JP2020173183A - 放射線検出モジュール、放射線検出器、および放射線検出モジュールの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】温度変化が生じた場合であっても配線に不具合が発生するのを抑制することができる放射線検出モジュール、放射線検出器、および放射線検出モジュールの製造方法を提供することである。【解決手段】実施形態に係る放射線検出モジュールは、複数の光電変換素子と、複数の第１の電極と、を有する光電変換部と、複数の第２の電極を有する実装基板と、それぞれの一方の端部が前記複数の第１の電極の１つと接続され、それぞれの他方の端部が前記複数の第２の電極の１つと接続された複数の配線と、前記複数の光電変換素子の上に設けられたシンチレータと、を備えている。前記複数の配線のそれぞれは、温度変化に伴い前記第１の電極と前記第２の電極との間の距離が変化した際に弾性変形可能な弾性変形部を有する。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、放射線検出モジュール、放射線検出器、および放射線検出モジュールの製造方法に関する。

放射線検出器の一例にＸ線検出器がある。Ｘ線検出器には、例えば、Ｘ線検出モジュールと制御部が設けられている。そして、Ｘ線検出モジュールには、例えば、Ｘ線を蛍光に変換するシンチレータ、蛍光を電荷に変換する光電変換部、および、制御部との電気的な接続を行う実装基板が設けられている。光電変換部と実装基板は複数の配線により電気的に接続されている。例えば、ワイヤーボンディング法により、光電変換部と実装基板を電気的に接続している。

ここで、光電変換部と実装基板を複数の配線で電気的に接続した後に、真空蒸着法などを用いて光電変換部の上にシンチレータを形成する場合がある。この場合、光電変換部と実装基板は、１００℃以上の雰囲気に置かれることになる。そのため、光電変換部と実装基板との間の距離、ひいては光電変換部側における配線の接続位置と、実装基板側における配線の接続位置との間の距離が長くなり、配線に応力が発生する。配線に応力が発生すると、配線が切断されたり、配線の接続部分が剥がれたりするおそれがある。

この場合、光電変換部の上にシンチレータを形成した後に配線を接続するようにすると、シンチレータを形成する際に配線を接続する電極をマスキングする必要がある。また、光電変換部と実装基板が電気的に接続されていないと、光電変換部と実装基板の特性を検査することができず、例えば、不具合を有する光電変換部の上にシンチレータが形成されるおそれがある。そのため、光電変換部の上にシンチレータを形成した後に配線を接続するようにすると製造コストが増大するおそれがある。

また、Ｘ線検出モジュールの製造後であっても、Ｘ線検出モジュールの使用時にＸ線検出モジュールが発熱したり、Ｘ線検出モジュールが高温環境に置かれたりする場合がある。この様な場合にも、配線が切断されたり、配線の接続部分が剥がれたりするおそれがある。
そこで、温度変化が生じた場合であっても配線に不具合が発生するのを抑制することができる技術の開発が望まれていた。

特開２０１０−１１２７４３号公報

本発明が解決しようとする課題は、温度変化が生じた場合であっても配線に不具合が発生するのを抑制することができる放射線検出モジュール、放射線検出器、および放射線検出モジュールの製造方法を提供することである。

実施形態に係る放射線検出モジュールは、複数の光電変換素子と、複数の第１の電極と、を有する光電変換部と、複数の第２の電極を有する実装基板と、それぞれの一方の端部が前記複数の第１の電極の１つと接続され、それぞれの他方の端部が前記複数の第２の電極の１つと接続された複数の配線と、前記複数の光電変換素子の上に設けられたシンチレータと、を備えている。前記複数の配線のそれぞれは、温度変化に伴い前記第１の電極と前記第２の電極との間の距離が変化した際に弾性変形可能な弾性変形部を有する。

本実施の形態に係るＸ線検出モジュールおよびＸ線検出器を例示するための模式断面図である。 比較例に係る配線の形態を例示するための模式図である。 （ａ）〜（ｃ）は、比較例に係る配線の、温度変化に伴う形態の変化を例示するための模式図である。 （ａ）〜（ｃ）は、比較例に係る配線の、温度変化に伴う形態の変化を例示するための模式図である。 本実施の形態に係る配線の形態を例示するための模式図である。 （ａ）〜（ｃ）は、弾性変形部の作用を例示するための模式図である。 （ａ）、（ｂ）は、他の形態に係る配線の形態を例示するための模式図である。 他の実施形態に係るＸ線検出モジュールおよびＸ線検出器を例示するための模式断面図である。

