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KR101387176B1 - The method to cast the backer for 2D array ultrasonic transducers - Google Patents

The method to cast the backer for 2D array ultrasonic transducers Download PDF

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KR101387176B1
KR101387176B1 KR1020120019285A KR20120019285A KR101387176B1 KR 101387176 B1 KR101387176 B1 KR 101387176B1 KR 1020120019285 A KR1020120019285 A KR 1020120019285A KR 20120019285 A KR20120019285 A KR 20120019285A KR 101387176 B1 KR101387176 B1 KR 101387176B1
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printed circuit
circuit board
back layer
piezoelectric element
flexible printed
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노용래
우정동
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경북대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 2차원 배열 초음파 트랜스듀서는, 압전소자의 일면에 결합되는 인쇄회로기판(PCB); 인쇄회로기판에 결합되는 유연성 인쇄회로기판(FPCB); 및 유연성 인쇄회로기판에 의해 형성되는 프레임 내에서 주조(casting)에 의해 형성되는 후면층;을 포함할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 주조(casting)에 의해 유연성 인쇄회로기판에 후면층을 형성하기 때문에 원하는 두께의 후면층을 용이하게 구현할 수 있고, 또한 별도의 정렬 과정 없이 압전소자와 인쇄회로기판을 상호 접착함으로써 인쇄회로기판에 결합된 유연성 인쇄회로기판과 압전소자와 전기적 연결을 신뢰성 있게 구현할 수 있다.Two-dimensional array ultrasonic transducer according to an embodiment of the present invention, a printed circuit board (PCB) coupled to one surface of the piezoelectric element; A flexible printed circuit board (FPCB) coupled to the printed circuit board; And a back layer formed by casting in a frame formed by the flexible printed circuit board. According to the embodiment of the present invention, since the back layer is formed on the flexible printed circuit board by casting, it is possible to easily implement the back layer of a desired thickness, and also the piezoelectric element and the printed circuit board without additional alignment process. By mutual bonding, the electrical connection with the flexible printed circuit board and the piezoelectric element coupled to the printed circuit board can be realized reliably.

Figure R1020120019285
Figure R1020120019285

Description

2차원 배열 초음파 트랜스듀서의 후면층 주조 방법{The method to cast the backer for 2D array ultrasonic transducers}The method to cast the backer for 2D array ultrasonic transducers

2차원 배열 초음파 트랜스듀서의 후면층 주조 방법이 개시된다. 보다 상세하게는, 주조(casting)에 의해 유연성 인쇄회로기판에 후면층을 형성하기 때문에 원하는 두께의 후면층을 용이하게 구현할 수 있는 2차원 배열 초음파 트랜스듀서의 후면층 주조 방법이 개시된다.
Disclosed is a method of back layer casting of a two dimensional array ultrasonic transducer. More specifically, a back layer casting method of a two-dimensional array ultrasonic transducer, which can easily implement a back layer having a desired thickness because a back layer is formed on a flexible printed circuit board by casting, is disclosed.

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

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

일반적인 초음파 트랜스듀서의 구성에 대해 개략적으로 설명하면, 초음파 트랜스듀서는, 압전소자와, 압전소자의 상부에 적층되는 정합층과, 압전소자의 하부에 배치되는 후면층과, 압전소자와 후면층 사이에서 다층으로 배치되는 유연성 인쇄회로기판(FPCB)을 포함할 수 있다. 여기서 압전소자는, 1차원 배열 초음파 소자 또는 2차원 배열 초음파 소자를 이용하는데, 2차원 배열 초음파 소자는 1차원 배열 초음파 소자에 비해 더 많은 정보를 얻을 수 있어 보다 정확하고, 효과적인 진단이 가능해진다.In general, the configuration of the ultrasonic transducer, the ultrasonic transducer includes a piezoelectric element, a matching layer stacked on the piezoelectric element, a rear layer disposed below the piezoelectric element, and between the piezoelectric element and the rear layer. It may include a flexible printed circuit board (FPCB) disposed in multiple layers. Here, the piezoelectric element uses a one-dimensional array ultrasonic element or a two-dimensional array ultrasonic element, and the two-dimensional array ultrasonic element can obtain more information than the one-dimensional array ultrasonic element, thereby enabling more accurate and effective diagnosis.

