mwirth-epo/epo-nmt-datasets huggingface dataset:
Da die Dual-Energie-CT nur Projektionsdaten der hohen und niedrigen Energie sammelt, kann die Dual-Energie-CT in der Praxis nur das mathematische Modell von zwei Wechselwirkungen verwenden, um das Material zu zerlegen, und die Effekte anderer Wechselwirkungen ignorieren.
In practice, since the dual-energy CT only collects projection data of the high and low energy, the dual-energy CT may only use the mathematical model of two interactions to decompose the material, and ignore the effects of other interactions.
Beispielsweise werden bei der niederenergetischen Bildgebung nur der fotoelektrische Effekt und die Compton-Streuung berücksichtigt, während bei der hochenergetischen Bildgebung nur die Compton-Streuung und Elektronenpaarungseffekte berücksichtigt werden.
For example, in the low-energy imaging, only the photoelectric effect and Compton scattering are considered, while in the high-energy imaging only the Compton scattering and electron pairing effects are considered.
Zwar ermöglichen diese Näherungen der Dual-Energie-CT-Bildgebung, das Material zu zerlegen, aber dieselbe wird zwangsläufig einen Fehler einbringen und in einigen Fällen wird dieser Fehler nicht vernachlässigbar werden.
Although these approximations enable the dual-energy CT imaging to decompose the material, it will inevitably bring some error, and in some cases these error becomes nonignorable.
Insbesondere ist bei der hochenergetischen Dual-Energie-CT-Bildgebung, wie beispielsweise Erfassung von radiaktiven Kernmaterialien, Inspektionssystem für große Lastwagencontainer, Luftkasten-Inspektionssystem und zerstörungsfreie Prüfung eines großen Metallwerkstücks etc., der Querschnitt des Elektronenpaarungseffektes nicht viel größer als der des fotoelektrischen Effektes.
Especially in the high-energy dual-energy CT imaging, such as the detection of radioactive nuclear materials, large van container inspection system, air box inspection system, and large metal work piece nondestructive testing and so on, the cross-section of the electron pairing effect is not much larger than that of the photoelectric effect.
Wenn nur ein Verfahren berücksichtigt wird, wird dasselbe offensichtliche Fehler einbringen müssen und verschiedene Effekte auf die Zerlegung von Materialen müssen berücksichtigt werden, um den Effekt der hochenergetischen Dual-Energie-CT-Bildgebung effektiv zu verbessern.
If only one method is taken into consideration, it will have to bring obvious errors and different effects on the decomposition of materials have to be considered to effectively improve the effect of high-energy dual-energy CT imaging.
In Hinblick auf einen oder mehrere Nachteile bei herkömmlichen Ansätzen wurden Verfahren zum Durchführen einer Materialzerlegung unter Verwendung einer Dual-Energie-Röntgen-CT und entsprechender Röntgengeräte vorgeschlagen.
In view of one or more disadvantages in conventional approaches, methods for performing material decomposition using a dual-energy X-ray CT and corresponding X-ray apparatuses have been proposed.
Bei einer Ausführungsform weist der Schritt zum Erhalten einer endgültigen Ordnungszahl-Verteilung und Elektronendichte-Verteilung für das zu prüfende Objekt unter Verwendung der korrigierten Basismaterialzerlegungskoeffizienten ferner Folgendes auf: Bestimmen, ob die korrigierten Basismaterialzerlegungskoeffizienten ein Iterations-Konvergenzkriterium erfüllen; unter der Bedingung, dass die korrigierten Basismaterialzerlegungskoeffizienten das Iterations-Konvergenzkriterium erfüllen, Berechnen einer korrigierten Ordnungszahl-Verteilung und Elektronendichte-Verteilung für das zu prüfende Objekt als endgültige Ordnungszahl-Verteilung und Elektronendichte-Verteilung unter Verwendung der korrigierten Basismaterialzerlegungskoeffizienten.
In one embodiment, the step of obtaining final atomic number distribution and electron density distribution for the object to be inspected utilizing the corrected base material decomposition coefficients further comprises: determining whether the corrected base material decomposition coefficients satisfy an iteration convergence criterion; on the condition that the corrected base material decomposition coefficients satisfy the iteration convergence criterion, calculating corrected atomic number distribution and electron density distribution for the object to be inspected as the final atomic number distribution and electron density distribution by utilizing the corrected base material decomposition coefficients.
