半导体X射线检测器的封装制造技术

本文公开图像感测器(9000)，其包括：设置在多个层中的多个封装(200)；其中该封装(200)中的每个包括安装在印刷电路板(PCB)(400)上的X射线检测器(100)；其中封装(200)安装在一个或多个系统PCB(450)上；其中在包含多个封装(200)中的多个X射线检测器(100)的区域内，多个层中的每个中的封装(200)的死区被其他层中的封装(200)遮蔽。

Packaging of Semiconductor X-ray Detector

An image sensor (9000) is disclosed herein, which includes: multiple packages (200) arranged in multiple layers; each of the packages (200) includes an X-ray detector (100) mounted on a printed circuit board (PCB) (400); where the package (200) is mounted on one or more systems PCB (450); and in an area containing multiple X-ray detectors (100) in multiple packages (200), in multiple layers. The dead zone of each package (200) is obscured by the package (200) in the other layers.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】半导体X射线检测器的封装
本公开涉及X射线检测器，特别涉及封装半导体X射线检测器的方法。
技术介绍
X射线检测器可以是用于测量X射线的通量、空间分布、光谱或其他性质的设备。X射线检测器可用于许多应用。一个重要应用是成像。X射线成像是放射摄影技术并且可以用于揭示组成不均匀和不透明物体(例如人体)的内部结构。早期用于成像的X射线检测器包括照相底片和照相胶片。照相底片可以是具有感光乳剂涂层的玻璃底片。尽管照相底片被照相胶片取代，由于它们所提供的优越品质和它们的极端稳定性而仍可在特殊情形中使用它们。照相胶片可以是具有感光乳剂涂层的塑胶胶片(例如，带或片)。在20世纪80年代，出现了光激励萤光板(PSP板)。PSP板可包含在它的晶格中具有色心的萤光材料。在将PSP板暴露于X射线时，X射线激发的电子被困在色心中直到它们受到在板表面上扫描的镭射光束的激励。在镭射扫描板时，捕获的激发电子发出光，其被光电倍增管收集。收集的光转换成数字图像。与照相底片和照相胶片相比，PSP板可以被重复使用。另一种X射线检测器是X射线图像增强器。X射线图像增强器的部件通常在真空中密封。与照相底片、照相胶片和PSP板相比，X射线图像增强器可产生即时图像，即不需要曝光后处理来产生图像。X射线首先撞击输入萤光体(例如，碘化铯)并且被转换成可见光。可见光然后撞击光电阴极(例如，包含铯和锑复合物的薄金属层)并且促使电子发射。发射电子数量与入射X射线的强度成比例。发射电子通过电子光学器件投射到输出萤光体上并且促使该输出萤光体产生可见光图像。闪烁体的操作与X射线图像增强器有些类似之处在于闪烁体(例如，碘化钠)吸收X射线并且发射可见光，其然后可以被对可见光合适的图像感测器检测到。在闪烁体中，可见光在各个方向上传播和散射并且从而降低空间分辨率。使闪烁体厚度减少有助于提高空间分辨率但也减少X射线吸收。闪烁体从而必须在吸收效率与分辨率之间达成妥协。半导体X射线检测器通过将X射线直接转换成电信号而在很大程度上克服该问题。半导体X射线检测器可包括半导体层，其在感兴趣波长吸收X射线。当在半导体层中吸收X射线光子时，产生多个载流子(例如，电子和空穴)并且在电场下，这些载流子被扫向半导体层上的电触点。现有的半导体X射线检测器(例如，Medipix)中需要的繁琐的热管理会使得具有大面积和大量像素的检测器难以生产或不可能生产。
