KR20180057644A - 모듈식 x선 검출기(modular x-ray detector) - Google Patents

Abstract

본 발명은 모듈식 검출기용 검출기 모듈(1)로서, 다수의 X선 검출기 기판(10)과 관련 산란 방지 시준기(20)를 포함하는 검출기 모듈을 제공한다. 각각의 X선 검출기 기판(10)은 다수의 검출기 다이오드 및 관련 산란 방지 시준기(20)를 구비한다. 각각의 X선 검출기 기판(10)은 X선이 입사되는 면을 상면이라 할 때 X선 검출기 기판의 저면에 부착되어 다이오드로부터 X선 신호를 수집하는 집적 회로(30)를 포함하고, 관련 산란 방지 시준기(20)는 집적 회로(30) 상부에 배치된다.

Description

모듈식 X선 검출기(MODULAR X-RAY DETECTOR)

본 발명은 일반적으로 X선 검출기에 관한 것으로, 보다 자세하게는 모듈식 X선 검출기와 이런 모듈식 X선 검출기용 검출기 모듈에 관한 것이다.

X선 검출기의 구성시 주요한 과제는 높은 검출 효율을 달성하고, 검출기의 모듈식 배열을 가능하게 하고/하거나 검출기의 효율적인 생산이 가능하도록 패키징 및 배선이 이루어지도록 하는 것이다. 이 모든 요건들이 동시에 충족될 수 있다면 더욱 유리하겠지만, 이 요건들은 부분적으로 상충 관계에 있기 때문에 동시에 충족되기는 어렵다. 예컨대, 모듈식 배열을 위해 요구되는 배선 및 패키징은 활성 검출기 영역을 희생해야 한다는 것을 의미하는 바, 구조적 효율성이 떨어지게 된다.

또한, 대부분의 경우 X선 검출기는 대상체로부터의 산란 및/또는 검출기 모듈 사이의 산란을 제거하기 위해 산란 방지 시준기 또는 격자판과 합체되어야 한다. 누적 선량이 높으면 회로의 기능을 손상시킬 수 있기 때문에 민감한 집적 회로를 직접적인 방사로부터 보호하는 것도 바람직하다.

이와 동시에 각각의 검출기 모듈과 산란 방지 격자판은 광원으로부터 입사되는 X선과 정확하게 정렬되는 것이 바람직하다.

예컨대, 전산화 단층촬영에 사용되는 최첨단 검출기는 X선을 가시광선으로 변환하는 신틸레이터를 기반으로 하는데, 해당 가시광선은 다량의 X선 신호를 통합하는 전용 포토 다이오드에 의해 감지된다. 포토 다이오드는 생성된 전류를 디지털화하는 집적 회로에 연결되며, 해당 값은 X선 화상에 표시된 그레이 스케일 값을 계산하는 데 사용된다. 신틸레이터와 다이오드 상부에는 1차원 또는 2차원 산란 방지 격자판이 배치된다. 누화(crosstalk)를 방지하기 위해 트렌치가 각각의 신틸레이터-다이오드 조립체를 분리한다. 산란 방지 시준기는 비활성 영역(dead area)을 최소화하기 위해 트렌치와 정합되게 배치된다. 집적 회로와 다이오드의 연결, 전력 및 데이터 전송의 제공 등과 같은 패키징 및 배선 문제를 해결하기 위해 여러가지 방법이 존재한다. 어떻게 이런 문제를 처리할 수 있는 지를 보여주는 좋은 예들이 있다. 한가지 예는 참고 문헌 [1]에 개시되어 있는데, 해당 문헌에서는 2차원으로 타일링될 수 있는 완전한 모듈식 배열을 제시하고 있다. 상호연결 및 패키징 방법에 대한 다른 예가 참고 문헌 [2]에 제시되어 있는데, 이 방법에서는 엘라스토머 도전 접점이 고전압 애노드 신호를 제공하도록 구성된다.

학계 및 업계에서 많은 연구가 집중된 지난 몇 년 동안은, X선 검출기에 보다 높은 공간 및 대비 해상도를 제공하는 방법에 초점이 맞춰졌다. 이를 달성하기위한 가장 유망한 방법 중 하나는 광자 계측 분광 검출기를 사용하는 것이다. 지금까지 이런 화상 검출기는 유방암의 조기 발견을 위한 유방 조영술에만 사용 가능했으나 (참고 문헌 [3] 참조), 다음 용도는 전산화 단층촬영이 될 수 있을 것이다. 두 가지 상이한 해법이 등장했는데, 하나는 예컨대 참고 문헌 [4]에 제시된 CdTe 또는 CdZnTe와 같은 무거운 검출기 요소를 기반으로 하며 다른 해법은 참고 문헌 [5]에 개설된 바와 같이 검출기 재료로서 실리콘을 기반으로 한다.