以下、図面を参照しつつ、実施の形態について例示をする。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
また、本発明の実施形態に係る放射線検出器は、Ｘ線のほかにもγ線などの各種放射線に適用させることができる。ここでは、一例として、放射線の中の代表的なものとしてＸ線に係る場合を例にとり説明をする。したがって、以下の実施形態の「Ｘ線」を「他の放射線」に置き換えることにより、他の放射線にも適用させることができる。
また、放射線検出器は、例えば、一般医療や歯科医療などに用いることができる。ただし、放射線検出器の用途は、これらに限定されるわけではない。

（Ｘ線検出モジュールおよびＸ線検出器）
図１は、本実施の形態に係るＸ線検出モジュール１０およびＸ線検出器１を例示するための模式断面図である。
放射線検出器であるＸ線検出器１は、放射線画像であるＸ線画像を検出するＸ線平面センサとすることができる。
図１に示すように、Ｘ線検出器１には、Ｘ線検出モジュール１０および制御部２０を設けることができる。
Ｘ線検出モジュール１０には、光電変換部１１、シンチレータ１２、実装基板１３、ベース１４、配線１５、反射層１６、防湿部１７、および収納部１８を設けることができる。

光電変換部１１は、シンチレータ１２によりＸ線から変換された蛍光（可視光）を電荷に変換することができる。光電変換部１１は、ベース１４の一方の面に設けることができる。光電変換部１１は、シリコンなどの半導体材料を含み、板状を呈したものとすることができる。光電変換部１１は、例えば、ＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサなどの固体撮像素子とすることができる。

光電変換部１１の、ベース１４側とは反対側の面には複数の光電変換素子１１ａを設けることができる。複数の光電変換素子１１ａは、一列、もしくはマトリクス状に並べて設けることができる。１つの光電変換素子１１ａは、例えば、Ｘ線画像の１つの画素（pixel）に対応する。

光電変換部１１の、ベース１４側とは反対側の面には複数の電極１１ｂ（第１の電極の一例に相当する）を設けることができる。複数の電極１１ｂは、シンチレータ１２が設けられる領域の外側に設けることができる。例えば、複数の電極１１ｂは、光電変換部１１の一辺に沿って並べて設けることができる。平面視において（Ｘ線の入射方向から見て）、１つの電極１１ｂは、実装基板１３に設けられた複数の電極１３ａ（第２の電極の一例に相当する）のうちの１つと対峙させることができる。複数の電極１１ｂは、複数の光電変換素子１１ａと電気的に接続され、複数の光電変換素子１１ａにより変換された電荷を読み出すことができるようになっている。

光電変換部１１の、ベース１４側とは反対側の面であって、複数の光電変換素子１１ａと、複数の電極１１ｂとの間には、回路部１１ｃを設けることができる。回路部１１ｃは、複数の光電変換素子１１ａと、複数の電極１１ｂとに電気的に接続することができる。回路部１１ｃは、例えば、電荷（画像データ信号）を読み出すための回路とすることができる。回路部１１ｃは、読み出された画像データ信号（アナログ信号）をデジタル信号に変換する回路をさらに備えることもできる。

また、複数の光電変換素子１１ａおよび回路部１１ｃを覆う保護膜１１ｄを設けることができる。保護膜１１ｄは、シンチレータ１２の材料により、複数の光電変換素子１１ａや回路部１１ｃなどが腐食するのを抑制するために設けることができる。保護膜１１ｄは、複数の光電変換素子１１ａや回路部１１ｃなどを絶縁する機能をも有することができる。保護膜１１ｄは、シンチレータ１２において発生した蛍光を透過させることができる。そのため、保護膜１１ｄは、絶縁性、水蒸気遮断性、蛍光に対する透光性、シンチレータ１２の材料に対する耐食性を有する材料から形成することができる。保護膜１１ｄは、例えば、ポリパラキシリレンなどから形成することができる。保護膜１１ｄは、例えば、ＣＶＤ法などにより形成することができる。

シンチレータ１２は、保護膜１１ｄの上に設けることができる。平面視において、シンチレータ１２は、複数の光電変換素子１１ａが設けられた領域（有効画素領域）を覆うように設けることができる。シンチレータ１２は、入射したＸ線を蛍光に変換することができる。シンチレータ１２は、例えば、ヨウ化セシウム（ＣｓＩ）：タリウム（Ｔｌ）、ヨウ化ナトリウム（ＮａＩ）：タリウム（Ｔｌ）、あるいは臭化セシウム（ＣｓＢｒ）：ユーロピウム（Ｅｕ）などを用いて形成することができる。シンチレータ１２は、例えば、真空蒸着法を用いて形成することができる。真空蒸着法を用いてシンチレータ１２を形成すれば、複数の柱状結晶の集合体からなるシンチレータ１２を形成することができる。シンチレータ１２の厚みには、特に限定はない。例えば、シンチレータ１２の厚みは、１００μｍ程度以上とすることができる。

