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EP0801595A1 - Sonde acoustique et procede de realisation - Google Patents

Sonde acoustique et procede de realisation

Info

Publication number
EP0801595A1
EP0801595A1 EP96934953A EP96934953A EP0801595A1 EP 0801595 A1 EP0801595 A1 EP 0801595A1 EP 96934953 A EP96934953 A EP 96934953A EP 96934953 A EP96934953 A EP 96934953A EP 0801595 A1 EP0801595 A1 EP 0801595A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
acoustic
acoustic probe
piezoelectric
probe according
pitch
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP96934953A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP0801595B1 (fr
Inventor
Jean-Marc Bureau
François Bernard
Serge Calisti
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Thales SA
Original Assignee
Thomson CSF SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Thomson CSF SA filed Critical Thomson CSF SA
Publication of EP0801595A1 publication Critical patent/EP0801595A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP0801595B1 publication Critical patent/EP0801595B1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B1/00—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
    • B06B1/02—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
    • B06B1/06—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B1/00—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
    • B06B1/02—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
    • B06B1/06—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction
    • B06B1/0607—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction using multiple elements
    • B06B1/0622—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction using multiple elements on one surface
    • B06B1/0629—Square array
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/42—Piezoelectric device making
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y10T29/49117—Conductor or circuit manufacturing
    • Y10T29/49124—On flat or curved insulated base, e.g., printed circuit, etc.
    • Y10T29/49155—Manufacturing circuit on or in base
    • Y10T29/49158—Manufacturing circuit on or in base with molding of insulated base

Definitions

  • an acoustic probe comprises a set of piezoelectric transducers connected to an electronic control device via an interconnection network. These piezoelectric transducers emit acoustic waves which, after reflection on a given medium, provide information concerning said medium. Acoustic waves emitted no longer towards the external medium to be analyzed, but in the opposite direction disturb the response of the medium, making the interposition of a medium absorbing the acoustic waves essential, between the piezoelectric transducers and the electronic device. The presence of this intermediate element makes the interconnection of all the transducers even more complex.
  • the invention relates to an acoustic probe comprising a matrix of M piezoelectric transducers in a direction D y and N piezoelectric transducers in a direction D x orthogonal to Dy, distributed over the surface of a material sound absorbent and an interconnection network connecting the acoustic transducers to an electronic device, characterized in that the interconnection network comprises: - a first part 1 in which MxN conductive tracks have a section in contact with the MxN piezoelectric transducers and are distributed at a pitch P n in the direction D x and at a pitch P m in the direction Dy, within the sound absorbing material; a second part 2 in which the M ⁇ N conductive tracks are distributed over M dielectric substrates spaced apart by a pitch P ′ m each comprising N tracks distributed with a pitch P ′ n .
  • the dielectric substrates are flexible printed circuits. They can advantageously include components connected at the input to the N conductive lines and at the output at Ns conductive lines, N $ being less than N.
  • the pitch P'N can advantageously be increasing along an axis D z perpendicular to the plane defined by the directions D x and Dy.
  • the pitch P'M can also advantageously be increasing in said direction D z .
  • steps pfg and PM can be equal.
  • the acoustic absorbent material can typically be an epoxy resin loaded with particles having the effect of absorbing or diffusing the acoustic waves, such as particles of tungsten, silica, polymer or air bubbles.
  • the dielectric substrates can advantageously be printed circuits. They may in particular be flexible circuits produced from polyimide films. These printed circuits can advantageously include components making it possible to reduce the number of connections to the control and signal processing device.
  • the invention also relates to a method of manufacturing an acoustic probe comprising a matrix of MxN piezoelectric elements distributed over the surface of an acoustic attenuation layer, said elements being connected to an electronic device (control circuit) by an interconnection network, characterized in that the construction of the interconnection network comprises the following steps:
  • the conductive tracks can be produced from the deposition of a metal layer, followed by an etching step enabling said tracks to be defined.
