CN1754254A - 半导体装置及使用其的放射线检测器 - Google Patents

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Abstract

使用一体捆扎多条玻璃纤维而形成的、具有贯通孔(20c)的玻璃基板，和由设置在贯通孔(20c)内的导电性部件(21)构成的配线基板(20)。将PD阵列(15)的输出面(15b)上的、与导电性部件(21)一一对应而设置的块状电极(17)，连接在形成于该配线基板(20)的输入面(20a)上的导电性部件(21)的输入部(21a)，构成半导体装置(5)。然后，将闪烁器(10)经由光学粘接剂(11)连接在PD阵列(15)的光学入射面(15a)上，并将信号处理元件(30)经由块状电极(31)连接在配线基板(20)的输出面(20b)上，构成放射线检测器。由此，可制成半导体元件与配线基板上的对应的导电电路得以完善连接的半导体装置、及使用其的放射线检测器。

Description

半导体装置及使用其的放射线检测器
技术领域
本发明涉及一种半导体装置及使用其的放射线检测器，其中，该半导体装置具有配线基板，在该配线基板上设置有可传导电气信号的导电电路。
背景技术
作为在CT(计算机射线断层造影)用传感器等中所使用的放射线检测器，有一种是在作为半导体元件的半导体光检测元件的光入射面上设置闪烁器而构成的检测器。在这种放射线检测器中，当作为检测对象的X射线、γ射线、或者带电粒子线等放射线入射于闪烁器时，在闪烁器内会因放射线而产生闪烁光。于是，半导体光检测元件会检测从闪烁器入射的闪烁光，并输出对应放射线强度的电气信号。
此外，为了对从半导体光检测元件输出的电气信号进行信号处理而设置有信号处理元件。此时，作为电气连接半导体元件和信号处理元件来传导电气信号的构成之一，有下述装置，即，在设置有导电电路的配线基板上连接半导体元件而构成一体的半导体装置，并将信号处理元件连接在该半导体装置的配线基板上的结构。就使用配线基板的这种半导体装置而言，除了被应用在放射线检测器上之外，还被应用在各种用途中(例如，参照日本专利特许第2555720号公报、日本专利特开平3-203341号公报)。
发明内容
对于将配线基板连接在半导体元件上而构成的半导体装置来说，当通过倒装接合法将半导体元件的芯片装配在配线基板上时，通过设置在半导体元件上的块状电极来使半导体元件和配线基板上的对应的导电电路电气连接。
在这种构成中，使半导体元件和配线基板在物理上和电气上得以稳定连接是很重要的。然而，在使用上述块状电极的连接构造中，有时存在较大的块状电极被过度压坏、或者相邻的块状电极彼此互相接触等情况，由于块状电极的大小、高度或者配置等而导致在半导体元件和配线基板的连接上产生问题的情况。
本发明是为了解决上述问题而形成的，其目的在于提供一种能够使半导体元件和配线基板上的对应的导电电路良好地进行连接的半导体装置、以及使用其的放射线检测器。
为了达成上述目的，本发明的半导体装置包括：(1)输出电气信号的半导体元件；(2)在信号输入面与信号输出面之间设置有传导电气信号的导电电路的、并在信号输入面上连接有半导体元件的配线基板；(3)配线基板由玻璃基板和导电性部件构成，其中，上述玻璃基板是，将捆扎包括芯玻璃部和设置在芯玻璃部周围的覆盖玻璃部的纤维状玻璃部件而形成束状的玻璃部件切断成期望厚度，并设置有除去了芯玻璃部的贯通孔，而上述导电性部件被设置在贯通孔内，电气导通信号输入面和信号输出面之间，作为导电电路而工作；(4)半导体元件和配线基板上的对应的导电性部件经由与导电性部件一一对应而形成的块状电极来电气连接。
在上述半导体装置中，连接半导体光检测元件等的半导体元件的配线基板采用的是由多条光纤形成为一体的、在规定位置设置有从输入面到输出面的贯通孔的玻璃基板。使半导体元件的块状电极一一对应于贯通孔及导电性部件，以使半导体元件连接于在配线基板上的导电电路的导电性部件。
根据这种构成时，当将半导体元件装配在配线基板上时，块状电极的一部分会进入到设置导电性部件的贯通孔内。由此，可实现半导体元件与配线基板上的对应的导电电路是经由块状电极而良好连接的半导体装置。在此，在有关配线基板上的导电电路的构成中，优选导电性部件形成在玻璃基板上的贯通孔的内壁上。
此外，玻璃基板上的贯通孔的在信号输入面的开口面积，优选形成为比其在玻璃基板内部的规定位置的开口面积为大。当为这种构成时，连接块状电极一侧的贯通孔的开口面积会加大，可使块状电极可靠地连接在设置于贯通孔内的导电性部件。
