EP1274518B1 - Sonde acoustique unidirectionnelle et procede de fabrication - Google Patents

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EP1274518B1
EP1274518B1 EP01915456A EP01915456A EP1274518B1 EP 1274518 B1 EP1274518 B1 EP 1274518B1 EP 01915456 A EP01915456 A EP 01915456A EP 01915456 A EP01915456 A EP 01915456A EP 1274518 B1 EP1274518 B1 EP 1274518B1
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EP
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connection pads
piezo
acoustic
primary connection
electric
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Ngoc-Tuan Thales Intell. Property NGUYEN
Jacques Thales Intell. Property ELZIERE
René Thales Intell. Property MELIGA
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Thales SA
Original Assignee
Thales SA
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    • 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
    • B06B1/06—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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • Y10T29/49124—On flat or curved insulated base, e.g., printed circuit, etc.
    • Y10T29/49128—Assembling formed circuit to base

Definitions

  • the field of the invention is that of acoustic probes comprising a set of emitting and / or receiving elements obtained by cutting from a transducer block. Such probes are currently used especially in applications such as ultrasound. More specifically, the invention relates to unidirectional acoustic probes consisting of linear elements that can be excited independently of each other by means of an interconnection network connected to a control circuit (see for example US 5,774,960A ).
  • One method of producing these probes is to initially perform an assembly: printed circuit comprising an interconnection network / layer of piezoelectric material / acoustic adaptation blades and then to cut piezoelectric elements unit.
  • International demand WO 97/17145 filed by the applicant describes such a method and more particularly a manufacturing method in the case of probe using a printed circuit on which conducting tracks are made to address the different acoustic elements.
  • the Figure 1 illustrates in fact more precisely a piezoelectric material 13 assembled to acoustic adaptation blades Li 1 and Li 2 , said material being cut in two perpendicular directions by the type of saw lines Ti and Tj.
  • a flexible printed circuit 12 comprises conductive tracks PI and via, at least a part of the same via being positioned on a conductive track and on a metallization M i of piezoelectric material associated.
  • the linear acoustic channels are defined parallel to the lines Tj, each acoustic channel being subdivided into the defined sub-channel parallel to the lines Ti.
  • the printed circuit comprising its unit acoustic elements can be glued to the surface of a massive absorber material having a surface curve.
  • the flexible printed circuit is then folded over the edges of the ceramic and the absorber as shown in FIG. Figure 2 .
  • the acoustic channels defined parallel to the axis X, are also parallel to the tracks PI, the entire printed circuit and conductive tracks is firstly deposited on the surface of the absorber ABS and secondly folded vertically on the ratings A and A 'of said absorber for reasons of compactness. According to this configuration the tracks are then folded at 90 ° with a sharp angle which tends to weaken them or break them.
  • the present invention proposes an acoustic probe comprising a new interconnection network formed on the surface of a flexible dielectric film allowing during the conformation operation to optimize the size of the probe and the strength of the electrical connections.
  • the second secondary connection pads are part of a conductive region situated around the periphery of the lower surface of the dielectric film constituting the mass.
  • the invention also relates to a method for manufacturing acoustic probes.
  • the cutting operation of the linear acoustic elements is carried out as far as the dielectric film.
  • the probe according to the invention comprises a flexible dielectric film, hereinafter also referred to as a flexible printed circuit (because of the electrical connections that are made therein), on which different connection pads are made allowing the addressing of the transducers. piezoelectric.
  • the connection areas facing the transducers are called: primary connection pads, the remote connection pads with respect to the transducers are called: secondary connection pads.
  • each piezoelectric transducer comprises an electrode of mass E mi and a control electrode E c, also called “hot spot" in the field of ultrasonic sensors.
  • the Figure 3a illustrates a probe according to the invention seen from above.
  • the Figure 3b illustrates the same probe seen in section along the axis CC '.
  • the piezoelectric transducer elements TP i consist of a piezoelectric material that can be of ceramic type and separated by cutouts T j . Their surface is partially metallized so as to define a control electrode Ec i and a ground electrode Em i for each of said transducers. These electrodes are connected by via conductors V i to the lower surface of the printed circuit board CIS, as will be developed below. Conventionally, the upper surface of the ceramic is covered with acoustic matching elements Li 1 and Li 2 , the electrical properties of which are chosen to ensure good acoustic adaptation.
