基于前照式光电二极管阵列的CT探测模块及相应的多排CT机制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于前照式光电二极管阵列的CT探测模块，包括前照式光电二极管阵列、控制单元、模拟

【技术实现步骤摘要】
基于前照式光电二极管阵列的CT探测模块及相应的多排CT机


[0001]本技术涉及一种基于前照式光电二极管阵列的CT探测模块，同时也涉及包括该CT探测模块的多排CT机，属于CT


技术介绍

[0002]CT(Computed Tomography，计算机断层扫描)探测模块是CT机的核心部件之一。它直接接收X射线穿过待扫描物体后的光子信号，将它们转换成相应的电信号。一个典型的CT探测模块包括闪烁体、光电二极管阵列和电路部分等。
[0003]目前，多排CT机(简写为MDCT)中的CT探测模块通常采用背照式光电二极管。其中，每个光电二极管(photo diode，简写为PD)对应一个像素，该像素所对应的引线焊盘位于感光面的背面，因此采用类似于表面贴装的工艺直接将每个像素焊接在电路板上，可以省去引线键合(Wire Bonding)的工艺。但是，背照式光电二极管因其流片工艺复杂，对原始硅片的要求更高，所以制造成本会显著高于前照式光电二极管。另外，由于背照式光电二极管的芯片厚度会影响成像质量，所以背照式光电二极管的芯片通常很薄，因此芯片面积不能过大，否则将容易导致芯片碎裂。在将背照式光电二极管的芯片贴装到PCB焊盘时，为了保证芯片的完整性、足够的贴装精度、以及引线焊盘与PCB焊盘结合的牢固性，贴装工艺相较前照式光电二极管的组装复杂程度显著提高，一般都需要用到复杂且昂贵的高端贴片设备。以上诸多因素，直接导致基于背照式光电二极管的CT探测模块的成本显著高于基于前照式光电二极管的CT探测模块。
[0004]前照式光电二极管虽然具有制造和组装的工艺简单、成本更低的优势，但是在现有工艺中，PCB制造技术限制了引线键合工艺的焊盘密度不能太大，引线键合工艺限制了键合线长度不宜过长，层数不能过多。因此，前照式光电二极管通常只被应用于32排以下的CT探测模块上。此外，现有多排CT机中的CT探测模块中，通常模拟
‑
数字转换器(简写为ADC)的输出通道数量需要与CT探测模块的实际像素数量相等。每个像素所对应的引线焊盘位于感光面的同一侧，因此需要通过引线键合工艺引出到PCB基板上。由于PCB制造工艺的限制，PCB焊盘密度无法做到与像素的引线焊盘密度一样大，因此当前照式光电二极管的数量增加时，通常要增加PCB基板上的焊盘排数来引出所有的像素，但是焊盘的排数会受到引线键合工艺的限制。

