DE102017202150A1

DE102017202150A1 - Füllfortschrittsbestimmung eines Zwischenschichtmaterials bei der Herstellung eines Röntgendetektors

Info

Publication number: DE102017202150A1
Application number: DE102017202150.0A
Authority: DE
Inventors: Robert John ELLWOOD; Miguel Labayen de Inza; Markus SICKER; Jan Wrege
Original assignee: Siemens Healthcare GmbH
Current assignee: Siemens Healthcare GmbH
Priority date: 2017-02-10
Filing date: 2017-02-10
Publication date: 2018-06-28

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren (10) zum Herstellen einer Zwischenschicht (1) in einem Zwischenraum (2) zwischen zwei mittels Lotverbindung (3) verbundenen flächigen Elementen (4, 4') aufweisend die Schritte des Bereitstellens (11) der zwei mittels Lotverbindung verbundenen flächigen Elemente (4, 4') mit dem Zwischenraum (2), des Einbringens (12) eines fließfähigen Zwischenschichtmaterials (6) in den Zwischenraum (2), des Erfassens (13) eines Füllstandparameters, wobei der Füllstandparameter optisch erfasst wird, des Bestimmens (14) eines Füllfortschritts basierend auf dem erfassten Füllstandparameter, und des Ausgebens (15) einer Information über das Erreichen des Füllfortschritts.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Zwischenschicht in einem Zwischenraum zwischen zwei mittels Lotverbindung verbundenen flächigen Elementen, ein System zur Herstellung der Zwischenschicht und eine Vorrichtung dazu.
In der Röntgenbildgebung, beispielsweise in der Computertomographie, der Angiographie oder der Radiographie, können zählende direkt-konvertierende Röntgendetektoren oder integrierende indirekt-konvertierende Röntgendetektoren verwendet werden.
Die Röntgenstrahlung oder die Photonen können in direkt-konvertierenden Röntgendetektoren durch ein geeignetes Konvertermaterial in elektrische Pulse umgewandelt werden. Als Konvertermaterial können beispielsweise CdTe, CZT, CdZnTeSe, CdTeSe, CdMnTe, InP, TlBr2, HgI2, GaAs oder andere verwendet werden. Die elektrischen Pulse werden von einer Auswerteelektronik, beispielsweise einem integrierten Schaltkreis (Application Specific Integrated Circuit, ASIC), bewertet. In zählenden Röntgendetektoren wird einfallende Röntgenstrahlung durch Zählen der elektrischen Pulse, welche durch die Absorption von Röntgenphotonen im Konvertermaterial ausgelöst werden, gemessen. Die Höhe des elektrischen Pulses ist in der Regel proportional zur Energie des absorbierten Röntgenphotons. Dadurch kann eine spektrale Information durch den Vergleich der Höhe des elektrischen Pulses mit einem Schwellwert extrahiert werden.
Die Röntgenstrahlung oder die Photonen können in indirektkonvertierenden Röntgendetektoren durch ein geeignetes Konvertermaterial in Licht und mittels Photodioden in elektrische Pulse umgewandelt werden. Als Konvertermaterial werden häufig Szintillatoren, beispielsweise GOS (Gd₂O₂S), CsJ, YGO oder LuTAG, eingesetzt. Szintillatoren werden insbesondere in der medizinischen Röntgenbildgebung im Energiebereich bis 1MeV eingesetzt. Üblicherweise werden sogenannte indirekt-konvertierende Röntgendetektoren, sogenannte Szintillatordetektoren, verwendet, bei denen die Konvertierung der Röntgen- oder Gammastrahlen in elektrische Signale in zwei Stufen erfolgt. In einer ersten Stufe werden die Röntgen- oder Gammaquanten in einem Szintillatorelement absorbiert und in optisch sichtbares Licht umgewandelt, dieser Effekt wird Lumineszenz genannt. Das durch Lumineszenz angeregte Licht wird anschließend in einer zweiten Stufe durch eine mit dem Szintillatorelement optisch gekoppelten ersten Photodiode in ein elektrisches Signal umgewandelt, über eine Auswerte- oder Ausleseelektronik ausgelesen und anschließend an eine Recheneinheit weitergeleitet.
Aus der nachveröffentlichten Patentanmeldung mit dem Anmeldeaktenzeichen 102016210935.9 ist ein Röntgendetektor bekannt, welcher ein direkt-konvertierendes Konverterelement, eine Auswerteeinheit und eine zwischen dem direkt-konvertierenden Konverterelement und der Auswerteeinheit flächig angeordnete Zwischenschicht aufweist, wobei die Zwischenschicht für sichtbares, infrarotes oder ultraviolettes Licht intransparent ist.
Aus der nachveröffentlichten Patentanmeldung mit dem Anmeldeaktenzeichen 102016218338.9 ist ein Röntgendetektor bekannt, welcher einen Stapelaufbau mit einem Konverterelement, einer Auswerteeinheit und einer Zwischenschicht aufweist, wobei die Zwischenschicht eine Wärmeleitfähigkeit von mehr als 0,5W/mK aufweist.
Die Erfinder haben erkannt, dass das Nichterfüllen der Reproduzierbarkeit einer optimalen Füllung des Zwischenraums oder des Einbringens des Zwischenschichtmaterials ein Problem darstellt.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen einer Zwischenschicht, ein System zur Herstellung der Zwischenschicht und eine Vorrichtung anzugeben, welche einen optimal gefüllten Zwischenraum ermöglichen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst Verfahren zur Herstellung einer Zwischenschicht nach Anspruch 1, ein System nach Anspruch 13 und eine Vorrichtung nach Anspruch 16.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Zwischenschicht in einem Zwischenraum zwischen zwei mittels Lotverbindung verbundenen flächigen Elementen aufweisend die Schritte des Bereitstellens, des Einbringens, des Erfassens, des Bestimmens und des Ausgebens. Im Schritt des Bereitstellens werden die zwei mittels Lotverbindung verbundenen flächigen Elemente mit dem Zwischenraum bereitgestellt. Ferner kann ein fließfähiges Zwischenschichtmaterial bereitgestellt werden. Im Schritt des Einbringens wird das fließfähige Zwischenschichtmaterial in den Zwischenraum eingebracht. Im Schritt des Erfassens wird ein Füllstandparameter erfasst, wobei der Füllstandparameter optisch erfasst wird. Im Schritt des Bestimmens wird ein Füllfortschritt basierend auf dem erfassten Füllstandparameter bestimmt. Im Schritt des Ausgebens wird eine Information über das Erreichen des Füllfortschritts ausgegeben. Die Ausgabe der Information über das Erreichen des Füllfortschritts kann beispielweise einen bestimmten Wert des Füllfortschritts oder den Füllstand bzw. den Füllzustand umfassen. Die Information kann beispielsweise den erreichten bzw. bestimmten Füllfortschritt umfassen. Die zwei mittels Lotverbindung verbundenen flächigen Elemente können insbesondere von einem Röntgendetektor umfasst sein.
Die Erfinder haben erkannt, dass bei einem empfindlichen Konverterelement oder einer empfindlichen Auswerteeinheit der Zufluss des Zwischenschichtmaterials bei der Herstellung der Zwischenschicht kontrolliert gesteuert bzw. begrenzt werden sollte, sodass der Zwischenraum optimal ausgefüllt wird. Vorteilhaft kann vermieden werden, den Zwischenraum unzureichend zu füllen. Vorteilhaft kann das Austreten von zu viel Zwischenschichtmaterial aus dem Zwischenraum vermieden werden. Vorteilhaft kann ein ausschließlich auf der Einbringungszeit basierendes Einbringen vermieden werden. Vorteilhaft kann die, insbesondere optische, Überwachung des Einbringungsvorgangs durch eine Arbeitskraft vermieden werden. Vorteilhaft kann der Füllfortschritt genauer bestimmt werden. Vorteilhaft kann das Einbringen bei Erreichen eines vorbestimmten Füllfortschritts automatisch beendet werden.
