JP6128190B2 - ガス増幅を用いた放射線検出器 - Google Patents

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に関する。

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ている。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、開口部の中心には裏面の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。

なお、放射線検出器は、例えばＡｒとエタンとの混合ガス中に配置される。また、前記ピクセル電極と前記ストリップ状陰極電極との間には所定の電圧が印加されている。

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高電圧、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。

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）。

特開２００２−６０４７号

しかしながら、上述した放射線検出器は、現在の製造技術において、歩留まりを考慮した場合、最大で１０ｃｍ〜３０ｃｍ角の大きさのものしか製造することができない。したがって、大型の用途、例えば、人体のＸ線撮影等に関するＸ線検出に際して要求されるような４０ｃｍ角以上の大きさの放射線検出器は、未だ歩留まりよく製造することが困難であって、たとえ製造できたとしても製造コストが増大し、実用可能な大型の放射線検出器は未だ十分に提供することができない。

本発明は、特に４０ｃｍ角以上の大型であって新規な構成の放射線検出器を提供することを目的とする。

上記目的を達成すべく、本発明は、
それぞれが、絶縁部材の第１の面上に形成されるとともに、円形状の複数の開口部を有する第１の電極パターン、及び前記絶縁部材の前記第１の面と相対向する第２の面上に形成されるとともに、前記絶縁部材を貫通し、前記第１の電極パターンの前記開口部の略中心部に先端が露出してなる凸状部を有する第２の電極パターンを含むピクセル型電極を有する矩形状の複数の放射線検出器ユニットと、
前記複数の放射線検出器ユニットそれぞれを搭載する複数の配線基板と、
前記複数の放射線検出器ユニットそれぞれと、前記複数の配線基板それぞれとを電気的に接続するための導電性部材とを具え、
前記複数の放射線検出器ユニットは、前記複数の放射線検出器ユニットそれぞれの４辺のうちの互いに直交する一方の組の２辺が、搭載すべき前記複数の配線基板それぞれの直交する２辺と平行に近接して配置されるようにして、それぞれ前記複数の配線基板上に搭載され、
前記複数の放射線検出器ユニットは、それぞれの前記一方の組の２辺を介して互いに隣接して配置され、
前記複数の放射線検出器ユニットは、それぞれの前記４辺のうちの互いに直交する他方の組の２辺に各々沿って形成された複数の第１及び第２のパッドを有し、
前記複数の配線基板は、前記複数の第１及び第２のパッドに対してそれぞれ対向する位置に配置された複数の第３のパッドを有し、
前記複数の導電性部材は、前記複数の第１及び第２のパッドとそれぞれ対向する位置に配置された前記複数の第３のパッドとを互いに接続することを特徴とする、ガス増幅を用いた放射線検出器に関する。

本発明の放射線検出器においては、複数の放射線検出器ユニットのそれぞれに対して配線基板を準備し、各放射線検出器ユニットと各配線基板とを導電性部材によって電気的に接続するようにしている。また、各放射線検出器ユニットは、各放射線検出器ユニットの直交する２辺が、搭載すべき配線基板の直交する２辺と平行に近接して配置されるようにしてそれぞれの配線基板上に搭載され、複数の放射線検出器ユニットは、それぞれの直交する２辺を介して互いに隣接して配置されてなる。すなわち、第２の放射線検出器においては、外観上、上記第１の放射線検出器における配線基板が放射線検出器ユニット毎に分断されたような形態となっている。

この場合、各放射線検出器ユニットは、それぞれが搭載された各配線基板によって独立に高電圧印加及び信号読み出しが行われることになるが、これら配線基板による各放射線検出器ユニットの高電圧印加及び信号読み出しは互いに同期させることができる。結果として、複数の放射線検出器ユニットは１つの放射線検出器として高電圧印加及び信号読み出しできるようになるので、大型の放射線検出器として機能させることができるようになる。

したがって、例えば各放射線検出器ユニットの大きさを２０ｃｍ角とし、その数を４とすれば、４０ｃｍ角の大きさの大型の放射線検出器と同等の放射線検出器が得られることになる。なお、各放射線検出器ユニットの大きさを、現在の製造技術における高歩留まりの３０ｃｍ程度とし、あるいはその数を５以上（例えば、９）とすれば、９０ｃｍ角の大きさの大型の放射線検出器と同等の放射線検出器が得られることになる。

この場合においても、放射線検出器ユニットの数は、放射線検出器ユニットの大きさ及び得ようとする放射性検出器の大きさによって任意の数とすることができるが、上述したように、現状の製造方法で歩留まりよく得られる放射検出器ユニットの大きさが１０ｃｍ〜３０ｃｍ角であることを考慮すると、実質４０ｃｍ角以上の大きさの放射性検出器を得ようとした場合、その数は４以上であることが好ましい。

また、放射線検出器においては、複数の放射線検出器ユニットそれぞれに対して配線基板を設けるようにしているので、例えば複数の放射線検出器ユニットの内の１つが故障した場合において、この放射線検出器ユニット及びこれを搭載する配線基板を交換すれば、放射線検出器は全体として再び高電圧印加及び信号読み出しができる。したがって、本発明の放射線検出器は、放射線検出器ユニットが故障した場合の修理コストを低減することができる。

