JP2003084066A - 放射線検出器用部品、放射線検出器および放射線検出装置 - Google Patents

放射線検出器用部品、放射線検出器および放射線検出装置

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重典 関根
Toshiichi Yanada
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ワイヤボンディングに必要なスペースを最小
にし、放射線検出器の小型化および制作を容易にし、か
つ２次元検出装置の制作が容易になる放射線検出器用部
品を提供すること。 【解決手段】 ＭＩＤ基板１上面に設けられたパッド形
成用突起３の上端面がフォトダイオードアレイ２の上面
と同じ高さであり、フォトダイオードアレイ２上に配置
されたフォトダイオード素子の上面に第１パッド４、パ
ッド形成用突起３の上端面に第２パッド５が設けられ、
対応する第１パッド４と第２パッド５との間にはワイヤ
ボンディング６が設けられ、ＭＩＤ基板１上面上には配
線パターン７が設けられ、ＭＩＤ基板１下面には第２パ
ッド５の数と同数の第１端子８および１個の第２端子９
が設けられ、第２パッド５と第１端子８とが１対１の関
係で電気的に接続され、配線パターン７と第２端子９と
が電気的に接続されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、基板上面の一部領
域上に配置されかつ受光面上に第１パッドを有する光電
素子を備え、この光電素子が受光する光の強度に基づく
電気信号を出力する技術に関し、光電素子が配置される
平面において、光電素子が占める面積の割合を高く維持
し、容易に製造することのできる放射線検出器用部品、
放射線検出器および放射線検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】医療機関などで使用されるＸ線ＣＴ装置
では、被検体に対してＸ線を照射することによって被検
体の内部構造を撮影する。具体的には、Ｘ線ＣＴ装置
は、Ｘ線照射源と、Ｘ線照射源と被検体を介して対抗配
置された、Ｘ線検出部が１次元アレイ状に配置された構
造の放射線検出器を有する。ここで、検出部は、受線し
たＸ線を電気信号に変換する機能を有し、Ｘ線を可視光
線に変換するシンチレータ素子と、可視光線を電気信号
に変換するフォトダイオードとを有する。この放射線検
出器によって被検体を通過したＸ線を受線し、受線した
Ｘ線に基づいて得られる電気信号を記録する。そして、
Ｘ線照射源と放射線検出器の位置関係を維持したまま、
Ｘ線を照射する角度を様々に変化させてＸ線の受線をく
り返す。その後、得られた電気信号に対してコンボルー
ション（畳み込み）やバックプロジェクション（逆投
影）等の処理をおこなうことで、Ｘ線が通過した被検体
の断面（以下、「スライス」と言う）の画像を再構成す
る。
【０００３】特に近年、一回のＸ線照射によって、同時
に複数のスライスについて撮影することのできるマルチ
スライスＸ線ＣＴ装置の開発が盛んである。マルチスラ
イスＸ線ＣＴ装置は、複数のスライスに対応して、アレ
イ状のＸ線検出部を複数配置して、それぞれのスライス
を通過したＸ線を収集してスライス画像を再構成してい
る。したがって、マルチスライスＸ線ＣＴ装置において
は、検出部が１次元アレイ状ではなく、２次元アレイ状
に配置された、放射線検出装置を備える必要がある。こ
のため、検出部を構成するフォトダイオードについて
も、２次元的に配置されなければならない。
【０００４】図２４（ａ）に示す放射線検出器は、複数
の単一スライス用１次元フォトダイオードアレイ１０２
を並列に基板１０１上に並べてフォトダイオード素子１
０３を２次元状に配列し、さらにその上に個々のフォト
ダイオードに対応したシンチレータ素子を有する２次元
シンチレータアレイを搭載して放射線検出器を形成する
（以下、「従来技術１」と言う）。個々のフォトダイオ
ード素子１０３は、基板１０１上に設けられた第２パッ
ド１０５とワイヤボンディング１０６によって電気的に
接続され、フォトダイオード素子１０３から出力される
電気信号は、基板１０１上に設けられた配線を伝わり、
基板１０１の外部に出力される。
【０００５】また、マトリックス状に分布する複数のフ
ォトダイオードとそれに対応した配線を同一の半導体基
板上に一体的に形成した構造が知られている（以下、
「従来技術２」と言う）。そして、このようにフォトダ
イオードを作り込んだ半導体基板上に、個々のフォトダ
イオードに対応したシンチレータ素子を有する２次元シ
ンチレータアレイを搭載することで、放射線検出器を形
成する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来技術１に
は以下の問題がある。まず、従来技術１では、平板状の
基板１０１上に１次元フォトダイオードアレイ１０２を
配置している。したがって、基板１０１上の第２パッド
１０５と、フォトダイオード素子１０３との間でフォト
ダイオードアレイ１０２の厚みの分だけ段差が生じると
いう問題を有する。このような段差を生じた状態でワイ
ヤボンディング１０６を施す場合、図２４（ｂ）に示す
ように、第２パッド１０５の位置をフォトダイオード素
子１０３から水平方向に所定距離だけ離す必要がある。
しかし、第２パッド１０５の位置をフォトダイオード素
子１０３から離すことによって、フォトダイオードアレ
イ１０２相互の間隔が広くなる。その結果、放射線検出
器全体に対してフォトダイオードが占める面積が相対的
に小さくなり、Ｘ線受線感度が低下するという問題を有
する。
【０００７】また、基板１０１上に１次元フォトダイオ
ードアレイ１０２を正確に配置する必要もある。したが
って、従来技術１のような放射線検出器を製造する際に
は、基板１０１上に１次元フォトダイオードアレイを固
定するための実装装置を新たに設けるか、特別な位置決
め治具が必要となるという問題を有する。
【０００８】さらに、従来技術１は、複数配列した１次
元フォトダイオードアレイ１０２の上に２次元シンチレ
ータアレイを直接配置する構造を有するため、接触面積
が小さく、機械的強度が低下するという問題も有する。
【０００９】一方、従来技術２にも問題がある。まず、
１枚の半導体基板上にすべてのフォトダイオードを作り
込むため、２次元フォトダイオードアレイを構成するフ
ォトダイオードのうち、不良素子が一つでも存在すれば
放射線検出器を構成することはできず、半導体基板上に
作り込まれた他のフォトダイオードについても破棄せざ
るを得ない。ここで、２次元フォトダイオードアレイを
構成する個々のフォトダイオードは、２次元状に配置さ
れている必要がある。したがって、ＤＲＡＭで採用され
るような冗長回路を用いることもできず、従来技術２の
構造では歩留まりが非常に悪いという問題を有する。
【００１０】また、従来技術２では、必要な配線につい
ても半導体基板上に作り込む構造となっている。ここ
で、これらの配線は個々のフォトダイオードに対応して
設けられることから、フォトダイオードの数が増大する
にしたがって、配線の数も増大する。特に、スライス数
を増大させた場合には外部に出力するために必要な配線
の数が増大する。ここで、半導体基板上においてフォト
ダイオードが占める面積の低下を抑制するためには、各
配線の幅を細くする必要があるが、配線を細くした場合
には電気抵抗が増大し、断線の可能性も高くなるという
問題を有する。
【００１１】なお、上記した問題のいくつかは、マルチ
スライスの場合に限定されず、単一スライス用の放射線
検出器についても成立する。たとえば、基板上に１次元
フォトダイオードアレイを配置する構造とした場合に
は、従来技術１と同様にパッドとフォトダイオードとの
間の段差が問題となる。
【００１２】また、以上述べた問題は、放射線検出器の
みならず、一般の光検出器についても成立する。一般
に、光検出器は、上記の放射線検出器の構造からシンチ
レータ素子を除外した構造を有し、２次元フォトダイオ
ードを配置する点では放射線検出器と同じである。受光
感度を向上させるためには、基板上においてフォトダイ
オードが占める面積が大きいことが望ましいが、同様の
問題により受光面積を狭めざるを得ないという問題を有
する。
【００１３】この発明は上記従来技術の欠点に鑑みてな
されたものであって、放射線検出器用部品、放射線検出
器および放射線検出装置において、フォトダイオードが
配置される平面において、フォトダイオードの占める面
積の割合を高く維持でき、容易に製造することのできる
放射線検出器用部品、放射線検出器および放射線検出装
置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明にかかる放射線検出器用部品は、基
板上面の一部領域上に配置されかつ受光面上に第１パッ
ドを有する光電素子を備え、該光電素子が受光する光の
強度に基づく電気信号を出力する放射線検出器用部品で
あって、前記基板の他の領域上に配置されたパッド形成
部と、該パッド形成部上に形成され、前記光電素子の受
光面上に配置された前記第１パッドと同一平面を形成す
るよう配置され、前記第１パッドと電気的に接続された
第２パッドとを備えることを特徴とする。
【００１５】また、請求項２の発明にかかる放射線検出
器用部品は、請求項１に記載の発明において、前記第１
パッドと前記第２パッドとの間はワイヤボンディングに
より電気的に接続されていることを特徴とする。
【００１６】また、請求項３の発明にかかる放射線検出
器用部品は、請求項１または２に記載の発明において、
前記基板裏面に配置された第３パッドと、前記第２パッ
ドと前記第３パッドとを電気的に接続する立体配線とを
さらに備えることを特徴とする。
【００１７】また、請求項４の発明にかかる放射線検出
器用部品は、請求項１〜３のいずれか一つに記載の前記
基板はＭＩＤ基板であって、前記立体配線は、前記ＭＩ
Ｄ基板によって形成されていることを特徴とする。
【００１８】また、請求項５の発明にかかる放射線検出
器用部品は、請求項１〜３のいずれか一つに記載の発明
において、前記立体配線は、前記基板を貫通して形成さ
れるスルーホールを含むことを特徴とする。
【００１９】また、請求項６の発明にかかる放射線検出
器用部品は、請求項１〜５のいずれか一つに記載の発明
において、前記基板および前記パッド形成部は、一体的
に形成されていることを特徴とする。
【００２０】また、請求項７の発明にかかる放射線検出
器は、請求項１〜６に記載の放射線検出器用部品と、前
記光電素子の受光面上に配置され、受線した放射線を前
記光電素子が電気信号に変換可能な波長帯域の光に変換
する変換素子とを備えたことを特徴とする。
【００２１】また、請求項８の発明にかかる放射線検出
器用部品は、ＭＩＤ基板およびそれに接触して設置され
たフォトダイオードアレイを有し、該フォトダイオード
アレイの下面と接触する側の該ＭＩＤ基板上面にパッド
形成用突起が設けられていて該パッド形成用突起の上端
面が該フォトダイオードアレイの上面と同じ高さであ
り、該フォトダイオードアレイの各々のフォトダイオー
ド素子の上面で該パッド形成用突起に隣接する部分にそ
れぞれ第１パッドが設けられており、該パッド形成用突
起の上端面で各々の第１パッドと隣接する部分にそれぞ
れ第２パッドが設けられており、対応する該第１パッド
