JP5360281B2 - Manufacturing method of radiation detector using gas amplification - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method of a novel pixel type radiation detector with a satisfactorily high detection sensitivity. <P>SOLUTION: An insulation member has a first electrode layer formed over a first surface and a second electrode layer formed over a second surface. The insulation member is subjected to a first exposure developing processing on the first electrode layer to form plural processing openings in the first electrode layer. The insulation member is irradiated with an energy ray via the plural processing openings; or subjected to photosensitive photolithography to form through holes in a thickness direction of the insulation member. Subsequently, the through holes are subjected to via-hole-filling plating to fill the through holes and to form a metal plating layer. The first electrode layer is subjected to a second exposure developing processing to form circular openings in the metal plating layer on the first electrode layer to thereby form a first electrode pattern. The front ends of the metal plating layer are subjected to sharpening processing to form convex portions of the metal plating layer the top of which is sharpened, and a second electrode pattern of the second electrode layer. <P>COPYRIGHT: (C)2013,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、ピクセル型電極によるガス増幅を用いた放射線検出器の製造方法に関する。   The present invention relates to a method of manufacturing a radiation detector using gas amplification by a pixel-type electrode.

ガス増幅を利用した放射線検出器として、従来、ピクセル型の放射線検出器が用いられてきた。この放射線検出器は、例えば両面プリント基板の表面にストリップ状陰極電極が形成されるとともに、裏面に陽極ストリップが形成され、前記ストリップ状陰極電極には、一定間隔に開口部が形成されるとともに、前記開口部の中心には背面の前記陽極ストリップと接続されている円柱状陽極電極、すなわちピクセル電極が形成されたような構成を採っている。   Conventionally, a pixel type radiation detector has been used as a radiation detector utilizing gas amplification. In this radiation detector, for example, a strip-like cathode electrode is formed on the surface of a double-sided printed circuit board, an anode strip is formed on the back surface, and openings are formed in the strip-like cathode electrode at regular intervals. A cylindrical anode electrode connected to the anode strip on the back, that is, a pixel electrode is formed at the center of the opening.

なお、前記放射線検出器は、例えばHeとメタンとの混合ガス中に配置される。また、前記ピクセル電極には例えば+600Vの電圧が印加されている。   The radiation detector is disposed in a mixed gas of He and methane, for example. Further, for example, a voltage of +600 V is applied to the pixel electrode.

上記放射線検出器においては、所定の放射線が前記検出器内に入射すると、前記ガスが電離して電子を生成し、この電子は、上記ストリップ状陰極電極と上記ピクセル電極との間に印加された大電圧、及び上記ピクセル電極の点電極としての形態(形状異方性)に起因して生成される強力な電場によって、電子雪崩増幅を引き起こす。一方、前記電子雪崩増幅によって生じた正イオンは、周囲の前記ストリップ状陰極電極に向けてドリフトする。   In the radiation detector, when predetermined radiation is incident on the detector, the gas is ionized to generate electrons, and the electrons are applied between the strip-like cathode electrode and the pixel electrode. Electron avalanche amplification is caused by a large electric field and a strong electric field generated due to the shape (shape anisotropy) of the pixel electrode as a point electrode. On the other hand, positive ions generated by the electron avalanche amplification drift toward the surrounding strip-like cathode electrode.

この結果、対象となる前記ストリップ状陰極電極及び前記ピクセル電極に、それぞれ正孔と電子とがチャージされる。この電荷が生成された前記ストリップ状陰極電極及び前記ピクセル電極の位置を検出することによって、前記放射線の前記検出器における入射位置を特定することができ、前記放射線の検出が可能となる(特許文献1)。   As a result, holes and electrons are charged in the strip-like cathode electrode and the pixel electrode, respectively. By detecting the positions of the strip-like cathode electrode and the pixel electrode where the charges are generated, the incident position of the radiation in the detector can be specified, and the radiation can be detected (Patent Document). 1).

上述した放射線検出器では、前記ピクセル電極に印加する電圧を大きくすると、生成される電場の強度も増大し、上述した電子雪崩増幅が顕著になるので、前記ストリップ状陰極電極及び前記ピクセル電極に生成される電荷量が増大して、放射線の検出感度が向上する。一方、前記ピクセル電極に印加する電圧を大きくすると、前記ピクセル電極の形状や雰囲気中の異物に起因した異常放電によって、前記ピクセル電極を破損してしまう場合がある。また、前記ピクセル電極に印加する電圧を小さくすると、上述した異常放電は減少するが、上述した電子雪崩増幅の度合いも小さくなり、放射線の検出感度が低下してしまう。   In the radiation detector described above, when the voltage applied to the pixel electrode is increased, the intensity of the generated electric field also increases, and the above-described electron avalanche amplification becomes significant. Therefore, the radiation detector generates the strip-shaped cathode electrode and the pixel electrode. The amount of charge to be increased increases, and the radiation detection sensitivity is improved. On the other hand, when the voltage applied to the pixel electrode is increased, the pixel electrode may be damaged due to abnormal discharge caused by the shape of the pixel electrode or foreign matter in the atmosphere. Further, when the voltage applied to the pixel electrode is reduced, the above-described abnormal discharge is reduced, but the degree of the above-mentioned electronic avalanche amplification is also reduced, and the radiation detection sensitivity is lowered.