技术实现思路
本文公开图像感测器，其包括：设置在多个层中的多个封装；其中这些封装中的每个包括安装在印刷电路板(PCB)上的X射线检测器；其中封装安装在一个或多个系统PCB上；其中在包含多个封装中的多个X射线检测器的区域内，多个层中的每个中的封装的死区被其他层中的封装遮蔽。根据实施例，封装与一个或多个系统PCB平行。根据实施例，封装相对于一个或多个系统PCB倾斜。根据实施例，层中的至少一个中的封装成行设置。根据实施例，这些行中的至少一个中的封装彼此部分重叠。根据实施例，在该行中的封装之中，一个封装的死区的一部分被它的相邻封装遮蔽。根据实施例，不同层中的封装安装在不同系统PCB上。根据实施例，设置封装使得在区域中入射的光可被封装中的至少一个检测到。根据实施例，设置封装使得在区域中入射的光可被封装中的至少两个检测到。根据实施例，封装中的至少一些各自包括安装在PCB上的多个X射线检测器。根据实施例，至少一个封装的X射线检测器包括周边区，其中在该周边区中入射的光不能被X射线检测器检测到。根据实施例，封装通过线接合安装在一个或多个系统PCB上。根据实施例，封装的形状是矩形。根据实施例，封装的形状是六边形。根据实施例，封装通过插头和插座安装在一个或多个系统PCB上。根据实施例，封装通过插头、间隔器和插座安装在一个或多个系统PCB上。根据实施例，封装中的至少一个的X射线检测器包括X射线吸收层和电子层；其中该X射线吸收层包括电极；其中电子层包括电子系统；其中该电子系统包括：第一电压比较器，其配置成将电极的电压与第一阈值比较；第二电压比较器，其配置成将该电压与第二阈值比较；计数器，其配置成记录到达X射线吸收层的X射线光子的数目；控制器；其中该控制器配置成从第一电压比较器确定电压的绝对值等于或超出第一阈值的绝对值的时间启动时间延迟；其中控制器配置成在时间延迟期间启动第二电压比较器；其中控制器配置成如果第二电压比较器确定电压的绝对值等于或超出第二阈值的绝对值则促使计数器记录的数目增加一。根据实施例，电子系统进一步包括电容器模组，其电连接到电极，其中该电容器模组配置成从电极收集载流子。根据实施例，控制器配置成在时间延迟开始或终止时启动第二电压比较器。根据实施例，电子系统进一步包括电压表，其中控制器配置成在时间延迟终止时促使电压表测量电压。根据实施例，控制器配置成基于在时间延迟终止时测量的电压值确定X射线光子能量。根据实施例，控制器配置成使电极连接到电接地。根据实施例，电压变化率在时间延迟终止时大致为零。根据实施例，电压变化率在时间延迟终止时大致为非零。本文公开这样的系统，其包括本文公开的图像感测器和X射线源，其中该系统配置成对人的胸部或腹部进行X射线放射摄影。本文公开这样的系统，其包括本文公开的图像感测器和X射线源，其中该系统配置成对人的口腔进行X射线放射摄影。本文公开货物扫描或非侵入式检查(NII)系统，其包括本文公开的图像感测器和X射线源，其中该货物扫描或非侵入式检查(NII)系统配置成使用背散射X射线形成图像。本文公开货物扫描或非侵入式检查(NII)系统，其包括本文公开的图像感测器和X射线源，其中该货物扫描或非侵入式检查(NII)系统配置成使用透射通过被检查物体的X射线来形成图像。本文公开全身扫描器系统，其包括本文公开的图像感测器和X射线源。本文公开X射线电脑断层摄影(X射线CT)系统，其包括本文公开的图像感测器和X射线源。本文公开电子显微镜，其包括本文公开的图像感测器、电子源和电子光学系统。本文公开这样的系统，其包括本文公开的图像感测器，其中该系统是X射线望远镜或X射线显微镜，或其中该系统配置成进行乳房放射摄影、工业缺陷检测、显微放射摄影、铸件检查、焊缝检查或数字减影血管造影。【附图说明】图1A示意示出根据实施例的检测器的横截面图。图1B示意示出根据实施例的检测器的详细横截面图。图1C示意示出根据实施例的检测器的备选详细横截面图。图2示意示出根据实施例设备可具有像素阵列。