Bei der Herstellung einer Zwischenschicht kann eine Vorratseinheit mit dem Zwischenschichtmaterial am Zwischenraum angeordnet werden. Mittels Kapillarkräften kann das Zwischenschichtmaterial in den Zwischenraum fließen bzw. eingebracht werden. Um eine vollständige Füllung des Zwischenraums zu gewährleisten, kann eine größere Menge als nötig des Zwischenschichtmaterials in der Vorratseinheit vorgehalten werden. Die benötigte Menge des Zwischenschichtmaterials kann von Werkstück zu Werkstück variieren.
Das Verfahren kann ferner den Schritt des Verbindens der zwei flächigen Elemente mittels Lotverbindung umfassen. Der Schritt des Verbindens kann beispielsweise ein Flip-Chip-Verfahren umfassen. Dabei kann beispielsweise eine Lotmenge auf ein erstes flächiges Element aufgebracht werden. Ein zweites flächiges Element kann derart an der Lotmenge angeordnet werden, so dass das erste flächige Element und das zweite flächige Element im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind. Durch Erwärmen kann die Lotmenge zumindest teilweise geschmolzen werden, so dass die zwei flächigen Elemente mittels der Lotmenge miteinander verbunden werden und damit eine Lotverbindung entsteht. Zwischen den zwei flächigen Elementen kann der Zwischenraum ausgebildet sein. Zwischen den zwei flächigen Elementen ist die Lotverbindung angeordnet.
Die Zwischenschicht kann eine Unterfüllung, ein sogenannter Underfill, sein. Die Zwischenschicht kann in einem fließfähigen Zustand nach dem, insbesondere elektrisch leitenden, Verbinden der zwei flächigen Elemente in den dazwischen ausgebildeten Zwischenraum eingebracht werden. Das Zwischenschichtmaterial kann, beispielsweise im fließfähigen Zustand, eine Viskosität zwischen 3300mPa·s und 65000mPa·s aufweisen. Das Zwischenschichtmaterial kann in einem fließfähigen Zustand insbesondere bei einer Temperatur im Bereich von 20 bis 90°C verarbeitet oder eingebracht werden. Die Zwischenschicht ist flächig zwischen den zwei flächigen Elementen angeordnet. Die zwei flächigen Elemente und die Zwischenschicht können einen Stapelaufbau bilden. Die flächige Anordnung der Zwischenschicht kann bedeuten, dass die Zwischenschicht sich im Wesentlichen über die gesamte Erstreckung der Grenzflächen zu den zwei flächigen Elementen erstreckt. Die Zwischenschicht kann eine von den zwei flächigen Elementen verschiedene Erstreckung aufweisen.
Zum Zeitpunkt des Einbringens der Zwischenschicht in den Zwischenraum zwischen den zwei flächigen Elementen kann das Zwischenschichtmaterial, beispielsweise aufweisend eine EpoxidVerbindung, ein Epoxidharz oder ein Präpolymer, flüssig oder fließfähig sein. Vorteilhaft kann die Zwischenschicht, beispielsweise unter Temperatureinwirkung, aushärten. Die Zwischenschicht kann vorteilhaft die mechanische Stabilität des Stapelaufbaus erhöhen. Die Zwischenschicht kann vorteilhaft die Stabilität gegenüber Temperaturveränderungen erhöhen.
Das Zwischenschichtmaterial kann einen Füllstoff aufweisen. Der Füllstoff kann einen geringen, insbesondere thermischen, Ausdehnungskoeffizienten aufweisen. Der Füllstoff kann beispielsweise Al2O3, SiO2, BN, AlN, TiN, TiO2, PZT (PbZrTiO3), ZrO2 oder YSZ (sogenanntes Yttria-stabilized zirconia) aufweisen. Der Füllstoff kann vorteilhaft zur mechanischen Stabilität des Stapelaufbaus beitragen. Die Konzentration des Füllstoffes kann derart gewählt werden, dass die Viskosität des Zwischenschichtmaterials, beispielsweise im fließfähigen Zustand, zwischen 3300mPa·s und 65000mPa·s beträgt. Der Durchmesser oder die Größe der Füllstoffpartikel des Füllstoffs können insbesondere kleiner als der Abstand zwischen den zwei flächigen Elementen, beispielsweise kleiner als 10 Prozent des Abstands, sein.
Die Erfinder schlagen vor, eine Erfassungseinheit, beispielsweise ein Sensor, zu verwenden, um ein ereignisgesteuertes (Assistenz-)System zur Herstellung der Zwischenschicht auszubilden. Die Erfassungseinheit kann Informationen in Form eines Füllstandparameters erfassen. Aus dem Füllstandparameter kann ein Füllstand bzw. Fortschritt des Einbringens bestimmt werden. Aus der Kenntnis des Füllstands kann das Einbringen zum richtigen Zeitpunkt bzw. bei einem vorbestimmten Füllstand beendet werden. Das System kann eine Mensch-Maschine-Schnittstelle umfassen. Das System kann das Verfahren, insbesondere einschließlich des Schritts des Beendens, vollautomatisch oder teilautomatisiert durchführen.
Der Füllstandparameter kann eine eindeutige Abhängigkeit vom Füllstand bzw. Füllfortschritt aufweisen. Der Füllfortschritt kann linear abhängig vom Füllstandparameter sein. Der Füllfortschritt kann alternativ nicht linear abhängig vom Füllparameter sein. Der Füllstandparameter kann eine kontinuierliche Größe oder eine gequantelte bzw. zählbare Größe sein. Der Füllstandparameter kann beispielsweise als eine Anzahl oder Menge eines optischen Merkmals angeben werden. Der Füllstandparameter kann beispielsweise in einer Strecke oder Dicke angegeben werden, beispielsweise eine von dem Zwischenschichtmaterial bedeckte oder freie Strecke. Die optischen Merkmale können beispielsweise eine Lotverbindung zur Verbindung der zwei flächigen Elemente, eine Markierung an einem der zwei flächigen Elemente oder das Zwischenschichtmaterial sein. Der Füllstandparameter kann zählbar oder messbar sein. Die Lotverbindung kann beispielsweise eine Lotkugel, ein sogenanntes copper pillar, ein sogenanntes stud bump oder ein anderes Verbindungselement sein.
Der Füllfortschritt kann beispielsweise in Prozent angegeben werden. Der Füllfortschritt kann beispielsweise den Anteil der zu erwartenden Füllmenge bzw. den Anteil des ausgefüllten Zwischenraums angeben. Der Füllfortschritt kann ferner basierend auf einem optischen Merkmal angegeben werden. Beispielsweise kann in einer Ansicht während des Erfassens eine Anzahl N von Lotverbindungen oder Markierungen vom Zwischenschichtmaterial umschlossen bzw. verdeckt sein. Vor dem Einbringen können beispielsweise M Lotverbindungen oder Markierungen in der Ansicht erfassbar sein. Der Füllfortschritt kann beispielweise in erfassten N von M Lotverbindungen oder Markierungen angegeben werden. Der Füllfortschritt kann auf einem optisch erfassbaren Merkmal basieren. Der Füllfortschritt kann linear oder nicht-linear von der Anzahl der erfassten optischen Merkmale abhängen.
Der Füllfortschritt sowie die etwaige erfasste Zeit kann, insbesondere zusätzlich, zur Bestimmung des Füllfortschritts verwendet werden. Der Füllfortschritt kann anzeigen, dass mit dem Einbringen begonnen wurde, das Einbringen stattfindet, das Einbringen abgeschlossen ist, oder dass ein Fehler vorliegt. Die Bestimmungseinheit bestimmt den Füllfortschritt. Der Füllfortschritt kann ausgegeben werden.