かかる観点より、前記ピクセル電極に印加する電圧の大きさを調整する代わりに、前記ピクセル電極を狭小化して、生成する電場の強度を向上させることが試みられている。しかしながら、前記ピクセル電極は前記プリント基板内に形成した貫通孔内にビアフィルメッキによって形成するため、前記ピクセル電極を狭小化するためには、前記貫通孔も狭小化する必要がある。一方、前記貫通孔を狭小化すると、前記貫通孔内に均一にビアフィルメッキを行うことができず、均一なピクセル電極を形成できずに、前記ピクセル電極において異常放電や絶縁破壊などの問題が生じる。したがって、前記ピクセル電極の狭小化は、その製造方法に依存して自ずと制限されてしまう。   From such a point of view, instead of adjusting the magnitude of the voltage applied to the pixel electrode, attempts have been made to narrow the pixel electrode and improve the strength of the generated electric field. However, since the pixel electrode is formed by via fill plating in a through hole formed in the printed board, the through hole needs to be narrowed in order to narrow the pixel electrode. On the other hand, if the through hole is narrowed, the via fill plating cannot be performed uniformly in the through hole, and a uniform pixel electrode cannot be formed, and problems such as abnormal discharge and dielectric breakdown occur in the pixel electrode. Arise. Therefore, the narrowing of the pixel electrode is naturally limited depending on the manufacturing method.

この結果、現状では、前記ピクセル電極に対する印加電圧を十分に向上できないばかりか、前記ピクセル電極の狭小化も十分に行うことができず、上記ピクセル型の放射線検出器の検出感度を十分に向上させることができないという問題があった。   As a result, at present, the applied voltage to the pixel electrode cannot be sufficiently improved, and the pixel electrode cannot be sufficiently narrowed, and the detection sensitivity of the pixel-type radiation detector is sufficiently improved. There was a problem that I could not.

特開2002−6047号JP 2002-6047

本発明は、十分高い検出感度を有する新規なピクセル型の放射線検出器の製造方法を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a novel pixel-type radiation detector having sufficiently high detection sensitivity.

上記目的を達成すべく、本発明は、
絶縁部材の第1の面上に第1の電極層を形成するとともに、前記絶縁部材の前記第1の面と相対向する第2の面上に第2の電極層を形成する工程と、
前記第1の電極層に対して第1の露光現像処理を施し、前記第1の電極層において複数の加工用開口部を形成する工程と、
前記第1の電極層の前記複数の加工用開口部を介して前記絶縁部材にエネルギー線を照射し、前記絶縁部材の厚さ方向において貫通孔を形成する工程と、
前記貫通孔内にビアフィルメッキを施し、前記貫通孔を埋設するようにして金属メッキ層を形成する工程と、
前記第1の電極層に対して第2の露光現像処理を施し、前記第1の電極層において前記金属メッキ層を中心とした円形状の開口部を形成して、第1の電極パターンを形成する工程と、
前記金属メッキ層の先端を狭窄加工し、前記金属メッキ層からなる先端が狭窄された凸状部と前記第2の電極層とからなる第2の電極パターンを形成する工程と、
を具えることを特徴とする、放射線検出器の製造方法に関する。
In order to achieve the above object, the present invention provides:
Forming a first electrode layer on the first surface of the insulating member, and forming a second electrode layer on a second surface opposite to the first surface of the insulating member;
Subjecting the first electrode layer to a first exposure and development process to form a plurality of processing openings in the first electrode layer;
Irradiating the insulating member with energy rays through the plurality of processing openings of the first electrode layer, and forming a through hole in the thickness direction of the insulating member;
Applying via fill plating in the through hole and forming a metal plating layer so as to embed the through hole; and
A second exposure and development process is performed on the first electrode layer, and a circular opening centered on the metal plating layer is formed in the first electrode layer to form a first electrode pattern. And a process of
A step of narrowing a tip of the metal plating layer, and forming a second electrode pattern consisting of a convex portion with a narrowed tip made of the metal plating layer and the second electrode layer;
It is related with the manufacturing method of a radiation detector characterized by comprising.

本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意検討を実施した。その結果、従来のピクセル型放射線検出器において、ピクセル電極を構成する上記第2の電極パターンにおける上記凸状部の先端を狭窄させることを想到した。ガス増幅を用いた放射線検出器の場合、放射線が前記検出器内に入射した際に電子雪崩増幅を引き起こすことが要求され、前記電子雪崩増幅を引き起こすには、前記第1の電極パターンと前記凸状部との間に大電圧を印加する、及び/又は前記凸状部を狭小化して強力な電場を生成する必要がある。   The inventors of the present invention have intensively studied to achieve the above object. As a result, the conventional pixel-type radiation detector has been conceived to narrow the tip of the convex portion in the second electrode pattern constituting the pixel electrode. In the case of a radiation detector using gas amplification, it is required to cause an electron avalanche amplification when radiation enters the detector. In order to cause the electron avalanche amplification, the first electrode pattern and the convex It is necessary to generate a strong electric field by applying a large voltage between the convex portions and / or narrowing the convex portions.

