基于水冷的光電探測器封裝結構及其封裝方法技術

本發明專利技術公開了一種基于水冷的光電探測器封裝結構及其封裝方法,封裝結構包括水冷板單元和安裝于水冷板單元上的至少一個探測模塊，所述探測模塊包括探測器單元和導熱單元，所述導熱單元的一端與所述探測器單元連接，所述導熱單元的另一端與水冷板單元連接，所述導熱單元包括導熱板和安裝板，所述導熱板與安裝板固定連接，所述導熱板與安裝板之間形成有導熱腔；封裝方法包括如下步驟，封裝單個的探測模塊，組裝水冷板單元，將所有探測模塊組裝到水冷板單元上。本發明專利技術通過對水冷板單元、探測器單元和導熱單元三者之間的結構設計，可以實現溫度的均衡傳遞，從而使采用的光電探測器達到最佳工作狀態，使應用該光電探測器的設備具有更好的性能參數。

Water cooled photoelectric detector packaging structure and packaging method thereof

The invention discloses a photoelectric detector package cooling structure and encapsulation method based on package structure includes a cooling plate unit and installed on the cooling plate unit on at least one detection module, the detection module comprises a detector unit and a heat conduction unit, one end of the heat conduction unit is connected with the detector unit, and the other end water cooling plate unit of the heat conduction unit connected to the conducting unit comprises a heat conducting plate and the mounting plate and fixedly connected with the heat conducting plate and the mounting plate, a heat conducting cavity is formed between the heat conducting plate and the mounting plate; packaging method includes the following steps: detecting a single module package assembly, water-cooling plate unit, all detection the module assembly to a water cooling plate unit. The structure design between the water-cooling plate unit, detector unit and heat conduction unit three, can achieve the temperature balance transfer, so that the photoelectric detector used to achieve the best working state parameters to make the application of the photoelectric detector has better equipment.

【技術實現步驟摘要】
基于水冷的光電探測器封裝結構及其封裝方法
本專利技術涉及醫療設備
，尤其涉及一種基于水冷的光電探測器封裝結構及其封裝方法。
技術介紹
醫療技術中，PET等設備都會應用一些光電探測器，以用于射線測量和探測。例如，SiPM(Siliconphotomultiplier，硅光電倍增管)作為一種新型的半導體探測器，其緊湊的結構及較高的信噪比，大大提高了PET設備的空間分辨率。光電探測器一般后端都會配置后端電路，用于信號處理計算，一般會帶來比較大的熱量。但是，這些光電探測器，對溫度及溫度的變化極其敏感，所以必須通過一定的冷卻溫控方法和封裝技術才能實現正常工作的溫控要求，從而使光電探測器工作性能達到最佳狀態。目前，光電探測器的冷卻方法一般分為兩種：一種是風冷，通過風扇對探測器進行表面降溫，通過空氣循環帶走過多熱量；另一種是水冷，以水路為載體，通過特定的結構實現對探測器降溫。公開號為CN104081223A、公開日為2014年10月1日的專利“用于PET探測器的區塊安裝”提出了一種對探測器的冷卻安裝方案，每個探測器模塊包括冷卻結構和安裝結構，每個探測器區塊連接到冷卻結構實現冷卻安裝。該專利著重介紹了一種光電探測器的安裝方式，但是關于光電探測器的冷卻只是提到冷卻和安裝結構之間可具有導熱膏或熱元件，至于如何使冷卻結構件溫度均勻地傳遞給光電探測器并沒有給出，如果按照該專利方法難以實現溫度的均衡傳遞。
技術實現思路
有鑒于此，本專利技術提出一種基于水冷的光電探測器封裝結構以解決上述技術問題。為了達到上述目的，本專利技術所采用的技術方案為：根據本專利技術實施例的第一方面，提出了一種基于水冷的光電探測器封裝結構，包括水冷板單元和安裝于水冷板單元上的至少一個探測模塊，所述的探測模塊包括探測器單元和導熱單元，所述導熱單元的一端與所述探測器單元連接，所述導熱單元的另一端與水冷板單元連接，所述的導熱單元包括導熱板和安裝板，所述導熱板與安裝板固定連接，所述導熱板與安裝板之間形成有導熱腔。作為優選，所述探測模塊的外圍設有熱塑材料層。作為優選，所述的探測器單元包括光電探測器板和若干個晶體，所述光電探測器板的一端與晶體連接，所述光電探測器板的另一端至少設有一個凸出于光電探測器板表面的線孔插槽。作為優選，所述光電探測器板的一端與晶體粘接。作為優選，所述導熱板開設有與線孔插槽相對應的第一孔，所述安裝板開設有與線孔插槽相對應的第二孔。作為優選，所述安裝板的外周設有用于連接水冷板單元的安裝孔。作為優選，所述導熱板與光電探測器板粘接。作為優選，所述安裝板一面的外周設有翻邊，所述翻邊的高度大于或等于導熱板的厚度，導熱板嵌入安裝在安裝板有翻邊的一面。作為優選，所述導熱板與安裝板粘接。作為優選，所述導熱板與安裝板為過盈配合。作為優選，所述導熱板朝向安裝板的一面設有凹槽，所述導熱腔形成于導熱板的凹槽與安裝板之間。作為優選，所述的水冷板單元包括上部水冷板、下部水冷板及水冷管，所述的水冷管嵌設在上部水冷板和下部水冷板之間。作為優選，所述上部水冷板的厚度大于所述下部水冷板；或，所述上部水冷板的厚度小于所述下部水冷板。作為優選，所述的上部水冷板、下部水冷板上均設有與插線孔槽相對應的槽形開口。根據本專利技術實施例的第二方面，提出了一種根據上述基于水冷的光電探測器封裝結構的封裝方法，包括如下步驟：封裝單個的探測模塊；組裝水冷板單元；將所有探測模塊組裝到水冷板單元上；其中，所述的探測模塊包括探測器單元和導熱單元，所述導熱單元的一端與所述探測器單元連接，所述導熱單元的另一端與水冷板單元連接，所述的導熱單元包括導熱板和安裝板，所述導熱板與安裝板固定連接，所述導熱板與安裝板之間形成有導熱腔。與現有技術相比較，本專利技術通過對水冷板單元、探測器單元和導熱單元三者之間的結構設計，可以實現溫度的均衡傳遞，從而使采用的光電探測器達到最佳工作狀態，使應用該光電探測器的設備具有更好的性能參數。附圖說明圖1為本專利技術基于水冷的光電探測器封裝結構的一種結構示意圖；圖2為本專利技術基于水冷的光電探測器封裝結構的一種橫截面示意圖；圖3為本專利技術基于水冷的光電探測器封裝結構中探測器單元的結構示意圖；圖4為本專利技術基于水冷的光電探測器封裝結構中導熱單元的結構示意圖；圖5為本專利技術基于水冷的光電探測器封裝結構中導熱板的結構示意圖；圖6為本專利技術基于水冷的光電探測器封裝結構中安裝板的結構示意圖；圖7為本專利技術基于水冷的光電探測器封裝結構中水冷板單元的分解結構示意圖；圖8為本專利技術基于水冷的光電探測器封裝方法的流程圖；圖9為本專利技術基于水冷的光電探測器封裝方法中封裝單個的探測模塊的流程圖。圖中，1-上部水冷板，2-下部水冷板，3-安裝板，4-導熱板，5-光電探測器板，6-晶體，7-水管槽，8-水冷管，9-槽形開口，10-探測模塊，11-水冷板單元，12-線孔插槽，13-第一孔，14-凹槽，15-第二孔，16-翻邊，17-安裝孔。具體實施方式以下將結合附圖所示的具體實施方式對本專利技術進行詳細描述。但這些實施方式并不限制本專利技術，本領域的普通技術人員根據這些實施方式所做出的結構、方法、或功能上的變換均包含在本專利技術的保護范圍內。在本專利技術使用的術語是僅僅出于描述特定實施例的目的，而非旨在限制本專利技術。在本專利技術和所附權利要求書中所使用的單數形式的“一種”、“所述”和“該”也旨在包括多數形式，除非上下文清楚地表示其他含義。還應當理解，本文中使用的術語“和/或”是指并包含一個或多個相關聯的列出項目的任何或所有可能組合。應當理解，盡管在本專利技術可能采用術語第一、第二等來描述各種結構，但這些結構不應限于這些術語。這些術語僅用來將同一類型的結構彼此區分開。例如，在不脫離本專利技術范圍的情況下，第一孔也可以被稱為第二孔，類似地，第二孔也可以被稱為第一孔，取決于語境。如圖1所示，一種基于水冷的光電探測器封裝結構，包括水冷板單元11和安裝于水冷板單元11上的至少一個探測模塊10，所述的探測模塊10包括探測器單元和導熱單元，所述導熱單元的一端與所述探測器單元連接，所述導熱單元的另一端與水冷板單元11連接。圖2為圖1所示本專利技術基于水冷的光電探測器封裝結構的橫截面結構示意圖。本專利技術的一個可行的實施方式中，所述探測模塊10的外圍設有熱塑材料層。由于探測模塊10是各部件粘接而成，熱塑材料層的作用是保證整個探測模塊10粘接的整齊牢固。如圖3所示，所述的探測器單元包括光電探測器板5和若干個晶體6，所述光電探測器板5的一端與晶體6連接，所述光電探測器板5的另一端至少設有一個凸出于光電探測器板5表面的線孔插槽12。本專利技術的光電探測器板5為設置光電探測器的光子接收單元，所述光電探測器可以是硅光電倍增管(SiPM)探測器，還可以是其他類型的探測器，比如鎘鋅碲化物(CZT)或其他固態探測器。光電探測器或晶體可以是像素化的。所述線孔插槽12用于光電探測器的連接線與外部設備的插接，線孔插槽12的數量為一個、兩個或多個，具體可以根據實際操作要求設置。本專利技術的一個可行的實施方式中，所述光電探測器板5的一端與晶體6粘接。為了穩固性，可以利用光學粘接劑在定位工裝輔助下對光電探測器板5和晶體6進行精確粘接。如圖4所示，所述的導熱單元包括導熱板4和安裝板3，所述導熱板4與安裝板3固定連接。所述導熱板4與安裝板3之本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于水冷的光電探測器封裝結構，其特征在于，包括水冷板單元和安裝于水冷板單元上的至少一個探測模塊，所述的探測模塊包括探測器單元和導熱單元，所述導熱單元的一端與所述探測器單元連接，所述導熱單元的另一端與水冷板單元連接，所述的導熱單元包括導熱板和安裝板，所述導熱板與安裝板固定連接，所述導熱板與安裝板之間形成有導熱腔。