贯通孔的具体构成优选为，在玻璃基板上的贯通孔的在信号输入面侧的规定范围形成为从信号输入面向玻璃基板内部逐渐缩小其开口面积的锥形状。或者，玻璃基板上的贯通孔的在信号输入面侧的规定范围，优选是以比其在玻璃基板内部的包含规定位置的范围的开口面积大的规定开口面积，形成为凹形状。
此外，在玻璃基板上的贯通孔中，也可以至少包含具有规定开口面积的第一贯通孔和具有与第一贯通孔不同开口面积的第二贯通孔的结构。在这种结构中，可根据与设置于贯通孔的导电性部件连接的块状电极的大小或高度，来适当地设定各个贯通孔的开口面积。
此外，还可以具有连接于配线基板的信号输出面的、能够处理从半导体元件来的电气信号地信号处理设备的构成。由此，可制成从半导体元件所输出的电气信号能够由其信号处理设备所处理的结构的半导体装置。
此外，本发明的放射线检测器是由含有上述半导体装置所构成的放射线检测器，包括：(1)含有半导体元件的、能够检测入射的放射线并输出电气信号的放射线检测设备；(2)能够处理来自放射线检测设备的电气信号的信号处理设备；以及(3)含有配线基板的、使放射线检测设备以及信号处理设备分别连接在信号输入面和信号输出面的配线基板部。
在上述放射线检测器中，作为电气连接放射线检测设备与信号处理设备并传送电气信号的检测信号的配线基板部，使用的是和放射线检测设备所含有的半导体元件一起构成上述半导体装置的配线基板。根据这种结构时，半导体元件与配线基板上的对应的导电性部件得以良好地连接，因而，能够实现可靠地执行从放射线检测设备到信号处理设备的检测信号的传送，以及在信号处理设备的检测信号的处理的放射线检测器。
因此，当将上述半导体装置应用在放射线检测器上时，优选配线基板使用的玻璃基板是以具有放射线遮蔽功能的规定玻璃材料所形成的。由此，可抑制放射线从放射线检测设备透射到信号处理设备。这种玻璃材料例如为含有铅的玻璃材料。
此外，在放射线检测设备的构成中，放射线检测设备可以采用具有由放射线的入射而产生闪烁光的闪烁器和能够检测闪烁光的半导体光检测元件的结构。或者，放射线检测设备也可以采用具有可检测所入射的放射线的半导体光检测元件的结构。
附图说明
图1是表示半导体装置及使用其的放射线检测器的一个实施方式的截面构造的侧面截面图。
图2是表示图1所示的放射线检测器的构成的分解立体图。
图3A、图3B是表示配线基板的(A)信号输入面、以及(B)信号输出面的构成平面图。
图4A、图4B是表示配线基板的贯通孔和设置在贯通孔的导电性部件的构成的一个例子的图。
图5A、图5B是表示配线基板上的贯通孔和导电性部件的构成、以及与块状电极的连接的一个例子的图。
图6A、图6B是表示配线基板上的贯通孔和导电性部件的构成、以及与块状电极的连接的另一个例子的图。
图7A、图7B是表示配线基板上的贯通孔和导电性部件的构成、以及与块状电极的连接的再一个例子的图。
图8A～图8E是表示配线基板的制造方法的一个例子的图。
图9A、图9B是表示配线基板的制造方法的一个例子的图。
图10A、图10B是表示配线基板的制造方法的一个例子的图。
图11A～图11C是表示配线基板的制造方法的一个例子的图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的半导体装置及使用其的放射线检测器的优选实施方式进行详细说明。其中，在附图的说明中，对同一要素标注同一符号，并省略其重复的说明。此外，附图的尺寸比率并不一定与说明的一致。
图1是表示本发明的半导体装置及放射线检测器的一个实施方式的截面构造的侧面截面图。此外，图2是分解各构成要素来表示图1的半导体装置及放射线检测器的构成的立体图。其中，在以下各个附图中，为了方便说明，如图1及图2所示，设沿着放射线入射方向的轴为z轴，设与该z轴正交的两个轴分别为x轴、y轴。这里，z轴的负方向是从配线基板的信号输入面向信号输出面的导电方向，以及放射线检测器的各构成要素的布置方向。
图1所示的放射线检测器具备闪烁器10、半导体装置5、以及信号处理部3。如图2所示，这些构成要素以该顺序沿着规定的布置方向，从上游侧(图中上侧)向下游侧(下侧)来配置。
首先，对由光电二极管阵列15以及配线基板20构成的半导体装置5进行说明。
光电二极管阵列(PD阵列)15是构成半导体装置5的上游侧部分。该PD阵列15是配置有多个光电二极管(PD)的半导体光检测元件阵列，其中，所述光电二极管(PD)是作为检测入射光并输出对应于光强度的电气信号的半导体元件。
