WO2014181966A1 - 단위 초음파 프로브, 이를 갖는 초음파 프로브 모듈 및 이를 갖는 초음파 프로브 장치 - Google Patents

단위 초음파 프로브, 이를 갖는 초음파 프로브 모듈 및 이를 갖는 초음파 프로브 장치 Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a unit ultrasonic probe, an ultrasonic probe module having the same, and an ultrasonic probe device having the same, and more particularly, to increase the number of piezoelectric wafers capable of generating ultrasonic waves in a lateral direction more easily and at low cost.
  • the present invention relates to a unit ultrasonic probe, an ultrasonic probe module having the same, and an ultrasonic probe device having the same.
  • Ultrasound is an examination of tissue abnormalities by using ultrasonic waves. Ultrasound is used to detect anomalies of tissue by an image generated by a signal reflected from an ultrasound target. It is mainly used for the diagnosis of lesion tissues such as tumors or the fetus.
  • Ultrasound is defined as sound with frequencies above the frequency range a human can hear, usually from 20,000 Hz to 30 MHz.
  • diagnostic ultrasound which is a sound used for diagnosing a human body, is usually about 1 MHz to 20 MHz.
  • An ultrasound imaging apparatus is an apparatus for performing an ultrasound test, and may be classified into subdivisions of an ultrasonic probe, a signal processor, and a display unit.
  • the ultrasonic probe converts electrical and ultrasonic signals
  • the signal processor processes the received signal and the transmitted signal
  • the display unit uses the signals obtained from the ultrasonic probe and the signal processor to make an image.
  • ultrasound probes are an important part of the quality of ultrasound images.
  • an ultrasonic probe includes a piezoelectric wafer, a rear block, a flexible substrate, an acoustic lens, and the like, and these ultrasonic probes are becoming smaller.
  • the channel in the lateral direction is increased in order to improve vibration characteristics and focusing in the ultrasonic probe, thereby increasing the complexity of the structure of the flexible substrate and increasing the cost exponentially.
  • the present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, and even if the number of unit probes including the piezoelectric wafer in the lateral direction is increased, the fabrication of the flexible substrate is simplified, and the cost is easy. It is an object of the present invention to provide a unit ultrasonic probe, an ultrasonic probe module having the same, and an ultrasonic probe device having the same, which can prevent a series increase.
  • the unit ultrasonic probe has a rear block portion; A flexible board unit disposed on an upper surface of the rear block unit; And a piezoelectric wafer disposed on an upper surface of the flexible substrate and electrically connected to the flexible substrate, and formed to a size smaller than that of the rear block, and generating ultrasonic waves.
  • the rear block portion of the unit ultrasonic probe has a first horizontal length and a first vertical length
  • the flexible substrate portion has a second horizontal length and the first vertical length longer than the first horizontal length
  • the piezoelectric wafer formed on the upper surface of the flexible substrate of the unit ultrasonic probe has a third horizontal length and the first vertical length shorter than the first horizontal length.
  • the ultrasonic probe module may be stacked on one side of a first rear block portion, an upper surface of the first rear block portion, and a first flexible substrate portion having a first wiring pattern and an upper surface of the first flexible substrate portion.
  • a first unit ultrasonic probe configured to have a first piezoelectric wafer electrically connected to the first flexible substrate; And a second rear block portion stacked on an upper surface of the first flexible substrate portion, a second flexible substrate portion stacked on an upper surface of the second rear block portion, and a second flexible substrate portion stacked on an upper surface of the second flexible substrate portion.
  • a second unit ultrasonic probe having a second piezoelectric wafer electrically connected to the second piezoelectric wafer.
  • the size of the second rear block portion of the ultrasonic probe module is smaller than the size of the first rear block portion, the first and second piezoelectric wafers are formed in the same size, and the first and second piezoelectric wafers do not overlap each other. Are not placed.
  • the first piezoelectric wafer and the second rear block portion of the ultrasonic probe module are formed to have the same thickness, and the first piezoelectric wafer and the second rear block portion are spaced apart from each other.
  • the other end opposite to one end of the first and second flexible substrate parts on which the first and second piezoelectric wafers of the ultrasonic probe module are disposed extends outwardly of the first and second rear block parts. 2 It is bent from the rear block part.
  • the size of the first piezoelectric wafer of the ultrasonic probe module is less than or equal to the size of the second piezoelectric wafer.
  • the second flexible substrate portion of the ultrasonic probe module overlaps with a portion of the first piezoelectric wafer, and the second flexible substrate portion is electrically connected to the first piezoelectric wafer.
  • the ultrasonic probe device includes a piezoelectric wafer, which is laminated on one side of an upper surface of the rear block portion, a flexible substrate portion stacked on an upper surface of the rear block portion, and an upper surface of the flexible substrate portion, and electrically connected to the flexible substrate portion.
  • Ultrasonic probe modules formed by stacking at least two unit ultrasonic probes, one side of the rear block portion of the ultrasonic probe modules are arranged in a step shape, the other side facing the one side of the rear block portion is aligned in the same position The ultrasonic probe modules are disposed to face each other.
  • the ultrasonic probe modules of the ultrasonic probe device are respectively disposed such that one side thereof faces each other.
  • the flexible substrates included in each of the ultrasonic probe modules of the ultrasonic probe device are disposed outside the ultrasonic probe modules.
  • the ultrasonic probe modules of the ultrasonic probe apparatus are disposed to face each other so as to face the one side of the rear block portion formed in a step shape and aligned on the same plane.
  • the flexible substrate parts of the ultrasonic probe device are disposed inside the ultrasonic probe modules.
  • the one side of one of the ultrasonic probe modules of the ultrasonic probe device and the other side of the other ultrasonic probe module are disposed to face each other.
  • the first and second flexible substrate portions of the ultrasonic probe device extend and bend to the other side of the first and second rear block portions.
  • the ultrasonic probe according to the present invention increases the channel by stacking unit ultrasonic probes including piezoelectric wafers even though the number of piezoelectric wafers is increased in the lateral direction, the structure of the flexible substrate is complicated and the price increases exponentially. Can be prevented.
  • the unit probes are stacked in a staggered structure in which piezoelectric wafers are adjacent to each other without overlapping, the probes can be easily manufactured and manufactured in the convex or concave structure according to the structure.
  • FIG. 1 is a perspective view illustrating a unit ultrasonic probe according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a unit ultrasonic probe according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a perspective view showing an ultrasonic probe module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing an ultrasonic probe module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a perspective view illustrating a structure in which unit ultrasonic probes are stacked according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a perspective view illustrating an ultrasonic probe in which ultrasonic probe modules according to an exemplary embodiment of the present invention are arranged.
  • FIG. 7 is a perspective view illustrating an ultrasonic probe in which ultrasonic probe modules according to an embodiment of the present invention are arranged.
  • FIG. 8 is a perspective view illustrating an ultrasonic probe in which ultrasonic probe modules according to an exemplary embodiment of the present invention are arranged.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating the ultrasonic probe of FIG. 6.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating the ultrasonic probe of FIG. 7.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating the ultrasonic probe of FIG. 8.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating the ultrasonic probe of FIG. 8.
