专利名称：用于超声传感器组件的多器件衬块的制作方法
技术领域：
本发明通常涉及超声成像系统，尤其涉及用于超声换能器阵列的 衬块和用于处理传输到超声成像系统中的超声换能器阵列和由超声成 像系统中的超声换能器阵列接收的信号的方法。
本发明还涉及超声传感器组件，这些超声波传感器组件包括换能 器阵列和衬块，这种衬块包括混合微波束形成器，微波束形成器将换 能器阵列连接到互联电缆，这些互联电缆通向主超声成像系统处理单 元。
背景技术：
在超声成像系统中，换能器阵列通常用于超声波或声波的传输和 接收。通过多维换能器阵列如换能器元件的二维阵列的使用获得体积 成像，即所涉及的物体的三维区域的询问。
在一种超声换能器设计中，将换能器元件附接到并单独电气连接
到专用集成电路(ASIC) 。 ASIC通常称为微波束形成器、提供换能器 元件的电气控制如用于波束形成和信号放大等并且通过互联电缆界面 连接在换能器元件与超声成像系统的信号处理信道之间。
在实践中用微波束形成器实现多维换能器阵列要求大量的性能平 衡、功率耗散、形状因数(form factor )和到达市场的成本和时间。特 别的一组平衡以ASIC及其与将这些ASIC连接到换能器元件的互联结 构的关系的设计为中心。目前已对两种方式做了考虑带有"倒装片"
(flip-chip )互联的几何上受限的节距匹配的ASIC和带有"衬垫挠曲"
(flex in backing )互联的几何上不受限的ASIC。
倒装片方法基于利用小型导电凸块如焊球的电气互联，这种倒装 方法具有功率低、形状因数小、成本和复杂度低的优点，但若进行重 复使用，则这种重复使用受限，并受到成像假象的影响，因为在互联 结构中有非故意的声互动。另一方面，"衬垫挠曲"方式具有较好的 潜在性能和ASIC重复使用的优点，但其缺点在于体积大、复杂而且成 本高。本发明寻求克服倒装片方法与衬垫挠曲方法的缺点。
在采用典型的倒装片构造的互联结构中，微波束形成器的尺寸与 声孔径的尺寸相同，声孔径适用于成像用途并包括节距与阵列节距匹 配的单元。在这种受限的尺寸内提供所有必要的功能度和性能非常具 有挑战性并要求极大的折衷。这些折衷包括利用具有较精细的部件尺
寸的电压较低的ASIC过程以渗透率降低为代价来配合换能器外壳中 的可用空间以及重复使用ASIC的能力的实质性消除(由节距匹配导 致)。另一种折衷是声换能器外壳中的有限空间产生压力的增加，以 仅在必要时实现具有折衷和近似的ASIC的最小功能度。此外，由于 ASIC的单元位于每个换能器元件之下，所以ASIC具有在整个微波束
形成器中密切混合的模拟和数字功能性器件。
倒装片方法的极大局限性是波束形成电子装置必须位于换能器阵 列的区域内。令人遗憾的是，这种限制往往导致优化和性能的平衡， 这些平衡降低图像的质量或产生图像假象。此外，热更直接地穿过换 能器阵列被传递到患者，从而导致更迫切的功率要求。
美国专利公开号No. 20030085635总体上描述了利用衬垫挠曲方法
的互联，该美国专利公开通过参考结合在本发明之中，这种互联要求 用挠性电路和载模材料板的交替层构成导电衬块组件，用粘合剂将这 些载模材料板层压在一起。在热压合压力下将这种组件固化，以将连 接到换能器元件的顶部表面磨成光滑饰面并优选镀金以附接到换能器 元件的底侧。用于将导电衬块组件连接到换能器元件的一种方法是利 用低粘度粘合剂如环氧树脂的粘合附接。
通常需要具有用于将换能器阵列的换能器元件连接到微波束形成 器的互联结构，这种微波束形成器包括多个电子器件，这些电子器件 提供由此形成的带有极小尺寸的衬块，以能够使衬块安装在小尺寸的 换能器外壳中，但也允许较高的电压和改进的功能度以及优良的性 能。
发明内容
本发明的目的在于提供新式的改进的超声成像系统，尤其是用于 超声成像系统的超声传感器组件，这些超声传感器组件包括多维换能 器阵列和微波束形成器。
本发明的另一个目的在于提供用于超声成像系统的新式的改进的
微波束形成器，在这种微波束形成器中，模拟和数字功能由优化用于 特定目的的单独电子器件执行。
