JP2006125969A - X-ray detection element and x-ray detection device - Google Patents

X-ray detection element and x-ray detection device Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent a semiconductor element for detecting an X-ray from being affected by atmospheric humidity by storing the semiconductor element in a vessel and blocking the inside of the vessel from the atmosphere. <P>SOLUTION: The vessel 10 is formed of a pedestal 14 and a cap 16. A proximity of the outer periphery of the pedestal 14 and a flange 18 of the cap 16 are closely jointed to each other. A circular opening 22 is formed in the cap 16, and a beryllium window 24 is closely jointed so as to cover the opening 22. An APD 12 is mounted on a substrate 26, and the substrate 26 is stuck to the inner surface of the pedestal 14. Two through holes 28 are formed in the pedestal 14, and a first lead terminal 30 and a second lead terminal 32 pass the through holes 28, respectively. The through parts are closely sealed by a glass hermetic seal 38. The inside of the vessel 10 is a sealed space blocked from the atmosphere, and the sealed space is filled with dry nitrogen gas. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、200V以上のバイアス電圧が印加されてX線を検出する半導体素子を用いたX線検出素子,及び,そのようなX線検出素子を用いたX線検出装置に関する。   The present invention relates to an X-ray detection element using a semiconductor element that detects an X-ray by applying a bias voltage of 200 V or more, and an X-ray detection apparatus using such an X-ray detection element.

X線を直接,電気信号に変換する半導体素子として,SiPINフォトダイオードが知られている。この半導体素子をX線検出素子として使う場合には,バックグラウンドノイズを下げるために,半導体素子を低温に冷却して用いるのが普通である。そして,半導体素子を冷却して用いるときには,結露等の悪影響を避けるために,X線検出装置の全体を密封して大気から遮断する必要がある。   A SiPIN photodiode is known as a semiconductor element that directly converts X-rays into electrical signals. When this semiconductor element is used as an X-ray detection element, it is usual to cool the semiconductor element to a low temperature in order to reduce background noise. When the semiconductor element is used after being cooled, it is necessary to seal the entire X-ray detection device from the atmosphere in order to avoid adverse effects such as condensation.

一方,X線を直接,電気信号に変換する半導体素子の別の例として,アバランシェフォトダイオード(以下,APDと略称する)が知られている。このAPDは,高いバイアス電圧を印加することで素子内部に増幅作用を持たせており,X線検出信号に比べて,バックグラウンドノイズが非常に低いことが特徴である。したがって,APDは冷却する必要がなく,そのために厳密な密封封止を必要としないことが常識となっている。   On the other hand, an avalanche photodiode (hereinafter abbreviated as APD) is known as another example of a semiconductor element that directly converts an X-ray into an electric signal. The APD is characterized in that a high bias voltage is applied to give an amplifying action inside the device, and the background noise is very low compared to the X-ray detection signal. Therefore, it is common knowledge that APDs do not need to be cooled and therefore do not require strict sealing.

このAPDは可視光の検出に使うことが多いが,可視光用のAPDのバイアス電圧は100V程度である。これに対して,X線検出用のAPDは,検出効率を高めるために,200V〜1kVの高いバイアス電圧,より好ましくは600V〜1kVのバイアス電圧,を利用している。X線検出素子としてAPDを使うことを開示するものとしては,例えば,次の特許文献1がある。
特開2004−37360号公報
This APD is often used for detection of visible light, but the bias voltage of the APD for visible light is about 100V. On the other hand, the APD for X-ray detection uses a high bias voltage of 200 V to 1 kV, more preferably a bias voltage of 600 V to 1 kV, in order to increase detection efficiency. For example, the following Patent Document 1 discloses the use of an APD as an X-ray detection element.
JP 2004-37360 A

この特許文献1は,蛍光X線ホログラフィーを検出するシステムにおいて,高いカウントレート(計数率)を有するAPDを用いることで,従来よりも短時間で測定を終わらせることができる,としている。   According to Patent Document 1, in a system for detecting fluorescent X-ray holography, measurement can be completed in a shorter time than before by using an APD having a high count rate (count rate).

