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Hintergrund
der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft
allgemein digitale bildgebende Systeme und mehr im Einzelnen die
Herstellung von Röntgenstrahldetektoreinrichtungen.
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Digitale röntgenbildgebende Systeme erfahren
zur Erzeugung von digitalen Daten, welche zu nützlichen radiologischen Bildern
rekonstruiert werden können,
eine zunehmende Verbreitung.
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Bei einigen bekannten digitalen röntgenbildgebenden
Systemen wird Strahlung aus einer Quelle auf ein Subjekt, etwa einen
Patienten bei einer medizinischen Diagnoseanwendung, gerichtet.
Ein Teil der Strahlung geht durch den Patienten durch und trifft
auf einen Detektor, wobei der Detektor die Strahlung in Lichtphotonen
umsetzt, die erfasst werden. Der Detektor ist in eine Matrix diskreter
Bildelemente oder Pixel unterteilt und kodiert auf der Basis der Menge
oder der Intensität,
der auf jeden Pixelbereich auftreffenden Strahlung Ausgangssignale.
Weil die Strahlungsintensität
sich beim Durchgang der Strahlung durch den Patienten ändert, ergeben
die auf der Basis der Ausgangssignale rekonstruierten Bilder eine
Projektion der Gewebe des Patienten, die ähnlich solchen ist, die sich
durch gebräuchliche
fotographische Röntgenfilmtechniken
erzielen lassen.
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Ein wesentlicher Faktor bei Anwendungen zur
medizinischen Bildgebung ist die räumliche Detektorauflösung. Photonen,
die in dem Szintillatormaterial über
einen Detektor-Pixel erzeugt werden, sollen nur von dem jeweils
darunter liegenden Pixel gezählt
werden, um eine hohe Bildauflösung
zu erzielen. Photonen, die auf benachbarte Pixel streuen, verringern
die Bildschärfe.
Das Szintillatormaterial wird deshalb in Säulen- oder Nadelform aufgedampft.
Einzelne Nadeln sind voneinander getrennt und weisen jeweils ein
Aspektverhältnis
(Länge/Durchmesser)
von etwa 100 oder mehr auf. Den Szintillatornadeln entlang laufende
Photonen wollen wegen des höheren
Brechungsindex des Szintillatormaterials gegenüber Luft in der jeweiligen
individuellen Nadel verbleiben, vorausgesetzt, dass die einzelnen
Szintillatornadeln voneinander getrennt bleiben. Es ist bekannt,
dass Caesiumiodid (CsI)-Szintillatormaterial ein hygroskopisches
Salz ist. Wird CsI-Szintillatormaterial Feuchtigkeit ausgesetzt,
so kann dies zur Folge haben, dass das CsI-Szintillatormaterial Feuchtigkeit
aufnimmt, mit der weiteren Folge, dass die einzelnen CsI-Szintillatornadeln
koaleszieren oder miteinander verschmelzen.
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Bei Transport, Lagerung und Betrieb
von strahlungsbildgebenden Geräten
können
die Geräte abträglichen
Umweltbedingungen ausgesetzt sein, wie etwa Feuchtigkeit von der
atmosphärischen
Luftfeuchte und Spritzwasser während
des Betriebs und bei der Verschiffung. Solche Umweltbedingungen bergen
die Möglichkeit
einer Beschädigung
der strahlungsbildgebenden Geräte
in sich. So enthalten z.B. derartige bildgebende Geräte einen
Szintillator, der Strahlung in sichtbares Licht umsetzt und der
unter diesen Bedingungen eine Koaleszenz erfahren kann, die zu einer
Bildverschlechterung führt,
welche das strahlungsbildgebende Gerät möglicherwiese unbrauchbar macht.
Der Ausdruck „Koaleszenz" bezieht sich darauf,
dass Kristalle des Szintillators wegen Feuchtigkeitsabsorption zusammenwachsen. Wenn
die Koaleszenz einmal beginnt, kann sie sich über den ursprünglichen
Schadenspunkt oder -bereich hinaus weiter ausbreiten.
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Kurze Beschreibung
der Erfindung
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Unter einem Aspekt wird ein Verfahren
zum Herstellen einer Röntgenstrahldetektorpaneeleinrichtung
geschaffen. Die Einrichtung beinhaltet ein Detektorsubstrat, das
eine Detektorbasisfläche
und eine Anzahl von Seitenwänden
aufweist, die von der Detektorbasisfläche rechtwinklig abgehen. Das
Verfahren beinhaltet das Ausbilden einer Detektormatrix auf dem
Detektorsubstrat, das Ausbilden eines die Detektormatrix umschließenden Damms
auf dem Detektorsubstrat, die Ausbildung eines Szintillatormaterials
auf der Detektormatrix und die Ausbildung einer hermetischen Abdeckung
auf dem Szintillatormaterial, die sie zumindest bis zur Oberfläche des Damms
erstreckt und/oder über
den Damm hinausreicht.
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Unter einem anderen Aspekt wird eine
digitale Röntgenstrahlpaneeleinrichtung
geschaffen. Die digitale Röntgenstrahlpaneeleinrichtung
beinhaltet eine Detektorsubstrat, eine auf dem Detektorsubstrat ausgebildete
Detektormatrix, einen auf dem Detektorsubstrat ausgebildeten, die
Detektormatrix umschließenden
Damm, ein auf der Detektormatrix ausgebildetes Szintillatormaterial
und eine auf dem Szintillatormaterial ausgebildete hermetische Abdeckung, die
sich zumindest über
die Detektormatrix und/oder den Damm hinaus erstreckt und/oder über die
Detektormatrix bis zu einer Oberfläche des Damms verläuft.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnung
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1 ist
eine Draufsicht eines digitalen Röntgenstrahlpaneels;
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2 ist
eine Schnittdarstellung einer hermetischen Dichtungseinrichtung,
die bei dem in 1 dargestellten
Röntgenstrahldetektorpaneel verwendet
werden kann,
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3 ist
ein Schnittbild einer alternativen hermetischen Abdichtungseinrichtung,
die mit dem in 1 dargestellten
Röntgenstrahldetektorpaneel verwendet
werden kann,
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4 ist
ein Schnittbild einer anderen hermetischen Abdichtungseinrichtung,
die bei dem in 1 dargestellten
Röntgenstrahldetektorpaneel verwendet
werden kann,
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5 ist
ein Schnittbild einer weiteren alternativen Abdichtungseinrichtung,
die bei dem in 1 dargestellten
Röntgenstrahldetektorpaneel
verwendet werden kann und
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6 ist
ein Schnittbild einer nochmals anderen alternativen hermetischen
Abdichtungseinrichtung, die bei dem in 1 dargestellten Röntgenstrahldetektorpaneel verwendet
werden kann.
