-
Die Erfindung betrifft eine Szintillatorschicht zur Aufbringung auf eine Fotosensorschicht, Röntgendetektor oder Röntgendetektorelement zur bildgebenden Detektion ionisierender Strahlung, der mit solch einer entsprechend vorbereiteten Szintillatorschicht hergestellt wurde, ein Verfahren zur Vorbereitung einer solchen Szintillatorschicht für die Aufbringung auf eine Fotosensorschicht und ein Verfahren zur Herstellung eines Röntgendetektors oder Röntgendetektorelementes zur bildgebenden Detektion ionisierender Strahlung.
-
Es wird auf die Druckschrift
US 2008/0206917 A1 verwiesen. In dieser Druckschrift wird ein Herstellungsprozess eines solchen Strahlungsdetektors für ionisierende Strahlung im Rahmen einer bildgebenden Darstellung offenbart. Hierbei wird mit Hilfe eines Transferklebebandes, bestehend aus einer Klebstoffschicht und zwei die Klebstoffschicht umschließenden Schutzfolien, die Klebstoffschicht nach abziehen einer Schutzfolie auf eine Fotosensorschicht laminiert. Im unmittelbar darauf folgenden Verarbeitungsprozess wird die zweite noch verbliebene Schutzfolie vom Transferklebeband beziehungsweise von der, die Fotosensorschicht belegenden Klebstoffschicht abgezogen und die Szintillatorschicht, nun unter Vakuum, auf die mit einer Klebstoffschicht versehene Fotosensorschicht aufgelegt und mit dieser verklebt.
-
Problematisch ist hierbei, dass der dort offenbarte Arbeitsprozess, insbesondere wegen des notwendigen Erzeugens von Vakuum, sehr aufwendig ist. Außerdem werden in diesem Verfahren Lufteinschlüsse, die während des ersten Klebeprozesses entstehen jedoch noch relativ klein sind, durch die Einwirkung des Vakuums im zweiten Klebeprozess stark vergrößert.
-
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein alternatives Herstellungsverfahren für einen Röntgendetektor oder ein Röntgendetektorelement zu finden, bei dem die Kombination zwischen Szintillatorschicht und Fotosensorschicht einfacher hergestellt wird. Insbesondere soll auch die Möglichkeit eröffnet werden, die Szintillatorschicht örtlich getrennt herzustellen und gegebenenfalls an den Ort der Montage des gesamten Sensors, also der Zusammenfügung von Szintillatorschicht und Fotosensorschicht, transportieren zu können.
-
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand untergeordneter Ansprüche.
-
Die Erfinder haben folgendes erkannt:
Bei der Herstellung von Detektoren zur bildgebenden Darstellung mit Hilfe von ionisierender Strahlung für medizinische Anwendungen oder für NDT (= Non Destructive Testing = nicht-zerstörendes Testen) werden Szintillatoren, beispielsweise CsI:Tl auf Al-Substraten oder GOS-Verstärkerfolien (GOS = Gadoliniumoxysulfid = Gd2O2S), über Fotosensoren, wie CMOS-Arrays oder CCD-Arrays, insbesondere mit amorpher Siliciumtechnologie (a-Si), angeordnet. Entweder wird die Szintillatorschicht nur angepresst oder verklebt. Das Verkleben hat den Vorteil, dass mehr Licht aus dem Szintillator in den Fotosensor eingekoppelt wird.
