JP2014089199A - Radioactive ray detection sensor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、基板(絶縁層)上にアノード電極およびカソード電極のセルを2次元配置で複数有する放射線検出センサに係り、特に、信号処理回路を含んだ放射線検出センサに関する。 The present invention relates to a radiation detection sensor having a plurality of cells of an anode electrode and a cathode electrode in a two-dimensional arrangement on a substrate (insulating layer), and more particularly to a radiation detection sensor including a signal processing circuit.
放射線の入射位置を検出するため、入射した放射線によりガス粒子を励起させこれにより生じる漏れ電流を検知するタイプの放射線検出装置がある。このような放射線検出装置では、基板にアノード電極およびカソード電極のセルを2次元配置で複数有する放射線検出パネルが放射線検出のデバイス本体として用いられる。 In order to detect the incident position of radiation, there is a radiation detection device of a type that detects a leakage current generated by exciting gas particles by incident radiation. In such a radiation detection apparatus, a radiation detection panel having a plurality of cells of an anode electrode and a cathode electrode in a two-dimensional arrangement on a substrate is used as a device body for radiation detection.
アノード電極は微細な円形状のパターンがグリッド状に並んだものであり、それらの行ごと(列ごと)に電気的導通を行う複数のアノード電極配線が配されている。カソード電極は、各アノード電極をこれからほぼ等距離で離間して取り囲む導体パターンであり、かつそれらの列ごと(行ごと)にそれぞれ電気的につながったパターンである。このようなアノード電極とカソード電極の縦横の電気的な配列により、いずれかのセルのアノード電極とカソード電極との間に電流が流れるとこれを検知して放射線入射位置を特定することができる。 The anode electrode is a pattern in which fine circular patterns are arranged in a grid, and a plurality of anode electrode wirings for electrical conduction are arranged for each row (each column). The cathode electrode is a conductor pattern that surrounds each anode electrode at an approximately equal distance from each other, and is a pattern that is electrically connected to each column (row). Due to such vertical and horizontal electrical arrangement of the anode electrode and the cathode electrode, when a current flows between the anode electrode and the cathode electrode of any cell, this can be detected and the radiation incident position can be specified.
放射線検出パネルを構成する基板からの電気信号は、次に、信号処理が施される。物理的には、基板からの配線数はセルの数に応じて多数にのぼり、信号処理部へ送るコネクタを設ける領域の確保などのため、基板上には、狭くはない専用の領域が必要になる。この専用領域は、当然ながら放射線の検出不能領域になり、検出パネルとしてのコンパクトさに支障を来たす。 The electrical signal from the substrate constituting the radiation detection panel is then subjected to signal processing. Physically, the number of wirings from the board increases as many as the number of cells, and a dedicated area that is not narrow is required on the board to secure an area for providing connectors to be sent to the signal processing unit. Become. This dedicated area naturally becomes an area where radiation cannot be detected, which hinders the compactness of the detection panel.
なお、放射線検出器およびその信号処理についてひとつの例が下記特許文献1に開示されている。この開示では、センサ部(放射線検出のデバイス本体)からの出力信号の経路がセンサ部から引き出されるように設けられている。したがって、センサ部には、信号処理部へ送るコネクタを設ける領域の確保などのため、その基板上には、ある程度の面積の専用領域が必要になる、と考えられる。
One example of the radiation detector and its signal processing is disclosed in
本発明は、上記の事情を考慮してなされたもので、基板(絶縁層)上にアノード電極およびカソード電極のセルを2次元配置で複数有する放射線検出センサにおいて、コンパクトな構成で、放射線検出の導体パターン具有から信号処理の一部までを担うことができる放射線検出センサを提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above-described circumstances. In a radiation detection sensor having a plurality of cells of an anode electrode and a cathode electrode in a two-dimensional arrangement on a substrate (insulating layer), the radiation detection sensor has a compact configuration and can detect radiation. An object of the present invention is to provide a radiation detection sensor capable of performing a process from the presence of a conductor pattern to a part of signal processing.
