CN110462443B - 半导体辐射检测器 - Google Patents

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Abstract

根据示例实施例，提供半导体辐射检测器组件，半导体辐射检测器组件包括：检测器芯片(401)，具有前侧和后侧，前侧用于接收辐射；以及柔性衬底(402)，包括中央部分和多个条带，中央部分的前侧被附接到检测器芯片的后侧，条带从中央部分延伸且弯曲成离开检测器芯片突出，其中柔性衬底包括多个导电轨迹，导电轨迹在所述条带的表面上从所述中央部分朝向所述条带的侧向端延伸，用于电联接且机械附接到多个接触销(408)中的一个接触销，并且其中检测器芯片被电联接到至少一个所述导电轨迹。

Description

半导体辐射检测器
技术领域
本发明涉及用于半导体辐射检测器的结构和制造方法。特别地，本发明的各种实施例涉及提供良好检测性能且结构耐用且可靠但是仍制造简单的半导体辐射检测器。
背景技术
半导体辐射检测器是可以被应用于产生描述其附近的辐射的一个或更多个电信号的装置。在典型的应用中，半导体辐射检测器被设置作为辐射检测器组件的一部分，该辐射检测器组件以允许辐射尽可能自由地进入该辐射检测器的前面(或前侧)的方式布置在辐射检测装置中，以便以可靠的方式检测入射辐射，而该辐射检测器组件的后侧被机械地且电联接到辐射检测仪器，以便中继所述一个或更多个电信号用于分析检测到的辐射。
利用半导体辐射检测器的仪器的一个示例是手持式或其它便携式分析仪装置，其可以在例如用于根据物体包含的材料来识别和分拣物体的领域中使用。作为几个例子，便携式分析仪装置可以在如废品厂、垃圾倾倒场和再循环中心的地方中使用。在这种分析仪装置中，辐射检测器典型地被布置在分析仪装置的前端，以使得分析仪装置的使用者能够使分析仪装置的容纳辐射检测器的部分与待被分析的样品靠近或甚至直接接触。
适合于这些应用的半导体辐射检测器的非限制性示例包括PIN二极管和硅漂移检测器(SDD)。半导体辐射检测器的有效操作得益于提供辐射检测器及其直接电触头作为检测器头，该检测器头通过检测器封装被密封到气密外壳中。典型地，检测器封装的前面设有辐射窗口，虽然辐射能够穿过该辐射窗口进入外壳内的辐射检测器，但是同时防止例如来自该装置的操作环境的湿气、空气、可见光和紫外(UV)光到达辐射检测器。检测器头的后侧提供附接装置和接触销，附接装置和接触销使得该检测器头能够机械地、电气地和热地联接到辐射检测仪器。典型地，诸如Peltier元件的热电冷却器也被包括在检测器头中。
图1描绘了被连接到所谓的集管的检测器头的横截面，该集管进一步将检测器头连接到辐射检测仪器，以便示出检测器头和集管的某些结构元件，它们可以一起被称为辐射检测器组件。然而，图1的该图示是改进图形清晰度的简化图示，并且省略了可能的中间屏蔽层和对理解本发明的背景不是必要的其它部件或特征。
在图1的示例中，检测器头包括检测器芯片101、陶瓷衬底102和热电冷却器103：检测器芯片101被附接在陶瓷衬底102的一(第一)侧上，而陶瓷衬底102的相反(第二)侧被附接到热电冷却器103。当被组装在集管上时，检测器头由具有突出附接螺栓105的金属基板104支撑并由检测器封装106覆盖，基板104和检测器封装106由此提供围绕检测器头的气密外壳。检测器封装106的前面具有由辐射窗口107覆盖的开口，以使得入射辐射能够进入检测器芯片101。
图1进一步描绘穿过在基板104中的孔的接触销108，该接触销108通过相应绝缘套筒109与基板104电绝缘。基板104、附接螺栓105、接触销108和绝缘套筒109可以被认为是集管的部件。相应结合线110将每一个接触销108的顶端连接到在陶瓷衬底102的顶表面上的结合垫111。另外的结合线(未示出)可以被应用用以提供在衬底102的区域和检测器芯片101上的相应接触垫之间的电连接。使用线结合作为用于提供电连接的技术的选择涉及低导热性的固有优点，这在避免将热从接触销108传递到陶瓷衬底102以及进一步传递到检测器芯片101时是有益的。