그런데, 이러한 구성을 갖는 종래의 2차원 배열 초음파 트랜스듀서의 경우, 유연성 인쇄회로기판이 복잡한 구조를 가짐으로써 압전소자와 후면층 사이의 정확한 위치에 유연성 인쇄회로기판을 배치하기가 쉽지 않으며, 유연성 인쇄회로기판과 후면층 사이의 간격을 소자 사이의 간격과 동일하게 구현하기가 쉽지 않았다.However, in the conventional two-dimensional array ultrasonic transducer having such a configuration, since the flexible printed circuit board has a complicated structure, it is not easy to arrange the flexible printed circuit board at the exact position between the piezoelectric element and the back layer, and flexible printing. It was not easy to achieve the same spacing between the circuit board and back layer as the spacing between devices.

또한 유연성 인쇄회로기판에 얇은 후면층 복수 장을 접착하기 때문에 얇은 후면층의 미세한 제작 공차만으로 압전소자와의 전기적 연결이 보장되기 어려운 한계가 있다.
In addition, since a plurality of thin back layers are bonded to the flexible printed circuit board, there is a limit in that electrical connection with the piezoelectric element is difficult to be guaranteed only by the minute manufacturing tolerances of the thin back layers.

본 발명의 실시예에 따른 목적은, 주조(casting)에 의해 유연성 인쇄회로기판에 후면층을 형성하기 때문에 원하는 두께의 후면층을 용이하게 구현할 수 있는 2차원 배열 초음파 트랜스듀서의 후면층 주조 방법을 제공하는 것이다.An object according to an embodiment of the present invention is to form a back layer on a flexible printed circuit board by casting, so that a back layer casting method of a two-dimensional array ultrasonic transducer can easily implement a back layer having a desired thickness. To provide.

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본 발명의 실시예에 따른 2차원 배열 초음파 트랜스듀서는, 압전소자의 일면에 결합되는 인쇄회로기판(PCB); 상기 인쇄회로기판에 결합되는 유연성 인쇄회로기판(FPCB); 및 상기 유연성 인쇄회로기판에 의해 형성되는 프레임 내에서 주조(casting)에 의해 형성되는 후면층;을 포함할 수 있으며, 이러한 구성에 의해서, 주조(casting)에 의해 유연성 인쇄회로기판에 후면층을 형성하기 때문에 원하는 두께의 후면층을 용이하게 구현할 수 있고, 또한 별도의 정렬 과정 없이 압전소자와 인쇄회로기판을 상호 접착함으로써 인쇄회로기판에 결합된 유연성 인쇄회로기판과 압전소자와 전기적 연결을 신뢰성 있게 구현할 수 있다.Two-dimensional array ultrasonic transducer according to an embodiment of the present invention, a printed circuit board (PCB) coupled to one surface of the piezoelectric element; A flexible printed circuit board (FPCB) coupled to the printed circuit board; And a back layer formed by casting in a frame formed by the flexible printed circuit board. By such a configuration, a back layer is formed on the flexible printed circuit board by casting. Therefore, the back layer having a desired thickness can be easily implemented, and the piezoelectric element and the printed circuit board are bonded to each other without any additional alignment process, so that the flexible printed circuit board and the piezoelectric element coupled to the printed circuit board can be reliably implemented. Can be.

여기서, 상기 유연성 인쇄회로기판은 상기 후면층을 형성하기 위한 후면층 형성 물질이 유입될 수 있도록 일측이 개방된 수조 형상으로 마련되며, 상기 인쇄회로기판에 설정된 구조로 배치될 수 있다.Here, the flexible printed circuit board may be provided in a tank shape having one side open to allow a back layer forming material to be introduced to form the back layer, and may be arranged in a structure set in the printed circuit board.

상기 인쇄회로기판은 상기 압전소자에 본딩(bonding) 결합되며, 채널 분리를 통한 2차원 패턴으로 형성될 수 있다.The printed circuit board may be bonded to the piezoelectric element and formed in a two-dimensional pattern through channel separation.