と該第２パッドとの間にはワイヤボンディングが設けら
れており、該フォトダイオードアレイと接触する該ＭＩ
Ｄ基板上面上には配線パターンが設けられており、該Ｍ
ＩＤ基板下面には該第２パッドの数と同数の第１端子お
よび１個の第２端子が設けられており、該第２パッドと
該第１端子とが１対１の関係で電気的に接続されてお
り、該配線パターンと該第２端子とが電気的に接続され
ていることを特徴とする。
【００２２】また、請求項９の発明にかかる放射線検出
器用部品は、請求項８に記載の発明において、前記ＭＩ
Ｄ基板上面に前記フォトダイオードアレイの位置決めの
ための溝または位置決め突起が設けられていることを特
徴とする。
【００２３】また、請求項１０の発明にかかる放射線検
出器用部品は、１個のＭＩＤ基板およびそれに接触して
設置された複数個のフォトダイオード素子を有し、各々
の該フォトダイオード素子の下面と接触する側の該ＭＩ
Ｄ基板上面に各々の該フォトダイオード素子の位置決め
のための溝または位置決め突起が設けられており、ま
た、該ＭＩＤ基板上面にパッド形成用突起が設けられて
いて該パッド形成用突起の上端面が各々の該フォトダイ
オード素子の上面と同じ高さであり、各々の該フォトダ
イオード素子の上面で該パッド形成用突起に隣接する部
分にそれぞれ第１パッドが設けられており、該パッド形
成用突起の上端面で各々の第１パッドと隣接する部分に
それぞれ第２パッドが設けられており、対応する該第１
パッドと該第２パッドとの間にはワイヤボンディングが
設けられており、各々の該フォトダイオード素子と接触
する該ＭＩＤ基板上面上には配線パターンが設けられて
おり、該ＭＩＤ基板下面には該第２パッドの数と同数の
第１端子および１個の第２端子が設けられており、該第
２パッドと該第１端子とが１対１の関係で電気的に接続
されており、該配線パターンと該第２端子とが電気的に
接続されていることを特徴とする。
【００２４】また、請求項１１の発明にかかる放射線検
出器用部品は、請求項１０に記載の発明において、位置
決め突起が土手状となっていて、隣接チャンネル間の仕
切板として機能することを特徴とする。
【００２５】また、請求項１２の発明にかかる放射線検
出器は、請求項８または９に記載の放射線検出器用部品
と、該放射線検出器用部品のフォトダイオードアレイの
上面の上に各々の素子が対応するように設置されたシン
チレータアレイとを有することを特徴とする。
【００２６】また、請求項１３の発明にかかる放射線検
出器は、請求項１０または１１に記載の放射線検出器用
部品と、該放射線検出器用部品の各々のフォトダイオー
ド素子の上面の上に各々の素子に対応するように設置さ
れたシンチレータ素子とを有することを特徴とする。
【００２７】また、請求項１４の発明にかかる放射線検
出装置は、所定数の請求項１２または１３に記載の放射
線検出器が縦横に配置されていることを特徴とする。
【００２８】また、請求項１５の発明にかかる放射線検
出器用部品は、シンチレータアレイと、該シンチレータ
アレイのアレイ整列方向の一方の側面に配置されたフォ
トダイオードアレイと、該フォトダイオードアレイの各
々のフォトダイオード素子に電気的に接続されていて該
フォトダイオードアレイの表面に配置されている各々の
配線とを有し、該各々の配線の末端が該シンチレータア
レイとの接触部分よりも受光方向下流側に存在している
ことを特徴とする。
【００２９】また、請求項１６の発明にかかる放射線検
出器用部品は、シンチレータアレイと、該シンチレータ
アレイのアレイ整列方向の一方の側面に配置されたフォ
トダイオードアレイと、該フォトダイオードアレイの各
々のフォトダイオード素子に電気的に接続されていて該
フォトダイオードアレイの表面に配置されている各々の
配線とを有し、該各々の配線が該シンチレータアレイと
の接触部分よりも受光方向下流側に延びた後、該シンチ
レータアレイのアレイ整列方向に延び、該各々の配線の
末端が該シンチレータアレイとの接触部分を越えた側方
位置に存在していることを特徴とする。
【００３０】また、請求項１７の発明にかかる放射線検
出器は、請求項１５に記載の放射線検出器用部品と、該
放射線検出器用部品を支持する基板と、該基板に設けら
れた配線とを有し、該基板の配線が上記フォトダイオー
ドアレイの表面に配置されている各々の配線の末端に電
気的に連結されていることを特徴とする。
【００３１】また、請求項１８の発明にかかる放射線検
出器は、請求項１６に記載の放射線検出器用部品と、該
放射線検出器用部品を支持する基板とを有することを特
徴とする。
【００３２】また、請求項１９の発明にかかる放射線検
出装置は、所定数の請求項１７に記載の放射線検出器が
縦横に配置されていることを特徴とする。
【００３３】また、請求項２０の発明にかかる放射線検
出装置は、所定数の請求項１８に記載の放射線検出器
が、シンチレータアレイのアレイ整列方向とは直角の方
向に配置されていることを特徴とする。
【００３４】また、請求項２１の発明にかかる放射線検
出器用部品は、基板の一部に設けられた埋め込み用溝部
と、１次元アレイ状に配列された複数の光電素子を備
え、前記埋め込み用溝部に埋め込まれた光電素子アレイ
と、前記光電素子の受光面上にそれぞれ配置された第１
パッドと、前記第１パッドに対応して前記基板にそれぞ
れ設けられ、前記第１パッドと電気的に接続された第２
パッドとを備えることを特徴とする。
【００３５】また、請求項２２の発明にかかる放射線検
出器用部品は、請求項２１に記載の発明において、前記
光電素子アレイよりも受光方向上流側に、光導波路をさ
らに備えることを特徴とする。
【００３６】また、請求項２３の発明にかかる放射線検
出器用部品は、請求項２２に記載の発明において、前記
光導波路は、基板上面上に設けられた受光部分に入射す
る光を、該受光部分よりも小さい受光面積を有する前記
光電素子の受光面まで導波することを特徴とする。
【００３７】また、請求項２４の発明にかかる放射線検
出器用部品は、請求項２１〜２３のいずれか一つに記載
の発明において、前記第２パッドは前記基板上面上に配
置され、前記光電素子アレイの厚みと前記溝部の深さと
は同一であって、前記光電素子アレイ上面と、前記基板
上面とが同一の平面を形成することを特徴とする。
【００３８】また、請求項２５の発明にかかる放射線検
出器用部品は、請求項２１〜２３のいずれか一つに記載
の発明において、前記溝部の深さと前記光電素子アレイ
の厚みとの差分値が１μｍ以上、１００μｍ以下である
ことを特徴とする。
【００３９】また、請求項２６の発明にかかる放射線検
出器用部品は、請求項２１〜２５のいずれか一つに記載
の発明において、前記埋め込み用溝部を複数備え、複数
の前記光電素子アレイは、前記光電素子アレイのアレイ
整列方向とは直角の方向に配列されていることを特徴と
する。
【００４０】また、請求項２７の発明にかかる放射線検
出器用部品は、請求項２１〜２６のいずれか一つに記載
の発明において、前記基板の裏面に第３パッドをさらに
備え、該第３パッドと前記第２パッドとは前記基板を貫
通して形成されたスルーホールによって電気的に接続さ
れていることを特徴とする。
【００４１】また、請求項２８の発明にかかる放射線検
出装置は、請求項２１〜２７に記載の放射線検出器用部
品と、前記光電素子の受光面上に配置され、受線した放
射線を前記光電素子が電気信号に変換可能な波長帯域の
光に変換する変換素子とを備えたことを特徴とする。
【００４２】
【発明の実施の形態】以下に図面を参照して、本発明の
実施の形態を説明する。図面の記載において同一あるい
は類似部分には同一あるいは類似な符号を付している。
ただし、図面は模式的なものであり、各部分の厚みと幅
との関係、それぞれの部分の厚みの比率などは現実のも
のとは異なることに留意すべきである。又、図面の相互
間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含
まれていることはもちろんである。
【００４３】（実施の形態１）まず、本実施の形態１に
かかる放射線検出器用部品について説明する。図１は、
本実施の形態１にかかる放射線検出器用部品の、ＭＩＤ
（Molded Interconnected Device）基板１とフォトダイ
オードアレイとを分離した状態で示す概略斜視図であ
る。また、図２は、図１のＩ−Ｉ線での断面図であり、
図３（ａ）は、ＭＩＤ基板１とフォトダイオードアレイ
２とを組み立てた状態の実施の形態１にかかる放射線検
出器用部品の概略斜視図である。さらに、図３（ｂ）
は、組み立てた状態におけるフォトダイオードアレイの
電気的接続について説明するための断面図である。
【００４４】図１〜図３に示すように、実施の形態１に
かかる放射線検出器用部品は、立体成形および立体配線
を施したＭＩＤ基板１およびそれに接触して設置された
フォトダイオードアレイ２を有している。フォトダイオ
ードアレイ２の下面と接触する側のＭＩＤ基板上面には
パッド形成用突起３が設けられており、このパッド形成
用突起３の上端面はフォトダイオードアレイ２の上面と
同じ高さまたは実質的に同じ高さにしてある。なお、図
１〜図３には示されていないが、ＭＩＤ基板上面にはフ
ォトダイオードアレイの位置決めのための溝または位置
決めのための突起が設けられていても良い。位置決めの
ための溝または突起を設けることによって、放射線検出
器用部品の製造において、フォトダイオードアレイ２を
ＭＩＤ基板１上に配置する際に特別な位置決め治具を必
要としなくて済む。また、フォトダイオードアレイ２の
位置決めを容易におこなうことができ、製造工程を簡略
化することができる。
【００４５】フォトダイオードアレイ２の各々のフォト
ダイオード素子の上面でパッド形成用突起３に隣接する
部分にそれぞれ第１パッド４が設けられており、また、
パッド形成用突起３の上端面で各々の第１パッド４が設
けられており、また、パッド形成用突起３の上端面で各
々の第１パッド４と隣接する部分にそれぞれ第２パッド
５が設けられており、これらの対応する第１パッド４と
第２パッド５との間にはワイヤボンディング６が設けら
れている。
【００４６】第１パッド４と第２パッド５との間の電気
的接続について、図３（ｂ）を参照して説明する。上述
したように、対応する第１パッド４と第２パッド５との
間は、ワイヤボンディング６によって電気的に接続され
ている。ここで、パッド形成用突起３の上端面とフォト
ダイオードアレイ２の上面の高さは、図３（ｂ）にも示
すように、同じか実質的に同じである。したがって、ワ
イヤボンディング６を設けるにあたって、第１パッド４
と、第２パッド５との間の水平距離を大きく取る必要は
なく、パッド形成用突起３の幅を狭くすることができ
る。なお、第１パッド４と第２パッド５との間の水平距
離を小さくする観点からは、第１パッド４および第２パ
ッド５の高さが同じか実質的に同じであれば足りる。し
たがって、この条件が満たされてさえいれば、フォトダ
イオードアレイ２の上面とパッド形成用突起３の上端面
とが同じもしくは実質的に同じ高さである必要はない。
【００４７】また、図３（ａ）からも分かるように、フ
ォトダイオードアレイ２と接触するＭＩＤ基板１の上面
上には、配線パターン７、たとえばカソード配線パター
ン７が設けられており、ＭＩＤ基板下面には第２パッド
５の数と同数の、たとえばピン状の第１端子８、たとえ
