DE10164285A1 - Hochdichte-Verlängerungsschnur-Verbindung für CT-Erfassungseinrichtungen - Google Patents

Abstract

Ein verbessertes Fotosensormodul (50) wird in einem Computertomographiesystem (10) verwendet, das ein DAS-System (32) zum Empfangen von Daten aufweist. Das Modul enthält ein Substrat (224) mit einem darauf befindlichen Fotodiodenarray (226), das optisch mit einem Scintillatorarray (200) gekoppelt ist, und einen FET-Chip (228), der mit dem Fotodetektorsystem über eine Verlängerungsschnurverbindung elektrisch verbunden und auf dem Substrat befestigt ist. Das Modul enthält auch eine Verlängerungsschnurschaltung (232), die mit dem FET-Chip und dem DAS-System verbunden ist. Die Verlängerungsschnurschaltung ist auf dem Substrat befestigt und bei 90 DEG bezüglich des Substrats positioniert.

Description

Die Erfindung betrifft allgemein Strahlungserfassungseinrichtungen vom Scintillationstyp und insbesondere ein Hochdichte-Verlängerungsschnur- Verbindungssystem für Computertomographie-(CT-)Er­ fassungseinrichtungen und Verfahren zur Herstellung und Verwendung des Verbindungssystems.

Bei zumindest einem bekannten Computertomographie-(CT-)Ab­ bildungssystemaufbau projiziert eine Röntgenquelle einen fächerförmigen Strahl, der kollimiert ist, dass er in einer X- Y-Ebene eines kartesischen Koordinatensystems liegt, die allgemein als die "Abbildungsebene" bezeichnet wird. Der Strahl fällt durch das abgebildete Objekt, wie einen Patienten. Nachdem der Strahl durch das Objekt gedämpft wurde, trifft er auf ein Array von Strahlungserfassungseinrichtungen. Die Intensität der an dem Erfassungsarray empfangenen gedämpften Strahlung hängt von der Dämpfung des Strahls durch das Objekt ab. Jedes Erfassungselement des Arrays erzeugt ein separates elektrisches Signal, das ein Maß der Strahldämpfung am Erfassungsort ist. Die Dämpfungsmaße von allen Erfassungseinrichtungen werden separat zur Erzeugung eines Übertragungsprofils erfasst.

Bei bekannten CT-Systemen der dritten Generation drehen sich die Röntgenquelle und die Erfassungseinrichtung mit einem Fasslager in der Abbildungsebene und um das abzubildende Objekt, so dass sich der Winkel, an dem der Röntgenstrahl das Objekt schneidet, konstant ändert. Eine Gruppe von Röntgendämpfungsmaßen, das heißt Projektionsdaten, vom Erfassungsarray bei einem Fasslagerwinkel wird als "Ansicht" bezeichnet. Eine "Abtastung" des Objekts umfasst einen Satz von Ansichten bei verschiedenen Fasslagerwinkeln oder Ansichtwinkeln, während einer Umdrehung der Röntgenquelle und der Erfassungseinrichtung. Bei einer axialen Abtastung werden die Projektionsdaten zur Ausbildung eines Bildes verarbeitet, das einem zweidimensionalen Schnitt durch das Objekt entspricht. Ein Verfahren zur Rekonstruktion eines Bildes aus einem Satz von Projektionsdaten wird in der Technik als gefiltertes Rückprojektionsverfahren bezeichnet. Bei diesem Vorgang werden die Dämpfungsmaße von einer Abtastung in ganze Zahlen, sogenannte "CT-Zahlen" oder "Hounsfield"-Einheiten umgewandelt, die zur Steuerung der Helligkeit eines entsprechenden Bildelements bei einer Kathodenstrahlröhrenanzeige verwendet werden.

Zumindest eine bekannte Erfassungseinrichtung in CT- Abbildungssystemen umfasst eine Vielzahl von Erfassungsmodulen, die jeweils ein Scintillatorarray aufweisen, das optisch mit einem Halbleiterfotodiodenarray gekoppelt ist, das durch das Scintillatorarray ausgegebenes Licht erfasst. Dieser bekannte Erfassungsmodulaufbau erfordert für das Zusammenfügen einen Verleimungsvorgang. Das Fotodiodenarray und der Scintillator müssen mittels eines Ausrichtungssystems genau ausgerichtet werden, wobei ein Kunststoffabstandhalter zur Einstellung eines Spalts zwischen dem Dioden- und Scintillatorarray verwendet wird. Nach der Ausrichtung werden die vier Ecken der Anordnung mit einem Klebemittel zum Halten der Ausrichtung zusammengeheftet. Die Heftung wird ausgehärtet, und der dünne Spalt zwischen dem Fotodioden- und Scintillatorarray wird durch Tauchen des Aufbaus in ein optisches Epoxidklebemittel gefüllt, das in den gesamten Spalt läuft. Das Epoxid wird ausgehärtet, und der Scintillator ist somit mit dem Diodenarray mit Epoxidharz verklebt.