图3示意示出根据实施例在检测器中的电子层的横截面图。图4A示意示出封装的顶视图，该封装包括检测器的一个副本和印刷电路板(PCB)。图4B示意示出图像感测器的横截面图，其中图4A的多个封装安装到另一个PCB。图5A和图5B示意示出根据实施例在图像感测器中的图4A的封装的多层设置。图6A和图6B示意示出根据实施例在图像感测器中的图4A的封装的多层设置。图7A和图7B示意示出根据实施例在图像感测器中的图4A的封装的多层设置。图8A示意示出封装的顶视图，该封装包括检测器的多个副本和印刷电路板(PCB)。图8B示意示出图像感测器的横截面图，其中图8A的多个封装安装到另一个PCB。图9A和图9B示意示出根据实施例在图像感测器中的图8A的封装的多层设置。图10A和图10B示意示出根据实施例在图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种图像感测器，其包括：设置在多个层中的多个封装；其中所述封装中的每个包括安装在印刷电路板(PCB)上的X射线检测器；其中所述封装安装在一个或多个系统PCB上；其中在包含所述多个封装中的多个X射线检测器的区域内，所述多个层中的每个中的封装的死区被其他层中的封装遮蔽。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种图像感测器，其包括：设置在多个层中的多个封装；其中所述封装中的每个包括安装在印刷电路板(PCB)上的X射线检测器；其中所述封装安装在一个或多个系统PCB上；其中在包含所述多个封装中的多个X射线检测器的区域内，所述多个层中的每个中的封装的死区被其他层中的封装遮蔽。2.如权利要求第1项的图像感测器，其中所述封装与所述一个或多个系统PCB平行。3.如权利要求第1项的图像感测器，其中所述封装相对于所述一个或多个系统PCB倾斜。4.如权利要求第1项的图像感测器，其中所述层中的至少一个中的封装成行设置。5.如权利要求第4项的图像感测器，其中所述行中的至少一个中的封装彼此部分重叠。6.如权利要求第5项的图像感测器，其中在所述行中的封装之中，一个封装的死区的一部分被它的相邻封装遮蔽。7.如权利要求第1项的图像感测器，其中不同层中的封装安装在不同系统PCB上。8.如权利要求第1项的图像感测器，其中设置所述封装使得在所述区域中入射的光可被所述封装中的至少一个检测。9.如权利要求第1项的图像感测器，其中设置所述封装使得在所述区域中入射的光可被所述封装中的至少两个检测到。10.如权利要求第1项的图像感测器，其中所述封装中的至少一些各自包括安装在所述PCB上的多个X射线检测器。11.如权利要求第1项的图像感测器，其中至少一个封装的X射线检测器包括周边区，其中在所述周边区中入射的光不能被所述X射线检测器检测到。12.如权利要求第1项的图像感测器，其中所述封装通过线接合安装在所述一个或多个系统PCB上。13.如权利要求第1项的图像感测器，其中所述封装的形状是矩形。14.如权利要求第1项的图像感测器，其中所述封装的形状是六边形。15.如权利要求第1项的图像感测器，其中所述封装通过插头和插座安装在所述一个或多个系统PCB上。16.如权利要求第1项的图像感测器，其中所述封装通过插头、间隔器和插座安装在所述一个或多个系统PCB上。17.如权利要求第1项的图像感测器，其中所述封装中的至少一个的X射线检测器包括X射线吸收层和电子层；其中所述X射线吸收层包括电极；其中所述电子层包括电子系统；其中所述电子系统包括：第一电压比较器，其配置成将所述电极的电压与第一阈值比较；第二电压比较器，其配置成将所述电压与第二阈值比较；计数器，其配置成记录到达所述X射线吸收层的X射线光子的数目；控制器；其中所述控制器配置成从所述第一电压比较器确定...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹培炎，刘雨润，
申请(专利权)人：深圳帧观德芯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44