-
Hersteller von Szintillatoren, die gleichzeitig Detektoren herstellen, verkleben die beiden Komponenten in einer Reinraumumgebung. Gleiches gilt auch für die Hersteller von Detektoren, die ihre Szintillatoren von einem OEM-Hersteller beziehen. Diese Hersteller machen zumindest stichprobenartig Eingangskontrollen der Szintillatoren und kleben sie dann auf die Fotosensoren. Für einen Hersteller von Szintillatoren, der seine Produkte an Detektorhersteller ohne eigene Szintillatorfertigung liefert, ergeben sich zusätzlich Probleme. Einerseits sind die Szintillatorschichten, insbesondere die CsI-Schichten, sehr empfindlich gegen Luftfeuchtigkeit. Zum Beispiel können die Nadeln in der Szintillatorschicht zerfließen oder das Substrat korrodiert, wodurch die Bildqualität schlechter wird. Andererseits haben die Erfinder erkannt, dass es im Herstellungsprozess, insbesondere für den Detektorhersteller einfacher wäre, wenn die Klebstoffschicht sich bereits auf der angelieferten Szintillatorschicht befinden würde und diese, nach abziehen einer Schutzfolie direkt mit der Fotosensorschicht verklebt werden könnte.
-
Erfindungsgemäß kann also der Herstellungsprozess dadurch erleichtert werden, dass bei der Produktion der Szintillatorschicht auf diese eine Klebstoffschicht mit einer Schutzschicht aufgetragen wird. Dies kann schichtweise geschehen, es kann hierzu aber auch ein Transferklebeband verwendet werden, welches gegebenenfalls bereits die Schutzschicht als Schutzfolie enthält. Wird ein Transferklebeband mit doppelter Schutzfolie, welche die Klebstoffschicht umgibt, verwendet, so wird zunächst eine Schutzfolie entfernt und das restliche Transferklebeband mit der Klebstoffschicht auf die Szintillatoroberfläche aufgeklebt. Ergänzend kann dabei auch in einem zweiten Schritt eine weitere Schutzschicht, z. B. Parylene und/oder anorganischen Schutzschicht, beispielsweise mit TiO2, Al2O3, SiO oder SiNx, auf das Transferklebeband aufgebracht werden. Alternativ kann das Transferklebeband jedoch auch schon mit einer solchen zusätzlichen Schutzschicht ausgestattet sein.
-
Unter einer Szintillatorschicht im Sinne dieser Anmeldung wird hierbei eine an sich bekannte Kombination aus einem Substrat mit einem darauf abgeschiedenen Szintillatormaterial, beispielsweise CsI:Tl, gegebenenfalls mit einer zusätzlichen Schutzschicht versehen, verstanden, wobei die Substratseite stets von der Klebstoffschicht abgewandt ist. Entsprechend ist unter einer Fotosensorschicht im Sinne dieser Anmeldung jeglicher Schichtaufbau zu verstehen, welcher pixelweise aus optischen Signalen elektronische Signale erzeugt.
-
Entsprechend diesem Grundgedanken schlagen die Erfinder eine Szintillatorschicht, vorbereitet zur Aufbringung auf eine Fotosensorschicht zur Verwendung in einem Detektor zur bildgebenden Detektion ionisierender Strahlung, vor, wobei die Szintillatorschicht auf mindestens einer Seite eine Klebstoffschicht aufweist, auf der nach außen hin eine abziehbare Schutzschicht, insbesondere eine Schutzfolie, aufgebracht ist, welche unmittelbar vor einer Verklebung der Szintillatorschicht mit einer Fotosensorschicht entfernt wird.
-
Vorzugsweise kann die Szintillatorschicht bereits nach der Aufbringung der Schutzschicht, das heißt vor dem Zusammenfügen mit der Fotosensorschicht, elektro-optisch geprüft werden. Hierdurch kann ein erheblicher Anteil an möglichem teuren Ausschuss vermieden werden.
-
Weiterhin schlagen die Erfinder einen Röntgendetektor oder ein Rontgendetektorelement zur bildgebenden Detektion ionisierender Strahlung, vor, welches dadurch hergestellt ist, dass von einer Szintillatorschicht mit zumindest einseitig aufgebrachter Klebstoffschicht eine Schutzschicht, insbesondere eine Schutzfolie, abgezogen wird und unmittelbar darauf die Szintillatorschicht mit der lichtempfindlichen Seite einer Fotosensorschicht verklebt wird, wobei die Klebstoffschicht zwischen der Szintillatorschicht und der lichtempfindlichen Seite einer Fotosensorschicht platziert wird.