참고 문헌 [5]에 개설된 실리콘 검출기 조립체의 경우에는, X선의 대부분을 흡수하기 위해 실리콘 검출기가 X선의 입사 방향으로 (약 30 배 내지 40 배 가량) 훨씬 긴 길이를 가질 필요가 있기 때문에 검출 효율 및 모듈성의 문제가 검출기 재료로서 무거운 요소를 갖는 조립체와

비교할 때 매우 다른 양상을 띤다. 이는 기하구조적 제약과 기계적 제약이 매우 상이함을 의미한다.

[참고문헌]

[1] 미국특허 제 7,582,879호

[2] 미국특허 제 7,560,702호

[3] M. Danielsson, H. Bornefalk, B. Cederstrom, V. Chmill, B. Hasegawa, M. Lundqvist, D. Nygren 및 T. Tabar, "디지털 유방 조영술에 사용되는 선량 효율적인 시스템", Proc . SPIE , Physics of Medical Imaging, 제 3977권, 239 내지 249 페이지, 샌디에고, 2000년

[4] C. Xu, M. Danielsson 및 H. Bornefalk, "양자계측 전산화 단층촬영용 카드뮴 텔루라이드 검출기의 에너지 손실 및 전하 공유 평가", IEEE Transactions on Nuclear Science, 제 58권, 제 3호, 614 내지 625 페이지, 2011 년 6 월

[5] 미국특허 제 8,183,535호

본 발명은 개선된 모듈식 X선 검출기용 검출기 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 이런 검출기 모듈을 기반으로 하는 개선된 모듈식 X선 검출기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 및 기타의 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 달성될 수 있다.

본 발명의 제1 양태에 따르면, 모듈식 X선 검출기용 검출기 모듈로서 다수의 X선 검출기 기판 및 관련 산란 방지 시준기를 포함하는 검출기 모듈이 제공된다. 각각의 X선 검출기 기판은 다수의 검출기 다이오드 및 관련 산란 방지 시준기를 구비한다. 또한, 각각의 X선 검출기 기판은 X선이 입사되는 면을 상면이라 할 때 X선 검출기 기판의 저면에 부착되어 다이오드로부터 X선 신호를 수집하는 집적 회로를 포함하고, 관련 산란 방지 시준기는 집적 회로 상부에 배치된다.

이런 유형의 검출기 모듈은 모듈식 X선 검출기를 효율적으로 구축할 수 있게 한다.

본 발명의 제2 양태에 따르면, 제1 양태의 검출기 모듈을 다수 포함하는 모듈식 X선 검출기가 제공된다.

다른 이점들은 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.

도 1은 X선 검출기 모듈과 이에 대응하는 모듈식 검출기 조립체의 일례를 나타내는 개략도이다.
도 2는 모듈식 X선 검출기용 검출기 모듈의 일례를 나타내는 개략도이다.
도 3은 도 2에 도시 된 예시적인 모듈을 확대하여 나타내는 개략도이다.
도 4는 전체적으로 만곡된 검출기 기하 구조를 제공하기 위해 산란 방지 시준기와 검출기 기판이 광원으로 도로 향하는 테이퍼진 기하 구조를 얻는 방법의 일례를 나타내는 개략도이다.
도 5는 입력 신호가 개별 다이오드로부터 ASIC 입력부로 라우팅되는 실리콘 검출기 기판에 ASIC가 플립 칩핑될 수 있도록 하는 방법의 일례를 나타내는 개략도이다.
도 6은 검출기 기판 하부에 와이어 본딩부와 수동 구성요소와 케이블류를 위한 공간이 있음을 보여주는 개략적인 측면도이다.
도 7은 데이터의 전자 판독 및 검출기 모듈에 대한 제어 명령의 분배를 위한 아키텍처의 일례를 나타내는 개략도이다.

X선 검출기 모듈과 이에 대응하는 모듈식 검출기 조립체(100)를 보여주는 본 발명의 예시적이고 비제한적인 예가 도 1에 도시되어 있는데, 최대 전력 및 데이터 전송 속도의 경계 조건이 처리될 수 있는 한, 해당 모듈들은 완전한 검출기 조립체의 임의의 영역을 획득하도록 타일링될 수 있다.

도 2는 모듈식 X선 검출기용 검출기 모듈의 일례를 나타내는 개략도이다. 본 구현예에서, 검출기 모듈(1)은 다수의 X선 검출기 기판(10) 및 관련 산란 방지 시준기(20)를 포함한다. 각각의 X선 검출기 기판(10)은 다수의 검출기 다이오드 및 관련 산란방지 시준기(20)를 구비한다. 또한, 각각의 X선 검출기 기판(10)은 X선이 입사되는 면을 상면이라 할 때 X선 검출기 기판(10)의 저면에 부착되어 다이오드로부터 X선 신호를 수집하기 위한 집적 회로(30)를 구비하며, 관련 산란 방지 시준기(20)는 집적 회로(30) 상부에 배치된다.

이런 유형의 검출기 모듈은 모듈식 X선 검출기를 효율적으로 구축할 수 있게 한다. 본 명세서에 기술된 예들로부터 명백히 알 수 있는 바와 같이, 모듈식 X선 검출기의 실시예는 몇 가지 구조적 이점을 갖는다.

본 발명의 제2 양태에 따르면, 제1 양태의 검출기 모듈(1)을 다수 포함하는 모듈식 X선 검출기(100)가 제공된다.

검출기 모듈은 여러가지 상이한 변형례로 구체화될 수 있다.

예컨대, 집적 회로는 특정 용도 집적 회로(ASIC)일 수 있다.

예컨대, ASIC의 일부가 실리콘 검출기 기판의 외부에 위치하여 ASIC에 대한 전력 및 데이터 전송의 연결이 실리콘 검출기 기판 상에 이를 라우팅하지 않고서도 이루어질 수 있도록 ASIC는 X선 검출기 기판의 가장자리 너머로 돌출될 수 있다.

신호는 예컨대 개별 다이오드로부터 ASIC의 입력부로 라우팅될 수 있다.

선택적으로, 기판 외부에 위치하는 ASIC의 전력 및 데이터 전송 패드에 전력선 및 데이터 전송선이 와이어 본딩되거나, 기판 상의 재분배층이 전력 및 데이터 전송 패드와 입력 신호 패드에 연결되어 X선 검출기 기판으로부터 ASIC로 입력 신호를 재분배하기 위해 사용된다.

보완으로, 열 도전체가 냉각 수단으로서 ASIC에 부착될 수 있다.

예컨대, 산란 방지 시준기는 산란 방지 포일 또는 플레이트일 수 있다.

예컨대, 산란 방지 포일은 X선 검출기 기판 사이에 배치될 수 있다.

산란 방지 포일은 텅스텐과 같은 무거운 재료로 제조될 수 있다.

특정 예에서, 집적 회로는 특정 용도 집적 회로(ASIC)이고 산란 방지 시준기는 텅스텐 포일이며, 검출기 내의 소위 비활성 영역을 최소화하고 ASIC를 직접 방사로부터 보호하기 위해 ASIC는 텅스텐 포일 하부에 위치하도록 X선 검출기 기판 상에 배치된다.

바람직하게는, X선 검출기 기판마다 X선 검출기 기판 및 관련 산란 방지 시준기가 광원으로 도로 향하는 테이퍼진 기하 구조가 실리콘 검출기 기판 또는 산란 방지 시준기에 배치되는 이격자에 의해 마련될 수 있다.

통상적으로, 다수의 X선 검출기 기판은 서로에 대해 타일링되어 검출기 모듈을 형성한다.

예로서, 각각의 X선 검출기 기판과 이에 대응하는 집적 회로는 센서 멀티칩 모듈(MCM) 조립체로서 형성될 수 있으며, 이런 다수의 센서 MCM 조립체가 서로 연결되어 검출기 모듈을 형성할 수 있다.

예컨대, 검출기 모듈은 다수의 검출기 타일로 세분될 수 있되, 각각의 검출기 타일은 예컨대 도 7에 도시된 바와 같이 다수의 센서 MCM 조립체를 포함한다.

특정 예에서, 각각의 검출기 타일은, 예컨대 도 7에 도시된 바와 같이, 검출기 타일과 검출기 모듈 사이의 연결 수를 줄이기 위해 대응하는 검출기 모듈로부터 검출기 타일로 전송되는 명령을 역다중화하기 위한 회로를 포함한다.

통상적으로, 상기 명령은 센서 MCM 조립체로 보내지는 제어 명령이다.

검출기 모듈은 다수의 데이터 저장 회로와 데이터 처리 회로를 포함할 수 있되, 각각의 검출기 타일은 데이터 처리 회로에 의해 관리된다.

예컨대, 검출기 모듈은 센서 MCM 조립체에 대한 제어 명령을 분배하고 데이터 저장 회로에 저장된 스캐닝 데이터의 판독을 제어하기 위한 제어 및 통신 회로를 포함할 수 있다.

특정 예에서, X선 검출기 기판은 실리콘 검출기 기판이다.

이하, 이해를 돕기 위해 비제한적이고 예시적인 실시예를 참조하여 본 발명을 설명한다.

비활성 영역을 방지하기 위해, 다이오드로부터 X선 신호를 수집하는 집적 회로(ASIC)는 X선이 입사되는 면을 상면이라 할 때 X선 검출기 다이오드 기판의 저면에 부착된다. 산란 방지 시준기는 예컨대, 각각의 실리콘 검출기 기판 사이에 배치되는 텅스텐 포일로 제조된다. 검출기 내의 소위 비활성 영역(기계적 지지체, 텅스텐 포일, 에어 갭 등과 같이 검출기로서 기능하지 않는 영역)을 최소화하기 위해, 다이오드로부터의 X선 신호를 수집하는 ASIC는 텅스텐 포일 하부에 배치된다. 이는 또한 ASIC가 직접 방사로부터 보호된다는 것을 의미한다. 텅스텐 포일보다 현저히 두껍지 않도록 하기 위해 ASIC는 50 ㎛ 내지 100 ㎛까지 박화된다.

특정 예에서, ASIC는 실리콘 검출기 기판에 플립 칩핑되고, 각각의 다이오드는 트레이스를 통해 전용 ASIC 입력부에 연결된다. 또한, ASIC는 실리콘 검출기 기판의 가장자리 너머로 돌출된다. 이를 통해 신뢰성 및 노이즈 성능을 최적화하기 위해 ASIC에 가깝게 위치해야 하는 커패시터와 같은 대형 구성요소를 위한 공간이 마련될 수 있다.

이는 실리콘 기판의 생산 비용을 증가시킬 수 있는 두꺼운 전력용 트레이스가 필요하지 않다는 것을 의미한다. ASIC에 대한 전력 연결은 다른 수단을 통해 이루어질 수 있다. 예컨대, 전력선이 ASIC의 공급 패드에 와이어 본딩될 수 있다.

또 다른 해결책은 전력 및 데이터 전송 패드와 입력 신호 패드에 연결되어 ASIC로부터 실리콘 검출기 기판으로 신호를 재분배하는 재분배층을 이용하는 것이다. 실리콘 검출기 기판 뒤에는 전자 장치에 가깝게 배치되어야 하는 커패시터와 같은 전자 구성요소를 위한 공간이 있다. 또한 실리콘을 통해 전송되는 X선이 조립체 내로 깊이 침투하는 것을 방지하기 위해 텅스텐 또는 몰리브덴과 같은 무거운 재료로 된 X선 흡수재를 실리콘 후방에 배치하는 것도 가능하다. 방사선에 의한 손상을 최소화하기 위해 집적 회로 주변에 방사선 보호재를 배치하는 것도 가능하다.

열 도전체를 냉각하기 위한 수단, 바람직하게는 실리콘과 일치하는 열 팽창 계수를 갖는 냉각 수단이 ASIC에 부착될 수 있으며, ASIC 전력에 의해 생성된 열은 표준 공기 또는 액체 냉각 수단에 의해 용이하게 처리될 수 있는 장소로 전달될 수 있다.

도 1은 X선 검출기 모듈 및 이에 대응하는 모듈식 검출기 조립체의 일례를 도시하는 개략도이다. 도 1은 모듈의 일례 및 이런 모듈이 어떻게 원하는 크기의 전체 검출기 영역을 갖는 대응하는 모듈식 검출기 조립체를 구축할 수 있는지를 도시한다. 해당 모듈들은 X선 광원을 도로 향하고 있다.