ばアノード端子８および１個のたとえばピン状の第２端
子９、たとえばカソード端子９が設けられている。さら
に、第２パッド５と第１端子８、たとえばアノード端子
８とが１対１の関係で、ＭＩＤにより形成されている配
線１０により電気的に接続されており、また、配線パタ
ーン７たとえばカソード配線パターン７と第２端子９、
たとえばカソード端子９とがたとえばＭＩＤ基板１に設
けられた穴に配置した配線により電気的に接続されてい
る。これにより、フォトダイオードアレイ２を構成する
個々のフォトダイオード素子の第１パッド４は、ワイヤ
ボンディング６を介して第２パッド５と電気的に接続す
る。さらに、第２パッド５は、図２で示したように、配
線１０を介して第１端子８に電気的に接続することか
ら、個々のフォトダイオード素子の第１パッド４は、第
１端子８と電気的に接続している。一方、個々のフォト
ダイオード素子は底面においてカソード電極を有し、そ
の電極は配線パターン７を介して第２端子９に電気的に
接続している。ここで、個々のフォトダイオード素子の
カソード電極は互いに短絡して共通の第２端子９に接続
されているが、個々のフォトダイオード素子の第１パッ
ド４は、互いに短絡することなく第１端子８に接続され
ている。したがって、個々のフォトダイオード素子から
出力される電気信号は、それぞれに対応した第１端子８
を介して個別に取り出すことができる構造となってい
る。なお、このアノードとカソードとが逆になっていて
も全く同様である。
【００４８】このような構成で放射線検出装置を実現し
た場合、フォトダイオードアレイ２を構成する個々のフ
ォトダイオードから発生する電気信号を検出するための
配線に必要な領域が少なくてすむという特徴を有する。
すなわち、第２パッド５から出力される電気信号をＭＩ
Ｄ基板１の下部に設けた第１端子８から取り出す立体配
線構造とすることで、従来のように基板表面に２次元的
な配線を施した場合と比べて、フォトダイオードアレイ
間の隙間領域を狭くすることが可能となる。従来のよう
に基板表面に２次元的な配線をした場合には、必要な配
線をすべてフォトダイオードアレイ間の隙間領域に平面
状に配置する構造となる。したがって、必要な配線を確
保するためには隙間領域を広くする必要があった。本実
施の形態１にかかる放射線検出装置は、従来と比較して
フォトダイオードの占有面積を相対的に大きく取ること
ができ、有効Ｘ線受線面積を最大にし、検出効率を増大
させることができる。
【００４９】なお、図１〜図３においては、放射線検出
器用部品の上面のフォトダイオード素子の数、したがっ
て第２パッド５の数が８であり、放射線検出器用部品の
裏面のピン状端子の数が９である場合を例示しているの
で、各々の第２パッド５の間隔と、各々のピン状端子の
間隔、各々の穴の間隔とは一致していない。ここで、当
然のことながら図１〜図３で示すフォトダイオード素子
の数、第２パッド５の数、および第１端子８の数はあく
まで例示的なものである。したがって、フォトダイオー
ドの数が８よりも多い場合でも、少ない場合であっても
図１〜図３に示すような構造を実現することができる。
【００５０】なお、実施の形態１にかかる放射線検出器
用部品では、ＭＩＤ基板１に配線１０を施すことによっ
て立体配線を実現しているが、ＭＩＤ基板１およびパッ
ド形成用突起３を貫通したスルーホールによって立体配
線を形成しても良い。スルーホールを用いた場合、基板
についてもＭＩＤ基板以外の基板を用いることが可能で
ある。
【００５１】（変形例）次に、実施の形態１にかかる放
射線検出器用部品の変形例について説明する。この変形
例では、フォトダイオードアレイ２を用いるのではな
く、互いに分離した個々のフォトダイオード素子をＭＩ
Ｄ基板１上に配列する構造を有する。
【００５２】すなわち、変形例にかかる放射線検出器用
部品は、図１〜図３に示した実施の形態１にかかる放射
線検出器用部品で用いたフォトダイオードアレイ２を複
数個のフォトダイオード素子に変更し、ＭＩＤ基板１上
面に各々のフォトダイオード素子の位置決めのための溝
または位置決め突起を設けるように変更したものであ
る。この位置決め突起が土手状となっていて、隣接チャ
ンネル間の仕切板として機能するように構成することに
よりフォトダイオードとシンチレータとの間に用いる透
明接着剤層による光クロストークを低減できるので好ま
しい。
【００５３】また、位置決め突起もしくは溝を有するこ
とで、個々のフォトダイオード素子をＭＩＤ基板１上に
配置する際に特別な位置決め治具を要しないという利点
も有する。また、容易にフォトダイオード素子の位置決
めをおこなうことができるため、放射線検出器用部品の
製造を低コストで迅速におこなうことができる。
【００５４】（実施の形態２）次に、実施の形態２にか
かる放射線検出器について説明する。図４は、実施の形
態１にかかる放射線検出器用部品とシンチレータアレイ
とを分離した状態で示す概略斜視図であり、図５は、上
記の実施の形態１にかかる放射線検出器用部品とシンチ
レータアレイを組み立てた状態の実施の形態２にかかる
放射線検出器の概略斜視図である。
【００５５】図４および図５に示すように、実施の形態
２にかかる放射線検出器は、図３に示す上記の実施の形
態１にかかる放射線検出器用部品と、放射線検出器用部
品のフォトダイオードアレイの上面上に各々の素子が対
応するように設置されたシンチレータアレイ１１とを有
している。このシンチレータアレイ１１は、シンチレー
タ素子１２とセパレータ１３とからなるものである。ま
た、上記の放射線検出器用部品とシンチレータアレイ１
１とは光学接着剤で固定されている。
【００５６】（変形例）実施の形態２の変形例にかかる
放射線検出器は、図１〜図３に示した実施の形態１にか
かる放射線検出器用部品で用いたフォトダイオードアレ
イ２を複数個のフォトダイオード素子に変更し、ＭＩＤ
基板１上面に各々のフォトダイオード素子の位置決めの
ための溝または位置決め突起を設けるように変更した実
施の形態１の変形例にかかる放射線検出器用部品と、放
射線検出器用部品の各々のフォトダイオード素子の上面
の上に各々の素子に対応する用に設置されたシンチレー
タ素子とを有するものであり、その他は図４および図５
に示した実施の形態２にかかる放射線検出器と実質的に
同一である。変形例にかかる放射線検出器においては、
この位置決め突起が土手状になっていて、隣接チャンネ
ル間の仕切板として機能するように構成することにより
フォトダイオードとシンチレータとの間に用いる透明接
着剤層による光クロストークを低減できるので好まし
い。
【００５７】（実施の形態３）次に、実施の形態３にか
かる放射線検出装置について説明する。図６は、図５に
示した所定数の放射線検出器を縦横に配置して得た実施
の形態３にかかる放射線検出装置の概略斜視図であり、
図７は、さらにコリメータ１４を組み込んだ放射線検出
装置の概略斜視図である。図６および図７で示すよう
に、放射線検出装置は、フォトダイオードとシンチレー
タ素子との組み合わせからなる放射線検出部が２次元的
に配列された構造を有する。このことから、単一スライ
スのみならず、マルチスライスＸ線ＣＴ装置における放
射線検出装置として使用することができる。
【００５８】上で述べたように、実施の形態１〜３にお
いては、フォトダイオードの上面と一次基板の表面との
段差をなくしてワイヤボンディングに必要なスペースを
最小にし、出力端子を一次基板の下側に配置し、出力端
子とワイヤボンディングパッドとを立体配線で接続する
ことにより放射線検出器を小型化しているので、図６ま
たは図７に示すように、放射線検出器を隙間なく配置す
ることができ、したがって、たとえばＸ線ＣＴ装置の単
位面積あたりの有効Ｘ線受線面積を最大にし、検出効率
を増大させることができる。
【００５９】（実施例）図１に示したフォトダイオード
アレイ２として、長さ１３．６ｍｍ、幅１．３５ｍｍ、
厚さ０．３ｍｍのＰＩＮ型シリコンフォトダイオードを
用いた。また、図１に示したＭＩＤ基板１として、基材
がポリプラスチック社製の液晶ポリマーであり、基板全
体の長さが１３．６ｍｍ、厚さが１．５ｍｍ、幅が１．
５ｍｍ、突起部の長さが１３．６ｍｍ、高さが０．３ｍ
ｍ、幅が０．１４ｍｍ、ピン状出力端子の直径が０．４
６ｍｍであり、配線がワイヤボンディングパッド部、垂
直配線部およびスルーホール部とも銅メッキ、ニッケル
メッキおよび金メッキを施したものを用いた。図４に示
したシンチレータとして、長さ１３．６ｍｍ、幅１．５
ｍｍ、厚さ２ｍｍのＣｄＷＯ4を用いた。
【００６０】上記のフォトダイオードおよびＭＩＤ基板
１を組み立てて本発明の放射線検出器用部品を作製し、
さらにシンチレータを組み入れて本発明の放射線検出器
を作製した。また、所定数のこの放射線検出器を組み立
てて、二次元放射線検出装置を作製した。
【００６１】なお、本発明においては、ＭＩＤ基板１に
ついて上記のポリプラスチック社製の液晶ポリマーの代
わりに、立体成形の可能な任意の樹脂を用いることがで
き、ＭＩＤ基板上の配線として上記のメッキの代わりに
導電性材料の印刷、銅箔の転写を採用することができ、
ピン状出力端子の代わりにスルーホールのままでも、は
んだバンプでも良い。また、シンチレータの材質につい
て、ＣｓＩやＮａＩでも良く、その他にもＢｉ4Ｇｅ3Ｏ
12、ＢａＦ2、Ｇｄ2ＳｉＯ5、Ｌｕ2ＳｉＯ5や、各種セ
ラミックシンチレータなどが代表的な材料として例示で
きるが、基本的には入射する放射線を光に変換すること
のできる素子であればよい。
【００６２】（実施の形態４）次に、実施の形態４にか
かる放射線検出器用部品について説明する。図８（ａ）
は、実施の形態４にかかる放射線検出器用部品の構造を
示すため、フォトダイオードアレイ２２とシンチレータ
アレイ２１とを分離した状態で示す概略模式図である。
また、図８（ｂ）は、フォトダイオードアレイ２２とシ
ンチレータアレイ２１とを接触させた放射線検出器用部
品の概略斜視図である。図８（ｂ）に示すように、本実
施の形態４にかかる放射線検出器用部品においては、シ
ンチレータアレイ２１のアレイ整列方向の一方の側面に
フォトダイオードアレイ２２が配置され、シンチレータ
アレイ２１とフォトダイオードアレイ２２とは、光学接
着剤によって接着されている。シンチレータアレイ２１
は、個々のシンチレータ素子２３と、セパレータ２４と
からなるものであり、このフォトダイオードアレイ２２
には、図８（ａ）に示すように、個々のシンチレータ素
子２３と対面する部分に各々のフォトダイオード素子２
２ａが形成されている。また、各々のフォトダイオード
素子２２ａにはそれぞれ配線２５が電気的に接続されて
おり、各々の配線２５はフォトダイオードアレイの表面
に配置されていて、各々の配線２５の末端は、フォトダ
イオードアレイ２２とシンチレータアレイ２１とが接触
する部分よりも受光方向下流側、すなわち図８（ａ）お
よび図８（ｂ）における下側に存在していて、端子２６
を形成している。
【００６３】本実施の形態４においては、フォトダイオ
ードアレイ２２は、シンチレータアレイ２１に対して受
光方向下流側に位置しておらず、シンチレータアレイ２
１の整列方向の一方の側面に配置されている。しかし、
フォトダイオードアレイ２２に含まれる各々のフォトダ
イオード素子２２ａは、Ｘ線を直接電気信号に変換する
のではない。具体的には、各々のフォトダイオード素子
２２ａは、シンチレータアレイ２１に入射したＸ線に起