Bei einer Ausführungsform weist das Verfahren ferner Folgendes auf: unter der Bedingung, dass die korrigierten Basismaterialzerlegungskoeffizienten das Iterations-Konvergenzkriterium nicht erfüllen, Iterieren mit den korrigierten Basismaterialzerlegungskoeffizienten als Ausgangswerte, bis das Iterations-Konvergenzkriterium durch weiter korrigierte Basismaterialzerlegungskoeffizienten erfüllt ist; Berechnen einer korrigierten Ordnungszahl-Verteilung und Elektronendichte-Verteilung für das zu prüfende Objekt als die endgültige Ordnungszahl-Verteilung und Elektronendichte-Verteilung unter Verwendung der weiter korrigierten Basismaterialzerlegungskoeffizienten, die das Iterations-Konvergenzkriterium erfüllen.
In one embodiment, the method further comprises: on the condition that the corrected base material decomposition coefficients do not satisfy the iteration convergence criterion, iterating with the corrected base material decomposition coefficients as the initial values until the iteration convergence criterion is satisfied by further corrected base material decomposition coefficients; calculating corrected atomic number distribution and electron density distribution for the object to be inspected as the final atomic number distribution and electron density distribution by utilizing the further corrected base material decomposition coefficients that satisfy the iteration convergence criterion.
Bei einer Ausführungsform enthalten die endgültige Ordnungszahl-Verteilung und Elektronendichte-Verteilung eine äquivalente Ordnungszahl und Elektronendichte für jedes Pixel.
In one embodiment, the final atomic number distribution and electron density distribution include equivalent atomic number and electron density for each pixel.
Bei einer Ausführungsform werden die Basismaterialzerlegungskoeffizienten unter Verwendung von iterativen Algorithmen der Filterungs-Rückprojektion bzw. gefilterten Rückprojektion (filtering back projection) oder Algebra-Rekonstruktionstechnik bzw. algebraischen Rekonstruktionstechnik (algebra reconstruction technique) rekonstruiert.
In one embodiment, the base material decomposition coefficients are reconstructed using filtering back projection or algebra reconstruction technique iterative algorithms.
Die Ausführungsformen der obigen Ausführungsformen können zum effektiven Beseitigen des Fehlers der berechneten Ordnungszahl Z aufgrund des direkten Vernachlässigens eines Effektes während Prozessen der Materialzerlegung und Substanzidentifizierung in dem herkömmlichen Dual-Energie-CT-Verfahren verwendet werden.
The embodiments of the above embodiments may be utilized to effectively remove the error of the calculated atomic number Z due to directly neglecting some effect during processes of material decomposition and substance identification in the conventional dual-energy CT method.
Dies kann die Genauigkeit der Dual-Energie-CT-Identifizierung des Materials stark verbessern und es ist wichtig, die Anwendungen des herkömmlichen Dual-Verwendung-CT-Bildgebungssystems zu verbessern, wie beispielsweise klinische Therapie, Sicherheitskontrolle, industrielle zerstörungsfreie Prüfung, Bekämpfung des Zollschmuggels und andere Gebiete.
This may greatly improve the accuracy of dual-energy CT identification of the material, and it is important to improve the conventional dual-use CT imaging system applications, such as clinical therapy, security inspection, industrial non-destructive testing, customs anti-smuggling and other fields.
Überall in den Zeichnungen bezeichnen ähnliche Bezugsnummern ähnliche oder gleichartige Teile oder Merkmale.
Throughout the drawings, like reference numerals refer to like or similar parts or features.
Spezifische Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden nachstehend detailliert beschrieben werden und es ist bitte zu beachten, dass die hierin beschriebenen Ausführungsformen zum Zwecke der Erläuterung anstelle der Beschränkung der vorliegenden Offenbarung verwendet werden.
Specific embodiments of the present disclosure will be described in detail below and please note that the embodiments described herein are used for the purpose of exemplification rather than limitation of the present disclosure.
Nachstehend werden zum Vermitteln eines vollständigen Verständnisses der vorliegenden Offenbarung zahlreiche spezifische Details dargelegt.
Hereinafter, to provide a thorough understanding of the present disclosure, numerous specific details are set forth.
Für jemanden mit gewöhnlichen Fähigkeiten in der Technik wird jedoch wohl offensichtlich sein, dass die vorliegende Offenbarung ohne diese spezifischen Details ausgeübt werden kann.
However, it would be obvious for one ordinarily skilled in the art that the present disclosure may be practiced without these specific details.
Bei anderen Beispielen werden bekannte Strukturen, Materialien oder Verfahren nicht detailliert beschrieben, um eine mögliche Verschleierung der vorliegenden Offenbarung zu vermeiden.
In other examples, known structures, materials, or methods are not described in detail to avoid any possible obfuscation of the present disclosure.