도 2는 모듈식 X선 검출기용 검출기 모듈의 일례를 타내는 개략도이다. 따라서, 도 2는 모듈 설계의 일례를 도시한다. 위에서부터, 텅스텐(W)과 같은 무거운 재질의 산란 방지 포일이 도시되어 있는데, 통상적으로 포일은 다이오드로 구성된 활성 검출기 용적인 실리콘 검출기 기판보다 현저히 얇다. X선 검출기 기판은 포일 사이에 배치된다. X선 검출기 기판은 예컨대 약 0.5 mm의 두께를 가질 수 있다. 포일과 X선 검출기 기판은 모두 시차 오차를 방지하고 산란 방지 포일에 의한 음영을 방지하기 위해 X선 광원을 도로 향하고 있다. 아래에는 ASIC가 도시되어 있는데, 통상적으로 ASIC는 텅스텐(W) 포일만큼 얇고 (위에서 볼 때) 포일 후방에 배치된다.

도 3은 도 2의 확대도로, 산란 방지 포일, 실리콘 검출기 기판 및 ASIC를 도시한다.

도 4는 예컨대 스터드 본드와 같은 이격자를 실리콘 검출기 기판 또는 산란 방지 격자판에 배치함으로써 텅스텐과 실리콘 검출기 기판이 광원으로 도로 향하는 테이퍼진 기하 구조를 얻는 방법의 일례를 도시한다.

모든 텅스텐 포일과 실리콘 검출기가 정확히 광원으로 도로 향하도록 하기 위해, 각각의 요소 사이에 배치되는 이격자를 사용할 수 있다. 이런 이격자로 인해 검출기 전체가 만곡된다. 도 4는 예컨대 스터드 범프와 같은 이격자를 실리콘 검출기 기판 또는 텅스텐 포일에 배치함으로써 테이퍼진 기하 구조를 얻는 방법의 일례를 도시한다.

도 5는 입력 신호가 개별 다이오드로부터 ASIC 입력부로 라우팅되는 실리콘 검출기 기판에 ASIC가 플립 칩핑될 수 있도록 하는 방법의 일례를 보여준다. ASIC에 대한 전력 및 데이터 전송의 연결이 실리콘 검출기 기판 상에 이를 라우팅하지 않고서도 이루어질 수 있도록 ASIC의 일부는 실리콘 검출기 기판 외부에 위치한다.

도 6은 실리콘 검출기 기판 뒤에 와이어 본딩부와 수동 구성요소와 케이블류를 위한 공간이 존재함을 보여주는 측면도이다. 도시되지는 않았으나 열 도전체가 ASIC에 부착될 수 있다.

도 7은 데이터의 전자 판독을 위한 아키텍처의 일례를 나타내는 개략도이다.

중요한 과제는 다수의 X선 검출기 모듈에 대한 데이터를 판독하는 것이다.

가능한 아키텍처 해법의 일례가 도 7에 도시되어 있다. 본 구현예에서는, 다수의 센서 멀티칩 모듈(MCM) 조립체가 서로 연결되어 하나의 검출기 모듈을 형성(connected into one detector module)한다. 여기서 센서 MCM 조립체는 실리콘 기판 검출기와 ASIC의 조립체를 의미한다.

예컨대, 각각의 감지기 모듈은 클럭 분배와 구성 데이터의 로딩과 센서 MCM으로의 명령 분배를 처리하는 소형 필드 프로그램 가능 게이트 어레이(FPGA) 또는 유사 회로에 의해 관리될 수 있다.

예로서, 감지기 전체는 수만 개의 ASIC를 포함할 수 있으므로 검출기 내에 모든 ASIC를 연결 및 설치/프로그래밍하는 것은 까다로운 과제이다.

각각의 검출기 모듈은 단계적으로 센서 MCM을 기반으로 할 수 있는데, 예컨대 센서 MCM을 검출기 타일 상에 배열한 다음 다수의 검출기 타일을 기반으로 검출기 모듈을 구축할 수 있다. 즉, 각각의 검출기 모듈은 다수의 검출기 타일을 포함 할 수 있되, 각각의 검출기 타일은 다수의 센서 MCM 조립체를 포함한다.

물리적으로 모든 연결을 설비하고 대역폭 수요를 충족시키기 위해, 도 7에 도시된 구성이 사용될 수 있다.