在图2中，作为PD阵列15的构成例，表示的是以x轴及y轴作为配置轴，将4×4＝16个光电二极管16以二维状配置而成的PD阵列15。此外，PD阵列15的下面15b形成为用于输出从各光电二极管16的检测信号的信号输出面。在该信号输出面15b上，以对应于各个光电二极管16的方式将作为检测信号输出用电极的16个块状电极17排列配置为4×4。其中，虽然图未示出，但是基板电极(共通电极)用块状电极也可以采用与检测信号输出用电极相同的方式。
配线基板20构成为半导体装置5的下游侧部分。在该配线基板20上设置有用于在信号输入面20a和信号输出面20b之间传导电气信号的导电电路，其信号输入面20a与上述PD阵列15连接。
具体地说，就配线基板20而言，捆扎包括芯玻璃部和设置在芯玻璃部周围的覆盖玻璃部的纤维状玻璃部件(玻璃纤维)作为束状的玻璃部件，使用以与玻璃纤维的轴交叉的规定方向将其切断成期望厚度的玻璃基板。在本实施方式中，由于是将半导体装置5应用在放射线检测器上，因而，作为配线基板20的玻璃材料使用的是含有铅的铅玻璃材料等具有放射线遮蔽功能的规定玻璃材料。
图3A以及图3B是分别表示配线基板20的构成的平面图，图3A表示的是作为其上面的信号输入面20a，而图3B表示的是作为其下面的信号输出面20b。其中，该图仅示出了其主要部分，省略了对应PD阵列的基板电极部分等的图示。
图4A以及图4B表示的是配线基板20的贯通孔20c、以及设置在贯通孔20c的导电性部件21的构成的一个例子，图4A是上面图，图4B是I-I箭头方向的截面图。
在构成配线基板20的玻璃基板上，对于玻璃基板含有的多个玻璃纤维中的规定玻璃纤维来说，除去其中心的芯玻璃部，形成从信号输入面20a到信号输出面20b的贯通孔20c。此外，在各个贯通孔20c中设置可使信号输入面20a和信号输出面20b之间电气导通的、具有导电电路功能的导电性部件21。在本实施方式中，对应于PD阵列15的结构而设置4×4＝16个贯通孔20c以及导电性部件21。这些贯通孔20c和导电性部件21是与PD阵列15的块状电极17同一间距而形成。
在配线基板20上，以二维排列而形成有多个(例如4×4＝16个)贯通孔20c。如图4B所示，各个贯通孔20c以垂直于配线基板20的信号输入面20a以及信号输出面20b的轴为中心轴，形成为具有圆形的截面形状。此外，在本实施方式中，贯通孔20c的信号输入面20a一侧的规定范围形成为从信号输入面20a向着玻璃基板内部逐渐缩小开口面积而形成锥形形状的锥形部20d。此外，信号输出面20b的规定范围形成为从信号输出面20b向着玻璃基板内部逐渐缩小开口面积而形成锥形形状的锥形部20e。
电气导通信号输入面20a和信号输出面20b之间的导电性部件21作为形成在贯通孔20c的内壁上的部件而被设置在该贯通孔20c上。具体地说，如图4A以及图4B所示，在包括锥形部20d、20e的贯通孔20c的内部，在其内壁上形成有导通部21c。此外，在信号输入面20a上的锥形部20d的外围部位形成有与导通部21c连接的输入部21a。此外，在信号输出面20b上的锥形部20e的外围部位形成有与导通部21c连接的输出部21b。通过这些导通部21c、输入部21a、以及输出部21b而构成作为配线基板20上的导电电路的导电性部件21。
如图3A所示，在配线基板20的信号输入面20a上，导电性部件21的输入部21a被设置在对应于PD阵列15的输出面15b上的块状电极17的位置上。在此，PD阵列15的块状电极17与配线基板20的贯通孔20c以及导电性部件21是一一对应的，输入部21a成为连接于块状电极17的电极座。
对于块状电极17来说，其相对于配线基板20上的对应的导电性部件21，以块状电极17的一部分进入到设置导电性部件21的贯通孔20c内部的方式而连接。因此，输出PD阵列15的检测信号的光电二极管16，通过块状电极17而与作为传送配线基板20上的检测信号的导电电路的导电性部件21电气连接。
此外，如图3B所示，在配线基板20的输出面20b上，除了导电性部件21的输出部21b外，还形成有电极座22。此外，电极座22通过配线23与对应的导电性部件21的输出部21b电气连接。此外，在输出面20b上形成有电极座24。该电极座24用于与后述外壳40连接。
接着，对包含上述半导体装置5的放射线检测器的结构进行说明。
