JP6231778B2 - 電気デバイスおよび放射線検査装置 - Google Patents

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Description

本発明は、電気デバイス、その製造方法及び放射線検査装置に関する。
基板に電子部品が実装されてなる電気デバイスにおいて、当該基板には、その外周に沿って導電性のガードリングが設けられる。電気デバイスの基板には、当該電気デバイスと外部装置とを接続するための接続部（例えばフレキシブルプリント基板）が設けられる。接続部は、電気デバイスの基板に、当該基板上のガードリングと接続部とが短絡しないように取り付けられることを要する。
特許文献１には、ガードリングが絶縁部材で覆われた液晶パネル用基板が開示されており、当該液晶パネル用基板と外部装置とを接続する接続部が絶縁部材の上に配された構造が開示されている。特許文献２には、接続部を取り付ける際にガードリングを覆う絶縁部材が損壊することを防ぐため、電極が配された電極領域の近傍では、ガードリングが当該電極領域よりも内側の領域に配された構造が開示されている。
特開２０００−６６２４１号公報 特開２００９−１８１０９５号公報
特許文献１の構造によると、ガードリングは絶縁部材で覆われているが、接続部を基板に取り付ける際に絶縁部材の損壊をもたらすおそれがある。また、特許文献２の構造によると、電極領域の位置に応じてガードリングを配置する必要があり容易に製造できるものではない。
本発明の目的は、基板上のガードリングと接続部とが短絡しないように構成され、製造面において有利な電気デバイスを提供することにある。
本発明の一つの側面は電気デバイスにかかり、前記電気デバイスは、基板の外周に沿うように前記基板の上に設けられた導電性のガードリングと、前記基板の上において前記ガードリングよりも内側に設けられた基板電極と、前記基板電極の上方に設けられた接続部と、前記基板と前記接続部との間に配された異方導電性の部材と、を備える電気デバイスであって、前記接続部は、前記基板電極を外部装置に電気的に接続するための導電部材と、絶縁部材と、を有し、前記絶縁部材は、前記導電部材のうちの前記基板電極の直上の部分が接続部電極として露出するように前記導電部材の下面を覆っており、前記基板電極と前記接続部電極とは、前記異方導電性の部材のうち前記基板電極と前記接続部電極との間の部分が圧着されることで電気的に接続されており、前記電気デバイスは、前記基板の上において前記ガードリングと前記基板電極との間にそれらを露出するように配された絶縁性の保護膜であって、その上面が前記ガードリングの上面および前記基板電極の上面よりも高くなるよう設けられた保護膜を更に備え、前記絶縁部材の端は、前記導電部材と前記ガードリングとが前記圧着された前記異方導電性の部材によって電気的に接続されないように平面視において前記ガードリングの前記基板電極側の端よりも内側に位置すると共に前記保護膜と重なるように位置していることを特徴とする。
本発明によれば、基板上のガードリングと接続部とが短絡しないように構成され、製造面において有利である。
第１実施形態の放射線撮像装置の構成例を説明する図。 第２実施形態の放射線撮像装置の構成例を説明する図。 大型センサパネルへの適用例を説明する図。 放射線撮像システムへの適用例を説明する図。
以下の各実施形態では、電気デバイスの代表的な例として放射線撮像装置を用いて本発明を述べる。放射線撮像装置は、各々が放射線を検知する複数のセンサが基板上に配列されたセンサパネルを備えうる。センサパネルは、例えば、放射線を光に変換するシンチレータと、光を検知する光電変換素子とを含む、いわゆる間接変換型の構成を採りうる。なお、シンチレータは、例えばＣｓＩにＴｌをドープした部材やＧｄＯＳにＴｂをドープした部材を用いて構成され、光電変換素子は、例えばアモルファスシリコン等を用いて構成されうる。また、センサパネルは、放射線を電気信号に直接変換する、いわゆる直接変換型の構成を採ってもよい。当該光電変換素子は、例えばアモルファスセレン等を用いて構成されうる。
（第１実施形態）
図１を参照しながら、第１実施形態にかかる放射線撮像装置１０（以下、「装置１０」）を説明する。図１は、装置１０の構成例を模式的に示している。図１（ａ）は、装置１０の全体構成の上面図を示している。図１（ｂ）は、図１（ａ）におけるカットラインＡ−Ａ’の断面構造を示している。図１（ｃ）は、図１（ａ）におけるカットラインＢ−Ｂ’の断面構造を示している。図１（ｄ）は、図１（ａ）における領域Ｃの拡大図を示している。
