(57)【要約】  本発明は、超音波トランスデューサ用複合受動層に関し、超音波トランスデューサの音響特性は、現在のマイクロ加工技術を用いて、超音波トランスデューサの要求に合わせて容易に設定される。受動層(630)は、ポリマーマトリックス(637)等に埋込まれた金属柱(633a, 633b)を有する。受動層の音響特性は、受動層の金属とポリマーの体積割合に依存し、体積割合は、現在のマイクロ加工技術、例えば、集積回路（ＩＣ）の製造技術を用いて容易に制御される。更に、埋込まれた金属柱は、受動層の中を通る導電性を有し、超音波トランスデューサの圧電素子等の能動素子(610a, 610b)への電気接続を、受動層を介して行うことができる。埋込まれた金属柱は、一方向の線に沿って導電性であるので、金属柱を、トランスデューサアレイ中の異なる能動素子への別々の電気接続を受動層を介して行うのに使用することができる。
2011507457.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
能動音響素子と、
前記能動音響素子に取り付けられた受動層と、を有し、
前記受動層は、材料の層と、前記材料の層に埋込まれた複数の導体とを含む、超音波トランスデューサ。
【請求項２】
前記能動音響素子は、圧電素子を含む、請求項１に記載の超音波トランスデューサ。
【請求項３】
前記材料は、ポリマーを含む、請求項１に記載の超音波トランスデューサ。
【請求項４】
前記複数の導体は、導電性の柱を含む、請求項１に記載の超音波トランスデューサ。
【請求項５】
前記複数の導電性の柱は、前記能動音響素子の音響放射面に対して実質的に垂直に差し向けられる、請求項４に記載の超音波トランスデューサ。
【請求項６】
前記複数の導電性の柱は、金属柱を含む、請求項４に記載の超音波トランスデューサ。
【請求項７】
前記複数の導電性の柱のうちの少なくとも１つは、前記受動層の厚さを横切って延びる、請求項４に記載の超音波トランスデューサ。
【請求項８】
前記受動層は、前記能動音響素子からの超音波エネルギを音響的に結合する整合層を形成し、又は、前記能動音響素子の下における超音波エネルギの伝搬を減衰させるバッキング層を形成する、請求項１に記載の超音波トランスデューサ。
【請求項９】
前記複数の導体のうちの少なくとも１つは、前記受動層の厚さを横切って延びる、請求項１に記載の超音波トランスデューサ。
【請求項１０】
更に、前記受動層の表面上に堆積させた電極を有し、前記電極は、前記複数の導体のうちの少なくとも１つによって前記能動音響素子に電気的に結合される、請求項１に記載の超音波トランスデューサ。
【請求項１１】
複数の能動音響素子と、
前記複数の能動音響素子に取付けられた受動層と、を有し、
前記受動層は、材料の層と、前記材料の層に埋込まれた複数の導体とを含む、超音波トランスデューサアレイ。
【請求項１２】
前記能動音響素子は、圧電素子を含む、請求項１１に記載の超音波トランスデューサアレイ。
【請求項１３】
前記材料は、ポリマーを含む、請求項１１に記載の超音波トランスデューサアレイ。
【請求項１４】
前記導体は、導電性の柱を含む、請求項１１に記載の超音波トランスデューサアレイ。
【請求項１５】
前記複数の導電性の柱は、前記能動音響素子の音響放射面に対して実質的に垂直に差し向けられる、請求項１４に記載の超音波トランスデューサアレイ。
【請求項１６】
前記複数の導電性の柱は、金属柱を含む、請求項１４に記載の超音波トランスデューサアレイ。
【請求項１７】
前記複数の導電性の柱のうちの少なくとも１つは、前記受動層の厚さを横切って延びる、請求項１４に記載の超音波トランスデューサアレイ。
【請求項１８】
前記受動層は、前記能動音響素子の下における超音波エネルギの伝搬を減衰させるバッキング層を形成し、又は、前記能動音響素子からの超音波エネルギを音響的に結合する整合層を形成する、請求項１１に記載の超音波トランスデューサアレイ。
【請求項１９】
更に、前記受動層の表面上に堆積させた複数の電極を有し、前記電極の各々は、前記導体のうちの少なくとも１つによって前記能動音響素子に電気的に結合される、請求項１１に記載の超音波トランスデューサアレイ。