陶瓷衬底102典型地由氧化铝(Al2O3)、氮化铝(AlN)、氧化铍(BeO)或类似陶瓷材料制成。陶瓷衬底102典型地由图案化导体层进一步覆盖，以提供在检测器芯片101和经由通过在前述中描述的结合线实施的电连接被联接到检测器芯片101的部件之间的电连接。除了检测器芯片101之外，某些另外部件(诸如放大器、预放大器、模拟数字转换器(ADC)、热传感器、湿度传感器和/或压力传感器)可以被布置在陶瓷衬底102上。
作为检测器头中典型地包括但在图1中未描绘的其它部件的示例，间隔件可以被包括在陶瓷衬底102和热电冷却器103之间。换句话说，陶瓷衬底102可以经由间隔件附接到热电冷却器103。间隔件可以被设置为期望厚度的合适陶瓷材料(例如，Al2O3、AlN、BeO)的层，并且该间隔件包括一个或更多个开口或凹部，所述一个或更多个开口或凹部使得能够将其它部件(例如，放大器、预放大器、ADC、热传感器、湿度传感器和压力传感器中的一个或更多个)在与间隔件中的开口或凹部的位置对齐的位置处附接在陶瓷衬底102的第二侧上，并且提供在部件和陶瓷衬底102之间的电连接(例如，通过线结合)。尽管在该示例中被描述为与陶瓷衬底102间隔开的部件，但是在其它示例中，陶瓷衬底102的第二侧可以被成形用以提供用作沿着前面描述的线的间隔件的一部分。
用于生产这些类型的陶瓷衬底的技术通常称为厚膜、薄膜、低温共烧陶瓷(LTCC)或高温共烧陶瓷(HTCC)。用于陶瓷衬底102的陶瓷材料(诸如，Al2O3、AlN、BeO)在具有相对较高的导热性(换句话说，相对较低的热阻)和具有接近通常被用作用于检测器芯片101的材料的硅的热膨胀系数的热膨胀系数(CTE)方面具有良好的热性能。
尽管良好的且可靠的辐射检测性能对于任何检测器头和/或利用检测器头的辐射检测器组件来说都自然地是关键方面，但是其它重要方面包括制造检测器头和/或将检测器头组装到辐射检测器组件中的负担能力和简化性。通常，为了良好的检测灵敏度并且因此为了检测器头的良好性能，提供尽可能大的检测器芯片面积是有益的：检测器芯片的较大表面收集较大量的辐射，从而经由对入射辐射的更宽暴露而提高检测性能。在这方面，例如，在图1的检测器头结构中，陶瓷衬底102的面积必须小于由接触销108限定的面积，并且因此检测器芯片101的面积也必须小于由接触销108限定的面积，这是因为结合楔必须能够从上方触碰到接触销108的顶端以及在陶瓷衬底102和检测器芯片101上的结合垫，以使得能够通过结合线在检测器头的这些元件之间创建电连接。
尽管用于增加检测器芯片101的面积的直接解决方案是增加检测器头的尺寸，以允许具有增加表面积的检测器芯片(例如，在圆形形状的检测器芯片的情况下增加的直径)，但是这种措施必然地遇到实践限制，这是因为增加尺寸的检测器头将使得更难以将辐射检测器组件放置在与分析的样品足够靠近的位置中，例如当在现场条件下使用手持式分析装置中的辐射检测器组件时。此外，在实际的构造中，由接触销108限定的面积必须始终大体上小于基板的面积(例如，直径)：将接触销108与基板104密闭地密封且电绝缘需要使用绝缘套筒109，绝缘套筒109完全包围相应接触销108并且因此具有某一最小壁厚，同时在穿过基板104的孔和基板104的边缘之间也需要一定厚度的边沿。
在图2中示出相对于检测器头的总体尺寸增加检测器芯片面积的已知解决方案，其中仅展示出与图1的示例不同的元件被用相应的参考标记标识。在图2的示例中，相应结合线210将每一个接触销208的侧表面连接到相应结合垫211，以在它们之间提供电连接，所述相应结合垫211被布置在陶瓷衬底202的侧表面上。因此，结合垫211从陶瓷衬底202的前表面(参考在图1中的结合垫111)到侧表面的重新定位使得能够使用较大面积的检测器芯片201。该措施使得检测器芯片201的面积能够仅略小于由接触销208限定的面积。另外，图2的检测器头可以设有在前面在图1的上下文中描述的间隔件。
