用于辐射成像模式的探测器阵列的探测器单元的制作方法
【技术领域】
[0001]本申请涉及对暴露在辐射中的对象造成的辐射衰减进行测量。本申请特别应用于例如医疗、安全和/或工业应用中使用的计算机断层扫描(computed tomography，CT)成像领域。然而，本申请还涉及其他辐射成像模式，其中将辐射能量转换成数字信号例如对于成像和/或对象探测可能是有用的。
【背景技术】
[0002]现今，诸如CT系统、单光子发射计算机断层成像(SPECT)系统、数字投影系统和/或行扫描系统之类的辐射成像模式例如对于提供被检查对象的内部方面的信息或图像是有用的。对象暴露于辐射光子(例如，X射线光子、伽马射线光子等)的射线中并且通过探测器阵列来探测穿过对象的辐射光子，该探测器阵列被大体径向放置在对象的与辐射源相对一侧。测量对象对辐射光子的衰减(例如，吸收、散射等)的程度以确定对象的一个或多个属性，更确切地说是对象的各个方面。例如，相比于较低密度方面，对象的高密度方面(例如，部分、项目等)通常使辐射衰减更多，因此当被较低密度方面(例如肌肉或衣服)包围时具有较高密度的方面(例如骨头或者金属)例如可能是明显的。
[0003]探测器阵列通常包括多个探测器元，这多个探测器元分别被配置成将所探测的辐射转换成电信号。可以基于采样间由各个探测器元所探测的光子数量和/或由各个探测器元所生成的电荷数量来重建图像，该图像指示对象的密度、Z-有效(z-effective)、形状和/或各方面的其他属性。
[0004]探测器阵列内包括的探测器元的数量可以特定于应用。例如，在期望连续平移对象(例如在传送带上)并同时获取关于该对象的体积数据的安全应用中，探测器元的数量可以超过100，000。在其他应用中，例如在对象是静止的并且获取二维数据的乳房射线照相应用中，探测器元的数量可以超过10，000，000。
[0005]尤其为了利于探测器阵列的模块化设计，最近已经开发出独立式探测器单元(例如，也称作分片)。各探测器单元包括多个探测器元(例如，128个探测器元、256个探测器元等)并且能够被与其他的探测器单元一起布置形成探测器阵列，该探测器阵列具有期望数量的探测器元、期望尺寸和/或期望形状。例如，研诺逻辑科技有限公司(AnalogicCorporat1n)的美国专利7，582，879描述了一种独立式探测器单元，该独立式探测器单元尤其包括:闪烁体、光电探测器阵列和集成电路(例如，尤其包括A/D转换器)。
[0006]虽然美国专利7，582，879中所描述的独立式探测器单元已被证明是有效的，但是仍然有需要改进的地方。例如，探测器单元能够增加探测器阵列的重量，可能消耗辐射成像模式内的宝贵空间，可能在制造时耗时和/或成本昂贵。
【发明内容】
[0007]本申请的各个方面解决上述问题以及其他问题。根据一个方面，提供了一种用于辐射成像模式的探测器阵列的探测器单元。所述探测器单元是至少部分地使用半导体制造技术来制造的，并且包括模拟-数字(A/D)转换器，所述模拟-数字转换器被配置为将响应于探测到的辐射而生成的模拟信号转换成数字信号。所述探测器单元还包括模塑料和导电迹线，所述模塑料被配置为包围所述A/D转换器的至少一部分，所述导电迹线被配置为将所述A/D转换器电耦接至辐射探测子组件或者数字处理组件中至少之一。
[0008]根据另一方面，提供了一种用于辐射成像模式的探测器阵列的探测器单元。所述探测器单元包括辐射探测子组件和电子线路子组件，所述辐射探测子组件被配置为探测辐射。所述电子线路子组件包括模拟-数字(A/D)转换器，所述模拟-数字转换器被配置为将由所述辐射探测子组件生成的模拟信号转换成数字信号。所述电子线路子组件还包括绝缘元件和模塑料，所述绝缘元件位于所述辐射探测子组件与所述A/D转换器之间，所述A/D转换器被嵌入在所述模塑料中。
[0009]根据另一方面，提供了一种辐射成像模式。该辐射成像模式包括电离辐射源和探测器阵列，所述探测器阵列被配置为探测由所述电离辐射源所生成的辐射。所述探测器阵列包括至少部分地使用半导体制造技术来制造的探测器单元。所述探测器单元包括模拟_数字(A/D)转换器和模塑料，所述模拟-数字转换器被配置为将响应于辐射而生成的模拟信号转换成数字信号，所述模塑料被配置为包围所述A/D转换器的至少一部分。所述探测器单元包括还导电迹线，所述导电迹线被配置为将所述A/D转换器电耦接至辐射探测子组件或者数字处理组件中至少之一。
[0010]根据另一方面，提供了一种用于同时对多个探测器单元进行测试的方法。所述方法包括将第一探测器单元的第一电子线路子组件与第二探测器单元的第二电子线路子组件电互连。所述第一电子线路子组件与所述第二电子线路子组件嵌入在模塑料内。所述方法还包括当所述第一电子线路子组件与所述第二电子线路子组件电互连时，将电荷施加到所述第一电子线路子组件和所述第二电子线路子组件，以同时测试所述第一电子线路子组件的第一属性和所述第二电子线路子组件的第二属性。所述方法还包括切割所述模塑料以使所述第一电子线路子组件与所述第二电子线路子组件物理地解耦。
[0011]根据又一方面，提供了一种用于检查对象的方法。所述方法包括从辐射源向包括对象的检查区域中发射辐射，以及经由探测器阵列来探测从所述辐射源发射的穿过所述对象的至少一些辐射，所述探测器阵列包括一个或多个具有电子线路子组件的探测器单元。所述电子线路子组件包括电子电路，所述电子电路通过半导体制造技术被嵌入在模塑料内。所述方法还包括对由探测器阵列的一个或多个探测器单元中的至少一些探测器单元生成的电荷进行采样。
[0012]本领域的普通技术人员在阅读并理解所附说明书的基础上，将会理解本发明的其他方面。
【附图说明】
[0013]附图中以示例而非限制的方式示出了本申请，其中相似的附图标记通常表示相似的元件，并且其中:
[0014]图1示出了辐射成像模式的示例性环境。
[0015]图2示出了通过CT系统所进行的螺旋检查的功能图。
[0016]图3示出了示例性探测器阵列的一部分的俯视图。
[0017]图4示出了示例性探测器模块的三维透视图。
[0018]图5示出了示例性探测器单元的横断面图。
[0019]图6示出了示例性探测器单元的横断面图。
[0020]图7示出了示例性探测器单元的横断面图。
[0021 ]图8示出了示例性探测器单元的横断面图。
[0022]图9示出了示例性探测器模块的三维透视图。
[0023]图10是示出了可以被用于制造探测器单元中的至少一些的示例性半导体制造技术的流程图。
[0024]图11是示出了用于同时对多个探测器单元进行测试的示例性方法的流程图。
[0025]图12是示出了用于对对象进行检查的示例性方法的流程图。
[0026]图13是包括处理器可执行指令的示例性计算机可读介质的示图，该处理器可执行指令被配置为实施本文中所述的规定(provis1ns)中的一个或更多个规定。
【具体实施方式】
[0027]现在参照附图来描述所要求保护的主题，其中在全文中相似的附图标记通常用来表示相似的元件。在以下的描述中，出于说明的目的而阐述了许多具体细节以便提供对所要求保护主题的透彻理解。然而，很明显，也可以在没有这些具体细节的情况下实践所要求保护的本主题。在其他情况下，以框图形式示出了结构和设备，以有助于描述所要求保护的主题。
[0028]本文中尤其提供了一种用于辐射成像模式的探测器阵列的探测器单元，例如，也称作分片(tile)、探测器分片等。探测器单元可以包括一个或多个探测器元，该一个或多个探测器元分别被配置为对由该探测器元所占据的区域造成冲击的辐射进行探测。在一些实施例中，探测器元被配置为经由间接转换技术(例如，辐射被转换成光能，然后再被转换成电能)来探测辐射。
[0029]在一些实施例中，探测器单元包括辐射探测子组件和电子线路子组件。辐射探测子组件尤其被配置成对辐射进行探测以及生成对探测到的辐射进行表示的模拟信号。作为示例，辐射探测子组件可以包括闪烁体和多个光电探测器(例如，一个光电探测器通常对应于一个探测器元)，该闪烁体被配置为将探测到的辐射转换成光能，该多个光电探测器分别被配置为在探测特定的空间区域内的光能以及生成对探测到的光能进行表示的模拟信号。电子线路子组件尤其被配置成将模拟信号转换成数字信号。作为示例，电子线路子组件的模拟-数字(A/D)转换器可以被配置为将由各个光电探测器生成的模拟信号转换成数字信号。例如，在一些实施例中，电子线路子组件包括一个或多个滤波元件，该一个或多个滤波元件被配置为对模拟信号和/或数字信号中的至少一些信号进行滤波。
[0030]在一些实施例中，经由诸如晶圆级加工工艺和/或面板级加工工艺之类的半导体制造技术来制造探测器单元的至少一部分。作为示例，电子线路子组件的诸如A/D转换器、电阻器、电容器等的电元件可以被放置在半导体载体(例如，晶圆衬底、互连面板等)上的限定位置处，并且可以至少部分地被模塑料封装(例如，围绕和/或密封)，该模塑料被固化以形成刚性的或者半刚性的结构。可以将模塑的电元件从半导体载体移除(例如，在模塑料的表面处使电元件的电连接暴露)，并且可以使用光刻工艺将诸如绝缘元件和/或导电迹线之类的附加元件施用到模塑的电元件的表面以使电元件互连。
[0031]在一些实施例中，探测器单元例如是一侧可抵接的、两侧可抵接的、三侧可抵接的、四侧可抵接的等，以利于包括多个探测器单元的探测器阵列的开发(例如，探测器阵列具有基本上任意的配置)。例如，探测器阵列可以包括100个或者更多个被平铺或者被排列的(例如，按行和/或列布置的)探测器单元，其中探测器单元的数量可以尤其取决于期望的并行图像切片的数量、对象平移的速度、包括探测器阵列的旋转台架转动的速度等。在其他实施例中，探测器阵列可以包括单个探测器单元。
[0032]图1示出了包括如本文中所提供的一个或更多个探测器单元的计算机断层扫描(CT)系统的示例性环境100。可以理解的是，虽然本文中描述了这样的探测器单元在CT系统的适用性，但是这样的探测器单元也可以应用在其他辐射成像模式中。例如，发现探测器单元可以适用于行扫描系统、数字投影系统、衍射系统和/或包括辐射探测探测器阵列的其他系统。此外，可以理解的是，环境100仅提供了示例性布置并且并非旨在以限制的方式来解释，例如，必要地指定位置、内含物和/或其中描绘的组件的相对位置。作为示例，在一些实施例中，数据采集组件121是探测器阵列118的一部分和/或数据采集组件121位于CT系统的旋转台架部分上。
[0033]在示例性环境100中，辐射系统的检查单元102被配置成对对象104进行检查。检查单元102包括旋转台