[實用新型]一種平板探測器模擬前端的散熱結構

有效

• 申請號: 201720018936.6
• 申請日: 2017-01-06
• 公開（公告）號: CN206400371U
• 公開（公告）日: 2017-08-11
• 發明（設計）人: 康宏偉;林言成
• 申請（專利權）人: 上海奕瑞光電子科技有限公司
• 主分類號: G05D23/19
• 分類號: G05D23/19
• 代理公司: 上海光華專利事務所31219
• 代理人: 唐棉棉

技術領域

本實用新型涉及X射線平板探測器設計領域，特別是涉及一種平板探測器模擬前端的散熱結構。

背景技術

近年來，照相平板印刷和微電子技術領域的不斷進步，使集成基于TFT陣列讀出裝置的大面積X射線探測器的應用越來越普及。基于TFT的平板系統的電荷收集和讀出電子元件緊貼與X射線發生交互作用的材料層，使X光的探測器的結構緊湊，并能實時轉化為數字影像，因此X射線探測器正成為醫療輻射成像，工業探傷和安檢的中堅力量。

X射線平板探測器的成像過程需要經歷X射線到可見光，然后電荷圖像到數字圖像的成像轉換過程，通常也被稱作間接轉換型平板探測器，是一種以非晶硅光電二極管陣列為核心的X射線影像探測器。

X射線平板探測器普遍采用非晶硅TFT作為感光面，將通過拍攝物體的X射線轉換為光生電荷，并通過跨導積分放大器將電荷轉換為電壓信號，然后通過相關雙采樣和ADC采樣轉換為數字圖像。作為電路核心部分的模擬前端和ADC電路，集成在一個芯片內并封裝在柔性電路板上，單個芯片集成256個通道和4個16bit ADC，工作時器件溫升較大，需要對芯片進行散熱設計。

現有技術中，對模擬前端芯片進行散熱的途徑主要有兩種：

1、依靠金屬或低熱阻材料導熱進行散熱。這種依靠金屬或低熱阻材料導熱方式較為簡單。缺點是當外部環境溫度較高時，由于散熱部件的散熱能力受限，芯片的溫度會隨之升高，影響探測器圖像質量甚至使得芯片工作異常。

2、溫控散熱。利用這種方式對溫度敏感器件的表面溫度進行控制，是一種常用的調節溫度的手段，可以使芯片工作在較為穩定的環境中，提供成像質量。其缺點是，由于使用了TEC(半導體制冷片)，當設定穩定點與實際芯片自然工作溫度點相差較遠時，需要較大制冷功率，大大增加了探測器的功耗，且使得TEC散熱端溫度非常高。

因此，提供一種新型的散熱結構來對平板探測器模擬前端進行有效散熱是本領域技術人員需要解決的課題。

實用新型內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本實用新型的目的在于提供一種平板探測器模擬前端的散熱結構，用于解決現有技術中模擬前端的散熱不夠、散熱功耗大等問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本實用新型提供一種平板探測器模擬前端的散熱結構，所述散熱結構至少包括：模擬前端芯片、導熱層、溫度傳感器以及半導體制冷片；

所述導熱層設置在所述模擬前端芯片和半導體制冷片表面間；

所述溫度傳感器安裝在所述導熱層中。

作為本實用新型平板探測器模擬前端的散熱結構的一種優化的方案，所述導熱層的厚度范圍為0.1～0.5mm。

作為本實用新型平板探測器模擬前端的散熱結構的一種優化的方案，所述溫度傳感器為扁平式負溫度系數傳感器。

作為本實用新型平板探測器模擬前端的散熱結構的一種優化的方案，所述導熱層為導熱硅脂層。

作為本實用新型平板探測器模擬前端的散熱結構的一種優化的方案，所述散熱結構還包括電路部分，所述電路部分包括溫度測量模塊、控制模塊以及半導體制冷片驅動模塊；

所述溫度測量模塊與所述溫度傳感器相連，采集并放大所述溫度傳感器的溫度信號；

所述控制模塊與所述溫度測量模塊相連接，對所述溫度信號進行數字量化后計算分析，控制所述半導體制冷片驅動模塊；

所述半導體制冷片驅動模塊與所述控制模塊相連，受所述控制模塊所控制，從而驅動所述半導體制冷片工作。

作為本實用新型平板探測器模擬前端的散熱結構的一種優化的方案，所述控制模塊中集成有ADC電路單元，由所述ADC電路單元對所述溫度信號進行數字量化。

如上所述，本實用新型的平板探測器模擬前端的散熱結構，具有以下有益效果：

1、解決了現有技術中依靠金屬或低熱阻材料被動散熱時，其使用環境溫度范圍較窄的問題。本實用新型采用主動散熱方式，降低了散熱部件的熱阻，使得模擬前端芯片的溫升不再受限于散熱部件的散熱能力。

2、解決了現有技術中利用溫控散熱功耗高的問題，本實用新型利用控制模塊可以輸出控制半導體制冷片的制冷功率。

附圖說明

圖1顯示為本實用新型平板探測器模擬前端的散熱結構示意圖。

圖2顯示為本實用新型平板探測器模擬前端的散熱結構中電路部分結構示意圖。

圖3顯示為本實用新型平板探測器模擬前端的散熱結構中電路部分工作流程示意圖。

元件標號說明

1模擬前端芯片

2導熱層