Gemäss einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein verbessertes Hochdichtesystem (für ein CT-Erfassungsmodul) ausgestaltet, das eine flache dünne Platte mit rechteckigem Querschnitt umfasst. Vorteilhafterweise wird bei einem Ausführungsbeispiel eine Verlängerungsschnur-Schaltung verwendet, deren Längsachse mit der Achse des Diodenarrays einen 90 Gradwinkel einnimmt.

Neben anderen Vorteilen liefert dieses verbesserte Hochdichteverbindungssystem eine merkliche Entspannung (Erhöhung) der Verbindungs-Verlängerungsschnur-Dichte sowohl des CT-Erfassungsdiodenaufbaus mit der Verlängerungsschnur- Schaltung als auch der Verlängerungsschnur-Streckendichte, wodurch die Erweiterung des gegenwärtigen Entwurfs auf eine größere Abdeckung ermöglicht wird, das heißt, es werden mehrere Schnitte möglich, und liefert eine höhere Auflösung, was kleinere Zellgrößen bedeutet, wodurch neue höhere Dichte-/größere Erfassungsarrays ermöglicht werden.

Außerdem liefern dieses und weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung verschiedene Kombinationen zusätzlicher Vorteile, was die Verringerung der Verlängerungsschnur- Streckenabstanddichten enthält, was eine kosteneffektive Erweiterung der Verbindungsdichte innerhalb der Grenzen des Standes der Technik ermöglicht.

Fig. 1 zeigt eine bildliche Darstellung eines CT- Abbildungssystems,

Fig. 2 zeigt ein schematisches Blockschaltbild des in Fig. 1 dargestellten Systems,

Fig. 3 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines CT-Systemerfassungsarrays der Erfindung,

Fig. 4 zeigt eine Darstellung der Verlängerungsschnur- Hochdichteverbindung,

Fig. 5 zeigt eine Darstellung der Verlängerungsschnur- Hochdichteverbindung, wobei ein erweitertes Diodenkonzept mit aneinander stoßenden Dioden veranschaulicht ist,

Fig. 6 zeigt eine Darstellung der Verlängerungsschnur- Hochdichteverbindung, wobei ein erweitertes FET-Konzept veranschaulicht ist,

Fig. 7 zeigt eine Darstellung der Verlängerungsschnur- Hochdichteverbindung mit einem FET-auf-Dioden-Konzept, Siliziumkonzept und einem gedruckten Mehrschichten- Verdrahtungsaufbau-Konzept,

Fig. 8 zeigt eine Darstellung der Verlängerungsschnur- Hochdichteverbindung mit einem separaten FET-Konzept, einem Merhschichten-PWA-Konzept und einem Metallauf-Silizium-Chip,

Fig. 9 zeigt eine Darstellung der Verlängerungsschnur- Hochdichteverbindung, wobei ein 32-Schnitt-Diodenarray gezeigt ist,

Fig. 10 zeigt eine Darstellung der Verlängerungsschnur- Hochdichteverbindung, wobei ein 8-Schnitt-Diodenarray gezeigt ist,

Fig. 11 zeigt eine Darstellung der Verlängerungsschnur- Hochdichteverbindung, wobei ein Mehrschichten-Keramik- Diodenarrray veranschaulicht ist.

