CN112930486A - 放射线检测元件 - Google Patents

Abstract

本发明具有：基材，具有第1面和与第1面相反的一侧的第2面；第1电极，贯通基材并将第1面侧与第2面侧电连接，在第1面侧露出；第2电极，在第1方向上与第1电极相邻，贯通基材并将第1面侧与第2面侧电连接，在第1面侧露出；第3电极，在与第1方向交叉的第2方向上与第1电极相邻，贯通基材并将第1面侧与第2面侧电连接，在第1面侧露出；第4电极，在第1方向上与第3电极相邻，在第2方向上与第2电极相邻，贯通基材并将第1面侧与第2面侧电连接，在第1面侧露出；以及第5电极，配置在第1面侧，设置在第1电极与第2电极之间、第2电极与第3电极之间、第3电极与第4电极之间以及第4电极与第1电极之间，与第1电极、第2电极、第3电极以及第4电极的每一个分离开地设置。

Description

放射线检测元件

技术领域

本公开涉及使用了基于像素型电极的气体放大的检测放射线的放射线检测元件。

背景技术

基于像素型电极的气体电子放大型放射线检测器的研究正在推进。气体电子放大型放射线检测器具有如下的特征，即，在以往的基于检测器的放射线检测中不充分的检测区域的图像成像中，能够进行大面积且实时成像。

在专利文献1中，作为利用了气体中的电子雪崩放大的检测器，公开了使用了像素型电极的放射线检测器。放射线检测器包含设置在压力容器内的像素型电极和与像素型电极对置的漂移(drift)电极。此外，在压力容器内填充有与进行检测的放射线对应的气体。像素型电极具有以X方向、Y方向上的二维配置的多个阳极电极和多个阴极电极。

若放射线与气体碰撞，则因气体的电离而产生的电子受到漂移电极与阴极电极之间的电场的影响，向像素电极方向移动，通过阳极电极与阴极电极之间的电场，雪崩式地增殖。由此，由阳极电极收集到的电子群达到能够作为电信号读出的水平。

在专利文献1公开了使用了基于像素型电极的气体放大的放射线检测器。该放射线检测器使从沿着X方向配置的多个阳极电极和沿着Y方向配置的多个阴极电极得到的电信号与时钟信号同步，变换为时间和位置数据。通过时间信息和X方向以及Y方向上的位置信息，能够计测放射线的轨迹。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第3354551号

发明内容

发明要解决的课题

然而，在以往的基于像素型电极的放射线检测器中，在分离开的场所中同时检测到信号的情况下，难以判别这些信号。因此，存在位置检测精度会下降的问题。

本公开的目的之一在于，提供一种提高了位置检测精度的放射线检测元件。

用于解决课题的手段

本发明的一个实施方式涉及的放射线检测元件具有：基材，具有第1面和与第1面相反的一侧的第2面；第1电极，贯通基材并将第1面侧与第2面侧电连接，在第1面侧露出；第2电极，在第1方向上与第1电极相邻，贯通基材并将第1面侧与第2面侧电连接，在第1面侧露出；第3电极，在与第1方向交叉的第2方向上与第1电极相邻，贯通基材并将第1面侧与第2面侧电连接，在第1面侧露出；第4电极，在第1方向上与第3电极相邻，在第2方向上与第2电极相邻，贯通基材并将第1面侧与第2面侧电连接，在第1面侧露出；第5电极，配置在第1面侧，设置在第1电极与第2电极之间、第2电极与第3电极之间、第3电极与第4电极之间以及第4电极与第1电极之间，与第1电极、第2电极、第3电极以及第4电极的每一个分离开地设置；第1外部端子，在第2面侧与第1电极电连接；第2外部端子，在第2面侧与第2电极电连接；第3外部端子，在第2面侧与第3电极电连接；以及第4外部端子，在第2面侧与第4电极电连接，第1外部端子至第4外部端子各自电绝缘。

在上述结构中，也可以是，第5电极具有包围第1电极、第2电极、第3电极以及第4电极的每一个的多个开口部。

在上述结构中，也可以是，还具有：第6电极，通过基材并将第1面侧与第2面侧电连接，在第1面侧露出；以及第5外部端子，在第2面侧与第6电极电连接，第6电极与第5电极电连接，第5外部端子与第1外部端子至第4外部端子电绝缘。

在上述结构中，也可以是，在第5电极与基材之间还具有第1绝缘层，第1电极的前端部至第4电极的前端部从第1绝缘层的表面露出。

在上述结构中，也可以是，还具有：第7电极，在第2方向上与第3电极相邻，贯通基材并将第1面侧与第2面侧电连接，在第1面侧露出；第6外部端子，在第2面侧与第7电极电连接；以及第8电极，配置在第1面，与第5电极以及第7电极分离开地设置，第6外部端子与第1外部端子至第4外部端子分别电绝缘。

在上述结构中，也可以是，第8电极具有包围第7电极的第5开口部。

在上述结构中，也可以是，还具有：第9电极，贯通基材并将第1面侧与第2面侧电连接，在第1面侧露出；以及第7外部端子，在第2面侧与第9电极电连接，第7外部端子与第1外部端子至第4外部端子电绝缘。