Überall in der Beschreibung bedeutet der Bezug auf „eine Ausführungsform”, „die Ausführungsform”, „ein Beispiel” oder „das Beispiel”, dass ein(e) spezifische(s) Merkmal, Struktur oder Merkmal, das/die in Bezug auf diese Ausführungsform oder dieses Beispiel beschrieben wird, durch zumindest eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung enthalten ist.
Throughout the specification, the reference to “an embodiment”, “the embodiment”, “an example”, or “the example” is meant that a specific feature, structure, or feature described with reference to this embodiment or example is contained by at least one embodiment of the present disclosure.
Daher sollen sich die Wendungen „bei einer Ausführungsform”, „bei der Ausführungsform”, „ein Beispiel” oder „das Beispiel” überall in der Beschreibung nicht unbedingt auf eine gleiche Ausführungsform oder ein gleiches Beispiel beziehen.
Therefore, the phrases “in an embodiment”, “in the embodiment”, “an example”, or “the example” throughout the specification is not necessarily intended to refer to a same embodiment or example.
Ferner können spezifische Merkmale, Strukturen oder Charakteristiken in ein(e) oder mehrere Ausführungsformen oder Beispiele in einer beliebigen geeigneten Kombination und/oder Unterkombination kombiniert werden.
Further, specific features, structures, or characteristics may be combined into one or more embodiments or examples in any suitable combination and/or sub-combination.
Ferner wird von jemandem mit gewöhnlichen Fähigkeiten in der Technik eingesehen werden, dass der Ausdruck „und/oder”, der hierin verwendet wird, jedes beliebige und alle Kombinationen von einem oder mehreren der zugehörigen, aufgelisteten Elemente umfasst.
Further, it is appreciated by one ordinarily skilled in the art that the term “and/or” used herein comprises any and all combinations of one or more related items that are listed.
Fig. 1zeigt eine schematische Strukturansicht eines CT-Systems nach einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
FIG. 1shows a schematic structural view of a CT system according to an embodiment of the present disclosure.
Wie in Fig. 1gezeigt, enthält das CT-System nach der vorliegenden Ausführungsform eine Röntgenquelle 11, eine Erfassungs- und Sammelvorrichtung 12, eine Transfervorrichtung 13, eine Steuerung 14, eine Berechnungseinheit 15 (wie beispielsweise eine CPU oder eine GPU) und eine Anzeigeeinheit 16. Die Röntgenquelle 11 und die Erfassungs- und Sammelvorrichtung 12 sind an einer sich drehenden Vorrichtung (wie beispielsweise ein Rahmen) montiert und können sich mit einer hohen Geschwindigkeit bzw. Drehzahl unter Steuerung der Steuerung 14 drehen.
As shown in FIG. 1, the CT system according to the present embodiment includes an X-ray source 11, a detecting and collecting device 12, a transferring device 13, a controller 14, a calculation unit 15(such as a CPU or a GPU), and a display unit 16.
Die Steuerung 14 steuert die Transfervorrichtung 13 (wie beispielsweise ein Riemen), um das das geprüfte Objekt 17 von einer Seite der sich drehenden Vorrichtung zu einer anderen Seite mit einer konstanten Geschwindigkeit zu transferieren.
The controller 14controls the transferring device 13(such as a belt) to transfer the inspected object 17from one side of the rotating device to another side at a constant rate.
Die Röntgenquelle 11 emittiert hochenergetische/niederenergetische Strahlen durch das Objekt 17 hindurch.
The X-ray source 11emits high-energy/low-energy rays through the object 17.
Der Strahl wird dann durch den Detektor empfangen und durch die Analog-Digital-Umwandlungsschaltung in ein digitales Signal als Projektionsdaten umgewandelt.
The ray is then received by the detector and is converted by the analog-to-digital conversion circuit to a digital signal as the projection data.
Die Berechnungseinheit 15 (wie beispielsweise eine Bildverarbeitungseinheit) rekonstruiert das digitale Signal in ein dreidimensionales Bild, das die Charakteristiken der internen Struktur und/oder des Materials des Objektes 17 wiedergibt.
The calculation unit 15(such as an image processing unit) reconstructs the digital signal into a three-dimensional image reflecting the internal structure and/or material characteristics of the object 17.
Die Erfindung betrifft ein Leistungshalbleitermodul.
This application claims priority to German Patent Application No. 10 2011 083 223.8, filed on 22 Sep. 2011, the content of said German application incorporated herein by reference in its entirety.