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Detaillierte
Beschreibung der Erfindung
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1 ist
eine Draufsicht eines digitalen Röntgenstrahlpaneels 10,
das ein rechteckig ausgebildetes Detektorsubstrat 12 beinhaltet,
das eine Detektorbasisfläche 14,
wenigstens eine Seitenwand 16, die sich rechtwinklig von
der Detektorbasisfläche 14 weg
erstreckt und eine Rückseite 18 aufweist,
die der Detektorbasisfläche 14 gegenüber liegt.
Die Detektorbasisfläche 14 beinhaltet
einen aktiven Detek torbereich 20, einen Dammbereich 22,
einen Kontaktfingerbereich 24 und eine Brustwandseite 26.
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Der aktive Detektorbereich 20 ist
ein im Wesentlichen rechteckiger Bereich auf der Detektorbasisfläche 14,
der auf einfallende Strahlung anspricht und so konfiguriert ist,
dass er auftreffende Strahlung in elektrische Signale umsetzt, die
von einer Anzahl Kontaktfinger 28 empfangen werden, welche
in dem Kontaktfingerbereich 24 voneinander beabstandet angeordnet
sind. Der Dammbereich 22 beinhaltet eine planarisierten
Klebstoffauftrag, der den aktiven Detektorbereich 20 umgibt.
Bei der beispielhaften Ausführungsform
wird das Paneel 10 in ein Mammographiegerät eingesetzt.
Demgemäß weist
ein Brustwandseitenabschnitt des Dammbereichs 22 eine Breite 30 auf,
während
Teile des Dammbereichs 22, die nicht an die Brustwandseite 26 angrenzen,
eine Breite 32 haben. Bei einer Ausführungsform liegt die Breite 30 in
einem Bereich zwischen 0,015 Inches und 0,055 Inches. Bei einer
alternativen Ausführungsform
liegt die Breite 30 in einem Bereich zwischen 0,025 Inches
und 0,045 Inches. Bei der beispielhaften Ausführungsform beträgt die Breite 30 etwa
0,035 Inches. Bei einer Ausführungsform
liegt die Breite 32 in einem Bereich zwischen 0,138 Inches und
0,178 Inches. Bei einer alternativen Ausführungsform liegt die Breite 32 in
einem Bereich zwischen 0,148 Inches und 0,168 Inches. Bei der beispielhaften
Ausführungsform
beträgt
die Breite 32 etwa 0,158 Inches. Der jeweilige Abmessungsbereich
ist lediglich zu Zwecken der Veranschaulichung angegeben und soll
keine Beschränkung
bedeuten.
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Bei der beispielhaften Ausführungsform
ist die Abmessung der Breite 30 kleiner als die Abmessung
der Breite 32. Diese Gestaltung kann beispielsweise verwendet
werden, wenn das digitale Röntgenstrahlpaneel 10 in
einem Mammographiegerät eingesetzt
werden soll, bei dem es zweckmäßig ist, den aktiven
Detektorbereich 20 so nah wie möglich an die Brustwand des
Patienten heran zu bringen. Bei einer alternativen Ausführungsform,
bspw. für
ein RAD- oder kardiologisches Gerät, kann die Abmessung der Breite 30 gleich
oder größer als
die Abmessung der Breite 32 sein. Eine Breite 34 ist
die Breite des aktiven Detektorbereichs 20, eine Breite 36 ist die
Breite des Substrats 12 anschließend an die Brustwandseite 26 und
eine Breite 38 ist die Breite des Kontaktfingerbereichs 24,
der sich nicht an die Brustwandseite 26 anschließt. Die
Kontaktfinger 28 treten aus dem Panel 10 nicht
an der Brustwandseite 26 aus. Bei einer Ausführungsform
ist die Breite 36 im Wesentlichen Null, was bedeutet, dass
sich der Damm 106 in dem Bereich 30 im Wesentlichen
bis an den Rand des Substrats 12 erstreckt.
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Im Betrieb wird ein Teil des Patienten
zwischen dem digitalen Röntgenstrahlpaneel 10 und
einer (nicht dargestellten) Strahlungs- oder Röntgenstrahlungsquelle angeordnet.
Die auftreffende Strahlung geht durch den Patienten durch, und ein
Teil, der einfallenden Strahlung wird von dem Patienten absorbiert.
Der Teil der einfallenden Strahlung, der von dem Patienten nicht
absorbiert wird, wird von dem Szintillatormaterial 110 absorbiert.
Das Szintillatormaterial 110 setzt das Röntgenstrahlsignal
in ein Lichtsignal um, das seinerseits wieder durch eine Fotodiode
auf dem Detektorsubstrat in eine elektrische Ladung umgesetzt wird.
Das elektrische Signal ist somit proportional zu einer von dem digitalen
Röntgenstrahlpaneel 10 empfangenen
Strahlungsmenge. Die elektrischen Signale werden den Kontaktfingern 28 zur
weiteren Ankopplung an eine (nicht dargestellte) interpretierende
elektronische Vorrichtung zugeführt.
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2 ist
eine Querschnittsdarstellung eines hermetischen Abdichtungsaufbaus
oder -einrichtung, der bei dem in 1 dargestellten
Röntgenstrahldetektorpaneel
verwendet werden kann. In 2 dargestellte
Komponenten, die mit in 1 gezeigten Komponenten
identisch sind, sind in 2 mit
den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wie sie in 1 verwendet sind. Demgemäß beinhaltet
das Detektorsubstrat 12 eine Detektorbasisfläche 14,
eine Seitenwand 16, die sich rechtwinklig von der Detektorbasisfläche 14 weg
erstreckt und eine Rückseite 18,
die der Detektorbasisfläche 14 gegenüber liegt.
