KR101491802B1 - Method of manufacturing transducer and transducer manufactured thereby - Google Patents
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Abstract
본 발명은 더욱 상세하게는 압전체를 희생층의 일면에 고정시킨 상태에서 다이싱을 진행하고 적층이 이루어지도록 하는 트랜스듀서의 제조방법 및 그 방법에 의해 제조된 트랜스듀서에 관한 것이다. 본 발명은 압전체의 일면에 희생층을 합착하는 단계, 상기 압전체를 제1방향으로 1차 다이싱(dicing) 하여 제1슬릿을 형성하는 단계, 상기 희생층을 제거하는 단계, 상기 희생층이 제거된 압전체의 일면에 접지층과 정합층을 순서대로 적층하여 적층유닛을 형성하는 단계, 상기 적층유닛을 상기 제1방향과 교차되는 제2방향으로 2차 다이싱(dicing) 하여 제2슬릿을 형성하는 단계, 상기 제2슬릿에 폴리머를 충전하는 단계를 포함한다.More particularly, the present invention relates to a method of manufacturing a transducer in which a piezoelectric body is fixed on one surface of a sacrificial layer and dicing is progressed and lamination is performed, and a transducer manufactured by the method. According to the present invention, there is provided a method of manufacturing a piezoelectric element, comprising: attaching a sacrificial layer to one surface of a piezoelectric body; dicing the piezoelectric body in a first direction to form a first slit; removing the sacrificial layer; Forming a laminated unit by sequentially laminating a ground layer and a matching layer on one surface of a piezoelectric substrate, dicing the laminated unit in a second direction intersecting with the first direction to form a second slit And filling the second slit with a polymer.
Description
본 발명은 트랜스듀서 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 초음파를 이용하여 피검사체 내부의 영상 정보를 획득하는 초음파 진단장치 등에 사용되는 트랜스듀서를 제조하는 방법 및 그 방법에 의해 제조된 트랜스듀서에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a transducer, and more particularly, to a method of manufacturing a transducer for use in an ultrasonic diagnostic apparatus or the like for acquiring image information inside an object using ultrasonic waves, and a transducer manufactured by the method .
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 발명의 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.The contents described in this section merely provide background information on the embodiment of the present invention and do not constitute the prior art.
주지된 바와 같이 초음파 진단장치는 프로브(probe)에 의해 피검사체의 진단 부위에 초음파 신호를 송신한 후, 프로브에 의해 음향 임피던스(acoustic impedance)가 다른 피검사체 내의 조직 경계로부터 반사된 초음파 신호를 수신하여, 진단 부위의 영상 정보를 획득한다. 이러한 영상 정보는 초음파 진단장치의 모니터로 출력되고, 진단자는 모니터로 출력되는 영상 정보를 통해 피검사체에 대한 진단을 실시할 수 있다. 프로브에는 초음파 신호를 피검사체로 송신하고 피검사체로부터 반사된 초음파 신호를 수신하기 위한 트랜스듀서가 구비된다.As is well known, the ultrasonic diagnostic apparatus transmits an ultrasonic signal to a diagnostic region of a subject by a probe, and then receives an ultrasonic signal reflected from a tissue boundary in the subject having different acoustic impedances by a probe , Thereby acquiring image information of the diagnosis site. Such image information is outputted to the monitor of the ultrasonic diagnostic apparatus, and the diagnosis person can perform the diagnosis on the subject through the image information outputted to the monitor. The probe is provided with a transducer for transmitting an ultrasonic signal to a subject and receiving an ultrasonic signal reflected from the subject.
일반적으로, 트랜스듀서는 흡음층(backing material) 상에 압전층과 정합층 등이 적층된 구성으로 이루어진다. 압전층은 압전 재료만으로 이루어진 압전소자로 형성되거나, 초음파 송수신 성능을 높이기 위해 압전소자에 폴리머 재료가 복합된 압전 복합체로 형성된다. 일반적인 트랜스듀서의 제조공정은 흡음층, 전극층, 압전층, 접지층, 정합층을 한번에 적층하고, 채널 분리를 위해 다이싱한 후 렌즈를 형성한다. 하지만, dynamic focusing 및 Elevation 방향의 beam steering에 한계가 있어, multi-row 형태의 트랜스듀서를 제조하는 경우, 전술한 방법으로 트랜스듀서를 제조하게 되면, 전기적인 결선이 불가능하기 때문에 다음과 같은 공정을 거쳐야 한다. 먼저, 압전소자의 일면에 전극층과 흡음층을 순서대로 적층한다. 이후, 채널 분리를 위해 상기 압전소자에 1차적으로 다이싱 공정이 진행된 후 폴리머를 충전한다. 상기와 같이 폴리머가 충전된 후에 접지층과 정합층을 차례대로 적층하고, 2차 다이싱 공정이 진행된 다음 폴리머 충전 및 렌즈의 형성이 이루어진다. Generally, a transducer has a structure in which a piezoelectric layer, a matching layer, and the like are laminated on a backing material. The piezoelectric layer may be formed of a piezoelectric element made only of a piezoelectric material, or formed of a piezoelectric composite material in which a polymer material is combined with a piezoelectric element to improve ultrasonic transmission / reception performance. In a typical manufacturing process of a transducer, a sound-absorbing layer, an electrode layer, a piezoelectric layer, a ground layer, and a matching layer are laminated at a time, dicing for channel separation, and then a lens is formed. However, since there is a limit in beam steering in the direction of dynamic focusing and elevation, when a transducer is manufactured by the above-described method in the case of manufacturing a multi-row type transducer, It must go through. First, an electrode layer and a sound-absorbing layer are laminated in order on one surface of a piezoelectric element. Thereafter, the piezoelectric element is first subjected to a dicing process for channel separation, and then the polymer is charged. After the polymer is filled as described above, the ground layer and the matching layer are laminated in order, and after the second dicing step, the polymer is filled and the lens is formed.