在图3中示出相对于检测器头的总尺寸增加检测器芯片面积的另一个已知解决方案，其中仅展示出与图1或图2的示例不同的元件被用相应参考标记标识。在图3的示例中，陶瓷衬底包括第一陶瓷衬底302，检测器芯片301在一侧上被倒装芯片结合到第一陶瓷衬底302，而第二陶瓷衬底312被附接在第一陶瓷衬底302的相反侧上。第二陶瓷衬底312的外边缘设有空腔，结合垫(在图3中未显示)被定位在该空腔中，并且相应结合线310将每一个接触销308的顶部连接到所述结合垫中的一个结合垫。在该措施中，在实践中，由第二陶瓷衬底312覆盖的面积略小于由接触销308限定的面积(以使得能够从顶部进行线结合)，而检测器芯片301的面积可以大于或等于第二陶瓷衬底312的面积，并且也大于或等于由接触销308限定的面积。在图3的示例中，第二衬底312可以设有被合适地定位的开口，以使它额外地用作在前面在图1的上下文中描述的间隔件。
尽管经由使得能够增加检测器芯片的尺寸解决了检测性能方面的问题，但是图2和图3两者的示例同时导致检测器头结构的制造复杂性增加。在这方面，在EP 2881995中经由多个示例详细描述了相对于检测器头的总尺寸增加检测器芯片面积的进一步的已知解决方案，同时在本文中描述的结构也使得制造过程能够合宜。根据在本文中提供的示例，使得能够提供增加的面积的检测器芯片的结构特征包括接头板的使用，该接头板用以将包括检测器头的部件的子组件机械地连接到包括集管的部件的另一个子组件并提供在子组件之间的电连接，所述子组件以它们的组装形式构成辐射检测器组件。
尽管如此，持续需要如下检测器头，该检测器头具有良好辐射检测性能，同时具有利于经济实惠的且直接的制造过程的结构。
发明内容
本发明的目的是提供一种检测器头结构，其允许相对于检测器头的总体尺寸和/或面积提供较大检测器芯片面积，同时使得能够容易制造且在使用时高度可靠。
下面，提供本发明的某些实施方式的简要概述，以便利于对根据本发明的各种实施例的便携式分析仪的基本理解。然而，该概述不是发明的广泛概述。其既不是被设计用于识别发明的主要或关键元件也不是描述发明的范围。以下概述仅仅以简化形式呈现发明的某些概念，作为发明的例证性实施例的更详细描述的前序。
根据一个示例实施例，提供一种半导体辐射检测器组件，该半导体辐射检测器组件包括：检测器芯片，所述检测器芯片具有前侧和后侧，所述前侧用于接收辐射；以及柔性衬底，所述柔性衬底包括中央部分和多个条带，所述中央部分的前侧被附接到所述检测器芯片的所述后侧，所述多个条带从所述中央部分延伸，并且弯曲成离开所述检测器芯片突出，其中所述柔性衬底包括多个导电轨迹，所述多个导电轨迹在所述条带的表面上从所述中央部分朝向所述条带的侧向端延伸，用于电联接且机械附接到多个接触销中的一个接触销，并且其中所述检测器芯片被电联接到至少一个所述导电轨迹。
根据另一个示例实施例，提供用于制造半导体辐射检测器的方法，该方法包括：在一片柔性衬底材料的至少一个表面的期望位置上布置导电轨迹；将所述一片柔性衬底材料切割成具有如下形状的柔性衬底，所述形状包括中央部分和多个条带，所述中央部分用于将检测器芯片附接在第一侧上，所述多个条带从所述中央部分延伸，并且所述多个条带具有在至少一个表面上从所述中央部分朝向所述条带的侧向端延伸的相应的导电轨迹；将所述条带弯曲成离开所述柔性衬底的所述第一侧突出；以及将所述检测器芯片附接到所述柔性衬底的所述中央部分的所述第一侧，并且在所述检测器芯片和至少一个所述导电轨迹之间创建电连接。
被认为是发明的特性的新颖特征在所附权利要求书中具体地阐述。然而，发明本身关于其构造和其操作的方法与发明的另外目的和优点一起将在结合附图阅读时从以下具体实施例的描述中被最好地理解。
附图说明
本发明的实施例通过示例而非限制性的方式在附图的图中说明，在附图中：
图1示意性地示出已知的辐射检测器组件的某些部件；
图2示意性地示出另一个已知的辐射检测器组件的某些部件；
