Brevet FR2917841A1 — publié le 20081226

B 08-1463 FR Société dite : GENERAL ELECTRIC COMPANY Système ultrasonore à structure d'interconnexion par traversées Invention de : WODNICKI Robert Gideon MILLS David Martin FISHER Rayette Ann WOYCHIK Charles Gerard Priorité d'une demande de brevet déposée aux Etats-Unis d'Amérique le 25 juin 2007 sous le n 11/767.554 Système ultrasonore à structure d'interconnexion par traversées Cette invention est liée à la demande des Etats-Unis n 11/743.391 déposée le 2 mai 2007, incorporée par référence dans la présente. Cette invention concerne globalement les systèmes d'imagerie et de surveillance ultrasonore à matrice à grande surface, et porte en particulier sur des systèmes et procédés qui intègrent des matrices de transducteurs à haute densité avec des circuits de traitement. Les systèmes d'imagerie ultrasonore et les systèmes de tomodensitométrie utilisent des groupements, réseaux ou matrices de capteurs pour générer des signaux électriques qui sont traités afin de fournir des informations d'images bidimensionnelles ou tridimensionnelles descriptives d'un sujet étudié. La qualité ou résolution de l'image formée est partiellement fonction du nombre de capteurs dans la matrice d'imagerie. Bien qu'il soit souhaitable d'utiliser un grand nombre d'éléments sensibles pour augmenter les performances dans des applications d'imagerie bidimensionnelle et tridimensionnelle, la taille et la masse des circuits auxiliaires augmentent de manière importante à mesure que le nombre d'éléments augmente dans une matrice de capteurs. Idéalement, sans les contraintes de taille et masse, de plus grandes matrices de capteurs sont préférées pour diverses applications de surveillance et d'imagerie. Les cellules de transducteur acoustique sont typiquement des structures multicouches composées de matériaux piézoélectriques ou de microstructures électromécaniques (MEMS) acoustiquement actives configurés avec des circuits électroniques en un ensemble formant sonde. Les signaux électriques sont en outre traités par des circuits de formation de faisceau, typiquement à l'extérieur de la sonde, pour générer et afficher des images des structures étudiées. Il est souhaitable d'intégrer le circuit de formation de faisceau avec la matrice de transducteurs car cela peut atténuer des effets défavorables dus à des câbles de connexion relativement longs s'étendant entre la sonde et les circuits électroniques auxiliaires qui remplissent des fonctions de traitement de signaux et de commande. Dans certains cas, les câbles de connexion peuvent avoir une longueur de plusieurs mètres, introduisant une capacité parasite importante. En outre, les signaux reçus de l'ensemble transducteur via les câbles de connexion peuvent avoir un faible rapport signal sur bruit ou être sujets à des parasites RF. Les matrices de transducteurs des sondes à ultrasons couvrent typiquement une surface d'environ 20 cm2. De nouvelles applications de surveillance et d'imagerie médicale, telles que le dépistage d'hémorragies internes et de tumeurs, nécessitent des matrices beaucoup plus grandes, de l'ordre de 300 cm2. Pour ces applications d'imagerie ultrasonore et d'autres, de plus grandes quantités de câbles et de circuits de traitement se traduisent par des systèmes plus grands, plus lourds et plus coûteux. Io Dans une forme de l'invention, un système de surveillance ultrasonore, incluant une sonde, comprend une matrice de cellules de transducteur formées le long d'un premier plan et une structure de circuit intégré, formée le long d'un deuxième plan parallèle au premier plan, comprenant une matrice de cellules de circuit. Un connecteur établit des connexions électriques entre la matrice de cellules de transducteur et la 15 matrice de cellules de circuit, et une structure d'interconnexion est connectée pour transférer des signaux entre les cellules de circuit et des circuits de traitement et de commande. La structure de circuit intégré comprend un substrat semi-conducteur à travers lequel sont formées une pluralité de traversées conductrices (ou trous d'interconnexion traversants) pour établir des connexions d'entrée/sortie (E/S) entre les 20 cellules de transducteur et la structure d'interconnexion. Le système de surveillance peut être configuré sous la forme d'un système d'imagerie et les circuits de traitement et de commande peuvent être à l'extérieur de la sonde. La matrice de cellules de transducteur peut comprendre un ou plusieurs modules transducteurs, chaque module comprenant une sous-matrice de cellules de transducteur 25 et une sous-matrice de cellules de circuit d'interface. Les cellules de transducteur peuvent être formées dans un substrat de transducteur, et être des transducteurs