KR102105723B1 - 센서 유니트 및 고체 촬상 장치 - Google Patents

센서 유니트 및 고체 촬상 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102105723B1
KR102105723B1 KR1020147005838A KR20147005838A KR102105723B1 KR 102105723 B1 KR102105723 B1 KR 102105723B1 KR 1020147005838 A KR1020147005838 A KR 1020147005838A KR 20147005838 A KR20147005838 A KR 20147005838A KR 102105723 B1 KR102105723 B1 KR 102105723B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
base member
solid
state imaging
imaging element
area
Prior art date
Application number
KR1020147005838A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20140107175A (ko
Inventor
가즈키 후지타
류지 규시마
하루미치 모리
하루요시 오카다
준이치 사와다
Original Assignee
하마마츠 포토닉스 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 하마마츠 포토닉스 가부시키가이샤 filed Critical 하마마츠 포토닉스 가부시키가이샤
Publication of KR20140107175A publication Critical patent/KR20140107175A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102105723B1 publication Critical patent/KR102105723B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/024—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14618—Containers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/1462—Coatings
    • H01L27/14623—Optical shielding
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14643—Photodiode arrays; MOS imagers
    • H01L27/14658—X-ray, gamma-ray or corpuscular radiation imagers
    • H01L27/14663—Indirect radiation imagers, e.g. using luminescent members
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/57—Mechanical or electrical details of cameras or camera modules specially adapted for being embedded in other devices
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/30—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof for transforming X-rays into image signals
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H04N25/71—Charge-coupled device [CCD] sensors; Charge-transfer registers specially adapted for CCD sensors
    • H04N25/75—Circuitry for providing, modifying or processing image signals from the pixel array
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H04N25/76—Addressed sensors, e.g. MOS or CMOS sensors
    • H04N25/78—Readout circuits for addressed sensors, e.g. output amplifiers or A/D converters
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00—Details of television systems
    • H04N5/30—Transforming light or analogous information into electric information
    • H04N5/32—Transforming X-rays
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805—Shape
    • H01L2224/4809—Loop shape
    • H01L2224/48091—Arched
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48135—Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip
    • H01L2224/48137—Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip the bodies being arranged next to each other, e.g. on a common substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14632—Wafer-level processed structures

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Measurement Of Radiation (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Abstract

센서 유니트(2A)는 금속제의 베이스 부재(20A)와, 고체 촬상 소자(30)와, 앰프 칩(40)을 구비한다. 베이스 부재(20A)는 제1 재치면(21a) 및 제2 재치면(21b)을 가진다. 고체 촬상 소자(30)는 수광면(32)을 가지고, 이면(33)과 제1 재치면(21a)이 서로 대향하도록 제1 재치면(21a)상에 배치되어 있다. 앰프 칩(40)은 제2 재치면(21b)상에 배치된 기판(50)상에 실장되어 있다. 베이스 부재(20A)는 고체 촬상 소자(30)의 측면과 대향하는 측벽부(25)를 추가로 가진다. 칩(40)과 고체 촬상 소자(30)는, 본딩 와이어(92)를 통하여 서로 전기적으로 접속되어 있다. 칩(40)은 기판(50)의 서멀 비아(53)를 통하여 베이스 부재(20A)와 열적으로 결합되어 있다.

Description

센서 유니트 및 고체 촬상 장치{SENSOR UNIT AND SOLID-STATE IMAGING DEVICE}
본 발명은 센서 유니트 및 고체 촬상 장치에 관한 것이다.
특허 문헌 1에는, X선 검출 장치가 기재되어 있다. 이 X선 검출 장치는, 어모퍼스 실리콘을 구성 재료로 하는 센서 기판과, 쉬프트 레지스터(shift register) 및 검출용 집적 회로가 실장된 플렉서블 회로 기판을 구비하고 있다. 센서 기판상에는, X선을 가시광(可視光)으로 변환하기 위한 형광체(CsI)가 마련되어 있다.
특허 문헌 1: 일본국 특개 2005－326403호 공보
복수 행 및 복수 열에 걸쳐서 화소가 이차원 모양으로 배치된 수광면(受光面)을 가지는 고체 촬상 소자에서는, 각 열의 화소로부터 전송된 신호(전하)를 증폭시켜 차례로 출력하기 위해서, 적분 회로나 전압 유지 회로가 마련된다. 이들 회로는, 한 장의 기판상에 수광면과 나란히 형성되는 경우 외에, 그 기판과는 다른 반도체 칩에 형성되는 경우가 있다.
예를 들면, 의료용 X선 촬상 시스템의 용도 등에 있어서, 대면적의 유리 기판상에, 다결정 실리콘이 퇴적되어서 이루어진 박막 트랜지스터나, 어모퍼스 실리콘이 퇴적되어서 이루어진 포토 다이오드를 구비함으로써, 단결정 실리콘 웨이퍼로부터 제작되는 종래의 고체 촬상 소자와 비교하여 현격히 넓은 수광 면적(예를 들면, 한 변(邊) 30cm~40cm 정도)을 가지는 고체 촬상 소자가 개발되어 있다. 예를 들면 그러한 구성을 구비하는 고체 촬상 소자에서는, 적분 회로나 전압 유지 회로를 유리 기판상에 다결정 실리콘으로 형성하는 것보다도, 이들 회로를 CMOS형의 반도체 칩에 형성하여, 이 반도체 칩과 고체 촬상 소자를 본딩 와이어 등으로 접속하는 쪽이 동작 속도의 면에서 바람직한 경우가 있다.
도 17은 그러한 방식을 구비하는 센서 유니트의 예를 나타내는 단면도이다. 이 센서 유니트(100)는, 복수의 화소를 가지는 고체 촬상 소자(101)와, 적분 회로나 전압 유지 회로를 내장하는 반도체 칩(102)을 구비하고 있다. 고체 촬상 소자(101)와 반도체 칩(102)은, 한 장의 배선 기판(유리 에폭시기판)(107)의 표면상에 실장(다이 본딩)되어 있고, 본딩 와이어(106)에 의해서 서로 전기적으로 접속되어 있다. 고체 촬상 소자(101)의 수광면상에는 신틸레이터(103)가 배치되어, X선 등의 방사선이 가시광으로 변환되어 고체 촬상 소자(101)의 수광면에 입사된다. 또한, 센서 유니트(100)는, 고체 촬상 소자(101) 및 반도체 칩(102)을 수용하는 케이스(미도시)를 추가로 구비하여도 좋다. 케이스에는, 센서 유니트(100)에 도달한 방사선을 고체 촬상 소자(101)를 향해서 투과하는 창부재(窓材)가 마련된다. 또, 배선 기판(107)의 이면(裏面)측에는, 철제(鐵製)의 베이스 기판(108) 및 제어 기판(109)이 배치된다.
