KR101454329B1 - 엑스레이 그리드 및 이의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 베이스 기판; 상기 베이스 기판에 형성된 그리드 홈; 및 상기 그리드 홈에 위치하는 X선 흡수체를 포함하는 엑스레이 그리드 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 비교적 간단한 공정에 의해 엑스레이 그리드를 제조함으로써, 제조비용 및 제작시간을 단축시킬 수 있다.
Description
본 발명은 엑스레이 그리드 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 간단한 공정에 의해 제조될 수 있는 엑스레이 그리드에 관한 것이다.
엑스선 촬영은 검사하고자 하는 인체 부위에 엑스선을 조사하여 투과된 엑스선으로 상을 만들어 인체 내부의 상태 또는 병변을 알아내는 진단 방사선 검사방법이다.
이는 엑스선이 인체를 투과할 때 조직마다 흡수량이 다른 것을 이용한 것인데 엑스선은 인체를 통과하면서 일부가 흡수될 뿐만아니라 일부는 산란되어 상을 흐리게 한다.
엑스레이 그리드는 산란된 엑스선에 의하여 상이 흐려지는 것을 방지하기 위하여 사용되며 피사체(인체)와 필름사이에 배치된다.
그러나 피사체를 통과하여 피사체의 정보를 가진 엑스레이는 검출기에 도달하기 전에 자체 산란으로 인해 정보가 손실되는 문제가 발생하고 있다.
이러한 산란광을 차단하고, 산란되지 않은 엑스레이만을 선별하여 투과시키는 구조물로서 사용되는 것이 엑스레이 그리드이다.
도 1a는 종래기술에 따른 엑스선 영상 시스템을 개략적으로 도시한 구성도이고, 도 1b는 엑스선 영상 시스템에 사용되는 엑스레이 그리드를 도시한 개략적인 단면도이다.
먼저, 도 1a를 참조하면, 피사체(1)가 X선관(2)과 디지털 X선 검출기(4) 사이에 위치하고, 마이크로프로세서(5)로부터의 신호에 따라 X선관(2)에서 방출되는 원추형 빔 타입의 X선(3)이 피사체(1)에 조사되고, 피사체(1)를 통과한 X선(3)이 디지털 X선 검출기(4)를 통해 검출되어 상기 디지털 X선 검출기(4)에 연결된 마이크로프로세서(5)의 디스플레이를 통해 영상을 획득하는 과정이 나타나 있다.
이때, 상기 디지털 X선 검출기(4)는 매트릭스 형태 배열로 이루어진 광 검출기(미도시)를 구비하고, 그 전면에 산란된 X선을 흡수하기 위한 그리드(10)를 구비한다.
상기한 바와 같이 종래기술에 따른 X선 검출기에서는 매트릭스 형태로 배열된 광 검출기 전면에 그리드(10)를 설치함으로써 X선이 피사체를 통과하면서 발생되는 산란된 X선이 예정된 위치의 광 검출기에 인접한 다른 광 검출기에서 검출되어 노이즈(noise)로 작용하는 것을 방지하여 X선 영상의 대조도가 저하되는 문제점을 해결하였다.
다음으로, 도 1b를 참조하면, 종래의 엑스레이 그리드(10)는 산란선을 흡수하기 위하여 X선 흡수율이 높은 납을 이용하여 형성된 얇고 긴 형태의 X선 흡수체(11)가 일정 간격으로 배열되고, 각 X선 흡수체(11) 사이에는 비교적 X선 흡수율이 낮은, 알루미늄 등의 물질로 구성된 충진재(12)가 개재되어 구성되었다. 이와 같이 X선 흡수체(11) 사이에 충진재(12)가 개재되는 이유는 X선 흡수체(11)로 사용되는 납은 연성이 크기 때문에, 상술한 구성과 같이 얇고 긴형태로 구성한 경우 정밀한 형태의 배열을 유지하기가 어렵기 때문이다.
이때, 종래의 엑스레이 그리드는 X선 흡수체인 납박판과 충진재인 알루미늄 박판을 순차적으로 접착한 후, 이를 절단하여 밴드 형태의 박편을 형성하여, 도시된 그리드(10)의 평판형상을 구현하였다.
즉, 납박판(11)은 엑스레이를 투과하지 않고, 알루미늄 박판(12)은 엑스레이를 투과시키는 성질을 이용하는 것이다.
