JP6635605B2 - 電流導入端子並びにそれを備えた圧力保持装置及びx線撮像装置 - Google Patents
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Description
まず、本発明に係る基本実施形態を説明する。図1は、基本実施形態に係るX線イメージング装置1の概略的な全体構成図である。X線イメージング装置1は、電流導入端子部10、チャンバー20、X線透過窓30、X線イメージセンサ40、センサ駆動/信号処理部50及び真空ポンプ60、並びに、配線群WR1及びWR2を備え、図示されない撮像対象のX線撮影を行うことができる。
本発明の第1実施形態を説明する。
実施例EX1_1を説明する。貫通ビアホールを形成する銅膜132(図10参照)の厚さは、例えば、20〜50μmとされる。パッドPD1を形成する銅膜141、ニッケル膜142、金膜143の厚さは、夫々、例えば、25μm、5μm、0.5μmとされる。パッドPD2を形成する銅膜144、ニッケル膜145、金膜146の厚さは、夫々、銅膜141、ニッケル膜142、金膜143の厚さと同じであって良い。勿論、ここで述べた具体的数値は例に過ぎず、任意に変更可能である。
実施例EX1_2を説明する。電流導入基板11の厚みは任意であるが、空間SP1及びSP2間の圧力差(気圧差)が電流導入基板11の厚み方向に加わる場合においては、その圧力差に耐えうる程度の厚みを電流導入基板11に持たせる。例えば、電流導入基板11としてガラスエポキシ基板を利用した場合、電流導入基板11の厚みを5mm又はそれを超える厚みとすることで、電流導入基板11は空間SP1及びSP2間の圧力差(最大で1気圧分の圧力差)に十分耐えうる。
実施例EX1_3を説明する。図4(a)〜(c)等を示した例では、面SF1側に実装されるコネクタ(CN1a〜CN1d)と、面SF2側に実装されるコネクタ(CN2a〜CN2d)とが、同一のコネクタであることが想定されているが、面SF1側に実装されるコネクタと面SF2側に実装されるコネクタは、形状等が互いに異なるコネクタであっても構わない。但し、電流導入基板110においては、構造上、1つのパッドPD1と、そのパッドPD1に導通すべき1つのパッドPD2は、面SF1及びSF2の法線方向に沿って一直線上に並ぶことになるため、コネクタCN1aの金属端子のピッチとコネクタCN2aの金属端子のピッチとは一致している。コネクタCN1b及びCN2bについても、コネクタCN1c及びCN2cについても、コネクタCN1d及びCN2dについても同様である。
実施例EX1_4を説明する。面SF1上のパッドPD1とセンサ駆動/信号処理部50との接続をコネクタCN1a〜CN1dを介して実現する構成を上述したが、面SF1上のパッドPD1にケーブルの一端を直接接続し、当該ケーブルの他端をセンサ駆動/信号処理部50に接続することで、パッドPD1及びセンサ駆動/信号処理部50間の接続を実現しても良い。例えば、フレキシブル基板を用いて構成されたフレキシブルケーブルの一端を面SF1上のパッドPD1にはんだ付けにて直接接続し、フレキシブルケーブルの他端をセンサ駆動/信号処理部50に直接接続しても良い又は他の中継配線を介してセンサ駆動/信号処理部50に接続しても良い。この場合、当該フレキシブルケーブルが配線群WR1の構成要素となる。
実施例EX1_5を説明する。上述の説明では、面SF1及びSF2にのみ配線パターンを形成可能な両面基板(2層基板)を用いて電流導入基板110を形成することを想定したが、多層基板を用いて電流導入基板110を形成しても構わない。
本発明の第2実施形態を説明する。図13(a)〜(c)は、第2実施形態に係る電流導入基板210の外観図である。図13(a)は面SF1側から見た電流導入基板210の平面図であり、図13(b)は電流導入基板210の側面図であり、図13(c)は面SF2側から見た電流導入基板210の平面図である。第2実施形態では、電流導入基板210を、図1の電流導入端子部10を構成する電流導入基板11として用いる。第2実施形態において、面SF1、SF2は、電流導入基板210における面SF1、SF2を指す。
本発明の第3実施形態を説明する。図19(a)〜(c)は、第3実施形態に係る電流導入基板310の外観図である。図19(a)は面SF1側から見た電流導入基板310の平面図であり、図19(b)は電流導入基板310の側面図であり、図19(c)は面SF2側から見た電流導入基板310の平面図である。第3実施形態では、電流導入基板310を、図1の電流導入端子部10を構成する電流導入基板11として用いる。第3実施形態において、面SF1、SF2は、電流導入基板310における面SF1、SF2を指す。
