传感器模块和设备模块的制作方法

文档序号:12593988阅读:393来源:国知局
传感器模块和设备模块的制作方法与工艺

本公开一般涉及包括传感器和处理电子设备的传感器模块。



背景技术:

包括传感器和处理器的传感器模块(例如,通用处理器或特定应用集成电路或ASIC)可用于各种光学、电学和电子应用。在一些实施方式中,可以期望来安排传感器模块,使得传感器和处理器被定位相对彼此接近。例如,当信号通过距离发送时,模拟信号可经历寄生损失,这会降低所检测到的信号的准确度和质量。在处理器附近定位传感器可以减少或消除与所述传感器和处理器之间的信号传输相关联的寄生损失。然后,处理器可以执行在传感器模块内的各种预处理和/或预处理操作,例如将模拟信号转换为数字信号。该处理器可将处理的数字信号传输到外部控制模块,其可位于远离传感器,信号具有最小或没有寄生传输损耗。

和在传感器附近定位处理器关联的一个问题是,由处理器产生的热量可以被传递给传感器。由于各种原因,热传递到所述传感器是不可取的。例如,由于部件之间的热膨胀系数的不匹配,热量会造成损坏。加热该传感器也可损坏感光元件,或者可干扰由传感器检测到的信号。因此,虽然在传感器的附近定位处理器以改进从传感器检测和传输的信号质量是有利的,防止传感器由于附近的处理器的操作过热也很重要。

当设计传感器模块时的另一种考虑确保传感器模块(例如,包括传感器和处理器)紧凑或足够小以符合整个系统的设计要求,这可能是重要的,模块是否被单独使用或被组装在阵列中。例如,在一些配置中,传感器模块阵列用于检测在各种位置或以不同的角度接收的信号。在一些应用中,传感器模块的阵列可以用于成像应用中,例如用于在计算机断层摄影(CT)装置中的X射线的检测。阵列可包括一维字符串或二维(2D)阵列。CT设备可由于各种应用中,包括医学成像、工业成像、无损检测、成像地下矿物以及其他各种用途。因为传感器模块在一些实施阵列中被定位彼此相邻,传感器、处理器和其他组件必须适合在阵列中其相关联的区域内。此外,因为在特定传感器模块的每一侧具有相邻的传感器模块,将传感器模块连接到外部控制模块的特征不应该与邻近传感器模块产生干扰。在其他成像应用中,传感器模块可用于在超声系统内检测声波。在又其他所述方式中,传感器模块可以应用在核成像应用,例如正电子发射断层扫描(PET)扫描和伽玛射线成像。在核成像的应用中,传感器(或在一些实施例中传感器阵列)可用于成像已经设置有(例如,摄入或被注射)放射性示踪材料的对象(例如,患者)。

因此,可以有利的是提供紧凑的传感器模块,其定位传感器接近处理电子,同时确保传感器和/或传感器基底被充分绝缘由处理电子设备产生的热。



技术实现要素:

在一方面,公开一种用于成像系统的传感器模块。传感器模块可以包括传感器基底和安装在传感器基底上的成像传感器裸片。成像传感器裸片可包含在成像传感器裸片的前侧的多个像素。支撑结构可以配置在成像传感器裸片的后面,所述支撑结构包括远离面对从成像传感器裸片的前侧的后侧。所述支撑结构可以包括在支撑结构的背面侧的对准特征,定位在从所述多个像素中的参考象素的已知位移的对准特征。该对准特征可被配置以机械地连接到成像系统的相应对准机构。

在另一方面,公开了制造用于成像系统的传感器模块的制造方法。该方法可包括提供感器模块,包括成像传感器裸片和设置在成像传感器裸片后面的支撑结构。所述支撑结构可以包括远离朝向从成像传感器裸片的前侧的后侧。成像传感器裸片可以包括传感器裸片的前侧的多个像素。该方法可包括在支撑结构的背面侧形成对准特征,定位在从所述多个像素中的参考象素的已知位移的对准特征。对准特征可被配置以机械地连接到成像系统的相应对准机构。

在又一方面,公开了一种安装在成像系统中的传感器模块的制造方法。该方法可包括提供传感器模块,包括成像传感器裸片和支撑结构,所述成像传感器裸片包括在所述传感器裸片的前侧的多个像素。该方法可包括与成像系统的托架的相应对准机构对准的支撑结构的背面侧的对准特征。该方法可以包括机械地连接对准特征和相应对准机构。

在另一方面,公开一种设备模块。该设备模块可包括基底和安装在基底上的集成器件裸片。多个互连可电连接集成设备裸片与基底。粘合剂可设置在集成设备裸片和基底之间,粘合剂设置围绕每个互连件。粘合剂的第一部分可以沿着设备模块的第一边缘露出,第一部分包括不延伸超出集成设备裸片的外周的负角。

在另一方面,公开一种制造设备模块的方法。该方法可包括:通过多个互连的方式电连接集成设备裸片和基底。该方法可包括:围绕加强件的第一侧缠绕基底。该方法可包括:在集成设备裸片和沿着设备模块的第一边缘的基底之间供给可流动的粘合剂,所述设备模块的第一边缘沿加强件的第二侧定位,第二侧相对于所述加强件的第一侧。

在另一方面,公开一种设备模块。该设备模块可以包括加强件和围绕加强件的侧包裹的基底。基底可以包括前侧和后侧。基底可以包括在基底的后侧的介电缓冲层和在基底的前侧的一个或多个导电迹线。集成设备裸片可被安装到基底的前侧。粘合剂可设置在介电缓冲层和加强件之间。

在另一方面,公开了一种制造设备模块的方法。该方法可以包括提供具有前侧和后侧的基底,所述基底包括在基底的后侧的介电缓冲层和在所述基底的前侧的一个或多个导电迹线。该方法可进一步包括:安装集成设备裸片到基底的前侧。该方法可以包括:围绕加强件的侧面包裹基底,使得所述介电缓冲层朝向加强件。该方法可以包括:用粘合剂接触电介质缓冲层和加强件。

一种传感器模块,所述传感器模块,包括:传感器基底;安装在传感器基底上的成像传感器裸片,所述成像传感器裸片包括成像传感器裸片的前侧上的多个像素;设置在成像传感器裸片后面的支撑结构,所述支撑结构包括朝向从所述成像传感器裸片的前侧远离的后侧,所述支撑结构包括在所述支撑结构的后侧的对准特征,所述对准特征定位在从多个像素中的参考像素的已知位移处,其中,所述对准特征被配置成机械地连接到成像系统的相应对准机构。

优选地,所述对准特征包含对准销和对准孔中的一个,并且其中,所述相应对准机构包括定位销和对准孔中的另一个。

优选地,所述对准特征包括在所述支撑结构的相对的角部的两个对准孔。

优选地,所述对准特征被横向与所述参考像素对准。

优选地,传感器模块进一步包括处理器基底和安装在处理器上基底上的一个或多个处理器裸片,处理器基底围绕所述支撑结构的侧包裹。

优选地,传感器模块进一步包括板和连接到板的连接器基底,所述连接器基体电连接到处理器基底。

优选地,所述板比连接器基底硬。

优选地,传感器模块进一步包括加强件,该传感器基底周围的加强件的侧包裹。

优选地,传感器模块进一步包括散热器,所述支撑结构配置在散热器与加强件之间,其中,所述散热器被直接附着到加强件,以及载体不直接附着到散热器或加强件。

优选地,所述成像传感器裸片包括光电二极管阵列(PDA)。

在另一实施例中,成像系统包括上述的传感器模块和支撑传感器模块的支架机械,其中该托架包括相应的对准机构,使得当所述对准特征与相应的对准机构接合时,参照象素是在成像系统的参考系统中的已知坐标。