本发明的再一个目的在于提供用于超声成像系统的新式互联结 构，这种互联结构称为衬块，这种衬块提供换能器阵列的换能器元件 与连接到主超声成像系统处理单元的一条或多条互联电缆之间的连 接。
本发明的再一个目的在于提供新式衬块，这种衬块用于使超声成 像系统中的换能器阵列的换能器元件与形成微波束形成器的多个电子 器件互联，这种衬块具有极小的尺寸，以能够使衬块安装在小尺寸的 换能器外壳中，但也允许较高的电压和改进的功能度以及优良的性能。
本发明的再一个目的在于提供新式衬块，这种衬块用于超声传感 器组件，这种超声传感器组件能够使超声传感器组件的电子器件易于 更换，并因此而使衬块能够被重复使用并被优化用于不同的传感器组 件以及用于不同的超声用途。
本发明的再一个目的在于提供新式衬块，这种衬块用于超声成像 系统，这种超声成像系统包括多片微波束形成器和再分布结构，再分 布结构插在微波束形成器与换能器阵列之间，这种衬块能够使换能器 阵列具有不同于微波束形成器的尺寸的尺寸。
为了实现这些以及其它目的，用于将超声成像系统的换能器阵列 中的换能器元件阵列与超声成像系统的主处理单元互联的衬块包括至 少一个基部电子器件、再分布中间层和至少一个辅助电子器件，该至 少一个基部电子器件连接到主处理单元并提供互联结构图案(如接合 焊盘和布线)，该再分布中间层在一侧电气连接到基部器件上的互联 结构上，且在相对的一侧电气连接到换能器元件阵列，该至少一个辅 助电子器件电气连接到基部器件上的互联结构。可将每个基部器件以 有线或无线方式连接到系统处理单元，如通过连接到互联结构的一条 或多条互联电缆。沿着再分布中间层布置每个辅助器件，以使再分布 中间层和一个或多个辅助器件设置在一个或多个基部器件的共用侧面 上。优选用于将一个或多个辅助器件安装在一个或多个基部器件的相 同侧面上的空间通过使再分布中间层逐渐变细来提供，在至少 一个维 度中，再分布中间层在连接到一个或多个基部器件的侧面上的节距小 于连接到换能器元件阵列的侧面上的节距。
优选每个基部器件是高压专用集成电路，而优选每个辅助器件是 低压专用集成电路。或者，基部器件和辅助器件可以是其它类型的电 子器件，可将这些电子器件设计成或将它们编程以执行总体上与信号 处理有关尤其是与波束形成有关的特定功能，如现场可编程门阵列
(FPGA)、用户模拟或数字处理引擎、子波束形成器或超波束形成器、 低噪声模拟电路或有线或无线通信模块。
更明确地来讲，可将每个基部器件设计成执行一个或多个波束形 成功能，如放大所接收的信号并向换能器元件传输高压输出信号以及 预先放大从换能器元件接收的信号。为了实现这种目的，每个基部器 件可包括传输放大器和接收预放大器。也可将每个辅助器件设计成执 行一个或多个波束形成功能，如信号处理功能，例如，预先放大信号。 为了实现这种目的，每个辅助器件可包括预放大器。
在一个特别实施例中，辅助器件包括射频(RF)调制器/发送器， 在此情形中，通常在衬块预系统处理单元之间无线传输数据，而且通 常并不使用互联电缆来将衬块连接到系统处理单元。其它的无线传输 和接收器件也可用作辅助器件。
就由一个或多个基部器件所提供的再分布中间层和一个或多个辅 助器件与接合焊盘(bond pad)的电气连接而言，优选将再分布中间层 连接到一个或多个基部器件的中心区域中的接合焊盘，而优选将每个 辅助器件连接到从中心区域向外的一个或多个基部器件的侧向区域中 的接合焊盘。优选将每条互联电缆连接到位于一个或多个基部器件的 极端侧向或外围边缘的接合焊盘，以将可用于电气互联到一个或多个 基部器件的空间最大化。
因此，根据本发明的超声传感器组件通常包括用于传输和接收脉 冲的换能器元件阵列、用于对由换能器元件阵列进行的脉冲的传输和 接收进行控制的微波束形成器以及再分布中间层，这种再分布中间层 在一侧电气连接到换能器元件阵列，在相对的另一侧电气连接到微波 束形成器。在一个实施例中，微波束形成器包括分立的集成电路，如 分立的HVIC和LVIC，这些分立的集成电路用于执行模拟功能或数字 功能，且根据需要对每个集成电路的功能度进行优化(或能够执行前 面所描述的相同的或其它信号处理或特定波束形成功能的其它电子器