à ultrasons micro-usinés capacitifs (cMUT) formés sur un substrat de transducteur. Le connecteur peut alors être collé au substrat de transducteur par collage direct par fusion ou par collage par thermocompression, et une 30 pluralité de traversées peuvent être formées dans le substrat de transducteur. Dans le système de surveillance, le substrat semi-conducteur peut avoir une épaisseur allant de 25 à 100 microns. L'invention sera mieux comprise à l'étude de la description détaillée suivante de quelques exemples de réalisation, illustrée par les dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est un schéma synoptique d'un système d'imagerie ultrasonore; la figure 2 est une vue plane partielle d'un ensemble transducteur matriciel à grande surface; la figure 3 est une coupe de l'ensemble transducteur représenté sur la figure 2; la figure 4 est une vue partielle en coupe d'un autre exemple d'un module transducteur; la figure 5 est une vue partielle en coupe d'un autre exemple d'un module transducteur; la figure 6 est une vue partielle en coupe d'encore un autre exemple d'un module transducteur; et la figure 7 est une vue partielle en coupe d'encore un autre exemple d'un module transducteur selon l'invention. Les mêmes numéros sont utilisés sur toutes les figures pour repérer des caractéristiques correspondantes. Certaines caractéristiques individuelles sur les figures peuvent ne pas être représentées à l'échelle. La figure 1 représente un exemple d'un système d'imagerie ultrasonore 100 du type utilisé pour l'imagerie médicale, comprenant une sonde qui est relativement légère et adaptée à une utilisation manuelle. Plus généralement, des formes de réalisation de l'invention incluent, sans y être limitées, des systèmes de surveillance acoustique qui incorporent généralement de grandes matrices de transducteurs. Le système 100 comprend une sonde 110 connectée à un pupitre de commande 120 par un câble multivoie 130 et un écran d'affichage 140 connecté au pupitre 120. La sonde 110 comprend un ensemble transducteur 101 composé d'une matrice 102 de cellules de transducteur 103, d'un connecteur 105, d'une pluralité de circuits intégrés à application spécifique (ASIC) 106, et d'une structure d'interconnexion 107. Le pupitre 120 comprend un organe de commande système 122, un dispositif de formation de faisceau principal 124, un processeur d'image 126 et un convertisseur de balayage 127. La matrice de transducteurs 102 comprend une pluralité de sous-matrices de transducteurs 104, contenant chacune un même nombre de cellules de transducteur 103 agencées en colonnes et en rangées. La figure 2 représente en vue plane un exemple de sous-matrices de transducteurs 104. Chaque sous-matrice 104 est couplée à un circuit ASIC 106 correspondant par le connecteur 105. La structure d'interconnexion 107 est couplée pour envoyer et recevoir des signaux entre les circuits ASIC 106 associés à chacune des sous-matrices de transducteurs 104 et le pupitre de commande 120. Selon les formes de réalisation des figures 3-7, l'ensemble 101 comprend un grand nombre de circuits ASIC 106, chacun connecté à une sous-matrice 104 comprenant un grand nombre de cellules de transducteur 103. Des informations sont transférées entre la sonde 110 et le pupitre de commande 120 via le câble 130 qui est couplé entre un connecteur de ligne 119 dans la sonde 110 et un connecteur de ligne 129 dans le pupitre de commande 120. Dans le pupitre de commande 120, l'organe de commande système 122 est couplé au dispositif de formation de faisceau principal 124, au processeur d'image 126 et aux circuits ASIC 106 de la sonde 110 pour fournir des signaux de synchronisation nécessaires au fonctionnement du système 100. Chaque circuit ASIC 106 fournit des signaux électroniques d'émission à une sous-matrice de transducteurs 104 pour générer des ondes de pression ultrasonore, représentées dans ce cas par des ondes ultrasonores 142, qui peuvent être renvoyées à la matrice sous la forme de réflexions acoustiques, représentées dans ce cas par des ondes ultrasonores 144, depuis une zone d'investigation 146 dans un objet 141 étudié. Le dispositif de formation de faisceau principal 124 est couplé au convertisseur de balayage 127 pour former une image sur l'écran 140. La vue plane de la figure 2 représente une partie de l'ensemble transducteur 101 du système d'imagerie ultrasonore 100, composé d'un grand nombre de modules transducteurs 20 agencés en rangées x; et en colonnes y formant une matrice 21. L'ensemble transducteur 101 est fonctionnellement interchangeable avec l'un des ensembles transducteurs 201, 301, 401 et 501 représentés sur les figures 4-7. Le module 20 est fonctionnellement interchangeable avec l'un des