图3示意性地示出又一个已知的辐射检测器组件的某些部件；
图4示意性地示出根据示例实施例的辐射检测器组件的某些部件；
图5示意性地示出根据示例实施例的辐射检测器组件的某些部件；
图6示意性地示出根据示例实施例的柔性衬底的某些部件；
图7示意性地示出根据示例实施例的柔性衬底的某些部件；
图8示意性地示出根据示例实施例的组装在集管上的柔性衬底；并且
图9示意性地示出根据示例实施例的辐射检测器组件的某些部件；
图10示出根据示例实施例的方法。
具体实施方式
图4示意性地示出根据示例实施例的检测器头的某些元件，该检测器头被布置在集管上以提供辐射检测器组件。在该示例中，检测器头包括检测器芯片401，该检测器芯片401具有用于接收待被检测的辐射的前侧和用于附接到该检测器头的其它部件的后侧。检测器芯片401的前侧也可以被称为前表面、第一侧或第一表面，而后侧也可以被称为后表面、后侧或后表面。检测器芯片401可以在操作上与检测器芯片101、201、301类似，并且因此可以使用期望类型的已知检测器芯片，例如SDD或PIN二极管。
在图4的图示中，检测器芯片的后侧被附接在柔性衬底402的第一侧，在图4的检测器头结构的组装形式中，该第一侧也可以被称为柔性衬底402的第一侧。检测器芯片401还被电联接到柔性衬底402，以使得能够将描述由检测器芯片401检测的辐射的电信号提供到集管并进一步提供到辐射检测仪器，该辐射检测仪器上安装有由检测器头和集管提供的辐射检测器组件。
柔性衬底402的第二侧(即，与第一侧相反的侧)被附接到热电冷却器403。在检测器头结构的组装形式中，柔性衬底402的第二侧也可以被称为柔性衬底402的后侧。热电冷却器403可以在操作上与在图1-3的已知辐射检测器组件的背景中示出的热电冷却器103相类似，并且可以使用期望类型的热电冷却器，例如Peltier元件。
沿着在图1的背景中描述的线，当组装在集管上时，检测器头通过由检测器封装406覆盖的基板404支撑，基板404和检测器封装406从而提供围绕检测器头的气密外壳。基板404典型地由金属制成并具有离开检测器头突出的附接螺栓405。检测器封装406的前面具有由辐射窗口407覆盖的开口，以使得入射辐射能够进入检测器芯片401的前侧，同时该开口防止例如空气、湿气、可见光和紫外光进入围绕检测器头的外壳。图4进一步描述了穿过基板404中的孔的接触销408，该接触销408通过相应的绝缘套筒409与基板404电绝缘。基板404、附接螺栓405、接触销408和绝缘套筒409可以被认为是集管的部件。
柔性衬底402在至少一个它的表面上设有导电轨迹，以使得在被附接在柔性衬底402的第一侧(前侧)上的检测器芯片401和集管之间的电连接成为可能。柔性衬底402被成形为具有从它的中央部分向外延伸的多个条带，每一个条带在它的表面上设有相应的导电轨迹，其中条带被弯曲以离开检测器芯片401并因此离开柔性衬底402的第一侧(前侧)突出。条带具有相同的或大致相同的长度。弯曲条带既用于使得在检测器头和集管之间能够电联接，又用于使得在检测器头和集管之间能够机械附接，或辅助它们之间的机械附接。特别是，在突出条带中的导电轨迹被布置成与所述接触销408中相应的接触销接触，例如使得在条带的远端处或其附近的导电轨迹与接触销408的一侧形成接触。可以例如通过软钎焊、熔焊、导电胶或线结合来提供在突出条带上的导电轨迹和接触销408之间的机械附接和电联接。
在一个示例中，在柔性衬底402的至少一个表面上的导电轨迹被设置在柔性基板402的第二表面(后表面)上。在这种布置中，柔性衬底402的中央部分具有开口，该开口使得例如通过线结合能够提供在检测器芯片401的后侧和柔性衬底402的后表面上的导电轨迹之间的电连接，同时通过将在条带的远端处或其附近的第二表面布置成与所述接触销408中的相应接触销接触(例如，在接触销408的侧表面处)使得能够电连接到集管。