因して、シンチレータ素子２３を構成する原子から放射
状に分散される可視光線を受光している。したがって、
Ｘ線についての受光方向下流側に位置していなくとも、
フォトダイオード素子２２ａは、問題なく可視光線を受
光することができる。
【００６４】このように、シンチレータアレイ２１に対
して、アレイ整列方向の一方の側面にフォトダイオード
アレイ２２を配置することで、次の利点が生じる。すな
わち、フォトダイオードアレイ２２の厚みは、厚くとも
せいぜい数百μｍ程度しかない。したがって、受光方向
から実施の形態４にかかる放射線検出器用部品を見た場
合、シンチレータアレイ２１の占める面積と比較して、
フォトダイオードアレイ２２が占める面積を非常に小さ
くすることができる。これにより、放射線検出器用部品
を複数配列して放射線検出器を構成した場合に、放射線
検出器用部品を隙間なく配置することができる。したが
って、たとえばＸ線ＣＴ装置に使用した場合、Ｘ線ＣＴ
装置の単位面積あたりの有効Ｘ線受線面積を大きくし、
検出効率を増大させることができるという利点を有す
る。
【００６５】（実施の形態５）次に、実施の形態５にか
かる放射線検出器について説明する。図９は、実施の形
態４にかかる放射線検出器用部品を複数用いて、放射線
検出器を構成した場合の状態を示す概略断面図である。
図９に示すように、実施の形態５にかかる放射線検出器
は、図８（ａ）に示す放射線検出器用部品２７が、基板
２８の上に固定されることによって支持されている。こ
こで、基板２８は、シンチレータアレイ２１のアレイ整
列方向の長さに関してはシンチレータアレイ２１とほぼ
同じ長さを有し、シンチレータアレイ整列方向と直角の
方向の幅に関しては、シンチレータアレイ２１とほぼ同
じ幅を有する。なお、基板２８の高さに関しては、特に
制限はない。基板２８上には各々のフォトダイオード素
子に対応するように配線２９が設けられている。
【００６６】次に、図９に示した放射線検出器の組立方
法について、説明する。図９に示す構造に組み立てる場
合には、ワイヤボンディング操作が容易になるように、
基板２８上に設けられた配線２９は、隣接する放射線検
出器用部品２７のフォトダイオードアレイ２２の表面に
配置されている各々の配線の端子２６にワイヤボンディ
ング３０により電気的に連結されており、各基板２８に
はワイヤボンディング３０の位置に相当する部分に窪み
が設けられている。
【００６７】ここで、図９に示した状態に組み立てるた
めは、水平方向に順次組み立てていくのではなく、図９
の左側を下にして垂直方向に置いて順次組み立てる。す
なわち、放射線検出器用部品（説明の便宜上、２７Ａと
する）と基板（説明の便宜上、２８Ａとする）とを横方
向に並べて配置させた後、放射線検出器用部品２７Ａの
上に放射線検出器用部品２７Ｂを重ねて固定し、その重
ねた放射線検出器用部品２７Ｂの端子２６と基板２８Ａ
上に設けられた配線２９とをワイヤボンディング３０で
電気的に連結する。そして、基板２８Ａの上に基板２８
Ｂを重ねて固定する。その後、放射線検出器用部品２７
Ｃを重ねて固定し、放射線検出器用部品２７Ｃの端子２
６と基板２８Ｂの配線２９とをワイヤボンディング３０
で電気的に連結する。この操作をくり返して所定数の放
射線検出器用部品を用いた二次元放射線検出装置を形成
する。
【００６８】さらに必要に応じて、このようにして組み
立てた二次元放射線検出装置がシンチレータアレイ２１
のアレイ整列方向に２組以上配置された一層広い有効面
積の二次元放射線検出装置とすることもできる。
【００６９】なお、基板２８は、ガラスエポキシ基板、
セラミック基板、液晶ポリマー基板、エポキシ樹脂のモ
ールド品で構成する基板、その他のプラスチック基板等
の材料を用いることができる。
【００７０】図９に示す放射線検出器においては、複数
個の放射線検出器用部品２７とそれに対応した個数の基
板２８とで構成されているが、図１０に示すように、シ
ンチレータアレイのアレイ整列方向とは直角の方向に、
所定数の放射線検出器分の長さに渡って連続させた基板
３１を用いることもできる。この場合には、基板３１の
上面に、放射線検出器用部品２７のフォトダイオードア
レイ２２とシンチレータアレイ２１との接触部分よりも
下に延伸しているフォトダイオードアレイ２２の部分を
収容する溝を設け、また、基板３１中に導電性ピン３２
を埋め込んで、フォトダイオードアレイ２２の表面に配
置されている各々の配線の端子２６と電気的に連結でき
るようにする。
【００７１】図１１は、図９または図１０に示した所定
数の放射線検出器を連結して配置して得た二次元放射線
検出装置から、基板２８の部分を除いて図示した概略斜
視図である。
【００７２】上で述べたように、放射線検出器用部品２
７および放射線検出器においては、フォトダイオードア
レイ２２の各々のフォトダイオード素子に電気的に接続
している各々の配線２５を放射線検出器の受光方向下流
側、すなわち下側で取り出しているので、図１１に示す
ように、放射線検出器を隙間なく配置することができ、
したがって、たとえばＸ線ＣＴ装置の単位面積あたりの
有効Ｘ線受線面積を最大にし、検出効率を増大させるこ
とができる。
【００７３】（実施の形態６）図１２および図１３は、
本発明の実施の形態６にかかる放射線検出器用部品およ
び放射線検出器を説明するための概略斜視図である。こ
こで、図１２は、フォトダイオードアレイ３３と、シン
チレータアレイ３４とを分離した状態で示す概略斜視図
であり、図１３は、フォトダイオードアレイ３３と、シ
ンチレータアレイ３４とを組み立てた状態を示す概略斜
視図である。
【００７４】図１２および図１３からも明らかなよう
に、実施の形態６にかかる放射線検出器用部品および放
射線検出器においては、シンチレータアレイ３４のアレ
イ整列方向の一方の側面にフォトダイオードアレイ３３
が配置され、光学接着剤で固定される。このフォトダイ
オードアレイ３３の各々のフォトダイオード素子にはそ
れぞれ配線３５が電気的に接続されており、各々の配線
３５は、シンチレータアレイ３４との接触部分よりも受
光方向下流側に延伸した結果、シンチレータアレイ３４
のアレイ整列方向にのび、各々の配線の末端は、シンチ
レータアレイ３４との接触部分を超えた側方位置に存在
していて、端子３６を形成している。基板３７は、その
一部がフォトダイオードアレイ３３の裏面に固着され、
他の部分において配線３８を有し、配線３８と端子３６
とは、ワイヤボンディングによって電気的に接続されて
いる。
【００７５】このように構成することで、フォトダイオ
ードアレイ３３に含まれる各々のフォトダイオード素子
から引き出す配線３５および端子３６について、次の利
点を有する。すなわち、フォトダイオードアレイ３３
は、シンチレータアレイ３４の側面に配置されているた
め、フォトダイオードアレイ３３の厚みのみが有効Ｘ線
受線面積に影響を与える。したがって、フォトダイオー
ドアレイ３３のフォトダイオード素子が配置される面の
面積を大きくすることができる。このことから、フォト
ダイオードアレイ３３を受光方向下流側に大きく延伸す
ることが可能となる。フォトダイオードアレイ３３にお
いて、各々のフォトダイオード素子が配置された領域以
外については配線３５を配置することが可能である。し
たがって、フォトダイオードアレイ３３の面積を大きく
することで、配線３５および端子３６を配置する領域を
広くとれることとなり、配線３５の幅および端子３６の
面積を大きくすることができる。したがって、従来のよ
うに微細配線を施す必要はなく、断線や、高抵抗といっ
た問題を防止することができる。
【００７６】実施の形態６にかかる放射線検出器用部品
を用いて放射線検出器を作製する際には、図１２および
図１３に示すように、シンチレータアレイ３４と接触し
ていない部分のフォトダイオードアレイ３３に基板３７
を設けることができる。他の方法としては、放射線検出
器用部品の下に放射線検出器用部品を支持する基板を設
けても良く、この場合には、図９および図１０に示した
場合のように、フォトダイオードアレイ３３上の端子２
６を基板の配線２９または導電性ピン３２に電気的に連
結させる必要はない。
【００７７】さらに、上記の放射線検出器を用いて二次
元放射線検出装置を作製する場合には、図１４の概略斜
視図に示すように、シンチレータアレイ３４のアレイ整
列方向とは直角の方向に任意の数の放射線検出器を連結
させることができる。また、端子３６を両側に出すこと
によりシンチレータアレイ３４のアレイ整列方向に２組
を配置させることができ、有効Ｘ線受線面積をさらに大
きくすることができる。
【００７８】（実施例）図１５（ａ）は、放射線検出器
のシンチレータアレイのアレイ整列方向で切断した状態
の二次元放射線検出装置の概略断面図であり、図１５
（ｂ）は、図１５（ａ）に対して垂直の方向で切断した
状態の二次元放射線検出装置の概略断面図である。図１
５（ａ）および図１５（ｂ）に示すように、フォトダイ
オードアレイ３９としては２４チャンネルフォトダイオ
ードアレイ（長さ３８．０５ｍｍ、幅６．０ｍｍ、厚さ
０．３ｍｍ、受光部サイズ１．１８ｍｍ×３．８ｍｍ、
チャンネルピッチ１．５８７５ｍｍ）のＰＩＮ型シリコ
ンフォトダイオードを用い、シンチレータアレイ４０と
して、長さ３８．０５ｍｍ、幅５．０ｍｍ、厚さ２．１
９ｍｍ（チャンネルサイズ１．３３ｍｍ×４．０ｍｍ×
２．０ｍｍ）のＣｄＷＯ4を用いた。また、基板４１と
して厚さ０．２ｍｍのガラスエポキシ基板を用い、フォ
トダイオードと基板４１の配線とはワイヤボンディング
４２によって接続し、基板配線からの出力端子として、
１．２７ｍｍピッチ、２５チャンネルコネクター４３を
用いた。この２５チャンネルのうち、２４チャンネル
は、アノードピン４４であり、１チャンネルはカソード
ピン４５である。この２４チャンネル検出器基板を５段
に積層し、その空間部分にはエポキシ樹脂４６を充填
し、基板のない側には保護カバー板４７を設けて１２０
チャンネルの二次元Ｘ線検出器を試作した。
【００７９】なお、本発明においては、ピンのかわりに
ＢＧＡ用のバンプを用いてもスルーホール端子を用いて
も良い。また、シンチレータの材質も、ＣｄＷＯ4の他
に、ＣｓＩやＮａＩ、ＬＳＯでも良く、各種セラミック
シンチレータでも良い。
【００８０】（実施の形態７）次に、実施の形態７にか
かる放射線検出器用部品ついて説明する。図１６は、実
施の形態７にかかる放射線検出装置の概略斜視図であ
る。実施の形態７にかかる放射線検出器用部品は、図１
６に示すように、スライス方向に延伸した構造の溝部５
２を有する基板５１と、溝部５２に埋め込まれたフォト
ダイオードアレイ５３とを有する。また、基板５１およ
び基板の溝部５２に埋め込まれたフォトダイオードアレ
イ５３の上には、２次元シンチレータアレイ５４が配置
されている。ここで、図１６においては、２次元シンチ
レータアレイ５４は、基板５１から空間的に離間して配
置されている。これは実施の形態７にかかる放射線検出
装置の構造の理解を容易にするためであり、実際には２
次元シンチレータアレイ５４と基板５１とは透明接着剤
によって密着した状態で固定されている。また、基板５
１の下には、回路基板６４が配置され、回路基板６４上
に配置される電気回路は、フォトダイオードアレイ５３
を構成する個々のフォトダイオード素子５５と電気的に
導通している。