상기 후면층은 흡음성을 구비한 폴리머(polymer) 재질로 마련될 수 있다.The back layer may be made of a polymer material having sound absorption.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 2차원 배열 초음파 트랜스듀서의 제조 방법은, 압전소자의 일면에 유연성 인쇄회로기판을 결합시키는, PCB 결합 단계; 상기 인쇄회로기판의 일면에 유연성 인쇄회로기판을 결합하는 FPCB 결합 단계; 및 상기 유연성 인쇄회로기판에 의해 형성되는 프레임 내에 후면층 형성 물질을 주입하여 주조(casting)에 의해 후면층을 형성하는 후면층 형성 단계;를 포함할 수 있으며, 이러한 구성에 의해서, 주조(casting)에 의해 유연성 인쇄회로기판에 후면층을 형성하기 때문에 원하는 두께의 후면층을 용이하게 구현할 수 있고, 또한 별도의 정렬 과정 없이 압전소자와 인쇄회로기판을 상호 접착함으로써 인쇄회로기판에 결합된 유연성 인쇄회로기판과 압전소자와 전기적 연결을 신뢰성 있게 구현할 수 있다.On the other hand, the manufacturing method of the two-dimensional array ultrasonic transducer according to an embodiment of the present invention, bonding the flexible printed circuit board to one surface of the piezoelectric element, PCB bonding step; An FPCB coupling step of coupling a flexible printed circuit board to one surface of the printed circuit board; And a back layer forming step of forming a back layer by casting by injecting a back layer forming material into a frame formed by the flexible printed circuit board, and by such a configuration, casting By forming the back layer on the flexible printed circuit board, it is possible to easily implement the back layer of the desired thickness, and also flexible printed circuit bonded to the printed circuit board by bonding the piezoelectric element and the printed circuit board to each other without additional alignment process. Electrical connection between the substrate and the piezoelectric element can be realized reliably.

상기 인쇄회로기판은 상기 압전소자에 본딩 결합되며, 채널 분리를 통한 2차원 패턴으로 형성될 수 있다.The printed circuit board is bonded to the piezoelectric element and may be formed in a two-dimensional pattern through channel separation.

상기 후면층 형성 단계 시, 상기 프레임 내에 주입되는 상기 후면층 형성 물질은 폴리머(polymer) 재질로 마련될 수 있다.
In the forming of the back layer, the back layer forming material injected into the frame may be made of a polymer material.

본 발명의 실시예에 따르면, 주조(casting)에 의해 유연성 인쇄회로기판에 후면층을 형성하기 때문에 원하는 두께의 후면층을 용이하게 구현할 수 있다.According to the embodiment of the present invention, since the back layer is formed on the flexible printed circuit board by casting, a back layer having a desired thickness can be easily implemented.

또한 본 발명의 실시예에 따르면, 별도의 정렬 과정 없이 압전소자와 인쇄회로기판을 상호 접착함으로써 인쇄회로기판에 결합된 유연성 인쇄회로기판과 압전소자와 전기적 연결을 신뢰성 있게 구현할 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, by electrically bonding the piezoelectric element and the printed circuit board without a separate alignment process, it is possible to reliably implement the electrical connection with the flexible printed circuit board and the piezoelectric element coupled to the printed circuit board.

또한 본 발명의 실시예에 따르면, 압전소자에 결합되는 인쇄회로기판 및 그에 결합되는 유연성 인쇄회로기판의 개수를 선택적으로 조절할 수 있어 예를 들면 수천 개의 채널로 분리된 2차원 트랜스듀서를 구현할 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, the number of printed circuit boards coupled to the piezoelectric elements and the flexible printed circuit boards coupled thereto may be selectively adjusted, for example, to implement a two-dimensional transducer separated into thousands of channels. .

또한 본 발명의 실시예에 따르면, 다양한 형태와 크기 그리고 다양한 주파수 대역을 지닌 2차원 트랜스듀서를 손쉽게 구현할 수 있으므로 예를 들면 동물용 트랜스듀서부터 여성용 트랜스듀서까지 2차원 트랜스듀서의 응용 범위를 확대할 수 있다.
In addition, according to an embodiment of the present invention, it is possible to easily implement a two-dimensional transducer having a variety of shapes, sizes, and various frequency bands, for example, to extend the application range of the two-dimensional transducer from an animal transducer to a female transducer. Can be.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 2차원 배열 초음파 트랜스듀서의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 2차원 배열 초음파 트랜스듀서의 후면층 제조 공정을 순차적을 도시한 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 유연성 인쇄회로기판과 인쇄회로기판의 접착 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 2차원 배열 초음파 트랜스듀서의 후면층 제조 방법의 순서도이다.
1 is a view schematically showing the configuration of a two-dimensional array ultrasonic transducer according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram sequentially illustrating a back layer manufacturing process of the two-dimensional array ultrasonic transducer illustrated in FIG. 1.
FIG. 3 is a view schematically illustrating an adhesive structure of the flexible printed circuit board and the printed circuit board shown in FIG. 1.
4 is a flow chart of a method for manufacturing a back layer of a two-dimensional array ultrasonic transducer according to an embodiment of the present invention.

