JP2011007789A - 一体型直接変換式検出器モジュール - Google Patents

一体型直接変換式検出器モジュール Download PDF

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Abstract

【課題】従来装置よりも少ない雑音を発生し、少ない相互接続を要求する撮像センサ・アレイを提供する。
【解決手段】検出器モジュール（５０）が、入射したフォトンを電気信号へ変換する直接変換結晶（５２）であって、第一の表面に堆積した陽極層（５６）及び第二の表面に堆積した陰極層（６２）を有する直接変換結晶（５２）と、陽極層（５６）に堆積した再分配層（５８）であって、直接変換結晶（５２）のパッド型アレイのレイアウトを予め決められたリード・パターンに合わせるように構成されている再分配層（５８）と、直接変換結晶（５２）と電気的に連絡している集積回路（６０）と、撮像モジュール（５０）と他のレベルのインタコネクトとの間に接続を設けるように再分配層（５８）に接続されている複数の入出力電気経路とを含んでいる。
【選択図】図５

Description

本書に開示する主題は、電子式イメージング・システムに関し、さらに具体的には、モジュール型撮像センサ・アレイに関する。
Ｘ線イメージング・システム及び計算機式断層写真法イメージング・システムは、注目する患者又は物体の内部の様子を観察するのに用いられている。検出装置は典型的には、患者又は物体を透過することにより減弱した放射線を検出するように配置される。図１の等角図には「第三世代」ＣＴイメージング・システム１０が示されており、このイメージング・システム１０は関連技術分野で公知のように、高線束率のＸ線のフォトン計数及びエネルギ識別によって患者２２に対して計算機式断層写真法による撮像を行なうように構成されている。ＣＴイメージング・システム１０は、ガントリ１２、並びにコリメータ・アセンブリ１８、データ取得システム３２及びＸ線源１４を図示のようにガントリ１２に配設して含んでいる。
ＣＴイメージング・システム１０の動作について、図２の機能ブロック図に関して説明することができる。Ｘ線源１４は、Ｘ線のビーム１６を患者２２を通して検出器アセンブリ１１の複数の検出器モジュール２０に投射する。検出器アセンブリ１１は、コリメータ・アセンブリ１８、検出器モジュール２０、及びデータ取得システム３２を含んでいる。典型的な実施形態では、検出器アセンブリ１１は、６４列の横列を成すピクセル素子を含んでおり、ガントリ１２の各回の回転によって６４枚の「スライス」を成すデータを同時に収集することを可能にし得る。
複数の検出器モジュール２０は、患者２２を透過して部分減弱を経た後に残存したＸ線を感知し、データ取得システム３２はこれらのデータをディジタル信号へ変換して後の処理に供する。従来のシステムの各々の検出器モジュール２０は、患者２２を透過した後の減弱後のＸ線ビームの強度を表わすアナログ電気信号を発生する。Ｘ線投影データを取得する１回の走査の間に、ガントリ１２はＸ線源１４及び検出器アセンブリ１１と共に回転中心２４の周りを回転する。
ガントリ１２の回転及びＸ線源１４の動作は制御機構２６によって制御される。制御機構２６は、電力及びタイミング信号をＸ線源１４へ供給するＸ線発生器２８と、ガントリ１２の回転速度及び位置を制御するガントリ・モータ制御器３０とを含んでいる。画像再構成プロセッサ３４が、標本化されてディジタル化されたＸ線データをデータ取得システム３２から受け取って、高速再構成を実行する。再構成された画像はコンピュータ３６に入力として印加され、コンピュータ３６はまた、画像を大容量記憶装置３８に記憶させることができる。命令及び走査パラメータがコンピュータ３６によって用いられて、データ取得システム３２、Ｘ線発生器２８及びガントリ・モータ制御器３０へ制御入力信号及び情報を供給する。