그런데, 전술한 바와 같이, 압전 복합체를 제조할 경우, 1차 다이싱 하는 과정에서 전극층이 손상되지 않도록 압전소자를 다이싱을 하기가 매우 어려워 불량 발생률이 높아지게 된다. 또한, 정밀도가 확보되지 않은 상태에서 다이싱이 진행되기 때문에 다이싱된 슬릿의 평탄도를 확보하기가 어려운 문제가 있다. 또한, 다이싱 공정 전후로 해서 복수의 소재를 적층하는 작업이 여러 번 진행되기 때문에, 트랜스듀서를 제조하는데 많은 공정 시간과 비용이 소요된다. However, as described above, when the piezoelectric composite is manufactured, it is very difficult to dice the piezoelectric element in order to prevent the electrode layer from being damaged during the primary dicing process, resulting in a high incidence of defects. Further, since the dicing progresses in a state where the precision is not ensured, there is a problem that it is difficult to secure the flatness of the diced slit. Further, since the work of laminating a plurality of materials before and after the dicing process is performed several times, it takes a lot of processing time and cost to manufacture the transducer.
본 발명은 전극층의 손상 없이 압전체를 손쉽게 다이싱할 수 있으며, 압전체의 평탄도가 확보된 상태에서 압전체의 이송 및 적층 공정을 진행 할 수 있어, 공정 시간을 절감하면서 불량 발생률을 최소화 하여 생산성을 증가시킬 수 있는 트랜스듀서 제조방법 및 그 방법에 의해 제조된 트랜스듀서를 제공함에 그 목적이 있다.The present invention can easily dice the piezoelectric body without damaging the electrode layer, and can carry out the transfer and lamination process of the piezoelectric body in a state in which the flatness of the piezoelectric body is secured, thereby minimizing the defective occurrence rate while increasing the productivity And to provide a transducer manufactured by the method.
상기의 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 트랜스듀서 제조방법은 압전체의 일면에 압전체에 임시고정되어 캐리어 기능을 수행하는 희생층을 합착하는 단계와, 상기 압전체를 제1방향으로 1차 다이싱(dicing) 하여 제1슬릿을 형성하는 단계와, 상기 희생층을 제거하는 단계와, 상기 희생층이 제거된 압전체의 일면에 접지층과 정합층을 순서대로 적층하여 적층유닛을 형성하는 단계와, 상기 적층유닛을 정합층에서 압전체 방향으로 요입되게 상기 제1방향과 교차되는 제2방향으로 2차 다이싱(dicing) 하여 제2슬릿을 형성하는 단계와, 상기 제2슬릿에 폴리머를 충전하는 단계를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a transducer, the method comprising: attaching a sacrificial layer temporarily fixed to a piezoelectric body on one side of the piezoelectric body to perform a carrier function; Forming a first slit by dicing the first slit, removing the sacrificial layer, and forming a laminated unit by sequentially laminating a ground layer and a matching layer on one surface of the piezoelectric material from which the sacrificial layer is removed Forming a second slit by dicing the laminated unit in a second direction intersecting with the first direction to be recessed in the direction of the piezoelectric body in the matching layer to form a second slit; And charging.
본 발명에 따르면, 트랜스듀서를 제조하는 과정에서 압전체를 희생층에 합착시킨 상태로 1차 다이싱이 이루어지기 때문에, 압전체의 채널분리 작업이 보다 간편하고 안정적으로 이루어질 수 있으며, 이로써 불량 발생이 현저히 감소할 수 있고, 다이싱 결과의 검수가 간편해지고, 불량 검출이 보다 확실하게 이뤄질 수 있다.According to the present invention, the primary dicing is performed while the piezoelectric body is attached to the sacrificial layer in the process of manufacturing the transducer, so that the channel separation operation of the piezoelectric body can be performed more simply and stably, The inspection of the dicing result can be simplified, and the defect detection can be performed more reliably.
또한, 기존에 여러 단계로 나눠서 진행하던 적층 공정이 한번의 공정에서 동시에 진행될 수 있기 때문에 적층공정에 소요되는 시간이 줄어들어 생산성 향상 및 원가 절감의 효과를 기대할 수 있다.In addition, since the conventional lamination process can be carried out in one step at the same time, the time required for the lamination process can be reduced, and productivity and cost reduction can be expected.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 트랜스듀서 제조방법에 대한 순서도이다.
도 2 내지 도 9은 도 1의 제조방법에 의해 트랜스듀서를 제조하는 과정을 설명하기 위한 사시도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 트랜스듀서 제조방법에 대한 순서도이다.
