光学芯片、探测器以及制作方法转让专利
申请号 : CN202110051312.5
文献号 : CN112378934B
文献日 : 2021-09-10
发明人 : 李博 , 王建军 , 杨亮
申请人 : 同源微(北京)半导体技术有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种探测器的制作方法,其特征在于,探测器包括电路基板上设置的至少一个光学芯片,其中,所述光学芯片包括衬底和形成在所述衬底上的光学器件,还包括:至少一个光学尺,设置在所述衬底的形成有所述光学器件的一侧的角部,其中,所述光学尺由分别沿相邻的两侧边延伸的第一子部和第二子部组成,以及其中,每个子部为城垛状,每个子部中相邻的垛的高度不同,相邻的垛之间由垛口间隔开,
在所述电路基板上设置有多个对准标记,在垂直于所述电路基板的方向所述对准标记覆盖所述衬底的角部,在将所述光学芯片贴装在所述电路基板时,用于与所述光学尺进行对准,
所述制作方法包括:基于所述光学尺的第一子部和第二子部中的高度最高的垛,将所述对准标记与所述光学尺对准;
其中,所述对准标记为矩形的金属层,所述基于所述光学尺的第一子部和第二子部中的高度最高的垛,将所述对准标记与所述光学尺对准包括:在所述对准标记在形成过程被正常腐蚀时,将所述对准标记的垂直于所述角部两侧的边与高度最高的垛对准;
在所述对准标记在形成过程被欠腐蚀时,以所述光学尺的第一子部和第二子部的高度最高的垛为基准,将所述对准标记的垂直于所述角部两侧的边与该垛内侧的垛口或垛对准;
在所述对准标记在形成过程被过腐蚀时,以所述光学尺的第一子部和第二子部的高度最高的垛为基准,将所述对准标记的垂直于所述角部两侧的边与该垛外侧的垛口或垛对准,或者
其中,所述对准标记为形成在所述电路基板上的金属层中的矩形的开口,所述基于所述光学尺的第一子部和第二子部中的高度最高的垛,将所述对准标记与所述光学尺对准包括:
在所述对准标记在形成过程被正常腐蚀时,将所述对准标记的垂直于所述角部两侧的边与高度最高的垛对准;
在所述对准标记在形成过程被过腐蚀时,以所述光学尺的第一子部和第二子部的高度最高的垛为基准,将所述对准标记的垂直于所述角部两侧的边与该垛内侧的垛口或垛对准;
在所述对准标记在形成过程被欠腐蚀时,以所述光学尺的第一子部和第二子部的高度最高的垛为基准,将所述对准标记的垂直于所述角部两侧的边与该垛外侧的垛口或垛对准。
2.根据权利要求1所述的制作方法,其特征在于,所述光学芯片中的每个子部的垛的高度由中间向两边逐渐递减。
3.根据权利要求1所述的制作方法,其特征在于,所述光学芯片包括三个或四个所述光学尺。
4.根据权利要求1所述的制作方法,其特征在于,所述垛和垛口的宽度分别小于等于第一阈值。
5.根据权利要求1所述的制作方法,其特征在于,所述光学器件包括在所述衬底上层叠设置的器件层和金属布线层,所述光学尺与所述金属布线层同层设置。
说明书 :
光学芯片、探测器以及制作方法
技术领域
背景技术
被检目标后对包含被检目标信息的射线进行射线到光的转换,以及光电转换来重建图像,
从而获取被检目标的信息。
装于探测器上的准直器201将大多数散射线吸收,携带被检目标信息的X射线被探测器103
上的闪烁体202吸收,闪烁体202将X射线转换成光信号,被下方的光学芯片203中的光电二
极管阵列吸收并转换为电荷信号,电荷信号进而通过电路板204上的电荷处理芯片转换成
电压信号或者数字信号并送给数据采集及处理系统,进而重建被检目标图像并最终完成检
查任务。
器各个组装部件之间的对齐精度要求<30μm,高端应用要求<20μm,这就对探测器各个部件