200V以上の高いバイアス電圧を利用する半導体素子の場合,湿度の影響により,高電圧部位から瞬間的な電流漏れが発生しやすい。このような電流漏れに起因する異常信号は,その大きさが,正規のX線検出信号(X線のエネルギーを変換した電気信号)と同程度になることがあり,その場合は,両者の区別がつきにくい。特に,600V以上のバイアス電圧を利用する場合には,その影響が顕著である。   In the case of a semiconductor element using a high bias voltage of 200 V or more, instantaneous current leakage is likely to occur from a high voltage portion due to the influence of humidity. The magnitude of such an abnormal signal due to current leakage may be approximately the same as that of a normal X-ray detection signal (an electric signal obtained by converting X-ray energy). Hard to stick. In particular, when using a bias voltage of 600 V or more, the influence is remarkable.

正規のX線検出信号と異常信号の大きさの比較について,数値を示して説明する。例えば,半導体素子と増幅回路との間に接続されたコンデンサの合成容量Cを100pFとし,増幅される前の半導体素子からの正規のX線検出信号の振幅Vを0.1mVとし,信号の立ち上がりに要する時間tを10ナノ秒とすると,このときに流れる瞬時電流dIは,dI=C×(dV/dt)=1μAとなる。したがって,この場合の正規のX線検出信号の大きさは1μAである。これに対して,湿度が高いときには,1μA程度の瞬時の漏れ電流が発生することがある。半導体素子の実装状態にもよるが,例えば,数百Vのバイアス電圧を印加した状態で,湿度70%の環境に半導体素子を置くと,1μA程度の漏れ電流が発生することがある。その場合は,正規のX線検出信号と漏れ電流に起因する異常信号との区別ができなくなる。   A comparison of the magnitudes of the normal X-ray detection signal and the abnormal signal will be described with numerical values. For example, the combined capacitance C of the capacitor connected between the semiconductor element and the amplifier circuit is set to 100 pF, the amplitude V of the normal X-ray detection signal from the semiconductor element before amplification is set to 0.1 mV, and the rise of the signal Is 10 nanoseconds, the instantaneous current dI flowing at this time is dI = C × (dV / dt) = 1 μA. Therefore, the magnitude of the normal X-ray detection signal in this case is 1 μA. On the other hand, when the humidity is high, an instantaneous leakage current of about 1 μA may occur. Depending on the mounting state of the semiconductor element, for example, if a semiconductor element is placed in an environment with a humidity of 70% with a bias voltage of several hundred volts applied, a leakage current of about 1 μA may occur. In that case, it becomes impossible to distinguish between a normal X-ray detection signal and an abnormal signal due to leakage current.

特にAPDの場合,出力信号の立ち上がりが高速であり,APDの後段の増幅回路は,そのような高速の信号変化に適した信号帯域のものを用意する必要がある。すなわち,増幅回路自体の信号の立ち上がり時間も1〜10ナノ秒程度にする必要がある。このような高速の立ち上がり信号は,漏れ電流(高電圧部位における短絡または放電により発生する電流)に起因する異常信号の立ち上がりと良く似ている。そのために,増幅回路では,正規のX線検出信号と異常信号との弁別ができなくなる。一方,APD以外のX線検出用の半導体素子では,信号の立ち上がりはこれほどの高速ではないので(例えば,SiPINダイオードでは数百ナノ秒のオーダーである),後段の増幅回路の信号帯域は低い周波数帯域で済む。ゆえに,そのような半導体素子では,漏れ電流に起因する高い周波数帯域のノイズは増幅回路で遮断されて,ほとんど影響を受けない。   Particularly in the case of APD, the output signal rises at a high speed, and it is necessary to prepare an amplifier circuit in the subsequent stage of the APD with a signal band suitable for such a high-speed signal change. That is, the signal rise time of the amplifier circuit itself needs to be about 1 to 10 nanoseconds. Such a high-speed rising signal is very similar to the rising of an abnormal signal caused by a leakage current (current generated by a short circuit or discharge at a high voltage site). For this reason, the amplification circuit cannot distinguish between a normal X-ray detection signal and an abnormal signal. On the other hand, in the semiconductor element for X-ray detection other than APD, the rise of the signal is not so fast (for example, on the order of several hundred nanoseconds in the case of a SiPIN diode), so that the signal band of the subsequent amplifier circuit is low. Just a frequency band. Therefore, in such a semiconductor element, noise in a high frequency band caused by leakage current is cut off by the amplifier circuit and hardly affected.

本発明は上述の問題点を解決するためになされたものであり,その目的は,湿度の影響を受けないX線検出素子及びX線検出装置を提供することにある。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide an X-ray detection element and an X-ray detection apparatus that are not affected by humidity.

