(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いから分離され、離間されている複数の音響アレイコンポーネントを有する音響プローブを含み、
前記複数の音響アレイコンポーネントはそれぞれ、
少なくとも第１の方向において第１のピッチで互いに隣接して配置される音響要素回路のアレイと、
前記音響要素回路の１つにそれぞれ対応し、対応する前記音響要素回路の回路領域に形成され、少なくとも前記第１の方向において第２のピッチで配置される複数のパッドと、
前記複数のパッドの１つにそれぞれ対応し、対応する前記パッドに直接且つ電気的に接続して配置され、少なくとも前記第１の方向において第３のピッチで配置される複数の相互接続バンプと、
少なくとも前記第１の方向において第４のピッチで配置される、前記複数の相互接続バンプ上に直接配置される複数の音響変換器要素と、
を含み、
前記第１のピッチ、前記第２のピッチ、前記第３のピッチ及び前記第４のピッチのうちの少なくとも２つは、互いに異なる、デバイス。
【請求項２】
前記第３のピッチは、前記第２のピッチよりも大きい、請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記第４のピッチは、前記第３のピッチよりも大きい、請求項１に記載のデバイス。
【請求項４】
前記第２のピッチは、前記第１のピッチよりも大きい、請求項１に記載のデバイス。
【請求項５】
前記第２のピッチ、前記第３のピッチ及び前記第４のピッチは、互いにおおよそ同じである、請求項４に記載のデバイス。
【請求項６】
前記第４のピッチは、前記第２のピッチと実質的に同じであり、前記第３のピッチは、前記第４のピッチよりも大きい、請求項４に記載のデバイス。
【請求項７】
前記第２のピッチは、前記第１のピッチとおおよそ同じである、請求項１に記載のデバイス。
【請求項８】
前記第３のピッチは、前記第１のピッチとおおよそ同じであり、前記第４のピッチは、前記第１のピッチよりも大きい、請求項７に記載のデバイス。
【請求項９】
前記第３のピッチは、前記第１のピッチよりも大きく、前記第４のピッチは、前記第３のピッチとおおよそ同じである、請求項７に記載のデバイス。
【請求項１０】
前記複数の音響アレイコンポーネントのうちの少なくとも第１の音響アレイコンポーネント及び第２の音響アレイコンポーネントは、共に、共通の半導体基板上に設けられ、前記第１の音響アレイコンポーネント及び前記第２の音響アレイコンポーネントの前記パッドは共に、パッドのアレイを形成し、前記第１の音響アレイコンポーネント及び前記第２の音響アレイコンポーネントの前記パッドは、前記パッドのアレイ全体に亘って、実質的に均一なピッチを有する、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１１】
前記第１の音響アレイコンポーネント及び前記第２の音響アレイコンポーネントの前記音響変換器要素は共に、音響変換器要素のアレイを形成し、前記第１の音響アレイコンポーネント及び前記第２の音響アレイコンポーネントの前記音響変換器要素は、前記音響変換器要素のアレイ全体に亘って、実質的に均一なピッチを有する、請求項１０に記載のデバイス。
【請求項１２】
前記複数の音響アレイコンポーネントのうちの少なくとも第１の音響アレイコンポーネント及び第２の音響アレイコンポーネントは、互いに異なる半導体基板上に設けられ、前記第１の音響アレイコンポーネント及び前記第２の音響アレイコンポーネントの前記パッドは共に、パッドのアレイを形成し、前記第１の音響アレイコンポーネント及び前記第２の音響アレイコンポーネントの前記パッドは、前記パッドのアレイ全体に亘って実質的に均一なピッチを有する、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１３】
前記第１の音響アレイコンポーネント及び前記第２の音響アレイコンポーネントの前記音響変換器要素は共に、音響変換器要素のアレイを形成し、前記第１の音響アレイコンポーネント及び前記第２の音響アレイコンポーネントの前記音響変換器要素は、前記音響変換器要素のアレイ全体に亘って、音響変換器要素均一ピッチを有する、請求項１２に記載のデバイス。
【請求項１４】
基板からダイをスクライブするためのスクライブレーンによって互いから分離され、離間されている少なくとも第１の回路領域及び第２の回路領域を含む前記基板を含み、
前記第１の回路領域及び前記第２の回路領域はそれぞれ、
少なくとも第１の方向において第１のピッチで配置される音響要素回路のアレイと、
前記音響要素回路の１つにそれぞれ対応し、対応する前記音響要素回路の回路領域に形成される複数のパッドと、
を含み、
前記第１の回路領域及び前記第２の回路領域の前記パッドは共に、パッドのアレイ全体に亘って、少なくとも前記第１の方向において、実質的に均一なピッチを有する前記パッドのアレイを形成し、前記均一なピッチは、前記第１のピッチよりも大きい第２のピッチである、デバイス。
【請求項１５】
前記音響要素回路のアレイは、
前記音響要素回路のアレイの第１の端における、対応する第１のパッドを有する第１の音響要素回路と、
前記音響要素回路のアレイの前記第１の端とは反対側にある前記音響要素回路のアレイの第２の端における、対応する最後のパッドを有する最後の音響要素回路と、
を含み、
前記第１のパッド及び前記最後のパッドは、対応する前記音響要素回路の互いに反対の側部に沿って配置される、請求項１４に記載のデバイス。
【請求項１６】
