(57)【要約】【課題】高密度トランスジューサアレイを処理回路と一体化させる。【解決手段】探触子ユニット（１１０）は、第１の面（Ｐ２１）に沿って形成されたトランスジューサセル（１０３）のアレイと、第１の面と平行な第２の面（Ｐ２２）に沿って形成された回路セル（２２７）のアレイを有する集積回路構造（１０６）とを含む。トランスジューサセル（１０３）のアレイと回路セル（２２７）のアレイの間の電気的接続がコネクタ（１０５）によって提供されており、また処理のために回路セル（２２７）同士の間で信号を転送するように相互接続構造（１０７）が接続されている。集積回路構造（１０６）は、半導体サブストレート（２２０）と、トランスジューサセル（１０３）と相互接続構造（１０７）の間に入力／出力（Ｉ／Ｏ）接続を提供するようにサブストレート（２２０）を通過させて形成した複数の導電性ダイ貫通ビア（２３６）とを含む。【選択図】図３
2009044718.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
探触子ユニット（１１０）を備えた超音波監視システム（１００）であって、
第１の面（Ｐ２１）に沿って形成されたトランスジューサセル（１０３）のアレイ（１０２）と、
前記第１の面（Ｐ２１）と平行な第２の面（Ｐ２２）に沿って形成された回路セル（２２７）のアレイを備えた集積回路構造（１０６）と、
前記トランスジューサセル（１０３）のアレイと前記回路セル（２２７）のアレイの間に電気的接続を提供するコネクタ（２５１、４０５）と、
前記回路セル（２２７）と処理／制御回路（１２４、１２６、１２７）の間で信号を転送するように接続された相互接続構造（１０７）であって、前記集積回路構造（１０６）は半導体サブストレート（２２０）を含むと共に、前記トランスジューサセル（１０３）と該相互接続構造（１０７）の間に該サブストレート（２２０）を通過するような入力／出力（Ｉ／Ｏ）接続を提供するための複数の導電性ダイ貫通ビア（２３６、４３６）が形成されている相互接続構造（１０７）と、
を備える超音波監視システム（１００）。
【請求項２】
撮像システムとして構成させた請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記処理／制御回路（１２４、１２６、１２７）は前記探触子ユニットの外部にある、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記トランスジューサセル（１０３）のアレイは、その各々がトランスジューサセル（１０３）のサブアレイ及びインタフェース回路セル（２２７）のサブアレイを備えた１つまたは複数のトランスジューサモジュール（２０）を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記トランスジューサセル（１０３）はトランスジューササブストレート（４４０）内に形成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記トランスジューサセル（４０３）はトランスジューササブストレート（４４０）上に形成されたｃＭＵＴである、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記コネクタ（４０５）は直接融合結合によってトランスジューササブストレート（４４０）に結合されている、請求項５に記載のシステム。
【請求項８】
前記コネクタ（４０５）は熱圧縮結合によってトランスジューササブストレート（４４０）に結合されている、請求項５に記載のシステム。
【請求項９】
前記トランスジューササブストレート（４４０）内に複数の貫通ビア（４４８）が形成されている、請求項５に記載のシステム。
【請求項１０】
前記半導体サブストレート（２２０、４２０）は２５マイクロメートル〜１００マイクロメートルの範囲にある厚さを有する、請求項１に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（連邦政府支援による研究開発）
本発明は、国立衛生研究所が与えた契約番号第１  ＲＯ１  ＥＢ００２４８５−０１号に基づく連邦政府支援を得てなされたものである。連邦政府は本発明に関して明確な権利を有する。
【０００２】
本発明は、参照により本明細書に組み込むものとする米国出願第１１／７４３，３９１号（２００７年５月２日出願）に関連する。
【０００３】
本発明は、全般的には大面積アレイ超音波撮像／監視システムに関し、さらに詳細には、高密度トランスジューサアレイを処理回路と一体化させるシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００４】
超音波撮像システムやコンピュータ断層走査システムはアレイ状のセンサを用い、検査対象を表した２次元または３次元の画像情報を提供するように処理を受ける電気信号を発生させている。形成される画像の質や分解能は、その一部で撮像アレイ内のセンサ数の関数となる。２次元と３次元の両撮像用途における性能を高めるには多くの数のセンサ素子を提供することが望ましいが、センサアレイ内の素子数が増加するに従って支持回路のサイズ及び重量のかなりの増大が生じる。理想的には、サイズ及び重量制約がなければ、多種多様な監視及び撮像用途にとってはセンサアレイがより大きいことが好ましい。
【０００５】
音響トランスジューサセルは典型的には、探触子アセンブリ内に電子回路を備えるように構成された圧電材料を含んだ多重層構造、あるいは音響作動性のマイクロ電子機械加工構造（ＭＥＭＳ）である。この電気信号は検査対象構造の画像を作成し表示するために、典型的には探触子アセンブリの外部にあるビーム形成回路によってさらに処理される。ビーム形成回路のトランスジューサアレイとの一体化は、トランスジューサユニットと信号処理及び制御機能を提供する支持電子回路との間にかなり長い接続ケーブルが延びることに由来する悪影響を緩和することができるため望ましい。幾つかのケースでは、接続ケーブルは長さが数メートルとなり、かなりの寄生キャパシタンスを導入する可能性がある。さらに、接続ケーブルを通してトランスジューサアセンブリから受け取る信号は信号対雑音比が低いことがあり、またＲＦ干渉を受けやすいことがある。
【特許文献１】米国特許出願公開第２００５／００９６５４６号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