【００８１】フォトダイオードアレイ５３は、複数のフ
ォトダイオード素子５５を有し、複数のフォトダイオー
ド素子５５は、フォトダイオードアレイ５３上におい
て、１次元アレイ状の配列を有するように配置されてい
る。本実施の形態７では、フォトダイオードアレイ５３
は、長手方向がスライス方向となるように配置されてい
る。したがって、放射線検出装置は、図１６で示すよう
に、チャンネル方向（スライス方向と直角の方向）に４
個のフォトダイオード素子５５を有し、スライス方向に
３個のフォトダイオード素子５５を有する構造となる。
【００８２】２次元シンチレータアレイ５４は、複数の
シンチレータ素子５９とセパレータ６０を有する。フォ
トダイオード素子５５に対応して複数のシンチレータ素
子５９が２次元状に配置されており、個々のシンチレー
タ素子５９の境界にセパレータ６０を挟み込む構造をし
ている。
【００８３】シンチレータ素子５９は、入射するＸ線を
可視光線に変換するためのものである。シンチレータ素
子５９はＣｄＷＯ4や、ＣｓＩ、ＮａＩなどで構成さ
れ、入射するＸ線の強度に応じた可視光線をフォトダイ
オード素子５５に対して出力する機能を有する。また、
シンチレータ素子５９の外表面には白色塗装が施されて
おり、シンチレータ素子５９の内部で変換された可視光
線がシンチレータ素子５９の外部に漏れ出すことを防止
している。なお、シンチレータ素子５９を構成する材料
は、上記のもの以外でも良く、Ｂｉ4Ｇｅ3Ｏ12、ＢａＦ
2、Ｇｄ2ＳｉＯ5、Ｌｕ2ＳｉＯ5や、各種セラミックシ
ンチレータなどが代表的な材料として例示できるが、基
本的には入射する放射線を光に変換することのできる素
子であればよい。
【００８４】セパレータ６０は、Ｘ線および可視光線の
透過を防止するためのものである。セパレータ６０は、
鉛（Ｐｂ）等を含み、Ｘ線および可視光線を反射もしく
は吸収する機能を有する。セパレータ６０をシンチレー
タ素子５９相互の間に挟み込むことで、シンチレータ素
子５９の表面に対して斜め方向から入射した場合に、同
一のＸ線が複数のシンチレータ素子５９に入射すること
によって生じるクロストークを防止する。このことはＸ
線から変換された可視光線についても同様である。すな
わち、セパレータ６０を配置することで、あるシンチレ
ータ素子５９内部で発生した可視光線が、隣接した他の
シンチレータ素子５９に入射することで生じる光クロス
トークを防止することができる。
【００８５】フォトダイオード素子５５は、対応するシ
ンチレータ素子５９の内部でＸ線から変換された可視光
線を受光して、受光した可視光線を電気信号に変換して
外部に出力するためのものである。フォトダイオード素
子５５はＰＩＮ型フォトダイオードからなり、底部にｎ
型層を有し、フォトダイオードアレイ５３の表面部分で
はｐ型層を形成している。さらに、上面の周端部にｐ型
層に接触したアノード電極５６を有し、底部にｎ型層に
接触したカソード電極を有する。
【００８６】次に、実施の形態７にかかる放射線検出装
置の構造のうち、フォトダイオード素子５５と回路基板
６４との電気的接続の態様について、図１７を参照して
説明する。図１７は、実施の形態７にかかる放射線検出
装置の断面構造の一部を表す。なお、図１７では、理解
を容易にするために、２次元シンチレータアレイ５４お
よび回路基板６４を省略して表示している。
【００８７】図１６および図１７に示すように、フォト
ダイオード素子５５は基板５１に設けられた溝部５２に
埋め込まれている。ここで、図１７から明らかなよう
に、溝部５２はフォトダイオード素子５５の厚みと同等
の深さを有する。そのため、フォトダイオード素子５５
が埋め込まれた状態では、フォトダイオード素子５５の
上面に配置されたアノード電極５６と、基板５１の上面
に配置されたパッド５７とが同一の平面を形成してい
る。また、フォトダイオード素子５５の上面に配置され
たアノード電極５６と、基板５１の上面に配置されたパ
ッド５７との間はワイヤボンディング６１によって接続
されている。さらに、図１７における破線領域には、ス
ルーホール５８が設けられており、スルーホール５８と
パッド５７とは電気的に接続している。
【００８８】また、スルーホール５８は、基板５１の裏
面まで貫通し、基板５１の裏面に配置されたパッド６３
に電気的に接続している。したがって、アノード電極５
６から出力される電気信号はワイヤボンディング６１、
パッド５７、スルーホール５８を経て、基板５１の裏面
に配置されたパッド６３にまで伝えられる。基板５１の
裏面は、図１６でも示したように、回路基板６４が配置
されている。パッド６３は、回路基板６４上に設けられ
た電気回路と電気的に接続している。パッド６３の下に
は、あらかじめ半田ボール６２が配置されており、パッ
ド６３と、回路基板６４上に設けられた電気回路とは、
半田ボール６２によって電気的に接続されている。具体
的には、回路基板６４上に基板５１を仮固定した状態で
熱を印加して半田ボール６２を溶融し、パッド６３と電
気回路との間の導通を確保している。上記のような構造
を有することで、実施の形態７にかかる放射線検出装置
は、フォトダイオード素子５５からの電気信号を、回路
基板６４上に設けられたパッド６３から外部に出力する
ことができる。
【００８９】次に、フォトダイオード素子５５の裏面に
設けられているカソード電極と回路基板６４との導通の
態様について説明する。図１８は、実施の形態７にかか
る放射線検出装置を構成する基板５１の端部についての
上面図である。なお、図１８は、フォトダイオードアレ
イ５３を埋め込む前の状態を示している。
【００９０】基板５１に設けられた溝部５２の底面に
は、カソードパッド６５が配置されている。カソードパ
ッド６５は、フォトダイオードアレイ５３上に配置され
たそれぞれのフォトダイオード素子５５の底面に設けら
れたカソード電極のすべてと電気的に接触するように、
溝部５２の底面全般に渡って配置されている。したがっ
て、個々のフォトダイオード素子５５は、カソード電極
に関しては互いにショートした関係となっているが、ア
ノード電極がフォトダイオード素子５５ごとに分かれて
いるため、電気信号を出力する際に互いの電気信号が合
成されてしまうことはない。
【００９１】また、カソードパッド６５の一部領域にお
いて、カソードスルーホール６６が配置されている。カ
ソードスルーホール６６は、溝部５２の底面と、基板５
１の裏面とを電気的に接続するためのものである。図１
７に示したアノード電極と回路基板６４上の電気回路と
の接続と同様に、カソードスルーホール６６は、基板５
１の裏面に設けられたパッド６３に電気的に接続されて
いる。また、裏面に設けられたパッド６３と、回路基板
６４上の電気回路との間は半田ボール６２を介して接続
されている。以上により、実施の形態７にかかる放射線
検出装置は、フォトダイオード素子５５から出力される
電気信号を外部に出力する構造を有する。
【００９２】次に、実施の形態７にかかる放射線検出装
置の動作について説明する。図１９は、実施の形態７に
かかる放射線検出装置にＸ線が入射する様子を示す模式
図である。
【００９３】シンチレータ素子５９の上面から入射した
Ｘ線は、シンチレータ素子５９内部において、可視光線
に変換される。ここで、可視光線への変換効率はＸ線の
エネルギーに比例する。ここで、シンチレータ素子５９
の上面に対して垂直以外の角度で入射したＸ線について
は、シンチレータ素子５９の側面に到達する前に可視光
線にすべて変換されるか、Ｘ線のまま側面まで到達した
としても、セパレータ６０によって大部分が吸収もしく
は反射されるため、隣接した他のシンチレータ素子に入
射することはほとんどない。このことは、Ｘ線から変換
された可視光線についても同様で、可視光線が他のシン
チレータ素子に入射することはない。
【００９４】そして、Ｘ線から変換された可視光線は、
フォトダイオード素子５５に入射する。フォトダイオー
ド素子５５は、受光した可視光線を電気信号に変換す
る。具体的には、入射光によってフォトダイオード素子
５５内部において電子・正孔のペアが発生することに基
づいて電気信号が発生する。ここで、電気信号の強度は
受光する可視光線が有するエネルギー値に比例する。可
視光線のエネルギー値は、上述したようにシンチレータ
素子５９に入射するＸ線光線の強度に比例することか
ら、フォトダイオード素子５５から出力される電気信号
の強度は、シンチレータ素子５９に入射するＸ線光線の
強度に比例することは明らかである。フォトダイオード
素子５５から出力される電気信号は、スルーホール５８
およびカソードスルーホール６６を介して基板５１の裏
面に伝えられ、回路基板６４を介して外部に出力され
る。なお、図１９では電気信号の例として電流Ｉが出力
される態様を示しているが、これに限定されるものでは
なく、電圧の変化等の形で電気信号を出力しても良い。
【００９５】以上述べたように、個々のシンチレータ素
子５９に入射したＸ線についてその強度に応じた電気信
号を出力する構造を有することで、実施の形態７にかか
る放射線検出装置は、入射位置に関するＸ線の強度分布
を求めることができる。
【００９６】本実施の形態７にかかる放射線検出装置
は、フォトダイオード素子５５が列状に配列したフォト
ダイオードアレイ５３を複数配列する構造を有する。し
たがって、製品としての歩留まりが向上するという利点
を有する。すなわち、図１６で示したような２次元フォ
トダイオードアレイを同一基板上に形成した場合には、
１２個のフォトダイオード素子のうち、１つでも欠陥を
有する素子が存在することで残りの１１個のフォトダイ
オード素子についても放射線検出装置に使用することは
できない。
【００９７】一方、本実施の形態７にかかる放射線検出
装置では、仮に１個のフォトダイオード素子５５に欠陥
があっても、欠陥を有するフォトダイオード素子５５を
有するフォトダイオードアレイ５３を別のものと交換す
るのみで済み、残りの９個のフォトダイオード素子を有
効活用することができる。特に、近年のＸ線ＣＴスキャ
ン装置に用いる放射線検出装置は、多チャンネルおよび
多スライス化が進んでいるため、配置するフォトダイオ
ード素子の数が増大する傾向にある。したがって、１次
元のフォトダイオードアレイ５３を複数配列する本実施
の形態７にかかる放射線検出装置は、さらに高い歩留ま
りを有することが期待できる。
【００９８】また、１次元の配列を有するフォトダイオ
ードアレイ５３を溝部５２に埋め込む構造を採用してい
る。このことにより、以下の利点を有する。まず、溝部
５２の幅と、フォトダイオードアレイ５３の幅が一致し
ているため、位置あわせを容易におこなうことができ
る。したがって、フォトダイオードアレイ５３を基板５
１上に配置する際にはスライス方向に関してのみ位置決
めをおこなえばよい。さらに、スライス方向の位置決め
のために突起部もしくは溝部を新たに設けた場合には、
位置調整等の工程を一切経ることなく容易にフォトダイ
オードアレイ５３を配置することができる。このため、
本実施の形態７にかかる放射線検出装置では、製造が容
易で、かつ、迅速に製造をおこなうことができる。
【００９９】さらに、本実施の形態７においては、フォ
トダイオードアレイ５３の厚みと、溝部５２の深さはほ
ぼ同一の値をとる。このことにより、ワイヤボンディン
グ６１に必要な領域を小さくできるという利点を有す
る。
【０１００】フォトダイオードアレイ５３上に配列する