  • FIG. 12 is a view illustrating a stacked structure of unit ultrasonic probes including piezoelectric wafers having the same size according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a view illustrating a stacked structure of unit ultrasonic probes composed of piezoelectric wafers having different sizes according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a view illustrating a stacked structure of unit ultrasonic probes composed of piezoelectric wafers having different sizes according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • 15 is a diagram illustrating an ultrasound imaging apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the unit ultrasonic probe 100 according to the embodiment of the present invention is as follows with reference to FIGS. 1 and 2.
  • 1 and 2 are a cross-sectional view and a perspective view showing a unit ultrasonic probe 100 according to an embodiment of the present invention.
  • the unit ultrasonic probe 100 has a structure in which the rear block portion 10, the flexible substrate portion 20, and the piezoelectric wafer 30 are sequentially stacked.
  • the rear block portion 10 is located at the lowermost end of the unit ultrasonic probe 100, and absorbs unnecessary ultrasonic signals traveling from the piezoelectric wafer 30 toward the rear block portion 10, and the material has good sound absorption characteristics, Materials such as graphite, urethane and the like can be used.
  • the rear block part 10 has a first horizontal length A and a first vertical length B.
  • the flexible board unit 20 is stacked on the upper surface of the rear block unit 10, the flexible board unit 20 is formed with a wiring pattern on both sides, the flexible board unit 20 is a flexible printed circuit board FPCB or the like Can be used.
  • the flexible substrate portion 20 has a second horizontal length (A1) longer than the first horizontal length (A), the flexible substrate portion 20 is the same as the rear block portion (10) It has one longitudinal length (B).
  • the piezoelectric wafer 30 is laminated on the upper surface of the flexible substrate 20, a ceramic material such as PZT, PMN-PT may be used.
  • the piezoelectric wafer 30 has a third horizontal length A2 shorter than the first horizontal length A of the rear block part 10, and the piezoelectric wafer 30 has the same first vertical length as the rear block part 10. Has (B).
  • one side end of the rear block part 10, one side end of the flexible substrate 20, and one side end of the piezoelectric wafer 30 are each aligned to be the same.
  • the other end disposed on a plane and facing one end of the rear block portion 10, the other end facing one end of the flexible substrate 20, and the other end facing the one end of the piezoelectric wafer 30 are different positions. Is placed on.
  • the ultrasonic probe module 200 according to the embodiment of the present invention is as follows with reference to FIGS. 3 and 4.
  • 3 and 4 are a cross-sectional view and a perspective view showing the ultrasonic probe module 200 according to an embodiment of the present invention.
  • the ultrasound probe module 200 includes a first unit ultrasound probe 101 and a second unit ultrasound probe 102.
  • the first unit ultrasonic probe 101 includes a first rear block portion 11, a first flexible substrate portion 21, and a first piezoelectric wafer 31.
  • the first flexible substrate 21 is stacked on an upper surface of the first rear block portion 11, and the first piezoelectric wafer 31 is laminated on one side of an upper surface of the first flexible substrate 21. It is electrically connected to the substrate portion 21.
  • the second unit ultrasound probe 102 is stacked on an upper surface of the first unit ultrasound probe 101, and the second unit ultrasound probe 102 includes a second rear block part 12, a second flexible substrate part 22, and A second piezoelectric wafer 32 is provided.
  • the second rear block part 12 is stacked on the upper surface of the first flexible substrate 21 at intervals from the first piezoelectric wafer 31.
  • the second flexible board portion 22 is stacked on the top surface of the second rear block portion 12, and is also laminated on a portion of the first piezoelectric wafer 31 so that the second flexible board portion 22 is the first piezoelectric wafer. Electrically connected with 31.
  • the second piezoelectric wafer 32 is stacked on an upper surface of the second flexible substrate 22 in the area of the second rear block 12 to be electrically connected to the second flexible substrate 22.
  • the ultrasonic probe module 200 has a structure in which the first unit ultrasonic probe 101 and the second unit ultrasonic probe 102 are sequentially stacked, and the number of unit ultrasonic probes stacked is not limited thereto.
  • the first rear block part 11 has a size including a first piezoelectric wafer 31 positioned on an upper surface to absorb ultrasonic waves emitted to the rear surface of the first piezoelectric wafer 31.
  • the second rear block part 12 has a size including a second piezoelectric wafer 32 positioned on an upper surface to absorb ultrasonic waves emitted to the rear surface of the second piezoelectric wafer 32, and the second rear block.
  • the same thickness as that of the first piezoelectric wafer 31 so that the second flexible substrate portion 22 stacked on the upper portion of the portion 12 and the first piezoelectric wafer 31 is parallel to the first flexible substrate portion 11.
  • the first and second flexible substrates 21 and 22 In order to prevent the first flexible substrate portion 21 and the second flexible substrate portion 22 from completely covering the front surfaces of the first piezoelectric wafer 31 and the second piezoelectric wafer 32, the first and second flexible substrates 21 and 22.
  • the portions 21 and 22 extend in the opposite direction to the side where the first piezoelectric wafer 31 and the second piezoelectric wafer 32 are positioned, and the first and second flexible substrate portions 21 and 22 are illustrated in FIGS. As shown in FIG. 4, the first and second rear block portions 11 and 12 protrude outwardly.
  • the size of the second rear block part 12 is smaller than the size of the first rear block part 11.
  • One side ends of the first and second rear block parts 11 and 12 having different sizes are aligned with each other and disposed on the same plane, thereby opposing one ends of the first and second rear block parts 11 and 12.
  • the other end is disposed in the form of a stair as shown in FIGS. 3 and 4.
  • the second piezoelectric wafer 32 is stacked on the upper surface of the second flexible substrate 22 in the region of the second rear block portion 12, and the second piezoelectric wafer 32 is the first piezoelectric wafer 31. ) So that they do not overlap.
  • the first piezoelectric wafer 31 and the second rear block part 12 are spaced apart from each other as shown in FIG. 4 so that the first and second piezoelectric wafers 31 and 32 do not overlap each other.
  • the first piezoelectric wafer 31 and the second rear block portion 12 are formed to have the same thickness.
  • the first and second piezoelectric wafers 31 and 32 are formed in the same size, and because the end portions of the first and second rear block portions 11 and 12 are arranged in a step shape, The first and second piezoelectric wafers 31 and 32 are also arranged in a step shape as shown in FIGS. 3 and 4.
  • FIG. 5 illustrates an ultrasonic probe module in which four unit ultrasonic probes are assembled.
  • FIG. 5 is a perspective view illustrating a stacked structure of unit ultrasonic probes 101, 102, 103, and 104 constituting an ultrasonic probe module, and piezoelectric wafers 31, 32, 33, and 34 are used to prevent overlapping.
  • the 31, 32, 33, 34 are stacked in the form of a step. In this case, the number of stacked unit ultrasound probes is not limited thereto.
