JP5515881B2 - 放射線検出センサ、放射線検出センサの製造方法 - Google Patents

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およびその製造方法に係り、特に、信号処理回路を含んだ放射線検出センサおよびその製造方法に関する。

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。

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。

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。

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。

特開２００２−６２３６０号公報（図１）

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およびその製造方法において、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およびその製造方法を提供することを目的とする。

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に接触して前記第１、第２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２の絶縁層を貫通し設けられた第３の縦方向導電路群と、前記第２の絶縁層の下側に位置し、前記第２の縦方向導電路群のそれぞれおよび前記第３の縦方向導電路群のそれぞれに電気導通し、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。

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。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２の絶縁層を貫通する第３の縦方向導電路群を経て第３の配線層に電気的導通ができる。一方、カソード電極パターンからは、第１、第２の絶縁層を貫通する第２の縦方向導電路群を介して第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。

したがって、第１の配線層においては、放射線を検出するパターンの外側領域に、電気的な接続をするための構成（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。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

また、参考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。

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。

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。

また、本発明のさらに別の態様である放射線検出センサの製造方法は、第１の絶縁層と該第１の絶縁層の両主面にそれぞれ積層された第１および第２の銅箔とを有する積層板に、グリッド状配列のアノード電極パターン用貫通孔および前記グリッド状配列に並んで１列配置の縦方向導電路用貫通孔をレーザ加工で設ける工程と、前記積層板の前記アノード電極パターン用貫通孔および前記縦方向導電路用貫通孔の内部に銅めっきを施し満たす工程と、前記第１の銅箔をパターニングして、前記アノード電極パターン用貫通孔の内部の前記銅めっきのおのおのに対応する、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を有し、かつ、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、加えて、行方向のそれぞれを同一の電気的ノードとして前記縦方向導電路用貫通孔の内部の前記銅めっきのおのおのに接続するカソード電極パターンを有する第１の配線層を形成する工程と、前記第２の銅箔をパターニングして、前記アノード電極パターン用貫通孔の内部の前記銅めっきのおのおのに接続して、前記アノード電極パターンの列方向のそれぞれを同一の電気的ノードとするアノード配線パターンを有し、かつ、前記縦方向導電路用貫通孔の内部の前記銅めっきのおのおのに接続する中継配線パターンを有する第２の配線層を形成する工程と、前記第２の配線層の前記アノード配線パターンのそれぞれおよび該第２の配線層の前記中継配線パターンのそれぞれに電気導通する縦方向導電路を備え、かつ該縦方向導電路のそれぞれに電気導通するパターンを主面上に備え、かつ該パターンに接続して部品実装ランドを該主面上に備える、第２の絶縁層を含む配線板積層部材が、前記主面の側を表の面として前記第１の絶縁層の前記第２の配線層上に位置するように、前記第２の絶縁層を前記第１の絶縁層の前記第２の配線層上に一体化する工程と、前記第１の絶縁層と前記第２の絶縁層との一体化後において、前記部品実装ランド上に信号処理ＩＣを実装する工程とを具備することを特徴とする。