上記の課題を解決するため、本発明の一態様である放射線検出センサは、それぞれがほぼ円形で、グリッド状に配置されたアノード電極パターンと;該アノード電極パターンのそれぞれからほぼ等距離で離間して該アノード電極パターンを取り囲み、かつ、行方向のそれぞれが同一の電気的ノードとなるようにパターン化されたカソード電極パターンと;を有する第1の配線層と、前記第1の配線層の下側に位置する第1の絶縁層と、前記アノード電極パターンのそれぞれに接触して前記第1の絶縁層を貫通し設けられた第1の縦方向導電路群と、前記第1の絶縁層の下側に位置し、前記第1の縦方向導電路群のそれぞれに接触し、かつ、前記アノード電極パターンの列方向のそれぞれが同一の電気的ノードとなるようにパターン化された第2の配線層と、前記第2の配線層の下側に位置する第2の絶縁層と、前記カソード電極パターンの行ごとのそれぞれと電気的導通を取るようにはんだ接続された、該行ごとのそれぞれにおのおの電気導通する導電パターンを有する第1のフレキシブル回路板と、前記第2の配線層の電気的に独立のパターンのそれぞれに接触して前記第1の絶縁層を貫通し設けられた第2の縦方向導電路群と、前記第2の縦方向導電路群のそれぞれに接触して前記第1の絶縁層上に前記第1の配線層と並んで設けられた中継配線群と、前記中継配線群のそれぞれと電気的導通を取るようにはんだ接続された、該中継配線群のそれぞれにおのおの電気導通する導電パターンを有する第2のフレキシブル回路板と、前記第2の絶縁層の下側に位置し、前記第1のフレキシブル回路板がはんだ接続されて該第1のフレキシブル回路板の前記導電パターンのそれぞれに電気的導通が取られ、かつ前記第2のフレキシブル回路板がはんだ接続されて該第2のフレキシブル回路板の前記導電パターンのそれぞれに電気的導通が取られ、かつ部品実装ランドを含む第3の配線層と、前記第3の配線層の前記部品実装ランド上に実装された信号処理ICとを具備することを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, a radiation detection sensor according to one embodiment of the present invention includes an anode electrode pattern that is substantially circular and arranged in a grid; and is spaced apart from each of the anode electrode patterns at an approximately equal distance. A cathode electrode pattern that surrounds the anode electrode pattern and is patterned so as to be the same electrical node in the row direction; and under the first wiring layer A first insulating layer positioned on the side, a first vertical conductive path group provided in contact with each of the anode electrode patterns and penetrating the first insulating layer, and a first insulating layer The first pattern is arranged so as to be located on the lower side, in contact with each of the first vertical conductive path groups, and in the column direction of the anode electrode pattern to be the same electrical node. A wiring layer; a second insulating layer located below the second wiring layer; and a solder connection so as to establish electrical continuity with each row of the cathode electrode pattern. A first flexible circuit board having a conductive pattern that is electrically conductive to each of the first flexible circuit board and an electrically independent pattern of the second wiring layer are provided to penetrate through the first insulating layer. Two vertical conductive path groups, and a relay wiring group provided in parallel with the first wiring layer on the first insulating layer in contact with each of the second vertical conductive path groups, A second flexible circuit board having a conductive pattern electrically connected to each of the relay wiring groups, which is solder-connected to each of the relay wiring groups, and under the second insulating layer; Located in the first frame A kibble circuit board is soldered to provide electrical continuity to each of the conductive patterns of the first flexible circuit board, and the second flexible circuit board is soldered to the second flexible circuit board. Each of the conductive patterns includes a third wiring layer that is electrically conductive and includes a component mounting land, and a signal processing IC mounted on the component mounting land of the third wiring layer. It is characterized by.
すなわち、この放射線検出センサは、第1の絶縁層上に設けられた第1の配線層によってアノード電極パターンおよびカソード電極パターンが設けられているところ、まず、そこからの導電路の構成に特徴を有している。カソード電極パターンからは、第1のフレキシブル回路板を介して第3の配線層に電気的導通ができる。一方、アノード電極パターンからは、第1の絶縁層を貫通する第1の縦方向導電路群、第2の配線層、第1の絶縁層を貫通する第2の縦方向導電路群、第1の絶縁層上の中継配線、第2のフレキシブル回路板を経て第3の配線層に電気的導通ができる。そして、第3の配線層には部品実装ランドが設けられており、この実装ランドに信号処理ICが実装されている。 That is, this radiation detection sensor is characterized in that the anode electrode pattern and the cathode electrode pattern are provided by the first wiring layer provided on the first insulating layer. Have. The cathode electrode pattern can be electrically connected to the third wiring layer through the first flexible circuit board. On the other hand, from the anode electrode pattern, the first vertical conductive path group penetrating the first insulating layer, the second wiring layer, the second vertical conductive path group penetrating the first insulating layer, the first Electrical connection can be made to the third wiring layer through the relay wiring on the insulating layer and the second flexible circuit board. A component mounting land is provided on the third wiring layer, and a signal processing IC is mounted on the mounting land.
したがって、第1の配線層においては、中継配線が設けられるものの、第1、第2のフレキシブル回路板が接続される領域の用意だけで済み、その他の構成(例えばボンディングワイヤや、そこからの配線やコネクタ、さらには処理回路への接続の中継機能を担う構成など)を持つ必要がない。フレキシブル回路板を接続する領域は小さくて済み、さらに屈曲性に富むことから空間的に最小限の所要領域で済む。また、第3の配線層は、第1の配線層とは別の配線層であることから、第1の配線層と重畳的に位置させることができ、第1の配線層による放射線を検出する領域の確保には影響を与えない。よって、放射線検出センサとして、コンパクトな構成で、放射線を検出する、アノード電極パターンやカソード電極パターンなどの導体パターンの具有から、信号処理の一部までを担うことができる。 Therefore, in the first wiring layer, although the relay wiring is provided, it is only necessary to prepare an area to which the first and second flexible circuit boards are connected, and other configurations (for example, bonding wires and wirings therefrom) And a connector, and further, a configuration for performing a relay function for connection to a processing circuit). The area where the flexible circuit board is connected may be small, and since it is highly flexible, the minimum required area in space is sufficient. Further, since the third wiring layer is a wiring layer different from the first wiring layer, the third wiring layer can be positioned so as to overlap with the first wiring layer, and the radiation from the first wiring layer is detected. Does not affect area allocation. Therefore, as a radiation detection sensor, it is possible to handle from the provision of conductor patterns such as an anode electrode pattern and a cathode electrode pattern, which detect radiation, to a part of signal processing with a compact configuration.