在上述结构中，也可以是，还具有：布线基板，与第1外部端子至第7外部端子电连接，从布线基板对第5电极供给与第8电极相同的电位。

发明效果

根据本公开的一个实施方式，能够提供一种提高了位置检测精度的放射线检测元件。

附图说明

图1是具备本公开的一个实施方式涉及的放射线检测元件的放射线检测装置的概略图。

图2是本公开的一个实施方式涉及的放射线检测元件的俯视图。

图3是本公开的一个实施方式涉及的放射线检测元件的剖视图。

图4是具备本公开的一个实施方式涉及的放射线检测元件的放射线检测装置的概略图。

图5是本公开的一个实施方式涉及的放射线检测元件的俯视图。

图6是本公开的一个实施方式涉及的放射线检测元件的俯视图。

图7是本公开的一个实施方式涉及的放射线检测元件的剖视图。

图8是本公开的一个实施方式涉及的放射线检测元件的俯视图。

图9是本公开的一个实施方式涉及的放射线检测元件的剖视图。

图10是本公开的一个实施方式涉及的放射线检测元件的剖视图。

图11是本公开的一个实施方式涉及的放射线检测元件的俯视图。

图12是本公开的一个实施方式涉及的放射线检测元件的剖视图。

图13是本公开的一个实施方式涉及的放射线检测元件的剖视图。

图14是本公开的一个实施方式涉及的放射线检测元件的俯视下的放大图。

图15是以往的放射线检测元件的俯视图。

具体实施方式

以下，参照附图，对本公开的一个实施方式涉及的放射线检测元件以及放射线检测装置进行详细说明。另外，本公开的一个实施方式涉及的放射线检测元件以及放射线检测装置并不限定于以下的实施方式，能够进行各种变形而实施。在全部的实施方式中，对相同的构成要素标注相同附图标记进行说明。此外，为了便于说明，附图的尺寸比率存在与实际的比率不同，或者结构的一部分从附图中省略的情况。此外，为了便于说明，使用上方或下方这样的语句进行说明，但是例如第1构件与第2构件的上下关系也可以配置为与图示相反。此外，在以下的说明中，基材的第1面以及第2面不是指基材的特定的面，而是用于确定基材的表面方向或背面方向，也就是说，用于确定相对于基材的上下方向的名称。

(第1实施方式)

参照图1至图4，对具有本公开的一个实施方式涉及的放射线检测元件100的放射线检测装置200的构造的概要进行说明。

<放射线检测装置的概要>

图1是具有本实施方式涉及的放射线检测元件100的放射线检测装置200的概略图。本实施方式涉及的放射线检测装置200具有漂移电极20、放射线检测元件100以及腔室30。漂移电极20和放射线检测元件100在腔室30内隔着一定的空间对置地配置。在腔室30的内部，封入有氩、氙等稀有气体、与包含乙烷、甲烷等在常温下气体的烷烃或二氧化碳的具有消光作用的气体(淬灭(quenching)气体)的混合气体。另外，在腔室30的内部可以以单体封入这些气体，也可以封入二种以上的混合气体。

<放射线检测元件的结构>

本实施方式涉及的放射线检测元件100具有基材10、阴极电极111、阳极电极121、贯通电极122以及阳极图案电极123。基材10具有第1面10a以及与第1面10a相反的一侧的第2面10b。

阳极电极121具有贯通基材10并将第1面10a侧与第2面10b侧电连接，在第1面10a侧露出的结构。在以下的说明中，分别区分阳极电极121、贯通电极122、阳极图案电极123而进行说明，但是阳极电极121也可以包含贯通电极122以及阳极图案电极123。

阳极电极121配置在阴极电极111的开口部112。阳极电极121与阴极电极111的开口部112的数目匹配地以4行×4列排列。也就是说，阳极电极121分别配置在设置于阴极电极111的多个开口部112。

贯通电极122设置在从基材10的第1面10a贯通到相反侧的第2面10b的贯通孔。贯通电极122与阳极电极121的数目匹配地以4行×4列排列。贯通电极122与阳极电极121连接。在本实施方式中，贯通电极122的上端部露出的部分相当于阳极电极121。

阳极图案电极123配置在基材10的第2面10b。阳极图案电极123与阳极电极121的数目匹配地以4行×4列排列。多个阳极图案电极123的每一个与贯通电极122连接。阳极图案电极123配置在与阴极电极111的开口部112对应的位置。

阴极电极111配置在基材10的第1面10a。在本实施方式中，示出阴极电极111通过一个导电层形成的例子。此外，阴极电极111具有多个开口部112。多个开口部112为圆形。在本实施方式中，示出多个开口部112以4行×4列配置的例子。

在本说明书等中，将阴极电极111的一部分、开口部112、阳极电极121称为像素电极101。像素电极101为大致正方形。在图1中，示出了在一个放射线检测元件100配置有4行×4列的16个像素电极101的例子，但是像素电极101的数目并不限定于此。例如，放射线检测元件100也可以具有24行×24列的576个像素电极101。

<放射线检测元件的结构>

接着，对具有本实施方式涉及的放射线检测元件100的像素电极101的结构进行详细说明。图2是本公开的一个实施方式涉及的放射线检测元件100的俯视图。图3是沿着图2所示的A1-A2线切断的剖视图。

在图2以及图3所示的放射线检测元件100中，例示像素电极101-1、101-2、101-3、101-4而进行说明。在以后的说明中，在不区分像素电极101-1、101-2、101-3、101-4的每一个的情况下，记载为像素电极101。此外，对于像素电极101-1、101-2、101-3、101-4的每一个的构成要素也同样。

像素电极101-1具有基材10、阳极电极121-1、贯通电极122-1、阳极图案电极123-1以及阴极电极111。此外，像素电极101-2具有基材10、阳极电极121-2、贯通电极122-2、阳极图案电极123-2以及阴极电极111。

