Brevet FR2911967A1 — publié le 20080801

B07-4543FR Société dite : GENERAL ELECTRIC COMPANY Système d'imagerie échographique Invention de : HAIDER Bruno Hans KRISTOFFERSEN Kjell FISHER Rayette Ann HALVORSROD Thomas WODNICKI Robert Gideon Priorité d'une demande de brevet déposée aux Etats-Unis d'amérique le 31 janvier 2007 sous le n 11/669.235 2 Système d'imagerie échographique La présente invention est relative à des systèmes d'imagerie échographique et, plus particulièrement, des systèmes ayant des composants électroniques de formation de faisceaux. L'imagerie échographique en 3D en temps réel pour applications médicales nécessite de loger un ensemble pouvant atteindre plusieurs milliers d'éléments transducteurs et des composants électroniques correspondants pour le traitement de signaux dans un dispositif de sonde portatif. Dans les systèmes les plus petits (par exemple, ne comptant que quelques centaines d'éléments constituant un ensemble), la pratique classique a consisté à acheminer les signaux des transducteurs via un câble multifilaire jusqu'à un pupitre du système contenant sensiblement la totalité des circuits de traitement pour la production d'image. Cependant, avec les ensembles les plus grands contenant des éléments transducteurs par milliers, voire par dizaines de milliers ou encore davantage, il est difficile et malcommode de réaliser la totalité du traitement des signaux dans un dispositif distant. Cela a tendance à nécessiter des conducteurs spécialisés, formant chacun une connexion séparée entre un élément transducteur et des circuits de traitement situés dans le pupitre. Pour résoudre ce problème, une partie limitée des circuits de traitement a été placée dans la sonde. Par exemple, un grand ensemble d'éléments transducteurs peut être divisé en sous-ensembles de dimensions uniformes, par exemple allant de 10 à 40 éléments transducteurs, avec un dispositif particulier de formation de faisceaux et des circuits de traitement pour chaque sous-ensemble, ce qu'on appellera ici un système à circuits de sous-ensembles. Chaque système à circuits de sous-ensembles peut combiner les signaux générés par tous les éléments transducteurs du sous-ensemble dans un seul canal ou fil, par exemple par formation analogique de faisceau. Avec cette configuration ou d'autres, les signaux reçus de tous les éléments de l'ensemble peuvent être transférés jusqu'aux circuits de traitement présents dans le pupitre via un nombre réduit de câbles conducteurs. De la sorte, les milliers de signaux peuvent être transmis tout en conservant des câbles de dimensions raisonnables. Pour exécuter les fonctions de circuits dans la sonde, chaque système à circuits de sous-ensembles comprend normalement des circuits d'émission à haute tension, des circuits de réception à basse tension et des circuits de commande numérique. La mise en oeuvre des fonctions de ces différents circuits a nécessité la fabrication de multiples circuits intégrés, par exemple des circuits intégrés à 3 applications spécifiques (ASIC), car les diverses fonctions des circuits ont nécessité différents processus de fabrication de semi-conducteurs. Les multiples composants des ASIC nécessaires pour tous les circuits des sous-ensembles ont occupé un volume relativement grand de l'espace disponible dans le système de sonde. Du fait qu'il n'est pas pratique d'assurer les trois fonctions dans une puce monolithique, le volume nécessaire pour loger ces systèmes à circuits de sous-ensemble peut être un facteur limitant les dimensions pratiques d'un ensemble de transducteurs logé dans un système de sonde portatif Les considérations de dimensions et de poids ont une incidence sur la facilité avec laquelle le système de sonde portatif peut être to manoeuvré pendant des examens. La nécessité de réduire les dimensions et le poids des systèmes de sonde et des pupitres concerne particulièrement les systèmes d'imagerie échographique portatifs qui peuvent être dotés de systèmes d'ordinateurs bloc-notes. De façon générale, les dimensions et le poids sont des facteurs contraignants pouvant limiter la 15 qualité des images réalisable avec des systèmes qui utilisent des sondes portatives tenues à la main. Par conséquent, nombre de sondes portatives emploient un nombre relativement faible d'éléments transducteurs afin de limiter le volume des câblages et des circuits et, de ce fait, satisfaire ces critères. Pourtant, il est admis qu'une plus grande qualité des images peut accroître l'utilité diagnostique de ces systèmes. 20 Dans une première forme de réalisation, un système d'imagerie échographique comprend un ensemble d'éléments transducteurs sous la forme d'une matrice de sous-ensembles, chaque sous-ensemble contenant une pluralité des éléments transducteurs. Chaque sous-ensemble d'éléments transducteurs est connecté 25 à un système à circuits, les circuits de chaque système à circuits comprenant deux ou plus de deux circuits intégrés superposés, chaque système comprenant des circuits d'émission pour produire des signaux acoustiques, des circuits de réception pour traiter des signaux réfléchis et des circuits de commande. Un pupitre système est couplé pour recevoir des informations d'image des systèmes à circuits et comprend 30 des circuits de traitement d'image pour afficher une image. Tous les sous-ensembles sont disposés dans un premier plan, un premier des circuits intégrés est disposé dans un deuxième plan parallèle au premier plan et un deuxième des circuits intégrés est disposé dans un troisième plan parallèle au premier plan. Dans une autre forme de réalisation, un système d'imagerie radiographique 35 comprend des éléments transducteurs réunis en sous-ensembles adjacents et des 4 systèmes à circuits de sous-ensemble, chaque système à circuits étant connecté à un sous-ensemble des éléments transducteurs. Les circuits de chaque système comprennent une pluralité de circuits intégrés, au moins un premier des circuits intégrés étant formé par-dessus un second des circuits intégrés suivant une configuration empilée. Une pluralité de structures de cartes de circuits assurent des connexions électriques entre les éléments transducteurs et les systèmes à circuits de sous-ensemble. Pour au moins un des systèmes à circuits, le premier circuit intégré comporte une première