在上述示例的变体中，在柔性衬底402的第一表面和第二表面上都存在导电轨迹，使得在中央部分中并且至少在条带的近端中，导电轨迹被设置在柔性衬底402的第二表面(后表面)中，而在条带的远端中，导电轨迹被设置在柔性衬底402的第一表面(前表面)中。在每一个条带中，经由穿过相应条带的导电通路提供在条带的近端中在第二表面上的(第一)导电轨迹和在条带的远端中在第一表面上的(第二)导电轨迹之间的电连接。另外，该措施使得通过在柔性衬底402的中央部分中的开口能够实现在检测器芯片401的后侧和柔性衬底402的后表面上的导电轨迹之间的(例如通过线结合的)电连接，同时通过将在条带的远端处或其附近的第一表面布置成与接触销408中的相应接触销(例如，在相应的接触销408的侧表面处)接触来提供到集管的电连接。
在另一个示例中，在检测器芯片401和柔性衬底402之间的电连接可以被设置在它们的第一(前)侧之间。在这方面，可以在柔性衬底402的中央部分的第一侧(前侧)上设置专用导电轨迹，以使得能够提供到检测器芯片401的第一(前)侧的电连接。另外，这些电连接可以例如通过线结合来提供。为了使得能够实现该电连接，检测器芯片401可以设有切口或凹部，该切口或凹部使另外的导电轨迹暴露在柔性衬底402的前侧上，或者检测器芯片401可以另外具有使另外的导电轨迹暴露在柔性衬底402的前侧上的形状和/或尺寸。在该示例中，在柔性衬底402的中央部分中的开口不是必需的，而是在柔性衬底402的第一表面(前表面)上的专用导电轨迹和在柔性表面402的后表面上的导电轨迹之间的电连接可以通过穿过柔性衬底402(的中央部分)的导电通路来提供。
在另外的示例中，在检测器芯片401和柔性衬底402之间的电连接可以通过使用从柔性衬底402的中央部分延伸的另外的条带来提供：另外的可弯曲的条带至少在其远端处或其远端附近在柔性衬底402的第一表面上具有导电轨迹，该导电轨迹通过穿过另外条带的导电通路与在柔性衬底402的第二侧上的导电轨迹形成电接触。该另外条带被弯曲，使得在其远端中的导电轨迹与在检测器芯片401的第一表面(前表面)上的期望位置形成接触，以提供电连接。这种布置不需要使在柔性衬底402的第一表面上的导电条带被暴露用于与检测器芯片401的第一表面(前表面)进行电连接，同时在柔性衬底402的中央部分中的开口也不是必需的。
在柔性衬底402的第二表面(后表面)上提供导电轨迹使得能够将再多一个检测器头部件合宜地附接在柔性衬底402(的中央部分)的后侧，如在图5中示意性地示出的那样。虽然该示例与图4的示例相类似，但是其另外地包括第一间隔件412和部件413，第一间隔件412位于柔性衬底402和热电冷却器403之间，部件413被附接到柔性衬底402的中央部分的第二侧(后侧)。第一间隔件412用于避免在部件413(和/或其电连接)与热电冷却器403的接触。
第一间隔件412可以由期望厚度的合适陶瓷材料(例如Al2O3、AlN、BeO)制成并且第一间隔件412包括至少一个开口或凹部，其使得能够将部件413(例如，放大器、预放大器、ADC、热传感器、湿度传感器、压力传感器)在空间上与在第一间隔件412中的至少一个开口或凹部的位置一致的位置处附接在柔性衬底402的第二侧(后侧)，并且提供在部件413和柔性衬底402的第二侧(后侧)上的导电轨迹之间的电连接(例如，通过线结合)。尽管在本文中使用单个部件413和在第一间隔件412中的单个开口或凹部作为示例进行描述，但是通常可以存在附接到柔性衬底402的第二侧(后侧)的在空间上与第一间隔件412中的一个或更多个开口或凹部的位置一致的一个或更多个部件。
使用柔性衬底402以替代在预先已知的解决方案中使用的陶瓷衬底102、202、302、312提供了很多优点，其中的某些优点概括如下：
-与依赖于陶瓷衬底102、202、302、312的结构相比，包含柔性衬底402的检测器头结构更经济实惠且制造更快速。
-与已知结构相比，经由从柔性衬底402的中央部分延伸的条带进行附接和电连接提供了改进的可靠性和额外的机械强度。