首先，对阳极电极121的结构进行说明。如图3所示，阳极电极121具有贯通基材10并将第1面10a与第2面10b电连接，在第1面10a侧露出的结构。阳极电极121配置在基材10的第1面10a上。在本实施方式中，示出阳极电极121在阴极电极111的开口部112中具有贯通电极122的上端部从基材10的第1面10a突出的形状的结构，但是并不限定于该形状。阳极电极121在阴极电极111的开口部112中也可以是贯通电极122的上端部不从基材10的第1面10a突出的形状。阳极电极121例如也可以是贯通电极122的上端部与基材10的第1面10a大致一致的形状或贯通电极122的上端部位于基材10的内部的形状。但是，通过使基材10的第1面10a的阴极电极111与阳极电极121的高度大致相同，即使施加高电压而使电力线集中于阳极电极121，也可以抑制放电。

接着，对分别配置阳极电极121-1、阳极电极121-2、阳极电极121-3、121-4的位置进行说明。如图2所示，若以阳极电极121-1为基准，则阳极电极121-2在第1方向D1上与阳极电极121-1相邻。此外，阳极电极121-3在与第1方向D1交叉的第2方向D2上与阳极电极121-1相邻。此外，阳极电极121-4在第1方向D1上与阳极电极121-3相邻，在第2方向D2上与阳极电极121-2相邻。

阳极图案电极123-1、123-2、123-3、123-4配置在基材10的第2面10b侧。阳极图案电极123-1、123-2、123-3、123-4分别电绝缘。阳极图案电极123-1在基材10的第2面10b侧与贯通电极122-1连接。此外，阳极图案电极123-2在基材10的第2面10b与贯通电极122-2连接。此外，阳极图案电极123-3、123-4也在基材10的第2面10b与贯通电极122(未图示)连接。此外，阳极图案电极123-1、123-2、123-3、123-4分别电绝缘。

贯通孔11从基材10的第1面10a连接到第2面10b。在本实施方式中，贯通孔11以及贯通电极122为圆柱形。即，贯通孔11在基材10的厚度方向上具有大致相同的内径。在此，所谓贯通孔11的内径表示最大直径，表示贯通孔11的与基材10的厚度方向垂直的剖面中的贯通孔11的轮廓线上的距离为最大的两点的长度。因此，贯通孔11的第1面10a侧的贯通电极122的内径与贯通孔11的第2面10b侧的贯通电极122的内径大致相同。

贯通孔11的纵横比优选为4以上的范围。在此，所谓的贯通孔11的纵横比，定义为相对于贯通孔11的内径(在贯通孔11在基材10的厚度方向上具有不同的内径的情况下，取最大值)的贯通孔11的深度(基材10的厚度)。在贯通孔11的纵横比不足4的情况下，变为在阳极图案电极123与阴极电极111之间产生电力线的泄漏，在阳极电极121与阴极电极111之间不会集中电力线，气体放大率会下降。

阴极电极111配置在基材10的第1面10a侧。阴极电极111设置在阳极电极121-1与阳极电极121-2之间、阳极电极121-2与阳极电极121-3之间、阳极电极121-3与阳极电极121-4之间以及阳极电极121-4与阳极电极121-1之间。此外，阴极电极111与阳极电极121-1、121-2、121-3、121-4各自分离开地设置。具体地，在阴极电极111设置有开口部112-1、112-2、112-3、112-4，使得分别包围阳极电极121-1、121-2、121-3、121-4。此外，阴极电极111与阳极电极121-1、121-2、121-3、121-4电绝缘。

在图2中，示出了如下的结构，即，在阴极电极111的开口部112内设置阳极电极121，以使阴极电极111与阳极电极121的距离以阳极电极121为基准在全部方向上成为固定的，但是并不限定于该结构。例如，阴极电极111与阳极电极121的距离也可以以阳极电极121为基准，在某一定的方向上比其他方向近。通过设为这样的结构，能够在一定的方向上提高检测灵敏度。此外，在图2中，示出了阴极电极111包围阳极电极121的例子，但是阴极电极111的一部分也可以开放。

在阳极图案电极123-1连接有外部端子131-1，在阳极图案电极123-2连接有外部端子131-2。此外，虽然未图示，但是阳极图案电极123-3与外部端子连接，阳极图案电极123-4与外部端子连接。此外，分别与阳极图案电极123-1、123-2、123-3、123-4连接的多个外部端子分别电绝缘。在图3中，示出作为外部端子131-1、131-2而使用焊料球的例子，但是并不限定于此。作为外部端子131-1、131-2，也可以使用铜柱、引线或端子焊盘等。

<放射线检测元件的各参数>

以下示出本公开的一个实施方式涉及的放射线检测元件100的各参数的一个例子。另外，由于以下所示的各参数为一个例子，所以也可以适当地进行变更。

基材的外形：9.6mm方

阴极电极的宽度：9550μm方

阴极电极的开口直径d1：250μm

贯通孔的内径d2：50μm

阳极电极的间距d3：400μm

基材的厚度：300μm

阴极电极111优选成为比基材10的外形稍微小的区域。例如，优选配置在比基材10的端部靠内侧至少20μm。由此，能够防止阴极电极111从基材10剥离。

贯通孔11的内径d2优选比贯通电极122的上端部稍微小。由此，在对贯通电极122的上端部进行蚀刻时，能够抑制蚀刻液侵入贯通孔11内部，抑制贯通孔11内的贯通电极122被蚀刻。

