasonic probe 100 through a wired communication network. Wired communication network refers to a communication network that can send and receive signals by wire. According to an embodiment, the main body 200 may exchange various signals with the ultrasonic probe 100 using a wired communication network such as Peripheral Component Interconnect (PCI), PCI-express, and Universal Serial Bus (USB). It is not limited.

한편, 초음파 영상장치(10)의 본체(200)에는 디스플레이(300), 입력부(400)가 마련될 수 있다. 입력부(400)는 사용자로부터 초음파 프로브(100)에 관한 설정 정보뿐만 아니라, 각종 제어 명령 등을 입력 받을 수 있다.Meanwhile, a display 300 and an input unit 400 may be provided on the main body 200 of the ultrasonic imaging apparatus 10. The input unit 400 may receive not only setting information about the ultrasound probe 100, but also various control commands from a user.

일 실시예에 따르면, 초음파 프로브(100)에 관한 설정 정보는 이득(gain) 정보, 배율(zoom) 정보, 초점(focus) 정보, 시간이득 보상(TGC, Time Gain Compensation) 정보, 깊이(depth) 정보, 주파수 정보, 파워 정보, 프레임 평균값(frame average) 정보, 및 다이나믹 레인지(dynamic range) 정보 등을 포함한다. 그러나, 초음파 프로브(100)에 관한 설정 정보는 일 실시예에 한하지 않고, 초음파 영상을 촬영하기 위해 설정할 수 있는 다양한 정보를 포함한다.According to an embodiment, the setting information about the ultrasound probe 100 includes gain information, zoom information, focus information, time gain compensation (TGC) information, and depth. Information, frequency information, power information, frame average information, dynamic range information, and the like. However, the setting information on the ultrasound probe 100 is not limited to an exemplary embodiment, and includes various information that can be set to capture an ultrasound image.

이 정보들은 무선 통신망 또는 유선 통신망을 통해 초음파 프로브(100)로 전달되고, 초음파 프로브(100)는 전달 받은 정보들에 맞추어 설정될 수 있다. 이외에도, 본체(200)는 입력부(400)를 통해 초음파 신호의 송신 명령 등과 같은 각종 제어 명령을 사용자로부터 입력 받아, 이를 초음파 프로브(100)에 전달할 수 있다.This information is transmitted to the ultrasonic probe 100 through a wireless communication network or a wired communication network, and the ultrasonic probe 100 may be set according to the transmitted information. In addition, the main body 200 may receive various control commands such as a command to transmit an ultrasonic signal through the input unit 400 from a user, and transmit the same to the ultrasonic probe 100.

한편, 입력부(400)는 키보드, 풋 스위치(foot switch) 또는 풋 페달(foot pedal) 방식으로 구현될 수도 있다. 예를 들어, 키보드는 하드웨어적으로 구현될 수 있다. 이러한 키보드는 스위치, 키, 조이스틱 및 트랙볼 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다른 예로, 키보드는 그래픽 유저 인터페이스와 같이 소프트웨어적으로 구현될 수도 있다. 이 경우, 키보드는 디스플레이(300)를 통해 표시될 수 있다. 풋 스위치나 풋 페달은 본체(200)의 하부에 마련될 수 있으며, 사용자는 풋 페달을 이용하여 초음파 영상장치(10)의 동작을 제어할 수 있다.Meanwhile, the input unit 400 may be implemented as a keyboard, a foot switch, or a foot pedal. For example, the keyboard may be implemented in hardware. Such a keyboard may include at least one of switches, keys, joysticks, and trackballs. As another example, the keyboard may be implemented in software such as a graphic user interface. In this case, the keyboard may be displayed through the display 300. A foot switch or foot pedal may be provided under the main body 200, and a user may control the operation of the ultrasound imaging apparatus 10 by using the foot pedal.

디스플레이(300)는 브라운관(Cathode Ray Tube; CRT), LCD(Liquid Crystal Display), LED(Light Emitting Diode), PDP(Plasma Display Panel), OLED(Organic Light Emitting Diode) 등과 같이, 공지된 다양한 방식으로 구현될 수 있으나, 이에 한하지 않는다.The display 300 is a cathode ray tube (CRT), LCD (Liquid Crystal Display), LED (Light Emitting Diode), PDP (Plasma Display Panel), OLED (Organic Light Emitting Diode), in a variety of known methods. It may be implemented, but is not limited thereto.

디스플레이(300)는 대상체 내부의 목표 부위에 대한 초음파 영상을 표시할 수 있다. 디스플레이(300)에 표시되는 초음파 영상은 2차원 초음파 영상, 또는 3차원 입체 초음파 영상일 수 있으며, 초음파 영상장치(10)의 동작 모드에 따라 다양한 초음파 영상이 표시될 수 있다. 또한, 디스플레이(300)는 초음파 진단에 필요한 메뉴나 안내 사항뿐만 아니라, 초음파 프로브(100)의 동작 상태에 관한 정보 등을 표시할 수 있다.The display 300 may display an ultrasound image of a target portion inside the object. The ultrasound image displayed on the display 300 may be a 2D ultrasound image or a 3D stereoscopic ultrasound image, and various ultrasound images may be displayed according to an operation mode of the ultrasound imaging apparatus 10. In addition, the display 300 may display not only menus or guides required for ultrasound diagnosis, but also information about an operation state of the ultrasound probe 100.

일 실시예에 따르면, 초음파 영상은 A-모드(Amplitude mode, A-모드) 영상, B-모드(Brightness Mode; B-Mode) 영상, M-모드(Motion Mode; M-mode) 영상을 포함할 뿐만 아니라, C(Color)-모드 영상 및 D(Doppler)-모드 영상을 포함한다.According to an embodiment, the ultrasound image may include an A-mode (Amplitude mode) image, a B-mode (Brightness Mode) image, and an M-mode (Motion Mode; M-mode) image. In addition, it includes a C (Color)-mode image and a D (Doppler)-mode image.

이하에서 설명되는 A-모드 영상은 에코 초음파 신호에 대응되는 초음파 신호의 크기를 나타내는 초음파 영상을 의미하며, B-모드 영상은 에코 초음파 신호에 대응되는 초음파 신호의 크기를 밝기로 나타낸 초음파 영상을 의미하며, M-모드 영상은 특정 위치에서 시간에 따른 대상체의 움직임을 나타내는 초음파 영상을 의미한다. D-모드 영상은 도플러 효과를 이용하여 움직이는 대상체를 파형 형태로 나타내는 초음파 영상을 의미하며, 또한, C-모드 영상은 움직이는 대상체를 컬러 스펙트럼 형태로 나타내는 초음파 영상을 의미한다.The A-mode image described below refers to an ultrasound image representing the magnitude of an ultrasound signal corresponding to the echo ultrasound signal, and the B-mode image refers to an ultrasound image representing the magnitude of the ultrasound signal corresponding to the echo ultrasound signal in brightness. And, the M-mode image refers to an ultrasound image representing the movement of an object over time at a specific location. The D-mode image refers to an ultrasound image representing a moving object in a waveform form using the Doppler effect, and the C-mode image refers to an ultrasound image representing a moving object in a color spectrum form.

한편, 디스플레이(300)가 터치 스크린 타입으로 구현되는 경우, 디스플레이(300)는 입력부(400)의 기능도 함께 수행할 수 있다. 즉, 본체(200)는 디스플레이(300), 및 입력부(400) 중 적어도 하나를 통해 사용자로부터 각종 명령을 입력 받을 수 있다.Meanwhile, when the display 300 is implemented as a touch screen type, the display 300 may also perform the function of the input unit 400. That is, the main body 200 may receive various commands from a user through at least one of the display 300 and the input unit 400.

이외에도, 도면에는 도시되어 있지 않으나, 본체(200)에는 음성 인식 센서가 마련되어, 사용자로부터 음성 명령을 입력 받을 수도 있다. 이하에서는 초음파 프로브의 구성에 대해서 보다 구체적으로 살펴보도록 한다.In addition, although not shown in the drawings, a voice recognition sensor may be provided in the main body 200 to receive a voice command from a user. Hereinafter, the configuration of the ultrasonic probe will be described in more detail.

도 2는 다차원 어레이 트랜스듀서를 포함하는 초음파 프로브의 외관도이다. 2 is an external view of an ultrasonic probe including a multidimensional array transducer.

초음파 프로브(100)는 대상체의 표면에 접촉하는 부분으로, 초음파 신호를 송수신할 수 있다. 구체적으로, 초음파 프로브(100)는 본체로부터 전달 받은 송신 신호에 따라, 초음파 신호를 대상체 내부의 특정 부위로 송신하고, 대상체 내부의 특정 부위로부터 반사된 에코 초음파 신호를 수신하여 본체로 전달하는 역할을 할 수 있다. 여기서, 에코 초음파 신호는 대상체로부터 반사된 RF(Radio Frequency) 신호인 초음파 신호가 될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 대상체로 송신한 초음파 신호가 반사된 신호를 모두 포함한다.The ultrasonic probe 100 is a part that contacts the surface of an object and may transmit and receive ultrasonic signals. Specifically, the ultrasound probe 100 transmits an ultrasound signal to a specific area inside the object according to a transmission signal received from the body, and receives and transmits the echo ultrasound signal reflected from a specific area inside the object to the body. can do. Here, the echo ultrasound signal may be an ultrasound signal that is a radio frequency (RF) signal reflected from the object, but is not limited thereto, and includes all signals in which the ultrasound signal transmitted to the object is reflected.

한편, 대상체는 인간 또는 동물의 생체가 될 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니며, 초음파 신호에 의해 그 내부 구조가 영상화 될 수 있는 것이라면 어떤 것이든 대상체가 될 수 있다.Meanwhile, the object may be a living body of a human or an animal, but is not particularly limited thereto, and any object may be an object as long as its internal structure can be imaged by an ultrasound signal.

초음파 프로브(100)는 대상체의 내부로 초음파 신호를 송신하기 위해 전기적 신호와 초음파 신호를 상호 변환하는 트랜스듀서 어레이(transducer array)를 포함할 수 있다. 트랜스듀서 어레이는 단일 또는 복수의 트랜스듀서 엘리먼트(element)로 구성된다.The ultrasound probe 100 may include a transducer array that converts an electrical signal and an ultrasound signal to each other in order to transmit an ultrasound signal into the object. The transducer array consists of a single or a plurality of transducer elements.

초음파 프로브(100)는 트랜스듀서 어레이를 통해 초음파 신호를 발생시켜, 대상체의 내부의 목표 부위를 초점으로 하여 송신하며, 대상체 내부의 목표 부위에서 반사된 에코 초음파 신호를 트랜스듀서 어레이를 통해 입력 받을 수 있다. The ultrasound probe 100 generates an ultrasound signal through a transducer array, transmits it with a target portion inside the object as a focus, and receives the echo ultrasound signal reflected from the target portion inside the object through the transducer array. have.

에코 초음파 신호가 트랜스듀서 어레이에 도달하면, 트랜스듀서 어레이는 에코 초음파 신호의 주파수에 상응하는 소정의 주파수로 진동하면서, 트랜스듀서 어레이의 진동 주파수에 상응하는 주파수의 교류 전류를 출력할 수 있다. 이에 따라, 트랜스듀서 어레이는 수신한 에코 초음파 신호를 소정의 전기적 신호인 에코 신호로 변환할 수 있게 된다.When the echo ultrasonic signal reaches the transducer array, the transducer array vibrates at a predetermined frequency corresponding to the frequency of the echo ultrasonic signal, and outputs an AC current having a frequency corresponding to the vibration frequency of the transducer array. Accordingly, the transducer array can convert the received echo ultrasound signal into an echo signal, which is a predetermined electrical signal.

트랜스듀서 어레이를 구성하는 각각의 트랜스듀서 엘리먼트는 초음파 신호와 전기적 신호를 상호 변환시킬 수 있다. 이를 위해, 트랜스듀서 엘리먼트는 자성체의 자왜효과를 이용하는 자왜 초음파 트랜스듀서(Magnetostrictive Ultrasonic Transducer), 재료의 압전 효과를 이용한 압전 초음파 트랜스듀서(Piezoelectric Ultrasonic Transducer) 또는 압전형 미세가공 초음파 트랜스듀서(piezoelectric micromachined ultrasonic transducer, pMUT) 등으로 구현될 수 있으며, 미세 가공된 수백 또는 수천 개의 박막의 진동을 이용하여 초음파를 송수신하는 정전용량형 미세가공 초음파 트랜스듀서(Capacitive Micromachined Ultrasonic Transducer, 이하 cMUT으로 약칭한다)로 구현되는 것도 가능하다.Each of the transducer elements constituting the transducer array may convert an ultrasonic signal and an electrical signal to each other. To this end, the transducer element is a magnetostrictive ultrasonic transducer using the magnetostrictive effect of a magnetic material, a piezoelectric ultrasonic transducer using the piezoelectric effect of a material, or a piezoelectric micromachined ultrasonic transducer. transducer, pMUT), etc., and implemented as a capacitive micromachined ultrasonic transducer (hereinafter abbreviated as cMUT) that transmits and receives ultrasonic waves using vibrations of hundreds or thousands of finely processed thin films. It is also possible to become.

한편, 초음파 프로브(100)는 도 2에 도시된 바와 같이, 트랜스듀서 모듈(110)이 선형(linear)으로 배열되는 것도 가능하며, 곡면(curved)으로 배열되는 것도 가능하다. 두 경우 모두 초음파 프로브(100)의 기본적인 동작 원리는 동일하나, 트랜스듀서 모듈(110)이 곡면으로 배열된 초음파 프로브(100)의 경우에는 트랜스듀서 모듈(110)로부터 조사되는 초음파 신호가 부채꼴 모양이기 때문에, 생성되는 초음파 영상도 부채꼴 모양이 될 수 있다. Meanwhile, in the ultrasonic probe 100, as shown in FIG. 2, the transducer module 110 may be arranged in a linear or curved surface. In both cases, the basic operating principle of the ultrasonic probe 100 is the same, but in the case of the ultrasonic probe 100 in which the transducer module 110 is arranged in a curved surface, the ultrasonic signal irradiated from the transducer module 110 is in a sector shape. Therefore, the generated ultrasound image may also have a fan shape.

한편, 일 실시예에 다른 트랜스듀서 모듈(110)은 매트릭스 프로브(matrix probe)로 마련될 수 있는데, 이 경우, 복수개의 로우(row)를 갖는 멀티-로우(Multi-row) 형태의 다차원 트랜스듀서 어레이를 포함할 수도 있다. Meanwhile, the transducer module 110 according to an embodiment may be provided as a matrix probe. In this case, a multi-row type multi-dimensional transducer having a plurality of rows It may also contain an array.

예를 들어, 2차원 트랜스듀서 어레이를 포함하는 경우에는 대상체의 내부를 3차원 영상화할 수 있다. 다만, 전술한 예에 한정되는 것은 아니며, 초음파 프로브(100)는 도 2에 예시된 바 이외에 당업계에 알려진 다른 형태로 마련될 수 있다.For example, when a 2D transducer array is included, the interior of the object may be imaged in 3D. However, it is not limited to the above-described example, and the ultrasonic probe 100 may be provided in other forms known in the art other than those illustrated in FIG. 2.

이하에서는 초음파 프로브와 이를 포함하는 초음파 영상장치의 내부 구성에 대해서 보다 구체적으로 살펴보도록 한다.Hereinafter, the ultrasonic probe and the internal configuration of the ultrasonic imaging apparatus including the same will be described in more detail.

도 3은 일 실시예에 따른 초음파 영상 장치의 블록도이다.3 is a block diagram of an ultrasound imaging apparatus according to an exemplary embodiment.

도 3을 참조하면, 일 실시예에 따른 초음파 프로브(100)는 하우징(h) 내에 구비된 빔 포머(150), 송수신 스위치(120), 전압 감지부(130), 및 아날로그-디지털 변환기(140)를 더 포함한다. Referring to FIG. 3, the ultrasonic probe 100 according to an embodiment includes a beam former 150, a transmission/reception switch 120, a voltage sensing unit 130, and an analog-to-digital converter 140 provided in a housing h. ).

송수신 스위치(120)는 본체(200)의 시스템 제어부(240)의 제어 신호에 따라 초음파 조사 시 송신 모드로 또는 초음파 수신 시 수신 모드로 모드를 전환시킨다. The transmission/reception switch 120 switches the mode to a transmission mode during ultrasonic irradiation or a reception mode when ultrasonic waves are received according to a control signal from the system controller 240 of the main body 200.