-当在用于X射线荧光光谱法的检测器头中使用时，由于用于其构造的材料，与使用陶瓷衬底102、202、302、312相比，如果柔性衬底402被适当地设计，则提供减小的不期望的来自衬底的X射线荧光。
-从柔性衬底402的中央部分延伸的条带提供使用简单技术(诸如软钎焊)将检测器头连接到集管的合宜且灵活的方式，同时仍提供较大检测器芯片401面积。
-从柔性衬底402的中央部分延伸的条带在将热电冷却器403附接到柔性衬底402之前和/或在将检测器头组装在集管上之前提供用于测试由检测器芯片401和柔性衬底402形成的子组件的合宜手段。
在一个示例中，柔性衬底402被设置为柔性印刷电路板(PCB)，该柔性印刷电路板(PCB)由在至少一侧上具有柔性金属层的聚合物层组成。在柔性PCB402的至少一侧上的金属层被图案化以形成导电轨迹，所述导电轨迹使得在柔性PCB402的第一侧上附接的检测器芯片401和集管之间能够实现期望的电连接。作为一个示例，柔性PCB402的聚合物层可以由聚酰亚胺组成，并且该聚合物层的厚度可以在从8微米至100微米(μm)的范围内。然而，应注意的是，聚酰亚胺作为材料和在本文中提供的厚度的范围仅作为非限制性示例，并且代替地可以使用在示例范围之外的其它合适材料和/或厚度。作为示例，在柔性PCB402上的金属层可以由铜(Cu)制成或者其可以包括铜(Cu)并且具有在从9μm至70μm的范围内的厚度。然而，Cu作为材料和在本文中提供的厚度的范围仅用作非限制性示例，并且代替地可以使用在示例范围之外的其它合适导电金属和/或厚度。
图6-8示出根据非限制性示例的柔性衬底402的结构。在这方面，图6描绘了在将条带弯曲成离开第一侧突出之前，柔性衬底402的第二表面(即，柔性衬底402的后表面)。此处，相应的三个条带从柔性衬底402的中央部分向左、向下和向右延伸。所述条带中的每一根条带均具有相应导电轨迹411，所述相应导电轨迹411在柔性衬底402的第二表面上从近端延伸到远端，并且通过穿过条带的导电通路被进一步电连接到在条带的远端处或其附近的第一表面上布置的导电轨迹(在图6中未显示)，以使得在柔性衬底402和集管的接触销408中的一个接触销之间能够实现电连接。
图6进一步示出在柔性衬底402的中央部分内的开口，并且还示出的是：在相应条带上的导电轨迹411中的每一个导电轨迹进一步延伸以覆盖在柔性衬底402的中央部分的第二侧上的区域，从而例如通过穿过开口的线结合使得在检测器芯片401的后侧和柔性衬底402的第二侧(后侧)之间能够实现电连接。
图7描绘在从柔性衬底402的中央部分延伸的条带已经被弯曲成离开第一侧突出之后的柔性衬底402。如从图6的图示能够看到的那样，柔性衬底402的中央部分现在用作柔性衬底402的第一侧，其在检测器头的组装形式中用作前侧，检测器芯片401的后侧被附接到该前侧。所述导电轨迹411中的每一个导电轨迹现在均离开柔性衬底的第一侧(前侧)延伸，并且因此在相应条带的表面上离开待被附接在柔性衬底402的第一侧上的检测器芯片401延伸，同时继续提供与相应条带的表面的存在于保持在柔性衬底402的第一侧上的中央部分中的部分的电连接。
图8描绘了联接到集管的图7的柔性衬底402。特别地，条带上的导电轨迹411被联接到相应接触销408的侧面，所述条带从柔性衬底402朝向集管突出，所述相应接触销408穿过基板404朝向检测器头突出。图8进一步描绘了附接在柔性衬底402的第二侧上的第一间隔件412，穿过柔性衬底402的中央部分中的开口能够看到第一间隔件412的一部分。
在前面描述的检测器头结构的另一个变体中，柔性衬底402可以用部分柔性的衬底替代，例如使得衬底的中央部分或其一部分基本上是刚性的，同时至少衬底的形成条带的部分被设置为柔性衬底，以使得能够将条带弯曲成离开衬底的第一表面突出。这种部分柔性衬底的示例是所谓的刚性-柔性PCB，其中衬底的刚性部分可以制成包括玻璃纤维环氧薄片或相应刚性材料或者由玻璃纤维环氧薄片或相应刚性材料组成，并且该刚性部分可以具有约1毫米或1毫米(mm)以下的厚度。