modules d'un groupe de modules 30, 40 et 50 des figures 5-7. La cellule de transducteur 103 représentée sur la figure 1 est fonctionnellement interchangeable avec la cellule de transducteur 403 représentée sur la figure 5, et la sous-matrice 104 de la figure 1 est fonctionnellement interchangeable avec la sous-matrice 404 représentée sur la figure 5. La figure 3 est une vue partielle, en coupe suivant la ligne A-A' de la figure 2, d'un exemple de module transducteur 20 de l'ensemble transducteur 101. Chaque module 20 comprend une sous-matrice 104 de cellules de transducteur 103 dont les cellules 103 sont agencées en rangées xr et en colonnes yc, de sorte que les sous-matrices 104 forment ensemble la plus grande matrice 102 comprenant toutes les cellules de transducteur 103 agencées en rangées xr et en colonnes yc. Les rangées xr et les colonnes yc et les modules 20 s'étendent le long d'un plan P21 et, dans certaines formes de réalisation, toutes les cellules 103 sont positionnées dans le même plan. Chaque module 20, composé d'une sous-matrice de transducteurs 104 et d'un circuit ASIC 106 correspondant, est couplé à la structure d'interconnexion 107 pour former l'ensemble transducteur 101 comme représenté sur la figure 1. Chaque module 20 est composé d'une sous-matrice de transducteurs 104, d'un circuit ASIC 106 comprenant une pluralité de cellules de circuit de transducteur 227 (par exemple 227a-227e), et d'un connecteur 105 servant d'interface de connexion de circuit entre les cellules de transducteur 103 individuelles de la sous-matrice 104 et la cellule de circuit 227 correspondante du circuit ASIC 106. Le connecteur 105 peut être formé d'un circuit souple 251 ayant une pluralité de plages de contact supérieures de circuit souple 254 (par exemple 254a-254e) formées le long d'une surface supérieure 252, une pluralité de plages de contact inférieures de circuit souple 255 (par exemple 255a-255e) formées le long d'une surface inférieure 253, et une pluralité de traversées (ou trous d'interconnexion traversants) de circuit souple 256 s'étendant entre des plages 254, 255 appariées. Les cellules de transducteur 103 de chaque sous-matrice 104 sont connectées à l'un des circuits ASIC 106 par le connecteur 105. Les modules 20 de la matrice 21 sont connectés à la structure d'interconnexion 107. Dans chaque cellule de transducteur 103, le composant transducteur 211 peut être constitué d'un matériau piézoélectrique tel que du titanate et zirconate de plomb (PZT) formé sur une électrode inférieure ou arrière 213 qui est connectée à une plage de contact de transducteur 212 associée (par exemple, 212a-212e) formée le long d'une surface inférieure 217 de l'électrode arrière 213. Une électrode avant 214, commune à toutes les cellules de transducteur 103 d'une sous-matrice 104, peut s'étendre sur toute une surface supérieure 215 de tous les composants transducteurs 211 du module 20, ou des couches subséquentes peuvent être ajoutées pour connecter les cellules de transducteur 103 de manière à pouvoir partager une seule électrode. L'électrode avant 214 représentée peut être un mince matériau conducteur déposé sur la sous-matrice de transducteurs 104 entière pour former une électrode de masse pour le module 20. l0 En plus du matériau piézoélectrique, chaque composant transducteur 211 peut comprendre une ou plusieurs couches d'adaptation (non représentées) qui confèrent des propriétés acoustiques appropriées pour émettre et recevoir des signaux acoustiques vers et depuis un objet étudié. Chaque électrode arrière 213 et chaque composant transducteur 211 associé sont électriquement isolés des autres électrodes et composants 15 par une série d'espaces ou saignées 216 qui peuvent être créés en sciant parallèlement les composants transducteurs 211 et les électrodes arrière 213. Une fois que les cellules de transducteur 103 sont séparées, des couches d'adaptation supplémentaires (non représentées) peuvent être appliquées sur la face avant. Ces couches peuvent être utilisées pour reconnecter l'électrode avant des cellules de transducteur 103 afin qu'elles 20 partagent une électrode commune. Les cellules de transducteur 103 peuvent par exemple être en PZT, en un matériau monocristallin (tel que du PMN-PT ou PZN-PT), des cellules de transducteur à ultrasons micro-usiné capacitif (cMUT), des cellules de transducteur à ultrasons micro-usiné piézoélectrique (pMUT) ou des cellules de transducteur au poly(difluorure de vinylidène) (PVDF). 