检测器模块、检测器、成像设备和制造检测器模块的方法技术

本发明专利技术涉及一种检测器模块，包括：直接转换晶体(10)，其用于将入射光子转换成电信号，所述直接转换晶体具有沉积在第一表面上的阴极金属化层(100)和沉积在第二表面上的阳极金属化层(101)；集成电路(12)，其与所述直接转换晶体电通信，所述集成电路具有小于所述直接转换晶体的宽度，因此在所述集成电路的侧表面处在宽度方向上形成凹部(120)；内插器(11、11a)，其布置在所述直接转换晶体与所述集成电路之间，以用于在两者之间提供电通信，其中，所述内插器被制造成单独的元件，其与所述直接转换晶体的面向所述集成电路的阳极金属化层(101)胶合、钎焊或接合；和多引线柔性线缆(13、13a、13b、13c、13d)，其提供多个输出路径，所述多引线柔性线缆具有利用一个表面与所述直接转换晶体连接并且利用相反表面与所述集成电路(12)连接的第一部分(131、131a、131b、131c、131d)以及相对于第一部分弯曲并且布置在所述凹部中的第二部分(132)。

Detector Module, Detector, Imaging Equipment and Method of Manufacturing Detector Module

The invention relates to a detector module, which comprises a direct conversion crystal (10) for converting incident photons into electrical signals. The direct conversion crystal has a cathodic metallization layer (100) deposited on the first surface and an anodic metallization layer (101) deposited on the second surface. An integrated circuit (12) communicates with the direct conversion crystal electronically, and the integrated circuit has a smaller than the one. The width of the direct conversion crystal is described, so that a concave part (120) and an interpolator (11, 11a) are formed in the width direction on the side surface of the integrated circuit, which are arranged between the direct conversion crystal and the integrated circuit to provide electrical communication between them, in which the interpolator is manufactured as a separate element and integrated with the face of the direct conversion crystal toward the said integration. The anodic metallization layer (101) of the circuit is cemented, brazed or bonded; and the multi-lead flexible cables (13, 13a, 13b, 13c, 13d) provide multiple output paths. The multi-lead flexible cables have the first part (131, 131a, 131b, 131c, 131d) connected with the integrated circuit (12) using one surface and the direct conversion crystal, and the opposite surface, as well as the relative first part (131, 131a, 131b, 131c, 131d). A part is bent and arranged in the second part (132) of the concave part.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】检测器模块、检测器、成像设备和制造检测器模块的方法
本专利技术涉及一种检测器模块、检测器、成像设备和制造检测器模块的方法。
技术介绍