在前面描述的检测器头结构的另外变体中，可以在检测器芯片401和柔性衬底402(或部分柔性衬底)之间设置第二间隔件414，如通过在图9中的示例所示。包含第二间隔件414在某些部署中可以有益于增加在柔性衬底402和检测器芯片401之间的距离，以便消除或降低由柔性衬底402上的导电轨迹和检测器芯片401之间的串扰而引起的噪声。此外，当检测器头被用于X射线荧光光谱法时，间隔件还可以用以消除或减弱不期望的由柔性衬底402中的导电(金属)轨迹引起的X射线荧光，该X射线荧光可能与使用检测器头测量的辐射光谱干涉。
例如，间隔件可以被设置为单层陶瓷元件或单层纯金属。在其它示例中，间隔件可以被设置为多层陶瓷元件、多金属层的元件或包括与一个或更多个金属层一起的一个或更多个陶瓷层的元件。合适的陶瓷材料的非限制性示例包括Al2O3、AlN和BeO，而合适的金属的非限制性示例包括金(Au)、铂(Pt)、钨(W)、钯(Pd)、锆(Zr)、钼(Mo)、铜(Cu)、铬(Cr)、钛(Ti)、铝(Al)和铍(Be)。作为示例，可以使用电连接到地电位的高导电的第二间隔件414。第二间隔件414的结构和材料的选择可以例如取决于待被从光谱消除或在光谱中减弱的期望的荧光线(例如，波长)。
接下来，参考在图10中描绘的流程图，描述了用于制造在前面描述的检测器头的方法。在这方面，可以包括下面的步骤：
-在一片柔性衬底材料的至少一个表面的期望位置上布置导电轨迹，如在框502中指示的那样。这可以涉及使柔性衬底材料的在那些位置上的至少一个表面金属化，其中导电轨迹将被设置在完成的柔性衬底402中。这种位置的示例在前面通过多个示例描述。
-将该件柔性衬底材料切割成具有一定形状的柔性衬底402，其包括中央部分和多个条带，所述中央部分用于将检测器芯片401附接在第一侧上，所述多个条带从该中央部分延伸并在至少一个表面上具有相应导电轨迹，如在框504中指示的那样。在图6中描绘合适形状的示例。
-使条带弯曲，所述条带从柔性衬底402的中央部分延伸，以离开柔性衬底402的第一侧突出，如在框506中指示的那样。
-将检测器芯片401附接到柔性表面402的第一表面(的中央部分)并在检测器芯片401和柔性衬底402的导电轨迹(中的至少一个导电轨迹)之间创建电连接，如在框508中指示的那样。如前面描述的那样，可以通过使用多种方式中的一种方式，例如：通过在检测器芯片401的第二侧(后侧)和柔性衬底402(的中央部分)的第二侧(后侧)之间提供线结合来提供在检测器芯片401和柔性衬底402之间的电连接。
-将在离开柔性衬底402的第一表面突出的条带中的导电轨迹附接到在相反的方向上从集管的基板404突出的接触销408中的相应接触销，以在它们之间提供机械附接和电联接，如在框510中描述的那样。如前面描述的那样，在条带的表面上的导电轨迹可以被布置成与相应接触销408的侧表面接触和/或可以例如通过软钎焊、熔焊、导电胶或线结合来提供在导电轨迹和相应接触销408之间的连接。
在不偏离本发明的范围的情况下，前述中概述的方法可以以多种方式改变或实施。在这方面，作为非限制性示例，在框508中，检测器芯片401可以经由第二间隔件414被附接到柔性衬底，第二间隔件414被布置在检测器芯片401和柔性衬底402之间，例如在图9的示例的背景中描述的那样。作为另一个非限制性示例，在框508和510之间，可以在将在突出条带中的导电轨迹附接到接触销408之前，将热电冷却器403附接到(直接或经由第二间隔件414附接到彼此的)检测器芯片401和柔性衬底402的子组件。作为该示例的变体，在框508和510之间，至少一个部件413在柔性衬底402的后侧被附接并被电联接到柔性衬底402，接着是经由第一间隔件412将热电冷却器403附接到柔性衬底402(的中央部分)的后侧。
在前述说明中描述的特征可以以与明确描述的组合不同的组合来使用。尽管已经参考某些特征描述了功能，但是那些功能能够通过其它特征(无论描述与否)而被执行。尽管已经参考某些实施方式描述了特征，但是那些特征也可以存在于其它实施方式(无论描述与否)。