超音波探触子アセンブリ内のトランスジューサアレイは典型的には、約２０ｃｍ２の面積に及んでいる。内部にある出血や腫瘍のスクリーニングなどの新たな監視及び医学的撮像用途では、３００ｃｍ２程度といったかなり大きなアレイが必要である。これら並びに別の超音波撮像用途では、配線及び処理回路の量が多くなるため、システムが大きくなり、重くなり、また高価となる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一形態では、探触子ユニットを含む超音波監視システムは、第１の面に沿って形成されたトランスジューサセルのアレイと、第１の面と平行な第２の面に沿って形成された回路セルのアレイを有する集積回路構造と、を有する。コネクタによってトランスジューサセルのアレイと回路セルのアレイの間の電気的接続が提供されており、また回路セルと処理／制御回路の間で信号を転送するように相互接続構造が接続されている。この集積回路構造は、サブストレートを通過してトランスジューサセルと相互接続構造の間に入力／出力（Ｉ／Ｏ）接続を提供するように形成された複数の導電性ダイ貫通ビアを備えた半導体サブストレートを含む。本監視システムは撮像システムとして構成することがあり、また処理／制御回路は探触子ユニットの外部にあることがある。
【０００８】
本発明の別の形態では、探触子ユニットを伴って形成された超音波システムの一実施形態は、第１の面に沿って形成されたトランスジューサセルのアレイを含んでおり、該トランスジューサセルは信号を転送するための複数の導電性貫通ビアを有するトランスジューササブストレートの中またはその上に形成されている。回路セルのアレイを備えた集積回路構造が第２の面に沿って形成されており、またコネクタによってトランスジューサセルのアレイと回路セルのアレイの貫通ビアの間の電気的接続が提供される。回路セルとコネクタ部分の間には回路セルと探触子ユニットの外部にある処理／制御回路の間で信号を転送するために相互接続構造が接続されている。トランスジューサセルと相互接続構造の間に入力／出力（Ｉ／Ｏ）接続を提供するために、集積回路構造を通過するように複数の導電性貫通ビアが形成されている。超音波システムは画像処理向けに構成されることがあり、またトランスジューササブストレート内の貫通ビアはトランスジューサセルとコネクタの間の電気的接続を提供することがある。
【０００９】
さらに別の実施形態では、（ｉ）第１の面に沿って第１の方向に第１のピッチを有するアレイ状のトランスジューサセルを設けること、（ｉｉ）アレイ状の回路セルを備えた集積回路デバイスを設けること、によって大面積トランスジューサアセンブリが形成される。回路セルとトランスジューサセルの間を電気的に接続するために回路セルを通過して複数の導電性ダイ貫通ビアが延びている。導電性ダイ貫通ビアとトランスジューサセルのアレイの間を電気的に接続するためにコネクタが設けられており、また相互接続構造によって集積回路デバイスに対するＩ／Ｏ接続が提供されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明は、単に一例として添付の図面を参照しながら一実施形態について例証している以下の説明からより明瞭に理解できよう。
【００１１】
図面全体を通じて同じ特徴を示すために同じ参照番号を使用している。図面内の個々のフィーチャは縮尺どおりでないことがある。
【００１２】
図１は、比較的軽量でハンドへルド用途に適した探触子ユニットを有する医学的撮像で使用するタイプの例示的な超音波撮像システム１００を表している。より一般には、本発明の実施形態は一般にトランスジューサの大型のアレイを組み込んだ音響式監視システム（ただし、これに限らない）を含む。
【００１３】
システム１００は、多重チャンネルケーブル１３０によってシステムコンソール１２０に接続された探触子ユニット１１０と、コンソール１２０に接続されたディスプレイ１４０と、を含む。探触子ユニット１１０は、トランスジューサセル１０３のアレイ１０２、コネクタ１０５、複数の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）１０６、及び相互接続構造１０７を有するトランスジューサアセンブリ１０１を備える。コンソール１２０は、システム制御器１２２、主ビーム形成器１２４、画像プロセッサ１２６、及び走査変換装置１２７を含む。トランスジューサアレイ１０２は、縦列と横列の形に配列された同じ数のトランスジューサセル１０３をその各々が包含する複数のトランスジューササブアレイ１０４を含む。図２の平面図に例示的なトランスジューササブアレイ１０４を図示している。各サブアレイ１０４はコネクタ１０５を介して対応する特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）１０６と結合させている。
【００１４】
相互接続構造１０７は、トランスジューササブアレイ１０４の各々と関連付けされたＡＳＩＣ１０６とシステムコンソール１２０との間で信号を送信及び受信するように結合させている。図３〜７の実施形態におけるアセンブリ１０１は、その各々が多数のトランスジューサセル１０３を有するサブアレイ１０４に接続された多数のＡＳＩＣ１０６を含む。探触子ユニット１１０とシステムコンソール１２０の間において、探触子ユニット１１０内の探触子ユニット線コネクタ１１９とシステムコンソール１２０内のコンソール線コネクタ１２９の間に結合させたケーブル１３０を介して情報が転送される。
【００１５】
システムコンソール１２０内において、システム制御器１２２はシステム１００を動作させるのに必要なタイミング信号を提供するために、主ビーム形成器１２４、画像プロセッサ１２６、及び探触子ユニット１１０内のＡＳＩＣ１０６と結合させている。各ＡＳＩＣ１０６は、トランスジューササブアレイ１０４に電子的送信信号を提供して超音波圧力波（本図では超音波１４２で示す）を発生させており、この圧力波は検査対象１４１内の探求部位１４６からの音響反射（本図では超音波１４４で示す）としてアレイに戻されることがある。主ビーム形成器１２４はディスプレイ１４０上に画像を形成するために走査変換装置１２７と結合させている。
【００１６】
図２の平面図は、横列ｘｉ及び縦列ｙｊに沿ってアレイ２１内に形成した多数のトランスジューサモジュール２０を備える超音波撮像システム１００内のトランスジューサアセンブリ１０１の一部を表している。トランスジューサアセンブリ１０１は、図４〜７に示したトランスジューサアセンブリ２０１、３０１、４０１及び５０１のうちの１つと機能的に交換可能である。モジュール２０は、図５〜７のモジュール群３０、４０及び５０内のモジュールのうちの１つと機能的に交換可能である。図１に示したトランスジューサセル１０３は図５に示したトランスジューサセル４０３と機能的に交換可能であり、また図１に示したサブアレイ１０４は図５に示したサブアレイ４０４と機能的に交換可能である。
【００１７】
図２の線Ａ−Ａ’に沿って切った図３の部分断面図を見ると、トランスジューサアセンブリ１０１内の例示的なトランスジューサモジュール２０の１つを表している。各モジュール２０は、横列ｘｒ及び縦列ｙｃの形で配列させたセル１０３を有するトランスジューサセル１０３のサブアレイ１０４を備えており、これによってサブアレイ１０４は一体となってトランスジューサセル１０３のすべてが横列ｘｒ及び縦列ｙｃに沿って配列されたこれより大きいアレイ１０２を形成している。横列ｘｒ及び縦列ｙｃ並びにモジュール２０は面Ｐ２１に沿って延びており、また幾つかの実施形態ではそのセル１０３のすべてが同じ面内に位置決めされている。トランスジューササブアレイ１０４及び対応する特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）１０６を備えた各モジュール２０は、相互接続構造１０７と結合されて図１に示すようなトランスジューサアセンブリ１０１を形成している。