pluralité de premières plages de connexion sur une surface de celui-ci et le second circuit intégré comporte une seconde pluralité de secondes plages de connexion sur une surface de celui-ci, et des fils de connexion s'étendent entre des paires composées d'une première et d'une seconde plages de connexion pour créer entre elles des connexions pour signaux d'entrée/sortie. Dans encore une autre forme de réalisation, un système d'imagerie échographique comprend une sonde à ensemble de transducteurs et un pupitre système pour traiter et afficher des données d'image. La sonde comprend un ensemble d'éléments transducteurs disposés en une matrice de sous-ensembles, chaque sous-ensemble contenant une pluralité des éléments transducteurs. Une pluralité de systèmes à circuits de sous-ensembles comportent chacun de multiples circuits intégrés formés les uns au-dessus des autres suivant une configuration empilée. Chaque système à circuits est connecté à l'un des sous-ensembles d'éléments transducteurs. Un système de multicâblage assure une connexion électrique entre des sous-ensembles d'éléments transducteurs et des sous-ensembles de systèmes à circuits et assurent des connexions pour des signaux d'entrée/sortie entre au moins le premier système à circuits de sous-ensemble et le pupitre système. Une pluralité de serre-fils amovibles assurent des connexions entre un ou plusieurs circuits flexibles et la carte de circuits. Un premier des circuits intégrés est disposé dans un premier plan et un second des circuits intégrés est disposé dans un deuxième plan parallèle au premier plan, le premier circuit intégré comportant une pluralité de plages de connexion formées sur une surface de celui-ci, le système à circuits comportant des fils de connexion s'étendant depuis certaines des plages de connexion du premier circuit intégré jusqu'au second circuit pour assurer des connexions entre le premier et le second circuits intégrés. L'invention sera mieux comprise à l'étude de la description détaillée de quelques modes de réalisation pris à titre d'exemples non limitatifs et illustrés par les dessins annexés, sur lesquels : la Fig. 1 est une représentation schématique simplifiée d'un système 5 d'imagerie échographique ; la Fig. 2 présente une vue en coupe transversale d'un exemple de circuits modulaires de transducteurs et de multiples puces qui peuvent être formés dans le système de la Fig. 1 ; la Fig. 3 présente une vue en coupe transversale d'un autre exemple de circuits modulaires de transducteurs et de multiples puces peuvent être formés dans le système de la Fig. 1 ; la Fig. 4 est une vue en coupe transversale d'un exemple de sonde pouvant être incluse dans le système de la Fig. 1 ; la Fig. 5 est une vue en coupe transversale illustrant un module de multiples puces dans la sonde de la Fig. 4 ; la Fig. 6 est une vue en coupe transversale illustrant d'autres aspects de la sonde représentée sur la Fig. 4 ; la Fig. 7 est une vue en coupe transversale illustrant encore d'autres aspects de la sonde représentée sur la Fig. 4 ; et la Fig. 8 illustre un système d'imagerie échographique selon une forme de réalisation de l'invention. Les mêmes repères sont utilisés sur toutes les figures pour désigner des éléments identiques. Il se peut que des éléments individuels ne soient pas représentés à l'échelle sur les figures. La Fig. 1 présente une vue partielle d'un exemple de système d'imagerie échographique 100 comprenant un pupitre système 110, un écran d'affichage 120 et une sonde 130 à ensemble de transducteurs de grande surface. La sonde contient cent vingt-huit systèmes 160 à circuits de sous-ensembles, désignés successivement par les repères 160-1 à 160-128. La sonde 130 peut être du type portatif. Des informations sont transmises entre la sonde 130 et le pupitre système 110 par l'intermédiaire d'un câble multifilaire 132 comportant cent vingt-huit lignes 133 de signaux. Chaque ligne 133 de signal est montée entre un connecteur 115 de ligne présent dans le pupitre système 110 et un connecteur 135 de ligne présent dans la sonde 130. Le pupitre 110 reçoit des informations d'image provenant des systèmes 6 160 à circuits de sous-ensembles par l'intermédiaire des lignes 133 de signaux afin que soient traitées par des composants électroniques dont un contrôleur 112 de système couplé à des circuits primaires 114 de formation de faisceaux et à un convertisseur de balayage 116. Le contrôleur 112 est également couplé aux systèmes 160 à circuits de sous-ensembles présents dans la sonde 130, ce qui permet une commande globale du système 100. Les circuits primaires 114 de formation de faisceaux traitent des signaux électriques reçus des différents systèmes 160 à circuits de sous-ensembles pour produire des signaux de balayage de secteurs. Le convertisseur de balayage 116 qui comporte des circuits de traitement d'image convertit les signaux de balayage de secteurs en signaux de trames permettant de présenter une image sur l'écran d'affichage 120. Considérant également la Fig. 2, la sonde 130 comprend un ensemble linéaire en deux dimensions 134 d'éléments transducteurs 136 connectés aux systèmes 160 à circuits de sous-ensembles par l'intermédiaire d'une interface pourvue d'un système de multicâblage 143. L'exemple d'ensemble 134 de transducteurs comprend quatre mille quatre-vingt-seize éléments transducteurs 136 disposés sous la forme d'une matrice de cent vingt-huit sous-ensembles 140. Chaque sous-ensemble 140 comporte trente deux éléments transducteurs 136 disposés sur quatre rangées 141 et huit colonnes 142. Des exemples de colonnes 142 d'éléments 136 sont illustrés sur la Fig. 1 par des dessins en transparence indiquant des groupes de huit colonnes dans un sous-ensemble 140. Quatre rangées adjacentes 141 d'éléments 136 sont représentées sur la Fig. 2, celles-ci correspondant à des rangées d'un seul sous-ensemble 140. Dans cet exemple, des rangées 141 et des colonnes 142 sont formées dans des directions orthogonales dans un plan P11. Pendant le fonctionnement, chaque élément transducteur 136 d'un sous-ensemble 140 émet des signaux ultrasonores vers un sujet et reçoit de celui-ci des signaux ultrasonores réfléchis, le sujet étant par exemple un patient subissant un examen. Chaque système 160 à circuits de sous-ensembles comprend un ASIC