DE102018200845A1

DE102018200845A1 - Montageverfahren für die Herstellung eines Röntgendetektors, Röntgendetektor und Röntgengerät

Info

Publication number: DE102018200845A1
Application number: DE102018200845.0A
Authority: DE
Inventors: Thorsten ERGLER; Miguel Labayen de Inza; Jan Wrege
Original assignee: Siemens Healthcare GmbH
Current assignee: Siemens Healthineers Ag De
Priority date: 2018-01-19
Filing date: 2018-01-19
Publication date: 2019-07-25
Anticipated expiration: 2038-01-20
Also published as: CN110058291A; US10823863B2; DE102018200845B4; US20190227182A1; CN110058291B

Abstract

Bei einem erfindungsgemäßen Montageverfahren für die Herstellung eines Röntgendetektors (1) wird verfahrensgemäß eine Mehrzahl von aus einem röntgenstrahlungssensitiven Material gebildeten Sensorflächenelementen (4) auf einem Montageträger (30) positioniert. Des Weiteren wird auf eine, dem Montageträger (30) entgegengesetzte, in eine Mehrzahl von Pixeln (10) unterteilte Kontaktseite (8) eines jeden Sensorflächenelements (4) ein Interposer (18) derart aufgelegt, dass auf einer den Sensorflächenelementen (4) zugewandten Gegenkontaktseite (20) des Interposers (18) angeordnete Kontaktelemente (22) jeweils ein Pixel (10) kontaktieren. Außerdem wird auf eine der Gegenkontaktseite (20) des Interposers (18) entgegengesetzte Schaltungsseite des Interposers (18) für jedes Sensorflächenelement (4) jeweils eine Auswerteschaltung (12) aufgebracht.

Description

Die Erfindung betrifft ein Montageverfahren für die Herstellung eines Röntgendetektors sowie einen nach diesem Montageverfahren hergestellten Röntgendetektor. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Röntgengerät mit einem solchen Röntgendetektor.
Moderne Röntgenbildgebungsgeräte (kurz: Röntgengeräte) umfassen üblicherweise einen Röntgenstrahlungsdetektor (kurz: Röntgendetektor), der zur Erfassung von einfallender Röntgenstrahlung und Ausgabe eines für die eingefallene Röntgenstrahlung charakteristischen Messsignals dient. Aus diesem Messsignal wird anschließend üblicherweise mittels eines dem Röntgenbildgebungsgeräts zugeordneten Bildprozessors ein Röntgenbild erzeugt.
Der Röntgendetektor weist dabei üblicherweise eine röntgenstrahlungssensitive Schicht und eine nachgelagerte Auswerteschaltung (oder „Erfassungsschaltung“) auf. Derzeit kommen zwei unterschiedliche Arten von röntgenstrahlungssensitiven Materialien alternativ zum Einsatz. Bei den sogenannten Szintillator-Materialien werden durch die einfallende Röntgenstrahlung Photonen erzeugt, die wiederum von Photodioden der Auswerteschaltung erfasst werden. Diese Materialien werden bspw. durch Selen, Cäsiumiodid oder dergleichen gebildet. Bei sogenannten direktkonvertierenden Materialien wird durch einfallende Röntgenstrahlung ein Ladungsträger (üblicherweise ein Elektronen-Loch-Paar) erzeugt, der durch eine an die durch das Material gebildete Schicht angelegte Spannung zur Auswerteschaltung „abgesaugt“ und somit von dieser erfasst wird. Dadurch können vergleichsweise geringe Strahlungsintensitäten erfasst werden, weshalb ein aus einem solchen Material aufgebauter Röntgendetektor landläufig auch als quantenzählender Detektor bezeichnet wird. Derartige direktkonvertierende Materialien sind bspw. Cadmiumtellurid, Galliumarsenid und dergleichen.
Aus der Druckschrift DE 10 2014 213 734 A1 ist eine bildgebende Vorrichtung für elektromagnetische Strahlung, insbesondere für Röntgen- und/oder Gamma-Strahlung, bekannt, welche eine Schichtung aus einer Anzahl von Detektionselementen, einer Anzahl von Auslese-Platinen, und einer Basisplatine umfasst, wobei das oder jedes Detektionselement mit jeweils einer Auslese-Platine über eine Mehrzahl von ersten Löt-Kontaktierungen elektrisch kontaktiert ist, wobei die oder jede Auslese-Platine eine Mehrzahl von Durchkontaktierungen aufweist, und wobei die oder jede Auslese-Platine mit der Basisplatine über eine Mehrzahl von zweiten Löt-Kontaktierungen elektrisch kontaktiert ist.
Aus der Druckschrift DE 10 2014 221 829 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Sensorboards für ein Detektormodul bekannt, wobei eine Mehrzahl von Ausleseeinheiten bereitgestellt wird, wobei die Ausleseeinheiten in einem Stapelaufbau jeweils auf einer gemeinsamen Sensorschicht positioniert werden, und wobei nach erfolgter Positionierung aller Ausleseeinheiten diese unter Ausbildung eines Hybrids gemeinsam an der Sensorschicht fixiert werden.
Aus der Druckschrift DE 10 2014 225 396 B3 ist ein Sensorboard für ein Detektormodul bekannt, umfassend in einem Stapelaufbau zumindest eine Ausleseeinheit und eine in Stapelrichtung beabstandet zu der Ausleseeinheit angeordnete Sensorschicht, wobei die Sensorschicht in einer Längsrichtung quer zur Stapelrichtung in zumindest einem Randbereich einen Überstand gegenüber der Ausleseeinheit aufweist, wobei der durch die Beabstandung zwischen der Sensorschicht und der Ausleseeinheit vorhandene Zwischenraum derart mit einem ausgehärteten Füllmaterial verfüllt ist, dass zumindest ein Randbereich der Sensorschicht frei von dem Füllmaterial ist. Um auch vergleichsweise große Detektorflächen (bspw. 20 x 20 cm² und mehr) insbesondere mit direktkonvertierendem Material ausbilden zu können, wird die gesamte (sensitive) Detektorfläche eines Röntgendetektors meist aus mehreren kleineren, nebeneinander angeordneten Detektorelementen gebildet (der Röntgendetektor wird „ausgekachelt“). Jedes der Detektorelemente ist dabei aus einem sogenannten „Hybrid“ gebildet. Konkret umfasst jedes Detektorelement eine Scheibe aus dem röntgensensitiven Material, an das unterseitig die zugeordnete Auswerteschaltung angebunden ist. Bei direktkonvertierenden Materialien ist auf die Unterseite der Scheibe eine Mehrzahl von Bildpunkten („Pixeln“) in Form von metallisierten Anschlussstellen aufgebracht. Mit diesen ist die Auswerteschaltung üblicherweise mittels einer Zwischenschicht signalübertragungstechnisch kontaktiert, üblicherweise verlötet. Diese Hybrids werden nebeneinander auf einem Substrat, das meist auch eine (Signal-)Sammelelektronik für alle Hybrids darstellt, angeordnet. Aufgrund der Montagetoleranzen beim Bestücken des Substrats sowie bereits beim Kontaktieren, insbesondere Verlöten der Auswertschaltungen an den röntgensensitiven Scheiben, können häufig Spalte zwischen den einzelnen röntgensensitiven Scheiben benachbarter Hybrids nicht mit hinreichender Sicherheit unterhalb eines Sollwerts gehalten werden. Häufig treten Spaltmaße auf, die etwa der Größe eines Pixels entsprechen. Dies gleicht über die Detektorfläche gesehen einer fehlenden (oder ausgefallenen) Pixelreihe, was wiederum zu „blinden“ Bildbereichen und/oder zu unerwünschten Bildartefakten führt. Dies ist in der Röntgenbildgebung unerwünscht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Röntgenbildgebung zu ermöglichen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Montageverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Des Weiteren wird diese Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch einen Röntgendetektor mit den Merkmalen des Anspruchs 19. Außerdem wird diese Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch ein Röntgengerät mit den Merkmalen des Anspruchs 20. Vorteilhafte und teils für sich erfinderische Ausführungsformen und Weiterentwicklungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung dargelegt.
Das erfindungsgemäße Montageverfahren dient für die Herstellung eines Röntgendetektors. Verfahrensgemäß wird dabei eine Mehrzahl von aus einem röntgenstrahlungssensitiven Material gebildeten Sensorflächenelementen auf einem Montageträger positioniert. Auf eine, dem Montageträger entgegengesetzte, in eine Mehrzahl von Pixeln (d. h. einzelne Bildpunkte) unterteilte Kontaktseite eines jeden Sensorflächenelements wird ein Interposer derart aufgelegt, dass auf einer, den Sensorflächenelementen zugewandten Gegenkontaktseite des Interposers angeordnete Kontaktelemente jeweils ein Pixel kontaktieren. Auf eine der Gegenkontaktseite des Interposers entgegengesetzte Schaltungsseite des Interposers wird für jedes Sensorflächenelement jeweils eine Auswerteschaltung aufgebracht, vorzugsweise derart, dass auf die jeweilige Auswerteschaltung im bestimmungsgemäßen Endmontagezustand die Pixel des jeweils zugeordneten Sensorflächenelements zusammengeführt sind.
Unter dem Begriff „röntgenstrahlungssensitiv“ wird hier und im Folgenden insbesondere verstanden, dass in dem entsprechenden Material durch den Einfall von Röntgenstrahlung eine (insbesondere mittels der Auswerteschaltung) sensierbare Reaktion hervorgerufen wird. Grundsätzlich kann es sich dabei um ein Szintillatormaterial handeln. Besonders bevorzugt handelt es sich aber um ein Röntgenstrahlung direktkonvertierendes Material, wie z. B. Cadmiumtellurid, Galliumarsenid oder dergleichen.