本発明によれば、基板(絶縁層)上にアノード電極およびカソード電極のセルを2次元配置で複数有する放射線検出センサにおいて、コンパクトな構成で、放射線を検出する、アノード電極パターンやカソード電極パターンなどの導体パターンの具有から信号処理の一部までを担うことができる。 According to the present invention, in a radiation detection sensor having a plurality of cells of an anode electrode and a cathode electrode in a two-dimensional arrangement on a substrate (insulating layer), an anode electrode pattern, a cathode electrode pattern, etc. that detect radiation with a compact configuration From the presence of the conductor pattern to a part of the signal processing.
以下での記載に関わらず、図1ないし図4を参照して説明する形態それ自体は参考態様である。ただし、発明の実施形態として参照されるべき事項を含んではいる。
以上を踏まえ、以下では本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る放射線検出センサの構成を模式的に示す平面図および断面図である。図1(a)中に示すA−Aa位置における矢視方向の断面が図1(b)に相当する。なお、図1(a)においては、表示の簡略化のため、上面から遠い構成について、適宜図示省略している。 Based on the above, embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a plan view and a cross-sectional view schematically showing a configuration of a radiation detection sensor according to one embodiment of the present invention. A cross section in the direction of the arrow at the position A-Aa shown in FIG. 1A corresponds to FIG. In FIG. 1A, for the sake of simplification of display, the configuration far from the top surface is omitted as appropriate.
図1に示すように、この放射線検出センサは、絶縁層(第1の絶縁層)10、絶縁層50、絶縁層60(絶縁層50、60で第2の絶縁層)、カソード電極パターン11、アノード電極パターン12(カソード電極パターン11、アノード電極パターン12で第1の配線層)、縦方向導電路(めっきビア;第1の縦方向導電路)12a、配線層(第2の配線層;アノード配線パターン)13、めっきビア21、中継配線31、中継配線61、層間接続体41、めっきビア62(めっきビア21、中継配線31、中継配線61、層間接続体41、めっきビア62で第2の縦方向導電路)、配線層63(第3の配線層)、信号処理IC71、金バンプ72、アンダーフィル樹脂73、層間接続体42(第3の縦方向導電路の一部)を有する。
As shown in FIG. 1, the radiation detection sensor includes an insulating layer (first insulating layer) 10, an
層間接続体42は、層間接続体41と同じく絶縁層50を貫通して設けられており、おのおのが、アノード配線パターン13のそれぞれと接続し、さらに、中継配線61と同一層の中継配線(不図示)、めっきビア62と同じく絶縁層60を貫通して設けられためっきビア(不図示)を経て配線層63に電気導通している。層間接続体42、不図示の中継配線、不図示のめっきビアが、第3の縦方向導電路を構成する。
Similar to the interlayer connector 41, the
アノード電極パターン12は、絶縁層10の片面に表出してグリッド状に配されたそれぞれがほぼ円形の金属パターンである。そのそれぞれの直径は例えば50μm〜80μmであり、縦横に例えば各400μmのピッチで配されている。全体で例えば30cm×30cmの領域に例えば約60万個弱(縦768個×横768個)ある。
Each of the
カソード電極パターン11は、絶縁層10の片面に表出して、各アノード電極パターン12からほぼ等間隔で離間して各アノード電極パターン12を取り囲むパターンに形成された層である。その取り囲む直径は例えば250μmであり、図1の図示で各行の横方向に連続したパターンになっている。各行のカソード電極パターン11は、めっきビア21、中継配線31、層間接続体41、中継配線61、めっきビア62を介して配線層63に電気導通する。各アノード電極パターン12に対応して、それとカソード電極パターン11とで検出セルが構成される。
The
絶縁層10は、その表面に、カソード電極パターン11を有し、かつアノード電極パターン12を表出し、その裏面に、アノード配線パターン13および中継配線31を有する層となっており、厚さは例えば60μmである。絶縁層10の貫通方向には、めっきビア21、めっきビア12aを有する。めっきビア21は、カソード電極パターン11のそれぞれに対応して接続するように、図1(a)の縦方向に1列に形成されている。絶縁層10の材質は例えばポリイミドである。
The
絶縁層60は、その表面に、配線層63を有し、その裏面に、中継配線61およびアノード配線パターン13用(=各層間接続体42用)の不図示の中継配線を有する層となっており、厚さは例えば60μmである。絶縁層60の貫通方向には、めっきビア62、および各アノード配線パターン13用(=各層間接続体42用)の不図示のめっきビアを有する。絶縁層60の材質は例えばポリイミドである。