実装基板１３は、光電変換部１１と制御部２０との間の電気的な接続のために設けることができる。実装基板１３は、ベース１４の一方の面に光電変換部１１と並べて設けることができる。実装基板１３は、光電変換部１１の、複数の電極１１ｂが設けられる側に、光電変換部１１と所定の間隔を空けて設けることができる。

実装基板１３の、ベース１４側とは反対側の面には複数の電極１３ａを設けることができる。１つの電極１３ａは、配線１５を介して、光電変換部１１に設けられた複数の電極１１ｂのうちの１つと電気的に接続することができる。
実装基板１３の、ベース１４側の面には、複数の接続端子１３ｂを設けることができる。複数の接続端子１３ｂには、各種コネクタを用いることができる。この場合、コネクタそのものを用いることもできるし、コネクタ内の金属端子を用いることもできる。複数の接続端子１３ｂの、実装基板１３側とは反対側の端部は、筐体１８ａの孔１８ａ１の内部に設けることができる。

ベース１４は、光電変換部１１と実装基板１３を固定するために設けることができる。この場合、光電変換部１１は、接着剤などを用いてベース１４に固定することもできるし、押え板などの固定部材を用いてベース１４に固定することもできる。実装基板１３は、接着剤などを用いてベース１４に固定することもできるし、ネジなどの締結部材を用いてベース１４に固定することもできるし、押え板などの固定部材を用いてベース１４に固定することもできる。

ベース１４は、板状を呈するものとすることができる。ベース１４の材料は、ある程度の剛性を有し、シンチレータ１２を形成する際の加熱環境に耐えられるものであれば特に限定はない。ベース１４の材料は、例えば、アルミニウム合金やステンレスなどの金属、セラミックスなどとすることができる。

配線１５は、光電変換部１１の電極１１ｂと、実装基板１３の電極１３ａを電気的に接続するために設けることができる。ワイヤーボンディング法により、配線１５の一方の端部を電極１１ｂに接続し、配線１５の他方の端部を電極１３ａに接続することができる。すなわち、複数の配線１５のそれぞれの一方の端部が複数の電極１１ｂの１つと接続され、それぞれの他方の端部が複数の電極１３ａの１つと接続されている。配線１５は、金属線とすることができる。配線１５は、例えば、金、銀、銅、アルミニウムなどを含むものとすることができる。
なお、配線１５の形態に関する詳細は後述する。

反射層１６は、蛍光の利用効率を高めて感度特性を改善するために設けることができる。すなわち、反射層１６は、シンチレータ１２において生じた蛍光のうち、光電変換素子１１ａが設けられた側とは反対側に向かう光を反射させて、光電変換素子１１ａに向かうようにする。ただし、反射層１６は、必ずしも必要ではなく、Ｘ線検出モジュール１０に求められる感度特性などに応じて設けるようにすればよい。

反射層１６は、シンチレータ１２のＸ線の入射側に設けることができる。反射層１６は、少なくともシンチレータ１２の上面を覆うものとすることができる。反射層１６は、シンチレータ１２の側面をさらに覆うこともできる。例えば、酸化チタン（ＴｉＯ_２）などからなる光散乱性粒子と、樹脂と、溶媒とを混合した材料をシンチレータ１２上に塗布し、これを乾燥させることで反射層１６を形成することができる。

また、例えば、銀合金やアルミニウムなどの光反射率の高い金属からなる層をシンチレータ１２上に成膜することで反射層１６を形成することができる。
また、例えば、表面が銀合金やアルミニウムなどの光反射率の高い金属からなるシートや、光散乱性粒子を含む樹脂シートなどをシンチレータ１２上に接合することで反射層１６とすることもできる。この場合、例えば、両面テープなどを用いて、シート状の反射層１６とシンチレータ１２とを接合することができる。

防湿部１７は、空気中に含まれる水分により、反射層１６の特性やシンチレータ１２の特性が劣化するのを抑制するために設けることができる。そのため、防湿層１７は、少なくとも反射層１６およびシンチレータ１２を覆うことができる。また、図１に示すように、防湿部１７は、光電変換部１１、シンチレータ１２、実装基板１３、ベース１４、配線１５、および反射層１６を一体に覆うこともできる。防湿部１７の材料は、例えば、保護膜１１ｄの材料と同じとすることができる。防湿部１７の材料と保護膜１１ｄの材料が同じであれば、熱膨張差に基づく応力の発生を抑制することができる。そのため、防湿部１７と保護膜１１ｄの間の界面における接合強度の低下を抑制することができる。防湿部１７は、例えば、ポリパラキシリレンなどから形成することができる。防湿部１７は、例えば、ＣＶＤ法などにより形成することができる。