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Die Detektorbasisfläche 14 beinhaltet
einen aktiven Detektorbereich 20, einen Dammbereich 22, einen
Kontaktfingerbereich 24 und einen Klebebereich 102.
Auf der Detektorbasisfläche 14 ist
in dem aktiven Detektorbereich 20 eine Detektormatrix 104 ausgebildet,
die ein Array von Fotosensoren aufweist, die so angeordnet sind,
dass sie Photonen erfassen können.
Elemente der Detektormatrix 104 sind an Kontaktfinger 28 jeweils
so angekoppelt, dass durch eine Kombination von Verbindungen zu den
Kontaktfingern 28 der jeweilige Status jedes Elementes
der Detektormatrix 104 bestimmt werden kann. Ein rings
um den Umfang des aktiven Detektorbereichs 20 ausgebildeter
planarisierter Klebstoffdamm 106 weist eine Dicke 108 auf,
die gleich dem Abstand einer der Detektormatrix 104 benachbarten ersten
Seite des Dammes 106 von einer dieser gegenüberliegenden
zweiten Seite 109 des Dammes 106 ist. Bei einer
beispielhaften Ausführungsform
beträgt
die Dicke 108 etwa 0,005 inches. So wie sie hier benutzt
werden, werden Ausdrücke
wie z.B. „auf", „über" und „oberhalb
von" dazu verwendet
auf den jeweiligen relativen Ort von in der Zeichnung dargestellten
Teilen Bezug zu nehmen; sie bedeuten keine aufbau- oder funktionsmäßigen Beschränkungen
in der zusammengebauten Vorrichtung.
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Auf der Detektormatrix 104 ist
ein den aktiven Detektorbereich 20 überdeckendes Szintillatormaterial 110 ausgebildet.
Bei der beispielhaften Ausführungsform
beinhaltet das Szintillatormaterial 110 ein Caesiumiodid
(Csi)-Material in einer CsI-Nadelstruktur 111. Bei einer
alternativen Ausführungsform könnten auch
andere Materialien brauchbar sein. Bei der beispielhaften Ausführungsform
enthält
die CsI-Nadelstruktur 111 ein Thallium-Dopingmaterial. Über dem
Szintillatormaterial 110 ist eine ein- oder abkapselnde
Schicht 112 ausgebildet, die sich über den aktiven Detektorbereich 20,
den Dammbereich 22 und einen Teil des Klebebereichs 102 erstreckt. Bei
der beispielhaften Ausführungsform
ist die einkapselnde Schicht 112 zwischen der Szintillatornadelstruktur 111 über deren
ganze Länge
bis zum Boden jeder der Szintillatornadeln 111 und längs aller Seitenwände aller
Szintillatornadeln aufgetragen. Der Klebebereich 102 bildet
einen Bereich, an dem die Einkapselungsschicht 112 festklebt,
um eine Abdichtung über
dem Szintillatormaterial 110 auszubilden. Bei einer Ausführungsform
ist die Einkapselungsschicht 112 eine Schicht aus einem
Polyparaxylylenmaterial (ParylenTM N). Bei
einer anderen Ausführungsform
ist die Einkapselungsschicht 112 eine Schicht aus einem
Isomonochlorpolyparaxylylenmaterial (ParylenTM C).
Bei einer weiteren Ausführungsform
ist die Einkapselungsschicht 112 eine Schicht aus sowohl
ParylenTM C als auch ParylenTM N.
ParylenTM ist eine eingetragene Marke der
Specialty Coating Systems, Inc. 5701 West Minnesota St., Indianapolis,
Indiana 46241.
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Über
der Einkapselungsschicht 112 ist eine z.B. Silber, Gold,
Titandioxid oder Aluminium enthaltende reflektierende Schicht 114 ausgebildet,
die sich über
den Klebebereich 102 bis zu dem Rand der Einkapselungsschicht 112 erstreckt.
Bei der beispielhaften Ausführungsform
erstreckt sich die reflektierende Schicht 114 bis zum Rand
der Einkapselungsschicht 112. Bei anderen Ausführungsformen
erstreckt sich die reflektierende Schicht 114 nicht bis
zum Rand der Einkapselungsschicht 112 oder aber sie läuft über den
Rand der Einkapselungsschicht 112 hinaus.
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Auf der reflektierenden Schicht 114 ist
eine dünne
Filmmaske 116 mit einem Material verhältnismäßig niedrigen Atomgewichts,
wie z.B. Aluminium (Al), Magnesiumsfluorid (MgF), diamantenartigem Kohlenstoff,
Borkarbid (B4C), Bornitrid (BNO2),
Siliciumnitrat (SiNO3) und Siliciumoxyd
(SiO) ausgebildet. Die dünne
Filmmaske 116 ist gegen Plasmaätzen widerstandsfähig. Bei
einer Ausführungsform
wird die dünne
Filmmaske 116 nicht verwendet, etwa, wenn die reflektierende
Schicht 114 bei einem reaktiven Ionenätzverfahren (RIE) nicht entfernt
wird. Bei einer anderen Ausführungsform
kann zwischen der reflektierenden Schicht 114 und der dünnen Filmmaske 116 eine
(nicht dargestellte) dünne
Sperrschicht ausgebildet sein, etwa wenn die reflektierende Schicht 114 Silber
und die dünne
Filmmaske 116 Aluminium enthält. In einem solchen Fall können Silber
und Aluminium dazu neigen ineinander zu diffundieren, und eine dazwischenliegende
dünne Sperrschicht,
die bspw. Chrom enthält,
trägt dazu
bei diese Diffusion zu verringern.
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Auf der dünnen Filmmaske 116 ist
eine hermetische Schicht 118 ausgebildet. Die hermetische Schicht 118 beinhaltet
auch ein Material mit verhältnismäßig niedrigem
Atomgewicht, wie z.B. Aluminium (AL), Magnesiumsfluorid (MgF), diamantartiger Kohlenstoff,
Borcarbid (B4C), Bornitrid (BNO2),
Siliciumnitrat (SiNO3) und Silicimoxyd (SiO).