個々のフォトダイオード素子５５から電気信号を外部に
出力するためには、フォトダイオード素子５５のアノー
ド電極５６およびカソード電極を基板上に設けられた電
極と電気的に接続させることが必要である。ここで、フ
ォトダイオードアレイを平板上に配置した場合には、ア
ノード電極と、基板上に配置されたパッドとの段差が避
けられないという問題があった。段差を有する場合に
は、ワイヤボンディングに必要な水平距離を大きく取る
必要があった。しかし、本実施の形態７においては、ア
ノード電極５６とパッド５７との間に段差は全く生じな
いか、生じたとしてもごくわずかであるため、従来のよ
うに水平距離を大きく取る必要がない。
【０１０１】さらに、本実施の形態７においては、フォ
トダイオード素子５５の上面に配置したアノード電極５
６を、スルーホール５８を利用することで立体的に引き
出す構造を有する。このことにより、隣接するフォトダ
イオードアレイ５３間に位置する基板５１の土手部分の
幅を狭くすることができる。従来は、基板の上面に必要
な配線を施していたため、特に多チャンネルおよび多ス
ライス化するにしたがって、配線の幅を狭くするか、フ
ォトダイオードアレイ５３相互の間の幅を大きくする必
要があった。
【０１０２】一方、本実施の形態７においては、アノー
ド電極５６を立体的に引き出す構造としており、基板５
１の上面に配線を設ける必要がない。したがって、多チ
ャンネルおよび多スライス化によってフォトダイオード
素子５５の数が増大する構造となっても、フォトダイオ
ードアレイ５３の間隔を広く取る必要はなく、間隔を一
定に保つことができる。具体的には、フォトダイオード
アレイ５３の間に位置する基板５１の土手部分の幅は、
ワイヤボンディングに必要な幅およびスルーホールに必
要な幅さえ確保できればいくらでも狭くすることが可能
である。したがって、放射線検出装置においてＸ線入射
方向に対して垂直な面でのフォトダイオード素子５５が
占める面積を広く取ることができ、高感度の放射線検出
装置を実現することができる。
【０１０３】また、本実施の形態７においては、基板５
１でアノード電極５６を垂直方向に引き出して回路基板
６４に接続した場合、回路基板６４上の電気回路によっ
て電気信号を外部に出力する構造を有する。この場合、
回路基板６４上であって、フォトダイオードアレイ５３
の下部に位置する領域についても回路を構成することが
可能であるため、基板５１の上面に電気回路を配置した
場合と比較して、回路に使用する面積を大きくすること
ができるという利点も有する。したがって、微細配線を
施す必要もなくなり、高抵抗化または断線の危険も回避
することができる。
【０１０４】さらに、本実施の形態７において、基板５
１上に溝部５２を設けることは容易である。たとえば、
半導体チップの分離に使用するダイシングソーを用いて
基板５１の表面を削ることで、溝部５２を形成すること
ができる。したがって、本実施の形態７では、放射線検
出装置を容易に製造することができるという利点も有す
る。また、単純な構造でフォトダイオードアレイ５３の
位置決めをおこなうことができるため、この点でも放射
線検出装置を容易に製造することができる。
【０１０５】また、本実施の形態７において、基板５１
の裏面に設けられたパッド６３と回路基板６４とは、半
田ボール６２を使って電気的に接続されている。このた
め、基板５１と回路基板６４との間を容易に固定するこ
とができ、放射線検出装置を容易に製造することができ
る。
【０１０６】なお、実施の形態７では、３スライスを有
し、１スライスあたり４個のチャンネルを有する構造と
しているが、所定のスライスの同一チャンネルについ
て、スライス方向に複数のフォトダイオード素子を用い
る構造としても良い。
【０１０７】また、実施の形態７では、フォトダイオー
ドアレイ５３の長手方向をスライス方向、短手方向をチ
ャンネル方向としているが、それぞれの方向を逆にして
配置しても良い。すなわち、フォトダイオードアレイ５
３の長手方向がチャンネル方向と平行になるように配置
しても本実施の形態７にかかる放射線検出装置を構成す
ることが可能である。
【０１０８】また、図１６および図１７において、アノ
ード電極５６とパッド５７との間を接続するワイヤボン
ディング６１は、アーチ状となっているが、直線状に接
続する構造としても良い。上述の通り、基板５１の上面
とフォトダイオード素子５５の上面との間に段差がない
ため、直線状にワイヤボンディングしても断線等のおそ
れがないためである。
【０１０９】さらに、スルーホール５８およびカソード
スルーホール６６について、水平断面形状は円形でなく
てもよい。たとえば、断面形状をフォトダイオードアレ
イ５３の長手方向に長軸を有する楕円とした場合には外
周の長さを大きく取ることができるため、円形とした場
合と比較してスルーホールを通過する際の電気抵抗を抑
制することができる。
【０１１０】また、本実施の形態７においてはＰＩＮ型
フォトダイオードを上面にｐ型層が来るように配置し
て、アノード電極５６が上面に露出する構造としている
が、ｎ型層が上面となり、カソード電極が上面に露出す
る構造としても良い。このような構造としても、放射線
検出装置は同様の利点を得ることができる。
【０１１１】また、フォトダイオードアレイ５３に含ま
れるフォトダイオード素子５５について、本実施の形態
７ではＰＩＮ型フォトダイオードを用いているが、これ
に限定する必要はなく、ＰＮ接合からなるフォトダイオ
ードやショットキーフォトダイオード、ヘテロ接合フォ
トダイオードおよびアバランシ・フォトダイオードを使
用しても良い。また、光電変換がおこなえるものであれ
ば、フォトダイオード以外の回路素子を利用しても良
い。たとえば、照射される光の強度に応じて電気的抵抗
が変化する光抵抗をフォトダイオードの代わりに使用し
ても良い。
【０１１２】さらに、本実施の形態７においては、基板
５１の下に回路基板６４を配置する構造としているが、
回路基板６４を省略することも可能である。たとえば、
基板５１の裏面に回路パターンをあらかじめ形成してお
き、外部に出力するためのパッドを基板５１の側面上に
配置する構造としても良い。この場合、回路基板６４お
よび半田ボール６２を省略することが可能である。
【０１１３】（実施の形態８）次に、実施の形態８にか
かる放射線検出装置について説明する。図２０は、実施
の形態８にかかる放射線検出装置の構造を示す概略断面
図である。ここで、図２０では理解を容易にするため、
基板７９に配置される２次元シンチレータアレイおよび
基板７９下部に配置される回路基板については省略して
いる。
【０１１４】実施の形態８にかかる放射線検出装置は、
基板７９上面に設けられた溝部８０が、実施の形態７よ
りも深く形成されている。その他の点については、特に
断らない限り、実施の形態７と同様の構造を有し、同等
の効果を発揮するものとする。
【０１１５】実施の形態８においては、溝部８０の深さ
を、溝部８０に埋め込むフォトダイオードアレイ６９の
厚みよりも大きくしている。このことにより、以下の利
点が生じる。
【０１１６】一般に、溝部８０に埋め込まれるフォトダ
イオードアレイ６９は同一条件で製造されたものを用い
るため、厚みが相違することはないと想定されている。
しかし、現実には個々のフォトダイオードアレイ６９に
よって厚みが相違する場合がある。特に、半導体基板上
にエピタキシャル成長をおこなうことでフォトダイオー
ド素子を形成する場合には、完全にエピタキシャル成長
をおこなうことは困難であり、厚みの違いが生じる場合
がある。
【０１１７】このようにフォトダイオードアレイ６９の
厚みが互いに相違する場合、基板７９および埋め込まれ
たフォトダイオードアレイ６９によって形成される上面
は平滑な平面を形成することはできない。そのような上
面に２次元シンチレータアレイを配置した場合、２次元
シンチレータアレイの安定性が損なわれるおそれがあ
る。基板７９と２次元シンチレータアレイとの間に生じ
る空隙を透明接着剤層で補填する構造も可能であるが、
その場合、透明接着剤層で補填された空隙部分において
生じる光リークによる光クロストークが問題となる。
【０１１８】したがって、本実施の形態８においては、
溝部８０の深さを、フォトダイオードアレイ６９の厚み
よりも大きくしている。そして、基板７９の上面と２次
元シンチレータアレイとが透明接着剤を介して密着した
状態で固定される。ここで、フォトダイオードアレイ６
９の上面は、２次元シンチレータアレイとは接触してい
ない。基板７９の上面は、溝部８０を除いて同一平面上
を形成するため、上述したような平滑な平面を形成でき
ないという問題を防止することができる。また、基板７
９の上面と２次元シンチレータアレイとの間に空隙は生
じないため、光クロストークの問題も防止することがで
きる。
【０１１９】ここで、溝部８０の深さとフォトダイオー
ドアレイ６９の厚みとの差は、１μｍ以上、１００μｍ
以下とすることが望ましい。１μｍ以上としたのは、あ
まり差が少ないと個々のフォトダイオードアレイ６９の
厚みの相違を吸収できないおそれがあるためである。ま
た、１００μｍ以下としたのは、１００μｍよりも大き
くした場合に、フォトダイオードアレイ６９が有するフ
ォトダイオード素子のアノード電極５６と、基板７９の
上面に配置されたパッド６８との段差が無視できなくな
り、ワイヤボンディングをおこなうためにフォトダイオ
ードアレイ６９相互間の間隔を広くとる必要が生じるた
めである。
【０１２０】（実施の形態９）次に、実施の形態９につ
いて説明する。図２１は、実施の形態９にかかる放射線
検出装置を構成する基板７０および基板７０に埋め込ん
だフォトダイオードアレイ７３の態様を示す概略斜視図
である。実施の形態９にかかる放射線検出装置は、フォ
トダイオードアレイ７３を埋め込むために設けられた第
１の溝部７１の上部に第２の溝部７２を有する。第２の
溝部７２は、図２１に示すように、上部においてチャン
ネル方向に広い開口部を形成し受光下流方向に下るに従
い幅が狭くなる構造を有する。一方、第１の溝部７１
は、フォトダイオードアレイ７３を埋め込むために形成
されるため、長手方向の断面は矩形形状からなる。な
お、特に言及しない点については、実施の形態７にかか
る放射線検出装置と同様とし、同等の機能を有するもの
とする。たとえば、実施の形態９において、基板７０の
下には、回路基板が配置され回路基板と基板裏面に設け
られたパッド６３とは、半田ボール６２を介して電気的
に接続され、外部に出力される構造を有している。
【０１２１】図２２は、実施の形態９にかかる放射線検
出装置の構造を示す概略断面図である。フォトダイオー
ドアレイ７３は、基板７０内に形成した溝部７１に埋め
込まれ、フォトダイオードアレイ７３上に配置されてい
る個々のフォトダイオード素子ごとにアノード電極７４
が、第２の溝部を構成する斜面上に設けられたパッド７
５とワイヤボンディングを介して電気的に接続されてい
る。また、第２の溝部７２から基板７０を鉛直方向に貫
くスルーホール７６が配置され、スルーホール７６は、
パッド７５と電気的に接続されている。さらに、基板７
０の裏面にはパッド６３が設けられ、スルーホール７６
と電気的に接続している。したがって、フォトダイオー
ドアレイ７３に配置されている個々のフォトダイオード
素子から出力される電気信号は、パッド７５、スルーホ