In den Fig. 1 und 2 ist ein Computertomographie-(CT-)Ab­ bildungssystem 10 gezeigt, das ein Fasslager 12 enthält, das eine CT-Abtasteinrichtung der dritten Generation darstellt. Das Fasslager 12 weist eine Röntgenquelle 14 auf, die Röntgenstrahlen 16 in Richtung eines Erfassungsarrays 18 auf der gegenüberliegenden Seite des Fasslagers 12 projiziert. Das Erfassungsarray 18 ist aus Erfassungselementen 20 gebildet, die zusammen die projizierten Röntgenstrahlen erfassen, die durch ein Objekt 22 fallen, beispielsweise durch einen medizinischen Patienten. Jedes Erfassungselement 20 erzeugt ein elektrisches Signal, das die Intensität eines auftreffenden Röntgenstrahls und somit die Dämpfung des Strahls darstellt, wenn er durch den Patienten 22 fällt. Während einer Abtastung zur Erfassung von Röntgenprojektionsdaten drehen sich das Fasslager 12 und die daran angebrachten Komponenten um ein Rotationszentrum 24. Das Erfassungsarray 18 kann in einem Ein-Schnitt- oder Mehr- Schnittaufbau hergestellt sein. Im Mehr-Schnittaufbau weist das Erfassungsarray 18 eine Vielzahl von Reihen der Erfassungselemente 20 auf, von denen in Fig. 2 lediglich eine gezeigt ist.

Die Drehung des Fasslagers 12 und der Betrieb der Röntgenquelle 14 werden durch eine Steuereinrichtung 26 des CT- Systems 10 gesteuert. Die Steuereinrichtung 26 enthält eine Röntgensteuereinrichtung 28, die die Röntgenquelle 14 mit Energie- und Zeitsignalen versorgt, und eine Fasslagermotorsteuerung 30, die die Rotationsgeschwindigkeit und Position des Fasslagers 12 steuert. Ein Datenerfassungssystem (DAS) 32 in der Steuereinrichtung 26 tastet analoge Daten von den Erfassungselementen 20 ab und wandelt die Daten in digitale Signale zur nachfolgenden Verarbeitung um. Eine Bildrekonstruktionseinrichtung 34 empfängt abgetastete und digitalisierte Röntgendaten vom DAS 32 und führt eine Hochgeschwindigkeitsbildrekonstruktion durch. Das rekonstruierte Bild wird einem Computer 36 als Eingangssignal zugeführt, der das Bild in der Massenspeichereinrichtung 38 speichert.

Der Computer 36 empfängt auch Befehle und Abtastparameter von einem Bediener über eine Konsole 40, die eine Tastatur aufweist. Eine zugehörige Kathodenstrahlröhrenanzeigeeinrichtung 42 ermöglicht dem Bediener die Beobachtung des rekonstruierten Bildes und anderer Daten vom Computer 36. Die vom Bediener zugeführten Befehle und Parameter werden von dem Computer 36 zur Ausbildung von Steuersignalen und Informationen für das DAS 32, die Röntgensteuereinrichtung 28 und die Fasslagermotorsteuereinrichtung 30 verwendet. Außerdem bedient der Computer 36 eine Tischmotorsteuereinrichtung 44, die einen motorisierten Tisch 46 des Patienten 22 im Fasslager 12 steuert. Insbesondere bewegt der Tisch 46 Abschnitte des Patienten 22 durch eine Fasslageröffnung 48.

Wie es in Fig. 3 gezeigt ist, enthält das Erfassungsarray 18 eine Vielzahl von Erfassungsmodulaufbauten 50 (die auch als Erfassungsmodule bezeichnet werden), wobei jedes Modul ein Array von Erfassungselementen 20 umfasst. Jedes Erfassungsmodul 50 enthält ein Hochdichtefotosensorarray (nicht gezeigt) und ein mehrdimensionales Scintillatorarray (nicht gezeigt), das über dem und angrenzend an das Fotosensorarray positioniert ist (nicht gezeigt). Insbesondere enthält das (nicht gezeigte) Scintillatorarray eine Vielzahl (nicht gezeigt), während das Fotosensorarray (nicht gezeigt) Fotodioden (nicht gezeigt), eine Schaltvorrichtung (nicht gezeigt) und einen Decoder (nicht gezeigt) enthält. Die Fotodioden 58 sind individuelle Fotodioden. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel sind die Fotodioden 58 auf ein Substrat aufgebracht oder darauf ausgebildet. Das bekannte Scintillatorarray 54 ist über den oder angrenzend an die Fotodioden 58 positioniert. Die Fotodioden 58 sind mit dem Scintillatorarray 54 optisch gekoppelt und weisen elektrische Ausgangsleitungen zur Übertragung von Signalen auf, die das durch das Scintillatorarray 54 ausgegebene Licht darstellen. Jede Fotodiode 58 erzeugt ein separates analoges Ausgangssignal auf niedrigem Pegel, das ein Maß der Strahldämfpung für einen bestimmten Scintillator des Scintillatorarrays 54 darstellt. Die Fotodiodenausgangsleitungen (in Fig. 3 nicht gezeigt) können beispielsweise physikalisch auf einer Seite des Moduls 20 oder auf einer Vielzahl von Seiten des Moduls 20 plaziert sein. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel (nicht gezeigt) sind die Fotodiodenausgänge an gegenüberliegenden Seiten des Fotodiodenarrays angeordnet.