  • the transducers are glued to the surface of a CIS flexible printed circuit board having predefined electrical connections. The linear transducers are thus defined parallel to the direction Dy represented in FIG. Figure 3a .
  • the Figures 4a and 4b respectively illustrate a top view of the printed circuit and a bottom view of said circuit, the surface seen from above being in contact with the piezoelectric material.
  • Figure 4a shows in the central part of the flexible circuit board CIS first primary connection pads pppc i to electrically connect the control electrodes Ec i transducers, second primary connection pads sppc i in contact with the ground electrodes Em i TP transducers i as well as first secondary connection pads ppsc i the second primary connection pads sppc i correspond to a mass range PM s made at the periphery of the flexible printed circuit.
  • This mass range is cut during the cutting operation of the piezoelectric material into linear transducers since this cut is made at the level of the adapter blades / piezoelectric material, the cutout extending into the circuit printed flexible and leading by the same to separate in seconds primary connection pads sppc i , the mass range developed at the periphery of the upper surface of the flexible printed circuit.
  • the bottom surface of the flexible printed circuit illustrated in Figure 4b comprises third primary connection pads tppc i opposite the first primary connection pads pppc i , and connected thereto via via conductors. It also comprises second secondary connection pads spsc i connected to the ranges tppc i via conductive tracks PI in a direction Dx and connected via via conductors to the first secondary connection pads ppsc i , from which it becomes it is possible to address the control electrodes of the piezoelectric transducers TP i .
  • the dielectric film has a width I ex at the periphery greater than its central width I c .
  • connection pads in contact with the ground electrodes and the connection pads in contact with the control electrodes are distributed over the flexible dielectric film so as to also advantageously distribute the via conductors in a direction Dg making an angle of approximately 45 ° with the direction D x , so that the via conductors do not have a covering area between them.
  • the assembly of the ceramic type piezoelectric material on the flexible printed circuit can be achieved by bonding with an anisotropic conductive adhesive film (ACF).
  • ACF is a polymer film loaded with metallized or metallic polymer beads.
  • the electrical conductivity is achieved by crushing the balls in the conduction axis during pressure bonding of the ceramic on the printed circuit.
  • It can also be a polymer resin loaded with metallized or metallic polymer beads.
  • the electrical conductivity is also obtained by crushing the balls in the conduction axis during bonding under pressure.
  • the electrical contact can also be ensured by the use of an isotropic conductive resin or an isotropic conductive film comprising a polymer material loaded for example at 80% with metal particles of the type Silver, Nickel, ...
  • the electrical conductivity which is in this case isotropic is ensured by the physical contacts between the metal particles.
  • the linear piezoelectric transducers can be cut out of the piezoelectric material covered with its adaptation blades, with a diamond saw, according to the direction Dy illustrated in FIG. Figure 3a .
  • the width of a linear transducer can vary between 50 and 500 microns.
  • the cutting lines stop in the thickness of the dielectric film
  • the acoustic adaptation blades can be laser cut while the piezoelectric ceramic is cut by the mechanical saw. This last cutting method makes it possible to release the thermal stresses due to the bonding of materials having very different coefficients of thermal expansion. By first cutting the acoustic adaptation blades, the ceramic is released from thermal stresses and consequently, it avoids breaking the ceramic during the second cutting.
  • the conformation is the operation that makes it possible to produce curved probes.
  • a sufficient degree of curvature of said dielectric film is obtained to come to assemble it on the surface of a curved surface absorber.
  • the Figure 6 shows in this respect the assembly of the flexible film CIS on the surface of the ABS absorber and illustrates that in this configuration, the electrical connection leads PI are no longer bent with a sharp angle of 90 ° but are subject only to to a lighter curvature, so as not to weaken them as it was in the prior art.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
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  • Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
  • Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)

Description

  • Le domaine de l'invention est celui des sondes acoustiques comprenant un ensemble d'éléments émetteurs et/ou récepteurs obtenus par découpe à partir d'un bloc transducteur. De telles sondes sont actuellement utilisées notamment dans des applications telles que l'échographie. Plus précisément l'invention se rapporte à des sondes acoustiques unidirectionnelles, constituées d'éléments linéaires qui peuvent être excités indépendamment les uns des autres grâce à un réseau d'interconnexion relié à un circuit de commande (voir par exemple US 5,774,960A ).