在半导体装置5的PD阵列15的上游侧设置闪烁器10，其上面10a成为放射线检测器的放射线入射面。闪烁器10通过从入射面10a入射X射线、γ射线或者带电粒子线等的放射线而产生规定波长的闪烁光。此外，闪烁器10的下面的光射出面10b与PD阵列15的上面的光入射面15a之间通过可使闪烁光透过的光学粘接剂11而在光学上连接粘接。
这里，通过闪烁器10以及PD阵列15构成本放射线检测器中的放射线检测部1。该放射线检测部1是检测入射的放射线，并将检测信号作为对应于其强度的电气信号进行输出的检测设备。此外，通过配线基板20而构成连接放射线检测部1和信号处理部3的配线基板部2。
在半导体装置5的配线基板20的下游侧设置有信号处理部3和外壳(封装体)40。在本实施方式中，信号处理部3由设置有用于处理来自PD阵列15的检测信号的信号处理电路的信号处理元件30构成。
在信号处理元件30的上面上形成有块状电极31。该块状电极31被设置在对应配线基板20的输出面20b上的电极座22的位置。由此，作为在配线基板20上的传送检测信号的导电电路的导电性部件21，经由其输出部21b、配线23、电极座22、以及块状电极31，而与设置在信号处理元件30上的信号处理电路电气连接。
其中，在图中仅示出了对应于PD阵列的信号输出的块状电极，但是，信号处理电路的驱动信号和来自信号处理电路的输出信号也同样经由块状电极而连接于在配线基板20的输出面20b上的规定电极座，并经由在配线基板20的输出面20b上的电极座24和在外壳40上的块状电极44而与规定的导线43电气连接。
此外，外壳40是一体保持闪烁器10、由PD阵列15以及配线基板20构成的半导体装置5、和信号处理元件30的保持部件。对于该外壳40来说，在其上面设置有作为凹部的、可将信号处理元件30收容在其内部的元件收容部41，和设置在元件收容部41的外围的、可经由其块状电极44而连接于配线基板20的电极座24来同时支承闪烁器10、半导体装置5以及信号处理元件30的支承部42。此外，在外壳40的下面设置有用于向外部输入输出电气信号的导线43。
在上述构成中，当X射线等放射线入射到放射线检测部1的闪烁器10时，在闪烁器10内会由于放射线而产生闪烁光，该闪烁光经由光学粘接剂11而入射到作为半导体元件的PD阵列15的光电二极管16。光电二极管16检测该闪烁光，并输出对应于放射线强度的电气信号。
从PD阵列15的各光电二极管16输出的电气信号依序经由对应的块状电极17、配线基板20的导电性部件21、以及块状电极31，而被输入到信号处理元件30。然后，在信号处理元件30的信号处理电路中进行信号处理。
接着，对本实施方式的半导体装置以及放射线检测器的效果进行说明。
在图1～图4A、图4B所示的半导体装置5中，对于连接作为半导体元件阵列的PD阵列15的配线基板20来说，使用的是由多条玻璃纤维一体形成的、并设置有在其规定位置除去了芯玻璃部的贯通孔20c的玻璃基板。因此，能够通过以期望的孔径和间距而形成用于设置导电性部件21的贯通孔20c的玻璃基板来构成配线基板20。例如，在这种结构的玻璃基板中，可由微细的孔径及间距而形成贯通孔20c。此外，可容易地实施配线基板20的大面积化和薄型化。
此外，使PD阵列15的块状电极17与贯通孔20c以及形成在贯通孔20c的导电性部件21一一对应，这样来使作为半导体元件的PD阵列15的光电二极管16与作为配线基板20上的导电电路的导电性部件21相连接。由此，能够良好地连接块状电极17和导电性部件21。
此外，在适用于半导体装置5的放射线检测器中，作为电气连接放射线检测部1和信号处理部3来传送检测信号的配线基板20来说，使用的是与放射线检测部1所含有的PD阵列15一起构成半导体装置5的配线基板20。在该结构中，因为PD阵列15的光电二极管16良好地与配线基板20上的导电性部件21连接，所以，能够实现可靠地进行从放射线检测部1到信号处理部3的检测信号的传送以及在信号处理部3的检测信号的处理的放射线检测器。
这样，当将由半导体元件和配线基板构成的半导体装置应用在放射线检测器中时，作为配线基板20所使用的玻璃基板，优选是以具有放射线遮蔽功能的规定玻璃材料所形成的基板。因此，能够抑制放射线的从位于配线基板20的上面20a侧的放射线检测部1向位于其下面20b侧的信号处理部3的透过。
作为这种玻璃材料，例如有含有铅的玻璃材料。当使用铅玻璃材料时，有关玻璃材料的铅含有量优选能够根据在该放射线检测器中所要求的放射线遮蔽功能的程度等而做适当的设定。此外，也可以使用铅玻璃以外的具有放射线遮蔽功能的玻璃材料。或者，在不需要放射线的遮蔽时，或者将上述半导体装置应用在放射线检测器以外的装置时，也可以使用无放射线遮蔽功能的玻璃材料。