Bei einem Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 3 enthält das Erfassungsarray 18 siebenundfünfzig Erfassungsmodule 50. Jedes Erfassungsmodul 50 enthält ein Fotosensorarray 52 und ein Scintillatorarray 54, die jeweils eine Erfassungselementarraygröße von 16 × 16 aufweisen. Infolgedessen ist das Array 18 in 16 Reihen und 912 Spalten (16 × 57 Module) segmentiert, was bis zu N = 16 gleichzeitige Schnitte von Daten, die entlang der Z-Achse zu erfassen sind, bei jeder Drehung des Fasslagers 12 ermöglicht, wobei die Z- Achse eine Rotationsachse des Fasslagers ist.

Die Schaltvorrichtung (nicht gezeigt) ist ein mehrdimensionales Halbleiterschaltarray. Die Schaltvorrichtung (nicht gezeigt) ist zwischen das Fotosensorarray (nicht gezeigt) und das DAS 32 geschaltet. Die Schaltvorrichtung (nicht gezeigt) gemäss einem Ausführungsbeispiel enthält zwei Halbleiterschaltarrays (nicht gezeigt). Die Schaltarrays (nicht gezeigt) enthalten jeweils eine Vielzahl von Feldeffekttransistoren (FET) (nicht gezeigt), die als mehrdimensionales Array angeordnet sind. Jeder FET enthält einen elektrisch mit einer der jeweiligen Fotodiodenausgangsleitungen verbundenen Eingang, einen Ausgang, und eine Steuerung (nicht gezeigt), die als mehrdimensionales Array angeordnet ist. Jeder FET enthält einen mit einer der jeweiligen Fotodiodenausgangsleitungen elektrisch verbundenen Eingang, einen Ausgang und eine Steuerung (nicht gezeigt). Die FET-Ausgänge und -Steuerungen sind mit Leitungen verbunden, die elektrisch mit dem DAS 32 über ein (nicht gezeigtes) flexibles elektrisches Kabel verbunden sind. Insbesondere ist ungefähr eine Hälfte der Fotodiodenausgangsleitungen mit der jeweiligen FET-Eingangsleitung des Schalters (nicht gezeigt) elektrisch verbunden, wobei die andere Hälfte der Fotodiodenausgangsleitungen mit dem DAS 32 über ein flexibles elektrisches Kabel (nicht gezeigt) elektrisch verbunden ist. Insbesondere ist ungefähr eine Hälfte der Fotodiodenausgangsleitungen mit jeder FET-Eingangsleitung des Schalters (nicht gezeigt) elektrisch verbunden, wobei die andere Hälfte der Fotodiodenausgangsleitungen mit FET- Eingangsleitungen des Schalters (nicht gezeigt) elektrisch verbunden ist. Das flexible elektrische Kabel (nicht gezeigt) ist somit mit dem Fotosensorarray 52 elektrisch verbunden und beispielsweise durch Drahtbonden angebracht.

Der Decoder 62 steuert den Betrieb der Schaltvorrichtung 60 zur Freigabe, zum Sperren oder Kombinieren der Fotodiodenausgänge, in Abhängigkeit von der gewünschten Anzahl an Schnitten und der Schnittauflösung für jeden Schnitt. Der Decoder (nicht gezeigt) gemäss einem Ausführungsbeispiel ist eine bekannte FET-Steuereinrichtung. Der Decoder (nicht gezeigt) enthält eine Vielzahl von Ausgangs- und Steuerleitungen, die mit der Schaltvorrichtung (nicht gezeigt) und dem DAS 32 verbunden sind. Insbesondere sind die Decoderausgänge elektrisch mit den Schaltvorrichtungssteuerleitungen zur Freigabe der Schaltvorrichtung (nicht gezeigt) zum Übertragen der geeigneten Daten von den Schaltvorrichtungseingängen zu den Schaltvorrichtungsausgängen verbunden. Unter Verwendung des Decoders (nicht gezeigt) werden bestimmte FETs in der Schaltvorrichtung (nicht gezeigt) wahlweise freigegeben, gesperrt oder kombiniert, so dass bestimmte Fotodiodenausgänge elektrisch mit dem CT-System-DAS 32 verbunden werden. Der Decoder (nicht gezeigt) gibt die Schaltvorrichtung (nicht gezeigt) frei, so dass eine ausgewählte Anzahl von Reihen des Fotosensorarrays 52 mit dem DAS 32 verbunden wird, woraus sich eine ausgewählte Anzahl von Schnitten von Daten ergibt, die elektrisch mit dem DAS 32 zur Verarbeitung verbunden sind.

