检测系统以及检测器阵列互连组装件的制作方法
【专利说明】
【背景技术】
[0001]X射线计算机断层照相(CT)成像的当前趋势是朝着高速体积成像进展，这需要同时获取大量图像信息片。随着信道数从一万快速上升到数十万开外，用于这些目的的检测器测量系统(DMS)提出许多挑战。
[0002]高集成测量集成电路(IC)(它包括多达每芯片64到256或更多信道)的到来允许设计可在X和Z两个方向上被组装在较大阵列中的较小自包含模块。这样的模块所提出的挑战包括:将光电检测器电路阵列的规则连接转变到电子电路系统的其余组件所需要的不同连接，保护邻近电子组件免受X射线损害，防止电子组件所产生的热量影响检测器，等等。其他挑战包括构建必需的机械精确性以及设计可被容易地构造的模块。
[0003]需要大量片数的CT (计算机断层照相)检测器使用带有所谓的背触点的光电二极管，以便克服高密度互连的限制。例如，当前现有技术CT检测器使用多层陶瓷基板来将光电检测器电耦合到对应的数据获取电子装置。虽然常规多层陶瓷基板提供互连性以及提供从陶瓷基板的一侧到另一侧的节点密度的变化，但它难以制造且制造起来很昂贵。
【发明内容】
[0004]与常规应用相对比，本文的实施例包括提供光电检测器互连性的多种独立的成本高效的方式。例如，第一实施例包括使用单层厚或薄膜陶瓷基板来改变从一面到另一面的节点节距。第二实施例包括光电二极管电路到柔性电路基板的直接结合。
[0005]更具体地，本文的一个实施例包括组装件。该组装件包括光电检测器电路和柔性电路基板。诸如p-1_n(也称为PIN光电二极管阵列)光电二极管阵列等光电检测器电路包括布置在电路基板上的光电检测器阵列。另外，光电检测器电路包括第一面和第二面。在一个实施例中，光电检测器电路的各光电检测器中的每一个光电检测器包括用于检测光能的布置在电路基板的第一面上或附近的相应有源区域。柔性电路基板的对应面包括接触节点。光电检测器电路的第二面(与第一面相对)直接结合到布置在柔性电路基板的所述面上的接触节点。
[0006]根据另一实施例，一种组装件包括光电检测器电路、柔性电路基板、以及互连基板。光电检测器电路包括布置在电路基板上的光电检测器阵列。柔性电路基板的一面包括接触节点阵列。互连基板包括第一面和第二面。互连基板的第一面与光电检测器电路接触。互连基板的第二面与柔性电路基板上的接触节点阵列接触。互连基板包括从第一面延伸到第二面以提供光电检测器电路上的光电检测器阵列与布置在柔性电路基板上的接触节点阵列之间的互连接性的传导路径。与实现多层基板的常规应用相对比，在一个实施例中，互连基板是单层基板。
[0007]在又一些实施例中，本文讨论的一种组装件包括光电检测器电路的用于检测相应光信号的存在的有源区域阵列。光电检测器的每一有源区域包括至少一个接触元件。所述组装件还包括具有第一端部的柔性电路基板，所述第一端部包括布置在其上的表面节点阵列。诸如互连基板等单层材料提供光电检测器电路上的有源区域阵列与柔性电路基板上的表面节点阵列之间的连接性。作为非限制性示例，布置在柔性电路基板上的表面节点(即，接触节点)阵列比布置在光电检测器电路上的接触元件的对应密度更密集地填塞。单层材料(例如，互连基板)提供关联于光电检测器电路中的有源区域的接触元件与柔性电路基板的相应表面节点之间的相应导电路径。根据又一些实施例，单层材料提供从该层材料(例如，互连基板)的一面到另一面的节点节距的变化。
[0008]本文的各实施例包括由一个或多个资源实现的方法。计算机断层照相检测器包括前照式光电二极管阵列和柔性电路基板。本文讨论的方法包括:经由前照式检测电路，接收指示在计算机断层照相系统中横越感兴趣的检查区的辐射的光能。前照式检测电路将接收到的能量转换成电信号。前照式检测电路将电信号传送到柔性电路基板的一面。前照式检测电路直接结合到柔性电路的一面。
[0009]根据又一些实施例，前照式检测电路接收来自被布置成与前照式检测电路进行光通信的闪烁器的能量。前照式检测电路可被布置在闪烁器与柔性电路基板之间。闪烁器将接收到的辐射转换成能量。
[0010]前照式光电检测器电路可被配置成在前照式检测电路的基板上制造的多个传导路径上传送电信号。所述多个传导路径可被配置成延伸穿过检测电路，从检测能量的光电二极管到布置在柔性电路基板上的相应接触节点。
[0011]根据又一些实施例，布置在前照式检测电路中的光电二极管的相应节距可以大于布置在柔性电路基板上的接触节点的相应节距。穿过检测电路的传导路径促进光电二极管与柔性电路基板上的相应接触节点之间的节距变化。
[0012]柔性电路基板在柔性电路基板上将电信号传递给远处电路板。柔性电路基板可包括大于45度的至少一个弯曲，以提供远处电路基板与光电检测器电路之间的连接性。
[0013]另一实施例包括一种方法，所述方法包括:接收光能；将接收到的光能转换成电信号；以及将所述电信号传送穿过互连基板到达柔性电路基板，所述互连基板是布置在光电检测器电路与柔性电路基板之间的单层基板材料。所述方法可经由诸如耦合到所述互连基板的光电检测器电路等资源来实现。
[0014]互连基板在从互连基板的第一面延伸到互连基板的第二面的传导路径上在互连基板中传递电信号。在这样的实施例中，传导路径提供接收光能的光电检测器阵列与布置在柔性电路基板上的接触节点阵列之间的互连性。