【００１８】
各モジュール２０は、トランスジューササブアレイ１０４と、複数のトランスジューサ回路セル２２７（例えば、２２７ａ〜２２７ｅ）を有するＡＳＩＣ１０６と、サブアレイ１０４内の個々のトランスジューサセル１０３とＡＳＩＣ１０６内の対応する回路セル２２７の間の回路接続インタフェースの役割をするコネクタ１０５と、を含む。コネクタ１０５は、上側表面２５２に沿って形成させた複数の上側フレックス接触パッド２５４（例えば、２５４ａ〜２５４ｅ）と、下側表面２５３に沿って形成させた複数の下側フレックス接触パッド２５５（例えば、２５５ａ〜２５５ｅ）と、パッド２５４及び２５５からなる対間に延びる複数のフレックス貫通ビア２５６と、を有する可撓性回路２５１から形成されることがある。各サブアレイ１０４内のトランスジューサセル１０３は、コネクタ１０５を通してＡＳＩＣ１０６のうちの１つに配線されている。アレイ２１内のモジュール２０は相互接続構造１０７に接続されている。
【００１９】
各トランスジューサセル１０３内においてトランスジューサ構成要素２１１は、下側または後側電極２１３を覆うように形成させたジルコン酸チタン酸鉛（ＰＺＴ）などの圧電材料を備えることがあり、これを後側電極２１３の下側表面２１７に沿って形成させた対応するトランスジューサ接触パッド２１２（例えば、２１２ａ〜２１２ｅのうちの１つ）に接続させている。前側電極２１４は、サブアレイ１０４内のトランスジューサセル１０３すべてについて共通であり、モジュール２０内のトランスジューサ構成要素２１１のすべての要素の上側表面２１５全体にわたって延びることや、あるいは１つの電極が共有されるようにしてトランスジューサセル１０３を接続するために後続の層が付加されることがある。図示した前側電極２１４は、モジュール１０に対する接地電極を提供するためにトランスジューササブアレイ１０４全体を覆うように被着させた薄肉の導体材料とすることがある。
【００２０】
圧電材料以外に各トランスジューサ構成要素２１１はさらに、検査対象に音響信号を送出し該対象から音響信号を受け取るのに適した音響特性を提供する１つまたは複数の整合層（図示せず）を備えることがある。各後側電極２１３及び対応する各トランスジューサ構成要素２１１は、トランスジューサ構成要素２１１及び後側電極２１３に対する平行鋸引きによって作成し得る一連の空間または切溝２１６によって別の電極や構成要素から電気的に隔絶させている。トランスジューサセル１０３を分離させた後に、前面に対して追加的な整合層（図示せず）を付加することがある。これらの層はトランスジューサセル１０３の前側電極２１４の再接続に使用し、これによりこれらに１つの共有の電極を有させることができる。トランスジューサセル１０３は例えば、ＰＺＴ材料、単結晶材料（ＰＭＮ−ＰＴやＰＺＮ−ＰＴなど）、容量性マイクロマシン加工超音波トランスジューサセル（ｃＭＵＴ）、圧電マイクロマシン加工超音波トランスジューサセル（ｐＭＵＴ）、あるいはポリふっ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）トランスジューサセルとすることがある。
【００２１】
ＡＳＩＣ１０６は、サブストレート２２０と、上側表面２２１と、下側表面２２２と、回路領域２２３と、ＡＳＩＣ１０６のエッジ２３２に沿って形成させたＡＳＩＣサブストレート２２０内まで延びる入力／出力（Ｉ／Ｏ）領域２２４と、を含む。ＡＳＩＣ１０６の回路領域２２３は、複数の同様のトランスジューサ回路セル２２７ａ〜２２７ｅから形成されており、これらの各々はＡＳＩＣサブストレート２２０の表面２２５に沿って回路セル接点２２８（２２８ａ〜２２８ｅで表す）を有すると共に、回路セル接続のために回路セル結合パッド２２９を介して下側フレックス接触パッド２５５のうちの１つ並びにＡＳＩＣ１０６のサブストレート２２０を覆っている金属化構造２６０内に形成した幾つかの導電性経路２６１（例えば、２６１ａ〜２６１ｅ）のうちの１つに接続されている。各回路セル２２７は、ある１つのトランスジューサセル１０３に電気信号を送り、この同じトランスジューサセル１０３から信号を受け取る。トランスジューササブアレイ１０４は、例えば異方性導電性接着剤の第１の層２７１によって可撓性回路２５１に取り付けられ、上側フレックス接触パッド２５４とトランスジューサ接触パッド２１２の間に電気的接触を形成している。ＡＳＩＣ１０６は異方性導電性接着剤の第２の層２７２によって可撓性回路２５１に取り付けられ、下側フレックス接触パッド２５５と回路結合パッド２２９の間に電気的接触を形成している。別法として、下側フレックス接触パッド２５５と結合パッド２２９の間に電気的接触は、はんだボール、金スタッドバンプ、インジウムバンプ、金属製ダイレクトビアを用いるか、あるいは非導電性接着剤を付着させこれに次いで熱及び圧力をかけこれにより接着剤を電気的表面が互いに接触状態になるように延ばすことによって形成させることがある。また、図面に示した様々な実施形態において下側フレックス接触パッド２５５などの様々な電極や接触パッドが関連する層（例えば、回路２５１）の主表面を越えて延びるように表しているが、電極や接触パッドはその関連付けされた層の主表面内部に形成され得ることを当業者であれば理解するであろうことを指摘しておく。
【００２２】
ＡＳＩＣ１０６のＩ／Ｏ領域２２４は、その各々がＡＳＩＣサブストレート上側表面２２５に沿って１つのＩ／Ｏ回路セル接点２３１を有する複数のＩ／Ｏ回路素子２３０から形成されている。銅やアルミニウムなどの導体材料で満たした複数のダイ貫通ビア２３６によって、上側ＡＳＩＣ表面２２１上に形成したＩ／Ｏ結合パッド２３３と、下側ＡＳＩＣ表面２２２に沿って形成した後側Ｉ／Ｏ接触パッド２３４との間の電気的接続が提供される。ダイ貫通ビア２３６は、図２の線Ａ−Ａ’により規定される面と異なる面内に来ることがあるため破線で示している。接点２３１と結合パッド２３３の間の接続は、例えば同じく図２の線Ａ−Ａ’により規定される面と異なる面内に導電性経路２６１が製作された時点における追加的な金属化ラインの形成に伴って実現することができる。さらにダイ貫通ビア２３６によって、相互接続構造１０７に対する接続のための回路セル接点２３１とＩ／Ｏ接触パッド２３４の間の接続を実現することができる。
【００２３】