图5A以及图5B表示的是配线基板上的贯通孔以及导电性部件的具体构成，以及其与块状电极连接的一个例子的图。图5A表示的是连接前的状态，图5B表示的是连接后的状态。
在本构成例中，如图1所示，使用在由玻璃纤维形成的玻璃基板的贯通孔20c内设置导电性部件21的配线基板20，和具有以与贯通孔20c及导电性部件21一一对应的方式而形成的块状电极17的PD阵列15，来构成半导体装置5。
根据这种结构，如图5B所示，当将PD阵列15安装在配线基板20上时，块状电极17的一部分会进入到设置导电性部件21的贯通孔20c的内部。因此，块状电极17和导电性部件21的接触面积增大，PD阵列15的光电二极管16和配线基板20上的对应的导电性部件21能够经由块状电极17在电气以及物理上良好地进行连接。作为配线基板20上的导电性部件21，如图4A以及图4B所示，优选使用形成在贯通孔20c的内壁上的部件。
这里，在使用块状电极来连接半导体元件和配线基板的结构中，有时会因为块状电极的大小、高度或者配置等原因，而在半导体元件和配线基板的连接上产生问题。例如，在图5A所示的例子中，图中示出了设置在PD阵列15的输出面15b上的四个块状电极17，但是，在这些块状电极17中，在内侧的两个是稍微小一点的块状电极171，在外侧的两个是比块状电极171大的块状电极172。
在这种结构中，当在PD阵列15上安装有配线基板20时，存在PD阵列15与配线基板20之间的间隙成为不均等、或者大的块状电极被过度地压坏等问题。此外，在块状电极的间距太窄时，会有在装配时相邻的块状电极彼此之间接触而短路的问题。
针对于此，在上述构成的配线基板20中，如图5B所示，是使块状电极17的一部分可随着该块状电极17的大小或高度，各自以不同深度进入其所对应的设置导电性部件21的贯通孔20c的内部。因此，可防止在装配时的块状电极17被过度压坏，以致扩大到对应的电极座的周围等情况发生。因而，块状电极彼此之间不会发生短路，能够使块状电极17与其对应的导电性部件21获得良好的连接。
此外，在图1、图5A以及图5B所示的结构中，设置在配线基板20的贯通孔20c中的输入面20a侧的规定范围作为锥形部20d。当为这种结构时，因为在块状电极17接触的输入面20a侧，贯通孔20c的开口面积(圆形内径)会增大，因此，块状电极17相对导电性部件21的连接会由锥形部20d所引导，可使块状电极17更容易地进入贯通孔20c。因此，能够使块状电极17可靠地连接在导电性部件21上。
对于这种配线基板20的贯通孔20c来说，一般地，优选在输入面20a的开口面积形成为比在玻璃基板内部的规定位置(例如包含中心位置的开口面积成为恒定的范围内的位置)的开口面积大的形状。作为这种结构，除了上述贯通孔的输入面侧规定范围形成为锥形的构成外，还可采用各种各样的构成。
图6A以及图6B是配线基板上的贯通孔以及导电性部件的具体构成，以及其与块状电极的连接的另一个例子。图6A是连接前的状态，图6B是连接后的状态。
在本构成例中，在设置于配线基板20上的贯通孔20c中，输入面20a侧的规定范围是形成为其开口面积(内径)比玻璃基板内部的包含规定位置(例如中心位置)范围的开口面积(圆形内径)大的凹形的凹部20f。在这种结构中，在输入面20a侧的规定范围与锥形部20d的构成相同，因为块状电极17连接的输入面20a侧的贯通孔20c的开口面积增大，所以可使块状电极17可靠地连接在导电性部件21上。
其中，作为设置在配线基板20上的贯通孔20c的结构，也可以在其输入面20a侧不设置改变开口面积的锥形部20d或者凹部20f等，而形成为具有一定开口面积(圆形内径)的筒状的形状。
图7A及图7B是表示配线基板上的贯通孔和导电性部件的具体构成，以及其与块状电极的连接的另一个例子的图。图7A表示的是连接前的状态，图7B表示的是连接后的状态。
在图7A所示的例子中，图中示出了在PD阵列15的输出面15b上设置有四个块状电极17，但和图5A同样，这些电极17中，在内侧的两个是稍微小一点的块状电极171，在外侧的两个是比块状电极171大的块状电极172。
针对于此，在本构成例中，对于对应块状电极17的四个贯通孔20c来说，将其中对应块状电极171内侧的两个作为开口面积稍微小一点的贯通孔(第一贯通孔)201c，将其中对应块状电极172外侧的两个作为开口面积比贯通孔201c大的贯通孔(第二贯通孔)202c。