しかしながら、前記凸状部の狭小化が電場生成に寄与するのは、前記凸状部が点電極として機能することによるものであるので、かかる観点より、本発明では、前記凸状部の先端のみを狭窄して、前記凸状部に対して点電極としての機能を付加し、上述した強力な電場を生成するようにしたものである。   However, the narrowing of the convex portion contributes to the generation of the electric field because the convex portion functions as a point electrode. From this viewpoint, in the present invention, only the tip of the convex portion is used. And a function as a point electrode is added to the convex part to generate the above-described strong electric field.

なお、上述したように、前記凸状部の狭小化はその形成方法(ビアフィルメッキ法)に起因して極めて困難であるが、前記凸状部の先端を狭窄させるには、上記本発明の製造方法に従って、通常のビアフィルメッキを実施して前記凸状部を形成した後、前記凸状部の先端に対して別途狭窄加工を施すことによって簡易に実現できる。   As described above, the narrowing of the convex portion is extremely difficult due to its formation method (via fill plating method). However, in order to narrow the tip of the convex portion, According to the manufacturing method, after performing the usual via fill plating to form the convex portion, it can be easily realized by separately performing a narrowing process on the tip of the convex portion.

本発明によれば、ピクセル電極として機能する前記第2の電極パターンの前記凸状部の先端を狭窄させ、前記凸状部に点電極としての機能を増大させているので、前記第1の電極パターンと前記凸状部との間に印加する電圧をさほど増大させなくても、前記凸状部の点電極としての機能増大に基づいて、前記凸状部の回りに強力な電場を生成させることができる。したがって、前記検出器内に放射線が入射した際に、電極間に印加する電圧をさほど増大させないような場合においても、電子雪崩増幅を生ぜしめることができ、前記放射線の検出を行うことができる。   According to the present invention, the tip of the convex portion of the second electrode pattern that functions as a pixel electrode is narrowed, and the function as a point electrode is increased in the convex portion, so that the first electrode Even if the voltage applied between the pattern and the convex portion is not increased so much, a strong electric field is generated around the convex portion based on the increased function of the convex portion as a point electrode. Can do. Therefore, even when the voltage applied between the electrodes does not increase so much when radiation enters the detector, electron avalanche amplification can be caused and the radiation can be detected.

また、前記凸状部に大電圧を印加しないことから、前記凸状部における異常放電を防止することができ、前記凸状部の破損を防止することができる。   Moreover, since a large voltage is not applied to the convex portion, abnormal discharge in the convex portion can be prevented, and damage to the convex portion can be prevented.

なお、本発明においても、前記第1の電極パターン及び前記第2の電極パターンの前記凸状部にそれぞれ正孔と電子がチャージされるようになるので、電荷が生成した前記凸状部、すなわちピクセル電極の位置を検出することによって、前記放射線の前記検出器における入射位置を特定することができ、前記放射線の検出が可能となる。   Also in the present invention, since the holes and electrons are charged in the convex portions of the first electrode pattern and the second electrode pattern, respectively, the convex portions where charges are generated, that is, By detecting the position of the pixel electrode, the incident position of the radiation at the detector can be specified, and the radiation can be detected.

以上説明したように、本発明によれば、十分高い検出感度を有する新規なピクセル型の放射線検出器の製造方法を提供することができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to provide a method for manufacturing a novel pixel-type radiation detector having sufficiently high detection sensitivity.

本発明の放射線検出器の一例における概略構成を示す平面図である。It is a top view which shows schematic structure in an example of the radiation detector of this invention. 図1に示すピクセル型放射線検出器を拡大して示す図である。It is a figure which expands and shows the pixel type radiation detector shown in FIG. 前記ピクセル型放射線検出器のピクセル電極周辺部分を拡大して示す断面図である。It is sectional drawing which expands and shows the pixel electrode peripheral part of the said pixel-type radiation detector. 図1〜3に関する放射線検出器の変形例である。It is a modification of the radiation detector regarding FIGS. 同じく、図1〜3に関する放射線検出器の変形例である。Similarly, it is a modification of the radiation detector regarding FIGS. 同じく、図1〜3に関する放射線検出器の変形例である。Similarly, it is a modification of the radiation detector regarding FIGS. 本発明の製造方法の一例における工程図である。It is process drawing in an example of the manufacturing method of this invention. 同じく、本発明の製造方法の一例における工程図である。Similarly, it is process drawing in an example of the manufacturing method of the present invention. 同じく、本発明の製造方法の一例における工程図である。Similarly, it is process drawing in an example of the manufacturing method of the present invention. 同じく、本発明の製造方法の一例における工程図である。Similarly, it is process drawing in an example of the manufacturing method of the present invention. 同じく、本発明の製造方法の一例における工程図である。Similarly, it is process drawing in an example of the manufacturing method of the present invention. 同じく、本発明の製造方法の一例における工程図である。Similarly, it is process drawing in an example of the manufacturing method of the present invention.