上述の目的を達成するために,本発明のX線検出素子では,X線を検出する半導体素子を容器内に収容して,その容器の内部を大気から遮断することで,半導体素子が大気の湿度の影響を受けないようにしている。本発明のX線検出素子は,次の(ア)〜(エ)の構成を備えている。(ア)200V以上のバイアス電圧が印加されてX線を検出する半導体素子。(イ)前記半導体素子を収容する容器であって,その内部が大気から遮断された密封空間となっている容器。(ウ)前記容器に形成されたX線透過窓であって,このX線透過窓を透過したX線が前記半導体素子に当たるような位置関係に配置されたX線透過窓。(エ)前記半導体素子に電気的に接続されていて,一部が前記容器の外部に露出している第1端子及び第2端子。   In order to achieve the above-described object, in the X-ray detection element of the present invention, a semiconductor element for detecting X-rays is accommodated in a container, and the inside of the container is shielded from the atmosphere, so that the semiconductor element is in the atmosphere. It is not affected by humidity. The X-ray detection element of the present invention has the following configurations (a) to (d). (A) A semiconductor element that detects X-rays when a bias voltage of 200 V or higher is applied. (A) A container for housing the semiconductor element, the inside of which is a sealed space cut off from the atmosphere. (C) An X-ray transmission window formed in the container, the X-ray transmission window being arranged in a positional relationship such that the X-rays transmitted through the X-ray transmission window hit the semiconductor element. (D) A first terminal and a second terminal that are electrically connected to the semiconductor element and are partially exposed to the outside of the container.

前記半導体素子の代表例はアバランシェフォトダイオードである。このアバランシェフォトダイオードは200V〜1kVの高いバイアス電圧を印加してX線を検出するものであり,本発明はそのようなアバランシェフォトダイオードを用いたX線検出素子に適用すると効果的である。そして,特に,600V〜1kVの高いバイアス電圧を印加する場合には,半導体素子を大気中で使用している従来のX線検出素子と比較して,湿度の影響でバックグラウンドレベルが上昇することがほとんどない。   A typical example of the semiconductor element is an avalanche photodiode. This avalanche photodiode detects X-rays by applying a high bias voltage of 200 V to 1 kV, and the present invention is effective when applied to an X-ray detection element using such an avalanche photodiode. In particular, when a high bias voltage of 600 V to 1 kV is applied, the background level increases due to the influence of humidity as compared with a conventional X-ray detection element using a semiconductor element in the atmosphere. There is almost no.

前記容器の内部は,乾燥窒素ガスや乾燥空気などの乾燥気体で満たすことが好ましい。あるいは,容器の内部を真空排気して密封空間としてもよい。   The inside of the container is preferably filled with a dry gas such as dry nitrogen gas or dry air. Alternatively, the inside of the container may be evacuated to form a sealed space.

本発明のX線検出装置は,上述のようなX線検出素子を備えていて,その高電圧印加部分(少なくとも,高電圧発生装置とX線検出素子の高電圧印加端子とをつなぐ配線及びその高電圧印加端子自体)を大気から遮断することを特徴としている。例えば,高電圧印加部分を電気絶縁性の樹脂で覆うことができる。これにより,高電圧印加部分での放電に起因する異常信号をなくすことができる。   The X-ray detection apparatus of the present invention includes the X-ray detection element as described above, and has a high voltage application portion (at least wiring connecting the high voltage generator and the high voltage application terminal of the X-ray detection element and its The high voltage application terminal itself is cut off from the atmosphere. For example, the high voltage application portion can be covered with an electrically insulating resin. Thereby, the abnormal signal resulting from the discharge in the high voltage application part can be eliminated.

本発明によれば,X線を検出する半導体素子が大気から遮断されているので,湿度の影響を受けることがない。また,この半導体検出素子を備えるX線検出装置においても,高電圧印加部分を大気から遮断しているので,湿度の影響を受けることがない。   According to the present invention, since the semiconductor element that detects X-rays is shielded from the atmosphere, it is not affected by humidity. Further, even in the X-ray detection apparatus provided with this semiconductor detection element, the high voltage application portion is shielded from the atmosphere, so that it is not affected by humidity.

