DE102016209578B4

DE102016209578B4 - Leakage current monitoring in integrated circuits

Info

Publication number: DE102016209578B4
Application number: DE102016209578.1A
Authority: DE
Inventors: Michael Hosemann
Original assignee: Siemens Healthcare GmbH
Current assignee: Siemens Healthcare GmbH
Priority date: 2016-06-01
Filing date: 2016-06-01
Publication date: 2018-01-25
Anticipated expiration: 2036-06-02
Also published as: DE102016209578A1

Abstract

Es wird eine integrierte Schaltung (30), vorzugswiese eine Detektorschaltung, mit einer Leckstrom-Überwachungsfunktion beschrieben. Die integrierte Schaltung (30) umfasst einen ersten, vorzugsweise analogen, Schaltkreis (1), eine erste Versorgungsspannungsquelle (QA) zur Spannungsversorgung des analogen Schaltkreises (1), eine erste Versorgungsdurchkontaktierung (D1) zwischen der Versorgungsspannung (UA) des ersten Schaltkreises (1) und dem ersten Schaltkreis (1), eine erste Massedurchkontaktierung (D2) zwischen dem ersten Schaltkreis und Masse, einen zweiten, vorzugsweise digitalen, Schaltkreis (2), eine zweite Versorgungsspannungsquelle (UD) zur Spannungsversorgung des zweiten Schaltkreises (2), eine zweite Versorgungsdurchkontaktierung (D3) zwischen der Versorgungsspannung (UD) des zweiten Schaltkreises (2) und dem zweiten Schaltkreis (2) und eine zweite Massedurchkontaktierung (D4) zwischen dem zweiten Schaltkreis (2) und Masse. Weiterhin sind Teil der integrierten Schaltung (30) eine Spannungsmessschaltung (M), welche parallel zu einem der beiden Schaltkreise (1, 2) geschaltet ist, ein Messwiderstand (RM) zwischen einer der beiden Versorgungsspannungen (UA, UD) und der Spannungsmessschaltung (M) und eine Umschalteinrichtung (S), welche dazu eingerichtet ist, in einem Messmodus (MM) den Messwiderstand (RM) in Serie mit zwei Durchkontaktierungen (D2, D4) unterschiedlicher Schaltkreise (1, 2) zu schalten. Es wird auch ein Röntgendetektor (16) beschrieben. Überdies wird ein Röntgensystem beschrieben. Es wird zudem ein Verfahren zum Überwachen von Leckströmen in einer integrierten Schaltung, vorzugsweise einer Detektorschaltung (30), beschrieben.An integrated circuit (30), preferably a detector circuit, with a leakage current monitoring function is described. The integrated circuit (30) comprises a first, preferably analog, circuit (1), a first supply voltage source (QA) for powering the analog circuit (1), a first supply via (D1) between the supply voltage (UA) of the first circuit (1 ), the first circuit (1), a first ground via (D2) between the first circuit and ground, a second, preferably digital, circuit (2), a second supply voltage source (UD) for powering the second circuit (2), a second one Supply via (D3) between the supply voltage (UD) of the second circuit (2) and the second circuit (2) and a second ground via (D4) between the second circuit (2) and ground. Furthermore, part of the integrated circuit (30) is a voltage measuring circuit (M), which is connected in parallel with one of the two circuits (1, 2), a measuring resistor (RM) between one of the two supply voltages (UA, UD) and the voltage measuring circuit (M ) and a switching device (S), which is adapted to switch in a measuring mode (MM) the measuring resistor (RM) in series with two vias (D2, D4) of different circuits (1, 2). An X-ray detector (16) is also described. Moreover, an X-ray system will be described. A method is also described for monitoring leakage currents in an integrated circuit, preferably a detector circuit (30).

Description

Die Erfindung betrifft eine integrierte Schaltung mit einer Leckstromüberwachungsfunktion für Durchkontaktierungen im Substrat der integrierten Schaltung. Überdies betrifft die Erfindung einen Röntgendetektor. Außerdem betrifft die Erfindung ein Röntgensystem. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Überwachen von Leckströmen in einer integrierten Schaltung.The invention relates to an integrated circuit having a leakage monitoring function for vias in the substrate of the integrated circuit. Moreover, the invention relates to an X-ray detector. Moreover, the invention relates to an X-ray system. Furthermore, the invention relates to a method for monitoring leakage currents in an integrated circuit.

Mit Hilfe moderner bildgebender Verfahren werden häufig zwei- oder dreidimensionale Bilddaten erzeugt, die zur Visualisierung eines abgebildeten Untersuchungsobjekts und darüber hinaus auch für weitere Anwendungen genutzt werden können.With the aid of modern imaging methods, two-dimensional or three-dimensional image data are frequently generated, which can be used to visualize an imaged examination object and, in addition, also for other applications.

Häufig basieren die bildgebenden Verfahren auf der Erfassung von Röntgenstrahlung, wobei sogenannte Projektionsmessdaten erzeugt werden. Beispielsweise können Projektionsmessdaten mit Hilfe eines Computertomographie-Systems, auch CT-System genannt, oder eines C-Bogensystems akquiriert werden. Bei CT-Systemen läuft gewöhnlich eine an einer Gantry angeordnete Kombination aus Röntgenquelle und gegenüberliegend angeordnetem Röntgendetektor um einen Messraum um, in dem sich das Untersuchungsobjekt (das im Folgenden ohne Beschränkung der Allgemeinheit als Patient bezeichnet wird) befindet. Das Drehzentrum (auch „Isozentrum” genannt) fällt dabei mit einer sogenannten Systemachse z zusammen. Bei einem oder mehreren Umläufen wird der Patient mit Röntgenstrahlung der Röntgenquelle durchstrahlt, wobei mit Hilfe des gegenüberliegenden Röntgendetektors Projektionsmessdaten bzw. Röntgenprojektionsdaten erfasst werden.Frequently, the imaging methods are based on the detection of X-radiation, so-called projection measurement data being generated. For example, projection measurement data can be acquired with the aid of a computed tomography system, also called a CT system, or a C-arm system. In CT systems, a gantry combination of X-ray source and oppositely disposed X-ray detector usually revolves around a measurement space in which the examination subject (hereinafter referred to as patient without limitation) is located. The center of rotation (also called "isocenter") coincides with a so-called system axis z. In one or more circulations, the patient is irradiated with X-ray radiation of the X-ray source, wherein projection measurement data or X-ray projection data are acquired with the aid of the opposing X-ray detector.

Die bei der CT-Bildgebung verwendeten Röntgendetektoren weisen gewöhnlich eine Mehrzahl an Detektionseinheiten auf, die meist in Form eines regelmäßigen Pixelarrays angeordnet sind. Die Detektionseinheiten erzeugen jeweils für auf die Detektionseinheiten auftreffende Röntgenstrahlung ein Detektionssignal, welches zu bestimmten Zeitpunkten hinsichtlich Intensität und spektraler Verteilung der Röntgenstrahlung analysiert wird, um Rückschlüsse auf das Untersuchungsobjekt zu erhalten und Projektionsmessdaten zu erzeugen.The X-ray detectors used in CT imaging usually have a plurality of detection units, which are usually arranged in the form of a regular pixel array. The detection units generate in each case for incident on the detection units X-ray radiation, a detection signal which is analyzed at certain times in terms of intensity and spectral distribution of the X-ray radiation to obtain conclusions about the examination subject and to generate projection measurement data.

Die Röntgendetektoren weisen üblicherweise eine Schicht aus Detektormaterial auf. Weiterhin ist in und auf einem Siliziumsubstrat eine Schicht mit analogen und digitalen integrierten Ausleseschaltkreisen angeordnet. Entfernt von den Ausleseschaltkreisen befinden sich platzverbrauchende elektrische Einheiten, wie zum Beispiel eine Spannungsversorgungschaltung und eine Spannungsmesseinrichtung. Diese können zum Beispiel auf einer von dem Siliziumsubstrat getrennten, über die Durchkontaktierungen mit den Ausleseschaltkreisen elektrisch verbundenen Leiterplatte angeordnet sein. Diese größer dimensionierten Schaltungseinrichtungen sind also von den Ausleseschaltkreisen räumlich separiert angeordnet. Dadurch, dass die Durchkontaktierungen direkt von den Ausleseschaltkreisen zu den zusätzlichen platzverbrauchenden elektrischen Einheiten verlaufen, wird keine Schaltkreis-Fläche von den Durchkontaktierungen verbraucht.The X-ray detectors usually have a layer of detector material. Furthermore, a layer of analog and digital readout integrated circuits is arranged in and on a silicon substrate. Remote from the readout circuits are space consuming electrical units, such as a power supply circuit and a voltage measuring device. These may be arranged, for example, on a printed circuit board which is separate from the silicon substrate and electrically connected via the plated-through holes with the readout circuits. These larger-sized circuit devices are thus arranged spatially separated from the readout circuits. With the vias extending directly from the readout circuitry to the additional space consuming electrical units, no circuit area is consumed by the vias.

Zwischen den Ausleseschaltkreisen sowie den elektrischen Einheiten sind sogenannte Durchkontaktierungen, im Englischen auch als Through-Silicon Via, abgekürzt TSV, bezeichnet, ausgebildet, welche durch das Siliziumsubstrat hindurch verlaufen und die genannten Einheiten elektrisch verbinden.Between the read-out circuits and the electrical units, so-called plated-through holes, also referred to as through silicon via, abbreviated TSV, are formed, which run through the silicon substrate and electrically connect the units mentioned.

Durch mechanische und thermische Beanspruchungen und Umwelteinflüsse können um die Durchkontaktierungen herum angeordnete Isolationsschichten schleichend ihre Isolationseigenschaften verlieren und dadurch Leckströme in das Silizumsubstrat des Röntgendetektors entstehen lassen. Diese Leckströme verändern die elektrischen Eigenschaften der elektronischen Schaltkreise des Röntgendetektors und können damit die Bildqualität eines Röntgendetektors negativ beeinflussen.As a result of mechanical and thermal stresses and environmental influences, insulating layers arranged around the plated-through holes can creepingly lose their insulating properties and thereby cause leakage currents to form in the silicon substrate of the X-ray detector. These leakage currents change the electrical properties of the electronic circuits of the X-ray detector and can thus adversely affect the image quality of an X-ray detector.