【請求項２０】
前記電極の各々は、前記能動音響素子の各々にそれぞれ電気的に結合される、請求項１９に記載の超音波トランスデューサアレイ。
【請求項２１】
更に、前記複数の導体のうちの少なくとも１つによって前記能動音響素子のうちの少なくとも１つに電気的に結合されたＩＣチップを有する、請求項１１に記載の超音波トランスデューサアレイ。
【請求項２２】
前記ＩＣチップは、前記受動層に結合される、請求項２１に記載の超音波トランスデューサアレイ。
【請求項２３】
前記ＩＣチップは、複数の電気接点を有し、前記電気接点の各々は、前記複数の導体のうちの少なくとも１つによって、前記超音波トランスデューサアレイの異なる前記能動音響素子に電気的に結合される、請求項２１に記載の超音波トランスデューサアレイ。
【請求項２４】
トランスデューサを製造する方法であって、
フォトレジスト層を能動音響素子の上にコーティングする工程と、
前記フォトレジスト層を、マスクを介して光に露出させ、パターンを前記マスクから前記フォトレジスト層に転写する工程と、
転写された前記パターンに基づいて前記フォトレジスト層の一部分を除去して、前記フォトレジスト層に複数の凹部を形成する工程と、
導電性材料を前記凹部に堆積させて、前記フォトレジスト層に埋込まれた導電性の柱を形成する工程と、を有する方法。
【請求項２５】
更に、前記導電性の柱を形成した後に前記フォトレジスト層を硬化させる工程を有する、請求項２３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、２００７年１２月１８日に出願された米国特許出願第１１／９５９，１０４号に基づく優先権を主張し、この米国特許出願全体を本明細書に援用する。
【０００２】
本発明は、超音波トランスデューサに関し、特に、超音波トランスデューサ用の複合受動材料に関する。
【背景技術】
【０００３】
超音波トランスデューサは、典型的には、トランスデューサの適用例に応じた積重ね多数層として製造される。図１（ａ）及び図１（ｂ）は、典型的な超音波トランスデューサを示す。各トランスデューサは、下から上に、バッキング層（裏層）３０、底面電極層１７、能動素子層（例えば、圧電素子又はＰＺＴ）１０、上面電極層１３、整合層（又は多数の整合層）２０及びレンズ層（焦点合わせ型トランスデューサ用）３５，４５を有している。レンズは、凸レンズ３５であってもよいし、凹レンズ４５であってもよい。バッキング層、整合層及びレンズ層は全て、トランスデューサの性能を向上させ且つ最適化するのに用いられる受動材料である。バッキング層は、超音波放射がトランスデューサの上面から差し向けられるように、トランスデューサの底面から伝搬する超音波エネルギを減衰させるのに用いられ、整合層は、トランスデューサと周囲環境との間の音響的結合を促進するために用いられる。種々のトランスデューサ設計（異なるサイズ、周波数、適用例等）は、異なる音響特性を有する受動材料を必要とする。従って、製造可能性及び処理方法との適合性を維持しながら一貫した性能を発揮させるために、これらの材料の音響特性を制御する効果的な方法の要望がある。
【０００４】
受動層の音響特性を制御する普通の方法は、種々の充填材を種々の量でエポキシ又はポリマーに添加して、マトリックス（母材）を形成することである。普通の充填材は、（例えば、粉末形態の）タングステン、アルミナ及び銀を含む。例えば、銀は、絶縁性のエポキシを導電性にするために、非常に大量に用いられる。タングステン及びアルミナは、充填材とエポキシマトリックスの密度を変化させることによって、受動層の音響インピーダンスを制御するのに用いられる。充填材を用いる方法は、融通性、簡単及びコストの面で幾つかの利点を有しているけれども、この方法は、幾つかの欠点もある。充填材を用いる方法は、音響インピーダンスを、或る点まで増大させることができるに過ぎず、その後は、エポキシが飽和し、どんな追加の充填材とも混合しない。また、エポキシを硬化させる前、充填材は、エポキシ内を動き回り、それにより、エポキシ中における充填材の最終的な分布を制御することを困難にする。タングステン及びアルミナに関するもう１つの欠点は、複合材料が非導電性のままであることである。別の欠点は、多くの場合、受動層の組成を変えると、その製造可能性に影響を及ぼすことである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
