专利名称：用于辐射检测器的检测模块和辐射检测器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于辐射检测器的检测模块以及一种带有这种检测模块的辐射检测器。
背景技术：
在X射线断层造影装置，例如计算机断层造影装置使用的辐射检测器通常由多个无缝地相互串接的检测模块组成。每个检测模块具有一个用于将射入的X射线份额转换为电信号的转换层，该转换层被像素状地构造以用于实现一定的位置分辨率。为了保证检测模块一定的机械稳定性，在转换层的沿射线入射方向的后侧设置一支承层。迄今为止，在计算机断层造影装置使用间接转化的转换层作为转换层。在这种类型的检测器中，辐射份额的转化分两步进行。在第一步中，X射线份额借助于闪光器吸收并转换为光学上可见的光脉冲。所产生的光脉冲接着在第二步通过与闪光器光学耦合的光电二极管阵列转换为电信号。以这种方式产生的信号通常在光电二极管阵列的后侧通过电触头读取，所述电触头分散布置在光电二极管阵列的表面上。因为在光电二极管阵列的这一侧也设置有支承层，信号为进一步处理必须穿过支承层传输到电子读取装置上。因此，光电二极管阵列这一侧上的触头首先通过粘结或焊接过程与支承层上相应的第一触头连接，并且在支承层内部通过金属连接导引至支承层底侧上相应的第二触头。该第二触头又通过粘结或焊接过程与电路板上的触点连接，所述触头通过加工在电路板中的印制导线导引到电子读取装置上。在检测模块的这种结构时，在转换层和电子读取装置之间传输信号需要高的制造开销。此外，在单个信号传输失效时也要考虑整个检测模块。

发明内容
本发明所要解决的技术问题是，这样地构造用于辐射检测器的检测模块和辐射检测器，使得为在转换层的触头和读取装置之间简单并且可靠地传输信号创造前提。为实现一定的位置分辨率，转换层像素状地构造。在此，对应于每个像素根据由所述像素点检测到的吸收结果产生电信号，该电信号可通过设置在背侧的触头读出。对应于每个像素也存在相应的触头，所述触头根据像素点的结构分散布置在检测模块的整个面上。本发明基于这样的认知，S卩，各个信号传输或整个检测模块的失效在许多情况下都是由于转换层和支承层之间的触头连接损坏引起的。在此，这种损坏可以通过转换层和支承层已有的各种热膨胀特性导致。由于在检测模块运行时以及在制造时的交变的热条件，在触头连接上产生机械应力，这会导致触头断裂。在此，发明人发现，如果将设置在转换层背侧的触头集中到明显较小的目标区域， 那么恰好能够显著地减少转换层和支承层之间的接触在交变的热条件下的损坏。在此，就转换层的面而言将目标区域布置在哪个位置上对于本发明是不重要的。一种有意义的变型在于，将目标区域定位在转换层的面的中央。按本发明的、用于辐射检测器的检测模块相应包括转换层，该转换层带有分散布置在背面的、用于传输电信号的触头，其中，所述触头通过转接布线(Umverdrahtimg)导引至比所述面更小的目标区域上的目标触点。在本发明中，背侧分布理解为层的这样一侧，该侧在检测模块按规定使用时从射线射入的方向看认为是该层的背侧。在此，转接布线优选在转接布线层中实现。这种转接布线可以通过在硅技术公知的标准过程实现，并且允许触头以小于100 μ m的间隔布置。因此可以根据检测模块尺寸， 通过转接布线将分散设置有触头的面减少103的因数。然后，触头连接由于热膨胀引起的机械应力也以相同的程度减小。因此，触头断裂的危险显著地减小。此外，由于集中的目标触头需要较小的面积，在焊接过程中也不会由于热膨胀产生问题。为了检测模块的机械稳定，在射线出口侧设置支承层，该支承层为了目标触头的电接触而在目标区域具有缺口。迄今为止，支承层既要满足机械上的功能也要满足电方面的功能。迄今，电方面的功能包括转换器侧的触头在电子读取装置方向上的贯通电接触。然而，具有满足两种功能的热膨胀系数的可能材料(例如HTCC，LTCC等)较贵。通过将转换器侧的触头集中到面积膨胀非常小的目标区域中的目标触头，在支承基体中仅需要唯一一个缺口，以便转换层能够在没有中间连接支承层的情况下直接与继续输送的信号导线接触。因此，支承层不再需要满足电方面的功能，并且仅仅针对纯机械的功能进行优化。因此，支承层可以最佳地与硅的膨胀系数相适应。此外，具有恰当的机械特性的材料是可用的并且廉价。