相互接続構造１０７は複数の回路基板接触パッド２８７を有する大面積可撓性回路基板２８１とすることがある。図３に示した回路基板２８１は、後側Ｉ／Ｏパッド２３４及び回路基板接触パッド２８７の上にはんだバンプ２３５を形成させた複数の結合型パッド２８９を介してＡＳＩＣ１０６に結合されている。結合型パッド２８９の周りには誘電性接着剤２８８が提供される。相互接続構造１０７はシステムコンソール１２０（図１参照）に信号を送信しこれから信号を受信するためにアセンブリコネクタ部分２９０に結合されている。別の実施形態ではその相互接続構造１０７が、アモルファスシリコン層でコーティングしたガラス製サブストレート、可撓性ポリイミドサブストレート、またはプリント回路基板から形成されることがある。さらに別の実施形態では、可撓性回路２５１とトランスジューササブアレイ１０４の間に脱整合層または裏当てスタックを配置させることがある。トランスジューサセル１０３と回路セル２２７の間に接続を提供するために裏当てスタック全体を横切るように貫通ビアを形成させることがある。
【００２４】
トランスジューササブアレイ１０４は均一の第１のピッチ間隔ａ２１でＩ／Ｏ領域２２４を覆うように第１の面Ｐ２１に沿って延びている。ＡＳＩＣ１０６内の回路セル２２７は、面Ｐ２１と平行な第２の面Ｐ２２に沿ってａ２２＜ａ２１とした第２のピッチ間隔ａ２２で形成されている。これによって、ＡＳＩＣのエッジの近くにＩ／Ｏやその他の全体構造のための空間が提供される。均一のピッチａ２１によって、アセンブリ１０１全体にわたって均等間隔の横列ｘｒと均等間隔の縦列ｙｃをもつ大面積アレイ・トランスジューサアセンブリ１０１を形成するようなトランスジューサモジュール２０のタイル配置が可能となり、これによってアセンブリ１０１全体に及ぶ横列及び縦列全体にわたってトランスジューサセル同士の間隔に大きなバラツキが存在しなくなる。
【００２５】
モジュール２０では、トランスジューサセル１０３のうちの幾つか（例えば、セル１０３ａ）は回路セル２２７（例えば、セル２２７ａ）と垂直方向に整列している一方、トランスジューサセル１０３の別のセル（例えば、セル１０３ｃ）と対応する回路セル２２７（例えば、セル２２７ｃ）の間には水平方向のオフセットが存在する。互いに水平方向に整列していないトランスジューサセル１０３と回路セル２２７の間の接続は、ＡＳＩＣ金属化構造２６０内に形成させた複数の導電性経路２６１を備えた再分布システム２６２によって実現される。各導電性経路２６１は、ＡＳＩＣ回路セル接点２２８と対応する回路セル結合パッド２２９の間に電気的接続を提供する。
【００２６】
一例として、トランスジューサセル１０３ａが回路セル２２７ａと直に重なっている場合、トランスジューサセル１０３ａと回路セル２２７ａの間の電気的接続は、回路セル接点２２８ａと対応する結合パッド２２９ａの間の直線的導電性経路２６１ａ、下側フレックス接触パッド２５５ａ、フレックス貫通ビア２５６、上側フレックス接触パッド２５４ａ、並びにトランスジューサ接触パッド２１２ａを介して提供される。トランスジューサセル１０３ｄが回路セル２２７ｄと直に重なっていない場合、トランスジューサセル１０３ｄと回路セル２２７ｄの間の電気的接続は、金属化構造２６０内の回路セル接点２２８ｄと対応する結合パッド２２９ｄの間の導電性経路２６１ｄ、下側フレックス接触パッド２５５ｄ、フレックス貫通ビア２５６、上側フレックス接触パッド２５４ｄ、並びにトランスジューサ接触パッド２１２ｄを介して提供される。導電性経路２６１ｄは、トランスジューサセル１０３ｄと回路セル２２７ｄの間の整列不良に対応するための水平な（すなわち、面Ｐ２１と平行な）セクション２６１−Ｈを含む。
【００２７】
例示的な経路２６１ｄは、トランスジューサセル１０３のピッチａ２１が回路セル２２７のピッチａ２２と異なるときに金属化構造２６０内の再分布システム２６２（例えば、経路２６１ｃ、２６１ｄ及び２６１ｅを含む）によって得られる再分布機能を表している。金属化構造２６０によってさらに、Ｉ／Ｏ接点２３１とＩ／Ｏ結合パッド２３３の間に導電性経路（図示せず）が提供される。
【００２８】
別の実施形態による図４は、トランスジューサアセンブリ２０１をトランスジューサモジュール２０の部分断面図で表している。アセンブリ２０１の図はさらに図２の線Ａ−Ａ’に沿いかつ図３を参照しながら記載した隣接するモジュール２０全体にわたって同じ面Ｐ２１に沿って延びるトランスジューサセル１１３の横列ｘｒを通過して切って見ている。アセンブリ２０１は、図３に関連して記載したようなモジュール２０と、例えばシリコン、セラミックまたはガラス製サブストレートなどの裏当てサブストレート３８０から形成された相互接続構造３０７と、を備える。
【００２９】
一実施形態では、ＡＳＩＣ１０６は、その内部にビアを形成させる時間及び深度の要求を軽減するためにダイ貫通ビアの形成前に２５〜２００マイクロメートルの範囲、あるいは２５マイクロメートル〜１００マイクロメートルの下位範囲にある厚さまで薄層化させている。これらのビアは、反応イオンエッチングや同様な別の処理によって作成されることがある。よく知られたウェハ薄層化方法には、機械的研磨、化学機械的研磨（ＣＭＰ）、ウェットエッチング及びプラズマエッチングが含まれる。機械的研磨は回転式研磨ディスクをウェハの後側に押しつけることによってウェハを薄くさせるのが典型的であり、またＣＭＰはシリカ溶液を伴う回転式パッドを利用するのが典型的である。
【００３０】
半導体サブストレート２２０を薄くした後、プラズマエッチング、レーザーアブレーション、あるいは半導体サブストレートを貫通してビアを作成する別の方法によって、バルクのサブストレート２２０を貫通するようにビア２３６を形成させることができる。プラズマエッチング技法では、フォトレジストマスクを使用してビアの周囲の材料を保護することがある。次いで後続のプラズマエッチングによってビア２３６を作成することができる。得られたダイ貫通ビア２３６は、図２の線Ａ−Ａ’により規定される面と異なる面内にあるため破線で示している。各ビアの側壁に沿って、例えばメッキ処理によって金属（例えば、金、銅またはニッケル）を被着させることがある。アルミニウム、タングステン、ニッケル、バナジウムまたはチタンなどの様々な別の金属、並びにこれらの合金を、メッキ処理や被着法によって被着させることがある。ビアには金属を被着させることや、適当な充填材料で満たすことがある。この充填剤はガラス、金属、ポリマーその他の導電性または非導電性の材料とすることができる。別の実施形態では、必ずしもダイ貫通ビアを形成するために半導体サブストレートを薄くする必要がない。
【００３１】
サブストレート３８０は複数の開口部３８１（そのうちの１つを図４に示す）を含んでおり、ＡＳＩＣサブストレート２２０向けの裏当てサブストレートの役割をする。サブストレート３８０はＡＳＩＣ１０６に結合されており、トランスジューサアセンブリ２０１を形成するための十分な剛性を備えたＡＳＩＣ１０６が提供される。裏当てサブストレート３８０とＡＳＩＣ１０６の間の結合は、絶縁体上シリコン（Ｓｉｌｉｃｏｎ−Ｏｎ−Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ：ＳＯＩ）やマイクロ電子機械システム（ＭＥＭＳ）製作のためのよく知られた方法である直接融合結合によって実現されることがある。