  • the invention finally relates to a method for producing an acoustic probe, characterized in that it comprises: - depositing a conductive layer on the surface of part 1 of the interconnection network;
  • - Figure 1 illustrates a step in the method of manufacturing an acoustic probe, according to the invention
  • - Figure 2 illustrates the step of cutting along a plane Pc of the stack produced and illustrated in Figure 1, so as to define sections of conductive tracks, which can be connected to the piezoelectric transducers;
  • FIG. 3 illustrates an example of a flexible printed circuit that can be used in an interconnection network of the acoustic probe according to the invention
  • FIG. 4 illustrates a second example of a printed circuit that can be used in the interconnection network of the acoustic probe according to the invention
  • FIG. 5 illustrates an example of an interconnection network used in a probe according to the invention, comprising printed circuits such as those illustrated in Figure 4;
  • - Figure 6 illustrates a dielectric substrate incorporating a chip and can be used in part 2 of the interconnection network
  • - Figure 7 illustrates all the Tjj piezoelectric transducers covered with Lj quarter-wave plates, connected to part 1 of the interconnection network.
  • the acoustic probe according to the invention comprises a transducer consisting of a matrix (linear or preferably two-dimensional) of piezoelectric sensors transferred to a matrix of interconnection pads opposite.
  • This interconnection matrix is formed by the ends of metal tracks emerging on one of the faces of an interconnection network described below and called "backing". The opposite ends of the metal tracks are connected to an electronic control and analysis device.
  • the interconnection network can be implemented as follows:
  • M dielectric substrates are used, on which N conductive tracks have been produced along an axis D x . Each substrate has a window locally leaving the conductive tracks bare. All of the M substrates are aligned and stacked in a direction Dy as illustrated in FIG. 1.
  • a stack of M dielectric substrates is thus obtained, said stack having a cavity comprising MxN conductive tracks. This cavity is filled with a curable resin that is electrically insulating and has the desired acoustic attenuation properties. After the resin has hardened, the stack is cut along a plane Pc perpendicular to the axis of the tracks, at the level of the preformed cavity as illustrated in FIG. 2, in order to produce a surface made up of MxN sections of tracks flush perpendicularly resin.
  • the entire surface consisting of the MxN track sections is metallized.
  • a layer of piezoelectric material which may be of the PZT type, and possibly an acoustic adaptation layer of the quarter-wave plate type, is applied thereto. All of these layers and the metallization are then cut for example by sawing so as to define the matrix of transducer pads Ty independent of one another. The cutting can be stopped on the surface of the resin and the control of this etching does not require extreme precision, making this process particularly interesting.
  • This type of process makes it possible, from a narrow section of conductive track, to align and define a conductive interconnection surface, as wide as the base of a piezoelectric transducer.
  • the interconnection network thus developed comprises two joined parts, one being based on sound absorbing material (part 1), the other being based on dielectric (part 2), all of the two parts comprising the conductive tracks.
  • the dielectric substrates can advantageously be flexible printed circuits comprising at one of their ends conductive tracks; an example of this type of printed circuit and illustrated in FIG. 3.
  • the pitch P'N of the tracks and the no P'M stacking of the substrates can advantageously increase when one moves away from said end.
  • the P'N pitch of the printed circuit tracks can easily be controlled by conventional photolithography and etching techniques. The widening of the P'M stacking pitch is directly controlled by the use of flexible circuits.
  • the configuration here proposed for the "backing” allows both to offset the connection of the matrix by a certain distance (thanks to the sound absorbing material) and to burst the geometry in order to allow the transfer of the cables (welding of coaxial cables at the rate of one cable per element).
  • the printed circuits used in the invention can advantageously be of the type illustrated in FIG. 6. It is a printed circuit on which N metal input tracks are connected to a chip, having a number of 'inputs more important than the number of outputs directed to the control and signal processing device.
  • components can be directly mounted on the printed circuit for example by wire cabling, TAB (Tape Automated Bonding) or process by flip-chip microbeads technologies perfectly mastered and reliable. In this case, the number of contacts at the other end of the backing can be greatly reduced.