因此，通过转换器侧的触头和继续传输的信号导线之间的直接连接也省略了在中间连接有支承层时额外需要的用于接触支承层的正面的触头的制造。也在构造检测模块时省略了之前所需的焊接步骤和底部填充过程。这简化了制造过程并且减少了各个信号传输线路中的薄弱点。尤其是用于贯通电接触支承层的措施构造复杂，因此由于省略了电功能而在制造支承层时获得了显著的节约。通过省略电功能，支承层也不再必须以和迄今为止在建立层的电接触时需要的那样精确的形式相对转换层定向。将目标触头集中到具有非常小的面积膨胀的目标区域在相应大的缺口的情况下还为支承层的调整和安装创造了足够的空间。在本发明的一种有利的设计构造中，目标触头通过柔性的印制导线与电子读取装置连接。该连接因此相对机械作用(如振动或者冲击)是鲁棒的。例如考虑ACF(各向异性导电膜)连接件作为所述连接件，其中使用各向异性能导电的粘结剂，通过所述粘结剂可以在极低的过程温度下形成精确的粘结位置。为了使目标触头与印制导线接触，除了粘结连接也可以有利地考虑焊接连接。在此，柔性的印制导线优选是柔性的电路板的一部分。这种电路板按标准应用在 IXD监视器中并且可以用小的耗费廉价地制造。在本发明的另一种设计构造中，电子读取装置的至少一部分直接设置在柔性的印刷电路板上。这因而使得例如包括电子读取装置的 ASIC或其它部件可以直接安装在柔性的电路板上。这种制造方法也公知为概念COF(软膜
覆晶)ο本发明的另一方面涉及一种用于计算机断层造影装置的辐射检测器，该辐射检测器包括多个这种检测器模块。


以下参照附图根据实施例详细说明本发明。在附图中图1在示意图中示出了带有包括按本发明的检测模块的辐射检测器的计算机断
层造影装置；图2示出了带有设置在目标区域中的目标触头的、按本发明的检测模块的转换层的背面视图；图3是按本发明的检测模块的、带有目标区域大小的缺口的支承层的背面视图；图4是按本发明的检测模块的侧视图。
具体实施例方式在附图中，相同或功能相同的元件用相同的附图标记表示。对于在附图中重复的元件出于清楚起见的原因仅一个用附图标记表示。附图中的视图是示意性的并且不强制按比例，其中附图间的比例尺可以改变。在图1中以部分透视图部分框图示出了形式为计算机断层造影装置12的X射线断层造影装置。计算机断层造影装置12包括没有示出的、用于支承待检查的患者14的病榻。该计算机断层造影装置还包括没有示出的支架，该支架带有以可绕系统轴线Z旋转的方式支承的拍摄系统15. 2。拍摄系统15. 2具有X射线管15和与该X射线管相对置的、按本发明的辐射检测器2，因此在运行中从X射线管15的焦点发出的X射线透过患者并且击中辐射检测器2。为了拍摄检查区域的图片，在拍摄系统15. 2绕系统轴线ζ旋转时采集多个不同投影方向的投影。在螺旋扫描的情况下，在拍摄系统15. 2旋转的过程中例如同时沿系统轴线 Z的方向连续地移动病榻。因此，拍摄系统15. 2在这种扫描时在环绕患者14的螺旋轨道上运动。在扫描过程中由辐射探测器2采集到的电信号在序列器中被序列化，并且接着被传输到图象计算装置17。图象计算装置17包括一个重构单元，通过该重构单元将信号转换为图像。图像可被显示在与图像计算装置17相连的显示单元18上，例如视频监测器。按本发明的辐射检测器2分为多个沿φ方向无缝地相互串接的检测器模块1。每个检测器模块1具有一个转换层3，在所述转换层中射入的X射线份额被转化为电信号。该转换层为了实现一定的位置分辨率构造为各个像素点18。所示的辐射检测器2间接地改造。因此，到电信号的转换分为两步实现。在第一步中，X射线份额在闪光器阵列19中被吸收并且转化为光学上可见的光脉冲。所产生的光脉冲接着在第二步中通过与闪光器阵列 19光学耦连的光电二极管阵列20转化为电信号。辐射检测器2在集成模式下运行。但同样也可以考虑的是，辐射检测器为了计数以及为了能量选择地采集各个吸收结果而在高通量应用时设计有大于108的X射线份额/(mm2*s)的通量速率(Flussraten)。出于该目的， 除了间接转换的方式也可以考虑直接转换器，例如基于CdTe、CdZnTe或CdSiTek半导体化合物的直接转换器。在图2中示出了按本发明的检测模块2的转换层3的背侧视图。由光电二极管阵列20产生的电信号可通过光电二极管阵列20的背侧上以虚线示出的触头4读取。