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

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

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 2차원 배열 초음파 트랜스듀서의 구성을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 2차원 배열 초음파 트랜스듀서의 후면층 제조 공정을 순차적을 도시한 도면이며, 도 3은 도 1에 도시된 유연성 인쇄회로기판과 인쇄회로기판의 접착 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.1 is a view schematically showing the configuration of a two-dimensional array ultrasonic transducer according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a sequential diagram illustrating a back layer manufacturing process of the two-dimensional array ultrasonic transducer shown in FIG. 3 is a view schematically illustrating an adhesive structure of the flexible printed circuit board and the printed circuit board shown in FIG. 1.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 2차원 배열 초음파 트랜스듀서(100)는, 압전소자(110, piezoelectric material)와, 압전소자(110)의 일면에 결합되는 인쇄회로기판(150, PCB, Printed Circuit Board)과, 인쇄회로기판(150)에 결합되는 유연성 인쇄회로기판(160, FPCB, Flexible PCB)과, 유연성 인쇄회로기판(160)에 의해 형성되는 프레임(160S) 내에 후면층 형성 물질(170a)이 주입되어 형성되는 후면층(170)을 포함할 수 있다. 또한 압전소자(110)의 타면에 결합되는 그라운드층(120), 그라운드층(120)에 결합되는 정합층(130)을 포함할 수 있다.1 and 2, a two-dimensional array ultrasonic transducer 100 according to an embodiment of the present invention includes a piezoelectric element 110 and a printed circuit coupled to one surface of the piezoelectric element 110. Printed Circuit Board (PCB) 150, a flexible printed circuit board 160 (FPCB, Flexible PCB) coupled to the printed circuit board 150, and a frame 160S formed by the flexible printed circuit board 160. The back layer forming material 170a may be injected into the back layer 170. In addition, it may include a ground layer 120 coupled to the other surface of the piezoelectric element 110 and a matching layer 130 coupled to the ground layer 120.

각각의 구성에 대해 설명하면, 먼저, 본 실시예의 압전소자(110)는, 압전 효과를 통해 기계적인 압력이 가해지면 전압이 발생하고, 전압이 인가되면 기계적인 변형이 발생되는 성질을 갖는 부분이다.Referring to each configuration, first, the piezoelectric element 110 according to the present embodiment is a part having a property of generating a voltage when mechanical pressure is applied through a piezoelectric effect, and mechanical deformation when a voltage is applied. .

이러한 압전소자(110)는, 도 1에 도시된 것처럼, 매트릭스(matrix) 타입으로 마련될 수 있다. 부연 설명하면, 정밀 연삭기(미도시)에 의해 압전소자(110)의 채널을 분리할 수 있으며, 분리된 채널에 의해 발생되는 공간에는 커프(115)가 충진될 수 있다.The piezoelectric element 110 may be provided in a matrix type, as shown in FIG. 1. In detail, the channel of the piezoelectric element 110 may be separated by a precision grinding machine (not shown), and the cuff 115 may be filled in the space generated by the separated channel.

그라운드층(120)은, 전도성을 갖는 물질로 접지전극으로 작용한다. 이러한 그라운드층(120)은 압전소자(110)의 일면과 접촉되도록 압전소자(110)에 적층된다. 이 때, 압전소자(110)에 대한 그라운드층(120)의 접착성을 높이기 위해 그라운드층(120)의 일면에는 스핀코터와 같은 장비를 이용하여 접착제가 최대한 얇게, 또 균일하게 도포되며, 따라서 압전소자(110)에 그라운드층(120)을 견고하게 붙일 수 있다.The ground layer 120 is a conductive material and serves as a ground electrode. The ground layer 120 is stacked on the piezoelectric element 110 to be in contact with one surface of the piezoelectric element 110. At this time, in order to increase the adhesion of the ground layer 120 to the piezoelectric element 110, one surface of the ground layer 120 is coated with an adhesive as thin and uniform as possible using equipment such as a spin coater. The ground layer 120 may be firmly attached to the device 110.