在另一实施例中,一种制造传感器模块用于成像系统的方法,该方法包括:提供传感器模块,包括成像传感器裸片和设置在成像传感器裸片后面的支撑结构,该支撑结构包括朝向所述成像传感器裸片的前侧远离的后侧,成像传感器裸片包括在传感器裸片的前侧的多个像素;和在支撑结构的后侧上形成对准特征,所述对准特征定位在从所述多个像素中的参考象素的已知位移,其中,所述对准特征被配置成机械地连接到成像系统的相应对准机构。

在另一实施例中,在成像系统中安装传感器模块的方法,该方法包括:提供传感器模块,包括成像传感器裸片和支撑结构,所述成像传感器裸片包括在传感器裸片的前侧的多个像素;对准在支撑结构上的背面侧的对准特征和成像系统的托架的相应对准机构;和机械地连接对准部件与相应的对准机构。

优选地,对准所述对准特征包括:对准在支撑结构的后侧上的对准孔和支架上的相应对准销。

优选地,对准所述对准特征包括:进一步对准在支撑结构的后侧的第二定位孔和支架上的第二对应对准销,第二对准孔设置对角线相对定位孔的角部。

优选地,进一步包括在邻近所述支架上的传感器模块安装第二个传感器模块。

在另一实施例中,一种设备模块,包括:基底;安装在基底上的集成器件裸片;将集成器件裸片与基底电连接的多个互连;设置在集成器件裸片和基底之间的粘合剂,粘合剂设置围绕每个互连,其中所述粘合剂的第一部分沿着所述设备模块的第一边缘露出,所述第一部分包括不延伸超出集成器件裸片的外周的负圆角。

优选地,所述负圆角包括凹面,所述凹面在集成器件裸片和基底之间向内弯曲。

优选地,所述集成器件裸片包括传感器裸片。

优选地,所述传感器裸片包括光电二极管阵列(PDA)。

优选地,所述粘合剂的第二部分沿着所述设备模块的第二边缘露出,所述第二部分包括平的表面。

优选地,所述粘合剂的第三部分沿着所述设备模块的第三边缘露出,所述第三部分包括负圆角。

优选地,所述多个互连包括多个焊球。

优选地,进一步包括加强件,所述基底围绕加强件的侧包裹。

优选地所述基底包括弯曲,其中所述基底是围绕加强件缠绕,所述第一边缘相邻并平行设置于弯曲。

优选地,进一步包括加强件之下的载体和围绕载体的侧包裹的处理器基底。

优选地,进一步包括散热器,散热器和加强件之间配置的载体,其中,所述散热器被直接附着到加强件。

在另一实施例中,一种制造设备模块的方法,该方法包括:通过多个互连的方式电连接集成设备裸片到基底;围绕加强件的第一侧缠绕基底;和在集成设备裸片和沿着设备模块的第一边缘的基底之间供给可流动的粘合剂,所述设备模块的第一边缘沿加强件的第二侧定位,第二侧相对于所述加强件的第一侧。

优选地,进一步包括流动的粘合剂,使得粘合剂的第一部分沿着所述设备的模块,沿着所述加强件的第一侧位于所述第二边缘,其中,所述的第一部分的第二边缘暴露粘合剂包括不延伸超出集成器件裸片的外周的负圆角。

优选地,负圆角包括凹面,其在集成设备裸片和基底之间向内曲线。

优选地,进一步包括流动的粘合剂,使得粘合剂的第二部分沿着所述设备模块的第三边缘露出,第三边缘设置横向于加强件的第一侧,粘合剂的第二部分包括从所述设备模块向外延伸的正圆角。

优选地,进一步包括切割所述正圆角。

优选地,电连接集成设备裸片包括电连接的传感器裸片到基底。

优选地,进一步包括安装处理器裸片到处理器基底和围绕载体缠绕处理器基底。

优选地,进一步包括电处理器基底连接到基底。

在另一实施例中,一种设备模块,包括:加强件;围绕加强件的侧包裹的基底,基底包括前侧和后侧,所述基底包括在基底的后侧上的介电缓冲层和在基底的前侧上的一个或多个导电迹线;集成器件裸片,安装到基底的前侧;和在所述介电缓冲层和加强件之间的粘合剂。

优选地,该介电缓冲层包括聚酰亚胺。

优选地,该介电缓冲层基本上覆盖基底的整个背面。

优选地,进一步包括设置在基底的前侧的一部分,但不能在基底的背面侧的阻焊层。

优选地,所述基底包括绝缘层,在绝缘层的前侧上的第一导电层,以及在绝缘层的背面侧的第二导电层,该介电缓冲层设置在第二导电层。

优选地,所述集成器件裸片包括成像传感器裸片。

优选地,进一步包括载体,围绕载体的侧包裹处理器基底,以及一个或多个处理器裸片安装在所述处理器基底,其中该处理器基底电连接到基底。

优选地,进一步包括散热器,载体配置在散热器和加强件之间,其中,所述散热器被直接附着到加强件。

在另一实施例中,一种制造设备模块的方法,该方法包括:提供具有前侧和后侧的基底,所述基底包括在基底的后侧的介电缓冲层和在基底的前侧的一个或多个导电迹线;安装集成设备裸片到基底的前侧;围绕加强件的一侧缠绕基底,使得介电缓冲层朝向加强件;和用粘合剂接触介电缓冲层和加强件。

优选地,所述集成器件裸片包括成像传感器裸片。

优选地,进一步包括安装处理器裸片到处理器基底和围绕载体缠绕处理器基底。

优选地,进一步包括将处理器基底电连接到基底上。

在本说明书中描述的主题的一个或多个实现的细节阐述于附图和以下说明中。其它特征、方面和优点将通过说明书、附图和权利要求变得显而易见。请注意下面的附图的相对尺寸可以不按比例绘制。

附图说明

本实用新型的具体实施方式现在将参考以下附图描述,其通过举例的方式,而不是限制提供。

图1是根据一个实施例的成像系统的示意性俯视图。

图2是根据一个实施例的紧凑的传感器模块的透视组装视图。

图3是图2的紧凑的传感器模块的透视分解图。

图4A-4B是图3中所示的加强件、传感器裸片和传感器基底的透视图。

图4C是处于展开结构的传感器基底的平面图。

图5是图2所示的紧凑的传感器模块的各种内部部件的侧视图,说明的目的省略了加强件。

图6A-6B是紧凑的传感器模块的内部组件的透视图,包括多个柔性处理器基底、辐射屏蔽、处理器裸片和无源电子元件。

图7A是图3所示的载波的顶侧的透视图。

图7B是图7A中所示的载波的底侧的透视图。

图8是按照一个实施例的传感器模块阵列的一部分的立体透视示意图。

图9A是在图8所示的传感器模块的三维示意性顶部透视图。

图9B是图9A中所示的传感器模块的立体概略底部透视图。

图10A是图9A-9B所示的传感器模块的示意性俯视透视分解图。

图10B是图10A中所示的传感器模块的示意性底部透视分解图。

图11A是在图10A-10B所示的传感器模块的示意性透视剖视图。

图11B是图10A-11A的模块的加强件和散热器的示意性透视图。

图12A是根据一些实施例的传感器模块的底部平面图。

图12B是示出传感器模块与较大成像系统的支架的对准的示意透视图。

图13A是根据一些实施例,示出传感器裸片、传感器基底和加强件的模块的传感器模块的一部分的示意性透视图。

图13B是图13A中所示的传感器组件的部分侧剖图。

图13C是放大概略剖面图,示出设置在传感器裸片和传感器基底之间并在一侧具有负圆角的环氧树脂。

图13D是放大概略剖面图,示出设置在传感器裸片和传感器基底之间并在另一边缘具有正圆角的环氧树脂。

图14A是根据一个实施例,传感器模块的一部分的放大示意性侧剖视图。

图14B是根据另一实施例,传感器模块的一部分的放大的示意性侧剖视图。

具体实施方式

本申请涉及于2012年2月27日提交的美国专利申请号13/405,594(现在的美国专利号8,829,454);于2014年9月5日提交的美国专利申请号14/478,810;和于2012年12月7日提交的美国专利申请号13/708,727,其出于所有目的,各自的内容在此通过参考其全部并入本文。

