Brevet FR2862161A1 — publié le 20050513

PROCEDE DE FABRICATION D'UN TRANSDUCTEUR ACOUSTIQUE EN CERAMIQUE MULTICOUCHE La présente invention concerne d'une façon générale les transducteurs en céramique piézoélectrique multicouche. Erg particulier, l'invention est relative à la conception de transducteurs à ultrasons visant à améliorer la sensibilité d'un système d'imagerie ultrasonore. Les transducteurs acoustiques utilisés en imagerie ultrasonore sont constitués par un matériau piézoélectrique dont les surfaces sont revêtues de métal et sont respectivement connectées à une source de potentiel (signal) et de terre. Ce matériau piézoélectrique est ordinairement constitué par une composition de céramique au titanate de zirconate de plomb (PZT). Pendant le fonctionnement, un signal électrique à haute fréquence est appliqué aux électrodes en PZT, ce qui provoque un changement des dimensions de la céramique et génère une onde ou impulsion acoustique de pression. Inversement, lorsqu'une réflexion acoustique arrive au contact de la surface du matériau piézoélectrique, elle génère sur les électrodes une différence de tension qui est détectée comme signal de réception. Des câbles coaxiaux connectant le transducteur acoustique au système servant à générer et détecter les signaux électriques possèdent ordinairement une impédance électrique de 50 à 100 ohms. Il est souhaitable que les éléments transducteurs acoustiques possèdent eux aussi une impédance électrique semblable à celle du câble. Cependant, l'impédance électrique de l'élément transducteur est fonction de la constante diélectrique, de l'aire géométrique et de l'épaisseur du matériau piézoélectrique. Comme la réponse acoustique et la fréquence d'un élément piézoélectrique sont optimisées pour des relations spécifiques en ce qui concerne l'aire géométrique et l'épaisseur, ces paramètres ne peuvent pas être optimisés pour s'adapter à l'impédance électrique du câble. L'adaptation d'impédance est particulièrement importante pour des petits éléments transducteurs tels que ceux présents dans un réseau de transducteurs en deux dimensions. Les éléments transducteurs linéaires typiques en réseau à phase variable ont une forme rectangulaire, c'est-àdire qu'ils sont plus longs en site qu'en azimut. Cependant, des éléments pour un réseau bidimensionnel peuvent avoir une géométrie presque carrée dans laquelle la direction en site est raccourcie de façon à correspondre à la direction en azimut. Par conséquent, les éléments en réseau 2862161 2 bidimensionnel plus petit possèdent une impédance électrique bien plus grande, éventuellement supérieure à 1000 ohms. En même temps, les câbles des systèmes à ultrasons possèdent ordinairement une impédance de 50 à 100 ohms. Ce manque d'adaptation d'impédance réduit fortement le rendement électrique et donc la sensibilité des éléments. Grâce à l'utilisation d'un empilement de transducteurs multicouche, l'impédance des éléments d'un réseau bidimensionnel peut être rapprochée davantage de celle du câble. Les transducteurs à ultrasons utilisés en imagerie médicale et pour des essais non destructifs sont caractérisés par deux propriétés principales, la sensibilité et la largeur de bande, qui sont en corrélation directe avec la pénétration et la définition du système d'imagerie. Il est bien connu dans la technique que les structures piézoélectriques multicouche permettent une plus grande sensibilité en comparaison de dispositifs monocouche classiques. En effet, la structure multicouche réduit l'impédance de l'élément en céramique piézoélectrique, par exemple le titanate de zirconate de plomb (PZT). Chaque élément est réalisé sous la forme d'un multiple de couches individuelles de céramique connectées électriquement en parallèle mais acoustiquement en série. De la sorte, l'élément fonctionne encore, d'un point de vue acoustique, comme s'il s'agissait d'une céramique massive tout en possédant une impédance électrique réduite du carré du nombre de couches de céramique. Dans un réseau de transducteurs multicouche en PZT, les N (N> 1) sont couplés acoustiquement en séries, de façon que l'épaisseur de résonance X/2 soit t, l'épaisseur de l'empilement. Lorsque la polarité d'une tension appliquée correspond à la direction de polarisation, le matériau piézoélectrique se dilate dans la direction de l'épaisseur. Comme la polarité électrique est la même que la direction de polarisation pour chaque couche, les couches se dilatent ou se compriment ensemble. Pour une tension appliquée donnée, le champ électrique dans chaque couche (épaisseur t/N) est supérieur à celui pour un transducteur monocouche (épaisseur t), ce qui aboutit à une plus grande puissance acoustique. Inversement, la puissance acoustique du transducteur monocouche peut être égalisée à une tension appliquée réduite. Electriquement, les couches sont connectées en parallèle. En comparaison d'un dispositif monocouche, un dispositif à N couches est essentiellement la somme de N condensateurs plus minces en parallèle. Comme l'épaisseur globale de la structure reste constante pour une fréquence de fonctionnement donnée, la capacité du dispositif augmente en fonction de N2. Corrélativement, l'impédance chute en fonction de l'inverse de N2. 