CN105474350B - 用于辐射分析的检测板及其制造方法 - Google Patents
用于辐射分析的检测板及其制造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105474350B CN105474350B CN201480045416.3A CN201480045416A CN105474350B CN 105474350 B CN105474350 B CN 105474350B CN 201480045416 A CN201480045416 A CN 201480045416A CN 105474350 B CN105474350 B CN 105474350B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- detection plate
- anode
- cathode
- detecting element
- loading plate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 62
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 title claims description 34
- 238000011068 loading method Methods 0.000 claims abstract description 62
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 54
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 claims abstract description 30
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 35
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 28
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 21
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 11
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 10
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 10
- 208000005189 Embolism Diseases 0.000 claims description 9
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 claims description 5
- 238000010422 painting Methods 0.000 claims description 4
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 abstract description 5
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 17
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 11
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 9
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 7
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 7
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 6
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 3
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 2
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 2
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 2
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 2
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 2
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 description 1
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 239000011469 building brick Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000013067 intermediate product Substances 0.000 description 1
- 230000005865 ionizing radiation Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 1
- 238000003908 quality control method Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 1
- 230000011218 segmentation Effects 0.000 description 1
- 239000011265 semifinished product Substances 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 230000001225 therapeutic effect Effects 0.000 description 1
- 238000003325 tomography Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J47/00—Tubes for determining the presence, intensity, density or energy of radiation or particles
- H01J47/08—Geiger-Müller counter tubes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J47/00—Tubes for determining the presence, intensity, density or energy of radiation or particles
- H01J47/02—Ionisation chambers
Landscapes
- Measurement Of Radiation (AREA)
Abstract
本发明涉及一种检测板,该检测板包括一个承载板、尤其是一个注塑成型的承载板,该承载板具有多个用于检测电离辐射的检测元件。检测元件根据盖格‑米勒计数器的原理工作,其中,目前本发明为了简化制造工艺和为了节约成本而建议,阳极和/或阴极构造为在检测板的承载板上的、不处于唯一一个平面中的金属化部。通过该方式得到构造用作电离室的内腔和将电极设置在该室中的多种可行性。具有另外的电路板的接触可行性也证明为非常有利的。这同样对使用这种检测板的辐射测量设备的制造工艺和质量产生有利的影响。
Description
技术领域
本发明涉及一种检测板,该检测板具有多个用于检测电离辐射的检测元件。此外,本发明涉及一种具有这种类型检测板的分析设备和一种用于制造所述的检测板的制造方法。
背景技术
很长时间以来,使用检测器的布置系统来检测强的辐射。通过对用于电离辐射的检测器、例如光电倍增管等的布置,能够对电离辐射的辐射轮廓做出断定。
为了检测射线而应用闪烁原理并且将其随着时间改良,其方式为:研发辐射图像传感器、尤其是闪烁体板,并且在此通过设置具有闪烁体和光检测器的多个辐射检测器能够对电离辐射的辐射轮廓做出断定。在此基础上可行的是,例如在医疗用的伦琴射线设备中能够分析辐射强度的二维分布。随着时间推移减少并且日益改进各个检测元件的布置系统。
在US 7,476,867 B2中已知具有多个检测元件的检测板,这些检测板用于检测电离辐射。在此,检测元件在阳极和阴极之间生成电离电流。教导的是,借助于使用分段的电极来改进测量精度。
在US 7,470,912 B2中已知一种用于治疗辐射质量控制的工具,所述工具构成不仅用于对电子而且对伦琴射线辐射进行电离检测。
在US 6,121,622 A中已知一种用于生成二维的伦琴射线图像的分析设备,所述分析设备在其尺寸和复杂度方面减小。对此使用像素化的阳极,其像素被形状稳定地容纳在绝缘层中并且相对于阴极确定地定位。
在US 2002/0153492 A1中已知一种辐射检测器,所述辐射检测器由闪烁体阵列和在MID基板上的所属的光电二极管阵列构成。
尽管如此,始终对能够对电离辐射关于其辐射轮廓进行分析的分析设备提出有挑战性的成本问题。为了降低成本,尤其在医疗领域降低成本,因此需要对在那里使用的设备进行简化。
发明内容
因此,本发明的任务在于,提出一种检测板,所述检测板在辐射分析质量保持不变或改进的情况下能够明显降低检测板的制造成本并且尽管如此仍能实现可扩展性。
所述任务根据本发明在开始提到类型的检测板中通过下述方式解决:检测元件构造用于在通过电离辐射在相应的检测元件的内腔中进行间接或直接的电离化时在所述相应的检测元件的阳极和阴极之间生成电离电流,其中,阳极和/或阴极构造为在承载板上的不处于唯一一个平面中的导电涂层。在结构化内腔时得到多个自由度和设计选择方案,因为阳极和/或阴极不再妨碍空间构造,而是内腔的尺寸能够更强地适应于高压特性和/或电离特性。此外,也能够更好地利用结构空间,因为附加的选择方案允许检测元件的可扩展的布置。
检测元件设置用于检测电离辐射。电离辐射不仅理解为粒子辐射也理解为电磁辐射。电磁辐射基于光电效应进行电离,其方式为:从导电涂层、例如阳极或阴极中发出电子,该电子随后在阳极和阴极之间的电场中产生电力并且因而在阳极和阴极之间生成电离电流或者至少有助于生成电离电流。电磁辐射包括伦琴射线辐射和伽马辐射,这两者足以引起光子能量,以便从金属栅格中析取电子。电离的粒子辐射尤其是理解为电子、光子和中子的入射,其中,电子和光子能够直接作用到电离电流上。而中子生成反冲光子,这些反冲光子又能够作为电磁辐射被检测到。因此,检测元件基本上如同电离室那样作用,如其也应用在盖格-米勒计数器中。
直接电离理解为与带电粒子的相互作用,并且间接电离理解为使得电磁辐射或者光子起作用的相互作用。相应的检测元件的内腔因此构成电离室,其中,在相应的检测元件中在阳极和阴极之间生成电离电流。