The insulating
絶縁層50は、上記構成の絶縁層10と絶縁層60との間に設けられた絶縁層であり、絶縁層10、60の、上記のそれぞれ裏面側のパターンを層間接続体41、42により縦方向に電気的に接続するため必要なスペーシング機能を有する。絶縁層50の厚さは例えば、10μm〜50μm、その材質は例えばポリイミドである。層間接続体41、42は、それぞれ、導電性ペーストのスクリーン印刷により形成される導電性バンプを由来とするものであり、その製造工程に依拠して軸方向(図1(b)の図示で上下の積層方向)に径が変化している。その直径は、太い側で例えば50μmである。
The insulating
アノード電極パターン12は、絶縁層10を貫通して形成されためっきビアである縦方向導電路12aにそれぞれ電気接続しており、縦方向導電路12aは、絶縁層10の裏面側のアノード配線パターン13に電気接続している。アノード配線パターン13により、各縦方向導電路12aは、図1(a)の図示で縦方向(各列)のものが同一の電気的ノードとなるように電気的導通がなされている。アノード配線パターン13の幅は例えば各300μmである。
The
各列のアノード配線パターン13は、層間接続体42、不図示の中継配線(中継配線61と同一層)、不図示のめっきビア(めっきビア62と同じく絶縁層60を貫通)を介して配線層63に電気導通する。層間接続体42、不図示の中継配線、不図示のめっきビアは、それぞれ、図1(a)の横方向に1行、形成されている
The
配線層63は、絶縁層50の側とは反対の側の絶縁層60の主面上に設けられた配線層であり、上記のように、第2の縦方向導電路を介した各行のカソード電極パターン11からの電気的接続、および第3の縦方向導電路を介した各列のアノード配線パターン13からの電気的接続を有している。配線層63は、さらに、図示するように信号処理IC71を実装するための部品実装ランドを備えており、IC71は、これにより、各行のカソード電極パターン11、および各列のアノード配線パターン13と電気的接続がなされている。
The
IC71は、図示するように、ここでは、電気的には金バンプ72を介して配線層63上に(および機械的にはアンダーフィル樹脂73を介して絶縁層60上に)フリップ接続されているが、これに限らずほかの一般的な実装方法を用いるようにしてもよい。例えば、表面実装型のパッケージ品(BGAやLGA)を用いてもよい。
As shown, the
IC71は、ノイズを除去しつつアノード、カソード間の漏れ電流を検出し、検出で得た信号を増幅し、その結果から漏れ電流が発生した位置検出信号を生成する機能を有する。そして最終的に、ディジタル信号とされた出力信号を生成する。IC71の入力側は、例えば、768×2の数のアナログ信号であるが、出力側は、例えば33本のディジタル信号になる。IC71は、機能別に複数のICの組み合わせからなっていてももちろんよい。その場合でもそれらは配線層63上に互いに並べて設けることができる。
The
以上説明のように、この放射線検出センサは、絶縁層10上に設けられた配線層によってアノード電極パターン12およびカソード電極パターン11が設けられているところ、まず、そこからの導電路の構成に特徴を有している。アノード電極パターン12からは、絶縁層10を貫通する縦方向導電路12a、配線層13、絶縁層50を貫通する層間接続体42、不図示の中継配線、絶縁層60を貫通する不図示のめっきビアを経て配線層63に電気的導通ができる。
As described above, this radiation detection sensor is characterized in that the
一方、カソード電極パターン11からは、絶縁層10、50、60を貫通して構成の縦方向導電路である、めっきビア21、中継配線31、層間接続体41、中継配線61、めっきビアを62介して配線層63に電気的導通ができる。そして、配線層63には部品実装ランドが設けられており、この実装ランドに信号処理IC71が実装されている。
On the other hand, from the
放射線を検出するパターンの外側領域には、カソード電極パターン11用の縦方向導電路およびアノード配線パターン13用の縦方向導電路を設ける領域を要しているが、その必要領域は非常に小さな領域で済む。絶縁層10に占める領域として大きく見積もっても縁に例えば2mm〜3mm程度の幅領域を確保すればよい。例えばボンディングワイヤや、そこからの配線やコネクタ、さらには処理回路への接続の中継機能を担う構成などを設ける場合と比較すると大きな違いになる。
An area provided with a vertical conductive path for the
また、裏面の配線層63は、表面の配線層とは別の配線層であることから、表面の配線層と重畳的に位置させることができ、表面の配線層による放射線を検出する領域の確保には影響を与えない。よって、放射線検出センサとして、コンパクトな構成で、放射線を検出する導体パターンの具有から信号処理の一部までを担うことができる。さらに、図1に示す放射線検出センサを用いれば、これを複数、縦横に敷き詰めるように配置することで、検出不能領域が非常に小さな大面積の放射線検出が可能になる。加えて、信号処理の一部が放射線検出の領域から近いところにあるので、ノイズの影響が小さく高品質の処理が可能であり、全体として高速処理やコストダウンも期待できる。
Further, since the
放射線検出センサとしての動作を若干述べると、以下である。アノード電極パターン12とカソード電極パターン11との間に電圧を印加しておき、この状態で、その雰囲気に放射線を入射させる。これによりガス粒子励起が生じると、近くのアノード電極パターン12とカソード電極パターン11との間に漏れ電流が流れる。この漏れ電流が生じたアノード電極パターン12の横位置、およびカソード電極パターン11の縦位置により、放射線入射位置が検知される。