本発明の一例において、導電性部材はワイヤー部材とすることができる。この場合、放射線検出器ユニットと配線基板との電気的接続は、ワイヤーボンディングなる簡易かつ汎用の技術を用いて行うことができる。なお、この場合においては、ワイヤーのボンディングを固定し、さらには隣接した放射線検出器との電気的接触等を防止すべく、樹脂で封止することが好ましい。

また、本発明の一例において、導電性部材は、主面上にストリップ状の配線パターンが形成されてなるフレキシブル配線基板とすることができる。この場合、放射線検出器ユニットと配線基板との電気的接続は、フレキシブル配線基板のストリップ状の配線パターンを介して行われることになる。ストリップ状の配線パターンは、フレキシブル配線基板の基板によって保護されるので、ワイヤーボンディングなどの場合のように、隣接した放射線検出器との電気的接触等は自ずから防止される。しかしながら、放射線検出器ユニット及び配線基板との接続部における結合力を保持するために、例えば、異方性導電樹脂を介して放射線検出器ユニット及び配線基板に接続することが好ましい。

さらに、本発明の一例において、複数の放射線検出器ユニット間を接続する追加の導電性部材を設けることができる。この場合、複数の放射線検出器ユニットは互いに電気的に導通（接続）されることになるので、これら複数の放射線検出器ユニットの高電圧印加及び信号読み出しを同期させることが容易になる。

なお、追加の導電性部材は、導電性部材と同様にワイヤー部材あるいは主面上にストリップ状の配線パターンが形成されてなるフレキシブル配線基板とすることができる。ワイヤー及びフレキシブル配線基板を用いた場合の利点及び欠点は、上記導電性部材と同様であり、このような観点から、これらワイヤー部材を樹脂で被覆することができるとともに、フレキシブル基板の接続部における接続を、異方性導電樹脂を用いて行うことができる。

特に限定されるものではないが、例えば放射線検出器ユニットと配線基板との電気的な接続は、放射線検出器ユニットのピクセル電極から延在するようにして形成されたパッドと、配線基板に形成されたパッドとの間で行われる。

以上説明したように、本発明によれば、特に４０ｃｍ角以上の大型であって新規な構成の放射線検出器を提供することができる。

本発明の放射線検出器の一例における概略構成を示す側面図である。 図１に示す放射線検出器の平面図である。 図１及び図２に示す放射線検出器の、放射線検出器ユニットの一つを拡大して示す斜視図である。 本発明の放射線検出器の他の例における概略構成を示す側面図である。 図４に示す放射線検出器の平面図である。 本発明の放射線検出器のその他の例における概略構成を示す側面図である。 図６に示す放射線検出器の平面図である。 図６及び図７に示す放射線検出器のフレキシブル配線基板の概略構成を示す図である。 図６及び図７に示す放射線検出器のフレキシブル配線基板による接合部を拡大して示す図である。同じく、実施形態における放射線検出器の製造方法の一例における工程図である。 本発明の放射線検出器の他の例における概略構成を示す側面図である。

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。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の放射線検出器の一例における概略構成を示す側面図であり、図２は、図１に示す放射線検出器の平面図である。また、図３は、図１及び図２に示す放射線検出器の、放射線検出器ユニットの一つを拡大して示す斜視図である。なお、本実施形態における放射線検出器の特徴を明確にすべく、図２においては、図１に示す封止樹脂及び保護カバーについては記載を省略している。

図１及び図２に示すように、本実施形態における放射線検出器１０は、４つの放射線検出器ユニット１１−１、１１−２，１１−３及び１１−４を有している。これら４つの放射線検出器ユニット１１−１，１１−２，１１−３及び１１−４は、互いに隣接するようにして配線基板１３上に図示しない接着剤等によって固定され、搭載されている。

また、第１の放射線検出器ユニット１１−１には、その主面上において、２つの直交する外縁に沿って第１のパッド１１−１Ａ及び第２のパッド１１−１Ｂが形成されており、第２の放射線検出器ユニット１１−２にも、その主面上において、２つの直交する外縁に沿って第１のパッド１１−２Ａ及び第２のパッド１１−２Ｂが形成されている。さらに、第３の放射線検出器ユニット１１−３にも、その主面上において、２つの直交する外縁に沿って第１のパッド１１−３Ａ及び第２のパッド１１−３Ｂが形成されており、第４の放射線検出器ユニット１１−４にも、その主面上において、２つの直交する外縁に沿って第１のパッド１１−４Ａ及び第２のパッド１１−４Ｂが形成されている。

配線基板１３の主面上には、上述した各放射線検出器ユニット１１−１〜１１−４の第１のパッド１１−１Ａ，１１−２Ａ，１１−３Ａ及び１１−４Ａと対向するようにしてパッド１３Ａが設けられており、第２のパッド１１−１Ｂ，１１−２Ｂ，１１−３Ｂ及び１１−４Ｂと対向するようにしてパッド１３Ｂが設けられている。さらに、パッド１３Ａ及びパッド１３Ｂの外方には、配線基板１３の各外縁に沿ってコネクター１８が設けられている。コネクター１８は、配線基板１３を、外部制御回路及び外部駆動回路等に接続するためのものである。

なお、特に図示しないが、配線基板１３内部には、パッド１３Ａ及びパッド１３Ｂとこれらに１対１で対応するコネクター１８の各接続端子へ電気的に接続するための配線パターンが形成されている。