  • Une méthode de réalisation de ces sondes consiste à réaliser dans un premier temps un assemblage : circuit imprimé comportant un réseau d'interconnexion/couche de matériau piézo-électrique/lames d'adaptation acoustiques puis à procéder à la découpe d'éléments piézo-électriques unitaires. La demande internationale WO 97/17145 déposée par la demanderesse décrit un tel procédé et plus particulièrement un procédé de fabrication dans le cas de sonde utilisant un circuit imprimé sur lequel on réalise des pistes conductrices permettant d'adresser les différents éléments acoustiques.
  • La Figure 1 illustre en effet plus précisément un matériau piézo-électrique 13 assemblé à des lames d'adaptation acoustique Li1 et Li2, ledit matériau étant découpé selon deux directions perpendiculaires par le type de traits de scie Ti et Tj. Un circuit imprimé souple 12 comprend des pistes conductrices PI et des via, au moins une partie d'un même via étant positionnée sur une piste conductrice et sur une métallisation Mi de matériau piézo-électrique associé. Dans cette configuration des voies acoustiques linéaires sont définies parallèlement aux traits Tj, chaque voie acoustique étant subdivisée en sous-voie définie parallèlement aux traits Ti. Lorsque l'assemblage précédemment décrit est réalisé, on procède à la conformation de la sonde qui est une opération permettant de réaliser des sondes courbes particulièrement recherchées dans le domaine de l'échographie. A cet effet le circuit imprimé comprenant ses éléments acoustiques unitaires peut être collé à la surface d'un matériau absorbeur massif présentant une surface courbe. Le circuit imprimé souple est alors rabattu sur les bords de la céramique et de l'absorbeur comme l'illustre la Figure 2. Les voies acoustiques définies parallèlement à l'axe X, sont également parallèles aux pistes PI, l'ensemble du circuit imprimé et des pistes conductrices est d'une part déposé à la surface de l'absorbeur ABS et d'autre part replié verticalement sur les cotes A et A' dudit absorbeur pour des questions de compacité. Selon cette configuration les pistes sont alors repliées à 90° avec un angle vif ce qui tend à les fragiliser voir les casser.
  • Pour résoudre ce problème, la présente invention propose une sonde acoustique comprenant un nouveau réseau d'interconnexion réalisé à la surface d'un film diélectrique souple permettant lors de l'opération de conformation d'optimiser l'encombrement de la sonde et la solidité des connexions électriques.
  • Plus précisément l'invention a pour objet une sonde acoustique unidirectionnelle selon la revendication indépendante 1 comprenant des transducteurs piézo-électriques linéaires à la surface d'un film diélectrique, ledit film diélectrique comportant des moyens de connexion électrique desdits transducteurs piézo-électriques, à un dispositif de commande, les moyens de connexion comprenant :
    • des plages primaires de connexion, en regard des transducteurs piézo-électriques ;
    • des plages secondaires de connexion, déportées par rapport aux transducteurs piézo-électriques, de manière à pouvoir connecter lesdits transducteurs au dispositif de commande ;
    • des pistes conductrices reliant les plages primaires de connexion aux plages secondaires de connexion, lesdites pistes conductrices étant selon une direction Dx perpendiculaire à la direction Dy définie par le grand axe des transducteurs piézo-électriques;
      chaque transducteur piézo-électrique comportant une électrode de commande et une électrode de masse, le film diélectrique comprenant:
    • sur sa face supérieure, des premières plages primaires de connexion en contact avec les électrodes de commande, des secondes plages primaires de connexion en contact avec les électrodes de masse et des premières plages secondaires de connexion ;
    • sur sa face inférieure, des troisièmes plages primaires de connexion reliées aux premières plages primaires de connexion par des via conducteurs, des secondes plages secondaires de connexion reliées d'une part aux premières plages secondaires de connexion par des via conducteurs et d'autre part aux troisièmes plages primaires de connexion par des pistes conductrices, et des quatrièmes plages primaires de connexion reliées aux secondes plages primaires de connexion par des via conducteurs.