Durchkontaktierungen sind eine neue Technologie, an die Röntgendetektoren hohe Zuverlässigkeitsanforderungen stellen. Eine Möglichkeit der Gewährleistung der Zuverlässigkeit dieser Bauelemente besteht darin, die Durchkontaktierungen durch aufwändige Tests hinsichtlich ihrer Zuverlässigkeit in Röntgendetektoren zu qualifizieren. Trotzdem wäre es wünschenswert, die Isolationseigenschaften der Durchkontaktierungen auch während der Anwendung der Röntgendetektoren zu überwachen, um deren Qualität zu gewährleisten. Zudem könnte man dadurch auch weitere Erfahrungen hinsichtlich der Zuverlässigkeit dieser Technologie sammeln und auf Basis dieser Erfahrungen zukünftige Testverfahren verbessern.Vias are a new technology to which X-ray detectors demand high reliability. One way of ensuring the reliability of these devices is to qualify the vias through elaborate testing for their reliability in X-ray detectors. Nevertheless, it would be desirable to monitor the insulation properties of the vias even during the application of the X-ray detectors to ensure their quality. In addition, one could gain further experience with regard to the reliability of this technology and on the basis of this experience improve future test procedures.

Die für das Auslesen und Ansteuern der Röntgendetektoren verwendeten Schaltkreise sind üblicherweise an separate Versorgungsspannungseinheiten und separate Massebereiche für analoge und digitale Schaltungsteile angeschlossen. Die elektrische Verbindung zwischen diesen Bauelementen erfolgt durch die beschriebenen Durchkontaktierungen. Diese Durchkontaktierungen bestehen aus einer Leitbahn und einer Isolationsschicht, die die Leitbahn gegen das ebenfalls leitende Silizium des Substrats isoliert. Wird diese Isolationsschicht beschädigt, so entsteht daraus bei anliegender Versorgungsspannung ein Leckstrom, der unkontrolliert in andere Schaltungsteile fließt und damit die Schaltungen stören kann. Der grundlegende Aufbau eines Röntgendetektors mit den genannten Schaltkreisen und Versorgungseinheiten ist in 1 und 2 veranschaulicht.The circuits used for reading and driving the X-ray detectors are usually connected to separate supply voltage units and separate ground regions for analog and digital circuit parts. The electrical connection between these components is carried out by the vias described. These vias consist of a conductor track and a Insulation layer, which isolates the interconnect against the likewise conductive silicon of the substrate. If this insulation layer is damaged, the result is a leakage current when the supply voltage is applied, which flows uncontrollably into other circuit parts and thus can disturb the circuits. The basic structure of an X-ray detector with the mentioned circuits and supply units is in 1 and 2 illustrated.

Die Leckströme betragen typischerweise wenige Nano- bis Mikroampere. Sie sind daher nicht direkt über die Überwachung der Stromaufnahme der Schaltkreise des Röntgendetektors messbar, da die typische Stromaufnahme dieser Schaltkreise im Betrieb viele Milliampere beträgt und zusätzlich Schwankungen unterliegt.The leakage currents are typically a few nano- to microamps. They are therefore not directly measurable by monitoring the current consumption of the circuits of the X-ray detector, since the typical current consumption of these circuits in operation is many milliamps and is subject to fluctuations.

Aus der Druckschrift DE 10 2013 206 404 B3 ist ein Sensorchip, insbesondere für computertomographische Detektoren, bekannt, welcher einen mit einem Strahlung detektierenden Element elektrisch verbundenen Analog-Digital-Wandler aufweist. Es wird nur eine einzige kristalline Grundplatte verwendet, auf welche alle erforderlichen Komponenten des Sensorchips aufgebracht werden, wobei gegebenenfalls eine Durchkontaktierung zwischen den Leiterbahnen oder den Kontakten beider Seiten der Grundplatte eingesetzt wird, um die Komponenten beider Seiten miteinander zu verbinden.From the publication DE 10 2013 206 404 B3 is a sensor chip, in particular for computer tomographic detectors, known, which has a device with a radiation detecting element electrically connected analog-to-digital converter. Only a single crystalline baseplate is used, to which all required components of the sensor chip are applied, optionally using a via between the interconnects or the contacts of both sides of the baseplate to interconnect the components of both sides.

Aus der Druckschrift DE 2008 054 320 A1 sind Halbleitereinrichtungen und Verfahren zu deren Herstellung bekannt, wobei eine Kondensatorplatte mehrere erste parallele leitende Elemente und mehrere zweite parallele leitende Elemente enthält, die über den mehreren ersten parallelen leitenden Elementen angeordnet sind. Ein erstes Basiselement ist an ein Ende der mehreren ersten parallelen leitenden Elementen gekoppelt, und ein zweites Basiselement ist an ein Ende der mehreren zweiten parallelen leitenden Elemente gekoppelt. Ein verbindendes Element ist zwischen den mehreren ersten parallelen leitenden Elementen und den mehreren zweiten parallelen leitenden Elementen angeordnet, wobei das verbindende Element mindestens einen länglichen Via enthält.From the publication DE 2008 054 320 A1 For example, semiconductor devices and methods for their manufacture are known, wherein a capacitor plate includes a plurality of first parallel conductive elements and a plurality of second parallel conductive elements disposed over the plurality of first parallel conductive elements. A first base member is coupled to one end of the plurality of first parallel conductive members, and a second base member is coupled to one end of the plurality of second parallel conductive members. A connecting element is disposed between the plurality of first parallel conductive elements and the plurality of second parallel conductive elements, wherein the connecting element includes at least one elongated via.

Es ist somit eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schaltungsanordnung mit einer Leckstromüberwachungsfunktion für Durchkontaktierungen im Substrat einer integrierten Schaltung anzugeben, mit der die Leckströme überwacht werden können.It is thus an object of the present invention to provide a circuit arrangement with a vias monitoring function in the substrate of an integrated circuit with which the leakage currents can be monitored.

Diese Aufgabe wird durch eine integrierte Schaltung gemäß Patentanspruch 1, einen Röntgendetektor gemäß Patentanspruch 9, ein Röntgensystem gemäß Patentanspruch 10 und ein Verfahren zum Überwachen von Leckströmen in einer integrierten Schaltung gemäß Patentanspruch 11 gelöst.This object is achieved by an integrated circuit according to claim 1, an X-ray detector according to claim 9, an X-ray system according to claim 10 and a method for monitoring leakage currents in an integrated circuit according to claim 11.

Die erfindungsgemäße integrierte Schaltung, vorzugsweise eine Detektorschaltung, mit Leckstromüberwachungsfunktion für Durchkontaktierungen im Substrat der integrierten Schaltung, weist einen ersten, vorzugsweise analogen, Schaltkreis auf. Weiterhin umfasst die erfindungsgemäße integrierte Schaltung eine erste Versorgungsspannungsquelle zur Spannungsversorgung des ersten Schaltkreises. Zudem weist die erfindungsgemäße integrierte Schaltung eine erste Versorgungsdurchkontaktierung zwischen der Versorgungsspannungsquelle des ersten Schaltkreises und dem ersten Schaltkreis auf. Teil der integrierten Schaltung ist außerdem eine erste Massedurchkontaktierung zwischen dem ersten Schaltkreis und einem dem ersten Schaltkreis zugeordneten Referenzpotential, vorzugsweise Masse.The integrated circuit according to the invention, preferably a detector circuit with leakage current monitoring function for plated-through holes in the substrate of the integrated circuit, has a first, preferably analog, circuit. Furthermore, the integrated circuit according to the invention comprises a first supply voltage source for the voltage supply of the first circuit. In addition, the integrated circuit according to the invention has a first supply through-connection between the supply voltage source of the first circuit and the first circuit. Part of the integrated circuit is also a first ground via between the first circuit and a reference circuit associated with the first circuit, preferably ground.

Die erfindungsgemäße integrierte Schaltung umfasst außerdem einen zweiten, vorzugsweise digitalen, Schaltkreis. Auch der zweite Schaltkreis weist vorzugsweise Ausleseschaltungen auf, mit denen erfasste Signale, zum Beispiel Detektorsignale, ausgelesen und weiterverarbeitet werden. Die erfindungsgemäße integrierte Schaltung umfasst zudem eine zweite Versorgungsspannungsquelle zur Spannungsversorgung des zweiten Schaltkreises. Überdies weist die erfindungsgemäße integrierte Schaltung eine zweite Versorgungsdurchkontaktierung zwischen der Versorgungsspannungsquelle des zweiten Schaltkreises und dem zweiten Schaltkreis auf. Teil der erfindungsgemäßen integrierten Schaltung ist auch eine zweite Massedurchkontaktierung zwischen dem zweiten Schaltkreis und einem dem zweiten Schaltkreis zugeordneten Referenzpotential, vorzugsweise Masse. Dabei kann das dem ersten und dem zweiten Schaltkreis zugeordnete Referenzpotential denselben Wert aufweisen. Die erfindungsgemäße integrierte Schaltung umfasst außerdem eine Spannungsmessschaltung, welche parallel zu einem der beiden Schaltkreise geschaltet ist. Die Spannungsmessschaltung kann also zum Beispiel parallel zu dem ersten Schaltkreis oder parallel zu dem zweiten Schaltkreis geschaltet sein. Es können auch zwei Spannungsmessschaltungen vorhanden sein, wobei eine erste Spannungsmessschaltung parallel zu dem ersten Schaltkreis geschaltet ist und eine zweite Spannungsmessschaltung parallel zu dem zweiten Schaltkreis geschaltet ist. Die erfindungsgemäße integrierte Schaltung umfasst zudem einen Messwiderstand zwischen einer der beiden Versorgungsspannungsquellen und der Spannungsmessschaltung, d. h. zwischen der ersten Versorgungsspannungsquelle oder der zweiten Versorgungsspannungsquelle und der Spannungsmessschaltung. Außerdem weist die erfindungsgemäße integrierte Schaltung eine Umschalteinrichtung auf, welche dazu eingerichtet ist, in einem Messmodus den Messwiderstand seriell zu zwei zueinander seriell geschalteten Durchkontaktierungen unterschiedlicher Schaltkreise, d. h. eine Durchkontaktierung des ersten Schaltkreises und eine Durchkontaktierung des zweiten Schaltkreises, zu schalten. Wird von der Umschalteinrichtung die elektronische Schaltungsanordnung in den Messmodus versetzt, so kann ein Leckstrom durch zwei Durchkontaktierungen unterschiedlicher Schaltkreise, d. h. durch eine Durchkontaktierung des ersten und durch eine Durchkontaktierung des zweiten Schaltkreises, gemessen werden. Anstatt einer ersten bzw. zweiten Versorgungsdurchkontaktierung können auch mehrere parallele Versorgungsdurchkontaktierungen geschaltet werden, dasselbe gilt für die ersten bzw. zweiten Massedurchkontaktierungen. Die Steuerung der Umschalteinrichtung befindet sich vorzugsweise außerhalb der elektronischen Schaltungsanordnung, bei Detektoren beispielsweise in einer zentralen Steuereinheit.The integrated circuit according to the invention also comprises a second, preferably digital, circuit. The second circuit also preferably has read-out circuits with which detected signals, for example detector signals, are read out and further processed. The integrated circuit according to the invention also comprises a second supply voltage source for the voltage supply of the second circuit. Moreover, the integrated circuit according to the invention has a second supply via between the supply voltage source of the second circuit and the second circuit. Part of the integrated circuit according to the invention is also a second ground via between the second circuit and a reference potential associated with the second circuit, preferably ground. In this case, the reference potential assigned to the first and the second circuit may have the same value. The integrated circuit according to the invention also comprises a voltage measuring circuit which is connected in parallel with one of the two circuits. The voltage measuring circuit may therefore be connected, for example, parallel to the first circuit or parallel to the second circuit. There may also be two voltage measuring circuits, wherein a first voltage measuring circuit is connected in parallel to the first circuit and a second voltage measuring circuit is connected in parallel to the second circuit. The integrated circuit according to the invention also comprises a measuring resistor between one of the two supply voltage sources and the Voltage measuring circuit, ie between the first supply voltage source or the second supply voltage source and the voltage measuring circuit. In addition, the integrated circuit according to the invention has a switching device which is set up to switch the measuring resistor serially in a measuring mode to two interconnected through-connections of different circuits, ie a via of the first circuit and a via of the second circuit. If the electronic circuit arrangement is put into the measuring mode by the switching device, it is possible to measure a leakage current through two plated-through holes of different circuits, ie through a through-connection of the first and through-through connection of the second circuit. Instead of a first or second Versorgungsdurchkontaktierung also several parallel Versorgungsdurchkontaktierungen can be switched, the same applies to the first and second Massedurchkontaktierungen. The control of the switching device is preferably located outside the electronic circuit arrangement, in detectors, for example, in a central control unit.