도 11 내지 도 18은 도 10의 제조방법에 의해 트랜스듀서를 제조하는 과정을 설명하기 위한 사시도이다.1 is a flowchart of a method of manufacturing a transducer according to an embodiment of the present invention.
2 to 9 are perspective views for explaining a process of manufacturing a transducer by the manufacturing method of FIG.
10 is a flowchart of a method of manufacturing a transducer according to another embodiment of the present invention.
11 to 18 are perspective views for explaining a process of manufacturing a transducer by the manufacturing method of FIG.
본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서 동일한 구성에 대해서는 동일부호를 사용하며, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.The present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings. Here, the same reference numerals are used for the same components, and repeated descriptions and known functions and configurations that may obscure the gist of the present invention will not be described in detail. Embodiments of the present invention are provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art. Accordingly, the shapes and sizes of the elements in the drawings and the like can be exaggerated for clarity.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 트랜스듀서 제조방법에 대한 순서도이고, 도 2 내지 도 9은 도 1의 제조방법에 의해 트랜스듀서를 제조하는 과정을 설명하기 위한 사시도이다.FIG. 1 is a flow chart of a method of manufacturing a transducer according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 2 to 9 are perspective views illustrating a process of manufacturing a transducer by the manufacturing method of FIG.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 트랜스듀서 제조방법은, 압전체(120)의 일면에 희생층(110)을 합착하는 단계(S101)와, 상기 압전체(120)를 제1방향으로 1차 다이싱(dicing) 하여 제1슬릿(121)을 형성하는 단계(S102)와, 상기 압전체(120)의 이면에 상기 제1방향과 교차되는 제2방향으로 전극층(150)과 흡음층(160)을 차례대로 적층하는 단계(S103)와, 상기 희생층(110)을 제거하는 단계(S104)와, 상기 제1슬릿(121)에 폴리머(170)를 충전하는 단계(S105)와, 상기 희생층(110)이 제거된 압전체(120)의 일면에 접지층(130)과 정합층(140)을 순서대로 적층하여 적층유닛(100)을 형성하는 단계(S106)와, 상기 적층유닛(100)을 상기 제1방향과 교차되는 제2방향으로 2차 다이싱(dicing) 하여 제2슬릿(101)을 형성하는 단계(S108)와, 상기 제2슬릿(101)에 폴리머(170)를 충전하는 단계(S109)를 포함한다.Referring to FIG. 1, a transducer manufacturing method according to an embodiment of the present invention includes: A step S101 of attaching a
도 2 내지 도 9를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 트랜스듀서 제조방법에 대해 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.2 to 9, a method of manufacturing a transducer according to an embodiment of the present invention will be described in detail as follows.
S101 단계는, 압전체(120)의 일면에 희생층(110)을 합착하는 단계이다. 상기 압전체(120)는 전압이 인가되면 공진하여 초음파 신호를 발생시키고, 초음파 신호를 수신하게 되면 진동하여 전기적 신호를 발생시킨다. 압전체(120)는 티탄산 지르콘산 납(PZT, lead zirconate titanate)계 등의 압전 세라믹, 압전 단결정 등으로 구성될 수 있다. 그리고, 압전체(120)는 일면에 증착 등의 방법으로 전극이 형성된 형태로 구성될 수 있다. 상기 희생층(110)은 압전체(120)와 나란하게 적층되며, 압전체(120)에 임시로 고정되어 압전체(120)의 평탄도를 유지하도록 하고 공정이 진행되는 동안 압전체(120)를 이송시키기 위한 캐리어로 작용할 수 있다. 추후, 상기 희생층(110)은 상기 압전체(120)의 다이싱 및 적층이 완료된 후 압전체(120)로 부터 분리될 수 있다. Step S101 is a step of attaching the