Der Aufbau moderner Leistungshalbleitermodule ist sehr komplex und erfordert eine Vielzahl von Lötverbindungen oder anderen stoffschlüssigen Verbindungen zwischen verschiedensten Komponenten, beispielsweise zwischen der Metallisierung eines Schaltungsträgers und einem externen Lastanschlusspin, der außerhalb des Moduls nochmals elektrisch kontaktiert wird.
The construction of modern power semiconductor modules is very complex and requires a multiplicity of soldering connections or other cohesive connections between a wide variety of components, for example between the metallization of a circuit carrier and an external load terminal pin which is electrically contact-connected again outside the module.
Mit jeder derartigen Verbindung ist jedoch ein elektrischer Übergangswiderstand verbunden, sowie das Risiko, dass die Verbindung im Laufe der Zeit altert.
However, such a connection is associated with an electrical contact resistance, and also the risk of the connection aging over time.
Abgesehen davon ist die Herstellung einer solchen Verbindung mit viel Aufwand verbunden.
Apart from that the production of such a connection is associated with great outlay.
Weiterhin steigt die Leistungsdichte bei Leistungshalbleitermodulen ständig an, so dass es nicht unproblematisch ist, die beim Betrieb anfallende Verlustwärme abzuführen.
Furthermore, the power density in power semiconductor modules is constantly increasing and so it is problematic to dissipate the heat loss occurring during operation.
Ein entsprechend verbessertes Leistungshalbleitermodul umfasst eine erste Leiterplatte, eine in einer vertikalen Richtung von der ersten Leiterplatte beabstandete zweite Leiterplatte, sowie einen Halbleiterchip.
According to one embodiment, a power semiconductor module comprises a first printed circuit board, a second printed circuit board spaced apart from the first printed circuit board in a vertical direction, and a semiconductor chip.
Die erste Leiterplatte weist einen ersten Isolationsträger auf, sowie eine erste obere Metallisierung und eine erste untere Metallisierung, die aufeinander entgegengesetzten Seiten auf den ersten Isolationsträger aufgebracht sind.
The first printed circuit board has a first insulation carrier, and a first upper metallization and a first lower metallization applied to the first insulation carrier on mutually opposite sides.
Die zweite Leiterplatte umfasst einen zweiten Isolationsträger und eine auf diesem aufgebrachte zweite obere Metallisierung.
The second printed circuit board comprises a second insulation carrier and a second upper metallization applied to the second insulation carrier.
Weiterhin ist zwischen der ersten Leiterplatte und der zweiten Leiterplatte ein Halbleiterchip angeordnet und zumindest mit der zweiten oberen Metallisierung elektrisch leitend verbunden.
The semiconductor chip is arranged between the first printed circuit board and the second printed circuit board and is electrically conductively connected at least to the second upper metallization.
Die erste untere Metallisierung und die zweite obere Metallisierung sind einander zugewandt.
The first lower metallization and the second upper metallization face one another.
Die erste Leiterplatte umfasst eine erste dicke Leiterschicht, die zumindest teilweise in den ersten Isolationsträger eingebettet ist und die eine Dicke von wenigstens 100 µm oder von wenigstens 400 µm aufweist.
The first printed circuit board comprises a first thick conductor layer at least partly embedded in the first insulation carrier and which has a thickness of at least 100 μm.
Die Verwendung einer derartigen dicken Leiterschicht ermöglicht es, hohe Ströme innerhalb der ersten Leiterplatte zu übertragen.
The use of such a thick conductor layer makes it possible to transfer high currents within the first printed circuit board.
Wenn die dicke Leiterschicht seitlich aus dem ersten Isolationsträger heraus geführt wird, so kann der herausgeführte Teilabschnitt als elektrischer Anschluss verwendet werden.
If the thick conductor layer is led out laterally from the first insulation carrier, then the partial section led out can be used as an electrical terminal.
Dies hat den Vorteil, dass für den betreffenden Anschluss kein Anschlusspin auf die dem Halbleiterchip abgewandte Seite der ersten Leiterplatte aufgelötet oder anderweitig stoffschlüssig verbunden werden muss, so dass eine mit einer solchen stoffschlüssigen Verbindung einhergehende Widerstandserhöhung überhaupt nicht auftritt.
This has the advantage that for the relevant terminal it is not necessary for a terminal pin to be soldered onto that side of the first printed circuit board which faces away from the semiconductor chip, or to be cohesively connected in some other way, and so an increase in resistance associated with such a cohesive connection does not occur.
Abgesehen davon, muss auf der dem Halbleiterchip abgewandten Seite der ersten Leiterplatte kein Platz für diesen externen Anschlusspin vorgehalten werden.
In addition, no space for this external terminal pin has to be reserved on that side of the first printed circuit board which faces away from the semiconductor chip.