前記基板は、少なくとも、第３の回路領域及び第４の回路領域を含み、前記第１の回路領域、前記第２の回路領域、前記第３の回路領域及び前記第４の回路領域は、２次元アレイを形成し、１つ以上のスクライブレーンによって、互いから分離され、離間されている、請求項１４に記載のデバイス。
【請求項１７】
前記複数のパッドの１つにそれぞれ対応し、対応する前記パッドに電気的に接続するように配置される複数の相互接続バンプを更に含む、請求項１４に記載のデバイス。
【請求項１８】
前記複数の相互接続バンプ上の複数の音響変換器要素を更に含む、請求項１７に記載のデバイス。
【請求項１９】
少なくとも第１の方向において第１のピッチで基板上に配置される音響要素回路のアレイと、
前記音響要素回路の１つにそれぞれ対応し、対応する前記音響要素回路の回路領域に形成され、少なくとも前記第１の方向において第２のピッチで配置される複数のパッドと、
を含み、
前記第２のピッチは、前記第１のピッチよりも大きい、デバイス。
【請求項２０】
前記音響要素回路のアレイは、
前記音響要素回路のアレイの第１の端における、対応する第１のパッドを有する第１の音響要素回路と、
前記音響要素回路のアレイの前記第１の端とは反対側の前記音響要素回路のアレイの第２の端における、対応する最後のパッドを有する最後の音響要素回路と、
を含み、
前記第１のパッド及び前記最後のパッドは、対応する前記音響要素回路の互いに反対の側部に沿って配置される、請求項１９に記載のデバイス。
【請求項２１】
前記複数のパッドの１つにそれぞれ対応し、対応する前記パッドに電気的に接続するように配置される複数の相互接続バンプと、
前記複数の相互接続バンプ上に配置される複数の音響変換器要素と、
を更に含む、請求項１９に記載のデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音響プローブに関し、特に、音響変換器又は音響要素のアレイと、対応する音響要素回路とを有する音響プローブに関する。
【背景技術】
【０００２】
音響（例えば超音波）撮像システムは、ますます多くの状況において使用されるようになってきている。音響撮像システムは、通常、撮像される領域に音響ビームを提供し、当該領域から戻る音響波を受け取る音響プローブを使用する。音響プローブは、関心領域に向けて集束され、ステアリングされる音響ビームを生成する音響アレイを使用する場合もある。音響アレイは、単列の音響要素、２次元（２Ｄ）像面を撮像するための１次元（１Ｄ）アレイ、又は、３次元領域を撮像するための２次元（２Ｄ）アレイとして構成される。これらの音響要素は、それぞれ、音響変換器要素と、対応する音響要素回路とを含む。２Ｄアレイは、方位角方向及び仰角方向の両方向に延在し、ビームを任意の方位角方向又は仰角方向に集束かつステアリングさせるように完全に独立して操作可能である音響要素を含む。これらのアレイは、平らな幾何学的配置でも湾曲した幾何学的配置でも構成可能である。
【０００３】
音響プローブ及び音響撮像システムの性能に影響を及ぼす音響アレイの重要なパラメータは、隣接する音響要素間のピッチ、即ち、間隔と、音響アレイのサイズである。具体的には、幾つかの応用では、隣接する音響要素間のピッチが小さい大型音響アレイを提供することが求められる。しかし、実用的観点からは、所望どおりの大きさの音響アレイを実現する単一の半導体ダイを生成することは困難である。更に、音響プローブのハウジングの曲面上に、大型の半導体ダイを取り付けることも問題である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、隣接する音響要素間のピッチが小さい大型音響アレイを含む音響プローブを提供することが望ましい。更に、このような音響アレイに使用できる半導体ダイを提供することが望ましい。また更に、１つ以上のこのようなダイが製作できる半導体ウェハを提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様では、デバイスが、互いから分離され、離間されている複数の音響アレイコンポーネントを有する音響プローブを含む。当該音響アレイコンポーネントはそれぞれ、少なくとも第１の方向において第１のピッチで互いに隣接して配置される音響要素回路のアレイと、音響要素回路の１つにそれぞれ対応し、対応する音響要素回路の回路領域に形成され、少なくとも第１の方向において第２のピッチで配置される複数のパッドと、パッドの１つにそれぞれ対応し、対応するパッドに電気的に接続して配置され、少なくとも第１の方向において第３のピッチで配置される複数の相互接続バンプと、少なくとも第１の方向において第４のピッチで配置される、複数の相互接続パンプ上の複数の音響変換器要素とを含み、第１のピッチ、第２のピッチ、第３のピッチ及び第４のピッチのうちの少なくとも２つは、互いに異なる。
【０００６】
幾つかの実施形態では、第３のピッチは、第２のピッチよりも大きい。
【０００７】
幾つかの実施形態では、第４のピッチは、第３のピッチよりも大きい。
【０００８】
幾つかの実施形態では、第２のピッチは、第１のピッチよりも大きい。
【０００９】
これらの実施形態の幾つかのバージョンでは、第２のピッチ、３のピッチ及び第４のピッチは、互いにおおよそ同じである。
【００１０】
これらの実施形態の幾つかのバージョンでは、第４のピッチは、第２のピッチと実質的に同じであり、第３のピッチは、第４のピッチよりも大きい。
【００１１】
これらの実施形態の幾つかのバージョンでは、第２のピッチは、第１のピッチとおおよそ同じである。
【００１２】
これらの実施形態の幾つかのバージョンでは、第３のピッチは、第１のピッチとおおよそ同じであり、第４のピッチは、第１のピッチよりも大きい。