Die Erfassungseinheit kann ein System zum maschinellen Sehen sein. Die Erfassungseinheit kann Merkmale der Vorrichtung, beispielsweise eines der zwei flächigen Elemente oder der Lotverbindung, erfassen. Die Erfassungseinheit kann Referenzmarkierungen, beispielsweise auf einem der zwei flächigen Elemente, erfassen. Das Erfassen kann, beispielsweise wiederholt oder kontinuierlich, während des Einbringens stattfinden. Mittels des Erfassens können ferner Eigenschaften des Einbringens, des Werkstücks, der Vorrichtung oder des Zwischenschichtmaterials erfasst werden.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird im Schritt des Ausgebens die Information über das Erreichen eines vorbestimmten Füllfortschritts ausgegeben. Insbesondere bei Erreichen des vorbestimmten Füllfortschritts kann eine Information ausgegeben werden. Der vorbestimmte Füllfortschritt kann vorteilhaft eine im Wesentlichen vollständige Füllung des Zwischenraums anzeigen. Der vorbestimmte Füllfortschritt kann beispielsweise erreicht sein, wenn anschließend das Einbringen unter Berücksichtigung von einer Reaktionszeit beendet wird, so dass der Zwischenraum im Endergebnis vollständig gefüllt ist.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung weist das Verfahren ferner den Schritt des Beendens des Einbringens bei Erreichen des vorbestimmten Füllfortschritts auf. Basierend auf der Ausgabe kann das Einbringen beendet werden. Das Einbringen kann automatisch oder manuell beendet werden. Vorteilhaft kann es vermieden werden, eine zu geringe oder zu große Menge des Zwischenschichtmaterials in den Zwischenraum einzubringen.
Aus der Kenntnis des Füllstands kann das Einbringen zum richtigen Zeitpunkt bzw. insbesondere bei einem vorbestimmten Füllstand beendet werden. Das System kann eine Mensch-Maschine-Schnittstelle umfassen. Das System kann das Verfahren, insbesondere einschließlich des Schritts des Beendens, vollautomatisch durchführen. Vorteilhaft kann die Reproduzierbarkeit der Herstellung der Zwischenschicht mit einer optimalen Füllung verbessert werden.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist der Zwischenraum nach dem Schritt des Beendens vollständig mit der Zwischenschicht gefüllt und das Zwischenschichtmaterial nicht aus dem Zwischenraum ausgetreten. Der Zwischenraum kann nach dem Schritt des Beendens insbesondere genau vollständig gefüllt sein. Der Zwischenraum kann dann vollständig gefüllt sein, wenn die Grenzfläche der Zwischenschicht entlang der Höhe der Zwischenschicht zwischen den zwei flächigen Elementen konkav bzw. nach innen gewölbt ausgebildet ist und gleichzeitig alle Lotverbindungen von der Zwischenschicht umgeben sind. Im Gegensatz dazu kann eine zu große Menge des Zwischenschichtmaterial zum Austreten aus dem Zwischenraum führen, so dass die Grenzfläche der Zwischenschicht entlang der Höhe der Zwischenschicht zwischen den zwei flächigen Elementen konvex bzw. nach außen gewölbt ausgebildet ist. Vorteilhaft kann ein Anordnen mehrere Stapelanordnungen aus zwei flächigen Elementen und der Zwischenschicht ermöglicht werden.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist eines der zwei benachbarten flächigen Elemente ein Konverterelement eines Röntgendetektors zur Umwandlung von Röntgenstrahlung in elektrische Pulse oder eine Auswerteeinheit eines Röntgendetektors zur Auswertung von elektrischen Signalen basierend auf den elektrischen Pulsen. Die zwei flächigen Elemente können ein Konverterelement und eine Auswerteeinheit sein. Eines der zwei flächigen Elemente kann eine Zwischeneinheit, beispielsweise ein sogenannter Interposer, sein. Eines der zwei flächigen Elemente kann ein Substrat, beispielsweise ein Keramiksubstrat, sein. Vorteilhaft kann der Röntgendetektor Temperaturänderungen gegenüber unempfindlicher und mechanisch stabiler sein.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung werden die Schritte des Erfassens und des Bestimmens während des Schrittes des Einbringens jeweils mehrfach durchgeführt. Der Füllfortschritt kann kontinuierlich bzw. in, beispielsweise regelmäßigen, Zeitabständen überwacht werden. Vorteilhaft kann das Einbringen kontrolliert werden. Vorteilhaft kann der Zwischenraum optimal mit dem Zwischenschichtmaterial gefüllt werden.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfassen die Schritte des Erfassens und des Bestimmens maschinelles Sehen. Maschinelles Sehen kann eine computergestützte Lösung von Problemstellung in Anlehnung an das menschliche Sehen bezeichnen. Die Schritte des Erfassens und des Bestimmens können eine automatische optische Inspektion des Einbringens der Zwischenschicht umfassen. Es können Objekte in einem, beispielsweise mittels einer Erfassungseinheit oder einer Kamera, erfassten Bild detektiert werden und auf Grund dieses Ergebnisses können Entscheidungen getroffen werden bzw. die Schritte oder Prozesse gesteuert werden. Beispielsweise kann mittels maschinellen Sehens das Einbringen, Erfassen, Bestimmen, Ausgeben und Beenden gesteuert werden. Vorteilhaft kann die Herstellung der Zwischenschicht (voll-)automatisch oder teilautomatisch gesteuert werden.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung basiert der Füllfortschritt auf einem optisch erfassbaren Merkmal. Vorteilhaft kann der Füllfortschritt direkt und einfach durch optisches Erfassen des optisch erfassbaren Merkmals bestimmt werden.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist das optisch erfassbare Merkmal eine Lotverbindung zur Verbindung der zwei flächigen Elemente, eine Markierung an einem der zwei flächigen Elemente oder das Zwischenschichtmaterial. Es kann die Anzahl der erfassten Lotverbindungen, beispielsweise vor, während oder nach dem Einbringen, bestimmt werden. Im Laufe des Einbringens können immer weniger Lotverbindungen erfasst werden, da Lotverbindungen nach und nach vom Zwischenschichtmaterial umschlossen werden. Die Markierung kann eine Referenzmarkierung sein. Beispielsweise kann eines der zwei flächigen Elemente eine größere flächige Ausdehnung aufweisen und damit einen Überstand gegenüber dem anderen flächigen Element aufweisen. Auf dem Überstand können mehrere Markierungen, beispielsweise in einem regelmäßigen Abstand, oder eine Markierung angeordnet sein. Beim Einbringen des Zwischenschichtmaterials können die Markierungen nach und nach vom Zwischenschichtmaterial überdeckt werden. Wenn alle Lotverbindungen oder alle Markierungen bedeckt oder umschlossen sind, so kann das Einbringen als abgeschlossen angesehen werden und es kann der vorbestimmte Füllfortschritt erreicht sein. Vorteilhaft kann der Füllfortschritt auf Basis der Erfassung zuverlässig bestimmt werden. Vorteilhaft kann das optisch erfassbare Merkmal als Maßstab für den Füllfortschritt verwendet werden.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfasst der Schritt des Erfassens ferner eine Zeiterfassung. Es kann die Zeit vom Beginn des Einbringens bis zum Beenden erfasst werden. Es kann ferner die Zeit zu jedem Zeitpunkt der Erfassung erfasst werden und mit der Erfassung oder der darauf basierten Bestimmung verknüpft gespeichert oder ausgegeben werden. Vorteilhaft kann der Füllfortschritt als Funktion der Zeit ausgegeben werden. Vorteilhaft kann die Zeiterfassung als Kontrollparameter verwendet werden. Beispielsweise kann bei Überschreiten einer Zeitspanne eine Fehlermeldung ausgegeben werden, so dass beispielsweise der Vorrat des Zwischenschichtmaterials oder andere Fehlerquellen überprüft werden können.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird im Schritt des Bestimmens eine Gesamtfüllzeit bestimmt. Beispielsweise kann eine Gesamtfüllzeit bestimmt werden, auf deren Basis Aussagen über eine Charge von Werkstücken oder Vorrichtungen getroffen werden können. Beispielsweise können Statistiken zu den Chargen erstellt werden. Die Gesamtfüllzeit kann ein charakterisierender Parameter für eine Charge von Vorrichtungen, eine einzelne Vorrichtung, eine Charge des Zwischenschichtmaterials oder anderen sein. Vorteilhaft kann die Gesamtfüllzeit einfach bestimmt werden. Vorteilhaft kann die Gesamtfüllzeit zur statistischen Auswertung genutzt werden. Vorteilhaft kann die Gesamtfüllzeit in eine Füllmenge des Zwischenschichtmaterials umgerechnet werden.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung weist das Verfahren ferner den Schritt des Verfestigens des Zwischenschichtmaterials auf. Die Zwischenschicht kann nach dem Einbringen erstarren, aushärten oder verfestigen. Die Zwischenschicht kann insbesondere in einem thermischen Prozess ausgehärtet werden. Vorteilhaft weist die Zwischenschicht eine erhöhte mechanische Stabilität auf.