The operation as a radiation detection sensor will be briefly described below. A voltage is applied between the
次に、図1に示した放射線検出センサの製造方法について図2を参照して説明する。図2は、図1に示した放射線検出センサの製造過程を模式的に断面で示す工程図であり、図1(b)に対応する図示である。図2において、図1中に示した構成と同一または同一相当のものには同一符号を付してある。 Next, a method for manufacturing the radiation detection sensor shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a process diagram schematically showing a cross section of the manufacturing process of the radiation detection sensor shown in FIG. 1, and is a diagram corresponding to FIG. 1 (b). In FIG. 2, the same or equivalent parts as those shown in FIG.
まず、図2(a)に示すように、両主面に銅箔11A、13A(厚さは両者とも例えば18μm)が積層された、厚さ例えば60μmの絶縁層10(ポリイミド製)を用意し、これを貫通してレーザ加工穴12h(直径例えば50μm〜80μm)を形成する。レーザ加工穴12hは、アノード電極パターン12の縦方向導電路用の貫通孔(縦横配置)と、カソード電極パターン11の縦方向導電路用の貫通孔(1列配置)とを含む。
First, as shown in FIG. 2A, an insulating layer 10 (made of polyimide) having a thickness of, for example, 60 μm, in which copper foils 11A and 13A (both of which are, for example, 18 μm) are laminated on both main surfaces, is prepared. Through this, a laser processed
絶縁層60の厚さは、銅箔11Aから加工、形成されるカソード電極パターン11と、銅箔13Aから加工、形成されるアノード配線パターン13とがカップリング(干渉)して生じるノイズレベルに問題が出ないような厚さとしてある程度の厚さに設定されている。穴12hの加工にレーザを用いれば、その位置や加工精度を向上することができる。一方、レーザ加工はその深さ方向には径が徐々に細くなるような加工になるため、形状のよいめっきビア12a、21を形成すべき穴としては、絶縁層60の厚さをあまり厚くすることは好ましくない。ここでは、絶縁層60の厚さを60μmとして、ノイズレベルの低減と、形状のよいめっきビア12a、21の形成との両立を図る。
The thickness of the insulating
次に、図2(b)に示すように、レーザ加工穴12hの内部を満たすように銅めっき工程を行いめっきビア21、12aを形成する。この銅めっきは、まず、無電解めっきによりレーザ加工穴12hの内壁面上にシード層を形成し、次に、電解めっきによりシード層上にめっき層を成長させることで効率的に形成することができる。
Next, as shown in FIG. 2B, a copper plating process is performed so as to fill the inside of the laser processed
次に、図2(c)に示すように、両主面の銅箔11A、13Aを例えば周知のフォトリソグラフィ工程によりパターニングし、銅箔11Aについてはこれをカソード電極パターン11およびアノード電極パターン12に、銅箔13Aについてはアノード配線パターン13および中継配線31にそれぞれ加工する。これにより得られる図2(c)に示す部材は、次の図2(d)の積層工程で用いるひとつの積層部材である。
Next, as shown in FIG. 2C, the copper foils 11A and 13A on both main surfaces are patterned by, for example, a well-known photolithography process, and the copper foil 11A is formed into a
次に、図2(d)に示すような配置で、3つの積層部材を積層、一体化する。その最も上に配置の部材は、図2(c)に示した部材である。その最も下側の部材は、導電性バンプ41Aの部分を除いては、図2(a)から図2(c)までに説明した工程と同様の工程により形成されたものである。より具体的に、カソード電極パターン11、アノード電極パターン12に代えて、中継配線61および不図示の中継配線(既説明)を形成し、めっきビア21、12aに代えて、めっきビア62および不図示のめっきビア(既説明)を形成し、アノード配線パターン13、中継配線31に代えて、配線層63を形成したものである。
Next, three laminated members are laminated and integrated in an arrangement as shown in FIG. The member arranged at the top is the member shown in FIG. The lowermost member is formed by a process similar to the process described in FIGS. 2A to 2C except for the conductive bump 41A. More specifically, a
