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Die
Erfindung liegt auf dem Gebiet der Herstellungsverfahren für ein zumindest
eine erste und eine zweite Bauteilkomponente umfassendes Bauteil.
Die erste Bauteilkomponente weist auf einer ersten und die zweite
Bauteilkomponente weist auf einer zweiten Seite jeweils mehrere
zueinander korrespondierende elektrische erste bzw. zweite Kontaktflächen auf.
Bei dem Herstellungsverfahren werden zur Herstellung des Bauteils
korrespondierende erste und zweite Kontaktflächen elektrisch leitend miteinander
verbunden. Solche Herstellungsverfahren sind beispielsweise bekannt
aus den Druckschriften
US 2002/0030287
A1 ,
US 5,611,884
A ,
US 2002/0084019
A1 ,
US 4,740,657
A ,
EP 1 223
795 A1 ,
US
2006/0035036 A1 ,
DE
699 31 287 T2 und
DE 10 2006 001 885 A1 .
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Solche
Herstellungsverfahren sind auch im Zusammenhang mit der Herstellung
von Strahlungsdetektormodulen bekannt. Diese bestehen z. B. aus einem
pixellierten, direkt konvertierenden Strahlungskonverter, mit welchem
Röntgen-
oder Gammastrahlung in einem einzigen Wandlungsprozess in elektrische
Signale gewandelt wird, und einem oder mehreren, unter oder auf
dem Strahlungskonverter angebrachten elektronischen Bauelementen
zur Verarbeitung der Signale.
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Zur
Sicherstellung einer optimalen Funktionalität des Strahlungsdetektormoduls
ist es erforderlich, dass Signalausgangskontakte der einzelnen Pixel
zuverlässig
mit Signaleingangskontakten der Bauelemente elektrisch leitend verbunden
sind.
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Eine
Herausforderung dabei ist, dass die zu verbindenden Strahlungskonverter
in der Regel keinen hohen mechanischen und/oder thermischen Belastungen,
wie z. B. Temperaturen über
200°C, standhalten.
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Aus
diesen Gründen
ist es z. B. bekannt, zur elektrischen Kontaktierung nur entsprechend
niedrig schmelzende Lotverbindungen, wie z. B. SnBiAg, zu verwenden.
Das ist jedoch mit vergleichsweise hohen Herstellungskosten verbunden.
Ferner sollten für die
in der Regel mechanisch wenig stabilen Strahlungskonverter Prozessschritte
mit hohen mechanischen Belastungen vermieden werden.
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Aus
der
US 7,170,062 B2 ist
es dazu beispielsweise bekannt, den Strahlungskonverter mit dem
Bauelement mittels eines elektrisch isotrop oder elektrisch anisotrop
leitenden Klebstoffs zu verbinden. Als nachteilig erweist sich dabei
jedoch, dass die elektrischen Kontaktierungen nicht zuverlässig mit
hoher Qualität
hergestellt werden können.
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Ausgehend
davon ist es eine Aufgabe der Erfindung, die Nachteile nach dem
Stand der Technik zu beseitigen. Es soll insbesondere ein alternatives und
einfaches Herstellungsverfahren der eingangs genannten Art bereitgestellt
werden, welches insbesondere eine zuverlässige elektrische Kontaktierung ermöglicht.
Ziel ist es, in analoger Weise ein Herstellungsverfahren zur Herstellung
eines Strahlungsdetektors anzugeben.
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Diese
Aufgabe wird gelöst
durch die Merkmale der Ansprüche
1 und 14. Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den zusätzlichen
Merkmalen der Ansprüche
2 bis 13.
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Nach
einem ersten Aspekt der Erfindung ist ein Herstellungsverfahren
zur Herstellung eines zumindest eine erste und eine zweite Bauteilkomponente
umfassenden Strahlungsdetektormoduls zur Erfassung von Röntgen- oder
Gammastrahlung vorgesehen. Dabei weist die erste Bauteilkomponente auf
einer ersten und die zweite Bauteilkomponente auf einer zweiten
Seite jeweils eine Vielzahl, oder mehrere, zueinander korrespondierende
elektrische erste bzw. zweite Kontaktflächen auf.