在一个有利的实施形式中,承载板是注塑的承载板。承载板的特性由在其制造时使用的注塑方法得出。注射能够理解为多个迄今已知的方法,例如单组分注塑方法或双组分注塑方法。在这两种方法中将以液体或起泡的形式的塑料引入成型的注塑模具中,在此,所述塑料与注塑模具的形状相匹配。由此能够制成复杂的结构,其中,阳极和/或阴极不仅构造为不处于唯一一个平面中的导电涂层,而且能够构成在具有不同的定向的多个平面中。
注塑的塑料的导电涂层基于所谓的MID技术(Molded Interconnect Devices;模塑互连器件的英语)。借助该技术能够将金属的印制导线涂覆到承载板上,尤其涂覆到注塑的塑料承载板上。所述涂层在下面例如构成为金属化部、碳化部或者构成为导电墨。基于该技术可行的是,将导电的涂层或者说检测元件的阳极和/或阴极成形为,使得其能够以最佳的方式形成检测元件的内腔,由此能够以理想的方式最精确地限定电离室的尺寸。在此要注意的是,注塑相对于其它方法来说获得极大的精度,对此同时确保:没有杂质残留在承载板的内腔中。在传统类型的检测板中的情况是:当检测板不符合可重复性的要求时,由此可能产生大量的废品。注塑能够显著克服该缺点,所述注塑尤其是能够确保高达10微米的形状精度。
在一个有利的实施形式中,承载板是切削加工成的和/或变形的承载板。切削加工理解为对初始工件或半成品的加工,其中,材料去除得到承载板的期望形状。材料去除例如可以通过刨削、冲压、研磨或钻孔实现。附加地或替选地,对初始工件或中间产物进行变形,以便实现承载板的期望形状。所述变形可以是冷或热变形,所述冷或热变形例如可以与所使用的材料、尤其是塑料相关地进行选择。同样,切削加工和变形的结合是可行的,其中,首先实施切削加工并且然后实施变形,或者反之亦然。
一个有利的实施形式和低成本的替选方案是对由塑料制成的承载板进行深冲,但该替选方案在变形时提供较少的自由度。由此同样能构成用于辐射检测的内腔。
在一个有利的实施形式中,内腔至少部分地借助于在承载板中的凹部或凹陷部构成。通过该方式可行的是,由所述凹部或凹陷部至少部分地包围内腔,使得用于电离的体积的大部分已经能够被承载板包围,由此仅借助于面状的保护元件进行覆盖或封闭就已提供呈内腔形式的完整的电离室。
优选的是,导电涂层是金属化部、碳化部或导电墨。只要确保所需要的电压和电离电流的传导,就能够通过导电涂层的相应涂覆方法来简化检测板的制造。
有利地,在使用MID技术的情况下可行的是,金属化部被设置在凹部或凹陷部中,使得能够容易地构成阳极和/或阴极,阳极和阴极尤其是至少基本上相对置并且在两个电极之间设有内腔的足够大的部分。这一方面是有利的,因为在两个电极之间施加在运行期间典型地为大约500伏特的高压。另一方面,内腔的分配可选地设计为,使得在所使用的全部检测元件中存在确定的电离体积。
有利的是,导电涂层是碳化部,该碳化部能够以简单的方式、也以非常大的层厚度被涂覆到承载板上。此外,碳涂层能借助于印制法被施加到承载板上,由此这种类型的导电涂层有利于制造过程的自动化。
导电涂层优选由导电墨、例如导电漆、尤其是导电银漆构成,所述导电墨同样能够通过简单的印刷过程低成本地涂覆到承载板上。
在一个有利的实施形式中,相应的检测元件的凹陷部具有一个开口或两个开口,所述开口分别具有穿过承载板的穿通接触部。借助于所述开口可行的是,设置在内腔中的电极能够(相对于内腔)从外部被接通。例如在凹陷部或凹部的底部上的开口可以用于构成一个或多个穿通接触部,由此能够例如结合焊料球状件等形成与平行于承载板设置的电路板的电接触。如果使用两个开口,则可行的是,也设有两个穿通接触部,由此不仅阴极电流而且阳极电流能够引入内腔中或者从内腔中引出。
在一个有利的实施形式中,阳极和阴极至少部分地对内腔限界。内腔的一部分必须始终通过承载板或面状的保护元件形成。由此,未金属化的面足够大地保持在面状保护元件或承载板上,使得在阳极和阴极之间的间距在预设的工作电压的情况下不会引起不期望的电火花放电。
在一个有利的实施形式中,内腔部分地由面状的保护元件、尤其是板或薄膜限界。面状的保护元件优选部分地或完全构成阳极或阴极。通过该方式可行的是,阳极和阴极设置在不同的构件上,由此,各个检测元件的尺寸更简单地设计。例如,当阳极和阴极设置在不同的构件上时,仅须使用一个穿通接触部,由此进一步降低制造耗费。对此须注意的是,电离辐射不通过面状的保护元件被屏蔽,或者面状的保护元件的厚度选择为,使得足够的电离辐射能够进入检测元件的内腔中。此外非强制性的是,电离辐射穿过面状的保护元件进入,尤其是承载板的材料也能够选择为,使得电离辐射仅不明显地或者根本不被屏蔽。在此,再次考虑阳极和/或阴极的导电涂层,尤其是例如金属通常具有不显著的屏蔽效应。
在一个有利的实施形式中,阳极和/或阴极是拱曲的或者至少具有这样的面,这些面具有不同定向的面法线。内腔的形状由此能够以非常简单的方式最佳地匹配于辐射电离的要求。圆形的或拱曲的结构非常易于制造并且在各导电涂层之间也形成恒定的间距。尽管如此有利的是,在金属化部内部设有多个平坦的面,从而得到内腔的优选形状并且因而得到检测元件的优选形状。
在一个有利的实施形式中,检测元件与分析电路连接,其中,分析电路设置在对于测量重要的辐射路径中并且借助于实施屏蔽的金属化部进行屏蔽。设置在辐射路径中意味着,当不存在屏蔽时,电离辐射由于分析电路的位置而射到分析电路上。这通常得到非常紧凑的检测板,但如果分析电路由于电离辐射剂量被损坏,要接受分析电路失效的风险。因此可行的是,例如借助于在承载板上亦或在其它电路板上的实施屏蔽的金属化部保护分析电路免受电离辐射。在此,尤其是提供铜作为涂覆材料,因为所述铜能够以高达400微米的可接受的厚度简单地涂覆。
在一个有利的实施形式中,检测元件与分析电路电连接,其中,分析电路部分地或完全地设置在对于测量重要的辐射路径之外。印制导线能够用于将检测元件的电离电流在承载板上继续引导,直至到达不遭受电离辐射的区域。分析电路能够替选地设置在该区域中。这种区域优选设置在检测板的边缘区域中。