これら欠点のうちの幾つかは、加工工程を追加することによって、又は、新規な混合技術、注型技術及び製造技術を用いることによって、解決できる。しかしながら、これらの技術を用いると、充填材とエポキシのマトリックスを用いることの主要な利点である簡単及び融通性がなくなる。
【０００６】
従って、性能又はコストを犠牲にすることなしに、高い融通性及び製造可能性を有する受動層及び製造方法の要望がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本明細書において、現在のマイクロ加工技術を用いて、超音波トランスデューサの適用例の要望に容易に合わせることができる音響特性を有する、超音波トランスデューサ用の複合受動層を提供する。
【０００８】
１つの実施形態では、受動層は、ポリマーマトリックス又はその他の材料に埋込まれた金属柱を有する。受動層の音響特性は、受動層の金属とポリマーの体積割合に依存し、この体積割合は、現在のマイクロ加工技術、例えば、集積回路（ＩＣ）の製造技術を用いて容易に制御される。更に、埋込まれた金属柱は、受動層の中を通る電気伝導を付与し、それにより、受動層を介して超音波トランスデューサの能動素子（例えば、圧電素子）への電気接続を行うことができる。例示の実施形態では、埋込まれた金属柱が１つの方向線に沿って伝導を行うので、受動層を介するトランスデューサアレイの種々の能動素子への別々の電気接続を行うのに、金属柱を使用することができる。
【０００９】
１つの実施形態では、例えばスピンコーティング法を利用して、フォトレジストを付着させることによって、受動層を製造する。スピンコーティング法は、フォトレジストの粘度及びスピンパラメータを変化させることによって、フォトレジストの厚さを正確に制御することを可能にする。次いで、フォトレジストを、マスクを介してＵＶ光に露出させ、パターンをマスクからフォトレジストに転写する。次いで、例えば現像液を用いて、フォトレジストの部分を、パターンに基づいて選択的に除去する。次いで、フォトレジストを除去した領域に、金属を堆積させ、受動層の金属柱を形成する。金属柱の間隔、配列及び寸法をマスクパターンによって正確に制御することができるので、この製造方法により、金属とポリマーの体積割合、従って、受動層の音響特性を容易に制御することができる。
【００１０】
本発明の他のシステム、方法、特徴及び利点は、添付図面及び詳細な説明の説明時に当業者に明らかであり又は明らかになろう。全てのかかる追加のシステム、方法、特徴、及び利点は、本明細書内に含まれ、本発明の範囲内に含まれ、特許請求の範囲によって保護されるものである。
【００１１】
本発明の上述した利点及び目的、並びに、その他の利点及び目的がどのように達成されるかを一層良く理解するために、概略的に上述した本発明のより詳細な説明を、添付図面に示す特定の実施形態を参照して行う。本発明の原理を説明する際、図中の構成要素は、必ずしも縮尺通りではなく、強調が行われていることに注意すべきである。更に、図において、同様の参照符号は、異なる図にわたって一致する部分を示す。しかしながら、同様の部品が常に同様の参照符号を有しているわけではない。更に、すべての例示は、概念を示すものであり、相対的な寸法形状及びその他の詳細な属性は、概略的に示され、文字通りではなく、また、正確ではない。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１（ａ）】凸レンズを含む積重ね層を有する従来技術の超音波トランスデューサを示す図である。
【図１（ｂ）】凸レンズを含む積重ね層を有する従来技術の超音波トランスデューサを示す図である。
【図２】本発明の例示の実施形態によるトランスデューサを示す図である。
【図３】本発明の別の例示の実施形態によるトランスデューサを示す図である。