以下,図面を参照して本発明の実施例を詳しく説明する。図1は,本発明のX線検出素子の一実施例の断面図である。このX線検出素子は容器10を備えており,この容器10の内部にAPD12を収容している。容器10は,円板形状の台座14と,フランジ18付きの有底円筒形状のキャップ16からなる。台座14とキャップ16の材質はコバール(Fe53%−Ni28%−Co18%の合金)である。台座14の外周付近とキャップ16のフランジ18は溶接接合により互いに密封接合されている。キャップ16の底部20(図2では上方にある端面部分)には円形の開口22が形成されている。この開口22を覆うようにベリリウム窓24が溶接接合により密封接合されている。このベリリウム窓24がX線透過窓に相当する。ベリリウム窓24とAPD12の位置関係は,ベリリウム窓24を透過したX線がAPD12の検出面にちょうど当たるような位置関係となっている。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view of an embodiment of the X-ray detection element of the present invention. The X-ray detection element includes a container 10, and an APD 12 is accommodated inside the container 10. The container 10 includes a disk-shaped base 14 and a bottomed cylindrical cap 16 with a flange 18. The material of the base 14 and the cap 16 is Kovar (alloy of Fe53% -Ni28% -Co18%). The vicinity of the outer periphery of the base 14 and the flange 18 of the cap 16 are hermetically joined to each other by welding. A circular opening 22 is formed at the bottom 20 of the cap 16 (the upper end surface portion in FIG. 2). A beryllium window 24 is hermetically bonded by welding to cover the opening 22. This beryllium window 24 corresponds to an X-ray transmission window. The positional relationship between the beryllium window 24 and the APD 12 is such that the X-rays that have passed through the beryllium window 24 strike the detection surface of the APD 12.

APD12は基板26に搭載されていて,基板26は台座14の内面に接着されている。基板26の材質はセラミックである。台座14には二つの貫通孔28が形成されていて,第1リード端子30と第2リード端子32がそれぞれ貫通孔28を通過している。二つの端子30,32の外周面と貫通孔28の内壁面との間の隙間はガラス・ハーメチックシール38によって密封封止されている。二つの端子30,32の一端は容器10の内部に突き出ていて,一方,他端は容器10の外部に露出している。APD12の第1電極は第1ボンディングワイヤ34によって第1リード端子30に接続しており,APD12の第2電極は第2ボンディングワイヤ36によって第2リード端子32に接続している。   The APD 12 is mounted on the substrate 26, and the substrate 26 is bonded to the inner surface of the base 14. The material of the substrate 26 is ceramic. Two through holes 28 are formed in the base 14, and the first lead terminal 30 and the second lead terminal 32 pass through the through holes 28, respectively. The gap between the outer peripheral surfaces of the two terminals 30 and 32 and the inner wall surface of the through hole 28 is hermetically sealed with a glass hermetic seal 38. One end of each of the two terminals 30 and 32 protrudes into the container 10, while the other end is exposed to the outside of the container 10. The first electrode of the APD 12 is connected to the first lead terminal 30 by the first bonding wire 34, and the second electrode of the APD 12 is connected to the second lead terminal 32 by the second bonding wire 36.

容器10の内部は大気(容器10の外部の空間に存在する)から遮断された密封空間であり,この密封空間は乾燥窒素ガスで満たされている。ゆえに,APD12は大気の湿度の影響を受けることがない。乾燥窒素ガスの代わりに,その他の乾燥気体(乾燥空気など)を用いてもよい。   The inside of the container 10 is a sealed space cut off from the atmosphere (existing in a space outside the container 10), and this sealed space is filled with dry nitrogen gas. Therefore, the APD 12 is not affected by atmospheric humidity. Instead of dry nitrogen gas, other dry gases (such as dry air) may be used.

図2は図1のX線検出素子の外観を示している。キャップ16の開口22のところにはベリリウム窓24が露出しているのが見えている。台座14の下方には一対のリード端子30,32が見えている。   FIG. 2 shows the appearance of the X-ray detection element of FIG. It can be seen that the beryllium window 24 is exposed at the opening 22 of the cap 16. A pair of lead terminals 30 and 32 are visible below the pedestal 14.