本文公开的实施例描述与紧凑传感器模块的系统、方法和装置,具有与所述传感器裸片电通信的一个或多个传感器裸片和处理器裸片。在所公开的实施例中,传感器裸片可以在物理上位于相关处理器裸片附近(或多个处理器裸片),以减少当从传感器裸片信号被发送到处理器裸片中可出现的寄生损失,由于预先处理(例如,模拟-数字转换)。为了防止损坏传感器裸片的处理器裸片产生的热,各种居间结构构件可以被配置在传感器裸片和处理器裸片之间。传感器裸片、处理器裸片、被动元件、基底和结构部件可以以紧凑的方式被包装,以提供具有低轮廓的传感器包。

A.传感器模块的示例

图1示出根据一个实施例的成像系统10。在一些实施方式中,成像系统10可以是计算机断层扫描(CT)设备。CT设备可用于各个领域,包括医学成像、工业成像、无损检测和地下成像。在图1的成像系统10中,源极11可以在将被成像的对象13(例如,患者)的方向发射辐射12。在一个实施例中,源11发射X射线辐射。熟练的技术人员将理解,有用于发射辐射成像目的的各种常规机制。在辐射12穿过对象13的某些部分之后,它到达位于源11相对的传感器组件1的一维(1D)或二维(2D)阵列。传感器模块1可以被配置以使用光电二极管阵列(PDA)转换检测到的辐射(例如,可见光)为电信号,其可以是该成像示例的传感器。在一些实施方式中,传感器模块1还可以被配置为检测X射线辐射转换为可见光,或系统10可包括用于该目的的单独的闪烁体。在其他实施方式中,检测到的X射线辐射可以以其他方式被转换成电信号。传感器模块1还配置为将从PDA接收到的模拟信号转换为可通过传输元件15传送到外部控制模块14的数字信号。在传输到控制模块14之前,传感器模块1也可以执行各种其他的预处理和/或在预处理操作。在处理的数字信号由控制模块14接收之后,控制模块14可进一步处理所述数字信号成可读输出,诸如显示设备上的图像或从接收到的信号计算出的各种测量值的报表。为了获取对象13的完整3D图像,系统10可以在图1A中所示的方向A上围绕物体13旋转,以获得在不同角度的对象13的图像。

在其他实施例中,成像系统可以是超声设备。虽然超声设备中未明确示出,但是应当理解,根据一些实施方式,超声设备可以包括超声波源和检测器(或检测器阵列),其包括类似于在下面更详细描述的一个或多个传感器模块。此外,该传感器模块可以在核成像实现方式中,如PET扫描和伽玛射线成像技术一起使用。在其他实施例中,传感器模块可以在各种非成像安排,例如,电气,电子,或利用包括传感器和处理器紧凑模块的光学应用。例如,微机电系统(MEMS)设备(诸如,MEMS麦克风和加速度计)可以包括传感器裸片和传感器附近的处理器裸片,以处理来自传感器的信号。在这些实施例中,类似于在此示出的那些传感器模块可以用于提供紧凑的传感器封装,而从处理器绝热传感器。

转到图2,模块1中示出示例传感器的透视图。传感器模块1可以包括安装在柔性传感器基底3的一个或多个传感器裸片。在一些实施例中,如图2所示,传感器裸片2可以包括X射线检测装置,包括例如PDA或其它成像传感器。在X射线应用中,该模块还可以包括准直器和闪烁体阵列,用于将X射线转换为可见光,或准直器和闪烁体可以在成像系统内的模块分开设置。在仍然其他实施例中,传感器裸片2可以包括被配置成检测信号的任何其它合适的设备,包括例如,MEMS传感器等的电气和电子传感器。需要注意,虽然在传感器模块1示出了四个传感器裸片2,在其他实施例中,可只使用一个、两个、三个或大于四传感器裸片。

传感器基底3可以是柔性基底集成键合焊盘、引线和迹线,其允许低轮廓。传感器基底3可以包括被配置为电耦合到外部设备或基底的多个导电引线。在一些实施例中,传感器模2可以通过与铜导线的金热压键的方式被机械和电耦合到传感器基底3。在其它实施例中,传感器裸片2可以被焊接到传感器基底3,而在另外的其它实施例中,传感器裸片2可以用各向异性导电膜(ACF)或不导电膏(NCP)技术被耦合到传感器基底3。

弹性基底可以是在安排其中期望可用于基底以符合系统内使用的特定的几何形状。柔性基底可以由柔性塑料材料制成,诸如聚酰亚胺或PEEK,并且可以包括集成的键合焊盘,迹线和引线,类似于在常规PCB基底技术中使用的。柔性基底可容易地弯曲或折叠以适应特定的几何形状,其允许在不同的配置接触下游组件。此外,迹线和引线可以在非常小的尺寸的柔性基底上形成图案。例如,在一些实施例中,迹线可以具有约15到20um的量级线宽和间隔,引线或键合焊盘可以具有相似的间距的约200-300um的宽度或直径,使得该间距是400-600um的量级。通过采用小的引线间距,传感器基底可与大量象素电通信(例如,对应到PDA的一部分),其可有利地提高成像设备的分辨率。在一个实施例中,四个图示传感器裸片2可包括电耦合到传感器基底3的480个像素,对于在图2所示的4传感器阵列的总的1920个像素。在其他实施例中,每一个传感器裸片可以包括更少或更大数目的像素,包括例如每个传感器裸片的512个像素。在又其它实施例中,线宽度和间隔可以更小或更大,这取决于所期望的铅浓度用于特定的配置。传感器模块1的尺寸可以根据所希望的实现而改变。例如,在一些实施例中,示出四个模传感器模块的总长度可以在约60mm至约100mm的范围内,宽度在约20mm至约30mm的范围内。在各种实施例中,传感器模块1的高度或厚度可以相对小,例如在为约5mm至约10mm的范围。

回到图2,传感器基底3可以安装在或连接到加强件4。如将在下面更详细地讨论的部分,该加强件4可以为传感器模块1提供结构支撑,并且可以协助从处理器裸片热分离传感器模2,如本文所述。如图2和下面更详细讨论的,传感器基底3可以围绕加强件4缠绕。围绕加强件缠绕的柔性传感器基底3的端部可电耦合到柔性处理器基底,如图3和5示出并描述。加强件4可以由任何合适的材料制成,例如金属,如铝。在其它配置中,加强件4可以由塑料或陶瓷制成。

加强件4和传感器基底3可以耦接到被配置为支持所述传感器模块1的载体18。如下面所解释的,载体18还可以支持辐射屏蔽,以及本文中所描述的灵活的处理器基底可围绕载体18折叠。此外,连接器5可以通过在加强件4的开口延伸。如下面所说明地,该连接器5可以电耦合所述处理器基底到外部控制器14,其可以从位于远离传感器模块1。连接器5也可以由柔性材料制成,诸如尾纤连接器,并且可以包括嵌入式金属迹线,并配置为电连接到后述的处理器基底的导电触点。传感器模块1还可以包括连接到载体18的底侧的散热器,如参考下面图3所描述的。散热器可以由导热材料形成,例如金属,从传感器裸片的方向从处理器中传导热量带走。

