JP2004219318A - 放射線検出器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】放射線検出器1は、金属コア層11を備えている。金属コア層11の上面には、PDチップアレイ13が搭載され、PDチップアレイ13の上面にシンチレータ14が載置されている。金属コア層11の裏面には、ICチップ12が搭載されている。ICチップ12における金属コア層11に取り付けられている面は、PDチップアレイ13の光入射面よりも小さくされており、PDチップアレイ13によって、ICチップ12に対する放射線の曝射が防止されている。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、放射線検出器に関する。
【0002】
【従来の技術】
X線などの放射線を検出する装置に用いられるものとして、たとえば特開平9−288184号公報(特許文献1)に開示された光電変換装置がある。この光電変換装置は、絶縁基板を備えている。この絶縁基板の表面に光電変換手段が搭載され、その上方には、シンチレータが配設されている。また、絶縁基板の裏面には集積回路素子が設けられ、絶縁基板と集積回路素子の間には、放射線吸収材が設けられている。そして、上方から入射するX線などの放射線をシンチレータによって可視光に変換し、変換された可視光を光電変換手段で電気に変換して、絶縁基板の裏面に設けられた集積回路素子に供給して、放射線を検出するものである。また、放射線吸収材により、シンチレータを通り抜けてしまった放射線による集積回路素子に対する曝射を防止している。
【0003】
また、この種の放射線を検出する装置として、特開2002−34968号公報(特許文献2)に開示されているX線CT装置もある。このX線CT装置は、シンチレータブロックと、このシンチレータブロックに光学的に接続されたフォトダイオードアレイとを備え、フォトダイオードアレイからの電気信号を受けるデータ収集素子が基板上に実装された検出部を備えている。また、この検出部の裏面全体を覆うように、高熱伝導を有するカバーが設けられ、このカバーに冷却装置が設置されている。そして、この冷却装置により、検出部を冷却するというものである。
【0004】
【特許文献1】
特開平9−288184号公報
【特許文献2】
特開2002−34968号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記特許文献1に開示された光電変換装置では、シンチレータを通り抜けてしまったX線などの放射線による集積回路素子(信号処理回路チップ)に対する曝射を防止するため、放射線吸収材を設けている。このため、放射線吸収材を設けるための部品点数の増大と、装置の大型化といった問題がある。
【0006】
一方、上記特許文献2に開示されたX線CT装置では、検出部全体を冷却している。このため、検出部内における各データ収集素子(信号処理回路チップ)のすべてを確実に冷却するのが難しいという問題があった。また、フォトダイオードやフォトダイオード自体が搭載される配線基板自体を冷却するものではなく、データ収集素子を外部から間接的に冷却するものである。このため、発熱体であるフォトダイオードやデータ収集素子に対する冷却効率が悪く、フォトダイオードに暗電流を発生させるおそれがあり、さらには装置の大型化を招くものであった。
【0007】
そこで、本発明の課題は、装置の大型化や部品点数の増大を招くことなく、放射線による信号処理回路チップに対する曝射を防止するとともに、フォトダイオードアレイおよび信号処理回路チップを確実に冷却させることができる放射線検出器を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決した本発明に係る放射線検出器は、放射線遮蔽機能を備えるとともに、複数の貫通孔が形成された金属コア層と、金属コア層における所定の通電領域を被覆する絶縁膜と、金属コア層の一方側の表面に搭載された信号処理回路チップと、金属コア層の他方側の表面に搭載され、可視光を電気信号に変換して信号処理回路チップに出力する複数のフォトダイオードを備えるフォトダイオードアレイチップと、フォトダイオードアレイチップの光入射面に配設されたシンチレータと、を有し、信号処理回路チップは、フォトダイオードチップを挟んだシンチレータの反対側に配置され、信号処理回路チップにおける金属コア層に取り付けられる面が、フォトダイオードアレイチップの光入射面より小さくされているものである。