Die hermetische Schicht 118 ist auf der dünnen Filmmaske 116 so
ausgebildet, dass sie sich über
den Klebebereich 102 erstreckt und auf diesem anschließend an
die Einkapselungsschicht 112 endet. Die hermetische Schicht 118 und
der Klebebereich 102 bilden eine Feuchtigkeitssperre. Auf
der hermetischen Schicht 118 ist eine Korrosionsschutzschicht 120 so
ausgebildet, dass sie auf dem Klebebereich 102 anschließend an
die hermetischen Schicht 118 endet. Die Korrosionsschutzschicht 120 beinhaltet
Materialien, die eine niedrige Röntgenstrahlabsorption
aufweisen, wie etwa z.B. Acryl, ParylenTM,
Aluminium (Al), Aluminiumoxyd (AlO), Magnesiumfluorid (MgF) , diamantartiger
Kohlenstoff, Borkarbid (B4C), Bornitrid (BNO2), Siliciumnitrat (SiNO3),
Siliciumoxyd (SiO) und Gold (Au).
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Das digitale Röntgenstrahlpaneel 10 wird wie
folgt hergestellt: Der aktive Bereich 20 des digitalen
Röntgenstrahlpaneels 10 wird
mit Tausenden rings um den Umfang des Substrats 12 angeordneten
Kontaktfingern 28 erzeugt. Auf das Detektorsubstrat 12 wird
in dem Dammbereich 22 ein Klebstoffmaterial aufgetragen.
Bei einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist das Klebstoffmaterial ein Epoxymaterial.
Bei einer anderen Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung besteht der einkapselnde Überzug 112 aus ParylenTM N und/oder ParylenTM C und/oder
einer Kombination derselben.
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Das Epoxymaterial ist mit einer (nicht
dargestellten) Teflon
TM (eingetragene Marke
der E.I. du Pont de Nemours and Company
1007 Market Street, Wilmington,
DE 19898 ) Planarisierungsvorrichtung so
eben gemacht, dass ein planarisierter Klebstoffdamm
106 ausgebildet
wird, der eine Dicke
108 in einem Bereich zwischen etwa
0,004 inches und etwa 0,006 inches aufweist. Der Bereich der Dicke
108 ist nur
zu Zwecken der Veranschaulichung angegeben und soll keine Beschränkung bedeuten.
Nach dem Aushärten
des planarisierten Klebstoffdamms
106 wird die Planarisierungsvorrichtung
abgenommen. Auf den planarisierten Klebstoffdamm
106 wird
eine (nicht dargestellte) Lochmaske aus einer Kovar
TM Metalllegierung
(eingetragene Marke der CRS Holdings, Inc. 209 Baynard Building
3411 Silverside Road, Wilmington, Delaware 19810), (29% Ni, 53% Fe,
17%Co und 1% Spurenverunreinigungen) so aufgebracht, dass die Lochmaske
aus der Metalllegierung die Kontaktfinger
28 abdeckt und
sich der Rand der Kovar
TM-Metalllegierungslochmaske
nicht über den
den Kontaktfingern
28 zunächst liegenden Umfang der Detektormatrix
104 hinaus
erstreckt.
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Durch die Metalllegierungslochmaske
und auf das Detektorsubstrat wird Szintillatormaterial 110 abgelagert,
das mit der Detektormatrix 104 auf dem Detektorsubstrat 12 in
Kontakt steht. Während
der Ablagerung des Szintillatormaterials 110 auf dem Substrat 12 sind
die Kontaktfinger 28 gegen einen Auftrag des Szintillatormaterials 110 durch
den planarisierten Klebstoffdamm 106 geschützt, der
zwischen den Kontaktfingern 28 und dem mit dem Szintillatormaterial 110 zu
beschichtenden, aktiven Bereich 20 auf das Substrat 12 aufgebracht
ist. Sodann wird während
der Ablagerung des Szintillatormaterials auf die Oberseite des Damms 106 eine
Kontaktlochmaske aufgebracht. Ein in der Mitte der Lochmaske vorgesehenes
Fenster ermöglicht
es, dass Szintillatormaterial 110 lediglich in dem aktiven
Bereich 20 und nicht auf den Kontaktfingern 28 abgelagert
wird. Der Damm 106 und die Lochmaske schützen die
Kontaktfinger 28 gegen einen Auftrag von Szintillatormaterial 110.
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Sodann wird die Metalllegierungslochmaske abgenommen.
Die Einkapselungsschicht 112 wird auf das Szintillatormaterial 110 aufgebracht,
was eine Beschichtung zwischen und längs der Szintillatornadelstruktur 111 beinhaltet.
Die Einkapselungsschicht 112 wird auch auf den Dammbereich 22,
den Klebebereich 102, den planarisierten Klebstoffdamm 106 und
die Kontaktfinger 28 aufgebracht. Sodann wird eine (nicht
dargestellte) Kontaktlochmaske auf dem planarisierten Klebstoffdamm 106 auf
die Einkapslungsschicht 112 so aufgebracht, dass die Kontaktlochmaske
die Kontaktfinger 28 abdeckt und der Rand der Kontaktlochmaske
sich nicht über
den Dammbereich 22 hinaus erstreckt. Auf die Einkapselungsschicht 112 wird
eine reflektierende Schicht 114 aufgebracht, die das Szintillatormaterial 110,
den planarisierten Klebstoffdamm 106 und den Klebebereich 120 abdeckt.
Bei einer Ausführungsform
wird die reflektierende Schicht 114 lediglich auf einen
Teil des Klebebereichs 102 aufgebracht.