Unter dem Begriff „Sensorflächenelement“ wird hier und im Folgenden insbesondere verstanden, dass dieses (aus dem röntgenstrahlungssensitiven Material) gebildete Element im bestimmungsgemäßen Endmontagezustand einen Teil der gesamten „aktiven“ oder sensitiven Sensorfläche des Röntgendetektors bildet.
Unter dem Begriff „Interposer“ wird hier und im Folgenden insbesondere eine Zwischenschicht verstanden, die dazu dient, eine Kontaktierung zwischen den einzelnen Pixeln der jeweiligen Sensorflächenelemente und den jeweiligen Eingangskanälen der jeweils zugeordneten Auswerteschaltungen zu ermöglichen. Optional weist der jeweilige Interposer dabei auch eine räumlichen Umlenkung von dem einzelnen Pixel und dem jeweiligen Eingangskanal zugeordneten Leiterbahnen auf. Insbesondere bildet der Interposer somit eine Art Träger und Kontaktierungsmedium für die Auswerteschaltungen.
Vorzugsweise wird das jeweilige Sensorflächenelement vor dem Auflegen des Interposers auf dem Montageträger fixiert.
Weiter vorzugsweise wird jeder der Pixel durch eine elektrisch leitfähige Kontaktfläche, d. h. insbesondere eine metallische Elektrode gebildet.
Dadurch, dass die Sensorflächenelemente zunächst unabhängig voneinander und insbesondere von den Auswerteschaltungen auf dem Montageträger angeordnet werden, können die Sensorflächenelemente vorteilhafterweise mit kleineren Toleranzen - die insbesondere nur einer Positionierungstoleranz einer Bestückungsvorrichtung unterworfen sind - und insbesondere auch mit einem kleineren Spalt zueinander ausgerichtet werden, als wenn die Sensorflächenelemente bereits vorher zu einem Hybrid mit der jeweiligen Auswerteschaltung zusammengefügt sind. Blinde Stellen oder (Röntgenbild-)Artefakte aufgrund der Spalte zwischen den einzelnen Sensorflächenelementen können somit verringert werden. Insbesondere können Spalte zwischen den einzelnen Sensorflächenelementen von weniger als 40 Mikrometer (pm) eingehalten werden.
Zur Fixierung der Sensorflächenelemente ist der Montageträger beispielsweise selbstklebend ausgeführt. Alternativ werden die einzelnen Sensorflächenelemente bspw. durch Anlegen von Unterdruck zwischen die Sensorflächenelemente und den Montageträger (bspw. durch entsprechend eingebrachte Löcher im Montageträger) oder durch Verkleben (bspw. mittels zwischen die Sensorflächenelemente und den Montageträger eingebrachten Klebstoffs) an dem Montageträger fixiert.
Grundsätzlich können mittels des Montageverfahrens auch (kurvenartig gebogene) Röntgendetektoren für einen Computertomographen hergestellt werden. Vorzugsweise dient das Montageverfahren aber zur Herstellung eines sogenannten Flat-Panel-Detektors, d. h. eines über seine Detektorfläche ebenen Röntgendetektors, der bspw. bei einem Mammographie-, Angiographie-Röntgengerät oder dergleichen zum Einsatz kommt.
In einer bevorzugten Ausführung erfolgt die Kontaktierung zwischen dem jeweiligen Sensorflächenelement und dem Interposer lötfrei. Vorzugsweise wird die elektrische Kontaktierung durch eine mechanische Kontaktierung, bspw. durch Aneinanderdrücken der Pixel und der zugeordneten Kontaktelemente ausgebildet. Durch den Wegfall eines Lötprozesses zwischen den Sensorflächenelementen und dem Interposer können Einflüsse auf eine Positionierungstoleranz durch lötprozessbedingte Verschiebungen oder dergleichen vermieden, zumindest jedoch signifikant verringert werden.
In einer zweckmäßigen Ausführung wird schaltungsseitig ein Deckelement angeordnet, das die (vorzugsweise alle) Auswerteschaltungen überdeckt. Insbesondere handelt es sich bei diesem Deckelement um ein Substrat, das den gesamten Aufbau aus Auswerteschaltungen, Interposer und Sensorflächenelementen trägt. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Deckelement zumindest um eine (keramische oder „organische“) Leiterplatte, die optional elektronische Schaltungen trägt und die insbesondere als „Sammelelektronik“ zur Bündelung und Weiterleitung der von den Auswerteschaltungen ausgegebenen Messsignale an eine übergeordnete Auswerteeinheit, bspw. einen Bildprozessor dient. Weiter vorzugsweise wird das Deckelement mit den Auswerteschaltungen und/oder dem Interposer verbunden. Nach dem Aufbringen wird der Montageträger von den Sensorflächenelementen entfernt. Vor oder nach dem Entfernen des Montageträges wird ein Kraftübertragungselement auf die Sensorflächenelemente (oder den Montageträger) aufgebracht. Mittels dieses Kraftübertragungselements wird eine Montagekraft auf die Sensorflächenelemente zur Ausbildung der elektrisch leitfähigen Verbindung (Kontaktierung) mit dem Interposer aufgebracht. Optional werden die Kontaktelemente des Interposers dabei mit den jeweiligen Pixeln nach Art einer Pressschweißverbindung verbunden.
In einer weiteren zweckmäßigen Ausführung wird mittels des Montageträgers ein Spannungsanbindungselement an die Sensorflächenelemente angebracht. In diesem Fall verbleibt das Spannungsanbindungselement beim Entfernen des Montageträgers an den Sensorflächenelementen. Das Spannungsanbindungselement dient zum Anlegen der „Absaugspannung“ (mit Spannungswerten im Bereich von bspw. -1000 V) an die aus dem direktkonvertierenden Material gebildeten Sensorflächenelemente. Beispielsweise handelt es sich bei dem Spannungsanbindungselement um eine elektrisch leitfähige Schicht, bspw. eine Folie, eine flexible Leiterplatte oder dergleichen.
Alternativ wird nach dem Entfernen des Montageträgers das Spannungsanbindungselement in einem separaten Montageschritt oder als Teil des Kraftübertragungselements aufgebracht.
Vorzugsweise überdeckt der Interposer mehrere Sensorflächenelemente und trägt somit insbesondere auch mehrere Auswertschaltungen. Optional wird nur ein Interposer für alle Sensorflächenelemente herangezogen. Alternativ werden mehrere, vorzugsweise (hinsichtlich der Abmessungen und der Anzahl der aufgebrachten Auswerteschaltungen) gleichartige Interposer zur Kontaktierung aller Sensorflächenelemente herangezogen.
In einer zweckmäßigen Ausführung wird die jeweilige Auswerteschaltung auf dem oder dem jeweiligen Interposer montiert und mit diesem kontaktiert bevor der jeweilige Interposer auf die Kontaktseite des jeweiligen Sensorflächenelements aufgelegt wird. Optional wird die jeweilige Auswerteschaltung dabei mit dem Interposer verlötet. Dadurch wird vorteilhafterweise ein Montagemodul (auch als Interposereinheit bezeichnet) gebildet, das die Handhabung der Auswerteschaltung vereinfacht.
Bei der Auswerteschaltung handelt es sich vorzugsweise um einen anwendungsspezifischen, integrierten Schaltkreis (englisch kurz: ASIC), in dem eine Funktionalität zum Detektieren der auf das jeweilige Sensorflächenelement einfallenden Röntgenstrahlung und Erzeugen eines korrespondierenden Messsignals mit schaltungstechnischen Mitteln umgesetzt ist.
Vorzugsweise ist die jeweilige Auswerteschaltung in Flächenrichtung gesehen kleiner als das jeweils zugeordnete Sensorflächenelement. In diesem Fall dient der Interposer insbesondere zur Umlenkung der einzelnen, den Pixeln zugeordneten Leiterbahnen zu den Eingangskanälen der Auswerteschaltung.
In einer hinsichtlich der Verteilung der Pixel aller Sensorflächenelemente vorteilhaften Ausführung wird die Kontaktseite eines jeden Sensorflächenelements erst nach der Positionierung (und insbesondere Fixierung) auf dem Montageträger in die einzelnen Pixel unterteilt. D. h. die das jeweilige Pixel bildende Elektrode wird erst nach der Positionierung insbesondere aller Sensorflächenelemente auf dem Montageträger auf das jeweilige Sensorflächenelement aufgebracht. Vorzugsweise werden alle Pixel des Röntgendetektors dabei mit einem vorgegebenen, festen, insbesondere von den Sensorflächenelementen unabhängigen Raster über alle Sensorflächenelemente verteilt, auch als „globales“ Raster bezeichnet. Dadurch ergibt sich eine besonders einheitliche (regelmäßige) Verteilung der Pixel über die Gesamtfläche des Röntgendetektors, die insbesondere auch unabhängig von Positionierungsschwankungen der Sensorflächenelemente ist und außerdem zu einer hohen Bildqualität beiträgt. Grundsätzlich können dabei zwar aufgrund von Schwankungen in der Positionierung der Sensorflächenelemente Pixel zumindest teilweise auch in dem Spalt zwischen zwei Sensorflächenelementen angeordnet werden. Aufgrund der vorteilhafterweise besonders kleinen Spalte (vorzugsweise < 40 µm) zwischen den einzelnen Sensorflächenelementen ist mit hoher Wahrscheinlichkeit zumindest ein Teil eines solchen Pixels auf einem der beiden Sensorflächenelemente angeordnet. Ein derart „angeschnittenes“ Pixel an der Kante eines Sensorflächenelements liefert dabei jedoch einen derart hohen Beitrag zum Messsignal, dass Artefakte immer noch verringert werden können. So sind bspw. um 20 bis 30 Prozent verkleinerte Pixel hinreichend groß für eine akzeptable Bildqualität des mittels des Röntgendetektors erzeugten (Röntgen-)Bilds. Für den Fall, dass die Spaltmaße und die damit verknüpften Positionierungstoleranzen der Sensorflächenelemente auf ein Maß unterhalb des Abstands der einzelnen Pixel zueinander gesenkt werden können, lassen sich auch - zumindest bei Ausrichtung des Pixelrasters zu den Sensorflächenelementen - die geringfügigen Einschränkungen durch angeschnittene Pixel verringern.
