JP6899842B2 - 放射線検出器及び放射線検出装置 - Google Patents
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Description
<実施形態1>
図1は、放射線検出装置の構成を示すブロック図である。放射線検出装置は、例えば蛍光X線分析装置である。放射線検出装置は、試料6に電子線又はX線等の放射線を照射する線源4と、試料6が載置される試料台5と、放射線検出器1とを備えている。線源4から試料6へ放射線が照射され、試料6では蛍光X線等の放射線が発生し、放射線検出器1は試料6から発生した放射線を検出する。図中には、放射線を矢印で示している。放射線検出器1は、検出した放射線のエネルギーに比例した信号を出力する。放射線検出器1には、出力した信号を処理する信号処理部2が接続されている。信号処理部2は、放射線検出器1が出力した各値の信号をカウントし、放射線のエネルギーとカウント数との関係、即ち放射線のスペクトルを生成する処理を行う。
C=εr ε0 {1.15(W/t)+2.80(T/t)0.222} … (1)
ここで、εr は絶縁体の比誘電率、ε0 は真空の誘電率、Wはボンディングワイヤの面に平行な幅、Tはボンディングワイヤの面に垂直な幅、tは面からボンディングワイヤまでの距離である。(1)式を用いて、距離tに応じた単位長さ当たりの容量を計算した。図5は、容量の計算結果の例を示す特性図である。横軸は距離tをmmの単位で示し、縦軸はボンディングワイヤ1mm当たりの容量を示す。図中の実線は、容量の計算結果を近似した近似式を示す。この近似式は、横軸をx、縦軸をyとして、y=10.587x-0.268である。
図9は、実施形態2に係る放射線検出器1の模式的断面図である。第1基板12は、窓151に対向した第4面126を有している。即ち、第1面121及び第4面126は向きがほぼ同一である。第4面126と窓151との間の距離は、第1面121と窓151との間の距離よりも長い。即ち、第4面126は、第1面121を含む平面よりも後方に位置している。また、第4面126は、第1面121よりも外側、即ち、第1面121の中心を通り第1面121に交差する直線から見て第1面121の端よりも遠い位置にある。ボンディングパッド122は、第4面126上に設けられている。放射線検出素子11に接続されたボンディングワイヤ161は、ボンディングパッド122に接続されている。ボンディングワイヤ162は、ボンディングパッド122とボンディングパッド141との間に接続されている。放射線検出器1のその他の構成は、実施形態1と同様である。また、放射線検出装置のその他の構成は、実施形態1と同様である。
図10は、実施形態3に係る放射線検出器1の模式的断面図である。図11は、実施形態3に係る第1基板12の平面図である。図11は第1基板12を前側から見た図であり、複数のリードピン142を示している。第1基板12は、側面127の一部が窪んだ切り欠き部128を有している。図11には、第1基板12が八個の切り欠き部128を有している例を示している。切り欠き部128の数はその他の数であってもよい。夫々のリードピン142は、切り欠き部128に沿った位置に配置されている。リードピン142の先端は、第1面121を含む平面に近い位置にある。配線172は、第1基板12内に設けられた図示しない導電部を通じてボンディングパッド122に接続されている。ボンディングパッド122は、ボンディングワイヤ165を介してリードピン142に接続されている。図10には、放射線検出器1が第2基板14を備えていない例を示している。放射線検出器1は、第2基板14を備えていてもよい。放射線検出器1のその他の構成は、実施形態1と同様である。また、放射線検出装置のその他の構成は、実施形態1と同様である。
図12は、実施形態4に係る放射線検出器1の模式的断面図である。第1基板12の側面127に、ボンディングパッド129が設けられている。ボンディングパッド129は、ボンディングワイヤ166を介してリードピン142に接続されている。図12には、放射線検出器1が第2基板14を備えていない例を示している。放射線検出器1は、第2基板14を備えていてもよく、ボンディングパッド129は、第2基板14を経由してリードピン142に接続されていてもよい。ボンディングパッド122は、第1基板12内に設けられた図示しない導電部を通じてボンディングパッド129に接続されている。なお、第1基板12はボンディングパッド122を備えておらず放射線検出素子11は第1基板12内に設けられた図示しない導電部を通じてボンディングパッド129に接続されていてもよい。配線172は、第1基板12内に設けられた図示しない導電部を通じてボンディングパッド129に接続されている。放射線検出器1のその他の構成は、実施形態1と同様である。また、放射線検出装置のその他の構成は、実施形態1と同様である。
図13は、実施形態5に係る放射線検出器1の模式的斜視図である。図14は、実施形態5に係る放射線検出器1の平面図である。図13はカバー15を省略した図を示し、図14はカバー15及びコリメータ131を省略した図を示す。また、図13は放射線検出器1を前側から見た図である。第1基板12の形状は、平面視で多角形状になっている。図13及び図14に示した例では、第1基板12の形状は六角形であり、放射線検出素子11の形状は八角形である。第1基板12の複数の角の少なくとも一部は、平面視で放射線検出素子11の角と重ならない位置に配置されている。第1基板12の角及び角近傍の部分を含んだ複数のコーナー部分が、平面視で放射線検出素子11よりも外側へ突出している。複数のリードピン142は、平面視で放射線検出素子11と重ならない位置に配置されている。なお、放射線検出素子11の形状は平面視で多角形以外の形状であってもよい。