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Unter
dem Ausdruck ”zueinander
korrespondierend” kann
dabei verstanden werden, dass die ersten und zweiten Kontaktflächen in
einem deckungsgleichen Raster angeordnet sind. Das bedeutet insbesondere,
dass jeweils zwei zueinander korrespondierende erste und zweite
Kontaktflächen durch
eine Übereinanderanordnung
der ersten und zweiten Bauteilkomponente zumindest teilweise zur Deckung
gebracht werden können,
sich also zumindest Teilweise überlappen.
Davon abgesehen können
die ersten und zweiten Kontaktflächen
auch andere Anordnungen ausbilden, und durch Kontaktelemente verbunden
sein, durch welche ein geometrischer Versatz einer ersten und einer
dazu korrespondierenden zweiten Kontaktfläche überbrückt werden kann. Wesentlich
ist, dass zwischen zumindest einer ersten Kontaktfläche und
zumindest einer zweiten Kontaktfläche eine vorgegebene Korrelation
besteht, durch welche festgelegt ist, welche erste Kontaktfläche mit
welcher zweiten Kontaktfläche
elektrisch leitend verbunden werden soll.
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Bei
dem Herstellungsverfahren werden korrespondierende erste und zweite
Kontaktflächen
jeweils elektrisch leitend miteinander verbunden. Bei geeigneter
Ausgestaltung der elektrisch leitenden Verbindung kann damit einhergehend
auch eine stoffschlüssige,
mechanische Verbindung der ersten und zweiten Bauteilkomponente
bewerkstelligt werden. Das bedeutet, dass in diesem Fall, unter
Berücksichtigung
der jeweils erforderlichen Festigkeit der mechanischen Verbindung,
unter Umständen
auf weitere Vorkehrungen zur mechanischen Verbindung der ersten
und zweiten Bauteilkomponente/n verzichtet werden kann. Das Herstellungsverfahren
umfasst, vorbehaltlich etwaiger Zwischenschritte, die nachfolgend
beschriebenen, aufeinander folgenden Verfahrensschritte.
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In
einem ersten Verfahrensschritt werden die erste und zweite Bauteilkomponente
mit den vorgenannten Eigenschaften bereitgestellt.
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In
einem zweiten Verfahrensschritt werden auf zumindest einen Teil
der ersten und/oder zweiten Kontaktflächen elektrisch leitfähige Kontaktelemente aufgebracht,
welche mit jeweils einer ersten oder zweiten Kontaktfläche elektrisch
leitend verbunden sind und von der ersten und/oder zweiten Seite
vorspringen. Dabei können
die Kontaktelemente, je nach Gegebenheiten wie z. B. geometrischer
Lage, Größe, Zugänglichkeit
der Kontaktfläche,
nur auf die ersten bzw. nur auf die zweiten Kontaktflächen aufgebracht
werden. Ferner ist es möglich,
Kontaktelemente sowohl auf erste und zweite Kontaktflächen aufzubringen,
wobei vorzugsweise für
jeweils zwei zueinander korrespondierende Kontaktflächen genau
ein Kontaktelement vorgesehen wird. Davon abgesehen können auch
auf alle maßgeblichen
ersten und zweiten Kontaktflächen
Kontaktelemente aufgebracht werden.
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Wie
bereits erwähnt,
sind die Kontaktelemente mit der jeweiligen ersten oder zweiten
Kontaktfläche
elektrisch leitend verbunden und springen von der ersten und/oder
zweiten Seite vor. Die Kontaktelemente können dabei entsprechend der
jeweiligen Gegebenheiten, wie z. B. gegenseitiger Abstand, Größe und Lage
der ersten und zweiten Kontaktflächen,
kugel- säulen-
oder stegartig ausgebildet sein. Um den weiter unten beschriebenen
Schritt des Verbindens der ersten und zweiten Bauteilkomponente zu
erleichtern und eine gleichmäßige Verbindungsqualität zu gewährleisten
ist es von Vorteil, wenn die Kontaktelemente eine derartige Länge aufweisen, dass
der für
das fertig gestellte Strahlungsdetektormodul gewünschte Abstand zwischen den
Kontaktflächen,
unter Berücksichtigung
dazwischen liegender Klebstoffschichten, eingehalten wird. Für den Fall,
dass die ersten Kontaktflächen
und die zweiten Kontaktflächen
jeweils in einer Ebene liegen, bedeutet das, dass die Kontaktelemente
vorzugsweise um die gleiche Länge
vorspringen. Zur Verbesserung der Planizität können von den jeweiligen Kontaktflächen abgewandte
Stirnseiten der Kontaktelemente in einem Zwischenschritt planarisiert
werden.