그렇지만, 도 17에 도시된 구성에서는, 다음의 문제가 발생한다. 적분 회로나 전압 유지 회로를 내장하는 반도체 칩(102)에서는, 고체 촬상 소자(101)와 비교하여 발열량이 커진다. 그리고 센서 유니트(100)와 같이, 고체 촬상 소자(101)와 반도체 칩(102)이 공통의 배선 기판(107)상에 실장되는 구조에서는, 반도체 칩(102)에서 생긴 열이, 배선 기판(107)을 통하여 고체 촬상 소자(101)의 부근에 도달하기 쉽다. 그 결과, 각 화소를 구성하는 포토 다이오드의 암전류(暗電流)가 증대하고, 또 신틸레이터(103)의 기능을 저하시킬 우려가 있다. 특히, 대면적의 유리 기판상에 실리콘이 퇴적되어서 이루어진 고체 촬상 소자에서는, 화소수가 현격히 많아, 반도체 칩의 개수도 많아지므로, 반도체 칩의 발열량도 커져, 상기의 문제점이 현저해진다.
본 발명은 이와 같은 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 반도체 칩으로부터의 발열의 고체 촬상 소자로의 영향을 저감시킬 수 있는 센서 유니트 및 고체 촬상 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에 의한 센서 유니트는, 주면(主面) 및 이면(裏面)을 가지는 금속제의 부재로서, 제1 재치(載置) 영역과, 이면을 기준으로 하는 높이가 제1 재치 영역보다도 낮은 제2 재치 영역이 주면에 형성된 베이스 부재와, 수광면과, 그 수광면의 반대측에 위치하는 이면을 가지고, 그 이면과 제1 재치 영역이 서로 대향하도록 제1 재치 영역상에 배치된 고체 촬상 소자와, 베이스 부재의 제2 재치 영역상에 배치된 배선 기판상에 실장되어, 고체 촬상 소자로부터 출력되는 신호를 증폭하여 출력하는 신호 판독용 반도체 칩을 구비하고, 베이스 부재는, 고체 촬상 소자의 측면과 대향하는 측벽부를 추가로 가지고 있고, 신호 판독용 반도체 칩과 고체 촬상 소자는, 본딩 와이어를 통하여 서로 전기적으로 접속되어 있고, 배선 기판이 서멀 비아(thermal via)를 가지고 있어, 신호 판독용 반도체 칩이 서멀 비아를 통하여 베이스 부재와 열적(熱的)으로 결합되어 있는 것을 특징으로 한다.
이 센서 유니트에서는, 금속제의 베이스 부재의 어느 면(제1 재치 영역) 상에 고체 촬상 소자가 배치되어 있고, 신호 판독용 반도체 칩은, 금속제의 베이스 부재의 다른 면(제2 재치 영역) 상에 있어서, 배선 기판상에 실장되어 있다. 이와 같이, 열전도성이 높은 금속제의 베이스 부재 상의 각 재치 영역상에 고체 촬상 소자 및 신호 판독용 반도체 칩이 각각 배치됨으로써, 신호 판독용 반도체 칩에서 생긴 열이 효과적으로 확산되어, 고체 촬상 소자로 도달하기 어려워지므로, 반도체 칩으로부터의 발열에 의한 고체 촬상 소자로의 영향을 효과적으로 저감시킬 수 있다. 추가로, 이 센서 유니트에서는, 배선 기판이 서멀 비아를 가지고 있고, 신호 판독용 반도체 칩이 서멀 비아를 통하여 베이스 부재와 열적으로 결합되어 있다. 이와 같은 구성에 의해, 신호 판독용 반도체 칩의 열을 베이스 부재로 더욱 효율 좋게 전할 수 있어, 베이스 부재에 있어서의 열확산을 촉진할 수 있다.
또, 상기 센서 유니트에서는, 베이스 부재가 고체 촬상 소자의 측면과 대향하는 측벽부를 가지고 있다. 이것에 의해, 베이스 부재상에 있어서의 고체 촬상 소자의 위치 결정이 용이해지므로, 고체 촬상 소자와 신호 판독용 반도체 칩의 와이어 본딩의 정밀도를 용이하게 높일 수 있다.
또, 상기 센서 유니트에서는, 베이스 부재의 이면을 기준으로 하는 제2 재치 영역의 높이가, 제1 재치 영역의 높이보다도 낫게 되어 있다. 이것에 의해, 배선 기판상에 실장되는 신호 판독용 반도체 칩의 상면 높이와, 고체 촬상 소자의 상면 높이의 차를 작게 하여, 와이어 본딩을 매우 적합하게 행할 수 있다.
또, 본 발명에 의한 고체 촬상 장치는, 상기한 센서 유니트와, 베이스 부재, 고체 촬상 소자, 및 신호 판독용 반도체 칩을 수용하는 케이스와, 케이스 내에 있어서 베이스 부재의 이면을 지지함과 아울러, 베이스 부재와 케이스를 서로 열적으로 결합하는 지지 부재를 구비하는 것을 특징으로 한다. 이 고체 촬상 장치에 의하면, 신호 판독용 반도체 칩에서 발생한 열이 베이스 부재로부터 케이스로 효율 좋게 빠져나갈 수 있게 하므로, 고체 촬상 소자로의 영향을 더욱 효과적으로 저감시킬 수 있다.
본 발명에 의한 센서 유니트 및 고체 촬상 장치에 의하면, 반도체 칩으로부터의 발열의 고체 촬상 소자로의 영향을 저감시킬 수 있다.
도 1은 일 실시 형태에 따른 고체 촬상 장치의 평면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 고체 촬상 장치의 II－II선을 따른 단면을 나타내는 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 고체 촬상 장치의 III－III선을 따른 단면을 나타내는 도면이다.
도 4는 베이스 부재의 전체 형상을 나타내는 사시도이다.
도 5는 고체 촬상 소자 및 앰프 칩을 나타내는 평면도이다.
도 6은 고체 촬상 소자의 일부를 확대한 평면도이다.