图3是图2的紧凑的传感器模块的透视分解图。如以上所提到的,传感器模块1可包括一个或多个传感器裸片2和柔性传感器基底3。柔性传感器基底3示出在折叠结构中,使得传感器基底3包括安装部分20、第一翼段21、第二翼段22、所述安装段20和第一翼段21之间的第一侧段23,和在安装部分20和第二翼段22之间的第二侧段26。传感器基底3的第一和第二翼段21、22可围绕加强件4的边缘被弯曲或折叠。如图所示,加强件4可以包括从加强件4的基部延伸的多个壁28。至少一个壁28可以包括开口29,经调整尺寸和形状以允许连接器5从中通过。

传感器模块1还可以包括一个或多个柔性处理器基底8,在图3以折叠状态示出,并且一个或多个处理器裸片具9被安装在并且电耦合到所述柔性处理器基底8。在图3中,两个处理器基底8被定位在每个传感器裸片2之下,共计为示出四传感器裸片模块的八个柔性处理器基底8。然而,应当理解,在一些配置中,只有一个处理器基底8可以位于每个传感器裸片2之下;在其他实施例中,多于两个处理器基底8可以定位在各传感器裸片2的下方;并且如上所述,模块1可以具有大于或少于四个传感器裸片。如将在下面更详细地描述的,每个柔性处理器基底8可以包括折叠在载体18的第一侧31的第一安装段24和折叠在载体的第二侧的第二安装段25。如下面所解释的,处理器基底8的第一和/或第二安装段24、25可通过穿过载体18形成的狭槽37插入。

载体18可包括顶侧31和相对于底侧33的顶侧31(见图7B)。孔35可以靠近载体18的端部区域中形成。如在图3中,孔可以调整尺寸和成形以接纳加强件4的壁28。另外,两个狭槽37可以通过载体18的整个厚度形成。槽37可调整尺寸,使得柔性处理器基底8可以通过槽37供给来形成并围绕着载体18折叠。进一步,多个屏蔽凹部34可以在载体18的顶侧31上形成。屏蔽凹部34可通过在载体18的厚度部分地延伸,并且可以调整大小和形状,以接收辐射屏蔽6。辐射屏蔽6可被提供以阻挡入射到处理器裸片9的辐射和损坏其部件。在各种配置中,辐射屏蔽6可位于内并利用粘合剂耦合到载体18的所述屏蔽凹部34;在其它配置中,可以不使用粘合剂。一个或多个无源电子部件7(例如电容器,电阻器,电感器等)可被联接到柔性处理器基底8,如以下相对于图7B说明的,无源元件7可以安装在处理器基底8并且可以定位在形成在载体18的底侧33的凹部内。

因此,对于示出的实施例,在装配后,传感器基底3、加强件4、载体5、处理器基底8和辐射屏蔽6介入在处理器裸片9和传感器裸片2之间,虽然不是所有的这些特征将在其他实施例中介入。如本文所解释的,通过在载体18折叠柔性处理器基底8,处理器裸片9可以远离传感器基底3,同时仍形成电接触到传感器基底3。中间载体18和加强件4由此可以采取行动,以从传感器裸片2热隔开处理器裸片9,以防止由所述处理器裸片9产生的热被传递到传感器裸片2和潜在破坏传感器裸片2。为了提供传感器裸片2和处理器裸片9之间的电连通,第一和第二翼部分21和22和传感器基底3可以电连接到第一柔性处理器基底8的安装段24。处理器基底8和处理器裸片9之间的电连接可以完成传感器裸片和处理器裸片9之间的电通路2。在各种实施方式中,柔性传感器基底3(例如,第一和第二翼部分21、22)可以被焊接到柔性处理器基底8的第一安装段24。在其他实施例中,柔性传感器基底3可以使用ACF或NCP技术电耦合到处理器基底8。因为具有传感器裸片2,处理器裸片8可以使用金热压键与铜引线电耦合到处理器基底8;在其它配置中,可以使用焊料,或者可以使用ACF或NCP技术。

散热器16可以被耦合到载体18,并且连接器5可通过加强件4内的开口29的方式电连接到柔性处理器基底8和/或其它部件29。开口29可以是在加强件4的壁28中形成的孔。连接器5能够沿着传感器模块1的长度延伸,并且可电连接到所有的处理器基底8,例如,到8个示出的处理器基底8的第二安装段25。虽然图3示出了传感器模块1的示例性实现,但是应当理解,元件的特定顺序可以在其他实现而有所不同。

图4A-4B是图3中所示的加强件4的透视图,周围的加强件4缠绕在柔性传感器基底3并包括传感器裸片;图4C是在传感器基底3的俯视图展开配置。在图4C中,虚线32示出以说明当传感器基底3可围绕图4A-4B的加强件4折叠使的折痕位置。加强件4可以包括从基部延伸的壁28。如图4C所示,传感器基底3可包括壁的开口38的尺寸和形状,以允许当传感器基底3被折叠或围绕加强件4包裹。在其它实施例中,壁28通过开口38延伸,然而,加强件4可以不包括壁。在其他实施例中,传感器基底3可以短到足以围绕加强件4包裹在两个壁之间的空间28,使得传感器基底3中没有壁开口。

如在图3看到的那样,壁28可被配置成通过在载体18的孔35延伸。当模块1组装时,壁28的前端部可配置为接触散热器16。壁28可由此提供的加强件4和组装模块1中的散热器16之间的比较固体或刚性连接。在一些配置中,该壁28可使用粘合剂连接到散热器以耦合加强件4到散热器16(在图3示出)。

如在图4A-4B中所示,柔性传感器基底3可以围绕加强件4,其中折痕平行于传感器模块1的纵向轴线A。四个传感器裸片2可以安装在基本上平行于纵向轴线A的彼此相邻的方向。有利的是,比其宽度或横向方向(例如,垂直于纵向轴线A的方向上),传感器基底3可以包括在纵向轴线A的多个电触点。因此,通过包装传感器基底3绕纵向轴线A,该传感器模块1可利用在传感器基底3的密电触头的优点。在各种实施方式,例如,传感器基底3可包括在纵向轴线A的每边超过一千电触点。触点的数目增加可以使传感器基底3从传感器裸片2的大量像素接收数据。例如,在所公开的实施例中,各传感器裸片2可以包括480个像素(或在其他配置中的512个像素),以及每个像素可以包括通道(例如,电通路)到传感器基底3上的相应电触头。传感器基底3的稠密触点从而可以使集成高分辨率传感器裸片2的处理信号。

图5是在图2中所示的紧凑的传感器模块的各种内部部件的侧视图。图6A-6B是紧凑的传感器模块的内部元件的透视图,包括多个柔性处理器基底、辐射屏蔽、处理器裸片和无源电子元件。载体18和加强件4在图5中为了说明的目的未示出。同样地,载体18、加强件4、传感器基底3以及传感器裸片2没有在图6A-6B示出用于说明的目的。

如图5所示,第一和第二翼部分21和柔性传感器基底3的22可以被耦合到示出的处理器基底8的第一安装部分24。如上所述,焊料或其它导电粘合剂可以电连接传感器基底3上的电触头和处理器基底8的相应电触点。传感器基底3的内部迹线可提供耦合到传感器裸片2的电触点和耦合到灵活的处理器基底8的电触点之间的电连通。

如以上所解释的,处理器基底8的第一安装段24能够围绕载体18的第一侧被折叠,和第二安装段25可以绕载体18(图3)的第二侧被折叠。安装段24、25可插入通过载体18的槽37。如图5和图6A-6B中所示,第一和第二安装部分24和25可在和传感器基底3大致相同的方向被折叠,例如,围绕图4A-4B所示的纵向轴线A。另外,与特定的传感器裸片2相关联的处理器基底8可以位于在纵向轴线A的横向方向彼此相邻,例如,横向至约该处理器基底8被折叠的方向。

