JP6285577B2 - 撮像検出器モジュールアセンブリ - Google Patents

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Description

以下の事項は、概して撮像検出器、より具体的には撮像検出器モジュールアセンブリに関し、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）に関連させて記述される。しかしながら、以下の事項はまた、その他の撮像モダリティにも適している。
コンピュータ断層撮影（ＣＴ）スキャナは、一般に、ｚ軸の周りで検査領域の周囲を回転する回転可能なガントリ上に搭載されたｘ線管を含んでいる。ｘ線管は、検査領域及びその中に位置付けられた被検体若しくは物体を横断する放射線を放射する。検出器アレイが、検査領域のｘ線管から反対側で、或る角度の弧にわたっており、検査領域を横断した放射線を検出して、それを表す信号を生成する。再構成部が、該信号を処理して、検査領域を表すボリューム画像データを再構成する。
検出器アレイは、複数の検出器モジュールを含んできた。各検出器モジュールが、モジュール基板に接合された複数のフォトダイオードアレイタイルを含んできた。各フォトダイオードアレイタイルが、放射線を受ける側に光学的に結合されたシンチレータと、他方の側に接合されたＡＳＩＣとを含んできた。このような検出器モジュールを構築するには、ＡＳＩＣがフォトダイオードアレイタイルに結合され、そして、（その上にＡＳＩＣがマウントされた）フォトダイオードアレイタイルがモジュール基板に結合される。シンチレータがフォトダイオードアレイタイルに結合される。
一構成では、ＡＳＩＣがフォトダイオードアレイタイルにはんだ付けされ、そして、ＡＳＩＣを備えたフォトダイオードアレイタイルがモジュール基板にはんだ付けされる。はんだ付けは、リフローオーブンを用いるリフローはんだ付けによって達成されてきた。残念ながら、ＡＳＩＣを備えたフォトダイオードアレイタイルをモジュール基板にはんだ付けするために使用される熱が、フォトダイオードアレイタイルとＡＳＩＣとの間のはんだ接合を損ねてしまうことがある。少なくとも以上のことに鑑みるに、フォトダイオードアレイタイル、ＡＳＩＣ、及びモジュール基板を結合するためのその他のアプローチに対する未解決のニーズが存在する。
ここに記載される態様は、以上にて言及した問題及び／又はその他の問題を解決するものである。
一態様において、モジュールアセンブリ装置が、撮像システムの検出器アレイ用のモジュールアセンブリを組み立てるために構成される。上記モジュールアセンブリは、モジュール基板、ＡＳＩＣ、光検出器アレイタイル、及びシンチレータを含む。当該モジュールアセンブリ装置は、長軸を持つベースを含む。当該モジュールアセンブリ装置は更に、上記ベースの第１の表面と、上記第１の表面から上に垂直に突出し且つ上記ベースの少なくとも２つの辺に沿って上記長軸の方向に延在した側壁とを含む。上記第１の表面及び上記側壁が、上記第１の表面上且つ上記側壁同士内で上記モジュール基板を受け入れるように構成された凹部を形成する。当該モジュールアセンブリ装置は更に、上記側壁の方向に上記側壁から突出した突出部を含む。上記突出部及び上記側壁のつなぎ部分が、上記ＡＳＩＣ及び上記モジュール基板の上で上記光検出器アレイタイルを受け止めるように構成された光検出器アレイタイルサポートとして作用する台を形成する。
他の一態様において、方法が、モジュールアセンブリ装置を用いて撮像システム検出器アレイモジュールアセンブリを製造する。上記モジュールアセンブリ装置は、表面と該表面から突出した側壁とを持つ凹部を備えたベースと、上記側壁から延在した光検出器アレイタイルサポートとを含む。当該方法は、上記モジュールアセンブリ装置の上記表面上でモジュール基板を受け止めることを含み、上記モジュール基板は開口を含んでいる。当該方法は更に、上記開口を通じて上記表面上でＡＳＩＣを受け止めることを含み、上記ＡＳＩＣは、上記表面に面しない側に第１のはんだを含んでいる。当該方法は更に、上記モジュール基板及び上記ＡＳＩＣの上で光検出器アレイタイルを受け止めることを含み、上記光検出器アレイタイルは、上記モジュール基板及び上記モジュール基板の第２の領域内のパッドに面する側の第１の領域内に第２のはんだを含んでいる。当該方法は更に、上記第１及び第２のはんだを同時にリフローして、上記ＡＳＩＣを上記光検出器アレイタイルに、そして上記光検出器アレイタイルを上記モジュール基板に同時に接合し、それにより上記モジュールアセンブリを作り出すことを含む。
他の一態様において、方法が、モジュールアセンブリ装置を用いて撮像システム検出器アレイモジュールアセンブリを製造する。上記モジュールアセンブリ装置は、第１の表面と該第１の表面から突出した側壁とを持つ凹部を備えたベースと、上記側壁から延在した光検出器アレイタイルサポートと、ヒートシンクとを含む。当該方法は、上記モジュールアセンブリ装置の上記第１の表面上でモジュール基板を受け止めることを含み、上記モジュール基板は開口を含んでいる。当該方法は更に、ＡＳＩＣがマウントされた光検出器アレイタイルを受け止めることを含み、上記光検出器アレイタイルは、上記モジュールアセンブリ装置の上記ヒートシンクの上方で上記ＡＳＩＣを上記開口内に置いて、上記モジュール基板の上で受け止められ、上記光検出器アレイタイルは、上記モジュール基板に面する側の領域内にはんだを含んでいる。当該方法は更に、上記モジュールアセンブリ装置に熱を加えることを含む。当該方法は更に、上記ヒートシンクを用いて上記光検出器アレイタイルと上記ＡＳＩＣとの間の接合から熱を取り除くのと同時に、上記はんだをリフローして、上記光検出器アレイタイルを上記モジュール基板に接合し、それにより上記モジュールアセンブリを作り出すことを含む。
他の一態様において、方法が、モジュールアセンブリ装置を用いて撮像システム検出器アレイモジュールアセンブリを製造する。上記モジュールアセンブリ装置は、第１の表面と該第１の表面から突出した側壁とを持つ凹部を備えたベースと、上記側壁から延在した光検出器アレイタイルサポートとを含む。当該方法は、上記モジュールアセンブリ装置の上記第１の表面上でモジュール基板を受け止めることを含み、上記モジュール基板は、凹部と該凹部の下に配置されたヒートシンクとを含んでいる。当該方法は更に、ＡＳＩＣがマウントされた光検出器アレイタイルを受け止めることを含み、上記光検出器アレイタイルは、上記ＡＳＩＣを上記凹部内に置いて、上記モジュール基板の上で受け止められ、上記光検出器アレイタイルは、上記モジュール基板に面する側の領域内にはんだを含んでいる。当該方法は更に、上記モジュールアセンブリ装置に熱を加えることを含む。当該方法は更に、上記モジュール基板の上記ヒートシンクを用いて上記光検出器アレイタイルと上記ＡＳＩＣとの間の接合から熱を取り除くのと同時に、上記はんだをリフローして、上記光検出器アレイタイルを上記モジュール基板に接合し、それにより上記モジュールアセンブリを作り出すことを含む。
他の一態様において、撮像システムは、複数のモジュールアセンブリを有する検出器アレイを含む。各モジュールアセンブリが、モジュール基板と、上記モジュール基板に接合された複数の光検出器アレイタイルと、上記光検出器アレイタイルと上記モジュール基板との間で各光検出器アレイタイルに接合された異なるＡＳＩＣとを含む。モジュールアセンブリが、ＡＳＩＣと光検出器アレイタイルとの間での、及び上記光検出器アレイタイルと上記モジュール基板との間での、同時に形成されたはんだ接合を含むこと、又は、モジュールアセンブリが、ＡＳＩＣと光検出器アレイタイルとの間での、及びその後の、ＡＳＩＣ／光検出器アレイタイル接合から熱を取り除いての、上記光検出器アレイタイルと上記モジュール基板との間での、順次に形成されたはんだ接合を含むこと、のうちの一方である。
本発明は、様々な構成要素及びその配置、並びに様々なステップ及びその編成の形態を取り得る。図面は、単に好適実施形態を例示するためのものであり、本発明を限定するものとして解釈されるべきではない。
モジュール基板、光検出器アレイ、ＡＳＩＣ及びシンチレータを各々が含む複数のモジュールアセンブリを含んだ検出器アレイを有する撮像システムの一例を模式的に示している。 モジュール基板の開口内にＡＳＩＣが配置されるモジュールアセンブリの一例を模式的に示している。 モジュール基板の凹部内にＡＳＩＣが配置されるモジュールアセンブリの他の一例を模式的に示している。 モジュールアセンブリ装置の一例の上面図を模式的に示している。 モジュールアセンブリ装置の一例の第１の断面図を模式的に示している。 モジュールアセンブリ装置の一例の異なる第２の断面図を模式的に示している。 図４−６のモジュールアセンブリ装置を用いた、図２のモジュールアセンブリの組立てを模式的に示している。 図４−６のモジュールアセンブリ装置を用いた、図２のモジュールアセンブリの組立てを模式的に示している。 図４−６のモジュールアセンブリ装置を用いた、図２のモジュールアセンブリの組立てを模式的に示している。 図４−６のモジュールアセンブリ装置を用いた、図２のモジュールアセンブリの組立てを模式的に示している。 図４−６のモジュールアセンブリ装置を用いた、図２のモジュールアセンブリの組立てを模式的に示している。 図４−６のモジュールアセンブリ装置を用いた、図２のモジュールアセンブリの組立てを模式的に示している。 図４−６のモジュールアセンブリ装置を用いた、図２のモジュールアセンブリの組立てを模式的に示している。 図４−６のモジュールアセンブリ装置を用いた、図２のモジュールアセンブリの組立てを模式的に示している。 図４−６のモジュールアセンブリ装置を用いた、図２のモジュールアセンブリの組立てを模式的に示している。 図４−６のモジュールアセンブリ装置を用いた、図３のモジュールアセンブリの組立てを模式的に示している。 図４−６のモジュールアセンブリ装置を用いた、図３のモジュールアセンブリの組立てを模式的に示している。 図４−６のモジュールアセンブリ装置を用いた、図３のモジュールアセンブリの組立てを模式的に示している。 図４−６のモジュールアセンブリ装置を用いた、図３のモジュールアセンブリの組立てを模式的に示している。 図４−６のモジュールアセンブリ装置を用いた、図３のモジュールアセンブリの組立てを模式的に示している。 図４−６のモジュールアセンブリ装置を用いた、図３のモジュールアセンブリの組立てを模式的に示している。 モジュールアセンブリ装置の他の一例の上面図を模式的に示している。 モジュールアセンブリ装置の他の一例の第１の断面図を模式的に示している。 モジュールアセンブリ装置の他の一例の異なる第２の断面図を模式的に示している。 図２２−２４のモジュールアセンブリ装置を用いた、図２のモジュールアセンブリの組立てを模式的に示している。 図２２−２４のモジュールアセンブリ装置を用いた、図２のモジュールアセンブリの組立てを模式的に示している。 図２２−２４のモジュールアセンブリ装置を用いた、図２のモジュールアセンブリの組立てを模式的に示している。 図２２−２４のモジュールアセンブリ装置を用いた、図２のモジュールアセンブリの組立てを模式的に示している。 図２２−２４のモジュールアセンブリ装置を用いた、図２のモジュールアセンブリの組立てを模式的に示している。 図２２−２４のモジュールアセンブリ装置を用いた、図２のモジュールアセンブリの組立てを模式的に示している。 図４−６のモジュールアセンブリ装置を用いて図２のモジュールアセンブリを組み立てる方法の一例を示している。 図４−６のモジュールアセンブリ装置を用いて図３のモジュールアセンブリを組み立てる方法の一例を示している。 図２２−２４のモジュールアセンブリ装置を用いて図２のモジュールアセンブリを組み立てる方法の一例を示している。
開示される方法及び装置は、非限定的な一例において、タイル検出器及びモジュールのコンポーネントを同時に組み立てることを解決し、先行するアセンブリ工程ではんだ付けされたコンポーネントのはんだ付けを解かないような及びはんだ付けアセンブリ工程中のシンチレータの感熱問題を克服するような工程でそれらを組み立てることを解決し、故に、新世代の集積ＣＴ検出器モジュールを提供する。
最初に図１を参照するに、例えばコンピュータ断層撮影（ＣＴ）スキャナなどの撮像システム１００が例示されている。撮像システム１００は、概して静止したガントリ１０２と、回転ガントリ１０４とを含んでいる。回転ガントリ１０４は、静止ガントリ１０２によって回転可能に支持されて、検査領域１０６の周囲を縦軸又はｚ軸（“Ｚ”）の周りで回転する。例えばｘ線管などの放射線源１０８が、回転ガントリ１０４によって支持され且つそれとともに回転して、放射線を放つ。
感放射線検出器アレイ１１０が、検査領域１０６を横切って放射線源１０８の反対側で、或る角度の弧にわたっており、検査領域１０６を横断した放射線を検出して、それを表す信号を生成して出力する。感放射線検出器アレイ１１０は、少なくとも１つの行をなすモジュールアセンブリ１１４を含んでいる。図示した例において、モジュールアセンブリ１１４は、検出器アレイ１１０の長軸に沿って順に整列され、ｘ／ｙ平面内で端と端を合わせて配置されている。
各モジュールアセンブリ１１４はモジュール基板１１６を含んでいる。複数の光検出器アレイタイル１１８が、モジュール基板１１６に物理的且つ電気的に結合されている。複数の光検出器アレイタイル１１８の各々の第１の面に、異なる電子回路１２０（例えば、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）など）が物理的且つ電気的に結合されている。複数の光検出器アレイタイル１１８の第２の面（これは第１の面の反対側である）には、１つ以上のシンチレータ１２２が物理的且つ電気的に結合されている。
更に詳細に後述するように、モジュールアセンブリ１１４は、光検出器アレイタイル１１８とＡＳＩＣ１２０との間に配置されたはんだと、光検出器アレイタイル１１８とモジュール基板１１６との間に配置されたはんだとを、同時にリフローすることによって製造されることができ、又は、既にＡＳＩＣ１２０が接合された光検出器アレイタイル１１８とモジュール基板１１６との間に配置されたはんだを、光検出器アレイタイル１１８とＡＳＩＣ１２０との間の接合を損ねることを軽減しながらリフローすることによって製造されることができる。
再構成部１２４が、検出器アレイ１１０によって出力された信号を再構成して、ボリューム３次元画像データを生成する。例えばカウチなどの被検体サポート（支持体）１２６が、検査領域１０６内の被検体又は物体を支持する。コンピューティングシステムがオペレータコンソール１２８としての役割を果たし、これは、例えばディスプレイ及び／又はプリンタなどの人間読み取り可能な出力装置と、例えばキーボード及び／又はマウスなどの入力装置とを含む。コンソール１２８に常駐するソフトウェアが、スキャンを開始することなどを含め、撮像システム１００の動作をオペレータが制御することを可能にする。
図２は、単一のＡＳＩＣ／タイル／シンチレータユニット１２０／１１８／１２２に関して、モジュールアセンブリ１１４の非限定的な一例の分解図を模式的に示している。
図示したモジュール基板１１６は、複数の開口２０２を含んでおり、開口２０２は、モジュール基板１１６を完全に貫いて延在して、モジュール基板１１６の深さ方向に延在する壁２００によって境界付けられている。開口２０２は、開口２０２の中に座するものであるＡＳＩＣ１２０の幾何学形状よりも大きい幾何学形状を有している。光検出器アレイタイル１１８は、領域２０６上にはんだペースト及び／又ははんだボール２０４（ここでは、はんだ２０４としても参照する）を有するように示されている。モジュール基板１１６は、対応するパッド２０８を領域２１０上に有するように示されている。はんだ２０４が、光検出器アレイタイル１１８をモジュール基板１１６に接合する。
導電経路（例えば、スルーホールビア）２１２が、パッド２０８を、モジュール基板１１６の反対面上の導電コンタクト２１４に電気的に接続する。ＡＳＩＣ１２０は、領域２１８上にはんだペースト及び／又ははんだボール２１６（ここでは、はんだ２１６としても参照する）を有するように示されている。光検出器アレイタイル１１８は、対応するパッド２２０を領域２２２上に有するように示されている。はんだ２１６が、ＡＳＩＣ１２０を光検出器アレイタイル１１８に接合する。モジュール基板１１６は、１、２、４、８、１０個などのＡＳＩＣ／タイル／シンチレータユニット１２０／１１８／１２２用に構成され得る。モジュール基板１１６の反対面に、１つ以上のディスクリート電気部品がはんだ付けされ得る。
図３は、図２のバリエーションを模式的に示しており、同様に、単一のＡＳＩＣ／タイル／シンチレータユニット１２０／１１８／１２２に関して、モジュールアセンブリ１１４の非限定的な一例の分解図を示している。参照符号２００、２０４、２０６、２０８、２１０、２１２、２１４、２１６、２１８、２２０及び２２２は、図２に記載したとおりである。
このバリエーションにおいては、モジュール基板１１６が、開口２０２の代わりに、複数の凹部３０２を含んでいる。凹部３０２は、完全に貫いてではないが、モジュール基板１１６の深さ方向に例えば表面３０４まで延在しており、表面３０４が壁２００とともに凹部３０２を境界付けている。また、モジュール基板１１６は、凹部３０２の各々の下方に配置されたヒートシンク３０６を含んでいる。この例において、ヒートシンク３０６は、モジュール基板１１６の一部である。モジュール基板１１６の反対面には、同様に、１つ以上のディスクリート電気部品がはんだ付けされ得る。
図２及び３の構成では、個々のＡＳＩＣ１２０、タイル１１８、及び／又はシンチレータ１２２を、モジュール基板１１６に接合されたその他のＡＳＩＣ１２０、タイル１１８、及び／又はシンチレータ１２２に影響を及ぼすことなく、モジュールアセンブリ１１４のモジュール基板１１６から取り外すことができる。一例において、これは、例えば欠陥のある及び／又は性能不足のＡＳＩＣ１２０、タイル１１８、及び／又はシンチレータ１２２を取り換えるために、ＡＳＩＣ１２０、タイル１１８、及び／又はシンチレータ１２２のうちの１つ以上を位置特定して取り換えることを可能にする。一例において、これは、熱を、その他のＡＳＩＣ１２０、タイル１１８、及び／又はシンチレータ１２２に加えずに、関心あるＡＳＩＣ１２０、タイル１１８、及び／又はシンチレータ１２２に加えることによって達成される。
図４−６は、モジュールアセンブリ装置４０２の一部の一例を示している。図４は上面図を示し、図５は直線Ａ−Ａに沿った断面図を示し、そして、図６は直線Ｂ−Ｂに沿った断面図を示している。
この例において、モジュールアセンブリ装置４０２は、図２のモジュールアセンブリを、はんだ２０４及び２１６の同時リフロー又ははんだ２０４のみのリフローを用いて組み立てるように構成されている。
モジュールアセンブリ装置４０２は、長軸４０１を有するベース４００を含んでいる。モジュールアセンブリ装置４０２は更に、表面４０６と、表面４０６の少なくとも２つの辺上で長軸４０１の方向に沿って延在する側壁４０８とを含んでいる。側壁４０８は、表面４０６から垂直に上に延在する非ゼロの高さを有する。表面４０６及び側壁４０８は、モジュール基板１１６を受け入れるように構成された凹部４０４を形成する。