分析电路例如部分地或完全地由静电计级放大器构成,所述静电计级放大器设置用于测量一个或多个检测元件的电离电流。对此有利的是,分析电路也具有模数转换器,所述模数转换器将通过静电计级放大器测量到的非常小的电离电流转换为数字信号。静电计级放大器能够设计为可读取的,由此在需要时提供数字的电流数据。大多数分析电路具有呈所谓的“IC”形式的集成电路,以便以电子的方式实现所期望的功能。
在一个有利的实施形式中,检测板的主平面的检测元件具有节约空间的形状、尤其是三角形、圆形、六边形或蜂窝形状。检测板的主平面理想地垂直于电离辐射的入射。由此可行的是,各个检测元件代表单个像素,所述像素能够以二维的布置形式给出电离辐射的辐射轮廓。在此仅需要的是,在相应的检测元件中检测和接收辐射强度。
在一个有利的实施形式中,阳极和/或阴极与接触区域导电地连接或者具有该接触区域,其中,所述接触区域设置在内腔之外。通过该方式可行的是,电极(阳极和/或阴极)尽可能有效地与一个分析电路或多个分析电路连接。在此有意义的是,阳极和/或阴极由至少两个导电涂层构成,尤其是所述涂层例如借助于激光辐射被涂覆,由此需要待实施涂覆的区域被直接看到。在开口的穿通接触部的情况下,或者在阳极和/或阴极与分析电路接触的情况下必要的是,在主平面的两侧上实施涂覆工艺、尤其是金属化工艺,使得印制导线能够穿过开口,其方式为:两个导电涂层以接触的方式相互靠放或相互叠置。此外,基于激光的金属化过程例如限制承载板的厚度,尤其是开口的内侧不应被承载板本身覆盖。
在一个有利的实施形式中,接触区域延伸超过栓塞,其中,栓塞设置用于形成导电的插接连接。在此,待接触的电路板具有用于栓塞的配合件、例如特殊成形的印制导线或被金属化的开口,所述印制导线或开口设置用于接触栓塞。基于插接原理,在插接状态中电路板和承载板的位置是相互确定的。
在一个有利的实施形式中,承载板借助于穿通接触部构成用于可接触的球栅装置的配合装置。通过该方式可行的是,以极其有效的方式形成多个接触部,由此能够实现辐射检测器的简单的制造,其方式为:能够形成通向分析电路的尽可能短的印制导线。替选地,也能够将其它的电子组件或电学组件以该方式与检测元件置于电连接。
辐射分析设备有利地具有如在本发明中所建议的检测板。由于检测板的制造优点和定性的优点,成本优势也以特别的方式对辐射分析设备产生影响。由于检测板的较高的鲁棒性需要少的维护,由此按本发明的辐射分析设备的运行成本降低。辐射分析设备例如可以是医疗分析设备、例如X射线断层摄影机等。
按本发明的用于制造包括一个尤其是注塑成型的承载板与多个用于检测电离辐射的检测元件的检测板的方法具有下述步骤:
-借助于注塑过程、切削加工和/或变形来制造承载板;
-施加在检测元件中用作阳极和/或阴极的导电涂层、尤其金属化部,其中至少一个导电涂层不设置在唯一的平面中。
阳极和/或阴极因此可以具有三维形状,由此,检测元件的内腔能够理想地构造。不设置在唯一一个平面中的导电涂层由此可以具有多个面法线,这些面法线是不同定向的。替选地可行的是,导电涂层也构成旋转面的区段或者由球半径确定。
在一个有利的实施形式中,阳极和/或阴极由至少两个导电涂层构成。通过该方式可行的是,形成穿通接触部,这些穿通接触部允许阳极电流或者阴极电流从检测元件的内腔中向外引导并且必要时转送给传统的电路板的印制导线。
有利地,至少两个导电涂层在承载板上构成穿通接触部。由此,所有电极可以设置在承载板上,由此仅一个承载板须经历涂覆过程、尤其是金属化过程。其它的对内腔限界的结构元件、例如薄膜或金属板可以不那么复杂地进行构造。
附图说明
本发明的其它的有利的构造方案和优选的扩展方案由后续说明得出。在下面借助于在附图中示出的实施例详细地描述和阐述本发明。在附图中:
图1示出在制造步骤中在与电路板接触之前的被剖开的检测元件的第一实施例;
图2从辐射入射方向示出图1的检测元件;
图3A、3B分别示出检测板的一个实施例;
图4示出在与电路板进行接触之前的检测元件的第二实施例的剖视图;
图5从辐射入射的方向示出图4中的检测元件;
图6示出在检测元件和电路板之间的插接连接的示意图;
图7A、7B示出用于屏蔽电学构件或电子构件、尤其是分析电路的可能的屏蔽装置。
图8示出具有蜂窝状检测元件的检测板;
图9示出具有方形检测元件的检测板;并且
图10示出具有保护膜的检测元件的剖视图。
具体实施方式
图1示出检测元件,该检测元件由承载板11的凹陷部形成,在该检测元件中结合保护膜10形成内腔16。在内腔16中通过电离辐射进行电离。凹陷部基本上构造为锥状的,由此两个电极、即阳极12和阴极13基本上构成锥体侧面的区段并且分别通过构造为金属化部的导电涂层实现。阳极12和阴极13两者通未金属化的条带被隔开,所述条带由第一高压间距D1限定。第一高压间距D1与检测元件的工作电压相关地被选择。
开口14设置在阳极侧并且具有穿通接触部(Durchkontaktierung),所述穿通接触部一方面与阳极12导电连接并且另一方面与设置在内腔16外部的接触区域25导电连接。基于接触区域25设置在开口附近,接触区域25构造为环形的,从而能够实现与球状件24接触,所述球状件与印制导线(Leiterbahn)22导电连接。
当球状件23、24不由金属构成而是由焊膏(焊料金属粉末和焊剂的混合物)构成时,能够实现更低成本的选择方案。焊膏能够被印制到电路板17上并且在熔炉中熔化。在加热的状态中能够实现与相应的接触区域25、26的接触,所述接触也引起承载板11与电路板17的固定。
如果依照接触运动方向18,则球状件23、24能够分别被置入接触区域25和26中,使得不仅阳极12而且阴极13与检测元件20之外的电路连接。替选地,承载板11也能够用于施加印制导线,使得阳极12和阴极13与例如分析电路(Analyseschaltung)的接触是可行的。
图2示出图1中的检测元件20,其中,沿根据照射方向B的辐射入射方向对该检测元件进行观察。