  • an acoustic probe comprising a matrix of 64 ⁇ 64 piezoelectric transducer elements.
  • polyimide films with a thickness close to 100 ⁇ m are used.
  • - Metallization is carried out by depositing copper on one face of said polyimide films; the thickness of the metallization being of the order of 35 ⁇ m.
  • a window and positioning holes are made on the periphery of said substrate, by laser cutting (CO2 laser type).
  • the cavity resulting from the stacking of all the windows is filled with an epoxy-type resin, loaded with tungsten beads.
  • a conductive layer is deposited, for example by vacuum metallization on which a strip of PZT type piezoelectric material is deposited, by bonding.
  • the underside of the first blade is metallized, which allows the masses to be brought back to the edges of the matrix.
  • FIG. 7 illustrates these different process steps leading to obtaining MxN piezoelectric elements Ty, covered with Lj quarter-wave plates.
  • part 1 of the interconnection network is shown, with regard to the part supporting the various transducers.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
  • Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
  • Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)

Abstract

L'invention concerne une sonde acoustique et son procédé de fabrication. Cette sonde comprend un réseau d'interconnexion original constitué de deux parties: une première partie (1) dans laquelle MxN pistes conductrices ont une section en contact avec les MxN transducteurs piézoélectriques et sont distribuées selon un pas (PN) dans la direction (Dx) et selon un pas (PM) dans la direction (Dy), au sein du matériau absorbant acoustique; une deuxième partie (2) dans laquelle les MxN pistes conductrices sont réparties sur M substrats diélectriques écartés d'un pas (P'M) comprenant chacun N pistes distribuées avec un pas (P'N). L'invention concerne également un procédé de fabrication d'une telle sonde acoustique. Les substrats diélectriques peuvent avantageusement être des circuits imprimés souples, comprenant éventuellement des puces.

Description

SONDE ACOUSTIQUE ET PROCEDE DE REALISATION
Le domaine de l'invention est celui des transducteurs acoustiques pouvant être utilisés notamment en imagerie médicale ou sous-marine. De manière générale, une sonde acoustique comprend un ensemble de transducteurs piézoélectriques reliés à un dispositif d'électronique de commande par l'intermédiaire d'un réseau d'interconnexion. Ces transducteurs piézoélectriques émettent des ondes acoustiques qui après réflexion sur un milieu donné fournissent des informations concernant ledit milieu. Des ondes acoustiques émises non plus vers le milieu extérieur à analyser, mais dans la direction opposée viennent perturber la réponse du milieu rendant indispensable l'interposition d'un milieu absorbant les ondes acoustiques, entre les transducteurs piézoélectriques et le dispositif électronique. La présence de cet élément intermédiaire rend plus complexe encore l'interconnexion de tous les transducteurs.
Ce problème d'interconnexion est l'un des principaux problèmes rencontrés à l'heure actuelle pour la fabrication des sondes d'imagerie acoustique. En effet, la miniaturisation et le nombre d'éléments piézoélectriques, associés aux contraintes de limitation de l'encombrement, rencontrées pour des sondes d'échographe destinées à être utilisées intracavité, nécessitent des technologies de plus en plus intégrées.
Et lorsque l'on envisage une matrice bidimensionnelle de transducteurs, il est nécessaire de réaliser une connectique surfacique des éléments, compliquée par la présence de la couche absorbante acoustique. A l'heure actuelle, plusieurs solutions ont été envisagées : Ainsi la demanderesse dans sa demande de brevet publiée sous le n° 2 702 309, décrit un procédé de réalisation d'une connectique surfacique utilisant un film intermédiaire de polymère, suffisamment mince pour ne pas perturber le fonctionnement acoustique des transducteurs, film au travers duquel sont réalisées des pistes conductrices mises en contact avec les transducteurs acoustiques. Néanmoins, l'interconnexion d'une matrice bidimensionnelle comportant un grand nombre d'éléments peut nécessiter la réalisation d'une structure multicouches, ce qui représente des limitations en terme de coût de fabrication et de "transparence" acoustique. Lié au problème de multiplicité des connexions, un autre problème est celui de l'électronique des transducteurs. En effet, des circuits électroniques sont nécessaires pour gérer à la fois l'émission et la réception des éléments du transducteur. Dans le cas de l'imagerie médicale où l'ergonomie de la sonde est essentielle, ces circuits sont aujourd'hui déportés dans l'échographe, qui constitue l'unité de commande et de traitement du signal. Cette configuration nécessite l'utilisation de câbles coaxiaux (un par élément de transducteur) entre ia sonde et l'échographe, ce qui pose des problèmes dans le cas d'un grand nombre d'éléments. Il existe donc une forte motivation pour intégrer au plus près du transducteur une partie de cette électronique, comme par exemple des circuits intégrés de pré-amplification.