装置１０は、図１（ｂ）及び（ｃ）に示されるように、センサパネル１１０と、接続部に対応するフレキシブルプリント基板２２０（以下、「フレキ２２０」）と、を備えうる。センサパネル１１０は、シリコン等の半導体で構成された基板１１１の上にセンサアレイが形成された撮像領域１１５と、基板１１１の外周に沿って配されたガードリング１１６と、撮像領域１１５とガードリング１１６との間に配された電極１１２と、を有する。基板１１１には、単結晶シリコン基板等が好適に用いられうる。電極１１２は、各センサから読み出された信号を出力する電極の他、各センサから信号を読み出すための制御信号を入力する電極、及び電源供給用の電極をも含みうる。センサパネル１１０の上にはセンサアレイを保護するための保護膜１１３が、電極１１２が露出されるように設けられている。保護膜１１３は、例えば酸化シリコンや窒化シリコンを用いて構成され、センサ等の各素子や各配線パターン等に対する防湿機能を有する。
ガードリング１１６は、例えばアルミニウム等の導電性部材で構成されており、基板１１１の上に形成されている。例えば、１つの大型基板から複数のセンサパネルを取得する製造方法では、最終段階において、当該大型基板からダイシングによってセンサパネル１１０を切り出す。ガードリング１１６は、このダイシングの際に生じうる機械的な損傷や静電気によるセンサパネル１１０の破壊を防ぎうる。また、ガードリング１１６は、基板１１１の側面（ダイシング面）からの水分の侵入を防ぐ防湿機能を有しうる。
フレキ２２０は、図１（ｃ）に示されるように、基材２２１、配線部２２３、およびカバー２２４を有しており、電極１１２の上方に設けられうる。基材２２１は、配線部２２３およびカバー２２４を支持する。配線部２２３は、銅やアルミニウム等の導電部材で構成され、外部装置と電極１１２とを電気的に接続する。カバー２２４は、絶縁部材で構成されており、配線部２２３の一部を露出させつつ、配線部２２３とガードリング１１６とが接触しないように配線部２２３の下面を覆っている。カバー２２４は、例えば、エポキシ樹脂、ポリイミド等の有機フィルム又は樹脂を用いた印刷塗布や、フィルム状のシートを接着材として用いた貼り合わせによって形成されうる。また、配線部２２３は、電極１１２の直上において露出された部分（カバー２２４によって下面が覆われていない部分）を電極２２２として有する。また、電極２２２の下面がカバー２２４の下面よりも下に位置するように、フレキ２２０は、基板１１１の上面に対する平面視におけるガードリング１１６と電極１１２との間で、折り曲げ部Ｋを有していてもよい。
また、図１（ｃ）に示されるように、電極１１２と電極２２２とは、異方導電性の部材４０１（例えば、ＡＣＦ（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ））によって電気的に接続される。
ここで、異方導電性の部材４０１は、熱硬化性樹脂に導電性の粒子を混ぜ合わせて構成されており、この粒子は、例えば、内側から順にニッケル層、金メッキ層、絶縁層を有する直径３〜５μｍ程度の球体である。２つの電極を、異方導電性の部材４０１を介して、ヒーター等で加熱しながら加圧することにより、各粒子が、その粒子内のメッキ層によって導電経路を形成し、当該２つの電極は互いに電気的に接続される。一方で、加圧されていない部分では絶縁状態が維持される。
本実施形態では、異方導電性の部材４０１は、接続領域４１０において圧着されることによって、電極１１２と電極２２２とを接着しつつ電気的に接続しており、その他の領域（例えば、ガードリング１１６の上の領域）では絶縁性を有している。異方導電性の部材４０１の圧着は、例えば２００℃程度に加熱され、数ＭＰａで加圧されて為されうる。電極２２２の下面が、カバー２２４の下面よりも下に位置していることにより、上述の圧着が適切に為されうる。なお、図１（ｂ）に示されるように、複数の電極１１２が配されているが、異方導電性の部材４０１は、互いに隣接する電極１１２の間では絶縁性を有しており、電極１１２と、その直上の電極２２２とを電気的に接続している。