具有四侧可对接性的检测器模块是构建大面积检测器的先决条件，如用在X射线和CT成像设备(例如，用于医疗或工业成像)中的。对于能量集成检测器，这个问题通过使用(陶瓷)内插器(interposer)来解决，(陶瓷)内插器提供光电二极管阵列阳极触点到集成电路(通常为ASIC)的再分配，该集成电路小于(背照式)光电二极管阵列。在更先进的方法中，再分配功能在光电二极管阵列阳极的顶部上实施，使得可以避免(昂贵的)陶瓷内插器。这种更先进的方法导致在阳极触点与ASIC上的对应输入焊盘之间产生较短迹线长度。尽管较短迹线长度降低了ASIC的输入焊盘所见的电容性负载，并且因此有助于降低噪声，但是可用的模拟读出通道可以容易地处理由较长迹线长度引起的SNR。较短迹线长度可以允许降低ASIC的功耗，因为由于电容性负载降低而使SNR更高。对于光子计数光谱检测器，如(例如)在CT系统中使用的，在直接转换晶体(例如，CZT)传感器像素与读出ASIC的输入焊盘之间的较长迹线长度是不可容忍的，因为所产生的噪声将以不可接受的方式限制能量分离(energyseparation)能力；非常快的模拟放大器和显著更多的每面积像素限制了每像素的可用功率，使得与能量集成读出系统相比，只能容忍较小的电容性负载。然而，更重要的是，根据像素活动，长迹线也会引起像素间串扰。提供具有最小迹线长度的互连的直接方法是设计具有TSV(穿硅通孔)的ASIC。尽管对于某些大宗产品(手机相机、堆叠式存储器装置，…)，可便宜地获得TSV，但是对于相对量少的复杂医疗成像装置，并不容易以可接受的价格获得TSV。另外，在TSV的情况下，ASIC必须与传感器一样大，即使在所选择CMOS技术中用于像素的电子器件和所有像素共用的电子器件可能不需要所有可用空间，因此昂贵的芯片面积可能会被浪费，而只是为了支持TSV提供的背面接触。最后，为了获得具有TSV且具有足够厚度的ASIC，以使其机械稳固(这在组装期间是有帮助的)，TSV处理必须在CMOS处理之后进行，这通常需要第二个供应商。US2010/327173A1公开一种检测器模块，包括：直接转换晶体，该直接转换静态用于将入射光子转换成电信号，该直接转换晶体具有沉积在第一表面上的阳极层和沉积在第二表面上的阴极层；再分配层，该再分配层沉积在阳极层上，该再分配层被配置成使直接转换晶体的焊盘阵列布局适应预定的引线图案；集成电路，该集成电路与直接转换晶体电通信；和多个输入/输出电路径，该多个输入/输出电路径连接到再分配层以提供在成像模块与另一级互连件之间的连接性。可以将柔性尾线焊接到再分配层上的一个或多个对应的再分配周边焊盘，以为集成电路提供多个输入/输出电路径。US2009/080601A1公开了一种CT检测器，包括：直接转换材料，该直接转换材料被配置成在接收x射线时产生电荷；多个金属化阳极，该多个金属化阳极被配置成收集在直接转换材料中产生的电荷；至少一个读出装置；和再分配层，该再分配层具有多个电通路，该多个电通路被配置成将电荷从多个金属化阳极引导到至少一个读出装置。WO2016/066850A1公开了一种用于检测辐射信号的传感器装置。为了在维持四侧可对接能力的同时实现较高的信号完整性和成本效率，该传感器装置包括：传感器阵列，该传感器阵列包括多个检测器；传感器元件，该传感器元件用于将所接收的所述辐射信号转换成多个对应的电信号；内插器元件，该内插器元件在第一侧与第二侧之间侧向地延伸；和集成电路元件。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种能够在不使用TSV的情况下实现四侧可对接性并且可以容易且廉价地制造的检测器模块。本专利技术的另一目的是提供一种检测器、成像设备和制造检测器模块的方法。在本专利技术的第一方面中，给出了一种检测器模块，包括：-直接转换晶体，所述直接转换晶体用于将入射光子转换成电信号，所述直接转换晶体具有沉积在第一表面上的阴极金属化层和沉积在第二表面上的阳极金属化层，-集成电路，所述集成电路与所述直接转换晶体电通信，所述集成电路具有小于所述直接转换晶体的宽度，因此在所述集成电路的侧表面处在宽度方向上形成凹部，-内插器，所述内插器布置在所述直接转换晶体与所述集成电路之间以用于在两者之间提供电通信，其中所述内插器被制造成单独的元件，所述单独的元件与所述直接转换晶体的面向所述集成电路的阳极金属化层胶合、钎焊或接合，和-多引线柔性线缆，所述多引线柔性线缆提供多个输出路径，所述多引线柔性线缆具有利用一个表面与所述直接转换晶体连接并且利用相反表面与所述集成电路连接的第一部分以及相对于所述第一部分弯曲并且布置在所述凹部中的第二部分。在本专利技术的另一方面中，给出了一种包括多个如本文中所公开的检测器模块的检测器，所述检测器模块彼此毗邻地布置以形成检测器模块的平面阵列。在本专利技术的另一方面中，给出了一种包括如本文中所公开的检测器的成像设备。在本专利技术的另一方面中，给出了一种制造检测器模块的方法，包括：-将内插器制造成单独的元件，-通过胶合、钎焊或接合使所述内插器接触直接转换晶体的阳极金属化层，所述直接转换晶体被配置成将入射光子转换成电信号，所述直接转换晶体具有沉积在第一表面上的阴极金属化层和沉积在第二表面上的阳极金属化层，-将集成电路布置在所述内插器的背离所述直接转换晶体的表面侧上，所述内插器提供所述集成电路与所述直接转换晶体之间的电通信，所述集成电路具有小于所述直接转换晶体的宽度，因此在所述集成电路的侧表面处在宽度方向上形成凹部，-在所述凹部中布置多引线柔性线缆，所述多引线柔性线缆提供多个输出路径，其中所述多引线柔性线缆的第一部分利用一个表面与所述直接转换晶体连接并且利用相反表面与所述集成电路连接，并且将相对于所述第一部分弯曲的所述第二部分配置在所述凹部中。