本発明の第4実施形態を説明する。第4実施形態では、上述の基本実施形態及び第1〜第3実施形態の何れか又は全てについての補足説明や、上述の基本実施形態及び第1〜第3実施形態の何れか又は全てに適用可能な各種の応用技術及び変形技術などを説明する。第4実施形態は、以下の実施例EX4_1〜EX4_9を含む。実施例EX4_1〜EX4_9の内、任意の何れかの実施例に記載した事項を、矛盾無き限り、任意の他の実施例に適用することができる。以下の実施例EX4_1〜EX4_9では、基本的に、上述の複数の実施形態に共通の事項を説明するため、部品の名称に対して参照符号の付記が省略されることがある。例えば、以下の実施例EX4_1〜EX4_9では、単に電流導入基板と記されることがあるが、それは、電流導入基板11、110、210又は310を指す。
実施例EX4_1を説明する。上述の第1〜第3実施形態によれば、2つの配線の組ごとに、10Gbps(Giga bits per second)オーダーの信号送受信を実現可能となる。特に第1実施形態の構造では、上述の如く、配線を直線的に導入できるため分布定数の設計が容易となり、広帯域化に有利である。また、直線的な導入は高密度化にも寄与し、配線設計が明瞭となる。
実施例EX4_2を説明する。第2又は第3実施形態では、電流導入基板の面SF1又はSF2に実装されるべきコネクタとして、表面実装型コネクタを利用することもできるしスルーホール型コネクタを利用することもできるが、第1実施形態では、電流導入基板の面SF1及びSF2に実装されるべきコネクタとして、表面実装型コネクタのみが採用可能である。広帯域コネクタとしては、主に表面実装型コネクタが実用化及び市販されており、多くの場合、問題にならない。
実施例EX4_3を説明する。上述の如く、本発明の各実施形態では、汎用的な各種コネクタを電流導入基板に実装することができ、図25又は非特許文献1に示されたような従来のピン構造に限定される従来技術と比べてメリットが大きい。この際、本発明の各実施形態では、電流導入基板に実装可能なコネクタ(CN1a〜CN1f、CN2a〜CN2f)として、ストレートな構造を持つオス端子タイプのコネクタだけでなく、一般的にバネなどの複雑な構造を持つメス端子タイプのコネクタも利用可能である(上記従来技術では利用不可)。オス端子のみという従来の電流導入端子の制約から解放されることで、コネクタの選択及び設計の自由度が飛躍的に広がる。
実施例EX4_4を説明する。上述の説明では、ガラスエポキシ基板にて電流導入基板を形成することを主として想定したが、ガラスエポキシ基板に分類されない任意のプリント基板にて電流導入基板を形成することも可能である。例えば、セラミックス基板にて電流導入基板を形成するようにしても良い。
実施例EX4_5を説明する。上述の各実施形態において、電流導入基板の厚さは任意であるが、電流導入基板の厚さを必要に応じて大きくすることで、電流導入基板の機械的強度を向上させ、耐圧を上げることができる。チャンバー内外の圧力差(即ち空間SP2及びSP1間の気圧差)に応じて電流導入基板の材質を適切に選定することでも、電流導入基板の機械的強度及び耐圧を向上させて、圧力差に抗することができる。
実施例EX4_6を説明する。電流導入基板に設ける金属配線の線幅の調整により許容電流を自由に設計でき、その線幅を大きくして金属配線の表面積を大きくすることで大電流への対応も可能となる。窒化アルミニウムセラミックスを用いて電流導入基板を形成することで放熱力を強化することも可能である。また、電流導入基板の線間距離及び層間距離の調整並びに電流導入基板の基板材料の選定を通じて、許容電圧も自由に設計できる。
実施例EX4_7を説明する。第1〜第3実施形態において、電流導入基板、基板結合部品及びチャンバー間の結合方法は、上述したものに限定されず、様々な形態でそれらの結合を実現できる。基板結合部品及びチャンバーのボルト穴にネジ穴を形成する形態を上述したが、例えば、適宜フランジ等を設けつつ、ボルト及びナットを用いて、電流導入基板、基板結合部品及びチャンバー間の結合を実現しても良い。
実施例EX4_8を説明する。本発明に係る電流導入端子は、チャンバー20内の環境をチャンバー20外の環境と異なる環境に保持しつつ、チャンバー20外からチャンバー20内に電流(データ等を示す電気信号又は電力)を導入する又はチャンバー20内からチャンバー20外に電流(データ等を示す電気信号又は電力)を導入する。
