WO2014035049A1 - 초음파 프로브용 후면블록 및 그의 제조방법 - Google Patents

초음파 프로브용 후면블록 및 그의 제조방법 Download PDF

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WO2014035049A1
WO2014035049A1 PCT/KR2013/006244 KR2013006244W WO2014035049A1 WO 2014035049 A1 WO2014035049 A1 WO 2014035049A1 KR 2013006244 W KR2013006244 W KR 2013006244W WO 2014035049 A1 WO2014035049 A1 WO 2014035049A1
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WO
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ultrasonic probe
rear block
sound absorbing
absorbing material
present
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PCT/KR2013/006244
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박원섭
임성민
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주식회사 휴먼스캔
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/24—Probes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B1/00—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
    • B06B1/02—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
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    • B06B1/0681—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction using a single piezoelectric element with an electrode on the sensitive surface and a damping structure
    • B06B1/0685—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction using a single piezoelectric element with an electrode on the sensitive surface and a damping structure on the back only of piezoelectric elements
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves

Definitions

  • the present invention relates to an ultrasonic probe, and more particularly, to an ultrasonic probe back block and a method of manufacturing the same, which can improve the sound absorption rate of ultrasonic waves propagated from a piezoelectric ceramic to a backing block.
  • Ultrasound is used to examine the inside of a human body or animal, or to measure the thickness or internal bonding of solids such as metals or plastics in a non-destructive manner, and is called a probe (hereinafter referred to as an “ultrasound probe”) for easy handling. It is implemented in the form.
  • the ultrasonic probe has a structure in which a piezoelectric ceramic is formed on the rear block, a plurality of acoustic matching layers are formed on the piezoelectric ceramic, and an acoustic lens is formed on the acoustic matching layer. Therefore, the ultrasonic waves propagated toward the rear block among the ultrasonic waves generated in the piezoelectric ceramic are absorbed by the rear block, and the ultrasonic waves propagated toward the acoustic matching layer are transmitted to the subject through the acoustic matching layer and the acoustic lens.
  • the ultrasonic probe may adjust the acoustic characteristics of the ultrasonic probe by absorbing the ultrasonic wave propagated toward the rear block among the ultrasonic waves generated in the piezoelectric ceramic in the rear block.
  • the higher the sound absorption rate of the rear block can improve the acoustic characteristics of the ultrasonic probe.
  • the rear block is manufactured by using sound absorbing material made of rubber or graphite, which has good sound absorption, the amount of sound absorbing material compared to the synthetic resin is prepared by putting the sound absorbing material and epoxy resin into the rear block manufacturing frame during the rear block manufacturing process. There was a limit to improving the sound absorption rate of the rear block.
  • Epoxy resin had to be included in a certain ratio because the back block manufacturing frame and the back block could be separated during the manufacture of the back block and the material needed to form the back block.
  • the rear block manufactured by the above method was weak in durability, and there was a fear of deformation.
  • An object of the present invention for solving the above problems is to provide an ultrasonic probe rear block and a method of manufacturing the same that can absorb a large amount of sound absorbing material to effectively absorb ultrasonic waves propagated from the piezoelectric ceramic to the rear block to provide more improved acoustic characteristics. It is for.
  • Another object of the present invention is to provide a back block for an ultrasonic probe and a method of manufacturing the same, which has good durability and little deformation.
  • Still another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a back block for an ultrasonic probe, which can shorten the manufacturing time of the back block for an ultrasonic probe.
  • the present invention is a filling step of filling a sound absorbing material in the interior of the backing block body (backing block body) having an inner space formed on one side and the filling in the rear block body. It provides a method for producing a back block for an ultrasonic probe comprising a pressing step of pressing the sound absorbing material.
  • the sound absorbing material may include at least one of rubber, graphite, ceramic powder, and metal powder.
  • the material of the back block body may include at least one of copper, aluminum, iron, and stainless steel.
  • the back block body may have a cylindrical, square tube, or hexagonal tube structure.