【図４】本発明の更に別の例示の実施形態によるトランスデューサを示す図である。
【図５（ａ）】本発明の例示の実施形態によるトランスデューサを製造するプロセス工程を示す図である。
【図５（ｂ）】本発明の例示の実施形態によるトランスデューサを製造するプロセス工程を示す図である。
【図５（ｃ）】本発明の例示の実施形態によるトランスデューサを製造するプロセス工程を示す図である。
【図５（ｄ）】本発明の例示の実施形態によるトランスデューサを製造するプロセス工程を示す図である。
【図５（ｅ）】本発明の例示の実施形態によるトランスデューサを製造するプロセス工程を示す図である。
【図６】本発明の例示の実施形態によるトランスデューサに連結されたリード線を示す図である。
【図７】本発明の例示の実施形態によるトランスデューサアレイの分解図である。
【図８】本発明の別の例示の実施形態によるトランスデューサアレイの分解図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図２は、本発明の実施形態による例示の超音波トランスデューサ１０４を示す。トランスデューサ１０５は、圧電素子等の能動素子１１０と、能動素子１１０の上面及び底面にそれぞれ堆積させた上面電極１１３及び底面電極１１７を有している。電極１１３，１１７は、金、クロム又はその他の導電性材料の薄い層を含むのがよい。トランスデューサの放出面は、正方形であってもよいし、円形であってもよいし、その他の形状であってよい。
【００１４】
トランスデューサ１０５は、更に、能動素子１１０の上面に位置する整合層１２０を有している。整合層１２０は、ポリマーマトリックス１２７又はその他の材料に埋込まれた複数の金属柱１２３を有している。整合層１２０の音響特性は、整合層１２０の金属とポリマーの体積割合に依存する。一般的には、金属の体積割合が増大すると、音響インピーダンスが増大する。他の材料では、音響特性は、金属と金属柱が埋込まれる材料の体積割合に依存する。以下に説明するように、金属とポリマーの体積割合は、現在のマイクロ製造技術、例えばＩＣ及びＭＥＭＳの加工又は製造技術を用いて、容易に制御される。金属とポリマーの体積割合を容易に制御することができるので、現在の製造技術を用いて、整合層１２０の音響特性をトランスデューサ適用例の要望に容易に合わせることがきる。トランスデューサ１０５はまた、バッキング層１３０を能動素子１１０の下に有している。
【００１５】
図３は、本発明の別の実施形態による例示の超音波トランスデューサ２０５を示す。前の実施形態と同様、トランスデューサ２０５は、圧電素子等の能動素子１１０と、能動素子１１０の上面及び底面にそれぞれ堆積させた上面電極１１３及び底面電極１１７を有している。トランスデューサ２０５は、能動素子１１０の上面に付着させた整合層２２０を更に有している。
【００１６】
トランスデューサ２０５は、更に、バッキング層２３０を能動素子の下に有している。バッキング層２３０は、ポリマーマトリックス２３７又はその他の材料に埋込まれた複数の金属柱２３３を有している。バッキング層２３０の音響特性は、バッキング層２３０の金属とポリマーの体積割合に依存し、金属とポリマーの体積割合は、現在のマイクロ加工技術、例えばＩＣ及びＭＥＭＳの加工又は製造技術を用いて、容易に制御される。
【００１７】
図４は、本発明の更に別の実施形態による例示の超音波トランスデューサを示す。この実施形態では、整合層３２０は、ポリマーマトリックス３２７又はその他の材料に埋込まれた複数の金属柱３２３を有している。同様に、バッキング層３３０は、ポリマーマトリックス３３７又はその他の材料に埋込まれた複数の金属柱３３３を有している。
【００１８】
次に、図５（ａ）〜図５（ｅ）を参照して、例示の実施形態によるトランスデューサを製造するための処理工程を説明する。この例では、整合層を能動素子の上に製造する。しかしながら、処理工程を、トランスデューサのバッキング層又はその他の受動層(passive layer)を製造するのに利用してもよいことを理解すべきである。
【００１９】
図５（ａ）は、能動素子１１０、例えば圧電素子を示し、能動素子１１０は、上面電極１１３及び底面電極１１７、例えば、金メッキされたクロム電極を有している。