中継配線61上に形成の導電性バンプ41Aは、ペースト状の導電性組成物を用いて例えばスクリーン印刷によりほぼ円錐形に形設されたものであり、その底面径は例えば50μm、高さは絶縁層50Aの厚みに応じて例えば15μm〜75μm程度である。この導電性組成物は、ペースト状の樹脂中に銀、金、銅などの金属微細粒または炭素微細粒を分散させたものである。導電性バンプ41Aの印刷後これを乾燥させて硬化させる。このような導電性バンプは、小さな領域中に高密度に設けることができ、検出解像度増大のため放射線検出センサの各セルが小面積化であっても対応できる。
The conductive bump 41A formed on the
なお、図示していないが、中継配線61上に導電性バンプ41Aを形成するスクリーン印刷時には、各カソード配線パターン13と電気的導通をするための、層間接続体42とすべき導電性バンプを不図示の中継配線(既説明)上に同時に形成することができる。
Although not shown, when screen printing is performed to form the conductive bumps 41A on the
図2(d)中の中間層として図示された絶縁層50Aは、導電性バンプ41A、および層間接続体42とすべき導電性バンプを貫通させる絶縁層である。厚さは、例えば10μm〜50μmであり、材質は例えばポリイミドである。
The insulating
図2(d)に示すような配置で各積層部材をプレス機で加圧、加熱する。これにより、絶縁層50Aが接着層となって全体が積層、一体化する。このとき、導電性バンプ41Aおよび不図示の導電性バンプが絶縁層50Aを貫通し、中継配線31は、導電性バンプ41Aを由来の層間接続体41に、アノード配線パターン13は、層間接続体42にそれぞれ対向、圧接されて電気的に接続される。
Each laminated member is pressurized and heated with a press in an arrangement as shown in FIG. Thereby, the insulating
その後は図示しないが、配線層63上に所定の信号処理IC71を所定の実装方法により実装することにより、図1に示したような放射線検出センサを得ることができる。この実施形態は、めっきビア21、62、および絶縁層60を貫通の不図示のめっきビアを、形よく、配線層63に至る縦方向導電路のそれぞれ一部として形成することができる。これは、めっきビア21、62、および絶縁層60を貫通の不図示のめっきビアが、それぞれ限られた厚さの絶縁層10または60に貫通、形成されているからである。そして、めっきビア21と同62とを電気的につなぐため、補助的に、導電性ペーストのスクリーン印刷で得られた導電性バンプを由来とする層間接続体41が用いられる。
After that, although not shown, a radiation detection sensor as shown in FIG. 1 can be obtained by mounting a predetermined
次に、本発明の別の実施形態に係る放射線検出センサについて図3を参照して説明する。図3は、別の実施形態に係る放射線検出センサの構成を模式的に示す断面図である。図3において、すでに説明した図中に登場の構成と同一または同一相当のものには同一符号を付してある。その部分については特に加えるべき事項がない限り説明を省略する。なお、図1(a)に対応する平面図については、同様なので図示省略する。 Next, a radiation detection sensor according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of a radiation detection sensor according to another embodiment. In FIG. 3, the same reference numerals are given to the same or equivalent components as those appearing in the already described drawings. The explanation of the portion is omitted unless there is a matter to be added. Since the plan view corresponding to FIG. 1A is the same, the illustration is omitted.
この実施形態は、積層中間の絶縁層50に代えて異方性導電性フィルム80を用いた形態である。異方性導電性フィルム80を用いることにより、中継配線31と同61との間、およびアノード配線パターン13と絶縁層60上の不図示の中継配線(既説明)との間が電気的に導通されている。異方性導電性フィルムとは、樹脂フィルム中に導電性粒子81が分散された構成を有したものであり、中継配線31、同61のように凸状に存在する導体に挟まれるとその導電性粒子81が導体に接触し、樹脂の硬化でその状態が固定化されて電気的な導通状態が形成される。
In this embodiment, an anisotropic
図4は、図3に示した放射線検出センサの製造過程の一部を模式的に断面で示す工程図であり、すでに説明した図2(d)に示す段階(積層工程)を示している。図4において、すでに説明した図中に示した構成と同一または同一相当のものには同一符号を付してある。 FIG. 4 is a process diagram schematically showing in cross section a part of the manufacturing process of the radiation detection sensor shown in FIG. 3, and shows the stage (stacking process) shown in FIG. In FIG. 4, the same reference numerals are given to the same or equivalent components as those shown in the already described drawings.