作为基材10，能够使用有机绝缘材料。作为有机绝缘基材，能够使用聚酰亚胺、环氧、苯并环丁烯、聚酰胺、苯酚、硅酮、氟、液晶聚合物、聚酰胺酰亚胺、聚苯并恶唑、氰酸酯、芳香族聚酰胺、聚烯烃、聚酯、BT树脂、FR-4、FR-5、聚缩醛、聚对苯二甲酸丁二酯、间规聚苯乙烯、聚苯硫醚、聚醚醚酮、聚醚腈、聚碳酸酯、聚苯醚聚砜、聚醚砜、聚芳酯、聚醚酰亚胺等。此外，作为基材，也能够使用玻璃、硅、陶瓷等无机材料。

<以往的放射线检测方法>

接着，参照图15对以往的放射线检测元件500的放射线检测的原理进行说明。

图15是以往的放射线检测元件500的俯视图。放射线检测元件500沿着D1方向排列有多个阳极图案电极523-1、523-2(在不区分的情况下，仅记为阳极图案电极523)，沿着D2方向排列有多个阴极电极511-1、511-2(在区分的情况下，仅记为阴极电极511)。多个阴极电极511-1、511-2设置在基材10的第1面，多个阳极图案电极523-1、523-2设置在基材10的第2面。

对于以往的放射线检测元件500的放射线的检测方法，例示像素电极501-1、501-2、501-3、501-4(在不区分的情况下，仅记为像素电极501)而进行说明。在像素电极501-1中，在阴极电极511的开口部512-1配置有阳极电极521-1。阳极电极521-1与贯通基材10的贯通电极(未图示)连接。贯通电极与阳极图案电极523-1连接。此外，在像素电极501-2中，在阴极电极511-2的开口部512-2配置有阳极电极521-2。阳极电极521-2与贯通基材10的贯通电极(未图示)连接。贯通电极与阳极图案电极523-1连接。另外，在不区分阳极电极521-1、521-2的情况下，仅记为阳极电极521。此外，对于像素电极501-3、501-4的结构，省略详细的说明。

在图15中，通过在阴极电极511与阳极电极521之间施加电压，形成电场。阴极电极511与地(GND)连接，在漂移电极(未图示)与阴极电极511之间也施加电压，从而形成电场。

在放射线入射时，由于使得在漂移电极与阴极电极511之间产生的电场的影响，放射线通过与存在于腔室内的气体的相互作用而形成电子云。电子云的各电子被向包含阳极电极521和阴极电极511的像素电极501的方向吸引。此时，被吸引的电子与气体原子碰撞，使气体原子电离。通过气体放大，电离了的电子雪崩式地增殖，由阳极电极521收集的电子群达到能够作为电信号读出的程度。然后，能够将该电信号通过阳极图案电极523从外部端子(例如，外部端子524-1)读出到外部。另一方面，在阴极电极511产生被电子群感应的正电荷，能够将从这里得到的电信号从阴极电极511的外部端子(例如，外部端子525-1)读出到外部。通过以时间序列计测这些电信号，能够测定带电粒子的轨迹。

然而，在以往的放射线检测元件500中，在分离开的场所中同时检测到信号的情况下，难以分离这些信号。具体地，参照阳极图案电极523-1、523-2、阴极电极511-1、511-2进行说明。在阳极图案电极523-1、523-2与阴极电极511-1、511-2交叉的位置S配置有像素电极501-1、501-2、501-3、501-4。例如假定如下情况，即，在阳极图案电极523-1以及阳极图案电极523-2中同时检测信号，并且在阴极电极511-1以及阴极电极511-2同时检测，并判定为这些信号匹配。在该情况下，不能判别是在像素电极501-1以及像素电极501-4中同时检测到信号，还是在像素电极501-2以及像素电极501-3中同时检测到信号。因此，存在放射线检测元件500的位置检测精度下降的问题。

<本实施方式涉及的放射线检测方法>

接着，参照图4，对本实施方式涉及的放射线检测元件100的放射线检测的原理进行说明。

在本公开的一个实施方式涉及的放射线检测元件100中，在基材10的第1面10a设置一个阴极电极111以及多个阳极电极121，多个阳极电极121的每一个与基材10的第2面10b中的多个阳极图案电极123的每一个连接。多个阳极图案电极123的每一个电绝缘。此外，多个阳极图案电极123的每一个与多个外部端子(未图示)的每一个连接。

在图4中，假定为在像素电极101-1、101-2、101-3、101-4之中在像素电极101-1以及像素电极101-4中同时检测到信号，并且在像素电极101-2以及像素电极101-3中同时检测到信号。在本实施方式的情况下，像素电极101-1、101-2、101-3、101-4的每一个具有的阳极图案电极分别电绝缘。因此，在像素电极101-1、101-2、101-3、101-4的每一个中检测到的信号能够从各个阳极图案电极经由外部端子读出。因此，即使在像素电极101-1以及像素电极101-4中同时检测到信号，并且在像素电极101-2以及像素电极101-3中同时检测到信号的情况下，也能够判别在像素电极101-1以及像素电极101-4中同时检测到的信号和在像素电极101-2以及像素电极101-3中同时检测到的信号。由此，能够使放射线检测元件100的位置信息精度提高。此外，由于不需要进行用于获取检测位置信息的匹配处理，所以能够使信号处理速度提高。