Wie es in Fig. 3 gezeigt ist, sind die Erfassungsmodule 50 in ein Erfassungsarray 18 gefüllt und werden durch Schienen 70 und 72 am Platz gehalten. Fig. 3 zeigt die bereits am Platz befestigte Schiene 72, während die Schiene 70 gerade über ein elektrisches Kabel (nicht gezeigt) über ein Substrat des Moduls 50 (nicht gezeigt), flexibles Kabel (nicht gezeigt) und eine Befestigungsklammer 76 im Begriff ist, befestigt zu werden. Schrauben (in Fig. 3 nicht gezeigt) werden dann durch Löcher (nicht gezeigt) gedreht und in gewindete Löcher (nicht gezeigt) der Schiene 70 zur Befestigung der Module 50 am Platz gedreht. Flansche (nicht gezeigt) der Befestigungsklammern 76 werden durch Druck gegen die Schienen 70 und 72 (oder bei einem Ausführungsbeispiel durch Bonden) am Platz gehalten, und hindern die Erfassungsmodule 50 am "Schwanken". Die Befestigungsklammern 76 klemmen auch das flexible Kabel (nicht gezeigt) gegen das Substrat 74, und gemäss einem Ausführungsbeispiel ist das flexible Kabel (nicht gezeigt) auch an das Substrat (nicht gezeigt) anhaftend gebondet.

Eine Verlängerungsschnurschaltung wird verwendet, die um 90 Grad bezüglich des gegenwärtigen Entwurfs gedreht ist. Diese Drehung ermöglicht die Verwendung breiterer Verlängerungsschnüre, wodurch die Verlängerungsstreckenabstanddichten verringert werden. Die Verlängerungsschnur ist hier eine rechteckige flache Platte mit einem rechteckigen Querschnitt. Die Verlängerungsschnurschaltung ist dünn, damit sie zwischen angrenzende Erfassungsmodule gelegt werden kann. Gemäss einem alternativen Ausführungsbeispiel hat die Keramik eine Stufe im Bereich der Verlängerungsschnur zur Beseitigung des Erfordernisses einer dünner gemachten Verlängerungsschnur. Bei einem Ausführungsbeispiel hat die Keramik radiale Kanten zur Verringerung des Verlängerungsschnur-Biegungsradius. Bei einem Ausführungsbeispiel umfasst das Diodenarray ein einzelnes Stück oder zwei Stücke, die im Zentrum des Arrays aneinander anstoßen. Die Diode ist unter der Verlängerungsschnur erweitert und enthält ein zweidimensionales Array von Verbindungen.

Dieser Entwurf enthält das FET-Array als Chip auf der Verlängerungsschnur. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel ist das FET-Array im DAS enthalten, oder der Entwurf könnte einen einzelnen DAS-Kanal pro Erfassungszelle haben. Die Diode könnte auch immer noch mit einem FET-Chip Draht-gebondet sein und dann könnte dieser Chip unter der Verlängerungsschnur erweitert sein und ein zweidimensionales Array von Verbindungen enthalten. Die Diode könnte auch auf einen separaten Siliziumchip drahtgebondet sein, der sich unter der Verlängerungsschnurschaltung erstreckt, was die gleiche Wirkung hat. Eine Keramik mit einer Stufe könnte bei beiden letztgenannten Ansätzen verwendet werden. Die Verbindung von diesem zweidimensionalen Satz der Verbindung mit der Verlängerungsschnur wird auf vielerlei Weisen bewirkt. Diese enthalten ein Ball-Gitterarray mit einer Zinnaufschmelzung, einen Satz von Anschlüssen über der Verlängerungsschnur, einen zweidimensionalen Feinabstand-Elastomerinterposer oder Wärmebonden mit einem ACF-Film.