【0009】
本発明に係る放射線検出器においては、放射線遮蔽機能を有する金属コア層が設けられている。また、信号処理回路チップがフォトダイオードチップアレイを挟んだシンチレータの反対側に配置され、信号処理回路チップにおける金属コア層に取り付けられる面がフォトダイオードアレイチップの光入射面よりも小さくされている。このため、シンチレータを通り抜けてしまった放射線を金属コア層で遮蔽できるとともに、さらにフォトダイオードチップアレイによって信号処理回路チップに放射線が到達するのを防止している。したがって、シンチレータを通り抜けてしまった放射線から信号処理回路チップを好適に保護することができ、もって信号処理回路チップに対する曝射を防止することができる。
【0010】
ここで、金属コア層の一部が露出しているのが好適である。金属コア層の一部が絶縁膜に覆われることなく露出していることにより、金属コア層を直接的かつ効果的に冷却することができる。したがって、金属コア層を介してフォトダイオードおよび信号処理回路チップを好適に冷却することができる。
【0011】
また、金属コア層に放熱フィンが形成され、冷却装置が設けられ、あるいは高熱伝導材が取り付けられているのが好適である。
【0012】
このように、放熱フィン、冷却装置、高熱伝導材などを用いたとしても、金属コア層を直接的に冷却することができる。したがって、金属コア層を介してフォトダイオードおよび信号処理回路チップを好適に冷却することができる。なお、本発明にいう高熱伝導材としては、アルミニウム、銅などを好適に用いることができる。
【0013】
さらに、金属コア層における前記貫通孔が形成されている領域を除いた領域に前記信号処理回路チップが搭載されている態様とすることができる。
【0014】
貫通孔が形成されている領域を除いた領域に信号処理回路チップが搭載されていることにより、金属コア層に遮断されることなく貫通孔を通過してきた放射線の曝射を信号処理回路チップが受けないようにすることができる。
【0015】
また、金属コア層が、2層の金属層を備える態様とすることもできる。金属コア層が2層の金属層を備えることにより、
このとき、2層の金属層のうち、フォトダイオードアレイチップ側の金属層が放射線遮蔽金属層からなり、信号処理回路チップ側の金属層が高熱導電性金属層からなる態様とするのが好適である。
【0016】
このように、2層の金属層のうち、フォトダイオードアレイチップ側の金属層が放射線遮蔽金属層であることにより、シンチレータを通り抜けてしまった放射線を効果的に遮蔽することができる。それとともに、信号処理回路チップ側の金属層が高熱導電性金属層からなることにより、金属コア層の冷却を効果的に行うことができる。
【0017】
なお、放射線遮蔽金属層を形成する金属としては、たとえば鉛やモリブデンが好適に用いられ、高熱導電性金属層としては、たとえばアルミニウムが好適に用いられる。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、各図面は説明の理解を容易にするため、誇張ないし省略している部分があり、その寸法比率は必ずしも実際のそれとは一致しない。
【0019】
図1は、本発明の第1の実施形態に係る放射線検出器を示す図であり、(a)は平面図、(b)は側断面図、(c)は裏面図である。
【0020】
図1に示すように、本実施形態に係る放射線検出器1は、金属コア層11を備えている。金属コア層11の下面には信号処理回路ICチップ(以下「ICチップ」という)12が搭載されている。また、金属コア層11の上面にはフォトダイオードアレイチップ(以下「PDアレイチップ」という)13が載置されており、PDアレイチップ13の上面にはシンチレータ14が載置されている。
【0021】