現在の最新技術では、医用型及び警備型の撮像応用は直接変換式検出器システムへ移行しつつある。図３に示す撮像装置４０における読み出し集積回路の検出器結晶との一体化によって、撮像モジュールの性能を高めることができる。しかしながら、現在の撮像モジュール設計は典型的には、セラミック基材４４を用いて検出器結晶４２を支持している。セラミック基材４４の熱膨脹率（ＣＴＥ）は６．０ｐｐｍ／℃程度であり得、従ってＣＴＥが５．９ｐｐｍ／℃程度であり得るＣＺＴ（ＣｄＺｎＴｅ）のような直接変換物質の熱特性と近接して一致する。付設される集積回路４６は、ここでは取り付け手段４８として示す適当な取り付け方法を用いてセラミック基材４４の背面に装着され得る。取り付け手段は、例えばフリップ・チップ式取り付け法又はワイヤ・ボンド取り付け法を含み得る。代替的には、集積回路４６は、従来のパッケージに装着されて、セラミック基材４４の背面に取り付けられていてもよい。代替的な構成では、集積回路４６の背面を露出させて、集積回路４６を冷却するヒート・シンクの取り付けに備えてもよい。
しかしながら、かかる従来の構成では、集積回路４６と検出器結晶４２との間にセラミック基材４４を配置するため、雑音が混入したり、インタコネクトの複雑さが増したりする。また、セラミック基材４４は検出器結晶４２よりも大きいので、検出器結晶４２を効率のよい態様でアレイ状に配列させることができない。
従来装置よりも少ない雑音を発生し、少ない相互接続を要求する撮像センサ・アレイを提供する改良型の撮像装置及び方法が必要とされている。
本発明の一観点では、検出器モジュールが、入射したフォトンを電気信号へ変換する直接変換結晶であって、第一の表面に堆積した陽極層及び第二の表面に堆積した陰極層を有する直接変換結晶と、陽極層に堆積した再分配層であって、直接変換結晶のパッド型アレイのレイアウトを予め決められたリード・パターンに合わせるように構成されている再分配層と、直接変換結晶と電気的に連絡している集積回路と、撮像モジュールと他のレベルのインタコネクトとの間に接続を設けるように再分配層に接続されている複数の入出力電気経路とを含んでいる。
本発明の他の観点では、撮像センサ・アレイが、支持構造と、支持構造に取り付けられている複数の撮像モジュールであって、当該撮像モジュールの少なくとも一つが、直接変換結晶の上の陽極層に取り付けられた再分配層を含んでいる、複数の撮像モジュールと、熱可塑性伝導性接着剤によって複数の撮像モジュールに重ねて取り付けられている外側層と、撮像センサ・アレイと第二レベルの支持構造との間に接続を設けるように撮像モジュールに接続されている複数の入出力電気経路とを含んでいる。
本発明のさらに他の観点では、撮像センサ・アレイを製造する方法が、複数の撮像モジュールを設けるステップであって、各々の撮像モジュールが、直接変換結晶の上の陽極層に読み出し集積回路を取り付けるための再分配層を有する直接変換結晶から製造されており、各々の読み出し集積回路が直接変換結晶よりも寸法が小さい、複数の撮像モジュールを設けるステップと、複数の撮像モジュールを予め決められたパターンとして支持構造に取り付けるステップと、撮像モジュールと他のレベルのインタコネクトとの間に複数の入出力電気経路を設けるステップとを含んでいる。
開示される実施形態による他の装置及び／又は方法は、以下の図面及び詳細な説明を検討すると当業者には明らかとなり又は明らかであろう。かかる全ての付加的な装置及び方法は、本発明の範囲内にあり、特許請求の範囲によって保護されるものとする。