d'émission 230, pourvu de circuits pour générer des signaux impulsionnels et envoyer ceux-ci vers le sousensemble 140 d'éléments transducteurs ; un ASIC de réception 240 pourvu de circuits pour traiter les signaux réfléchis reçus des éléments transducteurs 136 ; et un ASIC de commande 250 pourvu de circuits de commande d'émission pour le cadencement des impulsions. Dans chaque système 160 à circuits, l'ASIC de commande 250 est formé par-dessus l'ASIC de réception 240, lequel est formé par-dessus l'ASIC d'émission 230, le tout sous la forme d'un empilement 170, 7 qu'on appellera également ici module multipuce 170. L'ordre spécifique de superposition des ASIC est variable et l'exemple de forme de réalisation représenté constitue l'une de multiples configurations possibles. Par ailleurs, l'exemple de cloisonnement des fonctions du système entre les ASIC 230, 240 et 250 ne sert que d'illustration, puisqu'il existe de nombreux autres regroupements possibles de circuits d'émission, de réception et de commande parmi diverses conceptions d'ASIC et diverses couches dans le module multipuce. La configuration du module multipuce 170 réduit notablement les dimensions des systèmes 160 à circuits de sous-ensembles en comparaison de systèmes où chacun des multiples circuits intégrés est disposé dans le même plan pour être connecté à un substrat, par exemple à l'aide d'un boîtier à billes. Dans le module multipuce 170, la capacité parasite associée aux connexions électriques entre les dispositifs à ASIC à l'intérieur du système 160 est fortement réduite, car un grand nombre des fils de connexion permettent des connexions sur des distances relativement courtes, lesquelles, autrement, se feraient avec des tracés électriques relativement longs formés dans des cartes de circuits. Comme illustré sur la Fig. 1, chaque ASIC de commande 250 reçoit soixante-quatre signaux du contrôleur 112 du système sur des lignes 137 et envoie soixante-quatre signaux d'émission à l'ASIC d'émission 230 sur des lignes 257 présentes dans le module multipuce 170. En réponse à un signal d'émission, un ASIC d'émission 230 génère en envoie trente-deux signaux impulsionnels au sous-ensemble 140 de transducteurs. Chaque signal impulsionnel circule sur une des trente-deux lignes individuelles 231 de façon que chaque élément transducteur 136 puisse recevoir un signal impulsionnel différent et, collectivement, les éléments de l'ensemble synthétisent un signal acoustique à caractéristiques voulues qui se propage jusqu'à un objet à étudier. Les éléments de chaque sous-ensemble 140 absorbent alors l'énergie de signaux réfléchis par le sujet, et les ASIC d'émission 230 reçoivent du sous-ensemble 140, sur l'une des trente-deux lignes individuelles 231, des signaux électriques indiquant cette absorption. Cette information fournie par les signaux est transmise de l'ASIC 230 à l'ASIC de réception 240 sur trente-deux lignes individuelles 237, les informations circulant sur les trente-deux lignes se combinant dans une seule ligne 247 de signaux de sous-ensembles de canaux. De la sorte, le nombre de lignes de signaux dans le câble 132 peut être notablement réduit. La Fig. 2 illustre la connexion des ASIC 230, 240 et 250 dans un système 160 à circuits de sous-ensembles et la connexion à un élément transducteur 136 d'un 8 sous-ensemble correspondant 140, ayant une surface supérieure 291 et une surface inférieure 292, par l'intermédiaire du système de multicâblage 143. Dans le présent exemple, le système de multicâblage 143 est une carte pour circuits souples (CCS) 270 ayant une pluralité de tracés 273 de CCS, par exemple 273a, 273b, etc., formés sur une surface supérieure 271 et une pluralité de plages de contact 277 de CCS formées sur une surface inférieure 272. Une bosse de brasure est formée sur chaque plage de contact inférieure 277 de CCS. Des sous-ensembles adjacents 140 d'éléments transducteurs 136 s'étendent dans le plan Pll en définissant, à des fins d'orientation, des directions horizontales de telle manière qu'une orientation verticale soit normale au plan Pl l et que les positions supérieure et inférieure le soient par rapport à une direction horizontale. Dans le module multipuce 170, qui possède une surface supérieure 171 et une surface inférieure 172, l'ASIC de commande 250 comporte une pluralité de plages de connexion 255 d'ASIC de commande sur une surface supérieure 252 de celui-ci, et l'ASIC de réception 240 comporte une pluralité de plages de connexion 245 d'ASIC de réception sur une surface supérieure 242 de celui-ci, et l'ASIC d'émission 230 comporte une pluralité de plages de connexion 235 d'ASIC d'émission sur une surface supérieure 232 de celui-ci. L'ASIC 230 est formé sur un substrat d'acheminement 220 ayant une surface supérieure 227, une surface inférieure 228, une pluralité de plages de connexion 225 (par exemple, 225a, 225b et 225c) de substrat et une pluralité de trous d'interconnexion 226 dans le substrat. Le substrat 220 comporte une couche 221 de matière isolante, par exemple un film de résine polyimide, stratifiée avec des couches conductrices en cuivre ou en aluminium formées sur les surfaces supérieure et inférieure 227 et 228, lesquelles portent des motifs et sont gravées pour former des tracés conducteurs supérieurs 222 et des tracés conducteurs inférieurs 224. Une pluralité de fils de connexion 254 d'ASIC de commande, de fils de connexion 244 d'ASIC de réception et de fils de connexion 234 d'ASIC d'émission assurent des connexions électriques entre les ASIC présents dans chaque module multipuce 170. Dans d'autres formes de réalisation, un répartiteur de chaleur peut être disposé sur la surface supérieure 171 du module multipuce 170 pour faciliter l'évacuation de chaleur depuis le boîtier. Les fils de connexion 254 d'ASIC de commande connectent électriquement les plages de connexion 255 d'ASIC de commande à un premier groupe 225a des plages de connexion 225 de substrat présentes sur le substrat d'acheminement 220. 