在图1中，对将多个像素电极101以4行×4列排列的例子进行了说明，但是并不限定于该排列。也可以将多个像素电极101配置为细密填充排列。

<放射线检测元件的外部端子的构造>

接着，对以往的放射线检测元件500的外部端子进行说明。在以往的放射线检测元件500中，是如下的构造，即，在安装在布线基板等之后，将外部端子524-1、525-1与布线基板连接。因此，只能够在放射线检测元件500的基材10的周边部构成外部端子524-1、525-1。此外，由于放射线检测元件500的基材10的一边的长度也有限，所以也不得不限制外部端子数。

如图3所示，本公开的一个实施方式涉及的放射线检测元件100是在阳极图案电极123连接外部端子131的结构。通过设为这样的结构，能够将多个外部端子131一并连接在布线基板，因此能够缩短放射线检测元件100的组装制造时间。此外，由于不需要在基材10的第1面10a设置外部端子，所以能够使像素电极101的形成区域增加。

(第2实施方式)

本实施方式涉及的放射线检测元件100A在具有多个阴极电极111A的点上与第1实施方式涉及的放射线检测元件100的阴极电极111不同。另外，除了阴极电极111A的结构以外，放射线检测元件100A的结构与放射线检测元件100的结构相同。因此，对与放射线检测元件100相同的部分或具有同样的功能的部分标注相同的附图标记，并省略重复的说明。

<放射线检测元件的结构>

参照图5，对本实施方式涉及的放射线检测元件100A的结构进行详细说明。图5是本公开的一个实施方式涉及的放射线检测元件100A的俯视图。

在图5所示的放射线检测元件100A中，阴极电极111被分割为多个阴极电极111A。此外，阴极电极111A具有多个开口部112。在图5中，示出阴极电极111A具有的多个开口部112以2行×2列排列的例子。另外，被分割的阴极电极111A的数目并不限定于图5所示的方式。此外，一个阴极电极111A具有的多个开口部112的数目也并不限定于图5所示的方式。此外，相邻的阴极电极111A的宽度d4例如为20μm等即可，只要相邻的阴极电极111A电绝缘即可。

阳极电极121分别配置在设置于阴极电极111A的多个开口部112。

阳极图案电极123配置在基材10的第2面10b。阳极图案电极123与阳极电极121的数目一致地排列。此外，阳极图案电极123经由贯通电极(未图示)与阳极电极121连接。阳极图案电极123配置在与阴极电极111A的开口部对应的位置。

<本实施方式涉及的放射线检测方法>

若放射线入射到具有本实施方式涉及的放射线检测元件100A的放射线检测装置，则以一定的概率，放射线与气体进行反应而释放具有动能的电子。接着，若被释放的电子一边消耗动能一边移动，则周围的气体电离，依次产生电荷(电子)。该电荷通过被附加的电场到达放射线检测元件100A，由此电荷通过电子雪崩被放大而成为信号。

另一方面，由于电子雪崩以及电荷的放大，局部地产生电位的变动。向产生了电子雪崩的部分进行用于稳定电位的电源供给。该电源供给从与阴极电极111A连接的电源供给端子进行。因此，在电源供给端子与产生了电子雪崩的阴极电极111A之间，电位变得不稳定。

如本实施方式所示，分割设置多个阴极电极111A，并分别供给电位。此时，对多个阴极电极111A供给的电位优选相同。通过这样，能够抑制分别被分割的阴极电极111A中的电位变得不稳定。此外，通过使被分割的阴极电极111A的面积分别相等，能够抑制电位供给的面内偏差、电子放大率的偏差。

(第3实施方式)

在本实施方式中，在放射线检测元件100B中，对与阴极电极111连接的外部端子132的结构进行说明。另外，除了外部端子132的结构以外，放射线检测元件100B的结构与放射线检测元件100的结构相同。因此，对与放射线检测元件100相同的部分或具有同样的功能的部分标注相同的附图标记，并省略重复的说明。

<放射线检测元件的结构>

接着，参照图6以及图7，对本实施方式涉及的放射线检测元件100B的结构进行说明。图6是本实施方式涉及的放射线检测元件100B的俯视图。图7是沿着图6所示的B1-B2线切断的剖视图。

图6以及图7所示的放射线检测元件100B具有：阴极电极111，设置在基材10的第1面10a；贯通电极124，设置在基材10的贯通孔12；以及导电层125，设置在基材10的第2面10b。阴极电极111与贯通电极124连接，贯通电极124与导电层125连接。此外，导电层125与外部端子132连接。此外，外部端子132与多个外部端子131的每一个电绝缘。

通过使与阴极电极111连接的外部端子132成为与连接于阳极电极121的外部端子131相同的结构，在将放射线检测元件100B安装在布线基板时，能够容易地进行安装。

此外，通过使设置贯通电极122的贯通孔11的内径d2与设置贯通电极124的贯通孔12的内径d5大致相同，能够在基材10同时形成贯通孔11以及贯通孔12，因此形成放射线检测元件100B时的生产率提高。

<变形例1>

接着，参照图8，对具有与图5所示的放射线检测元件100A一部分不同的结构的放射线检测元件100C进行说明。图8是本实施方式涉及的放射线检测元件100C的俯视图。

在图8所示的放射线检测元件100C中，与图5所示的放射线检测元件100A同样地，阴极电极111被分割为多个阴极电极111C。设置在基材10的第1面的阴极电极111C与设置在基材的贯通孔的贯通电极124C连接。此外，贯通电极124C与设置在基材10的第2面10b的导电层125C连接。此外，导电层125C与外部端子(未图示)连接。该外部端子与多个外部端子131电绝缘。