  • the rear block portions 11, 12, 13, and 14 serve to support the piezoelectric wafers 31, 32, 33, and 34, and the rear block portions so that the piezoelectric wafers 31, 32, 33, and 34 do not overlap. (11,12,13,14) decrease in size as they go upwards.
  • rear block portions 11, 12, 13 and 14 have a shape in which the area decreases toward the upper portion thereof, and when one end of the rear block portions 11, 12, 13 and 14 are aligned in the same plane, One side of the rear block portions 11, 12, 13, and 14 are arranged in a step shape, and the other side opposite to one side is aligned on the same plane.
  • piezoelectric wafers 31, 32, 33, 34 are located parallel to each other at one end of the upper surface of the rear block portions 11, 12, 13, 14, respectively, thereby piezoelectric wafers 31, 32, 33, 34 ) Are arranged so that they do not overlap each other.
  • the flexible substrate parts 21, 22, 23, and 24 are electrically connected to the piezoelectric wafers 31, 32, 33, and 34, respectively.
  • the flexible substrate portions 21, 22, 23, 24 are bent upwards or downwards as shown in FIG. 5 from the outside of the rear block portions 11, 12, 13, 14.
  • an ultrasonic probe device 301 using the ultrasonic probe modules illustrated in FIG. 5 is as follows.
  • the ultrasonic probe device 301 is formed by combining the ultrasonic probe modules 301a and 301b shown in FIG.
  • FIG. 6 is an ultrasonic probe apparatus including at least two ultrasonic probe modules 301a and 301b including unit ultrasonic probes 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, and 108 according to an embodiment of the present invention. It is a perspective view showing.
  • One side of the rear blocks included in the ultrasonic probe module 301a illustrated in FIG. 6 and stacked in different sizes, and one side of the rear blocks stacked in the different ultrasonic probe modules 301b and stacked in different sizes may have a stepped shape.
  • the other side facing one side of the rear blocks are arranged on the same plane, respectively.
  • the ultrasonic probe modules 301a and 301b shown in FIG. 6 are disposed to face each other, and the ultrasonic probe modules 301a and 301b shown in FIG. 6 are arranged on the same plane among the rear blocks, respectively. Face to face.
  • the distances between the piezoelectric wafers 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, and 38 symmetrically facing each other with respect to the direction in which the length of the flexible substrate portion extends closer become convex. (convex) structure, wherein the flexible substrate portion included in the pair of ultrasonic probe modules 301a and 301b is bent to extend between the pair of ultrasonic probe modules 301a and 301b.
  • the convex structure may be horizontally arranged to form an ultrasonic probe, and the number of the convex structures that are horizontally arranged is not limited thereto.
  • Ultrasonic probe device 302 according to an embodiment of the present invention with reference to FIG.
  • the ultrasonic probe device 302 is formed by combining the ultrasonic probe modules 301a and 301b shown in FIG. 7, and the ultrasonic probe modules 301a and 301b are each disposed in a symmetrical form.
  • One side of the rear blocks included in the ultrasonic probe module 301a illustrated in FIG. 7 and stacked in different sizes, and one side of the rear blocks stacked in the different ultrasonic probe modules 301b and stacked in different sizes may have a stepped shape.
  • the other side facing one side of the rear blocks are arranged on the same plane, respectively.
  • the ultrasonic probe modules 301a and 301b shown in FIG. 7 are disposed to face each other, and the ultrasonic probe modules 301a and 301b shown in FIG. 7 are disposed so that the one sides arranged in a step shape among the rear blocks face each other. Is placed.
  • the piezoelectric wafers 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, and 38 are positioned adjacent to each other in a direction in which the length of the flexible substrate extends as they are stacked upwardly to prevent overlapping with each other.
  • the piezoelectric wafers 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, and 38 are symmetrically opposed to each other with respect to the direction in which the length of the flexible substrate extends as they are stacked up.
  • the separation distance is gradually separated to form a concave (concave) structure, the flexible substrate portion is extended and bent out of the pair of ultrasonic probe modules (301a, 301b).
  • the ultrasonic probe modules 301a and 301b may have a concave structure arranged horizontally to form an ultrasonic probe.
  • the number of the concave structures arranged horizontally is not limited thereto.
  • the ultrasonic probe 303 is as follows with reference to FIG. 8. 8 is a perspective view illustrating an ultrasonic probe 303 including ultrasonic probe modules 301a and 301b stacked with four unit ultrasonic probes 101, 102, 103, and 104 according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the ultrasonic probe device 303 is formed by combining the ultrasonic probe modules 301a and 301b shown in FIG. 8, and each of the ultrasonic probe modules 301a and 301b is disposed in a symmetrical form.
  • One side of the rear blocks included in the ultrasonic probe module 301a shown in FIG. 8 and stacked in different sizes, and one side of the rear blocks stacked in the different ultrasonic probe modules 301b and stacked in different sizes may have a stepped shape.
  • the other side facing one side of the rear blocks are arranged on the same plane, respectively.
  • the ultrasonic probe modules 301a and 301b shown in FIG. 8 are disposed to face each other, and the ultrasonic probe modules 301a and 301b shown in FIG. 8 are the one side and the rear blocks arranged in a step shape among the rear blocks. The other sides arranged in the same plane among them are disposed to face each other.
  • Piezoelectric wafers are positioned adjacent to each other in the opposite direction in which the length of the flexible substrate portion extends as they are stacked to prevent overlapping with each other.
  • FIG. 9 illustrates a flexible substrate unit among the ultrasonic probe modules 301a and 301b having the unit ultrasonic probes 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, and 108 according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 6. It is a cross-sectional view showing the ultrasonic probe device 301 having a structure that faces symmetrically with respect to the direction in which the length is extended.
  • FIG. 10 illustrates a flexible substrate unit among the ultrasonic probe modules 301a and 301b having the unit ultrasonic probes 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, and 108 according to the exemplary embodiment of the present invention illustrated in FIG. 7.
  • FIG. 11 illustrates a structure in which the ultrasonic probe modules 301a and 301b having the unit ultrasonic probes 101, 102, 103, and 104 according to the exemplary embodiment of the present invention are arranged in the same horizontal manner. It is sectional drawing which shows the ultrasonic probe apparatus 303 which has.
  • FIG. 12 is a view illustrating a stacked structure of unit ultrasonic probes 101, 102, 103, and 104 according to an embodiment of the present invention. Piezoelectric wafers for each unit ultrasonic probe 101, 102, 103, and 104 are shown in FIG. (31, 32, 33, 34) shows the same area.
  • FIG. 13 is a view illustrating a stacked structure of unit ultrasonic probes 101, 102, 103, and 104 according to an exemplary embodiment of the present invention, and piezoelectric wafers for each unit ultrasonic probe 101, 102, 103, and 104. Areas 31, 32, 33, and 34 are enlarged in the direction in which the length of the flexible substrate 24 extends.