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In
einem daran anschließenden
Zwischenschritt kann auf die erste und/oder zweite Seite ein Füllmaterial
aufgebracht werden. Das Füllmaterial wird
dabei derart aufgebracht, dass zu mindest Mantelflächen der
Kontaktelemente mit Füllmaterial
umgeben und vor schädlichen äußeren Einflüssen, insbesondere
vor Korrosion, geschützt
sind, so dass Qualitätseinbußen bei
der elektrischen Anbindung über
die Kontaktelemente weitgehend vermieden werden können. Unter
Mantelfläche
wird dabei die Oberfläche
eines Kontaktelements, ausgenommen der der jeweiligen Kontaktfläche zu-
und abgewandten Stirnseiten, verstanden.
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Sofern
Füllmaterial
auch auf die den jeweiligen Kontaktflächen abgewandten Stirnseiten
aufgebracht wird, kann dieses Füllmaterial
in einem weiteren Zwischenschritt abgetragen werden. Dabei kann das
Füllmaterial
derart abgetragen werden, dass die entsprechenden Stirnseiten jeweils
zumindest teilweise frei liegen. Dabei bedeutet ”zumindest teilweise frei liegen”, dass
sich stirnseitig ein nicht von Füllmaterial
bedeckter Kontaktierungsbereich ergibt.
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In
einem dritten Verfahrensschritt wird auf Kontaktelement freie erste/oder
zweite Kontaktflächen – sofern
im Rahmen der obigen Ausgestaltungen vorhanden – ein elektrisch leitfähiger erster
Klebstoff aufgebracht. Ferner wird im dritten Verfahrensschritt
auf von ersten oder zweiten Kontaktflächen abgewandten Stirnseiten
der Kontaktelemente ein elektrisch leitfähiger zweiter Klebstoff aufgebracht.
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In
einem vierten Verfahrensschritt wird das Strahlungsdetektormodul
hergestellt, indem die erste und zweite Bauteilkomponente zum Strahlungsdetektormodul
zusammengefügt
werden. Dabei werden die erste und zweite Bauteilkomponente derart
zusammengefügt,
dass die erste und zweite Seite einander zugewandt sind, und die
zueinander korrespondierenden ersten und zweiten Kontaktflächen vermittels
des ersten und zweiten Klebstoffs und den Kontaktelementen elektrisch
leitend miteinander verbunden sind. Es werden also jeweils zwei
zueinander korrespondierende Kontaktflächen über das/die Kontaktelemente
und den ersten und zweiten Klebstoff elektrisch leitend miteinander
verbunden.
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Durch
Verwendung zumindest zweier Klebstoffe, d. h. des ersten und zweiten
Klebstoffs, kann sichergestellt werden, dass die zueinander korrespondierenden
ersten und zweiten Kontaktflächen
mit hoher Qualität
elektrisch leitend miteinander verbunden werden können. Beispielsweise
kann der erste Klebstoff derart ausgewählt werden, dass eine optimale
elektrische Anbindung an die Kontaktflächen erreicht werden kann.
Der zweite Klebstoff kann derart ausgewählt werden, dass eine optimale
elektrische Anbindung an die Stirnseiten der Kontaktelemente erreicht
werden kann. Das ist insbesondere von Vorteil, da die Kontaktflächen und
die Kontaktelemente unterschiedliche Materialzusammensetzungen,
unterschiedliche elektrische Eigenschaften und unterschiedliche
Anbindungseigenschaften für
Klebstoffe aufweisen können.
