DE112013001689T5

DE112013001689T5 - Verfahren zur Herstellung einer dualen Szintillatoranordnung

Info

Publication number: DE112013001689T5
Application number: DE112013001689.3T
Authority: DE
Inventors: c/o HITACHI METALS LTD. Nitta Hideo; c/o HITACHI METALS LTD. Shigekawa Akira; c/o HITACHI METALS LTD. Shiota Satoshi; c/o HITACHI METALS LTD. Nagatomo Hiroyuki
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 2012-03-30
Filing date: 2013-03-07
Publication date: 2015-01-15
Anticipated expiration: 2033-03-08
Also published as: US9899113B2; WO2013146167A1; JP5854128B2; CN104115233A; JPWO2013146167A1; DE112013001689B4; CN104115233B; US20150033541A1

Abstract

Ein Verfahren zur Herstellung einer dualen Szintillatoranordnung weist die folgenden Schritte auf: Verbinden einer ersten und einer zweiten Szintillatorstabanordnung mittels einer Harzzwischenschicht so, dass beide Szintillatorstäbe in Laminationsrichtung ausgerichtet sind, wobei die Szintillatorstabanordnungen unterschiedliche Empfindlichkeitsverteilungen in Bezug auf die Röntgenstrahlenergieerfassung sowie mehrere parallele Nuten mit identischen Zwischenräumen aufweisen, Schneiden der zu einem Stück verbundenen Stabanordnung in einer die Szintillatorstäbe kreuzenden Richtung und Beschichten von einer der Schnittflächen eines jeden Teils der zusammengefügten Stabanordnung mit einem Harz.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur hochpräzisen Herstellung einer dualen Szintillatoranordnung, die bei Strahlungsdetektoren usw. eingesetzt wird.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Eine Computertomographievorrichtung (CT-Vorrichtung) stellt eine radiographische Untersuchungsvorrichtung dar. Die CT-Vorrichtung weist eine Röntgenröhre zum Abstrahlen von Röntgenfächerstrahlen und einen Strahlungsdetektor auf, der eine große Zahl von Strahlungsdetektorelementen umfasst. Die Röntgenröhre und der Strahlungsdetektor sind einander gegenüber angeordnet, wobei sich das Messobjekt im Zentrum befindet. Von der Röntgenröhre abgestrahlte Röntgenfächerstrahlen durchdringen das zu messende Objekt und werden durch den Strahlungsdetektor erfasst. Jede Bestrahlung erfolgt unter einem anderen Winkel, wobei Röntgenstrahlenabsorptionsdaten aufgenommen werden, um die Röntgenstrahlabsorption an jeder Stelle eines jeden Querschnitts des Objekts mittels Computeranalyse zu berechnen und hierdurch ein auf Röntgenstrahlabsorption basierendes Bild zu schaffen. Der Strahlungsdetektor kann ein Detektor mit einer Kombination aus einer Szintillatoranordnung und Siliziumphotodioden oder ein Detektor mit einer Szintillatoranordnung und Photomultipliern sein.
In der JP 2001-174564 A wird eine Röntgendetektoranordnung offenbart, die zwei Arten von Szintillatorelementen aufweist, die zum Erfassen von Röntgenstrahlen unterschiedlicher Energieverteilungen in Richtung der Röntgenstrahlung angeordnet sind, sowie Licht erfassende Elemente, von denen jedes jeweils einem Szintillatorelement zugeordnet und in einer Richtung senkrecht zu den Szintillatorelementen angeordnet ist, wobei mehrere der Szintillatorelemente und mehrere der Licht erfassenden Elemente in einer Linie angeordnet sind. Die mehreren Szintillatorelemente sind in einem zweidimensionalen Matrixmuster zu einem Stück gefügt in einem Licht reflektierenden Material eingegossen. In der JP 2001-174564 A ist ein Beispiel veranschaulicht, bei dem dreistufige Szintillatorelemente in einer Röntgenstrahlübertragungsrichtung (j-Richtung) angeordnet sind. In der JP 2001-174564 A enthält jedoch keine ausdrückliche Offenbarung des Herstellungsverfahrens für die Röntgendetektoranordnung.
In der WO2006/114715 ( JP 2008-538966 A ) wird als dualer Energiedetektor, der zwei Arten von Szintillatoren mit unterschiedlicher Empfindlichkeitsverteilung der Röntgenstrahlenergieerfassung aufweist, ein Strahlungsdetektor offenbart, der obere Szintillatoren, die gegenüber einer Röntgenquelle angeordnet sind, um Strahlungen zu empfangen und niederenergetische Strahlung in Licht umzuwandeln und gleichzeitig eine Transmission von hochenergetischen Strahlungen zulassen, erste Lichtdetektoren, die jeweils Licht von einem der oberen Szintillatoren empfangen, um diese in elektrische Signale umzuwandeln, untere Szintillatoren, zum Umwandeln der hindurchgelassenen hochenergetischen Strahlung in Licht, und zweite Lichtdetektoren aufweist, die jeweils Licht von einem unteren Szintillator zur Umwandlung in elektrische Signale empfangen. WO 2006/114715 enthält jedoch keine ausdrückliche Offenbarung des Herstellungsverfahrens einer Szintillatoranordnung.
JP 9-211139 A offenbart einen Strahlungsdetektor, der Szintillatoren aufweist, die bei Empfang von Strahlung zur Emission von Licht ausgebildet sind, und Lichtdetektoren, die jeweils das Licht von einem der Szintillatoren in elektrische Signale umwandeln, wobei die Szintillatoren aus einer Kombination von keramischen Szintillatoren und einkristallinen Szintillatoren bestehen. Die keramischen Szintillatoren sind polykristallines Gd₂O₂S: Pr, usw. und die einkristallen Szintillatoren sind CdWO₄, Bi₆Ge₄O₁₂, usw. Bei Beispielen werden, nachdem die keramischen Szintillatoren und die einkristallinen Szintillatoren mit einem Epoxidklebstoff zusammengefügt wurden, an die einkristallinen Szintillatoren Photodioden angefügt und an den oberen Oberflächen der keramischen Szintillatoren wird eine lichtreflektierenden TiO₂-Schicht ausgebildet. Das Herstellungsverfahren für solche Szintillatoren weist jedoch leider eine großen Anzahl an Schritten auf.
AUFGABE DER ERFINDUNG
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren für eine effiziente Herstellung einer dualen Szintillatoranordnung mit hoher Präzision anzugeben.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Das der vorliegenden Erfindung gemäße Verfahren zum Herstellen einer dualen Szintillatoranordnung weist die folgenden Schritte auf: Verbinden einer ersten Szintillatorstabanordnung, die mehrere mittels paralleler Nuten angeordnete erste Szintillatorstäbe umfasst, wobei die Nuten mit einem gehärteten reflektierenden Harz gefüllt sind, mit einer zweiten Szintillatorstabanordnung, die mehrere mittels paralleler Nuten angeordnete zweite Szintillatorstäbe aufweist, wobei die Nuten mit einem gehärteten reflektierenden Harz gefüllt sind, mittels einer dazwischenliegenden Harzschicht so, dass beide Szintillatorstäbe in einer Laminierungsrichtung ausgerichtet sind, Schneiden der zu einem Stück verbundenen Stabanordnung in einer Anordnungsrichtung von ersten und zweiten Szintillatorstäben und Beschichten von einer Schnittoberfläche einer jeden der resultierenden verbundenen Stabanordnungsteile mit einem reflektierenden Harz, wobei die ersten und zweiten Szintillatorstäbe die selben Abstände aufweisen, und die ersten Szintillatorstäbe eine in Bezug auf die Röntgenstrahlenergieerfassung andere Empfindlichkeitsverteilungen aufweisen als die zweiten Szintillatorstäbe.