图3A和3B示出两种可行的检测板27、28,这些检测板能通过对应地布置检测元件20来调节待测量的辐射轮廓。按照该方式可以通过对任意二维面的对应分解来考虑多种应用。
图4示出检测元件50,该检测元件基本上构造为倒金字塔的形状。在此,承载板41利用设置在其中的凹部几乎完全包围阳极42。仅接触区域46从检测元件50伸出。接触区域46通过第二金属化部形成,该第二金属化部安置在阳极42的在内腔43侧向的金属化部之后。两个金属化部被熔融成唯一一个面状印制导线,使得在阳极42和电路板47之间的电传导通过如下方式实现:安置在电路板47上的球状件45与环形的接触区域46如此配合作用,使得高压能够从电学结构元件、例如集成电路(Intergrated Circuit)传输到阳极42。
有利地,能够借助于所述的方法使传统的电路板47与检测元件50连接,其中,任意的电路能够应用于与多个检测元件50亦或与不同的检测元件进行球栅接触的途径。仅通过所有接触区域46和所有使用的球状件45的类似布置在一个工作步骤中能够实现同时的多次接触。
在与构成阴极的金属膜40之间的第二高压间距D2防止在阳极42和阴极40之间的高压火花放电。基于所使用的承载板41,现在能够实现阴极40作为金属板的设计,由此该阴极是特别易于制造的。
电子结构元件49仅示例性地视作为一系列可能的组件、例如静电计级放大器,同样地例如还有与电路板47电连接的类型,所述电连接在此经由接触腿51和焊接部位52被确保并且能够用其它电连接取代。
电离辐射按照照射方向B穿过金属板40进入内腔43中,所述金属板在对应厚度的情况下仅边缘吸收电离辐射。替选地,能够选择这样的照射方向B,该照射方向穿过承载板41,由此仅吸收性差的塑料阻碍电离辐射。
图5从在图4中绘出的照射方向B示出检测元件50。阳极42具有五个不同的面,其中每个面具有不同地定向的面法线。带有开口44的面具有这样的面法线,该面法线与照射方向B反向定向。其它所有面与照射方向B形成不等于0°且不等于90°的角度。
图6示出在一个阴极64之间的导电的插接连接,所述阴极被涂覆在检测元件中。开口65具有阴极64的穿通接触部,该穿通接触部在栓塞63上继续延伸,该栓塞直接设置在开口65附近。在栓塞63上,金属化部形成接触面66,一旦栓塞63夹在电路板67的开口62中,所述接触面就与配合接触面68导电连接。电接触的插接连接60因此能够通过将电路板67简单地插到检测元件上实现,由此栅格布置又引起非常有利的制造优点,尤其是既无需为了电接触又无需为了固定而进行其它步骤。
可选地,插接连接在已插接的状态中在接触面66和68上被焊接,以便确保更好的电传导或者引起结构增强。
图7A示出一种屏蔽选择方案,该屏蔽选择方案保护代表分析电路和其它集成电路的电子结构元件78免受电离辐射(通过照射方向B的箭头表示)、免受损坏。对此,使用400微米厚的铜涂覆部72的布置系统,所述铜涂覆部以错开的布置形成有利的屏蔽保护,其中,电路板71由多个导体平面构成,所述导体平面相互成一定角度地连接。球状件73能够用于与检测元件接触,其中,电路板71例如构造为多层电路板。
图7B示出具有金属化部86的金属芯电路板83,该金属化部在开口85中构成穿通接触部。为了吸收,使用由铝或铅制成的金属衬层84,所述金属衬层由合成树脂(环氧树脂)82包围。这些金属芯电路板83能够用作为承载板,用于屏蔽对辐射敏感的电组件或结构元件78、尤其是分析电路,其中,所述结构元件经由穿通接触部与检测元件连接。
图8示出检测元件81在检测板80上的面积有效的布置可行性,其中,对应的二维形状关于照射方向B进行优化。
检测元件81的蜂窝形状引起极其有效的布置,其中,检测板80的承载板的几乎整个面能够用作为电子面或检测面。由此,仅承载件的表面的一个非常小的部分不被使用。
图9示出检测元件91在检测板90上的节约空间的布置可行性,其中,对应的二维形状关于照射方向B进行优化。
如果检测元件91以确定的间距设置在检测板90上,则能够将印制导线涂覆在从属于检测板90的承载板的背侧上。由此免于使用第二电路板。
图10示出检测元件100的剖视图,其中,保护膜10覆盖内腔105。阴极102的金属化部基本上构造为锥形的并且包括金属化的销104,其中,所述销的金属化部构成阳极101并且该阳极与在接触区域107中的另外的金属化部以接触的方式导电连接。相应地,开口108利用阴极102直至接触区域106的金属化部形成穿通接触部。
对于基于激光的金属化过程,销104由于凹陷部的锥状形状并且还有在其中涂覆的阴极102是易于实现的或者说易于金属化的。电流在一至二微安和50毫微微安之间。
基于所述形状,检测元件能够以大的数量设置和分布在检测板80、90上。该规模能够包括多个检测元件并且实现辐射轮廓的大分辨率。
在所有实施例和实施形式中,能够根据技术情况相应地将阳极与阴极互换地设置,其中,例如阳极具有三维的形状,或者替选地阴极具有三维的形状或者根据本发明两个电极都具有三维的形状。
在所有的实施例中,承载板11、41不仅能够通过注塑过程也能够通过切削加工和/或变形制成。原则上适用的是,在大复杂度的情况下注塑是有利的。然而例如图1和图2的承载板11同样能够通过挤压或压印过程(变形)制造,然后在后续过程中通过钻孔制成开口14、15(切削加工)。
概括而言,本发明涉及一种检测板,该检测板包括一个承载板、尤其是一个注塑成型的承载板,该承载板具有多个用于检测电离辐射的检测元件。检测元件根据盖格-米勒计数器的原理工作,其中,目前本发明为了简化制造工艺和为了节约成本而建议,阳极和/或阴极构造为在检测板的承载板上的、不处于唯一一个平面中的金属化部。通过该方式得到构造用作电离室的内腔和将电极设置在该室中的多种可行性。具有另外的电路板的接触可行性也证明为非常有利的。这同样对使用这种检测板的辐射测量设备的制造工艺和质量产生有利的影响。