Darüber
hinaus ist es Vorteilhaft, wenn der erste und zweite Klebstoff derart zueinander
kompatibel sind, dass die elektrische Leitfähigkeit des Klebstoff-Komposits
gegenüber
derjenigen des ersten und zweiten Klebstoffs zumindest nicht herabgesetzt
wird. Bei geeigneter Wahl des ersten und zweiten Klebstoffs hinsichtlich
der Materialien der Kontaktflächen
und Kontaktelemente kann darüber
hinaus eine besonders vorteilhafte stoffschlüssige Verbindung der beiden
Bauteilkomponenten erreicht werden. Das ist etwa dann der Fall,
wenn mittels des ersten Klebstoffs eine qualitativ hochwertige stoffschlüssige Verbindung
zu den Kontaktflächen,
und mittels des zweiten Klebstoffs eine qualitativ hochwertige stoffschlüssige Verbindung
zu den entsprechenden Stirnseiten der Kontaktelemente erreicht werden
kann.
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Als
erste Bauteilkomponente wird dabei ein, insbesondere direkt konvertierender,
Strahlungskonverter zur Umwandlung der Röntgen- oder Gammastrahlung
in elektrische Signale, und als zweite Bauteilkomponente ein elektronisches
Bauelement zur Be- und/oder Verarbeitung der elektrischen Signale verwendet.
Besonders vorteilhaft erweist sich das Herstellungsverfahren für direkt
konvertierende Strahlungskonverter auf der Basis von CdZnTe, da diese
besonders temperaturempfindlich sind, und z. B. Prozesstemperaturen
zum Aufbringen metallischer Kontaktelemente im Bereich von 200°C nicht ohne
weiteres standhalten.
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Das
Herstellungsverfahren gewährleistet
ferner eine hohe Flexibilität
hinsichtlich des Aufbringens der Kontaktelemente und des Klebstoffs.
Es kann in vorteilhafter Weise Rücksicht
genommen werden auf die hinsichtlich Zerstörung, Degradation oder Beschädigung der
Bauteilkomponenten zulässigen
maximalen Prozesstemperaturen, auf Materialverträglichkeiten der Kontaktflächen und
Kontaktelemente mit den Klebstoffen, sowie auf mechanische Belastungsgrenzen
der Bauteilkomponenten. Auf temperaturempfindlichen Bauteilkomponenten – im Allgemeinen – oder temperaturempfindlichen
Abschnitten der Bauteilkomponenten – im Speziellen – können die
mit vergleichsweise niedriger Prozesstemperatur durchführbaren
Verfahrensschritte ausgeführt
werden, wie z. B. Aufbringen eines Klebstoffs. Auf den hinsichtlich der
Temperaturempfindlichkeit robusteren Bauteilkomponenten bzw. Abschnitten
der Bauteilkomponenten können
die Verfahrensschritte ausgeführt werden,
welche eine vergleichsweise hohe Prozesstemperatur erfordern, wie
z. B. das Aufbringen der Kontaktelemente. Damit kann sichergestellt
werden, dass das fertig gestellte Strahlungsdetektormodul maximale
Funktionalität
aufweist. Letzteres bedeutet insbesondere, dass der Ausschuss bei
der Herstellung minimiert werden kann. Davon abgesehen wird aus
der obigen Beschreibung der einzelnen Verfahrensschritte deutlich,
dass das Herstellungsverfahren in einfacher Weise und entsprechend
kostengünstig durchgeführt werden
kann. Des Weiteren können
sowohl eine zuverlässige
elektrische Verbindung zwischen den Kontaktflächen als auch eine zuverlässige mechanische
Verbindung der Bauteilkomponenten erreicht werden.
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Ein
zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren
für einen
Strahlungsdetektor zur Erfassung von Röntgen- oder Gammastrahlung, wobei
mehrere Strahlungsdetektormodule gemäß dem Herstellungsverfahren
nach dem ersten As pekt der Erfindung hergestellt und kachelartig
aneinander gereiht werden.
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Weitere
Vorteile und vorteilhafte Wirkungen der Herstellungsverfahren nach
dem zweiten Aspekt ergeben sich durch Analogieschluss aus Vorteilen und
vorteilhaften Wirkungen des Herstellungsverfahrens nach dem ersten
Aspekt.