9 Les fils de connexion 244 d'ASIC de réception connectent électriquement les plages de connexion 245 d'ASIC de réception à un deuxième groupe 225b des plages de connexion 225 de substrat et les fils de connexion 234 d'ASIC d'émission connectent électriquement les plages de connexion 255 d'ASIC d'émission à un troisième groupe 225c des plages de connexion 225 de substrat. Les plages de connexion 225 de substrat sont connectées aux tracés supérieurs 222 à motif pour l'acheminement de signaux. Des trous d'interconnexion 226, c'est-à-dire des trous traversants plaqués, présents dans le substrat d'acheminement 220 connectent électriquement les tracés supérieurs 222 aux tracés inférieurs 224. Des billes de brasure 229 d'entrée/sortie (E/S) formées sur les tracés inférieurs 224 créent des connexions électriques entre le module multipuce 170 et la CCS 270 du système à multicâblage 143. L'ASIC d'émission 230 est placé dans un deuxième plan P12 parallèle au plan Pl l et situé au-dessus du plan Pll pour se fixer à la surface supérieure 227 du substrat 220 à l'aide d'une première couche de colle 260. L'ASIC de réception 240 est placé dans un troisième plan P13 parallèle au deuxième plan P12 et situé au-dessus du deuxième plan P12 pour se fixer à l'ASIC d'émission 230 par une deuxième couche de colle 262. L'ASIC de commande 250 est placé dans un quatrième plan P14 au-dessus du plan P13 et parallèle au plan P13 pour se fixer à l'ASIC de réception par une troisième couche de colle 264. Un capot moulé 265 en matière plastique isolante couvre pour les protéger les ASIC 230, 240 et 250, les plages de connexion 235, 245 et 255, les fils de connexion 234, 244 et 254 et la surface supérieure 227 du substrat 220. Les éléments transducteurs individuels 136 comportent chacun une couche d'adaptation 295 formée contre une couche de matière piézoélectrique 296. La couche d'adaptation 295 assure des caractéristiques acoustiques appropriées pour émettre de l'énergie acoustique vers et recevoir des signaux acoustiques du sujet étudié. La couche de matière piézoélectrique 296 est formée au-dessus d'une électrode inférieure ou arrière 297 qui est connectée, par une plage de contact 293 de transducteurs et une bosse de brasure 278 au système à multicâblage 143. L'électrode arrière 297, la couche d'adaptation 295 et la couche de matière piézoélectrique de chaque élément transducteur sont isolées électriquement des composants identiques des autres éléments transducteurs par une série d'espaces ou de traits de scie 299 qui peuvent être créés par sciage parallèle pour créer des composants transducteurs individuels 296 et des électrodes arrière individuelles 297. Une électrode avant 298, normalement formée d'une matière conductrice relativement mince, est déposée par- 10 dessus les couches d'adaptation 295 des éléments 136 de tout le sous-ensemble 140 d'éléments transducteurs en créant une terre commune pour le sous-ensemble 140. Les éléments transducteurs 136 peuvent comporter en outre une couche de désadaptation (non représentée) ou une couche de support à caractéristiques acoustiques appropriées pour absorber ou disperser de l'énergie acoustique émise à partir d'un objet à étudier. Cela empêche l'énergie acoustique d'être réfléchie par des structures ou des interfaces à l'arrière des éléments transducteurs et de revenir dans la matière piézoélectrique. La matière acoustique de support peut être constituée d'un composite de particules métalliques (par exemple, du tungstène) dans un matériau t o d'atténuation doux tel que du caoutchouc, une résine époxy ou une matière plastique. On peut utiliser d'autres compositions de matières acoustiques de support. Les éléments transducteurs peuvent, par exemple, être des transducteurs en zirconatetitanate de plomb (PZT), des transducteurs capacitifs micro-usinés à ultrasons (cMUT), des transducteurs piézoélectriques micro-usinés à ultrasons (pMUT) ou des 15 transducteurs au polydifluorure de vinylidène. Chaque bosse de brasure 278 étant formée sur une plage de contact inférieure 277 de CCS, plusieurs trous d'interconnexion électriquement conducteurs 276 traversant le circuit souple s'étendent depuis la surface supérieure 271 jusqu'à la surface inférieure 272 de la CCS 270, et un premier groupe 273a des tracés 20 supérieurs 273 de CCS assurent des connexions électriques entre chaque élément transducteur 136 du sous-ensemble 140 et le tracé conducteur supérieur correspondant 222. Le tracé supérieur 222 est connecté à l'ASIC d'émission 230 par l'intermédiaire de la plage de connexion 225c de substrat et le fil de connexion 234 de l'ASIC d'émission est connecté à la plage de connexion 235 de l'ASIC d'émission. 25 Un deuxième groupe 273b des tracés supérieurs 273 de CCS assurent des connexions d'E/S (non représentées) entre le module multipuce 170 et les composants électriques présents dans le pupitre système. Le module multipuce 170 est fixé à la surface supérieure 271 de la CCS 270 par un adhésif diélectrique 275. La CCS 270, placée dans un cinquième plan P15 parallèle au premier plan Pli, est fixée sur la surface 30 supérieure 291 de chaque sous-ensemble 140 de transducteurs par un adhésif diélectrique 280. La CCS 270 peut également servir de couche de désadaptation. Dans d'autres formes de réalisation, plusieurs cartes pour circuits souples peuvent former le système 143 à multicâblage pour connexions d'E/S, et une couche de désadaptation supplémentaire peut être disposée entre le module multipuce 170 et la 35 CCS 270 ou entre la CCS 270 et les sous-ensembles de transducteurs 140. 11 Dans le plan suivant lequel est prise la vue de la Fig. 2, la dimension latérale ai, mesurée sur la surface inférieure 172 du module multipuce 170, est inférieure ou égale à la dimension latérale a2, mesurée sur la surface inférieure 292 du sous-ensemble de transducteurs 140. Cela permet la formation d'une grande matrice de sous-ensembles 140 sans avoir un important intervalle entre les sous-ensembles adjacents 140. La Fig. 3 représente un deuxième module multipuce 170' dans lequel une pluralité de systèmes 160' à circuits de sous-ensembles au lieu des systèmes 160 à circuits, sont connectés chacun au sous-ensemble 140 d'éléments transducteurs par l'intermédiaire du système à multicâblage 143, comme décrit en référence à la Fig. 2, des sous-ensembles adjacents 140 d'éléments transducteurs s'étendant dans le plan P11. Chaque module multipuce 170', ayant des surfaces supérieure et inférieure 171', 172', comprend une série d'ASIC en configuration superposée. Un ASIC de commande 350, ayant une pluralité de plages de connexion 