  • the rear block for the ultrasonic probe of the present invention may include a rear block body having an inner space having an opening formed at one side thereof, and a sound absorbing material filled in the rear block body.
  • the ultrasonic probe of the present invention includes a rear block, a piezoelectric ceramic formed on an upper portion of the rear block, an acoustic matching layer formed on an upper portion of the piezoelectric ceramic, and an acoustic lens formed on an upper portion of the acoustic matching layer. It may include a rear block body having an inner space formed in the opening and a sound absorbing material filled in the rear block body.
  • the ultrasonic probe of the present invention may further include a flexible circuit board formed between the rear block and the piezoelectric ceramic.
  • the ultrasonic probe of the present invention may further include a ground plate formed between the acoustic matching layer and the piezoelectric ceramic.
  • the rear block for the ultrasonic probe is filled with a sound absorbing material inside the rear block body having an inner space with an opening formed on one side, and is manufactured by compressing the sound absorbing material inside the rear block body.
  • a large amount of sound absorbing material can be added, thereby effectively absorbing the ultrasonic waves propagated from the piezoelectric ceramic to the rear block, thereby providing more improved acoustic characteristics.
  • the metal material such as copper, aluminum, iron, stainless steel is used as the material of the rear block body, it is possible to provide a rear block for an ultrasonic probe with low durability due to its good durability.
  • the epoxy resin does not require a separate curing time, it is possible to shorten the manufacturing time of the rear block for the ultrasonic probe.
  • FIG. 1 is a perspective view of a rear block for an ultrasonic probe according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a rear block for an ultrasonic probe according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • Figure 3 is a cross-sectional view of the ultrasonic probe having a back block for the ultrasonic probe according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 4 is a cross-sectional view of the ultrasonic probe having a back block for the ultrasonic probe according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a perspective view of a rear block for an ultrasonic probe according to an embodiment of the present invention.
  • the rear block 10 for an ultrasonic probe has a rear block main body 12 and a rear block main body 12 having an inner space 14 having an opening 13 formed on one side thereof. It includes a sound absorbing material 16 filled in the inside.
  • Copper, aluminum, iron and stainless steel having high thermal conductivity may be used as the material of the rear block body 12, but the technical spirit of the present invention is not limited thereto, and various materials having high thermal conductivity may be used.
  • the rear block 10 for the ultrasonic probe includes a rear block main body 12 capable of quickly dissipating heat, and thus, adhesion of a heat sink to dissipate heat separately is prevented. Not required.
  • the material of the rear block body 12 uses a material having a higher strength than the conventional rear block for the ultrasonic probe, durability of the rear block body 12 may be improved.
  • the rear block 10 for the ultrasonic probe of the present embodiment may have less deformation than the conventional rear block for the ultrasonic probe.
  • the rear block body 12 is formed in a rectangular tube structure, the technical spirit of the present invention is not limited to this, the rear block body 12 of various tubular structures, such as cylindrical and hexagonal tube structure may be employed. .
  • the material of the sound absorbing material 16 rubber, graphite, ceramic powder, metal powder, etc. having excellent sound absorption may be used, but the technical idea of the present invention is not limited thereto. Materials can be used.
  • FIG. 2 is a flowchart illustrating a manufacturing method of a rear block 10 for an ultrasonic probe according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • Method for manufacturing a back block 10 for the ultrasonic probe is to fill the sound absorbing material 16 in the interior of the rear block body 12 having an inner space 14 having an opening 13 formed on one side. It includes a filling step (S10) and a pressing step (S20) for pressing the sound absorbing material 16 filled in the rear block body (12).
  • the conventional method of manufacturing the rear block for the ultrasonic probe has a limitation in the amount of the sound absorbing material compared to the synthetic resin because it is manufactured by pressing the sound absorbing material and epoxy synthetic resin in the rear block manufacturing frame.