以下、本発明の特徴及びその他の利点について、発明を実施するための形態に基づいて説明する。   Hereinafter, the features and other advantages of the present invention will be described based on embodiments for carrying out the invention.

図1は、本発明の方法によって製造した放射線検出器の一例における概略構成を示す平面図であり、図2は、図1に示すピクセル型放射線検出器を拡大して示す図であり、図3は、前記ピクセル型放射線検出器のピクセル電極周辺部分を拡大して示す断面図である。   FIG. 1 is a plan view showing a schematic configuration of an example of a radiation detector manufactured by the method of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged view of the pixel-type radiation detector shown in FIG. These are sectional drawings which expand and show the pixel electrode peripheral part of the pixel-type radiation detector.

図1に示すように、本例の放射線検出器10は、ピクセル型放射線検出器20を含むとともに図示しない電流検出回路等を含む。図2に示すように、ピクセル型放射線検出器20は、検出パネル21と、この検出パネル21の上方において相対向するようにして設けられた電極板22とを含んでいる。   As shown in FIG. 1, the radiation detector 10 of this example includes a pixel-type radiation detector 20 and a current detection circuit and the like (not shown). As shown in FIG. 2, the pixel-type radiation detector 20 includes a detection panel 21 and an electrode plate 22 provided so as to face each other above the detection panel 21.

図2に示すように、検出パネル21は、絶縁部材211の主面211A上に形成された、円形状の複数の開口部212Aを有する第1の電極パターン212と、絶縁部材211の裏面211B上に形成された第2の電極パターン213とを含んでいる。第2の電極パターン213は、絶縁部材211を貫通し、第1の電極パターン212の開口部212Aの略中心部に先端が露出してなる凸状部214を有する。なお、凸状部214はピクセル電極を構成する。また、凸状部214の先端214Aは狭窄されている。   As shown in FIG. 2, the detection panel 21 includes a first electrode pattern 212 having a plurality of circular openings 212 </ b> A formed on the main surface 211 </ b> A of the insulating member 211, and a back surface 211 </ b> B of the insulating member 211. And a second electrode pattern 213 formed on the substrate. The second electrode pattern 213 has a convex portion 214 that penetrates through the insulating member 211 and is exposed at the substantially central portion of the opening 212A of the first electrode pattern 212. The convex portion 214 constitutes a pixel electrode. Further, the tip 214A of the convex portion 214 is narrowed.

なお、図2に示すピクセル型放射線検出器20の検出パネル21では、簡略化して、第1の電極パターン211Aにおいて合計8個の開口部212Aが形成され、4個づつ2列に配列されるとともに、各開口部212A内に上記凸状部214の先端が露出し、これによって合計8個の検出電極が形成されるようにしている。しかしながら、検出電極の数及び配列方法(第1の電極パターン21における開口部212A及び凸状部214の数及び配列方法)は、必要に応じて任意に設定することができる。   In addition, in the detection panel 21 of the pixel-type radiation detector 20 shown in FIG. 2, a total of eight openings 212A are formed in the first electrode pattern 211A and arranged in two rows by four. The tips of the convex portions 214 are exposed in the openings 212A, so that a total of eight detection electrodes are formed. However, the number and arrangement method of the detection electrodes (the number and arrangement method of the openings 212A and the convex portions 214 in the first electrode pattern 21) can be arbitrarily set as necessary.

また、図では特に明示していないが、第2の電極パターン213も、第1の電極パターン212の配列方向と略垂直となるような方向において、ストリップ状にパターニングされている。但し、第2の電極パターン213は、第1の電極パターン212と平行でなければ、いずれの方向にパターニングされていても良い。   Although not clearly shown in the drawing, the second electrode pattern 213 is also patterned in a strip shape in a direction substantially perpendicular to the arrangement direction of the first electrode patterns 212. However, the second electrode pattern 213 may be patterned in any direction as long as it is not parallel to the first electrode pattern 212.

絶縁部材211の厚さt1は、例えば20μm〜100μmとすることができる。また、第1の電極パターン212の厚さt2及び第2の電極パターン213の厚さt3は、それぞれ5μm〜18μmとすることができる。さらに、凸状部214の高さL1は、以下に示す製造方法に起因して、絶縁部材211の厚さt1と第1の電極パターン212の厚さt2との合計とすることができる。また、開口部212Aの直径D1は、例えば80μm〜300μmとすることができ、凸状部214の先端214Aの端面と、第1の電極パターン212の開口部212Aの端面との距離D2は、例えば20μm〜130μmとすることができる。   The thickness t1 of the insulating member 211 can be set to 20 μm to 100 μm, for example. Further, the thickness t2 of the first electrode pattern 212 and the thickness t3 of the second electrode pattern 213 can be set to 5 μm to 18 μm, respectively. Furthermore, the height L1 of the convex portion 214 can be the sum of the thickness t1 of the insulating member 211 and the thickness t2 of the first electrode pattern 212 due to the manufacturing method described below. The diameter D1 of the opening 212A can be set to, for example, 80 μm to 300 μm, and the distance D2 between the end surface of the tip 214A of the convex portion 214 and the end surface of the opening 212A of the first electrode pattern 212 is, for example, It can be set to 20 μm to 130 μm.

