電的通 路31a、位于導(dǎo)電的通路31a的上端部分上的導(dǎo)電焊盤31b以及位于導(dǎo)電的通路31a的下部 用于將外部信號源和導(dǎo)電的通路31a電連接到彼此的電極焊盤31c。
[0044] 用于將上電極26和第一電力供應(yīng)單元31電連接到彼此的第一連接單元28可以 設(shè)置在基板21上。第一連接單元28可以包括穿過基板21的通孔28a和設(shè)置在通孔28a 中并電連接到上電極26的導(dǎo)電層28b。導(dǎo)電層28b的下端部分可以沿基板21的下表面延 伸，并可以電連接到導(dǎo)電焊盤31b。
[0045] 根據(jù)以上配置，電壓可以經(jīng)由第一電力供應(yīng)單元31施加到上電極26。在一個元件 10中的超聲波單元20上的上電極26可以形成公共電極?；蛘?，配置超聲波換能器5的所 有的元件10的上電極26可以形成公共電極。然而，一個或多個示范性實施例不限于此，例 如多個元件10可以分為兩個或更多組，第一電力供應(yīng)單元31可以對于每個組形成。
[0046] 第二電力供應(yīng)單元32可以包括穿過驅(qū)動基板30并用導(dǎo)電材料填充在其中的導(dǎo)電 的通路32a、位于導(dǎo)電的通路32a的上端部分上的導(dǎo)電焊盤32b以及設(shè)置在導(dǎo)電的通路32a 的下部用于將外部信號源和導(dǎo)電的通路32a電連接到彼此的電極焊盤32c。基板21可以是 低電阻基板。在這種情況下，可以簡化用于電連接下電極22到第二電力供應(yīng)單元32的結(jié) 構(gòu)。
[0047] 參照圖3,電連接到基板21的第二連接單元29設(shè)置在基板21的下表面上。第二 連接單元29可以是由導(dǎo)電材料形成的連接焊盤。第二連接單元29連接到導(dǎo)電焊盤32b。 根據(jù)以上配置，第二電力供應(yīng)單元32可以從外部信號源施加電信號例如電壓到下電極22， 并可以將cMUT外部的腔27中的靜電電容的變化轉(zhuǎn)換為電信號。
[0048] 如上所述，當(dāng)基板21是低電阻基板時，基板21可以用作下電極，并且下電極22可 以省略。此外，盡管沒有在圖3中示出，如果基板21是高電阻基板，則第二連接單元29可以 包括穿過基板21的通孔，導(dǎo)電層可以設(shè)置在通孔中并電連接到下電極22和導(dǎo)電焊盤32b， 因為導(dǎo)電層的下端部分沿基板21的下表面延伸。
[0049] 每個元件10中的超聲波單元20彼此分離，單元間隙GC在其間。一個超聲波單元 20的有效面積等于其上設(shè)置振動層25的腔27的投影面積。因此，當(dāng)單元間隙GC增大時， 有效面積比（也就是，元件10的面積和超聲波單元20的有助于產(chǎn)生和/或檢測超聲波的 有效面積的總和之比）降低。因此，在元件10中，超聲波單元20需要布置為保持相對大的 有效面積比。
[0050] 根據(jù)示范性實施例，每個元件10中的超聲波單元20被六邊形地布置。圖4示出 六邊形地布置的超聲波單元20的示例。根據(jù)該布置，考慮到超聲波單元20之間的單元間 隙GC，在元件10中被每個超聲波單元20占據(jù)的物理區(qū)域是正六邊形，其一邊具有長度dh。 此正六邊形外接圓，該圓的直徑D等于超聲波單元20的有效直徑D e+單元間隙GC，在這種 情況下，可以建立公式D = tan60° Xdh。
[0051] 被超聲波單元20占據(jù)的面積Au是正六邊形的面積，其一邊具有長度dh，并可以由 以下的公式1計算。
【主權(quán)項】