  • Avantageusement les secondes plages secondaires de connexion font partie d'une région conductrice située sur le pourtour de la surface inférieure du film diélectrique constituant la masse.
  • L'invention a aussi pour objet un procédé de fabrication de sondes acoustiques.
  • Plus précisément l'invention a aussi pour objet un procédé de fabrication de sondes acoustiques unidirectionnelles selon la revendication indépendante 10 comportant des transducteurs piézo-électriques linéaires comprenant les étapes suivantes :
    • la réalisation sur chacune des faces d'un film diélectrique de plages primaires de connexion destinées à être en regard des transducteurs piézo-électriques et de plages secondaires de connexion destinées à être déportées par rapport aux transducteurs piézo-électriques ;
    • la réalisation de pistes électriques reliant des plages primaires de connexion et des plages secondaires de connexion, sur la face inférieure du film ;
    • le collage d'une couche de matériau piézo-électrique comprenant des métallisations, sur la face supérieure du film diélectrique ;
    • la découpe de la couche de matériau piézo-électrique selon une première direction de manière à définir les transducteurs piézo-électriques linéaires, ladite première direction étant perpendiculaire à une seconde direction parallèle aux pistes conductrices, chaque transducteur piézoelectrique (TPi) comportant une électrode de commande (Eci) et une électrode de masse (Emi), le film diélectrique (CIS) comprenant:
    • sur sa face supérieure, des premières plages primaires de connexion (pppci) en contact avec les électrodes de commande (Eci), des premières plages secondaires de connexion (ppsci) et des secondes plages primaires de connexion (sppci) en contact avec les électrodes de masse (Emi) ;
    • sur sa face inférieure, des troisièmes plages primaires de connexion (tppci) reliées aux premières plages primaires de connexion (pppci) par des via conducteurs, des secondes plages secondaires de connexion (spsci) reliées d'une part aux premières plages secondaires de connexion (ppsci) par des via conducteurs et d'autre part aux troisièmes plages primaires de connexion (tppci) par des pistes conductrices (PI), et des quatrièmes plages primaires de connexion (qppci) reliées aux secondes plages primaires de connexion (sppci) par des via conducteurs
  • Avantageusement l'opération de découpe des éléments acoustiques linéaires est effectuée jusque dans le film diélectrique.
  • L'invention a encore pour objet un procédé de fabrication collective de sondes acoustiques selon la revendication dépendante 17 comprenant:
    • la réalisation à la surface d'un film diélectrique d'un ensemble de plages primaires de connexion, de plages secondaires de connexion et de pistes conductrices reliant des plages primaires de connexion à des plages secondaires de connexion ;
    • l'assemblage d'un ensemble de couches de matériau piézo-électrique et de couches de matériau d'adaptation acoustique, sur l'ensemble des plages de connexion de manière à définir un ensemble de sondes acoustiques à la surface du film diélectrique ;
    • la découpe des couches de matériau piézo-électrique et des couches de matériau d'adaptation acoustique de manière à définir un ensemble de sondes comprenant des transducteurs piézo-électriques linéaires ;
    • la découpe des ensembles film diélectrique / transducteurs piézo-électriques linéaires de manière à individualiser les sondes acoustiques unidirectionnelles.
  • L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre donnée à titre non limitatif et grâce aux figures annexées parmi lesquelles :
    • la Figure 1 illustre une sonde acoustique multi-éléments selon l'art connu comprenant un circuit imprimé et des pistes conductrices parallèles aux voies acoustiques définies par les éléments acoustiques ;
    • la Figure 2 schématise le circuit imprimé d'une sonde acoustique conformée sur un absorbeur et utilisant les éléments acoustiques tels qu'illustrés en Figure 1, de l'art connu ;
    • la Figure 3a illustre une vue de dessus d'un exemple de sonde selon l'invention ;
    • la Figure 3b illustre une vue en coupe de l'exemple de sonde illustrée en Figure 3a ;
    • la Figure 4a illustre une vue de dessus d'un circuit imprimé souple utilisé dans une sonde selon l'invention ;
    • la Figure 4b illustre une vue de dessous du même circuit imprimé souple utilisé dans une sonde selon l'invention;
    • la Figure 5 illustre une étape du procédé de la fabrication collective de sondes selon l'invention ;
    • la Figure 6 illustre une sonde selon l'invention, conformée sur un absorbeur.