Die integrierte Schaltung kann als erste und zweite Schaltkreise Photosensorchips oder Speicherschaltkreise umfassen. Die ersten und zweiten Schaltkreise können insbesondere für den Fall, dass es sich bei der integrierten Schaltung um eine Detektorschaltung handelt, Ausleseschaltkreise aufweisen.The integrated circuit may comprise photosensor chips or memory circuits as first and second circuits. The first and second circuits can have readout circuits, in particular in the case where the integrated circuit is a detector circuit.

Indem die Leckströme selbst und nicht eine Veränderung an der Versorgungsspannung oder der Stromstärke der Stromversorgung gemessen werden, kann die Überwachung auf einen relativ kleinen Messbereich beschränkt werden, was die Überwachung vereinfacht und eine verbesserte Genauigkeit ermöglicht. Beispielsweise lässt sich die Überwachung der Durchkontaktierung durch die Nutzung einfacher, kostengünstiger Bauteile realisieren. Denn die Schaltung kann einfach gestaltet sein, da der große Messwiderstand selbst bei kleinen Leckströmen einen großen Spannungsabfall erzeugt. Dadurch ist das Signal/Rauschverhältnis in jedem Fall ausreichend groß, so dass auch eine einfache Schwellwertschaltung verwendet werden kann.By measuring the leakage currents themselves and not a change in the supply voltage or current of the power supply, the monitoring can be restricted to a relatively small measuring range, which simplifies the monitoring and enables improved accuracy. For example, the monitoring of the via can be realized by the use of simple, inexpensive components. Because the circuit can be designed simply because the large measuring resistor generates even with small leakage currents a large voltage drop. As a result, the signal / noise ratio is sufficiently large in each case, so that even a simple threshold circuit can be used.

Durch die ständige Überwachung der Durchkontaktierungen wird eine frühzeitige Erkennung von sich anbahnenden Defekten ermöglicht und auffällige Bildartefakten können auf diese Weise verhindert werden. Weiterhin erlaubt die integrierte Überwachungsschaltung auch eine vereinfachte und automatisierte Überwachung der Isolation der Durchkontaktierungen im Anwendungsfall. Die ersten und zweiten Schaltkreise können zum Beispiel sogenannte ASICs aufweisen. Die Steuerung der Umschalteinrichtung und der Spannungsmessschaltung kann zum Beispiel mit Hilfe von sowieso vorhandenen FPGA-Bauelementen in der Steuerung der integrierten Schaltung vorgenommen werden.Due to the constant monitoring of the plated-through holes, early detection of impending defects is made possible and conspicuous image artifacts can be prevented in this way. Furthermore, the integrated monitoring circuit also allows a simplified and automated monitoring of the insulation of the plated-through holes in the application. The first and second circuits may comprise, for example, so-called ASICs. The control of the switching device and the voltage measuring circuit can be carried out, for example, with the aid of anyway existing FPGA components in the control of the integrated circuit.

In diesem Zusammenhang soll noch erwähnt werden, dass unter den Begriff Durchkontaktierung auch Anordnungen fallen sollen, bei denen mehrere Durchkontaktierungen in einem Schaltkreis und einem Signal zugeordnet parallel zueinander geschaltet sind. Bei einer solchen Anordnung können ohne zusätzlichen Aufwand mehrere Durchkontaktierungen mit Hilfe einer einzigen Spannungsmessschaltung überwacht werden. Insbesondere bei einer sehr hohen Anzahl von Durchkontaktierungen kann eine Überwachung auf eine bestimmte Anzahl von Spannungsmessungen begrenzt sein. Indem die parallel geschalteten Durchkontaktierungen durch einen einzigen Überwachungsvorgang getestet werden, können im Vergleich zu einer Überwachung einzelner Durchkontaktierungen zum Beispiel in einem Zeitintervall mehr Durchkontaktierungen überwacht bzw. getestet werden, so dass eine höhere Wahrscheinlichkeit einer Erkennung einer Isolationsschädigung besteht.In this context, it should be mentioned that the term plated through also arrangements are to fall, in which a plurality of vias in a circuit and a signal associated with each other are connected in parallel. With such an arrangement, multiple vias can be monitored with no additional effort by means of a single voltage measurement circuit. Especially with a very high number of plated-through holes, monitoring may be limited to a certain number of voltage measurements. By testing the shunts connected in parallel by a single monitoring operation, more vias may be monitored or tested, for example, over a period of time, as compared to monitoring individual vias, so that there is a greater likelihood of detection of isolation damage.

Der analoge und digitale Teil sind separat versorgte Teile des gleichen integrierten Schaltkreises. Im Fall einer Sensoranwendung verstärkt der Analogteil und filtert die analogen Eingangssignale vom Sensormaterial. Als Analog-zu-Digital-Wandler kommen Komparatoren zum Einsatz. Diese erzeugen digitale Signale, falls ihr Schwellwert überschritten wird. Der Digitalteil ermöglicht die Auslese der Ergebnisse der Komparatoren.The analog and digital parts are separately powered parts of the same integrated circuit. In the case of a sensor application, the analog part amplifies and filters the analog input signals from the sensor material. Comparators are used as analog-to-digital converters. These generate digital signals if their threshold is exceeded. The digital part allows the selection of the results of the comparators.

Der erfindungsgemäße Röntgendetektor weist ein Substrat auf und eine Sensorschicht auf dem Substrat. Weiterhin umfasst der erfindungsgemäße Röntgendetektor eine erfindungsgemäße integrierte Schaltung auf, wobei die Durchkontaktierungen der integrierten Schaltung durch das Substrat verlaufen, die Schaltkreise in der Sensorschicht angeordnet sind und die Versorgungsspannungsquellen auf der Leiterplatte angeordnet sind. Das Substrat umfasst üblicherweise Halbleitermaterial, wie zum Beispiel Silizium. Halbleitermaterialien haben eine gewisse elektrische Leitfähigkeit. Zudem nimmt ihre Leitfähigkeit mit der Temperatur zu, so dass insbesondere bei einer betriebsbedingten oder umgebungsbedingten Erwärmung des Röntgendetektors Leckströme durch das Substrat fließen können und zum Beispiel Schaltkreise in Ihrer Funktion beeinträchtigen oder beeinflussen können. Mit Hilfe der erfindungsgemäßen integrierten Schaltung wird eine Überwachung solcher durch Defekte von Isolationen bedingter Leckströme auch im regulären Betrieb erreicht, so dass eine erhöhte Zuverlässigkeit des Detektors erzielt wird.The X-ray detector according to the invention has a substrate and a sensor layer on the substrate. Furthermore, the X-ray detector according to the invention comprises an integrated circuit according to the invention, wherein the plated-through holes of the integrated circuit extend through the substrate, the circuits are arranged in the sensor layer and the supply voltage sources are arranged on the printed circuit board. The substrate usually comprises semiconductor material, such as silicon. Semiconductor materials have a certain electrical conductivity. In addition, their conductivity increases with the temperature, so that in particular in case of operational or environmental heating of the X-ray detector leakage currents can flow through the substrate and affect, for example, circuits in their function or influence. With the aid of the integrated circuit according to the invention, monitoring of such leakage currents caused by defects of insulation is also achieved during regular operation, so that an increased reliability of the detector is achieved.

Das erfindungsgemäße Röntgensystem, vorzugsweise ein Computertomographiesystem, weist eine Scaneinheit mit mindestens einem Detektor mit einer Mehrzahl von Röntgendetektoreinheiten auf. Zudem umfasst das erfindungsgemäße Röntgensystem eine Steuereinrichtung zum Ansteuern der Scaneinheit. Mindestens eine der Röntgendetektoreinheiten umfasst eine erfindungsgemäße integrierte Schaltung. The X-ray system according to the invention, preferably a computed tomography system, has a scanning unit with at least one detector with a plurality of X-ray detector units. In addition, the X-ray system according to the invention comprises a control device for driving the scanning unit. At least one of the X-ray detector units comprises an integrated circuit according to the invention.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird zum Überwachen von Leckströmen in einer integrierten Schaltung, vorzugsweise einer Detektorschaltung, angewandt. Die integrierte Schaltung weist einen ersten, vorzugsweise analogen Schaltkreis, eine erste Versorgungsspannungsquelle zur Spannungsversorgung des ersten Schaltkreises auf. Teil der integrierten Schaltung ist zudem eine erste Versorgungsdurchkontaktierung zwischen der Versorgungsspannung des ersten Schaltkreises und dem analogen Schaltkreis. Eine erste Massedurchkontaktierung ist zwischen dem analogen Schaltkreis und einem dem ersten Schaltkreis zugeordneten Bezugspotential, vorzugsweise Masse angeordnet. Weiterhin umfasst die integrierte Schaltung einen zweiten, vorzugsweise digitalen Schaltkreis, eine zweite Versorgungsspannungsquelle zur Spannungsversorgung des zweiten Schaltkreises, eine zweite Versorgungsdurchkontaktierung zwischen der Versorgungsspannung des zweiten Schaltkreises und dem zweiten Schaltkreis, eine zweite Massedurchkontaktierung zwischen dem zweiten Schaltkreis und einem dem zweiten Schaltkreis zugeordneten Bezugspotential, vorzugsweise Masse, eine Spannungsmessschaltung, welche parallel zu einem der beiden Schaltkreise, d. h. parallel zu dem ersten oder dem zweiten Schaltkreis, geschaltet ist, einen Messwiderstand zwischen einer der beiden Versorgungsspannungsquellen, d. h. der ersten oder der zweiten Versorgungsspanungsquelle, und der Spannungsmessschaltung und eine Umschalteinrichtung auf. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird in einem Messmodus mit Hilfe der Umschalteinrichtung der Messwiderstand seriell zu zwei seriell zueinander geschalteten Durchkontaktierungen unterschiedlicher Schaltkreise, d. h. Durchkontaktierungen des ersten und des zweiten Schaltkreises, geschaltet.The method according to the invention is used for monitoring leakage currents in an integrated circuit, preferably a detector circuit. The integrated circuit has a first, preferably analog circuit, a first supply voltage source for supplying power to the first circuit. Part of the integrated circuit is also a first Versorgungsdurchkontaktierung between the supply voltage of the first circuit and the analog circuit. A first ground via is disposed between the analog circuit and a reference potential associated with the first circuit, preferably ground. Furthermore, the integrated circuit comprises a second, preferably digital circuit, a second supply voltage source for supplying power to the second circuit, a second supply via between the supply voltage of the second circuit and the second circuit, a second ground via between the second circuit and a reference potential associated with the second circuit, preferably ground, a voltage measuring circuit which is parallel to one of the two circuits, d. H. is connected in parallel with the first or the second circuit, a measuring resistor between one of the two supply voltage sources, d. H. the first or the second supply voltage source, and the voltage measuring circuit and a switching device. In the method according to the invention, in a measuring mode with the aid of the switching device, the measuring resistor is connected in series with two through-connections of different circuits connected in series with each other, ie. H. Through-contacts of the first and the second circuit, switched.

