用于檢測器模塊的傳感器板的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及用于檢測器模塊的傳感器板。此外，本發明涉及用于制造傳感器板的方法，并且涉及具有多個相應地制造的傳感器板的檢測器模塊。
【背景技術】
[0002]在諸如醫療成像中的計算機斷層攝影等的高分辨率成像方法的背景內，X射線檢測器通常用于生成受調查的患者的區域的高分辨率空間圖像。
[0003]在該背景下，其傳感器層采取直接轉換半導體層形式的X射線檢測器使得能夠實現各個X射線量子的定量和能量選擇性的檢測。在X射線輻射的入射時，在傳感器層中生成電子-空穴對，也就是說成對的正的和負的電荷載流子。作為施加在傳感器層上或傳感器層的表面上的電壓的結果，電荷載流子被分離并朝向分別相反的電荷的電極或傳感器層的表面移動。由此引起的電流或對應的電荷轉移可以通過下游傳感器電子裝置來評價。具有用于X射線輻射的高吸收截面的呈CdTe、CdZnTe、CdTeSe、CdZnTeSe、CdMnTe、GaAs、Si或Ge形式的半導體材料例如適于檢測X射線量子。
[0004]特別是在計算機斷層攝影中，大面積的X射線檢測器是必需的，并且為了該目的，頻繁使用多個比較小的檢測器模塊。這樣的檢測器模塊進而包括以最小的可能間距(約100μπι)彼此相鄰地布置在共用的模塊載體上并且其傳感器層一起形成檢測器模塊的傳感器表面的各個傳感器板。
[0005]通過使用相互相鄰的傳感器板將檢測器模塊的傳感器表面細分使得能夠實現特別是受控的縮放，并且如果使用整個表面，還能夠實現檢測器的信號產率上的增加。為了該目的，傳感器板通常包括布置在載體上的期望數量的相互相鄰的混合體。混合體自身包括被安裝在特定數量的諸如ASIC等的讀取器單元上的傳感器層。
[0006]在傳統的基于閃爍體的傳感器板的情況中，借助于粘合過程以傳統方式將部件彼此固定。對于這一點，從DE 9Β4已知有一種適于用初始液體的粘合劑填充載體與固定至載體的部件之間的間隙而沒有溢出物的方法(和類似的裝置)。在可以例如在當制造用于諸如計算機斷層攝影設備中等的X射線和Y輻射的檢測時使用的方法的背景下，連接至儲存器(reservoir)的線路的出口孔布置在間隙的外圍邊緣。
[0007]儲存器中的液體粘合劑于是流出出口孔直接進入間隙內并借助于毛細管力填充該間隙。一旦被填充的間隙中的粘合劑已固化并因此不可能再流動，就只將出口孔從間隙的外圍邊緣拆下，其結果是沒有材料殘余以伸出超過被填充的間隙的外圍邊緣的溢出物的形式留下。
[0008]在量子計數X射線檢測器、也稱為光子計數X射線檢測器以及對應使用的傳感器板的情況中，傳感器層的在相應數量的讀取器單元上的固定通常借助于所謂“凸塊鍵合”的焊料元件來執行，借助于該焊料元件而將待連接的部件彼此固定。當制造用于該類型的傳感器板的混合體時，將焊料元件施加至讀取器單元的在組裝情況下面對傳感器層的表面，并接著通過焊料元件使讀取器單元與傳感器層接觸。隨后將焊接材料加熱使部件彼此連接。
[0009]在該類型的方法中，在部件之間形成了用于提高部件之間的機械穩定性和導熱性的目的而必須用適當的材料、特別是電絕緣和導熱的材料填充的間隙。
[0010]避免在制造出的傳感器板的外圍邊緣上或者一般在制造傳感器板的背景下所使用的部件上的由制造引起的材料殘余始終是利用所謂“欠填充”過程的該類型填充過程的關鍵性挑戰。
[0011 ]在填充的背景下，迄今為止只可能做出“典型” 1:1的混合體，各混合體針對每個傳感器層具有一個讀取器單元。針對每個傳感器層包括多個讀取器單元的所謂多混合體(1:1、1:2、1:3或1:4混合體)的制造只能借助于以檢測器效率的不期望的損害為代價的這樣的方法來執行，因為在該情況中材料殘余形成在部件的中間邊緣區域中。
[0012]執行具有多個多混合體(多混合體傳感器板)的傳感器板的制造是不可能的，因為混合體的讀取器單元之間的間隙也必須用所使用的填充材料填充。結果，相應混合體的各個傳感器層彼此機械地耦接，作為其結果傳感器材料的自然電壓增加并因此損害了相應X射線檢測器的性能和效率。

【發明內容】

[0013]本發明的第一目的是具體說明一種在毫無問題地確保其功能的情況下與當前傳感器板相比可以以簡單的方式制造的傳感器板。
[0014]本發明的第二目的是具體說明一種用于對在與現有技術相比被簡化了的傳感器板中的間隙的受控填充的方法。