도 7은 도 6의 VII－VII선을 따른 단면을 나타내는 측단면도이다.
도 8은 고체 촬상 소자 및 앰프 칩의 내부 구성을 나타내는 도면이다.
도 9는 베이스 부재의 이면을 나타내는 도면이다.
도 10은 제1 변형예에 따른 센서 유니트의 구성을 나타내는 단면도로서, 도 2에 상당하는 단면을 나타내고 있다.
도 11은 제2 변형예에 따른 센서 유니트의 구성을 나타내는 단면도로서, 도 2에 상당하는 단면을 나타내고 있다.
도 12는 제2 변형예에 따른 센서 유니트의 구성을 나타내는 단면도로서, 도 3에 상당하는 단면을 나타내고 있다.
도 13은 제2 변형예에 따른 센서 유니트가 구비하는 베이스 부재의 전체 형상을 나타내는 사시도이다.
도 14는 제3 변형예로서, 베이스 부재의 여러가지 형상을 나타내는 사시도이다.
도 15는 제3 변형예로서, 베이스 부재의 여러가지 형상을 나타내는 사시도이다.
도 16은 제3 변형예로서, 베이스 부재의 여러가지 형상을 나타내는 사시도이다.
도 17은 센서 유니트의 구성예를 나타내는 단면도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명에 의한 센서 유니트 및 고체 촬상 장치의 실시 형태를 상세하게 설명한다. 또한, 도면 설명에 있어서 동일한 요소에는 동일한 부호를 부여하고, 중복하는 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 고체 촬상 장치(1A)의 평면도이다. 도 2는 도 1에 도시된 고체 촬상 장치(1A)의 II－II선을 따른 단면을 나타내는 도면이고, 도 3은 도 1에 도시된 고체 촬상 장치(1A)의 III－III선을 따른 단면을 나타내는 도면이다. 또한, 이해를 용이하게 하기 위해, 도 1 ~ 도 3에는 XYZ 직교 좌표계가 도시되어 있다.
도 1 ~ 도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시 형태의 고체 촬상 장치(1A)는 케이스(10), 베이스 부재(20A), 고체 촬상 소자(30), 앰프 칩(40), 칩 탑재 기판(50), 제어 기판(55), 및 신틸레이터(56)를 구비한다. 케이스(10)는 XY 평면을 따라서 연장되는 천판(天板)(11) 및 저판(底板)(12), 및 Z축을 따라서 연장되는 측판(13)을 가지는 대략 직방체(直方體) 모양의 중공(中空) 용기로서, 베이스 부재(20A), 고체 촬상 소자(30), 앰프 칩(40), 칩 탑재 기판(50), 제어 기판(55) 및 신틸레이터(56)를 수용한다. 케이스(10)는 고체 촬상 장치(1A)의 검출 대상인 방사선(예를 들면 X선)을 차단하는 재료, 예를 들면 철 등에 의해서 구성된다. 케이스(10)의 천판(11)에는, 고체 촬상 장치(1A)에 도달한 방사선을 케이스(10)의 내부로 투과시키기 위한 창부재(14)가 끼워 넣어져 있다. 창부재(14)는 Z축 방향으로부터 입사된 방사선을 투과하는 카본 파이버나 알루미늄 등으로 이루어진다.
베이스 부재(20A), 고체 촬상 소자(30), 앰프 칩(40), 칩 탑재 기판(50), 제어 기판(55), 및 신틸레이터(56)는 본 실시 형태에 있어서의 센서 유니트(2A)를 구성한다. 베이스 부재(20A)는 고체 촬상 소자(30), 앰프 칩(40), 칩 탑재 기판(50), 제어 기판(55), 및 신틸레이터(56)를 지지하는 부재이다. 도 4는 베이스 부재(20A)의 전체 형상을 나타내는 사시도이다. 베이스 부재(20A)는, 예를 들면 철, 알루미늄, 스테인리스, 텅스텐 합금, 동 텅스텐과 같은 금속으로 이루어지고, 평면 형상이 대략 장방형(長方形)인 판(板) 모양 부재로서, XY 평면을 따른 주면(21) 및 이면(22), 및 Z축을 따른 측면(23)을 가진다. 주면(21)에는, 제1 재치 영역으로서의 제1 재치면(21a), 및 제2 재치 영역으로서의 제2 재치면(21b)이, X축 방향으로 나란하게 형성되어 있다. 제1 재치면(21a) 및 제2 재치면(21b)은, 베이스 부재(20A)의 두께 방향과 교차하는 소정 평면(본 실시 형태에서는 XY 평면)을 따라서 연장되어 있다. 제1 재치면(21a)과 제2 재치면(21b)의 사이에는 단차(段差)가 형성되어 있고, 평탄한 이면(22)을 기준으로 하는 제2 재치면(21b)의 높이 H2(즉, 제2 재치면(21b)에 있어서의 베이스 부재(20A)의 두께)는, 이면(22)을 기준으로 하는 제1 재치면(21a)의 높이 H1(제1 재치면(21a)에 있어서의 베이스 부재(20A)의 두께)보다도 낮다(얇다). 환언하면, 제2 재치면(21b)은, 제1 재치면(21a)을 포함하는 가상 평면에 대해서, 이면(22)측에 위치하고 있다.
베이스 부재(20A)는 제1 재치면(21a)과 제2 재치면(21b)의 사이에 형성된 슬릿(구멍)(24)을 추가로 가진다. 슬릿(24)은 주면(21)으로부터 이면(22)에 걸쳐서 베이스 부재(20A)를 관통하고 있다. 본 실시 형태에서는, 베이스 부재(20A)에 복수의 슬릿(24)이 형성되어 있고, 이들 복수의 슬릿(24)은 제1 재치면(21a)과 제2 재치면(21b)의 경계를 따른 방향으로 나란하게 있고, 또한 그 방향을 길이 방향으로 하여 각각 형성되어 있다.