In einer optionalen Weiterbildung wird innerhalb des vorstehend beschriebenen globalen Rasters der Abstand der Pixel zueinander an den Stellen, an denen mit hoher Wahrscheinlichkeit ein Spalt zwischen zwei Sensorflächenelementen vorliegt, geringfügig (d. h. um 10-50 %, vorzugsweise bis 30 % des üblichen Abstands) vergrößert. Dadurch kann unter lediglich geringfügigen Bildqualitätseinbußen ein Risiko, dass ein Pixel (insbesondere eine Pixelzeile oder Pixelspalte) vollständig in dem Spalt zwischen zwei Sensorflächenelementen angeordnet wäre und somit eine vollständig „blinde“ Stelle vorhanden wäre, (insbesondere auch unter der zusätzlichen Annahme, dass angeschnittene Pixel auftreten können) weiter verringert werden.
In einer bevorzugten Ausführung werden die einzelnen Pixel insbesondere im Fall der nachträglichen Aufbringung der Pixel (d. h. nach der Positionierung der Sensorflächenelemente auf dem Montageträger) durch stromlose Metallisierung ausgebildet. Vorzugsweise wird dabei ein lithographisches Verfahren, insbesondere eine lithographische „Öffnung“ der einzelnen Pixelflächen in einer auf das jeweilige Sensorflächenelement aufgebrachten Schutzschicht angewendet. Jeder einzelne Pixel, konkret jede diesen bildende Elektrode wird dabei vorzugsweise nur in dem geöffneten Bereich der Schutzschicht auf dem jeweiligen Sensorflächenelement ausgebildet (insbesondere als metallische Schicht abgeschieden). Optional handelt es sich bei der Schutzschicht um einen Lithographielack oder um eine Deckfolie, insbesondere einen sogenannten „Dry Film“.
Um eine besonders einfache und möglichst selbsttätige Ausrichtung der einzelnen Sensorflächenelemente zueinander zu ermöglichen, werden die (insbesondere alle) Sensorflächenelemente auf den Montageträger oder einen zusätzlichen Zwischenträger (d. h. einen weiteren Montageträger zur Zwischenmontage der Sensorflächenelemente) aufgelegt. Auf dem Montageträger bzw. dem Zwischenträger sind dabei zwei zueinander benachbarte und in einem (vorzugsweise 90°-)Winkel zueinander ausgerichtete Montageleisten angeordnet, die vorzugsweise jeweils eine Anschlagkante bilden. Die Sensorflächenelemente werden dann zur Positionierung auf dem Montageträger bzw. dem Zwischenträger gegen diese Montageleisten verschoben. Beispielsweise werden die Sensorflächenelemente dabei insbesondere in Spalten- und Zeilenrichtung der Sensorflächenelemente auf Kontakt an die Montageleisten und insbesondere auch aneinander verschoben. Dadurch werden die zwischen den Sensorflächenelementen gelegenen Spalte auf ein durch Fertigungstoleranzen bei der Formgebung der Sensorflächenelemente bedingtes Maß auf besonders einfache Weise - insbesondere durch eine Selbstausrichtung der Sensorflächenelemente aneinander und an den Montageleisten - verringert (bei exakt geradlinig verlaufenden und rechtwinklig zueinander ausgerichteten Außenkanten von rechteckförmigen Sensorflächenelementen können die Spalte geschlossen werden). Vorteilhafterweise kann dadurch auch eine Bestückungsvorrichtung (ein „Bestücker“) zur Positionierung der Sensorelemente auf dem Montageträger entfallen. Anschließend werden die wie vorstehend beschrieben optional auf dem Zwischenträger positionierten Sensorflächenelemente auf den Montageträger überführt (auf diesen aufgebracht), bspw. indem dieser auf die Sensorflächenelemente und den Zwischenträger aufgelegt wird. Die Sensorflächenelemente werden dann an dem Montageträger fixiert. Dies ist bspw. vorteilhaft, wenn für nachfolgende Montageschritte die Montageleisten hinderlich sind.
Um das vorstehend beschriebene Verschieben der Sensorflächenelemente auf dem Montageträger bzw. dem Zwischenträger zu vereinfachen, werden die Sensorflächenelemente auf einem Fluid gelagert und verschoben. Dadurch wird die Reibung zwischen den Sensorflächenelementen und dem Montageträger bzw. dem Zwischenträger signifikant verringert, so dass die Sensorflächenelemente besonders leichtgängig auf dem Montageträger bzw. dem Zwischenträger gleiten können. Vorzugsweise erfolgt das Verschieben insbesondere in diesem Fall durch ein Kippen des Montageträgers bzw. des Zwischenträgers in Richtung auf die beiden Montageleisten. Dadurch wird die Positionierung weiter vereinfacht, da eine direkte Manipulation der Sensorflächenelemente (bspw. durch „Anfassen“ oder zumindest direkten Kontakt mittels eines Manipulators) entfallen kann.
Optional wird als das Fluid durch korrespondierende Öffnungen in dem Montageträger bzw. dem Zwischenträger ein Gas (bspw. Luft) eingeblasen, so dass die Sensorflächenelemente auf einem Luftkissen „aufschwimmen“. Optional werden in diesem Fall die Öffnungen insbesondere im Montageträger nach der Ausrichtung dazu genutzt, die Sensorflächenelemente durch Anlegen eines Unterdrucks an die Öffnungen an dem Montageträger zu fixieren.
In einer alternativen Variante wird als das Fluid eine Flüssigkeit (bspw. ein Alkohol, ein Öl oder dergleichen) herangezogen. Diese Flüssigkeit steigt dabei regelmäßig aufgrund von Kapillareffekten und/oder der Oberflächenspannung an den Au-βenkanten der Sensorflächenelementen hoch und kann somit als Art Kollisionsschutz oder -dämpfer wirken, so dass Beschädigungen der Außenkanten der Sensorflächenelemente durch direkten Kontakt untereinander oder mit den Montageleisten vermieden werden können.
Um eine möglichst vollflächige Überdeckung der gesamten Sensorfläche des Röntgendetektors mit den Sensorflächenelementen mit möglichst wenigen und möglichst kleinen Spalten zu ermöglichen, werden die Sensorflächenelemente in einer vorteilhaften Ausführung vor der Positionierung vermessen. Anschließend werden die Sensorflächenelemente in Abhängigkeit von ihren Außenabmessungen sortiert auf dem Montageträger oder dem Zwischenträger abgelegt. Diese Variante ist insbesondere im Rahmen der vorstehend beschriebenen Verschiebung der Sensorflächenelemente gegen die Montageleisten zweckmäßig, da hier durch unterschiedliche Größen der Sensorflächenelemente Lücken auftreten können. Optional wird hierbei ein Sortieralgorithmus angewendet, mittels dessen eine möglichst flächenfüllende Anordnung von aus einer größeren Anzahl von Sensorflächenelementen als für die „Auskachelung“ des Röntgendetektors erforderlich ausgewählten Sensorflächenelementen berechnet wird. Vorzugsweise werden dabei möglichst gleich große Sensorflächenelemente, d. h. insbesondere mit Abweichungen von weniger als 20 µm untereinander, zur Auskachelung eines Röntgendetektors ausgewählt.
In einer zu der vorstehen beschriebenen Sortierung der Sensorelemente alternativen oder optional auch zusätzlichen Ausführung werden die Sensorflächenelemente derart entlang ihrer Außenkanten besäumt, dass jeweils zwei benachbarte Sensorflächenelemente an ihren einander zugewandten Außenkanten gleichzeitig besäumt werden. Diese Besäumung erfolgt dabei vorzugsweise nach dem Ablegen der Sensorflächenelemente auf dem Montageträger oder dem Zwischenträger (oder gegebenenfalls einem weiteren Sägeträger). Insbesondere werden die Sensorflächenelemente bestimmungsgemäß nebeneinander ausgelegt (vorzugweise auf dem jeweiligen Träger) und anschließend mit einer Säge besäumt. Vorzugweise werden die array-förmig ausgelegten Sensorflächenelemente dabei spalten- und zeilenmäßig besäumt, so dass in einem Besäumungsschritt eine Zeile oder Spalte entlang mehrerer Sensorflächenelemente „abgefahren“ wird. Durch dieses gleichzeitige (beidseitig zur Vorschubrichtung des Besäumungswerkzeugs, konkret des Sägeblatts) Besäumen von zwei Sensorflächenelementen werden vorteilhafterweise an beiden „gegengleiche“ Außenkanten erzeugt, die präzise aneinander gelegt werden können. Dadurch können wiederum die Spaltmaße zwischen diesen Sensorflächenelementen verringert werden. Insbesondere wirken sich die Toleranzen der Besäumung an den benachbarten Sensorflächenelementen meist spiegelbildlich aus.
Vorzugsweise werden die Sensorflächenelemente vor dem Ablegen auf dem Montageträger oder dem Zwischenträger (und vor dem vorstehend beschriebenen Besäumen) mit einem Besäumungsaufschlag in Form gebracht, d. h. zugeschnitten, konkret gesägt. Unter „Besäumungsaufschlag“ wird dabei insbesondere verstanden, dass die Sensorflächenelemente mit größeren Abmessungen, zumindest aber mit gröberen Toleranzen als die Standard- oder Zieltoleranzen in Richtung größerer Außenabmessungen gefertigt werden, so dass die Sensorflächenelemente in diesem unbesäumten Zustand größer als für den Endmontagezustand vorgegeben sind.