Die Überwachung der Durchkontaktierungen kann zum Beispiel so gestaltet werden, dass mit Hilfe der Umschalteinrichtung in vorbestimmten Zeitintervallen vom normalen Betriebsmodus in den Messmodus geschaltet wird, um eventuell vorhandene Leckströme zu messen. Wird in dem Messmodus ein Leckstrom gemessen, der einen vorbestimmten Schwellwert nicht überschreitet, so kann anschließend wieder in den normalen Betriebsmodus umgeschaltet werden. Ansonsten wird eine Fehlermeldung ausgegeben.The monitoring of the plated-through holes can, for example, be designed such that, with the aid of the switching device, it is switched from the normal operating mode to the measuring mode at predetermined time intervals in order to measure any leakage currents present. If a leakage current is measured in the measuring mode which does not exceed a predetermined threshold value, then it is then possible to switch back to the normal operating mode. Otherwise, an error message is output.

Einzelne Komponenten der erfindungsgemäßen integrierten Schaltung können zum überwiegenden Teil in Form von Softwarekomponenten ausgebildet sein. Dies betrifft insbesondere Teile der Spannungsmessschaltung und der Umschalteinrichtung und eine eventuell vorhandene Auswerteeinrichtung zur Auswertung der erfassten Messgrößen. Grundsätzlich können diese Komponenten aber auch zum Teil, insbesondere wenn es um besonders schnelle Berechnungen geht, in Form von softwareunterstützter Hardware, beispielsweise FPGAs oder dergleichen, realisiert sein. Ebenso können benötigte Schnittstellen, beispielsweise wenn es nur um eine Übernahme von Daten aus anderen Softwarekomponenten geht, als Softwareschnittstellen ausgebildet sein. Sie können aber auch als hardwaremäßig aufgebaute Schnittstellen ausgebildet sein, die durch geeignete Software angesteuert werden.Individual components of the integrated circuit according to the invention can be designed predominantly in the form of software components. This relates in particular to parts of the voltage measuring circuit and the switching device and any evaluation device available for the evaluation of the detected measured variables. In principle, however, these components can also be partly realized, in particular in the case of particularly fast calculations, in the form of software-supported hardware, for example FPGAs or the like. Likewise, required interfaces, for example, when it comes only to a transfer of data from other software components, be designed as software interfaces. However, they can also be configured as hardware-based interfaces, which are controlled by suitable software.

Eine weitgehend softwaremäßige Realisierung hat den Vorteil, dass auch schon bisher verwendete integrierte Schaltungen nach einer entsprechenden Modifikation der Hardware auf einfache Weise durch ein Software-Update nachgerüstet werden können, um auf die erfindungsgemäße Weise zu arbeiten. Insofern wird die Aufgabe auch durch ein entsprechendes Computerprogrammprodukt mit einem Computerprogramm gelöst, welches direkt in eine Speichereinrichtung einer integrierten Schaltung ladbar ist, mit Programmabschnitten, um alle Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens auszuführen, wenn das Programm in der integrierten Schaltung ausgeführt wird. Ein solches Computerprogrammprodukt kann neben dem Computerprogramm gegebenenfalls zusätzliche Bestandteile wie z. B. eine Dokumentation und/oder zusätzliche Komponenten auch Hardware-Komponenten, wie z. B. Hardware-Schlüssel (Dongles etc.) zur Nutzung der Software, umfassenA largely software implementation has the advantage that even previously used integrated circuits can be retrofitted after a corresponding modification of the hardware in a simple way by a software update to work in the inventive way. In this respect, the object is also achieved by a corresponding computer program product with a computer program which can be loaded directly into a memory device of an integrated circuit, with program sections in order to carry out all steps of the method according to the invention when the program is executed in the integrated circuit. Such a computer program product, in addition to the computer program optionally additional components such. As a documentation and / or additional components and hardware components such. B. hardware keys (dongles, etc.) for using the software include

Zum Transport zu der integrierten Schaltung und/oder zur Speicherung an oder in der integrierten Schaltung kann ein computerlesbares Medium, beispielsweise ein Memorystick, eine Festplatte oder ein sonstiger transportabler oder fest eingebauter Datenträger dienen, auf welchem die von einem Chip oder einer Rechnereinheit der integrierten Schaltung einlesbaren und ausführbaren Programmabschnitte des Computerprogramms gespeichert sind. Der Chip oder die Rechnereinheit können z. B. hierzu einen oder mehrere zusammenarbeitende Mikroprozessoren oder dergleichen, wie zum Beispiel ein Mikrokontroller, aufweisen.For transport to the integrated circuit and / or for storage on or in the integrated circuit, a computer-readable medium, for example a memory stick, a hard disk or other portable or permanently installed data carrier, on which the chip or a computer unit of the integrated circuit readable and executable program sections of the computer program are stored. The chip or the computer unit can, for. For this purpose, one or more cooperating microprocessors or the like, such as a microcontroller, have.

Die abhängigen Ansprüche sowie die nachfolgende Beschreibung enthalten jeweils besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung. Dabei können insbesondere die Ansprüche einer Anspruchskategorie auch analog zu den abhängigen Ansprüchen einer anderen Anspruchskategorie weitergebildet sein. Zudem können im Rahmen der Erfindung auch die verschiedenen Merkmale unterschiedlicher Ausführungsbeispiele und Ansprüche auch zu neuen Ausführungsbeispielen kombiniert werden.The dependent claims and the following description each contain particularly advantageous embodiments and further developments of the invention. In particular, the claims of a claim category can also be analogous to the dependent claims of another claim category be educated. In addition, in the context of the invention, the various features of different embodiments and claims can also be combined to form new embodiments.

In einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen integrierten Schaltung ist die Umschalteinrichtung dazu eingerichtet, zwischen einem Betriebsmodus, in dem die Versorgungsspannungsquellen jeweils mit den zugeordneten Schaltkreisen elektrisch verbunden sind, und dem Messmodus hin- und herzuschalten. Während im Betriebsmodus die bestimmungsgemäße Funktion der integrierten Schaltung wahrgenommen wird, wird im Messmodus ein Test der Durchkontaktierungen zwischen den beiden Schaltkreisen und den jeweiligen Spannungsversorgungsschaltungen vorgenommen. Vorzugsweise wird insbesondere während des normalen Betriebs der integrierten Schaltung in vorbestimmten Zeitabständen für kurze Zeit in den Messmodus umgeschaltet, um eine korrekte Funktionsfähigkeit der integrierten Schaltung während des Betriebs zu gewährleisten.In one embodiment of the integrated circuit according to the invention, the switching device is set up to switch back and forth between an operating mode in which the supply voltage sources are in each case electrically connected to the associated circuits, and the measuring mode. While the intended function of the integrated circuit is perceived in the operating mode, a test of the plated-through holes between the two circuits and the respective power supply circuits is carried out in the measuring mode. Preferably, in particular during normal operation of the integrated circuit is switched at predetermined time intervals for a short time in the measurement mode to ensure correct operation of the integrated circuit during operation.

Weiterhin ist es für die erfindungsgemäße integrierte Schaltung bevorzugt, dass der Messwiderstand einen Widerstandswert aufweist, welcher dem Wert der Summe der Widerstandswerte der Isolationswiderstände von zwei intakten Durchkontaktierungen entspricht. Liegt der Wert des Messwiderstands in dem Bereich der Widerstandswerte der Isolationswiderstände, so macht sich bereits eine relativ kleine Abweichung bzw. Änderung der Widerstandswerte der Isolationswiderstände durch eine starke Änderung der im Messmodus zu messenden elektrischen Spannung bemerkbar. Somit weist die Messanordnung bzw. Testanordnung eine besonders hohe Sensitivität und Genauigkeit auf.Furthermore, it is preferred for the integrated circuit according to the invention that the measuring resistor has a resistance value which corresponds to the value of the sum of the resistance values of the insulation resistances of two intact plated-through holes. If the value of the measuring resistor lies within the range of the resistance values of the insulation resistors, a relatively small deviation or change in the resistance values of the insulation resistors already becomes noticeable by a marked change in the electrical voltage to be measured in the measuring mode. Thus, the measuring arrangement or test arrangement has a particularly high sensitivity and accuracy.

In einer Variante der erfindungsgemäßen integrierten Schaltung ist die Spannungsmessschaltung dazu eingerichtet, im Messmodus eine an den zu testenden Durchkontaktierungen abfallende elektrische Messspannung zu messen. Da die beiden zu testenden Durchkontaktierungen nur für den Fall eines Leckstroms über das Substrat miteinander seriell verbunden sind, ist ein Spannungsabfall an den Durchkontaktierungen ein Hinweis auf einen zwischen den Durchkontaktierungen durch das Substrat fließenden Leckstrom. Ein solcher Leckstrom kann nur dann auftreten, wenn die Isolationen um die Durchkontaktierungen defekt sind.In a variant of the integrated circuit according to the invention, the voltage measuring circuit is set up to measure in the measuring mode an electrical measuring voltage dropping across the vias to be tested. Since the two vias to be tested are serially connected together only in the event of a leakage current across the substrate, a voltage drop across the vias is indicative of a leakage current flowing through the substrate between the vias. Such a leakage current can only occur if the insulation around the vias are defective.