また、各放射線検出器ユニット１１−１〜１１−４の第１のパッド１１−１Ａ，１１−２Ａ，１１−３Ａ及び１１−４Ａは、対向して設けられた配線基板１３のパッド１３Ａと、それぞれワイヤー１４によって接続されている。同様に、各放射線検出器ユニット１１−１〜１１−４の第２のパッド１１−１Ｂ，１１−２Ｂ，１１−３Ｂ及び１１−４Ｂは、対向して設けられた配線基板１３のパッド１３Ｂと、それぞれワイヤー１４によって接続されている。さらに、ワイヤー１４はエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂によって封止されている。

図１から明らかなように、本実施形態の放射線検出器１０は、配線基板１３のパッド１３Ａ及びコネクター１８間から立設し、放射線検出器ユニット１１−１〜１１−４を覆うようにして設けられた、放射線検出器ユニット１１−１〜１１−４に対する保護カバー１９が設けられている。

図３に示すように、第１の放射性検出器ユニット１１−１は、絶縁部材２１の主面１１Ａ上に形成された、円形状の複数の開口部２２Ａを有する第１の電極パターン２２と、絶縁部材２１の裏面２１Ｂ上に、第１の電極パターン２２と直交するようにして形成された第２の電極パターン２３とを含んでいる。第２の電極パターン２３は、絶縁部材２１を貫通し、第１の電極パターン２２の開口部２２Ａの略中心部に先端が露出してなる凸状部２４を有する。凸状部２４は、ピクセル電極（検出電極）を構成し、その結果、第１の電極パターン２２及び第２の電極パターン２３はピクセル型電極を構成する。なお、凸状部２４の上面は平坦となっており、その周囲にエッジが形成されている。

また、第１の電極パターン２２からは、その両端に延在するようにして第１のパッド１１−１Ａが形成されている。さらに、第２の電極パターン２３からは、絶縁部材２１内を貫通するようにして形成された層間接続体２５を介して、絶縁部材２１の主面２１Ａ上において第２のパッド１１−１Ｂが形成されている。すなわち、図１及び図２に示す放射線検出器１０における第１の放射線検出器ユニット１１−１の第１のパッド１１−１Ａは、この第１の放射線検出器１１−１の第１の電極パターン２２と電気的に導通したパッドであり、第２のパッド１１−１Ｂは、第１の放射線検出器１１−１の第２の電極パターン２３と電気的に導通したパッドである。

なお、第２の放射線検出器ユニット１１−２、第３の放射線検出器ユニット１１−３及び第４の放射線検出器ユニット１１−４の構成も、図３に示す符号“１１−１”が、それぞれ“１１−２”、“１１−３”及び“１１−４”に代わったのみであって、その基本構成は、図３に示す第１の放射線検出器ユニット１１−１と同じである。

本実施形態の放射線検出器１０によれば、図３に示すような構成の放射線検出器ユニット１１−１〜１１−４を互いに隣接するように配線基板１３上に搭載するとともに、各放射線検出器ユニット１１−１〜１１−４の外縁に形成された第１のパッド１１−１Ａ〜１１−４Ａ及び第２のパッド１１−１Ｂ〜１１−４Ｂを、配線基板１３上に形成されたパッド１３Ａ及び１３Ｂとそれぞれワイヤー１４によって電気的に接続するようにしている。また、配線基板１３内部には、パッド１３Ａ及びパッド１３Ｂをコネクター１８の対応する接続ピンへ電気的に接続するための配線パターンが形成されている。

したがって、放射線検出器ユニット１１−１〜１１−４には、配線基板１３のコネクター１８に接続された外部高電圧系からの高電圧印加が配線基板１３に内蔵された配線パターン（図示せず）並びにパッド１３Ａ及び１３Ｂを介して行われ、一方、放射線検出器ユニット１１−１〜１１−４が放射線から得た信号が、配線基板１３に内蔵された配線パターン（図示せず）を介して外部信号読み出し回路等へ伝達されるようになる。この結果、配線基板１３は、放射線検出器ユニット１１−１〜１１−４に対して共通の高電圧印加系及び信号読み出し系として機能するようになる。この結果、放射線検出器ユニット１１−１〜１１−４は、高電圧印加系及び信号読み出し系である配線基板１３を共有することになり、この配線基板１３によって、放射線検出器ユニット１１−１〜１１−４は互いに同期するようにして高電圧印加及び信号読み出しができるようになる。

特に、配線基板１３のパッド１３Ａは、放射線検出器ユニット１１−１〜１１−４の第１の電極パターンのパッドとワイヤー１４を介して電気的に接続されており、配線基板１３のパッド１３Ｂは、放射線検出器ユニット１１−１〜１１−４の第２の電極パターンのパッドとワイヤー１４を介して電気的に接続されている。したがって、これら第１の電極パターン及び第２の電極パターン間に印加すべき電圧も、放射線検出器ユニット１１−１〜１１−４間で同じ値となるように制御することができ、放射線検出器ユニット１１−１〜１１−４間の検出感度を互いに等しくすることができる。

このため、放射線検出器ユニット１１−１〜１１−４は１つの放射線検出器として高電圧印加及び信号読み出しを行うことができるようになるので、結果として本実施形態の放射線検出器１０は、大型の放射線検出器として機能させることができるようになる。

したがって、例えば放射線検出器ユニット１１−１〜１１−４の大きさをそれぞれ２０ｃｍ角とすれば、４０ｃｍ角の大きさの大型の放射線検出器と同等の放射線検出器１０が得られることになる。なお、放射線検出器ユニット１１−１〜１１−４の大きさを、現在の製造技術における高歩留まりの３０ｃｍ程度とすれば、６０ｃｍ角の大きさの大型の放射線検出器と同等の放射線検出器１０が得られることになる。