In einer weiteren zweckmäßigen Ausführung werden Spalte zwischen den einzelnen Sensorflächenelementen, die beim Positionieren der Sensorflächenelemente auf dem Montageträger auftreten, vor dem Auflegen des oder des jeweiligen Interposers (und vorzugsweise auch vor dem nachträglichen Ausbilden der Pixel) mit einem ersten, vernetzenden Füllmaterial (auch als sogenanntes „Underfill“ bezeichnet) aufgefüllt. Bei diesem ersten Underfill handelt es sich insbesondere um ein vernetzendes Polymer (d. h. insbesondere ein Duroplast), bspw. ein Epoxidharz, ein Acrylat oder dergleichen. Durch dieses erste Underfill werden die Sensorflächenelemente vorteilhafterweise räumlich zueinander fixiert und der Spalt zwischen diesen wird geschlossen. Dadurch kann unter Anderem verhindert werden, dass Medien, bspw. ein weiteres, später eingebrachtes (zweites) Underfill zur Unterfütterung des jeweiligen Interposers an den Sensorflächenelementen, zwischen die einzelnen Sensorflächenelemente eindringen. Außerdem kann vorteilhafterweise verhindert oder zumindest abgemindert werden, dass weitere Bauteile und/oder ein solches zweites Underfill beim Aushärten mechanische Spannungen in die Sensorflächenelemente induzieren, was zu einer unerwünschten Signalinstabilität („Drift-Spot“) unter Röntgenlast führen kann.
In einer vorteilhaften Weiterbildung wird als erstes Underfill die Flüssigkeit zum fluidisch gelagerten Verschieben der Sensorflächenelemente herangezogen. Bei dieser Flüssigkeit handelt es sich beispielsweise um ein Kunstharz mit vorzugsweise niedriger Viskosität, das vorteilhafterweise durch Wärmeeintrag getriggert aushärtet. Somit kann die Ausrichtung der Sensorflächenelemente ohne Risiko der Überschreitung der sogenannten Topfzeit des Kunstharzes (ab der das Kunstharz von dem flüssigen in den gelartigen und damit räumlich gebundenen Zustand übergeht) erfolgen und die Aushärtung des Kunstharzes erst nach der Positionierung der Sensorflächenelemente „gestartet“ werden. Durch die Verwendung des (unausgehärteten) ersten Underfills zur Gleitlagerung der Sensorflächenelemente können vorteilhafterweise Prozessschritte und Material eingespart werden. Optional erfolgt ein Säubern der Kontaktflächen der Sensorflächenelemente nach der Aushärtung und vor der gegebenenfalls nachfolgenden Ausbildung der Pixel. Bspw. wird zum Säubern ein geeignetes Ätzmittel oder ein Lösungsmittel eingesetzt.
In einer zweckmäßigen Ausführung wird als erstes Underfill ein insbesondere geringfügig elektrisch leitfähiges Material herangezogen - insbesondere ein Material mit einem elektrischen Widerstand, dessen Werte bei etwa 100 kΩ bis 1 MΩ liegen. An den Kanten des jeweiligen Sensorflächenelements kann sich dadurch ein Spannungsabfall ausbilden. Aufgrund dieses Spannungsabfalls kann vorteilhafterweise der Verlauf elektrischer Feldlinien an den Kanten (insbesondere in Dickenrichtung) der Sensorflächenelemente geglättet (homogenisiert) werden, wodurch Pixelfehler reduziert werden können.
Insbesondere für den Fall, dass die Pixel nach der Positionierung der Sensorflächenelemente auf dem Montageträger auf den Sensorflächenelementen ausgebildet werden (sowie optional auch, dass die Sensorflächenelemente zur Positionierung gegen die Montageleisten verschoben werden), werden in einer weiteren zweckmäßigen Ausführung die Sensorflächenelemente insbesondere vor dem Auflegen des oder des jeweiligen Interposers mit einer Deckfolie, vorzugsweise der vorstehend genannten, den sogenannten „Dry Film“ bildenden Deckfolie, abgedeckt. Diese Deckfolie wird dabei derart aufgebracht, dass die Spalte zwischen den Sensorflächenelementen bedeckt sind. Vorzugsweise verbleibt diese Deckfolie auf den Sensorflächenelementen, so dass Spalte zwischen den Sensorflächenelemente abgedeckt bleiben. Diese Ausführung ist alternativ oder optional zusätzlich zu der Einbringung des ersten Underfills zwischen die Sensorflächenelemente. Durch diese Deckfolie wird vorteilhafterweise auch das Eindringen des gegebenenfalls weiteren (zweiten) Underfills in die Spalte zwischen den Sensorflächenelementen verhindert. Somit können durch diese Deckfolie auch durch das zweite Underfill bedingte Spannungen verhindert oder zumindest verringert und mithin auch eine Signalinstabilität vermindert werden.
Vorzugsweise stellt die vorstehend beschriebene Deckfolie eine Variante der zur lithographischen Ausbildung der Pixel dienenden Schutzschicht dar und wird hierzu lokal insbesondere lithographisch geöffnet. Somit können durch den Einsatz der Deckfolie vorteilhafterweise zwei Aufgaben (nämlich die Bildung einer Schutzschicht für die Lithographie und die Abdeckung der Spalte) durch nur ein Element abgedeckt werden. Grundsätzlich kommen als Kontaktelemente auf dem jeweiligen Interposer sogenannte „Stud Bumps“ zum Einsatz. Besonders bevorzugt werden aber als Kontaktelemente auf dem oder dem jeweiligen Interposer Metallzylinder (oder -Säulen), insbesondere sogenannte „Copper Pillars“ ausgebildet. Diese weisen insbesondere gegenüber herkömmlichen Stud Bumps eine verbesserte Positionstoleranz (insbesondere untereinander) auf. Optional tragen die Copper Pillars freiendseitig eine Kontaktierungskugel, durch die eine vereinfachte Ausbildung der Kontaktierung mit dem jeweiligen Pixel ermöglicht werden soll.
Insbesondere für den Fall mehrerer Interposer werden diese in einer hinsichtlich der Positionierungsgenauigkeit vorteilhaften Ausführung mittels einer Montagefolie zueinander ausgerichtet. Bei der Montagefolie handelt es sich insbesondere um eine Folie, in die zu den Arrays aus Kontaktelementen komplementäre Öffnungen, insbesondere Löcher bspw. lithographisch oder lasertechnisch eingebracht sind. Diese Öffnungen durchdringen die bestimmungsgemäß angeordneten Kontaktelemente (vorzugsweise die Metallzylinder) eines jeden Interposers, so dass jeder Interposer auf der Montagefolie in Flächenrichtung „eingerastet“ ist. Die Montagefolie wird vorzugsweise anschließend als ein Träger eingesetzt, mittels dessen alle Interposer an ihrer bestimmungsgemäßen Position auf den Sensorflächenelementen abgesetzt werden. Die Montagefolie verbleibt in diesem Fall somit zwischen dem jeweiligen Interposer und den Sensorflächenelementen.
In einer optionalen Weiterbildung wird wenigstens einer der Interposer mittels einer individuellen Anordnung (konkret eines individuellen Musters) der Kontaktelemente, insbesondere der Metallzylinder auf seiner Gegenkontaktfläche und einer komplementären Anordnung der korrespondierenden Öffnungen in der Montagefolie eindeutig auf der Montagefolie ausgerichtet. Der jeweilige Interposer wird also nach einer Art „Schlüssel-Schloss-Prinzip“ individuell auf der Montagefolie angeordnet. Vorzugsweise werden die Muster der Kontaktelemente dabei im Rahmen einer durch die (im Vergleich zur eingenommenen Fläche der Kontaktelemente vorzugsweise größeren) Fläche der einzelnen Pixel möglichen Anordnung ausgebildet. Zudem ist es grundsätzlich auch denkbar, dass bspw. ein einzelnes Kontaktelement ausgelassen wird (d. h. auf dem jeweiligen Interposer fehlt). Optional erfolgt also die Ausbildung des Musters der Kontaktelemente (auch) unter Weglassung eines Kontaktelements.
Des Weiteren wird in einer optionalen Ausführung zur vereinfachten Ausrichtung des jeweiligen Interposers auf der Montagefolie durch deren Öffnungen insbesondere von einer Unterseite her zum erleichterten Verschieben des jeweiligen Interposers in seine Sollposition Luft eingeblasen, so dass der jeweilige Interposer auf einem Luftkissen verschieblich gelagert ist. Weiter optional wird durch die Öffnungen, in die der Interposer mit seinen Kontaktelementen einrasten soll keine Luft eingeblasen, so dass der Interposer dort automatisch einsinkt.
Um die Verwindungssteifigkeit des Röntgendetektors bspw. gegen materialbedingt unterschiedliche Wärme-Ausdehnungen innerhalb des Röntgendetektors zu erhöhen, wird der oder die gegebenenfalls mehreren Interposer in einem insbesondere im Vergleich zu dem Interposer steifen Montagerahmen vormontiert (optional zusätzlich zu der Ausrichtung mittels der vorstehend genannten Montagefolie). Diese Vormontage erfolgt vorzugsweise vor dem Auflegen des oder des jeweiligen Interposers auf die Sensorflächenelemente. Außerdem wird dadurch auch ermöglicht, das Deckelement, konkret die Sammelelektronik auch durch eine flexible Leiterplatte zu bilden.
In einer zweckmäßigen Weiterbildung wird als Material für den Montagerahmen ein Material mit einem vergleichsweise geringen Wärmeausdehnungskoeffizienten (vorzugsweise kleiner 5 ppm/K) herangezogen, z. B. Eisen-Nickel-Legierungen, die unter anderem unter den Markennamen Kovar, Invar oder dgl. bekannt sind.