Besonders bevorzugt weist die erfindungsgemäße integrierte Schaltung eine Auswerteeinrichtung auf, welche dazu eingerichtet ist, auf Basis der ermittelten elektrischen Messspannung zu ermitteln, ob eine der Durchkontaktierungen defekt ist, d. h., ob eine der Isolationen um eine der Durchkontaktierungen schadhaft ist. Die Auswerteeinrichtung kann zum Beispiel separat von den anderen Bauelementen der integrierten Schaltung angeordnet sein.The integrated circuit according to the invention particularly preferably has an evaluation device which is set up to determine on the basis of the determined electrical measurement voltage whether one of the plated-through holes is defective, ie. h., whether one of the insulation around one of the vias is defective. The evaluation device may, for example, be arranged separately from the other components of the integrated circuit.

In einer vorteilhaften Variante der erfindungsgemäßen integrierten Schaltung ist die Auswerteeinrichtung dazu eingerichtet, einen Vergleich der elektrischen Messspannung mit einem vorbestimmten Schwellwert durchzuführen und anhand des Vergleichsergebnisses zu ermitteln, ob eine der Durchkontaktierungen defekt ist.In an advantageous variant of the integrated circuit according to the invention, the evaluation device is set up to perform a comparison of the electrical measuring voltage with a predetermined threshold value and to determine from the comparison result whether one of the plated-through holes is defective.

In einer besonders vorteilhaften Variante weist die erfindungsgemäße integrierte Schaltung eine Messdiode auf, mit einer vorbestimmten Durchlassspannung zum Ermitteln, ob eine an den Durchkontaktierungen abfallende elektrische Spannung einen vorbestimmten Schwellwert überschreitet. Diese Anordnung ist besonders kostengünstig und ausreichend, falls keine genaue Spannungsmessung benötigt wird, sondern nur das Überschreiten eines vorbestimmten Spannungsschwellwerts ermittelt werden soll. Fließt in Folge einer Überschreitung der Durchlassspannung durch die Messdiode ein elektrischer Strom oberhalb einer vorbestimmten Stromstärke, so kann dieser Vorgang als Signal für einen Defekt der Isolation einer der zu testenden Durchkontaktierungen gewertet werden.In a particularly advantageous variant, the integrated circuit according to the invention has a measuring diode with a predetermined forward voltage for determining whether an electrical voltage dropping at the plated-through holes exceeds a predetermined threshold value. This arrangement is particularly inexpensive and sufficient, if no accurate voltage measurement is needed, but only the exceeding of a predetermined voltage threshold is to be determined. If an electrical current above a predetermined current intensity flows as a result of exceeding the forward voltage through the measuring diode, this process can be regarded as a signal for a defect in the insulation of one of the plated-through holes to be tested.

In einer ebenfalls sehr vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen integrierten Schaltung ist die Umschalteinrichtung dazu eingerichtet, in einem Messmodus den Messwiderstand in Serie mit den zwei Massedurchkontaktierungen zu schalten bzw. die Spannungsmessschaltung parallel zu zwei seriell geschalteten Massedurchkontaktierungen zu schalten. Mit dieser Schaltanordnung lassen sich die Durchkontaktierungen zwischen den beiden Schaltkreisen und Masse testen. Alternativ oder zusätzlich kann die Umschalteinrichtung auch dazu ausgestaltet sein, die beiden Versorgungsspannungskontaktierungen zu testen. Dann muss der Messwiderstand in Serie mit den zwei Versorgungsspannungs-Durchkontaktierungen geschaltet werden bzw. die Spannungsmessschaltung parallel zu zwei seriell geschalteten Spannungsversorgungs-Durchkontaktierungen geschaltet werden.In a likewise very advantageous embodiment of the integrated circuit according to the invention, the switching device is set up to switch the measuring resistor in series with the two ground vias in a measuring mode or to connect the voltage measuring circuit in parallel to two series-connected ground vias. With this switching arrangement, the vias between the two circuits and ground can be tested. Alternatively or additionally, the switching device can also be configured to test the two supply voltage contacts. Then the measuring resistor must be connected in series with the two supply voltage feedthroughs or the voltage measuring circuit must be connected in parallel with two series-connected power supply feedthroughs.

Die Erfindung wird im Folgenden unter Hinweis auf die beigefügten Figuren anhand von Ausführungsbeispielen noch einmal näher erläutert. Es zeigen:The invention will be explained in more detail below with reference to the accompanying figures with reference to embodiments. Show it:

1 einen Ausschnitt des Querschnitts eines herkömmlichen integrierten Schaltkreises mit Durchkontaktierungen und getrennter Versorgungsspannung für digitale und analoge Schaltungen, 1 a section of the cross section of a conventional integrated circuit with vias and separate supply voltage for digital and analog circuits,

2 einen Schaltplan eines herkömmlichen integrierten Schaltkreises mit einer Darstellung der Versorgungsspannungsquellen, Messeinrichtungen für die Versorgunsspannungsquellen und der zu überwachenden Isolationswiderstände, 2 a circuit diagram of a conventional integrated circuit with a representation of the supply voltage sources, measuring devices for the supply voltage sources and to be monitored insulation resistance,

3 einen Schaltplan einer Detektorschaltung mit einer Leckstrom-Überwachung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, 3 a circuit diagram of a detector circuit with a leakage current monitoring according to an embodiment of the invention,

4 eine vereinfachte Schaltskizze einer Messanordnung einer integrierten elektronischen Schaltung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zum Messen einer an Durchkontaktierungswiderständen abfallenden elektrischen Spannung, 4 1 is a simplified circuit diagram of a measuring arrangement of an integrated electronic circuit according to one exemplary embodiment of the invention for measuring an electrical voltage dropping at via resistances;

5 ein Computertomographiesystem mit einem Detektor mit einer Detektorschaltung mit einer Detektorleckstrom-Überwachung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. 5 a computed tomography system with a detector with a detector circuit with a detector leakage current monitoring according to an embodiment of the invention.

In 1 ist eine Detektorschaltung 10 eines Röntgendetektors gezeigt, welche eine analoge Schaltung 1 und eine digitale Schaltung 2 umfasst, die auf einer im Folgenden als Oberseite bezeichneten Seite eines Siliziumsubstrats Si angeordnet sind. Die analoge Schaltung 1 und die digitale Schaltung 2 sind Teil eines zum Beispiel integrierten Ausleseschaltkreises zum Auslesen von im Detektormaterial (nicht gezeigt) des betreffenden Röntgendetektors erzeugten Detektionssignalen. Getrennt von den integrierten Ausleseschaltkreisen befindet sich das Detektormaterial (nicht gezeigt), mit dem Röntgenstrahlen empfangen und in elektrische Signale gewandelt werden. Die Schaltungen 1, 2 werden jeweils über getrennte Spannungsquellen Q_A, Q_D versorgt. Die Spannungsquellen Q_A, Q_D befinden sich aus Platzgründen, d. h., um möglichst viel Detektorfläche zu erhalten, auf der der Oberseite gegenüberliegenden Unterseite des Substrats Si.In 1 is a detector circuit 10 an X-ray detector showing an analog circuit 1 and a digital circuit 2 includes, which are arranged on a side of a silicon substrate Si hereinafter referred to as top. The analog circuit 1 and the digital circuit 2 are part of an integrated read-out circuit, for example, for reading out detection signals generated in the detector material (not shown) of the relevant X-ray detector. Separated from the integrated readout circuitry is the detector material (not shown), which receives X-rays and converts them into electrical signals. The circuits 1 . 2 are each supplied via separate voltage sources Q _A , Q _D. The voltage sources Q _A , Q _D are for reasons of space, ie, in order to obtain as much detector surface, on the underside opposite to the top side of the substrate Si.

Um die analoge Schaltung 1 und die digitale Schaltung 2 mit elektrischer Energie versorgen zu können, sind durch das Siliziumsubstrat Si Durchkontaktierungen D1, D2, D3, D4 geführt. Dabei kann jede dieser Durchkontaktierungen auch aus mehreren einzelnen, elektrisch parallel geschalteten Durchkontaktierungen bestehen. Eine erste Durchkontaktierung D1, auch als Versorgungsdurchkontaktierung D1 für die analoge Schaltung 1 bezeichnet, dient dazu, eine von der Spannungsquelle Q_A erzeugte elektrisch Spannung U_A an die analoge Schaltung 1 anzulegen. Eine zweite Durchkontaktierung D2, auch als Massedurchkontaktierung D2 für die analoge Schaltung 1 bezeichnet, kontaktiert die analoge Schaltung 1 mit einem Massepotential. Eine dritte Durchkontaktierung D3, auch als Versorgungsdurchkontaktierung D3 für die digitale Schaltung 2 bezeichnet, dient dazu, eine von der Spannungsquelle Q_D erzeugte elektrische Spannung U_D an die digitale Schaltung 2 anzulegen. Eine vierte Durchkontaktierung D2, auch als Massedurchkontaktierung D4 für die digitale Schaltung 2 bezeichnet, kontaktiert die digitale Schaltung 2 mit einem Massepotential. Durchkontaktierungen haben an Ihrer Außenseite Isolationsschichten, die diese gegen das Siliziumsubstrat Si isolieren. Wie bereits erwähnt, können durch mechanische und thermische Beanspruchungen und Umwelteinflüsse die verwendeten Durchkontaktierungen D1, D2, D3, D4 schleichend ihre Isolationseigenschaften verlieren und dadurch Leckströme in das Siliziumsubstrat Si fließen. Diese Leckströme verändern die elektrischen Eigenschaften der Schaltungen 1, 2 und können damit die Bildqualität einer Abbildung durch einen von der Detektorschaltung 10 angesteuerten Detektor negativ beeinflussen.To the analog circuit 1 and the digital circuit 2 can be supplied with electrical energy, through the silicon substrate Si vias D1, D2, D3, D4 out. In this case, each of these plated-through holes can also consist of a plurality of individual, electrically connected vias. A first through-connection D1, also as supply through-connection D1 for the analog circuit 1 denotes serves a generated by the voltage source electrically Q _A voltage U _A of the analog circuit 1 to apply. A second via D2, also called ground via D2 for the analog circuit 1 denotes the analog circuit contacts 1 with a ground potential. A third via D3, also called the feed through D3 for the digital circuit 2 denotes a voltage generated by the voltage source Q _D voltage U _D to the digital circuit 2 to apply. A fourth via D2, also called ground via D4 for the digital circuit 2 denotes the digital circuit contacts 2 with a ground potential. Through-holes have insulating layers on their outer side, which insulate them against the silicon substrate Si. As already mentioned, the through-contacts D1, D2, D3, D4 used can gradually lose their insulating properties due to mechanical and thermal stresses and environmental influences, causing leakage currents to flow into the silicon substrate Si. These leakage currents change the electrical properties of the circuits 1 . 2 and thus can improve the image quality of an image by one of the detector circuitry 10 negatively affect the triggered detector.