为了使多个阴极电极111C的面内电位分布相等，与多个阴极电极111C的每一个连接的贯通电极124C优选以等间隔配置。

在放射线检测元件100C中，也通过使与阴极电极111C连接的外部端子成为与连接于阳极电极121的外部端子相同的结构，在将放射线检测元件100C安装在布线基板时，能够容易地进行安装。此外，即使在将阴极电极111分割为多个阴极电极111C的情况下，也能够从布线基板对多个阴极电极111C的每一个供给相同的电位。

(第4实施方式)

参照图9，对本实施方式涉及的放射线检测元件100D的经由布线层142将阳极图案电极123与外部端子131连接的结构进行说明。另外，关于放射线检测元件100D的结构，对于与放射线检测元件100的结构同样的结构省略重复的说明。

<放射线检测元件的结构>

对本实施方式涉及的放射线检测元件100D的结构进行说明。图9是本实施方式涉及的放射线检测元件100D的剖视图。

如图9所示，在放射线检测元件100D中，在设置在基材10的第2面10b的多个阳极图案电极123上设置有绝缘层141。此外，在绝缘层141上设置有多个布线层142。多个布线层142的每一个与多个阳极图案电极123的每一个连接。此外，布线层142与外部端子131连接。

通过使阳极图案电极123与外部端子131经由布线层142连接，能够调整外部端子131的布局。由此，能够使相邻的外部端子131的间距d10比相邻的阳极电极121的间距d3小。此外，若放射线检测元件成为大的尺寸，则因与安装的布线基板的热膨胀差，对外部端子的连接产生不良情况，存在可靠性劣化的担忧。然而，通过使阳极图案电极123与外部端子131经由布线层142连接，能够缓和放射线检测元件100D与布线基板的热膨胀差。此外，在将多个放射线检测元件100D相邻地排列在布线基板上时，能够使得在放射线检测元件100D之间不产生无效空间(Dead space)。

(第5实施方式)

参照图10，对本实施方式涉及的放射线检测元件100E具有分别在基材10的第1面10a以及第2面10b设置绝缘层143、144的结构的例子进行说明。

在基材10的第1面10a上设置有绝缘层143。在绝缘层143与形成贯通电极122的位置对应地设置有开口部。经由设置在绝缘层143的开口部，贯通电极122与阳极电极121电连接。阳极电极121的上表面从绝缘层143的表面露出。阴极电极111设置在绝缘层143上。没有特别图示阴极电极111的俯视图，但是可以如图2所示，设置有一个阴极电极111，也可以如图5所示，设置有多个阴极电极111A。另外，在本实施方式中，阴极电极111以及阳极电极121能够通过对具有相同的材料的一个导电层进行加工而形成。

在基材10中形成贯通孔11时的蚀刻工序、形成贯通电极122时的导体镀敷工序等制造工序中，存在贯通电极122的表面粗糙，或者产生凹凸的情况。通过在基材10的第1面10a设置绝缘层143，能够缓和第1面10a的表面凹凸。此外，由于能够使基材10的第1面10a与阴极电极111的密接性提高，所以能够抑制阴极电极111发生剥离。此外，通过在绝缘层143上加工具有相同的材料的一个导电层，能够形成阴极电极111和阳极电极121。由此，与通过贯通电极122形成阳极电极121的情况比较，容易使阴极电极111的高度与阳极电极121的高度一致。

在基材10的第2面10b上设置有绝缘层141。在绝缘层141与形成贯通电极122的位置对应地设置有开口部。经由设置在绝缘层141的开口部，贯通电极122与阳极图案电极123电连接。阳极图案电极123设置在绝缘层141上。

通过在基材10的第2面10b设置绝缘层141，能够缓和第2面10b的表面凹凸。此外，由于能够使基材10的第2面10b与阳极图案电极123的密接性提高，能够抑制阳极图案电极123发生剥离。

在图10中，示出在阴极电极111与基材10之间设置有绝缘层143，在阳极电极121与基材10之间设置有绝缘层141的例子，但是本公开的一个实施方式并不限定于此。也可以是绝缘层143以及绝缘层141的至少一个被省略的结构。

作为绝缘层141、143，能够使用有机绝缘材料。作为有机绝缘层，能够使用聚酰亚胺、环氧树脂、聚酰亚胺树脂、苯并环丁烯树脂、聚酰胺、酚醛树脂、硅酮树脂、氟树脂、液晶聚合物、聚酰胺酰亚胺、聚苯并恶唑、氰酸酯树脂、芳香族聚酰胺、聚烯烃、聚酯、BT树脂、FR-4、FR-5、聚缩醛、聚对苯二甲酸丁二酯、间规聚苯乙烯、聚苯硫醚、聚醚醚酮、聚醚腈、聚碳酸酯、聚苯醚聚砜、聚醚砜、聚芳酯、聚醚酰亚胺等。此外，作为绝缘层，能够使用容易透射气体的构件。例如，也可以使用在内部包含气泡的多孔的材料。

绝缘层141、143的厚度没有特别限制，但是例如能够在1μm以上且20μm以下的范围适当选择。若绝缘层141、143的厚度比上述下限薄，则阳极电极121与阴极电极111的表面绝缘变小，可能成为引起放电的原因。此外，若绝缘层141、143的厚度比上述上限厚，则开口部的形成工序变长，制造工序会长期化，制造成本也会上升。此外，由于由绝缘层141、143引起的内部应力，绝缘构件容易翘曲、破裂。

(第6实施方式)