  • L'invention va être décrite dans le cas d'un exemple particulier d'une sonde unidirectionnelle comprenant huit transducteurs linéaires mais s'applique quel que soit le nombre N de transducteurs linéaires.
  • De façon générale la sonde selon l'invention comprend un film diélectrique souple encore dénommé ci-après circuit imprimé souple (en raison des connexions électriques que l'on y réalise), sur lequel sont réalisées différentes plages de connexion permettant l'adressage des transducteurs piézo-électriques. Les plages de connexion en regard des transducteurs sont appelées : plages de connexion primaire, les plages de connexion déportées par rapport aux transducteurs sont appelées : plages de connexion secondaire.
  • De manière classique chaque transducteur piézo-électrique comprend une électrode de masse Emi et une électrode de commande Eci encore appelée "point chaud" dans le domaine des capteurs ultrasonores.
  • La Figure 3a illustre une sonde selon l'invention vue de dessus. La Figure 3b illustre la même sonde vue en coupe selon l'axe CC'. Les éléments transducteurs piézo-électriques TPi sont constitués d'un matériau piézo-électrique pouvant être de type céramique et séparés par des découpes Tj. Leur surface est métallisée partiellement de manière à définir une électrode de commande Eci et une électrode de masse Emi pour chacun desdits transducteurs. Ces électrodes sont connectées par des via conducteurs Vi à la surface inférieure du circuit imprimé CIS, comme cela va être développé ci-après. De manière classique la surface supérieure de la céramique est recouverte d'éléments d'adaptation acoustique Li1 et Li2 dont les propriétés électriques sont choisies pour assurer une bonne adaptation acoustique. Les transducteurs sont collés à la surface d'un circuit imprimé souple CIS comportant des connexions électriques prédéfinies. Les transducteurs linéaires sont ainsi définis parallèles à la direction Dy représentée en Figure 3a.
  • Les Figures 4a et 4b illustrent respectivement une vue de dessus du circuit imprimé et une vue de dessous dudit circuit, la surface vue de dessus étant en contact avec le matériau piézo-électrique.
  • Plus précisément la Figure 4a montre dans la partie centrale du circuit imprimé flexible CIS des premières plages primaires de connexion pppci pour connecter électriquement les électrodes de commande Eci des transducteurs, des secondes plages primaires de connexion sppci en contact avec les électrodes de masse Emi des transducteurs TPi ainsi que des premières plages secondaires de connexion ppsci les secondes plages primaires de connexion sppci correspondent à une plage de masse PMs réalisée à la périphérie du circuit imprimé souple. Cette plage de masse est découpée lors de l'opération de découpe du matériau piézo-électrique en transducteurs linéaires puisque cette découpe est opérée au niveau de l'ensemble lames d'adaptation/matériau piézo-électrique, la découpe se prolongeant jusque dans le circuit imprimé souple et conduisant par la même à séparer en secondes plages primaires de connexion sppci, la plage de masse élaborée à la périphérie de la surface supérieure du circuit imprimé souple.
  • La surface inférieure du circuit imprimé souple illustrée en Figure 4b comprend des troisièmes plages primaires de connexion tppci en regard des premières plages primaires de connexion pppci, et connectées à ces dernières par l'intermédiaire de via conducteurs. Elle comprend également des secondes plages secondaires de connexion spsci reliées aux plages tppci par l'intermédiaire de pistes conductrices PI selon une direction Dx et reliées par l'intermédiaire de via conducteurs aux premières plages secondaires de connexion ppsci, depuis lesquelles il devient possible d'adresser les électrodes de commande des transducteurs piézo-électriques TPi.
  • Par ailleurs des via conducteurs au travers du circuit imprimé souple permettent la connexion des secondes plages primaires de connexion sppci à la plage de masse PMi réalisée à la périphérie du circuit imprimé souple sur sa surface inférieure et ainsi assurer la reprise de masse de l'ensemble des transducteurs piézo-électriques TPi.
  • Avantageusement le film diélectrique présente une largeur Iex en périphérie plus grande que sa largeur centrale Ic. Une telle configuration permet d'augmenter le pas entre les plages de connexion secondaires par rapport au pas entre les plages de connexion primaires.