なお、本実施形態において、放射線検出器ユニットの数は４としているが、放射線検出器ユニットの大きさ及び得ようとする放射性検出器の大きさによって任意の数とすることができる。但し、現状の製造方法で歩留まりよく得られる放射検出器ユニットの大きさが１０ｃｍ〜３０ｃｍ角であることを考慮すると、実質４０ｃｍ角以上の大きさの放射性検出器を得ようとした場合、その数は４以上であることが好ましい。

また、本実施形態においては、放射線検出器１１−１〜１１−４の第１のパッド１１−１Ａ〜１１−４Ａと配線基板１３のパッド１３Ａとの間、及び放射線検出器１１−１〜１１−４の第２のパッド１１−１Ｂ〜１１−４Ｂと配線基板１３のパッド１３Ｂとの間をワイヤー１４によって電気的に接続している。この場合、パッド間の電気的接続は、ワイヤーボンディングなる簡易かつ汎用の技術を用いて行うことができる。

さらに、本実施形態では、ワイヤー１４を樹脂封止しているので、ボンディングを固定し、さらには隣接した放射線検出器との電気的接触等を防止することができる。

なお、各放射線検出器１１−１〜１１−４の放射線検出原理は公知であるが、図３を参照して簡単に説明する。

放射線検出器ユニット１１−１は、所定のガス、例えばＨｅとメタンとの混合ガス雰囲気中に配置し、さらに、保護カバー１９の上面にアルミニウム板などを貼付し、所定の電圧をバイアスする。第１の電極パターン２２をカソードとし、第２の電極パターン２３をアノードとした場合、上述した混合ガス雰囲気中に放射線が入射すると、この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、保護カバー１９の上面に形成されたアルミニウム板のバイアス電圧を受けて放射線検出器ユニット１１−１に導かれ、第１の電極パターン２２と、第２の電極パターン２３の凸状部２４との間に印加された電圧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２４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２４から周囲の第１の電極パターン２２に向けてドリフトする。

この結果、第１の電極パターン２２及び第２の電極パターン２３の凸状部２４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２４、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、放射線検出器ユニット１１−１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。

（第２の実施形態）
図４は、本発明の放射線検出器の他の例における概略構成を示す側面図であり、図５は、図４に示す放射線検出器の平面図である。なお、本実施形態における放射線検出器の特徴を明確にすべく、図５においては、図４に示す封止樹脂及び保護カバーについては記載を省略している。なお、図１〜図３に示す構成要素と類似あるいは同一の構成要素については同一の符号を用いている。

本実施形態においては、放射線検出器ユニット１１−１，１１−２，１１−３及び１１−４のそれぞれに対して配線基板１３−１，１３−２，１３−３及び１３−４を準備し、これら放射線検出器ユニット１１−１〜１１−４をそれぞれ配線基板１３−１〜１３−４に対して図示しない接着剤等で固定して搭載するととともに、放射線検出器ユニット１１−１〜１１−４と配線基板１３−１〜１３−４とをワイヤー１４によって電気的に接続するようにしている。

具体的には、第１の放射線検出器ユニット１１−１の外縁に沿って形成した第１のパッド１１−１Ａと対向するようにして、第１の放射線検出器ユニット１１−１を搭載する第１の配線基板１３−１においてパッド１３Ａを形成し、第１のパッド１１−１Ａとパッド１３Ａとをワイヤー１４で電気的に接続するとともに、第１の放射線検出器ユニット１１−１の外縁に沿って形成した第２のパッド１１−１Ｂと対向するようにして、第１の放射線検出器ユニット１１−１を搭載する第１の配線基板１３−１においてパッド１３Ｂを形成し、第２のパッド１１−１Ｂとパッド１３Ｂとをワイヤー１４で電気的に接続する。

同様に、第２の放射線検出器ユニット１１−２の外縁に沿って形成した第１のパッド１１−２Ａと対向するようにして、第２の放射線検出器ユニット１１−２を搭載する第２の配線基板１３−２においてパッド１３Ａを形成し、第１のパッド１１−２Ａとパッド１３Ａとをワイヤー１４で電気的に接続するとともに、第２の放射線検出器ユニット１１−２の外縁に沿って形成した第２のパッド１１−２Ｂと対向するようにして、第２の放射線検出器ユニット１１−２を搭載する第１の配線基板１３−２においてパッド１３Ｂを形成し、第２のパッド１１−２Ｂとパッド１３Ｂとをワイヤー１４で電気的に接続する。

また、第３の放射線検出器ユニット１１−３の外縁に沿って形成した第１のパッド１１−３Ａと対向するようにして、第３の放射線検出器ユニット１１−３を搭載する第３の配線基板１３−３においてパッド１３Ａを形成し、第１のパッド１１−３Ａとパッド１３Ａとをワイヤー１４で電気的に接続するとともに、第３の放射線検出器ユニット１１−３の外縁に沿って形成した第２のパッド１１−３Ｂと対向するようにして、第３の放射線検出器ユニット１１−３を搭載する第１の配線基板１３−３においてパッド１３Ｂを形成し、第２のパッド１１−３Ｂとパッド１３Ｂとをワイヤー１４で電気的に接続する。