그러나 이러한 알루미늄 박판은 엑스선에 대한 투명도가 보장되지 않아 방사선의 조사량의 증가하는 문제가 발생한바, 이를 해결하기 위하여 상술한 알루미늄판(10)을 합성수지로 대체하는 방법이 제시되고 있다.
그러나, 알루미늄판과 납판을 순차적으로 부착한 후 절단하여, 밴드 형태의 박편을 구성하는 공정이던, 합성수지에 플라즈마 처리를 통해 표면을 개질하고 이를 순차적으로 접착시키는 방식이던, 2종류의 필름을 순차적으로 접착하고, 이를 절단하여 사용하기 때문에, 제조공정이 복잡하고, 제작시간이 매우 길어지는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 기술적 문제점을 해결하기 위한 것으로, 비교적 간단한 공정에 의해 엑스레이 그리드를 제조하고, 제작시간을 단축시킬 수 있는 엑스레이 그리드 및 이의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 해결하려는 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 지적된 문제점을 해결하기 위해서 본 발명은 베이스 기판; 상기 베이스 기판에 형성된 그리드 홈; 및 상기 그리드 홈에 위치하는 X선 흡수체를 포함하는 엑스레이 그리드를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 X선 흡수체는 텅스텐 분말, 텅스텐-구리 혼합 분말 또는 구리가 코팅된 텅스텐 분말인 엑스레이 그리드를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 X선 흡수체는 텅스텐 분말의 소결체, 텅스텐-구리 혼합 분말의 소결체 또는 구리가 코팅된 텅스텐 분말의 소결체이고, 상기 베이스 기판이 제거된 엑스레이 그리드를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 X선 흡수체는 전해 도금 또는 무전해 도금이 가능한 텅스텐 합금이고, 상기 베이스 기판이 제거된 엑스레이 그리드를 제공한다.
또한, 본 발명은 베이스 기판을 준비하는 단계; 상기 베이스 기판에 그리드 홈을 형성하는 단계; 및 상기 그리드 홈에 X선 흡수체를 형성하는 단계를 포함하는 엑스레이 그리드의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 그리드 홈에 X선 흡수체를 형성하는 단계는, 상기 그리드 홈에 X선 흡수체 물질을 충진하는 단계이고, 상기 X선 흡수체 물질은 텅스텐 분말, 텅스텐-구리 혼합 분말 또는 구리가 코팅된 텅스텐 분말인 엑스레이 그리드의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 그리드 홈에 X선 흡수체를 형성하는 단계는, 상기 그리드 홈에 X선 흡수체 물질을 충진하는 단계; 및 상기 X선 흡수체 물질을 소결하여, X선 흡수 소결체를 형성하는 단계이고, 상기 X선 흡수 소결체는 텅스텐 분말의 소결체, 텅스텐-구리 혼합 분말의 소결체 또는 구리가 코팅된 텅스텐 분말의 소결체인 엑스레이 그리드의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 베이스 기판은 플라스틱(plastic), 실리콘 웨이퍼, 유리, 폴리머(polymer), 알루미늄(aluminum), 세라믹(ceramic), 그래파이트(graphite) 및 탄소섬유 복합체(carbon fiber composite)로 이루어진 군에서 선택된 하나의 물질로 이루어 이루어지고, 상기 그리드 홈에 X선 흡수체를 형성하는 단계 이후, 상기 베이스 기판을 제거하는 단계를 더 포함하는 엑스레이 그리드의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 그리드 홈에 X선 흡수체를 형성하는 단계는, 상기 그리드 홈을 포함하는 상기 베이스 기판 상에 시드층을 형성하는 단계; 상기 그리드 홈에 X선 흡수체층을 도금하는 단계; 및 상기 X-선 흡수체층을 포함하는 상기 베이스 기판을 연마하여, X-선 흡수체를 형성하는 단계이고, 상기 X선 흡수체는 전해 도금 또는 무전해 도금이 가능한 텅스텐 합금인 엑스레이 그리드의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 베이스 기판은 플라스틱(plastic), 실리콘 웨이퍼, 유리, 폴리머(polymer), 알루미늄(aluminum), 세라믹(ceramic), 그래파이트(graphite) 및 탄소섬유 복합체(carbon fiber composite)로 이루어진 군에서 선택된 하나의 물질로 이루어 이루어지고, 상기 X-선 흡수체층을 포함하는 상기 베이스 기판을 연마하여, X-선 흡수체를 형성하는 단계 이후, 상기 베이스 기판을 제거하는 단계를 더 포함하는 엑스레이 그리드의 제조방법을 제공한다.
