超聲探頭的制作方法
【專利說明】超聲探頭
[0001]本申請要求于2014年4月14日提交到韓國知識產權局的第10-2014-0044454號韓國專利申請的優先權，該韓國專利申請公開的全部內容通過引用被包含于此。
技術領域
[0002]示例性實施例涉及一種被配置為能夠診斷疾病的超聲診斷設備的超聲探頭。
【背景技術】
[0003]超聲診斷設備是這樣一種設備:其被配置為能夠朝著對象內部的目標部位發射超聲波，并通過接收反射的超聲回波信號來獲得關于軟組織的血流的橫截面的圖像。
[0004]與其他圖像診斷設備(諸如X射線設備、CT掃描儀(計算機斷層掃描儀)、MRI(磁共振成像)和核診斷設備)相比，超聲診斷設備以相對小的尺寸設置并且通常比較便宜，同時能夠實時地顯示診斷圖像。此外，由于沒有輻射暴露，使得超聲診斷設備的安全性級別相對高，因此，超聲診斷設備被廣泛用于心臟、腹部和泌尿系統的診斷以及婦科診斷。
[0005]超聲診斷設備包括超聲探頭，超聲探頭被配置為能夠朝著對象發射超聲波以獲得對象內部的圖像，并獲得從對象的身體部位反射的超聲回波信號。
[0006]通常，被配置為能夠通過將電能轉換為機械振動能而產生超聲波的壓電材料被廣泛用于換能器中，而換能器被配置為用于從超聲波探頭產生超聲波。
[0007]近來，正在開發一種新概念的換能器cMUT (capacitive MicromachinedUltrasonic Transducer，電容式微加工超聲換能器)。
[0008]作為一種被配置為能夠通過利用成百上千個微加工薄膜的振動來發送和/或接收超聲波的新概念的換能器，cMUT基于MEMS (Micro Electro Mechanical System，微機電系統)技術進行制造。在被用于一般的半導體工藝中的半導體的板上形成下電極然后在具有下電極的絕緣層的上部形成氣隙之后，當在該氣隙之上設置有大約幾埃(angstrom)至幾千埃的厚度的薄膜以及上電極時，則形成了電容器，從而在下電極與上電極之間設置有所述氣隙。
[0009]當將交流電施加到如上所述地制造的電容器時，薄膜振動，由此形成超聲波。相反，在薄膜因外界超聲波而振動的情況下，電容器的電容發生變化，通過檢測到電容的變化而接收到超聲波。
[0010]這樣的CMUT具備大約幾十微米的量級的直徑，因此，即使在布置幾萬個CMUT的情況下，其尺寸也可僅為大約幾毫米。此外，通過單個制造過程，幾萬個傳感器能夠同時精確地布置在期望的位置，由于cMUT元件通過芯片結合方法(諸如倒裝芯片結合)連接到ASIC，以將電信號施加到cMUT，因此可解決由傳統的配線導致的過程復雜度方面的問題。
[0011]這樣的cMUT可適合用于最近流行的二維陣列換能器的制造，從而為多通道換能器的發展作出貢獻。
[0012]當換能器通道的數量小時，由為了驅動探頭而設置的電路產生的熱可小于大約1W，這是可通過探頭殼被自然釋放的水平。然而，當換能器設置有多通道時，由所述電路產生的熱的量可增加至大約7W的水平，因此需要研發散發并減少來自超聲探頭的熱的技術。
【發明內容】
[0013]因此，一個或更多個示例性實施例的一方面在于提供一種超聲探頭，該超聲探頭被配置為經由熱管和散熱單元將由換能器產生的熱釋放到超聲探頭的外部。
[0014]示例性實施例的其他方面一部分將在下面的描述中進行闡述，一部分將通過描述而顯而易見，或者可通過示例性實施例的實踐而了解。
[0015]根據一個不例性實施例，一種超聲探頭包括外殼、換能器、熱管、散熱器和分隔壁。所述換能器可被配置為能夠產生超聲波，同時被設置在所述外殼的內部。所述熱管可被配置為促進由所述換能器所產生的熱的傳遞。所述散熱器可被連接到所述熱管，并可被配置為將經由所述熱管傳遞的熱釋放到所述外殼的外部。所述分隔壁可使所述外殼的內部空間分隔開。
