JP2005214800A

JP2005214800A - Radiation image sensor

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Publication number: JP2005214800A
Application number: JP2004021845A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Suganuma; 雅大菅沼; Koji Suzuki; 鈴木　　孝治; Harumichi Mori; 治通森; Masahiko Honda; 真彦本田; Toshio Takabayashi; 敏雄高林
Original assignee: Hamamatsu Photonics KK
Current assignee: Hamamatsu Photonics KK
Priority date: 2004-01-29
Filing date: 2004-01-29
Publication date: 2005-08-11
Anticipated expiration: 2024-01-29
Also published as: JP4563042B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a radiation image sensor secured of moisture resistance in the radiation image sensor, provided with a panel of an structure capable of detecting the radiation image, at least up to one side periphery. <P>SOLUTION: The image sensor part 1 is mounted on the mounting substrate 20 and fixed with a bonding material, the light sensitive part 11 of the image sensor 1 is arranged at least reaching near the periphery part. The moisture protection film 18, covering the scintillator layer 16 of the image sensor part 1, is made to reach the rear face of the base plate of the image sensor 1 over the adjacent sidewall of the optical induction part 11, and is held and fixed between the image sensor part 1 and substrate 20. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、放射線画像を画像データとして取得する放射線イメージセンサに関し、特に、マンモグラフィ等に用いられる縁まで検出能力を有する放射線イメージセンサに関する。 The present invention relates to a radiation image sensor that acquires a radiation image as image data, and more particularly to a radiation image sensor having a detection capability up to an edge used for mammography or the like.

医療用、産業用のＸ線撮影において、近年、Ｘ線感光フィルムに代えて、放射線検出素子を用いた放射線イメージングシステムが広く用いられるようになってきた。こうした放射線イメージングシステムは、Ｘ線感光フィルムのように現像の必要がなく、リアルタイムに放射線画像を確認することができるなど利便性が高く、データの保存性や取扱いの容易性の面でも優位な点を有する。 In medical and industrial X-ray imaging, in recent years, radiation imaging systems using radiation detection elements have been widely used in place of X-ray photosensitive films. Such a radiation imaging system does not require development like an X-ray photosensitive film, and is highly convenient, such as being able to confirm a radiation image in real time, and is advantageous in terms of data storage and ease of handling. Have

一般的な放射線イメージングシステムは、入射した放射線画像をシンチレータによって可視光等（紫外線・赤外線を含む。）に変換し、変換後の光像を１次元または２次元状に配列された光検出素子により検出して画像データに対応する電気信号として出力する。典型的なシンチレータ材料であるＣｓＩは、吸湿性材料であって、空気中の水蒸気（湿気）を吸収して溶解する性質がある。そこで、吸湿による特性劣化を防止するためにシンチレータを外気から遮断するための保護膜を設ける必要がある。 In general radiation imaging systems, an incident radiation image is converted into visible light (including ultraviolet rays and infrared rays) by a scintillator, and the converted light image is detected by light detection elements arranged in a one-dimensional or two-dimensional manner. It is detected and output as an electrical signal corresponding to the image data. CsI, which is a typical scintillator material, is a hygroscopic material and has a property of absorbing and dissolving water vapor (humidity) in the air. Therefore, it is necessary to provide a protective film for blocking the scintillator from the outside air in order to prevent characteristic deterioration due to moisture absorption.

特許文献１は、こうした技術の一例であり、シンチレータ層の上部に水分不透過性の防湿バリヤを形成してシンチレータを湿気から保護するものである。
特開平５−１９６７４２号公報 Patent Document 1 is an example of such a technique, in which a moisture-impermeable moisture barrier is formed on the scintillator layer to protect the scintillator from moisture.
JP-A-5-196742

ところで、乳ガンの早期発見には、乳房を挟み込んでそのＸ線撮影を行うマンモグラフィを触診と併用することが有効と言われている。このマンモグラフィにおいては、乳房の根元部分まで正確にそのＸ線像を取得する必要があり、低い照射Ｘ線量で高解像度の画像を取得する必要があることから、他の分野に比較して放射線イメージングシステムの普及が進んでいない。特に、Ｘ線については可視光のような光学系による像の反射・屈折・拡縮が利用できない。そのため、乳房の根元部分までのＸ線像を放射線イメージングシステムで正確に取得するためには、根元部分にシンチレータ、撮像素子を近接して配置するほかない。つまり、イメージングセンサの少なくとも一方の周縁部にシンチレータ・撮像素子が配置されている必要があるが、このような構造では、特許文献１の技術のような防湿バリヤの形成は困難である。 By the way, for early detection of breast cancer, it is said that it is effective to use mammography, which performs X-ray imaging with the breast sandwiched, together with palpation. In this mammography, it is necessary to acquire the X-ray image accurately up to the base of the breast, and it is necessary to acquire a high-resolution image with a low irradiation X-ray dose. The system is not widely used. In particular, for X-rays, image reflection, refraction, and enlargement / reduction by an optical system such as visible light cannot be used. Therefore, in order to accurately acquire an X-ray image up to the base of the breast with a radiation imaging system, a scintillator and an image sensor must be arranged close to the base. That is, the scintillator / imaging device needs to be arranged at the peripheral edge of at least one of the imaging sensor, but with such a structure, it is difficult to form a moisture barrier as in the technique of Patent Document 1.

そこで本発明は、少なくとも一方の周縁部まで放射線画像の検出が可能な構造のイメージセンサパネルを備えた放射線イメージセンサにおいて、シンチレータの耐湿性を確保した放射線イメージセンサを提供することを課題とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a radiation image sensor that secures moisture resistance of the scintillator in a radiation image sensor including an image sensor panel having a structure capable of detecting a radiation image up to at least one peripheral edge.

上記課題を解決するため、本発明に係る放射線イメージセンサは、マウント基板上にイメージセンサ部を配置した放射線イメージセンサであって、そのイメージセンサ部は、（１）第１の表面と第２の表面とを表裏面とする平板状のセンサ基板と、（２）センサ基板の第１の表面上に、少なくともその一辺に近接して２次元状に配置された複数の光電変換素子からなる受光部と、（３）少なくとも受光部表面に堆積され、入射した放射線に応じて光電変換素子が検出可能な波長の光を出力するシンチレータと、（４）センサ基板の第１の表面上の、受光部が近接する辺を除いたシンチレータの周囲に配置されている樹脂層と、（５）シンチレータ表面からセンサ基板の受光部が近接する辺側の側壁部を経て第２の表面に至る部分を連続して一体に被覆しており、樹脂層によって受光部が近接する辺を除く側の周縁部が固定されている保護膜と、を備えており、この第２の表面上の保護膜がマウント基板とセンサ基板で挟み込まれて固定されていることを特徴とする。 In order to solve the above problems, a radiation image sensor according to the present invention is a radiation image sensor in which an image sensor unit is disposed on a mount substrate, and the image sensor unit includes (1) a first surface and a second surface. A flat sensor substrate having a front surface and a front surface, and (2) a light receiving section comprising a plurality of photoelectric conversion elements arranged two-dimensionally on the first surface of the sensor substrate in the vicinity of at least one side thereof And (3) a scintillator that outputs light of a wavelength that is deposited on at least the surface of the light receiving unit and that can be detected by the photoelectric conversion element according to incident radiation, and (4) the light receiving unit on the first surface of the sensor substrate. A resin layer disposed around the scintillator excluding the adjacent sides, and (5) a portion extending from the scintillator surface to the second surface through the side wall portion on the side where the light receiving portion of the sensor substrate is adjacent. One And a protective film on which a peripheral edge on the side excluding the side where the light receiving part is close is fixed by a resin layer. The protective film on the second surface is a mount substrate and a sensor substrate. It is characterized by being sandwiched between and fixed.

