超聲設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]下文總體上涉及超聲，并且更具體地涉及超聲設(shè)備，所述超聲設(shè)備包括具有部件的超聲換能器，所述部件包括嵌入的電子器件和與所述超聲換能器電通信的(一個(gè)或多個(gè))再分布層，并且將尤其應(yīng)用于超聲成像系統(tǒng)來進(jìn)行描述。然而，下文也適合于其他超聲系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]超聲(US)成像已經(jīng)提供了關(guān)于檢查中的客體或?qū)ο蟮膬?nèi)部特性的有用信息。US成像系統(tǒng)已經(jīng)包括具有換能器元件的換能器陣列的探頭。換能器元件被配置為發(fā)射穿過檢查區(qū)域的超聲信號(hào)，并且接收響應(yīng)于與在檢查區(qū)域中的結(jié)構(gòu)相互作用的信號(hào)而產(chǎn)生的回波信號(hào)?；夭ㄐ盘?hào)任選地被預(yù)處理，并且然后從探頭被路由到處理電子器件。二維(2D)陣列可以具有數(shù)千個(gè)換能器元件。利用這樣的配置，大量信號(hào)將需要被路由離開探頭到處理電子器件。
[0003]處置這樣的大量信號(hào)的一種方法是將某些電子器件(例如，模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)、多路復(fù)用器等)集成到探頭中，例如，這能夠?qū)奶筋^讀出的信號(hào)的數(shù)量從數(shù)千個(gè)信號(hào)減小到數(shù)百個(gè)信號(hào)。然而，利用該方法，將需要在探頭中的電子器件與換能器陣列之間的數(shù)千互連。遺憾的是，在換能器的足跡的有限空間與電子器件之間鉆數(shù)千孔和/或路由數(shù)千電連接能夠是挑戰(zhàn)性而且昂貴的。
[0004]另一方法已經(jīng)包括將插入器集成在探頭中的電子器件與換能器陣列之間，所述插入器已經(jīng)被配置為將信號(hào)的數(shù)量從數(shù)千減小到數(shù)百。在該實(shí)例中，在印刷電路板(PCB)上已經(jīng)封裝了電子器件，所述印刷電路板經(jīng)由焊接點(diǎn)被附接到插入器的一個(gè)或多個(gè)側(cè)面，其中，換能器陣列經(jīng)由焊接點(diǎn)或?qū)щ娬澈蟿┍桓浇拥讲迦肫鞯膶?cè)。利用該配置，能夠減小從電子器件讀出的信號(hào)的數(shù)量，以及復(fù)雜性和成本。
[0005]遺憾的是，在換能器陣列與電子器件之間添加插入器引入(一種或多種)額外的材料，以及因此聲學(xué)阻抗不匹配邊界(例如，插入器/換能器陣列和插入器/電子器件)，和/或可以引入在換能器陣列與電子器件之間的空氣，這可以導(dǎo)致非預(yù)期的聲反射，并且因此降低圖像質(zhì)量。此外，應(yīng)用于熔化焊料并且使焊料流動(dòng)的熱量可以降低換能器陣列的轉(zhuǎn)換性質(zhì)，所述焊料接合插入器和換能器陣列的電觸點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本申請的各個(gè)方面解決了以上問題和其他問題。
[0007]在一個(gè)方面中，一種超聲系統(tǒng)包括超聲換能器陣列和具有電子器件的部件，所述電子器件被嵌入在具有至少一個(gè)再分布層的材料中，所述至少一個(gè)再分布層被電親合到所嵌入的電子器件，其中，所述至少一個(gè)再分布層電耦合所述超聲換能器陣列和所述電子器件。
[0008]在另一方面中，一種手持式超聲掃描器包括殼體、超聲設(shè)備以及控制和/或處理部分，其中，所述殼體是容納所述超聲設(shè)備和所述控制和/或處理部分的單個(gè)外殼。超聲設(shè)備包括超聲換能器陣列和材料，所述材料具有嵌入在其中的電子器件并且包括至少一個(gè)再分布層，所述至少一個(gè)再分布層被電耦合到所嵌入的電子器件，其中，所述至少一個(gè)再分布層電耦合所述超聲換能器陣列和所述電子器件。
[0009]在另一方面中，一種超聲設(shè)備包括超聲換能器陣列、包括電子器件和再分布層的部件以及用于電耦合所述超聲換能器陣列和所述電子器件的單元。
[0010]本領(lǐng)域的技術(shù)人員在閱讀并理解了本文的描述之后將認(rèn)識(shí)到本申請的另外的方面。
【附圖說明】
[0011]本申請通過范例進(jìn)行了圖示，并且在附圖的圖中并非限制性的，其中，類似附圖標(biāo)記指示類似元件，并且在附圖中:
[0012]圖1示意性地圖示了具有帶嵌入的電子器件和被耦合到換能器陣列的再分布層的部件的范例超聲系統(tǒng)；