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Sodann wird die dünne Filmmaske 116 auf die
reflektierende Schicht 114 aufgebracht. Die dünne Filmmaske 116 schützt die
reflektierende Schicht 114, wenn die Einkapslungsschicht 112 durch
ein Sauerstoff-RIE entfernt wird. Die Kontaktlochmaske wird sodann
abgenommen. Die Einkapslungsschicht 112 wird beim RIE von
den Kontaktfingern 28 entfernt. Sodann wird eine (nicht
dargestellte) Kontaktlochmaske für
die hermetische Schicht so aufgelegt, dass die Lochmaske die Kontaktfinger 28 abdeckt und
ein Rand der Kontaktlochmaske für
die hermetische Schicht sich nicht über einen Teil des Klebebereichs 102 hinaus
erstreckt. Auf die dünne
Filmmaske 116 wird die hermetische Schicht 118 aufgebracht, wobei
die hermetische Schicht 118 auf dem Klebebereich 102 anschließend an
die dünne
Filmmaske 116 endet, so dass eine Feuchtigkeitssperre zwischen der
hermetischen Schicht 118 und dem Klebebereich 102 ausgebildet
wird. Auf die hermetische Schicht 118 wird eine optionale
Korrosionsschutzschicht 120 aufgebracht, wobei die Korrosionsschutzschicht 120 auf
dem Klebebereich 102 nahe bei der hermetischen Schicht 118 endet.
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Die hermetische Schicht 118 und
die Korrosionsschutzschicht 120 ergeben eine hermetische
Abdeckung des Paneels 10. Wenn die optionale Korrosionsschutzschicht 120 nicht
verwendet wird, wird die hermetische Schicht 118 aus einem
Material gewählt,
das nicht schnell korrodiert und das sowohl als hermetische Schicht
als auch als Korrosionsschutzschicht dient.
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3 ist
ein Querschnittsbild einer alternativen hermetischen Abdichtungsaufbaus 200,
der bei dem in 1 dargestellten
Röntgenstrahldetektorpaneel 10 verwendet
werden kann. In 3 dargestellte
Komponenten, die identisch sind mit in den 1, 2 dargestellten
Komponenten, sind in 3 mit
den gleichen Bezugszeichen bezeichnet wie sie in den 1 und 2 verwendet sind. Demgemäß beinhaltet das
Detektorsubstrat 12 eine Detektorbasisfläche 14, eine
Seitenwand 16, die von der Detektorbasisfläche 14 rechtwinklig
abgeht und eine Rückseite 18,
die der Detektorbasisfläche 14 gegenüber liegt.
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Der hermetische Dichtungsaufbau 200 erlaubt
eine Verringerung der Breite 202. Dieser Aufbau wird dazu
verwendet, den aktiven Detektorbereich 20 so nah wie möglich an
die Brustwandseite 26 heranzurücken, bspw. für ein digitales
Röntgenstrahlpaneel 10,
das in einem Mammogrammgerät
eingesetzt ist. Das Röntgenstrahldetektorpaneel 10 wird
in dem Aufbau 200 ähnlich
wie bei dem Aufbau 100 hergestellt, mit dem Unterschied,
dass eine hermetische Schicht 204 und eine Korrosionsschutzschicht 206, bspw.
von der rechten Seite aus, wie in 3 dargestellt,
rechtwinklig zu der hermetischen Schicht 118 und der Korrosionsschutzschicht 120 aufgebracht sind.
Die hermetische Schicht 204 ist über einen Rand der Einkapselungsschicht 112,
der reflektierenden Schicht 114, der dünnen Filmmaske 116,
der hermetischen Schicht 118 und der Korrosionsschutzschicht 120 sowie
die Seitenwand 16 auf der Brustwandseite 126 hinweg
ausgebildet.
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4 ist
ein Schnittbild eines alternativen hermetischen Abdichtungsaufbaus 300,
der bei dem in 1 dargestellten
Röntgenstrahldetektorpaneel 10 verwendet
werden kann. In 4 dargestellten Komponenten,
die identisch mit in den 1, 2 veranschaulichten Komponenten
sind, sind in 4 mit den
gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wie sie in den 1, 2 verwendet
sind. Demgemäß beinhaltet das
Detektorsubstrat 12 eine Detektorbasisfläche 14, eine
Seitenwand 16, die sich rechtwinklig von der Detektorbasisfläche 14 weg
erstreckt und eine Rückseite 18,
die der Detektorbasisfläche 14 gegenüber liegt.
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Der hermetische Abdichtungsaufbau 300 ist ähnlich wie
der in den 2, 3 veranschaulichte hermetische
Abdichtungsaufbau 100 bzw. 200 hergestellt. Anstelle
einer Abdichtung, die durch die rechtwinklig zu der hermetischen
Schicht 118 und der Korrosionsschutzschicht 120 aufgebrachten
hermetische Schicht 204 und Korrosionsschutzschicht ausgebildet
ist, verwendet die in 4 dargestellte
Ausführungsform
ein Klebstoffdichtmittel 202 und ein stirnseitiges U-Profil
304, um die Brustwandseite 26 des digitalen Röntgenstrahlpaneels 10 abzudichten. Bei
der beispielhaften Ausführungsform
ist die Brustwandseite 26 die einzige Seite des digitalen
Röntgenstrahlpaneels 10,
die unter Verwendung des stirnseitigen U-Profils 304 abgedichtet
ist, die anderen Seiten können
entsprechend der in 2 dargestellten
Ausführungsform
abgedichtet sein.
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Auf die Korrosionsschutzschicht 120 ist
ein Klebstoffmaterial 306 in ausreichend großer Menge aufgebracht,
um eine Schutzabdeckung 308 abzustützen und an der Korrosionsschutzschicht 120 derart
anzukleben, dass ein Spalt zwischen der Schutzabdeckung 308 und
der Korrosionsschutzschicht 120 verbleibt. Bei der beispielhaften
Ausführungsform
beinhaltet die Schutzabdeckung 308 einen Graphit-/Harzkern,
der durch eine Aluminiumfolie verkapselt ist. Bei einer alternativen
Ausführungsform, bei
der die Korrosionsschutzschicht 120 nicht verwendet wird,
wird Klebstoffmaterial 306 auf die hermetische Schicht 118 aufgebracht.