상기한 바와 같은 본 발명에 따르면, 비교적 간단한 공정에 의해 엑스레이 그리드를 제조함으로써, 제조비용 및 제작시간을 단축시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 X선 흡수체 물질의 고정을 위한 베이스 기판 개재되지 않기 때문에, 그리드에서 흡수되는 X선의 흡수율을 최소화하여 보다 적은 X선의 조사선량으로 양질의 X선 영상을 획득할 수 있다.
도 1a는 종래기술에 따른 엑스선 영상 시스템을 개략적으로 도시한 구성도이고, 도 1b는 엑스선 영상 시스템에 사용되는 엑스레이 그리드를 도시한 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 엑스레이 그리드를 제조하는 방법을 도시한 흐름도이다.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 제1실시예에 따른 엑스레이 그리드를 제조하는 방법을 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 엑스레이 그리드를 제조하는 방법을 도시한 흐름도이다.
도 5a 내지 도 5f는 본 발명의 제2실시예에 따른 엑스레이 그리드를 제조하는 방법을 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 엑스레이 그리드를 제조하는 방법을 도시한 흐름도이다.
도 7a 내지 도 7f는 본 발명의 제3실시예에 따른 엑스레이 그리드를 제조하는 방법을 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 엑스레이 그리드를 제조하는 방법을 도시한 흐름도이다.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 제1실시예에 따른 엑스레이 그리드를 제조하는 방법을 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 엑스레이 그리드를 제조하는 방법을 도시한 흐름도이다.
도 5a 내지 도 5f는 본 발명의 제2실시예에 따른 엑스레이 그리드를 제조하는 방법을 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 엑스레이 그리드를 제조하는 방법을 도시한 흐름도이다.
도 7a 내지 도 7f는 본 발명의 제3실시예에 따른 엑스레이 그리드를 제조하는 방법을 도시한 단면도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
아래 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 상세히 설명한다. 도면에 관계없이 동일한 부재번호는 동일한 구성요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 구성 요소와 다른 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 구성요소들의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 구성요소를 뒤집을 경우, 다른 구성요소의 "아래(below)" 또는 "아래(beneath)"로 기술된 구성요소는 다른 구성요소의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 구성요소는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 엑스레이 그리드를 제조하는 방법을 도시한 흐름도이고, 도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 제1실시예에 따른 엑스레이 그리드를 제조하는 방법을 도시한 단면도이다.
먼저, 도 2 및 도 3a를 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 엑스레이 그리드를 제조하는 방법은 베이스 기판(100)을 준비하는 단계를 포함한다(S100).
상기 베이스 기판(100)은 본 발명에 따른 엑스레이 그리드에서 X선이 투과할 수 있는 부분으로써, 상기 베이스 기판(100)은 X선 투과율이 높은 플라스틱(plastic), 실리콘 웨이퍼, 유리, 폴리머(polymer), 알루미늄(aluminum), 세라믹(ceramic), 그래파이트(graphite) 및 탄소섬유 복합체(carbon fiber composite) 등으로 이루어질 수 있으며, 다만, 본 발명에서는 상기 베이스 기판의 재질이 X선의 투과율이 높다면, 상기 베이스 기판의 재질을 한정하는 것은 아니다.
다음으로, 도 2 및 도 3b를 참조하면, 상기 베이스 기판(100)에 그리드 홈(110)을 형성하는 단계를 포함한다(S110).
상기 그리드 홈(110)을 형성하는 것은 공지된 식각방법을 사용할 수 있으며, 일예로, 습식식각 또는 건식식각 방법에 의해 그리드 홈을 형성할 수 있다.
상기 습식식각 공정은 포토레지스트(PR)를 이용한 사진식각공정일 수 있으며, 상기 건식식각 공정은 이온빔 식각, RF 스퍼터링 식각, 플라즈마 식각, 반응이온 식각, 반응 이온빔 식각 등의 물리 및/또는 화학적 건식식각공정일 수 있으며, 다만, 본 발명에서 상기 그리드 홈의 형성방법을 한정하는 것은 아니다.