図4に示すように、この積層段階では、図示の下側の積層部材に導電性バンプ41A等のバンプを形成する必要はない。また、例えばポリイミドの絶縁層50Aの代わりに、異方性導電性フィルム80Aを積層の中間層として用いる。図4に示すような配置で各積層部材をプレス機で加圧、加熱する。これにより、異方性導電性フィルム80Aが接着層となって全体が積層、一体化する。このとき、異方性導電性フィルム80Aが含む導電性粒子により、中継配線31は中継配線61に、アノード配線パターン13は絶縁層60上の不図示の中継配線に、それぞれ電気的に接続される。
As shown in FIG. 4, it is not necessary to form bumps such as the conductive bumps 41A on the lower laminated member in the figure at this lamination stage. For example, instead of the
その後は図示しないが、配線層63上に所定の信号処理IC71を所定の実装方法により実装することにより、図3に示したような放射線検出センサを得ることができる。この実施形態も、めっきビア21、62、および絶縁層60を貫通の不図示のめっきビアを、形よく、配線層63に至る縦方向導電路のそれぞれ一部として形成することができる。これは、めっきビア21、62、および絶縁層60を貫通の不図示のめっきビアが、それぞれ限られた厚さの絶縁層10または60に貫通、形成されているからである。そして、めっきビア21と同62とを電気的につなぐため、補助的に、異方性導電性フィルム80が用いられている。
Thereafter, although not shown, a radiation detection sensor as shown in FIG. 3 can be obtained by mounting a predetermined
次に、本発明のさらに別の実施形態に係る放射線検出センサについて図5を参照して説明する。図5は、さらに別の実施形態に係る放射線検出センサの構成を模式的に示す平面図および断面図である。図5(a)中に示すB−Ba位置における矢視方向の断面が図5(b)に相当する。なお、図5(a)においては、表示の簡略化のため、上面から遠い構成について、適宜図示省略している。 Next, a radiation detection sensor according to still another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a plan view and a cross-sectional view schematically showing a configuration of a radiation detection sensor according to still another embodiment. The cross section in the arrow direction at the position B-Ba shown in FIG. 5A corresponds to FIG. In FIG. 5A, for the sake of simplification of display, the configuration far from the top surface is omitted as appropriate.
この実施形態は、カソード電極パターン11から裏面の配線層63への電気的な接続に、フレキシブル回路板91を用い、さらに、アノード配線パターン13から配線層63への電気的な接続に、絶縁層10を貫通のめっきビア12b、および絶縁層上に形成の中継配線13bを経て、さらにフレキシブル回路板92を用いている。そのほかの点については、図1に示した実施形態と同様である。
In this embodiment, a
すなわち、絶縁層10は、その表面に、カソード電極パターン11および中継配線13bを有し、かつアノード電極パターン12を表出し、その裏面に、アノード配線パターン13を有する層となっており、厚さは例えば60μmである。絶縁層10の貫通方向には、めっきビア12a、めっきビア12bを有する。めっきビア12bは、アノード電極パターン13ごとに対応して、それらに接続するように1行に配置して設けられたビアである。めっきビア12bは、それぞれ中継配線13bに接続している。
That is, the insulating
フレキシブル回路板91は、カソード電極パターン11のそれぞれ(行ごと)と電気的導通を取るようにはんだ接続され(はんだは不図示)、この行ごとのそれぞれにおのおの電気導通する導電パターンを有している。配線層63は、フレキシブル回路板91がはんだ接続されて(はんだは不図示)このフレキシブル回路板91の導電パターンのそれぞれに電気的導通が取られている。フレキシブル回路板91は、絶縁層10、50、60の1辺の縁を回り、覆うように設けられている。
The
フレキシブル回路板92は、中継配線13bのそれぞれと電気的導通を取るようにはんだ接続され(はんだは不図示)、中継配線13bのそれぞれにおのおの電気導通する導電パターンを有している。配線層63は、フレキシブル回路板91がはんだ接続されて(はんだは不図示)このフレキシブル回路板92の導電パターンのそれぞれに電気的導通が取られている。フレキシブル回路板92は、フレキシブル回路板91と直交するように、絶縁層10、50、60の別の1辺の縁を回り、覆うように設けられている。
The
この放射線検出センサは、絶縁層10上に設けられた配線層によってアノード電極パターン12およびカソード電極パターン11が設けられているところ、まず、そこからの導電路の構成に特徴を有している。カソード電極パターン11からは、フレキシブル回路板91を介して裏面の配線層63に電気的導通ができる。一方、アノード電極パターン12からは、絶縁層10を貫通する縦方向導電路12a、アノード配線パターン13、絶縁層10を貫通する縦方向導電路12b、絶縁層10上の中継配線13b、フレキシブル回路板92を経て裏面の配線層63に電気的導通ができる。そして、配線層63には部品実装ランドが設けられており、この実装ランドに信号処理IC71が実装されている。
This radiation detection sensor is characterized in that the
放射線を検出するためのパターンの外側領域には、中継配線13bを設ける領域、およびフレキシブル回路板91、92が接続される領域を要しているが、その必要領域は非常に小さな領域で済む。絶縁層10に占める領域として大きく見積もっても、やはり、縁に例えば2mm〜3mm程度の幅領域を確保すればよい。例えばボンディングワイヤや、そこからの配線やコネクタ、さらには処理回路への接続の中継機能を担う構成などを設ける場合と比較すると大きな違いになる。
An area outside the pattern for detecting radiation requires an area where the relay wiring 13b is provided and an area where the
図5に示した放射線検出センサを製造するには、絶縁層10を中心とする積層部材、絶縁層50A(図2(d)を参照)、絶縁層60を中心とする積層部材の3者を積層、一体化した後、この積層体にフレキシブル回路板91、92をそれぞれはんだで取り付ける。そして、そのあと、配線層63上に所定の信号処理IC71を所定の実装方法により実装すればよい。信号処理ICの実装と、フレキシブル回路板91、92との取り付けとを逆の順とすることもできる。