전압 감지부(130)는 트랜스듀서 모듈(110)로부터 출력된 전류를 감지한다. 전압 감지부(130)는 예를 들어, 출력된 전류에 따라 전압을 증폭시키는 증폭기로서 구현될 수 있다.The voltage detector 130 senses the current output from the transducer module 110. The voltage sensing unit 130 may be implemented as, for example, an amplifier that amplifies a voltage according to an output current.

이외에도, 전압 감지부(130)는 미세한 크기의 아날로그 신호를 증폭시키는 전증폭기(pre-amplifier)를 더 포함할 수 있는바, 전증폭기로 저잡음 증폭기(low noise amplifier; LNA)가 사용될 수 있다. In addition, since the voltage sensing unit 130 may further include a pre-amplifier for amplifying an analog signal having a fine size, a low noise amplifier (LNA) may be used as a pre-amplifier.

또한, 전압 감지부(130)는 입력되는 신호에 따라 이득(gain) 값을 제어하는 가변 이득 증폭기(variable gain amplifier; VGA, 미도시)를 더 포함할 수 있다. 이때, 가변 이득 증폭기로 집속점 또는 집속점과의 거리에 따른 이득을 보상하는 TGC(Time Gain compensation)이 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In addition, the voltage sensing unit 130 may further include a variable gain amplifier (VGA, not shown) that controls a gain value according to an input signal. In this case, as a variable gain amplifier, a focus point or time gain compensation (TGC) that compensates for a gain according to a distance to the focus point may be used, but is not limited thereto.

아날로그-디지털 변환기(140)는 전압 감지부(130)로부터 출력된 아날로그 전압을 디지털 신호로 변환시킨다.The analog-to-digital converter 140 converts the analog voltage output from the voltage detector 130 into a digital signal.

도 3에서는 아날로그-디지털 변환기(140)로부터 변환된 디지털 신호가 빔 포머(150)에 입력되는 것으로 도시하였으나, 반대로 빔 포머(150)에서 지연된 아날로그 신호가 아날로그-디지털 변환기(140)에 입력되는 것도 가능한 바, 그 순서가 제한되지 아니한다.3 shows that the digital signal converted from the analog-to-digital converter 140 is input to the beam former 150, but on the contrary, the analog signal delayed by the beam former 150 is input to the analog-to-digital converter 140. As possible, the order is not limited.

또한, 도 3에서는 아날로그-디지털 변환기(140)가 프로브(100) 내에 마련된 것으로 도시되었으나, 반드시 이에 한정되지 아니하고, 아날로그-디지털 변환기(140)는 본체(200) 내에 마련되는 것도 가능하다. 이 경우, 아날로그-디지털 변환기(140)는 가산기에 의해 집속된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환 시킬 수 있다.In addition, in FIG. 3, the analog-to-digital converter 140 is shown to be provided in the probe 100, but the present invention is not limited thereto, and the analog-to-digital converter 140 may be provided in the main body 200. In this case, the analog-to-digital converter 140 may convert the analog signal focused by the adder into a digital signal.

빔 포머(150)는 트랜스듀서 모듈(110)에서 발생한 초음파가 원하는 동일한 시간에 대상체(ob)의 한 목표 지점에 집속되도록 하거나, 또는 대상체(ob)의 한 목표 지점으로부터 반사되어 돌아오는 에코 초음파가 트랜스듀서 모듈(110)에 도달하는 시간 차이를 극복하도록, 조사되는 초음파 또는 수신되는 에코 초음파에 적절한 시간 지연(delay time)을 주는 장치이다.The beam former 150 allows the ultrasound generated by the transducer module 110 to be focused to a target point of the object ob at the same desired time, or echo ultrasound reflected from a target point of the object ob and returned. In order to overcome the difference in time reaching the transducer module 110, it is a device that provides an appropriate delay time to the irradiated ultrasound or the received echo ultrasound.

도 3에 도시된 초음파 영상 장치(10)에 있어서, 빔 포머(150)는 전술한 바와 같이 프론트-엔드에 해당하는 초음파 프로브(100)에 포함될 수도 있고, 백-엔드에 해당하는 본체(200)에 포함될 수도 있다. 빔 포머(150)의 실시예는 이에 관한 제한을 두지 않으므로, 빔 포머(150)의 구성 요소 전부 또는 일부가 프론트-엔드 및 백-엔드 중 어느 부분에 포함되어도 무방하다.In the ultrasound imaging apparatus 10 shown in FIG. 3, the beam former 150 may be included in the ultrasound probe 100 corresponding to the front-end as described above, or the main body 200 corresponding to the back-end. May be included in. Since the embodiment of the beam former 150 is not limited thereto, all or part of the components of the beam former 150 may be included in any of the front-end and the back-end.

본체(200)는 초음파 프로브(100)를 제어하거나 초음파 프로브(100)로부터 수신한 신호에 기초하여 초음파 영상을 생성하기 위해 필요한 구성요소들을 수납하는 장치로서, 초음파 프로브(100)와 케이블(120)을 통해 연결될 수 있다. The main body 200 is a device that accommodates components necessary for controlling the ultrasonic probe 100 or generating an ultrasonic image based on a signal received from the ultrasonic probe 100, and the ultrasonic probe 100 and the cable 120 It can be connected through.

이하, 본체(200)가 포함하는 신호 처리부(220), 영상 처리부(230), 및 시스템 제어부(240)에 대하여 설명하고, 디스플레이(300) 및 입력 장치(400)에 대해서도 설명한다.Hereinafter, the signal processing unit 220, the image processing unit 230, and the system controller 240 included in the main body 200 will be described, and the display 300 and the input device 400 will also be described.

신호 처리부(220)는 초음파 프로브(100)로부터 수신한 집속된 디지털 신호를 영상 처리에 적합한 형식으로 변환한다. 예를 들어, 신호 처리부(220)는 원하는 주파수 대역 외의 잡음 신호를 제거하기 위한 필터링을 수행할 수 있다.The signal processing unit 220 converts the focused digital signal received from the ultrasonic probe 100 into a format suitable for image processing. For example, the signal processing unit 220 may perform filtering to remove a noise signal outside a desired frequency band.

또한, 신호 처리부(220)는 DSP(Digital Signal Processor)로 구현될 수 있으며, 집속된 디지털 신호에 기초하여 에코 초음파의 크기를 검출하는 포락선 검파 처리를 수행하여 초음파 영상 데이터를 생성할 수 있다. In addition, the signal processor 220 may be implemented as a digital signal processor (DSP), and may generate ultrasound image data by performing envelope detection processing for detecting the size of echo ultrasound based on the focused digital signal.

영상 처리부(230)는 신호 처리부(220)가 생성한 초음파 영상 데이터를 기초로 사용자, 예를 들어 의사나 환자 등이 시각적으로 대상체(ob), 예를 들어 인체의 내부를 확인할 수 있도록 영상을 생성한다.The image processing unit 230 generates an image so that a user, for example, a doctor or a patient, can visually check the inside of the object ob, for example, a human body based on the ultrasound image data generated by the signal processing unit 220 do.

영상 처리부(230)는 초음파 영상 데이터를 이용하여 생성한 초음파 영상을 디스플레이(300)로 전달한다.The image processing unit 230 transmits an ultrasound image generated using ultrasound image data to the display 300.

또한 영상 처리부(230)는 실시예에 따라서 초음파 영상에 대해 별도의 추가적인 영상 처리를 더 수행할 수 있다. 예를 들어 영상 처리부(230)는 초음파 영상의 대조(contrast)나 명암(brightness), 선예도(sharpness)를 보정하거나 또는 재조정하는 것 등과 같은 영상 후처리(post-processing)을 더 수행할 수 있다.Also, the image processing unit 230 may further perform additional image processing on an ultrasound image according to an exemplary embodiment. For example, the image processing unit 230 may further perform image post-processing such as correcting or re-adjusting the contrast, brightness, and sharpness of the ultrasound image.

이와 같은 영상 처리부(230)의 추가적인 영상 처리는 미리 정해진 설정에 따라 수행될 수도 있고, 입력 장치(400)를 통해 입력되는 사용자의 지시 또는 명령에 따라 수행될 수도 있다.Such additional image processing by the image processing unit 230 may be performed according to a predetermined setting or may be performed according to a user's instruction or command input through the input device 400.

시스템 제어부(240)는 초음파 영상 장치(10)의 전반적인 동작을 제어한다. 예를 들어, 시스템 제어부(240)는 신호 처리부(220), 영상 처리부(230), 프로브(100), 및 디스플레이(300)의 동작을 제어한다.The system controller 240 controls the overall operation of the ultrasound imaging apparatus 10. For example, the system controller 240 controls the operation of the signal processing unit 220, the image processing unit 230, the probe 100, and the display 300.

실시예에 따라, 시스템 제어부(240)는 미리 정해진 설정에 따라서 초음파 영상 장치(10)의 동작을 제어할 수 있고, 입력 장치(400)를 통해 입력되는 사용자의 지시 또는 명령에 따라서 소정의 제어 명령을 생성한 후 초음파 영상 장치(10)의 동작을 제어할 수도 있다.Depending on the embodiment, the system controller 240 may control the operation of the ultrasound imaging apparatus 10 according to a predetermined setting, and a predetermined control command according to a user's instruction or command input through the input device 400 After generating, the operation of the ultrasound imaging apparatus 10 may be controlled.

시스템 제어부(240)는 프로세서(Processor), 초음파 영상 장치(10)의 제어를 위한 제어 프로그램이 저장된 롬(ROM) 및 초음파 영상 장치(10)의 초음파 프로브(100) 또는 입력 장치(400)에서 입력되는 신호 또는 초음파 영상 데이터를 저장하거나, 초음파 영상 장치(10)에서 수행되는 다양한 작업에 대응되는 저장 영역으로 사용되는 램(RAM)을 포함할 수 있다.The system controller 240 is input from a processor, a ROM in which a control program for controlling the ultrasound imaging apparatus 10 is stored, and the ultrasound probe 100 or input device 400 of the ultrasound imaging apparatus 10 It may include a RAM used as a storage area corresponding to various operations performed by the ultrasound imaging apparatus 10 or storing signals or ultrasound image data.

또한, 시스템 제어부(240)와 전기적으로 연결되는 별개인 회로 기판에 프로세서, 램 또는 롬을 포함하는 프로세싱 보드(graphic processing board)를 포함할 수 있다. In addition, a graphic processing board including a processor, RAM, or ROM may be included on a separate circuit board electrically connected to the system controller 240.

프로세서, 램 및 롬은 내부 버스(bus)를 통해 상호 연결될 수 있다. The processor, RAM and ROM can be interconnected through an internal bus.

또한, 시스템 제어부(240)는 프로세서, 램 및 롬을 포함하는 구성 요소를 지칭하는 용어로 사용될 수 있다. In addition, the system control unit 240 may be used as a term referring to a component including a processor, RAM, and ROM.

또한, 시스템 제어부(240)는 프로세서, 램, 롬, 및 프로세싱 보드를 포함하는 구성 요소를 지칭하는 용어로 사용될 수도 있다.In addition, the system controller 240 may be used as a term to refer to a component including a processor, RAM, ROM, and processing board.

본체(200)에는 하나 이상의 암 커넥터(201; 도 1 참조)가 구비되고, 암 커넥터(201)는 케이블(120)과 및 수 커넥터(130)를 통해 초음파 프로브(100)에 연결될 수 있다.The main body 200 is provided with one or more female connectors 201 (see FIG. 1 ), and the female connector 201 may be connected to the ultrasonic probe 100 through a cable 120 and a male connector 130.

디스플레이(300)는 영상 처리부(230)에서 생성된 초음파 영상을 표시하여 사용자가 대상체(ob) 내부의 구조나 조직 등을 시각적으로 확인할 수 있도록 한다.The display 300 displays an ultrasound image generated by the image processing unit 230 so that a user can visually check a structure or tissue inside the object ob.

입력 장치(400)는 초음파 영상 장치(10)의 제어를 위해 사용자로부터 소정의 지시나 명령을 입력 받는다. 입력 장치(400)는 예를 들어 키보드(keyboard), 마우스(mouse), 트랙볼(trackball), 터치스크린(touch screen) 또는 패들(paddle) 등과 같은 사용자 인터페이스를 포함할 수 있다.The input device 400 receives a predetermined instruction or command from a user to control the ultrasound imaging apparatus 10. The input device 400 may include, for example, a user interface such as a keyboard, a mouse, a trackball, a touch screen, or a paddle.

도 3에 도시된 초음파 영상 장치(10), 초음파 프로브(100) 및 본체(200)의 구성 요소들의 성능에 대응하여 적어도 하나의 구성요소가 추가되거나 삭제될 수 있다. 또한, 구성 요소들의 상호 위치는 시스템의 성능 또는 구조에 대응하여 변경될 수 있다는 것은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 용이하게 이해될 것이다.At least one component may be added or deleted according to the performance of components of the ultrasound imaging apparatus 10, the ultrasound probe 100, and the body 200 illustrated in FIG. 3. In addition, it will be readily understood by those of ordinary skill in the art that the mutual positions of the components may be changed corresponding to the performance or structure of the system.

한편, 도 3에서 도시된 각각의 구성요소는 소프트웨어 및/또는 Field Programmable Gate Array(FPGA) 및 주문형 반도체(ASIC, Application Specific Integrated Circuit)와 같은 하드웨어 구성요소를 의미한다.Meanwhile, each component shown in FIG. 3 refers to software and/or hardware components such as a Field Programmable Gate Array (FPGA) and an Application Specific Integrated Circuit (ASIC).

이하 일 실시예에 따른 압전 초음파 트래스듀서 엘리먼트로 구현된 트랜스듀서 모듈의 내부 구성에 대해 도 4를 참조하여 보다 구체적으로 설명한다. Hereinafter, an internal configuration of a transducer module implemented with a piezoelectric ultrasonic transducer element according to an exemplary embodiment will be described in more detail with reference to FIG. 4.

도 4는 일 실시예에 따른 초음파 프로브의 사시도이다.4 is a perspective view of an ultrasonic probe according to an exemplary embodiment.

도 4를 참조하면, 일 실시예에 따른 초음파 프로브(100)는 압전층(111), 압전층(111)의 하부에 배치되는 흡음층(112), 압전층(111)의 상부에 배치되는 정합층(113), 및 정합층(113)의 상부에 배치되는 렌즈층(119)을 포함한다. 또한, 압전층(111) 내에 형성되어 압전층(111)을 복수의 압전 소자로 분할하는 적어도 하나 이상의 커프(118a, 118b)를 포함한다. Referring to FIG. 4, the ultrasonic probe 100 according to an embodiment includes a piezoelectric layer 111, a sound absorbing layer 112 disposed under the piezoelectric layer 111, and a matching pattern disposed on the piezoelectric layer 111. A layer 113 and a lens layer 119 disposed on the matching layer 113 are included. In addition, it includes at least one cuff 118a, 118b formed in the piezoelectric layer 111 to divide the piezoelectric layer 111 into a plurality of piezoelectric elements.

이 때, 커프(118a, 118b)는 압전층(111)이 복수의 압전 소자(111a)로 분할되는 다이싱(dicing) 공정에 의하여 형성되는 공간을 의미한다.In this case, the cuffs 118a and 118b refer to spaces formed by a dicing process in which the piezoelectric layer 111 is divided into a plurality of piezoelectric elements 111a.

도 4에 도시된 바와 같이, 제1 커프(118a)는 초음파 프로브(100)의 측 방향(L)을 따라 복수의 압전 소자(111a) 사이에 형성될 수 있다. 또한, 제2 커프(118b)는 트랜스듀서 모듈(110)의 고도 방향(E)을 따라 복수의 압전 소자(111a) 사이에 형성될 수 있다. 4, the first cuff 118a may be formed between the plurality of piezoelectric elements 111a along the lateral direction L of the ultrasonic probe 100. In addition, the second cuff 118b may be formed between the plurality of piezoelectric elements 111a along the elevation direction E of the transducer module 110.

이 때, 초음파 프로브(100)의 고도 방향(E)을 따라 복수의 압전 소자(111a) 사이에 제2 커프(118b)가 형성되는 경우, 초음파 프로브(100)는 복수개의 열(row)을 형성할 수 있고, 멀티-로우(Multi-row) 어레이 배열 형태를 형성할 수 있다. At this time, when the second cuff 118b is formed between the plurality of piezoelectric elements 111a along the elevation direction E of the ultrasonic probe 100, the ultrasonic probe 100 forms a plurality of rows. It can be done, and a multi-row array arrangement can be formed.