다음으로, 도 2 및 도 3c를 참조하면, 상기 그리드 홈에 X선 흡수체 물질을 충진하여, X선 흡수체를 형성하는 단계를 포함한다(S120).
상기 그리드 홈에 충진되는 X선 흡수체(120)는 엑스레이를 투과시키지 않는 물질로써, X선이 피사체를 통과하면서 발생되는 산란된 X선이 예정된 위치의 광 검출기에 인접한 다른 광 검출기에서 검출되어 노이즈(noise)로 작용하는 것을 방지할 수 있다.
상기 X선 흡수체 물질은 납(lead), 금(gold), 바륨(barium), 텅스텐(tungsten), 플라티늄(platinum), 니켈(nikel), 주석(tin)/비스무스(bismuth) 합금, 텅스텐/구리합금 및 구리(copper) 등으로 이루어질 수 있다.
이때, 텅스텐/구리합금의 경우 중량비는 텅스텐이 60% 내지 80%, 구리가 20% 내지 40%로 구성될 수 있다.
한편, 본 발명에서 상기 X선 흡수체 물질은 텅스텐 분말, 텅스텐-구리 혼합 분말 또는 구리가 코팅된 텅스텐 분말일 수 있으며, 이로써, 일반적으로 사용되고 있는 납을 대체하여 환경문제에 대응할 수 있으며, 분말상태의 X선 흡수체 물질을 단순 충진시키기 때문에, 간단한 방법에 의해 X선 흡수체를 형성할 수 있다.
이때, 상기 X선 흡수체 물질은 텅스텐 분말, 텅스텐 구리 혼합 분말 또는 구리가 코팅된 텅스텐 분말인 경우, 분말 상태로는 X선 흡수체의 정밀한 형태의 배열이 어렵기 때문에, 상기 베이스 기판은 X선 흡수체의 배열을 고정시키는 역할을 할 수 있다.
이와 같은 본 발명의 제1실시예에 따른 엑스레이 그리드를 제조하는 방법은 X선을 투과할 수 있는 구성을 베이스 기판으로 하고, 상기 베이스 기판에 X선 흡수체를 형성하기 때문에, 종래와 같은 2종류의 필름을 순차적으로 접착하고, 이를 절단하여 가공하는 등의 제조공정을 배제시킬 수 있다.
따라서, 비교적 간단한 공정에 의해 엑스레이 그리드를 제조함으로써, 제조비용 및 제작시간을 단축시킬 수 있다.
또한, 본 발명에서는 종래와 같은 2종류의 필름을 순차적으로 접착하고, 이를 절단하여 가공하는 등의 제조공정과 비교하여, 베이스 기판에 그리드 홈을 형성하고, 상기 그리드 홈에 X선 흡수체 물질을 충진하여, X선 흡수체를 형성하기 때문에, X-선 흡수체의 정밀도를 향상시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 엑스레이 그리드를 제조하는 방법을 도시한 흐름도이고, 도 5a 내지 도 5f는 본 발명의 제2실시예에 따른 엑스레이 그리드를 제조하는 방법을 도시한 단면도이다. 본 발명의 제2실시예에 따른 엑스레이 그리드는 후술할 바를 제외하고는 상술한 제1실시예에 따른 엑스레이 그리드와 동일할 수 있다.
먼저, 도 4 및 도 5a를 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 엑스레이 그리드를 제조하는 방법은 베이스 기판(200)을 준비하는 단계를 포함한다(S200).
상기 베이스 기판(200)은 본 발명에 따른 엑스레이 그리드에서 X선이 투과할 수 있는 부분으로써, 상기 베이스 기판(200)은 X선 투과율이 높은 플라스틱(plastic), 실리콘 웨이퍼, 유리, 폴리머(polymer), 알루미늄(aluminum), 세라믹(ceramic), 그래파이트(graphite) 및 탄소섬유 복합체(carbon fiber composite) 등으로 이루어질 수 있으며, 다만, 본 발명에서는 상기 베이스 기판의 재질이 X선의 투과율이 높다면, 상기 베이스 기판의 재질을 한정하는 것은 아니다.
다음으로, 도 4 및 도 5b를 참조하면, 상기 베이스 기판(200)에 그리드 홈(210)을 형성하는 단계를 포함한다(S210).