【００２０】
図５（ｂ）では、スピンコーティング又はスプレーコーティング法を用いて、感光性ポリマー又はエポキシ４２７の層を能動素子１１０の上面に付着させる。その他のコーティング法を利用してもよい。この例では、スピンコーティングを用いて、感光性ポリマー又はエポキシ４２７の層を付着させる。所望の厚さを得るために、ポリマー又はエポキシを前駆物質及び溶剤と混合するのがよい。ポリマー又はエポキシの粘度及びスピンパラメータを変化させることによって、コーティング厚さを正確に制御するのがよい。ほとんどの感光性エポキシ及びポリマーは、フォトレジスト（例えば、ＵＶ硬化エポキシ）として知られており、フォトレジストは、光に対する応答に基づいて、ポジティブ型又はネガティブ型のいずれかに分類される。ポジティブ型のフォトレジストは、露光時、弱くなると共に可溶性が大きくなり、ネガティブ型のフォトレジストは、露光時、強固になると共に可溶性が小さくなる。フォトレジストは、ＩＣ及びＭＥＭＳの製造法で一般的に用いられており、一貫した再現性のある結果をもたらす。
【００２１】
図５（ｃ）では、マスク４６０、例えばガラス上のクロムを露光機器と共に用いて、フォトレジスト４２７にパターンを形成する。この例では、フォトレジスト４２７は、ポジティブ型であり、マスク４６０は、フォトレジスト４２７を除去すべき領域４６２において透明である。ＵＶ光４６５を、マスク４６０を通してフィルタリングし、下に位置するフォトレジスト４２７に到達させる。マスク４６０の透明な領域４６２に対応するフォトレジスト４２７の領域は、ＵＶ光４６５に露出される。ネガティブ型のフォトレジストの例では、マスクは、フォトレジストを除去すべき領域において不透明である。
【００２２】
図５（ｄ）では、現像液、例えば溶剤により、露光されたフォトレジスト４２７の領域を除去し、フォトレジスト４２７に刻みつけられた所望のパターンを残す。図５（ｅ）では、能動素子１１０の上面のフォトレジスト４２７が除去された領域に、金属柱４２３を堆積させる。金属柱４２３を堆積させるのに、スパッタリングを用いてもよいし、電気メッキを用いてもよいし、その他の金属付着法を用いてもよい。金属は、ニッケル、銀、又はその他の導電性材料であるのがよい。フォトレジスト４２７及びそれに埋込まれた金属柱４２３は、整合層４２０を形成する。
【００２３】
整合層４２０の音響特性は、整合層４２０における金属とポリマーの体積割合に依存する。上述したプロセス工程を用いて、金属柱４２３の間隔、配列及び寸法を厳密に制御することができるので、整合層４２０の所望の音響特性を得ると共にトランスデューサの設計を最適化するように、金属とポリマーの体積割合を厳密に制御するのがよい。マスクのパターン（不透明領域及び透明領域）は、金属柱の間隔、配列及び寸法を決定し、従って、金属とポリマーの体積割合を決定する。また、上述したプロセスを用いて、音響特性を制御するようにバッキング層を及びその他の受動層を作成してもよい。
【００２４】
従って、上述したプロセスは、特定のトランスデューサ適用例のための受動層の音響特性をカスタマイズする効果的な方法を提供する。更に、上述したプロセスは、現在の製造方法、例えばＩＣ及びＭＥＭＳの製造方法と互換性がある。
【００２５】
フォトレジストを含む受動層の代わりに、金属柱を堆積させた後、フォトレジストを除去し、例えば、剥ぎ取り、次いで、ポリマー又はエポキシを金属柱の周りに付着させて、受動層を形成してもよい。エポキシの例では、エポキシを金属柱の周りに付着させ、次いで、それを硬化させてから研削して、所望の受動層厚さにする。
【００２６】
柱を形成するのに、金属以外の材料を用いてもよく、かかる材料は、非導電性材料であり、例えば、酸化物、窒化物等である。この例では、受動層の音響特性は、受動層におけるポリマー（例えば、フォトレジスト）に対する柱材料の体積割合に依存する。
【００２７】
ポリマーマトリックスに埋込まれた金属柱は、受動層の音響特性を制御するだけでなく、受動層を１つの方向に沿って導電性にする。導電性の受動層は、能動素子への正及び／又は負のリード線の電気接続を簡単にするので、超音波トランスデューサにおいて有利である。