处理器基底8内的内部迹线可以路由传感器裸片2的信号到安装在柔性处理器基底25的第二安装段8的处理器裸片9。因此,由传感器检测的模拟信号模2可以被传输到传感器基底3的安装部分20,并通过向所述第一和第二翼部分21和22和柔性传感器基底3的信号。传感器基底3的内部迹线然后可以被发送到柔性处理器基底8的第一安装段24并通过柔性处理器基底8到第二安装部分25,其中该信号被发送到处理器的内部迹线模9。此外,一个或多个无源电子部件7也可耦合到柔性处理器基底8的第二安装段25。无源元件7可包括例如用于调节信号的电容器和电阻器,如以平滑从传感器裸片2发送的模拟信号。

如在图6A-6B所示,每个柔性处理器基底8可以耦合到两个处理器裸片9。由于在图2和3的实施例中有两个处理器基底8定位在以及关联于每个传感器裸片2,在图6A-6B有四个处理器裸片9电通信传感器裸片2。然而,应该可以理解,可以有更少的处理器裸片9与每个传感器裸片2相关联,如一个,两个或三个处理器裸片9电通信传感器裸片2。在其他实施例中,可以存在多于4个处理器裸片9通信每个传感器裸片2。

此外,连接器5(图2和3)可沿着传感器模块1的纵向轴线A延伸。连接器5可以电耦合到相邻的柔性处理器基底8的第二安装段25。在一个实施例中,处理器基底8的第二安装部分25可以使用ACF接合技术被耦合到连接器5。在其他实施例中,NCP、焊料或其它导电粘合剂可用于将连接器5电连接到柔性处理器基底9。连接器5可通过载体18(图3)的孔29向外延伸。连接器5能够电连接到外部系统,诸如例如,控制器14(图1),来传送由处理器9处理的数字信号到控制器14。

图7A是在图3所示的载体18的顶侧31的透视图,图7B是图7A中所示的载体18的底侧33的透视图。如上文相对于图3解释的,载体18可以包括孔35,被成形为接收加强件4的壁28。加强件4的壁28因此可穿过孔28以耦合到散热器16。其中一个壁28可包括开口29,并且连接器5可通过壁28的开口29延伸。另外,载体18可以包括两个槽37,经调整尺寸和形状,使得灵活的处理器基底8可穿过槽37使得处理器基底8的安装段24和25可以在载体18的顶侧和底侧31和33折叠。

载体18也可以包括在载体18中的顶侧31的一个或多个屏蔽凹部34。屏蔽6(图5,图6A和6B)可以耦合到并定位在屏蔽凹部34内,使得柔性处理器基底8的第一安装段24可以在载体18的底侧33上折叠,无屏蔽6的干扰。同样地,一个或多个部件凹部36可以形成在载体18的顶侧31。组件凹部36可以调整尺寸和形状,以容纳安装到柔性处理器基底8的第二安装段25的无源电子元件7。在其他实施例中,但是应该理解的是,屏蔽6可以被安装在载体18的底侧33的凹部36内,而无源电子元件7可被安装到柔性处理器基底8的第一安装部分24和位于形成于载体18的第一侧31中的凹部34内。

B.传感器模块的其他例子

图8-14B根据一些实施例示出了一种改进的传感器模块101的各种配置。图8-14B所示的实施例可包括相对上述传感器模块1改进可制造性和/或表现的特性。除非另有说明,图8-14B示出的传感器模块101的部件的附图标记可以表示类似或相同于结合图1-7B的传感器模块1使用的标号,附图标记由100相对于图1-7B组件递增。此外,除非另有说明,本文所公开结合图8-14B的传感器模块101可用于图1-7B所示的传感器模块1。

图8是传感器模块101的阵列的一部分的立体透视示意图。如图8所示,每个传感器模块101可以被安装在托架130,其是较大的成像系统110的一部分。该成像系统110可以是相同或类似于以上图1所描述的成像系统10。例如,成像系统可以包括CT设备、X射线设备、超声设备,等等。在图8的例子中,四个传感器模块101被定位在串117但是沿一个纵向X轴延伸,但是应当理解,多于或少于四个模块101可定位沿串中117彼此相邻X轴。虽然在图8中未示出,模块101的阵列可以包括沿着与横向于X轴的方向彼此相邻的多个串117。在一些实施例中,串117可沿着弯曲表面被定位,每个串117代表图1的模块1。如图8所示,例如,示出的串117的Y轴可相切弯曲表面沿其模块101的阵列被定位。在各种配置中,患者可被定位在阵列的弯曲表面,和系统110可成像患者身体的部分。

如图8所示,传感器模块101可以被安装在支架130的前侧,和一个或多个散热片140可设置在支架130的背面侧。每个散热片140可包括鳍或能有效地消散由模块101到大气中所产生的热的其他热传递元件。在一些实施例中,风扇可以引导空气在散热片140改进模块101的散热;在其它实施例中,散热片140可以暴露于环境空气而无需使用风扇。另外,如图8所示,连接器基底105可以向下从每个模块101延伸以连接到外部控制模块,其可以是相同或相似于结合图1连接上述的控制模块14。此外,如图所述,通过小的间隙在空间相邻的模块101沿着支架130隔开很重要,这样相邻的模块101不彼此接触。

图9A是在图8中所示的传感器模块101的三维示意性俯视透视图。图9B是9A中所示的传感器模块101的三维示意性仰视透视图。传感器模块101可以包括安装在柔性传感器基底103的一个或多个传感器裸片102。虽然为方便起见称为“柔性”基底103上,但可以理解,在装配的过程中,包括在基底103的粘附性到其它部位,基底可呈现不柔性。在一些实施例中,传感器裸片102可包括X射线检测装置,例如包括光电二极管阵列(PDA)或其他成像传感器。如图9A所示,在X射线应用中,模块101还可以包括准直器(未示出)以及用于将X射线为可见光的闪烁体141。转换后的可见光然后可以被传感器裸片102接收,其可以将可见光转换成电信号。备选地,准直器和闪烁器可以分别提供在成像系统内的模块。在仍然其他实施例中,传感器裸片可以包括被配置成检测信号的任何其它合适的设备,包括例如,MEMS传感器等的电气和电子传感器。在图9A-9B的实施例中,传感器模块101包括两个传感器裸片102,但在其它实施例中,可只使用一个、三个、四个或大于四个传感器裸片。

返回到图9A-9B所示,传感器基底103可以安装在或连接到加强件104。将在下面更详细地讨论的一部分,加强件104可为传感器模块提供结构支撑101和可以协助从处理器裸片热分离传感器裸片102,如本文所述。如图9A和9B并如下面更详细讨论的,传感器基底103可以围绕加强件104被包裹。例如,传感器基底103的底段103A(图10A-10B)可以围绕加强件104的第一侧面104a被折叠或包裹。在示出的实施例中,底段103A没有围绕加强件104的相对的第二横向侧104b被折叠或包裹。围绕加强件104包装的柔性传感器基底103的端部可电耦合到柔性处理器基底,如图10A-11A并相对于其描述。加强件104可以由任何合适的材料制成,诸如金属,例如锌或铝。在其它配置中,加强件104可以由塑料或陶瓷制成。

加强件104和传感器基底103可以设置在其上被配置成支持所述处理器基底(参见图10A-11A)的载体118。如下面所解释,在此描述的柔性处理器基底可以有关载体118折叠(图10A-11A)。另外,如图9B所示,一个或多个对准特征(对准孔142的形式示出)可通过载体118的底表面被配置。如本文中所解释的,对准孔142(其可包括通孔或凹部)可有利地帮助对准传感器模块101与支架130。传感器模块101还可以包括设置在载体118的底侧的下方的散热器116。如图11B所示,散热器116可以被机械耦合到加强件104。散热器116由可导热材料(例如,金属)形成,在远离传感器裸片102的方向从处理器传导热量带走。