상기 그리드 홈(210)을 형성하는 것은 공지된 식각방법을 사용할 수 있으며, 일예로, 습식식각 또는 건식식각 방법에 의해 그리드 홈을 형성할 수 있다.
다음으로, 도 4 및 도 5c를 참조하면, 상기 그리드 홈에 X선 흡수체 물질을 충진하여, X선 흡수체 물질(220)을 충진하는 단계를 포함한다(S220).
상기 그리드 홈에 충진되는 X선 흡수체 물질(220)은 엑스레이를 투과시키지 않는 물질로써, X선이 피사체를 통과하면서 발생되는 산란된 X선이 예정된 위치의 광 검출기에 인접한 다른 광 검출기에서 검출되어 노이즈(noise)로 작용하는 것을 방지할 수 있다.
상기 X선 흡수체 물질은 납(lead), 금(gold), 바륨(barium), 텅스텐(tungsten), 플라티늄(platinum), 니켈(nikel), 주석(tin)/비스무스(bismuth) 합금, 텅스텐/구리합금 및 구리(copper) 등으로 이루어질 수 있다. 이는 상술한 제1실시예와 동일할 수 있으므로, 이하 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
한편, 본 발명에서 상기 X선 흡수체 물질은 텅스텐 분말, 텅스텐 구리 혼합 분말 또는 구리가 코팅된 텅스텐 분말일 수 있으며, 이로써, 일반적으로 사용되고 있는 납을 대체하여 환경문제에 대응할 수 있다.
다음으로, 도 4 및 도 5d를 참조하면, 상기 X선 흡수체 물질을 소결하여, X선 흡수 소결체(230)를 형성하는 단계를 포함한다(S230).
상술한 바와 같이, 본 발명에서 상기 X선 흡수체 물질은 텅스텐 분말, 텅스텐 구리 혼합 분말 또는 구리가 코팅된 텅스텐 분말일 수 있는데, 이러한 분말 상태로는 X선 흡수체 물질의 정밀한 형태의 배열이 어렵기 때문에, 상기 베이스 기판을 통해 X선 흡수체 물질의 배열을 고정시키는 것이 필요하다.
이와 같은 구성 하에서는 비록 X선 흡수율이 낮은 베이스 기판을 사용한다 하더라도, X선이 그리드를 통과하면서 베이스 기판에 의해 일정 부분 흡수되는 것을 피할 수 없으며, 이로 인하여 X선의 검출 효율이 저하되어 원하는 해상도의 영상을 얻기 위해서는 더 많은 X선의 조사선량이 요구되고, 결과적으로 피사체의 방사선 피폭량을 더욱 증가시키는 요인으로 작용하고 있다.
이에 따라, X선 촬영장치용 그리드를 연구 개발하는 입장에서는 그리드에서 흡수되는 X선의 흡수율을 최소화하여 보다 적은 X선의 조사선량으로 양질의 X선 영상을 획득하는 것이 중요하며, 따라서, X선 흡수체 물질의 고정을 위한 베이스 기판이 전혀 개재되지 않은 그리드 모듈을 개발하는 것이 결국 X선 투과율을 향상시켜 조사선량을 감소시키는데 가장 이상적인 방법이 될 수 있다.
따라서, 본 발명에 제2실시예에 따른 엑스레이 그리드를 제조하는 방법에서는 상기 X선 흡수체 물질을 소결하는 단계를 포함함으로써, 상기 X선 흡수체 물질을 프리 스탠딩(free standing)이 가능한 X선 흡수 소결체(230)로 형성할 수 있다.
이때, 상기 소결은 900 내지 1400℃의 범위에서 행하는 것이 바람직하며, 상기 소결이 900℃ 미만에서 이루어지는 경우 소결 시간이 지연될 수 있으며, 1400℃를 초과하는 온도에서 이루어지는 경우 소결체의 형상이 뒤틀릴 수 있다. 다만, 본 발명에서 상기 소결의 온도조건을 제한하는 것은 아니며, 소결체, 즉, X선 흡수체의 물질에 따라 적절한 온도조건에서 이루어질 수 있다.
다음으로, 도 4, 도 5e 및 도 5f를 참조하면, 상기 베이스 기판을 제거하는 단계를 포함한다(S240).