Die Erfindung betrifft ferner ein System zur Herstellung der Zwischenschicht in dem Zwischenraum zwischen den zwei mittels Lotverbindung verbundenen flächigen Elementen gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren aufweisend eine Fixiereinheit zum Fixieren bzw. zum Bereitstellen der zwei mittels Lotverbindung verbundenen flächigen Elemente mit dem Zwischenraum, eine Einbringungseinheit zum Einbringen des fließfähigen Zwischenschichtmaterials in den Zwischenraum der fixierten zwei mittels Lotverbindung verbundenen flächigen Elemente, eine Erfassungseinheit zum optischen Erfassen des Füllstandparameters, eine Bestimmungseinheit zum Bestimmen des Füllfortschritts basierend auf dem erfassten Füllstandparameter, und eine Ausgabeeinheit zum Ausgeben einer Information über das Erreichen des Füllfortschritts. Die Ausgabeeinheit kann insbesondere eine Information über das Erreichen eines vorbestimmten Füllfortschritts ausgeben.
Die Fixiereinheit kann eine Auflagefläche aufweisen. Auf der Auflagefläche können die zwei mittels Lotverbindung verbundenen flächigen Elemente positioniert oder fixiert werden. Sind die zwei mittels Lotverbindung verbundenen flächigen Elemente in der Fixiereinheit positioniert, so werden sie für die nachfolgenden Schritte bereitgestellt. Die Fixiereinheit kann ferner derart ausgestaltet sein, dass die zwei mittels Lotverbindung verbundenen flächigen Elemente fixiert sind. Die Fixiereinheit kann beispielsweise eine Klemmvorrichtung an der Auflagefläche, eine Anti-Rutsch-Beschichtung auf der Auflagefläche, eine Leiste auf der Auflagefläche oder ähnliches aufweisen. Vorteilhaft können die zwei mittels Lotverbindung verbundenen flächigen Elemente nicht verrutschen.
Das System kann ferner eine Vorratseinheit zum Bereitstellen des fließfähigen Zwischenschichtmaterials aufweisen. Die Vorratseinheit kann von der Einbringungseinheit umfasst sein. Die Einbringungseinheit kann derart ausgestaltet sein, dass das fließfähige Zwischenschichtmaterial in den Zwischenraum eingebracht werden kann. Die Einbringungseinheit kann beispielsweise eine Kanüle, Spritze oder eine andere Ausgussvorrichtung aufweisen, mittels welcher das Zwischenschichtmaterial beispielsweise aus der Vorratseinheit in den Zwischenraum eingebracht werden kann. Das Zwischenschichtmaterial kann sich mittels Kapillarkräften in dem Zwischenraum verteilen. Die Einbringungseinheit kann eine Steuereinheit, einen Motor oder ähnliches umfassen, so dass die Einbringungseinheit nahe genug an den Zwischenraum gebracht werden und das Zwischenschichtmaterial in den Zwischenraum eingebracht werden kann. Die Einbringungseinheit kann derart gesteuert werden, dass das Einbringen gestartet und beendet werden kann. Zum Beenden des Einbringens kann die Einbringungseinheit vom Zwischenraum entfernt werden.
Die Erfassungseinheit kann insbesondere als optische Erfassungseinheit ausgebildet sein. Die Erfassungseinheit kann bevorzugt eine optische Kamera sein. Die Erfassungseinheit kann beispielsweise den Zwischenraum oder eines der flächigen Elemente digital erfassen. Die Erfassungseinheit kann ein Bild des Zwischenraums oder eines der flächigen Elemente erfassen. Beispielsweise kann mittels Mustererkennung in dem erfassten Bild der Füllstandparameter erfasst werden. Die Erfassungseinheit kann den Füllstandparameter optisch erfassen.
Die Bestimmungseinheit kann den Füllfortschritt basierend auf dem erfassten Füllstandparameter bestimmen. Die Bestimmungseinheit kann den Füllstandparameter mit einem vorbestimmten Zielparameter vergleichen. Im Schritt des Bestimmens kann der Füllstandparameter mit einem vorbestimmten Zielparameter verglichen werden. Der vorbestimmte Zielparameter kann den Füllstandparameter im Zustand der im Wesentlichen vollständigen Füllung des Zwischenraums angeben.
Die Ausgabeeinheit kann die Information über das Erreichen des Füllfortschritts ausgeben. Die Ausgabeeinheit kann ein optisches, akustisches, elektrisches, digitales oder analoges Signal ausgeben. Die Ausgabeeinheit kann beispielsweise ein Bildanzeigegerät sein. Die Ausgabeeinheit kann beispielsweise eine Spannung oder einen Strom ausgeben. Die Spannung oder der Strom oder das digitale bzw. analoge Signal können beispielsweise als Eingangssignal für eine Beendigungseinheit genutzt werden, so dass das Einbringen, insbesondere bei Erreichen des vorbestimmten Füllfortschritts, automatisch beendet werden kann.
Das System kann insbesondere zur Herstellung der Zwischenschicht in dem Zwischenraum zwischen den zwei mittels Lotverbindung verbundenen flächigen Elementen eines Röntgendetektors ausgelegt sein. Die Ausgabeeinheit kann ferner den Füllfortschritt, beispielsweise während des Einbringens, ausgeben. Das System kann ferner eine Zeiterfassungseinheit aufweisen.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist die Erfassungseinheit auf mindestens eines der zwei flächigen Elemente ausgerichtet. Die Erfassungseinheit kann insbesondere derart ausgerichtet sein, um die Zwischenschicht oder den Zwischenraum zumindest teilweise erfassen zu können. Die Erfassungseinheit kann derart ausgerichtet sein, dass die Lotverbindungen erfasst werden. Die Erfassungseinheit kann derart ausgerichtet sein, dass Markierungen, beispielsweise auf einem der zwei flächigen Elemente, erfasst werden. Die Erfassungseinheit kann auf die flächige Erstreckung eines der zwei flächigen Elemente ausgerichtet sein. Die Erfassungseinheit kann auf die Seitenansicht des Stapelaufbaus aufweisend die zwei mittels Lotverbindung verbundenen flächigen Elemente ausgerichtet sein, so dass die Seitenkanten der zwei flächigen Elemente sowie die Lotverbindung erfassbar sind. Die Erfassungseinheit kann dabei insbesondere im Wesentlichen entgegen oder mit der Einbringrichtung des Zwischenschichtmaterials ausgerichtet sein. Die Erfassungseinheit kann dabei insbesondere im Wesentlichen senkrecht zur Einbringrichtung des Zwischenschichtmaterials ausgerichtet sein. Vorteilhaft kann der Füllstandparameter einfach optisch erfasst werden. Die Erfassungseinheit kann mehrere Untereinheiten aufweisen, welche unterschiedlich auf den Stapelaufbau ausgerichtet sein können.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung sind die zwei flächigen Elemente mittels der Fixiereinheit derart kippbar, dass eine Flächennormale der zwei flächigen Elemente nicht parallel zur Fallbeschleunigung ausgerichtet ist. Vorteilhaft kann die Geschwindigkeit des Einbringens mittels der Kippung verändert werden.
Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung aufweisend eine Zwischenschicht in einem Zwischenraum zwischen zwei mittels einer Lotverbindung verbundenen flächigen Elementen hergestellt gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren. Die Zwischenschicht ist gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt. Die Vorrichtung kann insbesondere ein Röntgendetektor sein. Eines der zwei flächigen Elemente kann insbesondere ein Konverterelement eines Röntgendetektors zur Umwandlung von Röntgenstrahlung in elektrische Pulse oder eine Auswerteeinheit eines Röntgendetektors zur Auswertung von elektrischen Pulsen sein. Die Vorrichtung kann insbesondere ein medizinisches Gerät aufweisend einen Röntgendetektor sein. Vorteilhaft kann der Zwischenraum, insbesondere genau, vollständig mit dem Zwischenschichtmaterial gefüllt sein. Der Zwischenraum kann weder mit zu wenig noch zu viel Zwischenschichtmaterial gefüllt sein. Die Genauigkeit der eingebrachten Füllmenge kann beispielsweise +/- 10 Prozent betragen. Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens und des Erfindungsgemäßen Systems können auf die erfindungsgemäße Vorrichtung übertragen werden.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigt:

1 schematisch ein Konzept eines erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einer ersten Ausführungsform;
2 schematisch ein Konzept eines erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einer zweiten Ausführungsform;
3 schematisch ein Konzept eines erfindungsgemäßen Systems in einer ersten Ausführungsform;
4 schematisch ein Konzept eines erfindungsgemäßen Systems in einer zweiten Ausführungsform in einer Seitenansicht;
5 schematisch ein Konzept eines erfindungsgemäßen Systems in einer zweiten Ausführungsform in einer Draufsicht;
6 schematisch ein erster Zustand in einem erfindungsgemäßen Verfahren bei Verwendung eines erfindungsgemäßen Systems der zweiten Ausführungsform;
7 schematisch ein zweiter Zustand in einem erfindungsgemäßen Verfahren bei Verwendung eines erfindungsgemäßen Systems der zweiten Ausführungsform;
8 schematisch ein dritter Zustand in einem erfindungsgemäßen Verfahren bei Verwendung eines erfindungsgemäßen Systems der zweiten Ausführungsform;
9 schematisch ein vierter Zustand in einem erfindungsgemäßen Verfahren bei Verwendung eines erfindungsgemäßen Systems der zweiten Ausführungsform;
10 schematisch ein Konzept eines erfindungsgemäßen Systems in einer dritten Ausführungsform in einer Draufsicht;
11 schematisch ein erster Zustand in einem erfindungsgemäßen Verfahren bei Verwendung eines erfindungsgemäßen Systems der dritten Ausführungsform;
12 schematisch ein zweiter Zustand in einem erfindungsgemäßen Verfahren bei Verwendung eines erfindungsgemäßen Systems der dritten Ausführungsform;
13 schematisch ein dritter Zustand in einem erfindungsgemäßen Verfahren bei Verwendung eines erfindungsgemäßen Systems der dritten Ausführungsform;
14 schematisch ein vierter Zustand in einem erfindungsgemäßen Verfahren bei Verwendung eines erfindungsgemäßen Systems der dritten Ausführungsform;
15 schematisch ein Konzept eines erfindungsgemäßen Systems in einer vierten Ausführungsform in einer Seitenansicht;
16 schematisch ein erster Zustand in einem erfindungsgemäßen Verfahren bei Verwendung eines erfindungsgemäßen Systems der vierten Ausführungsform;
17 schematisch ein zweiter Zustand in einem erfindungsgemäßen Verfahren bei Verwendung eines erfindungsgemäßen Systems der vierten Ausführungsform;
18 schematisch ein dritter Zustand in einem erfindungsgemäßen Verfahren bei Verwendung eines erfindungsgemäßen Systems der vierten Ausführungsform;
19 schematisch ein vierter Zustand in einem erfindungsgemäßen Verfahren bei Verwendung eines erfindungsgemäßen Systems der vierten Ausführungsform;
20 schematisch ein erster Zustand in einem erfindungsgemäßen Verfahren bei Verwendung eines erfindungsgemäßen Systems der fünften Ausführungsform;
21 schematisch ein zweiter Zustand in einem erfindungsgemäßen Verfahren bei Verwendung eines erfindungsgemäßen Systems der fünften Ausführungsform;
22 schematisch ein dritter Zustand in einem erfindungsgemäßen Verfahren bei Verwendung eines erfindungsgemäßen Systems der fünften Ausführungsform;
23 schematisch ein vierter Zustand in einem erfindungsgemäßen Verfahren bei Verwendung eines erfindungsgemäßen Systems der fünften Ausführungsform;
24 schematisch ein Konzept eines erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einer dritten Ausführungsform;
25 schematisch ein Konzept eines Detektormoduls mit erfindungsgemäßen Vorrichtungen; und
26 schematisch ein Konzept eines Computertomographiesystems mit erfindungsgemäßen Vorrichtungen.

Die 1 zeigt eine beispielhafte Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens 10 gemäß einer ersten Ausführungsform. Das Verfahren 10 zum Herstellen einer Zwischenschicht in einem Zwischenraum zwischen zwei mittels Lotverbindung verbundenen flächigen Elementen weist den Schritt des Bereitstellens 11 der zwei mittels Lotverbindung verbundenen flächigen Elemente mit dem Zwischenraum, den Schritt des Einbringens 12 eines fließfähigen Zwischenschichtmaterials in den Zwischenraum, den Schritt des Erfassens 13 eines Füllstandparameters, wobei der Füllstandparameter optisch erfasst wird, den Schritt des Bestimmens 14 eines Füllfortschritts basierend auf dem erfassten Füllstandparameter, und den Schritt des Ausgebens 15 einer Information über das Erreichen des Füllfortschritts auf. Insbesondere kann im Schritt des Ausgebens 14 die Information über das Erreichen eines vorbestimmten Füllfortschritts ausgegeben werden. Es kann sich der Schritt des Beendens 16 des Einbringens 12 bei Erreichen des vorbestimmten Füllfortschritts anschließen.
Bei der Herstellung einer Zwischenschicht kann eine Vorratseinheit mit dem Zwischenschichtmaterial am Zwischenraum angeordnet werden. Mittels Kapillarkräften kann das Zwischenschichtmaterial in den Zwischenraum fließen bzw. eingebracht werden. Um eine vollständige Füllung des Zwischenraums zu gewährleisten, wird eine größere Menge des Zwischenschichtmaterials als nötig in der Vorratseinheit vorgehalten.
Die Zwischenschicht ist eine Unterfüllung, ein sogenannter Underfill. Die Zwischenschicht wird in einem fließfähigen Zustand nach dem, insbesondere elektrisch leitenden, Verbinden der zwei flächigen Elemente in den dazwischen ausgebildeten Zwischenraum eingebracht. Das Zwischenschichtmaterial weist im fließfähigen Zustand eine Viskosität zwischen 3300mPa·s und 65000mPa·s auf. Das Zwischenschichtmaterial wird in einem fließfähigen Zustand insbesondere bei einer Temperatur im Bereich von 20 bis 90°C verarbeitet oder eingebracht.
Zum Zeitpunkt des Einbringens 12 der Zwischenschicht in den Zwischenraum zwischen den zwei flächigen Elementen ist das Zwischenschichtmaterial, beispielsweise aufweisend eine Epoxid-Verbindung, ein Epoxidharz oder ein Präpolymer, flüssig oder fließfähig. Im Schritt des Verfestigens 17 wird die Zwischenschicht, beispielsweise unter Temperatureinwirkung, ausgehärtet.
Das Zwischenschichtmaterial kann einen Füllstoff aufweisen. Der Füllstoff kann einen geringen, insbesondere thermischen, Ausdehnungskoeffizienten aufweisen. Der Füllstoff kann beispielsweise Al2O3, SiO2, BN, AlN, TiN, TiO2, PZT (PbZrTiO3), ZrO2 oder YSZ (sogenanntes Yttria-stabilized zirconia) aufweisen. Die Konzentration des Füllstoffes kann derart gewählt werden, dass die Viskosität des Zwischenschichtmaterials, beispielsweise im fließfähigen Zustand, zwischen 3300mPa·s und 65000mPa·s beträgt. Der Durchmesser oder die Größe der Füllstoffpartikel des Füllstoffs können insbesondere kleiner als der Abstand zwischen den zwei flächigen Elementen, beispielsweise kleiner als 10 Prozent des Abstands, sein.