現行技術による計算機式断層写真法イメージング・システムの等角図である。 図１の計算機式断層写真法イメージング・システムの機能ブロック図である。 現行技術によるセラミック基材に装着された直接変換結晶の断面図である。 本発明の一観点による再分配層を介して直接変換結晶に装着された集積回路を含む撮像モジュールの実施形態の一例である。 図４の複数の撮像モジュールを含む撮像センサ・アレイの端面図である。 図４の撮像モジュールの代替的な実施形態の例であって、集積回路を再分配層に取り付けるワイヤ・ボンドを示す図である。 図４の撮像モジュールの代替的な実施形態の例であって、ピグテイルを再分配層に取り付けた状態で集積回路を再分配層に取り付ける球状又は柱状格子アレイ・モジュールを示す図である。 図７の撮像モジュールの代替的な実施形態の例であって、球状又は柱状格子アレイに取り付けられたピグテイルを示す図である。 図８の撮像モジュールの試験可能なサブアセンブリを示す図である。 図４の複数の撮像モジュールのｘｙアレイの等角図である。 図４の撮像センサ・アレイの代替的な実施形態の例であって、千鳥型アレイを成して配列された矩形撮像モジュールを示す図である。 図４の撮像センサ・アレイの代替的な実施形態の例であって、稠密充填アレイとして構成された六角形撮像モジュールを示す図である。 図４の撮像モジュールの代替的な実施形態の例であって、基材への取り付けのためのはんだ球を示す図である。 図１１の複数の撮像モジュールを含む撮像センサ・アレイの端面図である。 放熱ビア及びヒートシンクを含む図１２の撮像センサ・アレイの代替的な実施形態を示す図である。 図１０の撮像センサ・アレイに用いられる金属皮膜付きプラスチック球を示す図である。 図１０の撮像センサ・アレイに用いられる銅球を示す図である。
本発明は、直接変換結晶のピクセル側に介在層すなわち再分配層を作製した撮像モジュールを提供する。この設計は、結晶パッド型アレイのレイアウトを読み出し集積回路のリード構成のレイアウトに合わせるためのものである。再分配層は、最小のインタコネクトの複雑さ及び低キャパシタンスを備えた最適化された撮像モジュールを提供し、読み出し集積回路を直接変換結晶の背面に直接取り付けることにより雑音伝播を低減する。得られる撮像モジュール構成要素を個々のセンサ・アレイとして用いることもできるし、他の撮像モジュールとタイル型構成にして、個々の撮像モジュールよりも遥かに大きい撮像表面を有するセンサ・アレイを作成してもよい。
ここで図４を参照すると、本発明の一観点による撮像モジュール５０の積層体を示す端面図が示されている。撮像モジュール５０は、関連技術分野で周知のように、Ｘ線源（図示されていない）等からの入射した放射線を受光して電気信号又は電流へ変換する直接変換結晶５２を含んでいる。陰極層６２が、直接変換結晶５２の結晶面５４（すなわち入力側）に配設された金属フィルムを含み得る。再分配層５８が、読み出し集積回路６０と直接変換結晶５２との間に電気的接触面を設けるように陽極層５６（すなわち結晶５２のピクセル側）に配設され得る。撮像モジュール５０の製造時に、再分配層５８はウェーハ・レベルにおいて直接変換結晶５２に施工され得る。
直接変換結晶５２は、例えばテルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）又はテルル化カドミウム亜鉛（ＣｄＺｎＴｅ）のような半導体物質を含み得るが、当業者は、エネルギ識別情報又はフォトン計数データを表わす電気信号への電磁エネルギの直接変換が可能な他物質を直接変換結晶に代用し得ることを認められよう。撮像モジュール５０の動作時に、陰極層６２及び陽極層５６にバイアスを印加して、直接変換結晶５２に跨がる電場を生成することができる。撮像モジュール５０において受光されるＸ線フォトンは、直接変換結晶５２の内部に電気信号を発生し、これにより検出され又は収集されて、データ取得システム（図示されていない）へ情報を与えることができる。