的组装精度提出了很高的要求。类似地,在工业及安检领域,对以上对其精度的要求通常也
要<50μm。
片放置在基板上。放置过程有两种办法,一种是通过价格高昂的贴装设备通过吸取光学感
光芯片然后放置在施胶后的基板上进行贴装,这种方式适合于成本不敏感的产品或者生产
量巨大的产品;另一种办法是通过手工加工装卡具的方式进行贴装,这种方式适合于成本
敏感的产品或者生产量适中的产品,这种方式的不利之处是贴装精度不高,因为在贴装卡
具与被贴装物接触的过程中,容易受到人为干扰,而对被贴装物形成作用力,而使得光学芯
片位置发生变化,需要通过光学显微镜进行测量并按照偏移值进行调整,然后再进行测量,
往往需要经过几轮循环反复,生产效率大打折扣。
发明内容
子部为城垛状并且相邻的垛的高度不同,从而可以在对光学芯片贴装对准时,将该光学尺
与电路基板上的对准标记配合,简化对准的操作过程,提高光学芯片的安装精度,从而提高
了生产和检测效率,具有广泛的应用前景。
附图说明
本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他
的附图。
具体实施方式
描述的内容是说明性的而非限制性的,不应以此限制本发明的保护范围。
的高度不同,从而可以在对光学芯片贴装对准时,将该光学尺与电路基板上的对准标记配
合,简化对准的操作过程,提高光学芯片的安装精度,从而提高了生产和检测效率,具有广
泛的应用前景。
光学尺302,光学尺302设置在衬底上的形成有光学器件301的一侧的角部,每个光学尺302
包括分别沿角部的两侧边延伸的第一子部和第二子部,每个子部为城垛状并且每个子部的
相邻的垛的高度不同。在本申请中,城垛状包括多个垛。
贴装对准,简化对准过程,提高对准精度。当具有一个光学尺302时,只要规定需要进行对准
的垛,或者当具有多个光学尺302时,只要将各个光学尺302中每个子部中具有相同高度的
垛为对准刻度,则可以完成对准贴装,简化了芯片贴装对准的过程,并提高了对准精度。
部分,只要满足包括具有上述形状的第一子部和第二子部即可,光学尺的变形也在本专利
保护范围内。
可以根据需要选择需要设置的光学尺数量,本领域技术人员应理解,相对于一个光学尺而
言,当包括更多的光学尺时,即用于对准的光学尺的数量增大,将减小贴装对准的难度并提
高对准精度。
高的垛为基准进行对准,对准过程将进一步变得容易。
垛起向两侧高度逐渐降低即可。
光学对准时,即使不能够完全对准于垛或者垛口的中心位置或者边缘位置,也可以使光学
芯片的贴装满足设计的误差要求。因此本申请中,第一阈值为对光学芯片进行贴装对准时
能够允许的最大误差值。例如,对于应用于医疗领域的常规探测器中的光学芯片而言,该第
一阈值通常为30μm,对于应用于医疗领域的高端探测器中的光学芯片而言,该第一阈值通
常为20μm,对于应用于工业安检领域的探测器中的光学芯片而言,该第一阈值通常为50μm。
当然,本领域技术人员应理解,以上取值仅是示例性地,并不旨在限制第一阈值的具体取
值,根据光学芯片贴装精度的可允许误差取值的要求不同,设计人员可以适当选择第一阈
值的取值。
大,从而在显微镜的灯光下光学尺更明显,从而减小贴装对准的难度。随着技术发展,光学
尺及电路基板也可以被自动贴装设备进行自动识别并通过光学尺及对准标记进行识别进
而进行贴装的自动校准,此种方法也在本专利保护范围之内。
相同的材料以同一半导体工艺形成光学尺302和金属布线层。如此设置,在进行芯片制作
时,能够将金属布线与光学尺302在同一工序中同时形成,简化光学芯片的工艺步骤,降低
光学芯片的制作成本。
202和准直器204,闪烁体202设置在光学芯片203上,准直器204设置在闪烁体202上。