収納部１８は、筐体１８ａと蓋１８ｂを有するものとすることができる。
筐体１８ａは、一方の端部が開口した箱状を呈するものとすることができる。筐体１８ａの内部には、ベース１４の上に設けられた光電変換部１１、シンチレータ１２、および実装基板１３などを一体に収納することができる。筐体１８ａの材料はある程度の剛性を有するものであれば特に限定はない。筐体１８ａは、例えば、アルミニウム合金、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリカーボネイト樹脂、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ；Carbon-Fiber-Reinforced Plastic）などを用いて形成することができる。

筐体１８ａには、複数の接続端子１３ｂの端部を露出させるための孔１８ａ１を設けることができる。孔１８ａ１の配設位置は、複数の接続端子１３ｂの位置に応じて適宜変更することができる。例えば、図１に例示をしたように筐体１８ａの底面に孔１８ａ１を設けることもできるし、筐体１８ａの側面に孔１８ａ１を設けることもできる。

蓋１８ｂは、筐体１８ａの開口を塞ぐように設けることができる。蓋１８ｂは、板状を呈するものとすることができる。蓋１８ｂは、Ｘ線が入射する入射窓とすることができる。そのため、蓋１８ｂは、Ｘ線吸収率の低い材料を用いて形成することができる。蓋１８ｂは、例えば、炭素繊維強化プラスチックなどを用いて形成することができる。

制御部２０は、実装基板１３を介して、回路部１１ｃと電気的に接続することができる。制御部２０は、回路部１１ｃを制御することができる。制御部２０により制御された回路部１１ｃは、複数の光電変換素子１１ａから画像データ信号を読み出し、読み出された画像データ信号をデジタル信号に変換することができる。制御部２０は、デジタル信号に変換された画像データ信号を受信し、受信した画像データ信号に基づいてＸ線画像を構成することができる。構成されたＸ線画像のデータは、例えば、表示装置に送信したり、外部の機器に送信したりすることができる。

制御部２０と、実装基板１３の複数の接続端子１３ｂは、例えば、ケーブル２１などにより電気的に接続することができる。なお、制御部２０と実装基板１３との間の通信は、有線に限定されるわけではなく、例えば、無線による通信を行うようにしてもよい。

次に、配線１５の形態についてさらに説明する。
図２は、比較例に係る配線１１５の形態を例示するための模式図である。
複数の配線１１５は、一般的に、ワイヤーボンディング法を用いて接続される。例えば、図２に示すように、光電変換部１１の電極１１ｂに配線１１５の一方の端部を接続（１ｓｔボンディング）し、実装基板１３の電極１３ａに配線１１５の他方の端部を接続（２ｎｄボンディング）することができる。一般的に、ワイヤーボンディング法を用いて接続された配線１１５は、１ｓｔボンディング側が電極１１ｂに対してほぼ垂直な直線状、この直線状の部分と２ｎｄボンディング側との間が曲線状となる形態を有している。配線１１５の形態および寸法は、１ｓｔボンディング側の接続部分と２ｎｄボンディング側の接続部分との間の距離が一定に維持されることを前提として決定される。

ここで、Ｘ線検出モジュールの製造においては、光電変換部１１と実装基板１３をベース１４に固定し、光電変換部１１と実装基板１３を複数の配線１１５で電気的に接続した後に、真空蒸着法などを用いて光電変換部１１の上にシンチレータ１２を形成する場合がある。この場合、ベース１４に接続された光電変換部１１と実装基板１３は、１００℃以上の雰囲気に置かれることになる。そのため、ベース１４の熱膨張係数により、光電変換部１１と実装基板１３との間の距離、ひいては光電変換部１１側における配線１１５の接続位置と、実装基板１３側における配線１１５の接続位置との間の距離が長くなる。

図３（ａ）〜（ｃ）は、比較例に係る配線１１５の、温度変化に伴う形態の変化を例示するための模式図である。
図３（ａ）は、配線１１５が接続された直後の状態、すなわち、比較例に係る配線１１５が常温（例えば、２５℃）の環境に置かれた場合の様子を表している。配線１１５が接続された直後における１ｓｔボンディング側の接続部分と２ｎｄボンディング側の接続部分との間の距離をＬ１としている。

図３（ｂ）は、配線１１５が、真空蒸着法によりシンチレータ１２を形成する環境（加熱環境）に置かれた場合の様子を表している。前述したように、ベース１４に固定された光電変換部１１と実装基板１３が加熱環境に置かれると、１ｓｔボンディング側の接続部分と２ｎｄボンディング側の接続部分との間の距離が、距離Ｌ１よりも長い距離Ｌ２となる。そのため、配線１１５が引っ張られることで応力が発生し、１ｓｔボンディング側の接続や２ｎｄボンディング側の接続が剥がれたり、塑性変形が生じたりするおそれがある。