25 Le circuit ASIC 106 comprend un substrat 220, une surface supérieure 221, une surface inférieure 222, une région de circuit 223, et une région d'entrée/sortie (E/S) 224 formée le long d'un bord 232 du circuit ASIC 106 et s'étendant vers l'intérieur du substrat de circuit ASIC 220. La région de circuit 223 du circuit ASIC 106 est formée d'une pluralité de cellules de circuit de transducteur 227a-227e similaires, chaque 30 cellule de circuit 227 ayant un contact de cellule de circuit 228 (repérés 228a-228e) situé le long d'une surface supérieure 225 du substrat de circuit ASIC 220 et connecté à l'une des plages de contact inférieures de circuit souple 255 pour une connexion de la cellule de circuit par l'intermédiaire d'une plage de connexion de cellule de circuit 229 et de l'un de plusieurs chemins conducteurs 261 (par exemple, 261a-261e) formés dans une structure de métallisation 260 couvrant le substrat 220 du circuit ASIC 106. Chaque cellule de circuit 227 envoie des signaux électriques à une cellule de transducteur 103 et reçoit des signaux de la même cellule de transducteur 103. Les sous-matrices de transducteurs 104 sont attachées au circuit souple 251, par exemple par une première couche 271 d'adhésif conducteur anisotrope formant des contacts électriques entre les plages de contact supérieures de circuit souple 254 et les plages de contact de transducteur 212. Le circuit ASIC 106 est attaché au circuit souple 251 par une deuxième couche 272 d'adhésif conducteur anisotrope, formant des contacts électriques entre les plages de contact inférieures de circuit souple 255 et les plages de connexion de circuit 229. Selon une autre possibilité, la connexion électrique entre les plages de contact inférieures de circuit souple 255 et les plages de connexion 229 peut être établie par des billes de soudure, des bossages d'or, des bosses d'indium, des traversées métalliques directes ou un adhésif non conducteur appliqué puis soumis à une application de chaleur et pression pour chasser l'adhésif lorsque les surfaces électriques entrent en contact l'une avec l'autre. On notera aussi que pour diverses formes de réalisation représentées sur les figures, diverses électrodes ou plages de contact, telles que les plages de contact inférieures de circuit souple 255, sont représentées s'étendant au-delà de la surface principale de la couche associée, par exemple le circuit 251, bien que les personnes ayant des compétences dans l'art comprendraient que les électrodes ou plages de contact puissent être formées sans dépasser des surfaces principales des couches auxquelles elles sont associées. La région E/S 224 du circuit ASIC 106 est formée d'une pluralité d'éléments de circuit E/S 230, chaque élément E/S 230 ayant un contact de cellule de circuit E/S 231 le long de la surface supérieure 225 du substrat de circuit ASIC. Une pluralité de traversées de puce 236, remplies d'un matériau conducteur tel que du cuivre ou de l'aluminium, établissent des connexions électriques entre des plages de connexion E/S 233 formées sur la surface supérieure 221 du circuit ASIC et des plages de contact E/S arrière 234 formées le long de la surface inférieure 222 du circuit ASIC. Les traversées de puce 236 sont représentées en traits interrompus car elles peuvent se trouver dans un plan différent de celui défini par la ligne A-A' de la figure 2. Une connexion entre les contacts 231 et les plages de connexion 233 peut être effectuée en formant des lignes de métallisation supplémentaires au moment où les chemins conducteurs 261 sont fabriqués, par exemple, également dans un plan différent de celui défini par la ligne A-A' de la figure 2. De plus, les traversées de puce 236 peuvent établir des connexions entre les contacts de cellule de circuit 231 et les plages de contact E/S 234 en vue de la connexion à la structure d'interconnexion 107. La structure d'interconnexion 107 peut être une carte de circuit imprimé souple à grande surface 281 ayant une pluralité de plages de contact de circuit imprimé 287. La carte de circuit imprimé 281 représentée sur la figure 3 est couplée à un circuit ASIC 106 par une pluralité de plages soudées 289 comprenant des bosses de soudure 235 formées sur les plages E/S arrière 234 et les plages de contact de circuit imprimé 287. Un adhésif diélectrique 288 est prévu autour des plages soudées 289. La structure d'interconnexion 107 est couplée à une partie connecteur d'ensemble 290 pour envoyer et recevoir des signaux vers et depuis le pupitre de commande 120 (représenté sur la figure 1). Dans d'autres formes de réalisation, la structure d'interconnexion 107 peut être formée d'un substrat en verre revêtu d'une couche de silicium amorphe, d'un substrat de polyimide souple, ou d'une carte de circuit imprimé. Dans encore d'autres formes de réalisation, une couche de désadaptation ou une structure de renforcement multicouche peut être placée entre le circuit souple 251 et la sous-matrice de transducteurs 104. Des traversées