355 formées sur une surface supérieure 352 de celui-ci, est formé au-dessus d'un ASIC de réception 340, ayant une pluralité de plages de connexion 345 formées sur une surface supérieure 342 de celui-ci, lequel est formé au-dessus d'un ASIC d'émission 330 ayant une pluralité de plages de connexion 335 formées sur une surface supérieure 331 de celui-ci. L'ASIC d'émission 330 comprend en outre une pluralité de trous d'interconnexion 336 traversant une puce, et une pluralité de plages de contact formées sur une surface inférieure 332. Dans le présent exemple, l'ASIC 330, celui des trois ASIC situés le plus bas dans le module multipuce 170', sert de substrat d'acheminement pour des circuits présents sur l'ASIC de commande 350 et l'ASIC de réception 340. Une pluralité de fils de connexion 354 d'ASIC de commande et une pluralité de fils de connexion 344 d'ASIC de réception s'étendent depuis l'ASIC 330 pour assurer des connexions électriques entre les trois ASIC du module multipuce 170'. Les fils de connexion 354 de l'ASIC de commande connectent électriquement les plages de connexion 355 de l'ASIC de commande à un premier groupe 335a de plages de connexion 335 d'ASIC d'émission. Les fils de connexion 344 d'ASIC de réception connectent électriquement les plages de connexion 345 de l'ASIC de réception à un deuxième groupe 335b des plages de connexion 335 de l'ASIC d'émission. L'acheminement parmi les ASIC est assuré par une structure de métallisation (non représentée) à l'intérieur de la puce d'ASIC d'émission 330. Les 12 plages de connexion 335 de l'ASIC d'émission sont connectées aux trous d'interconnexion 336 traversant la puce, lesquels peuvent être remplis d'une matière conductrice telle que du cuivre ou de l'aluminium, par l'intermédiaire de tracés supérieurs 337 formés sur la surface supérieure 331. Les trous d'interconnexion 336 à travers la puce connectent électriquement les plages de connexion 335 aux plages de contact 338 forées sur la surface inférieure 172'. Des billes de brasure 339 d'entrée/sortie (E/S) sont formées sur les plages de contact 338 pour les connexions d'E/S. De la sorte, les ASIC 330, 340 et 350 sont connectés électriquement aux billes de brasure 339. L'ASIC d'émission 330 comportant des motifs ou tracés de câblages 337 est placé dans un deuxième plan P22 parallèle au plan Pl 1 et est fixé à la surface supérieure de la CCS 270par une couche d'adhésif diélectrique 375. L'ASIC de réception 340 est placé dans un troisième plan P23 parallèle au deuxième plan P22 et est fixé, et espacé verticalement du, à l'ASIC 330 d'émetteur par une couche de colle 362. L'ASIC de commande 350 est placé dans un quatrième plan P24 lui aussi parallèle au deuxième plan P22 et est fixé à l'ASIC de réception 340 par une autre couche de colle 364. Un capot moulé en matière plastique isolante 365 couvre en les protégeant les ASIC 340 et 350, les fils de connexion 344 et 354, les plages de connexion 335, 345 et 355 et la surface supérieure 331 de l'ASIC d'émission 330. Dans le plan dans lequel est prise la vue de la Fig. 3, la dimension latérale ai du module multipuce 170', prise sur la surface inférieure 172', est inférieure ou égale à la dimension latérale a2 du sous-ensemble de transducteurs 140, prise sur la surface inférieure 292'. Cela permet la formation d'une grande matrice de sous-ensembles 140 sans un important espace entre les sous-ensembles adjacents 140. Selon une autre forme de réalisation, la Fig. 4 représente une vue partielle en coupe transversale d'une sonde 410 pour le système 100, comprenant une pluralité des modules multipuce 170' décrits en référence à la Fig. 3. La sonde 410 comprend un ensemble en deux dimensions 412 d'éléments transducteurs 413, une pluralité de circuits souples 420 comportant des tracés électriques (non représentés), et une pluralité de cartes à circuits imprimés (CCI) 440 comportant chacune un ou plusieurs modules multipuce 170'. Les éléments transducteurs 413 sont disposés en une pluralité de sous-ensembles 415, chaque sous-ensemble 415 comprenant une rangée d'éléments transducteurs 413. Chaque sous-ensemble 415 est couplé à un circuit souple 420 pour se connecter à un module multipuce correspondant 170'. Les circuits souples 420 sont séparés les uns des autres par une séparation non conductrice en matière telle qu'une résine époxy. Chaque circuit souple 420 est réuni à une CCI 13 correspondante 440 par une ou plusieurs attaches amovibles 480. Une pluralité de connecteurs souples 465 connectent les CCI 440 à un connecteur 460 de ligne de sonde. Un faisceau 470 de câble couple le connecteur 460 de ligne de sonde à une ligne 472 du système afin de transmettre des signaux entre les modules multipuce 170' et un composant électrique tel que le conformateur principal 114 de faisceaux illustré sur la Fig. 1. La connexion des circuits souples 420 aux CCI 440 par les attaches 480 permet de séparer la fabrication et l'assemblage des composants. Ainsi, l'ensemble 412 de transducteurs peut être fabriqué d'une manière classique à basse température, l0 puis assemblé avec les circuits souples 420 au cours d'une opération qui est séparée et isolée de l'ensemble à température relativement élevée des composants qui forment les CCI 440. Les modules multipuce 170' peuvent être montés sur les CCI 440 à une température supérieure à 250 C dans un four de refusion sans exposer les transducteurs 415 à de fortes températures ambiantes. Par ailleurs, avec des 15 processus séparés et isolés, l'ensemble 412 de transducteurs peut subir un traitement physique, notamment des opérations de sciage et de meulage, sans exposer des composants délicats de la CCI 440 à des corps étrangers. Autrement, des particules électriquement conductrices produites pendant des travaux de meulage risqueraient de provoquer des courts-circuits dans les composants des CCI. L'assemblage à l'aide 20 des attaches crée un ensemble de circuits souples 420 et de CCI 440 après la fabrication de l'ensemble de transducteurs 412 de manière isolée par rapport à des opérations concernant la fabrication et l'assemblage des composants des CCI. Ainsi, les étapes de la fabrication de chaque composant peuvent être optimisées sans craindre l'éventuelle dégradation d'un autre composant. Chaque circuit souple 420 25 peut être couplé