側壁４０８は、それから上に、側壁４０８と同じ方向に延在する突出部４０３を含んでいる。側壁４０８は第１の厚さを有し、突出部４０３は第２の厚さを有する。第１の厚さは第２の厚さよりも大きい。第１の厚さと第２の厚さとの間のこのオフセットは、光検出器アレイタイル１１８を受けるように構成されて光検出器アレイタイルサポート（支持）４１０として作用する台を形成する。
図７−１５は、図４−６のモジュールアセンブリ装置４０２を用いた、図２のモジュールアセンブリ１１４の、はんだ２０４及び２１６の同時リフローでの組立てを例示している。参照符号４００、４０１、４０２、４０３、４０４、４０６、４０８及び４１０は、図４に記載したとおりである。
図７−９は、凹部４０４内にモジュール基板１１６を設置したモジュールアセンブリ装置４０２を示している。モジュール基板１１６は、第１の表面４０６の上に載っている。図１０−１２は、モジュール基板１１６の開口２０２の中にＡＳＩＣ１２０を設置したアセンブリ装置４０２を示している。図１３−１５は、モジュール基板１１６及びＡＳＩＣ１２０の上で、光検出器アレイタイルサポート４１０上に光検出器アレイタイル１１８を設置したアセンブリ装置４０２を示している。
モジュールアセンブリ装置４０２は、モジュール基板１１６、ＡＳＩＣ１２０、及び光検出器アレイタイル１１８を設置した後に、例えばリフローオーブンなどの中に置かれて、加熱される。リフローオーブンは、その中の環境温度を例えばはんだ２０４及び２１６の融点といった所定の温度に至らせるように動作される。はんだ２０４及び２１６はこの所定の温度に到達すると、はんだ２０４及び２１６が溶融し、ＡＳＩＣ１２０を光検出器アレイタイル１１８に、そして光検出器アレイタイル１１８をモジュール基板１１６に同時に接合する。
図１６−２１は、図４−６のモジュールアセンブリ装置４０２を用いた、図３のモジュールアセンブリ１１４の、はんだ２０４のみのリフローでの組立てを例示している。参照符号４００、４０１、４０２、４０３、４０４、４０６、４０８及び４１０は、図４に記載したとおりである。
図１６−１８は、凹部４０４内にモジュール基板１１６を設置したモジュールアセンブリ装置４０２を示している。モジュール基板１１６は、第１の表面４０６の上に載っている。図１９−２１は、既にＡＳＩＣ１２０が接合された光検出器アレイタイル１１８を、ＡＳＩＣ１２０を凹部３０２内にして、モジュール基板１１６の上で、光検出器アレイタイルサポート４１０上に設置した、モジュールアセンブリ装置４０２を示している。ＡＳＩＣ１２０は、ヒートシンク３０６と熱的に接触している。
この例においては、リフローオーブン内の熱がはんだ２０４を上記所定の温度に到達させると、はんだ２０４が溶融し、光検出器アレイタイル１１８をモジュール基板１１６に接合する。ヒートシンク３０６が、ＡＳＩＣ１２０から熱を引き離して、光検出器アレイタイル１１８との間のはんだ２１６が溶けることを防止し、ひいては、光検出器アレイタイル１１８とＡＳＩＣ１２０との間の接合を損ねることを軽減する。
図２２−２４は、モジュールアセンブリ装置４０２の一部の他の一例を示している。図２２は上面図を示し、図２３は直線Ａ−Ａに沿った断面図を示し、そして、図２４は直線Ｂ−Ｂに沿った断面図を示している。この例において、モジュールアセンブリ装置４０２は、図２のモジュールアセンブリを、はんだ２０４のみをリフローするようにして組み立てるよう構成されている。
図示したモジュールアセンブリ装置４０２は、この構成ではモジュールアセンブリ装置４０２が更にヒートシンク２２０２を含んでいることを除いて、図４−６に関して記述したものと実質的に同様である。参照符号４００、４０１、４０２、４０３、４０４、４０６、４０８及び４１０は、図４に記載したとおりである。
図示した例において、ヒートシンク２２０２は、モジュールアセンブリ装置４０２に一体化されて、その一部である。ヒートシンク２２０２の上の領域が、ＡＳＩＣ受止め領域として作用する。一バリエーションにおいて、ヒートシンク２２０２は、モジュールアセンブリ装置４０２に組み込む別部品である。また、図示したヒートシンク２２０２は、凹部４０４内でモジュール基板１１６の深さ全体に延在している。一バリエーションにおいて、ヒートシンク２２０２は、凹部４０４内でモジュール基板１１６の深さの一部のみに延在していてもよい。
概して、ヒートシンク２２０２は、設置されたモジュール基板１１６の少なくとも所定の一部と熱的に連通する又は熱伝導接触をなすように配置される。また、図示したヒートシンク２２０２は単一素子のヒートシンク２２０２として示されている。しかしながら、理解されるように、これらのヒートシンク２２０２のうちの少なくとも１つが、一緒になってヒートシンク２２０２を形成する複数の個別の部分ヒートシンク（例えば、複数の熱伝導スタンドオフなど）を含んでいてもよい。