peuvent être formées à travers la structure multicouche entière pour établir des connexions entre les cellules de transducteur 103 et les cellules de circuit 227. La sous-matrice de transducteurs 104 s'étend le long du premier plan P21 au-dessus de la région E/S 224 à un premier pas d'espacement a21 uniforme. Les cellules de circuit 227 du circuit ASIC 106 sont formées à un deuxième pas d'espacement a22 le long d'un deuxième plan P22 parallèle au plan P21 de telle manière que a22 Des contacts électriques entre les cellules de transducteur 403 et le connecteur 405 sont établis par soudage de bosses de soudure 449 entre les plages de contact de transducteur 447 et les plages de contact supérieures de circuit souple 453 de l'ensemble circuit souple 450. Un adhésif diélectrique 471 est prévu autour des plages soudées 472. L'ensemble circuit souple 450 peut, comme représenté, être attaché au circuit ASIC 406 par une couche 473 d'adhésif conducteur anisotrope qui facilite le contact électrique entre les plages de contact arrière 429 et les plages de contact inférieures de circuit souple 454. La sous-matrice de transducteurs 404 est formée en rangées et en colonnes qui s'étendent le long du plan P21 au-dessus de la région de circuit 424 et au-dessus de la région E/S 425 à un premier pas d'espacement uniforme noté a31. Les cellules de circuit 427 du circuit ASIC 406 sont formées à un deuxième pas d'espacement noté a32 le long d'un deuxième plan P32 parallèle au plan P21 de telle manière que a32 L'exemple d'interposeur 550, formé d'un substrat semi-conducteur, comprend une pluralité de chemins conducteurs 555 (par exemple 555a-555e) établissant chacun une connexion électrique entre une plage de contact arrière 529 (529a-529e) formée le long de la surface supérieure 522 du circuit ASIC 506 et des plages de contact de connecteur 553 correspondantes formées le long de la surface supérieure 551 de l'interposeur 550. A titre d'exemple, pour la cellule de transducteur 403a située directement au-dessus d'une cellule de circuit 527a, un chemin conducteur 555a vertical rectiligne établit une connexion entre la plage de contact de connecteur 553a et la plage de connexion 529a associée. Pour la cellule de transducteur 403d, une connexion entre la plage de contact de connecteur 553d et la plage de connexion 529d associée est établie par un chemin conducteur 555d comprenant une portion horizontale 555-H pour rattraper le défaut d'alignement entre la cellule de transducteur 403d et la cellule de circuit 527d. Les sous-matrices de transducteurs 404 sont attachées à la surface supérieure 551 de l'interposeur 550 par collage direct par fusion, en connectant les traversées 448 remplies de matériau conducteur et les plages de contact de connecteur 553. Dans d'autres formes de réalisation, les sous-matrices 404 peuvent être attachées à la surface supérieure 551 du connecteur 550 par collage par thermocompression. Dans d'autres formes de réalisation, un interposeur peut être formé d'un circuit souple, d'un substrat rigide tel que Si ou céramique, ou d'une structure de renforcement multicouche. La région de circuit 524 et la région E/S 525 sont formées d'une pluralité de cellules de circuit de transducteur 527 similaires et d'une pluralité d'éléments E/S 530. Des contacts de cellule de circuit 528 (par exemple 528a-528e) et des contacts E/S 531 sont formés le long de la surface inférieure 523 du circuit ASIC 506. Chaque traversée de puce 536 connecte un contact de cellule de circuit 528 à une plage de contact arrière 529 correspondante formée le long de la surface supérieure 522 du circuit ASIC 506. Une bosse de soudure 533 ayant une plage métallique sous soudure 534 est formée sur chaque contact E/S 531. Une carte de circuit imprimé 281 est couplée au circuit ASIC 506 par une pluralité de plages soudées 589, formées par les bosses de soudure 533 et les plages de contact de circuit souple 287, pour envoyer et recevoir des signaux vers et depuis le pupitre de commande 120 (représentée sur la figure 1). Un adhésif diélectrique 588 est prévu autour des plages soudées 589. La fabrication d'ensembles transducteurs matriciels à grande surface est simplifiée par la formation de traversées dans la puce ASIC et/ou de traversées dans le substrat de transducteur, comme représenté pour de nombreuses formes de réalisation. Les traversées 236 dans le circuit ASIC 106 des figures 3 et 4 établissent des connexions E/S fiables, soit conjointement avec un soudage de bosses à un substrat à motifs à grande surface 281 approprié comme représenté sur la figure 3; soit par soudage de fils à un substrat de support 380 comme représenté sur la figure 4. Avec un substrat de support rigide 380 faisant partie