Der Füllstandparameter weist eine eindeutige Abhängigkeit vom Füllstand bzw. Füllfortschritt auf. Der Füllstandparameter wird beispielsweise als eine Anzahl von Lotverbindungen, eine Anzahl von Markierungen an einem der zwei flächigen Elemente oder eine Menge des Zwischenschichtmaterials angeben. Die Lotverbindung ist beispielsweise eine Lotkugel.
Der Füllfortschritt wird beispielsweise in Prozent, als Anteil der zu erwartenden Füllmenge bzw. den Anteil des ausgefüllten Zwischenraums, oder basierend auf einem optischen Merkmal angegeben werden. Vor dem Einbringen können beispielsweise M Lotverbindungen oder Markierungen in der Ansicht erfassbar sein. Beispielsweise ist in einer Ansicht während des Erfassens eine Anzahl N von Lotverbindungen oder Markierungen vom Zwischenschichtmaterial umschlossen bzw. verdeckt. Der Füllfortschritt kann beispielweise in erfassten N von M Lotverbindungen oder Markierungen angegeben werden.
Der Füllfortschritt sowie die etwaige erfasste Zeit kann, insbesondere zusätzlich, zur Bestimmung des Füllfortschritts verwendet werden. Der Füllfortschritt kann anzeigen, dass mit dem Einbringen begonnen wurde, das Einbringen stattfindet, das Einbringen abgeschlossen ist, oder dass ein Fehler vorliegt. Die Bestimmungseinheit bestimmt den Füllfortschritt. Der Füllfortschritt kann ausgegeben werden. Das Erfassen 13 findet beispielsweise wiederholt oder kontinuierlich während des Einbringens 12 statt. Die Zwischenschicht ist am Ende des Herstellungsverfahrens flächig zwischen den zwei flächigen Elementen angeordnet. Die zwei flächigen Elemente und die Zwischenschicht können einen Stapelaufbau bilden.
Die 2 zeigt eine beispielhafte Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens 10 gemäß einer zweiten Ausführungsform. Im Schritt des Ausgebens 15 wird nur die Information über das Erreichen eines vorbestimmten Füllfortschritts ausgegeben. Die Schritte des Einbringens 12, der Erfassens 13 und des Bestimmens 14 finden so oft hintereinander statt, bis der vorbestimmte Füllfortschritt erreicht ist.
Die 3 zeigt eine beispielhafte Ausführung des erfindungsgemäßen Systems 20 gemäß einer ersten Ausführungsform. Das System 20 weist eine Fixiereinheit 21 mit einer Auflagefläche und einer darauf angeordneten Leiste zum Fixieren der zwei mittels Lotverbindung 3 verbundenen flächigen Elemente 4, 4'. Das System 20 weist ferner eine Einbringungseinheit 23 mit einer Vorratseinheit 22 auf. Die Erfassungseinheit 24 ist derart ausgerichtet, um die Zwischenschicht, den Zwischenraum oder die Lotverbindungen 3 zumindest teilweise zu erfassen. Die Fixiereinheit 21 und die Einbringungseinheit 23 können mechanisch verstellbar, beispielsweise mittels eines Schlittens, miteinander verbunden sein. Die Einbringungseinheit 23 ist mit der Erfassungseinheit 24 verbunden, so dass der Schritt des Erfassens spätestens mit Beginn des Einbringens startet. Die Erfassungseinheit 24 ist mit der Bestimmungseinheit 25 verbunden, wobei über die Verbindung der Füllstandparameter übertragen werden kann. Die Bestimmungseinheit 25 ist mit der Ausgabeeinheit 26 verbunden. Die Ausgabeeinheit 26 kann den Füllfortschritt optisch, akustisch oder elektrisch ausgeben. Die Ausgabeeinheit 26 ist mit der Einbringungseinheit 23 verbunden, so dass das Einbringen bei Erreichen des vorbestimmten Füllfortschritts automatisch durch Übermittlung eines elektrischen Signals der Ausgabeeinheit 26 beendet wird.
Die 4 zeigt eine beispielhafte Ausführung des erfindungsgemäßen Systems 20 gemäß einer zweiten Ausführungsform in einer Seitenansicht. Die Erfassungseinheit 24 ist im Wesentlichen entgegen der Einbringrichtung des Zwischenschichtmaterials ausgerichtet.
Die 5 zeigt eine beispielhafte Ausführung des erfindungsgemäßen Systems 20 gemäß einer zweiten Ausführungsform in einer Draufsicht.
Die 6 zeigt beispielhaft einen ersten Zustand in einem erfindungsgemäßen Verfahren bei Verwendung eines erfindungsgemäßen Systems der zweiten Ausführungsform. Der Füllfortschritt ist unbekannt, beispielsweise kann der Füllparameter noch nicht erfasst werden oder das Einbringen hat noch nicht begonnen.
Die 7 zeigt beispielhaft einen zweiten Zustand in einem erfindungsgemäßen Verfahren bei Verwendung eines erfindungsgemäßen Systems der zweiten Ausführungsform. Der Zwischenraum 2 ist im mittleren Bereich teilweise mit dem Zwischenschichtmaterial 6 gefüllt. Einige Lotverbindungen 3 sind durch das Zwischenschichtmaterial 6 verdeckt und können nicht erfasst werden. Es sind weiterhin Lotverbindungen 3 sichtbar.
Die 8 zeigt beispielhaft einen dritten Zustand in einem erfindungsgemäßen Verfahren bei Verwendung eines erfindungsgemäßen Systems der zweiten Ausführungsform. Einige weitere Lotverbindungen 3 sind durch das Zwischenschichtmaterial 6 verdeckt und können nicht erfasst werden. Es sind weiterhin Lotverbindungen 3 sichtbar.
Die 9 zeigt beispielhaft einen vierten Zustand in einem erfindungsgemäßen Verfahren bei Verwendung eines erfindungsgemäßen Systems der zweiten Ausführungsform. Alle Lotverbindungen sind durch das Zwischenschichtmaterial 6 verdeckt. Die Zwischenschicht 1 ist vollständig ausgebildet.
Die 10 zeigt eine beispielhafte Ausführung des erfindungsgemäßen Systems 20 gemäß einer dritten Ausführungsform in einer Draufsicht. Die Erfassungseinheit 24 ist auf die Seitenansicht des Stapelaufbaus aufweisend die zwei mittels Lotverbindung verbundenen flächigen Elemente 4 ausgerichtet, so dass die Seitenkanten der zwei flächigen Elemente 4 sowie die Lotverbindung erfassbar sind. Die Erfassungseinheit 24 ist im Wesentlichen senkrecht zur Einbringrichtung des Zwischenschichtmaterials ausgerichtet.
Die 11 zeigt beispielhaft einen ersten Zustand in einem erfindungsgemäßen Verfahren bei Verwendung eines erfindungsgemäßen Systems der dritten Ausführungsform. Der Füllfortschritt ist unbekannt, beispielsweise kann der Füllparameter noch nicht erfasst werden oder das Einbringen hat noch nicht begonnen.
Die 12 zeigt beispielhaft einen zweiten Zustand in einem erfindungsgemäßen Verfahren bei Verwendung eines erfindungsgemäßen Systems der dritten Ausführungsform. Der Zwischenraum 2 ist im rechten Bereich teilweise mit dem Zwischenschichtmaterial 6 gefüllt. Einige Lotverbindungen 3 sind durch das Zwischenschichtmaterial 6 verdeckt und können nicht erfasst werden. Es sind weiterhin Lotverbindungen 3 sichtbar.