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Nachfolgend
werden Ausführungsbeispiele der
Erfindung, samt sich daraus ggf. ergebenden weiteren Vorteilen,
anhand von Figuren näher
erläutert.
Es zeigen:
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1 schematisch
eine perspektivische Darstellung eines nach dem zweiten Aspekt der
Erfindung hergestellten Strahlungsdetektors;
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2 schematisch
eine teils explosionsartige, teils aufgebrochene perspektivische
Darstellung eines nach dem ersten Aspekt der Erfindung hergestellten
Strahlungsdetektormoduls; und
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3 schematisch,
in einem Ablaufdiagramm, einzelne Verfahrensschritte eines Herstellungsverfahrens
zur Herstellung des Strahlungsdetektormoduls;
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In
den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente durchwegs
mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Die Darstellungen in den
Figuren sind schematisch und nicht maßstabsgetreu und Maßstäbe zwischen
den Figuren können
variieren. Die nachfolgenden Ausführungen behandeln speziell einen
Strahlungsdetektor bzw. ein Strahlungsdetektormodul und dessen Herstellung.
Das soll jedoch keineswegs als Einschränkung angesehen werden. Es
soll ferner bemerkt werden, dass auf den Strahlungsdetektor und
das Strahlungsdetektormodul nur insoweit eingegangen wird, als es
zum Verständnis der
erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren
erforderlich ist.
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1 zeigt
schematisch eine perspektivische Darstellung eines nach dem dritten
Aspekt der Erfindung hergestellten Strahlungsdetektors 1 zur
Erfassung von Röntgen-
oder Gammastrahlung 2, im Folgenden kurz Strahlung genannt.
Der Strahlungsdetektor 1 weist mehrere nach dem Herstellungsverfahren
nach dem zweiten Aspekt der Erfindung hergestellte, kachelartig
aneinandergereihte Strahlungsdetektormodule 3 zur Erfassung
der Strahlung 2 auf. Jedes Strahlungsdetektormodul 3 weist
wiederum einen Strahlungskonverter 4 zur Umwandlung der Strahlung 2 in
elektrische Ladungen und ein, z. B. als ASIC ausgebildetes, elektronisches
Bauelement 5 zur Be- und/oder Verarbeitung der durch die
elektrischen Ladungen induzierten elektrischen Signale auf.
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Bei
dem Strahlungskonverter 4 handelt es sich beispielhaft
um einen sogenannten direkt konvertierenden Strahlungskonverter,
bei welchem die Strahlung 2 in einem einzigen Wandlungsprozess
in elektrische Ladungen gewandelt wird. Im Rahmen der Erfindung
kommen auch beliebige andere Strahlungskonverter, wie z. B. Szintillator-Photodioden-Systeme,
in Betracht. Im Wortlaut des Anspruchs 1 betrachtet handelt es sich
bei dem Strahlungskonverter 4 um die erste Bauteilkomponente und
beim elektronischen Bauelement 5 um die zweite Bauteilkomponente.
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2 zeigt
in einer schematischen teils explosionsartigen, teils aufgebrochenen
Darstellung eines der Strahlungsdetektormodule 3. Anhand
der 2, der 3, welche schematisch in einem
Ablaufdiagramm einzelne Verfahrensschritte zur Herstellung des Strahlungsdetektormoduls 3 zeigt,
werden nachfolgend das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren und
Ausgestaltungen desselben näher
erläutert.
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Der
Strahlungskonverter 4 weist in an sich bekannter Weise
eine Flächenelektrode 6 und
Pixelelektroden 7 auf. Die Pixelelektroden 7 liegen
auf einer ersten Seite 8, und weisen jeweils eine erste
Kontaktfläche 9 auf.
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Das
Bauelement 5 weist auf einer zweiten Seite 10 mehrere
bzw. eine Vielzahl an Signaleingangskontakten 11 mit jeweils
einer zweiten Kontaktfläche 12 auf.