図３（ｃ）は、シンチレータ１２の形成後に、配線１１５が常温の環境に戻された場合の様子を表している。ベース１４に固定された光電変換部１１と実装基板１３が常温環境に戻されると、１ｓｔボンディング側の接続部分と２ｎｄボンディング側の接続部分との間の距離が距離Ｌ２よりも短い距離Ｌ１に戻る。この際、１ｓｔボンディング側の接続部分と、２ｎｄボンディング側の接続部分に力が加わり、１ｓｔボンディング側の接続や２ｎｄボンディング側の接続が剥がれたり、塑性変形が生じたりするおそれがある。

図４（ａ）〜（ｃ）は、比較例に係る配線１１５の、温度変化に伴う形態の変化を例示するための模式図である。
図４（ａ）は、配線１１５が接続された直後の状態、すなわち、比較例に係る配線１１５が常温の環境に置かれた場合の様子を表している。配線１１５が接続された直後における１ｓｔボンディング側の接続部分と２ｎｄボンディング側の接続部分との間の距離をＬ１としている。

図４（ｂ）は、配線１１５が、真空蒸着法によりシンチレータ１２を形成する環境（加熱環境）に置かれた場合の様子を表している。図３（ｂ）に例示をした場合と同様に、ベース１４に固定された光電変換部１１と実装基板１３が加熱環境に置かれると、１ｓｔボンディング側の接続部分と２ｎｄボンディング側の接続部分との間の距離が、距離Ｌ１よりも長い距離Ｌ２となる。そのため、配線１１５が引っ張られることで応力が発生し、１ｓｔボンディング側の接続や２ｎｄボンディング側の接続が剥がれたり、塑性変形が生じたりするおそれがある。
図４（ｃ）も、配線１１５が加熱環境に置かれた場合の様子を表している。配線１１５が引っ張られることで応力が発生すると、配線１１５が切断される場合がある。

以上は、Ｘ線検出モジュール１０の製造工程における場合であるが、Ｘ線検出モジュール１０の使用時にＸ線検出モジュール１０が発熱したり、Ｘ線検出モジュール１０が高温環境に置かれたりする場合がある。この様な場合であっても、配線１１５の変形が弾性変形の場合には、配線１１５の切断などは生じ難い。しかしながら、配線１１５の変形が塑性変形の場合には変形部に塑性疲労が生じ、塑性変形の繰り返しによって塑性疲労部が硬化して疲労断線に至る場合もある。疲労断線に至らなくても、塑性疲労による硬化部があることによって、Ｘ線検出モジュール１０の使用環境における温度変化や振動など、本来は弾性変形で吸収すべき外部応力が十分に吸収できなくなるおそれがある。この様な場合には、Ｘ線検出モジュール１０の信頼性が低下することになる。

また、配線１１５の変形が塑性変形の場合には、配線１１５が隣接する配線１１５側に変形して短絡が生じる場合もある。またさらに、配線１１５の塑性変形に依存しない断線、例えば、前述した電極間の距離が長くなることによって配線１１５が直線状に引っ張られて発生する断線は、即時に電気信号が不通になることから致命的な異常となるおそれがある。

以上に説明したように、比較例に係る配線１１５の場合には次のような不都合がある。
例えば、シンチレータ１２の形成時に、常温環境と加熱環境との間における温度差によって、構造部全体が伸縮、ひいては電極間の距離が伸縮することによって、配線１１５に変形や断線が生じ易くなる。そのため、出荷前検査や使用開始、使用中にＸ射線検出器１から出力される画像に異常が生じるおそれがある。

ここで、光電変換部１１の上にシンチレータ１２を形成した後に配線１１５を接続すれば、シンチレータ１２を形成する際の温度変化による配線１１５の形態変化が生じることがない。ところが、この様にすると、シンチレータ１２を形成する際に複数の電極１１ｂをマスキングする必要がある。また、光電変換部１１と実装基板１３が電気的に接続されていないと、光電変換部１１と実装基板１３の特性を検査することができず、例えば、不具合を有する光電変換部１１の上にシンチレータ１２が形成されるおそれがある。そのため、光電変換部１１の上にシンチレータ１２を形成した後に配線１１５を接続するようにすると製造コストが増大するおそれがある。

また、熱膨張係数が極めて低い材料を用いて光電変換部１１、実装基板１３、およびベース１４を形成することも考えられるが、材料の入手性や加工性、コストを考慮した選定が容易でない場合が多い。また、シンチレータ１２の形成温度を室温と同程度にまで抑制する方法も考えられる。しかしながら、この様にすると、シンチレータ１２の性能が悪くなり、Ｘ線検出器の性能が低下するおそれがある。そのため、いずれの方法も技術的難易度が高いといえる。