図3は図1のX線検出素子を含むX線検出装置の分解斜視図である。X線検出素子40の二つのリード端子はプリント配線板42の第1面(図3における上面)に半田付けで固定されている。プリント配線板42の第2面(図3における下面)には第1シールドブロック44がねじ46で固定される。プリント配線板42の第1面には第2シールドブロック48が,第2面側から挿入されるねじで固定される。第2シールドブロック48の上面にはシールド蓋50がねじ52によって固定される。第1シールドブロック44の正面側の端面と,第2シールドブロック48の正面側の端面には,シールド正面板54がねじ56で固定される。シールド正面板54には貫通孔60が形成されていて,この貫通孔60にX線検出素子40のキャップが入り込み,X線検出素子のベリリウム窓24がこの貫通孔60のところで外部に露出することになる。   FIG. 3 is an exploded perspective view of the X-ray detection apparatus including the X-ray detection element of FIG. The two lead terminals of the X-ray detection element 40 are fixed to the first surface (upper surface in FIG. 3) of the printed wiring board 42 by soldering. A first shield block 44 is fixed to the second surface (the lower surface in FIG. 3) of the printed wiring board 42 with screws 46. A second shield block 48 is fixed to the first surface of the printed wiring board 42 with screws inserted from the second surface side. A shield lid 50 is fixed to the upper surface of the second shield block 48 with screws 52. A shield front plate 54 is fixed to the front end face of the first shield block 44 and the front end face of the second shield block 48 with screws 56. A through hole 60 is formed in the shield front plate 54, and the cap of the X-ray detection element 40 enters the through hole 60, and the beryllium window 24 of the X-ray detection element is exposed to the outside at the through hole 60. become.

第1シールドブロック44,第2シールドブロック48,シールド蓋50及びシールド正面板54は,すべて金属製であり,これらの部品によってシールドケースが構成されている。このシールドケースの内部空間に,高電圧が印加される電気部品や配線が収納される。このシールドケースは接地電位になっていてX線検出装置の電気的安定性をもたらすとともに,X線検出装置の機械的強度を確保する役目も果たしている。このシールドケースによってX線検出素子40も機械的に保護されている。   The first shield block 44, the second shield block 48, the shield lid 50, and the shield front plate 54 are all made of metal, and a shield case is constituted by these components. Electrical components and wiring to which a high voltage is applied are housed in the internal space of the shield case. This shield case is at the ground potential and provides the electrical stability of the X-ray detection device, and also plays the role of ensuring the mechanical strength of the X-ray detection device. The X-ray detection element 40 is also mechanically protected by this shield case.

プリント配線板42の第1面には高電圧発生回路58が固定されている。この高電圧発生回路58は第2シールドブロック48の外側にある。高電圧発生回路58の出力端子はプリント配線板42の裏側に出ている。   A high voltage generation circuit 58 is fixed to the first surface of the printed wiring board 42. The high voltage generation circuit 58 is outside the second shield block 48. The output terminal of the high voltage generation circuit 58 is on the back side of the printed wiring board 42.

図4は図3のX線検出装置の平面図である。ただし,シールド正面板54は断面図で示してあり,シールド蓋50は一部を切り欠いて示してある。シールド正面板54はねじ56によって第1シールドブロック44に固定されている。シールド正面板54の貫通孔60にはX線検出素子40のキャップ16が入り込んでいて,X線検出素子40のベリリウム窓24が外部に露出している。第1シールドブロック44の上面にはプリント配線板42がねじ46で固定されている。プリント配線板42の上面と下面の表面積の大部分は,接地電位を供給するための導体層64で覆われている。この導体層64は図4ではクロスハッチングで示している。プリント配線板42の上面には第2シールドブロック48が固定されている。この第2シールドブロック48の上面にはシールド蓋50がねじ52で固定されている。シールド蓋50は一部を切り欠いて示してあり,第2シールドブロック48の内部の様子が部分的に示されている。第2シールドブロック48の外側の領域では,プリント配線板42の上面に高電圧発生回路58と外部電気回路62が固定されている。第2シールドブロック48の内側の領域では,プリント配線板42の上面に,X線検出素子40の1対のリード端子と,直流カットコンデンサ66と,内部電気回路68が固定されている。   4 is a plan view of the X-ray detection apparatus of FIG. However, the shield front plate 54 is shown in a sectional view, and the shield lid 50 is shown with a part cut away. The shield front plate 54 is fixed to the first shield block 44 by screws 56. The cap 16 of the X-ray detection element 40 enters the through hole 60 of the shield front plate 54, and the beryllium window 24 of the X-ray detection element 40 is exposed to the outside. A printed wiring board 42 is fixed to the upper surface of the first shield block 44 with screws 46. Most of the surface area of the upper and lower surfaces of the printed wiring board 42 is covered with a conductor layer 64 for supplying a ground potential. This conductor layer 64 is shown by cross hatching in FIG. A second shield block 48 is fixed to the upper surface of the printed wiring board 42. A shield lid 50 is fixed to the upper surface of the second shield block 48 with screws 52. The shield lid 50 is shown with a part cut away, and the inside of the second shield block 48 is partially shown. In a region outside the second shield block 48, a high voltage generation circuit 58 and an external electric circuit 62 are fixed on the upper surface of the printed wiring board 42. In a region inside the second shield block 48, a pair of lead terminals of the X-ray detection element 40, a DC cut capacitor 66, and an internal electric circuit 68 are fixed on the upper surface of the printed wiring board 42.