光电二极管由在图4中可见的转接布线层8覆盖。在转接布线层8中，触头4被导引到目标触头 5上。这例如通过层状地沉积能导电的材料以形成相应的信号传输路线而实现。这种工艺在硅技术中是充分公知的。在该实施例中，目标触头5以约100 μ m的间隔布置在非常小的目标区域6中。在图3中可见按本发明的检测模块1的、带有目标区域6大小的缺口 13的支承层 9的后视图，该支承层仅承担用于稳定检测器模块2的机械功能。在此这样选择缺口，使得存在足够的间隙用来调节和装配。例如考虑玻璃或陶瓷作为材料。这些材料具有与硅并因此与光电二极管阵列20类似的膨胀系数，因此在温度交替变化情况下的机械应力小到能忽略。支承层9形成一个框架，为制造检测器模块2，该框架与转换层这样地粘结，使得目标区域6为了与目标触头5直接接触而保持露出。在图4中可见完整安装的检测模块2的侧视图。目标触头5通过粘结连接(例如借助于ACF粘结剂)与柔性的印制导线导电连接。印制导线出于该目的通过存在于支承层 9中的缺口 13导弓丨。在此，例如在LCD监视器中使用的那样，柔性的印制电路是柔性的印刷电路板的一部分。在该实施例中，在柔性的印刷电路板11上直接设置有形式为ASIC的电子读取装置10。该连接按为此公知的COF技术实现。在图4中所示的检测模块的构造方法包括以下重要的方法步骤a)制备带有分散布置在背面7上的、用于传输电信号的触头4的转换层，b)例如在转接布线层上转接布线将触头4导引到比该面更小的目标区域6上的目标触头5上，c)安装支承层，该支承层为了目标触头5的电接触而在目标区域6具有缺口 13， 和d)使目标触头与柔性的印制导线接触，该印制导线将电信号传输到电子读取装置上。概括起来可以说本发明涉及一种用于辐射检测器2的检测模块1，包括带有分散布置在背面7上用于传输电信号的触头4的转换层3，其中，触头4通过转接布线导引至比该面更小的目标区域6上的目标触头5上。因此为在转换层3的触头4和电子读取装置10之间简单并且可靠的信号输送创造了前提条件。这尤其由此实现，即，起稳定作用的支承层9为了目标区域 6而具有缺口 13，目标触头5通过该缺口直接与电子读取装置10的信号传输导线连接。
权利要求
1.一种用于辐射检测器O)的检测模块(1)，该检测模块包括转换层(3)，所述转换层带有分散布置在背面(7)上用于传输电信号的若干触头G)，其中，所述触头(4)通过转接布线导引至比该面更小的目标区域(6)上的目标触头(5)。
2.如权利要求1所述的检测模块(1)，其中，所述转接布线在转接布线层(8)中进行。
3.如权利要求1或2所述的检测模块(1)，其中，在辐射出口侧为了机械地稳定所述检测模块(1)而布置有支承层(9)，该支承层为了所述目标触头( 的电接触而在所述目标区域(6)内具有缺口(13)。
4.如权利要求1至3之一所述的检测模块(1)，其中，所述目标触头(5)通过柔性的印制导线与电子读取装置(10)连接。
5.如权利要求4所述的检测模块(1)，其中，所述柔性的印制导线是柔性的印刷电路板 (11)的一部分。
6.如权利要求5所述的检测模块(1)，其中，所述电子读取装置(10)的至少一部分直接设置在所述柔性的印刷电路板(11)上。
7.如权利要求4至6之一所述的检测模块(1)，其中，所述目标触头(5)和所述印制导线之间的连接是焊接连接或粘结连接。
8.一种用于计算机断层造影装置(1 的辐射探测器O)，该辐射探测器包括多个按权利要求1至7之一所述的检测模块(1)。
全文摘要
本发明涉及一种用于辐射检测器(2)的检测模块(1)，该检测模块包括带有分散布置在背面(7)上用于传输电信号的触头(4)的转换层(3)，其中，触头(4)通过转接布线导引至比该面更小的目标区域(6)上的目标触头(5)上。因此为在转换层(3)的触头(4)和电子读取装置(10)之间简单且可靠的信号输送创造了前提条件。这尤其通过使起稳定作用的支承层(9)为了目标区域(6)具有缺口(13)而实现，目标触头(5)通过该缺口直接与电子读取装置(10)的信号传输导线连接。
文档编号G01N23/00GK102193103SQ20111006311
公开日2011年9月21日 申请日期2011年3月16日 优先权日2010年3月16日
发明者彼得·卡默勒, 托马斯·赖歇尔, 斯蒂芬·沃思 申请人:西门子公司