1. 一種超聲波換能器，包括： 基板，包括形成在所述基板的下表面中的溝槽；以及 第一元件和第二元件，形成在所述基板的上表面上并彼此相鄰地定位， 其中所述溝槽位于所述第一元件和所述第二元件之間， 其中所述第一元件和所述第二元件每個包括二維地布置的多個超聲波單元， 其中彼此相鄰的所述第一元件的第一輪廓線和所述第二元件的第二輪廓線的每個形 成彼此互補的鋸齒形線，所述溝槽在所述第一輪廓線和所述第二輪廓線之間形成為鋸齒形 圖案。
2. 如權(quán)利要求1所述的超聲波換能器，其中所述第一輪廓線是配置為連接所述第一元 件中的多個超聲波單元當(dāng)中的鄰近于所述溝槽的多個第一超聲波單元的邊緣的線，所述第 二輪廓線是連接所述第二元件中的多個超聲波單元當(dāng)中的鄰近于所述溝槽的多個第二超 聲波單元的邊緣的線。
3. 如權(quán)利要求2所述的超聲波換能器，其中所述多個第一超聲波單元和所述多個第二 超聲波單元不彼此交疊。
4. 如權(quán)利要求2所述的超聲波換能器，還包括所述多個第一超聲波單元當(dāng)中的最靠近 所述第二元件定位的第一超聲波單元和所述多個第二超聲波單元當(dāng)中的最靠近所述第一 元件定位的第二超聲波單元之間的有效間隙， 其中所述有效間隙的大小等于或大于所述第一元件和所述第二元件中的所述多個超 聲波單元當(dāng)中的多個超聲波單元之間的單元間隙的大小。
5. 如權(quán)利要求1所述的超聲波換能器，其中所述第一元件中的多個超聲波單元被六邊 形地布置，所述第二元件中的多個超聲波單元相對于所述第一元件中的多個超聲波單元被 六邊形地布置。
6. 如權(quán)利要求1所述的超聲波換能器，其中所述多個超聲波單元的每個是電容微機械 加工的超聲波換能器（cMUT)。
7. -種超聲波換能器，包括： 基板； 第一元件，包括六邊形地布置在所述基板的上表面上的多個第一超聲波單元；以及 第二元件，鄰近于所述第一元件并包括相對于所述第一元件而六邊形布置的多個第二 超聲波單元， 其中位于所述第一元件的鄰近所述第二元件的邊緣部分處的多個第一超聲波單元和 位于所述第二元件的鄰近所述第一元件的邊緣部分處的多個第二超聲波單元布置為鋸齒 形圖案。
8. 如權(quán)利要求7所述的超聲波換能器，其中配置為阻擋所述第一元件和所述第二元件 之間的體聲波的傳輸?shù)臏喜坌纬稍谒龌逯校渲兴鰷喜墼谒龆鄠€第一超聲波單元 和所述多個第二超聲波單元之間形成為鋸齒形圖案。
9. 如權(quán)利要求8所述的超聲波換能器，其中所述溝槽位于所述基板的下表面上。
10. 如權(quán)利要求8所述的超聲波換能器，其中有效間隙位于所述多個第一超聲波單元 當(dāng)中的最靠近所述第二元件定位的第一超聲波單元與所述多個第二超聲波單元當(dāng)中的最 靠近所述第一元件定位的第二超聲波單元之間，其中所述有效間隙的大小等于或大于所述 第一元件和所述第二元件中的多個超聲波單元當(dāng)中的多個超聲波單元之間的單元間隙的 大小。
11. 如權(quán)利要求7所述的超聲波換能器，其中所述多個超聲波單元的每個是電容微機 械加工的超聲波換能器（cMUT)。
12. 如權(quán)利要求7所述的超聲波換能器，其中所述多個第一超聲波單元和所述多個第 二超聲波單元不彼此交疊。
13. -種超聲波診斷裝置，包括： 超聲波探頭，包括超聲波換能器，該超聲波換能器包括： 基板，包括形成在所述基板的下表面中的溝槽；以及 第一元件，形成在所述基板的上表面上并包括多個第一超聲波單元； 第二元件，形成在所述基板上的上表面上，鄰近于所述第一元件并包括多個第二超聲 波單元， 其中所述溝槽位于所述第一元件和所述第二元件之間， 其中所述第一元件的第一輪廓線和所述第二元件的第二輪廓線每個相對于彼此形成 鋸齒形線，并且所述溝槽在第一輪廓線和第二輪廓線之間形成為鋸齒形圖案， 其中所述超聲波探頭配置為朝向物體傳輸超聲波并配置為接收被所述物體反射的超 聲波以產(chǎn)生包括關(guān)于所述物體的信息的回聲信號；以及 信號處理器件，配置為基于所述回聲信號產(chǎn)生所述物體的圖像。