-
Auch bei diesem erfindungsgemäßen Röntgendetektor oder Röntgendetektorelement kann die Szintillatorschicht bereits vor der Verklebung mit der Fotosensorschicht bei aufgebrachter Klebstoffschicht und Schutzschicht unter Röntgenanregung elektro-optisch geprüft werden.
-
Vorteilhaft kann bei den oben genannten Vorrichtungen die Schutzschicht mit einer zusätzlichen, außen aufgebrachten Paryleneschicht abgedichtet werden beziehungsweise sein.
-
Weiterhin wird auch ein Verfahren zur Vorbereitung einer Szintillatorschicht, insbesondere eines Szintillatorchips, für die Aufbringung auf eine Fotosensorschicht vorgeschlagen, welches die folgenden Verfahrensschritte aufweist:
- – Zurverfügungstellung der Szintillatorschicht,
- – Aufbringen einer Klebstoffschicht auf mindestens einer Seite der Szintillatorschicht,
- – Aufbringen einer Schutzschicht, insbesondere einer Schutzfolie, auf der mindestens einen Klebstoffschicht.
-
Ebenso wird im Rahmen der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Röntgendetektors oder Röntgendetektorelementes zur bildgebenden Detektion ionisierender Strahlung vorgeschlagen, welches die folgenden Verfahrensschritte aufweist:
- – Zurverfügungstellung der Szintillatorschicht,
- – Aufbringen einer Klebstoffschicht auf mindestens einer Seite der Szintillatorschicht, und
- – Aufbringen einer Schutzschicht, insbesondere einer Schutzfolie, auf der mindestens einen Klebstoffschicht,
- – Entfernen der Schutzschicht,
- – Verkleben der Szintillatorschicht mit einer Fotosensorschicht.
-
Die Klebstoffschicht kann auf die Szintillatorschicht beispielsweise aufgerakelt oder durch Siebdruck aufgebracht werden.
-
Hierbei kann besonders vorteilhaft ein pastöser oder auch ein flüssiger Klebstoff verwendet werden.
-
Schließlich ist es besonders vorteilhaft, wenn die Klebstoffschicht mit Hilfe eines Transferklebebandes auf die Szintillatorschicht aufgebracht wird, wobei das Transferklebeband aus mindestens einer Klebstoffschicht und einer die Klebstoffschicht einseitig abdeckenden Schutzschicht oder zwei die Klebstoffschicht beidseitig abdeckenden Schutzschichten besteht. Hat das Transferklebeband beidseitig Schutzschichten, muss vor dem Aufbringen der Klebstoffschicht eine der Schutzschichten entfernt werden.
-
Außerdem kann die Aufbringung der Klebstoffschicht und der Schutzschicht in einem Arbeitsgang erfolgen, indem ein Transferklebeband, bestehend aus einer Klebstoffschicht und einer Schutzschicht, mit der Klebstoffschicht auf die Szintillatorschicht aufgebracht wird und die Schutzschicht auf der Klebstoffschicht bis unmittelbar vor der Verklebung der Szintillatorschicht mit der Fotosensorschicht verbleibt.
-
Erfindungsgemäß kann das Transferklebeband laminiert werden, wobei hierzu mindestens eine Walze oder eine feststehende Rakel genutzt werden kann.
-
Weiterhin kann auf die Schutzschicht eine weitere Schutzschicht aus Parylene und/oder eine weitere Schutzschicht aus anorganischem Material, welches insbesondere TiO2 oder Al2O3 oder SiO oder SiNx enthält, zum luft- und wasserdampfdichten Abschluss aufgebracht werden.