따라서, 희생층(110)은 상기 압전체(120)의 평탄도를 유지할 수 있는 범위의 강성을 갖는 재질로 구비됨과 동시에 압전체(120)와의 고정력이 쉽게 제거될 수 있는 범위에서 다양한 실시 예가 발생될 수 있다. 일례로, 상기 희생층(110)은 다공성 기판으로 구비될 수 있으며, 압전체(120)와의 고정력을 부여하기 위해 다공성 기판과 연결된 진공호스 및 진공호스를 통해 흡입력을 제공하는 진공펌프 등을 추가로 구비할 수 있다. 본 발명의 희생층(110)은 상기한 바와 같은 진공흡착의 경우를 제외하고서도 상기 압전체(120)에 점착이 이루어졌다가 손쉽게 제거될 수 있도록 일면에 점착층이 형성된 점착시트를 비롯한 공지의 다양한 실시 예가 발생될 수 있다. 상기와 같이 희생층(110)이 점착시트로 구비되거나, 진공흡착 방식을 취할 경우 압전체(120)에 별다른 흔적 남기지 않고 희생층(110) 제거될 수 있다. Accordingly, the
S102 단계는 압전체(120)를 제1방향으로 1차 다이싱(dicing) 하여 제1슬릿(121)을 형성하는 단계이다. In step S102, the
종래의 경우, 압전체(120)의 일면에 전극층(150)과 흡음층(160)을 순서대로 적층한 후, 채널 분리를 위해 상기 압전체(120)를 다이싱 가공하였다. 하지만, 다이싱 하는 과정에서 다이싱 방향과 교차되게 배치된 전극층(150)이 손상되지 않도록 압전체(120)을 다이싱하기 어려운 문제가 있다. 본 발명의 경우, 압전체(120)를 희생층(110)에 합착시킨 상태로 다이싱 공정이 이루어지기 때문에, 압전체(120)의 채널분리 작업이 보다 간편하고 안정적으로 이루어질 수 있다. Conventionally, after the
참고로, 상기 제1슬릿(121)은 후술되는 전극층(150)의 배치 방향과 교차하는 방향으로 스트라이프 형태로 형성한다. 제1슬릿(121)은 동일한 간격을 유지하여 복수 형성될 수 있으며, 각각의 제1슬릿(121)은 일정 폭과 일정 깊이를 갖도록 형성될 수 있다. For reference, the
S103 단계에서는 상기 압전체(120)의 이면에 상기 제1방향과 교차되는 제2방향으로 전극층(150)과 흡음층(160)을 차례대로 적층한다. 이때, 상기 압전체(120)는 제1슬릿(121)의 형성되어 복수의 영역으로 분리된 상태이긴 하나, 상기 희생층(110)에 의해 그 형상이 흐트러지지 않게 고정된 상태이기 때문에 상기 전극층(150)의 일면에 한번에 적층 및 접합될 수 있다. In step S103, the
상기 전극층(150)은 상면에 제1 전극들이 상기 제1슬릿(121)의 방향과 교차되게 스트라이프(stripe) 형태로 배치된 플렉시블 인쇄회로기판으로 구성될 수 있다. 이러한 플렉시블 인쇄회로기판의 양면을 접착제 등을 이용하여 압전체(120)와 흡음층(160)사이에 적층하고 접합할 수 있다. 상기 제1 전극들은 구리, 금, 은 등과 같은 도전성 금속 물질로 각각 구성될 수 있다.The
한편, 흡음층(160)은 흡음성을 갖도록 구성될 수 있다. 이러한 흡음층(160)은 상측에 적층되는 압전체(120)의 자유 진동을 억제하여 초음파의 펄스 폭을 감소시키며, 압전체(120)의 하측으로 초음파가 불필요하게 전파되는 것을 차단하여 영상 왜곡을 방지할 수 있다. 예컨대, 트랜스듀서를 리니어 어레이 타입(linear array type)으로 구성할 경우, 흡음층(160)은 상면이 편평한 형태를 갖도록 구성될 수 있다. 흡음층(160)은 에폭시 수지에 텅스텐(W), 납(Pb), 산화 아연(ZnO) 등과 같이 밀도가 높은 분말재료를 충전한 재질로 구성될 수 있다.On the other hand, the sound-absorbing
S104 단계는 희생층(110)을 제거하는 단계이다. 상기 희생층(110)은 상기 압전체(120)를 다이싱하는 단계(S102)와, 전극층(150)에 합착하는 단계(S103)가 완료되면, 상기 압전체(120)로 부터 제거된다. 전술한 바와 같이, 상기 희생층(110)은 상기 압전체(120)와의 고정력이 쉽게 제거될 수 있도록 구비되기 때문에 점착시트를 떼어 내거나, 진공흡입력을 제거하는 방법 등을 통해 압전체(120)와 쉽게 분리될 수 있다. Step S104 is a step of removing the
S105 단계는, 상기 희생층(110)이 제거되어 외부로 노출된 상기 제1슬릿(121)에 폴리머(170)를 충전하는 단계이다. 따라서, 상기 제1슬릿(121)에 의해 복수의 영역으로 분리된 압전체(120)는 폴리머(170)에 의해 상호 지지되면서 분리된 간격을 유지할 수 있으며, 전극층(150)과 접지층(130) 사이에 압전 복합체를 구성해서 배치할 수 있다. 상기 제1슬릿(121)에 충전되는 폴리머(170)는 에폭시, 우레탄, RTV silicone 등의 소재로 구성될 수 있다. 한편, 제1슬릿(121)에 충전되는 소재는 폴리머에 한정치 않으며, 무기질 계열의 충전재를 이용하여 제1슬릿(121)을 충전할 수 있다. 또한, 상기 S105 단계는 생략되었다가 후술되는 제2슬릿(101)에 폴리머(170)를 충전하는 단계(S109)와 동시에 진행될 수 있다. In step S105, the
S106 단계에서는 상기 희생층(110)이 제거된 압전체(120)의 일면에 접지층(130)과 정합층(140)을 순서대로 적층하여 적층유닛(100)을 형성한다. In step S106, the
상기 접지층(130)은 상기 전극층(150)과의 전압차를 형성하기 위해 배치된다. 또한, 상기 접지층(130)은 일면에 제2 전극들이 스트라이프 형태로 형성된 플렉시블 인쇄회로기판으로 구성될 수 있다. 제2 전극들은 구리, 금, 은 등과 같은 도전성 금속 물질로 각각 구성될 수 있으며, 제1 전극들과 동일한 패턴으로 형성될 수 있다. 이러한 플렉시블 인쇄회로기판의 일면을 접착제 등에 의해 압전체(120)의 일면에 접합할 수 있다. 제1 전극들이 전기적 신호의 송수신을 위한 신호 전극들로 기능하는 경우, 제2 전극들은 그라운드 전극들로 기능할 수 있다. 물론, 제2 전극들이 신호 전극들로 기능할 수 있으며, 이 경우 제1 전극들이 그라운드 전극들로 기능할 수 있다.The