Das Klebstoffdichtmittel 302 wird auf die Brustwandseite 26 in
ausreichender Menge aufgebracht, um den Zwischenraum zwischen den
Komponenten einschließlich dem
Klebstoffdichtmittel 306 und der Schutzabdeckung 308 des
digitalen Röntgenstrahlpaneels 10 und
dem stirnseitigen U-Profil 304 auszufüllen.
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5 ist
ein Querschnittsbild eines alternativen hermetischen Abdichtungsaufbaus 400,
der bei dem in 1 dargestellten
Röntgenstrahldetektorpaneel 10 verwendet
werden kann. In 5 dargestellten
Komponenten, die identisch mit in den 1, 2, 3, 4 dargestellten
Komponenten sind, sind in 5 mit
den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wie sie in den 1, 2, 3, 4 verwendet sind. Demgemäß beinhaltet
das Detektorsubstrat 12 eine Detektorbasisfläche 14,
eine Seitenwand 16, die sich rechtwinklig von der Detektorbasisfläche 14 weg
erstreckt und eine Rückseite 18,
die in der Detektorbasisfläche 14 gegenüber liegt.
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Der hermetische Abdichtungsaufbau 400 ist ähnlich wie
der in 4 veranschaulichte
hermetische Abdichtungsaufbau 300 hergestellt. Anstatt, dass
die Schutzabdeckung 308, wie in 4 innerhalb des stirnseitigen U-Profils 304 angeordnet
ist, ist die in 5 dargestellte
Schutzabdeckung 308 außerhalb
einer Außenfläche 402 des
stirnseitigen U-Profils 304 angebracht.
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Auf die Brustwandseite 26 ist
Klebstoffmittel 302 in ausreichend großer Menge aufgebracht, um den
Zwischenraum zwischen den Komponenten des digitalen Röntgenstrahlpaneels 10 und
dem stirnseitigen U-Profil 304 auszufüllen. Das Klebstoffmaterial 306 ist
auf die Fläche 402 in
ausreichend großer Menge
aufgebracht, um die Schutzabdeckung 308 abzustützen und
an der Außenfläche 402 des
U-Profils anzukleben. Die Schutzabdeckung 308 ist so angeordnet,
dass sie die Korrosionsschutzschicht 120 oder wenn eine
Korrosionsschutzschicht nicht verwendet wird die hermetische Schicht 118 abdeckt.
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6 ist
ein Querschnittsbild eines weiteren alternativen hermetischen Abdichtungsaufbaus 500, der
bei dem in 1 dargestellten
Röntgenstrahldetektorpaneel 10 verwendet
werden kann. Der hermetische Abdichtungsaufbau 500 ist ähnlich dem
in 2 dargestellten hermetischen
Abdichtungsaufbau 100 hergestellt. In 6 dargestellte Komponenten die mit in 1 veranschaulichten Komponenten
identisch sind, sind in 6 mit
den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wie sie in 1 verwendet sind. Demgemäß beinhaltet
das Detektorsubstrat 12 eine Detektorbasisfläche 14,
eine Seitenwand 16, die sich rechtwinklig von der Detektorbasisfläche 14 weg
erstreckt und eine Rückseite 18,
die der Detektorbasisfläche 14 gegenüber liegt.
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Die Detektorbasisfläche 14 beinhaltet
einen aktiven Detektorbereich 520, einen Dammbereich 522,
einen Kontaktfingerbereich 524 und einen Freiraumbereich 525 zwischen
dem Bereich 520 und dem Dammbereich 522. Auf der
Detektorbasisfläche 14 ist
in dem aktiven Detektorbereich 520 eine Detektormatrix 526 ausgebildet,
die ein Array von Fotosensoren beinhaltet, die so angeordnet sind,
dass sie Photonen erfassen können.
Elemente der Detektormatrix 526 sind an Kontaktfinger 528 elektrisch
derart angekoppelt, dass durch eine Kombination von Verbindungen
mit den Kontaktfingern 528 der jeweilige Status jedes Elementes
der Detektormatrix 526 bestimmt werden kann. Rings um den
Umfang des aktiven Detektorbereichs 520 ist ein planarisierter
Klebstoffdamm 530 ausgebildet, der eine Dicke 532 aufweist,
welche gleich dem Abstand zwischen einer der Detektormatrix benachbarten
ersten Seite des Damms 530 und einer gegenüberliegenden
zweiten Fläche 533 des
Damms 530 ist. Bei einer Ausführungsform liegt die Dicke 532 in
einem Dickenbereich von 0,003 inches bis 0,007 inches. Bei einer
alternativen Ausführungsform
liegt die Dicke 532 in einem Dickenbereich von 0,004 inches
bis 0,006 Inches. Bei der beispielhaften Ausführungsform beträgt die Dicke 532 etwa
0,005 inches. So wie sie hier benutzt werden, werden Ausdrücke wie
z.B. „auf", „über" und "oberhalb" dazu verwendet auf
die jeweilige Relativstellung von in der Zeichnung dargestellten
Teilen Bezug zu nehmen; sie bedeuten keine struktur- oder funktionsmäßige Beschränkung in
der zusammengebauten Vorrichtung.
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Auf der Detektormatrix 526 ist
ein den aktiven Detektorbereich 520 abdeckendes Szintillatormaterial 534 ausgebildet.
Bei der beispielhaften Ausführungsform
beinhaltet das Szintillatormaterial 534 ein Caesiumiodid
(CsI)-Material in einer CsI-Nadelstruktur 536. Bei einer
alternativen Ausführungsform wären auch
andere Szintillatormaterialien brauchbar. Bei der beispielhaften
Ausführungsform
enthält
die CsI-Nadelstruktur 536 ein Thallium-Dopingmaterial. Über dem
Szintillatormaterial 534 ist eine erste Einkapselungsschicht 542 ausgebildet,
die sich über den
aktiven Detektorbereich 520, den Freiraumbereich 525 und über eine
Länge 538 über einen
Teil des Dammbereichs 522 erstreckt. Bei der beispielhaften
Ausführungsform
ist die Einkapselungsschicht 542 zwischen der Szintillatornadelstruktur 538 ganz bis
zum Boden jeder der Szintillatornadeln 536 und längs aller
Seitenwände
aller Szintillatornadeln 536 aufgebracht. Bei einer Ausführungsform
liegt die Einkapselungsschicht in einem Dickenbereich von etwa 21 μm bis etwa
5,0 μm.