  • the ultrasonic probe rear block 10 manufactured by the method of manufacturing the rear block 10 for the ultrasonic probe according to the present embodiment does not use epoxy synthetic resin or the epoxy synthetic resin at a lower ratio than the sound absorbing material than the conventional ultrasonic probe rear block. Because of using, it is possible to fill a larger amount of sound absorbing material 16 than the conventional rear block for the ultrasonic probe.
  • the rear block 10 for the ultrasonic probe in the present embodiment can be filled with a large amount of the sound absorbing material 16, it can effectively absorb the ultrasonic wave propagated to the rear block 10 can provide more improved acoustic properties.
  • the ultrasonic probe 100 including the rear block 10 for the ultrasonic probe according to the present embodiment will be described with reference to FIG. 3 as follows.
  • FIG 3 is a cross-sectional view of the ultrasonic probe 100 having the rear block 10 for the ultrasonic probe according to the embodiment of the present invention.
  • the ultrasonic probe 100 is compressed into the rear block body 12 and the rear block body 12 having an inner space 14 having an opening 13 formed on one side thereof.
  • the rear block 10 including the sound absorbing material 16, the piezoelectric ceramic 30, the acoustic matching layer 40 and the acoustic lens 50, and may further include a flexible printed circuit board (60).
  • the piezoelectric ceramic 30 is formed on the rear block 10, and the acoustic matching layer 40 is formed on the piezoelectric ceramic 30.
  • the piezoelectric ceramic 30 converts an electrical signal into an ultrasonic signal, which is an acoustic signal, and sends it out into the air.
  • the piezoelectric ceramic 30 converts the ultrasonic reflected signal reflected back from the air into an electrical signal and sends it to the device.
  • a ceramic material such as PZT or a single crystal material such as PMN_PT may be used as the material of the piezoelectric ceramic 30.
  • the acoustic matching layer 40 is formed on the electrode of the ultrasonic transmission / reception surface of the piezoelectric ceramic 30 to increase the reflectance and efficiency of the ultrasonic waves.
  • the acoustic matching layer 40 may be formed in one or more layers to increase the reflectance and efficiency of the ultrasonic waves.
  • the acoustic lens 50 is formed on the acoustic matching layer 40 to focus ultrasound transmitted to increase the resolution of the ultrasound image, and to enter the inspected object.
  • a material of the acoustic lens 50 for example, silicon or the like close to a living body may be used.
  • the flexible printed circuit board 60 is formed between the rear block 10 and the piezoelectric ceramic 30 and is electrically connected to the piezoelectric ceramic 30 and the rear block 10.
  • the wiring pattern formed on the flexible printed circuit board 60 is electrically connected to an electrode formed on the rear surface of the piezoelectric ceramic 30, for example, a signal block and a ground electrode, and a conductive back block body 12.
  • the flexible printed circuit board 60 may be electrically connected to an electrode of the piezoelectric ceramic 30, grounded to the rear block 10, and a tape wiring board made of a polyimide material having a wiring pattern formed on the front surface thereof.
  • the flexible printed circuit board 60 may use a tape wiring board having wiring patterns formed on both surfaces thereof as necessary.
  • the ultrasonic probe 200 having the rear block 10 for the ultrasonic probe may further include a ground plate 70.
  • FIG 4 is a cross-sectional view of the ultrasonic probe 200 having the rear block 10 for the ultrasonic probe according to another embodiment of the present invention.
  • the ultrasonic probe 200 having the rear block 10 for the ultrasonic probe according to another embodiment of the present invention is the ultrasonic probe 100 having the rear block 10 for the ultrasonic probe of FIG. 3. Since it has the same configuration except that the ground plate 70 is further provided in comparison with the structure of the ground plate 70, the structure of the ground plate 70 is formed as follows.
  • the ground plate 70 is formed between the acoustic matching layer 40 and the piezoelectric ceramic 30, and both ends thereof are bonded to the wiring pattern of the flexible printed circuit board 60.
  • the ground plate 70 is bonded to the ground pattern of the wiring pattern of the printed circuit board.