Die erste und die zweite Szintillatorstabanordnung werden vorzugsweise verbunden, nachdem die dazwischen liegende Harzschicht auf einer von beiden gebildet wurde.
Vorzugsweise wird die erste Szintillatorstabanordnung gebildet, indem in dem ersten auf einer Trägerplatte befestigten Szintillatorsubstrat mehrere zueinander parallele Nuten eingebracht werden, die Nuten mit einem Licht reflektierenden aushärtenden Harz gefüllt werden und das erste Szintillatorsubstrat auf eine vorgegebene Dicke geschliffen wird. Die zweite Szintillatorstabanordnung wird vorzugsweise gebildet, indem in das auf einer Trägerplatte befestigte zweite Szintillatorsubstrat mehrere zueinander parallele Nuten eingebracht werden, die Nuten mit einem Licht reflektierenden aushärtenden Harz gefüllt werden und das zweite Szintillatorsubstrat auf eine vorgegebene Dicke geschliffen wird.
Die Harzzwischenschicht wird vorzugsweise auf einer Szintillatorstabanordnung ausgebildet durch (a) ein Verfahren zur Bildung eines Rahmens der einen Bereich für die Zwischenschicht einfasst, Gießen eines flüssigen aushärtenden Harzes für die Zwischenschicht in den Rahmen und Schleifen des ausgehärteten Harzes auf eine vorgegebene Dicke, (b) ein Verfahren zur Ausbildung einer Photolackstruktur mittels Photolithographie, die einen Bereich für die Zwischenschicht umgibt, Gießen eines flüssigen aushärtenden Harzes in die Photolackstruktur und Schleifen des ausgehärteten Harzes auf eine vorgegebene Dicke, oder (c) ein Verfahren zum Anfügen einer harten Harzplatte von vorgegebener Dicke als Zwischenschicht.
Beide Szintillatorstäbe sind vorzugsweise in einer Laminierungsrichtung ausgerichtet, indem für die beiden Szintillatorstabanordnungen Positioniernuten ausgebildet werden, in die Positioniernuten der unteren ersten oder zweiten Szintillatorstabanordnung Stifte eingesetzt werden und die andere Szintillatorstabanordnung auf die untere Szintillatorstabanordnung auflaminiert wird, wobei die Stifte in den Positioniernuten der anderen Szintillatorstabanordnung aufgenommen werden.
Die auf einer Trägerplatte in gleichmäßigen Abständen angeordneten mehreren verbundenen Stabanordnungsteile werden vorzugsweise mit einem flüssigen aushärtenden Harz beschichtet, wobei das Harz zur Ausbildung einer dualen Anordnungsbaugruppe ausgehärtet wird und die duale Anordnungsbaugruppe entlang der Harzschichten zwischen den verbundenen Stabanordnungsteilen geschnitten wird, um die einzelnen dualen Szintillatoranordnungen zu erhalten.
Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird (a) die erste Szintillatorstabanordnung gebildet, indem das erste Szintillatorsubstrat an einer Trägerplatte befestigt wird, das erste Szintillatorsubstrat mit mehreren parallelen Nuten versehen wird, deren Tiefe gleich dessen Dicke ist, das erste Szintillatorsubstrat, das es durchsetzende Nuten aufweist, mit einem flüssigen aushärtenden Harz beschichtet wird, das die durchgehenden Nuten ausfüllt, das Harz gehärtet wird und das erste mit ausgehärtetem Harz und Nuten versehene Szintillatorsubstrat auf die gewünschte Dicke geschliffen wird und (b) die zweite Szintillatorstabanordnung gebildet wird, indem das zweite Szintillatorsubstrat auf einer Trägerplatte befestigt wird, das zweite Szintillatorsubstrat mit mehreren zueinander parallelen Nuten versehen wird, deren Tiefe gleich dessen Dicke ist, das zweite durchgehende Nuten aufweisende Szintillatorsubstrat mit einem flüssigen aushärtenden Harz beschichtet wird, das die durchgehende Nuten ausfüllt, das Harz gehärtet wird und das mit dem ausgehärteten Harz und Nuten versehene zweite Szintillatorsubstrat auf die gewünschte Dicke geschliffen wird.
Bei einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird (a) die erste Szintillatorstabanordnung gebildet, indem das erste Szintillatorsubstrat auf einer Trägerplatte befestigt wird, das erste Szintillatorsubstrat mit mehreren zueinander parallelen Nuten versehen wird, die flacher als dessen Dicke sind, um ein kammförmiges Szintillatorsubstrat auszubilden, das mehrere zueinander parallele Szintillatorstäbe aufweist, die über Verbindungsbereiche einstückig ausgebildet sind, das erste kammförmige Szintillatorsubstrat mit einem flüssigen aushärtenden Harz beschichtet wird, das die Nuten ausfüllt, das Harz gehärtet wird und das erste mit einem ausgehärteten Harz versehene kammförmige Szintillatorsubstrat so auf die gewünschte Dicke geschliffen wird, dass die Verbindungsbereiche entfernt werden, und (b) die zweite Szintillatorstabanordnung gebildet wird, indem das zweite Szintillatorsubstrat auf einer Trägerplatte befestigt wird, das zweite Szintillatorsubstrat mit mehreren zueinander parallelen Nuten versehen wird, die flacher als dessen Dicke sind, um ein zweites kammförmiges Szintillatorsubstrat auszubilden, das mehrere zueinander parallele Szintillatorstäbe aufweist, die über Verbindungsbereiche einstückig miteinander verbunden sind, das zweite kammförmige Szintillatorsubstrat mit einem flüssigen aushärtenden Harz beschichtet wird, das die Nuten ausfüllt, das Harz gehärtet wird und das zweite ein ausgehärtetes Harz aufweisende kammförmige Szintillatorsubstrat so auf eine gewünschte Dicke geschliffen wird, dass die Verbindungsbereiche entfernt werden.
KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
1 zeigt in einem Flussdiagramm ein Herstellungsverfahren gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 zeigt ein mit Nuten versehenes YGAG-Substrat, wie es in Schritt A2 erhalten wird, in einer perspektivischen Ansicht.
3 zeigt das Einfüllen eines Harzes und das Aushärten des Harzes während Schritt A3 in einer perspektivischen Ansicht.
4 zeigt das in Schritt A3 erhaltene mit gehärtetem Harz und mit Nuten versehene YGAG in einer perspektivischen Ansicht.
5 zeigt eine in Schritt A4 erhaltene YGAG-Stabanordnung in einer perspektivischen Ansicht.
6 zeigt eine in Schritt A7 erhaltene mit Positionsnuten versehene YGAG-Stabanordnung in einer perspektivischen Ansicht.
7 zeigt ein in Schritt a2 erhaltenes mit Nuten versehenes GOS-Substrat in einer perspektivischen Ansicht.
8 zeigt das Ausfüllen mit einem Harz und dessen Aushärten in Schritt a3 in einer perspektivischen Ansicht.
9 zeigt ein in Schritt a3 erhaltenes mit ausgehärtetem Harz und Nuten versehenes GOS-Substrat in einer perspektivischen Ansicht.
10 zeigt eine in Schritt a4 erhaltene GOS-Stabanordnung in einer perspektivischen Ansicht.
11(a) zeigt eine in Schritt a5 mit einer Harzzwischenschicht versehene GOS-Stabanordnung in einer perspektivischen Ansicht.
11(b) zeigt eine GOS-Stabanordnung in einer perspektivischen Ansicht, die eine in Schritt a6 auf eine gleichförmige Dicke geschliffene Harzzwischenschicht aufweist.
12 zeigt die in Schritt a7 erhaltene mit Positionsnuten versehene GOS-Stabanordnung in einer perspektivischen Ansicht.
13 veranschaulicht Schritt A8 zum Anbringen einer mit Positioniernuten versehenen YGAG-Stabanordnung auf einer mit Positioniernuten versehenen GOS-Stabanordnung mit Hilfe einer Harzzwischenschicht in einer perspektivischen Ansicht.