再分配層５８は、当技術分野で公知の方法によって直接変換結晶５２のパッド型アレイのレイアウト（図示されていない）を集積回路６０のリード・パターン（図示されていない）に合わせるように構成され得る。このように、再分配層５８は、直接変換結晶５２から再分配層５８の外面の上の複数の再分配パッド６４への複数の電気的相互接続経路を設けるためのものとなる。例示的な製造方法では、集積回路６０からのリードを、撮像モジュール５０の製造時に複数の再分配パッド６４に電気的に取り付けることができる。好ましくは、集積回路６０は「フリップ・チップ」として構成されて、集積回路６０のリードを再分配パッド６４に対してはんだ付けするのを可能にすることができる。
フレックス「ピグテイル」６６のような１又は複数のフレックス付属品が、再分配層５８の上の１又は複数の対応する再分配周辺パッド６４ｐにはんだ付けされて、集積回路６０に複数の入出力電気経路を設けることができる。このようにして、入出力経路は、例えば撮像モジュール５０と遠隔の電気的撮像回路又はデータ取得システム（図示されていない）との間に接続を設けることができる。入出力経路はまた、他のレベルのインタコネクトに対して入力信号及び出力信号を伝搬することができる。
複数の撮像モジュール５０は、図５の端面図に示すように、予め決められた一次元又は二次元パターンとして銅レールのような支持構造７２又は支持基材の上に配列されて撮像センサ・アレイ７０を形成する。放熱用界面パッド６８が、１又は複数の集積回路と支持構造７２との間に配置され得る。複数の導体用貫通開口７４を支持構造７２に設けて、対応する撮像モジュール５０の各々のフレックス・ピグテイル６６が支持構造７２を通過するのを可能にすることができる。尚、当業者は、支持構造７２が図示のような実質的に平坦な装着面７２ｓを有していてもよいし、特定の撮像応用に合わせて実質的に凸面又は凹面（図示されていない）を有していてもよいことを認められよう。外側層７８が複数の撮像モジュール５０に重なるように熱可塑性伝導性接着剤７６によって陰極層６２に取り付けられ得る。実施形態の一例では、外側層７８は、炭素繊維金フラッシュめっきフィルムを含んでいてよい。
図６に示すさらにもう一つの実施形態の例では、集積回路６０は、本発明の一観点による撮像モジュール８０を形成するように再分配層８４の複数の再分配パッド８６に複数のワイヤ・ボンド８２によって取り付けられ得る。撮像モジュール８０は、直接変換結晶５２と、再分配層８４に取り付けられたフレックス・ピグテイル６６とを含んでおり、このようにして撮像モジュール５０の１又は複数の代わりに図５に示す撮像センサ・アレイ７０に用いられ得る。
集積回路は、例えば電子機器技術評議会（Joint Electron Device Engineering Councils、ＪＥＤＥＣ）によって規格化されたプラスチック球状又は柱状格子アレイ・モジュール又はパッケージとして据え付けられ得る。図７は撮像モジュール９０のさらにもう一つの実施形態の例を示し、この撮像モジュール９０は、ＪＥＤＥＣ式球状又は柱状格子アレイ・モジュール９４によって再分配層９２に取り付けられた集積回路６０を有する。ＪＥＤＥＣ式球状又は柱状格子アレイ・モジュール９４は、複数のはんだインタコネクト９６によって再分配層９２の再分配パッド９８にはんだ付けされ得る。フレックス・ピグテイル６６は、１又は複数の再分配周辺パッド９８ｐに取り付けられ得る。
図８に示すもう一つの実施形態の例では、撮像モジュール１００が、再分配層１０２を陽極側に取り付けた直接変換結晶５２を含んでいる。集積回路６０は、フレックス・ピグテイル６６を球状又は柱状格子アレイ・モジュール１０４に取り付けた状態でプラスチック球状又は柱状格子アレイ・モジュール１０４に据え付けられ得る。球状又は柱状格子アレイ・モジュール１０４は、複数のはんだインタコネクト９６によって再分配層１０２の再分配パッド９８にはんだ付けされ得る。撮像モジュール１００を、撮像モジュール５０の１又は複数の代わりに図５に示す撮像センサ・アレイ７０に用いてもよい。この構成の場合には、図９に示す撮像サブアセンブリ１０６を、再分配層１０２への後の取り付けの前に個々の試験用に組み立てることができる。
