Method for Producing a Micromechanical Ultrasound Transducer and Ultrasound Transducer

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This patent describes a method for producing a micromachined ultrasonic transducer (MUT) using modular base cells arranged in a grid on a substrate. Each base cell contains an electrode and an electromechanical transducer element. The process allows for flexible separation of chips from the substrate along custom-defined lines and for post-process electrical interconnection or separation of these base cells. This approach enables the modular and customizable assembly of ultrasonic transducers in various sizes, shapes, and channel configurations, accommodating diverse application requirements without the need for expensive or time-consuming re-designs.

Use CasesContent extracted from patent full text and abstract with AI.

• Medical imaging equipment (e.g., ultrasound scanners)
• Non-destructive testing and evaluation (NDT) of materials or structures
• Industrial process monitoring using ultrasound sensors
• Optoacoustic and photoacoustic imaging in biological or medical research
• Miniaturized or custom-shaped ultrasonic sensors for robotics or automation
• Environmental or fluid flow monitoring with embedded sensors
• Wearable health monitoring devices using ultrasonic sensing
• Point-of-care diagnostic tools requiring customized transducers

BenefitsContent extracted from patent full text and abstract with AI.

• Highly modular and customizable ultrasonic transducer production
• Reduced manufacturing costs and time, especially for small and medium batch sizes
• No need for new photolithographic masks or entire process re-designs for custom chip geometries
• Fast development and delivery of application-specific ultrasonic transducer components
• 'Off the shelf' availability of base modules that can be quickly adapted to customer needs
• Enables rapid prototyping and scaling for diverse or unique end-use scenarios
• Greater accessibility of advanced MUT technology to SMEs and niche markets
• Ability to define electrical connections post-fabrication adds flexibility to system design

Technical Classifications (CPCs)

Inventors & Applicants

Patent Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines mikromechanischen Ultraschallwandlers und einen Ultraschallwandler. Der mikromechanische Ultraschallwandler wird aus mehreren modularen Basiszellen (1) auf einem Substrat (2) in einer mikrotechnologischen Fertigung per Dünnschichtabscheidung und lithografischem Verfahren gebildet wird, wobei eine Vielzahl von Basiszellen (1) rasterförmig auf einem Substrat (2) angeordnet sind und jede Basiszelle (1) mindestens eine Elektrode (3) und mindestens ein elektromechanischen Wandlerelement (4) aufweist und dass eine Gruppe von Basiszellen (1) einen Chip (15) bilden, wobei der Chip (15) aus dem Substrat (2) durch Auftrennen entlang wenigstens einer frei definierbaren Vereinzelungslinie (8) vereinzelt wird und- dass nebeneinander angeordnete Basiszellen (1) erst nach der mikrotechnologischen Fertigung mittels eines elektrischen Kontakts (6) miteinander kontaktiert werdenoder- dass die nebeneinander angeordneten Basiszellen in der mikrotechnologischen Fertigung elektrisch miteinander über einen Kontaktbereich (7) verbunden wurden und deren elektrische Verbindung nach der mikrotechnologischen Fertigung durch Trennung des Kontaktbereiches (7) getrennt werden.Der mikromechanische Ultraschallwandler weist mehrere zumindest teilweise rasterförmig angeordnete miteinander kontaktierte, mindestens eine Elektrode (3) und mindestens ein elektromechanisches Wandlerelement (4) aufweisende Basiszellen (1) auf, wobei eine Vielzahl von Basiszellen (1) auf einem Substrat (2) angeordnet sind und einen Chip (15) bilden, wobei die Basiszellen (1) auf Substratebene nicht elektrisch miteinander verbunden sind und dass der mikromechanische Ultraschallwandler durch wenigstens eine frei definierbare Vereinzelungslinie (8) randseitig begrenzt ist. (Figur 7)