用于与光学尺302进行对准。图4中示出电路基板204上包括四个对准标记的情形,但本申请
并不旨在限制于此,其数量至少与光学芯片203上的光学尺302的数量对应。为了清楚示出
光学芯片的贴装效果,其中还示出了光学器件中阵列排布的像素402,在本申请中,光学器
件可以为光电转换器件,同一个光电转换器件中,像素大小可根据实际需要设置为相同或
者不同。光学尺的设置利用了光学芯片中闲置角落的金属层或借用了具有导电等功能的金
属层,形成特定的形状并设置在角部即可达到良好的对准效果,其他结构与以上实施例相
同,在此不再赘述。
光学芯片贴装对准时,将该光学尺与电路基板上的对准标记配合,简化对准的操作过程,提
高光学芯片的安装精度,从而提高了生产和检测效率,具有广泛的应用前景。
选地,对准标记401的材料为金、镍、铜、银或者钨。优选地,对准标记不覆盖阻焊油墨来制
作,不覆盖油墨的金属材料的对准标记401在显微镜下更容易被识别,从而可以进一步简化
贴装对准过程,并提供贴装对准精度。
限,只要可以通过开口边缘与光学尺302进行对准即可。即,通过金属层中被腐蚀掉的开口
用作与上文所述的形成为矩形、十字形或凸字形的对准标记。
烁体202,闪烁体202设置在光学芯片203上。在该实施例中,准直器可以是在探测器外部提
供的分离部件,其中如图4所示,在电路基板204上设置有多个对准标记401,在垂直于电路
基板204的方向对准标记401覆盖衬底的角部,从而在将光学芯片203贴装在电路基板时,对
准标记401用于与光学尺203进行对准。
相邻的垛的高度不同,从而可以在对光学芯片贴装对准时,将该光学尺与电路基板上设置
的对准标记配合,简化对准的操作过程,提高光学芯片的安装精度,从而提高了生产和检测
效率,具有广泛的应用前景。
对准标记不覆盖阻焊油墨来制作,不覆盖油墨的金属材料的对准标记401在显微镜下更容
易被识别,从而可以进一步简化贴装对准过程,并提供贴装对准精度。
只要可以通过开口边缘与光学尺302进行对准即可。即,通过金属层中被腐蚀掉的开口用作
与上文所述的形成为矩形、十字形或凸字形的对准标记。
的垛的高度不同,在对光学芯片贴装对准时,通过基于具有高度最高的垛为基准,将该光学
尺与对准标记配合,简化对准的操作过程,提高光学芯片的安装精度,从而提高了生产和检
测效率,具有广泛的应用前景。
间和腐蚀液中离子浓度等其它工艺控制参数的情况,对准标记401会出现正常腐蚀、欠腐蚀
或过腐蚀三种情况。因此,在本申请实施例中利用上述光学芯片的贴装对准方法中包括以
下实施例。通常,电路基板上形成的对准标记,当与设计值相比相同时,确定正常腐蚀;当小
于设计值,则确定过腐蚀;如果大于设计值,则确定欠腐蚀。
的垛口或垛对准。
的垛口或垛对准。
作探测时,当对光学芯片进行贴装对准时将使用与对准标记为如图9至图11中的金属层的
结构相反的对准方法。此处,电路基板上形成的对准标记,当与设计值相比相同时,确定正
常腐蚀;当大于设计值,则确定过腐蚀;如果小于设计值,则确定欠腐蚀。
照以上矩形对准标记的原理,以光学尺的第一子部和第二子部的高度最高的垛为基准,将
十字形或凸字形的垂直于角部两侧的端部的边与相应的垛或垛口对准。
部和第二子部为城垛状并且每个子部的相邻的垛的高度不同,从而可以在对光学芯片贴装
对准时,将该光学尺与电路基板上的对准标记配合,简化对准的操作过程,提高光学芯片的
安装精度,从而提高了生产和检测效率,具有广泛的应用前景。
以做出其它不同形式的变化或变动,这里无法对所有的实施方式予以穷举,凡是属于本发
明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。