2862161 3 Le brevet des EUA n 6 260 248 propose un procédé de formation d'un actionneur piézoélectrique monolithique multicouche en plaçant des électrodes sur des substrats piézoélectriques crus puis en réalisant une cuisson simultanée pour former une structure multicouche massive. Cependant, pour les structures formées par ce procédé, il est difficile de conserver les tolérances nécessaires aux transducteurs à ultrasons car la cuisson simultanée des matériaux piézoélectriques et d'électrodes peut aboutir à une ondulation ou une absence de planéité dans les couches. Par ailleurs, la formation de céramiques piézoélectriques à fort couplage électromécanique nécessaires pour des applications médicales des ultrasons s'effectue de la meilleure manière dans des conditions de frittage sous haute pression qui ne conduisent pas à des structures stratifiées de ce type. Par conséquent, le mieux est de réaliser la structure multicouche à partir de feuilles piézoélectriques planes de grande qualité plutôt qu'à partir de substrats en céramique crue cuits ensemble. Une deuxième solution proposée dans le brevet des EUA n 5 381 385 consiste à former une structure stratifiée de minces couches piézoélectriques dont chacune possède une électrode métallique à sa surface. Le réseau est formé en ménageant des trous (ou trous d'interconnexion) dans un empilement de matériau piézoélectrique. Les trous d'interconnexion peuvent être formés par laser ou par perçage mécanique. Cependant, le perçage des céramiques est un travail difficile, surtout pour les petits trous dans les substrats en céramique les plus épais. Les transducteurs acoustiques basse fréquence possèdent une céramique qui peut être trop épaisse pour former facilement des trous d'interconnexion et les petites dimensions des éléments pour les transducteurs aux fréquences les plus hautes nécessitent une grande densité de trous d'interconnexion, ce qui affaiblit la structure en céramique. De plus, après la formation des trous d'interconnexion, un contact électrique doit être établi avec l'électrode noyée dans la couche en céramique enfouie. Cela peut être difficile à réaliser du fait du rapport de forme du trou, à moins que le trou d'interconnexion n'ait une grande section. Il existe un besoin de procédés plus simples de fabrication de structures en céramique piézoélectrique multicouche. La présente invention concerne des procédés simples pour réaliser un transducteur acoustique multicouche à impédance électrique totale réduite. Les procédés reposent sur l'empilement de couches piézoélectriques individuelles à 3.5 surfaces métallisées pour former une plaque dans laquelle les couches métalliques 2862161 4 sont électriquement connectées pour former des électrodes imbriquées les unes dans les autres. L'impédance électrique totale d'un empilement multicouche constituée par des couches piézoélectriques ainsi connectées est inversement proportionnelle au carré du nombre de couches de l'empilement. Cela assure une meilleure adaptation de l'impédance de l'empilement acoustique à celle du câble électrique et une meilleure sensibilité des éléments acoustiques. Un premier aspect de l'invention est un procédé de fabrication d'une pièce, comprenant les étapes consistant à : (a) placer des couches métalliques respectives sur les surfaces des deux faces d'une plaque en matière céramique, les surfaces étant globalement mutuellement parallèles; (b) découper la plaque en céramique métallisée suivant des plans parallèles perpendiculairement aux couches métalliques pour former un grand nombre de barres, des portions respectives des couches métalliques découpées étant disposées de part et d'autre de chaque barre; (c) empiler les barres avec une couche métallique en regard d'une couche métallique, chaque paire de couches métalliques en contact formant une électrode respective; (d) coller les barres empilées pour former un empilement, les bords métalliques des électrodes étant découverts sur le pourtour de l'empilement; (e) placer une première couche de matériau diélectrique sur une première face de l'empilement; et (f) placer une deuxième couche de matériau diélectrique sur une deuxième face de l'empilement. Chacune des première et deuxième couches de diélectrique comporte un substrat respectif qui supporte un motif respectif de métal appliqué sur le diélectrique avant ou à la suite de la mise en place des couches de diélectrique sur les faces respectives de l'empilement. Des trous d'interconnexion remplis de métal ou métallisés sont formés dans la première couche de diélectrique pour connecter électriquement les 2.5 motifs métalliques présents sur la première couche de diélectrique à des électrodes respectives à numéros impairs et dans la deuxième couche de diélectrique pour connecter électriquement les motifs métalliques présents sur la deuxième couche de diélectrique à des électrodes respectives à numéros pairs. Un autre aspect de l'invention est un procédé de fabrication d'une pièce, comprenant les étapes consistant à : (a) placer des couches métalliques respectives sur les surfaces des deux faces d'une plaque de matière céramique, les surfaces étant globalement mutuellement parallèles; (b) découper la plaque de céramique métallisée suivant des plans parallèles perpendiculairement aux couches métalliques pour former une multiplicité de barres, des portions respectives des couches métalliques découpées étant disposées de part et d'autre de chaque barre; (c) empiler 2862161 5 les barres avec une couche de métal en regard d'une couche de métal, chaque paire de couches métalliques en contact formant une électrode respective; (d) coller les barres empilées à l'aide d'un agent adhésif mince pour former un empilement collé, les bords métalliques des électrodes étant découverts sur le pourtour de l'empilement collé ; (e) placer une première couche de matériau diélectrique sur une première face de l'empilement collé ; (f) placer une deuxième couche de matériau diélectrique sur une autre face de l'empilement collé ; (g) former des ouvertures dans la première couche de diélectrique pour découvrir des portions de bords respectifs des électrodes à numéros impairs; (h) former