JP2017181285A - 検出素子及び放射線検出装置 - Google Patents
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Abstract
Description
特許文献2に開示されている放射線検出装置(以下「従来の放射線検出装置」という。)においては、ピクセル型電極のアノード電極パターンはビア(貫通孔)を介して表層の接続端子に接続されている。ピクセル型電極の外周部に設けられた接続端子と、外部回路とを接続する中継基板の端子とは、ワイヤボンディングで接続されている。
[放射線検出装置の概要]
図1を用いて、本発明の一実施形態に係る放射線検出装置100の構造の概要を説明する。
カソード電極の幅:350μm
カソード電極のピッチ:400μm
アノード電極の幅:300μm
アノード電極のピッチ:X方向及びY方向に400μm
アノード電極の個数:256×256=65536個
カソード電極とアノード電極との間隔:およそ100μm
図2を用いて、本発明の一実施形態に係る放射線検出装置の動作原理を説明する。図1で示す放射線検出装置100の構成は、アルゴンやキセノンなどの希ガスとエタン、メタンなどの分子性気体の混合ガスで封入されたチャンバー140内に配置する。放射線検出装置100は、ピクセル電極1とドリフト電極110の間に入射した放射線を検出する。
本発明に係る放射線検出装置が有する検出素子について、より詳細に説明する。
図4〜図10を用いて、本発明の第1実施形態に係る検出素子の製造方法を説明する。図4〜図10のそれぞれの過程における、(A)上面図、(B)および(C)断面図、(D)下面図を示す。図4〜図10において、図1〜図3に示す要素と同じ要素には同一の符号を付した。ここで、両面に銅箔を積層したポリイミドから成る積層板を使用して検出素子を作製する製造方法について説明する。
第1実施形態ではカソード電極104の接続端子104aは絶縁部材102の第1面に、アノード電極106の接続端子106aは絶縁部材102の第3面に配置したが、第2実施形態ではカソード電極104の接続端子104aとアノード電極106の接続端子106aとを絶縁部材102の第3面に配置する。なお第1実施形態と同様である部分は、その繰り返しの説明を省略する。
図11A〜図11Dを用いて、本発明に係る放射線検出装置が有する検出素子について、詳細に説明する。図11Aは本発明の一実施形態に係る検出素子10と中継基板130とを示す上面図である。図11Bおよび図11Cは本発明の一実施形態に係る検出素子10と中継基板130とを示す断面図である。図11Bには図11AのB−B’線における断面図を、図11Cには図11AのC−C’線における断面図を示す。図11Dは本発明の一実施形態に係る検出素子10と中継基板130とを示す下面図である。
図12〜図18を用いて、本発明の第1実施形態に係る検出素子の製造方法を説明する。図12〜図18のそれぞれの過程における、(A)上面図、(B)および(C)断面図、(D)下面図を示す。図12〜図18において、図11に示す要素と同じ要素には同一の符号を付した。ここで、両面に銅箔を積層したポリイミドから成る積層板を使用して検出素子を作製する製造方法について説明する。
第1実施形態では、接続端子104aは絶縁部材102の第1面のカソード電極104が延在するX方向の一端側に、接続端子106aは絶縁部材102の第3面のアノード電極106が延在するY方向の一端側に配置したが、第3実施形態では、接続端子104aは絶縁部材102の第1面のカソード電極104が延在するX方向の両端に、接続端子106aは絶縁部材102の第3面のアノード電極106が延在するY方向の両端に交互に配置する。なお第1実施形態と同様である部分は、その詳しい説明を省略する。
図19を用いて、本発明に係る放射線検出装置が有する検出素子について、詳細に説明する。図19Aは本発明の一実施形態に係る検出素子10を示す上面図である。図19Bは本発明の一実施形態に係る検出素子10を示す下面図である。
第2実施形態では、接続端子104aは絶縁部材102の第3面のカソード電極104が延在するX方向の一端側に、接続端子106aは絶縁部材102の第3面のアノード電極106が延在するY方向の一端側に配置したが、第3実施形態では、接続端子104aは絶縁部材102の第3面のカソード電極104が延在するX方向の両端に、接続端子106aは絶縁部材102の第3面のアノード電極106が延在するY方向の両端に交互に配置する。なお第2実施形態と同様である部分は、その詳しい説明を省略する。
図20を用いて、本発明に係る放射線検出装置が有する検出素子について、詳細に説明する。図20Aは本発明の一実施形態に係る検出素子10を示す上面図である。図20Bは本発明の一実施形態に係る検出素子10を示す下面図である。
第1乃至第4実施形態では、検出素子10は、絶縁部材102の第3面が接するように中継基板130に配置され、同じ面に配置された端子に接続端子104a、106a、108aが電気的に接続される。変形例1では、検出素子10は、絶縁部材102の第3面が接するように開口部132を備える中継基板130に配置され、検出素子10の配置面とは反対側の面に配置された端子に接続端子104a、106a、108aが電気的に接続される。
第1乃至第4実施形態では、検出素子10は、絶縁部材102の第3面が接するように中継基板130に配置され、同じ面に配置された端子に接続端子104a、106aが電気的に接続される。変形例2では、検出素子10は、絶縁部材102の第1面が接するように開口部を備える中継基板130に配置され、同じ面に配置された端子に接続端子104a、106a、108aが電気的に接続される。
