DE112021005396T5 - Modulanordnung zur erfassung von röntgenstrahlung - Google Patents

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Harald ETSCHMAIER
Fabian HUBER
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Ams Osram AG
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Abstract

Eine Modulanordnung (10) zur Erfassung von Röntgenstrahlung umfasst einen Röntgensensor (100), der derart ausgestaltet ist, dass er ein Photon der Röntgenstrahlung empfängt und als Reaktion auf das empfangene Photon ein elektrisches Signal liefert. Die Modulanordnung (10) umfasst ferner eine System-in-Package-Struktur (200) zur Verarbeitung des elektrischen Signals, wobei die System-in-Package-Struktur (200) einen Eingangs-/Ausgangsanschluss (201), einen ersten Interposer (210) und einen zweiten Interposer (220) sowie eine integrierte Schaltung (230) umfasst, die in einer gestapelten Anordnung in der System-in-Package-Struktur (200) angeordnet sind. Die Package-Struktur (200) kann an allen vier seitlichen Seiten montiert werden und ist somit vierseitig auf Stoß montierbar, so dass an allen vier Seiten zusammenhängende Module ohne einen Spalt zwischen den Pixeln aufgebaut werden können, um Daten von großpixeligen Detektoren des Röntgensensors (100) auszulesen.

Description

  • Technischer Bereich
  • Die Offenbarung bezieht sich auf eine Modulanordnung zur Erfassung von Röntgenstrahlung, die in einer Computertomographie-Anwendung verwendet werden kann. Die Offenbarung bezieht sich ferner auf einen Röntgendetektor und eine Vorrichtung zur medizinischen Diagnostik, die den Röntgendetektor umfasst. Die Offenbarung bezieht sich auch auf ein Verfahren zur Herstellung einer Modulanordnung zur Erfassung von Röntgenstrahlung.
  • Hintergrund
  • In Röntgengeräten wird die von einem Röntgenstrahler ausgesandte Röntgenstrahlung nach dem Durchgang durch ein Objekt, z. B. menschliches Gewebe, erfasst und ausgewertet. In der Röntgendiagnostik wird die Computertomographie seit langem zur Aufnahme hochauflösender Röntgenbilder eingesetzt.
  • Herkömmliche Computertomographen verwenden ein indirektes Konversionsprinzip, um Photonen von Röntgenstrahlen in elektrische Signale umzuwandeln. Die Röntgenstrahlen werden zunächst mithilfe eines Szintillatormaterials in sichtbares Licht umgewandelt, und dann wird das sichtbare Licht in ein elektrisches Signal umgewandelt.
  • Die neue Generation von Computertomographen nutzt ein direktes Umwandlungsprinzip. Bei der so genannten Photonenzähl-Computertomographie wird ein Detektormaterial verwendet, das Röntgenstrahlung direkt in Ladung umwandelt. In einem Photonenzählsystem werden das Auftreten von einzelne Röntgenphotonen erfasst und gezählt, wobei die Systemantwort von der Photonenenergie abhängt, wodurch sich spektrale Informationen gewinnen lassen.
  • Sowohl in der konventionellen Computertomographie als auch in der Photonenzähl-Computertomographie wird ein großer Röntgendetektor benötigt. Die Montage eines großen Röntgendetektors erfordert vier seitlich aneinanderstoßbare Module, um den Bildbereich des Detektors in alle Richtungen zu erweitern. Unmittelbar aneinander liegende Module ohne Lücke zwischen den Pixeln können an allen vier Seiten montiert werden.
  • Es besteht der Wunsch, eine Modulanordnung zur Erfassung von Röntgenstrahlung bereitzustellen, die eine an vier Seiten montierbare Baugruppe aufweist, die den Aufbau eines Röntgendetektors mit einer großen Detektorfläche ermöglicht, der z. B. in der Computertomographie eingesetzt werden kann.
  • Ein weiterer Wunsch ist es, einen Röntgendetektor mit einer großen Detektorfläche zur Verfügung zu stellen, der zum Beispiel in der Computertomographie eingesetzt werden kann.
  • Ein weiterer Wunsch ist die Bereitstellung einer Vorrichtung zur medizinischen Diagnostik mit einem großen Röntgendetektor, der mit sehr hohen Zählraten arbeitet.
  • Darüber hinaus besteht die Notwendigkeit, ein kostengünstiges Verfahren zur Herstellung eines Moduls zur Erfassung von Röntgenstrahlung bereitzustellen.
  • Zusammenfassung
  • Eine Modulanordnung zur Erfassung von Röntgenstrahlung mit einer an vier Seiten auf Stoß montierbaren Konfiguration, die den Aufbau eines großen Röntgendetektors ermöglicht, ist im Patentanspruch 1 angegeben.
  • Eine Modulanordnung zur Erfassung von Röntgenstrahlung umfasst einen Röntgensensor, der derart ausgestaltet ist, dass er ein Photon der Röntgenstrahlung empfängt und als Antwort auf das empfangene Photon ein elektrisches Signal liefert. Die Modulanordnung umfasst ferner eine System-in-Package-Struktur zum Verarbeiten des elektrischen Signals. Die System-in-Package-Struktur umfasst einen Eingangs-/Ausgangsanschluss, einen ersten Interposer und einen zweiten Interposer sowie eine integrierte Schaltung. Der erste Interposer und der zweite Interposer und die integrierte Schaltung sind in einer gestapelten Anordnung in der System-in-Package-Struktur angeordnet.
  • Die integrierte Schaltung ist zur Auswertung des elektrischen Signals ausgebildet. Der erste Interposer ist derart ausgestaltet, dass er eine elektrische Verbindung zwischen dem Röntgensensor und der integrierten Schaltung herstellt. Der zweite Interposer ist derart ausgestaltet dass er eine elektrische Verbindung zwischen der integrierten Schaltung und dem Eingangs-/Ausgangsanschluss herstellt.
  • Die Modulanordnung verfügt über eine System-in-Package-Architektur, die es ermöglicht, ein an vier Seiten auf Stoß aneinander liegendes Modul zu bauen, das Daten von großen, pixelbehafteten Detektoren des Röntgensensors ausliest. Die Package-Struktur kann an allen vier Seiten montiert werden und ist somit an vier Seiten auf Stoß montierbar. Eine Vielzahl von Modulen kann so nebeneinander angeordnet werden, um einen großen zusammenhängenden röntgenempfindlichen Bereich des Röntgendetektors zu bilden.
  • Die Package-Struktur ermöglicht es, den Röntgensensor und die Eingangs-/Ausgangs-/Versorgungsanschlüsse auf gegenüberliegenden Seiten, insbesondere auf einer Ober- und Unterseite, der Package-Struktur anzuschließen. Elektrische Verbindungen zwischen der Ober- und Unterseite der Package-Struktur werden innerhalb des Packages hergestellt.