[0016]所述超聲探頭還可包括設置在所述外殼的內部的電氣裝置，所述分隔壁可使其中設置有電氣裝置的第一空間與其中設置有散熱器的第二空間分隔開。
[0017]所述超聲探頭還可包括:電纜，電連接到所述電氣裝置；電纜延伸部，設置在所述外殼的后部，以使所述電纜延伸到所述外殼的外部，其中，所述電纜延伸部可被定位成不與所述散熱器發生干涉且不與所述熱管發生干涉。
[0018]所述熱管還可被配置為促進由所述換能器所產生的熱沿第一方向的傳遞，所述第一方向與產生的超聲波的發射方向相差至少90度。
[0019]被配置為促進空氣通過的通氣孔可設置在所述外殼上，并且所述通氣孔還可被配置為覆蓋所述散熱器。
[0020]所述散熱器可包括散熱翅片，所述散熱翅片被配置為使經由所述熱管傳遞的熱分散。
[0021]所述超聲探頭還可包括散熱風扇，所述散熱風扇被配置為將由所述散熱翅片分散的熱釋放到所述外殼的外部。
[0022]根據另一示例性實施例，一種超聲探頭包括外殼、換能器、熱管和散熱器。所述換能器可被配置為能夠產生超聲波，同時被設置在所述外殼的內部。所述熱管可被配置為促進由所述換能器所產生的熱的傳遞。所述散熱器可連接到所述熱管，并可被配置為將經由所述熱管傳遞的熱釋放到所述外殼的外部。所述散熱器可被定位成使得所述外殼的內部空間被分割。
[0023]所述超聲探頭還可包括設置在所述外殼的內部的電氣裝置，其中，所述散熱器可被定位成使其中設置有電氣裝置的空間被隔離開。
[0024]所述超聲探頭還可包括:電纜，電連接到所述電氣裝置；電纜延伸部，設置在所述外殼的后部，以使所述電纜延伸到所述外殼的外部。所述電纜延伸部可被定位成不與所述散熱器發生干涉且不與所述熱管發生干涉。
[0025]所述散熱器的形狀可被設置為與所述外殼的形狀一致。
[0026]根據另一不例性實施例，一種超聲探頭包括第一外殼、換能器、熱管和第二外殼。所述換能器可被配置為能夠產生超聲波，同時被設置在所述第一外殼的內部。所述熱管可被配置為促進由所述換能器所產生的熱的傳遞。所述第二外殼可連接到所述熱管，并可被配置為將經由所述熱管傳遞的熱釋放到所述第二外殼的外部。
[0027]所述第二外殼可由鋁、銅以及鋁和銅的合金中的至少一種形成。
[0028]所述超聲探頭還可包括:電氣裝置；電纜，電連接到所述電氣裝置；電纜延伸部，設置在所述第二外殼的后部，使得所述電纜延伸到所述第二外殼的外部。所述電纜延伸部可被定位成使得所述電纜不與所述熱管發生干涉。
【附圖說明】
[0029]通過下面結合附圖對示例性實施例進行的描述，這些和/或其他方面將變得明顯和更加容易理解，在附圖中:
[0030]圖1是示意性地示出超聲探頭的一個示例性實施例的結構的圖。
[0031]圖2是示出了圖1的超聲探頭被抓握時的樣子的圖。
[0032]圖3是示意性地示出根據另一示例性實施例的超聲探頭的替代結構的圖。
[0033]圖4是示出了圖3的超聲探頭被抓握時的樣子的圖。
[0034]圖5是示出熱管的操作原理的圖。
[0035]圖6、圖7和圖8是示意性地示出超聲探頭的另一示例性實施例的結構的圖。
[0036]圖9是示意性地示出超聲探頭的又一示例性實施例的結構的圖。
[0037]圖10是示出圖9的超聲探頭的第二外殼的透視圖。
【具體實施方式】
[0038]現在將詳細說明示例性實施例，示例性實施例的示例在附圖中示出，在附圖中，相同的標號始終指示相同的元件。
[0039]圖1是示意性地示出超聲探頭的示例性實施例的結構的圖，圖2是示出圖1的超聲探頭被抓握時的樣子的圖，圖3是示出圖1中示出的超聲探頭的被部分改變的結構的圖，圖4是示出圖3的超聲探頭被抓握時的樣子的圖。
[0040]參照圖1、圖2、圖3和圖4，超聲探頭包括:換能器10 ;熱管20，用于促進由換能器10所產生的熱的傳遞；散熱單元(在此也被稱為“