図5は図4におけるX線検出素子40の付近を拡大して示した平面図である。シールド正面板54(図4を参照)を取り付ける前の状態である。図6(A)は図5のA−A線断面図である。図6(B)は図5のB−B線断面図である。図6(A)において,X線検出素子40の第1リード端子30(高電圧を印加する端子)は配線70に半田付けされている。配線70は直流カットコンデンサ66の一方の端子に接続されていて,直流カットコンデンサ66の他方の端子は配線72を介して内部電気回路68(図4を参照)に接続されている。また,上述の配線70からは,図5に示すように配線74が分岐している。そして,図6(B)に示すように,上述の分岐した配線74はプリント配線板42の貫通孔を通過して,プリント配線板42の裏側に延びていて,その裏側で高電圧発生回路58(図4を参照)の出力端子に接続されている。図5に戻って,X線検出素子40の第2リード端子32(接地する端子)はプリント配線板42の導体層64に半田付けされている。   FIG. 5 is an enlarged plan view showing the vicinity of the X-ray detection element 40 in FIG. This is a state before the shield front plate 54 (see FIG. 4) is attached. 6A is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 6B is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. In FIG. 6A, the first lead terminal 30 (terminal for applying a high voltage) of the X-ray detection element 40 is soldered to the wiring 70. The wiring 70 is connected to one terminal of the DC cut capacitor 66, and the other terminal of the DC cut capacitor 66 is connected to the internal electric circuit 68 (see FIG. 4) via the wiring 72. Further, as shown in FIG. 5, a wiring 74 is branched from the wiring 70 described above. As shown in FIG. 6B, the branched wiring 74 described above passes through the through hole of the printed wiring board 42 and extends to the back side of the printed wiring board 42, and on the back side, the high voltage generating circuit 58 is provided. (See FIG. 4). Returning to FIG. 5, the second lead terminal 32 (terminal to be grounded) of the X-ray detection element 40 is soldered to the conductor layer 64 of the printed wiring board 42.

図6(A)において,第1リード端子30と配線70と直流カットコンデンサ66は,高電圧が印加される部分であり,この部分は電気絶縁性の樹脂76で覆われている。また,図6(B)において,配線74も高電圧が印加される部分であり,この部分もプリント配線板42の表側の樹脂78と裏側の樹脂80で覆われている。これらの樹脂78,80も電気絶縁性である。さらに,図3において,高電圧発生回路58とプリント配線板42の間も樹脂で満たしている。このように,高電圧が印加される部分を電気絶縁性の樹脂で覆うことにより,大気中の湿気に起因する高電圧印加部分からの放電(ノイズの原因となる)がなくなる。   In FIG. 6A, the first lead terminal 30, the wiring 70, and the DC cut capacitor 66 are portions to which a high voltage is applied, and this portion is covered with an electrically insulating resin 76. In FIG. 6B, the wiring 74 is also a portion to which a high voltage is applied, and this portion is also covered with the resin 78 on the front side and the resin 80 on the back side of the printed wiring board 42. These resins 78 and 80 are also electrically insulating. Further, in FIG. 3, the space between the high voltage generation circuit 58 and the printed wiring board 42 is also filled with resin. Thus, by covering the portion to which the high voltage is applied with the electrically insulating resin, the discharge (causing noise) from the high voltage application portion due to moisture in the atmosphere is eliminated.