ここで、配線部２２３の下面を覆うカバー２２４の端（ないし縁）は、図１（ｃ）に示されるように、基板１１１の上面に対する平面視において、ガードリング１１６よりも内側かつ電極１１２よりも外側に位置している。また、ガードリング１１６は、圧着が為される接続領域４１０の外側に位置しており、異方導電性の部材４０１は、ガードリング１１６の付近においては、絶縁状態を維持したままフレキ２２０とセンサパネル１１０とを接着し固定している。
以上の構成により、配線部２２３とガードリング１１６とは絶縁されており、配線部２２３の電極２２２と、電極１１２とは電気的に接続されている。また、電極２２２の下面がカバー２２４の下面よりも下に位置することによって、電極１１２と電極２２２とが適切に圧着され、よって、これらは効果的に接着されつつ電気的に接続されうる。また、カバー２２４は、その端が折り曲げ部Ｋに位置していることにより、配線部２２３とガードリング１１６とが効果的に絶縁され、電極２２２と電極１１２とが効果的に電気的に接続されうる。よって、本実施形態によると、フレキ２２０とガードリング１１６とが短絡しないようにセンサパネル１１０にフレキ２２０を取り付けることが容易にできるため、装置１０の製造面において有利である。
なお、センサパネル１１０にフレキ２２０を取り付ける際には、ガードリング１１６は、前述の保護膜１１３や絶縁部材で覆われていてもよいし、露出されていてもよい。ガードリング１１６が露出されている場合には、ガードリング１１６の電位を、例えば接続領域４１０におけるフレキ２２０の他の部分によって固定することもできる。例えば、カバー２２４の下面側に第２配線部（不図示）をさらに設け、当該第２配線部とガードリング１１６とを電気的に接続することができる。この構成によると、例えば装置１０の帯電を防止し、又は基板ノイズを低減することもできる。
（第２実施形態）
図２を参照しながら、第２実施形態にかかる放射線撮像装置２０を説明する。図２は、放射線撮像装置２０（以下、「装置２０」）の構成例を模式的に示しており、図２（ａ）乃至（ｄ）のそれぞれは、図１（ａ）乃至（ｄ）のそれぞれに、それぞれ対応させて示している。本実施形態は、フレキ２３０に折り曲げ部Ｋが設けられていない点で第１実施形態と異なる。
本実施形態において、電極２２２は、絶縁部材で構成された基材２２１を準備し、例えば銅などの金属層を基材２２１の両面に設けて、当該両面に形成された２つの金属層のうちの一方をパターニングすることによって形成されうる。基材２２１の両面に形成された２つの金属層は、互いに、基材２２１の中に設けられた開口において導電部材によって接続されうる。また、当該２つの金属層の他方を覆うように、例えば接着材２２５を介してカバー２３４が配されうる。このような構成により、電極２２２は、図２（ｃ）に示されるように、基材２２１の下面よりも下側に突出するように設けられうる。
センサパネル１１０の電極１１２と、電極２２２とは、第１実施形態と同様にして、異方導電性の部材４０１を介して圧着によって接着されつつ電気的に接続されうる。この圧着は、図２（ｃ）に示されるように、領域５００で為されうる。
本実施形態では、電極２２２が２層の金属層のうちの一方をパターニングすることによって形成され、即ち、基材２２１の下面よりも下側に突出しており、第１実施形態のように折り曲げ部Ｋを設けなくてもよい。この構成によると、基板１１１の上面に対する平面視におけるガードリング１１６から電極２２２までの距離は、アライメント誤差を考慮して、例えば第１実施形態では０．５〜１．０ｍｍ程度であるのに対して、本実施形態では０．１ｍｍ程度でよい。よって、本実施形態によると、第１実施形態と同様の効果が得られ、さらに、フレキ２３０とセンサパネル１１０とを接続する領域を第１実施形態よりも小さい面積で構成することができ、装置２０の小型化にも有利である。
また、装置２０によると、ガードリング１１６が露出されている場合には、基板１１１上に設けられたガードリング１１６の電位を、例えば接続領域４１０におけるフレキ２３０の他の部分によって容易に固定することができる。例えば、基材２２１の下面側に第２配線部（不図示）をさらに設け、当該第２配線部とガードリング１１６とを電気的に接続することができる。この構成によると、例えば装置２０の帯電を防止し、又は基板ノイズを低減することもできる。当該第２配線部は、電極２２２を形成するためのパターニングにより、電極２２２と共に形成されうる。
（大型センサパネルへの適用例）