Bei einer anderen Ausführungsform
liegt die Einkapselungsschicht in einem Dickenbereich von etwa 2,75 μm bis etwa
4,75 μm. Bei
der beispielhaften Ausführungsform
ist die Einkapselungsschicht etwa 3,5 μm dick. Der Dickenbereich ist
lediglich zu Zwecken der Veranschaulichung angegeben und soll keine
Beschränkung
bedeuten. Bei einer Ausführungsform
beinhaltet die Einkapselungsschicht 5432 Polyparyxylylen-Material
(ParylenTM N). Bei einer anderen Ausführungsform
enthält die
Einkapselungsschicht 542 Isomonochlorpolyparaxylen-Material
(ParylenTM C). Bei einer weiteren Ausführungsform
beinhaltet die Einkapselungsschicht 542 sowohl ParylenTM C als auch ParylenTM N. ParylenTM ist eine eingetragene Marke der Specialty Coating
Systems, Inc. 5701 West Minnesota St. Indianapolis, Indiana 46241.
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Über
der Einkapselungsschicht 542 ist eine bspw. Silber, Gold,
Titan, Dioxid und Aluminium enthaltende reflektierende Schicht 546 ausgebildet,
die sich zu dem Freiraumbereich 525 erstreckt. Bei der beispielhaften
Ausführungsform
beinhaltet die reflektierende Schicht 546 eine Schicht
aus Silber, eine Schicht aus Titandioxid und eine Aluminiumschicht von
0,5 μm Dicke.
Bei einer Ausführungsform
liegt die Silberschicht in einem Dickenbereich von etwa 1000 Angstrom
bis 2000 Angstrom. Bei einer anderen Ausführungsform liegt die Silberschicht
in einem Dickenbereich von etwa 1250 Angstrom bis 1715 Angstrom.
Bei der beispielhaften Ausführungsform ist
die Silberschicht etwa 1500 Angstrom dick. Bei einer anderen Ausführungsform
liegt die Titandioxidschicht in einem Dickenbereich von etwa 300
Angstrom bis etwa 700 Angstrom. Bei einer weiteren Ausführungsform
liegt die Titandioxidschicht in einem Dickenbereich von etwa 400
Angstrom bis etwa 600 Angstrom. Bei der beispielhaften Ausführungsform ist
die Titandioxidschicht etwa 500 Angstrom dick. Bei einer Ausführungsform
liegt die Aluminiumschicht in einem Dickenbereich von etwa 0,3 μm bis etwa
0,7 μm.
Bei einer anderen Ausführungsform liegt
die Aluminiumschicht in einem Dickenbereich zwischen etwa 0,4 μm bis etwa
0,6 μm.
Bei der beispielhaften Ausführungsform
ist die Aluminiumschicht etwa 0,5 μm dick. Der Dickenbereich ist
lediglich zu Zwecken der Veranschaulichung angegeben und soll keine
Beschränkung
bedeuten. Die Schichten der reflektierenden Schicht 546 sind
so bemessen, dass sie die Reflexion von einfallendem Licht von dem
Szintillatormaterial 534 zurück in die Szintillatornadeln 536 fördert. Die
Silberschicht und die Aluminiumschicht neigen dazu, mit der Zeit
ineinander zu diffundieren, und eine dünne dazwischen angeordnete
Sperrschicht, die bspw. Titan enthält, trägt dazu bei, diese Diffusion
zu verringern. Die reflektierende Schicht 546 deckt die
Einkapselungsschicht 542 über den Bereich 520 ab
und erstreckt sich über einen
Teil des Freiraumbereichs 525.
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Auf der reflektierenden Schicht 546 ist
eine zweite Einkapselungsschicht 548 ausgebildet. Die Einkapselungsschicht 548 ist
im Wesentlichen ähnlich
der Einkapselungsschicht 542 und enthält ebenfalls ParylenTM. Die Schicht 548 deckt die Schicht 546 ab
und erstreckt sich über
den Rand der Schicht 546 bis zu dem Rand der Schicht 542 auf
dem Damm 530. Bei einer Ausführungsform liegt die Einkapselungsschicht 548 in
einem Dickenbereich von etwa 5 μm
bis etwa 9 μm.
Bei einer anderen Ausführungsform
liegt die Einkapselungsschicht 548 in einem Dickenbereich
von etwa 6 μm
bis etwa 8 μm.
Bei der beispielhaften Ausführungsform
ist die Einkapselungsschicht 548 etwa 7 μm dick. Der
Dickenbereich ist lediglich zu Zwecken der Veranschaulichung angegeben
und soll keine Beschränkung
bedeuten.
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Auf die Schicht 548 ist
eine Feuchtesperrschicht 550 aufgetragen. Bei der beispielhaften
Ausführungsform
beinhaltet die Schicht 550 eine Schicht aus Titandioxid
und eine Schicht aus Aluminium. Bei einer Ausführungsform liegt die Titandioxidschicht
in einem Dickenbereich von etwa 300 Angstrom bis etwa 700 Angstrom.
Bei einer anderen Ausführungsform
liegt die Titandioxidschicht in einem Dickenbereich von etwa 400
Angstrom bis etwa 600 Angstrom. Bei der beispielhaften Ausführungsform
ist die Titandioxidschicht etwa 500 Angstrom dick. Bei einer Ausführungsform
liegt die Aluminiumschicht in einem Dickenbereich von etwa 0,3 μm bis etwa
0,7 μm.
Bei einer weiteren Ausführungsform
liegt die Aluminiumschicht in einem Dickenbereich von etwa 0,4 μm bis etwa
0,6 μm.
Bei der beispielhaften Ausführungsform ist
die Alu miniumschicht etwa 0,5 μm
dick. Bei der beispielhaften Ausführungsform enthält die Schicht 550 eine
Schicht aus Titandioxid, die etwa 500 Angstrom dick ist und eine
Schicht aus Aluminium, die etwa 0,5 μm dick ist. Der Dickenbereich
ist lediglich zu Zwecken der Veranschaulichung angegeben und soll
keine Beschränkung
bedeuten. Die Schicht 550 deckt die Schicht 548 ab
und erstreckt sich zum Rand der Schicht 548 auf dem Damm 530.