本発明に係る放射線イメージセンサによると、センサ基板の少なくとも一辺に近接して配置されている光電変換素子からなる受光部により、この周縁部分ぎりぎりまで有効画素として機能する。そして、シンチレータは保護膜で被覆されて保護される。シンチレータはセンサ基板上で特定の１辺ないし３辺によって配置されているが、シンチレータが近接していない辺とシンチレータの間には樹脂層が設けられ、この樹脂層によって保護膜の周縁部が固定される。周縁部と樹脂層の関係は、樹脂層上に周縁部を配置する、周縁部上に樹脂層を配置する、樹脂層で周縁部を挟み込む、の３種の形態が考えられる。シンチレータが近接している辺側では、保護膜は、その辺の側壁を超えて裏面（第２の表面）まで延びており、そこで、マウント基板とセンサ基板との間に挟み込まれて固定される。 The radiation image sensor according to the present invention functions as an effective pixel up to the marginal edge by the light receiving portion composed of the photoelectric conversion element arranged close to at least one side of the sensor substrate. The scintillator is covered with a protective film to be protected. The scintillator is arranged by one or three specific sides on the sensor substrate, but a resin layer is provided between the side where the scintillator is not close and the scintillator, and the peripheral portion of the protective film is fixed by this resin layer. Is done. Regarding the relationship between the peripheral portion and the resin layer, there can be considered three types, that is, the peripheral portion is disposed on the resin layer, the resin layer is disposed on the peripheral portion, and the peripheral portion is sandwiched between the resin layers. On the side where the scintillator is close, the protective film extends beyond the side wall of the side to the back surface (second surface), where it is sandwiched and fixed between the mount substrate and the sensor substrate. .

マウント基板は、イメージセンサの配置面からその裏面に貫通する複数の貫通孔を備えていることが好ましい。この貫通孔を利用してセンサ基板の第１の表面と第２の表面のそれぞれに付加される空気圧に差を生ぜしめ、それにより、センサ基板をマウント基板へと押しつける。 The mount substrate preferably includes a plurality of through holes penetrating from the arrangement surface of the image sensor to the back surface thereof. Using this through hole, a difference is generated in the air pressure applied to each of the first surface and the second surface of the sensor substrate, thereby pressing the sensor substrate against the mount substrate.

イメージセンサ部は、マウント基板上に接着材で固定されており、接着剤は、管通孔を包囲して配置されていることが好ましい。これにより、圧力差によってセンサ基板をマウント基板へと押しつけつつ、接着剤による固定を行う。 It is preferable that the image sensor unit is fixed on the mount substrate with an adhesive, and the adhesive is disposed so as to surround the tube through hole. As a result, the sensor substrate is pressed against the mount substrate by the pressure difference and is fixed by the adhesive.

接着材は、マウント基板のイメージセンサの配置面上に碁盤目状に配置されていることが好ましい。これにより、接着剤は配置面上の貫通孔開口部の間に適切に配置される。 The adhesive is preferably arranged in a grid pattern on the image sensor arrangement surface of the mount substrate. Thereby, an adhesive agent is appropriately arrange | positioned between the through-hole opening parts on an arrangement | positioning surface.

本発明によれば、保護膜の外縁は樹脂層で固定されるか、マウント基板とセンサ基板との間に挟み込まれて固定されるので、外縁からの剥がれを効果的に防止できる。そのため、シンチレータの耐湿性が向上する。そして、周縁部ぎりぎりまで有効画素を配置することができ、その部分のシンチレータの劣化を抑制することができるので、例えば、マンモグラフィに利用した場合に、乳房の根元部分まで解像度の高い画像を取得することができ、正確な診断を行うことができる。 According to the present invention, the outer edge of the protective film is fixed by the resin layer or sandwiched and fixed between the mount substrate and the sensor substrate, so that peeling from the outer edge can be effectively prevented. Therefore, the moisture resistance of the scintillator is improved. Further, since effective pixels can be arranged to the marginal edge and degradation of the scintillator at that portion can be suppressed, for example, when used for mammography, an image having a high resolution up to the root portion of the breast is acquired. And can make an accurate diagnosis.

マウント基板に貫通孔を設け、載置したイメージセンサの表面側の空気圧を裏面側の空気圧より高くすることで、イメージセンサをマウント基板へと押しつけて固定することができる。この方法によれば、シンチレータに機械的に強い力を付与することがないため、シンチレータの損傷を予防でき、製品の歩留りが向上する。 By providing a through hole in the mount substrate and making the air pressure on the front surface side of the mounted image sensor higher than the air pressure on the back surface side, the image sensor can be pressed against the mount substrate and fixed. According to this method, since no mechanically strong force is applied to the scintillator, the scintillator can be prevented from being damaged, and the yield of the product is improved.

以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の参照番号を附し、重複する説明は省略する。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In order to facilitate the understanding of the description, the same reference numerals are given to the same components in the drawings as much as possible, and duplicate descriptions are omitted.

図１は、本発明に係る放射線イメージセンサの第１の実施形態を示す正面図であり、図２はその断面図である。この放射線イメージセンサ１００は、マウント基板２０上にイメージセンサ部１を載置した構成をとり、マンモグラフィに使用されるものである。図３は、イメージセンサ部１の斜視図であり、図４は、その正面図、図５は、そのＶ−Ｖ線断面図、図６は、そのVI−VI線断面図である。 FIG. 1 is a front view showing a first embodiment of a radiation image sensor according to the present invention, and FIG. 2 is a sectional view thereof. The radiation image sensor 100 has a configuration in which the image sensor unit 1 is mounted on a mount substrate 20 and is used for mammography. 3 is a perspective view of the image sensor unit 1, FIG. 4 is a front view thereof, FIG. 5 is a sectional view taken along line VV, and FIG. 6 is a sectional view taken along line VI-VI.

イメージセンサ部１は、矩形平板であるＳｉ基板１０（大きさ２３１ｍｍ×１８４ｍｍ、厚さ０．８ｍｍ）の一方の面（以下、第１の表面と称する。）１０ａ上に、光電変換を行うフォトダイオードを２次元状に配置して受光領域である光感応部１１を形成している。各フォトダイオードには、フォトダイオードからの電荷読み出しを制御するためのＭＯＳＦＥＴ（metal oxide semiconductor field-effect transistor：金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ）が対応して配置されている。本実施形態の光感応部１１は、Si基板１０の一辺１０ｂに近接して配置されており、２２０ｍｍ×１８０ｍｍ程度の大画面を有している。 The image sensor unit 1 is a photo for performing photoelectric conversion on one surface (hereinafter referred to as a first surface) 10a of a Si substrate 10 (size 231 mm × 184 mm, thickness 0.8 mm) which is a rectangular flat plate. The photosensitive portions 11 that are light receiving regions are formed by arranging the diodes in a two-dimensional manner. Each photodiode is provided with a MOSFET (metal oxide semiconductor field-effect transistor) for controlling charge readout from the photodiode. The photosensitive part 11 of the present embodiment is disposed close to one side 10b of the Si substrate 10 and has a large screen of about 220 mm × 180 mm.

Ｓｉ基板１０の第１の表面１０ａに形成された光感応部１１の周囲の領域には、それぞれシフトレジスタ１２と、チャージアンプアレイ１３とが配置され、光感応部１１から離れた２辺に沿ってボンディングパッド部１４が配置されている。シフトレジスタ１２は、Si基板１０上に形成された配線（図示せず）により各ＭＯＳＦＥＴに電気的に接続され、その作動を制御する。チャージアンプアレイ１３は、Si基板１０に形成された配線（図示せず）によりＭＯＳＦＥＴを通して各フォトダイオードに電気的に接続されており、当該フォトダイオードからの出力信号を増幅して出力する。チャージアンプアレイ１３は、複数の増幅アンプ（チャージアンプ）と、これに並列に接続された容量素子、スイッチ素子からなる。 A shift register 12 and a charge amplifier array 13 are arranged in the area around the photosensitive portion 11 formed on the first surface 10 a of the Si substrate 10, respectively, along two sides away from the photosensitive portion 11. The bonding pad portion 14 is disposed. The shift register 12 is electrically connected to each MOSFET by wiring (not shown) formed on the Si substrate 10 and controls its operation. The charge amplifier array 13 is electrically connected to each photodiode through a MOSFET by wiring (not shown) formed on the Si substrate 10, and amplifies and outputs an output signal from the photodiode. The charge amplifier array 13 includes a plurality of amplification amplifiers (charge amplifiers), and capacitive elements and switch elements connected in parallel thereto.