des ouvertures dans la deuxième couche de diélectrique pour découvrir des parties de bords respectifs des électrodes à numéros pairs; (i) remplir de métal ou métalliser les ouvertures; et (j) placer des couches respectives de métal sur les surfaces des première et deuxième couches de diélectrique en motifs respectifs, les couches métalliques à motifs respectifs des première et deuxième couches de diélectrique étant électriquement connectées à des ensembles respectifs d'électrodes à numéros impairs et pairs par l'intermédiaire des ouvertures remplies de métal ou métallisées. Un autre aspect de l'invention est un procédé de fabrication comprenant les étapes consistant à : (a) placer des couches métalliques respectives sur les surfaces des deux faces de chacune d'une multiplicité de plaques en matière céramique sensiblement identiques, les surfaces métallisées de chaque plaque étant globalement mutuellement parallèles; (b) stratifier les plaques métallisées les unes avec les autres, les surfaces métallisées étant en regard les unes des autres, afin de former un bloc; et (c) découper le bloc suivant des plans parallèles perpendiculaires aux couches métalliques pour former un grand nombre d'empilements, chaque empilement étant composé d'une alternance de couches de céramique et d'électrodes, les bords métalliques des électrodes étant découverts sur le pourtour de chaque empilement. Un autre aspect de l'invention est un précurseur à réseau de transducteurs à ultrasons comprenant: un empilement composé d'une multiplicité de couches de matière céramique et d'une multiplicité d'électrodes empilées en alternance, la multiplicité d'électrodes comprenant des électrodes à numéros impairs et des électrodes à numéros pairs disposées en alternance, un bord métallique de chaque électrode à numéro impair étant découvert sur une première face de l'empilement et un bord métallique de chaque électrode à numéro pair étant découvert sur une deuxième face de l'empilement; une première couche de matériau diélectrique réunie 2862161 6 à la première face de l'empilement; une deuxième couche de matériau diélectrique réunie à la deuxième face de l'empilement; un premier motif métallique formé sur ou dans la première couche de diélectrique; un deuxième motif métallique formé sur ou dans la deuxième couche de diélectrique; un premier ensemble de trous d'interconnexion ou conduits remplis de métal ou métallisés, formés dans la première couche de diélectrique pour connecter électriquement le premier motif métallique aux électrodes à numéros impairs; et un deuxième ensemble de trous d'interconnexion ou conduits remplis de métal ou métallisés formés dans la deuxième couche de diélectrique pour connecter électriquement le deuxième motif métallique aux électrodes en nombres pairs. Encore un autre aspect de l'invention est un réseau de transducteurs à ultrasons comprenant une première rangée d'éléments transducteurs stratifiés qui sont isolés acoustiquement les uns des autres, chacun des éléments transducteurs stratifiés comprenant: un empilement composé d'une première, d'une deuxième et d'une troisième couches de matériau céramique sensiblement d'épaisseur égale; une première électrode disposée pardessus la première couche de céramique; une deuxième électrode disposée entre les première et deuxième couches de céramique; une troisième électrode disposée entre les deuxième et troisième couches de céramique; une quatrième électrode disposée au fond de la troisième couche de céramique, un premier connecteur électrique disposé sur un côté de l'empilement et connectant électriquement les première et troisième électrodes; un deuxième connecteur électrique disposé de l'autre côté de l'empilement et connectant électriquement les deuxième et quatrième électrodes; une première couche de matériau diélectrique disposée d'un premier côté de l'empilement entre le premier connecteur électrique et un bord de la troisième électrode; et une deuxième couche de matériau diélectrique disposée sur l'autre côté de l'empilement entre le deuxième connecteur électrique et un bord de la deuxième électrode. L'invention ne se limite pas à la fabrication d'empilements multicouche n'ayant que trois couches. D'autres aspects de l'invention sont présentés et revendiqués ci-après. L'invention et nombre des avantages qui s'y attachent apparaîtront facilement plus clairement en référence à la description détaillée ciaprès, faite en considération des dessins annexés, sur lesquels: 2862161 7 les figures 1 à 6 illustrent divers étapes d'un procédé de fabrication selon une forme de réalisation de l'invention. Bien que les figures 3 à 6 représentent des électrodes creusées alternées, le creusement des électrodes est facultatif On se reportera maintenant aux dessins, sur lesquels des éléments différents sur différents dessins portent les mêmes repères. Le procédé proposé ici comporte la réalisation d'un empilement acoustique multicouche reposant sur la stratification de couches piézoélectriques individuelles qui possèdent des électrodes métalliques sur leurs deux faces, suivie de la connexion de ces électrodes d'une manière qui donne une connexion des électrodes par imbrication. Ces opérations sont utiles pour réaliser des éléments d'un réseau acoustique linéaire ainsi que des petits éléments pour un réseau acoustique bidimensionnel. De tels réseaux acoustiques sont utiles en imagerie médicale. Le procédé présenté ici pour réaliser des transducteurs acoustiques piézoélectriques multicouche ne provoque pas une baisse de qualité de la structure de l'élément piézoélectrique du fait de la suppression d'une partie de l'élément céramique. En outre, le procédé permet de fabriquer des empilements