à une CCI correspondante à l'aide de connecteurs d'accouplement, d'un film à conductivité anisotrope, d'un soudage par bosse ou d'un soudage par élément chauffant. Lorsqu'on utilise des connexions par attaches ou les connecteurs d'accouplement, le circuit souple 420 et la CCI 440 peuvent être facilement accouplés et désaccouplés de façon répétée. Cela facilite la remise en état de la sonde 30 410 lorsque des incidents surviennent dans l'ensemble 412 de transducteurs ou dans la CCI 440, ce qui permet de remplacer des composants défectueux sans mettre au rebut les autres composants. La Fig. 5 illustre, pour le système 100, des exemples de connexions électriques entre le module multipuce 170' (illustré sur la Fig. 3) et une des CCI 440 35 représentées sur la Fig. 4. Chaque module multipuce 170' comprenant un ASIC de 14 commande 350 placé au-dessus d'un ASIC de réception 340 placé au-dessus d'un ASIC d'émission 330, une pluralité de plages de contact 338 sont formées sur la surface inférieure 332 de l'ASIC d'émission. Des billes de brasure d'entrée/sortie (E/S) 339 sont formées sur les plages de contact 338 pour des connexions d'E/S. Les plages de connexion 335 d'ASIC d'émission sont connectées par les tracés supérieurs 337 aux trous d'interconnexion 336 traversant la puce. La CCI 440, comportant une surface supérieure 441 et une surface inférieure 442, comporte trois couches de diélectrique adjacentes 445, 447 et 448. Des plages de contact 443 de CCI sont formées sur la surface supérieure 441 en assurant une connexion entre des billes de to brasure d'E/S 339 et des trous d'interconnexion 444 du niveau supérieur formés dans la couche de diélectrique 445 du niveau supérieur. Les trous d'interconnexion 444 sont au contact de conducteurs internes 446 formés, au-dessous d'eux, dans le diélectrique 447 au niveau interne. L'ASIC d'émission 330 est fixé à la surface supérieure 441 de la CCI 440 par une couche d'adhésif diélectrique 475. La CCI 440 15 assure une connexion entre les sous-ensembles de transducteurs 415 et les modules multipuce 170' et assure également une connexion électrique entre les modules multipuce 170' et les composants électroniques présents dans le pupitre système 110 représenté sur la Fig. 1. Un exemple de connexion électrique entre une CCI 440 et un circuit souple 20 420 avec une ou plusieurs attaches 480 est illustré sur la vue partielle en coupe de la Fig. 6. Comme décrit à propos de la Fig. 6, la CCI 440 comprend une surface supérieure 441, une surface inférieure 442 et trois couches de diélectrique adjacentes : une couche supérieure 445, une couche au niveau interne 447 et une couche inférieure 448. Une ou plusieurs plages de contact 443 sont formées sur la surface 25 supérieure 441, et des trous d'interconnexion 444 au niveau supérieur sont formés dans la couche de diélectrique 445 du niveau supérieur. Des conducteurs internes 446, situés au-dessous, sont formés dans le diélectrique 447 du niveau interne. Une pluralité de bosses d'or 449 sont formées sur les plages de contact 443 de la CCI. Le circuit souple 420, qui a une surface supérieure 421 et une surface inférieure 422, 30 comporte des plages de contact 423 de circuit souple formées sur la surface inférieure 422. Pour simplifier l'illustration, seulement deux plages de contact 443 de CCI et deux plages de contact 423 de circuit souple sont représentées sur la Fig. 6. Un ou plusieurs trous sont ménagés dans le circuit souple 420 et dans la CCI 440 pour leur serrage par des attaches. Chaque attache 480 comporte un boulon 35 d'assemblage 482, une paire de rondelles 484 et une paire d'écrous 486. Après que 15 des trous de serrage du circuit souple 420 ont été alignés avec des trous de serrage de la CCI 440, les boulons de serrage 482 sont insérés et fixés à l'aide des rondelles 484 et des écrous 486. La pression de serrage crée des contacts électriques entre les bosses d'or 449, les plages de contact 423 du circuit souple et les plages de contact 443 de la CCI. Selon une autre possibilité, les plages de contact 423 du circuit souple et les plages de contact 443 de la CCI peuvent être fixées les unes aux autres par compression. La fixation peut s'effectuer par plaquage d'or sur les plages de contact 423 et 443 avant la compression. Dans une forme de réalisation représentée sur la vue partielle en coupe de la Fig. 7, une connexion électrique entre les circuits souples 420 et les CCI 440 est également créée par serrage. Deux CCI 440a et 440b et quatre circuits souples 420a, 420a', 420b et 420b' sont réunis par une ou plusieurs attaches 480'. La première CCI 440a est couplée aux premier et deuxième circuits souples 420a et 420a' et la deuxième CCI 440b est couplée aux troisième et quatrième circuits souples 420b et 420b'. Dans d'autres formes de réalisation, plus de deux circuits souples 420 peuvent être couplés à une CCI 440. Le premier circuit souple 420a, qui possède une surface supérieure 421a et une surface inférieure 422a, comporte deux plages de contact 423a de circuit souple formées sur la surface inférieure 422a, et on les appellera ici plages de contact inférieures 423a de premier circuit souple. Le deuxième circuit souple 420a', qui possède une surface supérieure 421 a' et une surface inférieure 422a' comporte deux plages de contact 425a' de circuit souple formées sur la surface supérieure 421a', et on les appellera ici plages de contact supérieures 425a' de deuxième circuit souple. Quatre plages de contact 423a' de circuit souple sont formées sur la surface inférieure 422a'. Le deuxième circuit souple 420a' comporte en outre deux trous d'interconnexion 424a traversant le circuit souple, qui assurent une connexion entre les plages de contact supérieures 425a' du deuxième circuit souple et les plages de contact inférieures 423a' du deuxième circuit souple. Chacune des plages de contact inférieures 423a du premier circuit souple 420a est couplée au tracé correspondant (non représenté) du premier circuit souple 420a et chacune des plages de contact inférieures 423a' du deuxième circuit souple 420a' est couplée à un tracé correspondant (non représenté) du deuxième circuit souple 420a'. Le troisième circuit souple 420b, qui possède une surface supérieure 421b et une surface inférieure 422b, comporte quatre plages de contact