図５は、本実施の形態に係る配線１５の形態を例示するための模式図である。
図５に示すように、配線１５は、弾性変形部１５ａを有することができる。すなわち、複数の配線１５のそれぞれは、温度変化に伴い電極１１ｂと電極１３ａとの間の距離が変化した際に弾性変形可能な弾性変形部１５ａを有することができる。例えば、弾性変形部１５ａは、配線１５の、１ｓｔボンディング側の端部の近傍に設けることができる。例えば、弾性変形部１５ａは、配線１５の、電極１１ｂに対してほぼ垂直な直線状の部分と、その近傍とすることができる。

ここで、配線１５の形態は、例えば、後述する図６（ｂ）の加熱環境における温度を想定した場合に、配線１５の接続部分に無理のかからない曲線形状とし、且つ、高温時における１ｓｔボンディング側の接続部分と２ｎｄボンディング側の接続部分との間の距離と、常温時における１ｓｔボンディング側の接続部分と２ｎｄボンディング側の接続部分との間の距離との差を、配線１５の高さ方向の寸法に加えたものとすることができる。

例えば、常温状態における、配線１５の電極１１ｂとの接続位置と、配線１５の電極１３ａとの接続位置との間の距離をＬとし、ベース１４の熱膨張係数をαとし、温度上昇（上昇後の温度−常温）をΔＴとすれば、熱膨張量ΔＬは、「ΔＬ＝α×Ｌ×ΔＴ」となる。
そのため、後述する図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、常温状態における、電極１１ｂと、配線１５の最も高い部分との間の距離をＨ１とし、温度上昇時における、電極１１ｂと、配線１５の最も高い部分との間の距離をＨ２とした場合に、「Ｈ１≧（Ｈ２＋ΔＬ）」、すなわち、「Ｈ１≧（Ｈ２＋α×Ｌ×ΔＴ）」となるようにすることが好ましい。この様にすれば、温度変化が生じた場合であっても配線１５に不具合が発生するのを抑制することができる。

図６（ａ）〜（ｃ）は、弾性変形部１５ａの作用を例示するための模式図である。
図６（ａ）は、配線１５が接続された直後の状態、すなわち、配線１５が常温の環境に置かれた場合の様子を表している。配線１５が接続された直後における１ｓｔボンディング側の接続部分と２ｎｄボンディング側の接続部分との間の距離をＬとしている。

図６（ｂ）は、配線１５が、真空蒸着法によりシンチレータ１２を形成する環境（加熱環境）に置かれた場合の様子を表している。前述したように、ベース１４に接続された光電変換部１１と実装基板１３が加熱環境に置かれると、１ｓｔボンディング側の接続部分と２ｎｄボンディング側の接続部分との間の距離が、距離Ｌよりも長い距離Ｌ３となる。そのため、配線１５が引っ張られることになるが、弾性変形部１５ａが弾性変形するので、発生する応力を小さくすることができる。そのため、１ｓｔボンディング側の接続や２ｎｄボンディング側の接続が剥がれたり、塑性変形が生じたり、断線が生じたりするのを抑制することができる。

図６（ｃ）は、シンチレータ１２の形成後に、配線１５が常温の環境に戻された場合の様子を表している。ベース１４に接続された光電変換部１１と実装基板１３が常温環境に戻されると、１ｓｔボンディング側の接続部分と２ｎｄボンディング側の接続部分との間の距離が距離Ｌ３よりも短い距離Ｌに戻る。この際、弾性変形部１５ａが弾性変形するので、１ｓｔボンディング側の接続部分と、２ｎｄボンディング側の接続部分に加わる力を小さくすることができる。そのため、１ｓｔボンディング側の接続や２ｎｄボンディング側の接続が剥がれたり、塑性変形が生じたり、断線が生じたりするのを抑制することができる。

図７（ａ）、（ｂ）は、他の形態に係る配線２５、３５の形態を例示するための模式図である。
図７（ａ）に示すように、配線２５は、弾性変形部２５ａを有することができる。例えば、弾性変形部２５ａは、配線２５の、１ｓｔボンディング側の接続部分と、２ｎｄボンディング側の接続部分の中央付近に設けられ、ベース１４に近づく方向に突出し、且つ、凹状の曲線状を呈するものとすることができる。

図７（ｂ）に示すように、配線３５は、弾性変形部３５ａを有することができる。例えば、弾性変形部３５ａは、配線３５の、１ｓｔボンディング側の接続部分と、２ｎｄボンディング側の接続部分の中央付近に設けられ、ベース１４から離れる方向に突出し、且つ、凸状の曲線状を呈するものとすることができる。
すなわち、弾性変形部２５ａ、３５ａは、配線２５、３５の高さ方向に突出し、且つ、凹状の曲線状または凸状の曲線状を呈するものとすることができる。

弾性変形部２５ａ、３５ａが設けられていれば、温度変化により、１ｓｔボンディング側の接続部分と２ｎｄボンディング側の接続部分との間の距離が変化したとしても、弾性変形部２５ａ、３５ａが弾性変形するので、発生する応力を小さくすることができる。そのため、１ｓｔボンディング側の接続や２ｎｄボンディング側の接続が剥がれたり、塑性変形が生じたり、断線が生じたりするのを抑制することができる。