Die 13 zeigt beispielhaft einen dritten Zustand in einem erfindungsgemäßen Verfahren bei Verwendung eines erfindungsgemäßen Systems der dritten Ausführungsform. Einige weitere Lotverbindungen 3 sind durch das Zwischenschichtmaterial 6 verdeckt und können nicht erfasst werden. Es sind weiterhin Lotverbindungen 3 sichtbar.
Die 14 zeigt beispielhaft einen vierten Zustand in einem erfindungsgemäßen Verfahren bei Verwendung eines erfindungsgemäßen Systems der dritten Ausführungsform. Alle Lotverbindungen sind durch das Zwischenschichtmaterial 6 verdeckt. Die Zwischenschicht 1 ist vollständig ausgebildet.
Die 15 zeigt eine beispielhafte Ausführung des erfindungsgemäßen Systems 20 gemäß einer vierten Ausführungsform in einer Draufsicht. Die Erfassungseinheit 24 ist auf die flächige Erstreckung eines der zwei flächigen Elemente 4, 4' ausgerichtet. Das flächige Element 4' hat eine größere flächige Ausdehnung als das flächige Element 4, so dass das flächige Element 4' in der Draufsicht teilweise erfassbar ist. In dem erfassbaren Bereich des flächigen Elements 4' sind Markierungen angeordnet.
Die 16 zeigt beispielhaft einen ersten Zustand in einem erfindungsgemäßen Verfahren bei Verwendung eines erfindungsgemäßen Systems der vierten Ausführungsform. Alle Markierungen sind sichtbar. Der Füllfortschritt ist unbekannt, beispielsweise kann der Füllparameter noch nicht erfasst werden oder das Einbringen hat noch nicht begonnen.
Die 17 zeigt beispielhaft einen zweiten Zustand in einem erfindungsgemäßen Verfahren bei Verwendung eines erfindungsgemäßen Systems der vierten Ausführungsform. Der Zwischenraum 2 ist im rechten Bereich teilweise mit dem Zwischenschichtmaterial 6 gefüllt, so dass einige Markierungen 7 durch das Zwischenschichtmaterial 6 verdeckt sind und nicht erfasst werden können. Es sind weiterhin Markierungen 7 sichtbar.
Die 18 zeigt beispielhaft einen dritten Zustand in einem erfindungsgemäßen Verfahren bei Verwendung eines erfindungsgemäßen Systems der vierten Ausführungsform. Einige weitere Markierungen 7 sind durch das Zwischenschichtmaterial 6 verdeckt und können nicht erfasst werden. Es sind weiterhin Markierungen 7 sichtbar.
Die 19 zeigt beispielhaft einen vierten Zustand in einem erfindungsgemäßen Verfahren bei Verwendung eines erfindungsgemäßen Systems der vierten Ausführungsform. Alle Markierungen 7 sind durch das Zwischenschichtmaterial 6 verdeckt. Die Zwischenschicht 1 ist vollständig ausgebildet.
Die 20 zeigt beispielhaft einen ersten Zustand in einem erfindungsgemäßen Verfahren bei Verwendung eines erfindungsgemäßen Systems der fünften Ausführungsform. In dem erfassbaren Bereich des flächigen Elements 4' sind in der fünften Ausführungsform keine Markierungen angeordnet, ansonsten entspricht die fünfte Ausführungsform der vierten Ausführungsform. Ein Großteil des erfassbaren Bereichs des flächigen Elements 4' ist sichtbar. Ein kleiner Teil des erfassbaren Bereichs des flächigen Elements 4' ist mit Zwischenschichtmaterial 6 bedeckt. Der Füllfortschritt entspricht dem Zustand des Beginns des Einbringens.
Die 21 zeigt beispielhaft einen zweiten Zustand in einem erfindungsgemäßen Verfahren bei Verwendung eines erfindungsgemäßen Systems der fünften Ausführungsform. Der erfassbare Bereich des flächigen Elements 4' ist im rechten Bereich teilweise mit dem Zwischenschichtmaterial 6 bedeckt, so dass ein größerer Teil des erfassbaren Bereichs vom das Zwischenschichtmaterial 6 bedeckt ist. Es ist weiterhin ein Teil des erfassbaren Bereichs des flächigen Elements 4' sichtbar.
Die 22 zeigt beispielhaft einen dritten Zustand in einem erfindungsgemäßen Verfahren bei Verwendung eines erfindungsgemäßen Systems der fünften Ausführungsform. Der erfassbare Bereich des flächigen Elements 4' ist im rechten Bereich teilweise mit dem Zwischenschichtmaterial 6 bedeckt, so dass ein noch größerer Teil des erfassbaren Bereichs vom das Zwischenschichtmaterial 6 bedeckt ist. Es ist weiterhin ein Teil des erfassbaren Bereichs des flächigen Elements 4' sichtbar.
Die 23 zeigt beispielhaft einen vierten Zustand in einem erfindungsgemäßen Verfahren bei Verwendung eines erfindungsgemäßen Systems der fünften Ausführungsform. Der erfassbare Bereich des flächigen Elements 4' ist im Wesentlichen mit dem Zwischenschichtmaterial 6 bedeckt. Es sind nur noch die Ecken des erfassbaren Bereichs des flächigen Elements 4' sichtbar. Die Zwischenschicht 1 ist vollständig ausgebildet.
Die 24 zeigt eine beispielhafte Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens 10 gemäß einer ersten Ausführungsform. Das Verfahren 10 kann maschinelles Sehen umfassen. Die Schritte des Erfassens 13, 13', 13" und des Bestimmens 14, 14', 14" umfassen maschinelles Sehen. Die Schritte des Erfassens 13, 13', 13" und des Bestimmens 14, 14', 14" können eine automatische optische Inspektion des Einbringens 12 der Zwischenschicht umfassen. Es werden Lotverbindungen, oder alternativ (nicht dargestellt) Markierungen, in einem, beispielsweise mittels einer Erfassungseinheit oder einer Kamera, erfassten Bild detektiert und auf Grund dieses Ergebnisses werden Entscheidungen getroffen bzw. die Schritte oder Prozesse gesteuert. Mittels maschinellen Sehens werden das Einbringen 12, Erfassen 13, 13', 13", Bestimmen 14, 14', 14", Ausgeben und Beenden gesteuert. Im Schritt des Bereitstellens 11 werden die zwei mittels Lotverbindung 3 verbundenen flächigen Elemente 4, 4' mit dem Zwischenraum 2 bereitgestellt. In den Schritten des Erfassens 13 und des Bestimmens 14 wird der Füllstandparameter optisch erfasst und der Füllfortschritt basierend auf dem erfassten Füllstandparameter bestimmt. Alle Lotverbindungen 3' sind erfasst worden. Die Information über das Erreichen des Füllfortschritts kann im Schritt des Ausgebens ausgegeben werden. Das Einbringen kann währenddessen stattfinden. In den Schritten der Erfassens 13' und 14' wird der Füllstandparameter erneut optisch erfasst und der Füllfortschritt erneut basierend auf dem erfassten Füllstandparameter bestimmt. Nur ein Teil der Lotverbindungen 3' ist im mittleren Bereich (rechte Abbildung) oder im rechten Bereich (linke Abbildung) erfasst worden. Die anderen, nicht-erfassten Lotverbindungen sind bereits vom Zwischenschichtmaterial 6 verdeckt. Die Information über das Erreichen des Füllfortschritts kann im Schritt des Ausgebens ausgegeben werden. In den Schritten der Erfassens 13" und 14" wird der Füllstandparameter erneut optisch erfasst und der Füllfortschritt erneut basierend auf dem erfassten Füllstandparameter bestimmt. Alle Lotverbindungen sind bereits vom Zwischenschichtmaterial 6 verdeckt. Der vorbestimmte Füllstand ist erreicht. Die Zwischenschicht 1 ist vollständig ausgebildet. Die Information über das Erreichen des Füllfortschritts kann im Schritt des Ausgebens ausgegeben werden. Es können sich die Schritte des Beendens und des Verfestigens anschließen.