supérieures 425b de circuit souple formées sur la surface supérieure 421b, et deux plages de contact inférieures 423b de circuit souple 16 formées sur la surface inférieure 422b. Le troisième circuit souple 420b comporte en outre deux trous d'interconnexion 424b traversant le circuit souple, qui assurent une connexion entre les plages de contact supérieures 425b du troisième circuit souple et les plages de contact inférieures 423b du troisième circuit souple. Le quatrième circuit souple 420b', qui possède une surface supérieure 421b' et une surface inférieure 422b', comporte deux plages de contact supérieures 425b' de circuit souple formées sur la surface supérieure 421b'. Chaque plage de contact supérieure 425b du troisième circuit souple 420b est couplée à un tracé correspondant (non représenté) du troisième circuit souple 420b et chaque plage de contact supérieure 425b' du quatrième circuit souple 420b' est couplée à un tracé correspondant (non représenté) du quatrième circuit souple 420b'. Un ou plusieurs trous (non représentés) sont ménagés dans les circuits souples 420 pour permettre un serrage. La première CCI 440a, qui possède une surface supérieure 441a et une surface inférieure 442a, comporte des premières plages de contact 443 de CCI formées sur la surface supérieure 441a, des trous d'interconnexion 444a du niveau supérieur formés dans une couche de diélectrique 445a du niveau supérieur, des conducteurs internes 446a, situés sur le dessous, formés dans un diélectrique 447a de niveau interne, et une couche de diélectrique 448a. La deuxième CCI 440b, qui possède une surface supérieure 441b et une surface inférieure 442b, comporte des deuxièmes plages de contact 443b de CCI formées sur la surface inférieure 442b, des trous d'interconnexion 444b de niveau inférieur formés dans une couche de diélectrique 445b du niveau inférieur, des conducteurs internes 446b, situés sur le dessous, formés dans un diélectrique 447b de niveau interne, et une couche de diélectrique 448b située par-dessus. Un ou plusieurs trous (non représentés) sont ménagés dans les CCI 440 pour permettre un serrage. Chaque attache 480' comprend un boulon d'assemblage 482', une paire de rondelles 484' et une paire d'écrous 486'. Une pluralité de bosses d'or 426 (par exemple, 426a, 426b) sont formées sur les plages de contact supérieures 425a' du deuxième circuit souple et sur les plages de contact supérieures 425b' du quatrième circuit souple. Une pluralité de bosses d'or 449 (par exemple 449a, 449b) sont formées sur les plages de contact 443a de la première CCI et sur les plages de contact 443b de la deuxième CCI. Après l'alignement des trous de serrage des circuits souples 420 et des CCI 440, les boulons de serrage 482' sont insérés et fixés à l'aide des rondelles 484' et des écrous 486'. La pression de serrage crée des contacts électriques entre les bosses d'or 426, 449 et les plages de contact 423 des circuits souples. Dans d'autres formes de réalisation, les 17 circuits souples 420 peuvent être fixés à des cartes semi-rigides de circuit souples (CSS) ayant un ou plusieurs modules multipuce. Dans encore d'autres formes de réalisation, les modules multipuce 440 peuvent être directement montés sur les circuits souples 420. La Fig. 8 illustre une autre forme de réalisation comprenant des modules multipuce 170' dans un système d'imagerie échographique 200. L'exemple de système d'imagerie échographique 200 comprend un pupitre système 110', un écran d'affichage 120 et une sonde 130' à ensemble de transducteurs. Sur la Fig. 8, les modules multipuce 170' sont placés dans le pupitre système 110'. La sonde 130' Io comprend un ensemble 134' d'éléments transducteurs 136'. Les éléments transducteurs 136' sont disposés sous la forme d'une pluralité de sous-ensembles 140', chaque sous-ensemble 140' comprenant une rangée d'éléments transducteurs 136'. Des informations sont transmises entre la sonde 130' et le pupitre système 110' par l'intermédiaire d'un câble multifilaire 132. Chaque fil 133 du câble 132 est couplé 15 au pupitre système 110' et à la sonde 130' respectivement par un connecteur 115 de ligne de système et un connecteur 135 de ligne de sonde. Un circuit souple 137' connecte un sous-ensemble 140' d'éléments transducteurs 136' à un connecteur correspondant 135 de ligne de sonde. Le pupitre 110' comprend un contrôleur 112 de système couplé à des circuits primaires 114 de formation de faisceaux, un 20 convertisseur de balaye 116 et une pluralité de modules multipuce 170' comportant des circuits d'émission, des circuits de réception et des circuits de commande. Les modules multipuce 170' sont montés sur une CCI 180. Le contrôleur 112 de système peut fournir directement des signaux de cadencement à des circuits d'émission présents dans le circuit multipuce 170', ce qui supprime la nécessité de circuits de 25 commande dans le module multipuce 170'. Le circuit primaire 114 de formation de faisceaux reçoit des signaux électriques de différents modules multipuce 170' et traite les signaux pour produire des signaux de balayage de secteur. Le convertisseur de balayage 116 convertit les signaux de balayage de secteur en signaux d'affichage de trame permettant une présentation sur l'écran d'affichage 120. 30 On a décrit des formes de réalisation de modules multipuce 170 dans un système d'imagerie échographique. Les modules multipuce 170 peuvent être directement couplés à un sous-ensemble de transducteurs 142. Les modules 170 peuvent être couplés par l'intermédiaire de circuits souples 420 et de CCI 440 présents dans une sonde 410, comme illustré sur la Fig. 4. Les modules 170 peuvent 35 être montés sur une CCI dans un pupitre système 110 comme représenté sur la Fig. 8. 