14 zeigt eine in Schritt A8 erhaltene zu einem Stück verbundene Stabanordnung in einer Querschnittsansicht.
15 veranschaulicht Schritt A9-1 zum Schneiden einer zu einem Stück verbundenen Stabanordnung auf eine vorgegebene Dicke mittels eines Rotationsschleifers in einer perspektivischen Ansicht.
16 veranschaulicht Schritt A9-2 zum Abschneiden der Z-Achsenendbereiche von einem in Schritt A9-1 erhaltenen verbundenen Stabanordnungsteil in einer perspektivischen Ansicht.
17 zeigt ein zu einem Stück verbundenes Stabanordnungsteil, bei dem die Z-Achsenendbereiche in Schritt A9-2 abgeschnitten wurden, in einer vergrößerten perspektivischen Ansicht.
18 veranschaulicht Schritt A10 zum Beschichten der verbundenen Stabanordnungsteile mit einem Harz in einer perspektivischen Ansicht.
19 zeigt eine in Schritt A10 erhaltene mit Harz beschichtete duale Anordnungsbaugruppe in einer perspektivischen Ansicht.
20 zeigt eine in Schritt A11 erhaltene duale Anordnungsbaugruppe in einer perspektivischen Ansicht.
21(a) zeigt eine in Schritt A12 erhaltene duale Anordnung in einer vergrößerten perspektivischen Ansicht.
21(b) zeigt einen Querschnitt entlang der Linie A-A von 21(a).
22 veranschaulicht die Herstellung eines kammförmigen YGAG-Substrats durch Ausbilden von nicht durchgehenden Nuten in einem YGAG-Substrat, das auf einer Trägerplatte befestigt ist, gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einer perspektivischen Ansicht.
23 veranschaulicht das Beschichten eines nicht durchgehende Nuten aufweisenden kammförmigen YGAG-Substrats mit einem Harz in einer perspektivischen Ansicht.
24(a) zeigt in einer perspektivischen Ansicht ein gehärtetes Harz aufweisendes kammförmiges YGAG-Substrat gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
24(b) zeigt einen Querschnitt entlang der Linie B-B von 24(a).
25 veranschaulicht in einer perspektivischen Ansicht die Herstellung eines kammförmigen GOS-Substrats durch Ausbilden von nicht durchgehenden Nuten in einem GOS-Substrat, das auf einer Trägerplatte befestigt ist, gemäß einer anderen weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
26 veranschaulicht die Beschichtung eines nicht durchgehende Nuten aufweisenden kammförmigen GOS-Substrats mit Harz in einer perspektivischen Ansicht.
27(a) zeigt in einer perspektivischen Ansicht ein gehärtetes Harz aufweisendes kammförmiges GOS-Substrat nach einer anderen weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
27(b) zeigt einen Querschnitt entlang der Linie C-C von 27(a).
BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachstehend werden die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ausführlich unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren erläutert, wobei die vorliegende Erfindung nicht auf die Ausführungsformen beschränkt ist. Soweit nicht anders angegeben sind die zu einer jeden der Ausführungsformen angegebenen Erläuterungen ebenso für andere Ausführungsformen gültig.
Die vorliegende Erfindung verwendet zwei Szintillatorsubstrate, die unterschiedliche Empfindlichkeitsverteilungen zur Erfassung von Röntgenstrahlenergie besitzen. Ein erstes Szintillatorsubstrat, das eine hohe Detektionsempfindlichkeit auf der niederenergetischen Seite aufweist, wird vorzugsweise zum Beispiel von einem Ytrium-Gadolinum-Aluminium-Gallium-Granat(YGAG)-Szintillator mit einer Zusammensetzung (Y_1-xGd_x)_3+a(Ga_uAl_1-u)_5-aO₁₂ (x = 0,10–0,5, u = 0,2–0,6 und a = –0,05 bis 0,15) gebildet, der mit Seltenerdemetallen wie beispielsweise Ce, Pr, usw. aktiviert wird. Ein zweites Szintillatorsubstrat, das eine hohe Detektionsempfindlichkeit auf der hochenergetischen Seite aufweist, wird vorzugsweise zum Beispiel von einem Gadolinum-Oxidsulfid-Szintillator (GOS-Szintillator) mit der Zusammensetzung Gd₂O₂S gebildet, der mit Pr und/oder Ce und/oder Tb aktiviert ist. Als erstes Szintillatorsubstrat kann anstelle von YGAG ZnSe verwendet werden. Ebenso kann als zweites Szintillatorsubstrat anstelle von GOS GGAG verwendet werden. Die Hauptzusammensetzung von GGAG ist zum Beispiel (Gd_1-xLux)_3+a(GauAl_1-u)_5-aO₁₂ (x = 0–0,5, u = 0,2–0,6 und a = –0,05 bis 0,15), die mit zumindest einem unter Ce, Pr, usw. ausgewählten Element aktiviert ist. Nachstehend wird das Herstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung ausführlich erläutert, wobei als Beispiel eine Kombination einer YGAG-Szintillatoranordnung mit einer GOS-Szintillatoranordnung verwendet wird, ohne die vorliegende Erfindung auf diese Kombination beschränken zu wollen.
[1] Erste Ausführungsform
Das Flussdiagramm von 1 zeigt ein Verfahren zur Herstellung einer dualen Szintillatoranordnung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie in 2 gezeigt, wird das erste Szintillatorsubstrat, bei dem es sich um ein rechteckiges plattenförmiges YGAG-Substrat 1 handelt, das aus einem gesinterten Szintillator einer mit Cerium aktivierten Yttrium-Gadolinum-Aluminium-Gallium-Granatzusammensetzung (YGAG-Zusammensetzung) hergestellt wurde, als erstes mit seiner Vorderseite fa nach unten auf eine obere Oberfläche fs einer ersten Trägerplatte 30 mittels eines (nicht gezeigten) Klebstoffes befestigt (Schritt A1). Für den Klebstoff bestehen, soweit dieser das YGAG-Substrat 1 in nachfolgenden Schritten an einer Position präzise halten kann, keine besonderen Beschränkungen.
Der Klebstoff kann zum Beispiel eine doppelseitig klebende Folie, ein doppelseitig beschichtetes Klebeband usw. sein. Von diesen werden haftklebende oder heißklebende Klebstoffe bzw. beidseitig klebende Folien aus Gründen einer präzisen Positionierung sowie einfachen Handhabung bevorzugt.
Unter Verwendung einer rotierenden Trennscheibe 19 werden mehrere zueinander parallele Nuten 3b in dem YGAG-Substrat 1 ausgebildet, die dieses von der rückwärtigen Oberfläche bb bis hin zum Klebstoff durchdringen, wobei die beiden Endbereiche 5b und 5b nicht mit Nuten versehen werden. Wie in 2 zu sehen ist, führt die Ausbildung der durchgehenden Nuten 3b zu einem mit Nuten versehenen YGAG-Substrat 1b, das mehrere zueinander parallele und voneinander getrennte YGAG-Stäbe 2b aufweist (Schritt A2). Die beiden Endbereiche 5b und 5b des mit Nuten versehenen YGAG-Substrats 1b werden in einem der nachfolgenden Schritte A9 oder A12 abgeschnitten. Die x-Achse, die y-Achse und die z-Achse sind in 2 dargestellt, um jeweils die Dickenrichtung des YGAG-Substrats 1, die Richtung der Nuten 3b und die Anordnungsrichtung der Nuten 3b anzugeben.