在这种结构中，块状电极材料使用的是对金属有较高浸润性的焊料等，当在贯通孔的导电性部件的最表面上形成有受焊料的浸润性较高的金属时，可获最较好的效果。
这样一来，作为配线基板20上的贯通孔20c，若设置开口面积互不相同的贯通孔201c、202c的构成时，可根据与导电性部件21连接的块状电极17的大小或者高度，适当地设定各个贯通孔20c的开口面积。由此，不需考虑块状电极17在大小或者高度上等的差异，能够可靠地与对应的导电性部件21连接。
接着，参照图8A～图11C来说明图1所示的半导体装置以及放射线检测器上的配线基板所用的玻璃基板及其制造方法。其中，这里表示的是具有贯通孔的玻璃基板的一般构成例及其制造方法。因此，以下所示的玻璃基板在形状及构成上与图1所示的放射线检测器所使用的配线基板有所差异。
首先，如图8A所示，准备包括芯玻璃部63和设置在其周围的覆盖玻璃部65的基底材料61。对于该基底材料61来说，其外径例如为40～45mm左右，而芯玻璃部63的外径例如为28～31mm左右。芯玻璃部63由酸溶解性玻璃构成，覆盖玻璃部65由铅玻璃、苏打石灰(纳钙)玻璃、科瓦铁镍钴合金(Kovar)玻璃、耐热玻璃(Pyrex)等构成。然后，如图8B所示，对上述基底材料61进行拉线，制成作为纤维状玻璃部件的玻璃纤维67。玻璃纤维67的外径例如为0.4mm左右。
接着，如图8C所示，捆札多条上述玻璃纤维67，并排列在规定的模型69内。在此，是使用从玻璃纤维67的中心轴向看呈六角形的模型69，将一万条左右的玻璃纤维67堆积在模型69内。由此，如图8D所示，玻璃纤维67排列成从其中心轴向看呈六角形。其中，也可使用从玻璃纤维67的中心轴向看呈三角形或四角形的模型，而将玻璃纤维67排列成三角形或者四角形。
接着，如图8E所示，将排列状态的玻璃纤维67的束进行拉丝，制成多纤维71。多纤维71的外径例如为0.7mm左右。
接着，如图9A所示，将多条被拉线过的多纤维71排列并收容在规定玻璃管73内。玻璃管73的内径为100mm左右。接着，如图9B所示，对被容纳在玻璃管73内的多纤维71进行加热，使其彼此熔融粘着。此时，在玻璃管73的一端连接有比该玻璃管73细的玻璃管75，通过旋转泵等的排气来降低其内部压力，以使玻璃管73和容纳在其内部的多纤维71彼此之间能够在加热时由大气压而使其无间隙相接触并熔融粘着。
加热温度例如为600度左右。内部压力为0.5Pa左右。此外，玻璃管73的另一端是被封闭的。通过以上的工程，在玻璃管73内形成多条多纤维71呈熔融粘着状态的束状的玻璃部件77。
接着，拆除玻璃管75及封闭的部分。然后，如图10A所示，用砂轮79等研磨玻璃管73的外围，进行束状的玻璃部件77的整形(暴露外径)。当在进行该束状的玻璃部件77的暴露外径的工程时，可以使用外围研磨机。
接着，如图10B所示，将束状的玻璃部件77以期望厚度进行切断。此时，通过使用切割机81、沿着与其中心轴正交的轴1将束状的玻璃部件77切断，能够取得图1所示的配线基板20那样的、贯通孔形成为以垂直上面以及下面的轴为其中心轴的形状的玻璃基板。
或者，也可以如图10B所示那样，以相对于与中心轴正交的轴1倾斜规定角度θ的方式，来使用切割机81将束状的玻璃部件77切断。而且，对于由切割机81切断的玻璃部件来说，其横截面是要经过研磨的。通过这些工程，可形成图11A以及图11B所示那样的板状玻璃部件83。其中，这里，例示的是在以角度θ倾斜的方式而被切断的情况下的玻璃部件83。
接着，如图11C所示，从板状玻璃部件83除去芯玻璃部63(拔芯)。此时，使用HNO3或者HCl、通过蚀刻技术来除去芯玻璃部63。由此，形成多个在厚度方向上贯通板状玻璃部件83的贯通孔84，形成具有贯通孔的玻璃基板。
作为图1所示的半导体装置5以及使用其的放射线检测器的配线基板20，例如可以使用由上述制造方法得到的玻璃基板，其中，在其贯通孔内形成有作为导电电路的导电性部件。即，在这种构成的玻璃基板中，根据放射线检测器的结构来设定其基板的形状以及贯通孔的个数、配置等。然后，在设置于玻璃基板上的贯通孔中形成作为导电电路的导电性部件，而且，在其各面上分别形成有由所必要的电极和配线所构成的电路图案，通过这样而得到具有图3A以及图3B所示构成的配线基板。
以下，对图1所示的半导体装置以及放射线检测器的制造方法以及其具体的构成例概略地进行说明。