金属コア層11は、鉛やモリブデンなどの放射線遮蔽機能を備える金属によって形成されており、金属コア層11には、その上面と下面との間を貫通する複数の貫通孔15,15…が形成されている。また、金属コア層11における表面の一部は導体パターン16が形成される通電領域とされており、金属コア層11の表面における通電領域を含む範囲に、たとえばエポキシ樹脂からなる絶縁層17が形成されている。導体パターン16は、金属コア層11の表面を覆う絶縁層17の表面に形成されている。また、絶縁層17は、金属コア層11に形成された貫通孔15,15…をも被覆するように形成されており、貫通孔15,15…には導体ビアが通されている。このように、金属コア層11の表面および貫通孔15,15…に形成される導体パターン16は、絶縁層17によって金属コア層11とは絶縁されている。
【0022】
さらに、金属コア層11の下面側における両端部近傍位置には、凹凸形状をなす放熱フィン18が形成されている。この放熱フィン18が形成されている位置には、絶縁層17は形成されておらず、放熱フィン18は露出した状態にある。また、金属コア層11の側面部にも絶縁層17は形成されておらず、結局、絶縁層17は、金属コア層11の表面における側面部および放熱フィン18を除いた部分、ならびに貫通孔15,15…を覆うようにして形成されている。
【0023】
ICチップ12は、バンプ19を介して導体パターン16に接続されており、導体パターン16およびバンプ19を介して出力された電気信号に所定の信号処理を施して、放射線の検出を行う。また、ICチップ12は、金属コア層11における貫通孔15,15…が形成されている位置を避けた位置に取り付けられて、金属コア層11に搭載されている。
【0024】
PDアレイチップ13は、図示しない複数のフォトダイオードを備えている。また、PDアレイチップ13には、光入射面となる上面と、金属コア層11に面する下面の間を貫通する貫通電極20が形成されている。この貫通電極20は、金属コア層11の表面に形成されたバンプ19を介して導体パターン16に接続されている。
【0025】
また、ICチップ12における金属コア層11に取り付けられる面の面積は、PDアレイチップ13の光入射面の面積より小さくされている。具体的には、たとえばICチップ12における金属コア層11に取り付けられる面の面積は15mm×15mmであるのに対してPDアレイチップ13の光入射面の面積は20mm×60mmとされている。
【0026】
シンチレータ14には、たとえば、TlドープのCsIが用いられており、CsIは多数の針状結晶(柱状結晶)が林立した構造を有している。放射線入射面(上面)から入射したX線などの放射線を可視光に変換して、可視光出射面(下面)から出射している。そして、可視光出射面から出射した可視光がPDアレイチップ13に検出されると、電気信号がPDアレイチップ13からバンプ19および導体パターン16を介して、ICチップ12に出力される。また、ICチップ12は、金属コア層11およびPDアレイチップ13を挟んだシンチレータ14の反対側に配置されている。したがって、ICチップ12とシンチレータ14との間には、金属コア層11およびPDアレイチップ13が介在され、ICチップ12は、シンチレータ14の放射線入射面から入射する放射線の進行方向上に配置されていることになる。
【0027】
以上の構成を有する本実施形態に係る放射線検出器1においては、上方から照射されるX線などの放射線がシンチレータ14の放射線入射面から入射すると、シンチレータ14によって可視光に変換される。変換された可視光は、シンチレータ14における可視光出射面から出射してPDアレイチップ13に到達する。PDアレイチップ13における図示しないフォトダイオードでは、シンチレータ14から出射した可視光を検出している。PDアレイチップ13におけるフォトダイオードで可視光が検出された場合には、そのフォトダイオードからICチップ12に対して、バンプ19および導体パターン16を介して電気信号が出力される。ICチップ12では、出力された電気信号に基づいて、可視光が検出されたフォトダイオードの位置を確認することによって放射線を検出する。
【0028】
ところで、シンチレータ14に出射された放射線は、シンチレータ14によって可視光に変換されるものの、完全に可視光に変換されず、ごく一部がシンチレータ14を透過してしまうことがある。シンチレータ14を透過した可視光がICチップ12に曝射されると、ICチップ12に誤作動やノイズの発生といった悪影響を及ぼすことがある。いま、ICチップ12は、放射線の進行方向上にあることから、シンチレータ14を通り抜けた放射線は、そのままではICチップ12に到達してICチップ12に悪影響を与えるおそれがある。
