[发明专利]集成辐射探测器设备

说明书

根据实施例，一种设备包括：闪烁体层，其被配置为将x射线或伽马射线光子转换成可见光的光子；光电二极管层，其被配置为将闪烁体层产生的可见光转换成电流；集成电路IC层，其位于光电二极管层下方，并被配置为接收和处理电流；其中使用引线接合将IC层的电触点连接到光电二极管层的电触点；并且其中引线接合被保护材料覆盖，同时IC层的底部至少部分地暴露。其他实施例涉及包括根据该设备的瓦片的阵列的探测器，以及包括x射线源和探测器的成像系统。

技术领域

本发明涉及一种在辐射探测器模块中使用的探测器结构。

背景

基于闪烁体的探测器和探测器阵列用于辐射成像，以便将高能辐射(例如，x射线或伽马射线光子)转换成电荷。它们通常由闪烁体层、安装在衬底上的光电二极管层和集成电路IC组成，集成电路分析和处理由光电二极管层中的像素产生的电流。该IC可以是简单的模数转换器或更复杂的专用集成电路ASIC。

为了提高性能、降低成本和减小物理尺寸，可能需要将IC定位成物理上靠近光电二极管层。这通常是通过将IC附接到与光电二极管层相同的衬底的相对侧来实现的。完成这种附接的一种简单方法是将封装的表面安装IC焊接到衬底上的焊盘上。然而，该工艺包括不必要的步骤且浪费材料，因为例如IC的封装已经包括IC被附接到其上的衬底，并且该衬底包括用于将IC焊接到探测器衬底上的接触焊盘。

概述

提供本概述来以简化形式介绍在以下详细描述中将进一步描述的概念的选择。本概述不旨在标识出要求保护的主题的关键特征或必要特征，亦不旨在用于限定要求保护的主题的范围。

目的是提供一种探测器设备。该目的通过独立权利要求的特征来实现。在从属权利要求中限定了一些实施例。根据实施例，一种设备包括：闪烁体层，其被配置成将x射线或伽马射线光子转换成可见光的光子；光电二极管层，其被配置成将由闪烁体层生成的可见光转换成电流；集成电路IC层，其位于光电二极管层下方，并被配置为接收和处理电流；其中，使用引线接合(wire-bonding)将IC层的电触点连接到光电二极管层的电触点；并且其中引线接合被保护材料覆盖，同时使IC层的底部至少部分地暴露。两个层的引线接合避免了对额外衬底的需要。此外，使IC层的底部暴露可以显著改善设备的热传导。

在第一方面的另一实施方式中，该设备还包括位于IC层下方的散热器，用于改善散热。

在第一方面的其他实施方式中，IC层的底表面与散热器直接接触，以进一步改善从IC层到散热器的热传导。

此外，在第一方面的另一实施方式中，散热器可以被配置为加固物(stiffener)，这消除了对其他支撑结构或厚刚性衬底的需要。

在第一方面的又一实施方式中，该设备可以包括光电二极管层和IC层之间的x射线阻挡层，用于保护IC层内部的电子器件。

在第一方面的又一实施方式中，IC层的电触点直接连接到光电二极管层的电触点，这可以减小设备的尺寸。

在第一方面的其他实施方式中，光电二极管层还包括再分布层(redistributionlayer)，这可以使层的连接更容易并简化设备的制造。

在第一方面的另一实施方式中，使用薄膜辅助模制(film-assisted moulding)来覆盖引线接合，这允许对保护材料的分布进行更精细的控制。

另外，在第一方面的另一实施方式中，IC层包括堆叠的IC芯片的多个层，这使得设备更加紧凑。

其他实施例涉及包括根据该设备的瓦片(tiles)的阵列的探测器，以及包括x射线源和探测器的成像系统。

许多伴随的特征将更容易被认识到，因为通过参考结合附图考虑的以下详细描述它们变得更好理解。

附图说明