초음파 프로브(100)의 측 방향(L)을 따라 복수의 압전 소자(111a) 사이에 제1 커프(118a)가 형성되고 초음파 프로브(100)의 고도 방향(E)을 따라 복수의 압전 소자(111a) 사이에 제2 커프(118b)가 형성되는 경우, 앞서 도 2에서 설명한 바와 같이, 초음파 프로브(100)는 다차원 트랜스듀서 어레이 배열 형태를 형성할 수 있으며, 2차원 MXN 매트릭스 배열 형태를 형성할 수 있다. A first cuff 118a is formed between the plurality of piezoelectric elements 111a along the lateral direction L of the ultrasonic probe 100, and a plurality of piezoelectric elements 111a are formed along the elevation direction E of the ultrasonic probe 100. ), when the second cuff 118b is formed between, as described in FIG. 2, the ultrasonic probe 100 may form a multidimensional transducer array array, and may form a two-dimensional MXN matrix array. have.

또한, 초음파 프로브(100)는 초음파 프로브(100)의 내부 중심을 기준으로 직각을 이루는 세방향을 기준으로 각각의 단면을 설명할 수 있다. In addition, the ultrasonic probe 100 may describe each cross-section based on three directions that form a right angle with respect to the inner center of the ultrasonic probe 100.

도 5는 일 실시예에 따른 초음파 프로브의 축(axis) 방향과 측(lateral) 방향 평면 상의 단면도이고, 도 6은 일 실시예에 따른 초음파 프로브의 축(axis) 방향과 고도(elevation) 방향 평면 상의 단면도이다. 5 is a cross-sectional view of an ultrasonic probe in an axis direction and a lateral direction plane according to an exemplary embodiment, and FIG. 6 is a plane in an axis direction and an elevation direction of the ultrasonic probe according to an exemplary embodiment. It is a cross-sectional view of the top.

도 5 및 도 6을 참조하면, 일 실시예에 따른 초음파 트랜스듀서 모듈(110)은 압전층(111), 압전층(111)의 하부에 마련되는 흡음층(112) 및 압전층(111)의 상부에 마련되는 정합층(113)을 포함한다. 5 and 6, the ultrasonic transducer module 110 according to an embodiment includes the piezoelectric layer 111, the sound absorbing layer 112 and the piezoelectric layer 111 provided under the piezoelectric layer 111. It includes a matching layer 113 provided on the top.

압전층(111)은 전기적 신호가 인가되면 이를 기계적인 진동으로 변환하여 초음파를 발생시키는 압전체(압전물질)로 이루어진다. 또한, 압전체는 단일층 또는 다층 구조로 적층될 수 있다.The piezoelectric layer 111 is made of a piezoelectric material (piezoelectric material) that generates ultrasonic waves by converting electrical signals into mechanical vibrations. Further, the piezoelectric body may be laminated in a single layer or multilayer structure.

소정의 물질에 기계적인 압력이 가해지면 전압이 발생하고, 전압이 인가되면 기계적인 변형이 일어나는 효과를 압전 효과 및 역압전 효과라 하고, 이런 효과를 가지는 물질을 압전체(압전물질)이라고 한다.When a mechanical pressure is applied to a predetermined material, a voltage is generated, and when a voltage is applied, a mechanical deformation occurs is referred to as a piezoelectric effect and a reverse piezoelectric effect, and a material having such an effect is called a piezoelectric material (piezoelectric material).

즉, 압전체(압전물질)는 전기 에너지를 기계적인 진동 에너지로, 기계적인 진동 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 물질을 의미한다.That is, a piezoelectric material (piezoelectric material) refers to a material that converts electrical energy into mechanical vibration energy and mechanical vibration energy into electrical energy.

압전체(압전물질)는 지르콘산티탄산연(PZT)의 세라믹, 마그네슘니오브산연 및 티탄산연의 고용체로 만들어지는 PZMT 단결정 또는 아연니오브산연 및 티탄산연의 고용체로 만들어지는 PZNT 단결정 등을 포함할 수 있다. 또한, 압전층(111)은 기계적인 진동 에너지를 초음파로서 렌즈가 마련된 방향(이하, 전방) 및 흡음층(112)이 마련된 방향(이하, 후방)으로 조사한다. The piezoelectric material (piezoelectric material) may include a ceramic of lead zirconate titanate (PZT), a PZMT single crystal made of a solid solution of lead magnesium niobate and lead titanate, or a PZNT single crystal made of a solid solution of lead zinc niobate and lead titanate. Further, the piezoelectric layer 111 irradiates mechanical vibration energy as ultrasonic waves in the direction in which the lens is provided (hereinafter, referred to as front) and the direction in which the sound absorbing layer 112 is provided (hereinafter, referred to as the rear).

이러한 압전층(111)은 다이싱(dicing) 공정에 의하여 복수개의 열을 형성하는 매트릭스 형태의 다차원 어레이 형태로 가공될 수 있다. 이 경우, 압전층(111)은 커프(118a, 118b)에 의하여 복수개의 압전소자(111a)로 분리될 수 있다. The piezoelectric layer 111 may be processed in the form of a multidimensional array in the form of a matrix forming a plurality of columns by a dicing process. In this case, the piezoelectric layer 111 may be separated into a plurality of piezoelectric elements 111a by cuffs 118a and 118b.

흡음층(112)은 압전층(111)의 하부에 설치되고, 압전층(111)에서 발생하여 후방으로 진행하는 초음파를 흡수함으로써 초음파가 압전층(111)의 후방으로 진행되는 것을 차단한다. 따라서, 영상의 왜곡이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 흡음층(112)은 압전층(111)보다 작은 음향 임피던스를 가질 수 있다. 예를 들어, 흡음층(112)은 2MRayl 내지 5MRayl의 음향 임피던스를 갖는 물질로 구성될 수 있다. 또한, 흡음층(112)은 초음파의 감쇠 또는 차단 효과를 향상시키기 위해 복수의 층으로 제작될 수 있다.The sound-absorbing layer 112 is provided under the piezoelectric layer 111 and absorbs ultrasonic waves generated in the piezoelectric layer 111 and proceeding backward, thereby preventing the ultrasonic waves from proceeding to the rear of the piezoelectric layer 111. Accordingly, it is possible to prevent distortion of the image from occurring. In addition, the sound-absorbing layer 112 may have an acoustic impedance smaller than that of the piezoelectric layer 111. For example, the sound-absorbing layer 112 may be made of a material having an acoustic impedance of 2MRayl to 5MRayl. In addition, the sound-absorbing layer 112 may be formed of a plurality of layers to improve the attenuation or blocking effect of ultrasonic waves.

정합층(matching layer)(113)은 압전층(111)의 상부에 마련된다. 또한, 정합층(113) 제1정합층(113a) 및 제2정합층(113b)를 포함할 수 있다. 제1 및 제2 정합층 (113a, 113b)은 압전층(111)의 음향 임피던스와 대상체의 음향 임피던스를 적절히 매칭함으로써 대상체로 초음파를 전달하거나 대상체로부터 전달되는 초음파의 손실을 저감시키는 층이다. 제1 및 제2 정합층(113a, 113b)에 관한 음속, 두께, 음향 임피던스 등의 물리적 매개변수를 조정하여 대상체와 압전층(111)의 음향 임피던스의 정합을 도모할 수 있다. 즉, 제1 및 제2 정합층(113a, 113b)은 대상체의 음향 임피던스와 압전층(111)의 음향 임피던스의 차이에 기인하는 초음파의 반사를 억제한다. 도 5에는 2층의 정합층이 도시되어 있지만, 본 실시형태는 이에 한정되지 않는다. 제1 및 제2 정합층(113a, 113b)을 대신하여, 1층의 정합층 혹은 3층 이상의 정합층들이 사용될 수 있다. 제1 및 제2 정합층(113a, 113b)은 복수의 소자들로 분리되어 압전층(111)의 상단에 마련될 수 있다.A matching layer 113 is provided on the piezoelectric layer 111. In addition, the matching layer 113 may include a first matching layer 113a and a second matching layer 113b. The first and second matching layers 113a and 113b are layers that transmit ultrasonic waves to the object or reduce loss of ultrasonic waves transmitted from the object by appropriately matching the acoustic impedance of the piezoelectric layer 111 with the acoustic impedance of the object. The acoustic impedance of the object and the piezoelectric layer 111 may be matched by adjusting physical parameters such as sound speed, thickness, and acoustic impedance of the first and second matching layers 113a and 113b. That is, the first and second matching layers 113a and 113b suppress reflection of ultrasonic waves caused by a difference between the acoustic impedance of the object and the acoustic impedance of the piezoelectric layer 111. Although two matching layers are shown in FIG. 5, this embodiment is not limited to this. Instead of the first and second matching layers 113a and 113b, one layer of matching layers or three or more matching layers may be used. The first and second matching layers 113a and 113b may be separated into a plurality of devices and may be provided on the top of the piezoelectric layer 111.

정합층(113)은 압전층(111)과 대상체(ob) 사이의 음향 임피던스 차이를 감소시켜 압전층(111)과 대상체(ob)의 음향 임피던스를 정합시킴으로써 압전층(111)에서 발생한 초음파가 대상체(ob)로 효율적으로 전달되도록 한다.The matching layer 113 matches the acoustic impedance of the piezoelectric layer 111 and the object ob by reducing the difference in acoustic impedance between the piezoelectric layer 111 and the object ob. Make sure it is delivered efficiently with (ob).

이를 위해, 정합층(113)은 압전층(111)보다 작고 대상체(ob)보다 큰 음향 임피던스를 갖는 물질로 구성될 수 있다.To this end, the matching layer 113 may be formed of a material that is smaller than the piezoelectric layer 111 and has an acoustic impedance greater than that of the object ob.

정합층(113)은 유리 또는 수지 재질로 형성될 수 있다.The matching layer 113 may be formed of a glass or resin material.

또한 음향 임피던스가 압전층(111)으로부터 대상체(ob)를 향해 단계적으로 변화할 수 있도록 복수의 정합층(113)으로 구성될 수 있고, 복수의 정합층(113)의 재질이 서로 다르도록 구성될 수 있다.In addition, a plurality of matching layers 113 may be formed so that the acoustic impedance can be changed stepwise from the piezoelectric layer 111 toward the object ob, and the plurality of matching layers 113 may have different materials. I can.

압전층(111)과 마찬가지로, 정합층(113)은 다이싱(dicing) 공정에 의해 매트릭스 형태의 다차원 어레이 형태로 가공될 수 있고, 1차원 어레이 형태로 가공될 수도 있다. Like the piezoelectric layer 111, the matching layer 113 may be processed into a matrix-shaped multidimensional array or a one-dimensional array through a dicing process.

렌즈층(119)은 정합층(113)의 상부를 덮도록 마련될 수 있다. 렌즈층(119)은 트랜스듀서 모듈(110)층의 전방으로 진행하는 초음파를 특정 지점으로 집속시킨다.The lens layer 119 may be provided to cover the upper portion of the matching layer 113. The lens layer 119 focuses ultrasonic waves traveling forward of the transducer module 110 layer to a specific point.

렌즈층(119)은 초음파를 집속하고, 음향 모듈 특히, 압전층(111)을 보호하는 역할을 수행하기 위해 내마모성(耐摩耗性, wear resistance)이 강하면서도 초음파 전파 속도가 큰 물질로 형성될 수 있다. 렌즈층(119)은 초음파를 집속시키기 위해 초음파의 방사 방향으로 볼록한 형태를 가질 수 있고, 음속이 대상체(ob)보다 느린 경우에는 오목한 형태로 구현될 수 도 있다.The lens layer 119 focuses ultrasonic waves, and in order to protect the acoustic module, in particular, the piezoelectric layer 111, the lens layer 119 may be formed of a material having high ultrasonic propagation speed while having strong wear resistance. have. The lens layer 119 may have a convex shape in the radial direction of the ultrasound waves to focus the ultrasound, and may be implemented in a concave shape when the sound velocity is slower than the object ob.

개시된 실시예에서는 정합층(113) 상부에 한 개의 렌즈층(119)을 형성한 경우를 예로 들어 설명하였으나, 서로 다른 물성을 가지는 다수 개의 렌즈층(119)을 형성하는 것도 가능하다. In the disclosed embodiment, a case where one lens layer 119 is formed on the matching layer 113 has been described as an example, but it is also possible to form a plurality of lens layers 119 having different physical properties.

또한, 일 실시예에 따른 초음파 트랜스듀서 모듈(110)은 압전층(111) 및 흡음층(112) 사이에 배치되는 제1 회로층(114) 및 제2 회로층(115)를 더 포함할 수 있다.In addition, the ultrasonic transducer module 110 according to an embodiment may further include a first circuit layer 114 and a second circuit layer 115 disposed between the piezoelectric layer 111 and the sound absorbing layer 112. have.

제1 회로층(114) 및 제2 회로층(115)는 전기적 신호가 인가될 수 있는 전극을 포함할 수 있다. 이 때, 제1 회로층(114) 및 제2 회로층(115)는 전류를 공급 받는 신호전극(미도시) 또는 전류를 방출하는 접지전극(미도시) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. The first circuit layer 114 and the second circuit layer 115 may include electrodes to which an electric signal may be applied. In this case, the first circuit layer 114 and the second circuit layer 115 may include at least one of a signal electrode receiving current (not shown) or a ground electrode emitting current (not shown).

이를 위해, 제1 회로층(114) 또는 제2 회로층(115) 중 적어도 하나는 인쇄 회로 기판(PCB, Printed Circuit Board)으로 구현될 수 있다.To this end, at least one of the first circuit layer 114 and the second circuit layer 115 may be implemented as a printed circuit board (PCB).

또한, 제1 회로층(114) 또는 제2 회로층(115) 중 적어도 하나는 연성 인쇄 회로 기판(FPCB, Flexible Printed Circuit Board)으로 구현될 수 있다. In addition, at least one of the first circuit layer 114 and the second circuit layer 115 may be implemented as a flexible printed circuit board (FPCB).

한편, 제2 회로층(115)는 제1 회로층(114)과 이격되어 형성될 수 있으며, 미리 정해진 간격에 기초하여 이격되도록 형성될 수 있다. Meanwhile, the second circuit layer 115 may be formed to be spaced apart from the first circuit layer 114, and may be formed to be spaced apart based on a predetermined interval.

이러한 제1 회로층(114)과 제2 회로층(115)의 사이에는 다양한 구성들이 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 회로층(114) 및 제2 회로층(115)의 사이에는 절연층(119)이 배치될 수 있다. Various configurations may be disposed between the first circuit layer 114 and the second circuit layer 115. For example, an insulating layer 119 may be disposed between the first circuit layer 114 and the second circuit layer 115.

절연층(119)는 제1 회로층(114)과 제2 회로층(115)이 서로 직접 접촉하는 것을 방지할 수 있다. 이를 위해, 절연층(119)은 비전도성 물질로 이루어질 수 있다. The insulating layer 119 may prevent the first circuit layer 114 and the second circuit layer 115 from directly contacting each other. To this end, the insulating layer 119 may be made of a non-conductive material.

예를 들어 절연층(119)는 에폭시 수지를 이용하여 형성될 수 있다. 에폭시 수지는 접착제의 기능을 제공할 수 있으므로, 제1 회로층(114) 및 제2 회로층(115)은 에폭시 수지로 구현된 절연층(119)에 의하여 서로 접착될 수 있다. For example, the insulating layer 119 may be formed using an epoxy resin. Since the epoxy resin may provide an adhesive function, the first circuit layer 114 and the second circuit layer 115 may be adhered to each other by an insulating layer 119 made of an epoxy resin.

개시된 실시예에서는 제1 회로층(114) 및 제2 회로층(115)의 사이에 절연층(119)이 배치되는 경우를 예로 들어 설명하였으나, 이러한 제1 회로층(114), 제2 회로층(115) 및 절연층(119)의 배치 위치는 전술한 예에 한정되지 않으며, 다양한 위치에 배치될 수 있다.In the disclosed embodiment, the case in which the insulating layer 119 is disposed between the first circuit layer 114 and the second circuit layer 115 has been described as an example. However, the first circuit layer 114 and the second circuit layer The positions of the 115 and the insulating layer 119 are not limited to the above-described examples, and may be disposed at various positions.

또한, 제1 회로층(114) 및 제2 회로층(115)의 사이에는 절연층(119) 외에도 적어도 하나 이상의 회로층이 형성되는 것도 가능하다.In addition, in addition to the insulating layer 119, at least one or more circuit layers may be formed between the first circuit layer 114 and the second circuit layer 115.