  • Im Gegensatz zu einer Durchkontaktierung, bei der die integrierte Schaltung direkt an den Röntgensensor angeschlossen, beispielsweise direkt angelötet wird, ist bei der vorgeschlagenen System-in-Package-Struktur keine Anpassung der Abmessungen der integrierten Schaltung und des Röntgensensors erforderlich. Die System-in-Package-Struktur erlaubt eine einfache Anpassung an den verwendeten Röntgensensor. Wenn sich das Design des Röntgensensors ändert, muss nur der erste/oberste Interposer ausgetauscht werden, während der viel komplexere integrierte Schaltkreis unverändert bleiben kann. Das bedeutet, dass Änderungen der Abmessungen des Röntgensensors oder des Pixelabstands kein komplettes Redesign der integrierten Schaltung erfordern.
  • Die System-in-Package-Struktur mit dem Ein-/Ausgangsanschluss, dem ersten und zweiten Interposer sowie dem integrierten Schaltkreis ist als eine einzige, testbare Einheit konfiguriert, deren Funktionalität bereits vor der Fertigstellung der kompletten Modulanordnung einschließlich der System-in-Package-Struktur und des Röntgensensors getestet werden kann, was zu einer signifikanten Ertragssteigerung führt.
  • Darüber hinaus ermöglicht die System-in-Package-Struktur die Integration mehrerer elektrischer Bauelemente, wie z. B. die Integration eines Heizelements zur Temperaturregelung oder die Integration von passiven Schaltungselementen, die für das Detektorsystem erforderlich sein können, direkt in das Package.
  • Im Folgenden werden mehrere Ausführungsformen der Modulanordnung beschrieben.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Modulanordnung hat der erste Interposer eine erste/obere Seite, um eine elektrische Verbindung mit dem Röntgensensor herzustellen, und eine zweite/untere Seite, die der ersten Seite gegenüberliegt. Die integrierte Schaltung ist auf der zweiten Seite des ersten Interposers angeordnet.
  • Der zweite Interposer hat eine erste/obere Seite und eine zweite/untere Seite gegenüber der ersten Seite. Der Eingangs-/Ausgangsanschluss ist auf der zweiten/unteren Seite des zweiten Interposers angeordnet. Der erste und der zweite Interposer sind derart gestapelt, dass die erste/obere Seite des zweiten Interposers der zweiten/unteren Seite des ersten Interposers gegenüberliegt.
  • Die System-in-Package-Struktur hat Eingangs-/Ausgangsanschlüsse auf der ersten/oberen Seite des ersten Interposers und auf der zweiten/unteren Seite des zweiten Interposers, so dass der Röntgensensor auf der ersten/oberen Seite des ersten Interposers angeordnet werden kann und ein externer Anschluss für Eingang/Ausgang oder Versorgung auf der zweiten/unteren Seite des zweiten Interposers angeordnet werden kann.
  • Der erste und der zweite Interposer sind beabstandet voneinander angeordnet. Gemäß einer Ausführungsform der Modulanordnung umfasst die System-in-Package-Struktur mindestens ein Verbindungselement, das zwischen dem ersten und dem zweiten Interposer angeordnet ist, um eine elektrische Verbindung zwischen der zweiten/unteren Seite des ersten Interposers und der ersten/oberen Seite des zweiten Interposers herzustellen. Die Verbindungselemente zwischen dem ersten und dem zweiten Interposer können als Kupfer- oder Lotkugeln ausgestaltet sein.
  • Elektrische Signale können auch zwischen der ersten/oberen und zweiten/unteren Seite des ersten und zweiten Interposers übertragen werden. Zu diesem Zweck umfasst der erste Interposer einen ersten leitfähigen Pfad, um die integrierte Schaltung elektrisch mit dem Röntgensensor zu koppeln, und einen zweiten leitfähigen Pfad, um die integrierte Schaltung elektrisch mit dem Verbindungselement zu koppeln. Der zweite Interposer umfasst einen dritten leitfähigen Pfad zur elektrischen Kopplung des Verbindungselements mit dem Eingangs-/Ausgangsanschluss an der zweiten/unteren Seite des zweiten Interposers.
  • Gemäß einer möglichen Ausführungsform der Modulanordnung umfasst die System-in-Package-Struktur mindestens eine Abschirmungsschicht, um die erste leitfähige Schicht von der zweiten leitfähigen Schicht abzuschirmen. Die Abschirmungsschicht kann innerhalb des ersten Interposers oder auf einer Oberfläche der integrierten Schaltung angeordnet sein. Die Abschirmungsschicht ist vorgesehen, um eine gegenseitige Beeinflussung der sehr kleinen Signalpegel zu vermeiden, die auf der ersten und der zweiten leitfähigen Schicht übertragen werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Modulanordnung umfasst die System-in-Package-Struktur ein passives Schaltungselement. Das passive Schaltungselement kann auf der zweiten/unteren Seite des ersten Interposers oder auf der ersten/oberen Seite des zweiten Interposers angeordnet sein.
  • Gemäß einer anderen Ausführungsform der Modulanordnung umfasst die System-in-Package-Struktur eine Formmasse, die zwischen dem ersten und dem zweiten Interposer angeordnet ist.
  • Die Formmasse ermöglicht eine feste Verbindung zwischen dem ersten und zweiten Interposer und hält so die gesamte Anordnung der System-in-Package-Struktur zusammen. Die Verbindungselemente, z. B. Kupfer- oder Lotkugeln, und/oder die passiven Schaltungselemente können in die Formmasse eingebettet werden.
  • Gemäß einer anderen möglichen Ausführungsform der Modulanordnung umfasst die System-in-Package-Struktur ein Heizelement zur Temperaturregelung. Das Heizelement kann auf mindestens einer der ersten und zweiten Seite des ersten Interposers oder auf einer der ersten und zweiten Seite des zweiten Interposers oder, gemäß einer anderen Ausführungsform, innerhalb des ersten oder zweiten Interposers angeordnet sein.
  • Gemäß einer möglichen Ausführungsform der Modulanordnung ist das Heizelement so angeordnet, dass es sich in einer Querschnittsansicht der System-in-Package-Struktur über die gesamte Fläche des ersten und zweiten Interposers erstreckt.
  • Gemäß einer weiteren möglichen Ausführungsform der Modulanordnung ist das Heizelement so angeordnet, dass es sich in einer Querschnittsansicht der System-in-Package-Struktur über einen jeweiligen Bereich des ersten oder zweiten Interposers, der sich in einer vertikalen Projektion, von der Oberseite der Modulanordnung aus gesehen, seitlich versetzt zu der integrierten Schaltung befindet, erstreckt.