首先，将上述由多条玻璃纤维捆扎成束状的玻璃部件切断，以形成板状玻璃部件，同时，除去规定的芯玻璃部来准备具有贯通孔的玻璃基板。接着，在贯通孔内形成作为导电电路的导电性部件，而且，在输入面以及输出面的两面上分别形成具有必要电极以及配线的电路图案，制成半导体装置5所使用的配线基板20。
在图1所示的构成中，对于半导体装置5上的配线基板来说，在设置于玻璃基板上的贯通孔20c内，形成由导通部21c、输入部21a以及输出部21b构成的导电性部件21。而且，在其输出面20b上形成有电极座22、24以及配线23，以作为配线基板20。
作为形成在玻璃基板上的上述导电性部件以及电路图案，例如可以由氮化钛(TiN)、镍(Ni)、铝(Al)、铬(Cr)、铜(Cu)、银(Ag)、金(Au)或者这些的合金构成的导电性金属层来形成。这种金属层可以是单一的金属层，也可以是复合膜或者层积膜。此外，作为其具体的形成方法，可以由蒸镀、CVD(化学气相沉积)、电镀、或者溅射等方法形成金属膜，并用光蚀刻法或者蚀刻加工等在玻璃基板上形成期望的图案。或者，也有在玻璃基板上设置期望图案的掩膜，然后用上述方法形成金属层再除去掩膜的方法。此外，如有必要，还可以进一步在配线基板20上形成块状电极。
在制成配线基板20后，使形成有块状电极31的信号处理元件30的IC芯片对准设置在配线基板20的输出面20b上的电极座22，将其在物理以及电气上连接。此外，使形成有块状电极17的PD阵列15对准设置在配线基板20的输入面20a上的、作为电极座的导电性部件21的输入部21a，将其在物理以及电气上连接。
作为形成块状电极31、17的块状材料，例如可以使用镍(Ni)、铜(Cu)、银(Ag)、金(Au)、焊料、含有导电性填充物的树脂、或者这些的复合材料，形成为层积结构。此外，在块状电极与其下面的电极座之间，还可以插入块底金属(UBM：under bump metal)。
接着，使形成有块状电极44的外壳40对准设置在配线基板20的输出面20b上的电极座24，将其在物理以及电气上连接。通过以上的工序，可经由设置在外壳40的导线43来与外部电路之间进行信号的输入输出动作。而且，在PD阵列15的光入射面15a上，通过经由光学粘接剂11安装闪烁器10，而能够得到图1所示的放射线检测器。
这里，在半导体装置5中，对于作为半导体光检测元件阵列而设置的PD阵列15来说，可以使用其光电二极管是形成在光入射面(表面)15a上的表面入射型，或者，也可使用其光电二极管是形成在信号输出面(背面)15b上的背面入射型。此外，也可以对光检测元件的光电二极管的个数或者排列等进行适宜地设定。
此外，对于将来自光电二极管的检测信号从输出面15b输出的结构来说，例如，可以根据PD阵列的具体构成而利用在输出面15b上形成的电路图案的结构，或者形成在PD阵列15内的贯通电极的结构等。
此外，在图1所示的放射线检测器中，作为放射线检测部1的结构，采用的是包含可由放射线的入射而产生闪烁光的闪烁器10，和设置有作为检测来自闪烁器10的闪烁光的半导体光检测元件的光电二极管16的PD阵列15的结构。这种结构是由闪烁器10将所入射的X射线等放射线转换为规定波长的光(例如，可见光)后，由Si-PD阵列等半导体光检测元件检测的间接检测型的结构。
或者，作为放射线检测部，也可以不设置闪烁器，而采用具有可检测入射的放射线的半导体光检测元件的构成。这种构成是用CdTe或者CdZnTe等所形成的半导体光检测元件以检测入射的X射线等放射线的直接检测型的构成。或者，也可以由在Si中将其厚度充分加厚使其成为全耗尽层来使用，或者使其形成为可从背面入射的构造来实现。这些例如相当于在图1的构成中去掉闪烁器10，并将PD阵列15置换成半导体光检测元件阵列的构成，此时，通过半导体光检测元件和配线基板而构成半导体装置。
此外，由半导体元件和配线基板组成的上述构成的半导体装置，除了放射线检测器之外，还可以应用在各种装置上。此时，作为半导体元件，也可以使用半导体光检测元件或者半导体光检测元件以外的元件。此外，除了配线基板以及连接在配线基板的信号输入面上的半导体元件之外，还可以在配线基板的信号输出面上连接信号处理元件，并经由配线基板将半导体元件和处理半导体元件所输出的电气信号的信号处理元件构成为一体的半导体装置。
此外，就配线基板20与信号处理元件30的连接等而言，优选为如上述实施方式那样，经由块状电极在电气上连接的直接接合方式。当以这种使用金属块状电极作为电气连接设备时，能够合适地在电气上对各部分进行连接。