10:検出素子
100:放射線検出装置
102:絶縁部材
104:カソード電極
104a:カソード電極104の接続端子
104b:層間接続部
105:開口部
106:アノード電極
106a:アノード電極106の接続端子
106b:層間接続部
106c:アノード電極パターン
108:第1グランド電極
109:第2グランド電極
110:ドリフト電極
111:ドリフトケージ
120:基板接続部
122:封止部
130:中継基板
140:チャンバー
Claims (17)
- 複数の絶縁層を有する絶縁部材と、
前記絶縁部材の第1面に配置され、第1の方向に延在する複数の開口部を有する複数の第1電極と、
前記絶縁部材の層間である第2面に配置され、第2の方向に延在し、前記複数の開口部に配置される貫通孔から前記絶縁部材の第1面に露出する複数の第2電極と、
前記絶縁部材の第3面に配置され、前記複数の第2電極がそれぞれ接続される複数の第2接続端子と、
を備えることを特徴とする検出素子。 - 前記絶縁部材の第3面に配置され、前記複数の第1電極がそれぞれ接続される複数の第1接続端子をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の検出素子。
- 複数の層を有する絶縁部材と、
前記絶縁部材の第1面に配置され、第1の方向に延在する複数の開口部を有する複数の第1電極と、
前記絶縁部材の層間である第2面に配置され、第2の方向に延在し、前記複数の開口部に配置される貫通孔から前記絶縁部材の第1面に露出する複数の第2電極と、
前記絶縁部材の第3面の前記第2の方向の一端側と、前記第2の方向の一端側と向かい合う前記第2の方向の他端側とに交互に配置され、前記複数の第2電極がそれぞれ接続される複数の第2接続端子と、
を備えることを特徴とする検出素子。 - 前記絶縁部材の第3面の前記第1の方向の一端側と、前記第1の方向の一端側と向かい合う前記第1の方向の他端側とに交互に配置され、前記複数の第1電極がそれぞれ接続される複数の第1接続端子をさらに備えることを特徴とする請求項3に記載の検出素子。
- 前記絶縁部材の第3面に配置される第1グランド電極をさらに備えることを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載の検出素子。
- 前記絶縁部材の第2面と第3面の間である第4面に配置される第2グランド電極をさらに備えることを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項に記載の検出素子。
- 前記絶縁部材は積層する第1絶縁層と第2絶縁層を有し、
前記複数の第1電極は前記第1絶縁層の第1面に配置され、
前記第1絶縁層の前記貫通孔を介して前記第1面に露出する前記複数の第2電極は、前記第1面の反対側である第2面に配置され、
前記複数の第2電極がそれぞれ接続される前記複数の第2接続端子は、前記第2絶縁層の前記第1絶縁層とは反対側の第3面に配置される
ことを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項に記載の検出素子。 - 前記絶縁部材は積層する第1絶縁層、第2絶縁層、および第3絶縁層を有し、
前記複数の第1電極は前記第1絶縁層の第1面に配置され、
前記第1絶縁層の前記貫通孔を介して前記第1面に露出する前記複数の第2電極は、前記第1面の反対側である第2面に配置され、
前記複数の第2電極がそれぞれ接続される前記複数の第2接続端子は、前記第2絶縁層の前記第1絶縁層とは反対側の第3面に配置され、
前記第3絶縁層は前記第1絶縁層と前記第2絶縁層の間に配置され、
前記第2グランド電極は、前記第3絶縁層の前記第1絶縁層とは反対側の第4面に配置される
ことを特徴とする請求項6に記載の検出素子。 - 前記絶縁部材の第3面において前記第1の方向およびの前記第2の方向に均等に配置され、前記第1グランド電極および/または前記第2グランド電極がそれぞれ接続される複数の第3接続端子をさらに備えることを特徴とする請求項5、6または8に記載の検出素子。
- 前記第2接続端子と前記第1グランド電極との間の距離は400μm以上であることを特徴とする請求項9に記載の検出素子。
- 請求項1乃至10の何れか1項に記載された前記検出素子と、中継基板とを備える放射線検出装置。
- 前記検出素子は、前記絶縁部材の第3面が接するように前記中継基板の第1面に配置され、
前記第2接続端子が前記中継基板の第1面に配置された端子に電気的に接続される接続部を備えることを特徴とする請求項11に記載の放射線検出装置。 - 前記検出素子は、前記絶縁部材の第3面が接するように開口部を備える中継基板の第1面に配置され、
前記第2接続端子が前記開口部を介して前記中継基板の第1面の反対側の第2面に配置された端子に電気的に接続される接続部を備えることを特徴とする請求項11に記載の放射線検出装置。 - 前記検出素子は、前記絶縁部材の第1面が接するように開口部を備える中継基板の第2面に配置され、
前記第2接続端子が前記中継基板の第2面に配置された端子に電気的に接続される接続部を備えることを特徴とする請求項11に記載の放射線検出装置。 - 前記接続部は、半田、導電ペースト、または異方性導電膜(ACF)であることを特徴とする請求項12に記載の放射線検出装置。
- 前記接続部は、ワイヤボンディングであることを特徴とする請求項13または請求項14に記載の放射線検出装置。
- 前記接続部は、エポキシ樹脂、またはポリイミド樹脂で封止されていることを特徴とする請求項15または請求項16に記載の放射線検出装置。
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