件)。这些HVIC通过互联结构如在这些HVIC上形成的接合焊盘的 图案电气连接到一条或多条互联电缆、这些LVIC和再分布中间层。 也可将前面所描述的用于衬块的相同增强用在传感器组件中。
用于利用前面所描述的互联结构将换能器元件阵列与超声探头的
中间i的二側、将再分布中间层;相对的另 一侧电气连接到提供互联 结构的图案的一个或多个基部器件、将一个或多个辅助器件电气连接 到沿着再分布中间层的基部器件的互联结构以将再分布中间层和辅助 器件布置在一个或多个基部器件的共用側面上，以及将一个或多个基 部器件电气连接到一条或多条互联电缆。可利用低温倒装片工艺将一 个或多个基部器件附接到再分布中间层。可用所列出的次序或不同的 次序来执行前面所描述的步骤。
可通过下面的结合附图的描述更好地理解本发明及其其它目的和 优点，在这些图中，相同的附图标记确定相同的元件。
图1是根据本发明的超声传感器组件的侧视图。
图2是示于图1中的超声传感器组件的另一种侧视图。
图3是示于图1中的超声传感器组件的俯视图。
图4是示于图1中的超声传感器组件的基部器件的俯视图。
图5是根据本发明的多器件衬块的示意图。
具体实施例方式
参看图1至图5，用于根据本发明的超声换能器的超声传感器组件 通常用IO表示并包括换能器元件14的阵列12和互联结构，在本说明 书中，将这种互联结构称为衬块16，衬块16插在阵列12与柔性互联 电缆18之间并将它们互联，这些互联电缆18通向超声成像系统的图 像处理和显示器(未示出)。衬块16包括微波束形成器20和再分布 互联装置或再分布中间层22。可将传感器组件IO布置在共用换能器外 壳中，这种换能器外壳可相对于超声成像系统移动。
微波束形成器20包括多个基部器件24，这些基部器件24限定互 联结构的图案，这种互联结构即接触焊盘、接合焊盘或另一种类型的
导电连接构件28，能够使再分布中间层22和多个辅助电子器件26电 气连接到这些基部器件24的一个侧面上。这种互联结构还包括这些接 合焊盘28与这些基部器件24的电子部件之间的布线。这些基部器件 24可以是高压集成电路(HVIC)，尤其是专用集成电路(ASIC)， 且这些辅助器件26可以是低压集成电路(LVIC)，尤其是专用集成 电路(ASIC)和/或现场可编程门阵列(FPGA)。
根据如这些器件的结构和哪种类型的器件能够最好地执行这种功 能来将由微波束形成器20执行的形成波束所必要的功能分配给基部和 辅助器件24、 26中的特定器件。因此，在将HVIC用作基部器件24 并将LVIC用作辅助器件26的实施例中，在分立的高压和低压器件中 实现微波束形成器20的电子功能，尤其是在为最佳性能做准备的类型 的器件中。
每个基部器件24通常包括用于生成传输脉沖的驱动器，这种传输 脉冲传输到换能器元件14，以致使换能器元件14产生传输波束，且每 个辅助器件26包括用于生成传输波形的电路、时延电路和/或累加电 路，这些传输波形用作这些基部器件24的输入，这些时延电路用于从 换能器元件14接收经过反射的脉冲并延迟这些经过反射的脉沖，该累 加电路用于将这些经过反射的脉冲的组进行累加，以产生波束形成的 信号。能够由这些辅助器件26执行的其它功能包括相位失真校正、聚 焦控制、声速校正、多束处理、子微波束形成、交叉相关、数据处理 和完全波束形成。由于这些基部器件24是从这些换能器元件14接收 信号的第一个电子器件，所以这些基部器件24还可包括接收预放大 器，这些接收预放大器将从这些换能器元件14接收的信号放大。因此， 根据它们的特定用途，这些基部器件24和辅助器件26的结构不同。
具有不同结构和所分配的功能的不同类型的电子器件如HVIC和 LVIC在微波束形成器20中的出现为微波束形成器性能的折衷问题提 供了解决方案。将由微波束形成器20根据本发明执行的模拟和数字功 能分离，且每个功能由HVIC或LVIC或其它等效的电子器件最佳地 执行，等效的电子器件如现场可编程门阵列(FPGA)、用户模拟或数 字处理引擎、子波束形成器或超波束形成器、低噪声模拟电路或有线 或无线通信模块。这样就有利地调节了功率消耗、电路复杂性与功率 传输之间的平衡。