【００１３】
これらの実施形態の幾つかのバージョンでは、第３のピッチは、第１のピッチよりも大きく、第４のピッチは、第３のピッチとおおよそ同じである。
【００１４】
幾つかの実施形態では、複数の音響アレイコンポーネントのうちの少なくとも第１の音響アレイコンポーネント及び第２の音響アレイコンポーネントは、共に、共通の半導体基板上に設けられ、第１の音響アレイコンポーネント及び第２の音響アレイコンポーネントのパッドは共に、パッドのアレイを形成し、第１の音響アレイコンポーネント及び第２の音響アレイコンポーネントのパッドは、パッドのアレイ全体に亘って、実質的に均一なピッチを有する。
【００１５】
これらの実施形態の幾つかのバージョンでは、第１の音響アレイコンポーネント及び第２の音響アレイコンポーネントの音響変換器要素は共に、音響変換器要素のアレイを形成し、第１の音響アレイコンポーネント及び第２の音響アレイコンポーネントの音響変換器要素は、音響変換器要素のアレイ全体に亘って、実質的に均一なピッチを有する。
【００１６】
幾つかの実施形態では、複数の音響アレイコンポーネントのうちの少なくとも第１の音響アレイコンポーネント及び第２の音響アレイコンポーネントは、互いに異なる半導体基板上に設けられ、第１の音響アレイコンポーネント及び第２の音響アレイコンポーネントのパッドは共に、パッドのアレイを形成し、第１の音響アレイコンポーネント及び第２の音響アレイコンポーネントのパッドは、パッドのアレイ全体に亘って実質的に均一なピッチを有する。
【００１７】
これらの実施形態の幾つかのバージョンでは、第１の音響アレイコンポーネント及び第２の音響アレイコンポーネントの音響変換器要素は共に、音響変換器要素のアレイを形成し、第１の音響アレイコンポーネント及び第２の音響アレイコンポーネントの音響変換器要素は、音響変換器要素のアレイ全体に亘って、音響変換器要素均一ピッチを有する。
【００１８】
本発明の別の態様では、デバイスが、少なくとも第１の及び第２の回路領域を含む基板を含み、当該第１の回路領域及び第２の回路領域は、基板からダイをスクライブするためのスクライブレーンによって互いから分離され、離間されている。第１の回路領域及び第２の回路領域はそれぞれ、少なくとも第１の方向において第１のピッチで配置される音響要素回路のアレイと、音響要素回路の１つにそれぞれ対応し、対応する音響要素回路の回路領域に形成される複数のパッドとを含み、第１の回路領域及び第２の回路領域のパッドは共に、パッドのアレイ全体に亘って、少なくとも第１の方向において、実質的に均一なピッチを有するパッドのアレイを形成し、均一なピッチは、第１のピッチよりも大きい第２のピッチである。
【００１９】
幾つかの実施形態では、音響要素回路のアレイは、音響要素回路のアレイの第１の端における、対応する第１のパッドを有する第１の音響要素回路と、音響要素回路のアレイの第１の端とは反対側にある音響要素回路のアレイの第２の端における、対応する最後のパッドを有する最後の音響要素回路とを含み、第１のパッド及び最後のパッドは、対応する音響要素回路の互いに反対の側部に沿って配置される。
【００２０】
幾つかの実施形態では、基板は、少なくとも、第３の回路領域及び第４の回路領域を含み、第１の回路領域、第２の回路領域、第３の回路領域及び第４の回路領域は、２次元アレイを形成し、１つ以上のスクライブレーンによって、互いから分離され、離間されている。
【００２１】
幾つかの実施形態では、デバイスは更に、パッドの１つにそれぞれ対応し、対応するパッドに電気的に接続するように配置される複数の相互接続バンプを含む。
【００２２】
これらの実施形態の幾つかのバージョンでは、デバイスは更に、相互接続バンプ上の複数の音響変換器要素を含む。
【００２３】
本発明の更に別の態様では、デバイスが、少なくとも第１の方向において第１のピッチで基板上に配置される音響要素回路のアレイと、音響要素回路の１つにそれぞれ対応し、対応する音響要素回路の回路領域に形成され、少なくとも第１の方向において第２のピッチで配置される複数のパッドとを含み、第２のピッチは、第１のピッチよりも大きい。
【００２４】
幾つかの実施形態では、音響要素回路のアレイは、音響要素回路のアレイの第１の端における、対応する第１のパッドを有する第１の音響要素回路と、音響要素回路のアレイの第１の端とは反対側の音響要素回路のアレイの第２の端における、対応する最後のパッドを有する最後の音響要素回路とを含み、第１のパッド及び最後のパッドは、対応する音響要素回路の互いに反対の側部に沿って配置される。
【００２５】
幾つかの実施形態では、デバイスは更に、パッドの１つにそれぞれ対応し、対応するパッドに電気的に接続するように配置される複数の相互接続バンプと、相互接続バンプ上に配置される複数の音響変換器要素とを含む。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は、湾曲２次元音響アレイを有する音響プローブを含む音響撮像システムをブロック図で示す。
【図２】図２は、音響アレイの一部を示す。
【図３】図３は、基板の、音響要素回路のアレイを含む回路領域の例示的な実施形態を示す。
【図４】図４は、基板の、対応するパッドをそれぞれ有する音響要素回路のアレイを含む回路領域の例示的な実施形態を示す。
【図５】図５は、対応するパッドをそれぞれ有する音響要素回路のアレイをそれぞれ含む複数の回路領域を含む半導体ウェハの例示的な実施形態の一部を示す。
【図６】図６は、対応するパッドと相互接続バンプとをそれぞれ有する音響要素回路のアレイと、相互接続バンプ上に配置された音響変換器とを含むデバイスの例示的な実施形態を示す。