정합층(130)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 그라운드층(120)의 일면에 결합된다. 이러한 정합층(130)은 전술한 압전소자(110)의 채널 분리 구조에 대응되도록 정밀 연삭기를 이용하여 채널 분리되며, 채널 분리된 정합층(130)의 사이 공간에 커프(135)가 충진될 수 있다,The matching layer 130 is coupled to one surface of the ground layer 120, as shown in FIG. 1. The matching layer 130 is channel-separated using a precision grinding machine so as to correspond to the channel separation structure of the piezoelectric element 110 described above, and the cuff 135 may be filled in the space between the channel-separated matching layer 130. have,

부연 설명하면, 정합층(130)은, 압전소자(110)의 일측에 설치되어 압전소자(110)에서 발생된 초음파가 피검사체에 효과적으로 전달될 수 있도록 압전소자(110)와 피검사체 사이의 음향 임피던스의 차이를 감소시킬 수 있다.In detail, the matching layer 130 is installed on one side of the piezoelectric element 110 so that ultrasonic waves generated by the piezoelectric element 110 can be effectively transmitted to the subject under test. The difference in impedance can be reduced.

그리고, 도시하지는 않았지만, 정합층(130)에는 음향 렌즈(미도시)가 결합되며, 이를 통해 피검사체에 초음파를 접속시킬 수 있다.Although not shown, an acoustic lens (not shown) is coupled to the matching layer 130, and thus ultrasonic waves may be connected to the object under test.

한편, 본 실시예의 인쇄회로기판(150)은 정합층(130)에 대향되도록 압전소자(110)의 일면에 결합된다. 이러한 인쇄회로기판(150)은 후술할 유연성 인쇄회로기판(160)과 연결되어 압전소자(110)의 전기적 신호 송수신이 이루어질 수 있도록 한다.Meanwhile, the printed circuit board 150 of the present embodiment is coupled to one surface of the piezoelectric element 110 so as to face the matching layer 130. The printed circuit board 150 is connected to the flexible printed circuit board 160 to be described later to allow the piezoelectric element 110 to transmit and receive electrical signals.

여기서 인쇄회로기판(150)은 압전소자(110)에 단순히 본딩(bonding) 결합됨으로써 견고히 결합될 수 있으며, 아울러 인쇄회로기판(150)에 유연성 인쇄회로기판(160)이 본딩 결합됨으로써 유연성 인쇄회로기판(160) 및 압전소자(110)의 전기적인 연결이 신뢰성 있게 이루어질 수 있다(도 3 참조). Here, the printed circuit board 150 may be firmly coupled by simply bonding (bonding) to the piezoelectric element 110, and the flexible printed circuit board 160 is bonded to the printed circuit board 150 by bonding. Electrical connection of the 160 and the piezoelectric element 110 can be made reliably (see FIG. 3).

즉, 압전소자(110) 및 인쇄회로기판(150), 그리고 유연성 인쇄회로기판(160)의 정교한 정렬 과정 없이도 압전소자(110)와 인쇄회로기판(150) 그리고 유연성 인쇄회로기판(160)을 전기적으로 연결할 수 있는 것이다.That is, the piezoelectric element 110, the printed circuit board 150, and the flexible printed circuit board 160 may be electrically connected to the piezoelectric element 110, the printed circuit board 150, and the flexible printed circuit board 160 without the precise alignment process. Can be connected.

또한 본 실시예의 인쇄회로기판(150)은 2차원 패턴을 가지며, 아울러 이에 결합되는 유연성 인쇄회로기판(160) 역시 2차원 패턴을 가질 수 있다. 이에 따라 압전소자(110)에 결합되는 인쇄회로기판(150) 및 그에 결합되는 유연성 인쇄회로기판(160)의 개수를 선택적으로 조절할 수 있어 예를 들면 수천 개의 채널로 분리된 2차원 트랜스듀서를 구현할 수 있다.In addition, the printed circuit board 150 of the present embodiment has a two-dimensional pattern, and the flexible printed circuit board 160 coupled thereto may also have a two-dimensional pattern. Accordingly, the number of the printed circuit board 150 coupled to the piezoelectric element 110 and the flexible printed circuit board 160 coupled thereto can be selectively adjusted, for example, to implement a two-dimensional transducer separated into thousands of channels. Can be.