将再分布中间层22设计成将这些基部器件24的上表面上的接合 焊盘28通过位于再分布中间层22的上和下棵露表面内部和上面的导 电材料与这些换能器元件14互联。可通过利用标准换能器制造工艺在 这些换能器元件14与再分布中间层20之间形成导电材料30来获得这 些换能器元件14到再分布中间层20的连接(见图l和图2)。可通过 利用如银环氧树脂浸渍工艺在这些基部器件接合焊盘28与再分布中间 层22之间形成导电材料32来获得这些基部器件接合焊盘28到再分布 中间层22的连接。可在再分布中间层22的两个表面上均提供接合焊 盘，以连接到这些基部器件接合焊盘28和这些换能器元件14。
除了将微波束形成器20的基部器件24与阵列12的换能器元件14 互联之外，再分布中间层22的重要目的在于将微波束形成器20上的 空间限制从换能器元件14的阵列12的空间限制脱离，以使阵列12的 覆盖区可不同于基部器件24上的接合焊盘28的覆盖区。在所示出的 实施例中，再分布中间层22从一对相对的边缘或側面34 (见图2)上 的基部器件24向外并从另一对相对的边缘或侧面36 (见图1)上的基 部器件24向内逐渐变细。因此，在一种维度中，这些换能器元件14 所连接到的再分布中间层22侧面38大于这些基部器件24所连接到的 再分布中间层22侧面40，而在另一种垂直维度中，侧面38小于侧面 40 (见图1)。再分布中间层22的侧面34、 36的逐渐变细程度以各种 因数为基础，如接合焊盘节距。实际上，由于用于倒装片接合这些基 部器件24的接合焊盘节距可有IOO微米那样致密，所以逐渐变细可大 量进行。另一方面，由于换能器外壳通常在仰角维度上略大于换能器 外壳的孔径，所以除了由逐渐变细所提供的空间之外，还可得到额外 的空间。
再分布中间层22也对这些基部器件24与这些换能器元件14的隔 离有效，并因此而减少由这些基部器件24与这些换能器元件14之间 的相互作用所造成的声假象。
与具有各种形状的换能器阵列 一起使用的再分布中间层22的替代 结构在于2005年1月11日递交的美国专利申请号No. 60/642,911 (代 理人档案号PHUS050020US )中公开，该专利申请通过参考结合在本 发明之中。例如，可提供弯曲的换能器阵列并利用再分布中间层连接 到这些基部器件24，该再分布中间层具有在本申请中所公开的线性下
表面和相对的曲面。
在所示出的实施例中，有五个HVIC作为基部器件24，十个LVIC 作为辅助器件26,且每个HVIC具有在上表面(见图4)上形成的接 合焊盘26的阵列42。再分布中间层22连接到接合焊盘阵列42的中心 互联段44中的第一组接合焊盘28，且作为辅助器件24的LVIC对连 接到第二组接合焊盘28，第二组接合焊盘28布置在从中心互联段44 向外的侧向段46中。因此，沿着再分布中间层22布置连接到侧向段 46中的接合焊盘28的这些LVIC 。这些互联电缆18的挠性电路连接 到从侧向段46向外的外围段48中的接合焊盘28。每个段44、 46、 48 包括来自多个HVIC24的接合焊盘28，以使每个HVIC24连接到再分 布中间层22、 LVIC对26和互联电缆对18。不过，根据LVIC26的数 量和尺寸，可将每个HVIC24连接到更少的元件，如再分布中间层22、 单LVIC26和单互联电缆18。
图5示出了微波束形成器20的总体结构，微波束形成器20包括接 收信号以导致超声脉冲通过换能器阵列12传输的输入/输出(I/O)段 50、初始信号处理段52、主信号处理段54、最终信号处理段56和将 处理过的接收信号输出的输入/输出(I/O)段58，初始信号处理段52 包含LVIC或同等的辅助器件，这些LVIC或同等的辅助器件执行一个 或多个信号处理功能，如放大、延迟和传输波形生成，主信号处理段 54包含HVIC或同等的基部器件(且再分布中间层22通常连接到主信 号处理段54)，这些HVIC或同等的基部器件执行一个或多个信号处 理功能，如高压传输和预放大，最终信号处理段56包含LVIC或同等 的辅助器件，这些LVIC或同等的辅助器件在接收信号上执行一个或 多个信号处理功能。不同的段与器件之间的互联由每个HVIC的互联 结构提供，如在HVIC的一个表面上形成的接合焊盘以及HVIC的接 合焊盘和部件之间的布线。