【0029】
この点、本実施形態に係る放射線検出器1では、シンチレータ14とICチップ12の間には、金属コア層11およびPDアレイチップ13が介在されている。また、金属コア層11は放射線遮蔽機能を備える鉛やモリブデンによって構成されている。このため、シンチレータ14を通り抜けてしまった放射線は、金属コア層11に遮蔽されて、ICチップ12にまでは届かないようにすることができる。
【0030】
さらに、本実施形態に係る放射線検出器1では、ICチップ12が金属コア層11における貫通孔15,15…を避けた位置に形成されている。このため、貫通孔15,15…を通って金属コア層11を通り抜けてしまった放射線がICチップ12に曝射されるという事態を防止することができる。
【0031】
しかも、ICチップ12における金属コア層11に取り付けられている面の面積は、PDアレイチップ13の光入面の面積よりも小さくされている。そのため、放射線の一部がシンチレータ14を通り抜けてしまった場合であっても、放射線はICチップ12に到達する前にPDアレイチップ13に当たる。放射線がPDアレイチップ13に当たってその進行を妨げられることから、放射線がICチップ12に到達することを効果的に防止することができる。
【0032】
このように、PDアレイチップ13により、ICチップ12に対する曝射を防止することができるので、放射線吸収材などを別途設ける必要がなくなる。したがって、装置の大型化や部品点数の増大を招くことなく、放射線によるICチップ12に対する曝射を効果的に防止することができる。
【0033】
他方、本実施形態に係る放射線検出器1において放射線の検出を行ううち、ICチップ12およびPDアレイチップ13が発熱してくる。この発熱したICチップ12およびPDアレイチップ13を冷却しなければ、PDアレイチップ13におけるフォトダイオードに暗電流が発生するおそれがあるので、これらを効果的に冷却することが望まれる。
【0034】
この点、本実施形態に係る放射線検出器1では、金属コア層11の下面に放熱フィン18が設けられており、金属コア層11の一部である放熱フィン18には、絶縁層17が被覆されておらず、放熱フィン18が露出した状態にある。このため、金属コア層11を直接的かつ効果的に冷却することができる。このように、金属コア層11を放熱フィン18により直接冷却することにより、金属コア層11に搭載されている発熱体であるICチップ12およびPDアレイチップ13も効果的に冷却することができる。
【0035】
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。図2は、本発明の第2の実施形態に係る放射線検出器を示す図であり、(a)は平面図、(b)は側断面図である。
【0036】
図2に示すように、本実施形態に係る放射線検出器2は、上記第1の実施形態に係る放射線検出器1と同様の金属コア層11、ICチップ12、PDアレイチップ13、およびシンチレータ14を備えている。また、本実施形態では、PDアレイチップ13と金属コア層11に形成された導体パターン16とは、ボンディングワイヤ21,21…を介して接続されている。さらに、導体パターン16とICチップ12とも同様に、ボンディングワイヤ21,21…を介して接続されている。その他の構成については、上記第1の実施形態に係る放射線検出器1と実質的に同一である。
【0037】
本実施形態に係る放射線検出器2のように、PDアレイチップ13と導体パターン16およびICチップ12と導体パターン16とがそれぞれボンディングワイヤ21によって接続されている態様であっても、上記第1の実施形態と同様、ICチップ12に対する放射線の曝射を効果的に防止することができる。また、金属コア層11を介してICチップ12およびPDアレイチップ13を効果的に冷却することができる。
【0038】
続いて、本発明の第3の実施形態について説明する。図3は、本発明の第3の実施形態に係る放射線検出器を示す図であり、(a)は平面図、(b)は側断面図である。
【0039】