Wie in 3 gezeigt werden an den seitlichen Oberflächen der ersten Trägerplatte 30 Folien 31F, 31R, 31B, 31L für die Aufnahme eines flüssigen aushärtenden Harzes angebracht. Da die Breite einer jeden Folie 31F, 31R, 31B, 31L hinreichend größer ist als die Höhe der seitlichen Oberflächen der ersten Trägerplatte 30, bilden die von der ersten Trägerplatte 30 nach oben stehenden Folien 31F, 31R, 31B, 31L einen Raum für die Aufnahme des flüssigen aushärtenden Harzes 32. Anstelle der Verwendung von mehreren Folien kann eine Folie verwendet werden, die entlang der seitlichen Oberflächen der ersten Trägerplatte 30 um diese herumgelegt wird. Als flüssiges, aushärtendes Harz 32 zur Ausbildung einer Harzschicht 3d (siehe 21), die für Licht als Reflektor dient, das aus den YGAG-Zellen emittiert wird, wird vorzugsweise ein flüssiges wärmehärtendes Epoxidharz verwendet, das zum Beispiel weiße feinkörnige Titanoxidpartikel enthält. Das in den Raum eingebrachte flüssige aushärtende Harz 32 fließt in die durchgehenden Nuten 3b des mit Nuten versehenen YGAG-Substrats 1b und beschichtet die obere und die seitlichen Oberflächen des mit Nuten versehenen YGAG-Substrats 1b (Schritt A3). Durch Aushärten des flüssigen aushärtenden Harzes 32 werden die mehreren YGAG-Stäbe 2b zu einem Stück verbunden.
Wie in 4 gezeigt erhält man ein mit gehärtetem Harz und Nuten versehenes YGAG-Substrat 33, bei dem das mit Nuten versehene YGAG-Substrat 1b und ein gehärtetes Harz 32' zu einem Stück verbunden wurden, durch Entfernen der Folien 31F, 31R, 31B, 31L und der ersten Trägerplatte 30. Falls sich der Klebstoff noch auf der Vorderseite fb des mit gehärtetem Harz und Nuten versehenen YGAG-Substrats 33 befindet, wird dieser mit Hilfe eines Lösemittels, Schleifen oder Polieren entfernt. Durch Schleifen der rückwärtigen Oberfläche bb2 des mit einem gehärteten Harz und Nuten versehenen YGAG-Substrats 33 zum Freilegen des mit Nuten versehenen YGAG-Substrats 1b, wird eine wie in 5 gezeigte YGAG-Stabanordnung 6c mit gleichförmiger Dicke h1 erhalten (Schritt A4). Die den Elementen in der YGAG-Stabanordnung 6c zugewiesenen Bezugszeichen, die denen entsprechen, die das mit gehärtetem Harz und Nuten versehene YGAG-Substrat 33 bezeichnen, weisen nach derselben Zahl anstatt einem ”b” ein ”c” auf. Wenn die gewünschte Dicke h1 für das mit Nuten versehene YGAG-Substrat 1b aufrechterhalten wird, zum Beispiel, wenn der Klebstoff mit einem Lösemittel entfernt wird, kann nach dem Schleifen der rückwärtigen Oberfläche bb2 eine Harzschicht der Dicke α zurückbleiben, so dass die YGAG-Stabanordnung 6c eine Dicke h1 + α aufweist. Bei der YGAG-Stabanordnung 6c ist um die YGAG-Stäbe 2c herum eine Harzschicht 32c ausgebildet.
Wie in 6 gezeigt wird in jedem Endbereich 5c der YGAG-Stabanordnung 6c an der Seite der rückwärtigen Oberfläche bc mittels Schleifen in Richtung der y-Achse eine Positioniernut 38 ausgebildet, wodurch eine YGAG-Stabanordnung 6c mit Positioniernuten ausgebildet wird (Schritt A7). Bei Vorhandensein einer Harzschicht der Dicke α werden die Positioniernuten 38 und 38 in der vorderen Oberfläche fc ausgebildet.
Als zweites Szintillatorsubstrat wird ein von einem aus mit Pr und Ce aktiviertem Gadoliniumoxidsulfit (GOS) aufgebauten gesinterten Szintillator gebildetes rechteckiges plattenförmiges GOS-Substrat 10 hergestellt. Das GOS-Substrat 10 ist dicker als das YGAG-Substrat 1. Das GOS-Substrat 10 wird mit seiner vorderen Oberfläche Fa nach unten auf einer oberen Oberfläche Fs einer zweiten Trägerplatte 40 mittels eines (nicht gezeigten) Klebstoffes befestigt (Schritt a1). Der Klebstoff kann derselbe sein, der auch zum Befestigen des YGAG-Substrats 1 verwendet wurde.
Unter Verwendung einer rotierenden Trennscheibe 19 werden in dem GOS-Substrat 10 mehrere dieses von der rückwärtigen Oberfläche Bb zum Klebstoff durchdringende zueinander parallele Nuten 13b ausgebildet, wobei die beiden Endbereiche 15b und 15b nicht mit Nuten versehen werden. Wie in 7 gezeigt ist, führt die Ausbildung der durchgehenden Nuten 13b zu einem mit Nuten versehenen GOS-Substrat 11b, das mehrere voneinander getrennte und parallel zueinander angeordnete GOS-Stäbe 12b aufweist (Schritt a2). Breite und Abstand der GOS-Stäbe 12b sind mit denen der YGAG-Stäbe 2b identisch. In einem der nachfolgenden Schritte A9 oder A12 werden beide Endbereiche 15b und 15b des mit Nuten versehenen GOS-Substrates 11b abgetrennt. Die in 7 gezeigte x-Achse, y-Achse und z-Achse geben die Dickenrichtung des GOS-Substrates 10 bzw. die Richtung der Nuten 13b bzw. die Anordnungsrichtung der Nuten 13b wieder.
Wie in 8 gezeigt werden an den seitlichen Oberflächen der zweiten Trägerplatte 40 Folien 41F, 41R, 41B, 41L für die Aufnahme eines flüssigen aushärtenden Harzes angebracht. Da die Breite einer jeden der Folien 41F, 41R, 41B, 41L ausreichend größer als die Höhe der seitlichen Oberflächen der zweiten Trägerplatte 40 ist, ragen die Folien 41F, 41R, 41B, 41L von der zweiten Trägerplatte 40 nach oben und bilden einen Raum zur Aufnahme des flüssigen aushärtenden Harzes 42. Anstelle einer Verwendung von mehreren Folien, kann eine einzige Folie verwendet werden, die um die seitlichen Oberflächen der zweiten Trägerplatte 40 umgelegt wird. Das flüssige aushärtende Harze 42 für die Ausbildung einer Harzschicht 13d (siehe 21), die als Reflektor fungiert, wenn Licht aus den GOS-Zellen emittiert wird, kann dasselbe sein, wie das flüssige aushärtende Harz 32, das zur Ausbildung des mit Nuten versehenen YGAG-Substrats 1b verwendet wird. Das in den Raum eingebrachte flüssige aushärtende Harz 42 dringt in die durchgehenden Nuten 13b des mit Nuten versehenen GOS-Substrats 11b ein und bedeckt die obere und die seitlichen Oberflächen des mit Nuten versehenen GOS-Substrats 11b (Schritt a3). Mit dem Aushärten des flüssigen aushärtenden Harzes 42 werden die mehreren GOS-Stäbe 12b zu einem Stück zusammengefügt.