[0015]本發明的第三目的是具體說明一種具有多個對應的傳感器板的檢測器模塊。
[0016]本發明的第一目的根據本發明由如下一種用于檢測器模塊的傳感器板來實現:其以堆疊構造包括至少一個讀取器單元和在堆疊的方向上與讀取器單元間隔地布置的傳感器層，其中由傳感器層與讀取器單元之間的間隔形成的間隙用固化的填充材料填充，使得傳感器層的至少一個邊緣區域不具有填充材料。
[0017]本發明基于待在制造傳感器板的背景中填充的間隙可以視作可與毛細管媲美的微細空腔的考慮。毛細管可以通過利用毛細管效應用適當的液體填充，而不用施加外部壓力。毛細管效應由液體自身的表面張力和液體與分別與液體接觸的固定表面(接觸表面)之間的界面張力帶來。
[0018]用于毛細管效應的前提條件是相應表面可由所使用的液體潤濕的潤濕性。潤濕性在當液體與待潤濕的表面之間的粘合力在其接觸表面上比液體內的內聚力大時存在。在該情況中，在接觸表面處產生將液體引導出并引導到毛細管的表面內的所得到的力。接觸表面處的液體被朝向接觸表面抽吸至特定程度并形成凹曲面、也就是說凹月牙形。
[0019]如果滿足這些前提條件，則在原則上能夠純粹通過利用毛細管效應在制造傳感器板時使用可流動材料來填充相應部件之間產生的間隙。濕潤性液體在對應的表面上形成小的接觸角。非濕潤性液體不會附著于表面或基體;結果是大的接觸角。
[0020]然而，取決于部件的幾何形狀和分別用于填充毛細管的濕潤性液體與表面之間的接觸角的尺寸，在毛細管填充期間，可能會有液體從待填充的間隙不期望地流出。液體或者所使用的填充材料超出毛細管(也就是說待填充的間隙)的邊緣并流到毛細管的外面，或者沉積在那里作為材料殘余。
[0021]當填充傳感器板中的間隙時，重點在于抑制該效應以便防止各個傳感器層的不期望的機械耦接，并且特別是以便確保待一起布置在模塊載體上的傳感器板能夠并排地放置。
[0022]為此目的，本發明認識到:如果填充材料的材料流動在填充期間被以受控的方式阻止以使得能夠確保傳感器層的邊緣區域或各邊緣區域不具有填充材料，則能夠執行基于毛細管效應的間隙的填充而沒有材料從對應的間隙不期望地流出。填充材料不會流出設置用于接收它的間隙;傳感器層的橫向覆蓋、也就是說填充材料從間隙的流出被避免。
[0023]為了確保這一點，如果傳感器板中使用的部件的幾何形狀與當前幾何形狀相比被改變以使得從間隙出來的材料流動作為相應部件的幾何性質的結果被阻止，則是特別有利的。
[0024]在該背景下，從根本上重要的是，如果液體前部來到部件邊緣，則液體與表面之間的接觸角在部件邊緣急劇改變。如果接觸角上的改變足夠大，則表面不再被潤濕并因此在該點處的材料流動的進一步流出被阻止。
[0025]在本發明的特別有利的實施例中，傳感器層在橫向于堆疊方向的縱向方向上具有伸出超過讀取器單元的尺寸。在伸出區域中，表面與液體之間的接觸角在填充過程期間增加，并且填充材料在企圖整體上采用低能量表面幾何形狀的相對的邊緣處被保持處于控制中。作為接觸角上的改變的結果，如上所述，填充材料不會繼續流出間隙。
[0026]換言之，部件幾何形狀上的小改變(也就是說與讀取器單元相比從傳感器層伸出的尺寸的設定)能夠影響所使用的填充材料的材料流動，使得在傳感器層的外圍邊緣處的不期望的殘余的形成能夠被防止，或者至少被降低至從工程角度來看可接受的最小值。
[0027]因此，能夠獲得借助于可通過毛細管作用流動的填充材料的受控且沒問題的填充，其中傳感器材料的邊緣區域被以受控的方式保持不被覆蓋。根據期望，凝固的填充材料將不會在縱向方向上伸出超過傳感器層的邊緣。
[0028]傳感器層的邊緣區域指定傳感器層的在堆疊方向上延伸的側面。傳感器層的僅一個邊緣區域、也就是說僅一個側面不具有填充材料是可能的。特別地，傳感器層的所有邊緣區域、也就是說傳感器層的所有側面不具有填充材料。
[0029]邊緣區域包括作為混合體的外圍邊緣的一部分的傳感器層的邊緣區域和彼此相鄰地安裝在混合體中的傳感器層的邊緣區域(中間邊緣區域)兩者。以該方式，一方面防止了在外圍邊緣處產生材料殘余并且確保了將它們并排放置的期望的能力。另一方面，特別是當填充多混合體中的間隙時，還能避免填充沿堆疊方向在傳感器層之間延伸的間隙。
[0030]如果作為傳感器層與讀取器單元之間的間隔的結果產生的間隙用固化的填充