さらに、第４の放射線検出器ユニット１１−４の外縁に沿って形成した第４のパッド１１−４Ａと対向するようにして、第４の放射線検出器ユニット１１−４を搭載する第４の配線基板１３−４においてパッド１３Ａを形成し、第１のパッド１１−４Ａとパッド１３Ａとをワイヤー１４で電気的に接続するとともに、第４の放射線検出器ユニット１１−４の外縁に沿って形成した第２のパッド１１−４Ｂと対向するようにして、第４の放射線検出器ユニット１１−４を搭載する第４の配線基板１３−４においてパッド１３Ｂを形成し、第２のパッド１１−４Ｂとパッド１３Ｂとをワイヤー１４で電気的に接続する。

なお、放射線検出器ユニット１１−１〜１１−４を配線基板１３−１〜１３−４に搭載するに際しては、各放射線検出器ユニット１１−１〜１１−４の、第１のパッド及び第２のパッドが形成されていない側の、直交する２辺、すなわち直交する２つの外縁が、搭載すべき配線基板１３−１〜１３−４の、パッド１３Ａ及びパッド１３Ｂが形成されていない側の直交する２辺、すなわち直交する２つの外縁と平行に近接して配置されるようにして行う。また、放射線検出器ユニット１１−１〜１１−４は、それぞれの直交する２辺を介して互いに隣接するようにして配置する。換言すれば、本実施形態の放射線検出器３０は、外観上、第１の実施形態の放射線検出器１０における配線基板１３が放射線検出器ユニット毎に分断されたような形態となっている。

また、配線基板１３−１〜１３−４内部には、パッド１３Ａ及びパッド１３Ｂとこれらに１対１で対応するコネクタ１８の各接続端子へ電気的に接続するための配線パターンが形成されている。

この場合、放射線検出器ユニット１１−１〜１１−４には、配線基板１３のコネクター１８に接続された外部高電圧系からの高電圧印加が配線基板１３に内蔵された配線パターン（図示せず）並びにパッド１３Ａ及び１３Ｂを介して行われ、一方、放射線検出器ユニット１１−１〜１１−４が放射線から得た信号が、配線基板１３に内蔵された配線パターン（図示せず）を介して外部信号読み出し回路等へ伝達されるようになる。この結果、放射線検出器ユニット１１−１〜１１−４は、それぞれ配線基板１３−１〜１３−４によって独立に機能することになる。しかしながら、これら配線基板１３−１〜１３−４による放射線検出器ユニット１１−１〜１１−４の高電圧印加及び信号読み出しは互いに同期させることができる。

特に、配線基板１３−１〜１３−４のパッド１３Ａは、放射線検出器ユニット１１−１〜１１−４の第１の電極パターンのパッドとワイヤー１４を介して電気的に接続されており、配線基板１３−１〜１３−４のパッド１３Ｂは、放射線検出器ユニット１１−１〜１１−４の第２の電極パターンのパッドとワイヤー１４を介して電気的に接続されている。したがって、これら第１の電極パターン及び第２の電極パターン間に印加すべき電圧も、放射線検出器ユニット１１−１〜１１−４間で同じ値となるように制御することができ、放射線検出器ユニット１１−１〜１１−４間の検出感度を互いに等しくすることができる。

このため、放射線検出器ユニット１１−１〜１１−４は１つの放射線検出器として機能するようになるので、結果として本実施形態の放射線検出器３０は、大型の放射線検出器として機能させることができるようになる。

したがって、例えば放射線検出器ユニット１１−１〜１１−４の大きさをそれぞれ２０ｃｍ角とすれば、４０ｃｍ角の大きさの大型の放射線検出器と同等の放射線検出器１０が得られることになる。なお、放射線検出器ユニット１１−１〜１１−４の大きさを、現在の製造技術における高歩留まりの３０ｃｍ程度とすれば、６０ｃｍ角の大きさの大型の放射線検出器と同等の放射線検出器３０が得られることになる。

なお、本実施形態において、放射線検出器ユニットの数は４としているが、放射線検出器ユニットの大きさ及び得ようとする放射性検出器の大きさによって任意の数とすることができる。但し、現状の製造方法で歩留まりよく得られる放射検出器ユニットの大きさが１０ｃｍ〜３０ｃｍ角であることを考慮すると、実質４０ｃｍ角以上の大きさの放射性検出器を得ようとした場合、その数は４以上であることが好ましい。

また、本実施形態においても、放射線検出器１１−１〜１１−４の第１のパッド１１−１Ａ〜１１−４Ａと配線基板１３−１〜１３−４のパッド１３Ａとの間、及び放射線検出器１１−１〜１１−４の第２のパッド１１−１Ｂ〜１１−４Ｂと配線基板１３−１〜１３−４のパッド１３Ｂとの間をワイヤー１４によって電気的に接続している。この場合、パッド間の電気的接続は、ワイヤーボンディングなる簡易かつ汎用の技術を用いて行うことができる。

さらに、本実施形態では、ワイヤー１４を樹脂封止しているので、ボンディングを固定し、さらには隣接した放射線検出器との電気的接触等を防止することができる。

また、本実施形態では、放射線検出器ユニット１１−１〜１１−４それぞれに対して配線基板１３−１〜１３−４を設けるようにしているので、例えば放射線検出器ユニット１１−１が故障した場合において、この放射線検出器ユニット１１−１及びこれを搭載する配線基板１３−１を交換すれば、放射線検出器３０は全体として再び制御及び駆動させることができる。一方、第１の実施形態における放射線検出器１０は、例えば放射線検出器ユニット１１−１が故障した場合においても、この放射線検出器１１−１のみを交換することは不可能であって、放射線検出器１０ごと新たな放射線検出器と交換しなければならない。