To manufacture the radiation detection sensor shown in FIG. 5, three members, a laminated member centering on the insulating
10…絶縁層(第1の絶縁層)、11…カソード電極パターン、11A…銅箔、12…アノード電極パターン、12a…縦方向導電路(第1の縦方向導電路;めっきビア)、12b…縦方向導電路(めっきビア)、12h…レーザ加工穴、13…配線層(第2の配線層;アノード配線パターン)、13A…銅箔、13b…中継配線、21…めっきビア、31…中継配線、41…層間接続体(導電性ペーストのスクリーン印刷で得られた導電性バンプを由来とする)、41A…導電性バンプ、42…層間接続体(導電性ペーストのスクリーン印刷で得られた導電性バンプを由来とする)、50…絶縁層(第2の絶縁層の一部)、50A…積層前の絶縁層、60…絶縁層(第2の絶縁層の一部)、61…中継配線、62…めっきビア、63…配線層(第3の配線層)、71…信号処理IC、72…金バンプ、73…アンダーフィル樹脂、80…異方性導電性フィルム(硬化後)、80A…異方性導電性フィルム(硬化前)、81…導電性粒子、91…フレキシブル回路板、92…フレキシブル回路板。
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記第1の配線層の下側に位置する第1の絶縁層と、
前記アノード電極パターンのそれぞれに接触して前記第1の絶縁層を貫通し設けられた第1の縦方向導電路群と、
前記第1の絶縁層の下側に位置し、前記第1の縦方向導電路群のそれぞれに接触し、かつ、前記アノード電極パターンの列方向のそれぞれが同一の電気的ノードとなるようにパターン化された第2の配線層と、
前記第2の配線層の下側に位置する第2の絶縁層と、
前記カソード電極パターンの行ごとのそれぞれと電気的導通を取るようにはんだ接続された、該行ごとのそれぞれにおのおの電気導通する導電パターンを有する第1のフレキシブル回路板と、
前記第2の配線層の電気的に独立のパターンのそれぞれに接触して前記第1の絶縁層を貫通し設けられた第2の縦方向導電路群と、
前記第2の縦方向導電路群のそれぞれに接触して前記第1の絶縁層上に前記第1の配線層と並んで設けられた中継配線群と、
前記中継配線群のそれぞれと電気的導通を取るようにはんだ接続された、該中継配線群のそれぞれにおのおの電気導通する導電パターンを有する第2のフレキシブル回路板と、
前記第2の絶縁層の下側に位置し、前記第1のフレキシブル回路板がはんだ接続されて該第1のフレキシブル回路板の前記導電パターンのそれぞれに電気的導通が取られ、かつ前記第2のフレキシブル回路板がはんだ接続されて該第2のフレキシブル回路板の前記導電パターンのそれぞれに電気的導通が取られ、かつ部品実装ランドを含む第3の配線層と、
前記第3の配線層の前記部品実装ランド上に実装された信号処理ICと
を具備することを特徴とする放射線検出センサ。 An anode electrode pattern, each of which is substantially circular and arranged in a grid; and surrounds the anode electrode pattern at an approximately equal distance from each of the anode electrode patterns, and the same electrical node in the row direction A first wiring layer having a cathode electrode pattern patterned to be
A first insulating layer located below the first wiring layer;
A first vertical conductive path group provided in contact with each of the anode electrode patterns and penetrating the first insulating layer;
Patterns are located below the first insulating layer, in contact with each of the first longitudinal conductive path groups, and in the column direction of the anode electrode pattern to be the same electrical node A second wiring layer,
A second insulating layer located below the second wiring layer;
A first flexible circuit board having a conductive pattern electrically connected to each row, wherein the first flexible circuit board is solder-connected to each row of the cathode electrode pattern;
A second vertical conductive path group provided in contact with each of the electrically independent patterns of the second wiring layer and penetrating the first insulating layer;
A relay wiring group provided in parallel with the first wiring layer on the first insulating layer in contact with each of the second vertical conductive path groups;
A second flexible circuit board having a conductive pattern electrically connected to each of the relay wiring groups, solder-connected to each of the relay wiring groups,
Located below the second insulating layer, the first flexible circuit board is solder-connected to electrically connect each of the conductive patterns of the first flexible circuit board, and the second A third wiring layer including a component mounting land, wherein the flexible circuit board is electrically connected to each of the conductive patterns of the second flexible circuit board by soldering,
And a signal processing IC mounted on the component mounting land of the third wiring layer.
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