図3に示すように、本実施形態に係る放射線検出器3は、上記第1の実施形態に係る放射線検出器1に比べ、PDアレイチップ13の代わりに裏面入射型PDアレイチップ23を用いている点で異なる。裏面入射型PDアレイチップ23では、裏面に相当する上面から可視光が入射され、下面が金属コア層11に取り付けられる。裏面入射型PDアレイチップ23は、図示しない複数のフォトダイオードを備えており、これらのフォトダイオードがバンプ19を介して導体パターン16に接続されている。その他の構成については、上記第1の実施形態に係る放射線検出器1と実質的に同一である。
【0040】
この本実施形態に係る放射線検出器3のように、裏面入射型PDアレイチップ23を用いた場合でも、上記第1の実施形態と同様、ICチップ12に対する放射線の曝射を効果的に防止することができる。また、金属コア層11を介してICチップ12および裏面入射型PDアレイチップ23を効果的に冷却することができる。
【0041】
次に、本発明の第4の実施形態について説明する。図4は、本発明の第4の実施形態に係る放射線検出器の側断面図である。
【0042】
図4に示すように、本実施形態に係る放射線検出器4は、上記第1の実施形態に係る放射線検出器1と比較して、金属コア層11の両端部に放熱フィンが形成されていない代わりに、冷却装置としてのペルチェ素子24が取り付けられている。その他の構成は、上記第1の実施形態に係る放射線検出器1と実質的に同一である。
【0043】
この第4の実施形態においては、上記第1の実施形態と同様、ICチップ12に対する放射線の曝射を効果的に防止することができる。また、金属コア層11にペルチェ素子24が取り付けられている。このため、金属コア層11をペルチェ素子24によって直接的に冷却することができるので、金属コア層11に搭載されたICチップ12およびPDアレイチップ13を効果的に冷却することができる。しかも、ペルチェ素子24のような冷却装置を用いることによりICチップ12およびPDアレイチップ13の発熱量に応じた冷却を行うような制御を行うこともできる。
【0044】
次に、本発明の第5の実施形態について説明する。図5は、本発明の第5の実施形態に係る放射線検出器の側断面図である。
【0045】
図5に示すように、本実施形態に係る放射線検出器5は、上記第1の実施形態に係る放射線検出器1と比較して、金属コア層11の両端部に放熱フィンが形成されていない代わりに、冷却装置としての水パイプを取り付けるための設置溝25が形成されている。この設置溝25に、それぞれ破線で示す水パイプ26が設置されている。水パイプ26は、図示しないポンプに接続されており、水パイプ26内に冷却水が流れるようになっている。その他の構成は上記第1の実施形態に係る放射線検出器1と実質的に同一である。
【0046】
以上の構成を有する本実施形態に係る放射線検出器5においては、上記第1の実施形態と同様、ICチップ12に対する放射線の曝射を効果的に防止することができる。また、金属コア層11に形成された設置溝25,25に水パイプ26,26が設置されている。このため、水パイプ26,26に冷却水を通水することにより、金属コア層11を直接的に冷却することができるので、金属コア層11に搭載されたICチップ12およびPDアレイチップ13を効果的に冷却することができる。また、水パイプ26に接続されるポンプを、流量制御ポンプとし、あるいは冷却水の温度を調整する温度調整装置を設けるなどして、水パイプ26に流す水の流量や温度を調整すること等により、ICチップ12およびPDアレイチップ13の発熱量に応じた冷却を行うような制御を行うこともできる。
【0047】
続いて、本発明の第6の実施形態について説明する。図6は、本発明の第6の実施形態に係る放射線検出器の側断面図である。
【0048】
図6に示すように、本実施形態に係る放射線検出器6は、上記第1の実施形態に係る放射線検出器1と比較して、金属コア層11の両端部に放熱フィンが形成されていない代わりに、高熱伝導材としてのアルミニウムからなるアルミニウムインゴット27が取り付けられている。その他の構成は、上記第1の実施形態に係る放射線検出器1と実質的に同一である。
【0049】
この第6の実施形態においては、上記第1の実施形態と同様、ICチップ12に対する放射線の曝射を効果的に防止することができる。また、金属コア層11にアルミニウムインゴット27が取り付けられている。このため、金属コア層11をアルミニウムインゴット27によって直接的に冷却することができるので、金属コア層11に搭載されたICチップ12およびPDアレイチップ13を効果的に冷却することができる。