또한, 일 실시예에 따른 초음파 프로브(110)는 반사층(enhanced layer, 117)을 더 포함할 수 있다. 반사층(117)은 압전층(111)에서 발생한 초음파를 반사시킬 수 있다. 반사층(117)은 압전층(111)의 하부에 배치될 수 있으며, 압전층(111)과 직접 접촉하거나 이격되어 형성될 수도 있다. 다만, 이러한 예에 한정되지 않고 다양한 위치에 배치될 수 있다. In addition, the ultrasonic probe 110 according to an embodiment may further include an enhanced layer 117. The reflective layer 117 may reflect ultrasonic waves generated from the piezoelectric layer 111. The reflective layer 117 may be disposed under the piezoelectric layer 111, and may be formed in direct contact with or spaced apart from the piezoelectric layer 111. However, it is not limited to this example and may be disposed in various positions.

트랜스듀서 모듈(110)은 다이싱 공정에 의하여 적어도 하나의 커프(118a, 118b)를 형성할 수 있으며, 복수개의 압전소자(111a)를 포함할 수 있다.The transducer module 110 may form at least one cuff 118a and 118b by a dicing process, and may include a plurality of piezoelectric elements 111a.

도 5에 도시된 바와 같이, 트랜스듀서 모듈(110)은 측 방향(L)을 따라 압전소자 사이에 형성되는 제1 커프(118a)를 포함할 수 있다. 제1 커프(118a)는 미리 정해진 간격으로 일정하게 형성될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 서로 다른 간격으로 형성될 수 있다. As shown in FIG. 5, the transducer module 110 may include a first cuff 118a formed between piezoelectric elements along the lateral direction L. The first cuff 118a may be formed regularly at predetermined intervals. However, it is not limited thereto, and may be formed at different intervals.

이 때, 제1 커프(118a)는 압전층(111) 뿐만 아니라 정합층(113), 제1 회로층(114), 제2 회로층(115), 반사층(117) 또는 절연층(119) 중 적어도 하나를 분리하도록 형성될 수 있다. 이를 위해, 제1 커프(118a)는 압전 소자(111a)의 상면부터 정합층(113), 제1 회로층(114), 제2 회로층(115), 반사층(117) 또는 절연층(119) 중 어느 하나의 특정 위치까지 연장되어 형성될 수 있다. At this time, the first cuff 118a is not only the piezoelectric layer 111 but also the matching layer 113, the first circuit layer 114, the second circuit layer 115, the reflective layer 117, or the insulating layer 119 It may be formed to separate at least one. To this end, the first cuff 118a is a matching layer 113, a first circuit layer 114, a second circuit layer 115, a reflective layer 117, or an insulating layer 119 from the top of the piezoelectric element 111a. It may be formed to extend to any one of the specific positions.

또한, 제1 커프(118a)는 압전층(111)의 상면으로부터 흡음층(112)까지 연장되어 형성될 수 있다. 구체적으로, 제1 커프(118a)는 압전층(111)의 상면으로부터 흡음층(112) 내부의 제1 위치까지 연장되어 형성될 수 있으며, 제1 위치는 흡음층(112) 내부에 대하여 미리 정해진 깊이를 갖는 위치로 설정될 수 있다. 이 때, 제1 커프(118a)는 흡음층(112)을 관통하지 않고, 흡음층(112) 내부에 공간을 형성한다. In addition, the first cuff 118a may be formed to extend from the upper surface of the piezoelectric layer 111 to the sound absorbing layer 112. Specifically, the first cuff 118a may be formed by extending from the upper surface of the piezoelectric layer 111 to a first position inside the sound absorbing layer 112, and the first position is predetermined with respect to the inside of the sound absorbing layer 112 It can be set to a position with depth. In this case, the first cuff 118a does not penetrate the sound absorbing layer 112 and forms a space inside the sound absorbing layer 112.

도 6에 도시된 바와 같이, 트랜스듀서 모듈(110)은 고도 방향(E)을 따라 압전소자 사이에 형성되는 제2 커프(118b)를 포함할 수 있다. 제2 커프(118b)는 미리 정해진 간격으로 일정하게 형성될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 서로 다른 간격으로 형성될 수 있다.As shown in FIG. 6, the transducer module 110 may include a second cuff 118b formed between piezoelectric elements along the elevation direction E. The second cuff 118b may be regularly formed at predetermined intervals. However, it is not limited thereto, and may be formed at different intervals.

이 때, 제2 커프(118b)는 압전층(111) 뿐만 아니라 정합층(113), 제1 회로층(114), 제2 회로층(115), 반사층(117) 또는 절연층(119) 중 적어도 하나를 분리하도록 형성될 수 있다. 이를 위해, 제2 커프(118b)는 압전 소자(111a)의 상면부터 정합층(113), 제1 회로층(114), 제2 회로층(115), 반사층(117) 또는 절연층(119) 중 어느 하나의 특정 위치까지 연장되어 형성될 수 있다.At this time, the second cuff 118b is not only the piezoelectric layer 111 but also the matching layer 113, the first circuit layer 114, the second circuit layer 115, the reflective layer 117, or the insulating layer 119 It may be formed to separate at least one. To this end, the second cuff 118b includes a matching layer 113, a first circuit layer 114, a second circuit layer 115, a reflective layer 117, or an insulating layer 119 from the top of the piezoelectric element 111a. It may be formed to extend to any one of the specific positions.

제1 커프(118a)와 달리, 제2 커프(118b)는 압전층(111)의 상면으로부터 제1 회로층(114)의 상부까지 연장되어 형성될 수 있다. 구체적으로, 제2 커프(118b)는 압전층(111)의 상면으로부터 흡음층(112) 상부의 제2 위치까지 연장되어 형성될 수 있으며, 제2 위치는 제1 회로층(114) 상부에 대하여 미리 정해진 높이를 갖는 위치로 설정될 수 있다. 이 때, 제1 커프(118a)와 달리, 제2 커프(118b)는 흡음층(112) 내부까지 형성하지 않으므로, 전기적 단선(open)을 방지할 수 있다. Unlike the first cuff 118a, the second cuff 118b may be formed to extend from the top surface of the piezoelectric layer 111 to the top of the first circuit layer 114. Specifically, the second cuff 118b may be formed to extend from the upper surface of the piezoelectric layer 111 to a second position above the sound-absorbing layer 112, and the second position is with respect to the first circuit layer 114 It can be set to a position having a predetermined height. In this case, unlike the first cuff 118a, the second cuff 118b is not formed to the inside of the sound-absorbing layer 112, and thus electrical disconnection (open) can be prevented.

도 7은 일 실시예에 따른 초음파 프로브의 측(lateral) 방향을 바라본 단면도이고, 도 8은 일 실시예에 따른 연결부를 설명하기 위한 도면이다.7 is a cross-sectional view illustrating a lateral direction of an ultrasonic probe according to an exemplary embodiment, and FIG. 8 is a diagram illustrating a connection part according to an exemplary embodiment.

도 7 및 도 8을 참조하면, 일 실시예에 따른 초음파 프로브(100)는 압전층(111), 압전층(111)의 하부에 마련되는 흡음층(112), 압전층(111)의 상부에 마련되는 정합층(113), 제1 회로층(114), 제2 회로층(115), 반사층(117), 절연층(119) 및 고도 방향(E)을 따라 압전소자 사이에 형성되는 제2 커프(118b)를 포함하고, 제1 회로층(114) 및 제2 회로층(115)를 연결하는 연결부(116)를 더 포함한다. 7 and 8, the ultrasonic probe 100 according to an exemplary embodiment includes a piezoelectric layer 111, a sound absorbing layer 112 provided under the piezoelectric layer 111, and an upper portion of the piezoelectric layer 111. The matching layer 113, the first circuit layer 114, the second circuit layer 115, the reflective layer 117, the insulating layer 119, and the second formed between the piezoelectric elements along the elevation direction E It includes a cuff (118b), and further includes a connecting portion 116 connecting the first circuit layer 114 and the second circuit layer 115.

연결부(116)는 비아 홀(Via Hole, 116-3)을 포함할 수 있다. 연결부(116)는 비아 홀(116-3)을 형성하기 위한 공정에 의하여 형성될 수 있으며, 비아 홀(116-3)은 레이저 비어 그릴링(laser via drilling) 공정 또는 에칭(etching) 공정을 포함하는 다양한 공정에서 형성될 수 있다. The connection part 116 may include a via hole 116-3. The connection part 116 may be formed by a process for forming the via hole 116-3, and the via hole 116-3 includes a laser via drilling process or an etching process. It can be formed in a variety of processes.

연결부(116)는 전도성 페이스트(paste), 전도성 도금(splating), 스퍼터링(sputtering), 인쇄(printing) 중 적어도 하나에 의하여 제1 회로층(114) 및 제2 회로층(115)를 전기적으로 연결할 수 있다. 다만, 전술한 예에 한정되지 않으며, 다양한 연결 방법에 의하여 제1 회로층(114) 및 제2 회로층(115)를 전기적으로 연결할 수 있다. 이 경우 비아 홀(116-3)은 전도성 홀(Conductive hole)로 구현될 수 있다. 예를 들어, 비아 홀(116-3)은 금, 은 또는 구리 등과 같은 전도성 물질로 도금 또는 가공처리됨으로써 전도성 홀로 구현될 수 있으나, 전술한 예에 한정되지 않는다. The connection part 116 electrically connects the first circuit layer 114 and the second circuit layer 115 by at least one of conductive paste, conductive plating, sputtering, and printing. I can. However, it is not limited to the above-described example, and the first circuit layer 114 and the second circuit layer 115 may be electrically connected by various connection methods. In this case, the via hole 116-3 may be implemented as a conductive hole. For example, the via hole 116-3 may be implemented as a conductive hole by plating or processing with a conductive material such as gold, silver, or copper, but is not limited to the above-described example.

연결부(116)는 제1 회로층(114)로부터 제2 회로층(115)까지 연장되어 형성될 수 있다. The connection part 116 may be formed to extend from the first circuit layer 114 to the second circuit layer 115.

연결부(116)는 제1 회로층(114) 및 제2 회로층(115)를 관통하도록 형성될 수 있다. 이 경우, 비아 홀(116-3)은 스로홀(through-hole)의 형태로 구현될 수 있다. The connection part 116 may be formed to penetrate the first circuit layer 114 and the second circuit layer 115. In this case, the via hole 116-3 may be implemented in the form of a through-hole.

또한, 연결부(116)는 제1 회로층(114) 또는 제2 회로층(115) 중 하나만을 관통하도록 형성될 수 있다. 이 경우, 비아 홀(116-3)은 블라인드 홀(blind-hole)의 형태로 구현될 수 있다.Also, the connection part 116 may be formed to penetrate only one of the first circuit layer 114 or the second circuit layer 115. In this case, the via hole 116-3 may be implemented in the form of a blind-hole.

또한, 연결부(116)는 비아 홀의 내부가 미리 정해진 양의 전도성 물질로 채워지도록 형성될 수 있다. 이 경우, 비아 홀(116-3)은 채워진 비아(Filled-via)의 형태로 구현될 수 있다.In addition, the connection part 116 may be formed so that the inside of the via hole is filled with a predetermined amount of a conductive material. In this case, the via hole 116-3 may be implemented in the form of a filled-via.

도 8에 도시된 바와 같이, 연결부(116)는 제1 회로층(114) 및 제2 회로층(115)에 형성된 전도성 배선으로 이루어진 회로 패턴(P1, P2)을 연결하도록 형성될 수 있으며, 제1 회로층(114) 및 제2 회로층(115)을 연결하는 비아 홀(116-3)을 포함할 수 있다. As shown in FIG. 8, the connection part 116 may be formed to connect the circuit patterns P1 and P2 made of conductive wires formed on the first circuit layer 114 and the second circuit layer 115. A via hole 116-3 connecting the first circuit layer 114 and the second circuit layer 115 may be included.

연결부(116)는 제1 회로층(114)과 제2 회로층(115)을 전기적으로 연결할 수 있다. 이를 위해, 연결부(116)는 제1 회로층(114)과 제2회로층(115)과 양 단에서 접촉할 수 있다. The connection part 116 may electrically connect the first circuit layer 114 and the second circuit layer 115. To this end, the connection part 116 may contact the first circuit layer 114 and the second circuit layer 115 at both ends.

구체적으로, 연결부(116)는 제1 회로층(114)에 형성된 제1 회로 패턴(P1)과 제2 회로층(115)에 형성된 제2 회로 패턴(P2)과 연결됨으로써 제1 회로층(114)과 제2회로층(115)과 양 단에서 접촉할 수 있다.Specifically, the connection part 116 is connected to the first circuit pattern P1 formed on the first circuit layer 114 and the second circuit pattern P2 formed on the second circuit layer 115, so that the first circuit layer 114 ) And the second circuit layer 115 at both ends.

이 때, 제1 회로 패턴(P1) 및 제2 회로 패턴(P2) 각각은 전극을 포함할 수 있으며, 구리 등의 전도성 물질로 구현될 수 있다. 제1 회로 패턴(P1) 및 제2 회로 패턴(P2)은, 도 8에 도시된 실시예 외에도 배선을 하기 위한 다양한 형태 또는 모양을 가질 수 있다. In this case, each of the first circuit pattern P1 and the second circuit pattern P2 may include an electrode and may be implemented with a conductive material such as copper. The first circuit pattern P1 and the second circuit pattern P2 may have various shapes or shapes for wiring in addition to the embodiment shown in FIG. 8.

연결부(116)는 제1 회로 패턴(P1)에 위치한 제1 기판 연결부(116-1) 및 제2 회로 패턴(P2)에 위치한 제2 기판 연결부(116-2)를 포함할 수 있다. 연결부(116)는 제1 기판 연결부(116-1)를 통하여 제1 회로층(114)과 접촉할 수 있으며, 제2 기판 연결부(116-2)를 통하여 제2 회로층(115)와 접촉할 수 있다. The connection part 116 may include a first board connection part 116-1 located on the first circuit pattern P1 and a second board connection part 116-2 located on the second circuit pattern P2. The connection part 116 may contact the first circuit layer 114 through the first board connection part 116-1, and the second circuit layer 115 through the second board connection part 116-2. I can.

제1 기판 연결부(116-1)는 비아 홀(116-3)과 동일한 크기로 형성될 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않고 비아 홀(116-3) 보다 큰 크기로 형성되거나 작은 크기로도 형성될 수 있다. The first substrate connection part 116-1 may be formed to have the same size as the via hole 116-3. However, the present invention is not limited thereto, and may be formed to have a size larger or smaller than the via hole 116-3.

제1 기판 연결부(116-1)는 제1 회로층(114)의 수직 상방향에서 보았을 때, 원형의 형상을 가질 수 있다. 실시예에 따라서 제1 기판 연결부(116-1)는 삼각형이나 사각형과 같은 다각형의 형상을 가질 수도 있고, 또는 타원 등과 같은 형상을 가질 수도 있다. 제1 기판 연결부(116-1)는, 제1 회로층(114)을 드릴 공구와 같은 천공 장치를 이용하여 천공함으로써 제1 회로층(114)에 형성될 수 있다. The first substrate connection part 116-1 may have a circular shape when viewed from a vertical upward direction of the first circuit layer 114. Depending on the embodiment, the first substrate connection part 116-1 may have a polygonal shape such as a triangle or a square, or may have a shape such as an ellipse. The first substrate connection portion 116-1 may be formed on the first circuit layer 114 by drilling the first circuit layer 114 using a drilling device such as a drill tool.

제2 기판 연결부(116-2)는 비아 홀(116-3) 보다 큰 크기로 형성될 수 있다. 즉, 제2 기판 연결부(116-2)의 지름은 비아 홀(116-3)의 지름보다 클 수 있다. 이 경우, 제1 기판 연결부(116-1)가 비아 홀(116-3)과 동일한 크기로 형성되는 경우, 제2 기판 연결부(116-2)는 제1 기판 연결부(116-1)의 지름보다 큰 지름을 갖도록 형성될 수 있다. 다만, 제2 기판 연결부(116-2)의 크기는 전술한 예에 한정되지 않고 비아 홀(116-3)과 동일한 크기로 형성되거나 작은 크기로도 형성될 수 있다.The second substrate connection part 116-2 may be formed to have a larger size than the via hole 116-3. That is, the diameter of the second substrate connection portion 116-2 may be larger than the diameter of the via hole 116-3. In this case, when the first substrate connection portion 116-1 is formed to have the same size as the via hole 116-3, the second substrate connection portion 116-2 is less than the diameter of the first substrate connection portion 116-1. It can be formed to have a large diameter. However, the size of the second substrate connection portion 116-2 is not limited to the above-described example, and may be formed to have the same size as the via hole 116-3 or a small size.