【００２８】
図６は、バッキング層２３０を介して能動素子１１０の底面に電気的に接続されたリード線５１０の一例を示し、バッキング層２３０は、ポリマーマトリックス２３７に埋込まれた金属柱２３３を有している。この例では、リード線５１０は、例えば導電性のエポキシ又ははんだ５１５によって、バッキング層２３０に連結され、又は、バッキング層にレーザ融着される。薄い電極層５２０をバッキング層２３０の底面に堆積させて、電気接続を容易にするのがよい。リード線５１０は、撚り線対（ツイストペア）の一部であってもよいし、同軸ケーブルの他端に接続されてもよい。同様に、リード線（図示せず）を、整合層を介して能動素子に電気的に接続してもよい。変形例として、整合層の一部分を除去して、上面電極１１３の小領域を露出させ、リード線（図示せず）を上面電極１１３に直接接続してもよい。
【００２９】
ポリマーマトリックスに埋込まれた金属柱は、一方向（厚さ方向）に沿って導電性なので、金属柱を用いて、トランスデューサアレイ（配列された複数のトランスデューサ）中の異なる能動素子への別々の電気接続を行うことができる。このことは、別々の電気接続を行うことができない銀を主成分とする導電性エポキシよりも有利である。
【００３０】
金属柱がトランスデューサアレイ内において別々の電気接続を行うことができることを図７に示す。図７は、２つの同心の能動素子６１０ａ，６１０ｂ、例えば、圧電素子ＰＺＴを有する例示のトランスデューサアレイの分解図である。トランスデューサアレイは、３つ以上の能動素子を有していてもよい。
【００３１】
トランスデューサアレイは、更に、能動素子６１０ａ，６１０ｂの底面上の２つの電極６１７ａ，６１７ｂを有している。電極６１７ａ，６１７ｂは、互いに電気的に絶縁され、能動素子の上に堆積させた金、クロム、又はその他の金属の薄い層を有するのがよい。トランスデューサアレイは、更に、ポリマーマトリックス６３７に埋込まれた金属柱６３３ａ，６３３ｂを含むバッキング層６３０を有している。金属柱６３３ｂは、電極６１７ｂと整列し、他の金属柱６３３ａは、電極６１７ａと整列している。図７に示す金属柱の数及び配列は、例示に過ぎない。バッキング層６３０は、異なる配列をなす任意の数の柱を有する。更に、金属柱は、図７に示す形状と異なる形状を有していてもよい。
【００３２】
トランスデューサアレイは、また、バッキング層６３０の底面上の電極６４０ａ，６４０ｂを有している。電極６４０ａ，６４０ｂはそれぞれ、導電性エポキシ、はんだ等によって、別々のリード線６５０ａ，６５０ｂに接続されている。電極６４０ｂは、金属柱６３３ｂ及び電極６１７ｂと整列し、電極６４０ａは、金属柱６３３ａ及び電極６１７ａと整列している。かくして、電極６４０ｂは、金属柱６３３ｂ及び電極６１７ｂを介して能動素子６１０ｂへの電気接続を行い、電極６４０ａは、金属柱６３３ａ及び電極６１７ａを介して能動素子６１０ａへの電気接続を行う。従って、埋込まれた金属柱６３３ａ，６３３ｂにより、受動層６３０を介してトランスデューサアレイ内の別々の能動素子６１０ａ，６１０ｂへの別々の電気接続を可能にする。同じ原理を整合層（図７には示されていない）に適用して、整合層を介する別々の電気接続を行ってもよい。金属柱によって行われる別々の電気接続により、トランスデューサアレイ内の能動素子を独立に制御し且つ駆動することを可能にする。
【００３３】
埋込まれた金属柱を有する受動層は、異なる形態及び寸法を有する他のトランスデューサアレイ内で、そのアレイの適用例に応じて使用されてもよい。トランスデューサアレイの例は、線形のトランスデューサアレイ、環状のトランスデューサアレイ、２次元トランスデューサアレイ等を含む。
【００３４】