각각의 타일은 모듈로부터 타일로 전송되는 클럭 및/또는 명령과 같은 저급 정보 컨텐츠 신호의 역다중화를 위한 소형 FPGA를 포함한다. 도 7에 도시된 바와같이, 이를 통해 타일과 모듈 사이의 연결 수를 42+21에서 3+21로 감소시킬 수 있다.

모듈에 분포된 로컬 메모리(도 7의 3*DDR)는 하향 접속부(downstream connection)에서의 대역폭 요구를 완화하기 위해 데이터를 저장/버퍼링한다. 획득이 종료될 때 이들 모든 메모리는 보다 낮은 속도로 판독된다. 이런 배열을 통해 모듈로부터 마더 보드로의 연결 수를 줄일 수 있는데, 도 7의 예에서는 연결 수가 72(3*24)에서 8로 감소한다.

바람직하게는, 로컬 메모리와 프로세서/FPGA가 작업을 병렬화하기 위해 회로의 설정을 처리하는 데 사용된다. 단일 소스는 수만 개의 ASIC의 환경을 설정하기에는 너무 느리다. 공통 정보 부분은 일괄 전송(broadcast)하고 특정 정보는 별도로 전송하는 것이 바람직한 방법일 수 있다. 보정(calibaration)이 모듈 수준에서 국지적으로 처리될 수 있으며, 계산, 저장, 로딩 등도 마찬가지이다.

예로서, 검출기의 마더 보드는 시스템 전체를 제어하는 것으로, 종합적인 제어 시스템 및 외부 시스템에 대한 링크로 간주될 수 있다.

특정 예에서는, 세 개의 검출기 타일이 조립되어 검출기 모듈을 형성한다. 각각의 검출기 타일은 관련 메모리/데이터 저장 장치를 구비한 처리 회로, 예컨대 데이터 저장 FPGA 또는 유사 회로에 의해 관리된다. 이런 FPGA/회로는 하나의 센서 MCM 조립체로부터 받은 모든 스캐닝 데이터를 국지적으로 저장하고 센서 MCM 조립체를 대상으로 하는 제어 명령을 전송한다. 제어 및 통신 FPGA 또는 유사 회로가 검출기 모듈에 배치될 수도 있다. 전원이 켜질 때, 이런 유닛은 로컬 FLASH에 저장된 환경 설정 데이터를 사용하여 검출기 모듈의 다른 FPGA/회로의 환경 설정을 관리한다. 전원이 켜져 시스템이 가동되고 있을 때, 상기 유닛은 센서 MCM 조립체에 대한 제어 명령을 분배하고 관련 메모리/데이터 저장 장치를 구비한 세 개의 처리 회로, 예컨대 데이터 저장 FPGA에 저장된 스캐닝 데이터의 판독을 제어한다. 해당 데이터는 검출기 마더 보드로 전송된다.

예로서, 명령은 동기적 실행을 위해 모든 검출기 모듈로 일괄 전송되거나 다른 작업을 위해 개별적으로 전송될 수 있다. 이를 통해, 검출기 모듈로부터 받은 스캐닝 데이터의 판독, 센서 MCM으로 보정 데이터 다운로드 등과 같은 작업의 제어가 이루어진다.

후처리 및/또는 화상 재구성을 위해, 데이터가 검출기 마더 보드로부터 하나 이상의 외부 컴퓨터로 추가로 전송될 수 있다.

전술한 실시예는 단지 예로서 제시된 것이며, 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 기술 분야의 당업자라면 첨부된 특허청구범위에 의해 정의된 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 다양한 변형, 조합 및 변경이 실시될 수 있음을 이해할 것이다. 예컨대, 본 명세서에서 설명된 배열은 다양한 방식으로 구현되고 조합되고 재배열될 수 있음을 이해할 것이다. 특히, 각각의 실시예에서 제시된 상이한 부분적 해법들은 기술적으로 가능할 경우 다른 구성으로 조합될 수 있다.