ール７６、パッド６３を通って基板７０の裏面に出力さ
れる。
【０１２２】第２の溝部７２は、シンチレータ素子５９
においてＸ線から変換された可視光線をフォトダイオー
ドアレイ７３に集める導波路としての機能を有する。す
なわち、第２の溝部７２の存在により、シンチレータ素
子５９でＸ線から変換された可視光線は、適宜第２の溝
部７２を形成する斜面上を反射し、フォトダイオードア
レイ７３に含まれるフォトダイオード素子に到達し、個
々のフォトダイオード素子によって受光される。ここ
で、第２の溝部７２において可視光線の反射率を高める
ため、また、可視光線を効率良くフォトダイオード素子
に入射させるために、第２の溝部７２に屈折率の異なる
複数の膜からなる多層構造を積層しても良い。
【０１２３】第２の溝部７２を有することによる利点に
ついて説明する。実施の形態９にかかる放射線検出装置
は、第２の溝部７２によって可視光線を集光する構造を
有する。したがって、シンチレータ素子５９上面のＸ線
受線面積と比較して、フォトダイオード素子の受光部分
の面積を狭くできる。このため、放射線検出装置を構成
するためのフォトダイオード素子を小型化することがで
き、製造コストを低減することができる。１個あたりの
フォトダイオード素子が小さくなることで、１枚のウェ
ハーから製造することのできるフォトダイオード素子の
数を増加させることができるためである。
【０１２４】（変形例）次に、実施の形態９の変形例に
かかる放射線検出装置について説明する。図２３は、変
形例にかかる放射線検出装置を構成する基板７７および
基板７７に配置されるフォトダイオード７８を示す概略
上面図である。ここで、基板７７の上部には２次元シン
チレータアレイが配置され、基板７７の下部には回路基
板が配置されているのは実施の形態９と同様である。変
形例においては、基板にフォトダイオードアレイを配置
するのではなく、個々に分離したフォトダイオード７８
を配置するものとする。ここで、フォトダイオード７８
は、実施の形態９と同様に、基板７７に設けられた第１
の溝部に埋め込まれている。また、フォトダイオード７
８が埋め込まれた第１の溝部の上部には、導波路として
の機能を有する第２の溝部が形成されている。
【０１２５】変形例において、第２の溝部は、スライス
方向のみならず、チャンネル方向についても斜面を有
し、入射してくる可視光線をフォトダイオード７８に集
束させる導波路としての機能を有する。このため、さら
に可視光線を効率的にフォトダイオード７８に集めるこ
とができ、フォトダイオード７８をさらに小型化するこ
とができる。
【０１２６】以上、実施の形態１〜９にわたって本発明
を説明してきたが、本発明はこれら実施の形態に限定さ
れるのではなく、当業者ならばこれらの実施の形態を用
いて様々な変形例に相当することが可能である。たとえ
ば、実施の形態１〜３および実施の形態７〜９におい
て、シンチレータ素子もしくはシンチレータ素子アレイ
を除外した構成として、光検出器を得ることが可能であ
る。本発明によれば、フォトダイオード素子の占有面積
を増大させることができるため、本発明の構造を光検出
器に応用することで、受光面積が広く、感度の高い光検
出器を提供することができる。
【０１２７】また、実施の形態１〜９において、フォト
ダイオード素子上面に設けられたパッドと、基板との間
をワイヤボンディングによって電気的に接続している
が、これに限定する必要はない。たとえば、フリップチ
ップ方式によって接続しても良いし、ＴＡＢ(Tape Auto
mated Bonding)方式によって接続しても良い。実施の形
態１〜９においてはフォトダイオード素子上面に設けら
れたパッドと基板上に設けられたパッドは、同一平面を
形成するため、このような方式によっても容易に電気的
に接続することができる。
【０１２８】また、実施の形態７〜９において、フォト
ダイオード素子は可視光線を電気信号に変換するものと
しているが、その他の波長の光をフォトダイオード素子
に照射する構造としても良い。具体的には、ショットキ
ーフォトダイオードを使用すれば可視光領域よりも短い
波長領域の光に対して光電変換をおこなうことが可能で
あり、ＩｎＳｂによってフォトダイオードを形成した場
合には、窒素温度まで下げることによって赤外線領域ま
で感度を有する光電素子を得ることが可能である。Ｘ線
をこのような波長の光に変換するシンチレータ素子と組
み合わせることで、上記の放射線検出器用部品、放射線
検出器、放射線検出装置を構成することができる。
【０１２９】さらに、実施の形態７〜９では、１個の溝
部に対して１個のフォトダイオードアレイが埋め込まれ
る構成としているが、スライス方向に並ぶ複数のフォト
ダイオードアレイを埋め込む構造としても良い。また、
１個の溝部に対して１個のフォトダイオードアレイでは
なく、個々のフォトダイオード素子を複数埋め込む構造
としても良い。その場合には、個々のフォトダイオード
素子の位置決め用の突起もしくは溝を溝部中に設けるこ
とが望ましい。
【０１３０】
【発明の効果】本発明の放射線検出器用部品および放射
線検出器においては、ＭＩＤ基板を採用してフォトダイ
オードの上面と一次基板の表面との段差をなくしてワイ
ヤボンディングに必要なスペースを最小にし、出力端子
を一次基板の下側に配置し、出力端子とワイヤボンディ
ングパッドとを立体配線で接続することにより放射線検
出器を小型化しているので、放射線検出器を隙間なく配
置することができ、したがって、たとえばＸ線ＣＴ装置
の単位面積あたりの有効Ｘ線受線面積を最大にし、検出
効率を増大させることができる。
【０１３１】また、本発明の放射線検出器用部品および
放射線検出器においては、フォトダイオードアレイの各
々のフォトダイオード素子に電気的に接続されている各
々の配線を放射線検出器の受光方向下流側、すなわち下
側で取り出しているので、単位放射線検出器の小型化お
よび制作が容易になり、かつ放射線検出装置の制作が容
易になり、放射線検出器を隙間なく配置することがで
き、したがって、たとえばＸ線ＣＴ装置の単位面積あた
りの有効Ｘ線受線面積を最大にし、検出効率を増大させ
ることができる。
【０１３２】さらに、本発明の放射線検出装置において
は、基板上面に溝部を形成し、その溝部にフォトダイオ
ードアレイを埋め込むことで、フォトダイオードアレイ
の位置決めを容易におこなうことができる。また、フォ
トダイオードアレイ上に配置される第１パッドと、基板
上に配置される第２パッドとが同一平面を形成するよう
に配置されているため、ワイヤボンディングに必要なス
ペースを最小にし、たとえばＸ線ＣＴ装置の単位面積あ
たりの有効Ｘ線受線面積を最大にし、検出効率を増大さ
せることができる。さらに、第２パッドは、基板裏面に
設けられた第３パッドとスルーホール等の立体配線によ
って電気的に接続され、第３パッドから電気信号を出力
する構造としたため、有効Ｘ線受線面積を最大にすると
ともに、配線のための領域を広く確保することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１にかかる放射線検出器用部品の、
ＭＩＤ基板とフォトダイオードアレイとを離した状態で
示す概略斜視図である。
【図２】図１のＩ−Ｉ線における断面図である。
【図３】（ａ）は、ＭＩＤ基板とフォトダイオードアレ
イとを組み立てた状態の実施の形態１にかかる放射線検
出器用部品の概略斜視図であり、（ｂ）は、組み立てた
状態におけるフォトダイオードアレイの電気的接続の態
様を示す断面図である。
【図４】実施の形態２にかかる放射線検出器の、放射線
検出器用部品とシンチレータアレイとを離した状態で示
す概略斜視図である。
【図５】実施の形態２にかかる放射線検出器の、放射線
検出器用部品とシンチレータアレイとを組み立てた状態
の概略斜視図である。
【図６】実施の形態３にかかる放射線検出装置の構造を
示す概略斜視図である。
【図７】実施の形態３にかかる放射線検出装置におい
て、さらにコリメータを配置した場合の構造を示す概略
斜視図である。
【図８】（ａ）は、実施の形態４にかかる放射線検出器
用部品において、フォトダイオードアレイとシンチレー
タアレイとを分離した状態で示す概略斜視図であり、
（ｂ）は、放射線検出器用部品を組み立てた状態を示す
概略斜視図である。
【図９】実施の形態５にかかる放射線検出器の構造を示
す概略断面図である。
【図１０】実施の形態５にかかる放射線検出器の変形例
の構造を示す概略断面図である。
【図１１】実施の形態５にかかる放射線検出装置の構造
を示す概略斜視図である。
【図１２】実施の形態６にかかる放射線検出器におい
て、フォトダイオードアレイとシンチレータアレイとを
分離した状態で示す概略斜視図である。
【図１３】実施の形態６にかかる放射線検出器の構造を
示す概略斜視図である。
【図１４】実施の形態６にかかる放射線検出器を用いた
放射線検出装置の構造を示す概略斜視図である。
【図１５】（ａ）、（ｂ）は、実施例で得られる放射線
検出装置の概略断面図である。
【図１６】実施の形態７にかかる放射線検出装置におい
て、２次元シンチレータアレイを分離した状態で示す概
略斜視図である。
【図１７】実施の形態７にかかる放射線検出装置におい
て、電気的接続の概要を示す概略断面図である。
【図１８】実施の形態７にかかる放射線検出装置におい
て、基板の構造を示す概略上面図である。
【図１９】実施の形態７にかかる放射線検出装置の動作
を示す概略断面図である。
【図２０】実施の形態８にかかる放射線検出装置の構造
を示す概略断面図である。
【図２１】実施の形態９にかかる放射線検出装置の構造
を示す概略斜視図である。
【図２２】実施の形態９にかかる放射線検出装置の動作
を示す概略断面図である。
【図２３】実施の形態９の変形例にかかる放射線検出装
置の構造を示す概略上面図である。
【図２４】（ａ）は、従来技術にかかる放射線検出装置
の構造を示す概略斜視図であり、（ｂ）は、従来技術に
かかる放射線検出装置の電気的接続の態様について示す
概略断面図である。
【符号の説明】
１ ＭＩＤ基板 ２、２２、３３、３９、５３、６９、７３ フォトダ
イオードアレイ ３ パッド形成用突起 ４ 第１パッド ５ 第２パッド ６、３０、４２、６１、６７ ワイヤボンディング ７ 配線パターン ８ ピン状の第１端子 ９ ピン状の第２端子 １０、２５ 配線 １１、２１、３４、４０ シンチレータアレイ １２、２３ シンチレータ素子 １３、２４ セパレータ １４ コリメータ ２６、３６ 端子 ２７ 放射線検出器用部品 ２８、３１、３７、４１、５１、７０、７７、７９
基板 ２９、３５、３８ 配線 ３２ 導電性ピン ４３ ２５チャンネルコネクター ４４ アノードピン ４５ カソードピン ４６ エポキシ樹脂 ４７ 保護カバー板 ５２、８０ 溝部 ５４ ２次元シンチレータアレイ ５５ フォトダイオード素子 ５６ アノード電極 ５７、６３、６８、７５ パッド ５８、７６ スルーホール ５９ シンチレータ素子 ６０ セパレータ ６２ 半田ボール ６４ 回路基板 ６５ カソードパッド ６６ カソードスルーホール ７１ 第１の溝部 ７２ 第２の溝部 ７４ アノード電極 ７８ フォトダイオード素子