トランスデューサがその性能及びビーム操作において有する利点は、一般的には、アレイの別々の素子を協動させ且つ駆動するための複雑な電子回路及び制御装置を犠牲にして得られる。図８は、トランスデューサアレイの素子を制御する電子回路がトランスデューサアレイの近くに設けられた例示のトランスデューサアレイの分解図である。図８のトランスデューサアレイは、図７のトランスデューサアレイと類似しているが、それと異なり、集積回路（ＩＣ）チップ７１０が、バッキング層６３０の底面電極６４０ａ，６４０ｂに接続されている。ＩＣチップ７１０は、電極６４０ａ，６４０ｂそれぞれと整列した金属接触パッド７２０ａ，７２０ｂを有している。電極６４０ａ，６４０ｂはそれぞれ、例えば、はんだバンプを用いて、金属接触パッド７２０ａ，７２０ｂに結合され、ＩＣチップ７１０をトランスデューサアレイに電気的に接続する。ＩＣチップ７１０は、更に、それを超音波システムにケーブル、撚り線対等を介して接続する金属接触パッド７３０を有している。ＩＣチップ７１０の電子回路は、標準のＣＭＯＳのマイクロ製造技術を用いることによって、シリコン基板上に製造されるのがよい。
【００３５】
この実施形態では、ＩＣチップ７１０は、アレイの能動素子６１０ａ，６１０ｂを個々に制御し且つ駆動する電子回路を含んでいる。例えば、ＩＣチップ７１０の電子回路は、１つの信号を能動素子の１つに選択的に結合させるためのマルチプレクサ及びスイッチを有する。このことにより、遠隔の超音波システムから及びそれにケーブルを介して伝達される必要がある信号の数を減少させることが有利である。金属柱６３３ｂ，６３３ａの一方向導電性により、ＩＣチップがそれぞれの能動素子６１０ｂ，６１０ａを個々に処理することを可能にする。
【００３６】
ＩＣチップをトランスデューサアレイに結合させる代わりに、ＩＣチップをトランスデューサアレイの近くに配置し、且つ、例えば電線によって、トランスデューサアレイに接続しても良い。例えば、ＩＣチップ及びトランスデューサアレイは、同一のハウジング内において互いに隣り合わせに配置される。ＩＣチップはまた、バッキング層の代わりに又はそれに加えて、整合層に埋込まれた金属柱を介してトランスデューサアレイに電気的に接続されてもよい。更に、ＩＣチップの電子回路は、トランスデューサアレイからの信号を遠隔の超音波システムにケーブルを介して送る前に、かかる信号をフィルタリングし及び処理するフィルタ及びプロセッサを含むのがよい。
【００３７】
受動層の中に導電性を付与するために、好ましい実施形態において金属柱が用いられたけれども、他の導電性材料を柱に用いてもよい。
【００３８】
上記明細において、本発明を、その特定の実施形態を参照して説明した。しかしながら、本発明の広い精神及び範囲から逸脱することなしに、特定の実施形態に種々の改造及び変更を行ってもよいことは明らかである。例えば、読者は、上記明細で説明したプロセス作用の特定の順番及び組み合わせが例示に過ぎず、異なる又は追加のプロセス作用を用いて又はプロセス作用の異なる組合せ又は順番を用いて、本発明を実施してもよいことを理解すべきである。別の例として、１つの実施形態の各特徴を、他の実施形態に示した他の特徴と混合し且つ適合させてもよい。加えて、明らかなことではあるが、望むように、特徴を加えたり、差引いたりしてもよい。従って、本発明は、特許請求の範囲及びそれと均等の範囲を考慮すること以外、制限されるべきではない。
【図１（ａ）】
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【図１（ｂ）】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５（ａ）】
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【図５（ｂ）】
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【図５（ｃ）】
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【図５（ｄ）】
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【図５（ｅ）】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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