de l'ensemble transducteur 201, les circuits ASIC 106 peuvent être amincis jusqu'à une épaisseur globale allant de 25 à 100 microns afin de réduire le temps d'attaque et le diamètre de traversée nécessaire pour former les traversées 236 dans le circuit ASIC 106. Les traversées 448 dans le substrat de transducteur 440 peuvent établir des connexions électriques entre les cellules de transducteur 403 et les cellules de circuit 427 comme représenté sur les figures 5-6. Avec un interposeur 550 servant de substrat de support pour le circuit ASIC 506 de la figure 6, le circuit ASIC 506 peut être aminci jusqu'à une épaisseur globale allant de 25 à 100 microns afin de réduire le temps d'attaque et le diamètre de traversée nécessaire pour former les traversées 536 dans le circuit ASIC 506 comme représenté sur la figure 6. L'interposeur 550 peut être collé au circuit ASIC 506 par collage direct par fusion ou par collage par thermocompression. De nombreuses formes de réalisation illustrent des circuits intégrés, tels que le circuit ASIC 106, fournissant des signaux électroniques d'émission et de commande à une sous-matrice de transducteurs pour générer des ondes de pression ultrasonore; et pour recevoir des signaux de la sous-matrice. On notera toutefois que les circuits supportant les fonctions d'émission et réception peuvent, par exemple dans un système d'imagerie, résider dans d'autres composants à l'intérieur d'une sonde ou d'un pupitre de commande. Bien que des exemples de réalisation de l'invention aient été représentés et décrits, de nombreuses autres connexions, telles que des lignes de tension de polarisation, n'ont pas été représentées. Celles-ci peuvent être acheminées de diverses manières, incluant en utilisant des couches de redistribution et des traversées de puce. A titre d'exemple supplémentaire, on se rapportera à la vue partielle en coupe d'un module 50 de la figure 7, qui représente un ensemble transducteur comprenant une connexion de masse acheminée par une traversée formée dans une matrice de cMUT et à travers un circuit ASIC. La vue du module 50 est prise suivant la ligne A-A' de la figure 2 et suivant une rangée xr de cellules de transducteur 403 qui s'étale sur des modules 50 voisins le long du plan P21. Dans la forme de réalisation de la figure 7, le module transducteur 50 comprend une sous-matrice de transducteurs cMUT 404 formée sur un substrat semi-conducteur 440 comme décrit à propos des figures 5 et 6 avec une électrode avant 444 positionnée au-dessus d'une membrane 441, la membrane étant suspendue sur des supports isolants 442. Les cellules 403 individuelles comprennent des électrodes inférieures 445 (445a-445e) pour recevoir des signaux de cellules de circuit ASIC. Un circuit ASIC 606 est formé sur un substrat 620 ayant une surface supérieure 622, une surface inférieure 623, une région d'entrée/sortie (E/S) 624 et une région de circuit 625. La région E/S 625 est formée le long d'un bord 632 du circuit ASIC 606 et s'étend vers l'intérieur du substrat 620. La région de circuit 625 du circuit ASIC 606 est formée d'une pluralité de cellules de circuit de transducteur 627 similaires (repérées 627a-627e), chaque cellule de circuit ayant un contact de cellule de circuit 628 (repéré 628a-628e). Les contacts 628 sont formés le long de la surface supérieure 622 du substrat de circuit ASIC 620 et connectés à l'une des plages de contact de transducteur 647 pour une connexion de la cellule de circuit par l'intermédiaire d'un de plusieurs chemins conducteurs 661 (par exemple, 661a-661e). Les chemins 661 sont formés dans une structure de métallisation 660 couvrant le substrat 620 du circuit ASIC 606. Chaque chemin conducteur 661 s'étend entre un contact de cellule 628 et une plage de contact de circuit ASIC 629 formée le long d'une surface supérieure 630 de la structure de métallisation 660. Dans les exemples de réalisation, chaque cellule de circuit 627 envoie des signaux électriques à une seule cellule de transducteur 403 et reçoit des signaux de la même cellule de transducteur 403. Pour réaliser cette connexion pour le module 50, les sous-matrices de transducteurs 404 sont attachées à la structure de métallisation 660, par exemple par une couche 671 d'adhésif conducteur anisotrope, en formant des contacts électriques entre les plages de contact supérieures de circuit ASIC 629 formées le long de la surface 630 et les plages de contact de transducteur 647. Selon une autre possibilité, des connexions électriques peuvent être formées par des billes de soudure, des bossages d'or, des bosses d'indium, des traversées métalliques directes ou un adhésif non conducteur appliqué puis soumis à une application de chaleur et pression pour chasser l'adhésif