撮像モジュール５０、８０、９０及び１００の形状は、特定の撮像センサ・アレイ７０に用いられる最適な幾何学的構成に従って選択され指定され得る。例えば図１０は、全体的に平坦な基材１１４に配設された複数の全体的に方形の撮像モジュール１１２の二次元ｘｙアレイを有する撮像センサ・アレイ１１０を示す。分かり易くするために、外側層７８及び熱可塑性伝導性接着剤７６を図示から省いていることを特記しておく。また、隣り合った撮像モジュール１１２の間の間隔は、個々のモジュールをより分かり易く示すために拡大されている。当業者には、撮像モジュール１１２が入射する放射線にとって利用可能な表面積の効率のよい網羅を提供するように互いに対して相対的に近接して配置され得ることが認められよう。このパッケージ構成は、直接変換結晶が下層に位置する集積回路の寸法よりも大きい寸法（すなわち長さ及び幅すなわちｘｙ次元）を有する結果としてモジュールのアレイの極く近接した配置を可能とする。このアプローチは、対応する画像センサ・アレイのスペクトル性能の効率を最大化するために、極めて高密度のタイル構成が可能なモジュールのアレイを生成することができる。
図１１に示す代替的な実施形態の例では、撮像センサ・アレイ１２０が、全体的に平坦な基材１２４に配設された複数の全体的に矩形の撮像モジュール１２２の「千鳥型（staggered）」ｘｙアレイを有し得る。図１２に示すさらにもう一つの代替的な実施形態では、撮像センサ・アレイ１３０が、基材１３４に配設された六角形の撮像モジュール１３２の二次元稠密充填型アレイを含み得る。撮像モジュール１１２、１２２及び１３２の積層構成は、図４の端面図に示す撮像モジュール５０の積層体と実質的に同様であることを理解されたい。
撮像モジュールの代替的な構成を図１３に示す。撮像モジュール１４０は、上述のように、撮像モジュール５０に類似した構成として再分配層１４８に配設された直接変換結晶１４２、陰極層１４４及び集積回路１４６を含んでいる。再分配層１４８は、直接変換結晶１４２のパッド型アレイのレイアウト（図示されていない）を入出力パッドのファン・アウトに合わせるように構成され、球状格子アセンブリ（図示されていない）を収容するための周辺アレイを形成している。複数のはんだ球１５２には、再分配層１４８の対応する周辺パッド１５６において、再分配層１４８の表面にはんだ球パッド１５４が設けられていてよい。すると、この構成の場合には、実質的に図示するように、はんだ球パッド１５４を用いてはんだ球１５２を再分配層１４８にはんだで取り付けることができる。
図１４の側面図に示すように、複数の撮像モジュール１４０が複数の面アレイ球状インタコネクト構成の任意のものによって電子的に接続されるようにして、撮像センサ・アレイ１６０を作製することができる。例えば従来の第二レベルのはんだ技術を用いることにより、撮像モジュール１４０のはんだ球１５２を、熱膨脹率の小さい物質から作製される担体のような支持構造１５８に取り付けることができる。外側層７８は、上述のように、熱可塑性伝導性接着剤７６によって複数の撮像モジュール１４０の陰極層１４４に取り付けられ得る。はんだ球を形成するはんだ合金のフロー温度は好ましくは、直接変換結晶１４２が損傷を生ぜずに曝露され得る最高温度と適合する温度であり、例えば約１６０℃の最高温度では６０秒〜９０秒以下のはんだリフロー滞留時間となる。
すなわち、実施形態の一例では、はんだ合金は、直接変換結晶１４２が損傷を生ぜずに曝露され得る最高温度よりも低い組み立て温度を有し得る。関連技術分野において公知のように、ＣｄＺｎＴｅの最高曝露温度は、曝露時間９０秒程度以下である場合には例えば１６０℃にも達し得る。しかしながら、最高曝露温度が８０℃程度である場合には、曝露時間を１時間以上まで延長することができる。撮像センサ・アレイ１６０のはんだ球１５２での利用に適した例示的なはんだ合金は、スズ、ビスマス及び鉛（Ｓｎ−Ｂｉ−Ｐｂ）を含有する三元合金であり、この合金は約９５℃において溶融する。また、例えば熱風はんだリワーク工具（図示されていない）を用いることにより、必要に応じて撮像センサ・アレイ１６０から個々の撮像モジュールを取り外して交換することができる。