또한, 제2 기판 연결부(116-2)는 제2 회로층(114)의 수직 상방향에서 보았을 때, 원형의 형상을 가질 수 있다. 실시예에 따라서 제2 기판 연결부(116-2)는 삼각형이나 사각형과 같은 다각형의 형상을 가질 수도 있고, 또는 타원 등과 같은 형상을 가질 수도 있다. 제2 기판 연결부(116-2)는, 제2 회로층(115)을 드릴 공구와 같은 천공 장치를 이용하여 천공함으로써 제2 회로층(115)에 형성될 수 있다. In addition, the second substrate connection portion 116-2 may have a circular shape when viewed from the vertical upper direction of the second circuit layer 114. Depending on the embodiment, the second substrate connection portion 116-2 may have a polygonal shape such as a triangle or a square, or may have a shape such as an ellipse. The second substrate connection portion 116-2 may be formed on the second circuit layer 115 by drilling the second circuit layer 115 using a drilling device such as a drill tool.

도 9는 종래 초음파 프로브의 축(axis) 방향에서 바라본 내부 모습을 도시한 도면이다.9 is a view showing an interior view of a conventional ultrasonic probe as viewed from an axis direction.

도 9에 도시된 바와 같이, 종래의 초음파 프로브에 따르면, 비아 홀(116')을 형성하기 위한 제1 회로 패턴(P1') 및 제2 회로 패턴(P2')은 트랜스듀서 모듈(111a')의 크기를 고려하여 형성된다. 즉, 비아 홀(116')을 형성하기 위한 제1 회로 패턴(P1') 및 제2 회로 패턴(P2')은 트랜스듀서 모듈(111a') 각각의 크기에 대응하는 영역 내부에 위치한다. 9, according to the conventional ultrasonic probe, the first circuit pattern P1' and the second circuit pattern P2' for forming the via hole 116' are the transducer module 111a'. It is formed in consideration of the size of. That is, the first circuit pattern P1 ′ and the second circuit pattern P2 ′ for forming the via hole 116 ′ are located inside a region corresponding to the size of each of the transducer modules 111a ′.

또한, 종래의 초음파 프로브의 비아 홀(116')은 트랜스듀서 모듈(111a')의 크기를 고려하여 형성된다. 즉, 종래의 비아 홀(116') 또한 트랜스듀서 모듈(111a')의 크기에 대응하는 영역 내부에 위치하도록 형성된다.In addition, the via hole 116 ′ of the conventional ultrasonic probe is formed in consideration of the size of the transducer module 111a ′. That is, the conventional via hole 116 ′ is also formed to be located in an area corresponding to the size of the transducer module 111a ′.

이러한 트랜스듀서 모듈(111a')의 크기를 고려한 제1 회로 패턴(P1') 및 제2 회로 패턴(P2')에 대한 설계 범위는 멀티-로우 프로브에 있어서 열의 수가 많아지거나 트랜스듀서 모듈(111a')의 크기가 작아지는 경우, 다이싱의 난이도가 증가하고, 비용 및 불량률이 높아질 수 있다. The design range for the first circuit pattern P1' and the second circuit pattern P2' in consideration of the size of the transducer module 111a' is that the number of rows increases or the transducer module 111a' If the size of) is reduced, the difficulty of dicing increases, and the cost and defect rate may increase.

즉, 트랜스듀서 모듈(111a')의 크기 및 열(row)의 개수에 무관하게 설계 가능한 고사양의 멀티-로우 프로브가 요구된다. That is, a high specification multi-row probe that can be designed regardless of the size of the transducer module 111a' and the number of rows is required.

도 10은 일 실시예에 따른 초음파 프로브의 축(axis) 방향과 측(lateral) 방향 평면 상의 단면도이다. 10 is a cross-sectional view of an ultrasonic probe in an axis direction and a lateral direction plane according to an exemplary embodiment.

도 10을 참조하면, 일 실시예에 따른 초음파 트랜스듀서 모듈(110)은 압전층(111), 압전층(111)의 하부에 마련되는 흡음층(112), 압전층(111)의 상부에 마련되는 정합층(113), 압전층(111) 및 흡음층(112) 사이에 위치하는 제1 회로층(114), 제2 회로층(115), 반사층(117) 및 절연층(119)를 포함할 수 있고, 측(lateral) 방향을 따라 압전소자 사이에 형성되는 제1 커프(118a)와 제1 회로층(114) 및 제2 회로층(115)을 전기적으로 연결하는 연결부(116)를 더 포함할 수 있다. Referring to FIG. 10, the ultrasonic transducer module 110 according to an embodiment is provided on the piezoelectric layer 111, the sound absorbing layer 112 provided under the piezoelectric layer 111, and the piezoelectric layer 111 The matching layer 113, the piezoelectric layer 111, and the sound-absorbing layer 112 are included in the first circuit layer 114, the second circuit layer 115, the reflective layer 117, and the insulating layer 119. And a connection part 116 electrically connecting the first cuff 118a formed between the piezoelectric elements along the lateral direction and the first circuit layer 114 and the second circuit layer 115 Can include.

이 때, 연결부(116)는 제1 커프(118a)의 너비보다 큰 너비를 가질 수 있다. 즉, 제1 커프(118a)의 너비(Wk)는 연결부(116)의 너비(W1, W2) 보다 작은 값을 가질 수 있다. In this case, the connection part 116 may have a width greater than that of the first cuff 118a. That is, the width Wk of the first cuff 118a may have a value smaller than the widths W1 and W2 of the connection part 116.

연결부(116)가 제1 커프(118a)의 너비보다 큰 너비로 형성되므로, 이러한 제1 커프(118a)는 연결부(116)의 내부에 형성될 수 있다. 다시 말해, 연결부(116)는 제1 커프(118a)에 의하여 분리될 수 있으며, 제1 커프(118a)를 형성하기 위한 다이싱 공정에 의하여 분리될 수 있다. Since the connection part 116 is formed to have a width greater than the width of the first cuff 118a, the first cuff 118a may be formed inside the connection part 116. In other words, the connection part 116 may be separated by the first cuff 118a, and may be separated by a dicing process for forming the first cuff 118a.

한편, 연결부(116)의 너비(W1, W2)는 서로 다른 값으로 형성될 수 있으며, 모두 제1 커프(118a)의 너비(Wk) 보다 큰 너비를 가질 수 있다. 다만, 전술한 예에 한정되지 않으며, 연결부(116)의 너비(W1, W2)는 미리 정해진 동일한 값을 갖도록 형성될 수 있다. Meanwhile, the widths W1 and W2 of the connection part 116 may be formed to have different values, and both may have a width greater than the width Wk of the first cuff 118a. However, it is not limited to the above-described example, and the widths W1 and W2 of the connection part 116 may be formed to have the same predetermined value.

이를 통해, 일 실시예에 따른 초음파 프로브(100)는 압전소자(111a)의 크기와 관계 없이 배치된 연결부(116)를 형성할 수 있으므로, 멀티-로우 프로브에 있어서 열의 수가 많아지더라도 설계 및 제작의 편의성이 증대될 수 있다. 동시에 제작 비용 또한 낮아질 수 있다. 즉, 압전 소자(111a)의 크기 및 열(row)의 개수에 민감하지 않은 설계가 가능하므로, 고사양의 멀티-로우 프로브를 구현할 수 있다. Through this, since the ultrasonic probe 100 according to an embodiment can form the connection portion 116 arranged regardless of the size of the piezoelectric element 111a, design and manufacture even if the number of rows increases in the multi-row probe. Convenience can be increased. At the same time, manufacturing costs can also be lowered. That is, since a design that is not sensitive to the size of the piezoelectric element 111a and the number of rows is possible, a high specification multi-row probe can be implemented.

또한, 압전 소자의 개수 또는 각각의 크기와 무관하게 복수개의 압전 소자 간의 전기적 연결이 가능할 수 있으므로, 제작 및 설계상의 편의성이 증대될 수 있다. 동시에, 다이싱 위치의 편차에 대한 민감도가 낮아지므로 불량률이 낮아질 수 있다.In addition, since electrical connection between a plurality of piezoelectric elements may be possible regardless of the number or size of each of the piezoelectric elements, convenience in manufacturing and design may be increased. At the same time, since the sensitivity to the deviation of the dicing position is lowered, the defective rate may be lowered.

한편, 측(lateral) 방향을 따라 압전소자 사이에 형성되는 제1 커프(118a)는 압전층(111)의 상면부터 흡음층(112) 내부의 제1 위치까지 연장되어 형성될 수 있다. 또는, 제1 커프(118a)는 압전층(111)의 상면부터 제1 회로층(114) 또는 제2 회로층(115) 중 적어도 하나까지 연장되도록 형성될 수 있다. Meanwhile, the first cuff 118a formed between the piezoelectric elements along the lateral direction may be formed to extend from the top surface of the piezoelectric layer 111 to a first position inside the sound absorbing layer 112. Alternatively, the first cuff 118a may be formed to extend from the top surface of the piezoelectric layer 111 to at least one of the first circuit layer 114 or the second circuit layer 115.

다만, 고도(elevation) 방향을 따라 압전소자 사이에 형성되는 제2 커프(118b)는 압전층(111)의 상면부터 제1 회로층(114) 상부의 제2 위치까지 연장되어 형성될 수 있다. 또는, 제2 커프(118b)는 압전층(111)의 상면부터 제2 회로층(115) 상부의 제3 위치까지 연장되어 형성될 수 있다.However, the second cuff 118b formed between the piezoelectric elements along the elevation direction may be formed to extend from the upper surface of the piezoelectric layer 111 to a second position above the first circuit layer 114. Alternatively, the second cuff 118b may be formed by extending from the upper surface of the piezoelectric layer 111 to a third position above the second circuit layer 115.

즉, 제2 커프(118b)는 흡음층(112) 내부에 위치하지 않도록 형성될 수 있다. 이 때, 제1 커프(118a)와 달리, 제2 커프(118b)는 흡음층(112) 내부에 공간을 형성하지 않으므로, 전기적 단선(open)을 방지할 수 있다.That is, the second cuff 118b may be formed not to be located inside the sound absorbing layer 112. In this case, unlike the first cuff 118a, the second cuff 118b does not form a space inside the sound-absorbing layer 112, and thus electrical disconnection (open) can be prevented.

도 11a는 일 실시예에 따른 초음파 프로브의 축(axis) 방향에서 바라본 내부 모습을 도시한 도면이고, 도 11b는 도 11a의 압전층이 다이싱(dicing)된 초음파 프로브의 축(axis) 방향에서 바라본 내부 모습을 도시한 도면이다. FIG. 11A is a view showing an interior view as viewed from the axis direction of the ultrasonic probe according to an exemplary embodiment, and FIG. 11B is a diagram illustrating an axis direction of the ultrasonic probe in which the piezoelectric layer of FIG. 11A is diced. It is a drawing showing the view of the inside.

도 11a 및 도 11b를 참조하면, 일 실시예에 따른 초음파 프로브(100)는 측(lateral) 방향을 따라 복수개의 압전소자(편의상 111a, 11b로 설명한다) 사이에 형성되는 제1 커프(118a)를 포함한다. 11A and 11B, the ultrasonic probe 100 according to an embodiment includes a first cuff 118a formed between a plurality of piezoelectric elements (described as 111a and 11b for convenience) along a lateral direction. Includes.

이 때, 연결부(116)는 제1 커프(118a)의 너비보다 큰 너비를 가질 수 있다. 즉, 제1 커프(118a)의 너비(Wk)는 연결부(116)의 너비(Wa, Wb) 보다 작은 값을 가질 수 있다.In this case, the connection part 116 may have a width greater than that of the first cuff 118a. That is, the width Wk of the first cuff 118a may have a value smaller than the widths Wa and Wb of the connection part 116.

도 11a에 도시된 바와 같이, 압전 소자(111a, 111b)의 수직 상방향에서 보았을 때, 연결부(116)의 비아 홀(116-3)은 제2 회로층(115)의 제2 패턴(P2)과 연결되는 제2 기판 연결부(116-2) 상에 형성될 수 있다. As shown in FIG. 11A, when viewed from the vertical upward direction of the piezoelectric elements 111a and 111b, the via hole 116-3 of the connection portion 116 is the second pattern P2 of the second circuit layer 115 It may be formed on the second substrate connection part 116-2 connected to the.

이 경우, 제1 커프(118a)는 비아 홀(116-3)의 너비(Wa) 보다 작거나 동일한 너비를 갖도록 형성될 수 있다. 비아 홀(116-3)의 너비(Wa)는 비아 홀(116-3)의 지름일 수 있으며, 비아 홀(116-3)의 지름(Wa)는 제1 커프(118a)의 폭(Wk) 보다 크거나 동일한 값을 갖도록 형성될 수 있다. In this case, the first cuff 118a may be formed to have a width smaller than or equal to the width Wa of the via hole 116-3. The width (Wa) of the via hole (116-3) may be the diameter of the via hole (116-3), and the diameter (Wa) of the via hole (116-3) is the width (Wk) of the first cuff (118a) It can be formed to have a value greater than or equal to.

또한, 제1 커프(118a)는 제2 기판 연결부(116-2)의 너비(Wb) 보다 작은 너비를 갖도록 형성될 수 있다. 제2 기판 연결부(116-2)의 너비(Wb)는 제2 기판 연결부(116-2)의 지름일 수 있으며, 제2 기판 연결부(116-2)의 지름(Wb)는 제1 커프(118a)의 폭(Wk) 보다 큰 값을 갖도록 형성될 수 있다.In addition, the first cuff 118a may be formed to have a width smaller than the width Wb of the second substrate connection portion 116-2. The width Wb of the second substrate connection portion 116-2 may be the diameter of the second substrate connection portion 116-2, and the diameter Wb of the second substrate connection portion 116-2 is the first cuff 118a ) May be formed to have a larger value than the width Wk.

이러한 제2 기판 연결부(116-2) 상에 형성되는 비아 홀(116-3)을 포함하는 연결부(116)는 제1 커프(118a)의 너비(Wk)보다 큰 너비로 형성되므로, 제1 커프(118a)는 연결부(116)의 내부에 형성될 수 있다. Since the connection portion 116 including the via hole 116-3 formed on the second substrate connection portion 116-2 is formed to have a width greater than the width Wk of the first cuff 118a, the first cuff (118a) may be formed inside the connection portion 116.

따라서, 도 11b에 도시된 바와 같이, 연결부(116)는 제1 커프(118a)에 의하여 분리될 수 있으며, 제1 커프(118a)를 형성하기 위한 다이싱 공정에 의하여 분리될 수 있다.Accordingly, as shown in FIG. 11B, the connection part 116 may be separated by the first cuff 118a and may be separated by a dicing process for forming the first cuff 118a.

연결부(116)는 제1 커프(118a)를 중심으로 좌우대칭을 이루도록 형성될 수 있다. 구체적으로, 연결부(116)는 측(lateral) 방향에서 제1 커프(118a)의 중심을 중심축으로 좌우 크기가 대칭을 이루도록 형성될 수 있다. 즉, 제1 커프(118a)에 의하여 분리된 비아 홀(116-3) 또는 제2 기판 연결부(116-2) 중 적어도 하나의 크기는 동일할 수 있다. The connection part 116 may be formed to be symmetrical with respect to the first cuff 118a. Specifically, the connection part 116 may be formed to have a symmetrical size in left and right about the center of the first cuff 118a in a lateral direction. That is, the size of at least one of the via hole 116-3 or the second substrate connection portion 116-2 separated by the first cuff 118a may be the same.

다만, 전술한 예에 한정되는 것은 아니며, 연결부(116)는 제1 커프(118a)를 중심으로 비대칭적으로 분리될 수 있다. 또한, 연결부(116)는 제1 커프(118a)에 의하여 비아 홀(116-3) 및 제2 기판 연결부(116-2) 모두가 분리되거나 비아 홀(116-3)은 분리되지 않고 제2 기판 연결부(116-2)만 분리될 수도 있다. However, it is not limited to the above-described example, and the connection part 116 may be separated asymmetrically around the first cuff 118a. Further, in the connection part 116, both the via hole 116-3 and the second substrate connection part 116-2 are separated by the first cuff 118a, or the via hole 116-3 is not separated and the second substrate Only the connection portion 116-2 may be separated.

도 12a는 일 실시예에 따른 초음파 프로브의, 제1 커프에 의하여 분리된 연결부에 대한 사시도이고, 도 12b는 일 실시예에 따른 초음파 프로브의 측(lateral) 방향을 바라본 연결부의 단면도이다. 12A is a perspective view of a connection portion separated by a first cuff of an ultrasonic probe according to an embodiment, and FIG. 12B is a cross-sectional view of a connection portion viewed in a lateral direction of the ultrasonic probe according to an embodiment.