  • Das Heizelement ist derart ausgestaltet, dass es durch ein an den Eingangs-/Ausgangsanschluss angelegtes Signal extern gesteuert wird oder durch die integrierte Schaltung intern gesteuert werden kann.
  • Eine Ausführungsform eines Röntgendetektors mit einer großen pixelbehafteten Detektorfläche ist im Patentanspruch 14 beschrieben.
  • Der Röntgendetektor umfasst eine Vielzahl von Modulanordnungen zur Erfassung von Röntgenstrahlung, wie sie oben beschrieben sind. Jeder Röntgensensor der Modulanordnungen umfasst eine gepixelte Detektorfläche mit einer Vielzahl von Pixeln, die jeweils die Röntgenstrahlung empfangen. Die Vielzahl der Modulanordnungen ist derart nebeneinander angeordnet, dass die jeweilige gepixelte Detektorfläche der Röntgensensoren aneinander stößt, ohne einen Spalt dazwischen zu bilden. Die Vielzahl der aneinanderstoßenden Modulanordnungen ermöglicht den Aufbau einer großen röntgenstrahlenempfindlichen Detektorfläche.
  • Eine Vorrichtung zur medizinischen Diagnostik mit dem Röntgendetektor ist im Patentanspruch 15 angegeben. Die Vorrichtung kann beispielsweise als Röntgenapparat für einen Computertomographen ausgestaltet sein.
  • Ein Verfahren zur Herstellung einer Modulanordnung zur Erfassung von Röntgenstrahlung ist im Patentanspruch 13 angegeben.
  • Nach dem vorgeschlagenen Verfahren zur Herstellung der Modulanordnung zur Erfassung von Röntgenstrahlung wird eine Paneelanordnung mit Hilfe eines Verfahrens auf Paneelebene aufgebaut. Die Paneelanordnung umfasst ein erstes Paneel zum Ausbilden des ersten Interposers und ein zweites Paneel zum Ausbilden des zweiten Interposers sowie eine Vielzahl integrierter Schaltungen, die an einer Oberfläche des ersten Paneels angebracht sind. Die Paneelanordnung wird vereinzelt, um einzelne Elemente der System-in-Package-Struktur bereitzustellen. Ein jeweiliger Röntgensensor wird auf jedem der einzelnen Elemente der System-in-Package-Struktur platziert.
  • Das bedeutet, dass die System-in-Package-Struktur in einem Prozessablauf auf Paneelebene hergestellt wird, abgesehen von der kompletten Modulmontage. Die Herstellung einer Vielzahl von System-in-Package-Strukturen mit einem Prozess auf Paneelebene bietet ein kosteneffizientes Herstellungsverfahren. Darüber hinaus ist jede einzelne System-in-Package-Struktur und jeder Röntgensensor als einzelne testbare Einheit ausgestaltet, die vor dem Anordnen des Röntgensensors auf der System-in-Package-Struktur auf ihre Funktionsfähigkeit geprüft werden kann.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Röntgenmodulanordnung werden in der folgenden detaillierten Beschreibung dargelegt. Es versteht sich, dass sowohl die vorangehende allgemeine Beschreibung als auch die folgende detaillierte Beschreibung lediglich beispielhaft sind und einen Überblick oder einen Rahmen für das Verständnis der Natur und des Charakters der Ansprüche bieten sollen.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • Die beigefügten Zeichnungen dienen dem weiteren Verständnis und sind Bestandteil der Beschreibung. Als solche wird die Offenbarung vollständiger aus der folgenden detaillierten Beschreibung verstanden werden, in Verbindung mit den begleitenden Figuren, von denen:
    • 1 eine Querschnittsansicht einer Modulanordnung zur Erfassung von Röntgenstrahlung zeigt;
    • 2A eine Ausführungsform einer Modulanordnung mit einem Heizelement, das über die gesamte Fläche der Baugruppe in einen unteren Interposer integriert ist, zeigt;
    • 2B eine Ausführungsform einer Modulanordnung zur Erfassung von Röntgenstrahlung mit einem Heizelement, das über die gesamte Fläche der Baugruppe in einen oberen Interposer integriert ist, zeigt;
    • 3A eine Ausführungsform einer Modulanordnung zur Erfassung von Röntgenstrahlung mit einem Heizelement, das in einen unteren Interposer über einem Nicht-Silizium-Bereich integriert ist, zeigt;
    • 3B eine Ausführungsform einer Modulanordnung zur Erfassung von Röntgenstrahlung mit einem Heizelement, das in einen oberen Interposer über einem Nicht-Silizium-Bereich integriert ist, zeigt;
    • 4A eine Ausführungsform einer Modulanordnung zur Erfassung von Röntgenstrahlung mit einem über eine integrierte Schaltung gesteuerten Heizelement, das in einen unteren Interposer integriert ist, zeigt;
    • 4B eine Ausführungsform einer Modulanordnung zur Erfassung von Röntgenstrahlung mit einem über eine integrierte Schaltung gesteuerten Heizelement, das in einen oberen Interposer integriert ist, zeigt;
    • 5 eine Ausführungsform einer Modulanordnung, die so ausgestaltet ist, dass sie die Wärme einer integrierten Schaltung effizient an eine Wärmesenke weiterleitet, zeigt;
    • 6 ein Abschirmungskonzept einer Modulanordnung zur Erfassung von Röntgenstrahlung zeigt;
    • 7 eine Vorrichtung zur medizinischen Diagnostik, einen Computertomographen, der einen Röntgendetektor umfasst, zeigt;
    • 8A eine Explosionszeichnung einer System-in-Package-Struktur mit mehreren integrierten Schaltungen zeigt;
    • 8B eine räumliche Ansicht einer System-in-Package-Struktur in einer Seitenansicht zeigt;
    • 9 eine Paneelanordnung, die in einem Fertigungsverfahren zur Herstellung einer Vielzahl von System-in-Package-Strukturen verwendet wird, zeigt.
  • Detaillierte Beschreibung
  • Eine Ausführungsform einer Modulanordnung zum Erfassen von Röntgenstrahlung ist in einer Querschnittsansicht in 1 dargestellt. Die Modulanordnung 10 umfasst einen Röntgensensor 100, der derart ausgestaltet ist, dass er ein Photon der Röntgenstrahlung empfängt. Der Röntgensensor 100 liefert ein elektrisches Signal als Antwort auf das empfangene Photon. Der Röntgensensor 100 umfasst einen mit Pixeln versehenen Detektorbereich 110 mit einer Vielzahl von Pixeln 111, die jeweils die Röntgenstrahlung empfangen. Der Röntgensensor 100 liefert ein elektrisches Signal für jedes Photon, das auf die pixelbehaftete Detektorfläche 110 trifft. Die elektrischen Signale können an Ausgängen bereitgestellt werden, die an der Unterseite des Röntgensensors 100 angeordnet sind.