図２５−３０は、図２２−２４のモジュールアセンブリ装置４０２を用いた、図２のモジュールアセンブリ１１４の組立てを例示している。図３のモジュールアセンブリ１１４も、図２２−２４のモジュールアセンブリ装置４０２を用いて同様に組み立てられ得る。参照符号４００、４０１、４０２、４０３、４０４、４０６、４０８及び４１０は、図４に記載したとおりである。
図２５−２７は、凹部４０４内にモジュール基板１１６を設置したモジュールアセンブリ装置４０２を示している。モジュール基板１１６は、ヒートシンク２２０２を開口２０２に位置合わせして、第１の表面４０６の上に載っている。図２８−３０は、既にＡＳＩＣ１２０が接合された光検出器アレイタイル１１８を、ＡＳＩＣ１２０を開口２０２内にして、モジュール基板１１６の上で、光検出器アレイタイルサポート４１０上に設置した、モジュールアセンブリ装置４０２を示している。ＡＳＩＣ１２０は、ヒートシンク２２０２と熱的に接触している。
この例において、リフローオーブン内の熱がはんだ２０４を上記所定の温度に到達させると、はんだ２０４が溶融し、光検出器アレイタイル１１８をモジュール基板１１６に接合する。ヒートシンク２２０２が、ＡＳＩＣ１２０から熱を引き離して、光検出器アレイタイル１１８との間のはんだ２１６が溶けることを防止し、ひいては、光検出器アレイタイル１１８とＡＳＩＣ１２０との間の接合を損ねることを軽減する。
図３１は、図４−６のアセンブリ装置を用いて図２のモジュールアセンブリ１１４を製造する方法を例示している。
理解されるように、ここに記載される方法における動作（アクト）の順序は限定的なものではない。従って、他の順序もここに企図される。また、１つ以上の動作が省略されてもよく、且つ／或いは１つ以上の追加の動作が含められてもよい。
３１０２にて、はんだ付けされる接触面が洗浄される。
３１０４にて、ＡＳＩＣ１２０上のはんだ２１６及び光検出器アレイタイル１１８上のはんだ２０４にフラックスが塗布される。
３１０６にて、アセンブリ装置４０２の凹部４０４内にモジュール基板１１６が設置される。
３１０８にて、はんだ２１６がモジュール基板１１６に面しないようにして、モジュール基板１１６の開口２０２内にＡＳＩＣ１２０が設置される。
３１１０にて、モジュール基板１１６及びＡＳＩＣ１２０の上で、光検出器アレイタイルサポート４１０上に光検出器アレイタイル１１８が設置される。
３１１２にて、はんだペースト２０４及び２１６が同時にリフローされ、ＡＳＩＣ１２０が光検出器アレイタイル１１８に、そして光検出器アレイタイル１１８がモジュール基板１１６に同時に接合される。
３１１４にて、例えば光学接着剤又はそれに類するものを用いて、光検出器アレイタイル１１８にシンチレータ１２２が物理的且つ光学的に結合されて、モジュールアセンブリ１１４が作り出される。
３１１６にて、検出器アレイ１１０を形成するよう、複数のモジュールアセンブリ１１４が結合される。
図３２は、図４−６のアセンブリ装置を用いて図３のモジュールアセンブリ１１４を製造する方法を例示している。
理解されるように、ここに記載される方法における動作の順序は限定的なものではない。従って、他の順序もここに企図される。また、１つ以上の動作が省略されてもよく、且つ／或いは１つ以上の追加の動作が含められてもよい。
３２０２にて、はんだ付けされる接触面が洗浄される。
３２０４にて、ＡＳＩＣ１２０上のはんだ２１６及び光検出器アレイタイル１１８上のはんだ２０４にフラックスが塗布される。
３２０６にて、モジュールアセンブリ装置４０２の凹部４０４内にモジュール基板１１６が設置される。
３２０８にて、はんだ２１６をリフローすることによってＡＳＩＣ１２０が光検出器アレイタイル１１８にマウントされる。
３２１０にて、ＡＳＩＣ１２０を備えた光検出器アレイタイル１１８が、ＡＳＩＣ１２０を凹部３０２内にし且つモジュール基板１１６のヒートシンク３０６と熱接触させて、光検出器アレイタイルサポート４１０上に設置される。
３２１２にて、ヒートシンク３０６が、光検出器アレイタイル１１８とＡＳＩＣ１２０とを接合しているはんだ２１６から熱を引き離しながら、はんだ２０４がリフローされて、光検出器アレイタイル１１８がモジュール基板１１６に接合される。
３２１４にて、例えば光学接着剤又はそれに類するものを用いて、光検出器アレイタイル１１８にシンチレータ１２２が物理的且つ光学的に結合されて、モジュールアセンブリ１１４が作り出される。
３２１６にて、検出器アレイ１１０を形成するよう、複数のモジュールアセンブリ１１４が結合される。
図３３は、図２２−２４のアセンブリ装置を用いて図２のモジュールアセンブリ１１４を製造する方法を例示している。