상술한 바와 같이, 상기 베이스 기판(200)은 화학적 에칭 또는 스트립공정을 통해 제거하거나, 상기 베이스 기판으로부터 상기 X-선 흡수 소결체를 Lift-Off 방식에 의해 분리함으로써, 상기 베이스 기판을 제거할 수 있다.
이와 같은, 본 발명의 제2실시예에 따른 엑스레이 그리드는 X선 흡수체 물질의 고정을 위한 베이스 기판이 개재되지 않기 때문에, 그리드에서 흡수되는 X선의 흡수율을 최소화하여 보다 적은 X선의 조사선량으로 양질의 X선 영상을 획득할 수 있다.
도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 엑스레이 그리드를 제조하는 방법을 도시한 흐름도이고, 도 7a 내지 도 7f는 본 발명의 제3실시예에 따른 엑스레이 그리드를 제조하는 방법을 도시한 단면도이다. 본 발명의 제3실시예에 따른 엑스레이 그리드는 후술할 바를 제외하고는 상술한 제2실시예에 따른 엑스레이 그리드와 동일할 수 있다.
먼저, 도 6 및 도 7a를 참조하면, 본 발명의 제3실시예에 따른 엑스레이 그리드를 제조하는 방법은 베이스 기판(300)을 준비하는 단계를 포함한다(S300).
상기 베이스 기판(300)은 본 발명에 따른 엑스레이 그리드에서 X선이 투과할 수 있는 부분으로써, 상기 베이스 기판(300)은 X선 투과율이 높은 플라스틱(plastic), 실리콘 웨이퍼, 유리, 폴리머(polymer), 알루미늄(aluminum), 세라믹(ceramic), 그래파이트(graphite) 및 탄소섬유 복합체(carbon fiber composite) 등으로 이루어질 수 있으며, 다만, 본 발명에서는 상기 베이스 기판의 재질이 X선의 투과율이 높다면, 상기 베이스 기판의 재질을 한정하는 것은 아니다.
다음으로, 도 6 및 도 7b를 참조하면, 상기 베이스 기판(300)에 그리드 홈(310)을 형성하는 단계를 포함한다(S310).
상기 그리드 홈(310)을 형성하는 것은 공지된 식각방법을 사용할 수 있으며, 일예로, 습식식각 또는 건식식각 방법에 의해 그리드 홈을 형성할 수 있다.
다음으로, 도 6 및 도 7c를 참조하면, 상기 그리드 홈(310)을 포함하는 기판상에 시드층(330)을 형성하는 단계를 포함한다(S320).
이때, 상기 시드층(330)은 후술하는 X-선 흡수체층의 도금을 위한 층으로, 도면에 도시된 바와 같이, 상기 시드층(330)은 그리드 홈(310)을 포함하는 기판의 전면(全面)에 형성할 수 있으며, 이와는 달리, 그리드 홈(310)의 내부에만 형성하는 것도 가능하다.
다음으로, 도 6 및 도 7d를 참조하면, 상기 그리드 홈에 X선 흡수체층(320)을 도금하는 단계를 포함한다(S330).
이때, 상기 도금은 공지된 전해 도금법 또는 무전해 도금법일 수 있으며, 본 발명에서 상기 도금의 종류를 제한하는 것은 아니다.
상기 X선 흡수체층은 전해 도금 또는 무전해 도금이 가능한 텅스텐 합금일 수 있으며, 보다 구체적으로, 니켈-텅스텐 합금, 구리-텅스텐 합금일 수 있다.
예를 들어, 상기 시드층(330)을 그리드 홈(310)을 포함하는 기판의 전면(全面)에 형성하는 경우, 상기 도금은 공지된 전해 도금법일 수 있고, 상기 시드층(330)을 그리드 홈(310)의 내부에만 형성하는 경우, 상기 도금은 공지된 무전해 도금법일 수 있다.
