[發明專利]輻射檢測器設備

在審

• 申請號: 201580057553.3
• 申請日: 2015-05-26
• 公開（公告）號: CN107076858A
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發明（設計）人: M·拉巴延德英扎;J·弗雷格
• 申請（專利權）人: 西門子醫療有限公司
• 主分類號: G01T1/161
• 分類號: G01T1/161
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所11256
• 代理人: 王茂華

技術領域

本發明涉及一種輻射檢測器設備、醫學成像設備和用于生產輻射檢測器設備的方法。本發明的輻射檢測器設備是光子計數輻射檢測器設備，光子計數輻射檢測器設備特別適于具有強機械要求的醫學應用(例如，CT掃描儀)。對于檢測器襯底和讀出襯底的連接件，使用包括鉍、錫和銀的焊料合金。

背景技術

光子計數輻射檢測器設備能夠將電離輻射的能量直接轉換為電荷。這些輻射檢測器設備通常包括作為檢測器襯底的延伸的半導體材料，例如，CdTe、CdZnTe(CZT)、CdZnTeSe、CdTeSe、CdMnTe、InP、TlBr2或者HgI2。沖擊電離輻射的能量被直接轉換為電荷。電荷由電荷偏置電極(陰極)與讀出觸點(陽極)之間的電場分離。電荷收集器觸點和讀出觸點由包括焊料連接件的連接件來連接。電荷在讀出襯底(例如，ASIC)的輸入處感應信號。例如經由焊線連接或者通過硅通孔，ASIC被連接至外圍電子設備。

諸如用于透視檢查或者標準射線造影的診斷設備、具有C形臂或者計算機斷層掃描儀(CT掃描儀)的X射線系統的醫學成像設備是眾所周知的。由于設備和測量的靜態性質，對標準射線造影設備、透視檢查等的機械要求非常寬松。然而，由于安裝在C形臂上的輻射檢測器設備的移動，或者在CT掃描儀的情況下，因為臺架的旋轉而產生的升高的G力，具有C形臂的基于X射線的計數系統(在很大程度上是CT掃描儀)已經提高了對輻射檢測器設備的機械要求。此外，在CT操作期間，通過組合因開關動力循環(熱循環)而產生的熱機械應力，極大地放大了因升高的旋轉G力而產生的機械應力。包括半導體材料(其包含鎘，例如，CdTe或者CdZnTe)的光子計數檢測器設備具有超過醫學成像領域中其他半導體材料的提升的性能(例如，適當的檢測效率)。除了因熱循環而產生的熱機械應力之外，包括鎘(例如，CdTe或CdZnTe(CZT)等)的半導體材料是對溫度敏感的，并且在暴露于高于180℃的溫度時，其X射線或者伽馬檢測性能強烈劣化。因此，它們需要低溫焊料來鍵合檢測器襯底和讀出襯底。總之，需要在強機械要求下允許使用輻射檢測器設備的焊料，該焊料提供低融化溫度并且結合熱循環來承受升高的G力，并且出于環境的原因，該焊料應當是無鉛的焊接材料。

Fay Hua、Zequn Mei和Judy Glazer的文件IEEE Electron.Compon.And Technol.Conf.1998pp.277-283(doi:10.1109/ECTC.1998.678706)公開了一種作為備選無鉛焊料的共晶SnBi。公開了共晶58Bi-42Sn焊料作為消費品應用中針對63Sn-37Pb焊料的潛在備選方案。

US6933505涉及一種凸塊鍵合輻射成像設備，其中使用低溫二元SnBi合金來進行凸塊鍵合。

然而，由于其機械和熱機械性能較差，二元合金SnBi不是非常適合于在包括光子計數檢測器的、受到熱應力和機械應力的設備(例如，CT掃描儀)內使用。

US5368814A1和EP629467A1涉及無鉛的錫-鉍焊料合金。所公開的焊料合金在將集成電路芯片連接至芯片載體和襯底作為印刷電路板、將芯片載體連接至襯底、以及連接多層印刷電路板中的電路化焊區(land)和焊盤時特別有用。

US5569433涉及一種具有改進的機械特性的無鉛低熔點焊料。焊料合金可以用于制造制品，例如，焊料鍵合至子座的激光芯片或者表面安裝電路板。

然而，上述合金不能提供這樣的焊料：該焊料提供在諸如CT掃描儀中存在的強烈的機械要求下，包括鎘的檢測器襯底所需的、以及其在X射線或γ射線計數輻射檢測器設備內的使用所需的機械性能和熱機械性能。

發明內容

本發明的主要目的是提供輻射檢測器設備，該輻射檢測器設備對于具有強機械要求的醫學應用是有用的。

本發明的另外的目的是提供輻射檢測器設備，輻射檢測器設備包括溫敏檢測器襯底、以及在強機械條件下具有足夠的機械和熱機械穩定性的焊料連接件。

本發明的另外的目的是提供包括所述輻射檢測器設備的醫學成像設備和用于生產所述輻射檢測器設備的方法。

為了解決上述問題并且實現該目的，提供了根據權利要求1所述的輻射檢測器設備、根據權利要求12所述的醫學成像設備、以及根據權利要求14所述的用于生產輻射檢測器設備的方法。