技术实现思路

[0005]本技术所要解决的首要技术问题在于提供一种基于前照式光电二极管阵列的CT探测模块。
[0006]本技术所要解决的另一技术问题在于提供一种包括上述CT探测模块的多排CT机。
[0007]为了实现上述目的，本技术采用下述的技术方案：
[0008]根据本技术实施例的第一方面，提供一种基于前照式光电二极管阵列的CT探
测模块，用在多排CT机中，包括前照式光电二极管阵列、控制单元、模拟
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数字转换器和现场可编程逻辑阵列；其中，
[0009]所述前照式光电二极管阵列包括多个像素组，每个像素组包括至少两个像素；
[0010]所述控制单元包括多个与所述像素组一一对应的分时控制开关，每个像素组中的各个像素通过各自的信号通路连接相应的分时控制开关；
[0011]各所述分时控制开关在所述现场可编程逻辑阵列发出的控制信号的作用下，分时选通其中的一条信号通路，将所述像素产生的光电信号传输给所述模拟
‑
数字转换器；
[0012]所述模拟
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数字转换器将所述光电信号转换为数字信号并发送给现场可编程逻辑阵列。
[0013]其中较优地，所述像素的引线焊盘与所述控制单元的部分焊盘通过引线键合方式连接，所述控制单元的另一部分焊盘通过引线键合方式连接PCB基板上的PCB焊盘。
[0014]其中较优地，在所述光电信号分时输出的过程中，每个像素组中的不同像素分别与同一个分时控制开关配合，形成不同时打开也不同时关闭的不同信号通路。
[0015]其中较优地，所述分时控制开关由二选一模拟开关实现；其中，二选一模拟开关的控制端连接所述现场可编程逻辑阵列，两个输入端分别通过引线键合方式连接像素组中的两个像素的阳极，输出端通过引线键合方式连接所述模拟
‑
数字转换器。
[0016]其中较优地，所述分时控制开关由MOS管实现，并且在其中一个信号通路上加入非门。
[0017]其中较优地，利用所述MOS管中的结电容，存储像素组中被断开信号通路的像素在断开期间产生的电荷。
[0018]其中较优地，所述模拟
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数字转换器将所述数字信号发送给所述现场可编程逻辑阵列的时间间隔不大于所述模拟
‑
数字转换器的最小积分时间。
[0019]其中较优地，所述分时控制开关的信号通路切换周期不大于所述模拟
‑
数字转换器的最小积分时间。
[0020]其中较优地，所述控制单元在未经封装的硅片上实现。
[0021]根据本技术实施例的第二方面，提供一种包括上述CT探测模块的多排CT机。
[0022]与现有技术相比较，本技术所提供的基于前照式光电二极管阵列的CT探测模块通过加入用于实现分时复用控制的控制单元，可以通过同一个输出通道向模拟
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数字转换器分时输出每个像素所产生的光电信号，从而降低了对输出通道的数量和密度要求，避免了引线键合的工艺限制。利用本技术提供的技术方案，可以将模拟
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数字转换器的输出通道数量减小到实际像素数量的一半甚至更少，使用传统的前照式光电二极管阵列的组装工艺就能够满足多排CT机中的CT探测模块的生产要求，显著降低CT探测模块的制造成本及封装工艺难度。另外，该CT探测模块利用MOS管自身的结电容以及微弱的正向电压，可以将像素在信号通路断开期间产生的电荷都存储起来，保证采样信号不会产生损耗。
附图说明
[0023]图1为本技术的一个实施例中，基于前照式光电二极管阵列的CT探测模块的电路示意图；
[0024]图2为本技术的一个实施例中，前照式光电二极管阵列的引线焊盘与PCB焊盘
之间的引线示意图；
[0025]图3为本技术的一个实施例中，基于前照式光电二极管阵列的CT探测模块的控制单元分时控制开关的电路连接示意图；
[0026]图4为本技术的一个实施例中，基于前照式光电二极管阵列的CT探测模块的控制单元实现分时复用的时序示意图；
[0027]图5为本技术的一个实施例中，基于前照式光电二极管阵列的CT探测模块的控制单元与每个像素之间的连接示意图；
[0028]图6是包括上述CT探测模块的多排CT机的示例图。
具体实施方式
[0029]下面结合附图和具体实施例对本技术的
技术实现思路
进行详细具体的说明。
[0030]本技术实施例首先提供一种基于前照式光电二极管阵列的CT本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于前照式光电二极管阵列的CT探测模块，用在多排CT机中，其特征在于包括前照式光电二极管阵列、控制单元、模拟
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数字转换器和现场可编程逻辑阵列；其中，所述前照式光电二极管阵列包括多个像素组，每个像素组包括至少两个像素；所述控制单元包括多个与所述像素组一一对应的分时控制开关，每个像素组中的各个像素通过各自的信号通路连接相应的分时控制开关；各所述分时控制开关在所述现场可编程逻辑阵列发出的控制信号的作用下，分时选通其中的一条信号通路，将所述像素产生的光电信号传输给所述模拟
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数字转换器；所述模拟
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数字转换器将所述光电信号转换为数字信号并发送给现场可编程逻辑阵列。2.如权利要求1所述的CT探测模块，其特征在于：所述像素的引线焊盘与所述控制单元的部分焊盘通过引线键合方式连接，所述控制单元的另一部分焊盘通过引线键合方式连接PCB基板上的PCB焊盘。3.如权利要求1所述的CT探测模块，其特征在于：在所述光电信号分时输出的过程中，每个像素组中的不同像素分别与同一个分时控制开关配合，形成不同时打开也不同时关闭的不同信号通路。4.如权利要求1所述的CT探测模块...

【专利技术属性】
技术研发人员：商海明，李超，刘建军，
申请(专利权)人：芯晟捷创光电科技常州有限公司，
类型：新型
国别省市：