Stattdessen kann auf dieser Seite ergänzend zu einem Kühlkörper auf der dem Leistungshalbleiterchip abgewandten Seite der zweiten Leiterplatte ein weiterer Kühlkörper auf der dem Halbleiterchip abgewandten Seite der ersten Leiterplatte angeordnet werden, so dass eine effiziente zweiseitige Kühlung des Leistungshalbleitermoduls gegeben ist.
Instead, in addition to a heat sink on that side of the second printed circuit board which faces away from the power semiconductor chip, a further heat sink can be arranged on that side of the first printed circuit board which faces away from the semiconductor chip, thus resulting in efficient cooling of the power semiconductor module on two sides.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beispielhaft erläutert.
Those skilled in the art will recognize additional features and advantages upon reading the following detailed description, and upon viewing the accompanying drawings.
In den Figuren bezeichnen, soweit nicht anders angegeben, gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente mit gleicher Funktion.
Moreover, in the figures, like reference numerals designate corresponding parts.
Fig. 1zeigt ein Schaltbild einer Halbbrücke mit zwei steuerbaren Leistungshalbleiterschaltern 3, von denen jeder einen ersten Lastanschluss 31 und einen zweiten Lastanschluss 32 aufweist, sowie einen Steueranschluss 33, mittels dem ein elektrischer Strom zwischen dem ersten und zweiten Lastanschluss 31, 32 ein- und/oder ausgeschaltet oder auf einen beliebigen Wert zwischen 0 A (Ampere) und dem bei voller Aufsteuerung des steuerbaren Halbleiterschalters auftretendem Maximalstrom eingestellt werden kann.
FIG. 1shows a circuit diagram of a half-bridge comprising two controllable power semiconductor switches 3, each of which has a first load terminal 31and a second load terminal 32, and also a control terminal 33, by means of which an electric current between the first and second load terminals 31, 32can be switched on and/or off or set to an arbitrary value between 0 A (amperes) and the maximum current occurring when the controllable semiconductor switch is fully turned on.
Die Strecke, über die der Strom zwischen den Lastanschlüssen 31 und 32 fließt, wird auch als Laststrecke bezeichnet.
The path, via which the current flows between the load terminals 31and 32, is also designated as the load path.
Wie aus Fig. 1ersichtlich ist, sind die Laststrecken der beiden steuerbaren Leistungshalbleiterschalter 3 in Reihe geschaltet, wodurch eine Halbbrücke entsteht.
As can be seen in FIG. 1, the load paths of the two controllable power semiconductor switches 3are connected in series, thereby giving rise to a half-bridge.
Optional kann ein jeder der Leistungshalbleiterschalter 3 einen nicht dargestellten Hilfs-Sourceanschluss aufweisen.
Optionally, each of the power semiconductor switches 3can have an auxiliary source terminal (not illustrated).
Weiterhin sind Anschlüsse 34 und 35 vorgesehen, die dazu dienen, die Halbbrücke an elektrische Betriebspotentiale U+ bzw. U- anzuschließen.
Furthermore, terminals 34and 35are provided, which serve for connecting the half-bridge to electrical operating potentials U+ and U− respectively.
Der Anschluss 34 für das positive Betriebspotential U+ ist an dem ersten Lastanschluss 31 des oberen Halbleiterschalters 3, der Anschluss 35 für das negative Betriebspotential U- an den zweiten Lastanschluss 32 des unteren Halbleiterschalters 3 angeschlossen.
The terminal 34for the positive operating potential U+ is connected to the first load terminal 31of the upper semiconductor switch 3, and the terminal 35for the negative operating potential U− is connected to the second load terminal 32of the lower semiconductor switch 3.
Der näher am Anschluss 34 befindliche Halbleiterschalter 3 wird auch als "high side switch" (HS) der Halbbrücke bezeichnet, der näher am Anschluss 35 liegende Halbleiterschalter 3 entsprechend als "low side switch" (LS).
The semiconductor switch 3situated closer to the terminal 34is also designated as a “high side switch” (HS) of the half-bridge, and the semiconductor switch 3situated closer to the terminal 35is correspondingly designated as a “low side switch” (LS).
Weiterhin ist ein Phasenausgang Ph vorgesehen, der elektrisch leitend sowohl mit dem zweiten Lastanschluss 32 des oberen Halbleiterschalters 3 als auch mit dem ersten Lastanschluss 31 des unteren Halbleiterschalters 3 verbunden ist.
Furthermore, a phase output Ph is provided, which is electrically conductively connected both to the second load terminal 32of the upper semiconductor switch 3and to the first load terminal 31of the lower semiconductor switch 3.