【００３２】
別の実施形態では、ＡＳＩＣ１０６を裏当てサブストレート３８０に結合するために熱圧縮結合を使用することがある。熱圧縮結合は、サブストレートに対してガラス、ポリマー、レジスト、ポリイミドなど様々な材料を結合するための中間層を用いることによる、ダイパッケージングとＭＥＭＳのスタック型製作に関するよく知られた結合方法である。複数のＡＳＩＣ後側結合パッド２３４は、ＡＳＩＣサブストレート２２０の下側表面２２２上で各開口部３８１に沿って形成されており、この後側結合パッド２３４の各々は導電性ビア２３６によって対応するＩ／Ｏ結合パッド２３３に接続されている。裏当てサブストレート３８０の下側表面３８３上には各開口部３８１に沿って複数のサブストレート結合パッド３８２が形成されている。結合ワイヤ３８４は、システムコンソール１２０（図１参照）に対して信号を送受信するためにＡＳＩＣ後側結合パッド２３４と裏当てサブストレート結合パッド３８２を接続している。
【００３３】
図５では、別の例示的な実施形態によるトランスジューサアセンブリ３０１についてトランスジューサモジュール３０の部分断面図で図示している。アセンブリ３０１及びモジュール３０はそれぞれ、図３のアセンブリ１０１及びトランスジューサモジュール２０と置き換えることができる。モジュール３０の図はさらに図２の線Ａ−Ａ’に沿いかつ隣接するモジュール２０全体にわたって同じ面Ｐ２１に沿って延びるトランスジューサセル４０３の横列ｘｒを通過して切って見ている。トランスジューサセル４０３は図３のトランスジューサセル１０３と機能的に同様であるが、ここではｃＭＵＴトランスジューサセルとなっている。モジュール３０は、トランスジューサセル４０３のサブアレイ４０４と、可撓性回路アセンブリ４５０から形成されたコネクタ４０５と、ＡＳＩＣ４０６と、を備える。コネクタ４０５は図３のコネクタ１０５と機能的に同様であり、複数の上側フレックス接触パッド４５３のうちの１つと複数の下側フレックス接触パッド４５４のうちの１つの間にその各々が接続されている、再分布システム４６０の役割をする一連の導電性経路４５５を含む。
【００３４】
ＡＳＩＣ４０６は、図３のＡＳＩＣ１０６と機能的に同様であるが、一連のダイ貫通ビア４３６を含む。ダイ貫通ビア４３６は、図２の線Ａ−Ａ’により規定される面と異なる面内に来ることがあることを示すため破線で示している。図３に関連して記載したような可撓性回路基板２８１から形成された相互接続構造１０７に対してアレイ状のトランスジューサモジュール３０を接続させることがある。
【００３５】
このｃＭＵＴトランスジューサセル４０３のアレイは、図５に示すような下側表面４４６を有するトランスジューササブストレート４４０上に製作されることがある。サブストレート４４０は例えば、ヘビードープしたシリコンのウェハから形成されることがある。ｃＭＵＴトランスジューサセル４０３のそれぞれにおいて、薄肉の膜やダイアフラム４４１（例えば、窒化ケイ素やケイ素の層）をサブストレート４４０の上に吊着させている。膜４４１は、酸化ケイ素や窒化ケイ素から製作し得るような絶縁支持体４４２によって支持されている。膜４４１とサブストレート４４０の間のキャビティ４４３は空気や気体を充填させることや、完全にまたは部分的に真空状態にすることがある。ｃＭＵＴキャビティは、その製造プロセスの許容する限り完全に排気させるのが一般的である。アルミニウム合金やその他適当な導体材料などの導体材料からなる薄膜または層は膜４４１上に前側電極４４４を形成するようにパターン形成されると共に、導体材料から製作された別の薄膜または層によってサブストレート４４０上にトランスジューサ底側電極４４５を形成している。別法として底側電極は半導体サブストレート４４０の適当なドーピングによって形成させることが可能である。図５に示すように単一のｃＭＵＴセルによってトランスジューサセルを形成することが可能である。しかしまた、単一のトランスジューサセル４０３の空間内部に複数の周辺支持体４４２を伴った複数のｃＭＵＴセルを有することも可能であり、この際にその単一トランスジューサセル４０３の空間内部にあるｃＭＵＴセルのすべてを単一の貫通ビア４４８がまかなうことになる。
【００３６】
複数の貫通ビア４４８は、トランスジューササブストレート４４０内に形成され、アルミニウムや銅などの導体材料で満たされている。貫通ビア４４８によって、トランスジューサ底側電極４４５とトランスジューササブストレート４４０の下側表面４４６に沿って形成されたトランスジューサ接触パッド４４７との間に電気的接続が提供される。
【００３７】
ＡＳＩＣ４０６（回路領域４２４内に複数の回路セル４２７（例えば、４２７ａ〜４２７ｅ）並びにＩ／Ｏ領域４２５内に複数のＩ／Ｏ回路セル４３０を有する）はさらに、銅などの導体材料で満たした一連のダイ貫通ビア４３６を含む。入力／出力（Ｉ／Ｏ）領域４２５はＡＳＩＣ４０６のエッジ４３２に沿って形成されると共に、ＡＳＩＣ４０６のサブストレート４２０内まで延びている。回路セル接点４２８（例えば、４２８ａ〜４２８ｅ）及びＩ／Ｏ接点４３１はＡＳＩＣ４０６の下側表面４２３に沿って形成されている。各ダイ貫通ビア４３６は回路セル接点４２８を、ＡＳＩＣ４０６の上側表面４２２に沿って形成された対応する後側接触パッド４２９（例えば、４２９ａ〜４２９ｅ）に接続する。各Ｉ／Ｏ接点４３１上には、バンプ下金属パッド４３４を有するはんだバンプ４３３が形成されている。超音波撮像システム１００の制御器ユニット１２２（図１参照）に信号を送信しこれから信号を受信するために、ＡＳＩＣ４０６には回路基板２８１上に形成させたフレックス接触パッド２８７及びバンプ下金属パッド４３４を含む複数の結合型パッド４８９を介して回路基板２８１を結合させている。結合型パッド４８９の周囲には誘電性接着剤４８８が提供される。
【００３８】
トランスジューサ接触パッド４４７と可撓性回路アセンブリ４５０の上側フレックス接触パッド４５３との間にはんだバンプ４４９を結合させることによって、トランスジューサセル４０３とコネクタ４０５の間が電気的接触状態になる。結合型パッド４７２の周囲には誘電性接着剤４７１が提供される。可撓性回路アセンブリ４５０は図のように、後側接触パッド４２９と下側フレックス接触パッド４５４の間の電気的接触を容易にするために異方性導電性接着剤層４７３によってＡＳＩＣ４０６に取り付けられることがある。
【００３９】
トランスジューササブアレイ４０４は、均一の第１のピッチ間隔（ａ３１で示す）で回路領域４２４及びＩ／Ｏ領域４２５を覆うように面Ｐ２１に沿って延びた横列と縦列の形で形成されている。ＡＳＩＣ４０６内の回路セル４２７は、面Ｐ２１と平行な第２の面Ｐ３２に沿ってａ３２＜ａ３１とした第２のピッチ間隔（ａ３２で示す）で形成されている。ＡＳＩＣ回路セル４２７のピッチ間隔ａ３２がトランスジューサセル４０３のピッチ間隔ａ３１と比べて十分に小さいと、トランスジューサセル４０３のサブアレイ４０４が回路領域４２４及びＩ／Ｏ領域４２５に重なり合う。