図7はX線検出素子40を含むX線検出装置の電気回路である。高電圧発生部82は高電圧発生回路58を含んでいる。高電圧発生部82の出力端子は,抵抗84を介してX線検出素子40の第1リード端子30に接続されている。この第1リード端子30は直流カットコンデンサ66を介してプリアンプ回路86に接続されている。プリアンプ回路86は図4の内部電気回路68に含まれている。第1リード端子30には高電圧発生部82により200V〜1kVのバイアス電圧が印加される。X線検出素子40の第2リード端子32は接地されている。斜線で囲った領域88は高電圧が印加される部分であり,この部分は,図6(A)及び図6(B)で示したように,電気絶縁性の樹脂で覆われている。   FIG. 7 is an electric circuit of the X-ray detection apparatus including the X-ray detection element 40. The high voltage generation unit 82 includes a high voltage generation circuit 58. The output terminal of the high voltage generator 82 is connected to the first lead terminal 30 of the X-ray detection element 40 via the resistor 84. The first lead terminal 30 is connected to the preamplifier circuit 86 via a DC cut capacitor 66. The preamplifier circuit 86 is included in the internal electric circuit 68 of FIG. A bias voltage of 200 V to 1 kV is applied to the first lead terminal 30 by the high voltage generator 82. The second lead terminal 32 of the X-ray detection element 40 is grounded. A region 88 surrounded by oblique lines is a portion to which a high voltage is applied, and this portion is covered with an electrically insulating resin as shown in FIGS. 6 (A) and 6 (B).

このX線検出装置は,X線検出素子の周囲が乾燥窒素ガスや乾燥空気などの乾燥気体で満たされており,さらに,高電圧が印加される部分は電気絶縁性の樹脂で覆われているので,大気の湿度状態が変化しても,その影響を受けることがない。すなわち,湿度が変化してもノイズが変化することがなく,また,湿度が増加しても高電圧印加部位での放電等による電流漏れが生じない。   In this X-ray detection device, the periphery of the X-ray detection element is filled with a dry gas such as dry nitrogen gas or dry air, and a portion to which a high voltage is applied is covered with an electrically insulating resin. Therefore, even if the atmospheric humidity changes, it will not be affected. That is, noise does not change even when the humidity changes, and current leakage due to discharge or the like at the high voltage application site does not occur even if the humidity increases.

本発明のX線検出素子の一実施例の断面図である。It is sectional drawing of one Example of the X-ray detection element of this invention. 図1のX線検出素子の斜視図である。It is a perspective view of the X-ray detection element of FIG. 図1のX線検出素子を含むX線検出装置の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the X-ray detection apparatus containing the X-ray detection element of FIG. 図3のX線検出装置の平面図である。It is a top view of the X-ray detection apparatus of FIG. 図4におけるX線検出素子の付近を拡大して示した平面図である。It is the top view which expanded and showed the vicinity of the X-ray detection element in FIG. 図5のA−A線断面図とB−B線断面図である。It is the sectional view on the AA line and BB line of FIG. X線検出素子を含むX線検出装置の電気回路である。It is an electric circuit of the X-ray detection apparatus containing an X-ray detection element.

符号の説明Explanation of symbols

10 容器
12 APD
14 台座
16 キャップ
18 フランジ
22 開口
24 ベリリウム窓
26 基板
30 第1リード端子
32 第2リード端子
38 ガラス・ハーメチックシール
40 X線検出素子
10 containers 12 APD
14 pedestal 16 cap 18 flange 22 opening 24 beryllium window 26 substrate 30 first lead terminal 32 second lead terminal 38 glass hermetic seal 40 X-ray detection element

Claims (5)