한편, 본 실시예의 후면층(170)은, 종래와 같이 복수 개의 얇은 후면층이 적층되어 구성되는 것이 아니라, 프레임(160S)(주형)을 형성하는 유연성 인쇄회로기판(160)에 후면층(160)을 형성하는 후면층 형성 물질(170a) 주입한 후 굳힘으로써, 즉 주조(casting) 방법을 적용함으로써 원하는 두께의 후면층(170)을 얻을 수 있다.On the other hand, the back layer 170 of the present embodiment is not formed by stacking a plurality of thin back layers as in the prior art, but the back layer 160 on the flexible printed circuit board 160 forming the frame 160S (mould). The back layer 170 having the desired thickness can be obtained by injecting and hardening the back layer forming material 170a to form the bottom layer.

도 2를 참조하면, 유연성 인쇄회로기판(160)은 일측이 개방된 수조 형상, 예를 들면 직육면체 형상을 가질 수 있다. 그리고 이러한 형상의 유연성 인쇄회로기판(160)이 인쇄회로기판(150)에 복수 개 부착될 수 있다. Referring to FIG. 2, the flexible printed circuit board 160 may have an open tank shape, for example, a rectangular parallelepiped shape. A plurality of flexible printed circuit boards 160 may be attached to the printed circuit board 150.

이러한 형상의 유연성 인쇄회로기판(160) 내에 액체 상태의 후면층 형성 물질(170a)을 주입함으로써 유연성 인쇄회로기판(160)에 의해 형성되는 프레임(160S)를 채울 수 있는데, 이 때 주입되는 후면층 형성 물질(170a)의 양을 조절함으로써 후면층(170)의 두께를 선택적으로 조절할 수 있다.By injecting a liquid back layer forming material 170a into the flexible printed circuit board 160 having such a shape, the frame 160S formed by the flexible printed circuit board 160 may be filled. The thickness of the back layer 170 may be selectively adjusted by adjusting the amount of the forming material 170a.

여기서, 후면층(170)을 형성하는 후면층 형성 물질(170a)은 흡음성이 우수한 폴리머(polymer) 재질이 사용될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며 절연 물질이면서도 우수한 흡음성을 구비한다면 다른 재질이 적용될 수 있음은 당연하다.Here, the back layer forming material 170a forming the back layer 170 may be a polymer material having excellent sound absorption. However, the present invention is not limited thereto, and other materials may be applied as long as the insulating material has excellent sound absorption.

한편, 이하에서는, 이러한 구성을 갖는 2차원 배열 초음파 트랜스듀서의 후면층 제조 방법에 대해서 도 4를 참조하여 설명하기로 한다.Meanwhile, hereinafter, a method of manufacturing a back layer of a two-dimensional array ultrasonic transducer having such a configuration will be described with reference to FIG. 4.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 2차원 배열 초음파 트랜스듀서의 후면층 제조 방법의 순서도이다.4 is a flow chart of a method for manufacturing a back layer of a two-dimensional array ultrasonic transducer according to an embodiment of the present invention.

이에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 2차원 배열 초음파 트랜스듀서의 후면층 제조 방법은, 압전소자(110)의 일면에 유연성 인쇄회로기판(160)을 결합시키는 PCB 결합 단계(S100)와, 인쇄회로기판(150)의 일면에 유연성 인쇄회로기판(160)을 결합하는 FPCB 결합 단계(S200)와, 유연성 인쇄회로기판(160)에 의해 형성되는 프레임(160S) 내에 후면층 형성 물질(170a)을 주입하여 주조(casting)에 의해 후면층(170)을 형성하는 후면층 형성 단계(S300)를 포함할 수 있다.As shown in the drawing, in the method of manufacturing a back layer of a two-dimensional array ultrasonic transducer according to an embodiment of the present invention, a PCB coupling step of coupling the flexible printed circuit board 160 to one surface of the piezoelectric element 110 (S100). And a FPCB bonding step (S200) for coupling the flexible printed circuit board 160 to one surface of the printed circuit board 150, and a back layer forming material in the frame 160S formed by the flexible printed circuit board 160. It may include a back layer forming step (S300) for forming the back layer 170 by casting by injecting (170a).