상기 전해 도금법은 상기 시드층에 전기를 통하여, X-선 흡수체층을 형성하는 방법으로, 이는 당업계에서 자명한 것이므로, 이하 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
또한, 상기 무전해 도금은 자기촉매에 의한 화학적 반응을 이용한 도금방법으로서 전기도금과는 달리 피도금 물체에 전기를 통하지 아니하여도 피막이 형성되며, 금속은 물론 플라스틱, 종이, 섬유, 세라믹 등 거의 모든 재료에 피막을 형성시킬 수 있다. 또한 복잡한 구조물 형재에도 피막을 형성시킬 수 있으며, 형성된 피막의 물성도 내식성, 내알칼리성, 내마모성, 납땜성, 밀착성, 내열성 등이 우수하여 자동차, 항공기, 일반기계, 전자부품, 화학플랜에 많이 응용되고 있다. 상기 무전해 도금법은 당업계에서 자명한 것이므로, 이하 구체적인 설명은 생략하기로 한다. 이때, 상술한 시드층이 촉매로 작용하여 화학적 반응에 의해 상기 X-선 흡수체층이 형성될 수 있다.
다음으로, 도 6 및 도 7e를 참조하면, 상기 X-선 흡수체층을 포함하는 베이스 기판(300)을 연마하여, X-선 흡수체(320')를 형성하는 단계를 포함한다.
상기 X-선 흡수체층(320)을 포함하는 베이스 기판(300)을 연마하는 것은 공지된 화학적 기계적 연마(CMP:Chemical Mechanical Polishing) 공정을 통해 연마할 수 있으며, 상기 연마공정은 상기 그리드 홈 영역에 위치하는 시드층 및 X-선 흡수체층을 제외하고, 나머지 영역, 즉, 베이스 기판 중 그리드 홈 영역을 제외한 영역의 시드층 및 X-선 흡수체층이 제거될 때까지 진행될 수 있다.
이로써, 도 7e에 도시된 바와 같이, 그리드 홈 영역에만 시드층 패턴(330') 및 X-선 흡수체(320')를 포함하는 베이스 기판(300)을 형성할 수 있다.
X선 흡수체(320')는 엑스레이를 투과시키지 않는 물질로써, X선이 피사체를 통과하면서 발생되는 산란된 X선이 예정된 위치의 광 검출기에 인접한 다른 광 검출기에서 검출되어 노이즈(noise)로 작용하는 것을 방지할 수 있다.
다음으로, 도 6 및 도 7f를 참조하면, 상기 베이스 기판을 제거하는 단계를 포함한다(S340).
상술한 바와 같이, 상기 베이스 기판(300)은 애싱 또는 스트립공정을 통해 제거하거나, 상기 베이스 기판으로부터 상기 X-선 흡수체를 Lift-Off 방식에 의해 분리함으로써, 상기 베이스 기판을 제거할 수 있다.
이때, 도 7f에는 X-선 흡수체(320')의 하부에 시드층 패턴(330')이 위치하는 것을 도시하였으나, 이와는 달리, 시드층 패턴(330')은 화학 세정 또는 초음파 처리를 통해 제거할 수 있다.
따라서, 본 발명의 제3실시예에 따른 엑스레이 그리드는 선 흡수체 물질의 고정을 위한 베이스 기판이 개재되지 않기 때문에, 그리드에서 흡수되는 X선의 흡수율을 최소화하여 보다 적은 X선의 조사선량으로 양질의 X선 영상을 획득할 수 있다.
또한, 도금 공정에 의해 X선 흡수체를 형성함으로써, 상기 X선 흡수체의 프리 스탠딩을 위한 소결단계를 배제시킬 수 있다.