Pour répondre à ces différents problèmes, l'invention a pour objet une sonde acoustique comprenant une matrice de M transducteurs piézoélectriques selon une direction Dy et de N transducteurs piézoélectriques selon une direction Dx orthogonale à Dy, répartis à la surface d'un matériau absorbant acoustique et un réseau d'interconnexions reliant les transducteurs acoustiques à un dispositif électronique, caractérisée en ce que le réseau d'interconnexion comprend : - une première partie 1 dans laquelle MxN pistes conductrices ont une section en contact avec les MxN transducteurs piézoélectriques et sont distribuées selon un pas Pn dans la direction Dx et selon un pas Pm dans la direction Dy, au sein du matériau absorbant acoustique ; - une deuxième partie 2 dans laquelle les MxN pistes conductrices sont réparties sur M substrats diélectriques écartés d'un pas P'm comprenant chacun N pistes distribuées avec un pas P'n.
Selon une variante de l'invention, les substrats diélectriques sont des circuits imprimés souples. Ils peuvent avantageusement comprendre des composants connectés en entrée aux N lignes conductrices et en sortie à Ns lignes conductrices, N$ étant inférieur à N.
Dans une variante de l'invention, le pas P'N peut avantageusement être croissant le long d'un axe Dz perpendiculaire au plan défini par les directions Dx et Dy. Le pas P'M peut également avantageusement être croissant selon ladite direction Dz.
De manière non limitative, les pas pfg et PM peuvent être égaux.
Le matériau absorbant acoustique peut typiquement être une résine époxy chargée de particules ayant pour effet d'absorber ou de diffuser les ondes acoustiques, telles que des particules de tungstène, de silice, de polymère ou des bulles d'air.
Les substrats diélectriques peuvent avantageusement être des circuits imprimés. Il peut notamment s'agir de circuits souples réalisés à partir de films de polyimide. Ces circuits imprimés peuvent avantageusement comprendre des composants permettant de réduire le nombre de connexion vers le dispositif de commande et de traitement du signal.
L'invention a aussi pour objet un procédé de fabrication d'une sonde acoustique comprenant une matrice de MxN éléments piézoélectriques répartis à la surface d'une couche d'atténuation acoustique, lesdits éléments étant reliés à un dispositif électronique (circuit de commande) par un réseau d'interconnexion, caractérisé en ce que ia réalisation du réseau d'interconnexion comprend les étapes suivantes :
- la réalisation de M substrats diélectriques sur chacun desquels sont réalisées N pistes conductrices et une fenêtre laissant localement à nu les pistes conductrices ;
- l'empilement des M substrats diélectriques conduisant à l'obtention d'une cavité correspondant à l'empilement des M fenêtres ; - le remplissage de la cavité préformée par un matériau isolant électrique et absorbant acoustique ;
- la découpe de l'empilement des M substrats diélectriques au niveau d'un plan Pc situé dans la cavité remplie de matériau isolant et absorbant acoustique. Les pistes conductrices peuvent être réalisées à partir du dépôt d'une couche métallique, suivi d'une étape de gravure permettant de définir lesdites pistes.