  • Der Röntgensensor 100 kann für eine indirekte oder direkte Umwandlung der Röntgenstrahlen in elektrische Ladungen ausgelegt sein. Für die direkte Umwandlung, wie sie in der Photonenzählung CT verwendet wird, umfasst der in 1 gezeigte Röntgensensor 100 ein Direktkonvertierungsmaterial wie CZT oder CdTe. Ein CZT- oder CdTe-Material wird direkt auf der System-in-Package-Struktur 200 angebracht. Es wandelt das Röntgenphoton direkt in ein elektrisches Signal um.
  • Für die indirekte Umwandlung, wie sie in der klassischen CT verwendet wird, umfasst der Röntgensensor 100 einen Szintillator und ein Photodiodenarray. Der Röntgensensor 100 ist als Stapel aus einem Szintillator und einer Photodiode ausgebildet. Das Photodiodenarray wird direkt auf der System-in-Package-Struktur 200 angebracht. Zusätzlich wird ein Szintillator/Kristall auf das Photodiodenarray geklebt. Der Szintillator wandelt die Röntgenphotonen in sichtbares Licht um. Das sichtbare Licht wird von einem Photodiodenarray erfasst, das das Licht in ein elektrisches Signal umwandelt.
  • Die Modulanordnung 10 umfasst ferner eine System-in-Package-Struktur 200 zur Verarbeitung der von dem Röntgensensor 100 bereitgestellten elektrischen Signale. Die System-in-Package-Struktur 200 umfasst Eingangs-/Ausgangsanschlüsse 201, einen ersten/oberen Interposer 210 und einen zweiten/unteren Interposer 220 sowie einen integrierten Schaltkreis/ASIC 230. Der erste Interposer 210, der zweite Interposer 220 und die integrierte Schaltung 230 sind in einer gestapelten Anordnung in der System-in-Package-Struktur 200 angeordnet.
  • Die integrierte Schaltung 230 ist für die Auswertung eines von dem Röntgensensor 100 empfangenen elektrischen Signals ausgebildet. Insbesondere kann die integrierte Schaltung derart ausgebildet sein, dass sie ein von dem Röntgensensor 100 bereitgestelltes analoges elektrisches Signal auswertet und ein digitales Signal als Antwort auf das analoge elektrische Signal ausgibt.
  • Der erste Interposer 210 ist derart ausgestaltet, dass er eine elektrische Verbindung zwischen dem Röntgensensor 100 und der integrierten Schaltung 230 herstellt. Der zweite Interposer 220 ist derart ausgestaltet, dass er eine elektrische Verbindung zwischen der integrierten Schaltung 230 und den Eingangs-/Ausgangsanschlüssen 201 herstellt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weisen der erste und der zweite Interposer dasselbe Material, z. B. ein mehrschichtiges, glasfaserverstärktes Epoxidlaminat mit einem besonders niedrigen Ausdehnungskoeffizienten, auf.
  • Der erste Interposer 210 hat eine erste/obere Seite, um eine elektrische Verbindung mit dem Röntgensensor 100 herzustellen. Elektrische Kontakte 202, z. B. leitfähige Pads, können auf der Oberfläche des ersten Interposers 210 vorgesehen sein, um eine elektrische Verbindung mit der System-in-Package-Struktur 200 herzustellen. Gemäß einer möglichen Ausführungsform, wie sie in 1 dargestellt ist, sind zwischen dem ersten Interposer 210 und dem Röntgensensor 100 elektrische Verbindungselemente 290, z. B. Lotkugeln oder Kupferkugeln, für die elektrische Verbindung zwischen dem Röntgensensor 100 und dem ersten Interposer 210 vorgesehen. Die elektrischen Verbindungselemente 290 sind zwischen einer Bodenfläche des Röntgensensors 100 und den elektrischen Kontakten 202 angeordnet.
  • Die integrierte Schaltung 230 ist auf der zweiten/unteren Seite des ersten Interposers 210 angeordnet. Die integrierte Schaltung 230 wandelt die vom Röntgensensor 100 empfangenen analogen elektrischen Signale in digitale Ausgangssignale um. Um die Verbindung kurz zu halten, kann die integrierte Schaltung 230 in Flip-Chip-Halterung auf dem ersten Interposer 210 angeordnet sein.
  • Der erste Interposer 210 umfasst eine Vielzahl leitfähiger Pfade 241 zur elektrischen Kopplung der elektrischen Kontakte 202 auf der ersten/oberen Seite des ersten Interposers 210 mit der integrierten Schaltung 230. Der erste Interposer 210 verbindet somit die Pixel 111 der pixelbehafteten Detektorfläche 110 des Röntgensensors 100 über die Verbindungselemente 202 und den leitfähigen Pfad 211 mit der integrierten Schaltung 230.
  • Wie in 1 dargestellt, ist die von der integrierten Schaltung 230 belegte Fläche auf der zweiten/unteren Seite des ersten Interposers 210 viel kleiner als die Fläche des Röntgensensors 100, die die gesamte erste Seite des ersten Interposers 210 bedeckt. Dennoch ermöglicht die Anordnung der leitfähigen Pfade 241 innerhalb des ersten Interposers 210, jeden der elektrischen Kontakte 202 auf der ersten/oberen Seite des ersten Interposers 210 mit der integrierten Schaltung 230 elektrisch zu kontaktieren. Folglich ermöglicht die Durchkontaktierung der integrierten Schaltung 230 mit dem Röntgensensor 100 über den ersten Interposer 210 eine erhebliche Kostenreduzierung, da die integrierte Schaltung 230 nur einen kleinen Teil des Röntgensensors 100 bedeckt.
  • Der zweite Interposer 220 hat eine erste/obere Seite und eine zweite/untere Seite gegenüber der ersten Seite. Die Eingangs-/Ausgangsanschlüsse 201 sind auf der zweiten Seite des zweiten Interposers 220 angeordnet. Die Anschlüsse 201 können auch als Versorgungsanschlüsse ausgestaltet sein, um eine Versorgungsspannung anzulegen, um die integrierte Schaltung 230 mit Strom zu versorgen.
  • Der erste und der zweite Interposer 210, 220 sind derart gestapelt, dass die erste/obere Seite des zweiten Interposers 220 der zweiten/unteren Seite des ersten Interposers 210 gegenüberliegt. Der erste Interposer 210 und der zweite Interposer 220 sind beabstandet zueinander angeordnet.
  • Die System-in-Package-Struktur 200 umfasst (vertikale) Verbindungselemente 240 (Through Package Vias; TPV), die zwischen dem ersten und dem zweiten Interposer 210, 220 angeordnet sind, um eine elektrische Verbindung zwischen der zweiten/unteren Seite des ersten Interposers 210 und der ersten/oberen Seite des zweiten Interposers 220 herzustellen. Die Verbindungselemente 240 können als Kupfer- oder Lotkugeln ausgestaltet sein. Die Verbindungselemente 240 sind eine kostengünstige Alternative zur Durchkontaktierung von Silizium.
  • Wie in 1 dargestellt, werden die von der integrierten Schaltung 230 erzeugten Ausgangssignale über leitfähige Pfade 242 durch den ersten Interposer 210 geleitet und über die Verbindungselemente 240 mit dem zweiten Interposer 220 verbunden. Die Verbindungselemente 240 stehen über leitfähige Pfade 243, die innerhalb des zweiten Interposers 220 angeordnet sind, in elektrischem Kontakt mit den Eingangs-/Ausgangsanschlüssen 201.
  • Die System-in-Package-Struktur 200 kann ein passives Schaltungselement 260 enthalten, z. B. einen Kondensator, einen Thermistor, einen Widerstand usw. Die System-in-Package-Struktur 200 ermöglicht die Integration von passiven Schaltungselementen 260, die für den Betrieb des Röntgendetektorsystems erforderlich sind, direkt in das Package. Wie in 1 dargestellt, kann das passive Schaltungselement 260 über leitfähige Pfade innerhalb des ersten Interposers 210 elektrisch mit der integrierten Schaltung 230 verbunden sein. Das passive Schaltungselement 260 kann auf der zweiten/unteren Seite des ersten Interposers 210 oder auf der ersten/oberen Seite des zweiten Interposers 220 angeordnet sein.
  • Die System-in-Package-Struktur 200 umfasst eine Formmasse 250, die zwischen dem ersten Interposer 210 und dem zweiten Interposer 220 angeordnet ist, um einen stabilen Zusammenhalt zwischen dem ersten Interposer 210 und dem zweiten Interposer 220 der System-in-Package-Struktur 200 herzustellen. Wie in 1 dargestellt, können die Verbindungselemente 241, z. B. Löt- oder Kupferkugeln, und/oder die passiven Schaltungselemente 260 in die Formmasse 250 eingebettet sein.
  • Wie in 1 dargestellt, sind der erste und der zweite Interposer 210, 220 durch einzelne Verbindungselemente 240, z. B. Löt- oder Kupferkugeln, verbunden, die zwischen dem ersten und dem zweiten Interposer angeordnet sind. Die Verbindungselemente 240 werden gleichzeitig mit dem ersten und zweiten Interposer 210, 220 verlötet und in die Formmasse 250 eingebettet. Die Formmasse 250 füllt den Raum zwischen dem ersten und zweiten Interposer 210, 220 vollständig aus. Das bedeutet, dass der erste Interposer 210 direkt an einer Oberseite der Formmasse 250 angeordnet ist und somit in direktem Kontakt mit der Formmasse 250 steht, ohne einen Spalt dazwischen zu bilden, und auch der zweite Interposer 220 direkt an der Unterseite der Formmasse 250 angeordnet ist und somit in direktem Kontakt mit der Formmasse 250 steht, ohne einen Spalt dazwischen zu bilden. Dies ermöglicht es, die System-in-Package-Struktur 200 aus erstem Interposer 210, Formmasse 250 und zweitem Interposer 220 als eine einzige symmetrische Einheit bereitzustellen. Die vorgeschlagene Anordnung der System-in-Package-Struktur 200 bietet Vorteile in Bezug auf die mechanische Leistung und die thermischen Eigenschaften der Modulanordnung.
  • Im Hinblick auf die mechanische Eigenschaften sorgen die Formmasse und/oder die Verbindungselemente 240 für eine ausreichende Stabilität der System-in-Package-Struktur 200, so dass sie strenge mechanische Anforderungen, wie z. B. an die Verwölbung, erfüllen kann. Der einteilige und symmetrische Aufbau der System-in-Package-Struktur 200 ermöglicht es, eine ebene, d.h. eine geringe Verwölbung aufweisende, Oberfläche auf der Oberseite des ersten Interposers 210 zu schaffen, die für die Verbindung mit dem Röntgensensor 100 wesentlich ist. Die Ebenheit an der Oberseite des Interposers 210 ist wichtig, um sicherzustellen, dass die Verbindungselemente 290, zum Beispiel kleine Lötkugeln, tatsächlich eine zuverlässige Verbindung zwischen dem Sensor 100 und der Baugruppe 200 über die vollflächige Oberfläche des Interposers 210 bilden. Daher ist es wichtig, für eine ausreichende Planarität der Baugruppe 200 zu sorgen, um eine Koplanarität mit dem Sensor 100 zu erreichen, wodurch mechanische Spannungen im Sensor reduziert und eine zuverlässige Verbindung zwischen der Baugruppe und dem Sensor ermöglicht werden. Darüber hinaus ermöglicht die symmetrische Anordnung von zwei Interposern 210, 220 oberhalb und unterhalb der Formmasse 250 in der System-in-Package-Struktur, dass der Koeffizient der thermischen Ausdehnung der System-in-Package-Struktur 200 gut kontrolliert und an den thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Röntgensensors 100 angepasst werden kann.
  • Hinsichtlich des Wärmemanagements ermöglicht die System-in-Package-Struktur 200 einen effizienten Wärmeübergang von der integrierten Schaltung 230 zu dem zweiten Interposer 220. Da der zweite Interposer 220 die Formmasse 250 an seiner gesamten Oberseite berührt und somit in direktem Kontakt mit der Formmasse 250 steht, kann die von der integrierten Schaltung 230 während ihres bestimmungsgemäßen Betriebs erzeugte Wärme zuverlässig über die Formmasse 250 und den zweiten Interposer 220 abgeführt werden.
  • Für die vorgesehene Anwendung der Röntgendetektion ist es notwendig, dass die Modulanordnung, insbesondere die gepixelte Detektorfläche 110 des Röntgensensors 100, auf einer konstanten Temperatur, die über das System-in-Package homogen verteilt ist, gehalten wird.
  • Um die Gesamttemperatur der Modulanordnung 10 konstant und homogen zu halten, umfasst die System-in-Package-Struktur 200 ein Heizelement 270 zur Temperaturregelung. Das Heizelement 270 kann auf mindestens einer der ersten und zweiten Seiten des ersten Interposers 210 oder auf einer der ersten und zweiten Seiten des zweiten Interposers 220 angeordnet sein.
  • Gemäß einer anderen Ausführungsform kann das Heizelement 270 innerhalb des ersten Interposers 210 oder innerhalb des zweiten Interposers 220 angeordnet sein, wie in den 2A bis 4B dargestellt ist. Das Heizelement 270 kann als Kupfermäander ausgestaltet sein, der in einem der ersten und zweiten Interposer oder auf der oberen oder unteren Seite/Oberfläche eines des ersten und unteren Interposers 210 und 220, d. h. direkt im Inneren des Packages, integriert ist.
  • Die Integration des Heizelements in den ersten oder zweiten Interposer 210, 220 stabilisiert die Temperatur des Sensorsystems. Das Heizelement 270 ermöglicht eine homogene Temperaturverteilung über die gesamte Anordnung. Das Heizelement 270 ermöglicht es insbesondere, die Modulanordnung, insbesondere den pixelierten Detektorbereich 110, auf einer konstanten absoluten Temperatur zu halten.
  • Im Vergleich zu einer in das Siliziummaterial der integrierten Schaltung 230 integrierten Heizung ermöglicht die Anordnung des Heizelements 270 auf dem ersten oder zweiten Interposer oder die Integration des Heizelements 270 in das Material des ersten oder zweiten Interposers 210, 220 ein flexibles Design.
  • 2A zeigt eine Ausführungsform der Modulanordnung 10, bei der das Heizelement 270 innerhalb des zweiten Interposers 220 angeordnet ist und sich in einer Querschnittsansicht der System-in-Package-Struktur 200 über die gesamte Fläche des zweiten Interposers 220 erstreckt. Das Heizelement 270 kann als extern gesteuerte Heizung in dem zweiten Interposer 220 ausgestaltet sein.
  • Gemäß der in 2B dargestellten Ausführungsform der Modulanordnung ist das Heizelement 270 innerhalb des ersten Interposers 210 angeordnet und erstreckt sich in einer Querschnittsansicht der System-in-Package-Struktur 200 über die gesamte Fläche des ersten Interposers 210. Das Heizelement 270 kann als extern gesteuerte Heizung ausgestaltet sein.
  • Die 3A und 3B zeigen Ausführungsformen der Modulanordnung 10, bei denen das Heizelement 270 innerhalb des zweiten Interposers 220 (3A) oder innerhalb des ersten Interposers 210 (3B) angeordnet ist. Bei den in den 3A und 3B dargestellten Ausführungsformen ist das Heizelement 270 so angeordnet, dass es sich in einer Querschnittsansicht der System-in-Package-Struktur 200 über einen jeweiligen Bereich des ersten oder zweiten Interposers 210, 220 erstreckt, der sich in einer vertikalen Projektion, von der Oberseite der Modulanordnung 10 aus gesehen, seitlich versetzt zur integrierten Schaltung 230 befindet. Das bedeutet, dass das Heizelement 270 über einem Nicht-Silizium-Bereich der integrierten Schaltung 230 angeordnet ist.
  • Die 3A und 3B zeigen das Heizelement 270, das derart ausgestaltet ist, dass es von außen durch ein an die Eingangs-/Ausgangsanschlüsse 201 angelegtes Signal gesteuert wird. Die 4A und 4B zeigen eine Ausführungsform der Modulanordnung 10, bei der das Heizelement 270 in der gleichen Weise wie in den 4A und 4B dargestellt angeordnet ist, d. h. innerhalb eines jeweiligen Bereichs des ersten oder zweiten Interposers 210, 220, der in vertikaler Projektion seitlich versetzt zu der integrierten Schaltung 230 angeordnet ist. Im Gegensatz zu der in den 3A und 3B gezeigten Ausgestaltung ist das in den 4A und 4B gezeigte Heizelement 270 derart ausgebildet, dass es intern von der integrierten Schaltung 230 gesteuert wird.
  • Zur Überwachung der Temperatur der Modulanordnung 10 kann auf dem zweiten Interposer 220 ein in den Figuren nicht dargestelltes Temperatursensorelement angebracht werden. Die Versorgungsspannung dieses separaten Heizelements ist nicht durch den CMOS-Prozessknoten begrenzt und kann auf einfache Weise angepasst werden.
  • 5 zeigt eine Ausführungsform der Modulanordnung 10, bei der die Strukturierung des zweiten Interposers 220 derart ausgestaltet ist, dass die Wärme effizient an eine Wärmesenke weitergeleitet wird. Dies kann durch das Vorsehen eines Wärmeleitpads 221 auf der Unterseite des zweiten Interposers 220 erreicht werden. Das große Wärmeleitpad 221 ist zum Löten der System-in-Package-Struktur 200 an einen Träger, z. B. eine Leiterplatte, mit Wärmesenke ausgelegt. Darüber hinaus können thermische Durchkontaktierungen 222 in den zweiten Interposer 220 eingebettet sein, um die Wärmeübertragung von der integrierten Schaltung 230 zum Wärmeleitpad 221 zu ermöglichen. Die thermischen Durchkontaktierungen 222 können gestapelt oder gestaffelt angeordnet sein. Gemäß einer möglichen Ausführungsform können die thermischen Durchkontaktierungen 222 als kupfergefüllte Durchkontaktierungen gestaltet sein. Es sei darauf hingewiesen, dass die in 5 gezeigte Ausführung der Wärmeableitung in jeder der in den anderen Figuren gezeigten Ausführungsformen verwendet werden kann.
  • 6 zeigt eine Querschnittsansicht der System-in-Package-Struktur 200, wobei die System-in-Package-Struktur 200 mindestens eine Abschirmungsschicht 280 umfasst, um den ersten leitfähigen Pfad 241 vom zweiten leitfähigen Pfad 242 abzuschirmen. Die Abschirmungsschicht 280 kann innerhalb des ersten Interposers 210 oder auf einer Oberfläche der integrierten Schaltung 230 angeordnet sein. Die Abschirmungsschicht 280 wird verwendet, um den ersten und den zweiten leitfähigen Pfad 241, 242 voneinander abzuschirmen, so dass die Signalübertragung mit niedrigen Pegeln über den leitfähigen Pfad 211 und 212 nicht gestört wird.
  • 7 zeigt eine Ausführungsform einer Vorrichtung zur medizinischen Diagnostik 1. Die Vorrichtung 1 ist als Röntgenapparat für einen Computertomographen ausgestaltet. Die Vorrichtung 1 umfasst einen Röntgendetektor 20 mit einer Vielzahl von Modulanordnungen 10 zur Erfassung von Röntgenstrahlung.