参照图11以及图12，对本公开的一个实施方式涉及的放射线检测元件100与布线基板150安装连接的情况进行说明。图11是安装有本公开的一个实施方式涉及的放射线检测元件100的布线基板150的俯视图。图12是沿着图11所示的C1-C2线切断的剖视图。

如图11以及图12所示，在布线基板150设置有接合焊盘151。接合焊盘151能够通过接合线152与阴极电极111连接。作为接合线152，例如使用20μmφ的金线。另外，阴极电极111与布线基板150的连接方法并不限定于基于接合线152的引线接合。放射线检测元件100与布线基板150的连接方法能够适当地变更诸如利用线材的焊接、利用连接销的接触连接等。

在图11以及图12中，示出设置两处阴极电极111与布线基板150的连接部位的例子，但是阴极电极111与布线基板150的连接部位只要存在至少一处即可。通过设置多个阴极电极111与布线基板150的连接部位，能够减小阴极电极111内的电位分布之差。

此外，在将图5所示的放射线检测元件100A安装连接在布线基板150的情况下，只要根据被分割的阴极电极111A的数目，在布线基板150设置接合焊盘151即可。

另外，虽然未图示，但是在布线基板150形成有信号处理电路、控制电路等。此外，能够通过安装在布线基板150的FPC(Flexible printed circuits，柔性印刷电路)等连接器部件与外部电路连接。此外，安装连接在布线基板150的外部端子131能够用底部填充材料、密封树脂材料来进行固定和外部端子的保护。

在布线基板150例如使钨、钼等质量大的原子或碘化铯(CsI)、氟化钡(BaF2)等通过放射线引起闪烁发光的物质分散。由此，通过使透射了放射线检测元件的放射线衰减，还能够减小放射线泄漏到外部。此外，上述的质量大的原子也能够用作图9所示的布线基板150中的导电层。此外，上述的质量大的原子作为吸收放射线的材料，上述的通过放射线引起闪烁的物质作为将放射线变换为光的材料，能够根据放射线的能量、种类进行选定。

<放射线检测元件的检查方法>

在将本公开的一个实施方式涉及的放射线检测元件100安装在布线基板150之前，优选进行阴极电极111与阳极电极121的开路/短路测试。作为进行开路/短路测试的方法，通过在具有缓冲性的导电性片使放射线检测元件100接触，能够检查阴极电极111与阳极电极121的绝缘性。或者，对于多个阳极电极121的每一个，通过测定针对阴极电极111的静电电容，由此能够确认各电极中的开路/短路。

在将放射线检测元件100安装在布线基板150之后，优选通过施加实际动作时所需的电位或试验电位来确认实用上是否有问题。只要适当进行设定，使得例如通过对阴极电极111施加-400V，对多个阳极电极121各自施加GND，从而在阴极电极111与阳极电极121之间产生必要的电场即可。

(第7实施方式)

在本实施方式中，参照图13以及图14，对安装了多个本公开的一个实施方式涉及的放射线检测元件100的布线基板150A进行说明。

<放射线检测装置的结构>

在图13中，示出在布线基板150A上安装有放射线检测元件100-1、100-2、100-3的例子。放射线检测元件100-1通过多个外部端子131-1与布线基板150A连接。放射线检测元件100-2通过多个外部端子131-2与布线基板150A连接。此外，放射线检测元件100-3通过多个外部端子131-3与布线基板150A连接。

图14是对相邻的放射线检测元件100-1以及放射线检测元件100-2进行俯视观察时的放大图。在放射线检测元件100-1中，在基材10-1上配置有阴极电极111-1。此外，在放射线检测元件100-2中，在基材10-2上配置有阴极电极111-2。放射线检测元件100-1的阴极电极111-1与放射线检测元件100-2的阴极电极111-2通过连接部153电连接。作为连接部153，例如使用铜带、引线接合、导电性膏、焊料连接等。在图14中，示出作为连接部153而通过铜带连接的例子。将多个放射线检测元件100-1、100-2、100-3分别通过连接部153连接，由此能够容易地构成所希望的尺寸的放射线检测装置200。

在本实施方式中，示出了通过连接部153连接相邻的放射线检测元件100-1和放射线检测元件100-2的例子，但是连接方法并不限定于此。在使用多个第3实施方式涉及的放射线检测元件100B或放射线检测元件100C来安装在布线基板150A的情况下，也可以不使用连接部153。例如，在使用多个放射线检测元件100B与布线基板150直接连接的情况下，多个放射线检测元件100B的阴极电极111的每一个通过经由贯通电极122连接的外部端子131，与布线基板150A直接连接。即使在阴极电极111通过外部端子131与布线基板150A直接连接的情况下，为了谋求阴极电极111的电位分布的稳定化，也可以适当使用连接部153来连接相邻的阴极电极111。

如本实施方式所示，通过将多个放射线检测元件安装在布线基板150，能够容易地构成所希望的尺寸的放射线检测装置。

此外，在本公开涉及的放射线检测元件100中，由于在基材10的第2面10b设置有多个外部端子131，所以能够一并进行向布线基板150A的连接，能够缩短放射线检测元件100的组装制造时间。