理解されるように、ここに記載される方法における動作の順序は限定的なものではない。従って、他の順序もここに企図される。また、１つ以上の動作が省略されてもよく、且つ／或いは１つ以上の追加の動作が含められてもよい。
３３０２にて、はんだ付けされる接触面が洗浄される。
３３０４にて、ＡＳＩＣ１２０上のはんだ２１６及び光検出器アレイタイル１１８上のはんだ２０４にフラックスが塗布される。
３３０６にて、モジュールアセンブリ装置４０２の凹部４０４内にモジュール基板１１６が設置される。
３３０８にて、はんだ２１６をリフローすることによってＡＳＩＣ１２０が光検出器アレイタイル１１８にマウントされる。
３３１０にて、ＡＳＩＣ１２０を備えた光検出器アレイタイル１１８が、ＡＳＩＣ１２０を開口２０２内にし且つモジュールアセンブリ装置４０２のヒートシンク２２０２と熱接触させて、光検出器アレイタイルサポート４１０上に設置される。
３３１２にて、ヒートシンク２２０２が、光検出器アレイタイル１１８とＡＳＩＣ１２０とを接合しているはんだ２１６から熱を引き離しながら、はんだ２０４がリフローされて、光検出器アレイタイル１１８がモジュール基板１１６に接合される。
３３１４にて、例えば光学接着剤又はそれに類するものを用いて、光検出器アレイタイル１１８にシンチレータ１２２が物理的且つ光学的に結合されて、モジュールアセンブリ１１４が作り出される。オプションで、この動作は、動作３１０２に先立って行われる。
３３１６にて、検出器アレイ１１０を形成するよう、複数のモジュールアセンブリ１１４が結合される。
理解されるように、図３３の方法は、これに代えて、図２２−２４のアセンブリ装置を用いて図３のモジュールアセンブリ１１４を製造することに利用され得る。
好適実施形態を参照して本発明を説明した。以上の詳細な説明を読んで理解した者には変更及び改変が思い浮かび得る。本発明は、添付の請求項の範囲又はその均等範囲に入る限りにおいて、そのような全ての変更及び改変を含むとして解釈されるものである。

Claims (19)

  1. 撮像システムの検出器アレイ用のモジュールアセンブリを組み立てるために構成されたモジュールアセンブリ装置であって、前記モジュールアセンブリは、モジュール基板、ＡＳＩＣ、光検出器アレイタイル、及びシンチレータを含み、当該モジュールアセンブリ装置は、
    長軸を持つベースと、
    前記ベースの第１の表面と、
    前記第１の表面から上に垂直に突出し、且つ前記ベースの少なくとも２つの辺に沿って前記長軸の方向に延在した側壁であり、前記第１の表面及び当該側壁が、前記第１の表面上且つ当該側壁同士内で前記モジュール基板を受け入れるように構成された凹部を形成する、側壁と、
    前記側壁の方向に前記側壁から突出した突出部であり、当該突出部及び前記側壁のつなぎ部分が、前記ＡＳＩＣ及び前記モジュール基板の上で前記光検出器アレイタイルを受け止めるように構成された光検出器アレイタイルサポートとして作用する台を形成する、突出部と
    を有する、モジュールアセンブリ装置。
  2. 前記第１の表面の下方で前記ベース内に集積されたヒートシンク、を更に有する請求項１に記載のモジュールアセンブリ装置。
  3. 前記ヒートシンクの上方の前記第１の表面の領域上のＡＳＩＣ受止め領域、を更に有する請求項２に記載のモジュールアセンブリ装置。
  4. 前記第１の表面は更に、前記ＡＳＩＣを直に受け止めるように構成されている、請求項１乃至３の何れかに記載のモジュールアセンブリ装置。
  5. 前記第１の表面は、前記モジュール基板内の開口を通じて前記ＡＳＩＣを直に受け止める、請求項４に記載のモジュールアセンブリ装置。
  6. 前記第１の表面は更に、前記モジュール基板のみを直に受け止めるように構成されている、請求項１乃至３の何れかに記載のモジュールアセンブリ装置。
  7. 前記モジュール基板の一部が、前記ＡＳＩＣと前記第１の表面との間に存在する、請求項６に記載のモジュールアセンブリ装置。
  8. 前記光検出器アレイタイルサポート及び前記凹部は、前記光検出器アレイタイルに前もって前記ＡＳＩＣが結合された前記光検出器アレイタイルを受けるように構成されている、請求項１乃至７の何れかに記載のモジュールアセンブリ装置。
  9. 前記光検出器アレイタイルサポート及び前記凹部は、前記光検出器アレイタイル及び前記ＡＳＩＣを、別々の結合されていないデバイスとして順次に受けるように構成されている、請求項１乃至７の何れかに記載のモジュールアセンブリ装置。
  10. 前記側壁は第１の厚さを有し、前記突出部は第２の厚さを有し、前記第１の厚さは前記第２の厚さよりも大きく、前記第１の厚さと前記第２の厚さとの間のオフセットが前記台を形成する、請求項１乃至９の何れかに記載のモジュールアセンブリ装置。