在从属权利要求中限定了本专利技术的优选实施例。应当理解，所要求保护的检测器、成像设备和方法具有与所要求保护的尤其是如从属权利要求中所定义的以及如本文中所公开的检测器模块类似和/或相同的优选实施例。本专利技术的要素之一是细的多引线柔性线缆，其允许小的弯曲半径。由于弯曲半径小，仅需要很小的空间来容纳该柔性线缆，使得毗邻检测器模块之间的空间可以最小化或保持非常小(例如，200μm)，因为柔性线缆可以至少部分地(即，其第二部分)布置在该集成电路中所形成的凹部中。本专利技术的另一要素是内插器的构造，该内插器尤其是最小化迹线长度的定制内插器，作为单独的元件，该内插器在单独的制造步骤中安装到直接转换晶体的阳极金属化层，即内插器不是沉积在直接转换晶体的阳极金属化层。在直接转换晶体上沉积再分配层是复杂的，因为晶体材料经常限制最大允许的处理温度；如果超过这个限制，则晶体的成像性能劣化。因此，与在US2010/327173A1中公开的检测器模块的制造过程相比，根据本专利技术，使用对各种元件的不同处理和不同的制造技术来制造检测器模块。根据本专利技术，所述内插器被胶合、钎焊或接合到所述直接转换晶体的面向所述集成电路的阳极金属化层。这通常可以包括胶合、钎焊和接合中的任何形式，接合包括(例如)热压接合、室温接合、与胶合组合的柱形凸本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种检测器模块，包括：‑直接转换晶体(10)，所述直接转换晶体用于将入射光子转换成电信号，所述直接转换晶体具有沉积在第一表面上的阴极金属化层(100)和沉积在第二表面上的阳极金属化层(101)，‑集成电路(12)，所述集成电路与所述直接转换晶体电通信，所述集成电路具有小于所述直接转换晶体的宽度，因此在所述集成电路的侧表面处在宽度方向上形成凹部(120)，‑内插器(11、11a)，所述内插器布置在所述直接转换晶体与所述集成电路之间以用于在两者之间提供电通信，其中所述内插器被制成单独的元件，所述单独的元件与所述直接转换晶体的面向所述集成电路的所述阳极金属化层(101)胶合、钎焊或接合，和‑多引线柔性线缆(13、13a、13b、13c、13d)，所述多引线柔性线缆提供多个输出路径，所述多引线柔性线缆具有利用一个表面与所述直接转换晶体连接并且利用相反表面与所述集成电路(12)连接的第一部分(131、131a、131b、131c、131d)，以及相对于所述第一部分弯曲并且布置在所述凹部中的第二部分(132)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.07.14 EP 16179411.01.一种检测器模块，包括：-直接转换晶体(10)，所述直接转换晶体用于将入射光子转换成电信号，所述直接转换晶体具有沉积在第一表面上的阴极金属化层(100)和沉积在第二表面上的阳极金属化层(101)，-集成电路(12)，所述集成电路与所述直接转换晶体电通信，所述集成电路具有小于所述直接转换晶体的宽度，因此在所述集成电路的侧表面处在宽度方向上形成凹部(120)，-内插器(11、11a)，所述内插器布置在所述直接转换晶体与所述集成电路之间以用于在两者之间提供电通信，其中所述内插器被制成单独的元件，所述单独的元件与所述直接转换晶体的面向所述集成电路的所述阳极金属化层(101)胶合、钎焊或接合，和-多引线柔性线缆(13、13a、13b、13c、13d)，所述多引线柔性线缆提供多个输出路径，所述多引线柔性线缆具有利用一个表面与所述直接转换晶体连接并且利用相反表面与所述集成电路(12)连接的第一部分(131、131a、131b、131c、131d)，以及相对于所述第一部分弯曲并且布置在所述凹部中的第二部分(132)。2.根据权利要求1所述的检测器模块，其特征在于，所述集成电路(12)被胶合、钎焊或接合到所述内插器(11)的面向所述集成电路的表面(110)。3.根据权利要求1所述的检测器模块，其特征在于，所述内插器(11)包括空腔(111)，并且所述多引线柔性线缆(13)的所述第一部分(131、131a、131b、131c、131d)至少部分地布置在所述空腔中。4.根据权利要求1所述的检测器模块，其特征在于，所述内插器(11、11a)被配置成刚性元件。5.根据权利要求1所述的检测器模块，其特征在于，所述多引线柔性线缆(13a、13c、13d)的所述第一部分(131、131a、131c、131d)被内插在所述内插器与所述集成电路之间，以用于在两者之间提供电通信。6.根据权利要求5所述的检测器模块，其特征在于，所述多引线柔性线缆(13a、13c、13d)的所述第一部分(131、131a、131c、131d)跨过所述集成电路的整个宽度内插在所述内插器与所述集成电路之间。7.根据权利要求1所述的检测器模块，其特征在于，所述第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·赫尔曼，R·斯特德曼布克，A·利夫内，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL