一种闪烁晶体阵列及闪烁晶体阵列的封装方法与流程

本发明涉及闪烁晶体封装技术领域，尤其涉及一种闪烁晶体阵列及闪烁晶体阵列的封装方法。

背景技术：

正电子发射断层成像(positronemissiontomography,pet)技术是利用探测某种同位素衰变产生的正电子与生物体内的负电子发生湮灭而产生的一对γ射线，得到生物体内的这种核素分布信息，利用现代计算机完成图像重建的三维成像技术。由于构成生命的基本元素c、o、n等均有发射正电子的同位素，因此，pet在理论上可对生命体的许多部位的生理功能进行成像。可见，pet是生命科学研究、医疗诊断颇有特色的工具。pet系统由探测器、数据采集系统、图像重建和图像处理三部分组成。pet探测器设计应满足以下要求:(1)高灵敏度，对511kevγ射线对的探测效率高；(2)高空间分辨率，更精确地确定湮灭位置；(3)良好的时间分辨率，消除随机符合事件；(4)良好的能量分辨率，消除康普顿散射的影响；(5)价格低廉；(6)时间短；(7)稳定性好。pet探测器一般是由闪烁晶体与光电倍增管(位置灵敏型光电倍增管或半导体器件)耦合而成。正电子发射型计算机断层显像，是核医学领域比较先进的临床检查影像技术。其大致方法是，将某种物质，一般是生物生命代谢中必须的物质，标记上短寿命的放射性核素，注入人体后，通过对于该物质在代谢中的聚集，来反映生命代谢活动的情况，从而达到诊断的目的。造影成像探测器是该技术的技术核心之一，现有造影成像探测器的闪烁晶体阵列反射率不佳、光子收集性能不好、使得分辨率较低，无法进行高精度、高分辨率的成像，给医生读片造成困难。因此，闪烁晶体的材料特性、体积、形状等对检测器的性能影响很大，而闪烁体作为x射线探测器中必不可少的部件，一些性能优异的闪烁体，无论是以前的nai、csi等晶体，还是近年来新兴的la(镧)系组成的晶体中由于本身易潮解等问题，如稀土卤系组成的闪烁体，这类晶体对水气比较敏感，非常容易潮解，且潮解后对闪烁晶体的性能大大下降甚至失去原有的功效。又如，目前较为常用的是溴化镧闪烁体，该种闪烁体具有高亮度、高分辨率等优点。掺铈的溴化镧单晶(labr3:ce3+)更是性能优异的闪烁体材料，具有比碘化钠、掺铈氯化镧等更为优异的闪烁性能。但由于溴化镧是吸湿性材料，暴露在空气中会由于吸收水分而潮解，从而会降低其闪烁体的特性，这将会导致图像分辨率大为降低。因此，如何对闪烁晶体进行有效封装，以使其不受潮气的影响，显得尤为重要。

技术实现要素：

鉴于上述问题，本发明提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的闪烁晶体阵列及闪烁晶体阵列的封装方法，以防止易潮解闪烁晶体阵列因潮解问题而对闪烁晶体的性能造成影响。

本发明的一个方面，提供了一种闪烁晶体阵列，包括：透明基板、与所述透明基板密封安装的阵列外壳以及置于由所述透明基板与阵列外壳所形成的密封空间中的至少一个闪烁晶体条；

所述透明基板的一面设置有用于放置各个闪烁晶体条端面的凹槽，每一闪烁晶体条通过折射率处于透明基板和闪烁晶体条之间的胶体粘结于所述透明基板上的对应凹槽中，每一闪烁晶体条的置于所述对应凹槽中的端面镀有增透镀膜层，且每一闪烁晶体条的外侧面均镀有高反射镀膜层，在各个闪烁晶体条之间的空隙处填充有隔光混合物，以形成闪烁晶体块，在所述闪烁晶体块的侧面均匀涂布有所述隔光混合物。

其中，所述阵列外壳为一端开口的矩形铝盒，所述矩形铝盒开口尺寸与透明基板尺寸一致。

其中，所述凹槽为矩形凹槽，所述矩形凹槽之间等间隔布置。

其中，所述隔光混合物为无水胶水和硫酸钡的混合物。

其中，所述无水胶水为无水环氧树脂。

其中，所述闪烁晶体条为尺寸相同的正方体，长方体或者圆柱体的闪烁晶体条。

其中，所述高反射镀膜层的厚度为1.5-2.5微米。

其中，所述的高反射镀膜层为全反射镀膜，高反射镀膜层的反射率大于99.9％。

本发明的另一个方面，提供了一种闪烁晶体阵列的封装方法，所述方法包括：

在闪烁晶体条的外侧面镀高反射镀膜层，在所述闪烁晶体条的一个端面镀增透镀膜层；

在透明基板的一面开设用于放置各个闪烁晶体条的所述端面的凹槽；

将每一闪烁晶体条通过折射率处于透明基板和闪烁晶体条之间的胶体粘结于所述透明基板上的对应凹槽中；

采用隔光混合物填充所述闪烁晶体条之间的空隙，得到闪烁晶体块，在所述闪烁晶体块的外侧面均匀涂布所述隔光混合物，烘干所述隔光混合物；

把侧面均匀涂布有所述隔光混合物的所述闪烁晶体块安装入阵列外壳中，用所述隔光混合物封闭所述阵列外壳与所述透明基板之间的缝隙。

其中，所述在闪烁晶体条的外侧面镀高反射镀膜层，在所述闪烁晶体条的一个端面镀增透镀膜层之前，还包括：

将闪烁晶体的原材料切割，得到闪烁晶体条。

本申请实施例中提供的技术方案，具有如下技术效果或优点：

本发明实施例提供的闪烁晶体阵列及闪烁晶体阵列的封装方法，通过对闪烁晶体条进行有效的封装，使其免受潮气的影响，以防止易潮解闪烁晶体因潮解问题而对闪烁晶体的性能造成影响，保持闪烁晶体的特性，维持造影成像探测器的图像分辨率。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明实施例提出的一种闪烁晶体阵列的结构框图；

图2本发明实施例提出的一种闪烁晶体阵列的封装方法的流程图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

图1示意性示出了本发明一个实施例提供的一种闪烁晶体阵列。参照图1，本发明实施例具体包括：透明基板4、与所述透明基板4密封安装的阵列外壳5以及置于由所述透明基板4与所述阵列外壳5所形成的密封空间中的至少一个闪烁晶体条1。本实施例中，闪烁晶体条1可以为尺寸相同的正方体，长方体或者圆柱体。

其中，透明基板4的一面设置有用于放置各个闪烁晶体条1端面的凹槽，每一闪烁晶体条1通过折射率处于透明基板4和闪烁晶体条1之间的胶体粘结于所述透明基板4上的对应凹槽中，每一闪烁晶体条1的置于所述对应凹槽中的端面镀有增透镀膜层，且每一闪烁晶体条1的外侧面均镀有高反射镀膜层2，在各个闪烁晶体条1之间的空隙处填充有隔光混合物3，以形成闪烁晶体块，在所述闪烁晶体块的侧面均匀涂布有所述隔光混合物3。其中，隔光混合物3填充满闪烁晶体条1之间的空隙，以达到隔光效果。填充在各个闪烁晶体条1之间的隔光混合物3和涂布在闪烁晶体块的侧面的隔光混合物3形成闪烁晶体阵列的隔光层。在本发明实施例，通过对闪烁晶体条进行有效的封装，使其免受潮气的影响，以保持闪烁晶体的闪烁体特性，维持造影成像探测器的图像分辨率。

本发明实施例提供的闪烁晶体阵列具有抗潮解性，可靠性高、反射能力高、结构紧凑、不漏光、组装方便等优点，同时在影像领域有着广泛的市场前景。

在本发明实施例中，所述透明基板4由透明材料制成，具体可为二氧化硅或蓝宝石；所述阵列外壳5可以由类似如511kevγ射线能够穿透的物质制成。

在本发明实施例中，所述阵列外壳5为一端开口的矩形铝盒，所述矩形铝盒开口尺寸与透明基板4尺寸一致。

在本发明实施例中，所述凹槽为矩形凹槽，所述矩形凹槽之间等间隔布置，优选的，所述矩形凹槽之间的间隔为0.25微米。

在本发明实施例中，所述隔光混合物3为无水胶水和硫酸钡的混合物。优选的，硫酸钡与无水胶水重量比为1:1，隔光混合物厚度为0.25mm。其中，所述无水胶水可以为无水环氧树脂。本发明实施例通过在闪烁晶体条之间填充无水胶水和硫酸钡的混合物能够获得良好的光反射能力，避免闪烁晶体晶条间的漏光现象。

本发明实施例中，高反射镀膜层2的厚度为1.5-2.5微米，优选的，所述高反射镀膜层的厚度为2微米。进一步地，高反射镀膜层为全反射镀膜，高反射镀膜层的反射率大于99.9％。

图2示意性示出了本发明实施例提出的一种闪烁晶体阵列的封装方法的流程图。参照图2，本发明实施例提供的闪烁晶体阵列的封装方法具体包括以下步骤：

s11、在闪烁晶体条的外侧面镀高反射镀膜层，在所述闪烁晶体条的一个端面镀增透镀膜层；

s12、在透明基板的一面开设用于放置各个闪烁晶体条的所述端面的凹槽；

s13、将每一闪烁晶体条通过折射率处于透明基板和闪烁晶体之间的胶体粘结于所述透明基板上的对应凹槽中；

s14、采用隔光混合物填充所述闪烁晶体条之间的空隙，得到闪烁晶体块，在所述闪烁晶体块的外侧面均匀涂布所述隔光混合物，烘干所述隔光混合物；

s15、把侧面均匀涂布有所述隔光混合物的所述闪烁晶体块安装入阵列外壳中，用所述隔光混合物封闭所述阵列外壳与所述透明基板之间的缝隙。

在本发明的这一实施例，通过对闪烁晶体条进行有效的封装，使其免受潮气的影响，以保持闪烁晶体的闪烁体特性，维持造影成像探测器的图像分辨率。

在本发明的另一实施例中，所述在闪烁晶体条的外侧面镀高反射镀膜层，在所述闪烁晶体条的一个端面镀增透镀膜层之前，还包括：

将闪烁晶体的原材料切割，得到闪烁晶体条。

本发明实施例提供的闪烁晶体阵列，通过在闪烁晶体侧面镀上高反射介质膜，在一个端面镀增透镀膜层，并将该端面安装至透明基板上，在闪烁晶体条之间填充无水胶水和硫酸钡的混合物能够获得良好的光反射能力，避免闪烁晶体晶条间的漏光现象，再将闪烁晶体条封装入外壳中完成密封，本发明实施例得到的闪烁晶体阵列，具有抗潮解性，可靠性高、反射能力高、结构紧凑、不漏光、组装方便等优点，同时在影像领域有着广泛的市场前景。

在本发明的一个具体的实施例中，所述固定基板由二氧化硅制成，尺寸为10x10x2mm，将所述固定基板的两个10x10面抛光，其中一个10x10面采用等离子刻蚀方法制备有1x1x0.5mm的凹孔阵列，凹孔间隔为0.25mm，共制备有49个凹孔，加工49块1x1x10mm的溴化镧晶体条，溴化镧晶体条的四个1x10mm面和一个1x1面进行光学抛光，并采用真空蒸发镀膜的方式将溴化镧晶体条的四个1x10mm面镀制高反射镀膜层，1x1面镀制增透镀膜层，其增透膜透射率＞99.9％，制备完毕后将溴化镧晶体条的1x1镀膜面用折射率处于透明基板4和闪烁晶体之间的胶体粘结至闪烁晶体固定基板的凹孔中并保证晶体条垂直放置，晶体条之间的间距为0.25mm，之后将20g硫酸钡粉末掺入20g无水环氧胶中并搅拌均匀后填充入晶体条的空隙之中，盖上阵列外壳5，用上述混合得到的混合物封闭基板与外壳之间的缝隙，烘干上述混合物后完成阵列的封装。

对于方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明实施例并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明实施例，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作并不一定是本发明实施例所必须的。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。