  • Wie in 7 dargestellt ist, ermöglicht die Ausgestaltung der Modulanordnungen 10, die an vier Seiten auf Stoß angeordnet werden können, dass die verschiedenen Modulanordnungen 10 nebeneinander angeordnet werden können, um den Bildbereich des Detektors in alle Richtungen zu erweitern. Auf allen vier Seiten können zusammenhängende Module ohne Lücke zwischen den Pixeln angeordnet werden.
  • 8A zeigt eine Explosionsdarstellung einer System-in-Package-Struktur 200 mit dem ersten Interposer 210, mehreren integrierten Schaltungen 230, passiven Schaltungselementen 260, der Formmasse 250, Verbindungselementen 240 und dem zweiten Interposer 220. 8B zeigt eine räumliche Ansicht der System-in-Package-Struktur 200 in einer Seitenansicht. Wie in den 8A und 8B dargestellt ist, können mehrere integrierte Schaltungen 230 in die System-in-Package-Struktur 200 integriert/eingebettet werden. Mehrere integrierte Schaltungen/ASICs können derart angeordnet werden, dass die Länge der Verbindungsleitungen/leitfähigen Pfade zwischen Röntgensensorpixeln und den integrierten Schaltungen/ASICs gleich ist.
  • 9 zeigt eine Paneelanordnung 2, die in einem Fertigungsverfahren zur Herstellung einer Vielzahl von System-in-Package-Strukturen 200 verwendet wird. Um die System-in-Package-Struktur 200 herzustellen, wird die Paneelanordnung 2 in einem Prozess auf Paneelebene aufgebaut. Die Paneelanordnung 2 umfasst eine erstes/oberes Paneel P1 zur Bildung des ersten/oberen Interposers 210, ein zweites/unteres Paneel P2 zur Bildung des zweiten/unteren Interposers 220 und eine Vielzahl integrierter Schaltungen/ASICs 230, die an einer unteren Fläche des ersten Paneels Pl befestigt sind. 9 zeigt eine Draufsicht durch die Paneelanordnung 2. Das erste/obere Paneel P1 und das zweite/untere Paneel P2 sind in der vereinfachten Darstellung von 9 transparent dargestellt.
  • Die in 9 dargestellte Paneelanordnung 2 wird vereinzelt, um einzelne der System-in-Package-Strukturen 200 zu erstellen. 9 zeigt durch gestrichelte Linien die Sägestraßen, auf denen die System-in-Package-Strukturen aus der gesamten Paneelanordnung 2 herausgeschnitten werden. Das dargestellte Beispiel der Paneelanordnung 2 zeigt 4 x 3 = 12 System-in-Package-Strukturen 200. Jede System-in-Package-Struktur 200 umfasst sechs integrierten Schaltungen/ASICs 230. Um die Modulanordnung 10 zur Erfassung von Röntgenstrahlung herzustellen, wird auf den einzelnen System-in-Package-Strukturen 200 jeweils ein Röntgensensor 100 platziert.
  • Die einzelnen System-in-Package-Strukturen 200 bilden jeweils eine prüfbare Einheit, die auf ihre Funktionsfähigkeit getestet werden kann, bevor ein entsprechender Röntgensensor 100 auf jede der vereinzelten Strukturen 200 aufgesetzt wird. Dies bietet ein kostengünstiges Verfahren zur Herstellung.
  • Die hier offengelegten Ausführungsformen der System-in-Package-Struktur 200, der Modulanordnung 10 zur Erfassung von Röntgenstrahlung, des Röntgendetektors 20 und der Vorrichtung 1 zur medizinischen Diagnostik wurden erörtert, um den Leser mit den neuen Aspekten der vorgeschlagenen Ausführungsformen vertraut zu machen. Obwohl bevorzugte Ausführungsformen gezeigt und beschrieben wurden, können viele Änderungen, Modifikationen, Äquivalente und Substitutionen der offengelegten Konzepte von einem Fachmann vorgenommen werden, ohne unnötig vom Schutzumfang der Ansprüche abzuweichen.
  • Insbesondere ist die Ausgestaltung der System-in-Package-Struktur 200, der Modulanordnung 10, des Röntgendetektors 20 und der Vorrichtung 1 zur medizinischen Diagnostik nicht auf die offengelegten Ausführungsformen beschränkt und gibt Beispiele für viele mögliche Alternativen für die in den diskutierten Ausführungsformen enthaltenen Merkmale. Es ist jedoch beabsichtigt, dass alle Modifikationen, Äquivalente und Substitutionen der offenbarten Konzepte in den Schutzbereich der beigefügten Ansprüche einbezogen werden.
  • Merkmale, die in separaten abhängigen Ansprüchen aufgeführt sind, können vorteilhaft kombiniert werden. Außerdem sind die in den Ansprüchen verwendeten Bezugszeichen nicht so zu verstehen, dass sie den Umfang der Ansprüche einschränken.
  • Außerdem schließt der hier verwendete Begriff „umfassend“ andere Elemente nicht aus. Darüber hinaus soll der hier verwendete Artikel „ein“ ein oder mehrere Bauelemente oder Elemente umfassen und ist nicht so zu verstehen, dass er nur die Einzahl bedeutet.
  • Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung mit der Anmeldenummer 102020130002.6 , deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Bezugnahme aufgenommen wird.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Vorrichtung zur medizinische Diagnostik
    10
    Modulanordnung zur Erfassung von Röntgenstrahlung
    20
    Röntgendetektor
    30
    Röntgenquelle
    100
    Röntgensensor
    110
    gepixelter Detektorbereich
    111
    Pixel
    200
    System-in-Package-Struktur
    201
    Eingangs-/Ausgangsanschlüsse
    210
    erster Interposer
    220
    zweiter Interposer
    230
    integrierte Schaltung
    240
    Verbindungselemente
    250
    Formmasse
    260
    passives Schaltungselement
    270
    Heizelement
    280
    Abschirmungsschicht
    290
    Verbindungselemente
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102020130002 [0081]

Claims (16)

  1. Modulanordnung zum Erfassen von Röntgenstrahlung, umfassend: - einen Röntgensensor (100), der derart ausgestaltet ist, dass er ein Photon der Röntgenstrahlung empfängt und in Reaktion auf das empfangene Photon ein elektrisches Signal liefert, - eine System-in-Package-Struktur (200) zum Verarbeiten des elektrischen Signals, wobei die System-in-Package-Struktur (200) einen Eingangs-/Ausgangsanschluss (201), einen ersten Interposer (210) und einen zweiten Interposer (220) und eine integrierte Schaltung (230) umfasst, wobei der erste Interposer (210) und der zweite Interposer (220) und die integrierte Schaltung (230) in einer gestapelten Anordnung in der System-in-Package-Struktur (200) angeordnet sind, - wobei die integrierte Schaltung (230) zur Auswertung des elektrischen Signals ausgestaltet ist, - wobei der erste Interposer (210) derart ausgestaltet ist, dass er eine elektrische Verbindung zwischen dem Röntgensensor (100) und der integrierten Schaltung (230) herstellt, - wobei der zweite Interposer (220) derart ausgestaltet ist, dass er eine elektrische Verbindung zwischen der integrierten Schaltung (230) und dem Eingangs-/Ausgangsanschluss (201) herstellt.