第1の電極パターン212及び第2の電極パターン213は、銅、金、銀、ニッケル、アルミニウム等の導電性部材から構成することができる。また、絶縁部材211は、熱硬化性樹脂のフィルムあるいはシートから構成することができる。   The first electrode pattern 212 and the second electrode pattern 213 can be made of a conductive member such as copper, gold, silver, nickel, or aluminum. Moreover, the insulating member 211 can be comprised from the film or sheet | seat of a thermosetting resin.

なお、第1の電極パターン212及び第2の電極パターン213間には所定の電圧、例えば600V程度の電圧を印加する。この場合、第1の電極パターン212をカソードとし、第2の電極パターン213をアノードとすることもできるし、第1の電極パターン212をアノードとし、第2の電極パターン213をカソードとすることもできる。   A predetermined voltage, for example, a voltage of about 600V is applied between the first electrode pattern 212 and the second electrode pattern 213. In this case, the first electrode pattern 212 can be a cathode and the second electrode pattern 213 can be an anode, or the first electrode pattern 212 can be an anode and the second electrode pattern 213 can be a cathode. it can.

但し、以下に説明する電子の電子雪崩増幅を引き起こすには、第2の電極パターン213の凸状部214の点電極としての形状が極めて重要な役割を果たすようになるので、第1の電極パターン212をカソードとし、第2の電極パターン213をアノードとすることが好ましい。したがって、以下においては、第1の電極パターン212をカソードとし、第2の電極パターン213をアノードとした場合について説明する。   However, in order to cause the electron avalanche amplification of electrons described below, the shape of the convex portion 214 of the second electrode pattern 213 plays an extremely important role, so the first electrode pattern It is preferable that 212 is a cathode and the second electrode pattern 213 is an anode. Therefore, in the following, a case where the first electrode pattern 212 is a cathode and the second electrode pattern 213 is an anode will be described.

なお、検出パネル21及び電極板22間には、所定のガス、例えばHeとメタンとの混合ガスが充満している。さらに、電極板22は所定の電圧にバイアスされている。   A space between the detection panel 21 and the electrode plate 22 is filled with a predetermined gas, for example, a mixed gas of He and methane. Furthermore, the electrode plate 22 is biased to a predetermined voltage.

図1に示す放射線検出器10に放射線が入射すると、前記放射線は前記ガスと衝突することによって前記ガスを電離し、電子を生成する。生成した電子は、ピクセル型放射線検出器20における電極板22のバイアス電圧を受けて検出パネル21に導かれ、第1の電極パターン212と、第2の電極パターン213の凸状部214との間に印加された電圧、及び凸状部214の先端214Aが狭窄された点電極としての形態に起因して生成された大きな電場によって、電子雪崩を引き起こし、凸状部214に溜まるようになる。一方、前記電子雪崩によって生じた正イオンは、凸状部214から周囲の第1の電極パターン212に向けてドリフトする。   When radiation is incident on the radiation detector 10 shown in FIG. 1, the radiation collides with the gas, thereby ionizing the gas and generating electrons. The generated electrons receive the bias voltage of the electrode plate 22 in the pixel-type radiation detector 20 and are guided to the detection panel 21, and between the first electrode pattern 212 and the convex portion 214 of the second electrode pattern 213. And a large electric field generated due to the shape of a point electrode in which the tip 214A of the convex portion 214 is constricted, causes an electron avalanche and accumulates in the convex portion 214. On the other hand, positive ions generated by the electron avalanche drift from the convex portion 214 toward the surrounding first electrode pattern 212.

この結果、第1の電極パターン212及び第2の電極パターン213の凸状部214にそれぞれ正孔と電子がチャージされるようになるので、凸状部214、すなわちピクセル電極の位置を図示しない電荷検出回路で検出することによって、前記放射線のピクセル型放射線検出器20における入射位置を特定することができ、前記放射線の検出が可能となる。   As a result, holes and electrons are charged in the convex portions 214 of the first electrode pattern 212 and the second electrode pattern 213, respectively, so that the positions of the convex portions 214, that is, the pixel electrodes are not shown. By detecting with the detection circuit, the incident position of the radiation in the pixel radiation detector 20 can be specified, and the radiation can be detected.