In 2 ist ein schematischer Schaltplan der in 1 gezeigten herkömmlichen Detektorschaltung 10 mit einer Darstellung der Versorgungsspannungsquellen Q_A, Q_D und der zu überwachenden Isolationsschichten als Isolationswiderstände R1, R2, R3, R4 gezeigt. Der Widerstand des Siliziums selbst ist mit typisch 30 Ohm·cm derart gering, dass er vernachlässigt werden kann. Mithin wird die Stärke der Leckströme von der Größe der Werte der Isolationswiderstände bestimmt. Parallel zu den separaten Versorgungsspannungsquellen Q_A, Q_D sind Messeinheiten M_A, M_D zur Überwachung und Kontrolle einer eingestellten Versorgungsspannung gezeigt. Die Stromaufnahme der Schaltkreise 1, 2 bewegt sich im Bereich von vielen Milliampere, wohingegen die Leckströme durch die Isolationswiderstände R1, R2, R3, R4 hindurch im Bereich von Picoampere bis Mikroampere liegen. Daher lassen sich die Leckströme nicht oder nur mit sehr hohem Aufwand mit Hilfe der Überwachung der Stromaufnahme der Schaltkreise 1, 2 messen, insbesondere, da die Stromaufnahme im Betrieb zusätzlich Schwankungen unterliegt.In 2 is a schematic diagram of the in 1 shown conventional detector circuit 10 with an illustration of the supply voltage sources Q _A , Q _D and the insulation layers to be monitored as insulation resistors R1, R2, R3, R4. The resistance of the silicon itself, typically 30 ohm cm, is so small that it can be neglected. Thus, the magnitude of the leakage currents is determined by the size of the insulation resistance values. Parallel to the separate supply voltage sources Q _A , Q _D , measuring units M _A , M _{D are shown} for monitoring and controlling a set supply voltage. The current consumption of the circuits 1 . 2 is in the order of many milliamperes, whereas the leakage currents through the isolation resistors R1, R2, R3, R4 are in the range of picoamps to microamps. Therefore, the leakage currents can not or only with great effort by monitoring the power consumption of the circuits 1 . 2 measure, in particular, since the current consumption in operation is subject to additional fluctuations.

In 3 ist ein Schaltplan einer als ASIC-Schaltung bzw. integrierte Schaltung ausgebildeten Detektorschaltung 30 mit einer Durchkontaktierungsleckstrom-Überwachung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Die Detektorschaltung 30 weist ähnlich wie die in 2 gezeigte herkömmliche Detektorschaltung 10 jeweils getrennte analoge und digitale Schaltkreise 1, 2 sowie diese versorgende separate Spannungsversorgungsquellen Q_A, Q_D auf. Weiterhin umfasst die Detektorschaltung 30 auch Durchkontaktierungen mit Isolationswiderständen R1, R2, R3, R4. Ebenso umfasst die Detektorschaltung 30 auch eine Spannungsmessungsschaltung M, die allerdings mit einem Messwiderstand R_M in Serie geschaltet ist, wobei die Serienschaltung aus Messwiderstand R_M und Spannungsmessschaltung M parallel zu der Spannungsquelle Q_A für die analogen Schaltkreise 1 geschaltet ist.In 3 is a circuit diagram of a formed as an ASIC circuit or integrated circuit detector circuit 30 with via leakage monitoring according to an embodiment of the invention. The detector circuit 30 similar to the one in 2 shown conventional detector circuit 10 each separate analog and digital circuits 1 . 2 as well as these supplying separate power sources Q _A , Q _D. Furthermore, the detector circuit comprises 30 also plated-through holes with insulation resistors R1, R2, R3, R4. Likewise, the detector circuit comprises 30 also a voltage measurement circuit M, which is, however, connected in series with a measuring resistor R _M , wherein the series circuit of measuring resistor R _M and voltage measuring circuit M in parallel to the voltage source Q _A for the analog circuits 1 is switched.

Zudem umfasst die Detektorschaltung 30 eine Umschalteinrichtung S mit einer Steuereinheit 3, mit der mehrere Schalter S₁, S₂, S₃ zwischen zwei Zuständen hin- und hergeschaltet werden können, wobei jeweils einer der Zustände einem normalen Betriebsmodus BM und der andere Zustand einem Messmodus MM entspricht. In dem normalen Betriebsmodus BM werden die Schaltkreise 1, 2 von den zugehörigen Spannungsquellen Q_A, Q_D versorgt und die Detektorschaltung 30 erfüllt ihre normale Funktion. In dem Messmodus MM, der zum Beispiel nach dem Starten der Baugruppe vor dem Einschalten des normalen Betriebsmodus BM testweise betrieben werden kann, wird die Funktionsfähigkeit der Detektorschaltung 30 getestet. Insbesondere werden dabei die Werte der Isolationsswiderstände R2 und R4 getestet. In 3 sind nur Schalter S₁, S₂, S₃ zum Test der beiden Massedurchkontaktierungen gezeigt. Allerdings wird an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass analog zu dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel auch Messanordnungen für die Spannungsversorgungs-Durchkontaktierungen D1, D3 möglich sind.In addition, the detector circuit includes 30 a switching device S with a control unit 3 with which a plurality of switches S ₁ , S ₂ , S ₃ can be switched back and forth between two states, one of the states corresponding to one normal operating mode BM and the other state corresponding to a measuring mode MM. In the normal operating mode BM, the circuits become 1 . 2 supplied by the associated voltage sources Q _A , Q _D and the detector circuit 30 fulfills its normal function. In the measurement mode MM, which can be operated as a test, for example, after starting the module before the normal operating mode BM is switched on, the functioning of the detector circuit becomes 30 tested. In particular, the values of the insulation resistors R2 and R4 are tested. In 3 only switches S ₁ , S ₂ , S _{3 are shown} for testing the two ground vias. However, it is noted at this point that analogous to the in 3 also shown measuring arrangements for the power supply vias D1, D3 are possible.

Im normalen Betriebsmodus BM verbindet der erste Schalter S₁ in einem Durchlasszustand, welcher dem normalen Betriebsmodus BM zugeordnet ist, die mit der Versorgungsspannung belegte Seite der Spannungsquelle Q_A für die analoge Schaltung 1 mit der Spannungsversorgungs-Durchkontaktierung D1 der analogen Schaltung 1. Dagegen ist der erste Schalter S₁ in einem Messmodus MM gesperrt. Der zweite Schalter S₂ verbindet in einem ersten Schaltzustand, der dem Messmodus MM entspricht, einen mit dem Messwiderstand R_M verbundenen ersten Eingang M₁ der Spannungsmessschaltung M mit der Massedurchkontaktierung D2 zu der Analogschaltung 1. In einem zweiten Schaltzustand, der dem normalen Betriebsmodus BM entspricht, verbindet der zweite Schalter S₂ dagegen einen zweiten Eingang M₂ der Spannungsmessschaltung M mit der Massedurchkontaktierung D2 zu der Analogschaltung 1. Der dritte Schalter S₃ verbindet in einem ersten Schaltzustand, der dem Messmodus MM entspricht, den zweiten Eingang M₂ der Spannungsmessschaltung M mit einer Massedurchkontaktierung D4 der digitalen Schaltung 2. In einem zweiten Schaltzustand, der dem normalen Betriebsmodus BM entspricht, verbindet der dritte Schalter S₃ die Spannungsversorgungsquelle Q_D der Digitalschaltung 2 mit der Massedurchkontaktierung D4 der Digitalschaltung 2.In the normal operating mode BM, the first switch S ₁ in an on-state assigned to the normal operating mode BM connects the side of the analog circuit voltage source Q _A with the supply voltage 1 to the power supply via D1 of the analog circuit 1 , By contrast, the first switch S _{1 is} locked in a measuring mode MM. In a first switching state, which corresponds to the measuring mode MM, the second switch S ₂ connects a first input M _1, connected to the measuring resistor R _M , of the voltage measuring circuit M with the ground via D 2 to the analog circuit 1 , In a second switching state corresponding to the normal operating mode BM, however, the second switch S ₂ connects a second input M _{2 of} the voltage measuring circuit M to the ground via D ₂ to the analog circuit 1 , In a first switching state, which corresponds to the measuring mode MM, the third switch S ₃ connects the second input M _{2 of} the voltage measuring circuit M to a ground via D 4 of the digital circuit 2 , In a second switching state corresponding to the normal operation mode BM, the third switch S ₃ connects the voltage supply source of the digital circuit _D Q 2 with the ground via D4 of the digital circuit 2 ,