베이스 부재(20A)는 측벽부(25)를 추가로 가진다. 측벽부(25)는 제1 재치면(21a)으로부터 Z축 방향으로 돌출하여 형성되어 있고, 제1 재치면(21a)의 주위에 배치되어 있다. 측벽부(25)는 제1 재치면(21a)상에 탑재되는 고체 촬상 소자(30)(후술)의 측면과 대향한다. 도 4에 도시된 형태에서는, 한 쌍의 측벽부(25)가, 제1 재치면(21a) 및 제2 재치면(21b)이 늘어선 방향(X축 방향)과 교차하는 방향(즉 Y축 방향)으로 나란하게 형성되어 있고, 이들의 측벽부(25)의 사이에는 제1 재치면(21a)이 배치되어 있다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 베이스 부재(20A)는, 케이스(10)의 저판(12) 상에 있어서, 지지 부재(93)에 의해서 그 이면(22)이 지지되어 있다. 지지 부재(93)는, 예를 들면 철, 알루미늄, 스테인리스, 텅스텐 합금, 동 텅스텐과 같은 재료로 이루어진다. 또, 지지 부재(93)는, 도 3에 도시된 바와 같이 예를 들면 복수의 기둥 모양의 부재로 이루어져도 좋다. 베이스 부재(20A)는 이 지지 부재(93)에 의해서, 케이스(10)의 저판(12)과 열적으로 결합되어 있다. 또한, 지지 부재(93)는 베이스 부재(20A)와 일체(一體)로서 형성되어 있어도 좋다. 또, 지지 부재(93)는, 적어도 제2 재치면(21b) 및 그 주변 영역의 뒤편(裏側)에 마련되는 것이 바람직하다.
고체 촬상 소자(30)는 평면 형상이 장방형인 판 모양의 소자로서, 기판(31)과, 상기 소정 평면(XY 평면)을 따라서 기판(31) 상에 형성된 수광면(32)과, 그 수광면(32)의 반대측에 위치하는 이면(33)을 가진다. 고체 촬상 소자(30)는, 이면(33)과 제1 재치면(21a)이 서로 대향하도록, 제1 재치면(21a)상에 배치되어 있다. 또, 수광면(32)상에는 신틸레이터(56)가 배치되어 있다. 신틸레이터(56)는 케이스(10)의 창부재(14)로부터 입사된 방사선을 받아, 그 방사선의 입사 강도에 따른 강도의 가시역(可視域)의 신틸레이션 광을 수광면(32)으로 출력한다.
기판(31)은, 예를 들면 유리 기판에 의해서 매우 적합하게 구성되며, 수광면(32)으로의 입사광(본 실시 형태에서는, 신틸레이터(56)로부터의 신틸레이션 광)의 파장에 대해서 투명하다. 그리고 본 실시 형태에서는, 도 3에 도시된 바와 같이, 기판(31)의 일부의 측면(31a)과, 대향하는 측벽부(25)가 접착제(91)를 통하여 서로 접착됨으로써, 고체 촬상 소자(30)가 베이스 부재(20A)에 고정되어 있다. 또한, 기판(31)의 이면(33)과 제1 재치면(21a)의 사이에는, 수광면(32)으로의 비침(glare)을 막기 위해, 접착제 그 외의 것은 아무것도 마련되어 있지 않다.
앰프 칩(40)은, 본 실시 형태에 있어서의 신호 판독용 반도체 칩으로서, 예를 들면 C－MOS형 IC 칩에 의해서 구성된다. 앰프 칩(40)과 고체 촬상 소자(30)는, 본딩 와이어(92)를 통하여 서로 전기적으로 접속되어 있다. 앰프 칩(40)은 고체 촬상 소자(30)로부터 출력되는 신호(전하)를 전압 신호로 변환함과 아울러 증폭하여, 이 전압 신호를 고체 촬상 장치(1A)의 외부로 출력한다.
또, 앰프 칩(40)은 베이스 부재(20A)의 제2 재치면(21b) 상에 배치된 칩 탑재 기판(배선 기판)(50)상에 실장된다. 구체적으로는, 칩 탑재 기판(50)은 예를 들면 유리 에폭시 기판이며, 이면측에 배치된 커넥터(51)를 통하여 제2 재치면(21b) 상에 지지되어 있다. 그리고 칩 탑재 기판(50)의 표면상에 앰프 칩(40)이 실장되어 있고, 앰프 칩(40)과 칩 탑재 기판(50)은, 본딩 와이어(96)를 통하여 서로 전기적으로 접속되어 있다. 커넥터(51)는 베이스 부재(20A)의 주면(21)측으로부터 이면(22)측에 걸쳐서 베이스 부재(20A)를 관통하고 있고, 앰프 칩(40)은 커넥터(51)를 통하여 제어 기판(55)과 전기적으로 접속된다. 제어 기판(55)은 앰프 칩(40)이나 고체 촬상 소자(30)의 동작의 제어, 및 이들로의 전원 공급을 행하기 위한 회로를 포함한다.
또, 도 2에 도시된 바와 같이, 칩 탑재 기판(50)은 서멀 비아(53)를 가지고 있다. 서멀 비아(53)는 칩 탑재 기판(50)의 두께 방향으로 형성된 관통공에, 칩 탑재 기판(50)과 비교하여 열전도율이 매우 높은 재료(예를 들면 금속)가 매립되어 구성된다. 그리고 서멀 비아(53)와 제2 재치면(21b)의 사이에는 열도전성 수지(54)가 마련되고, 앰프 칩(40)은 서멀 비아(53) 및 열도전성 수지(54)를 통하여 베이스 부재(20A)와 열적으로 결합되어 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 베이스 부재(20A)의 주면(21)상에, 금속제의 프레임체(15)가 마련되어 있다. 프레임체(15)는 주면(21)상에 배치된 고체 촬상 소자(30) 및 앰프 칩(40)을 덮어, 이들을 보호한다. 프레임체(15) 중, 케이스(10)의 창부재(14)와 고체 촬상 소자(30)의 수광면(32)의 사이에 위치하는 부분에는, 창부재(16)가 끼워 넣어져 있다. 창부재(16)는 창부재(14)로부터 입사된 방사선을 수광면(32)으로 투과하는 카본 파이버나 알루미늄 등으로 이루어진다. 고체 촬상 소자(30) 및 앰프 칩(40)이 이와 같은 프레임체(15)에 의해 덮힘으로써, 고체 촬상 장치(1A)의 조립시에 고체 촬상 소자(30) 및 앰프 칩(40)을 유효하게 보호할 수 있고, 또 고체 촬상 소자(30) 중 수광면(32)을 제외한 부분 및 앰프 칩(40)을, 방사선이나 전자파로부터 차폐(遮蔽)할 수 있다.