  11. モジュールアセンブリ装置を用いて撮像システム検出器アレイモジュールアセンブリを製造する方法であって、前記モジュールアセンブリ装置は、表面と該表面から突出した側壁とを持つ凹部を備えたベースと、前記側壁から延在した光検出器アレイタイルサポートとを含み、当該方法は、
    前記モジュールアセンブリ装置の前記表面上でモジュール基板を受け止め、前記モジュール基板は開口を含んでおり、
    前記開口を通じて前記表面上でＡＳＩＣを受け止め、前記ＡＳＩＣは、前記表面に面しない側に第１のはんだを含んでおり、
    前記モジュール基板及び前記ＡＳＩＣの上で光検出器アレイタイルを受け止め、前記光検出器アレイタイルは、前記モジュール基板及び前記モジュール基板の第２の領域内のパッドに面する側の第１の領域内に第２のはんだを含んでおり、且つ
    前記第１及び第２のはんだを同時にリフローして、前記ＡＳＩＣを前記光検出器アレイタイルに、そして前記光検出器アレイタイルを前記モジュール基板に同時に接合し、それにより前記モジュールアセンブリを作り出す
    ことを有する、方法。
  12. 前記第１及び第２のはんだをリフローした後に、前記モジュール基板に面しない前記光検出器アレイタイルの感放射線側にシンチレータを結合する、
    ことを更に有する請求項１１に記載の方法。
  13. 前記光検出器アレイタイルを受けることに先立って、前記モジュール基板に面しない前記光検出器アレイタイルの感放射線側にシンチレータを結合する、
    ことを更に有する請求項１１に記載の方法。
  14. モジュールアセンブリ装置を用いて撮像システム検出器アレイモジュールアセンブリを製造する方法であって、前記モジュールアセンブリ装置は、第１の表面と該第１の表面から突出した側壁とを持つ凹部を備えたベースと、前記側壁から延在した光検出器アレイタイルサポートと、ヒートシンクとを含み、当該方法は、
    前記モジュールアセンブリ装置の前記第１の表面上でモジュール基板を受け止め、前記モジュール基板は開口を含んでおり、
    ＡＳＩＣがマウントされた光検出器アレイタイルを受け止め、前記光検出器アレイタイルは、前記モジュールアセンブリ装置の前記ヒートシンクの上方で前記ＡＳＩＣを前記開口内に置いて、前記モジュール基板の上で受け止められ、前記光検出器アレイタイルは、前記モジュール基板に面する側の領域内にはんだを含んでおり、
    前記モジュールアセンブリ装置に熱を加え、且つ
    前記ヒートシンクを用いて前記光検出器アレイタイルと前記ＡＳＩＣとの間の接合から熱を取り除くのと同時に、前記はんだをリフローして、前記光検出器アレイタイルを前記モジュール基板に接合し、それにより前記モジュールアセンブリを作り出す
    ことを有する、方法。
  15. 前記はんだをリフローした後に、前記モジュール基板に面しない前記光検出器アレイタイルの感放射線側にシンチレータを結合する、
    ことを更に有する請求項１４に記載の方法。
  16. 前記光検出器アレイタイルを受けることに先立って、前記モジュール基板に面しない前記光検出器アレイタイルの感放射線側にシンチレータを結合する、
    ことを更に有する請求項１４に記載の方法。
  17. モジュールアセンブリ装置を用いて撮像システム検出器アレイモジュールアセンブリを製造する方法であって、前記モジュールアセンブリ装置は、第１の表面と該第１の表面から突出した側壁とを持つ凹部を備えたベースと、前記側壁から延在した光検出器アレイタイルサポートとを含み、当該方法は、
    前記モジュールアセンブリ装置の前記第１の表面上でモジュール基板を受け止め、前記モジュール基板は、凹部と該凹部の下に配置されたヒートシンクとを含んでおり、
    ＡＳＩＣがマウントされた光検出器アレイタイルを受け止め、前記光検出器アレイタイルは、前記ＡＳＩＣを前記凹部内に置いて、前記モジュール基板の上で受け止められ、前記光検出器アレイタイルは、前記モジュール基板に面する側の領域内にはんだを含んでおり、
    前記モジュールアセンブリ装置に熱を加え、且つ
    前記モジュール基板の前記ヒートシンクを用いて前記光検出器アレイタイルと前記ＡＳＩＣとの間の接合から熱を取り除くのと同時に、前記はんだをリフローして、前記光検出器アレイタイルを前記モジュール基板に接合し、それにより前記モジュールアセンブリを作り出す
    ことを有する、方法。
  18. 前記はんだをリフローした後に、前記モジュール基板に面しない前記光検出器アレイタイルの感放射線側にシンチレータを結合する、
    ことを更に有する請求項１７に記載の方法。
  19. 前記光検出器アレイタイルを受けることに先立って、前記モジュール基板に面しない前記光検出器アレイタイルの感放射線側にシンチレータを結合する、
    ことを更に有する請求項１７に記載の方法。
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