lorsque les surfaces électriques entrent en contact l'une de l'autre. La région E/S 624 du circuit ASIC 606 est formée d'une pluralité d'éléments de circuit E/S 633, chaque élément E/S 633 ayant un contact de cellule de circuit E/S 631 le long de la surface supérieure 622 du substrat de circuit ASIC. Une pluralité de traversées de puce 636 remplies d'un matériau conducteur tel que du cuivre ou de l'aluminium peuvent établir diverses connexions électriques comme représenté pour les traversées 236 de la figure 3, les traversées 436 de la figure 5 et les traversées 536 de la figure 6. En outre, des tensions de polarisation et d'autres signaux, par exemple une masse, etc. peuvent être acheminés depuis un composant discret, par exemple une carte de circuit imprimé, jusqu'à la matrice de cMUT par une combinaison de traversées conductrices 648 formées dans le substrat semi-conducteur 440 du cMUT et des traversées 636 formées dans le circuit ASIC 606. Dans l'exemple de la figure 7, les traversées 636 peuvent établir des connexions entre une plage de contact de métallisation 629 et une carte de circuit imprimé 281 qui peut être électriquement connectée au circuit ASIC 606 par une pluralité de plages soudées 289 comme décrit à propos de la figure 3. Des traversées 648 remplies de matériau conducteur s'étendent à travers le substrat de cMUT 440 pour établir des connexions aux électrodes arrière 445 et à l'électrode avant 444 de la sous-matrice de cMUT 404. Dans cet exemple, une traversée conductrice 452 est formée à l'intérieur d'un support isolant 442 entre des cellules de transducteur 403 voisines afin de connecter l'électrode avant 444 à un contact 435 sur le substrat de cMUT 440. La suite de la connexion comprend une traversée de substrat 648i s'étendant du contact 435 à un contact de substrat de cMUT 650 au niveau duquel une connexion est établie à une électrode 629e à travers la couche 671 d'adhésif conducteur afin de poursuivre la connexion le long d'une traversée 636 établissant un contact avec la carte 281 (structure d'interconnexion 107) par les plages de connexion 289. Comme indiqué pour d'autres exemples représentés, les traversées de puce 636 sont représentées en traits interrompus car elles peuvent se trouver chacune dans un plan différent de celui défini par la ligne A-A' de la figure 2. Comme représenté sur la figure 7, un module peut donc comprendre en outre la combinaison d'une série de traversées 452, formées chacune dans l'un des espaces 442 présents entre les cellules de transducteur 403 individuelles, permettant une connexion par des traversées 648 dans le substrat de cMUT 440 afin de réaliser diverses connexions de signaux ou d'alimentation avec le circuit ASIC 606 ou une carte de circuit imprimé ou autre composant. Bien que de nombreuses autres connexions n'aient pas été représentées, on comprendra qu'elles pourraient être acheminées de diverses manières, y compris en utilisant des couches de redistribution et des traversées de puce. Les formes de réalisation représentées incluent des circuits intégrés, tels que le circuit ASIC 106, fournissant des signaux électroniques d'émission et de commande à une sous-matrice de transducteurs pour générer des ondes de pression acoustique et pour recevoir des signaux de la sous-matrice. On notera toutefois que les circuits supportant les fonctions d'émission et de réception peuvent, par exemple dans un système d'imagerie, résider dans d'autres composants à l'intérieur d'une sonde ou d'un pupitre de commande. Bien que de multiples formes de réalisation de l'invention aient été décrites, l'invention n'est pas limitée à ces formes. Par exemple, la forme de réalisation de la figure 4 peut être modifiée en retournant le circuit ASIC 106 et en formant des traversées de puce dans la région de cellules de circuit 223. Les personnes ayant des compétences dans l'art pourront imaginer de nombreuses autres modifications, variantes, substitutions et équivalents sans sortir de la portée de la présente invention. , 30, 40, 50 21 100 101 102 103 103d 104 105 106 107 110 119 120 122 124 126 127 129 130 140 141 142 144 146 201, 301, 401, 501 211 212 212a-212e 23 LISTE DES COMPOSANTS modules transducteurs matrice système d'imagerie ensemble transducteur matrice cellules de transducteur cellule de transducteur sous-matrices de transducteurs connecteur circuit intégré à application spécifique (ASIC) structure d'interconnexion sonde connecteur pupitre de commande organe de commande système dispositif de formation de faisceau principal processeur d'image convertisseur de balayage connecteur câble multivoie écran d'affichage objet ondes ultrasonores ondes ultrasonores zone d'investigation ensembles transducteurs composant transducteur