以下では、図３を参照しながら、上述の各実施形態で述べた装置１０ないし２０を用いて、大型のセンサパネルを形成する実施形態を述べる。ここでは、複数の装置１０を用いて大型のセンサパネルを形成する場合を例示するが、装置２０を用いる場合も同様である。
図３は、間接変換型の放射線撮像装置６００（以下、「装置６００」）の構成例を模式的に示している。図３（ａ）は、装置６００の全体構成の上面図を示している。図３（ｂ）は、図３（ａ）におけるカットラインＤ−Ｄ’図示の断面構造を示している。
装置６００は、図３（ａ）及び（ｂ）に例示されるように、例えばガラス等で構成された基台６１１の上に複数の装置１０が配置されることによって、大型のセンサパネル７００を形成している。各装置１０は、例えば粘着材又は接着材によって基台６１１の上に配されうる。その上には、さらに、図３（ｂ）に例示されるように、シンチレータパネル６３０が配されている。
シンチレータパネル６３０は、例えばアモルファスカーボンやアルミ等で構成された基台６３１と、基台６３１の一方の面に設けられたシンチレータ６３２とを有する。シンチレータパネル６３０は、シンチレータ６３２が配された側の面が各装置１０のセンサ側に近接するように、例えば粘着材又は接着材によって大型のセンサパネル７００の上に設けられる。シンチレータ６３２は、例えばハロゲン化アルカリを主成分とする蛍光体（例えば、ＣｓＩ：Ｔｌ、ＣｓＩ：Ｎａ、ＣｓＢｒ：Ｔｌ）を用いて基台６３１に設けられうる。なお、ＣｓＩ：Ｔｌを例に挙げると、ＣｓＩ：Ｔｌは、ＣｓＩとＴｌＩとを同時に蒸着することによって形成されうる。
装置６００では、基台６３１の側からシンチレータ６３２に入射した放射線は、シンチレータ６３２において可視光に変換され、各装置１０におけるセンサパネル１１０により、当該光の光量に基づく電気信号が得られる。このようにして得られた電気信号は、フレキ２２０を介して外部装置に読み出され、所定の信号処理を経て、放射線画像データが形成されうる。
（放射線撮像システムへの適用例）
上述の放射線撮像装置は、放射線検査装置等に代表される撮像システムに適用されうる。撮像システムは、例えば、撮像装置と、イメージプロセッサ等を含む信号処理部と、ディスプレイ等を含む表示部と、放射線を発生させるための放射線源と、を備える。なお、放射線は、Ｘ線、α線、β線、γ線、宇宙線等の粒子線や電磁波を含む。
代表的な撮像システムの例として図４に示されるように、Ｘ線チューブ６０５０で発生したＸ線６０６０は、患者等の被検者６０６１の胸部６０６２を透過し、撮像装置６０４０に入射する。入射したＸ線６０６０には被検者６０６１の体内部の情報が含まれている。撮像装置６０４０では、入射したＸ線６０６０に応じた電気的情報が得られる。その後、この情報はデジタル変換され、イメージプロセッサ６０７０（信号処理部）により画像処理され、コントロールルーム（制御室）のディスプレイ６０８０（表示部）により検査結果として表示されうる。また、この情報は電話、ＬＡＮ、インターネット等のネットワーク６０９０（伝送処理手段）により遠隔地へ転送されうる。これにより、この情報をドクタールーム等の別の場所におけるディスプレイ６０８１に検査結果として表示し、遠隔地の医師が診断することが可能である。また、この情報および検査結果を、例えば、光ディスク等に保存することもできるし、フィルムプロセッサ６１００によってフィルム６１１０等の記録媒体に記録することもできる。
本発明はこれらに限られるものではなく、目的、状態、用途及び機能その他の仕様に応じて、適宜、変更が可能であり、他の実施形態によっても為されうる。例えば、基板１１１には半導体基板の他、ガラス基板が用いられてもよい。なお、以上では、電気デバイスの例として放射線撮像装置を例示して説明したが、電気デバイスの概念には、液晶パネル等の液晶表示装置その他の電子機器をも含みうる。

Claims (8)

  1. 基板の外周に沿うように前記基板の上に設けられた導電性のガードリングと、
    前記基板の上において前記ガードリングよりも内側に設けられた基板電極と、
    前記基板電極の上方に設けられた接続部と、
    前記基板と前記接続部との間に配された異方導電性の部材と、を備える電気デバイスであって、
    前記接続部は、前記基板電極を外部装置に電気的に接続するための導電部材と、絶縁部材と、を有し、
    前記絶縁部材は、前記導電部材のうちの前記基板電極の直上の部分が接続部電極として露出するように前記導電部材の下面を覆っており、