  • FIG. 14 is a view illustrating a stacked structure of unit ultrasonic probes 101, 102, 103, and 104 according to an exemplary embodiment of the present invention, and piezoelectric wafers for each unit ultrasonic probe 101, 102, 103, and 104.
  • Areas 31, 32, 33, and 34 are narrower in the direction in which the length of the flexible substrate 24 extends.
  • the ultrasound imaging apparatus 70 is as follows with reference to FIG. 15.
  • the ultrasound imaging apparatus 70 of FIG. 15 includes a main body 71, an ultrasound probe 300, a display unit 73, an input unit 74, and a connector 75.
  • the ultrasound probe 300 includes an acoustic lens 80, which is a part touching the affected part of the patient, and a case 90 surrounding the remaining components constituting the ultrasound probe 300.
  • the acoustic lens 80 is a lens used for focusing of an ultrasound image, and silicon or the like may be used as the material.
  • the remaining components inside the case 90 has been described in detail above.
  • Ultrasound is used to examine abnormalities in tissues or to provide ultrasound to the affected area to detect the presence of abnormal tissues.
  • the medical ultrasound apparatus used for the diagnosis of lesion tissues or fetuses Of course, it can be used for application inspection apparatus for performing nondestructive inspection by generating ultrasonic waves.

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Abstract

본 발명은 단위 초음파 프로브, 초음파 프로브 모듈 및 초음파 프로브 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 단위 초음파 프로브는단위 초음파 프로브는 후면 블럭부; 상기 후면 블럭부의 상면에 배치되는 연성기판부; 및 상기 연성기판부의 상면에 배치되어 상기 연성기판부와 전기적으로 접속되고, 상기 후면 블럭부보다 작은 사이즈로 형성되며, 초음파를 발생시키는 압전 웨이퍼를 포함하며, 본 발명에 따른 초음파 프로브는 횡 방향으로 압전 웨이퍼의 개수를 증가시키더라도 압전웨이퍼를 포함하는 단위 초음파 프로브를 적층시켜 채널을 증가시키기 때문에, 연성기판의 구조가 복잡해져 가격이 기하급수적으로 증가하는 것을 방지할 수 있다.

Description

단위 초음파 프로브, 이를 갖는 초음파 프로브 모듈 및 이를 갖는 초음파 프로브 장치
본 발명은 단위 초음파 프로브, 이를 갖는 초음파 프로브 모듈 및 이를 갖는 초음파 프로브 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 횡 방향으로 초음파를 발생시킬 수 있는 압전 웨이퍼들의 개수를 보다 쉽게 늘리면서 이를 저렴한 가격으로 구현할 수 있는 단위 초음파 프로브, 이를 갖는 초음파 프로브 모듈 및 이를 갖는 초음파 프로브 장치에 관한 것이다.
초음파 검사는 초음파를 사용하여 조직의 이상을 검사하는 것으로, 초음파를 환부에 쏘아 반사되는 신호에 의해 만들어진 영상으로 이상 조직의 존재를 파악한다. 주로 종양 따위의 병변 조직이나 태아의 진단에 사용한다.
초음파는 사람이 들을 수 있는 주파수 범위 이상의 진동수를 갖는 소리로 정의되는데, 보통 20,000Hz 내지 30MHz까지를 초음파라 한다. 이 중 인체의 진단에 이용되는 소리인 진단용 초음파는 보통 1MHz 내지 20MHz 정도이다.
초음파 영상장치는 초음파 검사를 하는 장치로서, 크게 초음파 프로브, 신호처리부, 표시부의 세부분으로 구분 할 수 있다. 초음파 프로브는 전기 및 초음파 신호를 변환하고, 신호처리부는 받아들인 신호와 보내는 신호를 처리하며, 표시부는 초음파 프로브와 신호처리부에서 얻은 신호를 이용하여 영상을 만든다. 특히, 초음파 프로브는 초음파 영상의 질을 좌우하는 중요한 부분이다.
일반적으로 초음파 프로브는 압전웨이퍼, 후면블럭, 연성기판, 음향 렌즈 등을 포함하여 구성되는데, 이러한 초음파 프로브는 점점 소형화되어가고 있다.
따라서, 초음파 프로브가 소형화 될수록 초음파 프로브 내에서 진동 특성 및 포커싱을 좋게 하기 위하여 횡 방향의 채널을 늘리게 됨으로써 연성기판의 구조가 복잡하게 되어 제작이 용이하지 않고 비용도 기하급수적으로 증가하는 문제점을 안고 있다.
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 횡 방향의 압전웨이퍼를 포함하는 단위 프로브의 개수를 늘리더라도 연성기판의 구조를 복잡하지 않게 단순화함으로써 제작이 용이하고, 비용이 기하급수적으로 증가하는 것을 방지할 수 있는 단위 초음파 프로브, 이를 갖는 초음파 프로브 모듈 및 이를 갖는 초음파 프로브 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
일실시예로서, 단위 초음파 프로브는 후면 블럭부; 상기 후면 블럭부의 상면에 배치되는 연성기판부; 및 상기 연성기판부의 상면에 배치되어 상기 연성기판부와 전기적으로 접속되고, 상기 후면 블럭부보다 작은 사이즈로 형성되며, 초음파를 발생시키는 압전 웨이퍼를 포함한다.
단위 초음파 프로브의 상기 후면 블럭부는 제1 가로 길이 및 제1 세로 길이를 갖고, 상기 연성기판부는 상기 제1 가로 길이보다 긴 제2 가로 길이 및 상기 제1 세로 길이를 갖는다.
단위 초음파 프로브의 상기 연성기판부의 상면에 형성된 상기 압전 웨이퍼는 상기 제1 가로 길이보다 짧은 제3 가로 길이 및 상기 제1 세로 길이를 갖는다.
일실시예로서, 초음파 프로브 모듈은 제1 후면블럭부, 상기 제1 후면블럭부 상부면에 적층되고 제1 배선 패턴이 형성된 제1 연성기판부 및 상기 제1 연성기판부의 상면의 한쪽 편에 적층되어 상기 제1 연성기판부와 전기적으로 연결된 제1 압전웨이퍼를 구비하는 제1 단위 초음파 프로브; 및 상기 제1 연성기판부 상부면에 적층되는 제2 후면블럭부, 상기 제2 후면블럭부 상면에 적층되는 제2 연성기판부 및 상기 제2 연성기판부의 상면에 적층되어 상기 제2 연성기판부와 전기적으로 연결되는 제2 압전웨이퍼를 구비하는 제2 단위 초음파 프로브를 포함한다.
초음파 프로브 모듈의 상기 제2 후면블럭부의 사이즈는 상기 제1 후면블럭부의 사이즈보다 작게 형성되고, 상기 제1 및 제2 압전웨이퍼들은 동일한 사이즈로 형성되며, 상기 제1 및 제2 압전웨이퍼들은 상호 겹치지 않게 배치된다.
초음파 프로브 모듈의 상기 제1 압전 웨이퍼 및 상기 제2 후면블럭부는 동일한 두께로 형성되며, 상기 제1 압전 웨이퍼 및 상기 제2 후면블럭부는 상호 이격된다.