【００４０】
モジュール３０では、トランスジューサセル４０３のうちの幾つかと対応する回路セル４２７の間に存在する水平のオフセットは、複数の導電性経路４５５（例えば、４５５ａ〜４５５ｅ）、複数の上側フレックス接触パッド４５３（例えば、４５３ａ〜４５３ｅ）及び複数の下側フレックス接触パッド４５４（例えば、４５４ａ〜４５４ｅ）を有する可撓性回路アセンブリ４５０によって対応している。回路アセンブリ４５０は、誘電性接着剤材料層４７１によってトランスジューササブアレイ４０４に取り付けられている。
【００４１】
各導電性経路４５５によって後側ＡＳＩＣ結合パッド４２９と対応するトランスジューサ接触パッド４４７の間に電気的接触が提供される。一例として、回路セル４２７ａと直に重なったトランスジューサセル４０３では垂直な直線的導電性経路４５５ａが、上側フレックス接触パッド４５３ａ及び下側フレックス接触パッド４５４ａを介してトランスジューサ接触パッド４４７ａと対応する後側結合パッド４２９ａの間を接続させている。トランスジューサセル４０３ｄでは、トランスジューサ接触パッド４４７ｄと対応する結合パッド４２９ｄの間は、トランスジューサセル４０３ｄと対応する回路結合パッド４２９ｄの間の整列不良に対応するための水平セクション４５５−Ｈを有する導電性経路４５５ｄを用いて接続されている。例示的な経路４５５ｄは、トランスジューサセル４０３のピッチａ３１が回路セル４２７のピッチａ３２と異なるときに可撓性回路アセンブリ４５０により提供される再分布機能を表している。
【００４２】
図６では、別の実施形態によるトランスジューサアセンブリ４０１をモジュール４０の部分断面図で表している。アセンブリ４０１及びモジュール４０はそれぞれ、図３のアセンブリ１０１及びトランスジューサモジュール２０と交換可能である。モジュール４０の図はさらに図２の線Ａ−Ａ’に沿いかつ隣接するモジュール４０全体にわたって面Ｐ２１に沿って延びるトランスジューサセル４０３の横列ｘｒを通過して切って見ている。図６の実施形態では、トランスジューサモジュール４０は図５に関連して記載したようなトランスジューササブアレイ４０４と、サブストレート５２０上で上側表面５２２を有するように形成されたＡＳＩＣ５０６と、下側表面５２３と、介在体５５０から形成されたコネクタ５０５と、を備える。回路領域５２４及びＩ／Ｏ領域５２５を有するＡＳＩＣ５０６は、図３のＡＳＩＣ１０６と機能的に同様であるが、再分布機能は提供していない。Ｉ／Ｏ領域５２５は、ＡＳＩＣ５０６のエッジ５３２に沿って形成されると共に、ＡＳＩＣサブストレート５２０内まで延びている。ＡＳＩＣ５０６の上側表面５２２上に形成された介在体５５０は、サブアレイ４０４内の各セル４０３と回路領域５２４との間の回路接続インタフェースの役割をし、これにより再分布システム５６０として機能する。図３に関連して記載したように相互接続構造１０７に対してアレイ状のトランスジューサモジュール４０を接続することがある。ＡＳＩＣ５０６は、銅などの導体材料で満たした一連のダイ貫通ビア５３６を含む。ＡＳＩＣ５０６は、ダイ貫通ビア５３６の形成前に２５マイクロメートル〜２００マイクロメートルあるいは２５マイクロメートル〜１００マイクロメートルの範囲の厚さまで薄くすることがある。ダイ貫通ビア５３６は、図２の線Ａ−Ａ’により規定される面と異なる面内に来ることがあるため破線で示している。ＡＳＩＣ５０６は介在体５５０の下側表面５５２に直接融合結合によって取り付けられる。別の実施形態では、ＡＳＩＣ５０６はコネクタ介在体の下側表面５５２に熱圧縮結合によって取り付けられる。別法として介在体５５０は、その内部に金属化を形成させたベンゾシクロブテンその他の低ｋ誘電性材料からなる後処理層を備えることがある。
【００４３】
半導体サブストレートから形成される例示的な介在体５５０は、その各々がＡＳＩＣ５０６の上側表面５２２に沿って形成された後側接触パッド５２９（５２９ａ〜５２９ｅ）と介在体５５０の上側表面５５１に沿って形成された対応するコネクタ接触パッド５５３との間に電気的接触を提供している複数の導電性経路５５５（例えば、５５５ａ〜５５５ｅ）を含む。一例として回路セル５２７ａと直に重なったトランスジューサセル４０３ａでは、垂直な直線的導電性経路５５５ａによってコネクタ接触パッド５５３ａと対応する結合パッド５２９ａの間が接続されている。トランスジューサセル４０３ｄでは、コネクタ接触パッド５５３ｄと対応する結合パッド５２９ｄの間は、トランスジューサセル４０３ｄと回路セル５２７ｄの間の整列不良に対応するための水平セクション５５５−Ｈを有する導電性経路５５５ｄを用いて接続されている。トランスジューササブアレイ４０４は、直接融合結合によって介在体５５０の上側表面５５１に取り付けられ、これによって導体材料で満たされた貫通ビア４４８とコネクタ接触パッド５５３が接続される。別の実施形態では、サブアレイ４０４は熱圧縮結合によってコネクタ５５０の上側表面５５１に取り付けられることがある。別の実施形態では介在体が、可撓性回路、Ｓｉやセラミックなどの剛性のサブストレート、あるいは積層の裏当てスタックから形成されることがある。
【００４４】
回路領域５２４及びＩ／Ｏ領域５２５は、複数の同様のトランスジューサ回路セル５２７及び複数のＩ／Ｏ素子５３０から形成される。回路セル接点５２８（例えば、５２８ａ〜５２８ｅ）及びＩ／Ｏ接点５３１はＡＳＩＣ５０６の下側表面５２３に沿って形成される。各ダイ貫通ビア５３６は回路セル接点５２８を、ＡＳＩＣ５０６の上側表面５２２に沿って形成された対応する後側接触パッド５２９に接続している。
【００４５】
各Ｉ／Ｏ接点５３１の上には、バンプ下金属パッド５３４を有するはんだバンプ５３３が形成されている。ＡＳＩＣ５０６には、システムコンソール１２０（図１参照）に信号を送信しこれから信号を受信するためにはんだバンプ５３３を有するように形成させた複数の結合型パッド５８９及びフレックス接触パッド２８７を介して回路基板２８１を結合させている。結合型パッド５８９の周囲には誘電性接着剤５８８が提供される。
【００４６】
大面積アレイトランスジューサアセンブリの製造は、多くの実施形態について例証してきたようにＡＳＩＣダイ内の貫通ビア及び／またはトランスジューササブストレート内の貫通ビアを設けることによって簡略化される。図３及び４のＡＳＩＣ１０６内の貫通ビア２３６は、図３に示すような適当な大面積のパターン形成サブストレート２８１に対するバンプ結合と連係すること、あるいは図４に示すような裏当てサブストレート３８０に対するワイヤ結合のいずれかによって、信頼性の高いＩ／Ｏ接続が提供される。トランスジューサアセンブリ２０１の一部を剛性の裏当てサブストレート３８０とすると、ＡＳＩＣ１０６は全体厚を２５マイクロメートル〜１００マイクロメートルの間の厚さまで薄くし、ＡＳＩＣ１０６内に貫通ビア２３６を形成するのに要するエッチング時間及びビア直径を低減することができる。トランスジューササブストレート４４０内の貫通ビア４４８によって図５〜６に示すようなトランスジューサセル４０３と回路セル４２７の間の電気的接続を提供することが可能である。介在体５５０に図６のＡＳＩＣ５０６に対する裏当てサブストレートの役割をさせると、ＡＳＩＣ５０６は全体厚を２５マイクロメートル〜１００マイクロメートルの間の厚さまで薄くし、図６に示すようにＡＳＩＣ１０６内に貫通ビア５３６を形成するのに要するエッチング時間及びビア直径を低減することができる。介在体５５０は直接融合結合または熱圧縮結合によってＡＳＩＣ５０６に結合させることがある。