【0050】
続いて、本発明の第7の実施形態について説明する。図7は、本発明の第7の実施形態に係る放射線検出器の側断面図である。
【0051】
図7に示すように、本実施形態に係る放射線検出器7は、上記第1の実施形態に係る放射線検出器1と比較して、金属コア層が2層の金属層からなる点において異なり、その他の構成は上記第1の実施形態と実質的に同一である。放射線検出器7における金属コア層28は、PDアレイチップ13側の金属層(以下「上層金属層」という)28Aと、ICチップ12側の金属層(以下「下層金属層」という)28Bとを備えている。上層金属層28Aおよび下層金属層28Bは、いずれも放射線遮蔽機能を備える鉛やモリブデンなどの放射線遮蔽金属によって形成されている。このうちの下層金属層28Bに放熱フィン18が形成されている。
【0052】
また、上層金属層28Aには、複数の貫通孔29A,29A…が形成されており、下層金属層28Bには、複数の貫通孔29B,29B…が形成されており、いずれも絶縁層17によって被覆されている。また、上層金属層28Aに形成された貫通孔29A,29A…と、下層金属層28Bに形成された貫通孔29A,29A…は、それぞれその位置がずれるようにして形成されている。さらに、ICチップ12は、上層金属層28Aに形成された貫通孔29A,29A…および下層金属層28Bに形成された貫通孔29B,29B…を避けた位置に形成されている。
【0053】
以上の構成を有する本実施形態に係る放射線検出器7においては、金属コア層が2層の放射線遮蔽金属からなり、それらに形成される貫通孔がそれぞれの位置がずれるようにして形成されている。このため、シンチレータ14を通り抜けてしまい、PDアレイチップ13側からくる放射線が上層金属層28Aにおける貫通孔29A,29A…を通過してしまった場合でも、下層金属層28Bにおける貫通孔29B,29B…は通過しないようになっている。このため、放射線がICチップ12にまで到達する事態を防止することができるので、ICチップ12の曝射をより確実に防止することができる。
【0054】
続いて、本発明の第8の実施形態について説明する。図8は、本発明の第8の実施形態に係る放射線検出器の側断面図である。
【0055】
図8に示すように、本実施形態に係る放射線検出器8は、上記第1の実施形態に係る放射線検出器1と比較して、金属コア層が2層の金属層からなる点において異なり、その他の構成は上記第1の実施形態と実質的に同一である。放射線検出器7における金属コア層30は、PDアレイチップ13側に形成された放射線遮蔽機能を備える放射線遮蔽金属層30Aと、ICチップ12側に形成された高熱導電性金属からなる高熱伝導性金属層30Bによって構成されている。放射線遮蔽金属層30Aは、たとえば鉛やモリブデンによって形成されており、高熱伝導性金属層30Bは、たとえばアルミニウムや銅によって形成されている。この高熱伝導性金属層30Bに放熱フィン18が設けられている。
【0056】
放射線遮蔽金属層30Aには、複数の貫通孔31A,31A…が形成されており、高熱伝導性金属層30Bには、複数の貫通孔31B,31B…が形成されており、いずれも絶縁層17によって被覆されている。また、放射線遮蔽金属層30Aに形成された貫通孔29A,29A…と、高熱伝導性金属層30Bに形成された貫通孔29A,29A…は、それぞれ対応する位置に形成されている。そのため、絶縁層17を容易に被覆させることができるとともに、導体ビアを容易に貫通させることができるようになっている。
【0057】
以上の構成を有する本実施形態に係る放射線検出器7においては、金属コア層が2層の金属層を備えており、PDアレイチップ13側に放射線遮蔽金属層30Aが形成されている。このため、シンチレータ14を通り抜けてしまい、PDアレイチップ13側からくる放射線を、ICチップ12から遠い位置で遮蔽することができる。したがって、ICチップ12に対する曝射を効果的に防止することができる。また、ICチップ12側には、高熱伝導性金属層30Bが形成されている。このため、ICチップ12からの発熱を良好に逃がすことができ、冷却効果を高めることができる。
【0058】