L'invention a enfin pour objet un procédé de réalisation d'une sonde acoustique, caractérisé en ce qu'il comprend : - le dépôt d'une couche conductrice à la surface de la partie 1 du réseau d'interconnexion ;
- le collage d'une couche de matériau piézoélectrique ;
- la découpe des couches conductrice et piézoélectrique, selon N- 1 direction Dy ;
- le collage d'une lame quart d'onde sur l'ensemble de la surface de la couche piézoélectrique découpée en N éléments ;
- la découpe selon M-1 directions Dx des trois épaisseurs de couche conductrice, couche piézoélectrique et lame quart d'onde. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre donnée à titre non limitatif et grâce aux figures annexées parmi lesquelles :
- la figure 1 illustre une étape du procédé de fabrication de sonde acoustique, selon l'invention ; - la figure 2 illustre l'étape de découpe selon un plan Pc de l'empilement réalisé et illustré en figure 1 , de manière à définir des sections de pistes conductrices, pouvant être connectées aux transducteurs piézoélectriques ;
- la figure 3 illustre un exemple de circuit imprimé souple pouvant être utilisé dans un réseau d'interconnexion de la sonde acoustique selon l'invention ;
- la figure 4 illustre un second exemple de circuit imprimé pouvant être utilisé dans le réseau d'interconnexion de la sonde acoustique selon l'invention ; - la figure 5 illustre un exemple de réseau d'interconnexion utilisé dans une sonde selon l'invention, comprenant des circuits imprimés tels que ceux illustrés en figure 4 ;
- la figure 6 illustre un substrat diélectrique intégrant une puce et pouvant être utilisé dans la partie 2 du réseau d'interconnexion ; - la figure 7 illustre l'ensemble des Tjj transducteurs piézoélectriques recouverts de Lj lames quart d'onde, connectés à la partie 1 du réseau d'interconnexion.
De manière générale, la sonde acoustique selon l'invention comprend un transducteur constitué d'une matrice (linéaire ou de façon préférentielle bidimensionnelle) de capteurs piézoélectriques reporté sur une matrice de plots d'interconnexion en regard. Cette matrice d'interconnexion est constituée par des extrémités de pistes métalliques émergeant sur l'une des faces d'un réseau d'interconnexions décrit ci-après et nommé "backing". Les extrémités opposées des pistes métalliques sont connectées à un dispositif électronique de commande et d'analyse.
Dans le cas d'une matrice de MxN éléments piézoélectriques, le réseau d'interconnexion peut être réalisé de la manière suivante :
Selon une variante de l'invention on utilise M substrats diélectriques, sur lesquels ont été réalisés N pistes conductrices le long d'un axe Dx. Chaque substrat comporte une fenêtre laissant localement à nu les pistes conductrices. L'ensemble des M substrats sont alignés et empilés selon une direction Dy comme l'illustre ia figure 1. On obtient ainsi un empilement de M substrats diélectriques, ledit empilement présentant une cavité comportant MxN pistes conductrices. On remplit cette cavité d'une résine durcissable isolante électriquement et possédant les propriétés d'atténuation acoustique désirée. Après durcissement de la résine, on coupe l'empilement selon un plan Pc perpendiculaire à l'axe des pistes, au niveau de la cavité préformée comme l'illustre la figure 2, afin de réaliser une surface constituée de MxN sections de pistes affleurant perpendiculairement la résine.