14. 如權(quán)利要求13所述的超聲波診斷裝置，其中所述第一輪廓線是連接所述多個第一 超聲波單元的鄰近于所述溝槽的邊緣的線，所述第二輪廓線是連接所述多個第二超聲波單 元的鄰近于所述溝槽的邊緣的線。
15. 如權(quán)利要求14所述的超聲波診斷裝置，其中所述多個第一超聲波單元和所述多個 第二超聲波單元不彼此交疊。
16. 如權(quán)利要求14所述的超聲波診斷裝置，其中有效間隙位于所述多個第一超聲波單 元當(dāng)中的最靠近所述第二元件定位的第一超聲波單元與所述多個第二超聲波單元當(dāng)中的 最靠近所述第一元件定位的第二超聲波單元之間，其中所述有效間隙的大小等于或大于所 述多個第一超聲波單元和所述多個第二超聲波單元之間的單元間隙的大小。
17. 如權(quán)利要求13所述的超聲波診斷裝置，其中所述第一元件中的多個第一超聲波單 元被六邊形地布置，所述第二元件中的多個第二超聲波單元相對于所述第一元件中的多個 第一超聲波單元被六邊形地布置。
18. 如權(quán)利要求13所述的超聲波診斷裝置，其中所述多個第一超聲波單元和所述多個 第二超聲波單元的每個是電容微機械加工的超聲波換能器（cMUT)。
19. 一種超聲波換能器，包括： 基板，包括形成在所述基板的下表面中的溝槽； 第一換能器兀件，形成在所述基板的上表面上并包括多個第一超聲波單兀；和 第二換能器元件，形成在所述基板的上表面上，鄰近于所述第一換能器元件定位并包 括多個第二超聲波單元； 其中所述多個第一超聲波單元和所述多個第二超聲波單元被六邊形地布置。
20. 如權(quán)利要求19所述的超聲波換能器，其中所述溝槽在所述第一換能器元件和所述 第二換能器元件之間形成為鋸齒形圖案。
21. 如權(quán)利要求19所述的超聲波換能器，其中所述多個第一超聲波單元的每個和所述 多個第二超聲波單元的每個是電容微機械加工的超聲波換能器（cMUT)。
22. -種超聲波診斷裝置，包括： 超聲波探頭，包括超聲波換能器，該超聲波換能器包括： 基板，包括形成在所述基板的下表面中的溝槽； 第一換能器兀件，形成在所述基板的上表面上并包括多個第一超聲波單兀；和 第二換能器元件，形成在所述基板的上表面上，鄰近于所述第一換能器元件定位并包 括多個第二超聲波單元； 其中所述多個第一超聲波單元和所述多個第二超聲波單元被六邊形地布置， 其中所述超聲波探頭配置為朝向物體傳輸超聲波并配置為接收被所述物體反射的超 聲波以產(chǎn)生包括關(guān)于所述物體的信息的回聲信號；以及 信號處理器件，配置為基于所述回聲信號產(chǎn)生所述物體的圖像。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種超聲波換能器和超聲波診斷裝置。該超聲波換能器包括：基板，包括形成在基板的下表面中的溝槽；以及第一元件和第二元件，形成在基板的上表面上并彼此相鄰地定位，其中溝槽位于第一元件和第二元件之間，其中第一元件和第二元件每個包括二維地布置的多個超聲波單元，其中彼此相鄰的第一元件的第一輪廓線和第二元件的第二輪廓線的每個形成彼此互補的鋸齒形線，溝槽在第一輪廓線和第二輪廓線之間形成為鋸齒形圖案。
【IPC分類】A61B8-00
【公開號】CN104545992
【申請?zhí)枴緾N201410264669
【發(fā)明人】慎炯宰, 樸相河
【申請人】三星電子株式會社
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年6月13日
【公告號】US20150107362