【００４７】
超音波圧力波を発生させトランスジューササブアレイから信号を受け取るようにトランスジューササブアレイに対して電子的な送信及び制御信号を提供するＡＳＩＣ１０６などの集積回路について多くの実施形態により例証している。しかし、送信／受信機能を支援する回路は例えば、探触子ユニットやシステムコンソール内部の別の構成要素内に存在させて撮像システム内に設けることがあることに留意されたい。
【００４８】
本発明の例示的な実施形態について図示し説明してきたが、バイアス電圧ラインなど別の多くの接続については図示していない。これらは、再分布層及びダイ貫通ビアの利用によることを含め様々な方式でルート設定することができる。別の例として、ｃＭＵＴアレイ内に形成されたビアを通過しかつＡＳＩＣを通過するようにルート設定された接地接続を有するトランスジューサアセンブリを表している図７のモジュール５０の部分断面図を参照されたい。モジュール５０の図は、図２の線Ａ−Ａ’に沿いかつ隣接するモジュール５０全体にわたって面Ｐ２１に沿って延びるトランスジューサセル４０３の横列ｘｒを通過して切って見ている。図７の実施形態では、トランスジューサモジュール５０は、膜４４１を覆うように前側電極４４４を位置決めしかつ絶縁支持体４４２の上に膜を吊着させて図５及び６に関連して記載したように半導体サブストレート４４０上に形成したｃＭＵＴトランスジューササブアレイ４０４を備える。個々のセル４０３は、ＡＳＩＣ回路セルから信号を受け取るための底側電極４４５（４４５ａ〜４４５ｅ）を含む。
【００４９】
サブストレート６２０上には、上側表面６２２、下側表面６２３、入力／出力（Ｉ／Ｏ）領域６２４及び回路領域６２５を備えたＡＳＩＣ６０６が形成される。Ｉ／Ｏ領域６２５はＡＳＩＣ６０６のエッジ６３２に沿って形成されると共に、サブストレート６２０内まで延びている。ＡＳＩＣ６０６の回路領域６２５は、その各々が１つの回路セル接点６２８（６２８ａ〜６２８ｅで示す）を有する複数の同様のトランスジューサ回路セル６２７（６２７ａ〜６２７ｅで示す）から形成されている。接点６２８は、ＡＳＩＣサブストレート６２０の上側表面６２２に沿って形成されると共に、幾つかの導電性経路６６１（例えば、６６１ａ〜６６１ｅ）のうちの１つを介した回路セル接続のためにトランスジューサ接触パッド６４７のうちの１つに接続されている。経路６６１は、ＡＳＩＣ６０６のサブストレート６２０に重なった金属化構造６６０内に形成されている。各導電性経路６６１はセル接点６２８と金属化構造６６０の上側表面６３０に沿って形成されたＡＳＩＣ接触パッド６２９との間に延びている。
【００５０】
例示的実施形態では、各回路セル６２７はある１つのトランスジューサセル４０３に電気信号を送り同じトランスジューサセル４０３から信号を受け取る。モジュール５０に関するこの接続を有効にするために、例えば異方性導電性接着剤層６７１によってトランスジューササブアレイ４０４を金属化構造６６０に取り付け、これにより表面６３０に沿って形成された上側ＡＳＩＣ接触パッド６２９とトランスジューサ接触パッド６４７の間に電気的接触を形成している。別法として電気的接続は、はんだボール、金スタッドバンプ、インジウムバンプ、金属製ダイレクトビアあるいは非導電性接着剤を付着させこれに次いで熱及び圧力をかけこれにより接着剤を電気的表面が互いに接触状態になるように延ばすことによって形成させることがある。
【００５１】
ＡＳＩＣ６０６のＩ／Ｏ領域６２４はその各々がＡＳＩＣサブストレート上側表面６２２に沿ってＩ／Ｏ回路セル接点６３１を有する複数のＩ／Ｏ回路素子６３３から形成されている。複数のダイ貫通ビア６３６を銅やアルミニウムなどの導体材料で満たすことによって、図３のビア２３６、図５のビア４３６及び図６のビア５３６について示したような多種多様な電気的接続を提供することができる。さらにｃＭＵＴ半導体サブストレート４４０内に形成された導電性貫通ビア６４８とＡＳＩＣ６０６内に形成された貫通ビア６３６を組み合わせることによって、バイアス電圧やその他の信号（例えば、接地その他）を、離散的な構成要素（例えば、回路基板）からｃＭＵＴアレイまでルート設定することができる。図７の例ではビア６３６は、金属化接触パッド６２９と図３に関連して記載したような複数の結合型パッド２８９を介してＡＳＩＣ６０６と電気的に接続させ得る回路基板２８１との間の接続を実現することができる。導体材料を満たした貫通ビア６４８はｃＭＵＴサブアレイ４０４の後側電極４４５及び前側電極４４４に対する接続を実現するようにｃＭＵＴサブストレート４４０を通過して延びている。
【００５２】
この例では、前側電極４４４をｃＭＵＴサブストレート４３３上の接点４３５に接続するために絶縁支持４４２内部で隣接するトランスジューサセル４０３同士の間に導電性ビア４５２を形成している。さらにルート設定は、接点４３５からサブストレートビア６４８ｉを通過してｃＭＵＴサブストレート接点６５０まで延び、この点において導電性接着剤層６７１を通過して電極６２９ｅに接続がなされ、結合パッド２８９を通過して基板２８１（相互接続構造１０７）と接触するようにビア６３６に沿ったさらなる接続が提供される。図示した他の例の際に指摘したように、ダイ貫通ビア６３６は、その各々が図２の線Ａ−Ａ’により規定される面と異なる面内に来ることがあるため破線で示している。
【００５３】
したがって図７に示すように、モジュールはさらに、ｃＭＵＴサブストレート４４０内のビア６４８を介した接続のためにトランスジューサセル４０３の個々のセル同士の間のスペース４４２のうちの１つの内部にその各々が形成されている一連のビア４５２の組み合わせを含むことがあり、これによりＡＳＩＣ６０６や回路基板その他の構成要素に対する様々な信号／供給接続が有効となる。別の多くの接続については図示していないが、これらは、再分布層及びダイ貫通ビアの利用によることを含め様々な方式でルート設定できることを理解されたい。
【００５４】