図15は、実施形態6に係る放射線検出素子11、コリメータ131及び第1基板12の模式的断面図である。図15には、図4のXV−XV線で切断した断面を示す。第1基板12の第2面123上には、放射線検出器1の動作に必要な、増幅器171以外の部品173が設けられている。部品173は、温度測定用の部品、又はESD(electro-static discharge;静電気放電)対策用の部品である。温度測定用の部品173は、例えば、サーミスタ、ダイオード、測温抵抗体又は熱電対である。ESD対策用の部品173は、例えば、セラミックコンデンサ、ダイオード又はバリスタである。
図16は、実施形態7に係る第1基板12の模式的斜視図である。図16は、第1基板12を後側から見た図である。本実施形態では、第1基板12には、貫通孔125以外に、ボンディングワイヤ163が通っていない貫通孔174が形成されている。貫通孔174は、第1基板12の、配線172が設けられていない部分に形成されている。貫通孔174は、第1基板12の一箇所のみに形成されていてもよく、第1基板12の複数箇所に形成されていてもよい。図16には、第1基板12の複数箇所に貫通孔174が形成されている例を示す。放射線検出器1のその他の構成は、実施形態1と同様である。また、放射線検出装置のその他の構成は、実施形態1と同様である。
図17は、実施形態8に係る第1基板12の模式的斜視図である。図17は、第1基板12を後側から見た図である。本実施形態では、第1基板12は、配線172が設けられている部分よりも厚みが薄い薄板部175を有する。薄板部175は、第1基板12の、配線172が設けられていない部分に形成されている。薄板部175は、第1基板12の一箇所のみにあってもよく、第1基板12の複数箇所にあってもよい。図17には、第1基板12の複数箇所に薄板部175が存在する例を示す。放射線検出器1のその他の構成は、実施形態1と同様である。また、放射線検出装置のその他の構成は、実施形態1と同様である。
11 放射線検出素子
12 第1基板
121 第1面
122、129 ボンディングパッド
123 第2面
124 第3面
125 貫通孔
126 第4面
127 側面
128 切り欠き部
131 コリメータ
135 ステム底部
15 カバー
151 窓
161、162、163、164、165、166 ボンディングワイヤ
171 増幅器
172 配線
174 貫通孔
175 薄板部
2 信号処理部
Claims (8)
- 基板と、該基板に設けられた放射線検出素子と、該放射線検出素子に接続された増幅器の少なくとも一部と、前記基板に設けられた配線とを備える放射線検出器において、
前記基板は、
前記放射線検出素子が設けられる第1面と、
前記第1面の裏側に位置する第2面及び第3面とを有し、
前記第1面と前記第2面との間の距離は、前記第1面と前記第3面との間の距離よりも長く、
前記増幅器の少なくとも一部は、前記第3面に設けられており、
前記配線は、前記第2面上に設けられており、
前記放射線検出素子と前記配線との間の距離が、前記放射線検出素子と前記増幅器の少なくとも一部との間の距離よりも長く、
前記第3面上には、配線が設けられていないこと
を特徴とする放射線検出器。 - 前記増幅器の少なくとも一部と、前記第2面上に設けられた前記配線とは、ワイヤを介して接続されていること
を特徴とする請求項1に記載の放射線検出器。 - 前記基板は、前記第1面と前記第3面との間を貫通する貫通孔を更に有し、
前記増幅器は、前記貫通孔を通るワイヤを介して前記放射線検出素子に接続されていること
を特徴とする請求項1又は2に記載の放射線検出器。 - 放射線が通過する窓を有し、該窓に向けて先細りになったハウジングを更に備え、
前記基板は、前記ハウジング内に配置され、
前記第1面は、前記窓に対向しており、
前記基板は、前記窓に対向した第4面を更に有し、
前記第4面は、前記第1面よりも外側に位置しており、
前記第4面と前記窓との間の距離は、前記第1面と前記窓との間の距離よりも長く、
前記第4面に、ワイヤが接続されていること
を特徴とする請求項1乃至3のいずれか一つに記載の放射線検出器。 - ハウジングと、
リードピンとを更に備え、
前記基板は、側面の一部が窪んだ切り欠き部を有し、前記ハウジング内に配置されており、
前記リードピンは、前記切り欠き部に沿った位置に配置され、ワイヤを介して前記基板に接続されていること
を特徴とする請求項1乃至3のいずれか一つに記載の放射線検出器。 - 放射線が通過する窓を有し、該窓に向けて先細りになったハウジングを更に備え、
前記基板は、前記ハウジング内に配置され、
前記基板の側面に、ワイヤが接続されていること
を特徴とする請求項1乃至3のいずれか一つに記載の放射線検出器。 - 検出した放射線のエネルギーに応じた信号を出力する請求項1乃至6の何れか一つに記載の放射線検出器と、
該放射線検出器が出力した信号に基づいて、前記放射線のスペクトルを生成する信号処理部と
を備えることを特徴とする放射線検出装置。 - 試料へ放射線を照射する線源と、
前記試料から発生した放射線を検出し、検出した放射線のエネルギーに応じた信号を出力する請求項1乃至6の何れか一つに記載の放射線検出器と、
該放射線検出器が出力した信号に基づいて、前記放射線のスペクトルを生成する信号処理部と、
該信号処理部が生成したスペクトルの分析を行う分析部と、
該分析部による分析結果を表示する表示部と
を備えることを特徴とする放射線検出装置。
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