JP4356525B2 - フラットパネル型放射線検出器の製造方法及びフラットパネル型放射線検出器 - Google Patents

Description

この発明は、医療用や産業用に利用されるフラットパネル型放射線検出器であって、放射線の入射により電荷を生じる放射線有感膜が信号読み出し基板に搭載され、この信号読み出し基板の上部に、放射線有感膜を挟んで信号読み出し基板と対向して配置された上部板を備え、信号読み出し基板と上部板との間の空間に樹脂を充填して構成されたフラットパネル型放射線検出器の製造方法及びフラットパネル型放射線検出器に関する。

従来、この種のフラットパネル型放射線検出器（「ＦＰＤ」とも呼ばれる）の製造方法では、放射線有感膜に高電圧バイアス印加時の放電防止、また放射線有感膜の保護のために樹脂を充填する樹脂モールドが行われる（例えば、特許文献１参照）。その充填は、信号読み出し基板の周辺部にスペーサを配置し、その上面に放射線透過材料からなるガラス板（例えば、０．５〜１ｍｍ程度の厚みを有する）を配置して形成される、ガラス板の下面及びスペーサ並びに信号読み出し基板・放射線有感膜により囲われた空間に対して行われる。注入は、例えば、スペーサに設けた注入口から行われ、空間内の気体は余剰の樹脂とともに排出口から排出される。

このような状態にて樹脂の充填を行うと、樹脂の注入圧によって上部板の中央部が上方に向かって膨らみ、上部板が大きく変形したり破損したりすることがあるので、通常は、上部板の上に平面状の剛性の高い板ガラス、または厚い金属板等を置き、上部板が膨張しない対策を行った上で空間に樹脂を充填している。
特開２００２−３１１１４４号公報

しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。

すなわち、従来の製造方法は、空間の内容量にほぼ等しい量の樹脂を注入することになるので、特に体積収縮が大きいエポキシ樹脂を樹脂として採用した場合には注入口や排出口から離れた部分において、上部板が放射線有感膜側（内側）に向かって凹むという変形が発生する。この変形により最悪の場合には、樹脂の収縮による上部板の変形量の増加のために、上部板の一部が破損するという問題がある。

また、樹脂の注入圧力が低い場合には、収縮時に樹脂の移動量が少なくなり、硬化時の体積収縮時に、減少した体積分を補う樹脂を送り込む作用が不足し、結果として体積収縮がより大きくなる。さらに、樹脂の硬化後、特に上部板には元の形状である平面上に戻ろうとする上向きの応力が残留することになる上、上部板と樹脂（特にエポキシ樹脂）との付着力が強力である場合には、この応力は放射線有感膜を信号読み出し基板から引き剥がそうとする力となっている。そのため、放射線有感膜の一部、例えば膜厚が薄くなっている外周部が、信号読み出し基板から剥離することがある。

この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、所定量の樹脂を多めに注入することにより、樹脂に起因するフラットパネル型放射線検出器の破損を防止することができるフラットパネル型放射線検出器の製造方法及びフラットパネル型放射線検出器を提供することを目的とする。

この発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。

すなわち、請求項1に記載の発明は、放射線有感膜が被着された信号読み出し基板の上部に空間を設けて上部板を配置し、前記空間に樹脂を充填して構成されたフラットパネル型放射線検出器の製造方法において、前記上部板の周辺部に所定高さのスペーサを取り付けるとともに、前記スペーサの上部に規制部材を取り付けた状態で前記空間に樹脂を注入することを特徴とするものである。

［作用・効果］請求項1に記載の発明によれば、スペーサを介して規制部材を配置したので、樹脂を注入すると上部板が上方へ膨張するのを許容しつつも、必要以上に膨張することが規制部材により規制される。上部板が上方へ膨らんで空間内の樹脂に高い圧力が加わるので、樹脂の硬化時には空間内で全体的に均一に樹脂が収縮する。その際、上部板には復元力が作用するが、膨らんだ状態から元の状態に戻ろうとする方向への作用であるので、無理な力が加わることはない。むしろ、膨張した状態における応力を改善する方向に作用するので、上部板が破損する力は加わらない。したがって、樹脂を多めに注入しても上部板が大きく変形したり破損したりすることがなく、しかも所定量の樹脂を多めに注入することができる。その結果、樹脂の注入による上部板の破損、樹脂の硬化に伴う上部板の破損及び放射線有感膜の剥離等が防止でき、フラットパネル型放射線検出器の破損を防止することができる。

また、この発明において、前記スペーサと前記規制部材は、一体的に構成され、前記規制部材の下面には、前記上部板の膨張形状に応じた凹部が形成されていることが好ましい（請求項２）。上部板は中央部が最も上方へ膨張するので、その形状に合わせた凹部を形成しておくことにより、上部板の安定した膨張を許容できる。したがって、常に所定量の樹脂を多めに注入することができる。しかも、スペーサと規制部材とが一体的に構成されているので、フラットパネル型放射線検出器への取付を容易にできる。