-
Im Folgenden wird die Erfindung mit Hilfe der Figur näher beschrieben, wobei nur die zum Verständnis der Erfindung notwendigen Merkmale dargestellt sind. Es werden folgende Bezugszeichen verwendet: 1: Szintillatorschicht; 2: Klebstoffschicht; 2.1: Klebstoffraupe; 3: Schutzfolie/Schutzschicht; 4: Fotosensorschicht; 5: Messelemente; 6: Transportmittel; 7: Fertigungseinrichtung; 8: Schutzfolie/Schutzschicht; 9: Schutzschicht; 10: Rakel; 11: Walze; 12: CCD-Chip (CCD = Charge Coupled Device = lichtempfindliches elektronisches Bauelement) oder CMOS-Chip (CMOS = Complementary Metal Oxide Semiconductor = Komplementärer Metalloxyid-Halbleiter); I bis IX: Verfahrenschritte.
-
Es zeigen im Einzelnen:
-
1: Schematische Darstellung eines Herstellungsverfahrens einer Detektorschicht aus Fotosensorschicht und Szintillatorschicht;
-
2: Schematische Darstellung eines alternativen Herstellungsverfahrens für eine Detektorschicht aus Fotosensorschicht und Szintillatorschicht unter Verwendung eines Transferklebebandes zur Aufbringung einer Klebstoffschicht.
-
Die 1 zeigt schematisch die einzelnen Verfahrensschritte zur Herstellung einer Detektorschicht für einen Röntgendetektor oder für ein Röntgendetektorelement. Im Verfahrensschritt I wird zunächst eine Szintillatorschicht 1 zur Verfügung gestellt, insbesondere hergestellt. Im Verfahrensschritt II wird auf diese Szintillatorschicht 1 mit Hilfe einer Rakel 10 eine Klebstoffschicht 2 aufgetragen, indem zum Beispiel eine Klebstoffraupe 2.1 gleichmäßig über die Oberfläche der Szintillatorschicht 1 verteilt wird. Anschließend wird im Verfahrensschritt III, beispielsweise mit Hilfe einer Walze 11, eine Schutzschicht 3 auf der Klebstoffschicht 2 – unter Vermeidung von Lufteinschlüssen – laminiert.
-
Im Verfahrenschritt IV kann optional nun die Szintillatorschicht 1 elektro-optisch mit Hilfe eines CCD- oder CMOS-Chips 12, vorzugsweise auf amorpher Siliciumtechnologie (a-Si) basierend, und entsprechender Messinstrumente 5 unter Röntgenanregung kontrolliert werden. Alternativ zu einem unmittelbar aufgelegten CCD-Chip oder CMOS-Chip kann auch eine elektronische Kamera mit entsprechender Optik und entsprechenden Abstand zur Szintillatorschicht verwendet werden. Hierdurch wird dafür gesorgt, dass mögliche Ausschüsse bereits rechtzeitig aus dem Herstellungsprozess entnommen werden können.
-
Anschließend kann die so konfektionierte Szintillatorschicht 1 zum Beispiel verpackt und mit Hilfe von Transportmitteln 6 im Verfahrensschritt V an eine weitere Fertigungseinrichtung 7 versandt werden.
-
In dieser Fertigungseinrichtung 7 kann nun diese vorkonfektionierte Szintillatorschicht 1 mit der darüber liegenden Klebstoffschicht 2 und der Schutzschicht 3 im Verfahrensschritt VI der Verpackung entnommen werden. Im Verfahrensschritt VII wird unmittelbar vor der Weiterverarbeitung die Schutzschicht 3 entfernt. Im Verfahrensschritt VIII wird die mit einer Klebstoffschicht 2 versehene Szintillatorschicht 1 mit einer Fotosensorschicht 4 zusammengeführt und verklebt, so dass im Verfahrensschritt IX eine fertige Detektorschicht, bestehend aus einer Szintillatorschicht 1, einer Klebstoffschicht 2 und einer Fotosensorschicht 4 entsteht.