此外,连接器143和连接器基底105可从传感器模块101的外表面延伸。连接器143和连接器基底105可以电耦合所述处理器基底(见图10A-11A和伴随的描述)到外部控制器(如图1控制器的14),其可位于远离传感器模块101。连接器基底105也可以由柔性材料制成的,诸如尾纤连接器,并且可以包括嵌入式金属迹线和配置为电连接到后述的处理器基底导电触点。连接器基底105可以安装在连接器板144。连接器板144可以有利地帮助变硬处理器基底和连接器基底105之间的互连,提高了电连接的可靠性。此外,连接器板144(其可以包括金属,如不锈钢)可充当承载模拟和数字信号导体之间的屏蔽。

有利地,如在下面进一步详细说明的,在图9A-9B所示的传感器模块101可以方便使用可变的通道数,例如,可以提供来自传感器裸片102的图像数据的可变数目象素。例如,传感器模块101可以包括沿着模块长度的c1通道和沿着模块宽度的c2通道。通道c1和c2的数目可以根据系统设计者的偏好而异,在下面详细参照图10A-10B说明。例如,在一些配置中,c1可以包括32个通道,和c2可包括16个通道,总共512个通道。在其它配置中,c1可以包括32个通道,和c2可包括20个通道,共计640通道。在仍然其它的安排中,c1可以包括32个通道,和c2可包括24个通道,共计768通道。因此,这里公开的传感器模块101可以有利地使用相同的传感器模块设计的不同通道计数。

图10A是图9A-9B所示的传感器模块101的示意性俯视透视分解图。图10B是图10A中所示的传感器模块101的示意性底部透视分解图。图11A是在图10A-10B所示的传感器模块101的示意性侧横截面。在图10A-10B中,传感器基底103可以包括具有集成键合焊盘、引线和迹线的柔性基底,其允许低轮廓。该传感器基底103可以包括被配置为电耦合到外部设备或基底的多个导电引线。在一些实施例中,传感器裸片102可通过与铜导线的金热压键的方式被机械和电耦合到传感器基底103。在其它实施例中,传感器裸片102可焊接到传感器基底103,而在其他实施例中,传感器裸片102可利用各向异性导电膜(ACF)或不导电膏(NCP)技术被耦合到传感器基底103。在一些配置中,所述传感器裸片103可以是“倒装裸片”安装到基底103。如以上所说明的那样,基底103的底部段103a可以围绕加强件104的第一侧面104a折叠。

如以上所解释的,柔性基底可以是在安排其中期望可用于基底以符合系统内使用的特定几何形状。柔性基底可以由柔性塑料材料制成,例如聚酰亚胺或聚醚醚酮(PEEK),并且可以包括集成的接触痕迹,导致类似于在常规PCB基底技术使用。柔性基底可容易地弯曲或折叠以适应特定的几何形状,其允许在不同的配置中接触下游组件。此外,迹线和引线可以在非常小的尺寸的柔性基底上形成图案。例如,在一些实施例中,迹线可以具有约15到20微米的量级线宽和间隔,所述引线或触点可以有类似的间距,为约200-300微米的宽度或直径,使得间距是400-600微米的顺序。通过采用小引线间距,传感器基底可与大量象素的电通信(例如,对应到PDA的一部分),其可有利地提高了成像装置的分辨率。传感器模块101的尺寸可根据所期望的实现而改变。例如,在一些实施例中,图示的传感器模块101可以具有范围为20毫米至50毫米的范围内的总长度(或者,更特别地,范围为30毫米至40毫米),和宽度为10毫米到30毫米(或者,更特别地,范围为15毫米至25毫米)。如从传感器裸片102的顶部表面到散热器116的底表面测量的传感器模块101的高度或厚度可以是相对小的,例如,在各种实施例中约5mm至约10毫米的范围。尽管紧凑的尺寸,组装实现电屏蔽和散热。

如图10B所示,屏蔽凹部134可以通过加强件104的的底面形成。一个或多个屏蔽106可以被配置在屏蔽凹部134。当传感器基底103的底段103A围绕加强件104折叠或缠绕时,屏蔽106可以在屏蔽凹部134内被固定。辐射屏蔽106可以阻挡被提供给从入射到处理器裸片的辐射和损坏其部件。在各种配置中,使用粘合剂,辐射屏蔽106可以被定位在并耦合到加强件104的屏蔽凹部134和/或载体118;在其它配置中,可以不使用粘合剂。

第一处理器基底108a和第二处理器基底108b可被缠绕在载体118的相对的侧面。处理器基底108a、108b可围绕在大致平行于传感器基底103包裹的轴线的轴缠绕。如结合图1-7B的实施例,一个或多个处理器裸片109和无源电子元件107可以安装在并且电耦合到所述柔性处理器基底108a、108b。处理器裸片109可以对从传感器裸片102发送的信号进行各种处理操作,例如,将模拟信号转换为数字信号。

正如结合图1-7B的实施例,在组装后,传感器基体103,加强件104,载体105,处理器衬底108a、108b和辐射屏蔽106介入在处理器裸片109和传感器裸片102之间,虽然不是所有的这些特征将介入在其他实施例中。如本文所解释的,通过在载体118折叠柔性处理器基底108,处理器裸片109可以远离传感器基底103隔开,同时仍形成电接触到传感器基底103。中间载体118和加强件104由此可以采取行动,以从传感器裸片102热隔开处理器裸片109,以防止由所述处理器裸片109产生的热被传递到传感器裸片102和潜在破坏传感器裸片102。为了提供传感器裸片2和处理器裸片9之间的电连通,传感器基底103的底段103A可以电连接到处理器基底108a、108b。处理器基底108a、108b和处理器裸片109之间的电结合可以完成传感器裸片102和处理器裸片109之间的电通路。在各种实施例中,传感器基底103可焊接到处理器基底108a、108b。在其它实施例中,传感器基底103可以使用ACF或NCP技术电耦合到处理器基底108a、108b。使用传感器裸片2,处理器裸片109可以使用金热压键与铜引线电耦合到所述处理器基底108a、108b;在其它配置中,可以使用焊料,或者可以使用ACF或NCP技术。在一些实施例中,处理器裸片109可以倒装芯片安装在基底108a、108b。

如以上所说明的,在图10A-11A所示的传感器模块101可使得能够使用可变通道数。例如,处理器基底108a、108b可以不同的方式缠绕载体118,可使得能够使用不同数量的处理器裸片109。作为一个例子,如果特定的处理器裸片109支持128个通道,则四个处理器裸片109可以用于具有512个通道的模块101,五个处理器裸片109可以用于具有640通道的模块101,六个处理器裸片109可以用于具有768通道的模块101等。作为另一个例子,不同类型的传感器裸片(例如,具有特定像素数的裸片)可用于使可变通道计数。此外,在一些实施例中,可以使用具有不同的导体布线图案的传感器基底,和/或传感器基底可以包装或以其它方式折叠,以使可变通道数。有利的是,因此,这里公开的传感器模块101可以使在同一模块覆盖区内使用多个通道计数。因此,即使第一端用户可期望640通道和第二端用户可希望768通道,传感器模块101的相同的基本结构可用于两个客户,除了使用不同数量的处理器裸片109。这样的模块化配置减少与为不同的通道计数设计不同的传感器模块关联的系统重新成本。