ボンディングパッド部１４は、複数のボンディングパッドからなり、対応するチャージアンプアレイ１３またはシフトレジスタ１２と図示していない配線によって電気的に接続されている。 The bonding pad section 14 is composed of a plurality of bonding pads, and is electrically connected to the corresponding charge amplifier array 13 or shift register 12 by wiring (not shown).

光感応部１１上には、放射線（例えば、Ｘ線）を光感応部１１で検出可能な光（紫外線、赤外線または可視光）に変換するシンチレータ層１６が直接堆積されている。シンチレータ層１６は、光感応部１１全面を覆うとともに、シフトレジスタ１２やチャージアンプアレイ１３が形成されている領域までを覆っていてもよいが、ボンディングパッド部１４上には達することはない。 A scintillator layer 16 that directly converts radiation (for example, X-rays) into light (ultraviolet rays, infrared rays, or visible light) that can be detected by the photosensitive portion 11 is directly deposited on the photosensitive portion 11. The scintillator layer 16 covers the entire surface of the photosensitive portion 11 and may cover the region where the shift register 12 and the charge amplifier array 13 are formed, but does not reach the bonding pad portion 14.

このシンチレータ層１６としては、各種の材料を用いることができるが、発光効率がよいＴｌドープのＣｓＩ等が好ましい。このＣｓＩは、第１の表面１０ａから上に伸びる多数の柱状結晶（針状結晶）として形成されている。 As the scintillator layer 16, various materials can be used, and Tl-doped CsI or the like having good light emission efficiency is preferable. This CsI is formed as a large number of columnar crystals (needle crystals) extending upward from the first surface 10a.

シンチレータ層１６を囲む第１の表面１０ａ上には、辺１０ｂ側に開いたコの字形の枠である樹脂層１７が形成されている。この樹脂層１７には、シリコン樹脂である信越化学製のＫＪＲ６５１あるいはＫＥ４８９７、ＧＥ東芝シリコン製のＴＳＥ３９７、住友スリーエム製のＤＹＭＡＸ６２５Ｔ等を用いることができる。シリコン樹脂のほか絶縁性、防湿製の各種樹脂を用いることができる。 On the first surface 10a surrounding the scintillator layer 16, a resin layer 17 that is a U-shaped frame opened to the side 10b is formed. For this resin layer 17, KJR651 or KE4897 made by Shin-Etsu Chemical, which is a silicon resin, TSE397 made by GE Toshiba Silicon, DYMAX625T made by Sumitomo 3M, or the like can be used. In addition to silicone resin, various insulating and moisture-proof resins can be used.

シンチレータ層１６は、潮解性を有するため、耐湿保護膜１８で表面が覆われている。この耐湿保護膜１８は、シンチレータ層１６の全表面を覆い、３辺は樹脂層１７の上にまで達している。そして、辺１０ｂ側では、その側壁１０ｃを超えて第１の表面１０ａの裏面にあたる第２の表面１０ｄにまで到達している。樹脂層１７上以外のシンチレータ層１６が形成されていない部分では、耐湿保護膜１８は、Ｓｉ基板１０に密着しており、全体が連続的に一体形成されている。 Since the scintillator layer 16 has deliquescent properties, the surface is covered with a moisture-resistant protective film 18. The moisture-resistant protective film 18 covers the entire surface of the scintillator layer 16, and the three sides reach the resin layer 17. And on the side 10b side, it reaches the second surface 10d corresponding to the back surface of the first surface 10a beyond the side wall 10c. In a portion where the scintillator layer 16 other than the resin layer 17 is not formed, the moisture-resistant protective film 18 is in close contact with the Si substrate 10 and is integrally formed continuously.

この耐湿保護膜１８としては、有機膜を用いることが好ましく、特に、パリレン系樹脂、例えば、ポリパラキシリレン樹脂（スリーボンド社製、商品名パリレン）のうち、ポリパラクロロキシリレン（同社製、商品名パリレンＣ）を用いることが好ましい。パリレンによるコーティング膜は、水蒸気およびガスの透過がきわめて少なく、撥水性、耐薬品製も高いほか、薄膜でも優れた電気絶縁性を有し、放射線、可視光線に対しても透明であるという特徴を有し、コーティング膜としてふさわしい。 As the moisture-resistant protective film 18, an organic film is preferably used. Particularly, among the parylene resins, for example, polyparaxylylene resin (manufactured by ThreeBond, trade name Parylene), polyparachloroxylylene (manufactured by the company, The product name Parylene C) is preferably used. The coating film by Parylene has extremely low water vapor and gas permeation, high water repellency, high chemical resistance, and excellent electrical insulation even in thin films, and is transparent to radiation and visible light. It is suitable as a coating film.

耐湿保護膜１８の外縁は、上から被覆樹脂層１９によって覆われている。この被覆樹脂層１９は、例えば、アクリル系樹脂からなる。被覆樹脂層１９は、同時に樹脂層１７を外側から覆うとともに、側壁１０ｃ部分では、Ｓｉ基板１０に直接密着している。 The outer edge of the moisture-resistant protective film 18 is covered with a coating resin layer 19 from above. The covering resin layer 19 is made of, for example, an acrylic resin. The covering resin layer 19 simultaneously covers the resin layer 17 from the outside and is in close contact with the Si substrate 10 at the side wall 10c portion.

マウント基板２０は、セラミック製の平板であり、イメージセンサ部１より広い面積を有している。本実施形態の場合は、２４８ｍｍ×２２５．７ｍｍであり、厚さ３．５ｍｍである。イメージセンサ部１は、マウント基板２０の側壁２０ａの一つに、上述した辺１０ｂ側の側壁１０ｃが沿うように、偏らせて配置している。このとき、イメージセンサ部１の側壁１０ｃは、マウント基板２０の側壁２０ａより１ｍｍ程度内側に位置させることが好ましい。 The mount substrate 20 is a ceramic flat plate and has a larger area than the image sensor unit 1. In the case of this embodiment, it is 248 mm × 225.7 mm and the thickness is 3.5 mm. The image sensor unit 1 is arranged in a biased manner so that one of the side walls 20 a of the mount substrate 20 is along the side wall 10 c on the side 10 b described above. At this time, the side wall 10c of the image sensor unit 1 is preferably positioned about 1 mm inside the side wall 20a of the mount substrate 20.

このマウント基板２０には、イメージセンサ部１の載置面からその裏面に達する貫通孔２１が多数設けられている（図１２参照）。これらの貫通孔２１は、イメージセンサ部１の載置面側から見て、等間隔に引かれた格子線の交点上に配置されている。以下、隣接する貫通孔２１の間隔であるピッチをｐで表す。これらの貫通孔２１はイメージセンサ部１を載置する領域内のみに設ければ足りるが、載置領域をはみ出して全面に設けても構わない。貫通孔２１の大きさ、配置はマウント基板２０の強度や、厚み、貫通孔２１の通気性を考慮して適宜設定される。本実施形態では、貫通孔２１の直径は、０．４ｍｍ〜０．５ｍｍ程度に、そのピッチｐは、２０ｍｍに設定されている。その結果、イメージセンサ部１の載置面（２３１ｍｍ×１８４ｍｍ）上には、１１×８個の貫通孔２１が存在することになる。 The mount substrate 20 is provided with a large number of through holes 21 reaching from the mounting surface of the image sensor unit 1 to the back surface thereof (see FIG. 12). These through holes 21 are arranged on intersections of lattice lines drawn at equal intervals when viewed from the mounting surface side of the image sensor unit 1. Hereinafter, the pitch which is the interval between the adjacent through holes 21 is represented by p. These through holes 21 need only be provided in the region where the image sensor unit 1 is placed, but may be provided over the entire surface outside the placement region. The size and arrangement of the through holes 21 are appropriately set in consideration of the strength and thickness of the mount substrate 20 and the air permeability of the through holes 21. In the present embodiment, the diameter of the through holes 21 is set to about 0.4 mm to 0.5 mm, and the pitch p is set to 20 mm. As a result, there are 11 × 8 through holes 21 on the mounting surface (231 mm × 184 mm) of the image sensor unit 1.