초음파 프로브 모듈의 상기 제1 및 제2 압전웨이퍼들이 배치된 상기 제1 및 제2 연성기판부들의 일측단과 대향하는 타측단은 상기 제1 및 제2 후면블럭부의 바깥쪽으로 연장되어 상기 제1 및 제2 후면블럭부로부터 절곡된다.
초음파 프로브 모듈의 상기 제1 압전웨이퍼의 사이즈는 상기 제2 압전웨이퍼의 사이즈 이하이다.
초음파 프로브 모듈의 상기 제2 연성기판부는 상기 제1 압전웨이퍼의 일부와 중첩되며, 상기 제2 연성기판부는 상기 제1 압전웨이퍼와 전기적으로 연결된다.
일실시예로서, 초음파 프로브 장치는 후면블럭부, 상기 후면블럭부 상부면에 적층되는 연성기판부 및 상기 연성기판부의 상면의 한쪽 편에 적층되어 상기 연성기판부와 전기적으로 연결된 압전웨이퍼를 구비하는 단위 초음파 프로브를 적어도 2개 적층하여 형성된 초음파 프로브 모듈들을 포함하며, 상기 초음파 프로브 모듈들의 상기 후면블럭부의 일측은 계단 형태로 배치되며, 상기 후면 블럭부의 상기 일측과 대향하는 타측은 동일 위치에 정렬되며, 상기 초음파 프로브 모듈들은 상호 마주하게 배치된다.
초음파 프로브 장치의 상기 초음파 프로브 모듈들은 각각 상기 일측이 상호 마주하게 배치된다.
초음파 프로브 장치의 상기 각 초음파 프로브 모듈에 포함된 상기 연성기판부들은 상기 초음파 프로브 모듈들의 바깥쪽에 배치된다.
초음파 프로브 장치의 상기 초음파 프로브 모듈들은 각각 계단 형태로 형성된 상기 후방블럭부의 상기 일측과 대향하며 동일 평면상에 정렬된 상기 타측들이 상호 마주하게 배치된다.
초음파 프로브 장치의 상기 연성기판부들은 상기 초음파 프로브 모듈들의 안쪽에 배치된다.
초음파 프로브 장치의 상기 초음파 프로브 모듈들 중 어느 하나의 초음파 프로브 모듈의 상기 일측 및 나머지 하나의 초음파 프로브 모듈의 상기 타측이 상호 마주하게 배치된다.
초음파 프로브 장치의 상기 제1 및 제2 연성기판부들은 상기 제1 및 제2 후면 블럭부들의 상기 타측으로 연장되어 절곡된다.
따라서, 본 발명에 따른 초음파 프로브는 횡 방향으로 압전 웨이퍼의 개수를 증가시키더라도 압전웨이퍼를 포함하는 단위 초음파 프로브를 적층시켜 채널을 증가시키기 때문에, 연성기판의 구조가 복잡해져 가격이 기하급수적으로 증가하는 것을 방지할 수 있다.
또한 단위 프로브들을 압전웨이퍼들이 겹치지 않고 인접하여 형성되는 엇갈림 구조로 적층하기 때문에, 제작이 용이하고 구조에 따라서 볼록(convex) 또는 오목(concave) 구조로 초음파 프로브 제작이 가능하다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 단위 초음파 프로브를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 단위 초음파 프로브를 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 초음파 프로브 모듈을 나타내는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 초음파 프로브 모듈을 나타내는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 단위 초음파 프로브들이 적층되어 있는 구조를 보여주는 사시도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 초음파 프로브 모듈들이 배열되어 있는 초음파 프로브를 보여주는 사시도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 초음파 프로브 모듈들이 배열되어 있는 초음파 프로브를 보여주는 사시도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 초음파 프로브 모듈들이 배열되어 있는 초음파 프로브를 보여주는 사시도이다.
도 9는 도6의 초음파 프로브를 보여주는 단면도이다.
도 10은 도7의 초음파 프로브를 보여주는 단면도이다.
도 11은 도8의 초음파 프로브를 보여주는 단면도이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따라 크기가 동일한 압전웨이퍼들로 구성된 단위 초음파 프로브들이 적층된 형상을 위에서 본 도면이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따라 크기가 다른 압전웨이퍼들로 구성된 단위 초음파 프로브들이 적층된 형상을 위에서 본 도면이다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따라 크기가 다른 압전웨이퍼들로 구성된 단위 초음파 프로브들이 적층된 형상을 위에서 본 도면이다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 초음파 영상 장치를 나타내는 도면이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 다만, 실시예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 잘 알려져 있고 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 가급적 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 핵심을 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.
본 발명의 실시예에 따른 단위 초음파 프로브(100)는 도 1 및 도 2를 참조하면 다음과 같다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 단위 초음파 프로브(100)를 나타내는 단면도 및 사시도이다.
본 발명의 실시예에 따른 단위 초음파 프로브(100)는 후면블럭부(10), 연성기판부(20), 압전웨이퍼(30)가 순차적으로 적층된 구조를 갖는다.
후면블럭부(10)는 단위 초음파 프로브(100)의 최하단에 위치하며, 압전웨이퍼(30)로부터 후면블럭부(10)를 향해 진행하는 불필요한 초음파 신호를 흡음하고, 소재로는 흡음성이 양호한 고무, 그라파이트, 우레탄 등과 같은 소재가 사용될 수 있다.
도 1을 참조하면, 후면블럭부(10)는 제1 가로 길이(A) 및 제1 세로 길이(B)를 갖는다.
연성기판부(20)는 후면블럭부(10)의 상부면에 적층되고, 연성기판부(20)는 양면에 배선 패턴이 형성되고, 연성기판부(20)는 유연성 인쇄회로기판인 FPCB 등이 사용될 수 있다.
본 발명의 일실시례에서, 연성기판부(20)는 제1 가로 길이(A)보다 긴 제2 가로 길이(A1)를 갖고, 연성기판부(20)는 후면블럭부(10)와 동일한 제1 세로 길이(B)를 갖는다.
그리고 압전웨이퍼(30)는 연성기판부(20)의 상부면에 적층되고, 소재로는 PZT, PMN-PT 등의 세라믹 소재가 사용될 수 있다.
압전웨이퍼(30)는 후면블럭부(10)의 제1 가로 길이(A) 보다 짧은 제3 가로 길이(A2)를 갖고, 압전웨이퍼(30)는 후면블럭부(10)와 동일한 제1 세로길이(B)를 갖는다.
본 발명의 일실시예에서, 도 1 및 도 2를 참조하면, 후면블럭부(10)의 일측단, 연성기판부(20)의 일측단 및 압전웨이퍼(30)의 일측단은 각각 정렬되어 동일 평면상에 배치되며, 후면 블럭부(10)의 일측단과 대향하는 타측단, 연성기판부(20)의 일측단과 대향하는 타측단 및 압전웨이퍼(30)의 일측단과 대향하는 타측단은 서로 다른 위치에 배치된다.