  • the ultrasonic probe 200 may improve acoustic characteristics.

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Abstract

본 발명은 초음파 프로브용 후면블록 및 그의 제조방법에 관한 것으로서, 본 발명의 초음파 프로브용 후면블록 제조방법은, 한쪽에 개방부가 형성된 내부공간을 가지는 후면블록본체(backing block body)의 내부에 흡음재(sound absorbing material)를 충진하는 충진단계 및 후면블록본체에 충진된 상기 흡음재를 압착하는 압착단계를 포함한다. 이를 통해 흡음재의 대량 투입이 가능하게 되어, 압전 세라믹에서 후면블록으로 전파되는 초음파를 효과적으로 흡수하여 더욱 향상된 음향 특성을 제공할 수 있다.

Description

초음파 프로브용 후면블록 및 그의 제조방법
본 발명은 초음파 프로브에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 압전 세라믹에서 후면블록(backing block)으로 전파되는 초음파의 흡음율을 향상시킬 수 있는 초음파 프로브용 후면블록 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
초음파는 인체 또는 동물의 내부를 검사하거나, 금속 또는 플라스틱과 같은 고체의 두께나 내부 결합을 비파괴 방식으로 측정하는 경우에 사용되며, 작업자가 용이하게 취급할 수 있도록 프로브(이하, '초음파 프로브'라 한다) 형태로 구현된다.
초음파 프로브는 후면블록 위에 압전 세라믹이 형성되고, 압전 세라믹 위에 복수층의 음향 정합층이 형성되고, 음향 정합층 위에 음향 렌즈가 형성된 구조를 갖는다. 따라서 압전 세라믹에서 발생되는 초음파 중 후면 블록쪽으로 전파되는 초음파는 후면블록이 흡수하고, 음향 정합층쪽으로 전파되는 초음파는 음향 정합층 및 음향 렌즈를 통하여 피검사체로 전달된다.
이와 같은 초음파 프로브는 압전 세라믹에서 발생되는 초음파 중 후면블록쪽으로 전파되는 초음파를 후면 블록에서 흡수함으로써, 초음파 프로브의 음향 특성을 조절할 수 있다. 특히 후면블록의 흡음율이 높을수록 초음파 프로브의 음향 특성을 향상시킬 수 있다.
후면블록은 흡음성이 양호한 고무 또는 그라파이트와 같은 소재의 흡음재를 사용하여 제조되기는 하지만, 후면블록 제조시 후면블록 제조틀에 흡음재 및 에폭시 합성수지(resin)를 투입하여 압착시켜 제조되기 때문에 합성수지 대비 흡음재의 투입량에 한계가 있어 후면블록의 흡음율을 향상시키는 데는 한계가 있었다.
에폭시 합성수지는 후면블록의 제조시 후면블록 제조틀과 후면블록이 분리가 가능하도록 해주고, 후면블록의 모양을 형성하는데 필요한 소재이기 때문에 일정 비율 이상 포함되어야만 했다.
상기와 같은 방법으로 제조된 후면블록은 내구성이 약하여 형태 변형의 우려가 있었다.
또한 에폭시 합성수지가 포함되기 때문에 후면블록 제조틀에서 후면블록이 고체상태로 형성되는데 많은 시간이 필요하였다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 압전 세라믹에서 후면 블록으로 전파되는 초음파를 효과적으로 흡수하여 더욱 향상된 음향 특성을 제공하기 위하여 흡음재를 대량 투입가능한 초음파 프로브용 후면블록 및 그의 제조방법를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 내구성이 좋아 형태 변형이 적은 초음파 프로브용 후면블록 및 그의 제조방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 초음파 프로브용 후면블록의 제조시간을 단축할 수 있는 초음파 프로브용 후면블록 제조방법을 제공하기 위한 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 한쪽에 개방부가 형성된 내부공간을 가지는 후면블록본체(backing block body)의 내부에 흡음재(sound absorbing material)를 충진하는 충진단계와 상기 후면블록본체에 충진된 상기 흡음재를 압착하는 압착단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 프로브용 후면블록 제조방법을 제공한다.