도 12a 및 도 12b를 참조하면, 일 실시예에 따른 초음파 프로브(100)의 연결부(116)는 제1 회로층(114)과 연결되는 제1 기판 연결부(116-1), 제1 회로층(114) 및 제2 회로층(115)를 전기적으로 연결하는 비아 홀(116-3) 및 제2 회로층(114)과 연결되는 제2 기판 연결부(116-2)를 포함한다. 12A and 12B, the connection part 116 of the ultrasonic probe 100 according to an embodiment includes a first substrate connection part 116-1 connected to the first circuit layer 114, and a first circuit layer ( 114) and a via hole 116-3 electrically connecting the second circuit layer 115 and a second substrate connecting portion 116-2 connected to the second circuit layer 114.

제1 회로층(114)과 제2 회로층(115)의 사이에는 절연부(119)가 배치될 수 있으며, 연결부(116)는 제1 회로층(114)과 제2 회로층(115)을 관통하는 비아 홀(116-3)을 포함할 수 있다. An insulating part 119 may be disposed between the first circuit layer 114 and the second circuit layer 115, and the connection part 116 connects the first circuit layer 114 and the second circuit layer 115 to each other. A via hole 116-3 may be included therethrough.

제1 기판 연결부(116-1) 또는 제2 기판 연결부(116-2) 중 적어도 하나는 제1 회로층(114) 또는 제2 회로층(115) 각각의 일면과 접촉하도록 마련될 수 있다. At least one of the first and second substrate connections 116-1 and 116-2 may be provided to contact one surface of each of the first circuit layer 114 or the second circuit layer 115.

제1 기판 연결부(116-1) 및 제2 기판 연결부(116-2)는 구리 등의 전도 물질이 비아 홀(116-3)의 내측면에 도포됨으로써 형성될 수 있다. 또는, 제1 기판 연결부(116-1) 및 제2 기판 연결부(116-2)는 비아 홀(116-3)의 개구부가 제1 회로층(114) 또는 제2 회로층(115)의 일면과 접촉하도록 연장되어 형성될 수도 있다. The first and second substrate connections 116-1 and 116-2 may be formed by applying a conductive material such as copper to the inner side of the via hole 116-3. Alternatively, in the first substrate connection part 116-1 and the second substrate connection part 116-2, the opening of the via hole 116-3 is connected to one surface of the first circuit layer 114 or the second circuit layer 115 It may be formed to extend to contact.

도 12a에 도시된 바와 같이, 측(lateral) 방향을 따라 형성된 제1 커프(118a)에 의하여 분리된 연결부(116)는 반원의 형상으로 형성될 수 있다. 즉, 제1 기판 연결부(116-1), 제2 기판 연결부 (116-2) 또는 비아 홀(116-3) 중 적어도 하나는 반원의 형상을 갖도록 분리될 수 있다. As shown in FIG. 12A, the connection portion 116 separated by the first cuff 118a formed along the lateral direction may be formed in a semicircular shape. That is, at least one of the first substrate connection portion 116-1, the second substrate connection portion 116-2, and the via hole 116-3 may be separated to have a semicircular shape.

또한, 도 12b에 도시된 바와 같이, 비아 홀(116-3)이 미리 정해진 양의 전도성 물질(M)로 채워진 경우, 비아 홀(116-3) 내부의 전도성 물질(M)의 형상 또한 반원이 되도록 분리될 수 있다. In addition, as shown in FIG. 12B, when the via hole 116-3 is filled with a predetermined amount of conductive material M, the shape of the conductive material M inside the via hole 116-3 is also a semicircle. It can be separated as much as possible.

다만, 제1 커프(118a)에 의하여 분리된 연결부(116)의 형상은 반원에 한정되지 않으며, 다각형인 연결부(116)가 제1 커프(118a)에 의하여 분리된 경우에는 다각형의 형상을 갖도록 분리될 수 있다. However, the shape of the connection part 116 separated by the first cuff 118a is not limited to a semicircle, and when the polygonal connection part 116 is separated by the first cuff 118a, it is separated to have a polygonal shape. Can be.

도 10 내지 도 12b에서 설명한 바와 같이, 제1 커프(118a)는 제2 기판 연결부(116-2) 및 비아 홀(116-3)을 모두 분리하도록 형성될 수 있고, 실시예에 따라 제1 커프(118a)는 비아 홀(116-3)을 분리하지 않고 제2 기판 연결부(116-2)만 분리하도록 형성될 수도 있다. 즉, 비아 홀(116-3)과 제2 기판 연결부(116-2) 사이에 제1 커프(118a)가 형성될 수도 있다. As described in FIGS. 10 to 12B, the first cuff 118a may be formed to separate both the second substrate connection portion 116-2 and the via hole 116-3, and according to the embodiment, the first cuff 118a The 118a may be formed to separate only the second substrate connection portion 116-2 without separating the via hole 116-3. That is, the first cuff 118a may be formed between the via hole 116-3 and the second substrate connection portion 116-2.

도 13a는 다른 실시예에 따른 초음파 프로브의 축(axis) 방향에서 바라본 내부 모습을 도시한 도면이고, 도 13b는 도 13a의 압전층이 다이싱(dicing)된 초음파 프로브의 축(axis) 방향에서 바라본 내부 모습을 도시한 도면이다.FIG. 13A is a view showing an interior view of the ultrasonic probe in the direction of the axis of the ultrasonic probe according to another exemplary embodiment, and FIG. 13B is a view of the ultrasonic probe in which the piezoelectric layer of FIG. 13A is diced. It is a drawing showing the view of the inside.

도 13a 및 도 13b를 참조하면, 일 실시예에 따른 초음파 프로브(100)는 측(lateral) 방향을 따라 복수개의 압전소자(111a, 111b) 사이에 형성되는 제1 커프(118a)를 포함한다. 13A and 13B, the ultrasonic probe 100 according to an exemplary embodiment includes a first cuff 118a formed between a plurality of piezoelectric elements 111a and 111b along a lateral direction.

도 11a 및 도 11b의 경우와 동일하게, 도 13a 및 도 13b의 실시예에 따른 초음파 프로브(100)에 따르면, 압전 소자(111a, 111b)의 수직 상방향에서 보았을 때, 연결부(116)의 비아 홀(116-3)이 제2 회로층(115)의 제2 패턴(P2)과 연결되는 제2 기판 연결부(116-2) 상에 형성될 수 있다.As in the case of FIGS. 11A and 11B, according to the ultrasonic probe 100 according to the embodiment of FIGS. 13A and 13B, when viewed from the vertical upward direction of the piezoelectric elements 111a and 111b, the via of the connection part 116 The hole 116-3 may be formed on the second substrate connection part 116-2 connected to the second pattern P2 of the second circuit layer 115.

다만, 전술한 도 11a 내지 도 11b의 경우와 달리, 일 실시예에 따른 초음파 프로브(100)의 연결부(116)는 비아 홀(116-3)이 제1 커프(118a)에 의하여 분리되지 않고, 제2 기판 연결부(116-2)만 제1 커프(118a)에 의하여 분리되도록 형성될 수 있다. However, unlike the case of FIGS. 11A to 11B described above, in the connection part 116 of the ultrasonic probe 100 according to an embodiment, the via hole 116-3 is not separated by the first cuff 118a, Only the second substrate connection portion 116-2 may be formed to be separated by the first cuff 118a.

이 때, 제1 커프(118a)는 비아 홀(116-3)의 외부 및 제2 기판 연결부(116-2) 내부에 위치하도록 형성될 수 있고, 제1 커프(118a)의 너비(Wk)는 제2 기판 연결부(116-2)의 너비 보다 작을 수 있다. At this time, the first cuff 118a may be formed to be positioned outside the via hole 116-3 and inside the second substrate connection portion 116-2, and the width Wk of the first cuff 118a is It may be smaller than the width of the second substrate connection part 116-2.

비아 홀(116-3)의 외부 및 제2 기판 연결부(116-2) 내부, 즉, 제2 기판 연결부(116-2)의 영역 중 비아 홀(116-3)이 위치하지 않는 영역에 제1 커프(118b)가 형성되는 경우, 제1 커프(118a)를 중심으로 분리된 연결부(116)는 비대칭적인 형상을 가질 수 있다. The first is located outside the via hole 116-3 and inside the second substrate connection portion 116-2, that is, in a region where the via hole 116-3 is not located among the regions of the second substrate connection portion 116-2. When the cuff 118b is formed, the connecting portion 116 separated around the first cuff 118a may have an asymmetric shape.

따라서, 도 13b에 도시된 바와 같이, 제1 압전 소자(111a) 및 제2 압전 소자(111b) 사이에 형성된 특정 제1 커프(118a)에 의하여, 연결부(116)는 제1 압전 소자(111a) 측에는 비아 홀(116-3) 및 제2 기판 연결부(116-2)가 모두 포함되고, 제2 압전 소자(111b) 측에는 비아 홀(116-3) 및 제2 기판 연결부(116-2)가 모두 포함되지 않도록 분할될 수 있다. Accordingly, as shown in FIG. 13B, by a specific first cuff 118a formed between the first piezoelectric element 111a and the second piezoelectric element 111b, the connection portion 116 is the first piezoelectric element 111a. Both the via hole 116-3 and the second substrate connection 116-2 are included on the side, and the via hole 116-3 and the second substrate connection 116-2 are both on the second piezoelectric element 111b side. It can be divided so that it does not contain.

또는, 연결부(116)는 제1 압전 소자(111a) 측에는 비아 홀(116-3) 및 제2 기판 연결부(116-2)가 모두 포함되고, 제2 압전 소자(111b) 측에는 제2 기판 연결부(116-2)만 포함되도록 분할될 수 있다.Alternatively, the connection part 116 includes both the via hole 116-3 and the second substrate connection part 116-2 at the side of the first piezoelectric element 111a, and the second substrate connection part at the side of the second piezoelectric element 111b ( 116-2) can be divided.

도 14 내지 도 16은 다양한 실시예에 따른 초음파 프로브의 축(axis) 방향에서 바라본 내부 모습을 도시한 도면이다.14 to 16 are diagrams illustrating an interior view of an ultrasonic probe from an axis direction according to various embodiments.

도 14 내지 도 16을 참조하면, 일 실시예에 따른 초음파 프로브(100)는 측(lateral) 방향을 따라 복수개의 압전소자(편의상 111a, 11b로 설명한다) 사이에 형성되는 제1 커프(118a)를 포함한다. 14 to 16, the ultrasonic probe 100 according to an embodiment includes a first cuff 118a formed between a plurality of piezoelectric elements (described as 111a and 11b for convenience) along a lateral direction. Includes.

또한, 압전 소자(111a, 111b)의 수직 상방향에서 보았을 때, 연결부(116)의 비아 홀(116-3)은 제2 회로층(115)의 제2 패턴(P2)과 연결되는 제2 기판 연결부(116-2) 상에 형성될 수 있다.In addition, when viewed from the vertical upper direction of the piezoelectric elements 111a and 111b, the via hole 116-3 of the connection part 116 is a second substrate connected to the second pattern P2 of the second circuit layer 115 It may be formed on the connection part 116-2.

이러한 제2 회로층(115)의 제2 패턴(P2)는 다양한 형태를 갖도록 형성될 수 있으며, 비아 홀(116-3)을 통하여 적어도 하나의 압전 소자에 대한 배선 구조를 갖도록 형성될 수 있다. The second pattern P2 of the second circuit layer 115 may be formed to have various shapes, and may be formed to have a wiring structure for at least one piezoelectric element through the via hole 116-3.

도 14 내지 도 16에 도시된 바와 같이, E-L 평면에서 트랜스듀서 모듈(110)이 초음파 5X4 배열을 형성하는 경우, 제2 패턴(P2)은 2번째 열 및 4번째 열에 위치하는 압전 소자를 연결하고, 1번째 열 및 5번째 열에 위치하는 압전 소자를 연결하고, 3번째 열에 위치하는 압전 소자는 별도의 배선을 갖도록 형성될 수 있다. 14 to 16, when the transducer module 110 forms an ultrasonic 5X4 array on the EL plane, the second pattern P2 connects the piezoelectric elements located in the second and fourth columns, and , The piezoelectric elements positioned in the first and fifth columns are connected, and the piezoelectric elements positioned in the third column may be formed to have separate wirings.

한편, 제2 패턴(P2)는 질량을 갖는 전도성 배선을 포함하므로, 배선 구조에 따라 서로 다른 질량을 갖도록 형성될 수 있다. Meanwhile, since the second pattern P2 includes a conductive wiring having a mass, it may be formed to have different masses according to the wiring structure.

이 경우, 제2 패턴(P2)은 트랜스듀서 모듈(110)의 중심축(도 14의 실시예의 경우, 3번째 열에 위치한 압전 소자들의 중심축)을 기준으로 좌우방향의 무게가 각각 동일하거나 중심축을 기준으로 좌우 방향의 무게의 차이가 줄어들도록 형성될 수 있다. In this case, the second pattern P2 has the same weight in the left and right directions with respect to the central axis of the transducer module 110 (in the case of the embodiment of FIG. 14, the central axis of the piezoelectric elements located in the third row) or the central axis. It may be formed to reduce the difference in weight in the left and right directions as a reference.

예를 들어, 도 14에 도시된 바와 같이, 제2 패턴(P2)은 전도성 배선이 끊어진 부분(X)의 개수가 트랜스듀서 모듈(110)의 중심축을 기준으로 좌우방향 무게가 동일하도록 형성될 수 있다. For example, as shown in FIG. 14, the second pattern P2 may be formed such that the number of portions X where the conductive wire is cut is the same in the horizontal direction based on the central axis of the transducer module 110. have.

또한, 제2 패턴(P2)은 어떠한 압전 소자와도 연결되지 않는 배선, 즉 제2 기판 연결부(116-2)와 연결되지 않는 더미 배선(Pd)을 포함하도록 형성될 수 있다. In addition, the second pattern P2 may be formed to include a wiring that is not connected to any piezoelectric element, that is, a dummy wiring Pd that is not connected to the second substrate connection portion 116-2.

이 경우, 제2 패턴(P2)는, 트랜스듀서 모듈(110)의 중심축을 기준으로 좌우 방향에서의, 제2 기판 연결부(116-2)와 연결되는 배선의 무게가 각각 동일하도록 형성될 수 있다.In this case, the second pattern P2 may be formed so that the weight of the wiring connected to the second substrate connection part 116-2 is the same in the left and right direction with respect to the central axis of the transducer module 110. .

다른 예로, 도 15 또는 도 16에 도시된 바와 같이, 제2 패턴(P2)은 적어도 하나의 제2 기판 연결부(116-2)와 연결되는 배선을 포함하도록 형성될 수 있다. 즉, 제2 패턴(P2)는 어떠한 압전 소자와도 연결되지 않는 배선(도 14의 Pd)을 포함하지 않도록 형성될 수 있다. As another example, as illustrated in FIG. 15 or 16, the second pattern P2 may be formed to include a wire connected to at least one second substrate connection part 116-2. That is, the second pattern P2 may be formed so as not to include a wiring (Pd in FIG. 14) that is not connected to any piezoelectric element.

다른 예로, 도 16에 도시된 바와 같이, 제2 패턴(P2)은 전도성 배선이 끊어진 부분(도 14의 X)을 최소화하도록 형성될 수 있다. As another example, as illustrated in FIG. 16, the second pattern P2 may be formed to minimize a portion (X in FIG. 14) where the conductive wire is cut.

이 경우, 제2 패턴(P2)은 트랜스듀서 모듈(110)의 중심축을 기준으로 좌우방향에서 휘어진 배선의 무게를 포함한 무게가 각각 동일하도록 형성될 수 있다. In this case, the second pattern P2 may be formed such that the weight including the weight of the wires bent in the left and right directions with respect to the central axis of the transducer module 110 is the same.

전술한 설명은 제2 패턴(P2)뿐만 아니라 비아 홀(116-1)이 위치하는 제1 패턴(P1)에도 적용될 수 있으며, 제1 패턴(P1)의 무게 또한 트랜스듀서 모듈(110)의 중심축을 기준으로 좌우방향에서 동일할 수 있다. The above description can be applied not only to the second pattern P2 but also to the first pattern P1 in which the via hole 116-1 is located, and the weight of the first pattern P1 is also applied to the center of the transducer module 110. It can be the same in the left and right directions based on the axis.

이를 통해, 일 실시예에 따른 트랜스듀서 모듈(110)은 트랜스듀서 모듈(110)의 중심축을 기준으로 좌우방향의 무게가 동일하도록 제1 패턴(P1) 또는 제2 패턴(P2)이 형성될 수 있으므로, 압전소자(111a)의 진동 특성에 따른 영향을 최소화할 수 있다. 따라서, 보다 고품질의 영상을 출력할 수 있으며, 신뢰성이 증대될 수 있다. Through this, in the transducer module 110 according to an embodiment, the first pattern P1 or the second pattern P2 may be formed so that the weight in the left and right directions is the same with respect to the central axis of the transducer module 110. Therefore, it is possible to minimize the influence of the vibration characteristics of the piezoelectric element 111a. Accordingly, a higher quality image can be output and reliability can be increased.