다만, PCB 결합 단계(S100) 전에, 압전소자(110)에는 그라운드층(120) 및 정합층(130)이 먼저 결합되며, 이들의 채널 분리 후 커프(115, 135) 충진이 선행될 수 있다.However, before the PCB bonding step (S100), the ground layer 120 and the matching layer 130 are first coupled to the piezoelectric element 110, and the cuffs 115 and 135 may be filled after the channel separation thereof.

각 단계에 대해 설명하면, 먼저 본 실시예의 PCB 결합 단계(S100)는, 압전소자(110)에 인쇄회로기판(150)을 본딩 결합하는 단계이다. 이 때 단순한 본딩 결합에 의해 압전소자(110)와 인쇄회로기판(150)의 전기적인 연결이 이루어질 수 있다.Referring to each step, first PCB bonding step (S100) of the present embodiment is a step of bonding and bonding the printed circuit board 150 to the piezoelectric element (110). At this time, the electrical connection between the piezoelectric element 110 and the printed circuit board 150 may be made by simple bonding.

그리고 FPCB 결합 단계(S200)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 인쇄회로기판(150)에 유연성 인쇄회로기판(160)을 본딩 결합하는 단계로서, 이러한 본딩 결합에 의해 유연성 인쇄회로기판(160)과 압전소자(110)의 전기적인 연결이 이루어질 수 있다.And FPCB bonding step (S200), as shown in Figure 3, bonding the flexible printed circuit board 160 to the printed circuit board 150, the flexible printed circuit board 160 by this bonding coupling Electrical connection of the piezoelectric element 110 may be made.

한편, 본 실시예의 후면층 형성 단계(S300)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 인쇄회로기판(150)에 설정된 구조로 배치된 유연성 인쇄회로기판(160)에 의해 형성되는 프레임(160S)에 후면층 형성 물질(170a)을 주입함으로써 후면층(170)을 형성할 수 있다. 즉, 주조 방법이 적용되는 것이다. 이러한 방법에 의해 후면층(170)의 두께를 용이하게 조절할 수 있다. On the other hand, the back layer forming step (S300) of the present embodiment, as shown in Figure 2, in the frame 160S formed by a flexible printed circuit board 160 arranged in a structure set on the printed circuit board 150 The back layer 170 may be formed by injecting the back layer forming material 170a. That is, the casting method is applied. In this way, the thickness of the back layer 170 can be easily adjusted.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 주조(casting)에 의해 유연성 인쇄회로기판(160)에 후면층(170)을 형성하기 때문에 원하는 두께의 후면층(170)을 용이하게 구현할 수 있으며, 또한 별도의 정렬 과정 없이 압전소자(110)와 PCB 를 상호 접착함으로써 유연성 인쇄회로기판(160)과 압전소자(110)와 전기적 연결을 신뢰성 있게 구현할 수 있다.As such, according to one embodiment of the present invention, since the back layer 170 is formed on the flexible printed circuit board 160 by casting, the back layer 170 having a desired thickness can be easily implemented. In addition, the piezoelectric element 110 and the PCB are bonded to each other without a separate alignment process, and thus the electrical connection with the flexible printed circuit board 160 and the piezoelectric element 110 can be reliably implemented.

그리고, 압전소자(110)에 결합되는 인쇄회로기판(150) 및 그에 결합되는 유연성 인쇄회로기판(160)의 개수를 선택적으로 조절할 수 있어 예를 들면 수천 개의 채널로 분리된 2차원 트랜스듀서를 구현할 수 있으며, 아울러 다양한 형태와 크기 그리고 다양한 주파수 대역을 지닌 2차원 트랜스듀서를 손쉽게 구현할 수 있으므로 예를 들면 동물용 2차원 트랜스듀서부터 여성용 2차원 트랜스듀서까지 응용 범위를 확대할 수 있다.In addition, the number of the printed circuit board 150 coupled to the piezoelectric element 110 and the flexible printed circuit board 160 coupled thereto may be selectively controlled, for example, to implement a two-dimensional transducer separated into thousands of channels. In addition, two-dimensional transducers of various shapes, sizes, and frequency bands can be easily implemented, thereby extending the application range from, for example, animal two-dimensional transducers to female two-dimensional transducers.

