CN107398844B - 一种探测器制造夹具和闪烁体定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种探测器制造夹具和闪烁体定位方法，其闪烁体阵列定位夹具包括呈“U”形的第一夹具体；所述第一夹具体设置有第一定位面以及第一夹紧区域；所述第一夹紧区域的两侧分别设有第一定位槽，各所述第一定位槽分别设置有第一夹口和第一夹口顶压机构；所述第一夹具体两竖向部分的顶面为第一预定位面；其硅光敏二极管阵列定位夹具包括呈“U”形的第二夹具体；所述第二夹具体设置有第二定位面以及第二夹紧区域；所述第二夹紧区域的两侧分别设有第二定位槽，各所述第二定位槽分别设置有第二夹口和第二夹口顶压机构。该夹具和定位方法制造完成的探测器，在闪烁体阵列和硅光敏二极管阵列之间只有一种热固化填充胶，从而确保了探测器像素之间的一致性。

Description

一种探测器制造夹具和闪烁体定位方法

技术领域

本发明涉及医疗设备生产制造技术领域，特别是在CT设备的生产过程中用于将二极管阵列组件与闪烁体阵列组装到一起的夹具。本发明还涉及将二极管阵列组件与闪烁体阵列组装到一起的定位方法。

背景技术

现代CT设备(即电子计算机断层扫描设备)的固体闪烁体探测器，是由闪烁体阵列、二极管阵列以及对应的陶瓷基板、连接器等部件通过焊接、粘接等工艺制作完成的，其中闪烁体阵列制造过程目前都是采用光学胶把闪烁体和硅光敏二极管粘接到一起。

如图1所示，固体探测器由闪烁体阵列1，硅光敏二极管阵列2，陶瓷基板3，连接器4组成，通常为了制造、检测方便，硅光敏二极管阵列2，陶瓷基板3，连接器4先通过焊接和粘接工艺组装到一起，作为一个称之为二极管阵列组件的整体，再与闪烁体阵列组装到一起，闪烁体阵列与二极管阵列组件之间采用光学胶粘接。

为了确保探测器各像素的一致性和效率最高，二极管阵列需要保持和二极管阵列组件具有严格的位置关系，目前为了保证这个位置关系，采用专用组装设备分别对闪烁体阵列和硅光敏二极管阵列进行影像测量，根据测量结果调整二者的位置关系后进行定位粘接。

定位粘接过程分为预定位和最终填充光学胶两个步骤，如图2所示，预定位过程首先是在硅光敏二极管点少量UV胶，比如在硅光敏二极管四个角附近点四个点的UV胶，图2中序号5为预定位点的四个UV胶点示意，然后分别对闪烁体阵列和硅光敏二极管阵列进行影像测量，根据测量结果调整二者的位置关系后把二者进行定位，定位过程中闪烁体阵列和硅光敏二极管阵列之间预留一定的缝隙便于后续填充光学胶，定位后通过UV照射之前涂布的四个胶点把二者位置粘接固定，完成预定位过程。预定位后通过毛细原理填充光学胶到闪烁体阵列和硅光敏二极管阵列预留的缝隙中进行固化后完成最终定位粘接。

通过预定位过程点UV胶进行定位，因为UV胶用UV照射可以快速固化，提高操作效率，其他热固化胶固化时间太长，设备占用时间太长造成生产效率低。后续光学胶填充时因为UV胶填充到内部UV、不能照射进去完成固化所以必须使用热固化的光学胶。由于预定位用UV胶和后续毛细填充的热固化胶为不同种类的胶，二者光学特性有一定差异，为了减少预定位胶点的影响，工艺上需要精确控制预定位UV胶点的大小和位置，尽管进行了控制，实际操作过程由于胶点差异依然会引起气泡聚集、两种胶融合不彻底等问题，造成胶点周边光学特性和其他位置不一致，从而在造成探测器像素之间一致性不好的问题。

发明内容

为了解决预定位点胶和后续填充胶不一致造成探测器像素之间一致性不好的问题。本发明提供一种新的粘接夹具和定位方法，规避了预定位时必须在硅光敏二极管阵列上点胶的问题，制造完成后，在闪烁体阵列和硅光敏二极管阵列之间只有一种热固化填充胶，从而确保了探测器像素之间的一致性。

为实现上述目的，本发明提供一种探测器制造夹具，包括：

闪烁体阵列定位夹具，包括呈“U”形的第一夹具体；所述第一夹具体设置有至少一个用于紧贴闪烁体阵列表面定位闪烁体阵列的第一定位面以及用于容纳所述闪烁体阵列的第一夹紧区域；所述第一夹紧区域的两侧分别设有第一定位槽，各所述第一定位槽分别设置有第一夹口和第一夹口顶压机构；所述第一夹具体两竖向部分的顶面为第一预定位面；