multicouche possédant plusieurs couches sans accentuer leur complexité. Le procédé repose sur la stratification, les unes avec les autres, de barres individuelles en céramique piézoélectrique métallisée de manière à former une plaque en céramique stratifiée possédant des lignes métalliques internes constituées par les surfaces des différentes couches. Il faut souligner qu'au lieu de stratifier des barres distinctes, on pourrait stratifier des plaques en céramique piézoélectrique métallisée. Cela formerait un bloc de céramique possédant des électrodes métalliques internes. Des plaques seraient alors découpées dans ce bloc, perpendiculairement aux électrodes internes, pour former une plaque en céramique stratifiée possédant des lignes métalliques internes. Ensuite, ces plaques seraient mises électriquement au contact de lignes métalliques alternées afin d'obtenir une configuration imbriquée des électrodes. Chaque plaque à électrodes peut être découpée et reconfigurée pour donner des éléments multicouche pour un réseau de transducteurs acoustiques linéaires ou découpée à nouveau dans la direction perpendiculaire aux électrodes pour une configuration bidimensionnelle du réseau de transducteurs. En comparaison d'une céramique piézoélectrique massive, un transducteur 35 acoustique réalisé à l'aide d'un empilement piézoélectrique multicouche présente 2862161 8 deux grands avantages: l'impédance électrique réduite des éléments transducteurs et une réduction de la tension nécessaire pour générer une énergie ultrasonore suffisante pour l'imagerie diagnostique médicale. Le procédé présenté ici surmonte les difficultés rencontrées lors de tentatives antérieures visant à fabriquer des empilements piézoélectriques multicouche. En référence à la Fig. 1, la première étape dans le procédé de fabrication consiste à former ou découper un parallélépipède en forme de plaque en matériau céramique piézoélectrique 2. Des couches métalliques respectives 4 et 6 sont ensuite déposées sur les grandes faces mutuellement parallèles de la couche 2 en céramique 1() piézoélectrique. L'épaisseur du métal est ordinairement inférieure à 5 micromètres et le plus fréquemment inférieure à 2 micromètres. Cette plaque métallisée est ensuite découpée dans un grand nombre de plans de coupe mutuellement parallèles 8 (indiqués par des traits discontinus sur la Fig. 1) qui sont perpendiculaires aux faces métallisées de la couche de céramique. Cette opération de découpage crée un grand 1.5 nombre de barres sensiblement identiques, métallisées sur deux faces situées sur des côtés opposés. Au cours de l'étape suivante de la fabrication, les barres subissent une rotation de 90 et sont disposées sous la forme d'un empilement (sur la Fig. 2, l'empilement est sur son côté), les couches métalliques de barres adjacentes étant mutuellement en regard, puis les barres sont stratifiées pour former une plaque massive de matière, comme on le voit sur la Fig. 2. Les couches métalliques déposées sur la plaque d'origine deviennent les électrodes internes 10 et 12 de l'empilement multicouche représenté sur la Fig. 2. L'épaisseur de la plaque d'origine (cf. Fig. 1) sera égale à l'épaisseur de chaque couche dans l'empilement multicouche final. Les barres adjacentes sont fixées les unes aux autres par une mince couche de résine époxy placée entre les surfaces métallisées mutuellement en regard. L'épaisseur de la résine époxy de collage doit être suffisamment faible pour être acoustiquement transparente et, de préférence, suffisamment faible pour permettre une connexion électrique entre les surfaces métalliques contiguës. Pour plus de simplicité, les couches métalliques contiguës sont représentées sur la Fig. 2 sous la forme d'électrodes individuelles. Si on numérote les électrodes en partant du côté gauche de la Fig. 2 et en continuant vers la droite, les électrodes 10 représentent les électrodes à numéros impairs (première, troisième, cinquième, etc.), tandis que les électrodes 12 représentent les électrodes à numéros pairs (deuxième, quatrième, 3.5 sixième, etc.). Après la formation de l'empilement collé, l'empilement est aplani par 2862161 9 meulage sur les deux grandes faces de façon que les électrodes métalliques internes 10, 12 soient perpendiculaires aux faces meulées. Eventuellement, les bords des électrodes 10 à numéros impairs sont en retrait par rapport à une face de l'empilement collé, par exemple par creusement d'un canal puis remplissage du canal avec un matériau électriquement isolant tel qu'une résine époxy. Un tel canal rempli 14 est représenté par des traits discontinus sur la Fig. 3. Cela se ferait pour chaque électrode 10 à numéro impair. (D'autres canaux remplis n'ont pas été figurés afin d'éviter de surcharger le dessin.) Inversement, les bords des électrodes 12 à numéros pairs sont en retrait par rapport à l'autre face de l'empilement collé. L'étape suivante du procédé de fabrication consiste à connecter une électrode interne sur deux en formant un pont métallique entre, par exemple, la première et la troisième électrodes sans créer de contact avec la deuxième électrode sur une première face de la plaque stratifiée, puis entre la deuxième et la quatrième électrodes sans créer de contact avec la troisième électrode sur la face opposée de la plaque. Les connexions entre électrodes doivent de préférence être séparées des bords en céramique piézoélectrique par un matériau diélectrique afin d'éviter toute déformation du champ électrique appliqué et l'apparition d'ondes de cisaillement à l'intérieur de la céramique piézoélectrique. Pour cela, chacune des faces meulées est revêtue ou couverte d'un matériau diélectrique. Initialement, une couche continue de