Wie in 9 gezeigt erhält man das mit einem ausgehärteten Harz und Nuten versehene GOS-Substrat 43, bei dem das mit Nuten versehene GOS-Substrat 11b in das gehärtete Harz 42' zu einem Stück verbunden wurde, durch Entfernen der Folien 41F, 41R, 41B, 41L sowie der zweiten Trägerplatte 40. Falls der Klebstoff an der vorderen Oberfläche Fb des mit gehärtetem Harz und Nuten versehenen GOS-Substrats 43 noch vorhanden ist, wird er mittels eines Lösemittels, Schleifen oder Polieren entfernt. Durch Schleifen der rückwärtigen Oberflächen Bb2 des mit gehärtetem Harz und Nuten versehenen GOS-Substrats 43 zum Freilegen des mit Nuten versehenen GOS-Substrats 11b wird eine wie in 10 gezeigte GOS-Stabanordnung 16c mit gleichförmiger Dicke h2 erhalten (Schritt a4). Die den Elementen in der GOS-Stabanordnung 16c zugeordneten Bezugszeichen, die jenen entsprechen, die das mit gehärtetem Harz und Nuten versehene GOS-Substrat 43 bezeichnen, sind nach denselben Zahlen anstelle mit einem ”b” mit einem ”c” versehen. Wenn die gewünschte Dicke h2 für die GOS-Stabanordnung beibehalten wird, zum Beispiel wenn der Klebstoff mit einem Lösemittel entfernt wird, kann nach dem Schleifen der rückwärtigen Oberfläche Bb2 eine Harzschicht mit der Dicke α zurückbleiben, so dass die GOS-Stabanordnung 16c eine Dicke von (h2 + α) aufweist. Bei der GOS-Stabanordnung 16d ist um die GOS-Stäbe 12c herum eine Harzschicht 42c ausgebildet.
Wie in 11(a) gezeigt ist an der rückwärtigen Oberfläche Bc der GOS-Stabanordnung 16c eine Harzzwischenschicht 47c ausgebildet (Schritt a5). Die Harzzwischenschicht 47c ist vorzugsweise aus einem flüssigen wärmehärtenden Epoxidharz hergestellt, das Titanoxid (TiO₂) enthält. Wie in 11(b) gezeigt wird die Harzschicht 47c zur Ausbildung einer Harzzwischenschicht 47c mit gleichförmiger Dicke h3 geschliffen (Schritt a6). Die Harzzwischenschicht kann gebildet werden durch (a) ein Verfahren, bei dem mittels eines Klebebandes etc. ein Rahmen gebildet wird, der einen Bereich für die Zwischenschicht umgrenzt, ein flüssiges aushärtendes Harz für die Zwischenschicht in den Rahmen gegossen wird und die gehärtete Harzschicht auf eine vorgegebene Dicke h3 geschliffen wird, (b) ein Verfahren, bei dem mittels Photolithographie eine Photolackstruktur ausgebildet wird, die einen Bereich für die Zwischenschicht umgrenzt, in der Photolackstruktur eine Schicht flüssigen aushärtenden Harzes durch Rakelbeschichtung, Schleuderbeschichtung oder Sprühbeschichtung usw. ausgebildet wird und die gehärtete Harzschicht auf eine vorgegebene Dicke h3 geschliffen wird, (c) ein Verfahren, bei dem auf die rückwärtige Oberfläche Bc der GOS-Stabanordnung 16c eine als Zwischenschicht dienende harte Harzplatte von vorgegebener Größe (Dicke: h3) angeklebt wird, und dergleichen.
Wie in 12 gezeigt ist, werden in den Endbereichen 15c und 15c nahe den beiden Enden der Harzschicht 47c' auf der Seite der rückwärtigen Oberfläche Bc in Richtung der y-Achse Positioniernuten 48 und 48 durch Schleifen ausgebildet, wodurch eine Positioniernuten aufweisende GOS-Stabanordnung 16c' geschaffen wird (Schritt a7). Die Positionen der beiden Positioniernuten 38 und 38 der YGAG-Stabanordnung 6c' und der beiden Positioniernuten 48 und 48 der GOS-Stabanordnung 16c sind so festgelegt, dass die Abstände der YGAG-Stäbe 2c und der GOS-Stäbe 12c übereinstimmen, wenn sie wie unten beschrieben mittels der Stifte 39 und 39 übereinander gelegt werden. Die Reihenfolge von Schritt a6 zur Ausbildung der Harzzwischenschicht 47c' und Schritt a7 zur Ausbildung der Positioniernuten kann vertauscht sein.
Die Stifte 39 und 39 werden in den Positioniernuten 48 und 48 der Positioniernuten versehenen GOS-Stabanordnung 16c angeordnet und mit Hilfe eines Klebstoffes befestigt. Die Harzzwischenschicht 47c' wird dünn mit einem wärmehärtenden Klebstoff beschichtet. Die Menge des aufgebrachten wärmehärtenden Klebstoffes ist so festgelegt, dass die Gesamtdicke des ausgeheilten Klebstoffes und der Harzzwischenschicht 47c' gleich dem gewünschten Abstand zwischen den YGAG-Stäben und den GOS-Stäben ist. Der wärmehärtende Klebstoff stimmt vorzugsweise mit der Harzzwischenschicht 47c' überein.
Wie in 13 gezeigt wird die mit Positioniernuten versehene YGAG-Stabanordnung 6c' so an der Harzzwischenschicht 47c' befestigt, dass die Positioniernuten 38 und 38 an den Stiften 39 und 39 ausgerichtet sind, die an den Positioniernuten 48 und 48 der mit Positioniernuten versehenen GOS-Stabanordnung 16c befestigt sind (Schritt A8). Die Verwendung von in beide Positioniernuten 38 und 38 sowie 48 und 48 passenden Stiften 39 und 39 ermöglicht eine präzise Positionierung der mit Positioniernuten versehenen YGAG-Stabanordnung 6c' und der mit Positioniernuten versehenen GOS-Stabanordnung 16c'. Unter dem Aspekt der Positioniergenauigkeit weisen die Stifte 39 und 39 vorzugsweise eine solche Form und Größe auf, dass sie an den inneren Oberflächen der beiden Positioniernuten anliegen, zum Beispiel einen kreisförmigen Querschnitt, wie er in 13 gezeigt ist, und liegen vorzugsweise in Form von runden Edelstahlstäben vor, die einen Durchmesser von zum Beispiel 0,2–1 mm aufweisen.
Nach dem Befestigen der mit Positioniernuten versehenen YGAG-Stabanordnung 6c' an der mit Positioniernuten versehenen GOS-Stabanordnung 16c' mittels der Harzzwischenschicht 47c', wird die mit Positioniernuten versehene YGAG-Stabanordnung 6c' gleichförmig in Richtung der x-Achse mittels einer (nicht gezeigten) Pressplatte gedrückt, wodurch die rückwärtige Oberfläche bc der mit Positioniernuten versehenen YGAG-Stabanordnung 6c' an der Harzzwischenschicht 47c' befestigt wird. Nach dem Aushärten des wärmehärtenden Klebstoffes wird die Pressplatte entfernt, um eine zusammengefügte Stabanordnung 52 zu erhalten wie sie in 14 gezeigt ist. In der zusammengefügten Stabanordnung 52 wird die Lücke zwischen den beiden mit Positioniernuten versehenen Stabanordnungen 6c' und 16c' mit Ausnahme eines Bereichs, der die Harzzwischenschicht 47c' umgibt, mit einem Harz 51 befüllt. Das oben angegebene Positionierverfahren ermöglicht eine hochgenaue Positionierung der beiden mit Positioniernuten versehenen Stabanordnungen 6c' und 16c', so dass die YGAG-Stäbe 2c und die GOS-Stäbe 12c über die Harzzwischenschicht 47c einander genau gegenüberliegen.
Durch Schneiden der zusammengefügten Stabanordnung 52 auf eine vorgegebene Breite W in Richtung der z-Achse mittels einer rotierenden Trennscheibe 54 wie in 15 gezeigt (Schritt A9-1) erhält man mehrere wie in 16 gezeigte zusammengefügte Stabanordnungsteile 55, die jeweils eine Zwischenschicht 47d aufweisen. Die den Elementen in dem zusammengefügten Stabanordnungsteil 55 zugeordneten Bezugszeichen entsprechen jenen, die die zusammengefügte Stabanordnung 52 bezeichnen, wobei nach denselben Zahlen anstelle des ”c” ein ”d” steht.