plage de contact de transducteur plages de contact de transducteur 213 214 215 216 217 220 221 222 223 Io 224 225 227 227a-227e 228 15 228a-228e 229 229a-229e 230 231 20 232 233 234 235 236 25 251 252 253 254 254a-254e 30 255 électrode électrode surface supérieure saignées surface inférieure substrat surface supérieure surface inférieure région de circuit région d'entrée/sortie (E/S) surface supérieure cellule de circuit de transducteur cellules de circuit de transducteur contact de cellule de circuit contacts de cellule de circuit plage de connexion de cellule de circuit plages de connexion de cellule de circuit éléments de circuit contact de cellule de circuit E/S bord plages de connexion E/S plages de contact bosses traversées circuit souple surface supérieure surface inférieure plages de contact supérieures de circuit souple plages de contact supérieures de circuit souple plages de contact inférieures de circuit souple 255a-255e 256 260 260a 261 261a-26 1 e 261-H 262 271 272 281 287 288 289 290 301 307 380 381 382 383 384 401 403 403a-403d 404 405 406 422 423 plages de contact inférieures de circuit souple traversées de circuit souple structure de métallisation structure de métallisation chemins conducteurs chemins conducteurs portion horizontale système de redistribution couche couche carte de circuit imprimé plages de contact adhésif diélectrique plages partie connecteur ensemble transducteur structure d'interconnexion substrat ouvertures plages de connexion surface inférieure fils de connexion ensemble cellules de transducteur cellules de transducteur sous-matrice connecteur circuit ASIC surface supérieure surface inférieure 424 région de circuit 425 région 427 cellules de circuit 427a-427e cellules de circuit 428 contacts de cellule de circuit 428a-428e contacts de cellule de circuit 429 plages de contact 429a-429e plages de contact 430 cellules de circuit l0 431 contacts 432 bord 433 bosse 434 plage métallique 435 contact 15 440 substrat de transducteur 441 membrane ou diaphragme 442 supports 443 cavités 444 électrode avant 20 445 électrode 445a-445e électrodes 446 surface inférieure 447 plages de contact 447a plage de contact 25 448 traversée(s) 449 bosses 450 ensemble circuit souple 452 traversée 453 plages de contact supérieures de circuit souple 30 453a-453e plages de contact supérieures de circuit souple REVENDICATIONS 1. Système de surveillance ultrasonore (100) comprenant une sonde (110) incluant: une matrice (102) de cellules de transducteur (103) formées le long d'un premier plan (P21); une structure de circuit intégré (106) comprenant une matrice de cellules de circuit (227) formées le long d'un deuxième plan (P22) parallèle au premier plan (P21); un connecteur (251, 405) établissant des connexions électriques entre la matrice de cellules de transducteur (103) et la matrice de cellules de circuit (227); et une structure d'interconnexion (107) connectée pour transférer des signaux entre les cellules de circuit (227) et des circuits de traitement et de commande (124, 126, 127), dans lequel la structure de circuit intégré (106) comprend un substrat semi-conducteur (220) et une pluralité de traversées de puce conductrices (236, 436) sont formées à travers le substrat (220) pour établir des connexions d'entrée/sortie (E/S) entre les cellules de transducteur (103) et la structure d'interconnexion (107). 2. Système selon la revendication 1, configuré sous la forme d'un système d'imagerie. 3. Système selon la revendication 1, dans lequel les circuits de traitement et de commande (124, 126, 127) sont à l'extérieur de la sonde. 4. Système selon la revendication 1, dans lequel la matrice de cellules de transducteur (103) comprend un ou plusieurs modules transducteurs (20), chaque module étant composé d'une sous-matrice de cellules de transducteur (103) et d'une sous-matrice de cellules de circuit d'interface (227). 5. Système selon la revendication 1, dans lequel les cellules de transducteur (103) sont formées dans un substrat de transducteur (440). 6. Système selon la revendication 5, dans lequel les cellules de transducteur (403) sont des cMUT formés sur un substrat de transducteur (440). 7. Système selon la revendication 5, dans lequel le connecteur (405) est collé au substrat de transducteur (440) par collage direct par fusion. 8. Système selon la revendication 5, dans lequel le connecteur (405) est collé au substrat de transducteur (440) par collage par thermocompression. 9. Système selon la revendication 5, dans lequel une pluralité de traversées (448) sont formées dans le substrat de transducteur (440). 10. Système selon la revendication 1, dans lequel le substrat semi-conducteur (220, 420) a une épaisseur allant de 25 à 100 microns.