본 발명의 초음파 프로브용 후면블록 제조방법에 있어서, 상기 흡음재의 소재는 고무, 그라파이트, 세라믹 파우더 및 금속 파우더 중에 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 초음파 프로브용 후면블록 제조방법에 있어서, 상기 후면블록본체의 소재는 구리, 알루미늄, 철 및 스테인리스 중에 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 초음파 프로브용 후면블록 제조방법에 있어서, 상기 후면블록본체는 원통, 사각관 또는 육각관 구조일 수 있다.
본 발명의 초음파 프로브용 후면블록은 한쪽에 개방부가 형성된 내부공간을 가지는 후면블록본체와 상기 후면블록본체의 내부에 충진된 흡음재를 포함할 수 있다.
본 발명의 초음파 프로브는 후면블록, 상기 후면블록의 상부에 형성된 압전 세라믹, 상기 압전 세라믹의 상부에 형성된 음향 정합층 및 상기 음향 정합층의 상부에 형성된 음향 렌즈를 포함하며, 상기 후면블록은, 한쪽에 개방부가 형성된 내부공간을 가지는 후면블록본체 및 상기 후면블록본체의 내부에 충진된 흡음재를 포함 할 수 있다.
본 발명의 초음파 프로브는 상기 후면 블록과 상기 압전 세라믹 사이에 형성된 유연성 회로기판을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 초음파 프로브는 상기 음향 정합층과 상기 압전 세라믹 사이에 형성된 접지판을 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 초음파 프로브용 후면블록 및 그의 제조방법에 따르면, 후면 블록은 한쪽에 개방부가 형성된 내부공간을 가지는 후면블록본체 내부에 흡음재를 충진하고, 후면블록본체 내부에 흡음재를 압착하여 제조하기 때문에, 흡음재의 대량 투입이 가능하게 되어, 압전 세라믹에서 후면블록으로 전파되는 초음파를 효과적으로 흡수하여 더욱 향상된 음향 특성을 제공할 수 있다.
또한, 후면블록본체의 소재로 구리, 알루미늄, 철, 스테인리스 등 금속 물질을 사용하기 때문에 내구성이 좋아 형태 변형이 적은 초음파 프로브용 후면블록을 제공할 수 있다.
또한, 에폭시 합성수지를 사용하지 않아 별도의 경화시간을 필요로 하지 않기 때문에 초음파 프로브용 후면블록의 제조시간을 단축할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 초음파 프로브용 후면블록의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 초음파 프로브용 후면블록의 제조방법을 나타낸 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 초음파 프로브용 후면블록을 구비한 초음파 프로브 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 초음파 프로브용 후면블록을 구비한 초음파 프로브 단면도이다.
하기의 설명에서는 본 발명의 실시예를 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 초음파 프로브용 후면블록의 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 초음파 프로브용 후면블록(10)은 한쪽에 개방부(13)가 형성된 내부공간(14)을 가지는 후면블록본체(12) 및 후면블록본체(12)의 내부에 충진된 흡음재(16)를 포함한다.
후면블록본체(12)의 소재로는 열전도도가 높은 구리, 알루미늄, 철 및 스테인리스 등이 사용될 수 있으나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니며, 열전도도가 높은 다양한 소재들이 사용될 수 있다.
이와 같이 본 실시예에 따른 초음파 프로브용 후면블록(10)은 열을 신속하게 방출할 수 있는 후면블록본체(12)를 포함하고 있기 때문에, 별도로 열을 방출하는 히트 싱크(heat sink)의 접착이 필요 없다.
또한, 후면블록본체(12)의 소재는 기존의 초음파 프로브용 후면블록보다 강도가 높은 소재를 사용하기 때문에 기존의 초음파 프로브용 후면블록보다 내구성이 좋아 질 수 있다.