また、この発明において、樹脂の注入圧力は、少なくとも前記上部板が膨張して前記スペーサの高さに達する注入圧力以上であることが好ましく（請求項３）、また、少なくとも前記上部板が膨張して前記規制部材下面の凹部に達する注入圧力以上であることが好ましい（請求項４）。スペーサの高さまたは凹部に上部板が達する程度の圧力で注入することで、適切な注入量とすることができる。

また、この発明において、フラットパネル型放射線検出器は、請求項１から４のいずれかに記載のフラットパネル型放射線検出器の製造方法により製作するのが好ましい（請求項５）。上部板の破損や放射線有感膜の剥離が防止できるので、フラットパネル型放射線検出器の信頼性を高めることができる。

この発明に係るフラットパネル型放射線検出器の製造方法によれば、スペーサを介して規制部材を配置したので、樹脂を多めに注入しても上部板が大きく変形したり破損したりすることがなく、しかも所定量の樹脂を多めに注入することができる。したがって、樹脂の注入による上部板の破損、樹脂の硬化に伴う上部板の破損及び放射線有感膜の剥離等が防止でき、フラットパネル型放射線検出器の破損を防止できる。

以下、図面を参照してこの発明の実施例1を説明する。

図１は、実施例１に係るフラットパネル型放射線検出器の概略構成を示し、樹脂充填前の縦断面図である。

フラットパネル型放射線検出器１は、ガラスなどの絶縁性を有する基板３の上に、読み出し回路５を形成してなる信号読み出し基板７を備え、その上には、例えばＸ線の入射により電荷を生じる放射線有感膜９を備えている。また、その上には、バイアス印加電極１１を備えている。放射線有感膜９としては、例えば、アモルファスセレン（非結晶Ｓｅ）やＣｄＺｎＴｅ，ＣｄＴｅ，ＨｇＩ₂，ＰｂＩ₂などの半導体膜が挙げられる。この放射線有感膜９の厚みは、例えば、０．５〜３ｍｍ程度である。また、バイアス印加電極１１としては、例えば、金（Ａｕ）やアルミニウム（Ａｌ）などの金属膜が用いられる。

基板３の周辺部には、平面視で枠状を呈するスペーサ１３を備え、その上には上部板１５を備えている。これらのスペーサ１３と上部板１５とはケース１６を構成している。上部板１５としては、例えばガラスが用いられ、その厚みは、例えば０．５〜１ｍｍ程度である。スペーサ１３の高さは、放射線有感膜９の高さよりも高く設定されている。したがって、放射線有感膜９を備える基板３との間には、空間１７が形成されることになる。また、スペーサ１３の一部位には、スペーサ１３を貫通した注入口１９と排出口２１が形成されている。上記の読み出し回路５には、ケース１６の外部に導出されているＴＡＢ接続用パターン２３が接続されている。バイアス印加電極１１には、ケース１６の外部に導出されるケーブル２４が接続されている。なお、バイアス印加電極１１に印加される電圧が低い場合は、基板３上のパターンとして配線し、接続することができる。空間１７には、後述するようにして樹脂として、例えばエポキシ樹脂が充填される。

次に、図２〜図９を参照して、上記のフラットパネル型放射線検出器１の製造方法について説明する。なお、図２は、フラットパネル型放射線検出器の製造過程を示すフローチャートであり、図３〜図９は製造過程における各状態を示す縦断面図である。

ステップＳ１
図３に示すように、基板３の上面に信号読み出し回路５を形成し、ＴＡＢ接続用パターン２３を導出する。さらに、その上に、放射線有感膜９を被着するとともに、ケーブル２４を導出する。これにより信号読み出し基板７を形成する。

ステップＳ２
図４に示すように、スペーサ１３と上部板１５を取り付けて、ケース１６を信号読み出し基板７に取り付ける。

ステップＳ３
図５に示すように、上部板１５の上にスペーサ２５を取り付けるとともに、スペーサ２５の上の規制板２７を取り付ける。規制板２７は、例えば、ガラス製であり、厚さは５〜１０ｍｍ程度である。規制板２７は、樹脂による上部板１５からの圧力によって変形しない強度を有する。また、スペーサ２５と規制板２７は、接着で取り付けてもよいが、製造後の取り外しを考慮して、把持用の治具を用いてフラットパネル型放射線検出器に取り付けるのが好ましい。

なお、上記の規制板２７は、この発明における規制部材に相当する。

ステップＳ４
図６に示すように、注入口１９に注入配管２９を取り付ける。この注入配管２９は、注入口１９より高い位置に配備されている樹脂タンク３１に連通接続されているとともに、途中には開閉弁３３が取り付けられている。また、排出口２１には、排出管３５を取り付ける。