정합층(140)은 압전체(120)와 피검사체 사이의 음향 임피던스 차이를 감소시킬 수 있게 한다. 예컨대, 정합층(140)은 에폭시 수지 등을 포함하여 형성될 수 있으며, 복수의 층들로 구성될 수 있다. The
S108 단계에서는. 상기 적층유닛(100)을 상기 정합층(140)에서 압전체(120) 방향으로 요입되게 상기 제1방향과 교차되는 제2방향으로 2차 다이싱(dicing) 하여 제2슬릿(101)을 형성한다. 상기 제2슬릿(101)의 배치 간격 및 방향은 상기 전극층(150)의 배치간격 및 방향과 대응되게 형성되기 때문에 다이싱 과정에서 전극층(150)이 손상될 확률이 적다. 상기 제2슬릿(101)의 각 저면 위치(kerf depth)를 압전소자의 하면 위치와 동일하게 설정할 수 있다. 상기 제2슬릿(101)에 의해, 흡음층(160) 상에는 전극층(150), 압전체(120), 접지층(130), 정합층(140)을 각각 하나씩 포함한 진동 모듈들이 스트라이프 패턴으로 상호 분리되어 배열될 수 있다. 이러한 진동 모듈들에 의해 트랜스듀서는 복합 채널을 갖도록 구성될 수 있다. 참고로, 제2슬릿(101)은 동일한 간격을 유지하여 복수 형성될 수 있으며, 각각의 제2슬릿(101)은 일정 폭과 일정 깊이를 갖도록 형성될 수 있다.In step S108, The
S109 단계는 상기 제2슬릿(101)에 폴리머(170)를 충전하는 단계이다. 상기와 같이 제2슬릿(101)에 폴리머(170)가 충전됨에 따라 상기 정합층(140)과, 접지층(130)과, 압전체(120)와, 전극층(150)에 형성된 제2슬릿(101)의 간격을 유지할 수 있고, 상호 지지될 수 있도록 하며, 무엇보다 상기 압전체(120)가 제1,2 방향으로 복수의 영역으로 구획된 상태를 유지할 수 있도록 하여 압전 복합체를 형성할 수 있다. 상기 제2슬릿(101)에 충전되는 폴리머(170)는 에폭시, 우레탄, RTV silicone, 에폭시에 전도성이 우수한 텅스텐과 같은 금속류의 파우더를 혼합한 형태의 소재로 구성될 수 있다. Step S109 is a step of filling the
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 제2슬릿(101)에 폴리머(170)가 충전된 이후 상기 정합층(140)의 일면에 렌즈(180)를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 렌즈(180)는 우레탄, RTV silicone 등의 소재로 구비될 수 있으며, 상기 정합층(140)의 표면에 형성되어 피검사체와 접촉하면서 상기 정합층(140)을 마모로부터 보호하는 기능을 한다. 또한 상기 렌즈(180)는 압전체(120)로부터 발생된 초음파를 집속시키는 역할을 겸할 수 있다.
According to an embodiment of the present invention, the method may further include forming a
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 트랜스듀서 제조방법에 대한 순서도이고, 도 11 내지 도 18은 도 10의 제조방법에 의해 트랜스듀서를 제조하는 과정을 설명하기 위한 사시도이다.FIG. 10 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a transducer according to another embodiment of the present invention, and FIGS. 11 to 18 are perspective views illustrating a process of manufacturing a transducer by the manufacturing method of FIG.
도 10을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 트랜스듀서 제조방법은, 압전체(120)의 일면에 중심부(113)와 여유부(112)로 분할된 희생층(110)을 합착하는 단계(S101)와, 상기 압전체(120)를 제1방향으로 1차 다이싱(dicing) 하여 제1슬릿(121)을 형성하는 단계(S102)와, 상기 희생층(110)의 중심부(113)를 제거하는 단계(S104)와, 상기 제1슬릿(121)에 폴리머(170)을 충전하는 단계(S105)와, 상기 희생층(110)의 중심부(113)가 제거된 압전체(120)의 일면에 접지층(130)과 정합층(140)을 순서대로 적층하고, 압전체(120)의 이면에 전극층(150)과 흡음층(160)을 순서대로 적층하여 적층유닛(100)을 형성하는 단계(S106)와, 상기 여유부(112)가 제거되게 상기 적층유닛(100)의 양측을 절단하는 단계(S107)와, 상기 적층유닛(100)을 상기 제1방향과 교차되는 제2방향으로 2차 다이싱(dicing) 하여 제2슬릿(101)을 형성하는 단계(S108)를 포함한다.10, a method of manufacturing a transducer according to another embodiment of the present invention includes a step of attaching a
도 11 내지 도 18을 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 트랜스듀서 제조방법에 대해 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다. 이하에서는, 전술한 실시예와 차이가 있는 부분에 대해 중점적으로 설명하기로 한다.A method of manufacturing a transducer according to another embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 11 to 18. FIG. Hereinafter, the differences from the above-described embodiment will be mainly described.