matériau diélectrique 16 est appliquée sur la face meulée supérieure de l'empilement collé, et une autre couche continue de matériau diélectrique 18 est appliquée sur la face meulée inférieure, les couches 16 et 18 étant représentées au moment d'une étape de fabrication ultérieure sur la Fig. 3. Comme on le voit sur la Fig. 3, des discontinuités sont ensuite formées dans les couches continues de matériau diélectrique 16 et 18, comme expliqué en détail ci-après. Les matériaux diélectriques appropriés peuvent être choisis parmi des isolants électriques courants dont, d'une manière nullement limitative, le Parylène, le polyimide, le polyamideimide, le polyuréthane et d'autres matériaux tels que des résines époxy ou de silicone, et peuvent être appliqués par enduction, immersion, stratification ou dépôt en phase vapeur. [Le Parylène est une appellation commerciale de polymères appartenant à la famille chimique des poly-paraxylylène.] On peut citer comme exemples de matériaux diélectriques appropriés un film de Kapton HN d'une épaisseur de 8 rnicromètres et à résistance moyenne au 2862161 10 claquage du diélectrique supérieure à 300 volts/micromètre déposé en phase vapeur sur la céramique; une couche de 7 micromètres d'épaisseur de Parylène-N à résistance moyenne au claquage du diélectrique de > 300 volts/micromètre déposée en phase vapeur sur la céramique; ou une couche de 7 micromètres d'épaisseur de Parylène-C à résistance moyenne au claquage du diélectrique de > 300 volts/micromètre déposée en phase vapeur sur la céramique Plusieurs procédés pour créer la connexion électrique à travers ce matériau diélectrique sont envisagés. Par exemple, dans une première forme de réalisation, on utilise une scie de découpage en dés pour découper des canaux parallèles dans une couche de matériau diélectrique, les canaux étant situés de façon à découvrir des électrodes métalliques (par exemple les électrodes 12) en alternance sur une face de la plaque. Les canaux sont ensuite remplis de métal pour constituer des connecteurs électriques 20, comme on le voit sur la Fig. 3. Cette opération est ensuite répétée sur la face opposée, en découvrant les électrodes (par exemple, les électrodes 10) non découvertes sur la première face et en remplissant les canaux formés avec du métal pour constituer des connecteurs électriques 22. Des parties des surfaces découvertes des couches de matériau diélectrique sont ensuite métallisées, par exemple par pulvérisation ou plaquage non électrolytique, pour mettre en court-circuit les électrodes 10 sur une première face de la plaque et pour mettre en court-circuit les électrodes 12 sur l'autre face de la plaque. Dans l'exemple illustré sur la Fig. 3, la couche métallique 24a met en court-circuit cieux électrodes 12 par l'intermédiaire des connecteurs 20, tandis que la couche métallique 24b met en court-circuit deux autres électrodes 12 par l'intermédiaire d'autres connecteurs 20. Sur l'autre face, la couche métallique 26a met en court-circuit deux électrodes 10 par l'intermédiaire de connecteurs 22 tandis que la couche métallique 26b met en court-circuit deux autres électrodes 10 par l'intermédiaire d'autres connecteurs 22. Ces opérations peuvent être répétées tout le long de l'empilement ou de la plaque collé. Selon une deuxième forme de réalisation, des trous ou trous d'interconnexion peuvent être formés dans le matériau diélectrique à l'aide d'un laser, 30 les trous d'interconnexion étant situés au-dessus de couches métalliques noyées en alternance sur chaque face de la plaque. Autrement dit, les canaux de la première 2862161 11 forme de réalisation sont maintenant remplacés par des trous d'interconnexion. Une couche métallique est ensuite appliquée pour mettre électriquement en courtcircuit chacune des électrodes découvertes, comme décrit précédemment à propos de la première forme de réalisation. Selon une troisième forme de réalisation, la connexion électrique peut être établie en stratifiant un circuit imprimé souple possédant des trous d'interconnexion remplis qui assument la fonction des connexions électriques 20 et 22 de la Fig. 3. Chaque circuit imprimé souple comporte un film de diélectrique (correspondant aux couches 16 et 18 de la Fig. 3) ayant des zones de métallisation (correspondant aux couches métalliques 24a, 24b et 26a, 26b de la Fig. 3) imprimées sur les surfaces ou noyéessous la surface. D'autres procédés de connexion des électrodes métalliques internes dans le but de réaliser une connexion électrique par imbrication sont envisagés, par exemple l'utilisation d'une couche de diélectrique photosensible et des techniques de photomodelage de contours ou d'écriture laser. Lors de l'étape de fabrication qui suit, une couche de matériau d'espacement électriquement isolant 28 est stratifiée par-dessus les électrodes déposées 24a et 24b. Le matériau d'espacement est éventuellement réduit par meulage à une épaisseur qui produit un écartement voulu du réseau de transducteurs. Le matériau d'espacement, s'il ne doit pas être retiré du réseau final, doit être un matériau qui ne provoque pas de diaphonie acoustique entre des éléments transducteurs adjacents. Un tel matériau peut être constitué par une résine époxy à charge de billes de verre. Cependant, si le matériau d'espacement provoque en fait une diaphonie acoustique non acceptable, ce matériau d'espacement doit alors être éliminé, par exemple par découpage en dés ou par d'autres moyens. Selon une autre possibilité, le matériau d'espacement peut être du phtalate de glycol, qu'on utilise souvent comme matériau de collage de tranches de semi-conducteur. Le phtalate de glycol peut être chauffé jusqu'à un point de liquéfaction ou dissous dans un