이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100, 200a, 200b, 300a, 300b : 베이스 기판
110, 210, 310 : 그리드 홈
120, 220, 230, 320' : X선 흡수체
110, 210, 310 : 그리드 홈
120, 220, 230, 320' : X선 흡수체
Claims (12)
- 베이스 기판;
상기 베이스 기판에 형성된 그리드 홈; 및
상기 그리드 홈에 위치하는 X선 흡수체를 포함하고,
상기 X선 흡수체는 텅스텐 분말, 텅스텐-구리 혼합 분말 또는 구리가 코팅된 텅스텐 분말이고,
상기 X선 흡수체는 그리드 형태인 엑스레이 그리드. - 제 1 항에 있어서,
상기 베이스 기판은 플라스틱(plastic), 실리콘 웨이퍼, 유리, 폴리머(polymer), 알루미늄(aluminum), 세라믹(ceramic), 그래파이트(graphite) 및 탄소섬유 복합체(carbon fiber composite)로 이루어진 군에서 선택된 하나의 물질로 이루어지는 엑스레이 그리드. - 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 X선 흡수체는 상기 텅스텐 분말을 소결한 텅스텐 분말의 소결체, 상기 텅스텐-구리 혼합 분말을 소결한 텅스텐-구리 혼합 분말의 소결체 또는 상기 구리가 코팅된 텅스텐 분말을 소결한 구리가 코팅된 텅스텐 분말의 소결체이고, 상기 베이스 기판이 제거된 엑스레이 그리드. - 제 1 항에 있어서,
상기 X선 흡수체는 전해 도금 또는 무전해 도금이 가능한 텅스텐 합금이고, 상기 베이스 기판이 제거된 엑스레이 그리드. - 베이스 기판을 준비하는 단계;
상기 베이스 기판에 그리드 홈을 형성하는 단계; 및
상기 그리드 홈에 X선 흡수체를 형성하는 단계를 포함하고,
상기 그리드 홈에 X선 흡수체를 형성하는 단계는,
상기 그리드 홈에 X선 흡수체 물질을 충진하는 단계이고,
상기 X선 흡수체 물질은 텅스텐 분말, 텅스텐-구리 혼합 분말 또는 구리가 코팅된 텅스텐 분말이고,
상기 X선 흡수체는 그리드 형태인 엑스레이 그리드의 제조방법. - 삭제
- 제 6 항에 있어서,
상기 그리드 홈에 X선 흡수체를 형성하는 단계는,
상기 그리드 홈에 X선 흡수체 물질을 충진하는 단계 이후, 상기 X선 흡수체 물질을 소결하여, X선 흡수 소결체를 형성하는 단계를 더 포함하고,
상기 X선 흡수 소결체는 텅스텐 분말의 소결체, 텅스텐-구리 혼합 분말의 소결체 또는 구리가 코팅된 텅스텐 분말의 소결체인 엑스레이 그리드의 제조방법. - 제 8 항에 있어서,
상기 베이스 기판은 플라스틱(plastic), 실리콘 웨이퍼, 유리, 폴리머(polymer), 알루미늄(aluminum), 세라믹(ceramic), 그래파이트(graphite) 및 탄소섬유 복합체(carbon fiber composite)로 이루어진 군에서 선택된 하나의 물질로 이루어 이루어지고,
상기 그리드 홈에 X선 흡수체를 형성하는 단계 이후, 상기 베이스 기판을 제거하는 단계를 더 포함하는 엑스레이 그리드의 제조방법. - 베이스 기판을 준비하는 단계;
상기 베이스 기판에 그리드 홈을 형성하는 단계; 및
상기 그리드 홈에 X선 흡수체를 형성하는 단계를 포함하고,
상기 그리드 홈에 X선 흡수체를 형성하는 단계는,
상기 그리드 홈을 포함하는 상기 베이스 기판 상에 시드층을 형성하는 단계; 상기 그리드 홈에 X선 흡수체층을 도금하는 단계; 및 상기 X-선 흡수체층을 포함하는 상기 베이스 기판을 연마하여, X-선 흡수체를 형성하는 단계이고,
상기 X선 흡수체는 전해 도금 또는 무전해 도금이 가능한 텅스텐 합금이고,
상기 X선 흡수체는 그리드 형태인 엑스레이 그리드의 제조방법. - 제 10 항에 있어서,
상기 베이스 기판은 플라스틱(plastic), 실리콘 웨이퍼, 유리, 폴리머(polymer), 알루미늄(aluminum), 세라믹(ceramic), 그래파이트(graphite) 및 탄소섬유 복합체(carbon fiber composite)로 이루어진 군에서 선택된 하나의 물질로 이루어 이루어지고,
상기 X-선 흡수체층을 포함하는 상기 베이스 기판을 연마하여, X-선 흡수체를 형성하는 단계 이후, 상기 베이스 기판을 제거하는 단계를 더 포함하는 엑스레이 그리드의 제조방법. - 제 10 항에 있어서,
상기 베이스 기판을 연마하는 공정은,
상기 베이스 기판 중 상기 그리드 홈 영역을 제외한 영역의 상기 시드층 및 상기 X-선 흡수체층이 제거될 때까지 진행되어, 상기 그리드 홈 영역에만 시드층 패턴 및 상기 X-선 흡수체를 포함하는 상기 베이스 기판을 형성하는 공정인 엑스레이 그리드의 제조방법.
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