硅光敏二极管阵列定位夹具，包括呈“U”形的第二夹具体；所述第二夹具体设置有至少一个用于紧贴硅光敏二极管组件上的陶瓷基板表面定位硅光敏二极管组件的第二定位面以及用于容纳所述闪烁体阵列的第二夹紧区域；所述第二夹紧区域的两侧分别设有第二定位槽，各所述第二定位槽分别设置有第二夹口和第二夹口顶压机构；所述第二夹具体两竖向部分的顶面为与所述第一预定位面相对应的第二预定位面。

优选地，所述闪烁体阵列定位夹具与硅光敏二极管阵列定位夹具定位后，其上具有至少一个供闪烁体阵列和硅光敏二极管阵列四条边中的至少一个边伸出在夹具之外的开口。

优选地，所述闪烁体阵列定位夹具与硅光敏二极管阵列定位夹具允许闪烁体阵列和硅光敏二极管阵列从所述开口伸出在夹具之外的距离L为0.5mm～5mm。

优选地，所述闪烁体阵列定位夹具与硅光敏二极管阵列定位夹具定位后，两组夹具间具有用于涂胶固定夹具间位置的定位缝隙。

优选地，所述第二夹具体的第二定位面上设有至少一个与硅光敏二极管组件上的定位无关件不相干涉的避让槽。

优选地，所述第一定位槽和第二定位槽的侧面分别设有第一螺纹孔和第二螺纹孔，所述第一螺纹孔和第二螺纹孔中安装第一螺钉和第二螺钉以通过拧紧螺钉顶压第一夹口和第二夹口，形成第一夹口顶压机构和第二夹口顶压机构。

优选地，至少一侧的所述第一螺钉与第一夹口之间和/或至少一侧的所述第二螺钉与第二夹口之间之间设置有弹性元件，形成可自动适应零件尺寸偏差的第一夹口顶压机构和/或第二夹口顶压机构。

优选地，所述第一夹具体和第二夹具体两侧的竖向部分的顶面分别向内延伸，且向内延伸的距离小于所述第一夹口和第二夹口的厚度；和/或

所述闪烁体阵列定位夹具和硅光敏二极管阵列定位夹具上设置有至少两处点胶槽或者点胶孔。

优选地，所述闪烁体阵列定位夹具和硅光敏二极管阵列定位夹具设置为闪烁体阵列与硅光敏二极管组件调整到需要的位置时，其第一预定位面和第二预定位面的最小距离H为0mm～0.5mm。

为实现上述目的，本发明提供一种闪烁体定位方法，其在定位过程中使用上述任一项所述的探测器制造夹具，包括：

将闪烁体阵列和硅光敏二极管阵列分别与所述闪烁体阵列定位夹具和硅光敏二极管阵列定位夹具固定为一体；

将所述闪烁体阵列定位夹具和硅光敏二极管阵列定位夹具分别与闪烁体阵列和硅光敏二极管阵列作为整体进行影像测量后定位；

在所述闪烁体阵列定位夹具和硅光敏二极管阵列定位夹具上涂施定位胶进行预定位；

从所述闪烁体阵列定位夹具和硅光敏二极管阵列定位夹具预留的毛细填充胶入口填充光学胶，在填充固化后拆卸去掉所述闪烁体阵列定位夹具和硅光敏二极管阵列定位夹具，从而制作出闪烁体阵列和硅光敏二极管阵列间只有一种光学胶的探测器；

所述闪烁体阵列定位夹具和硅光敏二极管阵列定位夹具在清除预定位胶后重复使用。

本发明所提供的探测器制造夹具分为闪烁体阵列定位夹具和硅光敏二极管阵列定位夹具两部分，这两个夹具可以分别与闪烁体阵列和硅光敏二极管阵列固定为一体。这样，在闪烁体定位过程中，可将两夹具分别与闪烁体阵列和硅光敏二极管阵列作为整体进行影像测量后定位，预定位过程中可以把定位胶涂在相应的夹具上完成定位，夹具至少预留一个边作为毛细填充胶的入口，在填充固化后拆卸去掉夹具之后可制作出闪烁体阵列和硅光敏二极管阵列之间只有一种光学胶的探测器，而夹具在清除其上的预定位用胶之后可重复使用。通过采用本发明提供的夹具、定位方法制造的探测器闪烁体阵列和硅光敏二极管之间只有一种光学胶，探测器像素之间的一致性更好，同时预定位过程对预定位点胶数量准确性要求降低，并且可以不限于使用UV胶，比如可以使用瞬干胶，降低了预定位的工艺难度。