  • Par ailleurs les plages de connexion en contact avec les électrodes de masse et les plages de connexion en contact avec les électrodes de commande sont réparties sur le film diélectrique souple de manière à également avantageusement répartir les via conducteurs selon une direction Dg faisant un angle d'environ 45° avec la direction Dx, de manière à ce que les via conducteurs ne présentent pas de zone de recouvrement entre eux.
    • Etape d'assemblage
  • De manière générale l'assemblage du matériau piézo-électrique type céramique sur le circuit imprimé souple peut être réalisé par collage avec un film adhésif conducteur anisotrope (ACF). L'ACF est un film polymère chargé avec des billes polymères métallisées ou métalliques. La conductivité électrique est réalisée par écrasement des billes dans l'axe de conduction lors du collage sous pression de la céramique sur le circuit imprimé.
  • Il peut également s'agir d'une résine polymère chargée avec des billes polymères métallisées ou métalliques. La conductivité électrique est obtenue également par écrasement des billes dans l'axe de conduction lors du collage sous pression.
  • Selon une autre variante de l'invention, le contact électrique peut également être assuré grâce à l'utilisation d'une résine conductrice isotrope ou d'un film conducteur isotrope comprenant un matériau polymère chargé par exemple à 80 % avec des particules métalliques de type Argent, Nickel,... La conductivité électrique qui est dans ce cas isotrope est assurée par les contacts physiques entre les particules métalliques.
    • Etape de découpe
  • Les transducteurs piézo-électriques linéaires peuvent être découpés dans le matériau piézo-électrique recouvert de ses lames d'adaptation, avec une scie diamantée, selon la direction Dy illustrée en Figure 3a.
  • Typiquement la largeur d'un transducteur linéaire peut varier entre 50 et 500 microns. Pour isoler électriquement les transducteurs linéaires, les traits de découpe s'arrêtent dans l'épaisseur du film diélectrique
  • Plutôt que d'utiliser une scie diamantée, il est également possible de procéder à une découpe laser des différents éléments.
  • Il est également possible de combiner les deux types de découpe. Ainsi les lames d'adaptation acoustique peuvent être découpées au laser alors que la céramique piézo-électrique est découpée grâce à la scie mécanique. Cette dernière méthode de découpe permet de libérer les contraintes thermiques dues au collage des matériaux possédant des coefficients de dilatation thermique très différents. En découpant en premier les lames d'adaptation acoustique, on libère la céramique des contraintes thermiques et en conséquence, on évite de briser la céramique lors de la deuxième découpe.
  • Les étapes précédentes peuvent être réalisées de manière collective. En effet un ensemble de plages de connexion primaires et secondaires peuvent être élaborées sur un même film diélectrique souple et destinées à plusieurs sondes acoustiques comme illustré en Figure 5 qui représente une vue de dessus dudit film diélectrique.
  • Sur un film diélectrique encore dénommé circuit imprimé souple CIS, on élabore différentes plages de masse sur la face supérieure dudit circuit souple, ainsi que les plages de connexion primaires et secondaires nécessaires, en l'occurrence seules sont représentées les plages de masse PMs. Une fois réalisé l'ensemble des connexions électriques (plage de connexion, métallisation, via conducteur) sur l'ensemble du circuit imprimé souple, on vient coller localement différents matériaux piézo-électriques massifs. Comme représenté en Figure 5, un exemple de 6 lames de céramique peuvent être collées sur le circuit imprimé souple, ainsi que 6 couples de lames d'adaptation acoustique sur lesdites 6 lames de céramique. On procède alors à une étape de découpe collective. Typiquement des séries de sondes alignées verticalement sur la Figure 5 peuvent être découpées en éléments unitaires en une étape unique, comme l'illustrent les traits discontinus de la Figure 5.
  • Après l'étape de découpe collective des transducteurs piézo-électriques linéaires, on procède à la découpe de chacune des sondes acoustiques autour des plans de masse PMs illustrées en Figure 5.
  • Ainsi la collectivisation permet de réduire les coûts de fabrication.