本例では、ピクセル電極として機能する第2の電極パターン213の凸状部214の先端214Aを狭窄させ、凸状部214の点電極としての機能を増大させているので、第1の電極パターン212と凸状部214との間に印加する電圧を上述のような600V程度とした場合においても、凸状部214の点電極としての機能増大に基づいて、凸状部214の回りに強力な電場を生成させることができる。したがって、放射線検出器10内に放射線が入射した際に、電極間に印加する電圧をさほど増大させないような場合においても、電子雪崩を生ぜしめることができ、前記放射線の検出を高感度に行うことができる。   In this example, since the tip 214A of the convex portion 214 of the second electrode pattern 213 that functions as a pixel electrode is narrowed to increase the function of the convex portion 214 as a point electrode, the first electrode pattern 212 is increased. Even when the voltage applied between the convex portion 214 and the convex portion 214 is about 600 V as described above, a strong electric field around the convex portion 214 is obtained due to the increased function of the convex portion 214 as a point electrode. Can be generated. Accordingly, even when the voltage applied between the electrodes does not increase so much when radiation enters the radiation detector 10, an electron avalanche can be generated, and the detection of the radiation is performed with high sensitivity. Can do.

また、凸状部214に大きな電圧が印加されないので、凸状部214における異常放電を防止するこができ、凸状部214の破損を防止することができる。   In addition, since a large voltage is not applied to the convex portion 214, abnormal discharge in the convex portion 214 can be prevented, and damage to the convex portion 214 can be prevented.

なお、凸状部214における先端214Aは、上述したように、狭窄されることによって点電極としての機能増大による巨大電場を生成することができ、印加電圧の増大に伴う異常放電を防止することができれば、その大きさや形状等は特に限定されるものではない。本例では、凸状部214の先端214Aは、テーパー状に狭窄されて円錐台形状を呈している。この場合、凸状部214の直径d1を15μm〜70μmとした場合、先端214Aの直径d2は4μm〜36μmの範囲とすることができる。また、先端214の長さL2は、10μm〜40μmとすることができる。   In addition, as described above, the tip 214A of the convex portion 214 can generate a huge electric field due to an increase in function as a point electrode by being constricted, and can prevent abnormal discharge accompanying an increase in applied voltage. If possible, the size, shape, etc. are not particularly limited. In this example, the tip 214A of the convex portion 214 is narrowed in a taper shape and has a truncated cone shape. In this case, when the diameter d1 of the convex portion 214 is 15 μm to 70 μm, the diameter d2 of the tip 214A can be in the range of 4 μm to 36 μm. The length L2 of the tip 214 can be 10 μm to 40 μm.

凸状部214の先端214Aは、所定の狭窄加工によって狭窄する。これは以下の製造方法において詳述するように、凸状部214の形成方法に依存するものである。すなわち、凸状部214は、絶縁部材211内に形成された貫通孔に対してビアフィルメッキを施して形成するが、凸状部214を均一な導電層として形成しなければならないため、凸状部214を狭小化すると、その均一性が損なわれてしまい、均一な導電層とすることができないためである。   The tip 214A of the convex portion 214 is narrowed by a predetermined narrowing process. As will be described in detail in the following manufacturing method, this depends on the method of forming the convex portion 214. That is, the convex portion 214 is formed by performing via fill plating on the through-hole formed in the insulating member 211, but the convex portion 214 must be formed as a uniform conductive layer. This is because if the portion 214 is narrowed, the uniformity is impaired, and a uniform conductive layer cannot be obtained.

したがって、上記ビアフィルメッキ法によって凸状部214を均一な導電層として形成した後、上述した狭窄加工を施すことによって、先端214Aを狭窄する。   Therefore, after forming the convex part 214 as a uniform conductive layer by the via fill plating method, the tip 214A is narrowed by performing the narrowing process described above.

なお、図3に示すように、一般には上述した狭窄加工によって、先端214Aの周囲における絶縁部材211が部分的に削られて空隙211Cが形成されるようになる。   As shown in FIG. 3, generally, the insulating member 211 around the tip 214A is partially cut by the narrowing process described above to form a gap 211C.

図4〜6は、図1〜3に関する放射線検出器10の変形例である。これらの変形例では、第2の電極パターン213における凸状部214の先端214Aの形状を変化させている。なお、類似及び同一の構成要素に関しては同一の参照数字を用いている。   FIGS. 4-6 is a modification of the radiation detector 10 regarding FIGS. In these modified examples, the shape of the tip 214A of the convex portion 214 in the second electrode pattern 213 is changed. Note that the same reference numerals are used for similar and identical components.

図4では、図3と同様に、凸状部214の先端214Aをテーパー状に狭窄しているが、図3のように円錐台形状ではなく半球形状としている。また、図5では、凸状部214の先端214Aをステップ状に狭窄しており、かかる部分を円柱形状としている。さらに、図6では、同様に凸状部214の先端214Aをステップ状に狭窄しており、かかる部分を逆円錐台形状としている。これらの変形例でも、凸状部214の先端214Aが狭窄されており、それによる点電極としての機能増大による巨大電場を生成することができるようになる。   In FIG. 4, the tip 214 </ b> A of the convex portion 214 is narrowed like a taper as in FIG. 3, but it is not a truncated cone shape but a hemispherical shape as shown in FIG. 3. In FIG. 5, the tip 214 </ b> A of the convex portion 214 is narrowed in a step shape, and this portion has a cylindrical shape. Further, in FIG. 6, the tip 214 </ b> A of the convex portion 214 is similarly narrowed in a step shape, and this portion has an inverted truncated cone shape. Also in these modified examples, the tip 214A of the convex portion 214 is narrowed, so that a huge electric field can be generated by increasing the function as a point electrode.