여기서, 고체 촬상 소자(30) 및 앰프 칩(40)의 상세한 구성에 대해서 설명한다. 본 실시 형태의 고체 촬상 장치(1A)는, 예를 들면 의료용 X선 촬상 시스템에 이용되며, 특히 치과 의료에 있어서의 파노라마 촬영, 세파로 촬영, CT 촬영과 같은 촬상 모드에 따라서, 피검자의 악부(顎部)의 X선상(線像)을 촬상하는 시스템에 매우 적합하다. 이 때문에, 본 실시 형태의 고체 촬상 소자(30)는, 대면적의 유리 기판상에 다결정 실리콘이 퇴적되어서 이루어진 박막 트랜지스터나, 어모퍼스 실리콘이 퇴적되어서 이루어진 포토 다이오드를 구비하고 있고, 단결정 실리콘 웨이퍼로부터 제작되는 종래의 고체 촬상 소자와 비교하여, 현격히 넓은 수광 면적(예를 들면, 한 변 30cm~40cm 정도)을 가진다. 도 5 ~ 도 7은 본 실시 형태에 있어서의 고체 촬상 소자(30) 및 앰프 칩(40)의 구성을 나타내는 도면이다. 도 5는 고체 촬상 소자(30) 및 앰프 칩(40)을 나타내는 평면도이고, 도 6은 고체 촬상 소자(30)의 일부를 확대한 평면도이다. 추가로, 도 7은 도 6의 VII－VII선을 따른 단면을 나타내는 측단면도이다. 또한, 도 5 ~ 도 7에는, 이해를 용이하게 하기 위해 XYZ 직교 좌표계를 함께 나타내고 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 고체 촬상 소자(30)는 유리 기판(31)과, 유리 기판(31)의 주면상에 제작된 수광면(32)과, 수직 쉬프트 레지스터(34)를 구비하고 있다. 수직 쉬프트 레지스터(34)는 수광면(32)에 인접해서 배치되어 있다.
수광면(32)은 M×N개의 화소가 M행 N열로 2차원 배열됨으로써 구성되어 있다. 도 6에 도시된 화소 Pm ,n은, 제m행 제n열에 위치하는 화소이다. 여기서, m은 1 이상 M 이하인 각 정수이고, n은 1 이상 N 이하인 각 정수이다. 또한, 도 6에 있어서, 열 방향은 X축 방향과 일치하고, 행 방향은 Y축 방향과 일치한다. 수광면(32)에 포함되는 복수의 화소 P1 ,1~PM ,N 각각은 포토 다이오드 PD 및 판독용 스위치 SW1을 구비하고 있다. 판독용 스위치 SW1의 일단(한쪽 전류 단자)은, 포토 다이오드 PD에 접속되어 있다. 또, 판독용 스위치 SW1의 타단(다른 쪽 전류 단자)은, 대응하는 판독용 배선(예를 들면 화소 Pm ,n의 경우, 제n열 판독용 배선 LO ,n)에 접속되어 있다. 판독용 스위치 SW1의 제어 단자는, 대응하는 행 선택용 배선(예를 들면 화소 Pm,n의 경우, 제m행 선택용 배선 LV ,m)에 접속되어 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 유리 기판(31)상의 전면(全面)에는, 실리콘막(35)이 마련되어 있다. 그리고 포토 다이오드 PD, 판독용 스위치 SW1, 및 제n열 판독용 배선 LO,n은, 이 실리콘막(35)의 표면에 형성되어 있다. 포토 다이오드 PD, 판독용 스위치 SW1, 및 제n열 판독용 배선 LO ,n은 절연층(36)에 의해서 덮여 있고, 절연층(36) 위에는 신틸레이터(56)가 유리 기판(31)의 전면을 덮도록 마련되어 있다. 포토 다이오드 PD는, 예를 들면, 어모퍼스 실리콘을 포함하여 구성되어 있다.
본 실시 형태의 포토 다이오드 PD는 n형 다결정 실리콘으로 이루어진 n형 반도체층(61)과, n형 반도체층(61)상에 마련된 i형 어모퍼스 실리콘으로 이루어진 i형 반도체층(62)과, i형 반도체층(62)상에 마련된 p형 어모퍼스 실리콘으로 이루어진 p형 반도체층(63)을 가진다. 또, 판독용 스위치 SW1은 다결정 실리콘에 의해 형성된 박막 트랜지스터(TFT；Thin Film Transistor)이고, 전계 효과 트랜지스터(FET)로서의 구성을 가진다. 즉, 판독용 스위치 SW1은 채널 영역(64)과, 채널 영역(64) 중 한쪽 측면을 따라서 배치된 소스 영역(65)과, 채널 영역(64)의 다른 쪽 측면을 따라서 배치된 드레인 영역(66)과, 채널 영역(64)상에 형성된 게이트 절연막(67) 및 게이트 전극(68)을 가진다. 제n열 판독용 배선 LO ,n은 금속으로 이루어진다. 신틸레이터(56)는 입사된 방사선에 따라 신틸레이션 광을 발생시켜 방사선상을 광상으로 변환하여, 이 광상을 수광면(32)으로 출력한다.
판독용 스위치 SW1을 구성하는 다결정 실리콘은, 저온 다결정 실리콘이면 더욱 좋다. 저온 다결정 실리콘은 100~600℃의 프로세스 온도에서 형성되는 다결정 실리콘이다. 100~600℃의 프로세스 온도의 범위는, 무알칼리 유리를 기판으로서 사용할 수 있는 온도 범위이기 때문에, 유리 기판상에 대면적의 수광면(32)을 제조하는 것이 가능해진다. 무알칼리 유리는 예를 들면 0.3~1.2mm의 두께를 가지는 판 모양 유리로서, 이른바 서브 스트레이트용 유리로서 이용되는 것이다. 이 무알칼리 유리는, 알칼리 성분을 거의 포함하지 않고, 저팽창율, 고내열성을 가지며, 안정된 특성을 가지고 있다. 또, 저온 다결정 실리콘계 디바이스의 이동도(移動度)는 10~600cm2／Vs이며, 어모퍼스 실리콘의 이동도(0.3~1.0cm2／Vs)보다도 크게 할 수 있다. 즉, 온 저항을 낮게 하는 것이 가능하다.
또한, 본 실시 형태에 있어서, 포토 다이오드 PD의 n형 반도체층(61), 판독용 스위치 SW1의 채널 영역(64), 소스 영역(65) 및 드레인 영역(66)은, 어모퍼스 실리콘에 의해 구성되어도 좋다. 그러한 경우에도, 본 실시 형태의 센서 유니트(2A)에 의한 작용 효과(후술)를 매우 적합하게 달성할 수 있다.