ステップＳ５
図７に示すように、傾斜台３６の傾斜面に沿ってフラットパネル型放射線検出器１を載置する。その際には、注入口１９が排出口２１より低い位置となるようにする。そして、開閉弁３３を開放して、樹脂タンク３１から樹脂３７を注入する。なお、傾斜角度は、例えば、１０〜３０°の範囲が好ましい。このようにフラットパネル型放射線検出器１を傾斜姿勢とし、かつ注入口１９を排出口２１より低い位置とすることで、樹脂３７の注入圧力を高めることができる。樹脂３７には、必要用に応じてフィラーなどを添加し、予め真空脱泡した樹脂組成物を用いてもよい。

ステップＳ６
樹脂３７の注入を始めると、図７中に二点鎖線矢印で示すように、空間１７が上方に向かって次第に樹脂３７で満たされてゆくが、その際に空間１７を満たしていた空気は樹脂３７で押し上げられて排出管３５から排出されてゆく。空間１７が樹脂３７で満たされた後も、樹脂３７の供給を継続すると、樹脂３７が排出口２１から溢れ出て排出管３５に溜まってゆく。このとき、注入圧力を高くして樹脂３７を注入しているので、図８に示すように（都合上、フラットパネル型放射線検出器１を水平姿勢で示している）、上部板１５が樹脂３７に押され、基板３とは反対側に向かって上部板１５の中央部から膨らんで変形する。しかし、上部板１５の変形は、図８に示すように規制板２７の下面によって規制されて停止する。排出管３５は、注入時にフラットパネル型放射線検出器１より高い位置まで伸ばしておき、樹脂３７の液面がフラットパネル型放射線検出器１より高い位置に達し、注入配管２９及び樹脂タンク３１側の液面と等しい位置で、平衡に達するようにする。この位置では、樹脂３７の硬化時まで上部板１５が所定の高さに維持できる圧力を保つように決める。

なお、樹脂３７の注入圧力は、上記のように樹脂タンク３１を注入口１９より高い位置に置くことで高めるのではなく、加圧用のポンプを採用して高めるようにしてもよい。

ステップＳ７
樹脂３７の充填を終えると、フラットパネル型放射線検出器１を傾斜台３６から降ろす。そして、フラットパネル型放射線検出器１を水平姿勢にした状態で樹脂３７を硬化させる処理を行う。なお、傾斜姿勢のままで硬化を行うようにしてもよい。樹脂は、硬化時に収縮して体積が減少するが、上部板１５が上方に膨張した形状は維持される。

ステップＳ８
硬化が完了すると、注入配管２９と排出管３５をスペーサ１３側で切り離し、スペーサ２５と規制板２７を取り外す。この状態を示したのが、図９である。樹脂３７の硬化は完了しているので、上部板１５の中央部が上方に盛り上がったまま保持される。

このようにスペーサ２５を介して規制板２７を配置したので、樹脂３７を注入すると上部板１５が上方へ膨張するのを許容しつつも、必要以上に膨張することが規制板２７により規制される。上部板１５が上方へ膨らんで空間１７内の樹脂に高い圧力が加わるので、樹脂３７の硬化時には空間１７内で全体的に均一に樹脂３７が収縮する。その際、上部板１５には復元力が作用するが、膨らんだ状態から元の状態に戻ろうとする方向への作用であるので、破損に係わるような無理な力が加わることはない。むしろ、膨張した状態における応力を改善する方向に作用するので、上部板１５が破損するような力は生じない。したがって、樹脂３７を多めに注入しても上部板１５が大きく変形したり破損したりすることがなく、しかも所定量の樹脂３７を多めに注入することができる。その結果、樹脂３７の注入による上部板１５の破損、樹脂３７の硬化に伴う上部板１５の破損及び放射線有感膜の剥離等が防止でき、フラットパネル型放射線検出器１の破損を防止することができる。

また、上記の製造方法によって製作されたフラットパネル型放射線検出器１は、上部板１５の破損や放射線有感膜９の剥離が防止できるので、フラットパネル型放射線検出器１の信頼性を高めることができる。

次に、図面を参照してこの発明の実施例２を説明する。

図１０は、実施例２に係るフラットパネル型放射線検出器の製造過程における一過程を示し、ケースを取り付けた状態を示す縦断面図であり、図１１は、樹脂の充填を終えた状態を示す縦断面図である。なお、上述した実施例１と同様の構成については、同符号を付すことで詳細な説明については省略する。