此外，在图1所示的放射线检测器中，在配线基板20的输出面20b上，除了导电性部件21的输出部21b之外，还设置有用于连接信号处理元件30的电极座22。对于该电极座来说，也可以是将导电性部件21的输出部21b原样作为电极座来使用的构成。
或者，除了使用这种块状电极的构成之外，还可以采用在块状电极连接后的不足部分充填树脂的构成，或者以各向异性导电性薄膜(ACF)方式、各向异性导电性糊料(ACP)方式、非导电性糊料(NCP)方式等的构成。此外，对于各个基板来说，也可以根据需要，在使电极座保持开口的状态下，形成由绝缘性物质构成的钝化膜。
工业实用性
对于本发明的半导体装置以及使用其的放射线检测器来说，如上所详细说明的，可作为良好地连接半导体元件和配线基板上的对应的导电电路之间的半导体装置、以及使用其的放射线检测器来利用。即，作为连接半导体元件所用的配线基板，是由多条玻璃纤维形成为一体的、在其规定位置设置有从输入面到输出面的贯通孔的玻璃基板，同时，使半导体元件的块状电极与贯通孔以及导电性部件一一对应，以使半导体元件连接在配线基板上的导电电路的导电性部件，因而，当将半导体元件装配在配线基板上时，块状电极的一部分会进入到设置导电性部件的贯通孔内。由此，可实现其半导体元件与在配线基板上所对应的导电电路之间是经由块状电极而获得良好连接的半导体装置。
此外，根据使用这种结构的半导体装置的放射线检测器时，由于其半导体元件和在配线基板上所对应的导电部件之间有良好的连接，由此，能够实现可靠地执行从放射线检测设备到信号处理设备的检测信号的传送以及在信号处理设备的检测信号的放射线检测器。

Claims (11)

1.一种半导体装置，其特征在于，包括：
输出电气信号的半导体元件；和
在信号输入面与信号输出面之间设置有传送所述电气信号的导电电路的、并在所述信号输入面上连接有所述半导体元件的配线基板，
所述配线基板由玻璃基板和导电性部件构成，其中，所述玻璃基板，将捆扎包括芯玻璃部和设置在芯玻璃部周围的覆盖玻璃部的纤维状玻璃部件而形成的束状的玻璃部件切断成期望厚度，并设置有除去了所述芯玻璃部的贯通孔，而所述导电性部件被设置在所述贯通孔内，电气导通所述信号输入面和所述信号输出面之间，作为所述导电电路而工作，
所述半导体元件和所述配线基板上的对应的所述导电性部件经由与所述导电性部件一一对应而形成的块状电极来电气连接。
2.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于：
所述导电性部件形成在设置于所述玻璃基板上的所述贯通孔的内壁上。
3.如权利要求1或者2所述的半导体装置，其特征在于：
所述玻璃基板上的所述贯通孔以所述信号输入面的开口面积比所述玻璃基板的内部的规定位置的开口面积大的方式而形成。
4.如权利要求3所述的半导体装置，其特征在于：
所述玻璃基板上的所述贯通孔的所述信号输入面侧的规定范围，形成为从所述信号输入面向所述玻璃基板的内部逐渐缩小开口面积的锥形状。
5.如权利要求3所述的半导体装置，其特征在于：
所述玻璃基板上的所述贯通孔的所述信号输入面侧的规定范围，以比包含所述玻璃基板内部的规定位置的范围的开口面积大的开口面积而形成为凹形状。
6.如权利要求1～5中的任何一项所述的半导体装置，其特征在于：
所述玻璃基板至少具有规定开口面积的第一贯通孔和与该第一贯通孔不同开口面积的第二贯通孔来作为所述贯通孔。
7.如权利要求1～6中的任何一项所述的半导体装置，其特征在于：
包括连接于所述配线基板的所述信号输出面的、处理来自所述半导体元件的所述电气信号的信号处理设备。
8.一种放射线检测器，是由含有权利要求7所述的半导体装置构成的放射线检测器，其特征在于，包括：
含有所述半导体元件的、检测入射的放射线并输出所述电气信号的放射线检测设备；
处理来自所述放射线检测设备的所述电气信号的所述信号处理设备；和
含有所述配线基板的、使所述放射线检测设备以及所述信号处理设备分别连接在所述信号输入面以及所述信号输出面的配线基板部。
9.如权利要求8所述的放射线检测器，其特征在于：
所述玻璃基板是由具放射线遮蔽功能的规定玻璃材料形成。
10.如权利要求8或者9所述的放射线检测器，其特征在于：
所述放射线检测设备包括，通过放射线的入射而产生闪烁光的闪烁器、和检测来自所述闪烁器的所述闪烁光的所述半导体元件。
11.如权利要求8或者9所述的放射线检测器，其特征在于：
所述放射线检测设备具有检测入射的放射线的所述半导体元件。
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