S101 단계는, 압전체(120)의 일면에 희생층(110)을 합착하는 단계이다. 상기 압전체(120)는 전압이 인가되면 공진하여 초음파 신호를 발생시키고, 초음파 신호를 수신하게 되면 진동하여 전기적 신호를 발생시킨다. 상기 희생층(110)은 압전체(120)와 나란하게 적층되며, 압전체(120)에 임시로 고정되어 압전체(120)의 평탄도를 유지하도록 하고 공정이 진행되는 동안 압전체(120)를 이송시키기 위한 캐리어로 작용할 수 있다. 추후, 상기 희생층(110)은 상기 압전체(120)의 다이싱 및 적층이 완료된 후 압전체(120)로 부터 분리될 수 있다. Step S101 is a step of attaching the
본 발명에 따르면, 상기 희생층(110)은, 제2 방향으로 양측에 분할홈(111)을 형성하여, 양단에 여유부(112)를 형성하고, 상기 여유부(112) 사이에 중심부(113)를 형성한다. 상기 분할홈(111)은 상기 제1슬릿(121)의 방향과 교차되게 형성될 수 있다. 상기 분할홈(111)의 형성으로, 상기 여유부(112), 중심부(113)는 압전체(120)에 대해 개별적인 접착성을 유지할 수 있으며, 추후, 희생층(110)이 제거될 때 여유부(112)와 중심부(113)는 별도로 제거될 수 있다. According to the present invention, the
S102 단계는 압전체(120)를 제1방향으로 1차 다이싱(dicing) 하여 제1슬릿(121)을 형성하는 단계이다. 본 발명의 경우, 압전체(120)를 희생층(110)에 합착시킨 상태로 다이싱 공정이 이루어지기 때문에, 압전체(120)의 채널분리 작업이 보다 간편하고 안정적으로 이루어질 수 있다. 상기 제1슬릿(121)은 후술되는 전극층(150)의 배치 방향과 교차하는 방향으로 스트라이프 형태로 형성한다. 제1슬릿(121)은 동일한 간격을 유지하여 복수 형성될 수 있으며, 각각의 슬릿(121)은 일정 폭과 일정 깊이를 갖도록 형성될 수 있다.In step S102, the
S104 단계에서는 압전체(120)로부터 희생층(110)을 제거하되, 상기 희생층(110)의 중심부(113)만 제거하여, 상기 여유부(112)는 상기 압전체(120)와 고정력을 유지하도록 한다. 상기와 같이 여유부(112)가 압전체(120)에 합착된 상태를 유지할 경우 제1슬릿(121)에 의해 복수의 영역으로 분리된 압전체(120)의 양단이 여유부(112)에 고정되기 때문에 그 형태가 흐트러지지 않고 고정될 수 있다. 상기 희생층(110)은 상기 압전체(120)와의 고정력이 쉽게 제거될 수 있도록 구비되기 때문에 점착시트를 떼어 내거나, 진공흡입력을 제거하는 방법 등을 통해 압전체(120)와 쉽게 분리될 수 있다. In step S104, the
S105 단계는, 상기 희생층(110)의 중심부(113)가 제거되어 외부로 노출된 상기 제1슬릿(121)에 폴리머(170)를 충전하는 단계이다. 따라서, 상기 제1슬릿(121)에 의해 복수의 영역으로 분리된 압전체(120)는 폴리머(170)에 의해 상호 지지되면서 분리된 간격을 유지할 수 있으며, 전극층(150)과 접지층(130) 사이에 압전 복합체를 구성해서 배치할 수 있다. 상기 제1슬릿(121)에 충전되는 폴리머(170)는 에폭시, 우레탄, RTV silicone 등의 소재로 구성될 수 있다. 또한, 상기 S105 단계는 생략되었다가 후술되는 제2슬릿(101)에 폴리머(170)를 충전하는 단계(S109)와 동시에 진행될 수 있다.In step S105, the
S106 단계에서는 상기 중심부(113)가 제거된 압전체(120)의 일면에 접지층(130)과 정합층(140)을 순서대로 적층하고, 상기 압전체(120)의 이면 상기 제1방향과 교차되는 제2방향으로 전극층(150)과 흡음층(160)을 차례대로 적층한다. In step S106, the
상기의 경우, 접지층(130)과 정합층(140)은 압전체(120)에 희생층(110)의 중심부(113)가 제거된 부분에만 적층되는 반면, 전극층(150)과 흡음층(160)은 상기 압전체(120)의 전면에 적층되기 때문에 적층유닛(100)은 양측에 여유부(112)의 폭 만큼 돌출된 단턱이 형성된다. 상기와 같이 압전체(120)의 일면에 접지층(130)과 정합층(140)이 적층되고 압전체(120)의 이면에 전극층(150)과 흡음층(160)이 동시에 적층될 경우, 기존에 여러 단계로 나눠서 진행하던 적층 공정이 한번의 공정에서 동시에 진행될 수 있기 때문에 적층공정에 소요되는 시간이 줄어들어 생산성 향상 및 원가 절감의 효과를 기대할 수 있다In this case, the
S107 단계에서는 상기 여유부(112)가 제거되게 상기 적층유닛(100)의 양측을 절단하는 공정이 진행된다. 이는 상술하였던 적층유닛(100)은 양측에 여유부(112)의 폭 만큼 돌출된 단턱을 제거하기 위한 것으로, 여유부(112)와, 전극층(150)과, 흡음층(160)이 동시에 절단된다. 경우에 따라 접지층(130)과 정합층(140)도 절단이 진행될 수 있다. 상기 S107단계는, 상황에 따라 제2슬릿을 형성하도록 2차 다이싱이 진행되는 단계(S108) 또는 제2슬릿(101)에 폴리머(170)를 충전하는 단계(S109)가 완료된 후, 진행될 수 있다. In step S107, the process of cutting both sides of the
S108 단계에서는. 상기 적층유닛(100)을 상기 정합층(140)에서 압전체(120) 방향으로 요입되게 상기 제1방향과 교차되는 제2방향으로 2차 다이싱(dicing) 하여 제2슬릿(101)을 형성한다. 상기 제2슬릿(101)에 의해, 흡음층(160) 상에는 전극층(150), 압전체(120), 접지층(130), 정합층(140)을 각각 하나씩 포함한 진동 모듈들이 스트라이프 패턴으로 상호 분리되어 배열될 수 있다. 이러한 진동 모듈들에 의해 트랜스듀서는 복합 채널을 갖도록 구성될 수 있다. 제2슬릿(101)은 동일한 간격을 유지하여 복수 형성될 수 있으며, 각각의 제2슬릿(101)은 일정 폭과 일정 깊이를 갖도록 형성될 수 있다.In step S108, The