如图l至图3所示，有将这些基部器件24连接到系统处理单元的 互联电缆18。还可提供射频(RF)调制器/发送器而不是提供互联电缆 作为辅助器件26或辅助器件26的一部分，在此情形中，可在这些辅 助器件与该系统处理单元之间无线传输数据。因此，可以用有线或无 线方式进行微波束形成器20与系统处理单元之间的数据传输。因此， RF调制器/发送器可以是信号处理段52、 56的一部分，或者可以是I/0 段50、 58的一部分。
根据本发明的衬块的一般实施例或包括该衬块和根据本发明的换 能器元件阵列的超声传感器组件可具有非常小的单基部器件如HVIC 和单辅助器件如LVIC以及接合到HVIC的上表面上的接合焊盘的再 分布中间层。这可能适合于仅带有几个换能器元件的小阵列。随着阵 列尺寸的增加，HVIC的数量、LVIC的数量和再分布中间层的尺寸通 常会增加。
微波束形成器20的组合有几种优点，这种微波束形成器20包括 分立的电子器件和再分布中间层22，这些电子器件根据它们的结构执 行不同的功能，如HVIC和LVIC，再分布中间层22在将倒装片接合 互联用作微波束形成器时对节距匹配无要求。优点包括制造数字电路 的能力、将高压模拟电路限制到高压ASIC的能力以及数字和模拟段相 互之间的总体分离，从而减少潜在的噪声和干扰，利用低压、低功率、 高密度ASIC技术制造数字电路，这种技术在利用可用的标准单元库时 具有极大的功能度，这些高压ASIC具有较大的特征尺寸但可容易地安 装在可用空间内，因为并无数字功能度。此外，互联结构的尺寸和重 量类似于倒装片互联，而提供对衬垫挠曲互联设计的改进。
此外，若将由一个或多个基部器件所限定的互联结构标准化，则 这种互联结构往往会允许ASIC重复使用，并带有对再分布中间层的改 变以调节不同的阵列节距。即可以想象，可在新的设计可用时用升级 后的LVIC来替代LVIC，而并不要求制造工艺中的任何改变，如下面 所描述的那样。这些基部器件24或HVIC通常会留下作为微波束形成 器20的一部分，而这些辅助器件26或LVIC会被替代以构成微波束形 成器20的升级。
而且，可同时制造具有不同能力的各种LVIC并提供给用户进行 选择以集成到传感器组件10中。因此，利用相同的基部器件24或HVIC 以及相同的再分布中间层22，可通过改变安装到HVIC的基部器件24 上的辅助器件26或LVIC的能力来制造不同的微波束形成器20 (并因 此而制造不同的衬块16和不同的传感器组件10)。每个传感器组件10 的价格可取决于传感器组件10中的辅助器件26或LVIC的能力。
另一个优点在于，由于从线性放大器至元件的引线长度短，所以 在驱动互联电容时浪费极少的功率。而且，由于可对高压ASIC进行选
择而并不考虑数字特征尺寸，所以可消除导致较低电压输出的折衷， 并且可提高渗透率和图像质量。
可以用多种不同的方式制造包括换能器元件14的阵列12、衬块16 和互联电缆18的超声传感器组件10。一种示范性制造方法是将阵列12 的换能器元件14电气连接到再分布中间层22的上表面上的接合焊 盘，例如，利用标准的换能器制造工艺。将基部器件24上的接合焊盘 28 (在段44中)电气连接到再分布中间层22的下表面上的接合焊盘， 例如，利用低温倒装片工艺或银环氧树脂浸渍工艺，且再分布中间层
再分布中间层22的上表面上的接合焊盘。将辅助器件26电气连接到 基部器件24的外围上的接合焊盘28 (在段46中)，如利用倒装片互 联。将互联电缆18电气连接到基部器件24的外围上另外的接合焊盘 28 (在段48中)。
由于优选利用村垫挠曲技术形成再分布中间层22，所以传感器组 件10的结构既涉及倒装片互联接收的利用又涉及衬垫挠曲接收的利 用。这两种制造技术的利用产生混合设计，且减少或消除了每种单个 技术的缺点。这样就可提供设计目的之间的更有利的平衡。