Claims (10)

1.一种半导体辐射检测器组件，包括被布置在集管上的检测器头，
其中所述检测器头包括：
检测器芯片，所述检测器芯片具有前侧和后侧，所述前侧用于接收辐射，其中所述检测器芯片包括硅漂移检测器SDD；以及
柔性衬底，所述柔性衬底包括中央部分、多个导电轨迹和多个条带，所述中央部分的前侧被附接到所述检测器芯片的所述后侧，所述多个条带从所述中央部分延伸，并且弯曲成离开所述检测器芯片突出，其中所述检测器芯片被电联接到至少一个所述导电轨迹，
其中所述集管包括基板，所述基板具有从所述基板朝向所述检测器芯片突出的多个接触销，并且
其中所述多个导电轨迹分别在相应的所述条带的表面上从所述中央部分朝向所述条带的被附接到所述多个接触销中的相应接触销的远端延伸，用于在所述检测器头与所述集管之间电联接，且用于在所述检测器头与所述集管之间机械附接。
2.根据权利要求1所述的半导体辐射检测器组件，其中在导电轨迹和接触销之间的电联接包括以下之一：
软钎焊连接；
熔焊连接；
通过导电胶的连接。
3.根据权利要求1所述的半导体辐射检测器组件，其中在导电轨迹和接触销之间的电联接包括线结合连接。
4.根据权利要求1所述的半导体辐射检测器组件，其中所述多个导电轨迹包括：
第一导电轨迹，所述第一导电轨迹在所述柔性衬底的后表面上从所述中央部分朝向所述条带的所述远端延伸，
第二导电轨迹，所述第二导电轨迹被设置在所述柔性衬底的前表面上，且被设置在所述条带的所述远端处或被设置得靠近所述条带的所述远端，用于电联接到所述多个接触销；以及
在每一个条带中穿过所述柔性衬底的导电通路，所述导电通路用于在所述第一导电轨迹和所述第二导电轨迹中的相应的导电轨迹之间的电连接。
5.根据权利要求1所述的半导体辐射检测器组件，其中通过在所述柔性衬底的所述中央部分中的开口，设置在所述检测器芯片和至少一个所述导电轨迹之间的电联接。
6.根据权利要求1所述的半导体辐射检测器组件，其中所述柔性衬底包括柔性印刷电路板PCB，所述柔性印刷电路板PCB包括柔性金属层，所述柔性金属层被布置在聚合物层上，其中所述金属层被图案化以形成所述导电轨迹。
7.根据权利要求1所述的半导体辐射检测器组件，其中所述柔性衬底经由间隔件被附接到所述检测器芯片，以增加在所述柔性衬底和所述检测器芯片之间的距离。
8.根据权利要求7所述的半导体辐射检测器组件，其中所述间隔件包括至少一个层，所述至少一个层包括零个或更多个金属层以及零个或更多个陶瓷层。
9.根据权利要求1至8中的任一项所述的半导体辐射检测器组件，其中所述柔性衬底设有刚性部分，所述刚性部分构成所述中央部分的至少一部分。
10.一种用于提供半导体辐射检测器组件的方法，所述半导体辐射检测器组件包括被布置在集管上的检测器头，其中所述检测器头包括检测器芯片和柔性衬底，其中所述检测器芯片包括硅漂移检测器SDD，并且其中所述集管包括基板，所述基板具有从所述基板朝向所述检测器芯片突出的多个接触销，所述方法包括：
在一片柔性衬底材料的至少一个表面的期望位置上布置导电轨迹；
将所述一片柔性衬底材料切割成具有如下形状的所述柔性衬底，所述形状包括中央部分和多个条带，所述中央部分用于将所述检测器芯片附接在第一侧上，所述多个条带从所述中央部分延伸，并且所述多个条带具有在至少一个表面上从所述中央部分朝向所述条带的远端延伸的相应的导电轨迹；
将所述条带弯曲成离开所述柔性衬底的所述第一侧突出；
将所述检测器芯片附接到所述柔性衬底的所述中央部分的所述第一侧，并且在所述检测器芯片和至少一个所述导电轨迹之间创建电连接；以及
将在所述条带的所述远端中的所述导电轨迹附接到所述多个接触销中的相应的接触销，以在所述检测器头与所述集管之间提供机械附接并在所述检测器头与所述集管之间提供电联接。
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