附图说明

图1为现有技术中闪烁体阵列和硅光敏二极管阵列的定位示意图；

图2为图1中的闪烁体阵列和硅光敏二极管阵列通过四个UV胶点进行预定位的示意图；

图3为本发明实施例公开的一种探测器制造夹具处于使用状态时的结构示意图；

图4为图3中所示闪烁体阵列定位夹具的结构示意图；

图5为图4中所示第一夹具体的结构示意图；

图6为另一种第一夹具体的结构示意图；

图7为闪烁体阵列从闪烁体阵列定位夹具中向外伸出的示意图；

图8为图3中所示硅光敏二极管阵列定位夹具的结构示意图；

图9为图8中所示第二夹具体的结构示意图；

图10为本发明所提供闪烁体定位方法的工艺流程图。

图中：

1.闪烁体阵列 2.硅光敏二极管阵列 3.陶瓷基板 4.连接器 5.UV胶点 6.硅光敏二极管组件 7.闪烁体阵列定位夹具 8.硅光敏二极管组件定位夹具 9.第一夹具体 10.第一夹口 11.第一螺钉 12.第一定位槽 13.螺纹孔 14.第一定位面 15.第二夹具体 16.第二定位面17.避让槽 18.点胶槽 19.第二夹口 20.第二螺钉 21.第二定位槽

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

在本文中，“上、下、内、外”等用语是基于附图所示的位置关系而确立的，根据附图的不同，相应的位置关系也有可能随之发生变化，因此，并不能将其理解为对保护范围的绝对限定；而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

请参考图3、图4、图5，图3为本发明实施例公开的一种探测器制造夹具处于使用状态时的结构示意图；图4为图3中所示闪烁体阵列定位夹具的结构示意图；图5为图4中所示第一夹具体的结构示意图。

如图所示，本实施例提供的探测器制造夹具主要由闪烁体阵列定位夹具7和硅光敏二极管组件定位夹具8两部分构成，两个夹具分别用于对闪烁体阵列1和硅光敏二极管组件6进行定位，使用时闪烁体阵列定位夹具7和闪烁体阵列1作为整体，硅光敏二极管组件定位夹具8与硅光敏二极管组件6作为整体，分别用影像测量系统进行测量，根据测量结果调整他们的相对位置后用UV胶或者瞬干胶在夹具相对的面之间进行粘接固定完成预定位，其中闪烁体阵列定位夹具7和硅光敏二极管组件定位夹具8设置为闪烁体阵列与硅光敏二极管组件调整到需要的位置时，两个夹具之间相对面的最小距离为H，这个距离可设置为0mm～0.5mm，通过UV胶或者瞬干胶在这个缝隙中进行粘接定位。

闪烁体阵列定位夹具7由第一夹具体9、第一夹口10和第一螺钉11组成，第一夹具体9承载相关零件最终夹紧闪烁体阵列，其可以采用具有一定刚度的金属如铝合金、不锈钢等材料制成，为了避免夹持过程损伤闪烁体阵列，与闪烁体阵列接触采用相对软些的材料制成第一夹口10，比如聚四氟乙烯(特氟龙)、橡胶或者铝合金等材料。

第一夹具体9上设置有螺纹孔13，通过拧紧第一螺钉11顶压第一夹口10后把闪烁体阵列定位夹具7与闪烁体阵列1形成相对位置固定的一个整体，第一夹具体9设置有第一定位槽12容纳第一夹口10，同时设置至少一个第一定位面14用于紧贴闪烁体阵列1表面定位闪烁体阵列。

为了进一步方便点胶固定闪烁体阵列定位夹具7与硅光敏二极管组件定位夹具8的点胶固定。如图6所示，在闪烁体阵列定位夹具7的第一夹具体9上可以设置至少两处点胶槽18或者点胶孔，在闪烁体阵列定位夹具7与硅光敏二极管组件定位夹具体8完成定位后沿点胶槽18涂胶完成二者的预定位，设置点胶槽或点胶孔，便于完成预定位点胶以及后续的残留胶清除工作。

如图7所示，为了能够带着夹具进行后续的毛细吸胶过程，闪烁体阵列定位夹具7设计为装夹定位后闪烁体阵列1的四条边至少有一个边是伸出在夹具之外的，也就是夹具边缘距离闪烁体阵列1边缘要预留距离L，另外一方面这个距离过大夹具与闪烁体阵列1的定位可靠性不好，通常这个距离控制为0.5mm到5mm。