본 발명의 실시예에 따른 초음파 프로브 모듈(200)은 도 3 및 도 4를 참조하면 다음과 같다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 초음파 프로브 모듈(200)을 나타내는 단면도 및 사시도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 초음파 프로브 모듈(200)은 제1 단위 초음파 프로브(101) 및 제2 단위 초음파 프로브(102)를 포함한다.
제1 단위 초음파 프로브(101)는 제1 후면블럭부(11), 제1 연성기판부(21) 및 제1 압전웨이퍼(31)를 구비한다.
제1 연성기판부(21)는 제1 후면블럭부(11) 상부면에 적층되며, 제1 압전웨이퍼(31)는 제1 연성기판부(21) 상부면의 한쪽 편에 적층되어 제1 연성기판부(21)와 전기적으로 연결된다.
제2 단위 초음파 프로브(102)는 제1 단위 초음파 프로브(101) 상부면에 적층되며, 제2 단위 초음파 프로브(102)는 제2 후면블럭부(12), 제2 연성기판부(22) 및 제2 압전웨이퍼(32)를 구비한다.
제2 후면블럭부(12)는 제1 압전웨이퍼(31)와 간격을 두고 제1 연성기판부(21) 상부면에 적층된다.
제2 연성기판부(22)는 제2 후면블럭부(12) 상부면에 적층되며, 또한 제1 압전웨이퍼(31)의 일부면에 적층되어 제2 연성기판부(22)는 제1 압전웨이퍼(31)와 전기적으로 연결된다.
제2 압전웨이퍼(32)는 제2 후면블럭부(12) 영역내에서 제2 연성기판부(22) 상부면에 적층되어 제2 연성기판부(22)와 전기적으로 연결된다.
따라서 초음파 프로브 모듈(200)은 제1 단위 초음파 프로브(101), 제2 단위 초음파 프로브(102)가 순차적으로 적층된 구조를 갖고 있고, 이때 적층되는 단위 초음파 프로브의 개수는 이에 한정되지 않는다.
특히, 제1 후면블럭부(11)는 제1 압전웨이퍼(31)의 후면으로 방출되는 초음파를 흡음하기 위해 상부면에 위치한 제1 압전웨이퍼(31)를 포함하는 크기를 갖는다.
또한, 제2 후면블럭부(12)는 제2 압전웨이퍼(32)의 후면으로 방출되는 초음파를 흡음하기 위해 상부면에 위치한 제2 압전웨이퍼(32)를 포함하는 크기를 가지며, 제2 후면블럭부(12)와 제1 압전웨이퍼(31)의 상부면에 적층되는 제2 연성기판부(22)가 제1 연성기판부(11)와 평행이 되기 위해 제1 압전웨이퍼(31)와 동일한 두께를 갖는다.
제1 연성기판부(21)와 제2 연성기판부(22)가 제1 압전웨이퍼(31) 및 제2 압전웨이퍼(32)의 전면이 완전히 덮는 것을 방지하기 위해, 제1 및 제2 연성기판부(21,22)들은 제1 압전웨이퍼(31)와 제2 압전웨이퍼(32)가 위치한 쪽의 반대 방향으로 연장되며, 제1 및 제2 연성기판부(21,22)들은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 제1 및 제2 후면블럭부(11,12)들의 외측으로 돌출된다.
본 발명의 일실시예에서, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 제2 후면블럭부(12)의 사이즈는 제1 후면블럭부(11)의 사이즈보다 작게 형성된다.
서로 다른 사이즈를 갖는 제1 및 제2 후면 블럭부(11,12)들의 일측단은 상호 정렬되어 동일 평면상에 배치되고 이로 인해 제1 및 제2 후면 블럭부(11,12)들의 일측단과 대향하는 타측단은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 계단 형태로 배치된다.
또한, 제2 압전웨이퍼(32)는 제2 후면블럭부(12)의 영역내에서 제2 연성기판부(22)의 상부면에 적층되며 제2 압전웨이퍼(32)는 제1 압전웨이퍼(31)와 겹치지 않게 배치된다.
제1 및 제2 압전웨이퍼(31,32)들이 상호 겹치지 않게 배치되도록 하기 위해 제1 압전웨이퍼(31) 및 제2 후면블럭부(12)는 도 4에 도시된 바와 같이 상호 이격되어 배치되며, 제1 압전웨이퍼(31) 및 제2 후면블럭부(12)는 상호 동일한 두께로 형성된다.
본 발명의 일실시예에서, 제1 및 제2 압전웨이퍼(31,32)들은 동일한 사이즈로 형성되며, 제1 및 제2 후면블럭부(11,12)들의 단부가 계단 형태로 배치되기 때문에 제1 및 제2 압전웨이퍼(31,32) 역시 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 계단 형태로 배치된다.
본 발명의 실시예에 따라 4개의 단위 초음파 프로브(101, 102, 103, 104)들이 적층된 형상은 도 5에 기재되어 있으며, 도 5에서는 4개의 단위 초음파 프로브들이 조립된 초음파 프로브 모듈이 설명된다.
도 5는 초음파 프로브 모듈을 이루는 단위 초음파 프로브(101, 102, 103, 104)들이 순차적으로 적층된 형상을 보여주는 사시도이며, 압전웨이퍼(31, 32, 33, 34)들은 겹치는 것을 방지하기 위해 압전웨이퍼(31,32,33,34)들은 상호 계단 형태로 적층된다. 이때 적층되는 단위 초음파 프로브의 개수는 이에 한정되지 않는다.
후면블럭부(11, 12, 13, 14)들은 압전웨이퍼(31,32,33,34)들을 지지하는 역할을 하며, 압전웨이퍼(31,32,33,34)들이 겹치지 않도록 하기 위해 후면블럭부(11,12,13,14)들은 상부로 갈수록 크기는 감소된다.
후면블럭부(11,12,13,14)들이 각각 상부로 갈수록 면적이 감소되는 형상을 가지고, 후면 블럭부(11,12,13,14)들의 어느 한쪽 단부들이 동일 평면에 위치하도록 정렬할 경우, 후면 블럭부(11,12,13,14)들의 일측은 계단 형태로 배치되며, 일측과 대향하는 타측은 동일 평면상에 정렬된다.
또한, 압전웨이퍼(31,32,33,34)들은 각각 후면블럭부(11,12,13,14)들의 상부면의 한쪽 끝에 상호 평행하게 위치하고, 이로 인해 압전웨이퍼(31,32,33,34)들은 상호 겹치지 않게 배치된다.
연성기판부(21,22,23,24)들은 각각 압전웨이퍼(31,32,33,34)들과 전기적으로 연결된다.
본 발명의 일실시예에서, 연성기판부(21,22,23,24)들은 후면블럭부(11,12,13,14)들의 외측에서 도 5에 도시된 바와 같이 상부 또는 하부로 절곡된다.
이하, 도 5에 도시된 초음파 프로브 모듈들을 이용한 초음파 프로브 장치(301)를 도 6을 참조하면 다음과 같다.