solvant approprié, ce qui facilite l'élimination ultérieure du matériau d'espacement. Eventuellement, des couches respectives de matériau d'espacement peuvent être stratifiées sur les deux faces de la plaque à électrodes représentée sur la Fig. 3, la 2862161 12 somme des épaisseurs des deux couches déterminant l'écartement du réseau de transducteurs finis. Après l'application du matériau d'espacement, la plaque à électrodes est ensuite découpée en barres par sciage parallèlement aux couches métalliques noyées (c'est-à-dire aux électrodes 10 et 12) de façon que le nombre final de couches pour l'empilement multicouche soit conservé. Dans l'exemple illustré sur la Fig. 4, l'empilement est découpé suivant la ligne 30 pour former deux barres précurseurs. Cependant, il doit être entendu que l'empilement peut avoir une longueur plus grande de façon que se forme un nombre de barres précurseurs de même longueur supérieur à deux. Chaque barre précurseur comporte deux ensembles d'électrodes imbriquées les unes dans les autres, un premier servant d'électrode de signal et l'autre d'électrode de terre. Les barres précurseurs sont alors disposées côte à côte, la couche de matériau d'espacement 28 de chaque barre finie étant en regard et au contact de la couche de diélectrique métallisée (sans matériau d'espacement) de la barre adjacente finie, et les électrodes respectives étant dans le même plan. Les barres groupées et alignées sont stratifiées les unes avec les autres pour former une plaque d'éléments transducteurs à ultrasons multicouche, seulement deux éléments d'une telle rangée étant illustrés sur la Fig. 5. Après la stratification, les faces en céramique de cette plaque nouvellement formée (comportant une rangée d'empilements multicouche stratifiés les uns avec les autres), sont meulées jusqu'à ce que le métal des première et quatrième électrodes de chaque empilement multicouche soit découvert, les faces meulées étant parallèles aux deuxième et troisième électrodes (noyées). Si on se souvient que chaque électrode a été formée par collage de deux couches métalliques l'une avec l'autre, ce meulage a pour objectif d'éliminer la première couche métallique et la résine époxy en laissant en place la deuxième couche métallique. Ensuite, du métal peut être redéposé sur les faces supérieure et inférieure meulées de la plaque pour accroître l'épaisseur des électrodes extérieures jusqu'à ce qu'elle soit identique à l'épaisseur des électrodes noyées. Selon une autre possibilité, les opérations de meulage et de remétallisation peuvent être effectuées sur chaque barre précurseur individuelle, avant la 2862161 13 stratification des barres précurseurs les unes avec les autres. Les extrémités en céramique de chaque barre précurseur peuvent être meulées pour découvrir le métal des première et quatrième électrode, puis du métal est déposé sur ces surfaces meulées jusqu'à ce que l'épaisseur des première et quatrième électrodes devienne égale à l'épaisseur des deuxième et troisième électrodes. Les éléments transducteurs multicouche individuels sont ensuite disposés côte à côte (] es électrodes respectives étant dans le même plan) et stratifiés les uns avec les autres pour former une plaque de la manière précédemment décrite. Chaque élément transducteur individuel est constitué par un certain nombre de couches empilées les unes sur les autres, chacune d'elles possédant une couche métallique sur sa surface. Des couches métalliques également alternées sont connectées les unes aux autres sur un côté pour donner une configuration d'électrodes imbriquées les unes dans les autres. Cet empilement multicouche peut servir à remplacer la céramique piézoélectrique massive soit dans un réseau acoustique linéaire soit dans un réseau acoustique bidimensionnel. La Fig. 6 représente schématiquement un réseau de transducteurs acoustiques dans lequel les connexions 56 de signaux (noyées dans la couche de support acoustique 54) sont établies avec l'électrode inférieure de chaque empilement multicouche 40 et la connexion commune à la terre 52 est établie avec l'électrode supérieure de chaque empilement multicouche (par l'intermédiaire d'une couche électriquement conductrice 50 d'adaptation d'impédance acoustique). En outre, les électrodes noyées de chaque empilement multicouche sont électriquement connectées de manière imbriquée sur les côtés pour donner une électrode de terre 42 et une électrode de signal 44. Les couches 46 et 48 en matériau à faible constante diélectrique confinent le champ électrique dans la matière céramique à forte constante diélectrique, où il reste orienté verticalement. De la sorte, lorsqu'une tension est appliquée entre les électrodes de signaux et de terre, les déformations d'origine piézoélectrique sont presque entièrement verticales près des bords des couches noyées des électrodes de signaux et de terre. Par conséquent, les modes parasites sont sensiblement réduits. De plus, la couche de diélectrique 46 isole électriquement l'électrode de signal 44 (c'est-àdire le bord de la couche métallique 2862161 14 noyée entre les couches de céramique 2a et 2b) par rapport à l'électrode de masse 42, tandis que la couche de diélectrique 48 isole électriquement l'électrode de terre 42 (c'est-à-dire le bord de la couche métallique noyée entre les couches de céramique 2b et 2c) par rapport à l'électrode de signaux 44. Une plaque comportant une rangée d'empilements multicouche (à structure semblable à celle représentée sur la Fig. 5, mais comportant davantage d'empilements) est traitée de la manière suivante pour parvenir au dispositif de transducteur ultrasonore illustré sur la Fig. 6. Tout d'abord, la plaque est installée par-dessus un groupe de