附图标记列表
B 照射方向
D1 第一高压间距
D2 第二高压间距
10 保护膜
11 承载板
12 阳极
13 阴极
14 第一开口
15 第二开口
16 内腔
17 电路板
18 接触运动方向
20 检测元件
21 第二印制导线
22 第一印制导线
23 球状件
24 球状件
25 接触区域
26 接触区域
27 检测板
28 检测板
40 构造为金属板的阴极
41 承载板
42 阳极
43 内腔
44 开口
45 球状件
46 接触区域
47 电路板
48 印制导线
49 电学结构元件
50 检测元件
51 接触腿
52 焊接部位
60 实施电接触的插接连接
61 印制导线
62 插接开口
63 栓塞
64 阴极
65 开口
66 接触面
67 电路板
68 配合接触面
69 承载板
70 屏蔽装置
71 电路板
72 铜屏蔽部
73 球状件
78 电子结构元件
80 承载板
81 检测元件
82 合成树脂
83 屏蔽部
84 金属衬层
85 开口
86 金属化部
90 承载板
91 检测元件
100 检测元件
101 阳极
102 阴极
104 销
105 内腔
106 接触区域
107 接触区域
108 开口
109 开口
Claims (17)
1.检测板(27、28、80、90),其包括一个承载板(11、41),该承载板具有多个用于检测电离辐射的检测元件(20、50、81、91、100),其中,所述检测元件(20、50、81、91、100)构造用于,在通过电离辐射在相应的检测元件(20、50、81、91、100)的内腔(16、43、105)中进行间接或直接的电离化时,在所述相应的检测元件(20、50、81、91、100)的阳极(12、42、101)和阴极(13、40、64、102)之间产生电离电流,其中,所述阳极(12、42、101)和/或所述阴极(13、40、64、102)构造为在承载板(11、41)上的不处于唯一一个平面中的导电涂层,所述承载板(11、41)是注塑的承载板,所述内腔(16、43、105)至少部分地借助于在承载板(11、41、69)中的凹部或凹陷部形成,所述相应的检测元件(20、50、81、91、100)的凹陷部具有一个开口(44)或两个开口(14、15),所述开口分别具有穿过承载板(11、41、69)的穿通接触部。
2.根据权利要求1所述的检测板(27、28、80、90),其特征在于,所述阳极(12、42、101)和/或所述阴极(13、40、64、102)由至少两个导电涂层构成。
3.根据权利要求2所述的检测板(27、28、80、90),其特征在于,由所述至少两个导电涂层构成的穿通接触部允许阳极电流或者阴极电流从检测元件(20、50、81、91、100)的内腔(16、43、105)中向外引导。
4.根据权利要求1至3之一所述的检测板(27、28、80、90),其特征在于,所述导电涂层是金属化部、碳化部或导电墨。
5.根据权利要求1至3之一所述的检测板(27、28、80、90),其特征在于,所述阳极(12、42、101)和所述阴极(13、40、64、102)至少部分地对内腔(16、43、105)限界。
6.根据权利要求1至3之一所述的检测板(27、28、80、90),其特征在于,所述内腔(16、43、105)部分地由面状的保护元件(10、40)限界,并且所述面状的保护元件(10、40)部分地或完全地构成阳极(12、42、101)或阴极(13、40、64、102)。
7.根据权利要求1至3之一所述的检测板(27、28、80、90),其特征在于,所述阳极(12、42、101)和/或所述阴极(13、40、64、102)是拱曲的或者包括至少两个面,这些面具有不同定向的面法线。
8.根据权利要求1至3之一所述的检测板(27、28、80、90),其特征在于,所述检测元件(20、50、81、91、100)与分析电路电连接,其中,所述分析电路部分地或完全地设置在对于测量重要的辐射路径中并且借助于实施屏蔽的金属化部被屏蔽。
9.根据权利要求1至3之一所述的检测板(27、28、80、90),其特征在于,所述检测元件(20、50、81、91、100)与分析电路电连接,其中,所述分析电路部分地或完全地设置在对于测量重要的辐射路径之外。
10.根据权利要求1至3之一所述的检测板(27、28、80、90),其特征在于,所述检测元件(20、50、81、91、100)具有节约空间的或面积优化的形状。
11.根据权利要求1至3之一所述的检测板(27、28、80、90),其特征在于,所述阳极(12、42、101)和/或所述阴极(13、40、64、102)与接触区域(25、26、46、106、107)导电地连接或者具有该接触区域,其中,所述接触区域(25、26、46、106、107)设置在内腔(16、43、105)外部。
12.根据权利要求11所述的检测板(27、28、80、90),其特征在于,所述接触区域(25、26、46)延伸超过栓塞(63),并且所述栓塞(63)设置用于形成导电的插接连接。
13.根据权利要求1所述的检测板(27、28、80、90),其特征在于,所述承载板(11、41、69)借助于穿通接触部构成用于可接触的球栅装置的配合装置。
14.辐射分析设备,其具有根据上述权利要求之一所述的检测板(27、28、80、90)。
15.用于制造检测板(27、28、80、90)的方法,所述检测板包括一个承载板(11、41、69),该承载板具有多个用于检测电离辐射的检测元件(20、50、81、91、100),所述方法具有下述步骤:
-借助于注塑过程来制造承载板(11、41、69);
-施加在检测元件(20、50、81、91、100)中能用作阳极(12、42、101)和/或阴极(13、40、64、102)的导电涂层,其中至少一个导电涂层不设置在唯一一个平面中。