この製造方法は、上記一態様の放射線検出センサを製造するためのひとつの方法である。

また、本発明のさらに別の態様である放射線検出センサの製造方法は、第１の絶縁層と該第１の絶縁層の両主面にそれぞれ積層された第１および第２の銅箔とを有する積層板に、グリッド状配列のアノード電極パターン用貫通孔および前記グリッド状配列に並んで１行配置の縦方向導電路用貫通孔をレーザ加工で設ける工程と、前記積層板の前記アノード電極パターン用貫通孔および前記縦方向導電路用貫通孔の内部に銅めっきを施し満たす工程と、前記第１の銅箔をパターニングして、前記アノード電極パターン用貫通孔の内部の前記銅めっきのおのおのに対応する、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を有し、かつ、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、加えて、行方向のそれぞれを同一の電気的ノードとするカソード電極パターンを有し、かつ、前記縦方向導電路用貫通孔の内部の前記銅めっきのおのおのに接続する中継配線群を有する第１の配線層を形成する工程と、前記第２の銅箔をパターニングして、前記アノード電極パターン用貫通孔の内部の前記銅めっきのおのおのに接続して、前記アノード電極パターンの列方向のそれぞれを同一の電気的ノードとする、該列方向のそれぞれが前記縦方向導電路用貫通孔の内部の前記銅めっきのおのおのに接続されたアノード配線パターンを有する第２の配線層を形成する工程と、部品実装ランドを含む第３の配線層を主面上に備える、第２の絶縁層を含む配線板積層部材が、前記主面の側を表の面として前記第１の絶縁層の前記第２の配線層上に位置するように、前記第２の絶縁層を前記第１の絶縁層の前記第２の配線層上に一体化する工程と、前記第１の絶縁層と前記第２の絶縁層との一体化後において、前記第１の配線層の前記行方向のカソード電極パターンのそれぞれと前記第３の配線層との間を、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れるように導電パターンが形成されている第１のフレキシブル回路板で電気的に接続し、かつ、前記第１の配線層の前記中継配線群のそれぞれと前記第３の配線層との間を、前記中継配線群のそれぞれと電気的導通を取れるように導電パターンが形成されている第２のフレキシブル回路板で電気的に接続する工程と、前記第１の絶縁層と前記第２の絶縁層との一体化後において、前記部品実装ランド上に信号処理ＩＣを実装する工程とを具備することを特徴とする。

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。

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。 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。 本発明の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。 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。 本発明のさらに別の実施形態である製造方法によ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。

本発明の実施態様として、前記第２の縦方向導電路群の縦方向導電路のそれぞれ、および前記第３の縦方向導電路群の縦方向導電路のそれぞれが、導電性組成物からなり、かつ、前記第１、第２の絶縁層の積層方向に一致する方向の軸を有し該軸の方向に径が変化している形状の導電性バンプを含んでいる、とすることができる。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される場合にも対応できる。

また、実施態様として、前記第２の縦方向導電路群の縦方向導電路のそれぞれ、および前記第３の縦方向導電路群の縦方向導電路のそれぞれが、異方性導電性フィルムによる縦方向の導電路を含む、とすることができる。異方性導電性フィルムを用いると、微細な多数の縦方向導電路を効率よく形成することができる。

また、実施態様として、前記第２の絶縁層が、２つの絶縁層の積層である、とすることができる。第２の絶縁層が２つの絶縁層の積層である場合、その構成の選択肢が広がる。上記のような導電性バンプを設ける場合、異方性導電性フィルムを設ける場合はそれぞれ選択肢の例となる。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

次に、本発明のさらに別の実施形態である製造方法によ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である製造方法によ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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

Claims (6)