따라서, 본 실시예의 초음파 프로브용 후면블록(10)은 기존의 초음파 프로브용 후면블록보다 형태 변형이 적을 수 있다.
한편, 후면블록본체(12)는 사각관 구조로 형성되어 있으나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니며, 원통 및 육각관 구조 등 다양한 관형구조의 후면블록본체(12)가 채용될 수 있다.
흡음재(16)의 소재로는 흡음성이 우수한 고무, 그라파이트, 세라믹 파우더 및 금속 파우더 등이 사용될 수 있으나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니며, 흡음성이 우수하고 밀도 및 비중이 높은 파우더 등 다양한 소재들이 사용될 수 있다.
이와 같은 본 실시예에 따른 초음파 프로브용 후면블록(10)의 제조방법에 대해서 도 1 및 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
여기서, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 초음파 프로브용 후면블록(10)의 제조방법을 나타낸 흐름도이다.
본 발명의 실시예에 따른 초음파 프로브용 후면블록(10) 제조방법은 한쪽에 개방부(13)가 형성된 내부공간(14)을 가지는 후면블록본체(12)의 내부에 흡음재(16)를 충진하는 충진단계(S10) 및 후면블록본체(12)에 충진된 흡음재(16)를 압착하는 압착단계(S20)를 포함한다.
기존의 초음파 프로브용 후면블록의 제조방법은 후면블록 제조틀에 흡음재 및 에폭시 합성수지를 충진하여 압착시켜 제조되기 때문에 합성수지 대비 흡음재의 투입량에 한계가 있었다.
하지만 본 실시예에 따른 초음파 프로브용 후면블록(10) 제조방법으로 제조되는 초음파 프로브용 후면블록(10)은 에폭시 합성수지를 사용하지 않거나 기존의 초음파 프로브용 후면블록보다 흡음재 대비 적은 비율로 에폭시 합성 수지를 사용하기 때문에, 기존의 초음파 프로브용 후면블록보다 많은 양의 흡음재(16)의 충진이 가능하다.
따라서 본 실시예에 초음파 프로브용 후면블록(10)은 흡음재(16)의 대량 충진이 가능하게 되어, 후면블록(10)으로 전파되는 초음파를 효과적으로 흡수하여 더욱 향상된 음향 특성을 제공할 수 있다.
이와 같은 본 실시예에 따른 초음파 프로브용 후면블록(10)을 구비한 초음파 프로브(100)에 대해서 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
여기서, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 초음파 프로브용 후면블록(10)을 구비한 초음파 프로브(100)의 단면도이다.
도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 초음파 프로브(100)는 한쪽에 개방부(13)가 형성된 내부공간(14)을 가지는 후면블록본체(12) 및 후면블록본체(12)의 내부에 압착되는 흡음재(16)를 포함하는 후면블록(10), 압전 세라믹(30), 음향 정합층(40) 및 음향 렌즈(50)를 포함하며, 유연성 인쇄회로기판(60)을 더 포함할 수 있다.
압전 세라믹(30)은 후면블록(10)의 상부에 형성되고, 음향 정합층(40)은 압전 세라믹(30)의 상부에 형성된다.
압전 세라믹(30)은 전기적 신호를 음향신호인 초음파로 변환시켜 공기중으로 내보내고, 공기중에서 반사되어 돌아오는 초음파 반사신호를 다시 전기적 신호로 변환시켜서 장치로 보낸다.
압전 세라믹(30)의 소재로는 PZT 등의 세라믹 소재 또는 PMN_PT 등의 단결정 소재가 사용될 수 있다.
음향 정합층(40)은 압전 세라믹(30)의 초음파 송/수신면의 전극상에 형성되어 초음파의 반사율과 효율을 증가시킨다.
또한 음향 정합층(40)은 초음파의 반사율과 효율을 증가시키기 위해 한 층 이상으로 형성될 수 있다.
음향 렌즈(50)는 음향 정합층(40)의 상부에 형성되어 초음파 영상의 분해능을 높이기 위해서 송신되는 초음파를 집속하여 피검사체에 입사시킨다.