Zweckmäßigerweise weist der Montagerahmen außenseitig Rahmenleisten auf, die in Auflegerichtung zu den Sensorflächenelementen vorstehen. Diese Rahmenleisten werden beim Auflegen des Montagerahmens mit den darin befestigten Interposern auf die Sensorflächenelemente seitlich über die Kanten der außenliegenden Sensorflächenelemente (d. h. die Sensorflächenelemente, die die Sensorfläche außenseitig begrenzen) geschoben. Dadurch können die außenliegenden Kanten der Sensorflächenelemente vor Beschädigungen durch Kontakt mit anderen Bauteilen geschützt werden. Zweckmäßigerweise werden die Rahmenleisten - oder wenigstens eine dieser - als Spannungszuleitung für das oder das jeweilige im bestimmungsgemäßen Endmontagezustand auf den Sensorflächenelementen angeordnete Spannungsanbindungselement herangezogen. Eine Spannungszuführung mittels flexibler Kabel, die bei abgeknickten Kabeln zu einer Beschädigung der Kanten der Sensorflächenelemente führen kann, kann somit vorteilhafterweise entfallen.
Im Fall mehrerer Interposer weist der Montagerahmen insbesondere kreuzförmig die Innenfläche des Montagerahmens aufteilende Rahmenstege auf. In jedes durch diese Rahmenstege gebildete Fach wird jeweils ein Interposer eingelegt und dabei an den umlaufenden Rahmenstegen und gegebenenfalls den außenliegenden Hauptrahmenstegen des Montagerahmens gehaltert.
In einer zweckmäßigen Ausführung wird als Kraftübertragungselement zum Aufbringen der Montagekraft zur Ausbildung der Kontaktierung zwischen den Sensorflächenelementen und dem jeweiligen Interposer eine Klemmplatte herangezogen. Diese Klemmplatte wird röntgenstrahlungsseitig (insbesondere nach dem Entfernen des Montageträgers) auf die Sensorflächenelemente aufgelegt und vorzugsweise gegen das Deckelement verspannt. Vorzugsweise wird als Material für die Klemmplatte ein röntgentransparentes Material, beispielsweise ein Kunststoff wie Polymethylmethacrylat oder Polycarbonat oder ein Glas herangezogen, so dass die Klemmplatte gegebenenfalls auf den Sensorflächenelementen verbleiben kann. In einer dazu alternativen oder optional zusätzlichen Weiterbildung wird die Klemmplatte nach dem Ausbilden der Kontaktierung - vorzugsweise der vorstehend beschriebenen Pressschweißverbindung - wieder entfernt, um im bestimmungsgemäßen Betrieb eine Abschwächung der Röntgenstrahlung durch die Klemmplatte zu vermeiden. In letzterem Fall wird die Klemmplatte optional auf den Montageträger aufgelegt. Vorzugsweise ist die Klemmplatte gewölbt, so dass auf alle Sensorflächenelemente eine ausreichend hohe Kraft zur Ausbildung der elektrischen Kontakte aufgebracht werden kann. Optional trägt die Klemmplatte das oder das jeweilige Spannungsanbindungselement. Für den Fall, dass die Klemmplatte nach Ausbildung der Kontaktierung zwischen dem jeweiligen Interposer und den Sensorflächenelementen wieder entfernt wird, wird die Klemmplatte in einer optionalen Variante genutzt, um das Spannungsanbindungselement auf den Sensorflächenelemente anzuordnen.
In einer zur der Verwendung der Klemmplatte alternativen und besonders zweckmäßigen Ausführung wird als Kraftübertragungselement eine Folie herangezogen. Mittels dieser Folie wird dabei zunächst eine fluiddichte Packung für eine insbesondere aus den Sensorflächenelementen, dem oder dem jeweiligen Interposer, den Auswerteschaltungen und dem Deckelement gebildeten Vormontageeinheit gebildet. Diese fluiddichte Packung wird anschließend mit Unterdruck beaufschlagt, insbesondere evakuiert. Dadurch schmiegt sich die Folie an die Sensorflächenelemente oder gegebenenfalls an den noch nicht entfernten Montageträger an und ermöglicht vollflächig eine gleichmäßige Kraftausübung auf die Sensorflächenelemente. Lokale Kraftspitzen bspw. aufgrund von Unebenheiten können dabei vorteilhafterweise vermieden werden. Außerdem kann der Kraftwert durch Variation des angelegten Unterdruckwertes gesteuert werden.
In einer zweckmäßigen Weiterbildung wird der vorstehend beschriebene Unterdruck genutzt, um ein zweites Füllmaterial (Underfill) zumindest zwischen die Sensorflächenelemente und den oder den jeweiligen Interposer einzubringen. Vorzugsweise handelt es sich bei dem zweiten Underfill tatsächlich um ein zusätzliches, weiteres Underfill, das durch das erste Underfill - oder optional zusätzlich durch den Dry Film - vom Einfließen in die Spalte zwischen den Sensorflächenelementen gehindert wird. Dadurch können durch die Verarbeitungsschwindung des zweiten Underfills bedingte (mechanische, insbesondere innere) Spannungen in den Sensorflächenelementen verringert oder verhindert werden. Anschließend wird das zweite Underfill ausgehärtet. Alternativ kommt nur das zweite Underfill zum Einsatz, das dann in die Spalte einfließen kann oder - falls vorhanden - vorteilhafterweise durch den Dry Film daran gehindert wird. Das zweite Underfill dient insbesondere in Form einer Verklebung der Sensorflächenelemente mit dem jeweiligen Interposer zur mechanischen Stabilisierung der Kontaktierung (insbesondere der Pressschweißverbindung) zwischen den Sensorflächenelementen und dem jeweiligen Interposer. In diesem Fall wird in einer optionalen Variante die vorstehend beschriebene Folie zur Bildung der fluiddichten Packung nach dem Aushärten des zweiten Underfills wieder entfernt. Für den Fall, dass es sich bei dem zweiten Underfill um ein unter Abgabe von (meist ausgasenden) Nebenprodukten (bspw. Wasser, Ammoniak oder dergleichen) aushärtendes Material (bspw. ein sogenanntes Polykondensat) handelt, wird während der Aushärtung des zweiten Underfills - bspw. in einem Ofen - der Unterdruck weiter aufrecht erhalten, um so die Nebenprodukte kontinuierlich abführen zu können.
In einer alternativen Variante wird das zweite Underfill unabhängig von der Verwendung der vorstehend beschriebenen Folie als Kraftübertragungselement zwischen die Sensorflächenelemente und den jeweiligen Interposer eingebracht, bspw. unter Nutzung der Kapillarwirkung zwischen diesen Bauelementen. Insbesondere kommt das zweite Underfill zweckmäßigerweise auch bei der Verwendung der Klemmplatte zum Einsatz, so dass diese vorteilhafterweise nach dem Aushärten des zweiten Underfills wieder entfernt werden kann und die Sensorflächenelemente dennoch einen hinreichend hohen Zusammenhalt mit dem oder dem jeweiligen Interposer aufweisen.
Der erfindungsgemäße Röntgendetektor ist nach dem vorstehend beschriebenen Montageverfahren hergestellt und weist somit die vorstehend im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Montageverfahren beschriebenen Merkmale sowie Vorteile auf.
Das erfindungsgemäße Röntgengerät, bspw. ein C-Bogen-Röntgengerät weist den vorstehend beschriebenen Röntgendetektor auf. Mithin teilt auch das erfindungsgemäße Röntgengerät die vorstehend im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Montageverfahren beschriebenen Merkmale sowie Vorteile.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:

1 in einer schematischen Seitenansicht einen Röntgendetektor,
2 in einer schematischen Draufsicht Sensorflächenelemente des Röntgendetektors in einem teilmontierten Zustand,
3 in einer vergrößerten, schematischen Detaildarstellung in Seitenansicht den Röntgendetektor in einem weiteren teilmontierten Zustand,
4 in Ansicht gemäß 1 den Röntgendetektor in wiederum einem weiteren teilmontierten Zustand,
5 in Ansicht gemäß 2 ein alternatives Ausführungsbeispiel zur Herstellung des Röntgendetektors,
6 und 7 in Ansicht gemäß 3 zwei alternative Ausführungsbeispiele zur Ausbildung von Pixeln auf den Sensorflächenelementen,
8 und 9 in Ansicht gemäß 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel zur Montage des Röntgendetektors,
10 in Ansicht gemäß 2 wiederum ein weiteres Ausführungsbeispiel zur Montage des Röntgendetektors,
11 und 12 in Ansicht gemäß 2 bzw. 1 ein weiteres Ausführungsbeispiel zur Montage des Röntgendetektors,
13 in Ansicht gemäß 1 ein alternatives Ausführungsbeispiel zur Montage des Röntgendetektors,
14 in Ansicht gemäß 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel des Röntgendetektors,
15 in Ansicht gemäß 1 ein alternatives Ausführungsbeispiel zur Montage des Röntgendetektors, und
16 in einer schematischen Darstellung ein Röntgengerät mit dem Röntgendetektor.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren stets mit gleichen Bezugszeichen versehen.
In 1 ist schematisch ein Ausführungsbeispiel eines Röntgendetektors 1, der konkret als Flat Panel-Detektor ausgebildet ist, dargestellt. Der Röntgendetektor 1 umfasst mehrere in einem Array nebeneinander angeordnete Sensorflächenelemente 4 (vergleiche auch 2). Diese Sensorflächenelemente 4 sind aus einem Röntgenstrahlung direktkonvertierenden Material, konkret Cadmiumtellurid ausgebildet. Auf eine einer Einfallseite 6 der Röntgenstrahlen entgegengesetzten Kontaktseite 8 (siehe 3) sind an den Sensorflächenelementen 4 arrayförmig mehrere Elektroden, die jeweils ein Pixel 10 darstellen, angeordnet. Bei einfallender Röntgenstrahlung wird in dem jeweiligen Sensorflächenelement 4 ein Ladungsträger gebildet, der aufgrund einer an die Einfallseite 6 und die Kontaktseite 8 der Sensorflächenelemente 4 angelegten Absaugspannung in Richtung auf die Kontaktseite 8 wandert. Die Absaugspannung weist dabei regelmäßig Werte im Bereich von etwa -1000 V auf. An den Pixeln 10 können dann die in dem oberhalb des jeweiligen Pixels 10 angeordneten Bereich des Sensorflächenelements 4 generierten Ladungsträger registriert werden. Dadurch kann ein besonders hoch aufgelöstes Messsignal für die im Bereich eines jeden Pixels 10 einfallende Röntgenstrahlung generiert werden.