    前記基板電極と前記接続部電極とは、前記異方導電性の部材のうち前記基板電極と前記接続部電極との間の部分が圧着されることで電気的に接続されており、
    前記電気デバイスは、前記基板の上において前記ガードリングと前記基板電極との間にそれらを露出するように配された絶縁性の保護膜であって、その上面が前記ガードリングの上面および前記基板電極の上面よりも高くなるよう設けられた保護膜を更に備え、
    前記絶縁部材の端は、前記導電部材と前記ガードリングとが前記圧着された前記異方導電性の部材によって電気的に接続されないように平面視において前記ガードリングの前記基板電極側の端よりも内側に位置すると共に前記保護膜と重なるように位置している、
    ことを特徴とする電気デバイス。
  2. 前記導電部材は、平面視において前記異方導電性部材の前記圧着された部分より外側の第１位置から前記外部装置側に向かって、前記基板と離間する方向に延在しており、
    前記絶縁部材の端は、前記基板電極と前記接続部電極との電気的接続を妨げないように平面視において前記第１位置より外側に位置している、
    ことを特徴とする請求項１に記載の電気デバイス。
  3. 基板の外周に沿うように前記基板の上に設けられた導電性のガードリングと、
    前記基板の上において前記ガードリングよりも内側に設けられた基板電極と、
    前記基板電極の上方に設けられた接続部と、
    前記基板と前記接続部との間に配された異方導電性の部材と、を備え、
    前記接続部は、前記基板電極を外部装置に電気的に接続するための導電部材と、絶縁部材と、を有し、
    前記絶縁部材は、前記導電部材のうちの前記基板電極の直上の部分が接続部電極として露出するように前記導電部材の下面を覆っており、
    前記基板電極と前記接続部電極とは、前記異方導電性の部材のうち前記基板電極と前記接続部電極との間の部分が圧着されることで電気的に接続されており、前記導電部材は、平面視において該圧着された部分より外側の第１位置から前記外部装置側に向かって、前記基板と離間する方向に延在しており、
    前記絶縁部材の端は、前記導電部材と前記ガードリングとが前記圧着された前記異方導電性の部材によって電気的に接続されないように平面視において前記ガードリングの前記基板電極側の端よりも内側に位置すると共に、前記基板電極と前記接続部電極との電気的接続を妨げないように平面視において前記第１位置より外側に位置している、
    ことを特徴とする電気デバイス。
  4. 前記電気デバイスは、前記基板の上において前記ガードリングと前記基板電極との間にそれらを露出するように配された絶縁性の保護膜であって、その上面が前記ガードリングの上面および前記基板電極の上面よりも高くなるよう設けられた保護膜を更に備え、
    前記絶縁部材の端は、平面視において前記保護膜と重なるように位置している、
    ことを特徴とする請求項３に記載の電気デバイス。
  5. 前記絶縁部材は開口を有しており、前記接続部電極は、当該開口から前記絶縁部材の下面よりも下側に突出して形成されている、
    ことを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の電気デバイス。
  6. 前記接続部は、前記絶縁部材の下に設けられた第２の導電部材をさらに有しており、前記第２の導電部材は前記ガードリングに電気的に接続されている、
    ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の電気デバイス。
  7. 前記電気デバイスは、放射線撮像装置を含み、
    前記接続部は、フレキシブルプリント基板を含み、
    前記基板は、放射線を検知する複数のセンサが配列されたセンサアレイを有し、前記接続部は、前記基板電極を介して前記センサアレイに電気的に接続されている、
    ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の電気デバイス。
  8. 放射線撮像装置を含む請求項７に記載の電気デバイスと、
    放射線を発生する放射線源と、を備える、
    ことを特徴とする放射線検査装置。
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