[0013]圖2示意性地圖示了具有嵌入的電子器件和被耦合到換能器陣列的再分布層的部件的范例；
[0014]圖3示意性地圖示了具有嵌入的電子器件和被耦合到換能器陣列的再分布層的部件的范例的透視視圖；
[0015]圖4和圖5示意性地圖示了在電子器件的管芯與再分布層之間的范例電耦合；
[0016]圖6、圖7、圖8、圖9和圖10示意性地圖示了在部件與換能器陣列之間的范例耦合；
[0017]圖11、圖12、圖13和圖14示意性地圖示了在換能器陣列與嵌入的電子器件之間的范例再分布方案；
[0018]圖15和圖16示意性地圖示了具有嵌入的電子器件和被耦合到換能器陣列的再分布層的部件的其他范例；
[0019]圖17示意性地圖示了其中部件還包括具有控制和/或回波處理功能的嵌入的電路的范例；以及
[0020]圖18圖示了根據(jù)本文公開的實(shí)施例的范例方法。
【具體實(shí)施方式】
[0021]圖1示意性地圖示了超聲(US)系統(tǒng)100。
[0022]超聲系統(tǒng)100包括換能器元件106的一維(ID)或二維(2D)換能器陣列104。超聲系統(tǒng)100還包括部件108，所述部件至少具有電子器件110、材料112和與電子器件110電通信的再分布層(RDL) 114。如在圖示的實(shí)施例中示出的，換能器陣列104和部件108經(jīng)由RDL 114被耦合，繪制超聲設(shè)備102。
[0023]如下面更詳細(xì)地描述的，在一個(gè)非限制實(shí)例中，電子器件110被嵌入在材料112中，并且至少一個(gè)再分布層(RDL) 114包括與電子器件110電通信的跡線的一個(gè)或多個(gè)層(不可見)，并且當(dāng)換能器陣列104被安裝或與部件108耦合時(shí)，所述至少一個(gè)再分布層將換能器元件106和電子器件110電耦合?？傮w而言，RDL 114將信號(hào)從換能器陣列104的換能器元件106的電連接路由到電子器件110。
[0024]在一個(gè)實(shí)例中，RDL 114被用于將信號(hào)映射到電子器件110的特定電路以由電子器件110進(jìn)行處理。結(jié)果，相對于來自換能器陣列104的信號(hào)的數(shù)量，較少的信號(hào)從電子器件110被讀出。這樣的配置可以減輕必須具有針對換能器元件106中的每個(gè)的單獨(dú)讀出通道，并且因此可以減小復(fù)雜性和成本。這樣的配置也可以減輕在換能器元件106與電子器件110之間添加設(shè)備(例如，插入器)，以減小被讀出的信號(hào)的數(shù)量。
[0025]這樣的配置也可以減輕增加在換能器陣列104與電子器件110之間的距離，例如在插入器的情況下，相對于包括插入器等的配置，這樣的配置可以改進(jìn)聲學(xué)性能和/或圖像質(zhì)量。這樣的配置也可以減輕引入邊界(例如，插入器/電子器件110和插入器/換能器陣列104)和/或引入在換能器陣列104和電子器件110之間的空氣，這兩者可以導(dǎo)致聲阻抗的不匹配，并且因此導(dǎo)致非預(yù)期的聲反射或混響，并且降低圖像質(zhì)量。
[0026]超聲系統(tǒng)100還包括控制和/或處理部分116。將數(shù)據(jù)經(jīng)由讀出電子器件130從超聲設(shè)備102傳送到控制和/或處理部分116，并且將控制信號(hào)經(jīng)由通信通道130從控制和/或處理部分116傳送到超聲設(shè)備102。
[0027]控制和/或處理部分116包括控制元件106的激勵(lì)的發(fā)射電路118和控制由元件106對回波信號(hào)的接收的接收電路120?？刂坪?或處理部分116還包括回波處理器121，所述回波處理器處理接收到的回波信號(hào)。這樣的處理可以包括射束形成(例如，延遲和求和等)和/或以其他方式處理回波信號(hào)(例如，以降低散斑，改進(jìn)鏡面反射器描繪，經(jīng)由FIR和/或IIR濾波器等對回波信號(hào)進(jìn)行濾波等)和/或與合成孔徑、橫波彈性成像和/或其他成像模式結(jié)合。
[0028]控制和/或處理部分116還包括控制器122，所述控制器控制發(fā)射電路118、接收電路120和回波處理器121。這樣的控制可以包括控制幀率、發(fā)射角、能量和/或頻率、發(fā)射和/或接收延遲、回波信號(hào)的處理、成像模式等。控制和/或處理部分116還包括掃描轉(zhuǎn)換器124，所述掃描轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換經(jīng)處理的回波信號(hào)并且生成用于顯示的數(shù)據(jù)。所述超聲系統(tǒng)還