次の構成を備えるX線検出素子。
(ア)200V以上のバイアス電圧が印加されてX線を検出する半導体素子。
(イ)前記半導体素子を収容する容器であって,その内部が大気から遮断された密封空間となっている容器。
(ウ)前記容器に形成されたX線透過窓であって,このX線透過窓を透過したX線が前記半導体素子に当たるような位置関係に配置されたX線透過窓。
(エ)前記半導体素子に電気的に接続されていて,一部が前記容器の外部に露出している第1端子及び第2端子。
An X-ray detection element having the following configuration.
(A) A semiconductor element that detects X-rays when a bias voltage of 200 V or higher is applied.
(A) A container for housing the semiconductor element, the inside of which is a sealed space cut off from the atmosphere.
(C) An X-ray transmission window formed in the container, the X-ray transmission window being arranged in a positional relationship such that the X-rays transmitted through the X-ray transmission window hit the semiconductor element.
(D) A first terminal and a second terminal that are electrically connected to the semiconductor element and are partially exposed to the outside of the container.
次の構成を備えるX線検出素子。
(ア)X線を検出するアバランシェフォトダイオード。
(イ)前記アバランシェフォトダイオードを収容する容器であって,その内部が大気から遮断された密封空間となっている容器。
(ウ)前記容器に形成されたX線透過窓であって,このX線透過窓を透過したX線が前記アバランシェフォトダイオードに当たるような位置関係に配置されたX線透過窓。
(エ)前記アバランシェフォトダイオードに電気的に接続されていて,一部が前記容器の外部に露出している第1端子及び第2端子。
An X-ray detection element having the following configuration.
(A) An avalanche photodiode that detects X-rays.
(A) A container for housing the avalanche photodiode, the container being a sealed space that is shielded from the atmosphere.
(C) An X-ray transmission window formed in the container, wherein the X-ray transmission window is disposed in a positional relationship such that the X-ray transmitted through the X-ray transmission window hits the avalanche photodiode.
(D) A first terminal and a second terminal that are electrically connected to the avalanche photodiode and are partially exposed to the outside of the container.
請求項1または2に記載のX線検出素子において,前記容器の内部が乾燥気体で満たされていることを特徴とするX線検出素子。   The X-ray detection element according to claim 1 or 2, wherein the inside of the container is filled with a dry gas. 請求項1から3までのいずれか1項に記載のX線検出素子において,前記半導体素子は600V以上のバイアス電圧が印加されてX線を検出するものであることを特徴とするX線検出素子。   4. The X-ray detection element according to claim 1, wherein the semiconductor element detects an X-ray when a bias voltage of 600 V or more is applied thereto. 5. . 次の構成を備えるX線検出装置。
(ア)請求項1から4までのいずれか1項に記載されたX線検出素子。
(イ)前記X線検出素子の第1端子に200V以上のバイアス電圧を供給する高電圧発生装置。
(ウ)前記X線検出素子の第2端子に接地電位を供給する接地手段。
(エ)前記高電圧発生装置と前記第1端子とをつなぐ配線及び前記第1端子自体を大気から遮断する封止手段。
An X-ray detection apparatus having the following configuration.
(A) The X-ray detection element according to any one of claims 1 to 4.
(A) A high voltage generator for supplying a bias voltage of 200 V or more to the first terminal of the X-ray detection element.
(C) Grounding means for supplying a ground potential to the second terminal of the X-ray detection element.
(D) Sealing means for cutting off the wiring connecting the high-voltage generator and the first terminal and the first terminal itself from the atmosphere.
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008139124A (en) * 2006-11-30 2008-06-19 Shimadzu Corp Radiation two-dimensional detector
JP2009047467A (en) * 2007-08-15 2009-03-05 Rigaku Corp Radiation detection device
JP2012007888A (en) * 2010-06-22 2012-01-12 Hitachi Ltd Radiation measuring device
JP2014021000A (en) * 2012-07-20 2014-02-03 Horiba Ltd Radiation detector
JP2018059842A (en) * 2016-10-06 2018-04-12 パナソニックIpマネジメント株式会社 Infrared detection device
JPWO2021260845A1 (en) * 2020-06-24 2021-12-30
WO2022230538A1 (en) * 2021-04-30 2022-11-03 株式会社堀場製作所 Radiation detector and radiation detection device

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107819054B (en) * 2017-10-18 2019-06-14 国家纳米科学中心 A kind of direct X-ray detection structure, detector and detecting structure production method
CN110673011A (en) * 2019-10-31 2020-01-10 苏州通富超威半导体有限公司 Semiconductor testing device

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008139124A (en) * 2006-11-30 2008-06-19 Shimadzu Corp Radiation two-dimensional detector
JP2009047467A (en) * 2007-08-15 2009-03-05 Rigaku Corp Radiation detection device
JP2012007888A (en) * 2010-06-22 2012-01-12 Hitachi Ltd Radiation measuring device
JP2014021000A (en) * 2012-07-20 2014-02-03 Horiba Ltd Radiation detector
JP2018059842A (en) * 2016-10-06 2018-04-12 パナソニックIpマネジメント株式会社 Infrared detection device
CN107917900A (en) * 2016-10-06 2018-04-17 松下知识产权经营株式会社 Infra-red ray detection device
JPWO2021260845A1 (en) * 2020-06-24 2021-12-30
WO2021260845A1 (en) * 2020-06-24 2021-12-30 日本電信電話株式会社 Energy measurement device, energy computation device, energy measurement method, and energy computation program
JP7368783B2 (en) 2020-06-24 2023-10-25 日本電信電話株式会社 Energy measurement device, energy calculation device, energy measurement method, and energy calculation program
WO2022230538A1 (en) * 2021-04-30 2022-11-03 株式会社堀場製作所 Radiation detector and radiation detection device
US12044816B2 (en) 2021-04-30 2024-07-23 Horiba, Ltd. Radiation detector and radiation detection apparatus

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