Die Fig. 4 bis 11 zeigen Ausführungsbeispiele dieser Hochdichte-Verlängerungsschnurverbindung für CT- Erfassungseinrichtungen. Die in den Fig. 4 bis 11 gezeigten Module sind mit dem Erfassungsarray 18 aus Fig. 3 durch mechanische Befestigung des Moduls mit dem Array über Verschrauben oder eine andere mechanische Befestigung des Moduls mit dem Array verbunden. Löcher sind auf dem Substrat des Moduls zur Verschraubung vorgesehen. Die Verlängerungsschnur-Hochdichteverbindung ist elektrisch mit dem DAS durch Anbringen der Verlängerungsschnur an das DAS-System verbunden, wodurch elektrische Signale vom Erfassungsmodul zum DAS-System über die Verbindung und die Schaltung übertragen werden.

In einer perspektivischen Darstellung in Fig. 4 ist eine Hochdichteverlängerungsschnurverbindung für CT- Erfassungseinrichtungen mit einem Scintillatorarray 200 gezeigt, das auf ein Keramikbasissubstrat 202 mit FET-Arrays 204 gebondet ist, die gleichermaßen auf dem Substrat 202 jedoch mit einer Spaltentfernung 206 vom Scintillator 208 befestigt sind. Eine große zweidimensionale Flächenverbindung 208 ist an einem jeweiligen Ende dieses Moduls gezeigt, wobei die Verbindung 208 eine große zweidimensionale Kontaktfläche aufweist und um einen Winkel von 90 Grad zu der Keramikbasis gedreht ist. Die Verbindung 208 ist an der Keramikbasis 202 befestigt.

Die Verbindung wird an der Keramikbasis durch eine Zinnaufschmelzung befestigt, oder einen anisotropen leitenden Film (ACF) oder einen elastomeren Verbinder mit einer Klammer befestigt. Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel wird eine Stoß- und Einschnitt-Verbindung verwendet.

Die in den Fig. 4 bis 11 gezeigten Module sind mit dem Erfassungsarray 18 aus Fig. 3 durch mechanische Befestigung des Moduls mit dem Array verbunden. Löcher sind auf dem Substrat des Moduls vorgesehen. Die Verlängerungsschnur- Hochdichteverbindung ist elektrisch mit dem DAS durch Befestigung der Verlängerungsschnur mit dem DAS-System verbunden, wodurch elektrische Signale vom Erfassungsmodul zu dem DAS-System übertragen werden.

Fig. 5 zeigt ein CT-Modul mit einer Hochdichte- Verlängerungsschnurverbindung 220, wobei das Modul einen Fotodiodenchip 220 aufweist, der auf einem Substrat 224 befestigt ist, wobei ein Diodenarray 226 halbiert ist. (Diese Diode muss nicht geschnitten werden, sie ist jedoch auf diese Weise gezeigt, lediglich um die mögliche Verwendung von Waferchips (6 Inch) zu zeigen, die heutzutage verfügbar sind.) Zwei FET-Chips 228 sind direkt auf dem Siliziumchip 230 angebracht ("Flipchipdesign"), einer an jedem Ende des Moduls. Ein Siliziumchip erstreckt sich unter der Verlängerungsschnur zu oberst der Keramikbasis 224. Die Verlängerungsschnurschaltung 232 krümmt sich um 90 Grad weg von jeder Seite. Die zweidimensionale Arrayverbindung 220 befindet sich auf der Unterseite der Verlängerungsschnur und oben auf dem Silizium. Bei dieser Verbindung wird eine Zinnaufschmelzung verwendet, oder ein anisotroper leitender Film (ACF) oder eine Elastomerverbindung mit Klammern oder eine Stoß- und Einschnittverbindung.

Fig. 6 zeigt ein dem in Fig. 6 ähnliches Modul mit unverändertem Diodenchip. Allerdings erstreckt sich gemäss Fig. 6 der FET-Chip 240 unter der Verlängerungsschnur 242. Der FET- Chip 240 wird als Signalstreckenverlängerung und für eine 90 Grad- Streckenkrümmung verwendet. Ein Ausschnitt ist auf der linken Seite des Moduls zur Veranschaulichung der 90- Gradkrümmung gezeigt.