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 31/09 Ｈ０１Ｌ 31/00 Ａ Ｈ０４Ｎ 5/32 27/14 Ｋ 5/335 Ｄ 25/04 Ａ Ｆターム(参考） 2G088 EE02 FF02 GG19 GG20 JJ05 JJ09 JJ23 JJ24 JJ31 JJ33 JJ37 4M118 AA10 AB01 BA05 CA05 CB11 GA10 HA23 HA24 HA25 HA30 HA31 HA33 5C024 AX11 CY49 EX22 EX25 GX03 GX09 5F044 AA07 5F088 AA01 BA01 BA16 BB07 EA04 EA16 EA20 JA17 JA20 LA08

Claims (28)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 基板上面の一部領域上に配置されかつ受
    光面上に第１パッドを有する光電素子を備え、該光電素
    子が受光する光の強度に基づく電気信号を出力する放射
    線検出器用部品であって、 前記基板の他の領域上に配置されたパッド形成部と、 該パッド形成部上に形成され、前記光電素子の受光面上
    に配置された前記第１パッドと同一平面を形成するよう
    配置され、前記第１パッドと電気的に接続された第２パ
    ッドと、 を備えることを特徴とする放射線検出器用部品。
  2. 【請求項２】 前記第１パッドと前記第２パッドとの間
    はワイヤボンディングにより電気的に接続されているこ
    とを特徴とする請求項１に記載の放射線検出器用部品。
  3. 【請求項３】 前記基板裏面に配置された第３パッド
    と、 前記第２パッドと前記第３パッドとを電気的に接続する
    立体配線と、 をさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記
    載の放射線検出器用部品。
  4. 【請求項４】 前記基板はＭＩＤ基板であって、前記立
    体配線は、前記ＭＩＤ基板によって形成されていること
    を特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の放射
    線検出器用部品。
  5. 【請求項５】 前記立体配線は、前記基板を貫通して形
    成されるスルーホールを含むことを特徴とする請求項１
    〜３のいずれか一つに記載の放射線検出器用部品。
  6. 【請求項６】 前記基板および前記パッド形成部は、一
    体的に形成されていることを特徴とする請求項１〜５の
    いずれか一つに記載の放射線検出器用部品。
  7. 【請求項７】 請求項１〜６に記載の放射線検出器用部
    品と、 前記光電素子の受光面上に配置され、受線した放射線を
    前記光電素子が電気信号に変換可能な波長帯域の光に変
    換する変換素子と、 を備えたことを特徴とする放射線検出器。
  8. 【請求項８】 ＭＩＤ基板およびそれに接触して設置さ
    れたフォトダイオードアレイを有し、該フォトダイオー
    ドアレイの下面と接触する側の該ＭＩＤ基板上面にパッ
    ド形成用突起が設けられていて該パッド形成用突起の上
    端面が該フォトダイオードアレイの上面と同じ高さであ
    り、該フォトダイオードアレイの各々のフォトダイオー
    ド素子の上面で該パッド形成用突起に隣接する部分にそ
    れぞれ第１パッドが設けられており、該パッド形成用突
    起の上端面で各々の第１パッドと隣接する部分にそれぞ
    れ第２パッドが設けられており、対応する該第１パッド
    と該第２パッドとの間にはワイヤボンディングが設けら
    れており、該フォトダイオードアレイと接触する該ＭＩ
    Ｄ基板上面上には配線パターンが設けられており、該Ｍ
    ＩＤ基板下面には該第２パッドの数と同数の第１端子お
    よび１個の第２端子が設けられており、該第２パッドと
    該第１端子とが１対１の関係で電気的に接続されてお
    り、該配線パターンと該第２端子とが電気的に接続され
    ていることを特徴とする放射線検出器用部品。
  9. 【請求項９】 前記ＭＩＤ基板上面に前記フォトダイオ
    ードアレイの位置決めのための溝または位置決め突起が
    設けられていることを特徴とする請求項８に記載の放射
    線検出器用部品。
  10. 【請求項１０】 １個のＭＩＤ基板およびそれに接触し
    て設置された複数個のフォトダイオード素子を有し、各
    々の該フォトダイオード素子の下面と接触する側の該Ｍ
    ＩＤ基板上面に各々の該フォトダイオード素子の位置決
    めのための溝または位置決め突起が設けられており、ま
    た、該ＭＩＤ基板上面にパッド形成用突起が設けられて
    いて該パッド形成用突起の上端面が各々の該フォトダイ
    オード素子の上面と同じ高さであり、各々の該フォトダ
    イオード素子の上面で該パッド形成用突起に隣接する部
    分にそれぞれ第１パッドが設けられており、該パッド形
    成用突起の上端面で各々の第１パッドと隣接する部分に
    それぞれ第２パッドが設けられており、対応する該第１
    パッドと該第２パッドとの間にはワイヤボンディングが
    設けられており、各々の該フォトダイオード素子と接触
    する該ＭＩＤ基板上面上には配線パターンが設けられて
    おり、該ＭＩＤ基板下面には該第２パッドの数と同数の
    第１端子および１個の第２端子が設けられており、該第
    ２パッドと該第１端子とが１対１の関係で電気的に接続
    されており、該配線パターンと該第２端子とが電気的に
    接続されていることを特徴とする放射線検出器用部品。
  11. 【請求項１１】 位置決め突起が土手状となっていて、
    隣接チャンネル間の仕切板として機能することを特徴と
    する請求項１０に記載の放射線検出器用部品。
  12. 【請求項１２】 請求項８または９に記載の放射線検出
    器用部品と、該放射線検出器用部品のフォトダイオード
    アレイの上面の上に各々の素子が対応するように設置さ
    れたシンチレータアレイとを有することを特徴とする放
    射線検出器。
  13. 【請求項１３】 請求項１０または１１に記載の放射線
    検出器用部品と、該放射線検出器用部品の各々のフォト
    ダイオード素子の上面の上に各々の素子に対応するよう
    に設置されたシンチレータ素子とを有することを特徴と
    する放射線検出器。
  14. 【請求項１４】 所定数の請求項１２または１３に記載
    の放射線検出器が縦横に配置されていることを特徴とす
    る放射線検出装置。
  15. 【請求項１５】 シンチレータアレイと、該シンチレー
    タアレイのアレイ整列方向の一方の側面に配置されたフ
    ォトダイオードアレイと、該フォトダイオードアレイの
    各々のフォトダイオード素子に電気的に接続されていて
    該フォトダイオードアレイの表面に配置されている各々
    の配線とを有し、該各々の配線の末端が該シンチレータ
    アレイとの接触部分よりも受光方向下流側に存在してい
    ることを特徴とする放射線検出器用部品。
  16. 【請求項１６】 シンチレータアレイと、該シンチレー
    タアレイのアレイ整列方向の一方の側面に配置されたフ
    ォトダイオードアレイと、該フォトダイオードアレイの
    各々のフォトダイオード素子に電気的に接続されていて
    該フォトダイオードアレイの表面に配置されている各々
    の配線とを有し、該各々の配線が該シンチレータアレイ
    との接触部分よりも受光方向下流側に延びた後、該シン
    チレータアレイのアレイ整列方向に延び、該各々の配線
    の末端が該シンチレータアレイとの接触部分を越えた側
    方位置に存在していることを特徴とする放射線検出器用
    部品。
  17. 【請求項１７】 請求項１５に記載の放射線検出器用部
    品と、該放射線検出器用部品を支持する基板と、該基板
    に設けられた配線とを有し、該基板の配線が上記フォト
    ダイオードアレイの表面に配置されている各々の配線の
    末端に電気的に連結されていることを特徴とする放射線
    検出器。
  18. 【請求項１８】 請求項１６に記載の放射線検出器用部
    品と、該放射線検出器用部品を支持する基板とを有する
    ことを特徴とする放射線検出器。
  19. 【請求項１９】 所定数の請求項１７に記載の放射線検
    出器が縦横に配置されていることを特徴とする放射線検
    出装置。
  20. 【請求項２０】 所定数の請求項１８に記載の放射線検
    出器が、シンチレータアレイのアレイ整列方向とは直角
    の方向に配置されていることを特徴とする放射線検出装
    置。
  21. 【請求項２１】 基板の一部に設けられた埋め込み用溝
    部と、 １次元アレイ状に配列された複数の光電素子を備え、前
    記埋め込み用溝部に埋め込まれた光電素子アレイと、 前記光電素子の受光面上にそれぞれ配置された第１パッ
    ドと、 前記第１パッドに対応して前記基板にそれぞれ設けら
    れ、前記第１パッドと電気的に接続された第２パッド
    と、 を備えることを特徴とする放射線検出器用部品。
  22. 【請求項２２】 前記光電素子アレイよりも受光方向上
    流側に、光導波路をさらに備えることを特徴とする請求
    項２１に記載の放射線検出器用部品。
  23. 【請求項２３】 前記光導波路は、基板上面上に設けら
    れた受光部分に入射する光を、該受光部分よりも小さい
    受光面積を有する前記光電素子の受光面まで導波するこ
    とを特徴とする請求項２２に記載の放射線検出器用部
    品。
  24. 【請求項２４】 前記第２パッドは前記基板上面上に配
    置され、 前記第１パッドと前記第２パッドとが同一の平面を形成
    するよう前記溝部が形成されていることを特徴とする請
    求項２１〜２３のいずれか一つに記載の放射線検出器用
    部品。
  25. 【請求項２５】 前記溝部の深さと前記光電素子アレイ
    の厚みとの差分値が１μｍ以上、１００μｍ以下である
    ことを特徴とする請求項２１〜２３のいずれか一つに記
    載の放射線検出器用部品。
  26. 【請求項２６】 前記埋め込み用溝部を複数備え、複数
    の前記光電素子アレイは、前記光電素子アレイのアレイ
    整列方向とは直角の方向に配列されていることを特徴と
    する請求項２１〜２５のいずれか一つに記載の放射線検
    出器用部品。
  27. 【請求項２７】 前記基板の裏面に第３パッドをさらに
    備え、該第３パッドと前記第２パッドとは前記基板を貫
    通して形成されたスルーホールによって電気的に接続さ
    れていることを特徴とする請求項２１〜２６のいずれか
    一つに記載の放射線検出器用部品。
  28. 【請求項２８】 請求項２１〜２７に記載の放射線検出
    器用部品と、 前記光電素子の受光面上に配置され、受線した放射線を
    前記光電素子が電気信号に変換可能な波長帯域の光に変
    換する変換素子と、 を備えたことを特徴とする放射線検出装置。
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