[0015]根据又一实施例，互连基板在从第一面到第二面基本上正交延伸通过单层基板的导电路径的各部分上传递电信号。
[0016]根据另一实施例，光电检测器电路接收来自闪烁器设备的光能。闪烁器设备可被布置成毗邻光电检测器电路。接收光能的光电检测器电路可夹在闪烁器与互连基板之间。
[0017]在又一些实施例中，光电检测器电路或光检测器电路将电信号传送通过布置在互连基板的表面上的至少一层传导路径。所述至少一层传导路径将光电检测器电路电耦合到柔性电路基板。
[0018]本文的又一些实施例包括在布置在互连基板中的传导路径上传送电信号的光电检测器电路(例如，光检测器电路)。所述互连基板的第一面上的每单位面积所述传导路径的第一终端部的相应空间密度小于第二面上的每单位面积所述传导路径的第二终端部的空间密度。所述互连基板的第二面可直接耦合到柔性电路基板。
[0019]根据一个实施例，光电检测器电路是背照式光电检测器电路。背照式光电检测器电路接收光能并随后将来自背照式光电检测器电路的电信号传送穿过互连基板到达柔性电路基板。
[0020]下文更详细地公开了这些和其他更具体的实施例。
[0021]如本文所讨论的，本文的技术很好地适于用在诸如光电检测器应用等应用中。然而，应当注意，本文的各实施例不限于用在这样的应用中，并且本文讨论的技术也很好地适于其他应用。
[0022]另外，注意，虽然本文中不同特征、技术、配置等中的每一个可以在本公开的不同位置中讨论，但在合适的情况下，这些概念中的每一个旨在可任选地彼此独立地执行或彼此组合地执行。因而，本文描述的一个或多个发明可以按许多不同的方式来实现和查看。
[0023]同样，注意，本文各实施例的这一初步讨论并非有意地指定本公开或所要求保护的发明的每一实施例和/或增量式新颖方面。相反，这一简要描述只呈现一般实施例和超过常规技术的对应新颖点。对于本发明的附加细节和/或可能观点(置换、元素、方面，等等)，读者被引导到本公开的文本【具体实施方式】部分以及对应附图，如下文进一步讨论的。以下【具体实施方式】除了提供本发明的细节的复杂描述之外，还提供一个或多个发明的各方面的进一步概述。
【附图说明】
[0024]如附图中所示，根据本文的优选实施例的以下更具体描述，本发明的上述和其它目的、特征以及优点将变得显而易见，在附图中的不同图中相同的附图标记指代相同部分。附图不一定是按比例的，相反，重点放在示出各实施例、原理、概念等等之上。
[0025]图1是根据常规技术的在CT成像系统中使用的常规多行检测器阵列的示例示图。
[0026]图2是根据常规技术的螺旋CT扫描仪的示意功能图。
[0027]图3是示出根据常规技术的在X和Z两个方向上模块化的多行DMS阵列的示例示图。
[0028]图4是示出根据本文的各实施例的包括光检测器电路的光电检测器组装件的横截面视图的示例示图。
[0029]图5A是示出根据本文的各实施例的光电检测器电路的第一面的视图的示例示图。
[0030]图5B是示出根据本文的各实施例的光电检测器电路的横截面视图的示例示图。
[0031]图5C是示出根据本文的各实施例的与光电检测器电路相关联的第二面的视图的示例示图。
[0032]图6是根据本文的各实施例的光电检测器电路的示例侧视图。
[0033]图7是示出根据本文的各实施例的耦合到电路板的光电检测器组装件的横截面视图的示例示图。
[0034]图8是示出根据本文的各实施例的光电检测器组装件的分解视图的示例示图。
[0035]图9是示出根据本文的各实施例的制造光电检测器电路组装件的方法的示例示图。
[0036]图10是示出根据本文的各实施例的制造包括光检测器电路的光电检测器电路组装件的方法的示例示图。
[0037]图11是示出根据本文的各实施例的包括提供连接性的互连基板的组装件的示例示图。
[0038]图12A是示出根据本文的各实施例的互连基板的第一面的视图的示例示图。
[0039]图12B是示出根据本文的各实施例的互连基板的横截面视图的示例示图。
[0040]图12C是示出根据本文的各实施例的互连基板的第二面的视图的示例示图。
[0041]图13是根据本文的各实施例的互连基板的更详细横截面视图。
[0042]图14是示出根据本文的各实施例的光电检测器组装件的分解视图的示例示图。
[0043]图15是示出根据本文的各实施例的制造光电检测器电路组装件的方法的示例示图。
[0044]图16和17组合形成示出根据本文的各实施例的制造光电检测器电路组装件的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0045]使用常规多层互连基板增加了 CT检测器的成本并且一般因为在多个传导层中的开放连接的可能性而降低了它们的可靠性。CT检测器对CT扫描仪的成本贡献极大，并且归因于出错互连的检测器故障可能对医疗或安全CT扫描仪的停机时间贡献极大。
[0046]如上所讨论的，本文的各实施例包括使用更经济且可靠的具有厚或薄膜触点的单层基板的新颖检测器组装件。本文的另一实施例包括背触点光电检测器与柔性电缆的直接结合，从而完全消除了对基板的使用。
[0047]图1是CT成像系统10的常规多行检测器阵列的示意功能图。CT成