【図７】図７は、対応するパッドと相互接続バンプとをそれぞれ有する音響要素回路のアレイと、相互接続バンプ上に配置された複数の音響変換器要素とを含むデバイスの一実施形態を示す。
【図８】図８は、音響要素のアレイを含む音響アレイコンポーネントの第１の例示的な実施形態を示す。
【図９】図９は、音響要素のアレイを含む音響アレイコンポーネントの第２の例示的な実施形態を示す。
【図１０】図１０は、音響要素のアレイを含む音響アレイコンポーネントの第３の例示的な実施形態を示す。
【図１１】図１１は、音響アレイの第１の実施形態の一部を示す。
【図１２】図１２は、音響アレイの第２の実施形態の一部を示す。
【図１３】図１３は、音響アレイの第３の実施形態の一部を示す。
【図１４】図１４は、音響アレイの第４の実施形態の一部を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明は、本発明の好適な実施形態が示される添付図面を参照しながら、以下により詳細に説明される。しかし、本発明は、異なる形態で具現化されてもよく、本明細書に記載される実施形態に限定されると解釈されるべきではない。むしろ、これらの実施形態は、本発明の教示例として提供されている。本開示及び請求項において、何かが「おおよそ」特定の値を有するものとされる場合、これは、当該値の２％以内であることを意味し、何かが「約」特定の値を有するものとされる場合、これは、当該値の１０％以内であることを意味し、何かが「実質的に」特定の値を有するものとされる場合、これは、当該値の２５％以内であることを意味する。
【００２８】
図１は、音響撮像システム１をブロック図で示す。音響撮像システム１は、システムビームフォーマ２２にケーブル１６を介して接続される湾曲２次元音響アレイ１２を有する音響プローブ１０を含む。ビームフォーマ２２は、次に、コントローラ２６及びシステム画像プロセッサ２４に接続される。音響撮像システム１は更に、ユーザ制御部２０とディスプレイ３０とを含む。
【００２９】
音響プローブ１０は、本例では、立体寸法（elevation dimension）において湾曲している２次元音響アレイ１２を含む。制御部２０の最終制御下で、音響アレイ１２の音響要素は、所望の方向にかつ音響アレイ１２の前の３次元像フィールド内の所望の焦点に、１つ以上の音響ビームを送信する。送信されたビームからのエコーが、音響アレイ１２の音響変換器要素によって受け取られる。音響アレイ１２の出力信号が、ケーブル１６を介して、システムビームフォーマ２２に提供され、最終的には、ディスプレイ３０上に表示される画像が生成される。
【００３０】
図２は、音響撮像システム１に使用されてもよい音響アレイ１２の一部を示す。音響アレイ１２は、２つ以上の音響アレイコンポーネントを含み、そのうちの２つが、図２において、第１の音響アレイコンポーネント１１−１と第２の音響アレイコンポーネント１１−２として示されている。当然ながら、一般に、音響アレイ１２は、１次元又は２次元アレイに配置される任意の数の音響アレイコンポーネントを含んでよい。第１の音響アレイコンポーネント１１−１及び第２の音響アレイコンポーネント１１−２は、それぞれ、音響要素２のアレイを含む。各音響要素２は、音響変換器要素３と、電気的信号を音響変換器要素３に結合させ、また、音響変換器要素３から電気的信号を受け取る対応する音響要素回路４とを含む。各音響要素回路４は、対応する音響要素回路の回路領域内に形成される対応するパッド５を有する。各音響要素２は更に、対応するパッド５と対応する音響変換器要素３との間に電気的接続を提供する相互接続バンプ６を含む。
【００３１】
図２に示されるように、第１の音響アレイコンポーネント１１−１及び第２の音響アレイコンポーネント１１−２は、対応する第１の半導体ダイ７−１及び第２の半導体ダイ７−２上に設けられ、対応する音響要素回路４のグループが、互いに隣接して提供されている。図２に示されるように、各半導体ダイ７−１、７−２は、その各縁に沿って、ダイがそこから製作された元の半導体ウェハ上のスクライブレーン（scribe lane）に対応する境界部８を含む。
【００３２】
第１の音響アレイコンポーネント１１−１及び第２の音響アレイコンポーネント１１−２は、例えば曲面である音響プローブの表面上に設けられる。
【００３３】
機械的オーバヘッド及び機械公差のために、第１の音響アレイコンポーネント１１−１及び第２の音響アレイコンポーネント１１−２は、空間１３によって、互いから分離され、離間されている。
【００３４】
したがって、境界部８と空間１３とによって、第１の音響アレイコンポーネント１１−１の１つの端における音響変換器要素３と、第２の音響アレイコンポーネント１１−２の、隣接して且つ反対側の端における隣接音響変換器要素３との間には、間隙１５がある。この間隙は、望ましくなく、音響要素が２つ以上の半導体ダイ上に提供される場合には、音響要素２の均一なアレイの構成を妨げる。図３乃至図１１に関する以下の説明は、この問題を解決する１つ以上の実施形態について開示する。
【００３５】
図３は、基板の回路領域１０００の例示的な実施形態を示し、当該回路領域１０００は、音響要素回路１００２のアレイを含む。ここでは、音響要素回路１００２は、第１のピッチＰ１で互いに隣接して配置される。ここでは、「ピッチ」とは、互いに最も近い２つの要素の中心間の平均間隔であって、均一な間隔の場合だけでなく、均一に離間された分布が有するものと同じ端要素の場所を有する任意の他の分布も考慮する。２つのピッチが異なると言った場合、これらのピッチは、異なる端点を有し、端点内の分布は任意であることを意味する。具体的には、第１のピッチＰ１は、互いに最も近い（即ち、隣接する）２つの要素の中心間の平均間隔を表す。幾つかの実施形態では、第１のピッチＰ１は、回路領域１０００の音響要素回路１００２全体に亘って均一又は実質的に均一である。