connecteurs électriques de signaux formant un motif. Un exemple d'un tel groupe de connecteurs électriques est constitué par une série de circuits imprimés souples espacés et mutuellement parallèles noyés dans un corps 14 de matière à atténuation acoustique (c'est-à--dire des diffuseurs et/ou absorbeurs) de façon que les extrémités des rubans 56, imprimés sur les substrats diélectriques (non représentés sur la Fig. 6) des circuits imprimés souples, soient découvertes à la surface du corps à atténuation acoustique (ci-après la "couche de support acoustique") qui est en regard de la face inférieure de la plaque. La couche de support acoustique 54 peut être collée à la plaque à l'aide d'une mince couche de résine époxy qui est acoustiquement sensiblement transparente et permet un contact électrique entre les rubans 56 et les couches métalliques opposées des électrodes de signaux 44. De plus, une couche 50 d'adaptation d'impédance acoustique (représentée découpée sur la Fig. 6) en matériau électriquement conducteur est réunie à la surface supérieure métallisée de la céramique par une mince couche (acoustiquement transparente) de résine époxy (non représentée) qui permet un contact ohmique entre la couche d'adaptation et chaque électrode de terre 42. Initialement, la couche électriquement conductrice d'adaptation d'impédance acoustique est commune à tous les éléments transducteurs, c'est-à-dire qu'elle couvre le réseau entier et est électriquement au contact des électrodes de terre de tous les éléments transducteurs du réseau, seulement cinq éléments transducteurs étant représentés sur la Fig. 6. Ensuite, la structure stratifiée est entièrement découpée à travers la couche d'adaptation d'impédance acoustique et les couches de céramique dans la direction 2862161 15 orthogonale à travers chaque couche de matériau d'espacement, en laissant une série de saignées espacées 60. Comme on le voit sur la Fig. 6, les découpes peuvent s'étendre jusque dans la couche de support acoustique 54. [ Aux fins de l'illustration, l'épaisseur des couches métalliques a été exagérée. En réalité, les couches métalliques ne doivent pas faire saillie de la manière illustrée dans les espaces.] Cette opération de découpage final forme des entrefers respectifs 60 entre chaque empilement multicouche 40. De plus, la couche d'adaptation est découpée pour former une couche individuelle 50 d'adaptation d'impédance acoustique pour chaque empilement multicouche 40. Une électrode commune de terre 52 est ensuite mise en place sur les surfaces avant des couches 50 d'adaptation d'impédance acoustique, enjambant les saignées. Chaque électrode de terre 42 des différents empilements est électriquement couplée à l'électrode commune de terre 52 par l'intermédiaire des couches électriquement conductrices respectives 50 d'adaptation d'impédance acoustique. Cela peut se faire par une métallisation imprimée sur le dessous d'un substrat diélectrique, par exemple un circuit imprimé souple. Selon une autre possibilité, dans le cas où le matériau d'espacement n'est pas éliminé (c'est-à-dire si les saignées 60 ne sont pas formées), l'électrode de terre commune peut se présenter sous la forme d'une métallisation appliquée sur la face avant de la structure stratifiée. Ensuite, des couches supplémentaires (non électriquement conductrices) d'adaptation acoustique et une lentille peuvent être placées d'une manière classique sur la surface avant du réseau de transducteurs. Dans le réseau de transducteurs multicouche à ultrasons obtenu représenté sur la Fig. 6, les signaux d'excitation des éléments en céramique multicouche traversent la couche de support acoustique 54 via les rubans 56 jusqu'aux électrodes de signaux 44. Les substrats diélectriques des circuits imprimés souples noyés dans la couche de support acoustique 54 n'ont pas été représentés sur la Fig. 6 pour plus de clarté de l'illustration des connexions électriques. De plus, les parties des circuits imprimés souples qui connectent les rubans 56 au câble de transducteur n'ont pas été 3(1 représentées. 2862161 16 La structure décrite ci-dessus est beaucoup plus simple à fabriquer que dans le cas des procédés antérieurs de réalisation d'une structure en céramique multicouche. La céramique multicouche obtenue est particulièrement utile dans des transducteurs acoustiques haute fréquence ou des transducteurs acoustiques multirangée, dont les transducteurs en réseaux bidimensionnels dans lesquels la faible capacité de l'élément acoustique en céramique a une mauvaise adaptation d'impédance par rapport au reste du système d'imagerie ultrasonore. Tel qu'il est employé dans les revendications, le mot "empilement" ne désigne pas exclusivement des éléments à empilement vertical, mais plutôt un "empilement" orientable suivant n'importe quel angle, dont l'horizontale ou la verticale. Au sens des revendications, les expressions "électrodes à numéros impairs" et "électrodes à numéros pairs" désignent la première, troisième, etc. et la deuxième, quatrième, etc. électrodes comptées successivement depuis une extrémité de l'empilement. 