したがって、第1の電極パターン212及び第2の電極パターン213間に印加する電圧をさほど増大させなくても、上述した電子のガス増幅を引き起こすことができ、放射線の検出を高感度に行うことができるようになる。   Therefore, even if the voltage applied between the first electrode pattern 212 and the second electrode pattern 213 is not increased so much, the above-described electron gas amplification can be caused, and radiation can be detected with high sensitivity. become able to.

なお、逆円錐台形状とは、図3に示す円錐台形状が上下逆転したような形状を意味するものである。   The inverted frustoconical shape means a shape in which the truncated cone shape shown in FIG.

また、図3、5及び6に示す形状は、主として狭窄加工をレーザ加工で実施した場合に容易に得ることができ、図4に示す形状は、主として狭窄加工をレーザ加工とエッチングとで実施した場合に容易に得ることができる。   The shapes shown in FIGS. 3, 5 and 6 can be easily obtained mainly when the narrowing is performed by laser processing, and the shapes shown in FIG. 4 are mainly performed by laser processing and etching. Can be easily obtained in some cases.

次に、本発明の放射線検出器の製造方法について説明する。図7〜図12は、本発明の製造方法の一例における工程図である。   Next, the manufacturing method of the radiation detector of this invention is demonstrated. 7-12 is process drawing in an example of the manufacturing method of this invention.

最初に、図7に示すように、例えば熱硬化性樹脂のフィルムあるいはシート等からなる絶縁部材211の主面211A及び裏面211Bに、銅などの導電性部材からなる第1の電極層217及び第2の電極層218を形成する。次いで、図8に示すように、第1の電極層217にフォトリソグラフィを施し、第1の電極層217において複数の加工用開口部217Aを形成すると同時に電極層218をストリップ状とする。   First, as shown in FIG. 7, the first electrode layer 217 made of a conductive member such as copper and the like are formed on the main surface 211A and the back surface 211B of the insulating member 211 made of, for example, a thermosetting resin film or sheet. Two electrode layers 218 are formed. Next, as shown in FIG. 8, the first electrode layer 217 is subjected to photolithography to form a plurality of processing openings 217A in the first electrode layer 217, and at the same time, the electrode layer 218 is formed into a strip shape.

次いで、図9に示すように、第1の電極層217の複数の加工用開口部217Aを介して絶縁部材211にエネルギー線を照射し、絶縁部材211の厚さ方向において貫通孔211Hを形成する。なお、前記エネルギー線としては例えばレーザ光線を用いることができ、好ましくは炭酸ガスレーザを用いる。このガスレーザは、その波長特性から絶縁部材211のみに加工を施し、電極層218は加工しない。なお、前記エネルギー線照射に代えて、感光性フォトリソグラフィを施すことによって貫通孔211Hを形成しても良い。   Next, as shown in FIG. 9, the insulating member 211 is irradiated with energy rays through the plurality of processing openings 217 </ b> A of the first electrode layer 217, thereby forming a through hole 211 </ b> H in the thickness direction of the insulating member 211. . For example, a laser beam can be used as the energy beam, and a carbon dioxide laser is preferably used. This gas laser processes only the insulating member 211 from its wavelength characteristics, and does not process the electrode layer 218. Note that the through hole 211H may be formed by performing photosensitive photolithography instead of the energy beam irradiation.

次いで、図10に示すように、貫通孔211H内にビアフィルメッキを施し、貫通孔211Hを埋設するようにして金属メッキ層219を形成する。その後、図11に示すように、第1の電極層217に対して再度フォトリソグラフィ工程を施し、第1の電極層217において金属メッキ層219を中心とした円形状の開口部212を形成して、第1の電極パターン212を形成する。   Next, as shown in FIG. 10, via fill plating is performed in the through hole 211H, and the metal plating layer 219 is formed so as to bury the through hole 211H. After that, as shown in FIG. 11, the first electrode layer 217 is subjected to a photolithography process again to form a circular opening 212 around the metal plating layer 219 in the first electrode layer 217. Then, the first electrode pattern 212 is formed.

次いで、図12に示すように、金属メッキ層219の先端をレーザ光照射やエッチング等によって狭窄加工し、先端214Aが狭窄された、金属メッキ層219からなる凸状部214と第2の電極層218とからなる第2の電極パターン213を形成する。   Next, as shown in FIG. 12, the tip of the metal plating layer 219 is narrowed by laser light irradiation, etching, or the like, and the convex portion 214 made of the metal plating layer 219 and the second electrode layer are constricted at the tip 214A. A second electrode pattern 213 made of 218 is formed.

