用于检测X射线辐射的模块组件制造技术

一种用于检测X射线辐射的模块组件(10)，其包括X射线传感器(100)，该X射线传感器(100)被配置为接收X射线辐射的光子并响应于接收到的光子提供电信号。该模块组件(10)还包括用于处理电信号的系统级封装结构(200)，该系统级封装结构(200)包括以堆叠构造布置在所述系统级封装结构(200)中的输入/输出端子(201)、第一中介层(210)、第二中介层(220)和集成电路(230)。该封装结构(200)能够在所有的四个侧面上进行组装，因此其是四侧可对接的，使得连续模块能够安装在所有的四个侧面上而像素件之间而没有间隙，以从X射线传感器(100)的大型像素化检测器读取数据。素化检测器读取数据。素化检测器读取数据。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于检测X射线辐射的模块组件


[0001]本公开涉及一种用于检测X射线辐射的模块组件，该模块组件可用于计算机断层扫描应用。本公开还涉及一种X射线检测器，以及一种包括该X射线检测器的用于医疗诊断的设备。该公开还涉及一种用于制造用于检测X射线辐射的模块组件的方法。

技术介绍

[0002]在X射线设备中，由X射线源发出的X射线辐射在穿过物体(例如人体组织)后被检测和评估。在X射线诊断中，计算机断层扫描长期以来一直被用于拍摄高分辨率X射线图像。
[0003]传统的计算机断层扫描仪使用间接转换原理将X射线的光子转换为电信号。首先利用闪烁体材料将X射线转换为可见光，然后将可见光转换为电信号。
[0004]新一代计算机断层扫描仪采用直接转换原理。在所谓的光子计数计算机断层扫描中，使用将X射线辐射直接转换为电荷的检测器材料。在光子计数系统中，检测并计数单个X射线光子事件，其中，响应取决于允许获得光谱信息的光子能量。
[0005]在传统的计算机断层扫描以及光子计数计算机断层扫描中，需要大型的X射线检测器。大型X射线检测器的组装需要四个侧面可对接模块，以允许向所有方向扩展检测器的成像区域。连续模块能够安装在所有的四个侧面上，而像素件之间没有间隙。
[0006]期望能够提供用于检测X射线辐射的模块组件，该模块组件具有四侧可对接封装，所述四侧可对接封装允许构建例如可以用于计算机断层扫描的具有大检测器区域的X射线检测器。
[0007]另一期望是提供例如可以用于计算机断层扫描的具有大检测器区域的X射线检测器。
[0008]另一期望是提供具有大型X射线检测器的用于医疗诊断的设备，其以非常高的计数率运行。
[0009]此外，还需要提供具有成本效益的方法以用于制造用于检测X射线辐射的模块组件。