【技術特征摘要】
1.一種基于水冷的光電探測器封裝結構，其特征在于，包括水冷板單元和安裝于水冷板單元上的至少一個探測模塊，所述的探測模塊包括探測器單元和導熱單元，所述導熱單元的一端與所述探測器單元連接，所述導熱單元的另一端與水冷板單元連接，所述的導熱單元包括導熱板和安裝板，所述導熱板與安裝板固定連接，所述導熱板與安裝板之間形成有導熱腔。2.根據權利要求1所述的基于水冷的光電探測器封裝結構，其特征在于，所述的探測器單元包括光電探測器板和若干個晶體，所述光電探測器板的一端與晶體連接，所述光電探測器板的另一端至少設有一個凸出于光電探測器板表面的線孔插槽。3.根據權利要求2所述的基于水冷的光電探測器封裝結構，其特征在于，所述導熱板開設有與線孔插槽相對應的第一孔，所述安裝板開設有與線孔插槽相對應的第二孔。4.根據權利要求3所述的基于水冷的光電探測器封裝結構，其特征在于，所述安裝板的外周設有用于連接水冷板單元的安裝孔。5.根據權利要求3所述的基于水冷的光電探測器封裝結構，其特征在于，所述安裝板一面的外周設有翻邊，所述翻邊的高度大于或等于導熱板的厚度，導熱板嵌入安裝在安裝板有翻邊的一面。6.根據...

【專利技術屬性】
技術研發人員：崔雨，趙亮，趙國濤，
申請(專利權)人：沈陽東軟醫療系統有限公司，
類型：發明
國別省市：遼寧,21