본 발명의 일실시예에서, 초음파 프로브 장치(301)는 도 5에 도시된 초음파 프로브 모듈(301a,301b)들을 조합하여 형성된다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 단위 초음파 프로브(101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108)들을 포함하는 적어도 2 개의 초음파 프로브 모듈(301a,301b)들을 포함하는 초음파 프로브 장치를 도시한 사시도이다.
도 6에 도시된 초음파 프로브 모듈(301a)에 포함되며 서로 다른 사이즈로 적층된 후면블럭들의 일측 및 나머지 하나의 초음파 프로브 모듈(301b)에 포함되며 서로 다른 사이즈로 적층된 후면블럭들의 일측은 계단 형태로 배치되며, 후면블록들의 일측과 대향하는 타측은 각각 동일 평면상에 정렬된다.
도 6에 도시된 초음파 프로브 모듈(301a,301b)들은 각각 상호 마주하게 배치되며, 도 6에 도시된 초음파 프로브 모듈(301a,301b)들은 후면블록들 중 각각 동일 평면상에 정렬된 상기 타측들이 상호 마주하게 배치된다.
그리고, 위로 적층될수록 연성기판부의 길이가 연장되는 방향을 기준으로 대칭되게 마주보고 있는 압전웨이퍼들(31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38) 간의 이격 거리가 점점 가까워지게 되어 볼록(convex) 구조를 형성하며, 이때, 한 쌍의 초음파 프로브 모듈(301a,301b)들에 포함된 연성기판부는 한 쌍의 초음파 프로브 모듈(301a,301b)들의 사이로 연장되어 절곡된다.
또한, 이러한 볼록(convex) 구조가 수평 배열되어 초음파 프로브를 구성할 수 있으며, 이때 수평 배열되는 볼록(convex) 구조의 개수는 이에 한정되지 않는다.
본 발명의 실시예에 따른 초음파 프로브 장치(302)는 도 7을 참조하면 다음과 같다.
본 발명의 일실시예에서, 초음파 프로브 장치(302)는 도 7에 도시된 초음파 프로브 모듈(301a,301b)들을 조합하여 형성되며, 초음파 프로브 모듈(301a,301b)들은 각각 대칭 형태로 배치된 단위 초음파 프로브(101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108)들을 포함한다.
도 7에 도시된 초음파 프로브 모듈(301a)에 포함되며 서로 다른 사이즈로 적층된 후면블럭들의 일측 및 나머지 하나의 초음파 프로브 모듈(301b)에 포함되며 서로 다른 사이즈로 적층된 후면블럭들의 일측은 계단 형태로 배치되며, 후면블록들의 일측과 대향하는 타측은 각각 동일 평면상에 정렬된다.
도 7에 도시된 초음파 프로브 모듈(301a,301b)들은 각각 상호 마주하게 배치되며, 도 7에 도시된 초음파 프로브 모듈(301a,301b)들은 후면블록들 중 계단 형태로 배치된 상기 일측들이 상호 마주하게 배치된다.
압전웨이퍼(31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38)들은 서로 겹치는 것을 방지하기 위해 상부로 적층 될수록 연성기판부의 길이가 연장되는 방향으로 인접하여 위치한다.
그리고, 압전웨이퍼(31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38)들은 위로 적층될수록 연성기판부의 길이가 연장되는 방향을 기준으로 대칭되게 마주보고 있는 압전웨이퍼들(31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38) 간의 이격 거리가 점점 멀어지게 되어 오목(concave) 구조를 형성하며, 연성기판부는 한 쌍의 초음파 프로브 모듈(301a,301b)들의 바깥쪽으로 연장 및 절곡된다.
초음파 프로브 모듈(301a,301b)들이 오목(concave)구조가 수평 배열되어 초음파 프로브를 구성할 수 있으며, 이때 수평 배열되는 오목(concave) 구조의 개수는 이에 한정되지 않는다.
본 발명의 실시예에 따른 초음파 프로브(303)는 도 8을 참조하면 다음과 같다. 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 4개의 단위 초음파 프로브들(101, 102, 103, 104)이 적층된 초음파 프로브 모듈(301a,301b)들을 포함하는 초음파 프로브(303)를 보여주는 사시도이다.
본 발명의 일실시예에서, 초음파 프로브 장치(303)는 도 8에 도시된 초음파 프로브 모듈(301a,301b)들을 조합하여 형성되며, 각 초음파 프로브 모듈(301a,301b)들은 각각 대칭 형태로 배치된 단위 초음파 프로브(101, 102, 103, 104)들을 포함한다.
도 8에 도시된 초음파 프로브 모듈(301a)에 포함되며 서로 다른 사이즈로 적층된 후면블럭들의 일측 및 나머지 하나의 초음파 프로브 모듈(301b)에 포함되며 서로 다른 사이즈로 적층된 후면블럭들의 일측은 계단 형태로 배치되며, 후면블록들의 일측과 대향하는 타측은 각각 동일 평면상에 정렬된다.
도 8에 도시된 초음파 프로브 모듈(301a,301b)들은 각각 상호 마주하게 배치되며, 도 8에 도시된 초음파 프로브 모듈(301a,301b)들은 후면블록들 중 계단 형태로 배치된 상기 일측 및 후면블록들 중 상호 동일 평면으로 배치된 타측이 상호 마주하게 배치된다.
압전웨이퍼들은 서로 겹치는 것을 방지하기 위해 적층될수록 연성기판부의 길이가 연장되는 반대편 방향으로 인접하여 위치한다.
도 9는 도 6에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 단위 초음파 프로브(101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108)들을 갖는 초음파 프로브 모듈(301a,301b)들 중 연성기판부의 길이가 연장되는 방향을 기준으로 대칭되게 마주보고 있는 구조를 갖는 초음파 프로브 장치(301)를 보여주는 단면도이다.
도 10은 도 7에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 단위 초음파 프로브(101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108)들을 갖는 초음파 프로브 모듈(301a,301b)들 중 연성기판부의 길이가 연장되는 방향의 반대편을 기준으로 대칭되게 마주보고 있는 구조를 갖는 초음파 프로브 장치(302)를 보여주는 단면도이다.
도 11은 도 8에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 단위 초음파 프로브들(101, 102, 103, 104)들을 갖는 초음파 프로브 모듈(301a,301b)들이 적층된 형상이 동일하게 수평 배열되는 구조를 갖는 초음파 프로브 장치(303)를 보여주는 단면도이다.