技术实现思路

[0010]用于检测X射线辐射的模块组件具有四侧可对接配置，以允许构建在权利要求1中所指定的大型X射线检测器。
[0011]用于检测X射线辐射的模块组件包括X射线传感器，该传感器被配置为接收X射线辐射的光子并提供响应于接收到的光子的电信号。该模块组件还包括用于处理该电信号的系统级封装结构。该系统级封装结构包括输入/输出端子、第一中介层、第二中介层和集成电路。第一中介层、第二中介层和集成电路以堆叠构造布置在所述系统级封装结构中。
[0012]集成电路被配置用来评估电信号。第一中介层被配置为在X射线传感器与集成电路之间提供电连接。第二中介层被配置为在集成电路与输入/输出端子之间提供电连接。
[0013]该模块组件具有系统级封装结构，该系统级封装结构允许构建四侧可对接模块，
所述四侧可对接模块从X射线传感器的大型像素化检测器读取数据。封装结构能在所有的四个侧面上进行组装，因此其是四侧可对接的。因此能够将多个模块组件并排地布置以形成X射线检测器的大型连续X射线敏感区域。
[0014]该封装结构允许在封装结构相对的两侧上、尤其是在封装结构的顶部和底部上连接X射线传感器和输入/输出/电源连接。在封装结构的顶部与底部之间的电连接是在封装内建立的。
[0015]与在硅通孔方法中集成电路被直接安装(例如直接焊接)到X射线传感器相比，相较于该方法，所提出的系统级封装结构不需要匹配集成电路和X射线传感器的尺寸。系统级封装结构允许轻松适应所使用的X射线传感器。如果X射线传感器的设计发生变化，则只需要更换第一/顶部中介层，而更复杂的集成电路则能保持不变。这意味着X射线传感器尺寸或像素间距的变化不需要对集成电路进行完整的重新设计。
[0016]包括输入/输出端子、第一中介层和第二中介层以及集成电路的系统级封装结构被配置为单个可测试单元，其功能能够在包括系统级封装结构和X射线传感器的完整模块组装完成之前进行测试，从而显著提高产出。
[0017]此外，该系统级封装结构允许集成多个电气元件，例如集成用于温度调节的加热元件或直接在封装内集成检测器系统可能需要的无源电路元件。
[0018]在下文中，说明了该模块组件的几个实施例。
[0019]根据模块组件的实施例，第一中介层具有第一侧/顶侧和与第一侧相对的第二侧/底侧，所述第一侧/顶侧用于提供与X射线传感器的电连接。集成电路布置在第一中介层的第二侧上。
[0020]第二中介层具有第一侧/顶侧和与第一侧相对的第二侧/底侧。输入/输出端子布置在第二中介层的第二侧/底侧上。第一中介层和第二中介层堆叠在一起，使得第二中介层的第一侧/顶侧面向第一中介层的第二侧/底侧。
[0021]系统级封装结构在第一中介层的第一侧/顶侧和第二中介层的第二侧/底侧上具有输入/输出连接，使得X射线传感器能够安装在第一中介层的第一侧/顶侧上，而用于输入/输出或电源的外部连接能够设置在第二中介层的第二侧/底侧上。
[0022]第一中介层和第二中介层彼此间隔地布置。根据模块组件的实施例，系统级封装结构包括布置在第一中介层与第二中介层之间的至少一个互连元件，以在第一中介层的第二侧/底侧与第二中介层的第一侧/顶侧之间提供电连接。第一中介层与第二中介层之间的互连元件可以配置为铜球或焊锡球。
[0023]电信号也可以在第一中介层和第二中介层的第一侧/顶侧和第二侧/底侧之间传输。为此，第一中介层包括将集成电路电耦合到X射线传感器的第一导电路径和将集成电路电耦合到互连元件的第二导电路径。第二中介层包括将互连元件电耦合到第二中介层的第二侧/底侧上的输入/输出端子的第三导电路径。
[0024]根据模块组件的可能实施例，系统级封装结构包括至少一个屏蔽层，以将第一导电层与第二导电层屏蔽。该屏蔽层可以布置在第一中介层内部或集成电路的表面上。提供屏蔽层以避免在第一导电层和第二导电层上传输的非常小的信号电平之间的相互干扰。
[0025]根据模块组件的实施例，系统级封装结构包括无源电路元件。该无源电路元件可以布置在第一中介层的第二侧/底侧上或在第二中介层的第一侧/顶侧上。
[0026]根据模块组件的另一实施例，系统级封装结构包括被布置在第一中介层与第二中介层之间的模制复合物。
[0027]该模制复合物允许第一中介层与第二中介层之间的固定连接，从而将系统级封装结构的整个装置固定在一起。互连元件(例如铜球或焊锡球)，和/或无源电路元件可以嵌入该模制复合物中。
[0028]根据模块组件的另一可能实施例，系统级封装结构包括用于温度调节的加热元件。该加热元件可以设置在第一中介层的第一侧和第二侧中的至少一个上或在第二中介层的第一侧和第二侧之一上，或者根据另一实施例，该加热元件可以设置在第一中介层或第二中介层的内部。
[0029]根据模块组件的可能实施例，在系统级封装结构的横截面视图中，该加热元件被布置成在第一中介层和第二中介层的整个区域上延伸。
[0030]根据模块组件的另一可能实施例，在系统级封装结构的横截面视图中，该加热元件被布置成在第一中介层或第二中介层的相应区域上延伸，从模块组件的顶部看，所述相应本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于检测X射线辐射的模块组件，包括：
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X射线传感器(100)，其被配置为接收X射线辐射的光子并响应于接收到的光子提供电信号，
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系统级封装结构(200)，其用于处理所述电信号，所述系统级封装结构(200)包括输入/输出端子(201)、第一中介层(210)、第二中介层(220)和集成电路(230)，所述第一中介层(210)、所述第二中介层(220)和所述集成电路(230)以堆叠构造布置在所述系统级封装结构(200)中，
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其中，所述集成电路(230)被配置用于评估所述电信号，
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其中，所述第一中介层(210)被配置成在所述X射线传感器(100)与所述集成电路(230)之间提供电连接，
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其中，所述第二中介层(220)被配置成在所述集成电路(230)与所述输入/输出端子(201)之间提供电连接。2.根据权利要求1所述的模块组件，
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其中，所述第一中介层(210)具有第一侧和与所述第一侧相对的第二侧，所述第一侧用于提供与所述X射线传感器(100)的电连接，所述集成电路(230)布置在所述第一中介层(210)的第二侧上，
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其中，所述第二中介层(220)具有第一侧和与所述第一侧相对的第二侧，所述输入/输出端子(201)布置在所述第二中介层(220)的第二侧上，
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其中，所述第一中介层(210)和第二中介层(220)是堆叠的，使得所述第二中介层(220)的第一侧面向所述第一中介层(210)的第二侧。3.根据权利要求2所述的模块组件，
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其中，所述第一中介层(210)和第二中介层(220)彼此间隔地布置，
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其中，所述系统级封装结构(200)包括布置在所述第一中介层(210)和第二中介层(220)之间的至少一个互连元件(241)，以在所述第一中介层(210)的第二侧与所述第二中介层(220)的第一侧之间提供电连接。4.根据权利要求1至3中任一项所述的模块组件，
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其中，所述第一中介层(210)包括将所述集成电路(230)电耦合到X射线传感器(200)的第一导电路径(241)和将所述集成电路(230)电耦合到互连元件(241)的第二导电路径(242)，
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其中，所述第二中介层(220)包括将所述互连元件(241)电耦合到所述输入/输出端子(201)的第三导电路径(243)。5.根据权利要求3或4所述的模块组件，其中，所述互连元件(240)被配置为铜球或焊锡球。6.根据权利要求1至5中任一项所述的模块组件，其中，所述系统级封装结构(200)包括被布置在所述第一中介层(210)和第二中介层(220)之间的模制复合物(250)。7.根据权利要求2至6中任一项所述的模块组件，其中，所述系统级封装结构(200)包括无源电路元件(260)，所述无源电路元件(260)被布置在所述第一中介层(210)的第二侧上或在所述第二中介层(220)的第一侧...

【专利技术属性】
技术研发人员：爱德华，
申请(专利权)人：AMS欧司朗有限公司，
类型：发明
国别省市：