-
Eine andere Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Herstellungsprozesses ist in der 2 dargestellt. Auch hier wird im ersten Verfahrensschritt I die Szintillatorschicht 1 hergestellt oder zur Verfügung gestellt. Anschließend wird im Verfahrensschritt II, mit Hilfe eines Transferklebebandes, eine Klebstoffschicht auf die Szintillatorschicht 1 aufgebracht. Hierzu wird ein Transferklebeband verwendet, welches aus einer Klebstoffschicht 2 besteht, die sandwichartig zwischen einer ersten Schutzfolie 3 und einer zweiten Schutzfolie 8 angeordnet ist. Unmittelbar vor dem Aufbringen der Klebstoffschicht 2 wird die Schutzfolie 8 vom Transferklebeband abgezogen, so dass die Klebstoffschicht 2, zum Beispiel mit Hilfe einer Walze 11, unter Vermeidung eines Lufteinschlusses, auf die Szintillatorschicht 1 aufgerollt werden kann. Hierbei verbleibt die Schutzfolie 3 unmittelbar auf der Klebstoffschicht 2. Ergänzend kann diese Schutzfolie 3 auch noch durch eine weitere Schutzschicht 9 bedeckt sein, welche dafür sorgt, dass weder Luft noch Wasserdampf in die Klebstoffschicht 2 beziehungsweise an die Szintillatorschicht 1 dringen können.
-
Optional kann nun in einem weiteren Verfahrensschritt III eine Überprüfung der Szintillatorschicht 1, wie bei der 1 beschrieben, erfolgen, wodurch auch hier ein möglicher Ausschuss rechtzeitig aussortiert werden kann.
-
Danach kann optional im Verfahrenschritt IV ein Transport mit einem Transportmittel 6 zu einer entfernten Fertigungseinrichtung 7 erfolgen, wo im Verfahrenschritt V die, entsprechend den oben gemachten Ausführungen, vorkonfektionierte Szintillatorschicht 1 einer Verpackung entnommen wird und unmittelbar vor der Weiterverarbeitung im Verfahrenschritt VI die Schutzfolie 3 mit der darauf liegenden ergänzenden Schutzschicht 9 von der Klebstoffschicht 2 abgezogen wird und darauf im Verfahrenschritt VII die erfindungsgemäß vorbereiteten Szintillatorschicht 1 mit der darauf liegenden Klebstoffschicht 2 mit einer Fotosensorschicht 4 verklebt wird. Im Verfahrenschritt VIII liegt dann die fertige Detektorschicht, bestehend aus einer Szintillatorschicht 1, einer Klebstoffschicht 2 und einer Fotosensorschicht 4 zur Weiterverarbeitung als Röntgendetektor oder Röntgendetektorelement vor.
-
Insgesamt wird mit der Erfindung also eine Szintillatorschicht zur Aufbringung auf eine Fotosensorschicht, ein Röntgendetektor oder ein Röntgendetektorelement zur bildgebenden Detektion ionisierender Strahlung, der mit einer erfindungsgemäß vorbereiteten Szintillatorschicht hergestellt wurde, ein Verfahren zur Vorbereitung einer solchen Szintillatorschicht für die Aufbringung auf eine Fotosensorschicht und ein Verfahren zur Herstellung eines Röntgendetektors oder Röntgendetektorelementes zur bildgebenden Detektion ionisierender Strahlung vorgeschlagen, wobei erfindungsgemäß der Herstellungsprozess dadurch verbessert wird, dass bei der Produktion der Szintillatorschicht auf diese eine Klebstoffschicht mit einer Schutzschicht aufgetragen wird. Dies kann schichtweise geschehen, es kann hierzu auch ein Transferklebeband verwendet werden, welches bereits die Schutzschicht als Schutzfolie enthält.
-
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten Merkmale der Erfindung nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- US 2008/0206917 A1 [0002]