16.根据权利要求15所述的方法,其特征在于,所述阳极(12、42、101)和/或所述阴极(13、40、64、102)由至少两个导电涂层形成。
17.根据权利要求16所述的方法,其特征在于,借助于所述至少两个导电涂层在承载板(11、41、69)上构成穿通接触部。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102013011077.7 | 2013-07-03 | ||
DE102013011077.7A DE102013011077A1 (de) | 2013-07-03 | 2013-07-03 | Detektorplatte zur Strahlungsanalyse und Herstellungsverfahren derselben |
PCT/EP2014/001793 WO2015000582A2 (de) | 2013-07-03 | 2014-07-01 | Detektorplatte zur strahlungsanalyse und herstellungverfahren derselben |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN105474350A CN105474350A (zh) | 2016-04-06 |
CN105474350B true CN105474350B (zh) | 2018-06-26 |
Family
ID=51167847
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201480045416.3A Expired - Fee Related CN105474350B (zh) | 2013-07-03 | 2014-07-01 | 用于辐射分析的检测板及其制造方法 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10176975B2 (zh) |
EP (1) | EP3017458B1 (zh) |
CN (1) | CN105474350B (zh) |
DE (1) | DE102013011077A1 (zh) |
WO (1) | WO2015000582A2 (zh) |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1225058A (en) | 1968-08-26 | 1971-03-17 | Atomic Energy Authority Uk | Improvements in or relating to nuclear radiation detectors |
US4769547A (en) * | 1987-01-27 | 1988-09-06 | Medrad, Inc. | Personal dosimeter having a volume of gas atop an integrated circuit |
US6121622A (en) * | 1995-07-14 | 2000-09-19 | Yeda Research And Development Co., Ltd. | Imager or particle detector and method of manufacturing the same |
ATE426823T1 (de) | 2000-01-13 | 2009-04-15 | Hamamatsu Photonics Kk | Strahlungsbildsensor und szintillatorplatte |
JP2003084066A (ja) * | 2001-04-11 | 2003-03-19 | Nippon Kessho Kogaku Kk | 放射線検出器用部品、放射線検出器および放射線検出装置 |
US7078705B1 (en) | 2003-09-30 | 2006-07-18 | The Regents Of The University Of California | Neutron and gamma detector using an ionization chamber with an integrated body and moderator |
US7470912B2 (en) * | 2004-02-09 | 2008-12-30 | Standard Imaging, Inc. | Wire-free, dual-mode calibration instrument for high energy therapeutic radiation |
US7476867B2 (en) * | 2005-05-27 | 2009-01-13 | Iba | Device and method for quality assurance and online verification of radiation therapy |
-
2013
- 2013-07-03 DE DE102013011077.7A patent/DE102013011077A1/de not_active Withdrawn
-
2014
- 2014-07-01 CN CN201480045416.3A patent/CN105474350B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2014-07-01 EP EP14737149.6A patent/EP3017458B1/de not_active Not-in-force