Claims (20)

1. 모듈식 X선 검출기용 검출기 모듈(1)로서,
   다수의 X선 검출기 기판(10) 및 관련 산란 방지 시준기(20)를 포함하되,
   각각의 X선 검출기 기판(10)은 다수의 검출기 다이오드 및 관련 산란 방지 시준기(20)를 구비하며,
   각각의 X선 검출기 기판(10)은 X선이 입사되는 면을 상면이라 할 때 상기 X선 검출기 기판의 저면에 부착되어 상기 다이오드로부터 X선 신호를 수집하는 집적 회로(30)를 포함하고, 상기 관련 산란 방지 시준기(20)는 상기 집적 회로(30) 상부에 배치되는 검출기 모듈.
2. 제1항에 있어서, 상기 집적 회로는 특정 용도 집적 회로(ASIC)인 검출기 모듈.
3. 제2항에 있어서, 상기 ASIC의 일부가 상기 실리콘 검출기 기판 외부에 위치하여 상기 ASIC에 대한 전력 및 데이터 전송의 연결이 상기 실리콘 검출기 기판 상에 이를 라우팅하지 않고서도 이루어질 수 있도록 상기 ASIC는 X선 검출기 기판의 가장자리 너머로 연장되는 검출기 모듈.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 신호는 상기 개별 다이오드로부터 상기 ASIC의 입력부로 라우팅되는 검출기 모듈.
5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판 외부에 위치한 상기 ASIC의 전력 및 데이터 전송 패드에 전력선 및 데이터 전송선이 와이어 본딩되거나, 상기 기판 상의 재분배층이 전력 및 데이터 전송 패드와 입력 신호 패드에 연결되어 상기 X선 검출기 기판으로부터 상기 ASIC로 입력 신호를 재분배하기 위해 사용되는 검출기 모듈.
6. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 열 도전체가 냉각 수단으로서 상기 ASIC에 부착되는 검출기 모듈.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 산란 방지 시준기는 산란 방지 포일인 검출기 모듈.
8. 제7항에 있어서, 상기 산란 방지 포일은 상기 X선 검출기 기판 사이에 배치되는 검출기 모듈.
9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 산란 방지 포일은 텅스텐과 같은 무거운 재료로 제조되는 검출기 모듈.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 집적 회로는 특정 용도 집적 회로(ASIC)이고 상기 산란 방지 시준기는 텅스텐 포일이며, 상기 ASIC는 상기 검출기 내의 소위 비활성 영역을 최소화하고 상기 ASIC를 직접 방사로부터 보호하기 위해 상기 텅스텐 포일 하부에 위치하도록 상기 X선 검출기 기판 상에 배치되는 검출기 모듈.
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 X선 검출기 기판마다 상기 X선 검출기 기판과 상기 관련 산란 방지 시준기가 광원으로 도로 향하는 테이퍼진 기하 구조가 상기 실리콘 검출기 기판 또는 상기 산란 방지 시준기에 배치되는 이격자에 의해 마련되는 검출기 모듈.
12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 다수의 X선 검출기 기판은 서로에 대해 타일링(tiled)되어 검출기 모듈을 형성하는 검출기 모듈.
13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 각각의 X선 검출기 기판과 이에 대응하는 집적 회로는 센서 멀티칩 모듈(MCM) 조립체로서 형성되고, 다수의 센서 MCM 조립체가 서로 연결되어 검출기 모듈을 형성하는 검출기 모듈.
14. 제13항에 있어서, 상기 검출기 모듈은 다수의 검출기 타일로 세분되되, 각각의 검출기 타일은 상기 다수의 센서 MCM 조립체를 포함하는 검출기 모듈.
15. 제14항에 있어서, 상기 각각의 검출기 타일은 상기 검출기 타일과 상기 검출기 모듈 사이의 연결 수를 줄이기 위해 상기 대응하는 검출기 모듈로부터 상기 검출기 타일로 전송되는 명령을 역다중화하기 위한 회로를 포함하는 검출기 모듈.
16. 제15항에 있어서, 상기 명령은 상기 센서 MCM 조립체로 보내지는 제어 명령인 검출기 모듈.
17. 제14항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어, 다수의 데이터 저장 회로와 다수의 데이터 처리 회로를 포함하되, 상기 각각의 검출기 타일은 상기 데이터 처리 회로에 의해 관리되는 검출기 모듈.
18. 제17항에 있어서, 상기 센서 MCM 조립체에 대한 제어 명령을 분배하고 상기 데이터 저장 회로에 저장된 스캐닝 데이터의 판독을 제어하기 위한 제어 및 통신 회로를 포함하는 검출기 모듈.
19. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어, 상기 X선 검출기 기판은 실리콘 검출기 기판인 검출기 모듈.
20. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 따른 검출기 모듈(1)을 다수 포함하는 모듈식 X선 검출기(100).

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