はんだアセンブリを用いた代替的な実施形態の例では、図１５に示す撮像センサ・アレイ１７０が、はんだ球１６２のような複数の導電性球によって担体のような支持構造１７２に取り付けられた複数の撮像モジュール１４０を含んでいる。支持構造１７２は、撮像センサ・アレイ１７０での熱蓄積の除去を助ける熱伝導性経路を設ける複数の金属充填貫通孔すなわち放熱ビア１７６を含み得る。放熱用界面パッド１７４が、集積回路１４６の１又は複数と支持構造１７２との間に放熱ビア１７６に近接して設けられ得る。１又は複数のヒート・シンク１７８が、実質的に図示のように熱エネルギの放散のために放熱用界面パッド１７４の反対側で放熱ビア１７６の上に設けられ得る。
図１６に示すように、再分配層１４８に取り付けられた導電性球の１又は複数が、金属皮膜付き弾性球１８２を含み得る。断面図で示すように、金属皮膜付き弾性球１８２は、プラスチックのような弾性材料で形成された球状の内部１８４を含み得る。金属皮膜付き弾性球１８２はまた、表面金（Ａｕ）仕上げを施したＮｉめっき層のような金属の外側皮膜１８６を有し得る。金属皮膜付き弾性球１８２は、例えば大阪府の積水化学工業株式会社の製品である伝導性微粒子製品の一つとして市販入手可能である。この構成の場合には、伝導性接着剤１８８を用いて、金属皮膜付き弾性球１８２を再分配パッド１５６及び支持構造１７２（図示されていない）の両方に取り付けることができる。代替的には、図１７に示すように、再分配層１４８に取り付けられた導電性球の１又は複数が、Ａｕ皮膜付き銅球１９２を含み得る。断面で示すように、Ａｕ皮膜付き銅球１９２は、金の外側皮膜１９６を備えた球状の銅内部１９４を含み得る。この構成では、伝導性接着剤１８８を用いて、Ａｕ皮膜付き銅球状１９２を再分配パッド１５６及び支持構造１７２（図示されていない）の両方に取り付けることができる。
様々な実施形態の例を参照して本発明を説明したが、当業者には、本発明の範囲から逸脱せずに様々な変形を施し、また本発明の諸要素に代えて均等構成を置換し得ることが理解されよう。本発明の特許付与可能な範囲は特許請求の範囲によって画定され、当業者に想到される他の実例を含み得る。かかる他の実例は、特許請求の範囲の書字言語に相違しない構造要素を有する場合又は特許請求の範囲の書字言語と非実質的な相違を有する等価な構造要素を含む場合には、特許請求の範囲内にあるものとする。具体的には、本発明の範囲から逸脱せずに、特定の状況に合わせて本発明の教示に幾つかの改変を施すことができる。従って、本発明は、本発明を実施するために上に開示された実施形態に限定されず、特許請求の範囲内に含まれる全ての実施形態を包含するものとする。
１０ ＣＴイメージング・システム
１１ 検出器アセンブリ
１２ ガントリ
１４ Ｘ線源
１６ Ｘ線ビーム
１８ コリメータ・アセンブリ
２０ 検出器モジュール
２２ 患者
２４ 回転中心
２６ 制御機構
３２ データ取得システム
４０ 撮像装置
４２ 検出器結晶
４４ セラミック基材
４６ 集積回路
４８ 取り付け手段
５０ 撮像モジュール
５２ 直接変換結晶
５４ 結晶面
５６ 陽極層
５８ 再分配層
６０ 集積回路
６２ 陰極層
６４ 再分配パッド
６４ｐ 再分配周辺パッド
６６ ピグテイル
６８ 放熱用界面パッド
７０ 撮像センサ・アレイ
７２ 支持構造
７２ｓ 装着面
７４ 導体用貫通開口
７６ 熱可塑性伝導性接着剤
７８ 外側層
８０ 撮像モジュール
８２ ワイヤ・ボンド
８４ 再分配層
８６ 再分配パッド
９０ 撮像モジュール
９２ 再分配層
９４ 球状又は柱状格子アレイ・モジュール
９６ はんだインタコネクト
９８ 再分配パッド
９８ｐ 再分配周辺パッド
１００ 撮像モジュール
