一种基于CMOS的X光数字图像传感器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于CMOS的X光数字图像传感器，包括掺杂碘化铊的碘化铯闪烁体晶体薄膜和光学反射薄膜；掺杂碘化铊的碘化铯闪烁体晶体薄膜直接蒸镀于CMOS图像传感器芯片的感光面上，光学反射膜蒸镀于闪烁体晶体膜上。本实用新型专利技术通过在CMOS芯片的感光面上直接蒸镀微量掺杂碘化铊的碘化铯闪烁体薄膜，可以实现碘化铯闪烁体薄膜与CMOS感光面的紧密的光学耦合，提高了X光图像传感器的光电转换效率和图像光学分辨率，并且，光学耦合效率的一致性、均匀性都超过传统方式。此外，由于对图像传感器模组整体进行了纳米级防护镀膜，从而大大提高了对碘化铯闪烁体晶体薄膜的防水或防湿气保护性能；实现在恶略环境下正常工作的目标。

【技术实现步骤摘要】
一种基于CMOS的X光数字图像传感器
本技术属于X光数字图像传感器
，具体涉及一种基于CMOS的X光数字图像传感器。
技术介绍
采用CMOS图像采集芯片的数字化X光图像传感器正在广泛应用于工业无损检测、医疗诊断、安全检查、科学研究等领域。目前广泛应用的CMOS的X光数字图像传感器，主要是采用在非晶碳基板、或铝基板、或光纤面板(FiberOpticPlate、或简称FOP)上蒸镀碘化铯闪烁体材料，然后，将基板材料是非晶碳和铝基板的碘化铯闪烁体晶体薄膜面向CMOS和CCD图像芯片进行接触式光学耦合从而制成X光数字图像传感器；或将基板是FOP的未蒸镀碘化铯闪烁体的光面面向CMOS和CCD图像芯片进行光学耦合从而制成X光数字图像传感器。此外，专利CN101916767和CN102547150揭示了用镀有荧光材料的光纤锥与CMOS和CCD图像芯片进行接触式光学耦合，从而实现X光数字图像传感器。目前的这些传统的接触式耦合普遍存在耦合效率不均匀、不一致、重复性不好的问题。同时，夹在CMOS图像芯片与碘化铯闪烁体之间的封装薄膜造成图像分辨率下降。另外，目前的X光数字图像传感器没有进行彻底的阻隔保护，在腐蚀性气体、潮气等恶劣环境下易受腐蚀，影响传感器的使用寿命和稳定工作。
技术实现思路
针对现有制备技术的缺陷和不足，本技术的目的是提供一种基于CMOS的X光数字图像传感器，解决了现有的接触式光学耦合结构中固有的耦合不均匀、耦合效率低造成的图像品质问题，以及现有传感器对腐蚀性气体、潮气的阻隔性能差的问题。为了实现上述目的，本技术采用如下技术方案予以实现：一种基于CMOS的X光数字图像传感器，包括掺杂碘化铊的碘化铯闪烁体晶体薄膜和光学反射薄膜；所述的掺杂碘化铊的碘化铯闪烁体晶体薄膜设于CMOS图像传感器芯片的感光面上，所述的光学反射薄膜设于掺杂碘化铊的碘化铯闪烁体晶体膜上。进一步的，所述的掺杂碘化铊的碘化铯闪烁体晶体薄膜的厚度为100～400μm。进一步的，所述的光学反射薄膜的厚度为20～50nm。进一步的，还包括由电路板、CMOS芯片基底、CMOS图像传感器芯片、前置驱动电路、外围控制电路、柔性电缆和电缆构成的模组；所述的外围控制电路的一端通过柔性电缆与前置驱动电路连接，外围控制电路的另一端通过电缆与用户接口连接。进一步的，所述的模组表面设有防护膜。进一步的，所述的防护膜为聚对二甲苯纳米级防护膜。进一步的，所述的掺杂碘化铊的碘化铯闪烁体晶体薄膜和光学反射薄膜完全覆盖CMOS图像传感器芯片感光面的表面。一种用于上述传感器的闪烁体晶体薄膜蒸镀用的掩盖装置，包括主体板，所述的主体板上设有凹槽，所述的传感器设于凹槽中，所述的主体板上连接有掩盖板，所述的掩盖板将除了CMOS图像传感器芯片的感光面之外的其他构件覆盖。进一步的，还包括连接在主体板上的连接轴。进一步的，所述的掩盖板和主体板可活动连接。与现有技术相比，本技术的有益效果是：(1)本技术通过在CMOS芯片的感光面上直接蒸镀微量掺杂碘化铊的碘化铯闪烁体薄膜，可以实现碘化铯闪烁体薄膜与CMOS感光面的紧密的光学耦合，并且，光学耦合效率的一致性、均匀性都超过传统方式。(2)本技术由于对图像传感器模组整体进行了纳米级防护镀膜，从而大大提高了对碘化铯闪烁体晶体薄膜的防水或防湿气保护性能；同时，对柔性电缆(FPC)与传感器芯片之间的绑定电连接进行了纳米级有效的抗腐蚀保护，从而大大提高了电连接部分金属电极的抗腐蚀能力，从而实现在恶略环境下正常工作的目标。(3)本技术使用专用的闪烁体晶体薄膜蒸镀的掩盖装置，可以精确控制在芯片感光区域的镀膜尺寸，并遮挡其它区域不被蒸镀和保持洁净。附图说明图1为在CMOS感光面上直接镀覆有闪烁体晶体膜和光学反射膜的传感器模组。图2为本技术传感器的整体结构示意图。图3为将传感器安装在镀膜掩盖模具中的示意图。图4为本技术传感器镀膜的过程示意图。附图中各标号的含义：1-电路板，2-CMOS芯片基底，3-CMOS图像传感器芯片，4-掺杂碘化铊的碘化铯闪烁体晶体膜，5-光学反射膜，6-前置驱动电路，7-外围控制电路，8-柔性电缆，9-电缆，10-用户接口，11-纳米级防护膜，12-主体板，13-凹槽，14-掩盖板，15-连接轴，16-外壳，17-开口，18-碘化铯蒸发源，19-碘化铊蒸发源。以下结合实施例对本技术的具体内容作进一步详细解释说明。具体实施方式本技术的X光数字图像传感器中的掺杂碘化铊的碘化铯闪烁体晶体薄膜4和光学反射薄膜5的镀覆过程为：在CMOS图像芯片的感光面上用物理气象沉积(PVD)方式直接蒸镀微量掺杂碘化铊的碘化铯闪烁体晶体薄膜，从而使CMOS图像芯片能够采集X光图像；然后，在微量掺杂碘化铊的碘化铯闪烁体晶体薄膜上通过PVD的方法蒸镀金属氧化物反光薄膜(比如氧化镁、二氧化钛、硫酸钡等)，从而提高在碘化铯闪烁体中由X光激发的可见光光子向CMOS图像芯片感光区的传输率，提高基于CMOS的X光图像传感器的光感应灵敏度；通过柔性电缆8(FPC和COF)将已经蒸镀了碘化铯闪烁体的CMOS图像芯片与外围驱动电路、读出电路、和控制电路进行电连接构成模组；柔性电缆8可以是不带集成电路芯片的FPC，也可以是贴有集成电路芯片的COF。将完成的X光图像传感器模组通过化学气相沉积(CVD)方法蒸镀聚对二甲苯纳米级防护薄膜；将蒸镀纳米级防护膜的模组组装进具有密封设计的外壳16中，外壳防水，外壳上设有开口17，将用户接口10设在开口17处。从而实现整个X光数字图像传感器的防水能力和防腐蚀性气体的能力。以下给出本技术的具体实施例，需要说明的是本技术并不局限于以下具体实施例中，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本技术的保护范围。实施例1如图1至图2所示，本实施例给出一种基于CMOS的X光数字图像传感器，在电路板1上绑定CMOS芯片基底2、CMOS图像传感器芯片3和前置驱动电路6；在CMOS图像传感器芯片3的感光面上直接蒸镀掺杂碘化铊的碘化铯闪烁体晶体薄膜4，该掺杂碘化铊的碘化铯闪烁体晶体薄膜4上蒸镀光学反射薄膜5；外围控制电路7的一端通过柔性电缆8与前置驱动电路6连接，外围控制电路7的另一端通过电缆9与用户接口10连接。其中，掺杂碘化铊的碘化铯闪烁体晶体膜4的厚度为100～400μm；光学反射膜5的厚度为20～50nm。电路板1、CMOS芯片基底2、镀覆有闪烁体晶体膜和光学反射膜的CMOS图像传感器芯片3、前置驱动电路6、外围控制电路7、柔性电缆8和电缆9构成模组，在模组表面镀有聚对二甲苯纳米级防护膜11。实施例2如图3所示，本实施例给出一种实施例1中的X光数字传感器的闪烁体晶体薄膜蒸镀用的掩盖模具装置，该装置包括主体板11和连接在主体板12上的连接轴15，主体板11上设有凹槽13，传感器设于凹槽13中，主体板12上连接有掩盖板14，掩盖板14和主体板12可活动连接，方便拆卸掩盖板14和被镀膜的芯片，掩盖板14的开口尺寸与传感器中的芯片感光区3的尺寸吻合，同时将除了传感器芯片感光面3之外的其他构件遮盖。连接轴15安装在镀膜真空设备的转动电机机械接口上，在镀膜过程中由电机带动连接轴15做转动，从而使CMOS的镀本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于CMOS的X光数字图像传感器，其特征在于：包括掺杂碘化铊的碘化铯闪烁体晶体薄膜(4)和光学反射薄膜(5)；所述的掺杂碘化铊的碘化铯闪烁体晶体薄膜(4)设于CMOS图像传感器芯片(3)的感光面上，所述的光学反射薄膜(5)设于掺杂碘化铊的碘化铯闪烁体晶体薄膜(4)上。