なお、上述したように、凸状部214となる金属メッキ層219は、上述したビアフィルメッキによって形成するので、凸状部214を狭小化するには、貫通孔211Hの孔径を小さくする必要がある。貫通孔211Hの孔径が小さくなると、ビアフィルメッキを良好に行うことができなくなり、均一な金属メッキ層219を形成することが困難になる。その結果、凸状部214の狭小化は実現できても、その均一性を担保できなくなって、異常放電や絶縁破壊が生じる。   As described above, since the metal plating layer 219 to be the convex portion 214 is formed by the above-described via fill plating, it is necessary to reduce the diameter of the through hole 211H in order to narrow the convex portion 214. is there. When the hole diameter of the through-hole 211H is reduced, it becomes impossible to perform via fill plating well, and it becomes difficult to form a uniform metal plating layer 219. As a result, even if the convex portion 214 can be narrowed, the uniformity cannot be ensured, and abnormal discharge or dielectric breakdown occurs.

しかしながら、本例の製造方法では、上述したように、凸状部214自体を狭小化せずに、その先端のみをレーザ加工等によって狭窄しているので、上述した不均一性に伴う不利益を回避することができる。   However, in the manufacturing method of this example, as described above, the convex portion 214 itself is not narrowed, but only the tip thereof is narrowed by laser processing or the like. It can be avoided.

以上のようにして検出パネル21が形成されるので、その後、電極板22等を対向配置し、それらの間に上記混合ガスを充満させ、さらにケーシングを行うことによって目的とする図1に示すような放射線検出器を得ることができる。   Since the detection panel 21 is formed as described above, the electrode plate 22 and the like are thereafter disposed facing each other, filled with the mixed gas therebetween, and further subjected to casing as shown in FIG. A simple radiation detector can be obtained.

以上、本発明を上記具体例に基づいて詳細に説明したが、本発明は上記具体例に限定されるものではなく、本発明の範疇を逸脱しない限りにおいて、あらゆる変形や変更が可能である。   The present invention has been described in detail based on the above specific examples. However, the present invention is not limited to the above specific examples, and various modifications and changes can be made without departing from the scope of the present invention.

10 放射線検出器
20 ピクセル型放射線検出器
21 検出パネル
22 電極板
211 絶縁部材
212 第1の電極パターン
212A 第1の電極パターンの円形状開口部
213 第2の電極パターン
214 第2の電極パターンの凸状部
214A 第2の電極パターンの凸状部の先端
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Radiation detector 20 Pixel type radiation detector 21 Detection panel 22 Electrode plate 211 Insulating member 212 1st electrode pattern 212A Circular opening part of 1st electrode pattern 213 2nd electrode pattern 214 Convex of 2nd electrode pattern 214A The tip of the convex part of the second electrode pattern

Claims (3)

絶縁部材の第1の面上に第1の電極層を形成するとともに、前記絶縁部材の前記第1の面と相対向する第2の面上に第2の電極層を形成する工程と、
前記第1の電極層に対して第1の露光現像処理を施し、前記第1の電極層において複数の加工用開口部を形成する工程と、
前記第1の電極層の前記複数の加工用開口部を介して前記絶縁部材にエネルギー線を照射する、又は感光性フォトリソグラフィを施すことによって、前記絶縁部材の厚さ方向において貫通孔を形成する工程と、
前記貫通孔内にビアフィルメッキを施し、前記貫通孔を埋設するようにして金属メッキ層を形成する工程と、
前記第1の電極層に対して第2の露光現像処理を施し、前記第1の電極層において前記金属メッキ層を中心とした円形状の開口部を形成して、第1の電極パターンを形成する工程と、
前記金属メッキ層の先端を狭窄加工し、前記金属メッキ層からなる先端が狭窄された凸状部と前記第2の電極層とからなる第2の電極パターンを形成する工程と、
を具えることを特徴とする、放射線検出器の製造方法。
Forming a first electrode layer on the first surface of the insulating member, and forming a second electrode layer on a second surface opposite to the first surface of the insulating member;
Subjecting the first electrode layer to a first exposure and development process to form a plurality of processing openings in the first electrode layer;
Through holes are formed in the thickness direction of the insulating member by irradiating the insulating member with energy rays through the plurality of processing openings of the first electrode layer or by performing photosensitive photolithography. Process,
Applying via fill plating in the through hole and forming a metal plating layer so as to embed the through hole; and
A second exposure and development process is performed on the first electrode layer, and a circular opening centered on the metal plating layer is formed in the first electrode layer to form a first electrode pattern. And a process of
A step of narrowing a tip of the metal plating layer, and forming a second electrode pattern consisting of a convex portion with a narrowed tip made of the metal plating layer and the second electrode layer;
The manufacturing method of a radiation detector characterized by comprising.
前記狭窄加工は、レーザ加工であることを特徴とする、請求項1に記載の放射線検出器の製造方法。   The method of manufacturing a radiation detector according to claim 1, wherein the constriction processing is laser processing. 前記狭窄加工は、エッチング加工であることを特徴とする、請求項1に記載の放射線検出器の製造方法。   The method of manufacturing a radiation detector according to claim 1, wherein the narrowing process is an etching process.
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