Pour assurer la connexion entre ces MxN sections de pistes et les éléments piézoélectriques on peut avantageusement procéder de la manière suivante :
On métallisé l'ensemble de la surface constituée des MxN sections de pistes. On y appose une couche de matériau piézoélectrique, pouvant être de type PZT et éventuellement une couche d'adaptation acoustique de type lame quart d'onde. L'ensemble de ces couches et de la métallisation est alors découpé par exemple par sciage de manière à définir la matrice de plots transducteurs Ty indépendants les uns des autres. L'arrêt de la découpe peut être effectué à la surface de la résine et le contrôle de cette gravure ne nécessite pas une précision extrême, rendant ce procédé particulièrement intéressant. Ce type de procédé permet à partir d'une section étroite de piste conductrice, d'aligner et de définir une surface conductrice d'interconnexion, aussi large que la base d'un transducteur piézoélectrique. Le réseau d'interconnexion ainsi élaboré comprend deux parties jointes, l'une étant à base de matériau absorbant acoustique (partie 1 ), l'autre étant à base de diélectrique (partie 2), l'ensemble des deux parties comprenant les pistes conductrices. Les substrats diélectriques peuvent avantageusement être des circuits imprimés souples comprenant à une de leur extrémité des pistes conductrices ; un exemple de ce type de circuit imprimé et illustré en figure 3. Avec ce type de substrat, lorsqu'on s'éloigne de l'extrémité portant les sections métalliques destinées à être connectées aux transducteurs, le pas P'N des pistes et le pas P'M d'empilement des substrats peuvent avantageusement augmenter lorsque l'on s'éloigne de ladite extrémité. En "éclatant" ainsi les géométries on facilite l'interconnexion avec le dispositif électronique de commande et de traitement du signal et l'ensemble de ces composants. Le pas P'N des pistes des circuits imprimés peut facilement être contrôlé par les techniques conventionnelles de photolithographie et de gravure. L'élargissement du pas d'empilement P'M est directement maîtrisé grâce à l'emploi de circuits souples.
La configuration ici proposée pour le "backing" permet à la fois de déporter la connectique de la matrice d'une certaine distance (grâce au matériau absorbant acoustique) et d'éclater la géométrie afin de permettre le report des câbles (soudage de câbles coaxiaux à raison d'un câble par élément).
Par ailleurs, les circuits imprimés utilisés dans l'invention peuvent avantageusement être du type de celui illustré en figure 6. Il s'agit d'un circuit imprimé sur lequel N pistes métalliques d'entrée sont connectées à une puce, présentant un nombre d'entrées plus important que le nombre de sorties dirigées vers le dispositif de commande et de traitement du signal.
En effet, des composants peuvent être directement montés sur le circuit imprimé par exemple par câblage filaire, TAB (Tape Automated Bonding) ou procédé par microbilles flip-chip technologies parfaitement maîtrisées et fiables. Dans ce cas, le nombre de contacts à l'autre extrémité du "backing" peut être grandement diminué.
Nous allons décrire un exemple de réalisation de sonde acoustique selon l'invention comportant une matrice de 64x64 éléments transducteurs piézoélectriques. - Pour réaliser le réseau d'interconnexions, on utilise des films de polyimide d'épaisseur voisine de 100 μm.
- On effectue une métallisation par dépôt de cuivre sur une face desdits films de polyimide ; l'épaisseur de la métallisation étant de l'ordre de 35 μm.
- On grave 64 pistes conductrices de 50 μm de largeur au pas PN de l'ordre de 200 μm.
- Sur chaque substrat diélectrique de polyimide on réalise une fenêtre et des trous de positionnement à la périphérie dudit substrat, par découpe laser (type laser CO2).
- On procède à l'empilement de l'ensemble des 64 films de polyimide en insérant éventuellement des couches d'adhésif et des cales d'épaisseur ;
- On remplit la cavité résultant de l'empilement de l'ensemble des fenêtres par une résine de type époxy, chargée de billes de tungstène.
- On procède à la découpe selon le plan pc de l'empilement des substrats diélectriques.
Sur le réseau d'interconnexion ainsi réalisé on procède au dépôt d'une couches conductrice par exemple par métallisation sous vide sur laquelle on dépose une lame de matériau piézoélectrique de type PZT, par collage.
On procède à la découpe dans la direction Dy de la matrice de transducteurs comprenant 64 éléments séparés d'un pas PN = 200 μm dans la direction Dx. On colle les lames d'adaptation acoustiques de la même manière.
La face inférieure de la première lame est métallisée, ce qui permet de ramener les masses sur les bords de la matrice.