In dem Messmodus MM wird also in dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel die elektrische Spannung U_A der Versorgungsspannungsquelle Q_A der analogen Schaltung 1 an die beiden getrennten Masseanschlüsse D2, D4 der analogen Schaltung 1 bzw. der digitalen Schaltung 2 angelegt. Der entsprechende Teststrom fließt entlang eines gestrichelt eingezeichneten, mit dem Bezugszeichen „MM” des Messmodus MM gekennzeichneten Strompfades. Der Messwiderstand R_M wird so dimensioniert, dass bei Isolationswiderständen R2, R4 der Massedurchkontaktierungen D2, D4 im korrekten Bereich die Versorgungsspannung U_A etwa zur Hälfte am Messwiderstand R_M und an den Isolationswiderständen R2, R4 abfällt. Die an den Isolationswiderständen R2, R4 abfallende elektrische Spannung UM (siehe 4) wird dann von der Spannungsmesseinrichtung M gemessen. Verringert sich einer der Isolationswiderstände R2, R4 durch eine Schädigung, so wird der durch die Isolationswiderstände R2, R4 fließende Strom größer und die über den Isolationswiderständen R2, R4 abfallende elektrische Spannung UM wird kleiner. Wird ein vorbestimmter Spannungsschwellwert unterschritten, so zeigt dies eine Verringerung mindestens eines der Isolationswiderstände R2, R4 der Durchkontaktierungen D2, D4 und damit eine mögliche Unzuverlässigkeit der Schaltung 30 an. Nachdem die Testmessung im Messmodus MM beendet wurde, wird für den Fall, dass ein ausreichend kleiner Leckstrom ermittelt wurde, in den normalen Betriebsmodus BM umgeschaltet. Der Strompfad des normalen Betriebsmodus BM ist in 3 abwechselnd gepunktet und gestrichelt eingezeichnet. Falls ein Defekt der Isolationswiderstände R2, R4 gemessen wurde, kann zum Beispiel an den Benutzer eine Fehlermeldung ausgegeben werden und/oder eine automatische Abschaltung der beispielsweise Detektorschaltung erfolgen, für den Fall, dass Ersatz-Detektorschaltungen vorhanden sind oder ein Detektionsvorgang auch mit einer verringerten Anzahl von Detektoren durchgeführt werden kann.In the measurement mode MM is thus in the in 3 shown embodiment, the electrical voltage U _{A of} the supply voltage source Q _{A of} the analog circuit 1 to the two separate ground terminals D2, D4 of the analog circuit 1 or the digital circuit 2 created. The corresponding test current flows along a current path indicated by dashed lines and identified by the reference symbol "MM" of the measuring mode MM. The measuring resistor R _M is dimensioned such that in insulation resistance R2, R4 of the Massedurchkontaktierungen D2, D4 in the correct range, the supply voltage U _A falls approximately half of the measuring resistor R _M and the insulation resistors R2, R4. The voltage drop across the insulation resistors R2, R4 voltage UM (see 4 ) is then measured by the voltage measuring device M. If one of the insulation resistances R2, R4 decreases as a result of damage, the current flowing through the insulation resistors R2, R4 increases and the electrical voltage UM, which drops across the insulation resistors R2, R4, becomes smaller. If a predetermined voltage threshold value is undershot, this indicates a reduction of at least one of the insulation resistors R2, R4 of the plated-through holes D2, D4 and thus a possible unreliability of the circuit 30 at. After the test measurement has been ended in measuring mode MM, in the event that a sufficiently small leakage current has been determined, the system switches to the normal operating mode BM. The current path of the normal operating mode BM is in 3 alternately dotted and dashed lines. If a defect of the insulation resistors R2, R4 has been measured, for example, an error message can be output to the user and / or an automatic disconnection of the detector circuit, for example, in the event that replacement detector circuits are present or a detection process also with a reduced number can be performed by detectors.

In 4 ist ein vereinfachter Schaltplan der in 3 gezeigten Messanordnung 30 im Messmodus MM gezeigt. Die Spannungsmessschaltung M ist parallel zu den beiden Isolationswiderständen R2, R4 geschaltet. Die Spannungsversorgungsquelle Q_A, welche eine Versorgungsspannung U_A für die analoge Schaltung 1 (siehe 3) bereitstellt, ist zu einer Reihenschaltung aus einem Messwiderstand R_M und der Spannungsmessschaltung M parallel geschaltet. Weiterhin ist die Spannungsversorgungsschaltung U_A auch parallel zu einer Reihenschaltung aus dem Messwiderstand R_M und den Isolationswiderständen R2, R4 der Massedurchkontaktierungen D2, D4 (siehe 3) geschaltet. Für einen Messstrom I, der durch den Messwiderstand R_M sowie die Isolationswiderstände R2, R4 fließt, gilt also: U_A = I·(R_M + R2 + R4). (1) In 4 is a simplified schematic of the in 3 shown measuring arrangement 30 shown in measurement mode MM. The voltage measuring circuit M is connected in parallel to the two insulation resistors R2, R4. The power source Q _A , which is a supply voltage U _A for the analog circuit 1 (please refer 3 ) is connected in parallel to a series connection of a measuring resistor R _M and the voltage measuring circuit M. Furthermore, the voltage supply circuit U _{A is} also parallel to a series circuit of the measuring resistor R _M and the insulation resistors R2, R4 of the Mass vias D2, D4 (see 3 ). For a measuring current I, which flows through the measuring resistor R _M and the insulation resistors R2, R4, then: U _A = I * (R _M + R ₂ + R 4). (1)

Für die Messspannung U_M der Spannungsmessschaltung M gilt: U_M = I·(R2 + R4). (2) For the measuring voltage U _{M of} the voltage measuring circuit _M, the following applies: U _M = I * (R2 + R4). (2)

Setzt man Gleichung 2 in Gleichung 1 ein, so erhält man nach einfachen Umformungen:

Substituting Equation 2 into Equation 1, one obtains after simple transformations:

Aus der Messspannung U_M lässt sich also der Summenwiderstand R2 + R4 der beiden Durchkontaktierungswiderstände R2, R4 rechnerisch ermitteln. Weist der ermittelte Summenwiderstand einen kleineren Wert als ein Schwellenwert R_min auf, so kann angenommen werden, dass zumindest einer der beiden Massedurchkontaktierungen D2, D4 defekt ist. Umgekehrt kann auch aus dem vorbestimmten Schwellenwert R_min ein minimaler Messspannungswert U_M,min ermittelt werden:

From the measurement voltage U _M , therefore, the sum resistance R2 + R4 of the two plated-through resistors R2, R4 can be calculated. If the determined summation resistance has a smaller value than a threshold value R _min , then it can be assumed that at least one of the two ground vias D 2, D 4 is defective. Conversely, a minimum measured voltage value U _{M, min} can also be determined from the predetermined threshold value R _min :

Wird also in dem Messmodus MM ein kleinerer Messspannungswert U_M als der vorbestimmte Messspannungsminimalwert U_M,min ermittelt, so kann davon ausgegangen werden, dass eine der Massedurchkontaktierungen D2, D4 defekt ist. Ist der Messwiderstand R_M beispielsweise so dimensioniert, dass sein Wert dem des Summenwiderstands der beiden intakten Durchkontaktierungswiderstände R2, R4 entspricht, so sollte als Messwert UM der Wert 0,5·U_A ermittelt werden. Ist eine der beiden Isolationsschichten (Widerstand = 0) der Massedurchkontaktierungen D2, D4 vollständig defekt, so wird ein Spanungsmesswert U_M = 1/3·U_A gemessen. Also kann zum Beispiel als Schwellwert bzw. minimaler Messspannungswert U_M,min = 1/3·U_A oder ein Spannungswert zwischen 1/3·U_A und 0,5·U_A verwendet werden.If, therefore, a smaller measured voltage value U _M than the predetermined measured voltage minimum value U _{M, min is} determined in the measuring mode MM, it can be assumed that one of the mass plated contacts D 2, D 4 is defective. If the measuring resistor R _M is dimensioned, for example, such that its value corresponds to that of the sum resistance of the two intact plated-through resistors R2, R4, the value 0.5 · U _A should be determined as the measured value UM. If one of the two insulation layers (resistance = 0) of the ground vias D2, D4 is completely defective, a voltage measurement value U _M = 1/3 · U _{A is} measured. Thus, for example, the threshold value or minimum measured voltage value U _{M, min} = 1/3 × U _A or a voltage value between 1/3 × U _A and 0.5 × U _A can be used.

Der Messwiderstand R_M sollte so dimensioniert sein, dass bei inakzeptabel großen Leckströmen ein Messwert U_M in einem Spannungsbereich liegt, der selbst bei Beachtung des Messrauschens leicht mit einfachen Mitteln messbar ist.The measuring resistor R _M should be dimensioned such that, in the case of unacceptably large leakage currents, a measured value U _M lies in a voltage range which can easily be measured with simple means, even if the measuring noise is taken into account.

Die beschriebene Detektorschaltung 30 zur Überwachung der Funktion eines Röntgendetektors kann zum Beispiel zur Überwachung von Röntgendetektoren in einem Computertomographiesystem eingesetzt werden.The described detector circuit 30 For monitoring the function of an X-ray detector can be used for example for monitoring X-ray detectors in a computed tomography system.

In 5 ist solches ein Computertomographiesystem 4 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt, welches auch eine der in 3 gezeigten Anordnung entsprechende Detektorschaltung 30 umfasst. Das CT-System 4 besteht dabei im Wesentlichen aus einer üblichen Scaneinheit 17, in welcher an einer Gantry 11 eine Projektionsdatenakquisitionseinheit 7 mit einem Detektor 16 und einer dem Detektor 16 gegenüberliegenden Röntgenquelle 15 um einen Messraum 12 umläuft. Vor der Scaneinheit 17 befindet sich eine Patientenlagerungseinrichtung 6 bzw. ein Patiententisch 6, dessen oberer Teil 5 mit einem darauf befindlichen Patienten O zu der Scaneinheit 17 verschoben werden kann, um den Patienten O durch den Messraum 12 hindurch relativ zum Detektorsystem 16 zu bewegen. Angesteuert werden die Scaneinheit 17 und der Patiententisch 6 durch eine Steuereinrichtung 20, von der aus über eine übliche Steuerschnittstelle 24 Akquisitionssteuersignale AS kommen, um das gesamte System gemäß vorgegebener Messprotokolle in der herkömmlichen Weise anzusteuern. Im Fall einer Spiralakquisition ergibt sich durch eine Bewegung des Patienten O entlang der z-Richtung, welche der Systemachse z längs durch den Messraum 12 entspricht, und den gleichzeitigen Umlauf der Röntgenquelle 15 für die Röntgenquelle 15 relativ zum Patienten O während der Messung eine Helixbahn. Parallel läuft dabei immer gegenüber der Röntgenquelle 15 der Detektor 16 mit, um Projektionsmessdaten PMD zu erfassen, die dann zur Rekonstruktion von Volumen- und/oder Schicht-Bilddaten genutzt werden. Ebenso kann auch ein sequentielles Messverfahren durchgeführt werden, bei dem eine feste Position in z-Richtung angefahren wird und dann während eines Umlaufs, eines Teilumlaufs oder mehrerer Umläufe an der betreffenden z-Position die erforderlichen Projektionsmessdaten PMD erfasst werden, um ein Schnittbild an dieser z-Position zu rekonstruieren oder um aus den Projektionsmessdaten mehrerer z-Positionen Bilddaten BD zu rekonstruieren. Das erfindungsgemäße Verfahren ist grundsätzlich auch an anderen CT-Systemen, z. B. mit mehreren Röntgenquellen und/oder Detektoren und/oder mit einem einen vollständigen Ring bildenden Detektor, einsetzbar.In 5 Such is a computer tomography system 4 according to an embodiment of the invention, which is also one of in 3 shown arrangement corresponding detector circuit 30 includes. The CT system 4 consists essentially of a conventional scanning unit 17 , in which at a gantry 11 a projection data acquisition unit 7 with a detector 16 and one to the detector 16 opposite X-ray source 15 around a measuring room 12 circulates. In front of the scan unit 17 is a patient storage facility 6 or a patient table 6 whose upper part 5 with a patient O thereon to the scanning unit 17 can be moved to the patient O through the measuring room 12 through relative to the detector system 16 to move. The scanning unit is activated 17 and the patient table 6 by a control device 20 , from which via a common control interface 24 Acquisition control signals AS come to control the entire system according to predetermined measurement protocols in the conventional manner. In the case of a spiral acquisition results from a movement of the patient O along the z-direction, which the system axis z longitudinally through the measuring space 12 corresponds, and the simultaneous circulation of the X-ray source 15 for the X-ray source 15 relative to the patient O during the measurement of a helical trajectory. Parallel always runs opposite the X-ray source 15 the detector 16 with to capture projection measurement data PMD, which are then used to reconstruct volume and / or layer image data. Likewise, a sequential measuring method can be performed in which a fixed position in the z-direction is approached and then the required projection measurement data PMD are detected during one revolution, one partial revolution or multiple revolutions at the relevant z-position to a sectional image at this z To reconstruct position or to reconstruct image data BD from the projection measurement data of several z-positions. The inventive method is basically also on other CT systems, z. B. with multiple X-ray sources and / or detectors and / or with a complete ring forming detector used.