请参考图8、图9，图8为图3中所示硅光敏二极管阵列定位夹具的结构示意图；图9为图8中所示第二夹具体的结构示意图。

如图所示，硅光敏二极管组件定位夹具8与闪烁体阵列定位夹具7在结构上类似，主要由第二夹具体15，第二夹口19和第二螺钉20组成，通过第二螺钉20拧紧来夹紧硅光敏二极管组件6。

为了能够带着夹具进行后续的毛细吸胶过程，夹具设计为装夹定位后硅光敏二极管组件的四条边至少有一个边是伸出在夹具之外的，也就是夹具边缘距离闪烁体阵列边缘要预留距离L2，另外一方面这个距离过大夹具与硅光敏二极管组件的定位可靠性也不好，通常这个距离控制为0.5mm到5mm。

硅光敏二极管组件定位夹具体8的第二夹具体15承载相关零件最终夹紧硅光敏二极管组件6，通常采用具有一定刚度的金属如铝合金、不锈钢等材料制成，为了避免夹持过程损伤闪烁体阵列，与闪烁体阵列接触采用相对软些的材料制成第二夹口19，比如聚四氟乙烯(特氟龙)、橡胶或者铝合金等材料。

第二夹具体15上设置有螺纹孔13用于安装第二螺钉11，第二夹具体15上设置有第二定位槽21容纳第二夹口19，同时设置至少一个第二定位面16用于紧贴硅光敏二极管组件上的陶瓷基板表面定位硅光敏二极管组件，同时，为了避让硅光敏二极管组件上的连接器等器件，第二夹具体15的第二定位面16上另外加工了至少一个避让槽17实现既夹紧硅光敏二极管组件又不与硅光敏二极管组件上的定位无关件干涉。

闪烁体阵列1和硅光敏二极管组件6预定位后，通过预留的闪烁体阵列伸出夹具的边进行毛细吸胶，这样闪烁体阵列1和硅光敏二极管阵列之间将只有一种胶，吸胶后固化粘接完成闪烁体阵列装配，在胶固化后松开夹具固定结构，退下夹具并清除夹具上预定位的UV胶后重复使用夹具进行下一轮粘接。

作为进一步的改进，可在至少一侧的第一螺钉与第一夹口之间和/或至少一侧的第二螺钉与第二夹口之间设置压缩弹簧或者橡胶柱类弹性元件，形成可自动适应零件尺寸偏差的第一夹口顶压机构和第二夹口顶压机构。这样，通过在螺钉前面加装压缩弹簧或者橡胶柱等弹性元件顶在第一夹口10和/或第二夹口19上，可以方便夹具装夹，不用每次调整螺钉。

上述实施例仅是本发明的优选方案，具体并不局限于此，在此基础上可根据实际需要作出具有针对性的调整，从而得到不同的实施方式。例如，按照零件通过夹具进行转接，在夹具间进行预定位替代在闪烁体阵列和硅光敏二极管组件之间涂胶预定位的思想，本方案的夹具可以进一步简化，用带有定位结构的U形截面夹具体，配合螺纹定位或者其他弹性压紧，斜面压紧等定位结构，可以完成同样的功能，等等。由于可能实现的方式较多，这里就不再一一举例说明。

请参考图10，图10为本发明所提供闪烁体定位方法的工艺流程图。

除了上述探测器制造夹具，本发明还提供一种闪烁体定位方法，其在定位过程中使用上文所述的探测器制造夹具，包括：

S1：将闪烁体阵列和硅光敏二极管阵列分别与所述闪烁体阵列定位夹具和硅光敏二极管阵列定位夹具固定为一体；

S2：将所述闪烁体阵列定位夹具和硅光敏二极管阵列定位夹具分别与闪烁体阵列和硅光敏二极管阵列作为整体进行影像测量后定位；

S3：在所述闪烁体阵列定位夹具和硅光敏二极管阵列定位夹具上涂施定位胶进行预定位；

S4：从所述闪烁体阵列定位夹具和硅光敏二极管阵列定位夹具预留的毛细填充胶入口填充光学胶，在填充固化后拆卸去掉所述闪烁体阵列定位夹具和硅光敏二极管阵列定位夹具，从而制作出闪烁体阵列和硅光敏二极管阵列间只有一种光学胶的探测器；

S5：所述闪烁体阵列定位夹具和硅光敏二极管阵列定位夹具在清除预定位胶后重复使用。

采用上述实施例中的夹具、定位方法制造的探测器闪烁体阵列和硅光敏二极管之间只有一种光学胶，探测器像素之间的一致性更好，同时预定位过程对预定位点胶数量准确性要求降低，并且可以不限于使用UV胶，比如可以使用瞬干胶，降低了预定位的工艺难度。