Zur Registrierung der Ladungsträger, sowie zum Anlegen der Absaugspannung - sind die Pixel 10 eines jeden Sensorflächenelements 4 mit einer jeweils zugeordneten Auswerteschaltung, hier konkret ein ASIC 12 signalübertragungstechnisch kontaktiert. Auf der Einfallseite 6 sind die Sensorflächenelemente 4 mit einem Spannungsanbindungselement 14 kontaktiert, das zum Anlegen der Absaugspannung dient. Da die ASICs 12 in Flächenrichtung 16 des Röntgendetektors 1 gesehen kleiner sind als die Sensorflächenelemente 4, ist zur Kontaktierung der den jeweiligen Pixeln 10 zugeordneten Eingangskanäle eines jeden ASICs 12 ein Interposer 18 zwischen die Sensorflächenelemente 4 und die ASICs 12 geschaltet. Zur vereinfachten Montage sind im dargestellten Ausführungsbeispiel gemäß 1 in Zeichnungsblatt-Flächenrichtung zwei Interposer 18 nebeneinander angeordnet. Jeder der Interposer 18 trägt auf einer der Kontaktseite 8 der Sensorflächenelemente 4 im bestimmungsgemäßen Montagezustand zugewandten Gegenkontaktseite 20 mehrere Kontaktelemente 22, die jeweils den Pixeln 10 zugeordnet sind. Mittels dieser Kontaktelemente 22 sind im bestimmungsgemäßen Endmontagezustand (vgl. 1) die Pixel 10 mit den jeweils zugeordneten ASICs 12 signalübertragungstechnisch kontaktiert. Um die mittels der ASICs 12 erfassten und vorverarbeiteten Messsignale an eine dem Röntgendetektor 1 übergeordnete Auswerteeinheit weiterleiten zu können, sind die jeweiligen ASICs 12 mit einer Sammelelektronik 24 (die ein unterseitiges Deckelement bildet) signalübertagungstechnisch kontaktiert und abgedeckt.
Um (Montage-)Spalte 26, die fertigungsbedingt zwischen den jeweiligen Sensorflächenelementen 4 auftreten, zu verkleinern und damit gegebenenfalls durch zu große Spalte 26 hervorgerufenen Röntgenbildartefakte oder zumindest blinde Stellen auf dem Detektor zu vermeiden oder zu verringern, wird ein im Folgenden näher beschriebenes Montageverfahren zur Herstellung des Röntgendetektors 1 durchgeführt. Konkret werden dabei die jeweiligen Sensorflächenelemente 4 nicht durch Löten zu einer Subeinheit („Hybrid“) mit dem jeweiligen ASIC 12 verbunden und anschließend auf der Sammelelektronik 24 montiert. Denn aufgrund der bei einem Lötprozess auftretenden Fertigungstoleranzen können Spaltmaße für die Spalte 26 von bspw. unter 40 µm nicht mit hinreichender Sicherheit oder nur unter hohem Aufwand eingehalten werden. Vielmehr werden die Sensorflächenelemente 4 zunächst mit ihrer Einfallseite 6 auf einem Montageträger 30 positioniert und fixiert. Anschließend werden die Interposer 18 auf die Sensorflächenelemente 4 aufgelegt (vgl. 3). Die Ausbildung der Kontaktierung zwischen den Interposern 18 und den Sensorflächenelementen 4 erfolgt im Ausführungsbeispiel gemäß 1 dadurch, dass eine aus Spannungsanbindungselement 14, den Sensorflächenelementen 4, den Interposern 18, den ASICs 12 und der Sammelelektronik 24 gebildete Vormontageeinheit mittels einer Klemmplatte 32 zusammengedrückt wird. Dabei erfolgt meist eine Verformung der Kontaktelemente 22 an den Pixeln 10, wodurch eine hinreichend gute elektrische Kontaktierung konkret durch eine Pressschweißverbindung ausgebildet wird. Ein Lötprozess mit dem dabei verbundenen Risiko, dass sich die Kontaktelemente 22 zu den Pixeln 10 in Flächenrichtung 16 verschieben, kann somit verringert werden. Außerdem können die Sensorflächenelemente 4 unabhängig von den Interposern 18 und somit auch mit einem besonders geringen Spaltmaß zueinander auf dem Montageträger 30 angeordnet werden.
Wie in 3 näher dargestellt ist, weisen die Kontaktelemente 22 in Flächenrichtung 16 gesehen kleinere Außenabmessungen als die Pixel 10 auf. Dadurch wird wiederum ermöglicht, Positionstoleranzen der Kontaktelemente 22 und/oder der Pixel 10 abzufangen und eine hinreichend präzise Kontaktierung der einzelnen Kontaktelemente 22 mit den jeweiligen bestimmungsgemäß zugeordneten Pixeln 10 zu ermöglichen. Bei den Kontaktelementen 22 handelt es sich alternativ um sogenannte Stud Bumps (aus Gold) oder um Copper Pillars. Letztere weisen den Vorteil auf, dass sie mit gegenüber den Stud Bumps signifikant niedrigeren Toleranzen gefertigt und positioniert werden können.
Zur Fixierung und zum Schutz der Kontakte zwischen den Kontaktelementen 22 und den Pixeln 10 wird nach dem Verspannen der Klemmplatte 32 (konkret gegen die Sammelelektronik 24) zwischen die Sensorflächenelemente 4 und die Interposer 18 ein als „Underfill 34“ bezeichnetes Füllmaterial eingebracht und anschließend ausgehärtet. Dieses Underfill 34 verklebt die Sensorflächenelemente 4 und die Interposer 18 miteinander. Dadurch kann in einem optionalen Ausführungsbeispiel die Klemmplatte 32 nach dem Aushärten des Underfills 34 auch wieder entfernt werden.
In 4 ist der Montageschritt des Verspannens der Klemmplatte 32 näher dargestellt. Die Klemmplatte 32 ist dabei an wenigstens zwei gegenüberliegenden Enden von den Sensorflächenelementen 4 weg gebogen, sodass sich beim Verspannen der Klemmplatte 32 diese nacheinander an alle Sensorflächenelemente 4 anlegt und eine zur Ausbildung der Kontaktierung zwischen den Kontaktelementen 22 den Pixeln 10 ausreichende Montagekraft aufbringt.
In dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die jeweiligen Sensorflächenelemente 4 bereits vorab mit dem jeweiligen Pixelarray versehen (in 2 ist beispielhaft nur ein Sensorflächenelement 4 mit seinen Pixeln 10 dargestellt). Dadurch können sich aufgrund von Positionierungsschwankungen zwischen den einzelnen Sensorflächenelementen 4 Verzerrungen der über die jeweiligen Sensorflächenelemente 4 hinweglaufenden Pixelspalten und Pixelzeilen ergeben.
In einem alternativen Ausführungsbeispiel des Montageverfahrens (s. 5) werden die Pixel 10 deshalb erst nach der Positionierung der Sensorflächenelemente 4 auf dem Montageträger 30 auf die jeweiligen Sensorflächenelemente 4 aufgebracht. Die Pixel 10 werden dabei mit einem „globalen“ Raster über alle Sensorflächenelemente 4 hinweg erzeugt. Somit können alle Pixelspalten und Pixelzeilen über den gesamten Röntgendetektor 1 hinweg - zumindest im Rahmen der Fertigungstoleranzen für die Pixel 10 - geradlinig verlaufen. In 5 ist außerdem beispielhaft und stark überzeichnet eine Fertigungs- und Positionierungsungenauigkeit der einzelnen Sensorflächenelemente 4 dargestellt. Aufgrund unterschiedlicher Größen (d. h. Außenabmessungen) der jeweiligen Sensorflächenelemente 4 sowie aufgrund von Positionierungsschwankungen beim Bestücken des Montageträgers 30 variieren auch die Spaltmaße der zwischen den Sensorflächenelementen 4 verlaufenden Spalte 26. Aufgrund des festen (globalen) Pixelrasters kann es somit dazu kommen, dass manche Pixel 10 an einer Aussenkante 40 eines einzelnen Sensorflächenelements 4 selbst „angeschnitten“, d. h. nicht vollflächig ausgebildet werden. Dies ist in 5 bei dem links unten abgebildeten Sensorflächenelement 4 überzeichnet dargestellt. Versuche haben hier allerdings gezeigt, dass um 50 %, zumindest aber um maximal 20-30 % verkleinerte Pixel 10 einen für eine ausreichende Bildqualität hinreichend hohen Signalbeitrag liefern können.
In 6 ist die (nachträgliche) Ausbildung der Pixel 10 näher dargestellt. Die Ausbildung der Pixel 10 erfolgt hierbei lithographisch. Das heißt, dass zunächst ein Lithographielack 42 auf die Sensorflächenelemente 4 aufgebracht und anschließend an den Zielpositionen der einzelnen Pixel 10 lithographisch geöffnet, konkret frei geätzt wird. Auf die dadurch freigelegte Kontaktfläche 8 des jeweiligen Sensorflächenelements 4 wird dann durch ein stromloses Depositionsverfahren der jeweilige Pixel 10 durch eine metallische Schicht (konkret eine sogenannte „under bump metalization“) ausgebildet. Nach Ausbildung der jeweiligen Pixel 10 wird der Lithographielack 42 von den Sensorflächenelementen 4 und gegebenenfalls auch von dem Montageträger 30 entfernt. In einem nicht näher dargestellten Ausführungsbeispiel wird eine Benetzung der Außenkanten der Sensorflächenelemente 4 mit dem Lithographielack 42 bspw. mittels einer Abdeckung oder Beschichtung verhindert.