Die vom Detektor 16 akquirierten Projektionsmessdaten PMD (im Folgenden auch Rohdaten genannt) werden über eine Rohdatenschnittstelle 23, auch Rohdatenerfassungseinheit genannt, an die Steuereinrichtung 20 übergeben. Diese Rohdaten PMD werden dann, gegebenenfalls nach einer geeigneten Vorverarbeitung (z. B. Filterung und/oder Strahlaufhärtungskorrektur), in einer Bildrekonstruktionseinheit 25 weiterverarbeitet, die in diesem Ausführungsbeispiel in der Steuereinrichtung 20 in Form von Software auf einem Prozessor realisiert ist. Diese Bildrekonstruktionseinheit 25 rekonstruiert auf Basis der Rohdaten PMD Bilddaten BD mit Hilfe eines Rekonstruktionsverfahrens. Als Rekonstruktionsverfahren kann zum Beispiel ein auf der gefilterten Rückprojektion basierendes Rekonstruktionsverfahren verwendet werden.The one from the detector 16 acquired projection measurement data PMD (hereinafter also called raw data) are via a raw data interface 23 , also called raw data acquisition unit, to the controller 20 to hand over. This raw data PMD is then, if appropriate after a suitable preprocessing (eg filtering and / or Strahlaufhärtungskorrektur) in an image reconstruction unit 25 further processed in this embodiment in the control device 20 realized in the form of software on a processor. This image reconstruction unit 25 reconstructed on the basis of the raw data PMD image data BD using a reconstruction method. As a reconstruction method, for example, a reconstruction method based on the filtered backprojection can be used.

Die erfassten Bilddaten BD werden in einem Speicher 22 der Steuereinrichtung 20 hinterlegt und/oder in üblicher Weise auf dem Bildschirm der Steuereinrichtung 20 ausgegeben. Sie können auch über eine in 5 nicht dargestellte Schnittstelle in ein an das Computertomographiesystem 4 angeschlossenes Netz, beispielsweise ein radiologisches Informationssystem (RIS), eingespeist und in einem dort zugänglichen Massenspeicher hinterlegt oder auf dort angeschlossenen Druckern oder Filming-Stationen als Bilder ausgegeben werden. Die Daten können so in beliebiger Weise weiterverarbeitet und dann gespeichert oder ausgegeben werden.The captured image data BD is stored in a memory 22 the control device 20 deposited and / or in the usual way on the screen of the control device 20 output. You can also have an in 5 not shown interface in a to the computed tomography system 4 Connected network, such as a radiological information system (RIS), fed and stored in a mass storage accessible there or output there on printers or filming stations as images. The data can be processed in any way and then stored or output.

Der Detektor 16 umfasst Detektorschaltungen 30, wie sie im Zusammenhang mit 3 und 4 beschrieben wurden. Dabei kann die Steuereinheit 3 der Umschalteinrichtung S (siehe 3) der Detektorschaltungen 30 vorzugsweise Teil einer externen Ansteuerlogik des Detektors 16 sein, welche den Detektor 16 in einen Betriebsmodus bringt.The detector 16 includes detector circuits 30 as related to 3 and 4 have been described. In this case, the control unit 3 the switching device S (see 3 ) of the detector circuits 30 preferably part of an external drive logic of the detector 16 be which the detector 16 into an operating mode.

Es wird abschließend noch einmal darauf hingewiesen, dass es sich bei den vorbeschriebenen Verfahren und Vorrichtungen, insbesondere dem beschriebenen Computertomographiesystem 4 lediglich um bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung handelt und dass die Erfindung vom Fachmann variiert werden kann, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen, soweit er durch die Ansprüche vorgegeben ist. Wie bereits erwähnt kann die Erfindung neben Detektorschaltungen auch auf andere integrierte Schaltungen, wie zum Beispiel Kamera-Sensorschaltkreise oder Speicherschaltkreise, angewandt werden. Es wird der Vollständigkeit halber auch darauf hingewiesen, dass die Verwendung der unbestimmten Artikel „ein” bzw. „eine” nicht ausschließt, dass die betreffenden Merkmale auch mehrfach vorhanden sein können. Ebenso schließt der Begriff „Einheit” nicht aus, dass diese aus mehreren Komponenten besteht, die gegebenenfalls auch räumlich verteilt sein können.It is finally pointed out again that it is the above-described methods and devices, in particular the computed tomography system described 4 are merely preferred embodiments of the invention and that the invention can be varied by those skilled in the art, without departing from the scope of the invention, as far as it is given by the claims. As already mentioned, the invention can be applied not only to detector circuits but also to other integrated circuits, such as camera sensor circuits or memory circuits. For the sake of completeness, it is also pointed out that the use of indefinite articles does not exclude "a" or "one", that the characteristics in question can also be present multiple times. Similarly, the term "unit" does not exclude that it consists of several components, which may also be spatially distributed.

Claims

Integrated circuit ( 30 ), preferably detector circuit, with a through-hole monitoring function in the substrate of the integrated circuit ( 30 ), comprising: - a first circuit ( 1 ), - a first supply voltage source (Q _A ) for supplying power to the first circuit ( 1 ), - at least one first supply via (D1) between the supply voltage source (Q _A ) of the first circuit ( 1 ) and the first circuit ( 1 ), - at least one first ground via (D2) between the first circuit ( 1 ) and a first circuit ( 1 ) associated reference potential, - a second circuit ( 2 ), - a second supply voltage source (Q _D ) for supplying power to the second circuit ( 2 ), - at least one second supply via (D3) between the supply voltage source (Q _D ) of the second circuit ( 2 ) and the second circuit ( 2 ), - at least one second ground via (D4) between the second circuit ( 2 ) and a second circuit ( 2 ) a voltage measuring circuit (M), which parallel to one of the two circuits ( 1 . 2 ), - a measuring resistor (R _M ) between one of the two supply voltage sources (Q _A , Q _D ) and the voltage measuring circuit (M), - a switching device (S), which is adapted to the measuring resistor in a measuring mode (MM) (R _M ) in series with two vias (D2, D4) of different circuits ( 1 . 2 ) to switch.

Integrated circuit according to Claim 1, wherein the switching device (S) is set up to switch between an operating mode (BM) in which the supply voltage sources (Q _A , Q _D ) are in each case connected to the associated circuits ( 1 . 2 ) and switch back to the measurement mode (MM).

Integrated circuit according to Claim 1 or 2, wherein the measuring resistor (R _M ) has a resistance value which corresponds to the value of the sum of the resistance values of the insulation resistors (R2, R4) of two intact plated-through holes (D2, D4).

To measure integrated circuit according to any one of claims 1 to 3, wherein the voltage measuring circuit (M) arranged in the measurement mode (MM) one to the test vias (D2, D4) sloping electric measurement voltage (U _M).

Integrated circuit according to claim 4, further comprising an evaluation device, which is adapted to determine on the basis of the determined electrical measuring voltage (U _M ), if one of the plated-through holes (D2, D4) is defective.

Integrated circuit according to claim 5, wherein the evaluation device is configured to perform a comparison of the electrical measuring voltage (U _M ) with a predetermined threshold value (U _{M, min} ) and to determine on the basis of the comparison result whether one of the plated-through holes (D 2, D 4) is defective.

Integrated circuit according to one of claims 1 to 6, comprising a measuring diode having a predetermined forward voltage for determining whether an electrical voltage (U _M ) dropping across the plated-through holes (D2, D4) exceeds a predetermined threshold value (U _{M, min} ).

Integrated circuit according to one of claims 1 to 7, wherein the switching device ( 3 ) is set up in a measuring mode (MM) to connect the measuring resistor (R _M ) in series with the two ground vias (D2, D4).

X-ray detector ( 16 ), comprising: - a substrate (Si), - a sensor layer on the substrate (Si), - an integrated circuit ( 30 ) according to one of claims 1 to 8, wherein the plated-through holes (D1, D2, D3, D4) of the electronic circuit arrangement ( 30 ) through the substrate (Si), the circuits ( 1 . 2 ) are arranged in the sensor layer and the supply voltage sources (Q _A , Q _D ) are arranged on the side facing away from the sensor layer side of the substrate (Si).

X-ray system, comprising: - a scanning unit ( 10 ) with at least one detector ( 16 ) with a plurality of X-ray detector units ( 16 ), - a control device ( 20 ) for driving the scanning unit ( 10 ), wherein at least one of the X-ray detector units ( 16 ) an integrated circuit ( 30 ) according to any one of claims 1 to 8.

Method for monitoring leakage currents in an integrated circuit, preferably a detector circuit ( 30 ), comprising: - a first circuit ( 1 ), - a first supply voltage source (Q _A ) for supplying power to the first circuit ( 1 ), - at least one first supply via (D1) between the supply voltage source (Q _A ) of the first circuit ( 1 ) and the first circuit ( 1 ), - at least one first ground via (D2) between the first circuit ( 1 ) and a first circuit ( 1 ) associated reference potential, - a second circuit ( 2 ), - a second supply voltage source (U _D ) for supplying power to the second circuit ( 2 ), - at least one second supply via (D3) between the supply voltage (U _D ) of the second circuit ( 2 ) and the second circuit ( 2 ), - at least one second ground via (D4) between the second circuit ( 2 ) and a second circuit ( 2 ) a voltage measuring circuit (M _A ), which parallel to one of the two circuits ( 1 . 2 ), - a measuring resistor (R _M ) between one of the two supply voltage sources (Q _A , Q _D ) and the voltage measuring circuit (M _A ), - A switching device (S), wherein in a measuring mode (MM) with the aid of the switching device (S) of the measuring resistor (R _M ) in series with two vias (D2, D4) of different circuits ( 1 . 2 ) is switched.

Computer program product with a computer program, which directly into a storage device of an X-ray system ( 4 ) is loadable with program sections to perform all the steps of the method according to claim 11, when the computer program is executed in the X-ray system.

A computer-readable medium having program sections which are readable and executable by a computer unit stored thereon for carrying out all the steps of the method according to claim 11 when the program sections are executed by the computer unit.