组装超声传感器组件IO的次序即在器件之间进行电气连接的次序 是可变的。优选的电气连接的次序首先将换能器元件14连接到再分布 中间层22，然后将辅助器件26如LVIC连接到基部器件24如HVIC， 之后将互联电缆18连接到HVIC24，最后将这些HVIC24连接到再分 布中间层22。还可在将这些HVIC24连接到再分布中间层22之前对 HVIC24和LVIC26的组件进行测试。最后， 一旦完成传感器组件10，
可对其进行测试。
此外，在传感器组件IO的组装期间，可进行这些器件的各种测试。 例如，可在将这些器件连接在一起之后对换能器元件14与再分布中间 层22之间的连接进行测试。
传感器组件IO可用在包括超声换能器的任何类型的超声成像系统 中，例如，医学超声成像系统。传感器组件IO尤其适用于需要带有与 换能器阵列的互联的低压和高压电子装置的密集互联的用途。
虽然结合附图已对本发明的示范性实施例进行了描述，但将会理 解，本发明并不仅限于这些精确的实施例，且在并不背离本发明的范围或精神的前提下，本领域中熟练的技术人员可对本发明进行各种变 化和〗务改。
权利要求
1.用于将超声换能器中的换能器元件(14)的阵列(12)与超声成像系统的处理单元互联的衬块(16)，所述衬块(16)包括至少一个基部电子器件(24)，所述至少一个基部电子器件(24)在其第一侧面上限定了互联结构(28)的图案；再分布中间层(22)，所述再分布中间层(22)在其第一侧面(40)电气连接到位于所述至少一个基部器件(24)的所述第一侧面上的所述互联结构(28)，且适于在相对的第二侧(38)上电气连接到所述换能器元件(14)的阵列(12)，以及至少一个辅助电子器件(26)，所述至少一个辅助电子器件(26)在所述至少一个基部器件(24)的所述第一侧面上通过所述互联结构(28)电气连接到所述至少一个基部器件(24)，并且沿着所述再分布中间层(22)布置。
2. 如权利要求l所述的衬块(16)，其中所述至少一个基部器 件(24)包括用于生成传输脉冲的驱动器，所述传输脉冲将被传输到 所述换能器元件(14)，以致使所述换能器元件(14)产生传输波束， 且所述至少一个辅助器件(26)包括用于生成传输波形的电路、时延 电路和累加电路，所述传输波形用作所述至少一个基部器件(24)的 输入，所述时延电路用于从所述换能器元件(14)接收经过反射的脉 冲并延迟所述经过反射的脉冲，所述累加电路用于将所延迟的所述经 过反射的脉冲的组进行累加，以产生波束形成的信号。
3. 如权利要求l所述的衬块(16)，其中所述至少一个基部器 件(24)包括高压集成电路，且所述至少一个辅助器件(26)包括低 压集成电路。
4. 如权利要求l所述的衬块(16)，其中所述至少一个辅助器 件(26)包括辅助器件对，所述再分布中间层(22)布置在所迷辅助 电子器件(26)之间。
5. 如权利要求l所述的衬块(16),其中所述至少一个基部器 件(24)包括多个基部器件，且所述至少一个辅助器件(26)包括多 个辅助器件，所述辅助器件(26)布置成使所述再分布中间层(22) 插在至少一对所述辅助器件(26)之间。
6. 如权利要求l所述的衬块(16)，其中所述再分布中间层(22)沿着在所述第一和第二侧面(38、 40)之间延伸的至少一个边缘向内 从所述第一侧面(40)向所述第二侧面(38)逐渐变细。
7. 如权利要求1所述的衬块(16)，其中所述互联结构(28) 包括在所述再分布中间层(22)周围的所述至少一个基部器件(24) 的外围上形成的接合焊盘。
8. 如权利要求7所述的衬块(16),其中所述至少一个辅助器 件(26)接合到所述接合焊盘U8)的一部分。
9. 如权利要求7所述的衬块(16)，其中所述接合焊盘(28) 的至少一部分能够与通向所述系统处理单元的至少一条互联电缆(18)进行电气接合。
10. 如权利要求1所述的衬块(16)，其中所述至少一个辅助 器件(26)包括用于将所述衬块(16)无线连接到所述系统处理单元 的射频调制器/发送器。