返回到图10A-11A,连接器板144和连接器基底105可以弯曲,以便被定位在处理器基底108a、108b和散热器116之间。例如,连接器板144的板臂部144a和连接器基底105的基底臂105A可以成形延长在处理器基底108a、108b的下方。处理器基底108a、108b可通过基底臂105A电连接到连接器基底105,以提供处理器裸片109和外部控制器(例如图1的控制器14)之间的电通信。如上所解释的,连接器板144可以被用来加固连接器基底105,其可以方便将连接器基底105连接到外部控制器。此外,板144可以作为模拟和数字信号之间的屏蔽。有利的是,连接器143(其可以被焊接到连接器基底105)可以被配置为连接到任何许多标准电接口,它使得最终用户能够轻松地安装在传感器模块101。此外,使用连接器143可以允许最终用户利用电缆的任何合适的长度,以将连接器143连接到外部控制器的系统板。

图11B是根据图10A-11A的实施例的加强件104和热扩散器116的示意性透视图,其中为了便于说明省略载体118。如图11B所示,散热器116可以包括基座部116c,和从基座部116c横向地延伸的第一和第二壁116a和116b。第一和第二壁116a和116b可以固定到加强件104的底面,例如,用粘接剂。在其他实施例中,如图4A-4B中所示,加强件104可包括从加强件104延伸并附加到散热器116的腿部,与载体118(图11B未示出)介入。在图10A-11B的实施例中,载体118(图11B未示出为了便于说明)可以不粘附或其它方式直接机械地连接到加强件104或散热器116。在某些情况下,载体118(其可包括塑料)可以制造,组装,或在使用过程中发生变形。如果载体118分别代替直接机械连接到散热器116,然后这种变形可导致传感器裸片102的传感器表面可相对于未对准到(例如,不平行)散热器116,从而可以减少集成到更大系统的传感器模块101的测量精度。此外,通过将散热器116附着到加强件104,可以降低或消除不希望的振动。因此,通过使载体118相对于所述散热器116和/或加强件104未连接(或“浮动”),该传感器裸片102的取向可相对于散热器116对准,和振动可会降低。

图12A是根据一些实施例的传感器模块101的仰视平面图。图12B是示出具有较大的成像系统的支架130的传感器组件101的取向的示意性立体图。相对于较大的成像系统准确且精确地对准传感器模块101的托架130是重要的,从而使端用户知道传感器裸片102的像素相对于托架130的相对位置。在一些配置中,确保像素相对于系统对准是重要的,以便在约100微米是准确的。对准传感器模块101与托架130的一个方法是使用成像机或其他光学传感器来光学对准模块101。然而,这样的光学对准系统可能是昂贵的,并且可需要复杂的设备和控制器。有利的是,图12A-12B的实施例允许传感器模块101与较大成像系统的托架130的简单机械对准。

例如,如图12A所示,一个或多个对准孔142可被提供在支撑结构的后表面上,诸如载体118和散热器(116)。孔142可以包括通孔或凹部。为了确保模块101的准确位置,孔142可以精确地使用激光钻孔;然而,可以使用形成孔142的其他方式。在图12A的实施例中,也可以使用在支撑结构的对角的两个对准的孔142(例如,载体118)。在支撑结构载体118的对角定位对准孔142可使得用户能够准确地在X和Y方向(见图8)相对于支架130对准模块101。每个对准孔142可以被定位,以便精确地对准传感器裸片102上的特定指定的参考像素。孔142可被定位在距基准像素的已知位移。例如,孔142可以在传感器模块101的组装后形成(例如,激光钻孔),可以使用光学对准技术对准。例如,孔142可横向(例如,在XY平面内)在5微米至20微米内的容限范围的已知距离相对于所述参考像素位移,或更具体地,在10微米至15微米范围的公差(例如,在12.5微米的公差)。在一些实施例中,孔142可以在XY平面内相对于所述指定的参考像素进行横向对准(见图8),使得横向位移在X和Y方向的已知预定距离(例如,零或一些其它合适的已知距离)。孔142可相对于彼此在范围为10微米到40微米的公差横向排列,或者,更具体地在至20微米至30微米的范围内的公差(例如,在25微米的公差)。在一些实施例中,孔142的直径可具有0.5mm至1.5mm的范围,例如,约1mm。孔142的深度可具有0.5mm至1.5mm的范围,例如,约1mm。

转到图12B,托架130可包括相应的对准销145,经调整尺寸和形状以被插入到定位孔142。不像更复杂的光学准直系统,为了对准模块101和较大成像系统的支架130,最终用户可简单地将托架130的定位销145插入到模块101的相应对准孔142,如用手无需工具。高精度对准销145和对准孔142可有利地向终端用户提供该传感器裸片102的每个像素相对于成像系统的全局坐标的精确位置。虽然对准孔142所示为形成在载体118以及销145被示出为形成在托架130,但是应当理解,在一些实施例中,销145可在形成或耦合载体118以及孔142可以形成在支架130中。因此,在各种配置中,载体118和支架130可包括各自的阳性和阴性对准特征,以对准传感器模块与托架130。在一些实施例中,载体118可包括阴性对准功能(例如,对准孔),和支架130可包括阳性对准特征(如针)。在其它实施例中,载体118可包括阳性对准特征和支架130可包括阴性对准特征。此外,虽然销和孔在本文中示为的对准特征的例子,但是应该理解的是,所述对准特征的形状可以是不同的。例如,在一些实施例中,对准特征可包括十字形或X形的凸起和凹部。任何其他合适的形状也可以用作对准特征。

图13A是根据一些实施例的传感器模块101的一部分的示意性透视图,示出了传感器裸片102,传感器基底103和加强件104。图13B是图13A中所示的传感器模块101的部分的侧剖图。在传感器裸片102和传感器基底103之间提供可靠的电连接是重要的,同时保持相邻的传感器模块101足够小间距,如串117(见图8)的相邻模块101。在一些实施例中,传感器裸片102可以使用多个焊球或其他互连焊接到传感器基底103。底层填料的环氧树脂可以供给在传感器裸片102和传感器基底103之间,并且可以绕焊球或互连可以流动至保护和提高金属模具102和传感器基底103之间的电连接的可靠性。在一些配置至,当底部填充环氧树脂在传感器裸片102和基底103之间流过,环氧可以从裸片102的边缘挤压出,以及基底103可以沿着裸片102的侧面向上蠕变。这样的正环氧边缘圆角(见图13D和伴随的描述)可以相对于传感器模块101的外周边向外延伸。例如,环氧可以突出传感器裸片102的周边,从模块101的顶俯视图看到。

在一些实施方式中,超越传感器模块101的外周边的正面环氧圆角的扩展可是不希望的。例如,因为周围的传感器模块和其它系统组件可以被定位成邻近特定的传感器模块101,保证正环氧圆角不会延伸超出裸片102或传感器基底103的外周是重要的。在一些安排中,可以期望确保正极圆角延伸传感器裸片102的外周边之外小于50微米。如果阳性环氧圆角太远延伸裸片102的周边之外,则最终用户可有困难组装相邻的传感器模块或其他组件。

因此,在一些实施例中,环氧树脂底层填料可以施加在传感器裸片102 和传感器基底103之间,使得在裸片102的边缘创建负环氧边缘圆角。这样的负角可以被配置为不延伸在传感器裸片102的外周之外(例如,如从顶部或底部俯视),其可以确保相邻传感器模块可接下来被精确地和可靠地放置到彼此。在一些实施例中,圆角稍微超出外周延伸是可以接受的,例如小于50mm。例如,如图13A所示,传感器基底103可以围绕加强件104的第一侧面104a包裹,使得基底103的弯曲103b沿着第一侧104a定位。传感器模块101可以包括沿着第一侧104a的长度设置的的加强件104的第一边缘152,以及沿加强件104的第二侧104b的长度设置的第二边缘150。如图13A和13B所示,第一边缘152可以被配置在相邻的基底103的弯曲103b。传感器模块101还可以包括沿着加强件104的宽度相对的第三和第四边缘151、153。