Jedes zusammengefügte Stabanordnungsteil 55 weist eine YGAG-Zellenzeile auf, die in Richtung der z-Achse abwechselnd angeordnete YGAG-Zellen 2d und Harzschichten 3d aufweist, eine GOS-Zellenzeile, die in Richtung der z-Achse abwechselnd angeordnete GOS-Zellen 12d und Harzschichten 13d aufweist, und zwischen den beiden Zellenzeilen eine Harzzwischenschicht 47d aufweist, wobei die YGAG-Zellen 2d und die GOS-Zellen 12d in Richtung der x-Achse ausgerichtet sind. Wenn jedes zusammengefügte Stabanordnungsteil 55 wie in 16 veranschaulicht entlang. der geraden Linien X-X' und X-X' geschnitten wird (Schritt A9-2), dann werden die z-Achsenendbereiche entfernt, so dass ein zusammengefügtes Stabanordnungsteil 57 resultiert, das eine YGAG-Zellen 2d und Harzschichten 3d umfassende YGAG-Zellenzeile, eine Zwischenschicht 47d und eine GOS-Zellen 12d und Harzschichten 13d umfassende GOS-Zellenzeile aufweist, wie es in 17 gezeigt ist. Auch wenn die z-Achsenendbereiche in dem dargestellten Beispiel Harzschichten 3d und 13d aufweisen, können sie natürlich auch YGAG-Zellen 2d und GOS-Zellen 12d aufweisen.
Wie in 18 gezeigt werden, nachdem mehrere zusammengefügte Stabanordnungsteile 57 mittels eines Klebstoffes auf einer dritten Trägerplatte 60 angebracht wurden, werden an den seitlichen Oberflächen der dritten Trägerplatte 60 Folien 61F, 61R, 61B, 61L befestigt, um ein flüssiges aushärtendes Harz aufzunehmen. Da die Breite der Folien 61F, 61R, 61B, 61L ausreichend größer als die Höhe der seitlichen Oberflächen der dritten Trägerplatte 60 ist, ragen die Folien 61F, 61R, 61B, 61L von der dritten Trägerplatte 60 nach oben und bilden einen Raum zur Aufnahme eines flüssigen aushärtenden Harzes 62. Anstatt mehrere Folien zu verwenden, kann eine Folie verwendet werden, die entlang der seitlichen Oberflächen der dritten Trägerplatte 60 um diese herumgelegt ist. Als flüssiges aushärtendes Harz 62 kann dasselbe flüssige aushärtende Harz 32, 42 verwendet werden, das zur Bildung des mit Nuten versehenen YGAG-Substrats 1b und des mit Nuten versehenen GOS-Substrats 11b eingesetzt wurde. Das flüssige aushärtende Harz 62 wird in den Raum eingefüllt und ausgehärtet (Schritt A10). Dadurch werden die zusammengefügten Stabanordnungsteile 57 mit Ausnahme der der dritten Trägerplatte 60 gegenüberliegenden Oberfläche mit einem als Reflektoren für die GOS-Zellen 12d und YGAG-Zellen 2d fungierenden aushärtenden Harz 62 beschichtet.
Eine harzbeschichtete duale Anordnungsbaugruppe 63, bei der mehrere der zusammengefügten Stabanordnungsteile 57 wie in 19 gezeigt mit dem ausgehärteten Harz 62' zu einem Stück zusammengefügt wurden, wird durch Entfernen der Folien 61F, 61R, 61B, 61L sowie der dritten Trägerplatte 60 von dem ausgehärteten Harz 62 erhalten. Falls an der vorderen Oberfläche bb1 (an der Seite zur dritten Trägerplatte 60) der harzbeschichteten dualen Anordnungsbaugruppe 63 noch ein Klebstoff vorhanden ist, wird dieser mittels eines Lösemittels, Schleifen oder Polieren entfernt. Die rückwärtige Oberfläche bs1 der harzbeschichteten dualen Anordnungsbaugruppe 63 wird dann geschliffen, um eine wie in 20 gezeigte duale Anordnungsbaugruppe 67 mit der gewünschten gleichmäßigen Dicke h4 zu erhalten (Schritt A11).
Die duale Anordnungsbaugruppe 67 wird entlang der Mittellinie einer jeden zwischen den zusammengefügten Stabanordnungsteilen 57 angeordneten Harzschicht zerteilt, um wie in 21(a) gezeigte duale Anordnungen zu erhalten, die jeweils eine GOS-Zellenanordnung und eine YGAG-Zellenanordung aufweisen (Schritt A12). Zum Erzielen einer vorgegebenen Größe können die dualen Anordnungen am äußeren Umfang maschinell bearbeitet werden. Diese duale Anordnung umfasst eine YGAG-Zellenzeile, die in Richtung der z-Achse abwechselnd angeordnete YGAG-Zellen 2d und Harzschichten 3d aufweist, eine GOS-Zellenzeile, die in Richtung der z-Achse abwechselnd angeordnete GOS-Zellen 12d und Harzschichten 13d aufweist, und eine zwischen den beiden Zellenzeilen angeordnete Harzzwischenschicht 47d, wobei die YGAG-Zellen 2d und die GOS-Zellen 12d in Richtung der x-Achse ausgerichtet sind.
Wie in 21(b) gezeigt setzt sich eine die YGAG-Zellen 2d und die GOS-Zellen 12d einfassende Harzschicht aus einer Zwischenschicht 47d, einer rückwärtigen Oberflächenschicht 62d, einer seitlichen Oberflächenschicht 62d' auf Seite der YGAG-Zellen 2d und einer seitlichen Oberflächenschicht 62d'' auf der Seite der GOS-Zellen 12d zusammen. Alle Harzschichten sind aus einem aushärtbaren Epoxidharz gefertigt, das weiße feinkörnige Titanoxidpartikel enthält. Röntgenstrahlen durchdringend die seitlichen Oberflächenschichten 62d' und dringen in die YGAG-Zellen 2d ein, die daraufhin Licht emittieren. Die Zwischenschicht 47d, die rückwärtige Oberflächenschicht 62d und die seitliche Oberflächenschicht 62d' fungieren als lichtreflektierende Schichten nicht nur für das von den YGAG-Zellen 2d stammende Licht sondern auch für das von außerhalb stammende Licht. Die Röntgenstrahlen durchdringen ferner die Zwischenschicht 47d und dringen mit abgeschwächter Energie in die GOS-Zellen 12d ein, so dass die GOS-Zellen 12d Licht emittieren: Die YGAG-Zellen 2d und die GOS-Zellen 12d sind an der vorderen Oberfläche bb1 der dualen Anordnung freigelegt, so dass von den YGAG-Zellen 2d und den GOS-Zellen 12d aufgrund von Röntgenstrahlung emittiertes Licht in (nicht gezeigte) Licht aufnehmende Elemente eingebracht wird, die gegenüber den YGAG-Zellen 2d und den GOS-Zellen 12d angeordnet sind.
[2] Zweite Ausführungsform
Bei dem Verfahren zur Herstellung einer dualen Szintillatoranordnung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird an der Seite eines YGAG-Substrats eine Zwischenschicht angeordnet. Abgesehen hiervon kann die duale Anordnung mit denselben Schritten wie bei der ersten Ausführungsform hergestellt werden.
[3] Dritte Ausführungsform
Man erhält das Verfahren zur Herstellung einer dualen Szintillatoranordnung gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, indem man die Reihenfolge des Schritts a6 zur Ausbildung einer Harzzwischenschicht und des Schritts a7 zur Ausbildung von Positioniernuten bei dem Verfahren der ersten Ausführungsform umdreht. Genauer gesagt wird bei dem Verfahren der dritten Ausführungsform ein Schritt zur Ausbildung von Positioniernuten nach dem Schritt a5 zur Ausbildung einer Harzzwischenschicht durchgeführt, woraufhin dann ein Schritt zum Schleifen der Harzzwischenschicht ausgeführt wird. Abgesehen hiervon ist das Verfahren mit dem Verfahren der ersten Ausführungsform identisch.