したがって、本実施形態の放射線検出器３０は、放射線検出器ユニットが故障した場合の修理コストを低減することができる。

（第３の実施形態）
図６は、本発明の放射線検出器のその他の例における概略構成を示す側面図であり、図７は、図６に示す放射線検出器の平面図である。また、図８は、図６及び図７に示す放射線検出器のフレキシブル配線基板の概略構成を示す図であり、図９は、図６及び図７に示す放射線検出器のフレキシブル配線基板による接合部を拡大して示す図である。なお、本実施形態における放射線検出器の特徴を明確にすべく、図７においては、図６に示す保護カバーについては記載を省略している。また、図１〜図３に示す構成要素と類似あるいは同一の構成要素については同一の符号を用いている。

本実施形態の放射線検出器４０は、図１及び図２に示す第１の実施形態の放射線検出器１０において、放射線検出器ユニット１１−１〜１１−４の第１のパッド１１−１Ａ，１１−２Ａ，１１−３Ａ及び１１−４Ａと対向して設けられた配線基板１３のパッド１３Ａとをワイヤー１４で接続する代わりにフレキシブル配線基板４４で接続している。同様に、放射線検出器ユニット１１−１〜１１−４の第２のパッド１１−１Ｂ，１１−２Ｂ，１１−３Ｂ及び１１−４Ｂと対向して設けられた配線基板１３のパッド１３Ｂとをワイヤー１４によって接続する代わりに、同じくフレキシブル配線基板４４で接続している。

なお、その他の構成は、第１の実施形態の放射線検出器１０と同様であるので説明を省略する。

本実施形態においては、上述のように、放射線検出器ユニット１１−１〜１１−４のパッドと配線基板のパッドとをフレキシブル配線基板４４で接続している。したがって、ワイヤー１４を使用した接続に比較して、隣接した放射線検出器との電気的接触等は自ずから防止される。このため、ワイヤー１４を使用した場合のように封止樹脂等を設ける必要がない。

但し、フレキシブル配線基板４４は、放射線検出器ユニット１１−１〜１１−４のパッドと配線基板とのパッドとを、例えば放射線検出器ユニット１１−１等における隣接するパッド同士、及び配線基板１３における隣接するパッド同士が電気的に干渉しないように、電気的接続を行うべき配線パターンは、図８に示すように、例えばポリイミドなどからなるフレキシブル基板４４１の主面上においてストリップ状に形成され、ストリップ状の配線パターン４４２を構成することが必要である。

したがって、フレキシブル配線基板４４は、ストリップ状配線パターン４４２が、放射線検出器ユニット１１−１〜１１−４のパッドと配線基板のパッドとを電気的に接続できるように、ストリップ状配線パターン４４２の長さ方向が、放射線検出器ユニットのパッド及び配線基板のパッド間の線分方向と一致するようにして配置する。

一方、放射線検出器ユニット１１−１〜１１−４のパッド及び配線基板のパッドに対するフレキシブル配線基板４４の接合力は低いので、例えば図９に示すように、異方性導電樹脂４６を介在させて、フレキシブル配線基板４４の、放射線検出器ユニット１１−１〜１１−４のパッド及び配線基板のパッドに対する接合力を向上させることが好ましい。

なお、本実施形態においても、放射線検出器ユニット１１−１〜１１−４には、配線基板１３のコネクター１８に接続された外部高電圧系からの高電圧印加が配線基板１３に内蔵された配線パターン（図示せず）並びにパッド１３Ａ及び１３Ｂを介して行われ、一方、放射線検出器ユニット１１−１〜１１−４が放射線から得た信号が、配線基板１３に内蔵された配線パターン（図示せず）を介して外部信号読み出し回路等へ伝達されるようになる。したがって、配線基板１３は、放射線検出器ユニット１１−１〜１１−４に対して共通の高電圧印加系及び信号読み出し系として機能するようになる。この結果、放射線検出器ユニット１１−１〜１１−４は、高電圧印加系及び信号読み出し系である配線基板１３を共有することになり、この配線基板１３によって、放射線検出器ユニット１１−１〜１１−４は互いに同期するようにして高電圧印加及び信号読み出しができるようになる。

このため、放射線検出器ユニット１１−１〜１１−４は１つの放射線検出器として高電圧印加及び信号読み出しを行うことができるようになるので、結果として本実施形態の放射線検出器４０は、大型の放射線検出器として機能させることができるようになる。

（第４の実施形態）
図１０は、本発明の放射線検出器の他の例における概略構成を示す側面図である。なお、図１〜図３に示す構成要素と類似あるいは同一の構成要素については同一の符号を用いている。

本実施形態においては、第１の放射線検出器ユニット１１−１の相対向する外縁において、これら外縁に沿って第１のパッド１１−１Ａが形成されるとともに、第３の放射線検出器ユニット１１−３と隣接する外縁において、この外縁に沿って第２のパッド１１−１Ｂが形成されている。また、第２の放射線検出器ユニット１１−２の、第１の放射線検出器ユニット１１−１と隣接する外縁において、この外縁に沿って第１のパッド１１−２Ａが形成されるとともに、第４の放射線検出器ユニット１１−４と隣接する外縁において、この外縁に沿って第２のパッド１１−２Ｂが形成されている。