17 REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'une pièce, comprenant les étapes consistant à: placer des couches respectives (4, 6) de métal sur les surfaces des deux faces d'une plaque (2) en matière céramique, les surfaces étant globalement mutuellement parallèles; découper la plaque en céramique métallisée suivant des plans parallèles (8) perpendiculaires aux couches métalliques pour former un grand nombre de barres, des portions respectives des couches métalliques découpées étant disposées sur des faces opposées de chaque barre; empiler les barres avec une couche métallique en regard d'une autre couche métallique, chaque paire de couches métalliques en contact formant une électrode respective (10, 12) ; coller les barres empilées pour former un empilement, les bords métalliques des électrodes étant découverts sur le pourtour de l'empilement; placer une première couche (16) de matériau diélectrique sur une première face de l'empilement; et placer une deuxième couche (18) de matériau diélectrique sur une deuxième face de l'empilement; caractérisé en ce que chacune des première et deuxième couches de diélectrique comporte un substrat respectif qui supporte un motif respectif (24, 26) de métal appliqué avant la mise en place des couches de diélectrique sur les faces respectives de l'empilement, des trous d'interconnexion (20, 22) remplis de métal ou métallisés étant formés dans la première couche de diélectrique pour connecter électriquement les motifs métalliques de la première couche de diélectrique à des électrodes respectives à numéros impairs et dans la deuxième couche de diélectrique pour connecter électriquement les motifs métalliques de la deuxième couche de diélectrique à des électrodes respectives à numéros pairs. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre l'étape consistant à aplanir par meulage la première et la deuxième faces de 2862161 18 l'empilement collé en laissant découverts les bords métalliques des électrodes, avant la mise en place des couches de matériau diélectrique. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre les étapes consistant à : creuser les bords d'au moins certaines des électrodes à numéros impairs depuis la première face de l'empilement collée et remplir les évidements avec un matériau électriquement isolant (14) ; et creuser les bords d'au moins certaines des électrodes à numéros pairs depuis l'autre face de l'empilement collé et remplir les évidements avec le matériau électriquement isolant (14), lesdites étapes de creusement étant exécutées avant la mise en place des première et deuxième couches de diélectrique. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre l'étape consistant à mettre en place une couche (28) de matériau d'espacement électriquement isolant sur la première couche de diélectrique. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend en outre l'étape consistant à meuler la couche de matériau d'espacement jusqu'à l'obtention d'une épaisseur voulue. 6. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend en outre les étapes consistant à : découper l'empilement collé suivant des plans parallèles, parallèlement aux électrodes, pour former un grand nombre d'empilements individuels, chaque empilement comprenant au moins deux électrodes à numéros impairs et au moins deux électrodes à numéros pairs; placer côte à côte les différents empilements, les électrodes respectives étant sensiblement dans le même plan et les couches de matériau d'espacement étant mutuellement parallèles et disposées sur la même face de chaque empilement individuel; et coller les empilements individuels pour former un groupe d'empilements côte à côte. 2862161 19 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend en outre l'étape consistant à meuler les faces opposées du groupe pour découvrir le métal des électrodes à numéros impairs les plus proches d'une première face et les électrodes à numéros pairs les plus proches de l'autre face. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend en outre l'étape consistant à coller le réseau d'éléments côte à côte sur une couche de support acoustique (54) comportant un corps en matière à atténuation acoustique. 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend en outre l'étape consistant à noyer un groupe de connecteurs électriques de signaux (56) à motif dans le corps de matériau à atténuation acoustique, les extrémités respectives des connecteurs électriques de signaux étant découvertes sur une surface du corps. 10. Procédé de fabrication d'une pièce, comprenant les étapes consistant à: placer des couches respectives (4, 6) de métal sur les surfaces des deux faces d'une plaque (2) en matière céramique, les surfaces étant globalement mutuellement parallèles; découper la plaque en céramique métallisée suivant des plans parallèles (8) perpendiculaires aux couches métalliques pour former un grand nombre de barres, des portions respectives des couches métalliques découpées étant disposées sur des faces opposées de chaque barre; empiler les barres avec une couche métallique en regard d'une autre couche métallique, chaque paire de couches métalliques en contact formant une électrode respective (10, 12) ; coller les barres empilées pour former un empilement collé, les bords métalliques des électrodes étant découverts sur le pourtour de l'empilement collé ; placer une première couche (16) de matériau diélectrique sur une première face de l'empilement collé ; placer une deuxième couche (18) de matériau diélectrique sur une autre face de l'empilement collé ; former des ouvertures dans la première couche de diélectrique pour découvrir des parties de bords respectifs des électrodes à numéros impairs; 2862161 20 former des ouvertures dans la deuxième couche de diélectrique pour découvrir des parties des bords respectifs des électrodes à numéros pairs; remplir de métal (20, 22) ou métalliser les ouvertures; et mettre en place des couches respectives (24, 26) de métal sur les surfaces des première et deuxième couches de diélectrique en motifs respectifs, les couches métalliques en motifs respectifs des première et deuxième couches de diélectrique étant électriquement connectées à des ensembles respectifs d'électrodes à numéros impairs et pairs par l'intermédiaire des ouvertures remplies de métal ou métallisées.