１０２ 再分配層
１０４ 球状又は柱状格子アレイ・モジュール
１０６ サブアセンブリ
１１０ 撮像センサ・アレイ
１１２ 撮像モジュール
１１４ 基材
１２０ 撮像センサ・アレイ
１２２ 撮像モジュール
１２４ 基材
１３０ 撮像センサ・アレイ
１３２ 撮像モジュール
１３４ 基材
１４０ 撮像モジュール
１４２ 直接変換結晶
１４４ 陰極層
１４６ 集積回路
１４８ 再分配層
１５２ はんだ球
１５４ はんだ球パッド
１５６ 周辺パッド
１５８ 支持構造
１６０ 撮像センサ・アレイ
１６２ はんだ球
１７０ 撮像センサ・アレイ
１７２ 支持構造
１７４ 放熱用界面パッド
１７６ 放熱ビア
１７８ ヒート・シンク
１８２ 金属皮膜付き弾性球
１８４ 内部
１８６ 外側皮膜
１８８ 伝導性接着剤
１９２ Ａｕ皮膜付き銅球
１９４ 銅内部
１９６ 外側皮膜

Claims (10)

  1. 支持構造（７２）と、
    該支持構造（７２）に取り付けられた複数の撮像モジュール（５０、８０、９０、１００）であって、当該撮像モジュールの少なくとも一つが直接変換結晶（５２）の上の陽極層（５６）に取り付けられた再分配層（５８）を含んでいる、複数の撮像モジュール（５０、８０、９０、１００）と、
    熱可塑性伝導性接着剤（７６）により前記複数の撮像モジュールに重ねて取り付けられた外側層（７８）と、
    前記撮像センサ・アレイ（７０）と第二レベルの支持構造との間に接続を設けるように前記撮像モジュールに接続された複数の入出力電気経路と
    を備えた撮像センサ・アレイ（７０、１６０、１７０）。
  2. 前記撮像モジュール（５０）の少なくとも一つが、ルーティング基材、はんだ付けリード、フリップ・チップ取り付け、金属皮膜付き弾性球（１８２）、柱状格子アレイ・モジュール、及びワイヤ・ボンドの少なくとも一つにより前記再分配層（５８）に取り付けられた集積回路（６０）を含んでいる、請求項１に記載の撮像センサ・アレイ（７０）。
  3. 前記入出力電気経路の少なくとも一つが、実質的に８０℃〜１６０℃の範囲内にある組み立て温度を有する複数の面アレイ球状インタコネクト構成を含んでいる、請求項１又は請求項２に記載の撮像センサ・アレイ（７０）。
  4. 前記複数の面アレイ球状インタコネクト構成は、スズ、ビスマス及び鉛を含有する三元合金により前記第二レベルの支持構造に取り付けられた複数の合金はんだ球（１５２）を含んでいる、請求項１〜３の何れか一項に記載の撮像センサ・アレイ（７０）。
  5. 前記撮像モジュール（１４０）の一つと前記支持構造（１７２）との間に配設された少なくとも一つの放熱用界面パッド（１７４）をさらに含んでいる請求項１〜３の何れか一項に記載の撮像センサ・アレイ（７０）。
  6. 前記支持構造及び前記第二レベルの支持構造の少なくとも一方が、熱膨脹率の小さい物質を含んでいる、請求項１に記載の撮像センサ・アレイ（７０）。
  7. 前記支持構造（７２）及び前記第二レベルの支持構造の少なくとも一方が銅レールを含んでいる、請求項１に記載の撮像センサ・アレイ（７０）。
  8. 前記支持構造（７２）は、前記撮像センサ・アレイと前記第二レベルの支持構造との間に前記入出力電気経路を介して接続を設ける少なくとも一つの導体用貫通開口（７４）を含んでいる、請求項１〜４の何れか一項に記載の撮像センサ・アレイ（７０）。
  9. 前記支持構造は、前記撮像センサ・アレイからの熱蓄積の除去を助ける熱伝導性経路を設ける少なくとも一つの放熱ビア（１７６）を含んでいる、請求項１〜４の何れか一項に記載の撮像センサ・アレイ（７０）。
  10. 前記少なくとも一つの放熱ビア（１７６）の近傍に配設されたヒート・シンク（１７８）をさらに含んでいる請求項９に記載の撮像センサ・アレイ（７０）。
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