イメージセンサ部１と、マウント基板２０の間には接着材３０が介在している。この接着材３０は、貫通孔２１を避けて、水平方向で隣接する貫通孔２１との間の略中心位置上に配置される。具体的には、貫通孔２１を配置する格子線を、格子線の延長方向である２方向にそれぞれ０．５ｐずつずらした格子線上に延在するよう接着材３０は配置されている。本実施形態では、接着材３０の幅は１ｍｍ、厚みは０．５ｍｍ程度とされる。この接着材３０としては、アサヒ科学研究所社アサヒタイトＥＸ−２９−５等のエポキシ系の絶縁性樹脂からなる接着材を用いるとよい。 An adhesive 30 is interposed between the image sensor unit 1 and the mount substrate 20. This adhesive 30 avoids the through hole 21 and is disposed at a substantially central position between the adjacent through holes 21 in the horizontal direction. Specifically, the adhesive 30 is arranged so that the grid lines in which the through holes 21 are arranged extend on the grid lines that are shifted by 0.5 p in two directions that are the extension directions of the grid lines. In the present embodiment, the adhesive 30 has a width of about 1 mm and a thickness of about 0.5 mm. As the adhesive 30, an adhesive made of an insulating epoxy resin such as Asahi Tight EX-29-5 may be used.

また、イメージセンサ部１の第２の表面部分にまで達している耐湿保護膜１８部分は、マウント基板２０上の接着材３０とイメージセンサ部１のＳｉ基板１０との間に固定されており、マウント基板２０とＳｉ基板１０との間に挟み込まれて固定されている。 Further, the moisture-resistant protective film 18 portion that reaches the second surface portion of the image sensor unit 1 is fixed between the adhesive 30 on the mount substrate 20 and the Si substrate 10 of the image sensor unit 1. The mount substrate 20 and the Si substrate 10 are sandwiched and fixed.

マウント基板２０のイメージセンサ部１に隣接してイメージセンサ部１のボンディングパッド部１４と向き合う領域には、ボンディングパッド部２２が配置され、対応するボンディングパッド同士がワイヤにより接続されている（ワイヤボンディング）。マウント基板２０のイメージセンサ部１の載置領域の外側には、処理回路等が配置された回路部２４が設けられており、回路部２４と対応するボンディングパッド２２とは図示していない配線によって電気的に接続されている。回路部２４には、画像信号の出力端子や電源入力端子等が配置されている。 A bonding pad portion 22 is disposed in a region of the mount substrate 20 adjacent to the image sensor portion 1 and facing the bonding pad portion 14 of the image sensor portion 1, and the corresponding bonding pads are connected to each other by wires (wire bonding). ). A circuit unit 24 in which a processing circuit or the like is disposed is provided outside the mounting area of the image sensor unit 1 of the mount substrate 20. The circuit unit 24 and the bonding pad 22 corresponding to the circuit unit 24 are connected by wiring not shown. Electrically connected. The circuit unit 24 includes an image signal output terminal, a power input terminal, and the like.

次に、この放射線イメージセンサ１００の製造方法を図７〜図１５を参照して具体的に説明する。まず、図７に示されるように、Ｓｉ基板１０上に光感応部１１、シフトレジスタ１２、チャージアンプアレイ１３、ボンディングパッド部１４を形成済みのイメージセンサ１ａを用意する。ここで、光感応部１１は、Ｓｉ基板１０の中央に位置するのではなく、少なくとも特定の一辺側に偏在して配置されている。このイメージセンサ１ａは、例えば、１２インチ（約３０センチ）径のＳｉウエハ上にステッパ装置等を利用した公知の手法により集積化された回路を形成した後に所望のサイズに裁断することで製造することができる。 Next, a method for manufacturing the radiation image sensor 100 will be specifically described with reference to FIGS. First, as shown in FIG. 7, an image sensor 1 a in which a photosensitive portion 11, a shift register 12, a charge amplifier array 13, and a bonding pad portion 14 are formed on a Si substrate 10 is prepared. Here, the photosensitive part 11 is not located in the center of the Si substrate 10 but is arranged unevenly on at least one specific side. The image sensor 1a is manufactured, for example, by forming an integrated circuit on a 12-inch (about 30 cm) diameter Si wafer by a known method using a stepper device or the like and then cutting the circuit to a desired size. be able to.

次に、光感応部１１より広い領域が露出するようにマスクを施した状態でＳｉ基板１０をシンチレータの蒸着室内に配置し、シンチレータ層１６を形成する。ここで、光感応部１１が近接しているＳｉ基板１０の側壁部分についてもマスクから露出させておく。マスクとしては、光感応部１１の周囲の３辺に沿った部分でＳｉ基板１０を反対向きに保持する蒸着ホルダーを用いるとよい。この状態で、蒸着室内にＴｌ、ＣｓＩ蒸気を導入し、Ｓｉ基板１０の露出部分にＴｌをドープしたＣｓＩの柱状結晶を堆積させて成長させる（蒸着）。蒸着されたシンチレータ層１６の厚みが所望の厚み（例えば、３００μｍ）に達したら蒸着室からシンチレータ層１６が形成されたイメージセンサ１ｂ（図８参照）を取り出す。これにより、側壁部１０ｃに至る光感応部１１上の全面にわたって均一な厚みを持つシンチレータ層１６を形成することができる。 Next, the Si substrate 10 is placed in a scintillator deposition chamber in a state where a mask is applied so that a region wider than the photosensitive portion 11 is exposed, and a scintillator layer 16 is formed. Here, the side wall portion of the Si substrate 10 to which the photosensitive portion 11 is adjacent is also exposed from the mask. As the mask, it is preferable to use a vapor deposition holder that holds the Si substrate 10 in the opposite direction along the three sides around the photosensitive portion 11. In this state, Tl and CsI vapors are introduced into the vapor deposition chamber, and CsI columnar crystals doped with Tl are deposited and grown on the exposed portion of the Si substrate 10 (vapor deposition). When the thickness of the deposited scintillator layer 16 reaches a desired thickness (for example, 300 μm), the image sensor 1b (see FIG. 8) on which the scintillator layer 16 is formed is taken out from the deposition chamber. Thereby, the scintillator layer 16 having a uniform thickness can be formed over the entire surface of the photosensitive portion 11 reaching the side wall portion 10c.

次に、シンチレータ層１６を囲むように、側壁部１０ｃ側を開放したコの字型の枠上の樹脂層１７を形成する。この樹脂層１７形成には、岩下エンジニアリング社製のAutoShooter-3型のような自動Ｘ−Ｙコーティング装置を用いるとよい。ここで、樹脂層１７は第１層１７ａを形成後、その上に第２層１７ｂを形成することで、２層構造として高さを確保している（図９参照）。ここで、後工程で形成する耐湿保護膜１８の密着性を向上させるため、第２層１７ｂの上面を粗面処理しておくことが好ましい。この粗面処理としては、表面に多数の筋やくぼみを形成する処理がある。 Next, a resin layer 17 on a U-shaped frame with the side wall 10c side opened is formed so as to surround the scintillator layer 16. For forming the resin layer 17, an automatic XY coating apparatus such as AutoShooter-3 type manufactured by Iwashita Engineering Co., Ltd. may be used. Here, after the resin layer 17 forms the first layer 17a, the second layer 17b is formed thereon, thereby ensuring a height as a two-layer structure (see FIG. 9). Here, in order to improve the adhesion of the moisture-resistant protective film 18 formed in a later step, it is preferable that the upper surface of the second layer 17b is roughened. As this rough surface treatment, there is a treatment for forming a large number of streaks and depressions on the surface.