【００３６】
図３は、音響要素回路１００２のアレイが、Ｘ方向にそれぞれ延在するＭ個の行と、Ｙ方向にそれぞれ延在するＮ個の列とに配置される２次元アレイであり、各行は、その第１の端に、第１の音響要素回路１００２−１を、その第２の（反対側の）端に、最後の音響要素回路１００２−Ｎを含む一実施形態を示す。ここでは、音響要素回路１００２は、Ｘ方向とＹ方向との両方において、第１のピッチＰ１で互いに隣接して配置される。しかし、幾つかの実施形態では、アレイは線形であってもよく、即ち、音響要素回路１００２は、１方向においてのみ、第１のピッチＰ１を有してもよい。
【００３７】
図４は、基板の回路領域１０００の例示的な実施形態を示し、当該回路領域１０００は、対応するパッド１００４をそれぞれ有する音響要素回路１００２のアレイを含む。各パッド１００４は、対応する音響要素回路１００２と対応する外部コンポーネント（例えば音響変換器要素）との間の電気的相互接続のために提供される。例示の簡潔さのために、図４は、音響要素回路１００２のアレイの第１の行を含む音響要素回路１００２の一部についてのみパッド１００４（第１の音響要素回路１００２−１の第１のパッド１００４−１から最後の音響要素回路１００２−Ｎの最後のパッド１００４−Ｎまで）を示す。しかし、当然ながら、一般に、各音響要素回路１００２は、その独自の対応するパッド１００４を有する。
【００３８】
図４に示されるように、パッド１００４は、第２のピッチＰ２で配置されるパッド１００４のアレイを形成する。ここでも、「ピッチ」とは、互いに最も近い２つの要素の中心間の平均間隔であって、均一な間隔の場合だけでなく、均一に離間された分布が有するものと同じ端要素の場所を有する任意の他の分布も考慮する。具体的には、第２のピッチＰ２は、互いに最も近い（即ち、隣接する）２つの要素の中心間の平均間隔を表す。幾つかの実施形態では、第２のピッチＰ２は、パッド１００４全体に亘って均一又は実質的に均一である。図４では、パッド１００４は、Ｘ方向とＹ方向との両方において、第２のピッチＰ２で配置される。しかし、幾つかの実施形態では、アレイは線形であってもよく、即ち、パッド１００４は、１方向においてのみ、第２のピッチＰ２を有してもよい。
【００３９】
意義深いことに、図４に示されるように、パッド１００４の第２のピッチＰ２は、音響要素回路１００２の第１のピッチＰ１よりも大きい。この結果、図４に示されるこの特定の実施形態では、第１のパッド１００４−１及び最後のパッド１００４−Ｎは、対応する音響要素回路１００２−１及び１００２−Ｎの互いに反対の側部に沿って配置される。
【００４０】
図５は、スクライブレーン５５によって互いから分離され、離間されている第１の回路領域１０００−１と第２の回路領域１０００−２とを含む複数の回路領域１０００を有する基板５０を含む半導体ウェハの例示的な実施形態の一部を示す。一般に、基板５０は、第３及び第４の回路領域を含む複数の回路領域を含み、第１、第２、第３及び第４の回路領域は、２次元アレイを形成し、１つ以上のスクライブレーン５５によって、互いから分離され、離間される。
【００４１】
各回路領域１０００は、Ｘ方向に第１のピッチＰ１−１を有する音響要素回路１００２のアレイを含む。各音響要素回路１００２は、対応する音響要素回路１００２の回路領域内に形成される対応するパッド１００４を有する。図５に示されるように、パッド１００４は、Ｘ方向に第２のピッチＰ２−１で配置される。第２のピッチＰ２−１は、第１のピッチＰ１−１よりも大きい。この結果、図５に示されるこの特定の実施形態では、各回路領域１００の各行における第１のパッド１００４−１及び最後のパッド１００４−Ｎは、対応する音響要素回路１００２−１及び１００２−Ｎの互いに反対の側部に沿って配置される。
【００４２】
意義深いことに、幾つかの実施形態では、第１の回路領域１０００−１及び第２の回路領域１０００−２のパッド１００４は、共に、パッド１００４のアレイを形成し、第１の回路領域１０００−１及び第２の回路領域１０００−２のパッド１００４は、少なくともＸ方向においてパッド１００４のアレイ全体に亘って均一又は実質的に均一なピッチを有する。ここでは、均一又は実質的に均一なピッチは、第２のピッチＰ２−１である。
【００４３】
図５は、音響要素回路１００２及びパッド１００４のそれぞれが、Ｘ方向及びＹ方向にそれぞれ延在する行及び列からなる２次元アレイに配置されていることを示す。したがって、音響要素回路１００２のアレイは、Ｘ方向にピッチＰ１−１を、Ｙ方向にピッチＰ１−２を有する。幾つかの実施形態では、Ｐ１−１は、Ｐ１−２と同じである。しかし、幾つかの実施形態では、Ｐ１−１は、Ｐ１−２と異なる。同様に、パッド１００４のアレイは、Ｘ方向にピッチＰ２−１を、Ｙ方向にピッチＰ２−２を有する。幾つかの実施形態では、Ｐ２−１は、Ｐ２−２と同じである。しかし、幾つかの実施形態では、Ｐ２−１は、Ｐ２−２と異なる。
【００４４】
図６は、対応するパッド１００４と相互接続バンプ１００５とをそれぞれ有する音響要素回路のアレイと、相互接続バンプ１００５上に配置された音響変換器２０００とを含むデバイス６０の例示的な実施形態を示す。
【００４５】