In einem in 7 näher dargestellten alternativen Ausführungsbeispiel wird anstelle des Lithographielacks 42 eine als „Dry Film 44“ bezeichnete Abdeckfolie auf die Sensorflächenelemente 4 aufgebracht. Die Ausbildung der einzelnen Pixel 10 erfolgt auch in diesem Ausführungsbeispiel lithographisch in Anlehnung an das Ausführungsbeispiel gemäß 6. Der Dry Film 44 wird allerdings nach Ausbildung der Pixel 10 auf den Sensorflächenelementen 4 belassen, sodass durch den Dry Film 44 verhindert wird, dass die Spalte 26 später mit dem Underfill 34 aufgefüllt werden.
In 8 und 9 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des Montageverfahrens, konkret des Prozessschritts zur Positionierung der einzelnen Sensorflächenelemente 4 auf dem Montageträger 30 dargestellt. Der Montageträger 30 weist in diesem Fall zwei rechtwinklig zueinander stehende Montageleisten 46 auf, die jeweils als Anschlagkante für die Sensorflächenelemente 4 dienen. Die Sensorflächenelemente 4 werden hierbei nach dem in Form schneiden (vorzugsweise durch einen Sägeprozess) bezüglich ihrer Außenabmessungen (d. h. Länge und Breite) vermessen und mittels eines Sortierungsalgorithmus derart vorsortiert, dass sich bei entsprechender Ablage der Sensorflächenelemente 4 auf dem Montageträger 30 eine möglichst vollflächige Überdeckung der bestimmungsgemäßen Detektor-Gesamtfläche ergibt. Nach dem Ablegen der einzelnen Sensorflächenelemente 4 (gemäß der Vorsortierung) werden diese gegen die beiden Montageleisten 46 verschoben. Dadurch richten sich die Sensorflächenelemente 4 selbsttätig aneinander aus, sodass sich besonders geringe Spaltmaße für die Spalte 26 einstellen. Zum Verschieben der Sensorflächenelemente 4 wird der Montageträger 30 - wie in 9 mittels der beiden Pfeile angedeutet - in Richtung auf die beiden Montageleisten 46 verkippt. Um ein besonders leichtgängiges Gleiten der Sensorflächenelemente 4 auf dem Montageträger 30 zu ermöglichen, liegen die Sensorflächenelemente 4 auf einem Fluid auf, konkret auf einer Flüssigkeit oder auf einem durch entsprechende Löcher in dem Montageträger 30 eingeblasenen Luftkissen. Die Flüssigkeit kann dabei in die Spalte 26 aufsteigen und beim Verschieben der Sensorflächenelemente 4 auch ein Anschlagen der Außenkanten 40 aneinander verhindern oder zumindest dämpfen.
In einem nicht näher dargestellten Ausführungsbeispiel wird die zum Verschieben der Sensorflächenelemente 4 verwendete Flüssigkeit durch ein vernetzendes (aushärtbares) Material, beispielsweise ein Epoxidharz gebildet, mittels dessen eine Fixierung der Sensorflächenelemente 4 aneinander durch die in die Spalte 26 aufgestiegene Flüssigkeit ermöglicht wird. Diese Flüssigkeit bildet in diesem Fall ein weiteres Underfill 48 (vergleiche 14). Auf die Flachseiten der Sensorflächenelemente 4 geflossenes Underfill 48 wird optional nach dem Aushärten entfernt.
In einem weiteren, nicht näher dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Montageträger 30 des Ausführungsbeispiels in 8 und 9 durch einen Zwischenträger ersetzt. Die Sensorflächenelemente 4 werden somit zunächst zum Ausrichten auf diesem Zwischenträger verschoben und anschließend im ausgerichteten Zustand auf den Montageträger 30 überführt.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel des Positionierungsschritts der Sensorflächenelemente 4 auf dem Montageträger 30 werden die Sensorflächenelemente 4 nicht wie vorstehend beschrieben vermessen und vorsortiert. Vielmehr werden die Sensorflächenelemente 4 gegenüber ihrer Zielabmessungen (in 10 mittels langgestrichenen Rahmenlinien 50 angedeutet) mit einem Besäumungsaufschlag 52 in Form gebracht. Anschließend werden die Sensorflächenelemente 4 auf einem Sägeträger 53 positioniert und anschließend besäumt. Zum Besäumen wird eine Säge verwendet, die entlang von (durch gepunktete Linien dargestellte) Sägestraßen 54 geführt wird. Die Sensorflächenelemente 4 sind dabei derart angeordnet, dass die Säge beim Abfahren einer zwischen zwei Sensorflächenelementen 4 verlaufenden Sägestraße 54 gleichzeitig beide benachbarten Sensorflächenelemente 4 besäumt. Dadurch werden fertigungsbedingte Schwankungen beim Besäumen gegengleich an den Außenkanten 40 beider benachbarter Sensorflächenelemente 4 abgebildet. Diese beiden Sensorflächenelemente 4 passen somit mit ihren jeweils zugewandten Außenkanten 40 nahezu exakt aneinander. Die derart besäumten Sensorflächenelemente 4 werden dann in gleicher Abfolge auf den Montageträger 30 überführt und mittels des anhand der 8 und 9 beschriebenen Positionierungsverfahrens - unter Wegfall der Vorsortierung - zueinander ausgerichtet. Dadurch können die zwischen den einzelnen Sensorflächenelementen 4 angeordneten Spalte 26 weiter verringert werden.
In den 11 und 12 ist ein Ausführungsbeispiel zur Ausrichtung der Interposer 18 zueinander dargestellt. Dabei wird ein Montagerahmen 60 verwendet, in dem die einzelnen Interposer 18 vormontiert werden. Der Montagerahmen 60 weist dabei außenseitig umlaufend einen rechteckig ringförmig geschlossenen Hauptrahmensteg 62 auf, an dem innenseitig zwei sich kreuzende Rahmenstege 64 angeordnet sind. Die Rahmenstege 64 unterteilen dabei die Innenfläche des Montagerahmens 60 in mehrere (im vorliegenden Ausführungsbeispiel gemäß 11 vier) Rahmenfächer 66. In diesen Rahmenfächern 66 wird jeweils ein Interposer 18 eingelegt und an den Rahmenstegen 64 und dem Hauptrahmensteg 62 befestigt (vergleiche 12). An dem Hauptrahmensteg 62 sind außerdem auch Rahmenleisten 68 ausgebildet, die ringförmig umlaufend im bestimmungsgemäßen Vormontagezustand (vergleiche 12) in Richtung auf die Sensorflächenelemente 4 vorstehen. Die Rahmenleisten 68 bilden dabei eine Ausrichthilfe zum Ausrichten des Montagerahmens 60 gegenüber den Sensorflächenelementen 4. Zusätzlich bilden die Rahmenleisten 68 auch einen Kantenschutz für die Sensorflächenelemente 4 im bestimmungsgemäßen Endmontagezustand. Der Montagerahmen 60 ist aus einer Metalllegierung mit geringem Wärmeausdehnungskoeffizienten gebildet. Dadurch kann der Montagerahmen 60 auch bei wechselnden Einsatztemperaturen des Röntgendetektors 1 zur Formstabilität des Röntgendetektors 1 beitragen. Des Weiteren kann die Sammelelektronik 24 aufgrund der Steifigkeit des Montagerahmens 60 auch durch eine flexible Leiterplatte ausgebildet werden, ohne dass Stabilitätseinbußen an dem gesamten Röntgendetektor 1 auftreten.
In einem optionalen Ausführungsbeispiel (nicht näher dargestellt) wird zumindest eine der Rahmenleisten 68 zur Kontaktierung des Spannungsanbindungselements 14 herangezogen. Eine separate, kabelgebundene Spannungszuführung zum Spannungsanbindungselement 14 kann somit entfallen.
In 13 ist ein alternatives Ausführungsbeispiel zur Positionierung und Ausrichtung der Interposer 18 dargestellt. Die Interposer 18 werden dabei mit ihren Kontaktelementen 22 - die in diesem Ausführungsbeispiel konkret durch die Copper Pillars gebildet sind - auf eine Montagefolie 70 aufgelegt. In dieser Montagefolie 70 (die mittels eines Spannrahmens 72 aufgespannt ist) sind zu den Kontaktelementen 22 korrespondierende Öffnungen (konkret: Löcher) eingebracht. Diese Löcher sind dabei durch hochpräzise Fertigungstechniken wie beispielsweise Laserstrahlbohren oder Ätzverfahren in die Montagefolie 70 eingebracht. Dadurch können die einzelnen Interposer 18 mit hoher Präzision und mit geringen Abständen zueinander auf der Montagefolie 70 angeordnet und ausgerichtet werden. In einer optionalen Variante dieses Ausführungsbeispiels sind zumindest manche der Kontaktelemente 22 eines Interposers 18 in einem individuellen Muster auf der Gegenkontaktfläche 20 des Interposers 18 angeordnet. Entsprechend sind auch die dem spezifischen Interposer 18 zugewiesenen Löcher in der Montagefolie 70 mit diesem individuellen Muster angeordnet. Dadurch ergibt sich eine eindeutige Positionierung und Ausrichtung für jeden individuellen Interposer 18 auf der Montagefolie 70. Zum Ausrichtung des jeweiligen Interposers 18 auf der Montagefolie 70 wird beispielsweise Luft durch die Löcher in der Montagefolie 70 geblasen, sodass der jeweilige Interposer 18 auf einem Luftkissen aufliegt und somit besonders leichtgängig verschoben werden kann. In dem Bereich, in dem der jeweilige Interposer 18 mit seinen Kontaktelementen 22 in die zugeordneten Löcher der Montagefolie 70 einsinken soll, wird in diesem Fall keine Luft mehr durch die entsprechenden Löcher eingeblasen.