도 7에 도시된 것과 같은 화소 Pm ,n은, 예를 들면, 다음과 같은 공정에 의해서 제조된다. 우선, 유리 기판(31)상에 어모퍼스 실리콘을 제막(製膜)한다. 제막 방법으로서는, 예를 들면 플라스마 CVD가 매우 적합하다. 다음으로, 엑시머 레이저 어닐에 의해 레이저 빔을 어모퍼스 실리콘막에 차례로 조사하여 어모퍼스 실리콘막의 전면(全面)을 다결정 실리콘화한다. 이렇게 하여, 실리콘막(35)이 형성된다. 이어서, 다결정 실리콘층인 실리콘막(35)의 일부 영역상에, 게이트 절연막(67)으로서의 SiO2막을 형성한 후, 그 위에 게이트 전극(68)을 형성한다. 이어서, 소스 영역(65) 및 드레인 영역(66)이 되어야 할 영역에 이온을 주입한다. 그 후, 실리콘막(35)의 패터닝을 실시하고, 노광 및 에칭을 반복하여 실시해, 다른 전극이나 컨택트홀 등을 형성한다. 또, 실리콘막(35)에 있어서의 화소 Pm ,n이 되어야 할 영역에 이온을 주입하여 n형으로 한 후, 그 위에, i형 및 p형의 어모퍼스 실리콘층(즉 i형 반도체층(62) 및 p형 반도체층(63))을 순서대로 적층하여 PIN형 포토 다이오드 PD를 형성한다. 그 후, 절연층(36)이 되는 패시베이션(passivation)막을 형성한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 고체 촬상 장치(1A)는 복수의 앰프 칩(40)을 구비하고 있고, 복수의 앰프 칩(40)은 하나의 신호 접속부(41)를 구성하고 있다. 신호 접속부(41)는 수광면(32)의 각 화소 P1 ,1~Pm ,n으로부터 출력된 전하의 양에 따른 전압치를 유지하고, 그 유지한 전압치를 각 행마다 순차적으로 출력한다.
도 8은 고체 촬상 소자(30) 및 앰프 칩(40)의 내부 구성을 나타내는 도면이다. 상술한 것처럼, 수광면(32)은 M×N개의 화소 P1 ,1~PM ,N이 M행 N열로 2차원 배열되어 이루어진다. M개의 행 선택용 배선 LV ,1~LV ,M의 각각은, 제1열에서부터 제N열에 걸쳐서 연장되는 단일의 배선에 의해서 각각 구성되어 있다. 제m행의 N개의 화소 Pm ,1~Pm ,N은 제m행 선택용 배선 LV ,m을 통하여 수직 쉬프트 레지스터(34)에 접속되어 있다. 또한, 도 8에 도시된 바와 같이, 수직 쉬프트 레지스터(34)는 제m행 선택용 배선 LV ,m의 일단에 접속되어 있다.
신호 접속부(41)(즉 복수의 앰프 칩(40))는 각 열마다 마련된 N개의 적분 회로 S1~SN 및 N개의 유지 회로 H1~HN을 가지고 있다. 적분 회로 S1~SN 및 유지 회로 H1~HN은 각 열마다 서로 직렬로 접속되어 있다. 각 적분 회로 S1~SN은 공통의 구성을 가지고 있다. 또, 각 유지 회로 H1~HN은 공통의 구성을 가지고 있다. M개의 화소 P1,n~PM,n 각각의 출력단은 제n열 판독용 배선 LO ,n을 통하여, 신호 접속부(41)의 적분 회로 Sn의 입력단에 접속되어 있다.
적분 회로 S1~SN은 열 판독용 배선 LO ,1~LO ,N에 접속된 입력단을 각각 가지고, 이 입력단에 입력된 전하를 축적하여, 그 축적 전하량에 따른 전압치를 출력단으로부터 유지 회로 H1~HN으로 출력한다. 적분 회로 S1~SN은 공통의 리셋트용 배선 LR을 통하여 제어부(37)에 접속되어 있다. 유지 회로 H1~HN은 적분 회로 S1~SN의 출력단에 접속된 입력단을 각각 가지며, 이 입력단에 입력되는 전압치를 유지하여, 그 유지한 전압치를 출력단으로부터 전압 출력용 배선 Lout로 출력한다. 유지 회로 H1~HN은 공통의 유지용 배선 LH를 통하여 제어부(37)에 접속되어 있다. 또, 유지 회로 H1~HN 각각은, 제1열 선택용 배선 LS ,1 ~ 제N열 선택용 배선 LS ,N 각각을 통하여 수평 쉬프트 레지스터(38)에 접속되어 있다.
수직 쉬프트 레지스터(34)는 제m행 선택 제어 신호 Vsel(m)을 제m행 선택용 배선 LV ,m에 출력하고, 제m행의 N개의 화소 Pm ,1 ~ Pm ,N 각각에 이 제m행 선택 제어 신호 Vsel(m)을 제공한다. 수직 쉬프트 레지스터(34)에 있어서, M개의 행 선택 제어 신호 Vsel(1) ~ Vsel(M)은 차례로 유의치(宥意値)가 된다. 또, 수평 쉬프트 레지스터(38)는 열 선택 제어 신호 Hshift(1) ~ Hshift(N)을 열 선택용 배선 LS ,1 ~ LS ,N으로 출력하고, 이들의 열 선택 제어 신호 Hshift(1) ~ Hshift(N)을 유지 회로 H1 ~ HN에 준다. 열 선택 제어 신호 Hshift(1) ~ Hshift(N)도 차례로 유의치가 된다.
또, 제어부(37)는 리셋트 제어 신호 Reset를 리셋트용 배선 LR로 출력하여, 이 리셋트 제어 신호 Reset를 N개의 적분 회로 S1~SN 각각에 준다. 제어부(37)는 유지 제어 신호 Hold를 유지용 배선 LH로 출력하고, 이 유지 제어 신호 Hold를 N개의 유지 회로 H1~HN 각각에 준다.
이상의 구성을 구비하는 본 실시 형태의 고체 촬상 장치(1A) 및 센서 유니트(2A)에 의해서 얻어지는 효과에 대해서 설명한다.