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Die
ersten 9 und zweiten Kontaktflächen 12 sind hinsichtlich
ihrer geometrischen Anordnung derart angeordnet, dass diese bei Übereinanderanordnung
des Strahlungskonverters 4 und des elektronischen Bauelements 5 zumindest
teilweise zur Deckung gebracht werden können. In diesem Sinne gibt es
zu jeder ersten Kontaktfläche 9 eine
korrespondierende zweite Kontaktfläche 12. Denkbar wäre im Rahmen
der Erfindung auch, dass es zu einer ersten/zweiten Kontaktfläche 9/12 mehrere
korrespondierende zweite/erste Kontaktflächen 12/9 gibt,
oder dass korrespondierende Kontaktflächen, zumindest teilweise nicht
deckungsgleich angeordnet sind, worauf jedoch nicht genauer eingegangen
wird.
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Das
Strahlungsdetektormodul 3 umfasst ferner der Anzahl und
Anordnung der ersten 9 und zweiten Kontaktelemente 12 entsprechende
Kontaktelemente 13, von welchen in 2 jedoch
nicht alle dargestellt sind.
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Die
Kontaktelemente 13 sind in 2, ohne Beschränkung der
Allgemeinheit, als Zylinder ausgebildet. Abweichend von der Darstellung
können
die Kontaktelemente 13 jede beliebige und jeweils geeignete
Form aufweisen, beispielsweise kugelförmig, quaderförmig, stegförmig usw.
ausgebildet sein. In 3 sind zur Erläuterung
beispielhaft kugelförmige und
stegförmige
Kontaktelemente 13 gezeigt.
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Das
Strahlungsdetektormodul 3 kann ein nicht gezeigtes, die
Kontaktelemente 13 umgebendes Füllmaterial 16 auf
weisen, welches unter anderem einen mechanisch stabilisierenden
Effekt mit sich bringt und die Kontaktelemente 13 vor äußeren Einflüssen, insbesondere
vor Korrosion, schützt.
Es versteht sich, dass das Füllmaterial
zur Vermeidung elektrischer Kontaktschlüsse zwischen den Kontaktelementen 13 elektrisch
isolierend sein sollte. Sollten jedoch elektrische Kontakt schlüsse, z.
B. zwischen einzelnen Kontaktelementen 13, erwünscht sein, können zu
diesem Zweck elektrische Verbindungen vorgesehen werden, oder das
Füllmaterial
kann lokal elektrisch anisotrop leitfähig ausgebildet sein. Um die bei
Betrieb des Strahlungsdetektormoduls 3 entstehende Wärme besser
ableiten zu können,
kann das Füllmaterial
Partikel, wie z. B. AlN, enthalten, welche dessen Wärmeleitfähigkeit
in geeigneter Weise erhöhen.
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Bei
dem Herstellungsverfahren zur Herstellung des Strahlungsdetektormoduls 3 werden
in einem ersten Verfahrensschritt S1 zunächst der Strahlungskonverter 4 und
das elektronische Bauelement 5 bereitgestellt.
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In
einem sich an den ersten Verfahrensschritt S1 anschließenden zweiten
Verfahrensschritt S2 wird auf jede zweite Kontaktfläche 12 ein
Kontaktelement 13 aufgebracht derart, dass jede zweite
Kontaktfläche 12 mit
dem jeweiligen Kontaktelement 13 elektrisch leitend verbunden
ist. Vorzugsweise sind die Kontaktelemente 13 auf metallischer
Basis hergestellt. Die Kontaktelemente 13 sind dabei derart aufgebracht,
dass diese von der zweiten Seite 10 vorspringen. Je nach
Art des Bauelements 5, und der zweiten Kontaktflächen 12,
insbesondere je nach deren Lage, Zugänglichkeit und Anordnung, und/oder
je nach Art und Verlauf der gewünschten
Kontaktierungen ist es im Allgemeinen auch möglich, dass die Kontaktelemente 13 auf
lediglich einen Teil der zweiten Kontaktflächen 12 aufgebracht
werden. In diesem Zusammenhang ist es, wie weiter oben bereits erläutert, ferner
möglich,
dass die Kontaktelemente 13 auf die ersten Kontaktflächen 9 oder
sowohl auf erste 9 als auch auf zweite Kontaktflächen 12 aufgebracht
werden, sofern die zum Aufbringen der Kontaktelemente 13 erforderlichen
Prozesstemperaturen zu keinen maßgeblichen Beeinträchtigung
der jeweiligen Bauteilkomponente führen.