シンチレータ層１６を形成するＣｓＩは、吸湿性が高く、露出したままにしておくと空気中の水蒸気を吸湿して溶解してしまう（潮解性を有する）。そこで、シンチレータ層１６の保護のため、図１０に示されるように、ＣＶＤ（化学的蒸着）法によりシンチレータ層１６が形成されたイメージセンサ１ｂの略全体を厚さ10μｍのパリレンで包み込み、耐湿保護膜１８を形成する。 CsI forming the scintillator layer 16 has high hygroscopicity, and if left exposed, absorbs water vapor in the air and dissolves it (has deliquescence). Therefore, in order to protect the scintillator layer 16, as shown in FIG. 10, the entire image sensor 1b on which the scintillator layer 16 is formed by CVD (chemical vapor deposition) is wrapped with parylene having a thickness of 10 μm to protect against moisture. A film 18 is formed.

具体的には、金属の真空蒸着と同様に真空中で蒸着によるコーティングを行うもので、原料となるジパラキシリレンモノマーを熱分解して、生成物をトルエン、ベンゼンなどの有機溶媒中で急冷しダイマーと呼ばれるジパラキシリレンを得る工程と、このダイマーを熱分解して、安定したラジカルパラキシリレンガスを生成させる工程と、発生したガスを素材上に吸着、重合させて分子量約５０万のポリパラキシリレン膜を重合形成させる工程からなる。 Specifically, the coating is performed by vapor deposition in the same manner as metal vacuum vapor deposition. The raw material diparaxylylene monomer is thermally decomposed and the product is quenched in an organic solvent such as toluene or benzene. A process for obtaining diparaxylylene called a dimer, a process for thermally decomposing the dimer to generate a stable radical paraxylylene gas, and a gas having a molecular weight of about 500,000 by adsorbing and polymerizing the generated gas on the material. It consists of the process of polymerizing the xylylene film.

ＣｓＩの柱状結晶の間には隙間があるが、パリレンはこの狭い隙間にある程度入り込むので、耐湿保護膜１８は、シンチレータ層１６に密着し、シンチレータ層１６を密封する。このパリレンコーティングにより、表面に微細な凹凸のあるシンチレータ層１６の上に均一な厚さの精密薄膜コーティングを形成することができる。また、パリレンのＣＶＤ形成は、金属蒸着時よりも真空度が低く、常温で行うことができるため、加工が容易である。 Although there is a gap between the CsI columnar crystals, since parylene enters the narrow gap to some extent, the moisture-resistant protective film 18 is in close contact with the scintillator layer 16 and seals the scintillator layer 16. By this parylene coating, a precise thin film coating having a uniform thickness can be formed on the scintillator layer 16 having fine irregularities on the surface. Moreover, since the CVD of parylene has a lower degree of vacuum than metal deposition and can be performed at room temperature, it is easy to process.

こうして形成した耐湿保護膜１８を樹脂層１７の長手方向に沿ってカッター５０で切断し（図１１参照）、切断部より外側の耐湿保護膜１８を除去する。樹脂層１７で凸部が形成されているため、目標切断箇所の視認が容易になるととともに、カッター５０で切断する際に樹脂層１７の厚さ（高さ）の分だけ第１の表面１０ａとカッター５０との間に余裕が生ずるので、樹脂層１７の下に存在する図示していない信号線を傷つけるおそれがなくなり、加工が簡単になる。このため、製品の歩留りを向上させることができる。 The moisture-resistant protective film 18 thus formed is cut by the cutter 50 along the longitudinal direction of the resin layer 17 (see FIG. 11), and the moisture-resistant protective film 18 outside the cut portion is removed. Since the convex portion is formed in the resin layer 17, it is easy to visually recognize the target cutting portion, and when cutting with the cutter 50, the first surface 10 a and the first surface 10 a are equivalent to the thickness (height) of the resin layer 17. Since there is an allowance between the cutter 50 and the cutter 50, there is no possibility of damaging a signal line (not shown) existing under the resin layer 17, and the processing is simplified. For this reason, the yield of a product can be improved.

その後、耐湿保護膜１８の切断部の外周部と露出した樹脂層１７を覆うようにアクリル系樹脂をコーティングして、紫外線照射により硬化させることで被覆樹脂層１９を形成する。このとき、Ｓｉ基板１０の側壁１０ｃ側では、耐湿保護膜１８の外縁とこれに隣接する露出している樹脂層１７の端面および側壁１０ｃ部分にコーティングするとよい。これにより、図３〜図６に示されるイメージセンサ部１が得られる。 Thereafter, an acrylic resin is coated so as to cover the outer peripheral portion of the cut portion of the moisture-resistant protective film 18 and the exposed resin layer 17, and cured by ultraviolet irradiation to form the coating resin layer 19. At this time, on the side wall 10c side of the Si substrate 10, the outer edge of the moisture-resistant protective film 18, the exposed end surface of the resin layer 17 adjacent thereto, and the side wall 10c portion may be coated. Thereby, the image sensor part 1 shown by FIGS. 3-6 is obtained.

次に、図１２に示されるように貫通孔２１を有するマウント基板２０を用意し、マウント基板２０のイメージセンサ部１の載置面に格子状に絶縁樹脂製の接着材３０を塗布する。この接着材３０塗布は上述したようなＸ−Ｙコーティング装置を用いて行うと、貫通孔２１から離隔した所定の位置に正確に接着材３０を塗布することができ好ましい。 Next, as shown in FIG. 12, a mount substrate 20 having a through hole 21 is prepared, and an adhesive 30 made of an insulating resin is applied to the mounting surface of the image sensor unit 1 of the mount substrate 20 in a lattice shape. When the adhesive 30 is applied using the XY coating apparatus as described above, it is preferable that the adhesive 30 can be accurately applied to a predetermined position separated from the through hole 21.

接着材３０を塗布したら、マウント基板２０の載置面にイメージセンサ部１をその第２の表面１０ｄを向けて載置し（図１３参照）、その状態でマウント基板２０を図１４に示されるような装置６へ導入する。この装置６は、導入されたマウント基板２０の上側に面する空間６０と下側に面する空間６１とがマウント基板２０によって分離される構成をとる。そして、下側の空間６１内の空気を排出する真空ポンプ６２を備えている。 After the adhesive 30 is applied, the image sensor unit 1 is placed on the mounting surface of the mount substrate 20 with the second surface 10d facing (see FIG. 13), and the mount substrate 20 is shown in FIG. It introduce | transduces into such an apparatus 6. This apparatus 6 has a configuration in which a space 60 facing the upper side of the introduced mount substrate 20 and a space 61 facing the lower side are separated by the mount substrate 20. And the vacuum pump 62 which exhausts the air in the lower space 61 is provided.

マウント基板２０を装置６に導入したら、真空ポンプ６２を作動させて下側の空間６１内を減圧する。マウント基板２０の貫通孔２１は、下側の空間６１に通じているため、この減圧によってイメージセンサ部１の第２の表面１０ｄ側の気圧は、その第１の表面１０ａ側の気圧より低くなる。こうして生じた第１の表面１０ａ側と第２の表面１０ｄ側での気圧差によって、イメージセンサ部１は、マウント基板２０へと押しつけられる。これにより接着材３０は、イメージセンサ部１とマウント基板２０の間に薄く広がる。この状態で接着材３０を硬化させてイメージセンサ部１をマウント基板２０へと固定する。固定後、ボンディングパッド部１４、２２の対応するボンディングパッド同士をワイヤで電気的に接続して、図１、図２に示される放射線イメージセンサ１００を得る。 When the mount substrate 20 is introduced into the apparatus 6, the vacuum pump 62 is operated to depressurize the lower space 61. Since the through hole 21 of the mount substrate 20 communicates with the lower space 61, the pressure on the second surface 10d side of the image sensor unit 1 becomes lower than the pressure on the first surface 10a side by this pressure reduction. . The image sensor unit 1 is pressed against the mount substrate 20 by the pressure difference between the first surface 10a side and the second surface 10d side generated in this way. As a result, the adhesive 30 spreads thinly between the image sensor unit 1 and the mount substrate 20. In this state, the adhesive 30 is cured to fix the image sensor unit 1 to the mount substrate 20. After fixing, the corresponding bonding pads of the bonding pad portions 14 and 22 are electrically connected by wires to obtain the radiation image sensor 100 shown in FIGS.