意義深いことに、図６に示されるように、パッド１００４の第２のピッチＰ２は、音響要素回路１００２の第１のピッチＰ１よりも大きい。この結果、図６に示されるこの特定の実施形態では、第１のパッド１００４−１及び最後のパッド１００４−Ｎは、対応する音響要素回路１００２の互いに反対の側部に沿って配置される。
【００４６】
各相互接続バンプ１００５は、導電性であり、パッド１００４のうちの対応する１つのパッドと電気的に接触又は接続し、パッド１００４、したがって、対応する音響要素回路を、音響変換器２０００に電気的に接続する。例えば圧電変換器である音響変換器２０００は、受信した電気的信号を音波に変換し、また、反対に、受信した音波を電気的信号に変換する。
【００４７】
相互接続バンプ１００５は、少なくともＸ方向において（また、幾つかの実施形態では、Ｘ方向及びＹ方向の両方において）第３のピッチＰ３で配置される。ここでも、「ピッチ」とは、互いに最も近い２つの要素の中心間の平均間隔であって、均一な間隔の場合だけでなく、均一に離間された分布が有するものと同じ端要素の場所を有する任意の他の分布も考慮する。具体的には、第３のピッチＰ３は、互いに最も近い（即ち、隣接する）２つの要素の中心間の平均間隔を表す。幾つかの実施形態では、第３のピッチＰ３は、相互接続バンプ１００５全体に亘って均一又は実質的に均一である。
【００４８】
通常は、相互接続バンプ１００５の第３のピッチＰ３は、パッド１００４の第２のピッチＰ２及び／又は音響要素回路１００２の第１のピッチＰ１とは異なる。しかし、幾つかの実施形態では、以下に説明されるように、相互接続バンプ１００５の第３のピッチＰ３は、パッド１００４の第２のピッチＰ２と同じ又は実質的に同じである一方で、別の実施形態では、相互接続バンプ１００５の第３のピッチＰ３は、音響要素回路１００２の第１のピッチＰ１と同じ又は実質的に同じである。
【００４９】
図７は、対応するパッド１００４と相互接続バンプ１００５とをそれぞれ有する音響要素回路のアレイと、相互接続バンプ１００５上に配置された複数の音響変換器要素２００２とを含むデバイス７０の第１の例示的な実施形態を示す。
【００５０】
図８は、音響要素３０００のアレイを含む音響アレイコンポーネント８０の第１の例示的な実施形態を示す。各音響要素３０００は、対応するパッド１００４を有する音響要素回路１００２と、音響変換器要素２００２と、相互接続バンプ１００５とを含む。より具体的には、音響アレイコンポーネント８０は、第１のピッチＰ１で互いに隣接して配置される音響要素回路１００２のアレイと、音響要素回路１００２のうちの１つにそれぞれ対応し、対応する音響要素回路１００２の回路領域内に形成され、第２のピッチＰ２で配置される複数のパッド１００４と、パッド１００４のうちの１つにそれぞれ対応し、対応するパッド１００４と電気的に接続して配置される複数の相互接続バンプ１００５と、相互接続バンプ上に配置される複数の音響変換器要素２００２とを含む。幾つかの実施形態では、音響要素３０００のアレイは、２次元であってよく、その場合、音響要素回路１００２、パッド１００４等のアレイも２次元である。
【００５１】
意義深いことに、図８に示されるように、パッド１００４の第２のピッチＰ２は、音響要素回路１００２の第１のピッチＰ１よりも大きい。この結果、図８に示されるこの特定の実施形態では、第１のパッド１００４−１及び最後のパッド１００４−Ｎは、対応する音響要素回路１００２の互いに反対の側部に沿って配置される。
【００５２】
相互接続バンプ１００５は、図６に関連して上で説明されたように、第３のピッチＰ３で配置される。更に、音響変換器要素２００２は、少なくともＸ方向において（また、幾つかの実施形態では、Ｘ方向及び図８のページの奥に向かうＹ方向の両方において）第４のピッチＰ４で配置される。ここでも、「ピッチ」とは、互いに最も近い２つの要素の中心間の平均間隔であって、均一な間隔の場合だけでなく、均一に離間された分布が有するものと同じ端要素の場所を有する任意の他の分布も考慮する。具体的には、第４のピッチＰ４は、互いに最も近い（即ち、隣接する）２つの要素の中心間の平均間隔を表す。幾つかの実施形態では、第４のピッチＰ４は、音響アレイコンポーネント８０全体に亘って均一又は実質的に均一である。
【００５３】
図８に示される例示的な実施形態では、相互接続バンプ１００５の第３のピッチＰ３は、音響要素回路１００２の第１のピッチＰ１と同じ又は実質的に同じである。更に、音響変換器要素２００２の第４のピッチＰ４も、音響要素回路１００２の第１のピッチＰ１と同じ又は実質的に同じである。
【００５４】
図９は、音響要素３０００のアレイを含む音響アレイコンポーネント９０の第２の例示的な実施形態を示す。音響アレイコンポーネント９０は、音響アレイコンポーネント８０と類似しているため、説明を簡潔とするために、相違点のみが説明される。具体的には、音響アレイコンポーネント８０に比べて、音響アレイコンポーネント９０では、相互接続バンプ１００５の第３のピッチＰ３は、パッド１００４の第２のピッチＰ２と同じ又は実質的に同じである。しかし、音響アレイコンポーネント８０と同様に、音響アレイコンポーネント９０においても、音響変換器要素２００２の第４のピッチＰ４は、音響要素回路１００２の第１のピッチＰ１と同じ又は実質的に同じである。
【００５５】
図１０は、音響要素３０００のアレイを含む音響アレイコンポーネント１００の第３の例示的な実施形態を示す。音響アレイコンポーネント１００は、音響アレイコンポーネント８０と類似しているので、説明を簡潔とするために、相違点のみが説明される。具体的には、音響アレイコンポーネント８０に比べて、音響アレイコンポーネント１００では、相互接続バンプ１００５の第３のピッチＰ３は、パッド１００４の第２のピッチＰ２と同じ又は実質的に同じである。更に、音響アレイコンポーネント１００では、音響変換器要素２００２の第４のピッチＰ４も、パッド１００４の第２のピッチＰ２と同じ又は実質的に同じである。