Enfin on procède à la découpe (de l'ensemble lame quart d'onde, couche céramique) dans la direction Dx des 64 rangées d'éléments au pas PM : 200 μm dans la direction Dy.
La figure 7 illustre ces différentes étapes de procédé conduisant à l'obtention de MxN éléments piézoélectriques Ty, recouverts de Lj lames quart d'onde. Sur cette figure, seule la partie 1 du réseau d'interconnexion est représentée, s'agissant de la partie supportant les différents transducteurs.

Claims

REVENDICATIONS
1. Sonde acoustique comprenant une matrice de M transducteurs piézoélectriques selon une direction (Dx) et de N transducteurs piézoélectriques selon une direction (Dy) orthogonale à (Dx), répartis à la surface d'un matériau absorbant acoustique, et un réseau d'interconnexions reliant les transducteurs acoustiques à un dispositif électronique de commande et de traitement du signal, caractérisée en ce que le réseau d'interconnexion comprend : - une première partie (1 ) dans laquelle MxN pistes conductrices ont une section en contact avec les MxN transducteurs piézoélectriques et sont distribuées selon un pas (PN) dans la direction (Dx) et selon un pas (PM) dans la direction (Dy), au sein du matériau absorbant acoustique , - une deuxième partie (2) dans laquelle les MxN pistes conductrices sont réparties sur M substrats diélectriques écartés d'un pas (P'M) comprenant chacun N pistes distribuées avec un pas (P'N)-
2. Sonde acoustique selon la revendication 1 , caractérisée en ce que les M substrats diélectriques sont des circuits imprimés souples
3. Sonde acoustique seion l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que le pas (P'N) est croissant le long d'un axe perpendiculaire en pian défini par les directions (Dx) et (Dy)
4. Sonde acoustique selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le pas (P'M) est croissant le long d'un axe perpendiculaire au plan défini par les directions (Dx) et (Dy)
5. Sonde acoustique selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les M substrats sont des circuits imprimés.
6. Sonde acoustique selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que les M substrats comprennent des composants connectés en entrée à N lignes conductrices et en sortie à Ns lignes conductrices, Ns étant inférieur à N
7. Sonde acoustique selon la revendication 5, caractérisée en ce que les circuits imprimés sont des films souples de polyimide
8. Sonde acoustique selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que le matériau absorbant acoustique est une résine époxy chargée.
9. Procédé de fabrication d'une sonde acoustique comprenant une matrice de MxN éléments piézoélectriques répartis à la surface d'une couche d'atténuation acoustique, lesdits éléments étant reliés à un dispositif électronique de commande et de traitement du signal par un réseau d'interconnexion, caractérisé en ce que la réalisation du réseau d'interconnexion comprend les étapes suivantes : - la réalisation de M substrats diélectriques sur chacun desquels sont réalisées N pistes conductrices et une fenêtre laissant localement à nu les pistes conductrices ;
- l'empilement des M substrats diélectriques conduisant à l'obtention d'une cavité correspondant à l'empilement des M fenêtres ;
- le remplissage de la cavité préformée par un matériau isolant électrique et absorbant acoustique ;
- la découpe de l'empilement des M substrats diélectriques au niveau d'un plan (Pc) situé dans la cavité remplie de matériau isolant et absorbant acoustique.
10. Procédé de réalisation d'une sonde acoustique selon la revendication 9, caractérisée en ce que les M supports diélectriques sont des circuits imprimés.
11. Procédé de réalisation d'une sonde acoustique selon l'une des revendications 9 ou 10, caractérisé en ce qu'il comprend :
- le dépôt d'une couche conductrice à la surface de la partie (1 ) du réseau d'interconnexion ;
- le collage d'une couche de matériau piézoélectrique ;
- la découpe des couches conductrice et piézoélectrique, selon N- 1 direction Dy ;
- le collage d'une lame quart d'onde sur l'ensemble de la surface de la couche piézoélectrique découpée en N éléments ;
- la découpe selon M-1 directions (Dx) des trois épaisseurs de couche conductrice, couche piézoélectrique et lame quart d'onde.
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