以上、本発明の好適な実施形態の例について種々説明したが、本発明は上記各実施形態に限定されるものではない。たとえば、上記実施形態では、放熱フィンを露出した状態としているが、放熱フィンにアルミ箔などの高熱伝導率の金属箔を貼り付けて、冷却効果をさらに高めることができる。また上記各実施形態では、放熱フィンや冷却装置などを金属コア層の下側に形成しているが、これらを金属コア層の上側に形成する態様とすることができる。さらに、上記各実施形態を組み合わせた態様とすることももちろんできる。たとえば上記第3〜第8の実施形態では、PDアレイチップと導体パターンとICチップとを接続するのにバンプを利用しているが、これに代えてボンディングワイヤを用いることもできる。また、バンプとボンディングワイヤとを適宜組み合わせて接続する態様とすることもできる。
【0059】
【発明の効果】
以上の説明のとおり、本発明によれば、装置の大型化や部品点数の増大を招くことなく、放射線による信号処理回路チップに対する曝射を防止するとともに、信号処理回路チップを確実に冷却させることができる放射線検出器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施形態に係る放射線検出器を示す図であり、(a)は平面図、(b)は側断面図、(c)は裏面図である。
【図2】第2の実施形態に係る放射線検出器を示す図であり、(a)は平面図、(b)は側断面図である。
【図3】第3の実施形態に係る放射線検出器を示す図であり、(a)は平面図、(b)は側断面図である。
【図4】第4の実施形態に係る放射線検出器の側断面図である。
【図5】第5の実施形態に係る放射線検出器の側断面図である。
【図6】第6の実施形態に係る放射線検出器の側断面図である。
【図7】第7の実施形態に係る放射線検出器の側断面図である。
【図8】第8の実施形態に係る放射線検出器の側断面図である。
【符号の説明】
1〜8…放射線検出器、11…金属コア層、12…ICチップ、13…PDアレイチップ、14…シンチレータ、15…貫通孔、16…導体パターン、17…絶縁層、18…放熱フィン、19…バンプ、20…貫通電極、21…ボンディングワイヤ、23…裏面入射型PDアレイチップ、24…ペルチェ素子、25…設置溝、26…水パイプ、27…アルミニウムインゴット、28…金属コア層、28A…上層金属層、28B…下層金属層、29A,29B…貫通孔、30…金属コア層、30A…放射線遮蔽金属層、30B…高熱伝導性金属層、31A,31B…貫通孔。
Claims (8)
- 放射線遮蔽機能を備えるとともに、複数の貫通孔が形成された金属コア層と、
前記金属コア層における所定の通電領域を被覆する絶縁膜と、
前記金属コア層の一方側の表面に搭載された信号処理回路チップと、
前記金属コア層の他方側の表面に搭載され、可視光を電気信号に変換して前記信号処理回路チップに出力する複数のフォトダイオードを備えるフォトダイオードアレイチップと、
前記フォトダイオードアレイチップの光入射面に配設されたシンチレータと、
を有し、
前記信号処理回路チップは、前記フォトダイオードチップを挟んだ前記シンチレータの反対側に配置され、
前記信号処理回路チップにおける前記金属コア層に取り付けられる面が、前記フォトダイオードアレイチップの光入射面より小さくされていることを特徴とする放射線検出器。 - 前記金属コア層の一部が露出している請求項1に記載の放射線検出器。
- 前記金属コア層に放熱フィンが形成されている請求項1または請求項2に記載の放射線検出器。
- 前記金属コア層に冷却装置が設けられている請求項1〜請求項3のうちのいずれか1項に記載の放射線検出器。
- 前記金属コア層に高熱伝導材が取り付けられている請求項1〜請求項4のうちのいずれか1項に記載の放射線検出器。
- 前記金属コア層における前記貫通孔が形成されている領域を除いた領域に前記信号処理回路チップが搭載されている請求項1〜請求項5のうちのいずれか1項に記載の放射線検出器。
- 前記金属コア層が、2層の金属層を備える請求項1〜請求項6のうちのいずれか1項に記載の放射線検出器。
- 前記2層の金属層のうち、フォトダイオードアレイチップ側の金属層が放射線遮蔽金属層からなり、信号処理回路チップ側の金属層が高熱導電性金属層からなる請求項7に記載の放射線検出器。
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