본 실시 형태의 고체 촬상 장치(1A) 및 센서 유니트(2A)에서는, 금속제의 베이스 부재(20A)의 어느 면(제1 재치면(21a)) 상에 고체 촬상 소자(30)가 배치되어 있고, 앰프 칩(40)은 금속제의 베이스 부재(20A)의 다른 면(제2 재치면(21b))상에 있어서, 칩 탑재 기판(50)상에 실장되어 있다. 이와 같이, 열전도성이 높은 금속제의 베이스 부재(20A)상의 각 재치면(21a, 21b)상에 고체 촬상 소자(30) 및 앰프 칩(40)이 각각 배치됨으로써, 앰프 칩(40)에서 생긴 열이 효과적으로 확산되어, 고체 촬상 소자(30)로 도달하기 어려워지므로, 앰프 칩(40)으로부터의 발열에 의한 고체 촬상 소자(30)로의 영향을 효과적으로 저감시킬 수 있다.
추가로, 이 센서 유니트(2A)에서는, 칩 탑재 기판(50)이 서멀 비아(53)를 가지고 있어, 앰프 칩(40)이 서멀 비아(53)를 통하여 베이스 부재(20A)와 열적으로 결합되어 있다. 이와 같은 구성에 의해, 앰프 칩(40)의 열을 베이스 부재(20A)로 더욱 효율 좋게 전할 수 있어, 베이스 부재(20A)에 있어서의 열확산을 촉진할 수 있다.
또, 고체 촬상 장치(1A) 및 센서 유니트(2A)에서는, 베이스 부재(20A)가 고체 촬상 소자(30)의 측면과 대향하는 측벽부(25)를 가지고 있다. 이것에 의해, 베이스 부재(20A)상에 있어서의 고체 촬상 소자(30)의 위치 결정이 용이해지므로, 고체 촬상 소자(30)와 앰프 칩(40)의 와이어 본딩의 정밀도를 용이하게 높일 수 있다.
또, 고체 촬상 장치(1A) 및 센서 유니트(2A)에서는, 이면(22)을 기준으로 하는 제2 재치면(21b)의 높이 H2가, 제1 재치면(21a)의 높이 H1보다도 낫게 되어 있다. 이것에 의해, 칩 탑재 기판(50)상에 실장되는 앰프 칩(40)의 상면 높이와, 고체 촬상 소자(30)의 상면 높이의 차를 작게 하여, 와이어 본딩을 매우 적합하게 행할 수 있다.
또, 본 실시 형태와 같이, 고체 촬상 장치(1A) 및 센서 유니트(2A)는, 베이스 부재(20A)가 제1 재치면(21a)과 제2 재치면(21b)의 사이에 형성되고, 주면(21)에서부터 이면(22)에 걸쳐서 베이스 부재(20A)를 관통하는 슬릿(24)을 가지는 것이 바람직하다. 이와 같은 슬릿(24)이 베이스 부재(20A)에 형성되어 있음으로써, 제1 재치면(21a)과 제2 재치면(21b)의 사이의 열전도를 차단할 수 있으므로, 앰프 칩(40)으로부터의 발열에 의한 고체 촬상 소자(30)로의 영향을 더욱 효과적으로 저감시킬 수 있다.
또, 본 실시 형태와 같이, 고체 촬상 장치(1A) 및 센서 유니트(2A)는 고체 촬상 소자(30)상에 배치되고, 방사선의 입사 강도에 따른 강도의 광을 수광면(32)으로 출력하는 신틸레이터(56)를 구비하여도 좋다. 고체 촬상 장치(1A) 및 센서 유니트(2A)에서는, 고체 촬상 소자(30)의 이면(33)과 제1 재치면(21a)이 서로 대향하도록, 고체 촬상 소자(30)가 제1 재치면(21a)상에 배치되어 있다. 따라서 신틸레이터(56)에 입사되는 방사선의 일부가, 고체 촬상 소자(30)를 투과하여 제1 재치면(21a)에 이르는 경우가 있다. 이와 같은 경우에도, 센서 유니트(2A)에서는 베이스 부재(20A)가 금속제이기 때문에, 방사선이 베이스 부재(20A)를 투과하는 것을 막을 수 있다. 이것에 의해, 예를 들면 베이스 부재(20A)의 이면측에 제어 기판(55) 등이 배치되는 경우에도, 그 제어 기판(55) 등을 방사선으로부터 충분히 보호할 수 있다.
또, 본 실시 형태와 같이, 고체 촬상 장치(1A) 및 센서 유니트(2A)는, 고체 촬상 소자(30)가 수광면(32)으로의 입사광의 파장에 대해서 투명한 기판(31)을 가지고 있는 경우에는, 고체 촬상 소자(30)의 측면과 측벽부(25)가 서로 접착됨으로써, 고체 촬상 소자(30)가 베이스 부재(20A)에 고정되어 있는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 고체 촬상 소자(30)의 이면(33)과 베이스 부재(20A)의 제1 재치면(21a)의 사이에 있어서의 접착제의 배치를 생략할 수 있으므로, 접착제가 수광면으로 비치는 것을 회피할 수 있음과 아울러, 베이스 부재(20A)로부터 고체 촬상 소자(30)의 이면(33)에 전해지는 열을 작게 억제할 수 있다.
또, 본 실시 형태와 같이, 칩 탑재 기판(50)의 서멀 비아(53)와 베이스 부재(20A)의 제2 재치면(21b)의 사이에, 열도전성 수지(54)가 개재되는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 앰프 칩(40)에서 생긴 열을, 더욱 효율 좋게 베이스 부재(20A)에 전할 수 있다.
또, 본 실시 형태와 같이, 고체 촬상 장치(1A)는 케이스(10) 내에 있어서 베이스 부재(20A)의 이면(22)을 지지함과 아울러, 베이스 부재(20A)와 케이스(10)를 서로 열적으로 결합하는 지지 부재(93)를 구비하는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 앰프 칩(40)에 있어서 발생한 열이 베이스 부재(20A)로부터 케이스(10)로 효율 좋게 빠져나갈 수 있게 하므로, 고체 촬상 소자(30)로의 영향을 더욱 효과적으로 저감시킬 수 있다. 또한, 지지 부재(93)는 적어도 제2 재치면(21b)의 뒤편에 마련되는 것이 바람직하고, 또 제2 재치면(21b)의 뒤편에 상당하는 이면(22) 내의 영역에 있어서 지지 부재(93)가 차지하는 면적 비율은, 제1 재치면(21a)의 뒤편에 상당하는 이면(22) 내의 영역에 있어서 지지 부재(93)가 차지하는 면적 비율보다도 큰 것이 바람직하다. 이것에 의해, 앰프 칩(40)에 있어서 발생한 열을 베이스 부재(20A)로부터 케이스(10)로 더욱 효율 좋게 빠져나가게 할 수 있다.