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In
den Figuren springen die Kontaktelemente 13 im Wesentlichen
gleich weit von der zweiten Seite 10 vor. Je nach Höhenlage
und Anordnung der ersten 9 bzw. zweiten Kontaktflächen 12 im
herzustellenden Strahlungsdetektormodul können diese auch unterschiedlich
weit vorspringen. Vorzugsweise springen die Kontaktelemente 13 für die in
den Figuren gezeigte Variante des Herstellungsverfahrens im Bereich um
100 μm oder
weniger vor. Das kann z. B. durch einen Planarisierungszwischenschritt
nach dem Aufbringen der Kontaktelemente 13 erreicht werden.
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Die
Kontaktelemente 13 können
beispielsweise aus einem Material hergestellt sein, welches Zinn,
Bismut, Silber oder eine auf deren Grundlage hergestellte Legierung
umfasst. Zum Aufbringen der Kontaktelemente 13 kommen Verfahren
wie z. B. Bedrucken, Bekugeln, Abscheiden aus einer Galvanik oder
Gasphase und dgl. in Betracht.
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In
einem auf den zweiten Verfahrensschritt folgenden dritten Verfahrensschritt
S3 wird auf die ersten Kontaktflächen 9 ein
erster Klebstoff 14 aufgebracht. Der erste Klebstoff ist
dabei in vorteilhafter Weise so ausgebildet, das eine gute elektrische
Anbindung an die ersten Kontaktflächen 9, und vorzugsweise
auch eine gute stoffschlüssige
Klebeverbindung zu den ersten Kontaktflächen 9 hergestellt
werden kann. Ferner wird im dritten Verfahrensschritt S3 auf von
den zweiten Kontaktflächen 12 abgewandten Stirnseiten
der Kontaktelemente 13 ein zweiter Klebstoff 15 aufgebracht.
In Analogie zum ersten Klebstoff 14 ist der zweite Klebstoff 15 vorteilhafter
Weise derart ausgebildet, dass eine gute elektrische und stoffschlüssige Verbindung
mit den Stirnseiten der Kontaktelemente 13 erreicht werden
kann. Die Reihenfolge, in welcher der erste 14 und zweite
Klebstoff 15 aufgebracht werden, ist im Wesentlichen beliebig und
kann je nach Verfahrensökonomie
gewählt
werden. Auch ein gleichzeitiges Aufbringen des ersten 14 und
zweiten Klebstoffs 15 ist denkbar. Zum Aufbringen des ersten 14 und
zweiten Klebstoffs 15 kommen Verfahren wie z. B. Bedrucken,
Benetzen, Aufschleudern und dgl. in Betracht.
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Im
Beispiel der 2 und 3 werden
der erste 14 und zweite Klebstoff 15 punktuell
auf die ersten Kontaktflächen 9 bzw. auf
die Stirnseiten der Kontaktelemente 13 aufgebracht. Dankbar
wäre auch, dass
der erste Klebstoff 14 als Klebstoffschicht auf die erste
Seite 8 aufgebracht wird. In diesem Fall ist der erste
Klebstoff 14 vorzugweise elektrisch anisotrop leitend,
damit Kriechströme
parallel zur Klebstoffschicht vermieden werden können. Im Falle der punktuellen
Aufbringung kann der jeweilige Klebstoff, im vorliegenden Beispiel
der erste 14 und der zweite Klebstoff 15, sowohl
elektrisch anisotrop leitfähig
als auch elektrisch isotrop leitfähig ausgestaltet sein, da bereits
durch das punktuelle Aufbringen Kriechströme vermieden werden können.
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Insbesondere
bei Verwendung einer Klebstoffschicht ist es von Vorteil, wenn dem
jeweiligen in Schichtform aufgebrachten Klebstoff Partikel beigemischt
sind, welche dessen Wärmeleitfähigkeit
verbessern. Dadurch kann die im Betrieb des Strahlungsdetektormoduls
entstehende Wärme
besser abgeleitet werden.