음향 렌즈(50)의 소재로는, 예컨대 생체에 가까운 실리콘 등이 사용될 수 있다.
유연성 인쇄회로기판(60)은 후면블록(10)과 압전 세라믹(30) 사이에 형성되며, 압전 세라믹(30) 및 후면블록(10)에 전기적으로 접속된다.
즉 유연성 인쇄회로기판(60)에 형성된 배선 패턴은 압전 세라믹(30)의 후면에 형성된 전극, 예컨대 신호 전극과 접지 전극과 전도성이 있는 후면블록본체(12)에 전기적으로 연결된다.
이때 유연성 인쇄회로기판(60)은 압전 세라믹(30)의 전극에 전기적으로 접속되고, 후면블록(10)에 접지되며, 전면에 배선 패턴이 형성된 폴리이미드 소재의 테이프 배선기판이 사용될 수 있다.
또한, 유연성 인쇄회로기판(60)은 필요에 따라 양면에 배선 패턴이 형성된 테이프 배선기판이 사용될 수 있다.
한편, 본 실시예에 따른 초음파 프로브용 후면블록(10)을 구비한 초음파 프로브(200)는 도 4에 도시된 바와 같이, 접지판(70)을 더 구비할 수 있다.
여기서, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 초음파 프로브용 후면블록(10)을 구비한 초음파 프로브(200)의 단면도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 초음파 프로브용 후면블록(10)을 구비한 초음파 프로브(200)는 도 3의 초음파 프로브용 후면블록(10)을 구비한 초음파 프로브(100)와 비교하여 접지판(70)을 더 구비하는 것을 제외하면 동일한 구성을 갖기 때문에, 접지판(70)이 형성된 구조를 중심으로 설명하면 다음과 같다.
접지판(70)은 음향 정합층(40)과 압전 세라믹(30) 사이에 형성되며, 양단은 유연성 인쇄회로기판(60)의 배선 패턴에 접합된다.
즉, 접지판(70)은 인쇄회로기판의 배선 패턴 중 접지 패턴에 접합된다.
접지판(70)을 구비함으로서 본 발명의 다른 실시예에 따른 초음파 프로브(200)는 음향 특성을 향상시킬 수 있다.
한편, 본 도면에 개시된 실시예는 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 것이다.

Claims (8)

  1. 초음파 프로브용 후면블록(backing block) 제조방법으로,
    한쪽에 개방부가 형성된 내부공간을 가지는 후면블록본체(backing block body)의 내부에 흡음재(sound absorbing material)를 충진하는 충진단계;
    상기 후면블록본체에 충진된 상기 흡음재를 압착하는 압착단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 프로브용 후면블록 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 흡음재의 소재는 고무, 그라파이트, 세라믹 파우더 및 금속 파우더 중에 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 프로브용 후면블록 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 후면블록본체의 소재는 구리, 알루미늄, 철 및 스테인리스 중에 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 프로브용 후면블록 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 후면블록본체는 원통, 사각관 또는 육각관 구조인 것을 특징으로 하는 초음파 프로브용 후면블록 제조방법.
  5. 한쪽에 개방부가 형성된 내부공간을 가지는 후면블록본체;
    상기 후면블록본체의 내부에 충진된 흡음재;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 프로브용 후면블록.
  6. 후면블록;
    상기 후면블록의 상부에 형성된 압전 세라믹;
    상기 압전 세라믹의 상부에 형성된 음향 정합층; 및
    상기 음향 정합층의 상부에 형성된 음향 렌즈; 를 포함하며,
    상기 후면블록은,
    한쪽에 개방부가 형성된 내부공간을 가지는 후면블록본체;
    상기 후면블록본체의 내부에 충진된 흡음재;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 프로브.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 후면 블록과 상기 압전 세라믹 사이에 형성된 유연성 회로기판;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 프로브.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 음향 정합층과 상기 압전 세라믹 사이에 형성된 접지판;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 프로브.
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