【００５６】
図１１は、図１に示される撮像システム１における音響アレイ１２の代わりに使用されてもよい音響アレイ１１０の第１の実施形態の一部を示す。音響アレイ１１０は、互いに離間され、分離されている第１の音響アレイコンポーネント１００−１と第２の音響アレイコンポーネント１００−２とを含む複数の音響アレイコンポーネント１００を含む。図１１には更に、第１の音響アレイコンポーネント１００−１及び第２の音響アレイコンポーネント１００−２の音響変換器要素２００２のためのグランドプレーン１１２と、グランドプレーン１１２に接続されたグランドリターン１１４とが示されている。音響アレイ１１０は、図１１には図示されていない複数の他の音響アレイコンポーネント１００を含んでもよい。幾つかの実施形態では、音響アレイは、例えば３×２アレイである音響アレイコンポーネント１００の２次元アレイを含む。
【００５７】
第１の音響アレイコンポーネント１００−１の音響回路要素１００２及びパッド１００４は、第１の回路領域１０００−１に形成され、第２の音響アレイコンポーネント１００−２の音響回路要素１００２及びパッド１００４は、第２の回路領域１０００−２に形成される。第１の回路領域１０００−１及び第２の回路領域１０００−２のそれぞれは、それらの縁又は側部に沿って境界部１００８を有し、当該境界部１００８は、対応する回路領域１０００が設けられているダイのスクライブラインの全部又は一部を構成する。
【００５８】
幾つかの実施形態では、第１の回路領域１０００−１及び第２の回路領域１０００−２のダイは、互いに同じ半導体基板上に設けられる。別の実施形態では、第１の回路領域１０００−１及び第２の回路領域１０００−２のダイは、互いに異なる半導体基板上に設けられる。
【００５９】
意義深いことに、図１０及び図１１に示されるように、パッド１００４の第２のピッチＰ２は、音響要素回路１００２の第１のピッチＰ１よりも大きい。この結果、図１１に示されるこの特定の実施形態では、第１のパッド１００４−１及び最後のパッド１００４−Ｎは、対応する音響要素回路１００２の互いに反対の側部に沿って配置される。
【００６０】
更に、相互接続バンプ１００５の第３のピッチＰ３及び音響変換器要素２００２の第４のピッチＰ４も、パッド１００４の第２のピッチＰ２と同じ又は実質的に同じである。
【００６１】
音響アレイ１１０の音響アレイコンポーネント１００は、例えば曲面である音響プローブの表面上に設けられる。
【００６２】
有益には、音響要素回路１００２よりも大きいピッチを有するパッド１００４を配置すると、音響アレイ１１０において、第１の音響アレイコンポーネント１００−１及び第２の音響アレイコンポーネント１００−２が互いの隣に置かれると、第１の音響アレイコンポーネント１００−１の１つの端における音響変換器要素２００２と、第２の音響アレイコンポーネント１００−２の、隣接して且つ反対側の端における隣接音響変換器要素２００２との間の間隙１０１５は、同じ音響アレイコンポーネント１００の隣接する音響変換器要素２００２間の間隙と同じか又は実質的に同じとなる。この結果、音響要素３０００が（同じ基板上であっても別個の基板上であってもよい）２つ以上の半導体ダイ上に設けられる場合であっても、音響要素３０００の均一なアレイ、特に、音響変換器要素２００２の均一なアレイが構成される。
【００６３】
図１２は、図１に示される撮像システム１における音響アレイ１２の代わりに使用されてもよい音響アレイ１２０の第２の実施形態の一部を示す。音響アレイ１２０は、音響アレイ１１０に類似しているので、説明を簡潔とするために、相違点のみが説明される。具体的には、音響アレイ１２０は、互いに同一又は実質的に同一である第１の音響アレイコンポーネント１０２−１及び第２の音響アレイコンポーネント１０２−２を含む。音響アレイ１２０は、図１２には図示されていない複数の他の音響アレイコンポーネントを含んでもよい。幾つかの実施形態では、音響アレイは、例えば３×２アレイである音響アレイコンポーネント１０２の２次元アレイを含む。
【００６４】
音響アレイコンポーネント１０２−１及び１０２−２のそれぞれは、図１０及び図１１に示され、上で説明された音響アレイコンポーネント１００と類似するが、音響アレイコンポーネント１０２−１及び１０２−２では、相互接続バンプ１００５の第３のピッチＰ３は、パッド１００４の第２のピッチＰ２よりも大きい一方で、音響変換器要素２００２の第４のピッチＰ４は、パッド１００４の第２のピッチＰ２と同じ又は実質的に同じである点で相違する。
【００６５】
音響アレイ１１０と同様に、音響アレイ１２０では、第１の音響アレイコンポーネント１０２−１の１つの端における音響変換器要素２００２と、第２の音響アレイコンポーネント１０２−２の、隣接しかつ反対側の端における隣接音響変換器要素２００２との間の間隙１０１５は、同じ音響アレイコンポーネント１０２の隣接する音響変換器要素２００２間の間隙と同じか又は実質的に同じである。この結果、音響要素３０００が（同じ基板上であっても別個の基板上であってもよい）２つ以上の半導体ダイ上に設けられる場合であっても、音響要素３０００の均一なアレイ、特に、音響変換器要素２００２の均一なアレイが構成される。
【００６６】