1. 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に接触して前記第１、第２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２の絶縁層を貫通し設けられた第３の縦方向導電路群と、
   前記第２の絶縁層の下側に位置し、前記第２の縦方向導電路群のそれぞれおよび前記第３の縦方向導電路群のそれぞれに電気導通し、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。
2. 前記第２の縦方向導電路群のそれぞれ、および前記第３の縦方向導電路群のそれぞれが、導電性組成物からなり、かつ、前記第１、第２の絶縁層の積層方向に一致する方向の軸を有し該軸の方向に径が変化している形状の導電性バンプを含んでいることを特徴とする請求項１記載の放射線検出センサ。
3. 前記第２の縦方向導電路群のそれぞれ、および前記第３の縦方向導電路群のそれぞれが、異方性導電性フィルムによる縦方向の導電路を含むことを特徴とする請求項１記載の放射線検出センサ。
4. 前記第２の絶縁層が、２つの絶縁層の積層であることを特徴とする請求項２記載の放射線検出センサ。
5. 第１の絶縁層と該第１の絶縁層の両主面にそれぞれ積層された第１および第２の銅箔とを有する積層板に、グリッド状配列のアノード電極パターン用貫通孔および前記グリッド状配列に並んで１列配置の縦方向導電路用貫通孔をレーザ加工で設ける工程と、
   前記積層板の前記アノード電極パターン用貫通孔および前記縦方向導電路用貫通孔の内部に銅めっきを施し満たす工程と、
   前記第１の銅箔をパターニングして、前記アノード電極パターン用貫通孔の内部の前記銅めっきのおのおのに対応する、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を有し、かつ、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、加えて、行方向のそれぞれを同一の電気的ノードとして前記縦方向導電路用貫通孔の内部の前記銅めっきのおのおのに接続するカソード電極パターンを有する第１の配線層を形成する工程と、
   前記第２の銅箔をパターニングして、前記アノード電極パターン用貫通孔の内部の前記銅めっきのおのおのに接続して、前記アノード電極パターンの列方向のそれぞれを同一の電気的ノードとするアノード配線パターンを有し、かつ、前記縦方向導電路用貫通孔の内部の前記銅めっきのおのおのに接続する中継配線パターンを有する第２の配線層を形成する工程と、
   前記第２の配線層の前記アノード配線パターンのそれぞれおよび該第２の配線層の前記中継配線パターンのそれぞれに電気導通する縦方向導電路を備え、かつ該縦方向導電路のそれぞれに電気導通するパターンを主面上に備え、かつ該パターンに接続して部品実装ランドを該主面上に備える、第２の絶縁層を含む配線板積層部材が、前記主面の側を表の面として前記第１の絶縁層の前記第２の配線層上に位置するように、前記第２の絶縁層を前記第１の絶縁層の前記第２の配線層上に一体化する工程と、
   前記第１の絶縁層と前記第２の絶縁層との一体化後において、前記部品実装ランド上に信号処理ＩＣを実装する工程と
   を具備することを特徴とする放射線検出センサの製造方法。
6. 第１の絶縁層と該第１の絶縁層の両主面にそれぞれ積層された第１および第２の銅箔とを有する積層板に、グリッド状配列のアノード電極パターン用貫通孔および前記グリッド状配列に並んで１行配置の縦方向導電路用貫通孔をレーザ加工で設ける工程と、
   前記積層板の前記アノード電極パターン用貫通孔および前記縦方向導電路用貫通孔の内部に銅めっきを施し満たす工程と、
   前記第１の銅箔をパターニングして、前記アノード電極パターン用貫通孔の内部の前記銅めっきのおのおのに対応する、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を有し、かつ、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、加えて、行方向のそれぞれを同一の電気的ノードとするカソード電極パターンを有し、かつ、前記縦方向導電路用貫通孔の内部の前記銅めっきのおのおのに接続する中継配線群を有する第１の配線層を形成する工程と、
   前記第２の銅箔をパターニングして、前記アノード電極パターン用貫通孔の内部の前記銅めっきのおのおのに接続して、前記アノード電極パターンの列方向のそれぞれを同一の電気的ノードとする、該列方向のそれぞれが前記縦方向導電路用貫通孔の内部の前記銅めっきのおのおのに接続されたアノード配線パターンを有する第２の配線層を形成する工程と、
   部品実装ランドを含む第３の配線層を主面上に備える、第２の絶縁層を含む配線板積層部材が、前記主面の側を表の面として前記第１の絶縁層の前記第２の配線層上に位置するように、前記第２の絶縁層を前記第１の絶縁層の前記第２の配線層上に一体化する工程と、
   前記第１の絶縁層と前記第２の絶縁層との一体化後において、前記第１の配線層の前記行方向のカソード電極パターンのそれぞれと前記第３の配線層との間を、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れるように導電パターンが形成されている第１のフレキシブル回路板で電気的に接続し、かつ、前記第１の配線層の前記中継配線群のそれぞれと前記第３の配線層との間を、前記中継配線群のそれぞれと電気的導通を取れるように導電パターンが形成されている第２のフレキシブル回路板で電気的に接続する工程と、
   前記第１の絶縁層と前記第２の絶縁層との一体化後において、前記部品実装ランド上に信号処理ＩＣを実装する工程と
   を具備することを特徴とする放射線検出センサの製造方法。

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