このように、マウント基板２０に設けた貫通孔２１を利用してイメージセンサ部１の表面と裏面間に気圧差を発生させ、発生した気圧差により、イメージセンサ部１をマウント基板２０へと押しつけて固定するので、イメージセンサ部１の表面（第１の表面１０ａ）上に押圧のための余分なスペースを設ける必要がなく、シンチレータ層１６の形成面をイメージセンサ部１内で最大限確保することができる。このため、同じサイズの光感応部１１に対して、イメージセンサ部１の面積をコンパクトなものとすることができ、放射線イメージセンサ１００のコンパクト化が図れる。さらに、気圧差によってイメージセンサ部１の表面全体を略均一な力でマウント基板２０へと押しつけることができるため、大面積・薄型のイメージセンサ部１を固定する場合でも撓み、歪み、反り等の発生を抑制して受光面の平板性を確保することができる。さらに、シンチレータ層１６に局所的に力が付与されることがないので、シンチレータ層１６が固定に際して損傷することがなく、製品の歩留りも向上する。 In this way, a pressure difference is generated between the front surface and the back surface of the image sensor unit 1 using the through hole 21 provided in the mount substrate 20, and the image sensor unit 1 is pressed against the mount substrate 20 by the generated pressure difference. Therefore, it is not necessary to provide an extra space for pressing on the surface (first surface 10 a) of the image sensor unit 1, and the formation surface of the scintillator layer 16 is secured to the maximum in the image sensor unit 1. be able to. For this reason, the area of the image sensor part 1 can be made compact with respect to the photosensitive part 11 of the same size, and the radiation image sensor 100 can be made compact. Furthermore, since the entire surface of the image sensor unit 1 can be pressed against the mount substrate 20 with a substantially uniform force due to the pressure difference, even when the large-area and thin image sensor unit 1 is fixed, bending, distortion, warping, etc. Generation | occurrence | production can be suppressed and the flatness of a light-receiving surface can be ensured. Furthermore, since no force is locally applied to the scintillator layer 16, the scintillator layer 16 is not damaged during fixing, and the product yield is improved.

また、耐湿保護膜１８の外縁は、三方が樹脂層１７と被覆樹脂層１９で挟み込んで固定されており、他の一方も裏側まで回り込んでマウント基板２０との間に挟み込まれて固定されているので耐湿保護膜１８のはがれを効果的に防止できる。特に、側壁１０ｃ側でマウント基板２０よりイメージセンサ部１を僅かに内側に配置することで、使用中に側壁１０ｃ上の耐湿保護膜１８に余計な力が加わるのを防止して、この部分からのはがれを効果的に抑制することができる。 Further, the outer edge of the moisture-resistant protective film 18 is fixed by being sandwiched between the resin layer 17 and the covering resin layer 19, and the other one is also sandwiched between the mounting substrate 20 by going around to the back side. Therefore, peeling of the moisture-resistant protective film 18 can be effectively prevented. In particular, by disposing the image sensor unit 1 slightly inside the mount substrate 20 on the side wall 10c side, it is possible to prevent an excessive force from being applied to the moisture-resistant protective film 18 on the side wall 10c during use. It is possible to effectively suppress peeling.

なお、マウント基板２０がイメージセンサ部１の載置面の外側の領域にも貫通孔２１を有している場合は、その貫通孔２１を予め塞いでおく必要がある。これらの貫通孔２１を塞ぐ方法としては、これらの貫通孔２１を載置面側から気密性のフィルムで覆うか、反対側から気密性のパネル、マスク等で覆えばよい。このようにすると、装置６内で上側の空間６０と下側の空間６１とが貫通孔２１により直接連通されることがなく、両空間６０、６１間に確実に気圧差を発生させることが可能となる。 In addition, when the mount board | substrate 20 has the through-hole 21 also in the area | region outside the mounting surface of the image sensor part 1, it is necessary to block the through-hole 21 beforehand. As a method of closing these through-holes 21, these through-holes 21 may be covered with an airtight film from the mounting surface side, or covered with an airtight panel, mask, or the like from the opposite side. In this way, the upper space 60 and the lower space 61 are not directly communicated with each other through the through hole 21 in the device 6, and it is possible to reliably generate a pressure difference between the both spaces 60 and 61. It becomes.

ここでは、下空間６１を減圧することで、両空間６０、６１に気圧差を発生させたが、イメージセンサ部１側の表面側の気圧が下側の気圧より高くなればその他の方法を利用してもよい。例えば、図１５に示される装置６ａのように、上空間６０ａに気体（例えば、空気）を送り込むポンプ６３を設け、上空間６０内の気体を加圧することで両空間６０、６１間に気圧差を発生させてもよい。さらに、両方を併用して上空間６０内を加圧し、下空間６１内を減圧してもよい。この場合、下空間６１内の気体を上空間６０内へと導いて単独のポンプを用いて加圧と減圧を行うこともできる。また、装置内に両方の空間を設けずとも、加圧または減圧を行う空間６０または６１の一方のみを設け、他方は開放状態としてもよい。また、気体としては、空気に限らず窒素等を用いることもでき、装置６や装置６ａを窒素ボックスの中に入れた上で行うこととしてもよい。 Here, a pressure difference is generated in both spaces 60 and 61 by depressurizing the lower space 61. However, if the pressure on the surface side on the image sensor unit 1 side becomes higher than the lower pressure, other methods are used. May be. For example, as in the device 6a shown in FIG. 15, a pump 63 for feeding gas (for example, air) to the upper space 60a is provided, and the pressure in the upper space 60 is pressurized so that the pressure difference between the two spaces 60 and 61 is achieved. May be generated. Furthermore, both may be used in combination to pressurize the upper space 60 and depressurize the lower space 61. In this case, the gas in the lower space 61 can be guided into the upper space 60 and pressurized and depressurized using a single pump. Further, without providing both spaces in the apparatus, only one of the spaces 60 or 61 for pressurization or decompression may be provided, and the other may be open. Moreover, as gas, not only air but nitrogen etc. can also be used, and it is good also as performing after putting the apparatus 6 and the apparatus 6a in a nitrogen box.

続いて、本実施形態の動作を説明する。マンモグラフィでは、図１６に示されるように被験者９の乳房９０を放射線透過性の２枚のプレート７０、７１で挟み込み、放射線源７５から発せられたＸ線の乳房９０透過画像をプレート７１側に配置した本発明に係る放射線イメージセンサ１００によって撮像する。このとき、被験者９の胴部側に側壁部１０ｃを配置すると、光感応部１１を胴部に近接させることができる。 Next, the operation of this embodiment will be described. In mammography, as shown in FIG. 16, the breast 90 of the subject 9 is sandwiched between two radiolucent plates 70 and 71, and an X-ray breast 90 transmission image emitted from the radiation source 75 is placed on the plate 71 side. Imaging is performed by the radiation image sensor 100 according to the present invention. At this time, if the side wall part 10c is arrange | positioned at the test subject's 9 trunk | drum side, the photosensitive part 11 can be made to adjoin to a trunk | drum.

乳房９０の透過Ｘ線画像を構成する乳房９０を透過したＸ線（放射線）は、プレート７１を透過して、放射線イメージセンサ１００の入射面（耐湿保護膜１８表面）へと入射する。入射したＸ線（放射線）は、耐湿保護膜１８を透過してシンチレータ層１６に達し、シンチレータ層１６で吸収される。シンチレータ層１６は、吸収したＸ線の光量に略比例して所定の波長の光（本実施形態では、波長５７０ｎｍ）を放射（発光）する。 X-rays (radiation) transmitted through the breast 90 constituting the transmission X-ray image of the breast 90 pass through the plate 71 and enter the incident surface (the surface of the moisture-resistant protective film 18) of the radiation image sensor 100. The incident X-ray (radiation) passes through the moisture-resistant protective film 18, reaches the scintillator layer 16, and is absorbed by the scintillator layer 16. The scintillator layer 16 emits (emits) light having a predetermined wavelength (in this embodiment, a wavelength of 570 nm) substantially in proportion to the amount of absorbed X-ray light.