図１３は、図１に示される撮像システム１における音響アレイ１２の代わりに使用されてもよい音響アレイ１３０の第３の実施形態の一部を示す。音響アレイ１３０は、互いに同一又は実質的に同一である第１の音響アレイコンポーネント１０４−１及び第２の音響アレイコンポーネント１０４−２を含む。音響アレイ１３０は、図１３には図示されていない複数の他の音響アレイコンポーネントを含んでもよい。幾つかの実施形態では、音響アレイは、例えば３×２アレイである音響アレイコンポーネント１０４の２次元アレイを含む。
【００６７】
第１の音響アレイコンポーネント１０４−１の音響回路要素１００２及びパッド１００４は、第１の回路領域１３００−１に形成され、第２の音響アレイコンポーネント１０４−２の音響回路要素１００２及びパッド１００４は、第２の回路領域１３００−２に形成される。第１の回路領域１０００−１及び第２の回路領域１０００−２のそれぞれは、それらの縁又は側部に沿って境界部１００８を有し、当該境界部１００８は、対応する回路領域１３００が設けられているダイのスクライブラインの全部又は一部を構成する。
【００６８】
幾つかの実施形態では、第１の回路領域１３００−１及び第２の回路領域１３００−２のダイは、互いに異なる半導体基板上に設けられる。
【００６９】
音響アレイ１１０及び１２０とは著しく対照的に、音響アレイ１３０では、パッド１００４の第２のピッチＰ２及び音響要素回路１００２の第１のピッチＰ１は、互いに同じである。より具体的には、各回路領域１３００において、第１のパッド１００４−１及び最後のパッド１００４−Ｎは、それらの対応する音響要素回路１００２−１及び１００２−Ｎにおいて、互いに同じ相対位置に配置される。
【００７０】
音響アレイ１３０の音響アレイコンポーネント１０４は、例えば曲面である音響プローブの表面上に設けられる。
【００７１】
更に、図１３に示されるように、音響アレイ１３０では、第１の音響アレイコンポーネント１０４−１及び第２の音響アレイコンポーネント１０４−２のそれぞれにおいて、相互接続バンプ１００５の第３のピッチＰ３は、音響回路要素１０２の第１のピッチＰ１及びパッド１００４の第２のピッチＰ２と同じである一方で、音響変換器要素２００２の第４のピッチＰ４は、音響回路要素１０２の第１のピッチＰ１、パッド１００４の第２のピッチＰ２及び相互接続バンプ１００５の第３のピッチＰ３よりも大きい。
【００７２】
有益には、この配置では、音響アレイ１３０において、第１の音響アレイコンポーネント１０４−１及び第２の音響アレイコンポーネント１０４−２が互いの隣に置かれると、第１の音響アレイコンポーネント１０４−１の１つの端における音響変換器要素２００２と、第２の音響アレイコンポーネント１０４−２の、隣接しかつ反対側の端における隣接音響変換器要素２００２との間の間隙１０１５は、同じ音響アレイコンポーネント１０４の隣接する音響変換器要素２００２間の間隙と同じか又は実質的に同じである。この結果、音響要素３０００が２つ以上の半導体ダイ上に設けられる場合であっても、音響要素３０００の均一なアレイ、特に、音響変換器要素２００２の均一なアレイが構成される。
【００７３】
図１４は、図１に示される撮像システム１における音響アレイ１２の代わりに使用されてもよい音響アレイ１４０の第４の実施形態の一部を示す。音響アレイ１４０は、音響アレイ１１０に類似しているので、説明を簡潔とするために、相違点のみが説明される。具体的には、音響アレイ１４０は、互いに同一又は実質的に同一である第１の音響アレイコンポーネント１０６−１及び第２の音響アレイコンポーネント１０６−２を含む。音響アレイ１４０は、図１４には図示されていない複数の他の音響アレイコンポーネントを含んでもよい。幾つかの実施形態では、音響アレイは、例えば３×２アレイである音響アレイコンポーネント１０６の２次元アレイを含む。
【００７４】
音響アレイコンポーネント１０６−１及び１０６−２のそれぞれは、図１３に示され、上で説明された音響アレイコンポーネント１０４と類似するが、音響アレイコンポーネント１０６−１及び１０６−２では、相互接続バンプ１００５の第３のピッチＰ３は、音響変換器要素２００２の第４のピッチＰ４と同じであり、したがって、第３のピッチＰ３及び第４のピッチＰ４は共に、パッド１００４の第２のピッチＰ２及び音響回路要素１０２の第１のピッチＰ１よりも大きい点で相違する。
【００７５】
音響アレイ１１０と同様に、音響アレイ１４０では、第１の音響アレイコンポーネント１０６−１の１つの端における音響変換器要素２００２と、第２の音響アレイコンポーネント１０６−２の、隣接しかつ反対側の端における隣接音響変換器要素２００２との間の間隙１０１５は、同じ音響アレイコンポーネント１０６の隣接する音響変換器要素２００２間の間隙と同じか又は実質的に同じである。この結果、音響要素３０００が２つ以上の異なる半導体ダイ上に設けられる場合であっても、音響要素３０００の均な一アレイ、特に、音響変換器要素２００２の均一なアレイが構成される。
【００７６】
音響アレイ１１０、１２０、１３０及び１４０は、例示的な実施形態として詳細に説明されたが、一般に、当然ながら、例えば上記の音響アレイコンポーネント８０及び９０を使用する音響アレイを含む他の実施形態も可能である。
【００７７】
本明細書では、好適な実施形態が開示されたが、本発明の概念及び範囲内に留まる多くの変形態様が可能である。このような変形態様は、本明細書、図面及び請求項を検討することにより、当業者には明らかとなろう。したがって、本発明は、添付の請求項の範囲内以外に限定されるべきではない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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