Fig. 7 zeigt ein dem in Fig. 6 ähnliches Modul. Allerdings zeigt dieses Ausführungsbeispiel den FET-Chip 250, der als Teil des Diodenchips 252 gebildet ist. Ein separater Siliziumverbindungschip 254 ohne aktiven Schaltkreis erstreckt sich unter der Hochdichteverbindung. Ein gedruckter Verdrahtungsaufbau (nicht gezeigt) kann als Alternative zum Siliziumchip angewendet werden. Der Siliziumchip oder PWB wird als Signalstreckenerweiterung und für 90 Grad- Streckenkrümmungen verwendet.

Fig. 8 zeigt ein dem in Fig. 7 ähnliches Modul, allerdings sind separate FET-Schalter 260 vorgesehen. Diese separaten FET- Schalter können auf die Verlängerungsschnur selbst geklebt sein.

Fig. 9 zeigt ein dem in Fig. 9 ähnliches Modul. Allerdings weist die Verlängerungsschnur 276 eine Vielzahl von Metallschichten auf und ist kupferabgeschirmt. Die Breite ist die Breite des Moduls, da Module bei diesem Ausführungsbeispiel aneinander anstoßen angeordnet sind. Das Substrat ist Keramik. Eine Diode 272 ist ein zweidimensionales Array.

Fig. 10 zeigt ein dem in Fig. 9 ähnliches Modul. Allerdings ist es im wesentlichen das gleiche wie in Fig. 9, wobei die Ausführungsbeispiele so gezeigt sind, als hätten sie eine Reihe von Drahtverbindungen, eine 150 Mikrometer Einzelsignalschichtverlängerungsschnur und 76 Verlängerungsschnurspuren.

Fig. 11 zeigt ein dem in Fig. 9 ähnliches Modul. Allerdings ist eine Mehrschichtenkeramik gezeigt.

Bei der Ausbildung der vorstehend angeführten Ausführungsbeispiele werden das Bonden des Scintillators, der Dioden, FET-Chips und der Hochdichteverlängerungsschnurverbindung auf einem Siliziumchip und/oder einer Keramikbasis durch den Fachmann bekannte Verfahren ausgeführt.

Obwohl die Erfindung bezüglich verschiedener bestimmter Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, erkennt der Fachmann, dass die Erfindung mit Modifikationen innerhalb des Schutzbereichs der Patentansprüche ausgeübt werden kann.

Ein verbessertes Fotosensormodul (50) wird in einem Computertomographiesystem (10) verwendet, das ein DAS-System (32) zum Empfangen von Daten aufweist. Das Modul enthält ein Substrat (224) mit einem darauf befindlichen Fotodiodenarray (226), das optisch mit einem Scintillatorarray (200) gekoppelt ist, und einen FET-Chip (228), der mit dem Fotodetektorsystem über eine Verlängerungsschnurverbindung elektrisch verbunden und auf dem Substrat befestigt ist. Das Modul enthält auch eine Verlängerungsschnurschaltung (232), die mit dem FET-Chip und dem DAS-System verbunden ist. Die Verlängerungsschnurschaltung ist auf dem Substrat befestigt und bei 90 Grad bezüglich des Substrats positioniert.

Claims (17)

1. Verbessertes Fotosensormodul (50) zur Verwendung in einem Computertomographiesystem (10) mit einem DAS-System (32) zum Empfangen von Daten, wobei das Modul ein Substrat (224) mit einem darauf befindlichen Fotodiodenarray (226), das optisch mit einem Scintillatorarray (200) gekoppelt ist, einen FET-Chip (228), der elektrisch mit dem Fotodetektorsystem über eine Verlängerungsschnurverbindungseinrichtung verbunden und auf dem Substrat befestigt ist, eine Hochdichteverbindung (220) und eine Verlängerungsschnurschaltung (232) aufweist, die mit dem FET-Chip und dem DAS-System verbunden ist, wobei die Verlängerungsschnurverbindung auf dem Substrat befestigt ist und eine flache dünne Platte mit rechteckiger Querschnittsfläche ist.

2. Fotosensor (50) nach Anspruch 1, wobei das Substrat (224) einen geschnittenen Diodenchip (222) umfasst, um die Verlängerungsschnurschaltung (232) unterzubringen.

3. Fotosensor (50) nach Anspruch 2, wobei die Seiten des Chips (222) gestuft sind, um die Verlängerungsschnurschaltung (232) unterzubringen.