该传感器裸片102可使用多个互连(诸如,焊球)连接到传感器基底103,和传感器基底103可以围绕加强件104被包裹。在围绕加强件104包裹传感器基底103之后,底部填料的环氧树脂可以沿第二边缘150分散在传感器裸片102和传感器基底103之间,例如,沿着与基底103的弯曲103b相对的边缘。毛细作用可以帮助绘制围绕焊球(或其他互连)底部填充环氧树脂,并可以拉环氧到第一边缘152。图13C是放大的示意性剖视图,示出设置在传感器裸片102和传感器基底103之间的环氧树脂156,并在第一边缘152具有负圆角157。如图13C所示,由于流动的环氧树脂的毛细作用,负圆角157不延伸经过所述传感器裸片102的外周边,其可以有助于确保相邻的模块可以相互定位。虽然未示出,环氧树脂156还可以有在第二边缘150的负角。在其他实施例中,环氧156可具有在第二边缘150的正面角,其可使用切割装置(例如激光)除去。如图所示,负圆角157可以包括凹的外表面,使得所述圆角157的曲率在裸片102和基底103之间延伸或向内曲线。

当环氧156在裸片102和基底103之间流动,一些环氧树脂156被压出沿传感器模块101的宽度延伸的边缘151、153。当环氧156被向外推,正角可以形成。图13D是示出了设置在传感器裸片102和传感器基底103之间并在第四边缘153具有正圆角158的环氧树脂的放大的示意性剖视图。虽然未图示,也可以在第三边缘151形成正角(图13A)。如图13D中所示,阳性圆角158可以包括凹入表面,和圆角158的曲率可以相对于裸片102和基底103延长或向外曲线,使得圆角158在裸片102和/或基底103的周边外延伸。为确保相邻的传感器模块可以紧密间隔在一起,正极圆角158沿第三和第四边缘151、153可被切割或以其它方式从传感器模块101除去。例如,正圆角158可从传感器模块激光切割。但是应当理解,这种修整处理对于第一边缘152不是理想的,因为任何切割设备(诸如,激光)可损坏传感器基底103,其可以破坏透过基底103电通信的基本弯曲103b。在一些实施例中,环氧树脂将所得的切割表面可以是相对平滑或平坦的。在其他实施例中,切割表面可以包括毛刺或其他工件证据使用的切削工具,如锯。在一些实施例中,切割环氧树脂表面可以具有的曲率半径为无穷大。

在其他实施例中,传感器基底103可以围绕加强件104的两侧104a、104b包裹。例如,如图3-4B所示的实施例,基底3的第一和第二翼分段21、22可以沿加强件4的长度包裹加强件4的相对边。在这样的配置中,因此,在基底有两个弯曲部,其包裹围绕加强件的相对侧。在图3-4B的实施例中,不希望沿彼此相邻且平行于基底3的弯曲的加强件4的侧面具有正底部填充圆角的,因为底部填充后除去圆角可损坏基底3。因此,在其中基底3缠绕加强件的相对侧的实施例中,有利的沿垂直于基底的弯曲的两个相对边缘的环氧底部填充剂,例如,沿着加强件4的宽度供给的边缘。沿着横向于基底的弯曲的两个边缘可产生沿着平行于基底的弯曲的边缘的负圆角环氧树脂。

图14A是根据一个实施例的传感器模块101的一部分的放大的示意性侧剖视图。图14B是根据其他实施例的传感器模块101的一部分的放大的示意性侧剖视图。图14A和14B示出通过粘接剂160安装在传感器基底103的传感器裸片102的一部分。在如上所述的方式中,传感器基底103可以被缠绕在一个或多个加强件104的两侧。在图14A的实施例中,传感器基底103包括绝缘层162(其可包括聚酰亚胺),配置在传感器基底103的前侧的前导电层161a,以及设置在传感器基底103的背面侧的背面的导电层161b。导电层161a、161b可以被图案化以形成从传感器裸片102向处理器裸片109传达信号的迹线。在图14A中,内焊料掩模层163a可施加在后导电层161b,以及外层焊料掩模层163b可以通过前导电层161a中被应用。阻焊层163a、163b可以被用来保护导电层161a、161b的抗氧化,并提供迹线之间的电隔离。在各种实施例中,焊料掩模层163a、163b可以包括绝缘材料,例如固化的环氧树脂。

可难以控制焊料掩膜层163a、163b的厚度,由于焊料掩模层163a、163b通常施加湿法丝网印刷过程,其不具有传感器裸片接合的足够小的厚度公差。此外,焊料掩膜层163a、163b可不具有足够的灵活性,用于包裹有关加强件。此外,用于安装传感器裸片102向基底103的过程中可以是在高温和/或高压处理,从而可以熔化焊料掩膜层163a、163b及露出导电迹线。阻焊层163a、163b也可以是太软或弱以在粘接剂160和基底103之间加以应用,从而使得后部导电层161b直接暴露于粘合剂160。

因此,在图14B的实施例中,缓冲层164可以沿着传感器基底103的后侧165施加,例如在后导电层161b。在一些实施例中,缓冲层164可以在整个后侧165被应用。缓冲层164可包括介电材料,如聚酰亚胺。其它聚合物可以用于缓冲层164,包括可以在卷到卷格式和/或聚合物具有类似于聚酰亚胺的特性被处理的聚合物。在一些实施例中,缓冲层164可以包括液晶聚合物(LCP)。缓冲层164可以足够强,以便不会变形或由粘合剂160或基底103损坏。而且,缓冲层164可以保护后部导电层161B的迹线,避免迹线和加强件104之间,迹线和粘合剂160之间,和/或迹线和其他系统组件之间接触所造成的应力。与焊料掩模相比,缓冲层164的材料特性可提供改善的应力屏蔽。此外,由于在缓冲层164可沿基底103的整个后侧165配置,缓冲层164可以从粘合剂160和加强件104保护导电层161b,和焊料掩模层可以不从邻近加强件104的基底侧面省略。

缓冲层164的厚度可以在12.5微米至50微米的范围内,或更具体地,在20微米至40微米的范围,例如25微米。缓冲层164可以在传感器基底103的背面侧165被层压,不象焊接掩模的层,并可以与传感器基底103容易地弯曲。事实上,因为缓冲层164可没有焊接掩模僵硬,缓冲层164可易弯曲,以符合所希望的几何形状。因此,相比于焊料掩模层,因为缓冲层164可沿基底103的整个后侧165配置。另外,缓冲层164可提供改进的应力屏蔽,缓冲层164可以均匀地层叠在基底上103到基本上横跨基底的整个后侧165的厚度。例如,缓冲层164的厚度可以跨越基底103小于10%,或小于5%而变化。

尽管本实用新型已经在某些实施例和实施例的上下文中被公开,本领域技术人员可以理解,本实用新型延伸超出到其它替代实施例和/或本实用新型的用途和具体公开的实施例在本领域中理解的明显修改和等同物。此外,尽管本实用新型的若干变型已被示出和详细描述,本实用新型的范围内的其它修改,是本领域的现有技术在基于本公开内容是显而易见的。还可以设想,各种组合或具体特征和实施例的各方面的子组合可以进行,并且仍然落在本实用新型的范围之内。应当理解,所公开的实施方式的各种特征和方面可以结合,或为了形成所公开的实用新型模式的不同替代。因此,意图是本文所公开的本实用新型的范围不应该由上面描述的特定公开的实施例限制,而应该由所附权利要求的公正阅读唯一确定。

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