    • Etape de conformation
  • De manière générale la conformation est l'opération qui permet de réaliser des sondes courbes. Selon l'invention grâce au film diélectrique souple employé et à la découpe préalable des transducteurs linéaires, on obtient un degré suffisant de courbure dudit film diélectrique pour venir l'assembler à la surface d'un absorbeur de surface courbe. La Figure 6 montre à cet égard l'assemblage du film souple CIS à la surface de l'absorbeur ABS et illustre bien que dans cette configuration, les pistes électriques de connexion PI ne sont plus pliées avec un angle vif de 90° mais ne sont soumises qu'à une courbure plus légère, de manière à ne plus les fragiliser comme cela était dans l'art antérieur.

Claims (17)

  1. Sonde acoustique unidirectionnelle comprenant des transducteurs piézo-électriques linéaires (TPi) à la surface d'un film diélectrique (CIS), ledit film diélectrique comportant des moyens de connexion électrique desdits transducteurs piézo-électriques, à un dispositif de commande, lesdits moyens de connexion comprenant :
    - des plages primaires de connexion, en regard des transducteurs piézo-électriques (TPi);
    - des plages secondaires de connexion, déportées par rapport aux transducteurs piézo-électriques, de manière à pouvoir connecter lesdits transducteurs au dispositif de commande ;
    - des pistes conductrices (PI) reliant les plages primaires de connexion aux plages secondaires de connexion, lesdites pistes conductrices étant selon une direction Dx perpendiculaire à la direction Dy définie par le grand axe des transducteurs piézo-électriques ;
    chaque transducteur piézo-électrique (TPi) comportant une électrode de commande (Eci) et une électrode de masse (Emi), la sonde étant caractérisée en ce que le film diélectrique (CIS) comprend :
    - sur sa face supérieure, des premières plages primaires de connexion (pppci) en contact avec les électrodes de commande (Eci), des premières plages secondaires de connexion (ppsci) et des secondes plages primaires de connexion (sppci) en contact avec les électrodes de masse (Emi) ;
    - sur sa face inférieure, des troisièmes plages primaires de connexion (tppci) reliées aux premières plages primaires de connexion (pppci) par des via conducteurs, des secondes plages secondaires de connexion (spsci) reliées d'une part aux premières plages secondaires de connexion (ppsci) par des via conducteurs et d'autre part aux troisièmes plages primaires de connexion (tppci) par des pistes conductrices (PI), et des quatrièmes plages primaires de connexion (qppci) reliées aux secondes plages primaires de connexion (sppci) par des via conducteurs.
  2. Sonde acoustique selon la revendication 1, caractérisée en ce que les secondes plages primaires de connexion (sppci) font partie d'une région conductrice (PMs) située à la périphérie de la surface supérieure du film diélectrique et les quatrièmes plages primaires de connexion (qppci) font partie d'une région conductrice (PMi) située à la périphérie de la surface inférieure du film diélectrique.
  3. Sonde acoustique selon l'une des revendications 1 à 2, caractérisée en ce que les transducteurs piézo-électriques linéaires sont recouverts d'éléments d'adaptation acoustique.
  4. Sonde acoustique selon la revendication 3, caractérisée en ce que les éléments d'adaptation acoustique comprennent la superposition de deux séries d'éléments d'adaptation acoustique.
  5. Sonde acoustique selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la surface des transducteurs piézo-électriques est métallisée de manière à assurer la reprise de l'électrode de masse située à la surface supérieure des transducteurs piézo-électriques, dans le plan de la surface inférieure des transducteurs piézo-électriques, ledit plan comprenant les électrodes de commande des transducteurs piézo-électriques.
  6. Sonde acoustique selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu'elle comprend un film conducteur anisotrope assurant le contact électrique et mécanique entre les transducteurs piézo-électriques et le circuit imprimé.
  7. Sonde acoustique selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu'elle comprend une résine polymère chargée de billes de polymère, métallisées ou métalliques assurant le contact électrique et mécanique entre les transducteurs piézo-électriques et le circuit imprimé.
  8. Sonde acoustique selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu'elle comprend une résine conductrice isotrope ou un film conducteur isotrope comportant un matériau polymère fortement chargé en particules métalliques assurant le contact électrique et mécanique entre les transducteurs piézo-électriques et le circuit imprimé.