11. 一种传感器组件，所述传感器组件包括 如权利要求1所述的衬块(16 );换能器元件(14)的阵列(12)，所述阵列(12)用于传输和接 收脉沖并连接到所述再分布中间层(22)的所述笫二侧面(38);以 及至少一条互联电缆(l8)，所述至少一条互联电缆(l8)连接到 所述至少一个基部电子器件(24)。
12. —种用于将换能器元件(14)的阵列(12)与超声探头互联 的方法，所述方法包括将所述阵列(12 )电气连接到再分布中间层(22 )的一个侧面(38 );将所述再分布中间层(22)的相对的側面(40)电气连接到至少 一个基部电子器件(24),所述至少一个基部电子器件(24)限定互 联结构(28)的图案；将至少一个辅助器件(26)电气连接到沿着所述再分布中间层 (22)的所述至少一个基部器件(24)，以将所述再分布中间层(22) 和所述至少一个辅助器件(26)布置在所述至少一个基部器件(24) 的共用侧面上，所述至少一个辅助器件(26)具有不同于所述至少一 个基部器件(24)的功能的功能；以有线或无线方式将所述至少一个基部器件(24)连接到所述超声探头；以及有差别地构造所述至少一个基部器件(24)和所述至少一个辅助 器件(26)，并基于它们的结构将不同的功能分配给所述至少一个基 部器件(24)和所述至少一个辅助器件(26)。
13. 如权利要求12所述的方法，还包括利用低温倒装片工艺将所 述至少一个基部器件(24)附接到所述再分布中间层(22)。
14. 如权利要求12所述的方法，其中所述互联结构(28)包括 接触焊盘，所述方法还包括将所述再分布中间层(22)连接到所述至少一个基部器件(24) 的内部中的第一组接合焊盘(44);将所述至少一个辅助器件(26)连接到在所述笫一组接合焊盘 (44)周围的第二组接合焊盘(46);以及将所述至少一条互联电缆(18)连接到在所述第二组接合焊盘 (46)周围的第三组接合焊盘(48)。
15. 如权利要求12所述的方法，其中所述多个辅助器件(26) 连接到所述至少一个基部器件(24)，以使所述再分布中间层(22) 插在所述至少一对辅助器件(26)之间。
16. 如权利要求12所述的方法，其中所述互联结构(28)包括 接触焊盘，所述方法还包括将在所述至少一个基部器件(24)中的每 一个上的接合焊盘的布置标准化，以使所述至少一个辅助器件(26)用于不同的基部器件。
17. 如权利要求12所述的方法，还包括可拆卸地将所述至少一个 辅助器件(26)附接到所述至少一个基部器件(24)，以能够将所述 至少一个辅助器件(26)拆卸和更换。
18. 如权利要求12所述的方法，其中通过将射频调制器/发送器 布置成所述至少一个辅助器件(26)中的一个而将所述至少一个基部 器件(24)无线连接到所述超声探头。
全文摘要
用于将换能器阵列(12)与互联电缆(18)互联的衬块(16)，这种互联电缆(18)将换能器阵列(12)连接到超声成像系统的主系统处理单元，衬块(16)包括至少一个基部电子器件(24)、再分布中间层(22)和至少一个辅助电子器件(26)，该至少一个基部电子器件(24)电气连接到互联电缆(18)并提供互联结构(28)的图案，再分布中间层(22)在一个侧面(40)上电气连接到基部器件(24)，且在相对的侧面(38)上电气连接到换能器阵列(12)，该至少一个辅助电子器件(26)由该基部器件(24)支撑。可沿着该再分布中间层(22)布置这些辅助电子器件(26)，即在基部器件(24)的共用侧面上，由于该再分布中间层(22)以至少一个维度逐渐变细，所以该再分布中间层(22)在连接到该基部器件(24)的侧面(40)上的节距小于连接到换能器阵列(12)侧面(38)上的节距。
文档编号B06B1/06GK101193711SQ200680020380
公开日2008年6月4日 申请日期2006年6月5日 优先权日2005年6月7日
发明者R·戴维森, S·施米特 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司