さらに、第３の放射線検出器ユニット１１−３の、第１の放射線検出器ユニット１１−１と隣接する外縁及びこれと相対向する外縁には、これら外縁に沿って第２のパッド１１−３Ｂが形成されるとともに、第４の放射線検出器ユニット１１−４と隣接する外縁及びこれと相対向する外縁には、これら外縁に沿って第１のパッド１１−３Ａが形成されている。さらに、第４の放射線検出器ユニット１１−４の、第２の放射線検出器ユニット１１−２と隣接する外縁には、この外縁に沿って第２のパッド１１−４Ｂが形成されるとともに、第３の放射線検出器ユニット１１−３と隣接する外縁には、この外縁に沿って第１のパッド１１−４Ａが形成されている。

配線基板１３の主面上には、第１の放射線検出器ユニット１１−１の第１のパッド１１−１Ａ及び第３の放射線検出器ユニット１１−３の第１のパッド１１−３Ａと対向するようにしてパッド１３Ａが設けられており、第３の放射線検出器ユニット１１−３の第２のパッド１１−３Ｂ及び第４の放射線検出器ユニット１１−４の第２のパッド１１−４Ｂと対向するようにしてパッド１３Ｂが設けられている。さらに、パッド１３Ａ及びパッド１３Ｂの外方には、配線基板１３の各外縁に沿ってコネクター１８が設けられている。コネクター１８は、配線基板１３を、外部高電圧印加回路及び外部信号読み出し回路等に接続するためのものである。

なお、特に図示しないが、配線基板１３内部には、パッド１３Ａ及びパッド１３Ｂとこれらに１対１で対応するコネクタ１８の各接続端子とを電気的に接続するための配線パターンが形成されている。

また、第１の放射線検出器ユニット１１−１の第１のパッド１１−１Ａ及び第３の放射線検出器ユニット１１−３の第１のパッド１１−３Ａと対向して設けられた配線基板１３のパッド１３Ａは、それぞれワイヤー１４によって接続されている。同様に、第３の放射線検出器ユニット１１−３の第２のパッド１１−３Ｂ及び第４の放射線検出器ユニット１１−４の第２のパッド１１−４Ｂと対向して設けられたパッド１３Ｂは、それぞれワイヤー１４によって接続されている。ワイヤー１４はエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂によって封止することができる。

さらに、本実施形態の放射線検出器５０においては、互いに隣接する第１の放射線検出器ユニット１１−１の第１のパッド１１−１Ａと第２の放射線検出器ユニット１１−２の第１のパッド１１−２Ａとが追加のワイヤー５４によって接続されるとともに、互いに隣接する第１の放射線検出器ユニット１１−１の第２のパッド１１−１Ｂと第３の放射線検出器ユニット１１−３の第２のパッド１１−３Ｂとが追加のワイヤー５４によって接続されている。

また、互いに隣接する第２の放射線検出器ユニット１１−２の第２のパッド１１−２Ｂと第４の放射線検出器ユニット１１−４の第２のパッド１１−４Ｂとが追加のワイヤー５４によって接続されるとともに、互いに隣接する第３の放射線検出器ユニット１１−３の第１のパッド１１−３Ａと第４の放射線検出器ユニット１１−４の第１のパッド１１−４Ａとが追加のワイヤー５４によって接続されている。

このように本実施形態の放射線検出器５０においては、第１の放射線検出器ユニット１１−１〜１１−４が直接的にワイヤー５４によって電気的に接続されているので、これら第１の放射線検出器ユニット１１−１〜１１−４は必然的に同期して高電圧印加及び信号読み出しを行うことになる。

したがって、放射線検出器ユニット１１−１〜１１−４には、配線基板１３のコネクター１８に接続された外部高電圧系からの高電圧印加が配線基板１３に内蔵された配線パターン（図示せず）並びにパッド１３Ａ及び１３Ｂを介して行われ、一方、放射線検出器ユニット１１−１〜１１−４が放射線から得た信号が、配線基板１３に内蔵された配線パターン（図示せず）を介して外部信号読み出し回路等へ伝達されるようになる。したがって、配線基板１３は、放射線検出器ユニット１１−１〜１１−４に対して共通の高電圧印加系及び信号読み出し系として機能するようになる。この結果、放射線検出器ユニット１１−１〜１１−４は、高電圧印加系及び信号読み出し系である配線基板１３を共有することになり、この配線基板１３によって、放射線検出器ユニット１１−１〜１１−４は互いに同期するようにして高電圧印加及び信号読み出しができるようになる。

特に、放射線検出器ユニット１１−１〜１１−４の第１のパッド１１−１Ａ〜１１−４Ａ同士が電気的に接続され、放射線検出器ユニット１１−１〜１１−４の第２のパッド１１−１Ｂ〜１１−４Ｂ同士が電気的に接続されているので、放射線検出器ユニット１１−１〜１１−４の第１の電極パターン及び第２の電極パターンに印加すべき電圧を同期させて同じ値となるように制御することができ、放射線検出器ユニット１１−１〜１１−４間の検出感度を互いに等しくすることができる。

このため、放射線検出器ユニット１１−１〜１１−４は１つの放射線検出器としてより簡易に高電圧印加及び信号を読み出すことができるようになるので、結果として本実施形態の放射線検出器５０は、大型の放射線検出器としてより簡易に機能させることができるようになる。