S109 단계는 상기 제2슬릿(101)에 폴리머(170)를 충전하는 단계이다. 상기와 같이 제2슬릿(101)에 폴리머(170)가 충전됨에 따라 상기 정합층(140)과, 접지층(130)과, 압전체(120)와, 전극층(150)에 형성된 제2슬릿(101)의 간격을 유지할 수 있고, 상호 지지될 수 있다. 상기 제2슬릿(101)에 충전되는 폴리머(170)는 에폭시, 우레탄, RTV silicone 등의 소재로 구성될 수 있다. Step S109 is a step of filling the
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 제2슬릿(101)에 폴리머(170)가 충전된 이후 상기 정합층(140)의 일면에 렌즈(180)를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 렌즈(180)는 우레탄, RTV silicone 등의 소재로 구비될 수 있으며, 상기 정합층(140)의 표면에 형성되어 피검사체와 접촉하면서 상기 정합층(140)을 마모로부터 보호하는 기능을 한다. 또한 상기 렌즈(180)는 압전체(120)로부터 발생된 초음파를 집속시키는 역할을 겸할 수 있다.
According to an embodiment of the present invention, the method may further include forming a
상기한 바와 같은 본 발명의 다른 실시예에 의한 방법에 의해서도, 압전체(120)를 희생층(110) 합착시킨 상태로 1차 다이싱이 이루어지기 때문에, 압전체(120)의 채널분리 작업이 보다 간편하고 안정적으로 이루어질 수 있고, 적층 공정이 한번의 공정에서 동시에 진행될 수 있기 때문에 적층공정에 소요되는 시간이 줄어드는 장점이 있다.According to the method according to another embodiment of the present invention as described above, since the first dicing is performed while the
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, substitutions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims. will be. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention and the accompanying drawings are intended to illustrate and not to limit the technical spirit of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments and the accompanying drawings . The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.
100 : 적층유닛
110 : 희생층
111 : 분할홈 ,
112 : 여유부
113 : 중심부
120 : 압전체
130 : 접지층
140 : 정합층
150 : 전극층
160 : 흡음층
170 : 폴리머
180 : 렌즈100:
110: sacrificial layer
111: split groove,
112:
113: center
120:
130: ground layer
140: matching layer
150: electrode layer
160: sound-absorbing layer
170: polymer
180: lens
Claims (12)
상기 압전체를 제1방향으로 1차 다이싱(dicing) 하여 제1슬릿을 형성하는 단계;
상기 희생층을 제거하는 단계;
상기 희생층이 제거된 압전체의 일면에 접지층과 정합층을 순서대로 적층하여 적층유닛을 형성하는 단계;
상기 적층유닛을 상기 제1방향과 교차되는 제2방향으로 2차 다이싱(dicing) 하여 제2슬릿을 형성하는 단계;
상기 제2슬릿에 폴리머를 충전하는 단계; 를 포함하는 트랜스듀서 제조방법.Attaching a sacrificial layer to one surface of the piezoelectric body;
Dicing the piezoelectric body in a first direction to form a first slit;
Removing the sacrificial layer;
Forming a laminated unit by sequentially laminating a ground layer and a matching layer on one surface of the piezoelectric material from which the sacrificial layer is removed;
Dicing the laminated unit in a second direction intersecting with the first direction to form a second slit;
Filling the second slit with a polymer; ≪ / RTI >
상기 제1슬릿을 형성하는 단계 이후에는,
상기 압전체의 이면에 상기 제1방향과 교차되는 제2방향으로 전극층과 흡음층을 차례대로 적층하는 단계가 진행되고, 희생층이 제거되는 과정이 진행되는 것을 특징으로 하는 트랜스듀서 제조방법.The method according to claim 1,
After the step of forming the first slit,
Wherein a step of sequentially laminating an electrode layer and a sound-absorbing layer on a back surface of the piezoelectric body in a second direction intersecting with the first direction is performed, and the sacrificial layer is removed.