4. Fotosensor (50) nach Anspruch 3, wobei die Längsachse der Verlängerungsschnurschaltung (232) senkrecht zur horizontalen Achse des Substrats (224) und der Diode (222) ist.

5. Fotosensor (50) nach Anspruch 4, wobei die Längsachse der Verlängerungsschnurschaltung (232) um 90 Grad bezüglich der horizontalen Achse des Substrats (224) gebogen ist.

6. Verbessertes Hochdichteverbindungssystem (220) eines CT- Erfassungsmoduls (50), das mit einem DAS-System (32) verknüpft ist, wobei das Erfassungssystem ein Fotodiodenarray (226), das auf dem Substrat (224) befestigt und optisch mit einem Scintillatorarray (200) verbunden ist, einen FET-Chip (228), der auf dem Substrat befestigt und elektrisch mit dem Fotodiodenarray verbunden ist, und eine Verlängerungsschnurschaltung (232) aufweist, die den FET-Chip mit einem DAS-System elektrisch verbindet, wobei die Verlängerungsschnurverbindungseinrichtung eine flache dünne Platte mit einer rechteckigen Querschnittsfläche ist.

7. Hochdichteverbindungssystem (220) nach Anspruch 6, wobei das Substrat (224) einen geschnittenen Diodenchip (222) umfasst.

8. Hochdichteverbindungssystem (220) nach Anspruch 6, wobei die Seiten des Chips (222) zum Unterbringen einer Verlängerungsschnurschaltung (232) gestuft sind.

9. Hochdichteverbindungssystem (220) nach Anspruch 6, wobei die Längsachse der Verlängerungsschnurschaltung (232) senkrecht zur horizontalen Achse des Substrats (224) und der Diode (222) ist.

10. Hochdichteverbindungssystem (220) nach Anspruch 6, wobei die Längsachse der Verlängerungsschnurschaltung (232) um 90 Grad bezüglich der horizontalen Achse des Substrats (224) gebogen ist.

11. Verfahren zur Ausbildung eines verbesserten Hochdichteverbindungssystems (220) für ein CT-Erfassungsmodul (50) mit einer Verlängerungsschnurverbindung, die eine flache dünne Platte mit einer rechteckigen Querschnittsfläche ist, mit den Schritten
Befestigen eines Fotodiodenarrays (226) auf einem Substrat (224) und optisches Koppeln eines Scintillatorarrays (200) mit diesem,
Befestigen eines FET-Chips (228) auf dem Substrat und
elektrisches Verbinden des FET-Chips mit dem Fotodiodenarray und
Anbringen einer flachen dünnen Platte mit rechteckiger Querschnittsfläche als elektrische Verlängerungsschnurschaltung-Verbindungseinrichtung des FET- Chips und eines DAS-Systems.

12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei eine Hochdichteverbindung (220) zur Verbindung des FET-Chips (228) mit der Verlängerungsschnurschaltung (232) verwendet wird und die Verbindung eine flache dünne Platte mit einer rechteckigen Querschnittsfläche ist.

13. Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Verbindung (220) eine flache dünne Platte aus Metall ist.

14. Verfahren nach Anspruch 11, wobei die flache dünne Platte an dem Chip (222) durch Bonden befestigt wird.

15. Verbessertes Computertomographie-(CT-)System, das ein verbessertes Fotosensormodul zur Verwendung in dem Computertomographiesystem mit einem DAS-System zum Empfangen von Daten umfasst, wobei das Modul ein Substrat mit einem darauf befindlichen Fotodiodenarray, das mit einem Scintillatorarray optisch gekoppelt ist, einen FET-Chip, der elektrisch mit dem Fotodetektorsystem über eine Verlängerungsschnurverbindungseinrichtung verbunden und auf dem Substrat befestigt ist, und eine Verlängerungsschnurschaltung aufweist, die elektrisch mit dem FET-Chip und dem DAS-System verbunden ist, wobei die Verlängerungsschnurschaltung eine flache dünne Platte mit einer rechteckigen Querschnittsfläche ist.

16. Verbessertes Computertomographiesystem nach Anspruch 15, wobei die Verlängerungsschnurverbindungseinrichtung eine rechteckige Querschnittsfläche aufweist.

17. Verbessertes Computertomographiesystem nach Anspruch 15 oder 16, wobei die Längsachse der Verlängerungsschnurschaltung 90 Grad zur horizontalen Achse des Substrats einnimmt.