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Gegebenenfalls ist auf die Schicht 550 eine optionale
Feuchtsperrschicht 552 aufgebracht. Die Schicht 552 deckt
die Schicht 550 ab und erstreckt sich über den Rand der Schicht 550 hinaus
bis zu dem Damm 530. Bei einer Ausführungsform beinhaltet die Schicht 552 eine
Schicht aus Titandioxid in einem Dickenbereich von 300 Angstrom
bis 700 Angstrom. Bei einer alternativen Ausführungsform liegt die Schicht 552 in
einem Dickenbereich zwischen 400 Angstrom und 600 Angstrom. Bei
der beispielhaften Ausführungsform
ist die Schicht 552 etwa 500 Angstrom dick. Der Dickenbereich
ist lediglich zu Zwecken der Veranschaulichung angegeben und soll
keine Beschränkung
bedeuten.
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Die oben beschriebenen hermetischen
Abdichtungsabdeckungen für
ein Röntgenstrahldetektorpaneel
sind lediglich beispielhaft angegeben. Um jeweiligen Bedingungen
oder Anforderungen eines Endverbrauchers zu genügen, können auch eine andere Zahl
und eine andere Anordnung der Schichten der hermetischen Abdeckung
in Betracht kommen.
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Bei der beispielhaften Ausführungsform
wird der hermetische Abdichtungsaufbau 500 nicht zusammen
mit dem stirnseitigen U-Profil 304 und der Schutzabdeckung 308 verwendet.
Bei einer alternativen Ausführungsform
ist der hermetische Abdichtungsaufbau 500 durch das stirnseitige
U-Profil 304 und eine Schutzabdeckung 308 wie
in 4 veranschaulicht abgedeckt.
Bei einer weiteren alternativen Ausführungsform ist der hermetische
Abdichtungsaufbau 500 von dem stirnseitigen U-Profil 304 und
einer Schutzabdeckung 308 abgedeckt, wie dies in 5 veranschaulicht ist.
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Die oben beschriebene aufgebrachte
hermetische Abdichtung für
ein digitales Röntgenstrahlpaneel
ist kostengünstig
und in hohem Maße
zuverlässig.
Die aufgebrachte hermetische Abdichtung beinhaltet eine Anzahl aufgebrachter
Schichten und eine Anzahl von Abdichtungsrändern. Zusätzlich ist eine optionale Schutzabdeckung
vorgesehen, um die Beschädigung
des Detektors durch auf seine Oberfläche aufschlagende Gegenstände zu verringern.
Im Ergebnis trägt
die aufgebrachte hermetische Abdichtung dazu bei, in kostengünstiger
und zuverlässiger Weise
die Gefahr einer Beschädigung
der Detektorkomponenten durch Feuchtigkeit herabzusetzen.
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Im Vorstehenden sind beispielhafte
Ausführungen
aufgebrachter hermetischer Abdeckungen im Einzelnen beschrieben.
Die Abdeckungen sind nicht auf die beschriebenen speziellen Ausführungsformen
beschränkt,
es können
vielmehr Komponenten der Abdeckung unabhängig und getrennt von anderen
hier beschriebenen Komponenten benutzt werden. Jede Komponente der
aufgebrachten hermetischen Abdeckung kann auch in Kombination mit
anderen Komponenten einer aufgebrachten hermetischen Abdeckung verwendet
werden.
-
Wenngleich die Erfindung anhand verschiedener
spezieller Ausführungsformen
beschrieben wurde, so versteht sich doch für den Fachmann, dass die Erfindung
im Schutzbereich der Patentansprüche auch
mit Abwandlungen ausgeführt
werden kann.
-
- 10
- Digitales
Röntgenstrahlpaneel
- 12
- Detektorsubstrat
- 14
- Detektorbasisfläche
- 16
- Seitenwand
- 18
- Rückseite
- 20
- aktiver
Detektorbereich
- 22
- Dammbereich
- 24
- Kontaktfingerbereich
- 26
- Brustwandseite
- 28
- Kontaktfinger
- 30
- Breite
- 32
- Breite
- 34
- Breite
- 36
- Brustwandbreite
- 38
- Kontaktfingerbereichbreite
- 100
- Dichtungsaufbau
oder -einrichtung
- 102
- Klebebereich
- 104
- Detektormatrix
- 106
- planarisierter
Klebstoffdamm
- 108
- Dammdicke
- 109
- zweite
Fläche
- 110
- Szintillatormaterial
- 111
- CsI-Nadelstruktur
- 112
- Einkapselungsschicht
- 114
- Reflektierende
Schicht
- 116
- dünne Filmmaske
- 118
- hermetische
Schicht
- 120
- Korrosionsschutzschicht
- 200
- Dichtungsaufbau
oder -einrichtung
- 202
- Breite
- 204
- hermetische
Schicht
- 206
- Korrosionsschutzschicht
- 300
- hermetischer
Abdichtungsaufbau
- 302
- Klebstoffabdichtungsmittel
- 304
- endseitiger
Kanal
- 306
- Klebstoffmaterial
- 400
- hermetischer
Abdichtungsaufbau
- 403
- Fläche
- 500
- alternativer
hermetischer Abdichtungsaufbau
- 520
- aktiver
Detektorbereich
- 522
- Dammbereich
- 524
- Kontaktfingerbereich
- 525
- Freiraumbereich
- 526
- Detektormatrix
- 528
- Kontaktfinger
- 530
- Damm
- 532
- Dicke
- 533
- zweite
Fläche
- 534
- Szintillatormaterial
- 536
- Nadelstruktur
- 538
- Länge
- 543
- erste
Einkapselungsschicht
- 546
- reflektierende
Schicht
- 548
- zweite
Einkapselungsschicht
- 550
- erste
Feuchtigkeitssperrschicht
- 552
- zweite
Feuchtigkeitssperrschicht