도 17은 일 실시예에 따른 초음파 프로브의 제조방법을 나타낸 흐름도이다.17 is a flowchart illustrating a method of manufacturing an ultrasonic probe according to an exemplary embodiment.

도 17을 참조하면, 일 실시예에 따른 초음파 프로브(100)의 제조방법에 따르면, 흡음층(112)을 마련할 수 있다(710). Referring to FIG. 17, according to the method of manufacturing the ultrasonic probe 100 according to an exemplary embodiment, a sound absorbing layer 112 may be provided (710 ).

흡음층(112)이 마련된 후, 흡음층(112)의 상부를 덮는 제2 회로층(115)를 마련할 수 있다(720). 이 때, 제2 회로층(115)은 미리 정해진 배선 구조를 갖는 제2 패턴(P2)을 형성하도록 마련될 수 있다. After the sound-absorbing layer 112 is provided, a second circuit layer 115 covering the upper portion of the sound-absorbing layer 112 may be provided (720 ). In this case, the second circuit layer 115 may be provided to form a second pattern P2 having a predetermined wiring structure.

이 때, 제2 패턴(P2)은 전극을 포함할 수 있으며, 구리 등의 전도성 물질로 구현될 수 있다. 제2 패턴(P2)은 배선을 위한 다양한 형태를 갖도록 형성될 수 있으며, 비아 홀(116-3)을 통하여 적어도 하나의 압전 소자에 대한 배선 구조를 갖도록 형성될 수 있다. 구체적으로, 제2 패턴(P2)은 트랜스듀서 모듈(110)의 중심축을 기준으로 좌우방향의 무게가 각각 동일하도록 형성될 수 있다. In this case, the second pattern P2 may include an electrode, and may be implemented with a conductive material such as copper. The second pattern P2 may be formed to have various shapes for wiring, and may be formed to have a wiring structure for at least one piezoelectric element through the via hole 116-3. Specifically, the second pattern P2 may be formed to have the same weight in the left and right directions based on the central axis of the transducer module 110.

제2 회로층(115)이 마련되면, 제1 회로층(114)을 마련할 수 있다(730). 이 때, 제1 회로층(114)은 제2 회로층(115)과 이격되어 형성되도록 마련될 수 있다. 구체적으로, 제2 회로층(115)의 상부를 덮는 절연층(119)을 마련하거나 서로 다른 물성을 가지는 적어도 하나 이상의 회로층을 마련한 후 제1 회로층(114)을 마련할 수 있다. When the second circuit layer 115 is provided, the first circuit layer 114 may be provided (730). In this case, the first circuit layer 114 may be formed to be spaced apart from the second circuit layer 115. Specifically, an insulating layer 119 covering an upper portion of the second circuit layer 115 may be provided or at least one or more circuit layers having different physical properties may be provided, and then the first circuit layer 114 may be provided.

또한, 제1 회로층(114)은 미리 정해진 배선 구조를 갖는 제1 패턴(P1)을 형성하도록 마련될 수 있다. In addition, the first circuit layer 114 may be provided to form a first pattern P1 having a predetermined wiring structure.

이 때, 제2 패턴(P2)은 전극을 포함할 수 있으며, 구리 등의 전도성 물질로 구현될 수 있다. 제1 패턴(P1)은 배선을 하기 위한 다양한 형태를 갖도록 형성될 수 있으며, 비아 홀(116-3)을 통하여 적어도 하나의 압전 소자에 대한 배선 구조를 갖도록 형성될 수 있다. 구체적으로, 제1 패턴(P1)은 트랜스듀서 모듈(110)의 중심축을 기준으로 좌우방향의 무게가 각각 동일하도록 형성될 수 있다.In this case, the second pattern P2 may include an electrode, and may be implemented with a conductive material such as copper. The first pattern P1 may be formed to have various shapes for wiring, and may be formed to have a wiring structure for at least one piezoelectric element through the via hole 116-3. Specifically, the first pattern P1 may be formed to have the same weight in the left and right directions based on the central axis of the transducer module 110.

제1 회로층(114) 및 제2 회로층(115)이 마련되면, 제1 회로층(114) 및 제2 회로층(115)을 연결하는 연결부(116)를 마련할 수 있다(740). When the first circuit layer 114 and the second circuit layer 115 are provided, a connection part 116 connecting the first circuit layer 114 and the second circuit layer 115 may be provided (740).

연결부(116)는 비아 홀(Via Hole, 116-3)을 포함할 수 있다. 연결부(116)는 비아 홀(116-3)을 형성하기 위한 공정에 의하여 형성될 수 있으며, 비아 홀(116-3)은 레이저 비어 그릴링(laser via drilling) 공정 또는 에칭(etching) 공정을 포함하는 다양한 공정에서 형성될 수 있다.The connection part 116 may include a via hole 116-3. The connection part 116 may be formed by a process for forming the via hole 116-3, and the via hole 116-3 includes a laser via drilling process or an etching process. It can be formed in a variety of processes.

연결부(116)는 전도성 페이스트(paste), 전도성 도금(splating), 스퍼터링(sputtering), 인쇄(printing) 중 적어도 하나에 의하여 제1 회로층(114) 및 제2 회로층(115)를 전기적으로 연결할 수 있다. 다만, 전술한 예에 한정되지 않으며, 다양한 연결 방법에 의하여 제1 회로층(114) 및 제2 회로층(115)를 전기적으로 연결할 수 있다. 이 경우 비아 홀(116-3)은 전도성 홀(Conductive hole)로 구현될 수 있다. 예를 들어, 비아 홀(116-3)은 금, 은 또는 구리 등과 같은 전도성 물질로 도금 또는 가공처리됨으로써 전도성 홀로 구현될 수 있으나, 전술한 예에 한정되지 않는다.The connection part 116 electrically connects the first circuit layer 114 and the second circuit layer 115 by at least one of conductive paste, conductive plating, sputtering, and printing. I can. However, it is not limited to the above-described example, and the first circuit layer 114 and the second circuit layer 115 may be electrically connected by various connection methods. In this case, the via hole 116-3 may be implemented as a conductive hole. For example, the via hole 116-3 may be implemented as a conductive hole by plating or processing with a conductive material such as gold, silver, or copper, but is not limited to the above-described example.

연결부(116)는 제1 회로층(114) 및 제2회로층(115)과 양 단에서 접촉함으로써 제1 회로층(114)과 제2 회로층(115)을 전기적으로 연결할 수 있다. The connection part 116 may electrically connect the first circuit layer 114 and the second circuit layer 115 by making contact with the first circuit layer 114 and the second circuit layer 115 at both ends.

제1 기판 연결부(116-1)는 비아 홀(116-3)과 동일한 크기로 형성될 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않고 비아 홀(116-3) 보다 큰 크기를 갖도록 형성되거나 다른 크기를 갖도록 형성될 수 있다. The first substrate connection part 116-1 may be formed to have the same size as the via hole 116-3. However, the present invention is not limited thereto, and may be formed to have a larger size than the via hole 116-3 or may be formed to have a different size.

제1 기판 연결부(116-1)는 제1 회로층(114)의 수직 상방향에서 보았을 때, 원형의 형상을 가질 수 있다. 실시예에 따라서 제1 기판 연결부(116-1)는 삼각형이나 사각형과 같은 다각형의 형상을 가질 수도 있고, 또는 타원 등과 같은 형상을 가질 수도 있다. 제1 기판 연결부(116-1)는, 제1 회로층(114)을 드릴 공구와 같은 천공 장치를 이용하여 천공함으로써 제1 회로층(114)에 형성될 수 있다.The first substrate connection part 116-1 may have a circular shape when viewed from a vertical upward direction of the first circuit layer 114. Depending on the embodiment, the first substrate connection part 116-1 may have a polygonal shape such as a triangle or a square, or may have a shape such as an ellipse. The first substrate connection portion 116-1 may be formed on the first circuit layer 114 by drilling the first circuit layer 114 using a drilling device such as a drill tool.

제2 기판 연결부(116-2)는 비아 홀(116-3) 보다 큰 크기로 형성될 수 있다. 즉, 제2 기판 연결부(116-2)의 지름은 비아 홀(116-3)의 지름보다 클 수 있다. 이 경우, 제1 기판 연결부(116-1)가 비아 홀(116-3)과 동일한 크기로 형성되는 경우, 제2 기판 연결부(116-2)는 제1 기판 연결부(116-1)의 지름보다 큰 지름을 갖도록 형성될 수 있다. 다만, 제2 기판 연결부(116-2)의 크기는 전술한 예에 한정되지 않고 비아 홀(116-3)과 동일한 크기로 형성되거나 다른 크기로 형성될 수 있다.The second substrate connection part 116-2 may be formed to have a larger size than the via hole 116-3. That is, the diameter of the second substrate connection portion 116-2 may be larger than the diameter of the via hole 116-3. In this case, when the first substrate connection portion 116-1 is formed to have the same size as the via hole 116-3, the second substrate connection portion 116-2 is less than the diameter of the first substrate connection portion 116-1. It can be formed to have a large diameter. However, the size of the second substrate connection part 116-2 is not limited to the above-described example, and may be formed to have the same size as the via hole 116-3 or a different size.

또한, 제2 기판 연결부(116-2)는 제2 회로층(114)의 수직 상방향에서 보았을 때, 원형의 형상을 가질 수 있다. 실시예에 따라서 제2 기판 연결부(116-2)는 삼각형이나 사각형과 같은 다각형의 형상을 가질 수도 있고, 또는 타원 등과 같은 형상을 가질 수도 있다. 제2 기판 연결부(116-2)는, 제2 회로층(115)을 드릴 공구와 같은 천공 장치를 이용하여 천공함으로써 제2 회로층(115)에 형성될 수 있다.In addition, the second substrate connection portion 116-2 may have a circular shape when viewed from the vertical upper direction of the second circuit layer 114. Depending on the embodiment, the second substrate connection portion 116-2 may have a polygonal shape such as a triangle or a square, or may have a shape such as an ellipse. The second substrate connection portion 116-2 may be formed on the second circuit layer 115 by drilling the second circuit layer 115 using a drilling device such as a drill tool.

이후, 압전층(111)을 마련할 수 있다(750). 압전층(111)은 전기적 신호가 인가되면 이를 기계적인 진동으로 변환하여 초음파를 발생시키는 압전체(압전물질)로 이루어진다. 또한, 압전체는 단일층 또는 다층 구조로 적층될 수 있다.Thereafter, the piezoelectric layer 111 may be provided (750 ). The piezoelectric layer 111 is made of a piezoelectric material (piezoelectric material) that generates ultrasonic waves by converting electrical signals into mechanical vibrations. Further, the piezoelectric body may be laminated in a single layer or multilayer structure.

압전층(111)은 제1 회로층(114) 상면에 마련될 수 있고, 제1 회로층(114)의 상면에 반사층(117)이 마련된 경우, 반사층(117) 상면에 마련될 수도 있다. The piezoelectric layer 111 may be provided on the upper surface of the first circuit layer 114, and may be provided on the upper surface of the reflective layer 117 when the reflective layer 117 is provided on the upper surface of the first circuit layer 114.

그 다음, 압전층(111)의 상부를 덮는 정합층(113)을 마련할 수 있다(760). Then, a matching layer 113 covering an upper portion of the piezoelectric layer 111 may be provided (760).

정합층(113)은 압전층(111)의 음향 임피던스와 대상체의 음향 임피던스를 적절히 매칭함으로써 대상체로 초음파를 전달하거나 대상체로부터 전달되는 초음파의 손실을 저감시키는 층이다. 정합층(113)은 단일층 또는 다층 구조로 마련될 수 있다. The matching layer 113 is a layer that appropriately matches the acoustic impedance of the piezoelectric layer 111 and the acoustic impedance of the object to transmit ultrasonic waves to the object or to reduce loss of ultrasonic waves transmitted from the object. The matching layer 113 may be provided in a single layer or multilayer structure.

정합층(113)이 마련된 후, 압전층(111)을 복수의 압전 소자(111a)로 분할하는 다이싱 공정이 이루어질 수 있다(770). 이 때, 생성되는 커프(118a, 118b)에 의하여 압전층(111)은 멀티-로우(Multi-row) 어레이 배열 형태를 형성하는 복수의 압전 소자로 분할될 수 있다. After the matching layer 113 is provided, a dicing process of dividing the piezoelectric layer 111 into a plurality of piezoelectric elements 111a may be performed (770). In this case, the piezoelectric layer 111 may be divided into a plurality of piezoelectric elements forming a multi-row array arrangement by the generated cuffs 118a and 118b.

구체적으로, 측(lateral) 방향을 따라 압전 소자(111a) 사이에 형성되는 제1 커프(118a), 고도(elevation) 방향을 따라 압전 소자(111a) 사이에 형성되는 제2 커프(118b)를 통하여 압전층(111)은 측(lateral) 방향 또는 고도(elevation) 방향으로 복수개의 열(row)을 형성하는 복수개의 압전 소자(111a)로 분할될 수 있다. Specifically, through the first cuff 118a formed between the piezoelectric elements 111a along the lateral direction, and the second cuff 118b formed between the piezoelectric elements 111a along the elevation direction. The piezoelectric layer 111 may be divided into a plurality of piezoelectric elements 111a forming a plurality of rows in a lateral direction or an elevation direction.

이 경우, 다이싱 공정시 절삭되는 깊이의 조절이 가능하며, 제1 커프(118a)는 압전층(111)의 상면으로부터 흡음층(112)까지 연장되어 형성될 수 있다. 구체적으로, 제1 커프(118a)는 압전층(111)의 상면으로부터 흡음층(112) 내부의 제1 위치까지 연장되어 형성될 수 있으며, 제1 위치는 흡음층(112) 내부에 대하여 미리 정해진 깊이를 갖는 위치로 설정될 수 있다. 이 때, 제1 커프(118a)는 흡음층(112)을 관통하지 않고, 흡음층(112) 내부에 공간을 형성한다.In this case, it is possible to adjust the cutting depth during the dicing process, and the first cuff 118a may be formed by extending from the upper surface of the piezoelectric layer 111 to the sound absorbing layer 112. Specifically, the first cuff 118a may be formed by extending from the upper surface of the piezoelectric layer 111 to a first position inside the sound absorbing layer 112, and the first position is predetermined with respect to the inside of the sound absorbing layer 112 It can be set to a position with depth. In this case, the first cuff 118a does not penetrate the sound absorbing layer 112 and forms a space inside the sound absorbing layer 112.

제2 커프(118b)는 압전층(111)의 상면으로부터 제1 회로층(114) 또는 제2 회로층(115)의 상부까지 연장되어 형성될 수 있다. 구체적으로, 제2 커프(118b)는 압전층(111)의 상면으로부터 흡음층(112) 상부의 제2 위치까지 연장되어 형성될 수 있으며, 제2 위치는 흡음층(112) 상부에 대하여 미리 정해진 높이를 갖는 위치로 설정될 수 있다. 이 때, 제1 커프(118a)와 달리, 제2 커프(118b)는 흡음층(112) 내부에 공간을 형성하지 않으므로, 전기적 단선(open)을 방지할 수 있다.The second cuff 118b may be formed to extend from an upper surface of the piezoelectric layer 111 to an upper portion of the first circuit layer 114 or the second circuit layer 115. Specifically, the second cuff 118b may be formed to extend from the upper surface of the piezoelectric layer 111 to a second position above the sound absorbing layer 112, and the second position is predetermined with respect to the upper part of the sound absorbing layer 112. It can be set to a position with a height. In this case, unlike the first cuff 118a, the second cuff 118b does not form a space inside the sound-absorbing layer 112, and thus electrical disconnection (open) can be prevented.

한편, 다이싱 공정을 위한 다이싱 라인에 연결부(116)가 위치할 수 있고, 이 경우, 다이싱 공정에 의하여 연결부(116)가 분리될 수 있다. Meanwhile, the connection part 116 may be located in a dicing line for a dicing process, and in this case, the connection part 116 may be separated by a dicing process.

연결부(116)는 제1 커프(118a)의 너비보다 큰 너비를 가질 수 있다. 즉, 제1 커프(118a)의 너비(Wk)는 연결부(116)의 너비 보다 작은 값을 가질 수 있다. 이 경우, 연결부(116)가 제1 커프(118a)의 너비보다 큰 너비로 형성되므로, 이러한 제1 커프(118a)는 연결부(116)의 내부에 형성될 수 있다. The connection part 116 may have a width greater than that of the first cuff 118a. That is, the width Wk of the first cuff 118a may have a value smaller than the width of the connection part 116. In this case, since the connecting portion 116 is formed to have a width greater than the width of the first cuff 118a, the first cuff 118a may be formed inside the connecting portion 116.