상기 희생층이 제거된 단계 이후에는,
상기 제1슬릿에 폴리머를 충전하는 단계가 진행되고, 적층유닛을 형성하는 과정인 진행되는 것을 특징으로 하는 트랜스듀서 제조방법.The method according to claim 1,
After the sacrificial layer is removed,
Wherein the step of filling the first slit with the polymer is performed, and the process of forming the laminated unit proceeds.
상기 희생층은, 제2 방향으로 양측에 분할 홈을 형성하여, 양단에 여유부를 형성하고, 상기 여유부 사이에 중심부를 형성하는 것을 특징으로 하는 트랜스듀서 제조방법.The method according to claim 1,
Wherein the sacrificial layer is formed with dividing grooves on both sides in the second direction to form a margin portion at both ends and a center portion between the margin portions.
상기 희생층을 제거하는 단계는,
상기 희생층의 중심부만 제거하여, 상기 여유부는 상기 압전체와 고정력을 유지하도록 하는 것을 특징으로 하는 트랜스듀서 제조방법.5. The method of claim 4,
Wherein removing the sacrificial layer comprises:
Removing only the center portion of the sacrificial layer so that the margin portion maintains a fixing force with the piezoelectric body.
상기 적층유닛을 형성하는 단계는,
상기 중심부가 제거된 압전체의 일면에만 접지층과 정합층을 순서대로 적층하는 것을 특징으로 하는 트랜스듀서 제조방법.6. The method of claim 5,
The step of forming the laminated unit includes:
Wherein the ground layer and the matching layer are laminated in order only on one surface of the piezoelectric body from which the center portion is removed.
상기 적층유닛을 형성하는 단계는,
상기 압전체의 이면에는 상기 제1방향과 교차되는 제2방향으로 전극층과 흡음층을 차례대로 적층하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 트랜스듀서 제조방법.6. The method of claim 5,
The step of forming the laminated unit includes:
And laminating an electrode layer and a sound-absorbing layer in order on the back surface of the piezoelectric body in a second direction that intersects the first direction.
상기 적층유닛을 형성하는 단계 이후에는,
상기 여유부가 제거되게 상기 적층유닛의 양측을 절단하는 단계가 진행되고, 2차 다이싱(dicing)이 진행되는 것을 특징으로 하는 트랜스듀서 제조방법.6. The method of claim 5,
After the step of forming the laminated unit,
The step of cutting both sides of the lamination unit proceeds so that the margin portion is removed, and the secondary dicing proceeds.
상기 제1 슬릿은, 동일한 크기와 간격을 형성하여 복수 형성된 것을 특징으로 하는 트랜스듀서 제조방법.The method according to claim 1,
Wherein a plurality of the first slits are formed with the same size and spacing.
상기 희생층은, 상기 압전체의 평탄도를 유지할 수 있는 범위의 강성을 갖는 재질로 구비된 것을 특징으로 하는 트랜스듀서 제조방법.The method according to claim 1,
Wherein the sacrificial layer is made of a material having rigidity in a range that can maintain the flatness of the piezoelectric body.
상기 제2슬릿에 폴리머를 충전한 후, 상기 정합층의 일면에 렌즈를 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 트랜스듀서 제조방법. The method according to claim 1,
Further comprising filling the second slit with a polymer and then forming a lens on one surface of the matching layer.
상기 압전체의 일면에 적층되고, 상기 제1방향과 교차하는 제2방향으로 스트라이프 형태의 제1 전극들이 형성된 전극층;
상기 전극층의 일면에 적층되고, 흡음성물질로 이루어진 흡음층;
상기 압전체의 이면에 적층되고, 상기 제1방향과 교차하는 제2방향으로 스트라이프형태의 제2전극들이 형성된 접지층;
상기 압전체와 피검사체의 음향 임피던스차이를 감소하도록 상기 접지층의 이면에 적층된 정합층;
상기 정합층의 이면에 적층된 렌즈;
상기 정합층과, 접지층과, 압전체와, 전극층과, 흡음층을 상기 제1방향과 교차하는 제2방향으로 2차 다이싱하여 형성된 제2슬릿;
상기 제1슬릿과 제2슬릿에 충전된 폴리머;를 포함하는 트랜스듀서.A piezoelectric body in which first dicing is performed in a first direction to form at least two or more first slits;
An electrode layer stacked on one surface of the piezoelectric body and having stripe-shaped first electrodes formed in a second direction crossing the first direction;
A sound-absorbing layer laminated on one surface of the electrode layer and made of a sound-absorbing material;
A ground layer formed on the back surface of the piezoelectric body and having stripe-shaped second electrodes formed in a second direction intersecting with the first direction;
A matching layer laminated on the back surface of the ground layer to reduce a difference in acoustic impedance between the piezoelectric body and the object to be inspected;
A lens laminated on the back surface of the matching layer;
A second slit formed by second-order dicing in a second direction intersecting the first direction, the matching layer, the ground layer, the piezoelectric body, the electrode layer, and the sound-absorbing layer;
And a polymer filled in the first slit and the second slit.
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