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In
einem vierten Verfahrensschritt S4 werden der Strahlungskonverter 4 und
das elektronische Bauelement 5 miteinander verbunden derart,
dass, wie in 2 und 3 zu sehen
ist, die erste 8 und zweite Seite 10 einander
zugewandt sind, und dass die zueinander korrespondierenden ersten 9 und zweiten
Kontaktflächen 12 vermittels
des ersten 14 und zweiten Klebstoffs 15 und den
Kontaktelementen 13 elektrisch leitend miteinander verbunden
sind. Durch dieses Zusammenfügen
des Strahlungskonverters 4 mit dem Bauelement 5 ist
die Herstellung des Strahlungsdetektormoduls, vorbehaltlich nachgeschalteter,
und nicht näher
erläuterter
Nachbearbeitungsschritte, abgeschlossen.
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Beim
Zusammenfügen
im vierten Verfahrensschritt S4 können, soweit es die mechanische Stabilität zulässt, der
Strahlungskonverter 4 und das Bauelement 5 aneinander
gedrückt
werden. Davon abgesehen liegt es im Rahmen der Erfindung, wenn der
vierte Verfahrensschritt S4 eine Temperierung umfasst, welche eine
optimale stoffschlüssige
Verbindung des ersten 14 und zweiten Klebstoffs 15 ermöglicht.
Die Temperierung sollte dabei jedoch so gewählt sein, dass die dabei auftretenden
Prozesstemperaturen die für
die jeweiligen Bauteilkomponenten zulässigen Höchsttemperaturen nicht überschreiten.
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Im
Ausführungsbeispiel
der 3 wurden die Kontaktelemente 13 auf die
zweiten Kontaktflächen 12 aufgebracht.
Das ist unter anderem dadurch begründet, dass das elektronische
Bauelement 5 den dazu erforderlichen Prozesstemperaturen
ohne weiteres gewachsen ist. Bei denjenigen Verfahrensschritten,
d. h. insbesondere Kleben, bei welchen der in aller Regel sehr temperaturempfindliche
Strahlungskonverter 4 beteiligt ist, liegen die Prozesstemperaturen
wesentlich niedriger, so dass temperaturinduzierte Schädigungen
des Strahlungskonverters 4 vermieden werden können. Je
nach Temperatursensitivität
der verwendeten Bauteilkomponenten sind auch andere Vorgehensweisen
denkbar.
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Das
beschriebene Herstellungsverfahren ist im Rahmen der Erfindung auch
dazu geeignet, mehrere Bauteilkomponenten miteinander zu verbinden. Insoweit
sollten die Ausführungsbeispiele
nicht als einschränkend
angesehen werden.
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Ergänzend sei
angemerkt, dass die erste und/oder zweite Bauteilkomponente auf
der Grundlage eines aus folgender Gruppe ausgewählten Materials hergestellt
sein können/kann:
Halbleitermaterial, insbesondere Silizium, III-V-Halbleitermaterial, II-VI-Halbleitermaterial,
keramisches Material. Insbesondere kommen Materialien wie CdZnTe
oder Mischungen aus Cd, Zn, Te und Se in Betracht. Die Kontaktflächen können ebenfalls
die vorgenannten Materialien, sowie Metalle und Legierungen, und
des Weiteren eine schichtartige Abfolge verschiedener Metalle oder
Legierungen umfassen.
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Insbesondere
aus den Ausführungsbeispielen
wird deutlich, dass/die erfindungsgemäße/n Herstellungsverfahren
die zu Grunde liegende Aufgabe lösen.
Insbesondere wird ein zu bekannten Herstellungsverfahren alternatives
und einfaches Her stellungsverfahren bereitgestellt mit welchem zumindest zwei,
oder auch mehrere, Bauteilkomponenten elektrisch miteinander zu
einem Strahlungsdetektormodul verbunden werden können. Es können insbesondere zuverlässige mechanische
Verbindungen und elektrische Kontaktierungen realisiert werden.