<放射线检测装置的各参数>

以下示出本公开的一个实施方式涉及的放射线检测装置200的各参数的一个例子。另外，由于以下所示的各参数为一个例子，所以也可以适当地进行变更。

基材的外形：9.6mm方

阴极电极的宽度：9550μm方

阴极电极的开口直径d1：250μm

贯通孔的内径d2：50μm

相邻的阳极电极的间距d3：400μm

基材的厚度：300μm

相邻的基材的距离d6：50μm

从基材的端部到阴极电极为止的距离d7：20μm

从阴极电极的端部到开口部为止的距离d8：30μm

相邻的基材上的阳极电极的距离d9：400μm

通过使相邻的基材10-1、10-2的距离为50μm，配置在放射线检测元件100-1的端部的阳极电极121-1与配置在放射线检测元件100-2的端部的阳极电极121-2的距离成为400μm。由此，能够使配置在放射线检测元件100-1的相邻的阳极电极121间的距离与相邻的放射线检测元件100-1、100-2的阳极电极121-1、121-2间的距离一致。

附图标记说明

10：基材，10a：第1面，10b：第2面，11：贯通孔，12：贯通孔，20：漂移电极，30：腔室，100：放射线检测元件，101：像素电极，111：阴极电极，112：开口部，121：阳极电极，122：贯通电极，123：阳极图案电极，124：贯通电极，125：导电层，131：外部端子，132：外部端子，141：绝缘层，142：布线层，143：绝缘层，144：绝缘层，150：布线基板，151：接合焊盘，152：接合线，153：连接部，200：放射线检测装置，500：放射线检测元件，501：像素电极，511：阴极电极，521：阳极电极，523：阳极图案电极。

Claims (10)

1.一种放射线检测元件，其特征在于，具有：

基材，具有第1面和与所述第1面相反的一侧的第2面；

第1电极，贯通所述基材并将所述第1面侧与所述第2面侧电连接，在所述第1面侧露出；

第2电极，在第1方向上与所述第1电极相邻，贯通所述基材并将所述第1面侧与所述第2面侧电连接，在所述第1面侧露出；

第3电极，在与所述第1方向交叉的第2方向上与所述第1电极相邻，贯通所述基材并将所述第1面侧与所述第2面侧电连接，在所述第1面侧露出；

第4电极，在所述第1方向上与所述第3电极相邻，在所述第2方向上与所述第2电极相邻，贯通所述基材并将所述第1面侧与所述第2面侧电连接，在所述第1面侧露出；

第5电极，配置在所述第1面侧，设置在所述第1电极与所述第2电极之间、所述第2电极与所述第3电极之间、所述第3电极与所述第4电极之间以及所述第4电极与所述第1电极之间，与所述第1电极、所述第2电极、所述第3电极以及所述第4电极的每一个分离开地设置；

第1外部端子，在所述第2面侧与所述第1电极电连接；

第2外部端子，在所述第2面侧与所述第2电极电连接；

第3外部端子，在所述第2面侧与所述第3电极电连接；以及

第4外部端子，在所述第2面侧与所述第4电极电连接，

所述第1外部端子至所述第4外部端子各自电绝缘。

2.根据权利要求1所述的放射线检测元件，其特征在于，

所述第5电极具有包围所述第1电极、所述第2电极、所述第3电极以及所述第4电极的每一个的多个开口部。

3.根据权利要求1所述的放射线检测元件，其特征在于，

所述放射线检测元件还具有：

第6电极，贯通所述基材并将所述第1面侧与所述第2面侧电连接，在所述第1面侧露出；以及

第5外部端子，在所述第2面侧与所述第6电极电连接，

所述第6电极与所述第5电极电连接，

所述第5外部端子与所述第1外部端子至所述第4外部端子电绝缘。

4.根据权利要求1所述的放射线检测元件，其特征在于，

所述放射线检测元件在所述第5电极与所述基材之间还具有第1绝缘层，

所述第1电极的上表面至所述第4电极的上表面从所述第1绝缘层的表面露出。

5.根据权利要求1所述的放射线检测元件，其特征在于，

所述放射线检测元件还具有：

第7电极，在所述第2方向上与所述第3电极相邻，贯通所述基材并将所述第1面侧与所述第2面侧电连接，在所述第1面侧露出；

第6外部端子，在所述第2面侧与所述第7电极电连接；以及

第8电极，配置在所述第1面，与所述第5电极以及所述第7电极分离开地设置，

所述第6外部端子与所述第1外部端子至所述第4外部端子分别电绝缘。

6.根据权利要求5所述的放射线检测元件，其特征在于，

所述第8电极具有包围所述第7电极的第5开口部。

7.根据权利要求5所述的放射线检测元件，其特征在于，

所述放射线检测元件还具有：

第9电极，贯通所述基材并将所述第1面侧与所述第2面侧电连接，在所述第1面侧露出；以及

第7外部端子，在所述第2面侧与所述第9电极电连接，

所述第7外部端子与所述第1外部端子至所述第4外部端子电绝缘。

8.根据权利要求6所述的放射线检测元件，其特征在于，

所述放射线检测元件还具有：

第9电极，贯通所述基材并将所述第1面侧与所述第2面侧电连接，在所述第1面侧露出；以及

第7外部端子，在所述第2面侧与所述第9电极电连接，

所述第7外部端子与所述第1外部端子至所述第4外部端子电绝缘。

9.根据权利要求7所述的放射线检测元件，其特征在于，

所述放射线检测元件还具有：布线基板，与所述第1外部端子至所述第7外部端子电连接，

从所述布线基板对所述第5电极供给与所述第8电极相同的电位。

10.根据权利要求8所述的放射线检测元件，其特征在于，

所述放射线检测元件还具有：布线基板，与所述第1外部端子至所述第7外部端子电连接，

从所述布线基板对所述第5电极供给与所述第8电极相同的电位。

Images