また、放射線検出器ユニット１１−１〜１１−４間の必然的な同期制御に起因して外部から取り込むべき高電圧印加及び読み出し信号の量を低減させることができるので、図１０に示すように、高電圧印加等と接続すべきコネクター１８の数も、図１に示す放射線検出器１０と比較して低減することができる。したがって、放射線検出器５０の構成を、図１に示す放射線検出器１０に比較してより簡略化することができる。

なお、本実施形態では、パッド間の電気的接続をワイヤーを用いて実施したが、第３の実施形態で示したように、フレキシブル配線基板を用いて実施することもできる。

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。

例えば、第１の実施形態では、４つの放射線検出器ユニット１１−１，１１−２，１１−３及び１１−４を用いて、放射線検出器１０を正方形状に形成しているが、任意の２つ、例えば、放射線検出器ユニット１１−１及び１１−２を選択して、横長の放射線検出器を構成することもできるし、放射線検出器ユニット１１−１及び１１−３を選択して、縦長の放射線検出器を構成することもできる。また、６つの放射線検出器を用いて、これら放射線検出器を２×３のマトリックス状に配列し、横長あるいは縦長の放射線検出器とすることもできる。合計１６個あるいは２５個の放射線検出器を用い、４×４のマトリックス状あるいは５×５のマトリックス状に配列することもできる。

また、第２の実施形態でも、４つの放射線検出器ユニット１１−１，１１−２，１１−３及び１１−４、並びに４つの配線基板１３−１，１３−２，１３−３及び１３−４を用いて、放射線検出器３０を正方形状に形成しているが、任意の２つ、例えば放射線検出器ユニット１１−１及び１１−２並びに配線基板１３−１及び１３−２を選択して、横長の放射線検出器を構成することもできるし、放射線検出器ユニット１１−１及び１１−３並びに配線基板１３−１及び１３−３を選択して、縦長の放射線検出器を構成することもできる。

１０，３０，４０，５０ 放射線検出器
１１−１ 第１の放射線検出器ユニット
１１−２ 第２の放射線検出器ユニット
１１−３ 第３の放射線検出器ユニット
１１−４ 第４の放射線検出器ユニット
１１−１Ａ 第１の放射線検出器ユニットの第１のパッド
１１−１Ｂ 第１の放射線検出器ユニットの第２のパッド
１３ 配線基板
１３−１ 第１の配線基板
１３−２ 第２の配線基板
１３−３ 第３の配線基板
１３−４ 第４の配線基板
１４ ワイヤー
１７ 封止樹脂
１８ コネクター
１９ 保護カバー
２１ 絶縁部材
２２ 第１の電極パターン
２３ 第２の電極パターン
２４ 第２の電極パターンの凸状部
２５ 層間接続体
４４ フレキシブル配線基板
４６ 異方性導電樹脂
５４ 追加のワイヤー

Claims (6)

1. それぞれが、絶縁部材の第１の面上に形成されるとともに、円形状の複数の開口部を有する第１の電極パターン、及び前記絶縁部材の前記第１の面と相対向する第２の面上に形成されるとともに、前記絶縁部材を貫通し、前記第１の電極パターンの前記開口部の略中心部に先端が露出してなる凸状部を有する第２の電極パターンを含むピクセル型電極を有する矩形状の複数の放射線検出器ユニットと、
   前記複数の放射線検出器ユニットそれぞれを搭載する複数の配線基板と、
   前記複数の放射線検出器ユニットそれぞれと、前記複数の配線基板それぞれとを電気的に接続するための導電性部材とを具え、
   前記複数の放射線検出器ユニットは、前記複数の放射線検出器ユニットそれぞれの４辺のうちの互いに直交する一方の組の２辺が、搭載すべき前記複数の配線基板それぞれの直交する２辺と平行に近接して配置されるようにして、それぞれ前記複数の配線基板上に搭載され、
   前記複数の放射線検出器ユニットは、それぞれの前記一方の組の２辺を介して互いに隣接して配置され、
   前記複数の放射線検出器ユニットは、それぞれの前記４辺のうちの互いに直交する他方の組の２辺に各々沿って形成された複数の第１及び第２のパッドを有し、
   前記複数の配線基板は、前記複数の第１及び第２のパッドに対してそれぞれ対向する位置に配置された複数の第３のパッドを有し、
   前記複数の導電性部材は、前記複数の第１及び第２のパッドとそれぞれ対向する位置に配置された前記複数の第３のパッドとを互いに接続することを特徴とする、ガス増幅を用いた放射線検出器。
2. 前記複数の放射線検出器ユニットは４以上であることを特徴とする、請求項１に記載のガス増幅を用いた放射線検出器。
3. 前記導電性部材はワイヤー部材であることを特徴とする、請求項１又は２に記載のガス増幅を用いた放射線検出器。
4. 前記ワイヤー部材は樹脂封止されていることを特徴とする、請求項３に記載の放射線検出器。
5. 前記導電性部材は、主面上にストリップ状の配線パターンが形成されてなるフレキシブル配線基板であることを特徴とする、請求項１又は２に記載のガス増幅を用いた放射線検出器。
6. 前記フレキシブル配線基板は、異方性導電樹脂によって前記放射線検出器ユニット及び前記配線基板に電気的に接続されてなることを特徴とする、請求項５に記載のガス増幅を用いた放射線検出器。

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