図示した実施形態は、超音波圧力波を発生させトランスジューササブアレイから信号を受け取るようにトランスジューササブアレイに対して電子的な送信及び制御信号を提供するＡＳＩＣ１０６などの集積回路を含む。しかし、送信／受信機能を支援する回路は例えば、探触子ユニットやシステムコンソール内部の別の構成要素内に存在させて撮像システム内に設けることがあることに留意されたい。本発明の複数の実施形態について記載してきたが、本発明はこれらに限定されるものではない。例えば図４の実施形態は、ＡＳＩＣ１０６を反転させ回路セルエリア２２３内にダイ貫通ビアを形成することによって修正することができる。当業者であれば、本特許請求の範囲に記載したような本発明の精神及び趣旨を逸脱することなく別の多くの修正、変更、置換及び等価を行うことになろう。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】超音波撮像システムのブロック図である。
【図２】大面積アレイ・トランスジューサアセンブリの部分平面図である。
【図３】図２に示したトランスジューサアセンブリの断面図である。
【図４】トランスジューサモジュールの別の例の部分断面図である。
【図５】トランスジューサモジュールの別の例の部分断面図である。
【図６】トランスジューサモジュールのまた別の例の部分断面図である。
【図７】本発明によるトランスジューサモジュールのさらに別の例の部分断面図である。
【符号の説明】
【００５６】
２０、３０、４０、５０  トランスジューサモジュール
２１  アレイ
１００  撮像システム
１０１  トランスジューサアセンブリ
１０２  アレイ
１０３  トランスジューサセル
１０３ｄ  トランスジューサセル
１０４  トランスジューササブアレイ
１０５  コネクタ
１０６  特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）
１０７  相互接続構造
１１０  探触子ユニット
１１３  トランスジューサセル
１１９  コネクタ
１２０  システムコンソール
１２２  システム制御器
１２４  主ビーム形成器
１２６  画像プロセッサ
１２７  走査変換装置
１２９  コネクタ
１３０  多重チャンネルケーブル
１４０  ディスプレイ
１４１  対象
１４２  超音波
１４４  超音波
１４６  探求部位
２０１、３０１、４０１、５０１  トランスジューサアセンブリ
２１１  トランスジューサ構成要素
２１２  トランスジューサ接触パッド
２１２ａ〜２１２ｅ  トランスジューサ接触パッド
２１３  電極
２１４  電極
２１５  上側表面
２１６  切溝
２１７  下側表面
２２０  サブストレート
２２１  上側表面
２２２  下側表面
２２３  回路領域
２２４  入力／出力（Ｉ／Ｏ）領域
２２５  上側表面
２２７  トランスジューサ回路セル
２２７ａ〜２２７ｅ  トランスジューサ回路セル
２２８  回路セル接点
２２８ａ〜２２８ｅ  回路セル接点
２２９  回路セル結合パッド
２２９ａ〜２２９ｅ  回路セル結合パッド
２３０  回路素子
２３１  Ｉ／Ｏ回路セル接点
２３２  エッジ
２３３  Ｉ／Ｏ結合パッド
２３４  接触パッド
２３５  バンプ
２３６  ビア
２５１  可撓性回路
２５２  上側表面
２５３  下側表面
２５４  上側フレックス接触パッド
２５４ａ〜２５４ｅ  上側フレックス接触パッド
２５５  下側フレックス接触パッド
２５５ａ〜２５５ｅ  下側フレックス接触パッド
２５６  フレックスビア
２６０  金属化構造
２６０ａ  金属化構造
２６１  導電性経路
２６１ａ〜２６１ｅ  導電性経路
２６１−Ｈ  水平セクション
２６２  再分布システム
２７１  層
２７２  層
２８１  回路基板
２８７  接触パッド
２８８  誘電性接着剤
２８９  パッド
２９０  コネクタ部分
３０１  トランスジューサアセンブリ
３０７  相互接続構造
３８０  サブストレート
３８１  開口部
３８２  結合パッド
３８３  下側表面
３８４  結合ワイヤ
４０１  アセンブリ
４０３  トランスジューサセル
４０３ａ〜４０３ｄ  トランスジューサセル
４０４  サブアレイ
４０５  コネクタ
４０６  ＡＳＩＣ
４２２  上側表面
４２３  下側表面
４２４  回路領域
４２５  領域
４２７  回路セル
４２７ａ〜４２７ｅ  回路セル
４２８  回路セル接点
４２８ａ〜４２８ｅ  回路セル接点
４２９  接触パッド
４２９ａ〜４２９ｅ  接触パッド
４３０  回路セル
４３１  接点
４３２  エッジ
４３３  バンプ
４３４  金属パッド
４３５  接点
４４０  トランスジューササブストレート
４４１  膜、ダイアフラム
４４２  支持体
４４３  キャビティ
４４４  前側電極
４４５  電極
４４５ａ〜４４５ｅ  電極
４４６  下側表面
４４７  接触パッド
４４７ａ  接触パッド
４４８  ビア
４４９  バンプ
４５０  可撓性回路アセンブリ
４５２  ビア
４５３  上側フレックス接触パッド
４５３ａ〜４５３ｅ  上側フレックス接触パッド
４５４  下側フレックス接触パッド
４５４ａ〜４５４ｅ  下側フレックス接触パッド
４５５  導電性経路
４５５ａ〜４５５ｅ  導電性経路
４５５−Ｈ  水平セクション
４６０  再分布システム
４７１  接着剤層
４７２  パッド
４７３  層
４８８  誘電性接着剤
４８９  結合型パッド
５０５  コネクタ
５０６  ＡＳＩＣ
５２０  サブストレート
５２２  上側表面
５２３  下側表面
５２４  領域
５２５  領域
５２７  回路セル
５２７ａ〜５２７ｄ  回路セル
５２８  セル接点
５２８ａ〜５２８ｅ  セル接点
５２９  接触パッド
５２９ａ〜５２９ｅ  接触パッド
５３０  素子
５３１  接点
５３２  エッジ
５３３  バンプ
５３４  金属パッド
５３６  ビア
５５０  介在体
５５１  上側表面
５５２  下側表面
５５３  接触パッド
５５３ａ〜５５３ｄ  接触パッド
５５５  導電性経路
５５５ａ〜５５５ｅ  導電性経路
５５５−Ｈ  水平セクション
５６０  再分布システム
５８８  接着剤
５８９  結合型パッド
６０６  ＡＳＩＣ
６２０  サブストレート
６２２  上側表面
６２３  下側表面
６２４  領域
６２５  領域
６２７  回路セル
６２７ａ〜６２７ｅ  回路セル
６２８  接点
６２８ａ〜６２８ｅ  接点
６２９  接触パッド
６２９ｅ  電極
６３０  上側表面
６３１  接点
６３２  エッジ
６３３  回路素子
６３６  ビア
６４７  接触パッド
６４８  ビア
６４８ｉ  ビア
６５０  サブストレート接点
６６０  金属化構造
６６１  導電性経路
６６１ａ〜６６１ｅ  導電性経路
６７１  層
Ｐ２１  面
Ｐ２２  面
Ｐ３２  面
【図１】
2009044718.tif 000003
【図２】
2009044718.tif 000004
【図３】
2009044718.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2009044718.tif 000008
【図７】
2009044718.tif 000009
【外国語明細書】
2009044718000001.pdf