Die 25 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform des Detektormoduls 51 mit erfindungsgemäßen Vorrichtungen 30. Die Vorrichtungen 30 sind Röntgendetektoren. In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Detektormodul 51 eine zweidimensionale Matrix oder Anordnung einer Mehrzahl von Vorrichtungen 30 auf. Die Vorrichtungen 30 können eine Vielzahl von Detektorelementen aufweisen. Die Detektorelemente können mehrere Energiekanäle aufweisen. Die Vorrichtung 30 weist ein flächiges Element 4 auf. Das flächige Element ist ein Konverterelement. Das flächige Element 4 kann als flächenhafter Direktkonverter, beispielsweise aufweisend CdTe, CZT, CdZnTeSe, CdTeSe, CdMnTe, InP, TlBr2, HgI2, GaAs, Si oder andere als Konvertermaterial, ausgebildet sein. Die Oberseite des flächigen Elements 4 weist eine Elektrode 56 auf. Die Unterseite des flächigen Elements 4 weist die Pixelelektrode 57 auf. Die Elektrode 56 ist über Lotverbindungen 3 mit den Pixelelektroden 57 und den Pixelelektroniken 67 im flächigen Element 4' verbunden. Das flächige Element 4' ist ein ASIC. Die Lotverbindungen 3 können beispielsweise als Lotkugeln (bump bonds), Lotmaterial in Verbindung mit Kupfersäulen (copper pillars), sogenannten stud bumps oder vergleichbaren Verbindungselementen ausgebildet sein. Die gemeinsame Anzahl der Detektorelemente, die Anzahl der Lotverbindungen 3, die Anzahl der Pixelelektroden 57 und die Anzahl der Pixelelektroniken 67 im flächigen Element 4' sind gleich. Das elektrische Feld zwischen der Elektrode 56 und einem Pixelelektrode 57 bestimmt ein sensitives Detektionsvolumen. Die Einheit aus einem Detektionsvolumen, einem Detektorelement, einer Lotverbindung 3, einer Pixelelektrode 57 und einer mit der Pixelelektrode 57 verbundenen Pixelelektronik 67 bildet ein Detektorelement, beispielsweise einen Pixel oder Subpixel. Das flächige Element 4'ist an der Unterseite mit einem Substrat 61 verbunden. Das flächige Element 4' ist über TSV-Verbindungen 63 durch das Substrat 61 hindurch mit einer peripheren Elektronik 65 verbunden.
Die 26 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform eines Computertomographiesystems 32 mit erfindungsgemäßen Vorrichtungen. Das Computertomographiesystem 32 beinhaltet eine Gantry 33 mit einem Rotor 35. Der Rotor 35 umfasst eine Strahlungsquelle oder Röntgenquelle 37 und die Detektorvorrichtung 29 mit einer Mehrzahl von erfindungsgemäßen Vorrichtungen. Die Detektorvorrichtung 29 kann ein Detektormodul aufweisen. Das Untersuchungsobjekt 39 ist auf der Patientenliege 41 gelagert und ist entlang der Rotationsachse z 43 durch die Gantry 33 bewegbar. Zur Steuerung und Berechnung der Schnittbilder wird eine Recheneinheit 45 verwendet. Eine Eingabeeinrichtung 47 und eine Ausgabevorrichtung 49 sind mit der Rechnereinheit 45 verbunden.
Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.

Claims

Verfahren (10) zum Herstellen einer Zwischenschicht (1) in einem Zwischenraum (2) zwischen zwei mittels Lotverbindung (3) verbundenen flächigen Elementen (4, 4') aufweisend die Schritte: a. Bereitstellen (11) der zwei mittels Lotverbindung (3) verbundenen flächigen Elemente (4, 4') mit dem Zwischenraum (2), b. Einbringen (12) eines fließfähigen Zwischenschichtmaterials (6) in den Zwischenraum (2), c. Erfassen (13, 13', 13") eines Füllstandparameters, wobei der Füllstandparameter optisch erfasst wird, d. Bestimmen (14, 14', 14") eines Füllfortschritts basierend auf dem erfassten Füllstandparameter, und e. Ausgeben (15) einer Information über das Erreichen des Füllfortschritts.
Verfahren (10) nach Anspruch 1, wobei im Schritt des Ausgebens (15) die Information über das Erreichen eines vorbestimmten Füllfortschritts ausgegeben wird.
Verfahren (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner aufweisend den Schritt: f. Beenden (16) des Einbringens (12) bei Erreichen des vorbestimmten Füllfortschritts.
Verfahren (10) nach Anspruch 3, wobei der Zwischenraum (2) nach dem Schritt des Beendens (16) vollständig mit der Zwischenschicht (1) gefüllt ist und wobei das Zwischenschichtmaterial (6) nicht aus dem Zwischenraum (2) ausgetreten ist.
Verfahren (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei eines der zwei benachbarten flächigen Elemente (4, 4') ein Konverterelement eines Röntgendetektors zur Umwandlung von Röntgenstrahlung in elektrische Pulse oder eine Auswerteeinheit eines Röntgendetektors zur Auswertung von elektrischen Signalen basierend auf den elektrischen Pulsen ist.
Verfahren (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Schritte des Erfassens (13, 13', 13") und des Bestimmens (14, 14', 14") während des Schrittes des Einbringens (12) jeweils mehrfach durchgeführt werden.
Verfahren (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Schritte des Erfassens (13, 13', 13") und des Bestimmens (14, 14', 14") maschinelles Sehen umfassen.
Verfahren (10) nach einem der Ansprüche 6 oder 7, wobei der Füllfortschritt auf einem optisch erfassbaren Merkmal basiert.
Verfahren (10) nach Anspruch 8, wobei das optisch erfassbare Merkmal eine Lotverbindung (3) zur Verbindung der zwei flächigen Elemente (4, 4'), eine Markierung (7) an einem der zwei flächigen Elemente (4, 4') oder das Zwischenschichtmaterial (6) ist.
Verfahren (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Schritt des Erfassens (13, 13', 13") ferner eine Zeiterfassung umfasst.
Verfahren (10) nach Anspruch 10, wobei im Schritt des Bestimmens (14, 14', 14") eine Gesamtfüllzeit bestimmt wird.
Verfahren (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner aufweisend den Schritt: g. Verfestigen (17) des Zwischenschichtmaterials (6).
System (20) zur Herstellung der Zwischenschicht (1) in dem Zwischenraum (2) zwischen den zwei mittels Lotverbindung (3) verbundenen flächigen Elementen (4, 4') gemäß dem Verfahren (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 aufweisend: a. Fixiereinheit (21) zum Fixieren der zwei mittels Lotverbindung (3) verbundenen flächigen Elemente (4, 4') mit dem Zwischenraum (2), b. Einbringungseinheit (23) zum Einbringen des fließfähigen Zwischenschichtmaterials (6) in den Zwischenraum (2) der fixierten zwei mittels Lotverbindung (3) verbundenen flächigen Elemente (4, 4'), c. Erfassungseinheit (24) zum optischen Erfassen des Füllstandparameters, d. Bestimmungseinheit (25) zum Bestimmen des Füllfortschritts basierend auf dem erfassten Füllstandparameter, und e. Ausgabeeinheit (26) zum Ausgeben einer Information über das Erreichen des Füllfortschritts.
System (20) nach Anspruch 13, wobei die Erfassungseinheit (24) auf mindestens eines der zwei flächigen Elemente (4, 4') ausgerichtet ist.
System (20) nach Anspruch 13 oder 14, wobei die zwei flächigen Elemente (4, 4') mittels der Fixiereinheit (21) derart kippbar sind, dass eine Flächennormale der zwei flächigen Elemente (4, 4') nicht parallel zur Fallbeschleunigung ausgerichtet ist.
Vorrichtung (30) aufweisend eine Zwischenschicht (1) in einem Zwischenraum (2) zwischen zwei mittels einer Lotverbindung (3) verbundenen flächigen Elementen (4, 4') hergestellt gemäß dem Verfahren (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 12.