[4] Vierte Ausführungsform
Das Verfahren der vierten Ausführungsform ist gekennzeichnet durch ein Ausbilden von mehreren zueinander parallelen nicht durchgehenden Nuten in einem jeden der Szintillatorsubstrate, Beschichten des resultierenden kammförmigen Szintillatorsubstrats mit einem flüssigen aushärtenden Harz, Aushärten des flüssigen aushärtenden Harzes und Schleifen des resultierenden mit ausgehärtetem Harz versehenen kammförmigen Szintillatorsubstrats auf eine gewünschte Dicke so, dass die Verbindungsabschnitte entfernt werden wodurch Stabanordnungen erhalten werden. Da die nachfolgenden Schritte sich nicht von denen des Verfahrens der ersten Ausführungsform unterscheiden, werden nachfolgend lediglich die Schritte bis zur Herstellung der beiden Stabanordnungen erläutert.
Wie in 22 gezeigt wird ein YGAG-Substrat 1 auf der ersten Trägerplatte 30 mittels eines (nicht gezeigten) Klebstoffes befestigt und es werden mehrere zueinander parallele Nuten 3b' mittels einer rotierenden Trennscheibe 19 in dem YGAG-Substrat 1 ausgebildet, deren Tiefe nicht bis zum Klebstoff reicht, wobei die beiden Endbereiche 5b und 5b nicht mit Nuten versehen werden. Die Gestaltung der Nuten 3b' führt zu einem kammförmigen YGAG-Substrat 1b', das mehrere zueinander parallele YGAG-Stäbe 2b und deren Verbindungsabschnitte umfasst. Beide Endbereiche 5b und 5b des kammförmigen YGAG-Substrats 1b werden in einem der nachfolgenden Schritte A9 oder A12 abgetrennt.
Wie in 23 gezeigt werden an die seitlichen Oberflächen der ersten Trägerplatte 30 Folien 31F, 31R, 31B, 31L zur Aufnahme eines flüssigen aushärtenden Harzes angebracht, um einen Raum für die Aufnahme des flüssigen aushärtenden Harzes 32 zu bilden. Das in den Raum gegossene flüssige aushärtende Harz 32 verfüllt die Nuten des kammförmigen YGAG-Substrats 1b'. Durch das Aushärten des flüssigen aushärtenden Harzes 32 werden die mehreren YGAG-Stäbe 2b mit dem ausgehärteten Harz 32' zu einem Stück zusammengefügt.
Durch Entfernen der Folien 31F, 31R, 31B, 31L sowie der ersten Trägerplatte 30 erhält man ein mit ausgehärtetem Harz versehenes kammförmiges YGAG-Substrat 33', bei dem das kammförmige YGAG-Substrat 1b' wie in den 24(a) und 24(b) gezeigt mit dem ausgehärteten Harz 32' zu einem Stück zusammengefügt ist. Die vorderen und rückwärtigen Oberflächen fb und bb2 des mit ausgehärtetem Harz versehenen kammförmigen YGAG-Substrats 33' werden wie in 24(b) veranschaulicht geschliffen, um die Verbindungsabschnitte des kammförmigen YGAG-Substrats 1b zu entfernen und die YGAG-Stäbe 2c an beiden Oberflächen wie in 5 freizulegen, wodurch eine YGAG-Stabanordnung 6c mit gleichmäßiger Dicke h1 erhalten wird.
Wie in 25 veranschaulicht wird das GOS-Substrat 10 auf der zweiten Trägerplatte 40 mittels eines (nicht gezeigten) Klebstoffes befestigt und es werden mittels einer rotierenden Trennscheibe 19 in dem GOS-Substrat 10 mehrere zueinander parallele Nuten 13b ausgebildet, deren Tiefe den Klebstoff nicht erreicht, wobei beide Endbereiche 15b und 15b nicht mit Nuten versehen werden. Die Gestaltung der Nuten 13b' führt zu einem kammförmigen GOS-Substrat 11b', das mehrere zueinander parallele GOS-Stäbe 12b und die GOS-Stäbe 12b verbindende Abschnitte aufweist. Breite und Abstand der GOS-Stäbe 12b sind mit denen der YGAG-Stäbe 2b identisch. Beide Endbereiche 15b und 15b des kammförmigen GOS-Substrats 11b' werden in einem der nachfolgenden Schritte A9 oder A12 abgetrennt.
Wie in 26 dargestellt werden an die seitlichen Oberflächen der zweiten Trägerplatte 40 Folien 41F, 41R, 41B, 41L zur Aufnahme eines flüssigen aushärtenden Harzes angebracht, um einen Raum zur Aufnahme des flüssigen aushärtenden Harzes 42 zu bilden. Das in den Raum gegossene flüssige aushärtende Harz 42 verfüllt die Nuten des kammförmigen GOS-Substrats 11b'. Durch das Härten des flüssigen aushärtenden Harzes 42 werden die mehreren GOS-Stäbe 12b mit dem ausgehärteten Harz 42' zu einem Stück zusammengefügt.
Wie in den 27(a) und 27(b) veranschaulicht erhält man ein mit ausgehärtetem Harz versehenes kammförmiges GOS-Substrat 43', bei dem das kammförmige GOS-Substrat 11b' mit dem ausgehärteten Harz 42' zu einem Stück zusammengefügt ist, indem die Folien 41F, 41R, 41B, 41L und die zweite Trägerplatte 40 entfernt werden. Wie in 27(b) veranschaulicht werden die vordere und rückwärtige Oberfläche Fb und Bb2 des mit einem ausgehärteten Harz versehenen kammförmigen GOS-Substrats 43' geschliffen, um die Verbindungsabschnitte des kammförmigen GOS-Substrats 11b' zu entfernen, um beide Oberflächen der GOS-Stäbe 12c wie in 10 gezeigt freizulegen, wodurch eine GOS-Stabanordnung 16c von gleichförmiger Dicke h2 erhalten wird.
Die vorliegende Erfindung wird ohne, dass hierdurch eine Einschränkung der vorliegenden Erfindung beabsichtigt ist, durch die nachfolgenden Beispiele noch ausführlicher erläutert.
Beispiel
Unter Verwendung des Verfahrens gemäß der ersten Ausführungsform wurde unter den nachfolgenden Bedingungen eine wie in 21 gezeigte duale Anordnung mit einem gesinterten YGAG-Substrat mit einer (Y_0,8Gd_0,2Ce_0,003)₃₀(Ga_0,5Al_0,5)₅₀O₁₂-Zusammensetzung und einem gesinterten GOS-Substrat mit einer (Gd_0,999Pr_0,001Ce_0,00001)₂O₂S-Zusammensetzung gefertigt. Als erste und zweite Trägerplatten wurden Glasplatten verwendet. Als Klebstoff wurde eine doppelseitig heißklebende Folie verwendet, und als Stifte zum Einsetzen in die Positioniernuten runde Edelstahlstäbe. Als reflektierendes Harz wurde ein Epoxidharz verwendet, in dem ein weißes Titanoxidpulver vom Rutiltyp enthalten war. Als rotierende Trennscheibe wurde eine Diamanttrennscheibe verwendet. Das Verfahren gemäß der ersten Ausführungsform war effizienter und wies eine höhere Präzision bei der Anordnung der YGAG-Zellen 2d und GOS-Zellen 12d auf, als das Verfahren zur Herstellung einer dualen Anordnung mittels der in JP 9-211139 A beschriebenen Stück-für-Stück-weisen Kombination der ersten und zweiten Szintillatoren.
TECHNISCHE WIRKUNG DER ERFINDUNG
Mit den erfindungsgemäßen Verfahren können duale Szintillatoranordnungen zur Bildung von Strahlungsdetektoren, die in medizinischen CT-Vorrichtungen, Gepäcküberprüfungs-CT-Vorrichtungen und dergleichen mit hoher Präzision effizient hergestellt werden.