こうしてシンチレータ層１６から放射された光は、光感応部１１へと到達し、各々のフォトダイオードで吸収されて光量に応じた電荷として一定時間蓄積される（光電変換）。この光の光量は入射するＸ線の光量に対応しているから、各々のフォトダイオードに蓄積されている電気信号は、入射するＸ線の光量に対応することになる。つまり、各フォトダイオードには、Ｘ線画像の各画素の輝度に対応する電気信号（以下、各画素の画像信号と呼ぶ。）が得られる。 The light radiated from the scintillator layer 16 thus reaches the photosensitive part 11, is absorbed by each photodiode, and is accumulated as a charge corresponding to the amount of light (photoelectric conversion). Since the amount of light corresponds to the amount of incident X-rays, the electrical signal stored in each photodiode corresponds to the amount of incident X-rays. That is, an electrical signal (hereinafter referred to as an image signal of each pixel) corresponding to the luminance of each pixel of the X-ray image is obtained from each photodiode.

シフトレジスタ１２によって各フォトダイオードに対応するＭＯＳＦＥＴを操作することで各フォトダイオードの電荷（各画素の画像信号に対応）は、図示していない信号線を通ってチャージアンプアレイ１３へと読み出され、増幅された後にイメージセンサ部１のボンディングパッド部１４から対応するマウント基板２０側のボンディングパッド部２２へと送られ、回路部２４で処理された後に、所定の形式の画像データ信号として出力端子から出力される。この出力信号を基にしてモニター上にＸ線画像を表示したり、所定の記憶装置に格納して保存することができる。 By operating the MOSFET corresponding to each photodiode by the shift register 12, the charge of each photodiode (corresponding to the image signal of each pixel) is read to the charge amplifier array 13 through a signal line (not shown). After being amplified, it is sent from the bonding pad section 14 of the image sensor section 1 to the corresponding bonding pad section 22 on the mount substrate 20 side, processed by the circuit section 24, and then output as an image data signal of a predetermined format. Is output from. Based on this output signal, an X-ray image can be displayed on the monitor, or stored and stored in a predetermined storage device.

本実施形態の放射線イメージセンサ１００は、その光感応部１１が側壁部１０ｃ近くまで達しているため、乳房９０の根元部分まで撮像を行うことができる。そして、イメージセンサ部１の平板性を確保することができるため、乳房９０全体について歪みのない精度のよいＸ線画像を撮像することができる。そして、胴部に近接する側壁を超えて耐湿保護膜１８が形成され、これがマウント基板２０との間に挟み込まれているため、人体との接触により耐湿保護膜１８が剥がれたり、接触部分から汗や水分が浸入してシンチレータ層１６が劣化するのを確実に防止できる。 The radiation image sensor 100 according to the present embodiment can take an image up to the base of the breast 90 because the photosensitive part 11 reaches the side wall 10c. Since the flatness of the image sensor unit 1 can be ensured, an accurate X-ray image without distortion can be taken for the entire breast 90. Then, since the moisture-resistant protective film 18 is formed beyond the side wall close to the body portion and is sandwiched between the mount substrate 20, the moisture-resistant protective film 18 is peeled off due to contact with the human body, or sweat is removed from the contact portion. In addition, it is possible to reliably prevent the scintillator layer 16 from deteriorating due to the intrusion of water.

また、本発明は、ひとつの基台上に複数個のイメージセンサをタイル状に配置して受光部を連結することで、製造される大面積のイメージセンサに対しても好適である。連結後のイメージセンサにおいて不感領域をできるだけ小さくするためには、その境界部分まで光感応部１１が広がっている必要がある。このような境界部分まで光感応部を有している放射線イメージセンサにおいて、境界部分を超えて裏側まで耐湿保護膜１８を配置しておくと、耐湿保護膜１８のはがれ、損傷を確実に防止できる。 The present invention is also suitable for a large-area image sensor manufactured by arranging a plurality of image sensors in a tile shape on a single base and connecting the light receiving parts. In order to make the dead area as small as possible in the connected image sensor, it is necessary that the photosensitive part 11 extends to the boundary part. In the radiation image sensor having the photosensitive portion up to such a boundary portion, if the moisture-resistant protective film 18 is disposed beyond the boundary portion to the back side, the moisture-resistant protective film 18 is peeled off, and damage can be reliably prevented. .

図１７は、このような大面積の放射線イメージセンサの実施形態を示す平面図である。ここでは、２枚のイメージセンサ部１_１、１_２を連結している。さらに、３枚以上のイメージセンサ部１を一列に並べて大画面化したり、２×ｍ列あるいはｍ×ｎ列並べて大画面化しても構わない。 FIG. 17 is a plan view showing an embodiment of such a large area radiation image sensor. Here, two image sensor units 1 ₁ and 1 ₂ are connected. Further, three or more image sensor units 1 may be arranged in a row to increase the screen size, or 2 × m columns or m × n columns may be aligned to increase the screen size.

イメージセンサ部１を２×ｍ列（ただしｍは３以上の整数）に並べる場合は、少なくとも四隅に配置される以外のイメージセンサ部１’は、少なくとも３辺の境界部分まで光感応部１１が配置されている構造（図１８参照）を有している必要がある。この場合、耐湿保護膜１８は、この３辺側の側壁を超えて、裏面まで延びるよう形成されている。 When the image sensor units 1 are arranged in 2 × m rows (where m is an integer equal to or greater than 3), at least the image sensor unit 1 ′ other than those arranged at the four corners has the photosensitive unit 11 at least up to the boundary of three sides. It is necessary to have the structure (refer FIG. 18) arrange | positioned. In this case, the moisture-resistant protective film 18 is formed to extend to the back surface beyond the side walls on the three sides.

また、イメージセンサ部１をｍ×ｎ列（ただしｍ、ｎとも３以上の整数）並べる場合は、さらに中央部分に配置されるイメージセンサ部１”は、表面全体に光感応部１１が配置される構造（図１９参照）を有している必要がある。この場合、耐湿保護膜１８は、全ての側壁を覆うとともに、裏面にまで達している。ただし、裏面全体を覆っている必要はない。そして、電極パッドは背面に設けて、マウント基板２０を貫通する配線を利用して信号を読み出すことが好ましい。もちろん上述した各イメージセンサ部１’、１”は単体でも使用することができることは言うまでもない。なお、図１３〜１５については、製造方法を示した一例であって、図示を簡略化するため、イメージセンサ部１の断面は、図１８、図１９に示されるように少なくとも１組の対向する２辺の境界部分まで、光感応部１１が波と位置されている形態のものを用いた場合を示している。 Further, when the image sensor units 1 are arranged in m × n rows (where m and n are integers of 3 or more), the image sensor unit 1 ″ further arranged in the central portion has the photosensitive portion 11 arranged on the entire surface. In this case, the moisture-resistant protective film 18 covers all the side walls and reaches the back surface, but does not need to cover the entire back surface. It is preferable that the electrode pad is provided on the back surface and the signal is read out using a wiring penetrating the mount substrate 20. Of course, each of the image sensor units 1 ′ and 1 ″ described above can be used alone. Needless to say. FIGS. 13 to 15 are examples showing the manufacturing method, and in order to simplify the illustration, the cross section of the image sensor unit 1 is at least one pair as shown in FIGS. 18 and 19. A case is shown in which the photosensitive portion 11 is positioned as a wave up to the boundary of two sides.