- 2014-07-01 WO PCT/EP2014/001793 patent/WO2015000582A2/de active Application Filing
- 2014-07-01 US US14/902,491 patent/US10176975B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20170011896A1 (en) | 2017-01-12 |
EP3017458B1 (de) | 2019-03-13 |
US10176975B2 (en) | 2019-01-08 |
CN105474350A (zh) | 2016-04-06 |
DE102013011077A1 (de) | 2015-01-08 |
WO2015000582A3 (de) | 2015-03-12 |
WO2015000582A2 (de) | 2015-01-08 |
EP3017458A2 (de) | 2016-05-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Bolton et al. | Instrumentation for diagnostics and control of laser-accelerated proton (ion) beams | |
US7663081B2 (en) | Apparatus for digital imaging photodetector using gas electron multiplier | |
US7615757B2 (en) | Semiconductor radiological detector and semiconductor radiological imaging apparatus | |
US10191180B2 (en) | Large scale gas electron multiplier and detection method | |
JP2007527601A5 (zh) | ||
US7485872B2 (en) | Large area, pico-second resolution, time of flight detectors | |
JP6559250B2 (ja) | 放射線センサおよび放射線イメージセンサを構成する方法 | |
CN210465312U (zh) | 一种用于x射线探测器的电路板 | |
CN105474350B (zh) | 用于辐射分析的检测板及其制造方法 | |
Jagutzki et al. | Performance of a compact position-sensitive photon counting detector with image charge coupling to an air-side anode | |
US20170003403A1 (en) | Device and method for radiation dosimetry | |
JP6821935B2 (ja) | 検出素子及び放射線検出装置 | |
CN115524734A (zh) | 一种用于质子、重离子位置探测的薄膜空气电离室 | |
WO2019233751A1 (en) | Pixel detector system optimized for pencil beam scanning proton therapy | |
US12106932B2 (en) | Electron detector | |
JP4313830B2 (ja) | 半導体放射線検出器及び半導体放射線撮像装置 | |
CN116247066B (zh) | X射线探测器和探测方法 | |
Barthel et al. | A Large-Scale Pad-Sensor Based Prototype of the Silicon Tungsten Electromagnetic Calorimeter for the Forward Direction in ALICE at LHC | |
Alfonsi et al. | R&D; Proposal Development of Micro-Pattern Gas Detector Technologies | |
Rocco | Development of a gaseous photon detector for Cherenkov imaging applications | |
Ryan et al. | Development of CZT strip detector modules for 0.05-to 1-MeV gamma-ray imaging and spectroscopy | |
CN106531756B (zh) | 探测器阳极装置 | |
Moleri | Development of large-area gas-avalanche Resistive-Plate WELL detectors: potential sampling elements for digital hadron calorimetry | |
Amorini et al. | Monte: A compact and versatile multidetector system based on monolithic telescopes | |
CN111508800A (zh) | 应用于穿越辐射探测器的放大单元的制备方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20180626 |