【技术特征摘要】
1.一种基于CMOS的X光数字图像传感器，其特征在于：包括掺杂碘化铊的碘化铯闪烁体晶体薄膜(4)和光学反射薄膜(5)；所述的掺杂碘化铊的碘化铯闪烁体晶体薄膜(4)设于CMOS图像传感器芯片(3)的感光面上，所述的光学反射薄膜(5)设于掺杂碘化铊的碘化铯闪烁体晶体薄膜(4)上。2.如权利要求1所述的基于CMOS的X光数字图像传感器，其特征在于：所述的掺杂碘化铊的碘化铯闪烁体晶体薄膜(4)的厚度为100～400μm。3.如权利要求1所述的基于CMOS的X光数字图像传感器，其特征在于：所述的光学反射薄膜(5)的厚度为20～50nm。4.如权利要求1所述的基于CMOS的X光数字图像传感器，其特征在于：还包括由电路板(1)、CMOS芯片基底(2)、CMOS图像传感器芯片(3)、前置驱动电路(6)、外围控制电路(7)、柔性电缆(8)和电缆(9)构成的模组；所述的外围控制电路(7)的一端通过柔性电缆(8)与前置驱动电路(6)连接，外围控制电路(7)的另一端通过电缆(9)与用户接口(10)连接。...

【专利技术属性】
技术研发人员：段明浩，
申请(专利权)人：西安瀚维光电科技有限公司，
类型：新型
国别省市：陕西,61