  9. Sonde acoustique selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce qu'elle comprend un matériau massif absorbant les ondes acoustiques, supportant le film diélectrique.
  10. Procédé de fabrication de sondes acoustiques unidirectionnelles comportant des transducteurs piézo-électriques linéaires comprenant les étapes suivantes :
    - la réalisation sur chacune des faces d'un film diélectrique, de plages primaires de connexion destinées à être en regard des transducteurs piézo-électriques (pppci, sppci, tppci, qppci) et de plages secondaires de connexion (ppsci, spsci) destinées à être déportées par rapport aux transducteurs piézo-électriques ;
    - la réalisation de pistes électriques reliant des plages primaires de connexion (tppci) et des plages secondaires de connexion (spsci), sur la face inférieure du film ;
    - le collage d'une couche de matériau piézo-électrique comprenant des métallisations, sur la face supérieure du film diélectrique ;
    - la découpe de la couche de matériau piézo-électrique selon une première direction de manière à définir les transducteurs piézo-électriques linéaires, ladite première direction étant perpendiculaire à une seconde direction parallèle aux pistes conductrices, chaque transducteur piézo-électrique (TPi) comportant une électrode de commande (Eci) et une électrode de masse (Emi), le film diélectrique (CIS) comprenant :
    - sur sa face supérieure, des premières plages primaires de connexion (pppci) en contact avec les électrodes de commande (Eci), des premières plages secondaires de connexion (ppsci) et des secondes plages primaires de connexion (sppci) en contact avec les électrodes de masse (Emi) ;
    - sur sa face inférieure, des troisièmes plages primaires de connexion (tppci) reliées aux premières plages primaires de connexion (pppci) par des via conducteurs, des secondes plages secondaires de connexion (spsci) reliées d'une part aux premières plages secondaires de connexion (ppsci) par des via conducteurs et d'autre part aux troisièmes plages primaires de connexion (tppci) par des pistes conductrices (PI), et des quatrièmes plages primaires de connexion (qppci) reliées aux secondes plages primaires de connexion (sppci) par des via conducteurs
  11. Procédé de fabrication de sondes acoustiques selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comprend le collage d'au moins une couche de matériau d'adaptation acoustique, à la surface de la couche de matériau piézo-électrique, et la découpe de l'ensemble des matériaux piézo-électriques et d'adaptation acoustique.
  12. Procédé de fabrication de sondes acoustiques selon l'une des revendications 10 ou 11, caractérisé en ce que l'opération de découpe est effectuée jusque dans le film diélectrique.
  13. Procédé de fabrication selon la revendication 12 caractérisé en ce que la découpe est effectuée mécaniquement.
  14. Procédé de fabrication selon l'une des revendications 12 ou 13, caractérisé en ce que la découpe est effectuée par laser.
  15. Procédé de fabrication selon la revendication 12, caractérisé en ce que la ou les couches de matériau d'adaptation acoustique est ou sont découpées au laser, la couche de matériau piézo-électrique étant découpée mécaniquement.
  16. Procédé de fabrication selon l'une des revendications 10 à 15, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de conformation de la sonde acoustique sur un matériau absorbeur de surface courbe consistant à coller le film diélectrique avec les transducteurs piézo-électriques linéaires, sur ladite surface courbe.
  17. Procédé de fabrication collective de sondes acoustiques selon l'une des revendications 10 à 16, caractérisé en ce qu'il comprend :
    - la réalisation à la surface d'un film diélectrique d'un ensemble de plages primaires de connexion, de plages secondaires de connexion et de pistes conductrices reliant des plages primaires de connexion à des plages secondaires de connexion ;
    - l'assemblage d'un ensemble de couches de matériau piézo-électrique et de couches de matériau d'adaptation acoustique, sur l'ensemble des plages de connexion de manière à définir un ensemble de sondes acoustiques à la surface du film diélectrique ;
    - la découpe des couches de matériau piézo-électrique et des couches de matériau d'adaptation acoustique de manière à définir un ensemble de sondes comprenant des transducteurs piézo-électriques linéaires ;
    - la découpe des ensembles film diélectrique /transducteurs piézo-électriques linéaires de manière à individualiser les sondes acoustiques unidirectionnelles.
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