In 14 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des Röntgendetektors 1 dargestellt. Das zwischen die einzelnen Sensorflächenelemente 4 eingebrachte Underfill 48 (das ein Einfließen des Underfills 34 in die Spalte 26 zwischen den Sensorflächenelementen 4 verhindern soll) ist in diesem Fall durch ein elektrisch leitfähiges Material, konkret ein mit elektrisch leitfähigen Partikeln gefülltes Epoxidharz gebildet. Elektrische Feldlinien 74 der zwischen dem Spannungsanbindungselement 14 und dem Interposer 18 angelegten Absaugspannung können so im Kantenbereich der einzelnen Sensorflächenelemente 4 „homogenisiert“ werden. Anderenfalls können aufgrund von fertigungsbedingten Kantendefekten der Sensorflächenelemente 4 randnahe Feldlinien 76 (dargestellt durch eine punktierte Linie) einen unregelmäßigen Verlauf aufweisen, der wiederum das Messergebnis beeinflussen kann.
In 15 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel zur Ausbildung der Kontaktierung zwischen den Sensorflächenelementen 4, konkret deren Pixeln 10 und den Kontaktelementen 22 der Interposer 18 dargestellt. Anstatt mittels der Klemmplatte 32 des Ausführungsbeispiels gemäß 1 bis 5 wird die zur Ausbildung der Kontaktierung erforderliche Montagekraft mittels einer Folie 78 aufgebracht. Eine aus dem Montageträger 30, den Sensorflächenelementen 4, den Interposern 18 und der Sammelelektronik 24 gebildete Vormontageeinheit wird dabei in einen topfartigen Halterahmen 80 eingelegt. Dieser Halterahmen 80 wird mit der Folie 78 zu einer fluiddichten Packung verschlossen. Anschließend wird der Packungsinnenraum mittels einer Vakuumpumpe 82 evakuiert. Dadurch schmiegt sich die Folie 78 (nicht näher dargestellt) vollflächig an den Montageträger 30 an und übt über die gesamte Fläche des Montageträgers 30 eine gleichmäßige Kraft auf den Montageträger 30 auf. Der Wert dieser ausgeübten Montagekraft kann dabei durch den Wert des mittels der Vakuumpumpe 82 angelegten Unterdrucks gesteuert werden. Im in 15 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Interposer 18 in dem Montagerahmen 60 angeordnet. Die in 15 dargestellte Vorgehensweise lässt sich aber auch ohne weiteres auf alle vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele anwenden.
Der im Packungsinnenraum angelegte Unterdruck wird nach dem Ausbilden der Kontaktierung auch dazu genutzt, die Zwischenräume zwischen den Interposern 18 und den Sensorflächenelementen 4 und auch zwischen den Interposern 18 und der Sammelelektronik 24 mit dem Underfill 34 zu verfüllen. Dazu ist der Halterahmen 80 von insbesondere mehreren Underfill-Einströmkanälen 84 durchbrochen, die pipettenartig eine Zuführung des Underfills 34 an die erforderlichen Stellen der Vormontageeinheit ermöglichen.
In 16 ist ein Röntgengerät 90, konkret ein C-Bogen-Gerät dargestellt. Dieses weist eine Röntgenquelle 92 auf, die im Betrieb des Röntgengeräts 90 Röntgenstrahlung 94 emittiert. In Gegenüberstellung zu der Röntgenquelle 92 ist an einem C-Bogen 96 des Röntgengeräts 90 der Röntgendetektor 1 gehaltert. Die Röntgenquelle 92 und der Röntgendetektor 1 sind mittels des C-Bogens 96 relativ zu einer Patientenliege 98 beweglich angeordnet. Zur Auswertung der mittels des Röntgendetektors 1 erfassten Röntgenstrahlung (konkret der mittels der ASICs 12 vorverarbeiteten Messsignale) ist der Röntgendetektor 1 (konkret die Sammelelektronik 24) mit einem Steuerrechner, auch als Bildverarbeitungsrechner 100 bezeichnet, der die vorstehend beschriebene übergeordnete Auswerteeinheit bildet, signalübertragungstechnisch verbunden. Zur Steuerung der Röntgenquelle 92 ist auch diese mit dem Bildverarbeitungsrechner 100 verbunden.
Der Gegenstand der Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr können weitere Ausführungsformen der Erfindung von dem Fachmann aus der vorstehenden Beschreibung abgeleitet werden. Insbesondere können die anhand der verschiedenen Ausführungsbeispiele beschriebenen Einzelmerkmale der Erfindung und deren Ausgestaltungsvarianten auch in anderer Weise miteinander kombiniert werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102014213734 A1 [0004]
DE 102014221829 A1 [0005]
DE 102014225396 B3 [0006]

Claims

Montageverfahren für die Herstellung eines Röntgendetektors (1), wobei verfahrensgemäß - eine Mehrzahl von aus einem röntgenstrahlungssensitiven Material gebildeten Sensorflächenelementen (4) auf einem Montageträger (30) positioniert wird, - auf eine, dem Montageträger (30) entgegengesetzte, in eine Mehrzahl von Pixeln (10) unterteilte Kontaktseite (8) eines jeden Sensorflächenelements (4) ein Interposer (18) derart aufgelegt wird, dass auf einer den Sensorflächenelementen (4) zugewandten Gegenkontaktseite (20) des Interposers (18) angeordnete Kontaktelemente (22) jeweils ein Pixel (10) kontaktieren, und - auf eine der Gegenkontaktseite (20) des Interposers (18) entgegengesetzte Schaltungsseite des Interposers (18) für jedes Sensorflächenelement (4) jeweils eine Auswerteschaltung (12) aufgebracht wird.
Montageverfahren nach Anspruch 1, wobei die Kontaktierung zwischen dem jeweiligen Sensorflächenelement (4) und dem Interposer (18) lötfrei erfolgt.
Montageverfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei schaltungsseitig ein die Auswerteschaltungen (12) überdeckendes Deckelement (24) aufgebracht wird, - der Montageträger (30) entfernt wird, und - ein Kraftübertragungselement (32,78) auf die Sensorflächenelemente (4) oder den Montageträger (30) aufgebracht wird und mittels des Kraftübertragungselements (32,78) eine Montagekraft auf die Sensorflächenelemente (4) zur Ausbildung einer elektrisch leitfähigen Verbindung mit dem Interposer (18) aufgebracht wird.
Montageverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei mittels des Montageträgers (30) ein Spannungsanbindungselement (14) an die Sensorflächenelemente (4) angebracht wird.
Montageverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Interposer (18) mehrere Sensorflächenelemente (4) überdeckt.
Montageverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die jeweilige Auswerteschaltung (12) auf dem Interposer (18) montiert wird bevor der Interposer (18) auf die Kontaktseite (8) des jeweiligen Sensorflächenelements (4) aufgelegt wird.
Montageverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die jeweilige Auswerteschaltung (12) in Flächenrichtung (12) gesehen kleiner ist als das jeweils zugeordnete Sensorflächenelement (4).
Montageverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Kontaktseite (8) eines jeden Sensorflächenelements (4) erst nach der Positionierung auf dem Montageträger (30) in die Pixel (10) unterteilt wird.
Montageverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei an dem Montageträger (30) oder einem Zwischenträger zwei zueinander benachbarte und in einem Winkel zueinander ausgerichtete Montageleisten (46) angeordnet sind, wobei die Sensorflächenelemente (4) auf den Montageträger (30) oder den Zwischenträger aufgelegt werden und zur Positionierung gegen die Montageleisten (46) verschoben werden.
Montageverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Sensorflächenelemente (4) derart entlang ihrer Außenkanten (40) besäumt werden, dass jeweils zwei benachbarte Sensorflächenelemente (4) an ihren einander zugewandten Außenkanten (40) gleichzeitig besäumt werden.
Montageverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei beim Positionieren der Sensorflächenelemente (4) auf dem Montageträger (30) auftretende Spalte (26) zwischen den einzelnen Sensorflächenelementen (4) vor dem Auflegen des Interposers (18) mit einem ersten, vernetzenden Füllmaterial (48) aufgefüllt werden.
Montageverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei nach dem Positionieren der Sensorflächenelemente (4) auf dem Montageträger (30) die Sensorflächenelemente (4) mit einer Deckfolie (44) abgedeckt werden.
Montageverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei als Kontaktelemente (22) auf dem Interposer (18) Metallzylinder ausgebildet werden.
Montageverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei mehrere Interposer (18) auf die Sensorflächenelemente (4) aufgelegt werden und wobei die jeweiligen Interposer (18) mittels einer Montagefolie (70), die die Kontaktelemente (22) eines jeden Interposers (18) durch vorgegebene Öffnungen durchdringen, zueinander ausgerichtet werden.
Montageverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei der oder die gegebenenfalls mehreren Interposer (18) in einem Montagerahmen (60) vormontiert werden.
Montageverfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 15, wobei als Kraftübertragungselement eine Klemmplatte (32) herangezogen wird, die röntgenstrahlungsseitig auf die Sensorflächenelemente (4) oder den Montagträger (30) aufgelegt und gegen das Deckelement (24) verspannt wird.
Montageverfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 15, wobei als Kraftübertragungselement eine Folie (78) herangezogen wird, mittels derer eine fluiddichte Packung für eine aus den Sensorflächenelementen (4), dem oder dem jeweiligen Interposer (18), den Auswerteschaltungen (12) und dem Deckelement (24) gebildete Vormontageeinheit gebildet wird, und wobei die fluiddichte Packung mit Unterdruck beaufschlagt wird.
Montageverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei insbesondere unter Nutzung des Unterdrucks ein zweites Füllmaterial (34) zumindest zwischen die Sensorflächenelemente (4) und den oder den jeweiligen Interposer (18) eingebracht wird.
Röntgendetektor (1) hergestellt durch ein Montageverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18.
Röntgengerät (90) mit einem Röntgendetektor (1) nach Anspruch 19.