上記の実施例１では、規制板２７とスペーサ２５を用いているが、この実施例２では、これらを一体化した規制板３９を用いる点において相違する。この発明における規制部材に相当する規制板３９は、その下面に凹部４１が形成されている。この凹部４１は、実施例１にて説明したような、樹脂３７の充填に伴う上部板１５の膨張形状に応じて形成されている。したがって、凹部４１の深さは、実施例１におけるスペーサ２５の高さに相当するものとなる。

この実施例２によると、上部板１５は中央部が最も上方へ膨張するので、その形状に合わせた凹部４１を形成しておくことにより、上部板１５の安定した膨張を許容できる。したがって、常に所定量の樹脂３７を多めに注入することができる。しかも、スペーサ１３と規制板２７とが一体的に構成されているので、スペーサ１３の取付が不要であり、フラットパネル型放射線検出器１への取付が容易にできる。

この発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。

（１）上述した各実施例では、フラットパネル型放射線検出器１のほぼ全面を覆うように規制板２７，３９を設けたが、例えば、規制板２７Ａ（この発明の規制部材に相当する）を図１２に示すように、周辺部から中央部付近までを覆う規制板２７Ａとしてもよい。これによっても上部板１５の中央部が一定以上に膨らむことを規制することができるとともに、規制板２７Ａの構成を簡易化できる。

（２）また、板状の規制板２７，２７Ａに代えて、図１３に示すように、上部板１５の中央部付近だけに当接して一定以上の膨張を規制する規制部材４３を設けるようにしてもよい。この棒状の規制部材４３によっても同様の作用・硬化を奏するとともに、より構成を簡単化することができる。また、膨張の程度を規制部材４３の配置高さを調節することにより、簡単に調節することが可能である。

（３）上述した各実施例では、樹脂の一例としてエポキシ樹脂を挙げたが、基板３及び放射線有感膜９並びに信号読み出し基板７に対して不活性な樹脂であれば他の樹脂を代用してもよい。また、液状やゲル状の樹脂であってよい。

（４）傾斜台３６を使用せず、例えば、空間１７の空気を真空吸引ポンプなどで排気しつつ樹脂３７を充填するようにしてもよい。

（５）放射線有感膜９としては、Ｘ線に有感なものでなく、その他の放射線に対して有感なものであってもよい。

実施例１に係るフラットパネル型放射線検出器の概略構成を示し、樹脂充填前の縦断面図である。 フラットパネル型放射線検出器の製造過程を示すフローチャートである。 信号読み出し基板を形成した状態を示す縦断面図図である。 ケースを取り付けた状態を示す縦断面図である。 規制板を取り付けた状態を示す縦断面図である。 樹脂充填装置を接続した状態を示す縦断面図である。 樹脂の充填状態を示す縦断面図である。 樹脂の充填を終えた状態を示す縦断面図である。 規制板を取り外した状態を示す縦断面図である。 実施例２に係るフラットパネル型放射線検出器の製造過程における一過程を示し、ケースを取り付けた状態を示す縦断面図である。 樹脂の充填を終えた状態を示す縦断面図である。 変形例を示す縦断面図である。 変形例を示す縦断面図である。

符号の説明

１ … フラットパネル型放射線検出器１
３ … 基板
５ … 読み出し回路
７ … 信号読み出し基板
９ … 放射線有感膜
１１ … バイアス印加電極
１３ … スペーサ
１５ … 上部板
１６ … ケース
２５ … スペーサ
２７ … 規制板（規制部材）
３７ … 樹脂

Claims (5)

1. 放射線有感膜が被着された信号読み出し基板の上部に空間を設けて上部板を配置し、前記空間に樹脂を充填して構成されたフラットパネル型放射線検出器の製造方法において、前記上部板の周辺部に所定高さのスペーサを取り付けるとともに、前記スペーサの上部に規制部材を取り付けた状態で前記空間に樹脂を注入することを特徴とするフラットパネル型放射線検出器の製造方法。
2. 請求項１に記載のフラットパネル型放射線検出器の製造方法において、前記スペーサと前記規制部材は、一体的に構成され、前記規制部材の下面には、前記上部板の膨張形状に応じた凹部が形成されていることを特徴とするフラットパネル型放射線検出器の製造方法。
3. 請求項１に記載のフラットパネル型放射線検出器の製造方法において、樹脂の注入圧力は、少なくとも前記上部板が膨張して前記スペーサの高さに達する注入圧力以上であることを特徴とするフラットパネル型放射線検出器の製造方法。
4. 請求項２に記載のフラットパネル型放射線検出器の製造方法において、樹脂の注入圧力は、少なくとも前記上部板が膨張して前記規制部材下面の凹部に達する注入圧力以上であることを特徴とするフラットパネル型放射線検出器の製造方法。
5. 請求項１から４のいずれかに記載のフラットパネル型放射線検出器の製造方法により製作したことを特徴とするフラットパネル型放射線検出器。
   

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