본 발명의 실시예에 따른 단위 초음파 프로브(101, 102, 103, 104)들이 적층된 형상은 도 12를 참조하면 다음과 같다. 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 단위 초음파 프로브(101, 102, 103, 104)들이 적층된 형상을 위에서 본 도면으로 각 단위 초음파 프로브들(101, 102, 103, 104)마다의 압전웨이퍼들(31, 32, 33, 34) 면적이 동일한 것을 보여주는 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 단위 초음파 프로브들(101, 102, 103, 104)이 적층된 형상은 도 13을 참조하면 다음과 같다. 도 13은 본 발명의 실시예에 따른 단위 초음파 프로브(101, 102, 103, 104)들이 적층된 형상을 위에서 본 도면으로 각 단위 초음파 프로브(101, 102, 103, 104)들 마다의 압전웨이퍼들(31, 32, 33, 34)의 면적은 연성기판부(24)의 길이가 연장되는 방향으로 갈수록 넓어지는 것을 보여주는 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 단위 초음파 프로브들(101, 102, 103, 104)이 적층된 형상은 도 14를 참조하면 다음과 같다. 도 14는 본 발명의 실시예에 따른 단위 초음파 프로브(101, 102, 103, 104)들이 적층된 형상을 위에서 본 도면으로 각 단위 초음파 프로브(101, 102, 103, 104)들마다의 압전웨이퍼들(31, 32, 33, 34)의 면적은 연성기판부(24)의 길이가 연장되는 방향으로 갈수록 좁아지는 것을 보여주는 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 초음파 영상 장치(70)는 도 15를 참조하면 다음과 같다. 도 15의 초음파 영상 장치(70)는 본체(71), 초음파 프로브(300), 표시부(73), 입력부(74), 커넥터(75)를 포함하여 구성된다.
초음파 프로브(300)는 환자의 환부에 닿는 부분인 음향 렌즈(80)와 초음파 프로브(300)를 이루는 나머지 구성요소를 감싸고 있는 케이스(90)를 포함하여 구성된다. 음향 렌즈(80)는 초음파 영상의 포커싱을 위해 사용하는 렌즈로서 그 소재로는 실리콘 등이 사용될 수 있다. 한편, 케이스(90) 내부의 나머지 구성요소에 대해서는 앞에서 자세히 설명하였다.
지금까지 실시예를 통하여 본 발명에 따른 초음파 프로브 모듈, 초음파 프로브 및 그의 제조 방법에 대하여 설명하였다. 한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
초음파를 사용하여 조직의 이상을 검사 또는 초음파를 환부에 제공하여 반사되는 신호에 의해 만들어진 영상으로 이상 조직의 존재를 파악하며, 주로 종양 따위의 병변 조직이나 태아의 진단에 사용하는 의료용 초음파 검사 장치는 물론 초음파를 발생시켜 비피괴 검사 등을 수행하는 응용 검사 장치 등에 이용 가능하다.

Claims (16)

  1. 후면 블럭부;
    상기 후면 블럭부의 상면에 배치되는 연성기판부; 및
    상기 연성기판부의 상면에 배치되어 상기 연성기판부와 전기적으로 접속되고, 상기 후면 블럭부보다 작은 사이즈로 형성되며, 초음파를 발생시키는 압전 웨이퍼를 포함하는 단위 초음파 프로브.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 후면 블럭부는 제1 가로 길이 및 제1 세로 길이를 갖고, 상기 연성기판부는 상기 제1 가로 길이보다 긴 제2 가로 길이 및 상기 제1 세로 길이를 갖는 초음파 프로브.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 연성기판부의 상면에 형성된 상기 압전 웨이퍼는 상기 제1 가로 길이보다 짧은 제3 가로 길이 및 상기 제1 세로 길이를 갖는 단위 초음파 프로브.
  4. 제1 후면블럭부, 상기 제1 후면블럭부 상부면에 적층되고 제1 배선 패턴이 형성된 제1 연성기판부 및 상기 제1 연성기판부의 상면의 한쪽 편에 적층되어 상기 제1 연성기판부와 전기적으로 연결된 제1 압전웨이퍼를 구비하는 제1 단위 초음파 프로브; 및
    상기 제1 연성기판부 상부면에 적층되는 제2 후면블럭부, 상기 제2 후면블럭부 상면에 적층되는 제2 연성기판부 및 상기 제2 연성기판부의 상면에 적층되어 상기 제2 연성기판부와 전기적으로 연결되는 제2 압전웨이퍼를 구비하는 제2 단위 초음파 프로브를 포함하는 초음파 프로브 모듈.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2 후면블럭부의 사이즈는 상기 제1 후면블럭부의 사이즈보다 작게 형성되고, 상기 제1 및 제2 압전웨이퍼들은 동일한 사이즈로 형성되며, 상기 제1 및 제2 압전웨이퍼들은 상호 겹치지 않게 배치된 초음파 프로브 모듈.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제1 압전 웨이퍼 및 상기 제2 후면블럭부는 동일한 두께로 형성되며, 상기 제1 압전 웨이퍼 및 상기 제2 후면블럭부는 상호 이격된 초음파 프로브 모듈.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 압전웨이퍼들이 배치된 상기 제1 및 제2 연성기판부들의 일측단과 대향하는 타측단은 상기 제1 및 제2 후면블럭부의 바깥쪽으로 연장되어 상기 제1 및 제2 후면블럭부로부터 절곡된 초음파 프로브 모듈.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 제1 압전웨이퍼의 사이즈는 상기 제2 압전웨이퍼의 사이즈 이하인 초음파 프로브 모듈.
  9. 제4항에 있어서,
    상기 제2 연성기판부는 상기 제1 압전웨이퍼의 일부와 중첩되며, 상기 제2 연성기판부는 상기 제1 압전웨이퍼와 전기적으로 연결된 초음파 프로브 모듈.
  10. 후면블럭부, 상기 후면블럭부 상부면에 적층되는 연성기판부 및 상기 연성기판부의 상면의 한쪽 편에 적층되어 상기 연성기판부와 전기적으로 연결된 압전웨이퍼를 구비하는 단위 초음파 프로브를 적어도 2개 적층하여 형성된 복수개의 초음파 프로브 모듈들을 포함하며,
    상기 초음파 프로브 모듈에 각각 형성된 상기 후면블럭부의 일측은 계단 형태로 배치되며, 상기 후면 블럭부의 상기 일측과 대향하는 타측은 동일 위치에 정렬되며, 상기 초음파 프로브 모듈들은 상호 마주하게 배치된 초음파 프로브 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 초음파 프로브 모듈들은 각각 상기 일측이 상호 마주하게 배치된 초음파 프로브 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 각 초음파 프로브 모듈에 포함된 상기 연성기판부들은 상기 초음파 프로브 모듈들의 바깥쪽에 배치된 초음파 프로브 장치.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 초음파 프로브 모듈들은 각각 계단 형태로 형성된 상기 후방블럭부의 상기 일측과 대향하며 동일 평면상에 정렬된 상기 타측들이 상호 마주하게 배치된 초음파 프로브 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 연성기판부들은 상기 초음파 프로브 모듈들의 안쪽에 배치된 초음파 프로브 장치.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 초음파 프로브 모듈들 중 어느 하나의 초음파 프로브 모듈의 상기 일측 및 나머지 하나의 초음파 프로브 모듈의 상기 타측이 상호 마주하게 배치된 초음파 프로브 장치.
  16. 제10항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 연성기판부들은 상기 제1 및 제2 후면 블럭부들의 상기 타측으로 연장되어 절곡된 초음파 프로브 장치.
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