以上对本发明所提供的探测器制造夹具和闪烁体定位方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种探测器制造夹具，其特征在于，包括：

闪烁体阵列定位夹具，包括呈“U”形的第一夹具体；所述第一夹具体设置有至少一个用于紧贴闪烁体阵列表面定位闪烁体阵列的第一定位面以及用于容纳所述闪烁体阵列的第一夹紧区域；所述第一夹紧区域的两侧分别设有第一定位槽，各所述第一定位槽分别设置有第一夹口和第一夹口顶压机构；所述第一夹具体两竖向部分的顶面为第一预定位面；

硅光敏二极管阵列定位夹具，包括呈“U”形的第二夹具体；所述第二夹具体设置有至少一个用于紧贴硅光敏二极管组件上的陶瓷基板表面定位硅光敏二极管组件的第二定位面以及用于容纳所述硅光敏二极管阵列的第二夹紧区域；所述第二夹紧区域的两侧分别设有第二定位槽，各所述第二定位槽分别设置有第二夹口和第二夹口顶压机构；所述第二夹具体两竖向部分的顶面为与所述第一预定位面相对应的第二预定位面。

2.根据权利要求1所述的探测器制造夹具，其特征在于，所述闪烁体阵列定位夹具与硅光敏二极管阵列定位夹具定位后，其上具有至少一个供闪烁体阵列和硅光敏二极管阵列四条边中的至少一个边伸出在夹具之外的开口。

3.根据权利要求2所述的探测器制造夹具，其特征在于，所述闪烁体阵列定位夹具与硅光敏二极管阵列定位夹具允许闪烁体阵列和硅光敏二极管阵列从所述开口伸出在夹具之外的距离L为0.5mm～5mm。

4.根据权利要求1所述的探测器制造夹具，其特征在于，所述闪烁体阵列定位夹具与硅光敏二极管阵列定位夹具定位后，两组夹具间具有用于涂胶固定夹具间位置的定位缝隙。

5.根据权利要求1所述的探测器制造夹具，其特征在于，所述第二夹具体的第二定位面上设有至少一个与硅光敏二极管组件上的定位无关件不相干涉的避让槽。

6.根据权利要求1所述的探测器制造夹具，其特征在于，所述第一定位槽和第二定位槽的侧面分别设有第一螺纹孔和第二螺纹孔，所述第一螺纹孔和第二螺纹孔中安装第一螺钉和第二螺钉以通过拧紧螺钉顶压第一夹口和第二夹口，形成第一夹口顶压机构和第二夹口顶压机构。

7.根据权利要求6所述的探测器制造夹具，其特征在于，至少一侧的所述第一螺钉与第一夹口之间和/或至少一侧的所述第二螺钉与第二夹口之间设置有弹性元件，形成可自动适应零件尺寸偏差的第一夹口顶压机构和/或第二夹口顶压机构。

8.根据权利要求1所述的探测器制造夹具，其特征在于，所述第一夹具体和第二夹具体两侧的竖向部分的顶面分别向内延伸，且向内延伸的距离小于所述第一夹口和第二夹口的厚度；和/或

所述闪烁体阵列定位夹具和硅光敏二极管阵列定位夹具上设置有至少两处点胶槽或者点胶孔。

9.根据权利要求1所述的探测器制造夹具，其特征在于，所述闪烁体阵列定位夹具和硅光敏二极管阵列定位夹具设置为闪烁体阵列与硅光敏二极管组件调整到需要的位置时，其第一预定位面和第二预定位面的最小距离H为0mm～0.5mm。

10.一种闪烁体定位方法，其在定位过程中使用上述权利要求1至9任一项所述的探测器制造夹具，包括：

将闪烁体阵列和硅光敏二极管阵列分别与所述闪烁体阵列定位夹具和硅光敏二极管阵列定位夹具固定为一体；

将所述闪烁体阵列定位夹具和硅光敏二极管阵列定位夹具分别与闪烁体阵列和硅光敏二极管阵列作为整体进行影像测量后定位；

在所述闪烁体阵列定位夹具和硅光敏二极管阵列定位夹具上涂施定位胶进行预定位；

从所述闪烁体阵列定位夹具和硅光敏二极管阵列定位夹具预留的毛细填充胶入口填充光学胶，在填充固化后拆卸去掉所述闪烁体阵列定位夹具和硅光敏二极管阵列定位夹具，从而制作出闪烁体阵列和硅光敏二极管阵列间只有一种光学胶的探测器；

所述闪烁体阵列定位夹具和硅光敏二极管阵列定位夹具在清除预定位胶后重复使用。