図８は、他の実施形態に係るＸ線検出モジュール１０ａおよびＸ線検出器１ａを例示するための模式断面図である。
図８に示すように、Ｘ線検出器１ａには、Ｘ線検出モジュール１０ａおよび制御部２０を設けることができる。
Ｘ線検出モジュール１０ａには、光電変換部１１、シンチレータ１２、実装基板２３、配線１５、反射層１６、防湿部１７、および収納部１８を設けることができる。

実装基板２３は、前述した実装基板１３と同様の機能を有するものとすることができる。Ｘ線検出モジュール１０ａには、前述したベース１４が設けられていない。そのため、光電変換部１１は、板状を呈する実装基板２３の上に設けることができる。光電変換部１１が、接着剤および固定部材の少なくともいずれかにより実装基板２３に固定することができる。
この場合、実装基板２３の材料の熱膨張係数は、光電変換部１１の材料の熱膨張係数と異なるので、前述した接続部分の剥がれ、塑性変形、断線などが発生し得る。

しかしながら、前述したものと同様に、配線１５に弾性変形部１５ａが設けられていれば、弾性変形部１５ａが弾性変形するので、発生する応力を小さくすることができる。そのため、１ｓｔボンディング側の接続や２ｎｄボンディング側の接続が剥がれたり、塑性変形が生じたり、断線が生じたりするのを抑制することができる。なお、前述した弾性変形部２５ａ、３５ａが設けられる場合も同様である。

（Ｘ線検出モジュールおよびＸ線検出器の製造方法）
次に、本発明の実施形態に係るＸ線検出モジュール１０、１０ａおよびＸ線検出器１、１ａの製造方法について例示をする。
まず、例えば、半導体製造プロセスを用いて、複数の光電変換素子１１ａ、回路部１１ｃ、および複数の電極１１ｂを有する光電変換部１１を作成する。光電変換部１１は、シリコンなどの半導体材料を含み、板状を呈したものとすることができる。光電変換部１１は、例えば、ＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサなどの固体撮像素子とすることができる。
また、複数の電極１３ａを有する実装基板１３または実装基板２３を作成する。
また、必要に応じて、板状を呈するベース１４を作成する。

次に、例えば、図１に示すように、ベース１４の一方の面に光電変換部１１と実装基板１３を設ける。
また、例えば、図８に示すように、板状を呈する実装基板２３の上に光電変換部１１を設けることもできる。

次に、例えば、ワイヤーボンディング法を用いて、配線１５、２５、３５の一方の端部を電極１１ｂに接続し、配線１５、２５、３５の他方の端部を電極１３ａに接続する。この際、ボンディングツールの移動軌跡を制御して、例えば、図５に例示をした弾性変形部１５ａや、図７（ａ）、（ｂ）に例示をした弾性変形部２５ａ、３５ａが形成されるようにすることができる。

次に、例えば、ＣＶＤ法などを用いて、複数の光電変換素子１１ａおよび回路部１１ｃを覆う保護膜１１ｄを形成する。

次に、例えば、真空蒸着法を用いて、保護膜１１ｄの上にシンチレータ１２を形成する。シンチレータ１２は、複数の光電変換素子１１ａが設けられた領域（有効画素領域）を覆うように設けることができる。
真空蒸着法を用いてシンチレータ１２を形成する場合には、光電変換部１１と実装基板１３、２３が１００℃以上の雰囲気に置かれることになる。本実施の形態に係る配線１５、２５、３５には弾性変形部１５ａ、２５ａ、３５ａが設けられている。そのため、前述したように、熱膨張差により発生する応力を小さくすることができる。そのため、１ｓｔボンディング側の接続や２ｎｄボンディング側の接続が剥がれたり、塑性変形が生じたり、断線が生じたりするのを抑制することができる。

次に、必要に応じて、シンチレータ１２の上に反射層１６を形成する。反射層１６は、例えば、酸化チタン（ＴｉＯ_２）などからなる光散乱性粒子と、樹脂と、溶媒とを混合した材料をシンチレータ１２上に塗布し、これを乾燥させることで形成することができる。

次に、例えば、ＣＶＤ法などを用いて、前述した手順で作成された構造体を一体に覆う防湿部１７を形成する。
次に、例えば、防湿部１７が形成された構造体を収納部１８の内部に収納する。
以上の様にして、Ｘ線検出モジュール１０、１０ａを製造することができる。

次に、例えば、ケーブル２１などを用いて、制御部２０と、実装基板１３、２３を電気的に接続する。無線による通信を行う場合には、ケーブル２１などを用いて、制御部２０と、実装基板１３、２３を電気的に接続する必要はない。
以上のようにして、Ｘ線検出器１、１ａを製造することができる。
なお、必要に応じて、光電変換部１１の異常の有無や電気的な接続の異常の有無を確認する電気試験、Ｘ線画像試験などを行うこともできる。