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

100 : 2차원 배열 초음파 트랜스듀서 110 : 압전소자
120 : 그라운드층 130 : 정합층
150 : 인쇄회로기판 160 : 유연성 인쇄회로기판
170 : 후면층100: two-dimensional array ultrasonic transducer 110: piezoelectric element
120: ground layer 130: matching layer
150: printed circuit board 160: flexible printed circuit board
170: back layer

Claims (7)

압전소자의 일면에 결합되는 인쇄회로기판(PCB);
상기 인쇄회로기판에 결합되는 유연성 인쇄회로기판(FPCB); 및
상기 유연성 인쇄회로기판에 의해 형성되는 프레임 내에서 주조(casting)에 의해 형성되는 후면층;
을 포함하며,
상기 유연성 인쇄회로기판은 상기 후면층을 형성하기 위한 후면층 형성 물질이 유입될 수 있도록 일측이 개방된 수조 형상으로 마련되며, 상기 인쇄회로기판에 설정된 구조로 배치되고,
상기 후면층 형성 물질의 양을 선택적으로 조절함으로써 상기 후면층의 두께의 조절이 가능한 2차원 배열 초음파 트랜스듀서.
A printed circuit board (PCB) coupled to one surface of the piezoelectric element;
A flexible printed circuit board (FPCB) coupled to the printed circuit board; And
A back layer formed by casting in a frame formed by the flexible printed circuit board;
/ RTI >
The flexible printed circuit board is provided in a tank shape having one side open to allow a back layer forming material to be introduced to form the back layer, and is arranged in a structure set in the printed circuit board.
A two-dimensional array ultrasonic transducer capable of controlling the thickness of the back layer by selectively adjusting the amount of the back layer forming material.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 인쇄회로기판은 상기 압전소자에 본딩(bonding) 결합되며, 채널 분리를 통한 2차원 패턴으로 형성되는 2차원 배열 초음파 트랜스듀서.
The method of claim 1,
The printed circuit board is bonded to the piezoelectric element (bonding), two-dimensional array ultrasonic transducer is formed in a two-dimensional pattern through the channel separation.
제1항에 있어서,
상기 후면층은 흡음성을 구비한 폴리머(polymer) 재질로 마련되는 2차원 배열 초음파 트랜스듀서.
The method of claim 1,
The back layer is a two-dimensional array ultrasonic transducer provided with a polymer material having sound absorption.
압전소자의 일면에 유연성 인쇄회로기판을 결합시키는, PCB 결합 단계;
상기 인쇄회로기판의 일면에 유연성 인쇄회로기판을 결합하는 FPCB 결합 단계; 및
상기 유연성 인쇄회로기판에 의해 형성되는 프레임 내에 후면층 형성 물질을 주입하여 주조(casting)에 의해 후면층을 형성하는 후면층 형성 단계;
를 포함하는 2차원 배열 초음파 트랜스듀서의 후면층 제조 방법.
Bonding the flexible printed circuit board to one surface of the piezoelectric element;
An FPCB coupling step of coupling a flexible printed circuit board to one surface of the printed circuit board; And
A back layer forming step of forming a back layer by casting by injecting a back layer forming material into a frame formed by the flexible printed circuit board;
Back layer manufacturing method of a two-dimensional array ultrasonic transducer comprising a.
제5항에 있어서,
상기 인쇄회로기판은 상기 압전소자에 본딩 결합되며, 채널 분리를 통한 2차원 패턴으로 형성되는 2차원 배열 초음파 트랜스듀서의 후면층 제조 방법.
6. The method of claim 5,
The printed circuit board is bonded to the piezoelectric element, a method of manufacturing a back layer of a two-dimensional array ultrasonic transducer is formed in a two-dimensional pattern through channel separation.
제5항에 있어서,
상기 후면층 형성 단계 시, 상기 프레임 내에 주입되는 상기 후면층 형성 물질은 폴리머(polymer) 재질로 마련되는 2차원 배열 초음파 트랜스듀서의 후면층 제조 방법.6. The method of claim 5,
In the forming of the back layer, the back layer forming material injected into the frame is a method of manufacturing a back layer of a two-dimensional array ultrasonic transducer is provided with a polymer (polymer) material.
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