Claims

Verfahren zur Herstellung einer dualen Szintillatoranordnung, das die folgenden Schritte umfasst: Verbinden einer ersten Szintillatorstabanordnung, die mehrere mittels paralleler Nuten angeordnete erste Szintillatorstäbe umfasst, wobei die Nuten mit einem gehärteten reflektierenden Harz gefüllt sind, über eine Harzzwischenschicht mit einer zweiten Szintillatorstabanordnung, die mehrere mittels paralleler Nuten angeordnete zweite Szintillatorstäbe umfasst, wobei die Nuten mit einem gehärteten reflektierenden Harz gefüllt sind, wodurch beide Szintillatorstäbe in einer Laminationsrichtung ausgerichtet sind, Schneiden der zu einem Stück verbunden Stabanordnung in einer Anordnungsrichtung von ersten und zweiten Szintillatorstäben und Beschichten von einer der geschnittenen Oberflächen einer jeden der resultierenden verbundenen Stabanordnungsteile mit einem reflektierenden Harz, wobei die Abstände der ersten Szintillatorstäbe identisch mit den Abständen der zweiten Szintillatorstäbe sind und die Empfindlichkeitsverteilung für die Röntgenstrahlenergieerfassung der ersten Szintillatorstäbe zu der der zweiten Szintillatorstäbe verschieden ist.
Verfahren zur Herstellung einer dualen Szintillatoranordnung nach Anspruch 1, worin die erste und die zweite Szintillatorstabanordnung miteinander verbunden werden, nachdem die Harzzwischenschicht an einer von beiden angeordnet wurde.
Verfahren zur Herstellung einer dualen Szintillatoranordnung nach Anspruch 1 oder 2, worin die erste Szintillatorstabanordnung gebildet wird, indem in dem auf einer Trägerplatte befestigten ersten Szintillatorsubstrat mehrere zueinander parallele Nuten ausgebildet werden, die Nuten mit einem Licht reflektierenden aushärtenden Harz verfüllt werden und das erste Szintillatorsubstrat auf eine vorgegebene Dicke geschliffen wird, und worin die zweite Szintillatorstabanordnung gebildet wird, indem in dem auf einer Trägerplatte befestigten zweiten Szintillatorsubstrat mehrere zueinander parallele Nuten ausgebildet werden, die Nuten mit einem Licht reflektierenden aushärtenden Harz verfüllt werden und das zweite Szintillatorsubstrat auf eine vorgegebene Dicke geschliffen wird.
Verfahren zur Herstellung einer dualen Szintillatoranordnung nach Anspruch 2 oder 3, worin die auf einem der Szintillatorstabanordnungen ausgebildete Harzzwischenschicht durch (a) ein Verfahren, bei dem ein Rahmen gebildet wird, der einen Bereich für die Zwischenschicht einfasst, in den Rahmen ein flüssiges aushärtendes Harz für die Zwischenschicht gegossen wird und das ausgehärtete Harz auf eine vorgegebene Dicke geschliffen wird, (b) ein Verfahren, bei dem mittels Photolithographie eine Photolackstruktur gebildet wird, die einen Bereich für die Zwischenschicht einfasst, in die Photolackstruktur ein flüssiges aushärtendes Harz gegossen wird und das ausgehärtete Harz auf eine vorgegebene Dicke geschliffen wird, oder (c) ein Verfahren ausgebildet wird, bei dem als Zwischenschicht eine harte Harzplatte von vorgegebener Dicke angebracht wird.
Verfahren zur Herstellung einer dualen Szintillatoranordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, worin beide Szintillatorstäbe in einer Laminationsrichtung ausgerichtet werden, indem in beiden Szintillatorstabanordnungen Positioniernuten ausgebildet werden, in die Positioniernuten der unteren ersten oder zweiten Szintillatorstabanordnung Stifte eingesetzt werden und die andere Szintillatorstabanordnung so auf die untere Szintillatorstabanordnung auflaminiert wird, dass die Stifte in den Positioniernuten der anderen Szintillatorstabanordnung aufgenommen werden.
Verfahren zur Herstellung einer dualen Szintillatoranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, worin mehrere auf einer Trägerplatte mit gleichen Abständen angeordnete Teile der verbundenen Stabanordnung mit einem flüssigen, aushärtenden Harz beschichtet werden, das Harz zur Ausbildung einer dualen Anordnungsbaugruppe ausgehärtet wird und die duale Anordnungsbaugruppe zum Erhalt von einzelnen dualen Szintillatoranordnungen entlang von sich zwischen den verbundenen Stabanordnungsteilen befindenden Harzschichten geschnitten wird.
Verfahren zur Herstellung einer dualen Szintillatoranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, worin die erste Szintillatorstabanordnung gebildet wird, indem das erste Szintillatorsubstrat auf einer Trägerplatte befestigt wird, in dem ersten Szintillatorsubstrat mehrere zueinander parallele Nuten von der Tiefe dessen Dicke ausgebildet werden, das mit durchgehenden Nuten versehene erste Szintillatorsubstrat mit einem die durchgehenden Nuten verfüllenden flüssigen aushärtenden Harz beschichtet wird, das Harz ausgehärtet wird und das mit ausgehärtetem Harz und Nuten versehene erste Szintillatorsubstrat auf die gewünschte Dicke geschliffen wird, und worin die zweite Szintillatorstabanordnung gebildet wird, indem das zweite Szintillatorsubstrat auf einer Trägerplatte befestigt wird, in dem zweiten Szintillatorsubstrat mehrere zueinander parallele Nuten von der Tiefe dessen Dicke ausgebildet werden, das mit durchgehenden Nuten versehene zweite Szintillatorsubstrat mit einem die durchgehenden Nuten verfüllenden flüssigen aushärtenden Harz beschichtet wird, das Harz ausgehärtet wird und das mit ausgehärtetem Harz und Nuten versehene zweite Szintillatorsubstrat auf die gewünschte Dicke geschliffen wird.
Verfahren zur Herstellung einer dualen Szintillatoranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, worin die erste Szintillatorstabanordnung gebildet wird, indem das erste Szintillatorsubstrat auf einer Trägerplatte befestigt wird, in dem ersten Szintillatorsubstrat mehrere zueinander parallele Nuten ausgebildet werden, deren Tiefe flacher als dessen Dicke ist, um ein erstes kammförmiges Szintillatorsubstrat zu bilden, das mehrere zueinander parallele Szintillatorstäbe aufweist, die mittels Verbindungsabschnitten in einem Stück gebildet sind, das erste kammförmige Szintillatorsubstrat mit einem die Nuten verfüllenden flüssigen aushärtenden Harz beschichtet wird, das Harz ausgehärtet wird und das mit ausgehärtetem Harz versehene kammförmige erste Szintillatorsubstrat so auf die gewünschte Dicke geschliffen wird, dass die Verbindungsabschnitte entfernt werden, und worin die zweite Szintillatorstabanordnung gebildet wird, indem das zweite Szintillatorsubstrat auf einer Trägerplatte befestigt wird, in dem zweiten Szintillatorsubstrat mehrere zueinander parallele Nuten ausgebildet werden, deren Tiefe flacher als dessen Dicke ist, um ein zweites kammförmiges Szintillatorsubstrat zu bilden, das mehrere zueinander parallele Szintillatorstäbe aufweist, die mittels Verbindungsabschnitten in einem Stück gebildet sind, das zweite kammförmige Szintillatorsubstrat mit einem die Nuten verfüllenden flüssigen aushärtenden Harz beschichtet wird, das Harz ausgehärtet wird und das mit ausgehärtetem Harz versehene kammförmige zweite Szintillatorsubstrat so auf die gewünschte Dicke geschliffen wird, dass die Verbindungsabschnitte entfernt werden.