以上に説明したように、本実施の形態に係るＸ線検出モジュール１０、１０ａの製造方法は以下の工程を備えることができる。
ワイヤーボンディング法を用いて、配線１５、２５、３５の一方の端部を光電変換部１１に設けられた複数の電極１１ｂの１つと接続し、配線１５、２５、３５の他方の端部を実装基板１３に設けられた複数の電極１３ａの１つと接続する工程。
光電変換部１１に設けられた複数の光電変換素子１１ａの上にシンチレータ１２を形成する工程。
そして、配線１５、２５、３５を接続する工程において、シンチレータ１２を形成する際の温度変化により、電極１１ｂと電極１３ａとの間の距離が変化した際に弾性変形が可能な弾性変形部１５ａ、２５ａ、３５ａを配線１５、２５、３５に形成する。

以上、本発明のいくつかの実施形態を例示したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更などを行うことができる。これら実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。

１ Ｘ線検出器、 １ａ Ｘ線検出器、１０ Ｘ線検出モジュール、１０ａ Ｘ線検出モジュール、１１ 光電変換部、１１ａ 光電変換素子、１１ｂ 電極、１２ シンチレータ、１３ 実装基板、１３ａ 電極、１４ ベース、１５ 配線、１５ａ 弾性変形部、２０ 制御部、２５ 配線、２５ａ 弾性変形部、３５ 配線、３５ａ 弾性変形部

Claims (9)

1. 複数の光電変換素子と、複数の第１の電極と、を有する光電変換部と、
   複数の第２の電極を有する実装基板と、
   それぞれの一方の端部が前記複数の第１の電極の１つと接続され、それぞれの他方の端部が前記複数の第２の電極の１つと接続された複数の配線と、
   前記複数の光電変換素子の上に設けられたシンチレータと、
   を備え、
   前記複数の配線のそれぞれは、温度変化に伴い前記第１の電極と前記第２の電極との間の距離が変化した際に弾性変形可能な弾性変形部を有する放射線検出モジュール。
2. 前記光電変換部および前記実装基板が設けられるベースをさらに備え、
   常温状態における、前記配線の前記第１の電極との接続位置と、前記配線の前記第２の電極との接続位置との間の距離をＬとし、
   常温状態における、前記第１の電極と、前記配線の最も高い部分との間の距離をＨ１とし、
   温度上昇をΔＴとし、
   前記温度上昇時における、前記第１の電極と、前記配線の最も高い部分との間の距離をＨ２とし、
   前記ベースの熱膨張係数をαとした場合に、以下の式を満足する請求項１記載の放射線検出モジュール。
   Ｈ１≧（Ｈ２＋α×Ｌ×ΔＴ）
3. 前記光電変換部が、接着剤および固定部材の少なくともいずれかにより前記ベースに固定され、
   前記実装基板が、接着剤、締結部材、および固定部材の少なくともいずれかにより前記ベースに固定されている請求項２記載の放射線検出モジュール。
4. 前記弾性変形部は、前記配線の高さ方向に突出し、且つ、凹状の曲線状または凸状の曲線状を呈している請求項１〜３のいずれか１つに記載の放射線検出モジュール。
5. 前記複数の配線のそれぞれは、金、銀、銅、およびアルミニウムの少なくともいずれかを含む請求項１〜４のいずれか１つに記載の放射線検出モジュール。
6. 前記光電変換部は、固体撮像素子である請求項１〜５のいずれか１つに記載の放射線検出モジュール。
7. 前記光電変換部は、前記実装基板の上に設けられ、
   前記光電変換部が、接着剤および固定部材の少なくともいずれかにより前記実装基板に固定されている請求項１〜５のいずれか１つに記載の放射線検出モジュール。
8. 請求項１〜７のいずれか１つに記載の放射線検出モジュールと、
   前記放射線検出モジュールと電気的に接続された制御部と、
   を備えた放射線検出器。
9. 請求項１〜７のいずれか１つに記載の放射線検出モジュールの製造方法であって、
   ワイヤーボンディング法を用いて、配線の一方の端部を光電変換部に設けられた複数の第１の電極の１つと接続し、前記配線の他方の端部を実装基板に設けられた複数の第２の電極の１つと接続する工程と、
   前記光電変換部に設けられた複数の光電変換素子の上にシンチレータを形成する工程と、
   を備え、
   前記配線を接続する工程において、前記シンチレータを形成する際の温度変化により、前記第１の電極と前記第２の電極との間の距離が変化した際に弾性変形が可能な弾性変形部を前記配線に形成する放射線検出モジュールの製造方法。

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