ここで、耐湿保護膜１８の周縁部の固定は、必ずしも樹脂層１７上へ周縁部を配置することによって行われる形態に限られるものではない。例えば、図２０に示されるように、耐湿保護膜１８の周縁部をイメージセンサ部の第１の表面１０ａに直接密着させ、この周縁部を覆うように、被覆樹脂層１９を設けることで、周縁部を保護して、耐湿保護膜１８の周縁部からのはがれを防止してもよい。また、被覆樹脂層１９を設けず、耐湿保護膜１８を樹脂層１７のみによって固定してもよい。 Here, the fixing of the peripheral portion of the moisture-resistant protective film 18 is not necessarily limited to the form performed by disposing the peripheral portion on the resin layer 17. For example, as shown in FIG. 20, the peripheral portion of the moisture-resistant protective film 18 is brought into direct contact with the first surface 10a of the image sensor unit, and the coating resin layer 19 is provided so as to cover the peripheral portion. May be protected to prevent peeling from the peripheral edge of the moisture-resistant protective film 18. Alternatively, the moisture-resistant protective film 18 may be fixed only by the resin layer 17 without providing the coating resin layer 19.

以上の説明では、耐湿保護膜１８としてパリレン製の単一膜構造の保護膜について説明してきたが、パリレン膜の表面にＡｌ、Ａｇ、Ａｕ等の金属薄膜からなる反射膜を設ければ、シンチレータ層１６から放射された光を光感応部１１へと導き、輝度の高い画像を得ることができる。この金属薄膜の保護のため、さらにその表面にパリレン膜等を施してもよい。 In the above description, a single-layer protective film made of parylene has been described as the moisture-resistant protective film 18, but if a reflective film made of a metal thin film such as Al, Ag, Au or the like is provided on the surface of the parylene film, the scintillator The light radiated from the layer 16 is guided to the light-sensitive part 11, and an image with high luminance can be obtained. In order to protect the metal thin film, a parylene film or the like may be further provided on the surface.

また、上述の実施の形態においては、シンチレータとしてＣｓＩ（Ｔｌ）が用いられているが、これに限らずＣｓＩ（Ｎａ）、ＮａＩ（Ｔｌ）、ＬｉＩ（Ｅｕ）、ＫＩ（Ｔｌ）等を用いてもよい。 In the above-described embodiment, CsI (Tl) is used as the scintillator. However, the present invention is not limited to this, and CsI (Na), NaI (Tl), LiI (Eu), KI (Tl), or the like is used. Also good.

また、上述の実施の形態における、ポリパラキシリレンには、ポリパラキシリレンの他、ポリモノクロロパラキシリレン、ポリジクロロパラキシリレン、ポリテトラクロロパラキシリレン、ポリフルオロパラキシリレン、ポリジメチルパラキシリレン、ポリジエチルパラキシリレン等を含む。 The polyparaxylylene in the above-described embodiment includes polyparaxylylene, polymonochloroparaxylylene, polydichloroparaxylylene, polytetrachloroparaxylylene, polyfluoroparaxylylene, polydimethyl. Including paraxylylene, polydiethyl paraxylylene and the like.

本発明に係る放射線イメージセンサの第１の実施形態を示す正面図である。1 is a front view showing a first embodiment of a radiation image sensor according to the present invention. 図１の断面図である。It is sectional drawing of FIG. 図１の装置のイメージセンサ部の斜視図である。It is a perspective view of the image sensor part of the apparatus of FIG. 図３のセンサ部の正面図である。It is a front view of the sensor part of FIG. 図４のＶ−Ｖ線断面図である。It is the VV sectional view taken on the line of FIG. 図４のVI−VI線断面図である。It is the VI-VI sectional view taken on the line of FIG. 図１の放射線イメージセンサの製造工程を説明する図である。It is a figure explaining the manufacturing process of the radiation image sensor of FIG. 図７に続く製造工程を説明する図である。It is a figure explaining the manufacturing process following FIG. 図８に続く製造工程を説明する図である。It is a figure explaining the manufacturing process following FIG. 図９に続く製造工程を説明する図である。It is a figure explaining the manufacturing process following FIG. 図１０に続く製造工程を説明する図である。It is a figure explaining the manufacturing process following FIG. マウント基板の正面図である。It is a front view of a mount substrate. イメージセンサの載置工程を説明する図である。It is a figure explaining the mounting process of an image sensor. イメージセンサの載置に用いる装置を説明する図である。It is a figure explaining the apparatus used for mounting of an image sensor. イメージセンサの載置に用いる別の装置を説明する図である。It is a figure explaining another apparatus used for mounting of an image sensor. 本発明に係る放射線イメージセンサによるマンモグラフィ撮影を説明する図である。It is a figure explaining mammography imaging | photography with the radiation image sensor which concerns on this invention. 本発明に係る放射線イメージセンサの別の形態を示す平面図である。It is a top view which shows another form of the radiation image sensor which concerns on this invention. 本発明に係る放射線イメージセンサの別のイメージセンサ部の形態を示す図である。It is a figure which shows the form of another image sensor part of the radiation image sensor which concerns on this invention. 本発明に係る放射線イメージセンサの別のイメージセンサ部の形態を示す図である。It is a figure which shows the form of another image sensor part of the radiation image sensor which concerns on this invention. 本発明に係る放射線イメージセンサの別のイメージセンサ部の樹脂層の形態を示す図である。It is a figure which shows the form of the resin layer of another image sensor part of the radiation image sensor which concerns on this invention.

Explanation of symbols

１…イメージセンサ部、６…装置、９…被験者、１０…基板、１１…光感応部、１２…シフトレジスタ、１３…チャージアンプアレイ、１４…ボンディングパッド部、１６…シンチレータ層、１７…樹脂層、１８…耐湿保護膜、１９…被覆樹脂層、２０…マウント基板、２１…貫通孔、２２…ボンディングパッド部、２４…回路部、３０…接着材、５０…カッター、６０…上空間、６１…下空間、６２…真空ポンプ、６３…ポンプ、７０…プレート、７１…プレート、７５…放射線源、９０…乳房、１００…放射線イメージセンサ。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Image sensor part, 6 ... Apparatus, 9 ... Test subject, 10 ... Board | substrate, 11 ... Photosensitive part, 12 ... Shift register, 13 ... Charge amplifier array, 14 ... Bonding pad part, 16 ... Scintillator layer, 17 ... Resin layer DESCRIPTION OF SYMBOLS 18 ... Moisture-resistant protective film, 19 ... Coating resin layer, 20 ... Mount substrate, 21 ... Through-hole, 22 ... Bonding pad part, 24 ... Circuit part, 30 ... Adhesive, 50 ... Cutter, 60 ... Upper space, 61 ... Lower space, 62 ... vacuum pump, 63 ... pump, 70 ... plate, 71 ... plate, 75 ... radiation source, 90 ... breast, 100 ... radiation image sensor.

Claims

A radiation image sensor having an image sensor portion disposed on a mount substrate,
The image sensor unit is
A flat sensor substrate having the first surface and the second surface as front and back surfaces;
On the first surface of the sensor substrate, a light receiving unit composed of a plurality of photoelectric conversion elements arranged two-dimensionally in the vicinity of at least one side thereof;
A scintillator that outputs light of a wavelength that is deposited on at least the surface of the light receiving unit and that can be detected by the photoelectric conversion element according to incident radiation;
On the first surface of the sensor substrate, a resin layer disposed around the scintillator excluding the side where the light receiving unit is adjacent;
A portion from the scintillator surface to the second surface through the side wall portion on the side where the light receiving portion of the sensor substrate approaches is continuously covered integrally, and the light receiving portion comes close to the resin layer. A protective film to which the peripheral edge on the side excluding the side is fixed, and
A radiation image sensor, wherein a protective film on the second surface is sandwiched and fixed between the mount substrate and the sensor substrate.

The radiation image sensor according to claim 1, wherein the mount substrate includes a plurality of through holes penetrating from the arrangement surface of the image sensor to the back surface thereof.

The radiation image sensor according to claim 2, wherein the image sensor unit is fixed on the mount substrate with an adhesive, and the adhesive surrounds the tube passage hole.

The radiation image sensor according to claim 3, wherein the adhesive material is arranged in a grid pattern on an arrangement surface of the image sensor of the mount substrate.