  2. Modulanordnung nach Anspruch 1, - wobei der erste Interposer (210) eine erste Seite hat, um eine elektrische Verbindung mit dem Röntgensensor (100) bereitzustellen, und eine gegenüber der ersten Seite liegende zweite Seite hat, wobei die integrierte Schaltung (230) auf der zweiten Seite des ersten Interposers (210) angeordnet ist, - wobei der zweite Interposer (220) eine erste Seite und eine gegenüber der ersten Seite liegende zweite Seite hat, wobei der Eingangs-/Ausgangsanschluss (201) auf der zweiten Seite des zweiten Interposers (220) angeordnet ist, - wobei der erste und der zweite Interposer (210, 220) derart gestapelt angeordnet sind, dass die erste Seite des zweiten Interposers (220) der zweiten Seite des ersten Interposers (210) gegenüberliegt.
  3. Modulanordnung nach Anspruch 2, - wobei der erste und der zweite Interposer (210, 220) voneinander beabstandet angeordnet sind, - wobei die System-in-Package-Struktur (200) mindestens ein Verbindungselement (240) enthält, das zwischen dem ersten und dem zweiten Interposer (210, 220) angeordnet ist, um eine elektrische Verbindung zwischen der zweiten Seite des ersten Interposers (210) und der ersten Seite des zweiten Interposers (220) herzustellen.
  4. Modulanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, - wobei der erste Interposer (210) einen ersten leitfähigen Pfad (241) umfasst, um die integrierte Schaltung (230) mit dem Röntgensensor (200) elektrisch zu verbinden, und einen zweiten leitfähigen Pfad (242) umfasst, um die integrierte Schaltung (230) mit dem Verbindungselement (241) elektrisch zu verbinden, - wobei der zweite Interposer (220) einen dritten leitfähigen Pfad (243) umfasst, um das Verbindungselement (240) mit dem Eingangs-/Ausgangsanschluss (201) elektrisch zu verbinden.
  5. Modulanordnung nach Anspruch 3 oder 4, wobei das Verbindungselement (240) als Kupfer- oder Lotkugel ausgestaltet ist.
  6. Modulanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die System-in-Package-Struktur (200) eine Formmasse (250) umfasst, die zwischen dem ersten und dem zweiten Interposer (210, 220) angeordnet ist.
  7. Modulanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei die System-in-Package-Struktur (200) ein passives Schaltungselement (260) umfasst, wobei das passive Schaltungselement (260) auf der zweiten Seite des ersten Interposers (210) oder auf der ersten Seite des zweiten Interposers (220) angeordnet ist.
  8. Modulanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die System-in-Package-Struktur (200) ein Heizelement (270) zur Temperaturregulierung umfasst, wobei das Heizelement (270) auf mindestens einer der ersten und zweiten Seite des ersten Interposers oder auf mindestens einer der ersten und zweiten Seite des zweiten Interposers oder innerhalb des ersten oder zweiten Interposers (210, 220) angeordnet ist.
  9. Modulanordnung nach Anspruch 8, wobei das Heizelement (270) derart angeordnet ist, dass es sich in einer Querschnittsansicht der System-in-Package-Struktur (200) über die gesamte Fläche des ersten oder zweiten Interposers (210, 220) erstreckt.
  10. Modulanordnung nach Anspruch 8, wobei das Heizelement (270) derart angeordnet ist, dass es sich in einer Querschnittsansicht der System-in-Package Struktur (200) über einen jeweiligen Bereich des ersten oder zweiten Interposers (210, 220), der in vertikaler Projektion, von der Oberseite der Modulanordnung (10) aus gesehen, seitlich versetzt zu der integrierten Schaltung (230) angeordnet ist, erstreckt.
  11. Modulanordnung nach Anspruch 8, wobei das Heizelement (270) derart ausgestaltet ist, dass es extern durch ein an den Eingangs-/Ausgangsanschluss (201) angelegtes Signal gesteuert wird oder intern durch die integrierte Schaltung (230) gesteuert wird.
  12. Modulanordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 11, - wobei die System-in-Package-Struktur (200) mindestens eine Abschirmungsschicht (280) umfasst, um den ersten leitfähigen Pfad (241) von dem zweiten leitfähigen Pfad (242) abzuschirmen, - wobei die Abschirmungsschicht (280) innerhalb des ersten Interposers (210) oder auf einer Oberfläche der integrierten Schaltung (230) angeordnet ist.
  13. Modulanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei der Röntgensensor (100) für eine direkte oder indirekte Konversion ausgelegt ist.
  14. Verfahren zur Herstellung einer Modulanordnung zur Erfassung von Röntgenstrahlung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, umfassend: - Aufbauen einer Paneelanordnung (2) unter Verwendung eines Verfahrens auf Paneelebene, wobei die Paneelanordnung ein erstes Paneel (P1) zum Ausbilden des ersten Interposers (210), ein zweites Paneel (P2) zum Ausbilden des zweiten Interposers (220) und eine Vielzahl von integrierten Schaltungen (230), die an einer Oberfläche des ersten Paneels (P1) angebracht sind, umfasst, - Vereinzelung der Paneelanordnung (2), um einzelne Elemente der System-in-Package-Struktur (200) bereitzustellen, - Platzieren eines jeweiligen Röntgensensors (100) auf jedem der einzelnen Elemente der System-in-Package-Struktur (200).
  15. Röntgendetektor, umfassend: - eine Mehrzahl der Modulanordnung (10) zum Erfassen von Röntgenstrahlung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, - wobei jeder Röntgensensor (100) der Modulanordnungen (10) einen gepixelten Detektorbereich (110) mit einer Vielzahl von Pixeln (111) umfasst, um jeweils die Röntgenstrahlung zu empfangen, - wobei die Vielzahl der Modulanordnungen (10) derart nebeneinander angeordnet sind, dass der jeweilige gepixelte Detektorbereich (110) der Röntgensensoren (100) aneinander stößt, ohne einen Spalt dazwischen zu bilden.
  16. Vorrichtung zur medizinischen Diagnostik, umfassend: - den Röntgendetektor (20) nach Anspruch 15, - wobei die Vorrichtung (1) als Röntgenapparat für einen Computertomographen ausgestaltet ist.
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