구체적으로, 제1 커프(118a)는 비아 홀(116-3)의 너비(Wa) 보다 작거나 동일한 너비를 갖도록 형성될 수 있다. 비아 홀(116-3)의 너비(Wa)는 비아 홀(116-3)의 지름일 수 있으며, 비아 홀(116-3)의 지름(Wa)는 제1 커프(118a)의 폭(Wk) 보다 크거나 동일한 값을 갖도록 형성될 수 있다.Specifically, the first cuff 118a may be formed to have a width smaller than or equal to the width Wa of the via hole 116-3. The width (Wa) of the via hole (116-3) may be the diameter of the via hole (116-3), and the diameter (Wa) of the via hole (116-3) is the width (Wk) of the first cuff (118a) It can be formed to have a value greater than or equal to.

연결부(116)는 제1 커프(118a)를 중심으로 좌우대칭을 이루도록 형성될 수 있다. 구체적으로, 연결부(116)는 측(lateral) 방향에서 제1 커프(118a)의 중심을 중심축으로 좌우 크기가 대칭을 이루도록 형성될 수 있다. 즉, 제1 커프(118a)에 의하여 분리된 비아 홀(116-3) 또는 제2 기판 연결부(116-2) 중 적어도 하나의 크기는 동일할 수 있다.The connection part 116 may be formed to be symmetrical with respect to the first cuff 118a. Specifically, the connection part 116 may be formed to have a symmetrical size in left and right about the center of the first cuff 118a in a lateral direction. That is, the size of at least one of the via hole 116-3 or the second substrate connection portion 116-2 separated by the first cuff 118a may be the same.

다만, 전술한 예에 한정되는 것은 아니며, 연결부(116)는 제1 커프(118a)를 중심으로 비대칭적으로 분리될 수 있다. 예를 들어, 연결부(116)는 제1 커프(118a)에 의하여 비아 홀(116-3) 및 제2 기판 연결부(116-2) 모두가 분리되거나 비아 홀(116-3)은 분리되지 않고 제2 기판 연결부(116-2)만 분리될 수도 있다.However, it is not limited to the above-described example, and the connection part 116 may be separated asymmetrically around the first cuff 118a. For example, in the connection part 116, both the via hole 116-3 and the second substrate connection part 116-2 are separated by the first cuff 118a, or the via hole 116-3 is not separated and 2 Only the substrate connection part 116-2 may be separated.

이 때, 제1 커프(118a)는 비아 홀(116-3)의 외부 및 제2 기판 연결부(116-2) 내부에 위치하도록 형성될 수 있고, 제1 커프(118a)의 너비(Wk)는 제2 기판 연결부(116-2)의 너비 보다 작을 수 있다.At this time, the first cuff 118a may be formed to be positioned outside the via hole 116-3 and inside the second substrate connection portion 116-2, and the width Wk of the first cuff 118a is It may be smaller than the width of the second substrate connection part 116-2.

비아 홀(116-3)의 외부 및 제2 기판 연결부(116-2) 내부, 즉, 제2 기판 연결부(116-2)의 영역 중 비아 홀(116-3)이 위치하지 않는 영역에 제1 커프(118b)가 형성되는 경우, 제1 커프(118a)를 중심으로 분리된 연결부(116)는 비대칭적인 형상을 가질 수 있다.The first is located outside the via hole 116-3 and inside the second substrate connection portion 116-2, that is, in a region where the via hole 116-3 is not located among the regions of the second substrate connection portion 116-2. When the cuff 118b is formed, the connecting portion 116 separated around the first cuff 118a may have an asymmetric shape.

따라서, 제1 압전 소자(111a) 및 제2 압전 소자(111b) 사이에 형성된 특정 제1 커프(118a)에 의하여, 연결부(116)는 제1 압전 소자(111a) 측에는 비아 홀(116-3) 및 제2 기판 연결부(116-2)가 모두 포함되고, 제2 압전 소자(111b) 측에는 비아 홀(116-3) 및 제2 기판 연결부(116-2)가 모두 포함되지 않도록 분할될 수 있다. Therefore, by the specific first cuff 118a formed between the first piezoelectric element 111a and the second piezoelectric element 111b, the connection portion 116 is a via hole 116-3 on the side of the first piezoelectric element 111a. And the second substrate connection part 116-2, and the via hole 116-3 and the second substrate connection part 116-2 may not be included at the side of the second piezoelectric element 111b.

또는, 연결부(116)는 제1 압전 소자(111a) 측에는 비아 홀(116-3) 및 제2 기판 연결부(116-2)가 모두 포함되고, 제2 압전 소자(111b) 측에는 제2 기판 연결부(116-2)만 포함되도록 분할될 수 있다. Alternatively, the connection part 116 includes both the via hole 116-3 and the second substrate connection part 116-2 at the side of the first piezoelectric element 111a, and the second substrate connection part at the side of the second piezoelectric element 111b ( 116-2) can be divided.

이후, 정합층(113)의 상부를 덮는 렌즈층(119)을 마련할 수 있다(780). 렌즈층(119)은 초음파를 집속하고, 압전층(111)을 보호하는 역할을 수행하기 위해 내마모성(耐摩耗性, wear resistance)이 강하면서도 초음파 전파 속도가 큰 물질로 형성될 수 있다. 렌즈층(119)은 초음파를 집속시키기 위해 초음파의 방사 방향으로 볼록한 형태를 가질 수 있고, 음속이 대상체(ob)보다 느린 경우에는 오목한 형태로 구현될 수 도 있다.Thereafter, a lens layer 119 covering an upper portion of the matching layer 113 may be provided (780 ). The lens layer 119 may be formed of a material having strong abrasion resistance and a high ultrasonic propagation speed in order to focus ultrasonic waves and protect the piezoelectric layer 111. The lens layer 119 may have a convex shape in the radial direction of the ultrasound waves to focus the ultrasound, and may be implemented in a concave shape when the sound velocity is slower than the object ob.

이를 통해, 일 실시예에 따른 초음파 프로브(100)의 제조 방법은 압전소자(111a)의 크기와 관계 없이 배치된 연결부(116)를 마련할 수 있고, 연결부(116)를 분리하는 다이싱 공정을 수행하므로, 멀티-로우 프로브에 있어서 열의 수가 많아지더라도 설계 및 제작의 편의성이 증대될 수 있다. 동시에 다이싱 난이도가 낮아질 수 있으므로, 동시에 설계 비용 및 제작 비용 또한 낮아질 수 있다. 즉, 압전 소자(111a)의 크기 및 열(row)의 개수에 민감하지 않은 설계가 가능하므로, 고사양의 멀티-로우 프로브를 구현할 수 있다.Through this, the method of manufacturing the ultrasonic probe 100 according to an embodiment may provide the connection portion 116 disposed regardless of the size of the piezoelectric element 111a, and a dicing process for separating the connection portion 116 is performed. Therefore, even if the number of rows increases in the multi-row probe, the convenience of design and manufacture can be increased. At the same time, the difficulty of dicing may be lowered, and at the same time, design cost and manufacturing cost may be lowered. That is, since a design that is not sensitive to the size of the piezoelectric element 111a and the number of rows is possible, a high specification multi-row probe can be implemented.

또한, 압전 소자의 개수 또는 각각의 크기와 무관하게 복수개의 압전 소자 간의 전기적 연결이 가능할 수 있으므로, 제작 및 설계상의 편의성이 증대될 수 있다. 동시에, 트랜스듀서를 분할하는 다이싱(dicing) 공정에서의 작업 시간이 감축될 수 있으며, 다이싱 위치의 편차에 대한 민감도가 낮아지므로 불량률이 낮아질 수 있다.In addition, since electrical connection between a plurality of piezoelectric elements may be possible regardless of the number or size of each of the piezoelectric elements, convenience in manufacturing and design may be increased. At the same time, the working time in the dicing process of dividing the transducer can be reduced, and since the sensitivity to the deviation of the dicing position is lowered, the defective rate can be lowered.

한편, 도 17은 정합층(117)을 마련한 후(760) 압전층(111)을 분할(770)하는 과정을 예시로 설명하였으나, 압전층(111)이 분할된 이후(770) 정합층(117)이 마련될 수 있다(760).On the other hand, FIG. 17 illustrates a process of dividing the piezoelectric layer 111 into 770 after preparing the matching layer 117 (760), but after the piezoelectric layer 111 is divided (770), the matching layer 117 ) May be provided (760).

또한, 도 17에서는 제2 회로층이 마련된 이후(720), 제1 회로층이 마련되고(710), 연결부(114)가 마련(740)되는 것으로 도시하였으나, 각 층의 형성 순서가 반대되는 것도 가능하다. 또한, 단계 720, 730 및 740이 동시에 수행되는 것도 가능하며, 전술한 예에 그 순서가 제한되지 아니한다.In addition, although FIG. 17 shows that after the second circuit layer is provided (720), the first circuit layer is provided (710), and the connection portion 114 is provided (740), the order of formation of each layer is reversed. It is possible. In addition, steps 720, 730, and 740 may be performed simultaneously, and the order is not limited to the above-described example.

또한, 복수의 엘리먼트를 형성하는 과정 역시 여러 가지 방법이 있을 수 있다. 예를 들어, 압전층(111), 정합층(113) 및 반사층(114)을 다층으로 적층하고 난 후 다이싱 공정을 통해 압전층(111)을 분할하여 복수의 엘리먼트를 형성하도록 할 수 있다. 뿐만 아니라, 처음부터 복수의 커프를 형성한 후 다이싱된 압전체 또는 엘리먼트을 스태킹(stacking)하는 방식으로 형성할 수 있다. 또한, 도 4 내지 도 17 에서의 압전층의 구조 및 복수의 커프는 일례이며, 더 많은 다층 구조로 되어 있을 수도 있고, 더 많은 커프가 형성될 수 있다. 따라서, 단일 또는 복수의 엘리먼트 역시 더 다양한 두께 및 폭을 갖도록 형성될 수 있다.In addition, there may be various methods for forming a plurality of elements. For example, after stacking the piezoelectric layer 111, the matching layer 113, and the reflective layer 114 in multiple layers, the piezoelectric layer 111 may be divided through a dicing process to form a plurality of elements. In addition, after forming a plurality of cuffs from the beginning, it can be formed by stacking the diced piezoelectric material or elements. In addition, the structure of the piezoelectric layer and a plurality of cuffs in FIGS. 4 to 17 are examples, and there may be more multilayer structures, and more cuffs may be formed. Accordingly, a single or a plurality of elements may also be formed to have various thicknesses and widths.

한편, 개시된 실시예들은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 저장하는 기록매체의 형태로 구현될 수 있다. 명령어는 프로그램 코드의 형태로 저장될 수 있으며, 프로세서에 의해 실행되었을 때, 프로그램 모듈을 생성하여 개시된 실시예들의 동작을 수행할 수 있다. 기록매체는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체로 구현될 수 있다.Meanwhile, the disclosed embodiments may be implemented in the form of a recording medium storing instructions executable by a computer. The instruction may be stored in the form of a program code, and when executed by a processor, a program module may be generated to perform the operation of the disclosed embodiments. The recording medium may be implemented as a computer-readable recording medium.

컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체로는 컴퓨터에 의하여 해독될 수 있는 명령어가 저장된 모든 종류의 기록 매체를 포함한다. 예를 들어, ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), 자기 테이프, 자기 디스크, 플래쉬 메모리, 광 데이터 저장장치 등이 있을 수 있다. Computer-readable recording media include all kinds of recording media in which instructions that can be read by a computer are stored. For example, there may be read only memory (ROM), random access memory (RAM), magnetic tape, magnetic disk, flash memory, optical data storage device, and the like.

이상에서와 같이 첨부된 도면을 참조하여 개시된 실시예들을 설명하였다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고도, 개시된 실시예들과 다른 형태로 본 발명이 실시될 수 있음을 이해할 것이다. 개시된 실시예들은 예시적인 것이며, 한정적으로 해석되어서는 안 된다.As described above, the disclosed embodiments have been described with reference to the accompanying drawings. Those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will understand that the present invention may be practiced in a form different from the disclosed embodiments without changing the technical spirit or essential features of the present invention. The disclosed embodiments are illustrative and should not be construed as limiting.

10: 초음파 영상 장치
100: 초음파 프로브
110: 트랜스듀서 모듈
111: 압전층
112: 흡음층
113: 정합층
114: 제1 회로층
115: 제2 회로층
116: 연결부
119: 렌즈층
200: 본체10: ultrasound imaging device
100: ultrasonic probe
110: transducer module
111: piezoelectric layer
112: sound-absorbing layer
113: matching layer
114: first circuit layer
115: second circuit layer
116: connection
119: lens layer
200: main body

Claims

A piezoelectric element forming a plurality of rows along an elevation direction;
A first cuff formed between the piezoelectric elements along a lateral direction;
A matching layer disposed on the piezoelectric element;
A sound-absorbing layer disposed under the piezoelectric element;
A first circuit layer disposed between the matching layer and the sound-absorbing layer;
A second circuit layer formed to be spaced apart from the first circuit layer; And
And a connection part electrically connecting the first circuit layer and the second circuit layer and having a width greater than that of the first cuff.

The method of claim 1,
The first cuff,
An ultrasonic probe formed inside the connection part.

The method of claim 1,
The connection part,
An ultrasonic probe that is symmetrically symmetrical about the first cuff in a lateral direction.

The method of claim 1,
The connection part,
It includes a conductive hole,
The diameter of the conductive hole is greater than or equal to the width of the first cuff.

The method of claim 4,
The conductive hole,
Ultrasonic probe filled with conductive material.

The method of claim 4,
The conductive hole,
An ultrasonic probe connecting a first pattern formed on the first circuit layer and a second pattern formed on the second circuit layer.

The method of claim 6,
The connection part,
Including; a first substrate connection portion positioned on the first pattern and a second substrate connection portion positioned on the second pattern,
The conductive hole,
An ultrasonic probe connected to the first substrate connection part and the second substrate connection part.

The method of claim 6,
The conductive hole,
An ultrasonic probe penetrating at least one of the first circuit layer and the second circuit layer.

The method of claim 7,
The first cuff,
Formed inside the second substrate connection part,
The second substrate connection portion has a diameter greater than a width of the first cuff and a diameter greater than a diameter of the conductive hole.

The method of claim 9,
The first cuff,
An ultrasonic probe formed in the second substrate connection part and the conductive hole.

The method of claim 1,
At least one of the first circuit layer and the second circuit layer is a printed circuit board (PCB).

The method of claim 1,
At least one of the first circuit layer or the second circuit layer is a flexible printed circuit board (FPCB).

The method of claim 1,
An ultrasonic probe further comprising an enhanced layer disposed under the plurality of piezoelectric elements and reflecting ultrasonic waves.

The method of claim 1,
An ultrasonic probe further comprising an insulating layer disposed between the first circuit layer and the second circuit layer.

The method of claim 1,
The connection part,
An ultrasonic probe electrically connecting the first circuit layer and the second circuit layer by at least one of a conductive paste, conductive plating, sputtering, and printing.

The method of claim 6,
At least one of the first pattern and the second pattern is laterally separated by the first cuff.

The method of claim 1,
The first cuff,
An ultrasonic probe formed by extending from an upper surface of the piezoelectric element to at least one of the first circuit layer or the second circuit layer, or extending to a first position inside the sound-absorbing layer.

The method of claim 1,
Further comprising; a second cuff formed between the piezoelectric elements along the elevation direction,
The second cuff,
An ultrasonic probe formed by extending from an upper surface of the piezoelectric element to a second position above the first circuit layer or from an upper surface of the piezoelectric element to a third position above the second circuit layer.

The method of claim 1,
The connection part,
Separated by the first cuff,
The connection portion separated by the first cuff has a semicircular shape on an upper surface of the first circuit layer or has a left-right symmetric shape around the first cuff.

Forming a piezoelectric element forming a plurality of rows along an elevation direction;
Disposing a matching layer on the piezoelectric element;
A sound-absorbing layer is disposed under the piezoelectric element;
Forming a first circuit layer disposed between the matching layer and the sound-absorbing layer;
Forming a second circuit layer spaced apart from the first circuit layer; And
Electrically connecting the first circuit layer and the second circuit layer, and forming a connection portion having a width greater than that of the first cuff; And
Forming a first cuff (kerf) formed between the piezoelectric elements along a lateral direction; method of manufacturing an ultrasonic probe comprising a.