実施例EX4_9を説明する。上述の各実施形態に挙げたX線イメージング装置は、撮像装置に属するX線撮像装置であるが、本発明は任意の撮像装置に対しても適用可能である。即ち、上述のX線イメージセンサ40を可視光イメージセンサ又は放射線イメージセンサに置き換えることができ、これにより可視光撮像装置又は放射線撮像装置を形成できる。上述のX線イメージセンサ40はX線を入射光として受けて入射光の光学像を示す撮像信号を出力するのに対し、可視光イメージセンサは可視光を入射光として受けて入射光の光学像を示す撮像信号を出力し、放射線イメージセンサは放射線を入射光として受けて入射光の光学像を示す撮像信号を出力する。ここで、放射線は、少なくともガンマ線及びX線を含み、更に紫外線(特に例えば極紫外線)を含み得る。また、上述のX線イメージセンサ40を電子顕微鏡用イメージセンサに置き換えることもでき、これにより電子顕微鏡を撮像装置として形成することもできる。
本発明について考察する。
前記チャンバーの気密性を保持しつつ前記複数のX線イメージセンサと前記信号処理回路とを導通させる電流導入端子として電流導入端子W1を用いたことを特徴とする。
10 電流導入端子部
20 チャンバー
30 X線通過窓
40 X線イメージセンサ
50 センサ駆動/振動処理部
60 真空ポンプ
11、110、210、310 電流導入基板
SP1、SP2 空間
SF1、SF2 面
CN1a〜CN1f、CN2a〜CN2f コネクタ
PD1、PD2 パッド
Claims (8)
- 互いに対向する第1面及び第2面を有して気圧の異なる環境間を気密に隔てる樹脂製の基板を備えた電流導入端子において、
前記第1面及び前記第2面間を貫通して、前記第1面に実装すべき第1表面実装型コネクタの複数の金属端子と前記第2面に実装すべき第2表面実装型コネクタの複数の金属端子とに共通に対応した複数の貫通ビアホールを設けた後、各貫通ビアホールの穴部に樹脂を充填し、
前記貫通ビアホールごとに前記樹脂が充填された前記穴部を両面から隙間なく覆うよう、第1金属膜パッド群を前記第1面に形成すると共に第2金属膜パッド群を前記第2面に形成し、
前記第1金属膜パッド群と、前記第1金属膜パッド群に前記複数の貫通ビアホールを通じて直線的に接続された前記第2金属膜パッド群とに対して、夫々、前記第1及び第2表面実装型コネクタの金属端子を実装した
ことを特徴とする電流導入端子。 - 当該電流導入端子は、チャンバーの気密性を保持しつつ前記チャンバー内に電流を導入し、
前記基板は、前記チャンバー外の環境下に位置するべき前記第1面及び前記チャンバー内の環境下に位置するべき前記第2面を互いに対向する2面として有して、前記チャンバー外の環境と前記チャンバー内の環境を隔てる絶縁基板である
ことを特徴とする請求項1に記載の電流導入端子。 - 前記第1金属膜パッド群、前記複数の貫通ビアホール及び前記第2金属膜パッド群から成る組が、前記基板に対し複数組設けられ、組ごとに前記第1表面実装型コネクタ及び前記第2表面実装型コネクタを前記基板に実装した
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の電流導入端子。 - 前記第2表面実装型コネクタの金属端子のピッチは、前記第1表面実装型コネクタの金属端子のピッチと一致している
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の電流導入端子。 - 前記貫通ビアホールごとに前記樹脂が充填された前記穴部を両面から隙間なく覆う第1及び第2金属膜パッドを前記第1面及び前記第2面に設け、これにより前記複数の貫通ビアホールに対応する前記第1金属膜パッド群及び前記第2金属膜パッド群を前記第1面及び前記第2面に形成した
ことを特徴とする請求項1〜4の何れかにに記載の電流導入端子。 - 前記第1金属膜パッド群及び前記第2金属膜パッド群を構成する各金属膜パッドは、銅とニッケルと金を積層した金属膜から成る
ことを特徴とする請求項1〜5の何れかにに記載の電流導入端子。 - チャンバーと電流導入端子とを含む複数の部品を結合して形成され、前記チャンバー内の気圧を前記チャンバー外の気圧と異なる気圧に保つ気圧保持装置において、
前記電流導入端子として、請求項1〜請求項6の何れかに記載の電流導入端子を用いた
ことを特徴とする気圧保持装置。 - 外部空間に対して内部の気圧が低く保たれたチャンバー内に複数のX線イメージセンサが配置され、
各X線イメージセンサに対する信号処理回路が前記チャンバー外に設けられ、
前記チャンバーの気密性を保持しつつ前記複数のX線イメージセンサと前記信号処理回路とを導通させる電流導入端子として請求項1〜請求項6の何れかに記載の電流導入端子を用いた
ことを特徴とするX線撮像装置。
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