18 Chaque module multipuce peut comporter une pluralité de puces de circuits intégrés empilés, formé par exemple en empilant un ASIC de commande, un ASIC de réception et un ASIC d'émission. Le module multipuce peut également comporter des circuits de formation de faisceaux. Les configurations de modules multipuce assurent une forte diminution de l'encombrement d'un système 160 à circuits de sous-ensembles. Cela permet de réaliser un pavage de sous-ensembles relativement denses 140 afin de former un ensemble de transducteurs très dense, d'une superficie relativement grande, dans une sonde portative. La configuration de module multipuce permet de réduire l'encombrement et d'améliorer les performances, par exemple de réduire la capacité parasite. LISTE DES REPERES P 11 plan P12 deuxième plan P13 troisième plan P14 quatrième plan P15 cinquième plan P22 deuxième plan P23 troisième plan P24 quatrième plan 100 système d'imagerie échographique 110 pupitre système 112 contrôleur du système 114 circuits primaires de formation de faisceaux 115 connecteur de ligne 116 convertisseur de balayage 120 écran d'affichage 130 système de sonde à ensemble de transducteurs d'une grande superficie 132 câble multifilaire 133 cent vingt-huit lignes de signaux 134 ensemble linéaire à deux dimensions 135 connecteur de ligne 136 éléments transducteurs 137 lignes 140 cent vingt-huit sous-ensembles 141 quatre rangées 142 huit colonnes 143 système à multicâblage 160 cent vingt-huit systèmes à circuits de sous-ensembles 170 module multipuce 171 surface supérieure 172 surface inférieure 220 substrat d'acheminement 221 couche 222 tracés conducteurs supérieurs 224 tracés conducteurs inférieurs 225 plages de connexion du substrat 226 trous d'interconnexion dans le substrat 227 surface supérieure 228 surface inférieure 229 billes de brasure d'entrée/sortie (E/S) 230 ASIC d'émission 231 lignes individuelles 232 surface supérieure 234 fils de connexion d'ASIC d'émission 235 plages de connexion d'ASIC d'émission 237 lignes individuelles 240 ASIC de réception 242 surface supérieure 244 fils de connexion d'ASIC de réception 245 plages de connexion d'ASIC de réception 247 ligne de signaux de sous-ensemble à canal unique 250 ASIC de commande 252 surface supérieure 254 fils de connexion d'ASIC de commande 255 plages de connexion d'ASIC de commande 257 lignes 260 première couche de colle 262 deuxième couche de colle 264 troisième couche de colle 265 capot amovible en matière plastique moulée 270 carte de circuit souple (CCS) 271 surface supérieure 272 surface inférieure 273 tracés sur CCS 275 adhésif diélectrique 276 trous d'interconnexion 277 plages de contact inférieures de CCS 278 bosse de brasure 280 adhésif diélectrique 291 surface supérieure 292 surface inférieure 293 plage de contact de transducteur 295 couche d'adaptation 296 couche de matière piézoélectrique 297 électrode inférieure ou arrière 298 électrode avant 299 traits de scie 330 ASIC d'émission 331 surface supérieure 332 surface inférieure 335 plages de connexion d'ASIC d'émission 336 trous d'interconnexion à travers la puce 337 tracés 338 plages de contact 339 billes de brasure d'entrée/sortie (E/S) 340 ASIC de réception 342 surface supérieure 344 fils de connexion d'ASIC de réception 345 plages de connexion d'ASIC de réception 350 ASIC de commande 352 surface supérieure 354 fils de connexion d'ASIC de commande 355 plages de connexion 362 couche de colle 364 couche de colle 365 capot isolant en matière plastique moulée 375 couche d'adhésif diélectrique 410 sonde 412 ensemble à deux dimensions 413 éléments transducteurs 415 sous-ensemble 420 circuits souples 421 surface supérieure 422 surface inférieure 423 plages de contact de circuit souple 426 bosses d'or 430 séparateur non conducteur 440 cartes de circuits imprimés (CCI) 441 surface supérieure 442 surface inférieure 443 plages de contact de CCI 444 trous d'interconnexion de niveaux 445, 447 et 448 trois couches de diélectrique adjacentes 446 conducteurs internes 449 bosses d'or 460 connecteur de lignes de sonde 465 connecteurs de circuit souple 470 faisceau de câbles 472 ligne de système 475 couche d'adhésif diélectrique 480 attaches amovibles 482 boulon d'assemblage 484 paire de rondelles 486 paire d'écrous 30 35 Revendications : 1. Système d'imagerie échographique (100) du type ayant une sonde (130) et un pupitre système (110) connecté à la sonde (130) par l'intermédiaire d'un câble (132), le système (100) comprenant : une pluralité d'éléments transducteurs disposés en rangées et colonnes formées dans des sous-ensembles adjacents (140) ; une pluralité de systèmes (160) à circuits de sous-ensembles connectés chacun à un sous-ensemble (140) des éléments transducteurs, des circuits présents l0 dans chaque système comportant une pluralité de circuits intégrés (230, 240, 250), au moins un premier des circuits intégrés (240) étant formé par-dessus un deuxième des circuits intégrés (230) suivant une configuration à empilement ; et une pluralité de structures de câblage assurant des connexions électriques entre les éléments transducteurs (136) et les systèmes (160) à circuits de sous- 15 ensembles, caractérisé par le fait que, pour au moins un des systèmes à circuits, le premier circuit intégré (240) comporte une première pluralité de premières plages de connexion (345) sur une surface (342) de celui-ci et le deuxième circuit intégré (230) comporte une deuxième pluralité de deuxièmes plages de connexion (335) sur une surface de celui-ci, des fils 20 de connexion s'étendant entre des paires composées d'une première et d'une seconde plages de connexion (335, 345) pour assurer des connexions de signaux d'entrée/sortie entre elles. 2. Système d'imagerie échographique selon la revendication 1, dans lequel chaque système à circuits comprend au moins trois circuits intégrés, l'un des circuits 25 intégrés comportant des circuits d'émission pour produire les signaux acoustiques, l'un des circuits intégrés comportant des circuits de réception pour traiter les signaux réfléchis et l'un des circuits intégrés comportant des circuits de commande de cadencement d'impulsions. 3. Système d'imagerie échographique selon la revendication 1, dans lequel 30 les différents systèmes à circuits de sous-ensembles et les différentes structures de câblage sont des structures de cartes de circuits placées dans la sonde. 4. Système d'imagerie échographique selon la revendication 1, dans lequel au moins certains systèmes parmi la pluralité de systèmes à circuits de sous-ensembles sont placés dans le pupitre système. 24 5. Système d'imagerie échographique selon la revendication 3, comprenant un troisième circuit intégré et des fils de connexion supplémentaires s'étendant depuis des plages de connexion présentes sur le premier circuit intégré pour créer des connexions entre le deuxième et le troisième circuits intégrés.5