여기서, 도 9는 베이스 부재(20A)의 이면(22)과, 이면(22)에 장착된 지지 부재(93)를 나타내는 도면이다. 본 실시 형태에서는, 기둥 모양의 지지 부재(93)가 복수 마련되어 있다. 그리고 복수의 지지 부재(93) 중 일부분은, 제1 재치면(21a)의 뒤편에 상당하는 이면(22) 내의 영역(도면 중의 영역 A1)의 내측에 배치되어 있고, 나머지의 부분은, 제2 재치면(21b)의 뒤편에 상당하는 이면(22) 내의 영역(도면 중의 영역 A2)의 내측에 배치되어 있다. 또한, 영역 A1에는, 제1 재치면(21a)의 뒤편의 주변도 포함되며, 예를 들면 측벽부(25)의 뒤편에 상당하는 영역도 포함된다. 마찬가지로, 영역 A2에는, 제2 재치면(21b)의 뒤편의 주변도 포함된다.
도 9에 도시된 예에서는, 영역 A2에 있어서의 지지 부재(93)의 개수와 영역 A1에 있어서의 지지 부재(93)의 개수가 서로 동일하고, 또 이러한 지지 부재(93)의 단면적은 모두 동일하다. 그리고 영역 A2의 면적은 영역 A1의 면적보다도 작다. 따라서 영역 A2에 있어서 지지 부재(93)의 설치 영역이 차지하는 면적 비율은, 영역 A1에 있어서 지지 부재(93)의 설치 영역이 차지하는 면적 비율보다도 크다.
또한, 도 9에 도시된 예에서는 복수의 지지 부재(93)가 이면(22)의 주연부(周緣部)에 나란하게 배치되어 있지만, 복수의 지지 부재(93)의 배치는 이것에 한정되는 것은 아니다. 또, 예를 들면 영역 A2에 있어서의 지지 부재(93)의 단면적을 영역 A1에 있어서의 지지 부재(93)의 단면적보다도 크게 함으로써, 혹은 영역 A2에 있어서의 지지 부재(93)의 개수를 영역 A1에 있어서의 지지 부재(93)의 개수보다도 많게 함으로써, 상술한 것과 같은 이면(22)에서의 지지 부재(93)의 면적 비율의 관계를 실현해도 좋다.
(제1 변형예)
이어서, 상기 실시 형태의 변형예에 대해서 설명한다. 도 10은 상기 실시 형태의 제1 변형예에 따른 고체 촬상 장치(1B)의 구성을 나타내는 단면도로서, 상기 실시 형태의 도 2에 상당하는 단면을 나타내고 있다.
본 변형예의 고체 촬상 장치(1B)가 구비하는 센서 유니트(2B)는, 상기 실시 형태의 센서 유니트(2A)의 구성에 더하여, 차광막(혹은 차광 테이프)(70)을 추가로 구비한다. 차광막(70)은 고체 촬상 소자(30)의 유리 기판(31)의 이면(33)상에 성막(成膜)되어 있어, 신틸레이터(56)로부터 출력되어 유리 기판(31)을 투과하려고 하는 광을 차단한다. 또, 차광막(70)과 제1 재치면(21a)의 사이에는 접착제(94)가 배치되어 있고, 고체 촬상 소자(30)와 베이스 부재(20A)는 접착제(94)에 의해서 서로 고정되어 있다.
본 변형예와 같이, 센서 유니트는 고체 촬상 소자(30)의 이면(33)상에 차광막(70)을 추가로 구비하여도 좋다. 이것에 의해, 고체 촬상 소자(30)와 베이스 부재(20A)의 사이에 배치된 것이 수광면(32)으로 비치는 것을 효과적으로 방지할 수 있으므로, 예를 들면 본 변형예와 같이, 고체 촬상 소자(30)와 베이스 부재(20A)의 사이에 접착제(94)를 배치하여, 고체 촬상 소자(30)를 베이스 부재(20A)에 더욱 강고(强固)하게 고정할 수 있다.
(제2 변형예)
이어서, 상기 실시 형태의 제2 변형예에 대해서 설명한다. 도 11 및 도 12는, 일 변형예에 따른 고체 촬상 장치(1C)의 구성을 나타내는 단면도이다. 도 11은 상기 실시 형태의 도 2에 상당하는 단면을 나타내고 있고, 도 12는 상기 실시 형태의 도 3에 상당하는 단면을 나타내고 있다. 또, 도 13은 고체 촬상 장치(1C)가 구비하는 베이스 부재(20C)의 전체 형상을 나타내는 사시도이다.
본 변형예의 베이스 부재(20C)는, 상기 실시 형태의 베이스 부재(20A)와 마찬가지로, XY 평면을 따른 주면(21) 및 이면(22), 및 Z축을 따른 측면(23)을 가진다. 그리고 주면(21)에는, 제1 재치면(21a) 및 제2 재치면(21b)이, X축 방향으로 나란하게 형성되어 있다. 본 실시 형태에 있어서도, 평탄한 이면(22)을 기준으로 하는 제2 재치면(21b)의 높이 H2(즉, 제2 재치면(21b)에 있어서의 베이스 부재(20C)의 두께)는, 이면(22)을 기준으로 하는 제1 재치면(21a)의 높이 H1(제1 재치면(21a)에 있어서의 베이스 부재(20C)의 두께)보다도 낮다(얇다).
단, 본 변형예에서는, 제1 재치면(21a)의 사변(四邊) 모두가, 제1 재치면(21a)으로부터 Z축 방향으로 돌출하는 측벽부(26)에 의해서 둘러싸여 있다. 이것에 의해, 주면(21)에는, 제1 재치면(21a)을 저면으로 하고, 또한 측벽부(26)를 측면으로 하는 제1 오목부(27)가 형성되어 있다. 이것과 마찬가지로, 제2 재치면(21b)의 사변 모두가, 제2 재치면(21b)으로부터 Z축 방향으로 돌출하는 측벽부(28)에 의해서 둘러싸여 있다. 이것에 의해, 주면(21)에는, 제2 재치면(21b)을 저면으로 하고, 또한 측벽부(28)를 측면으로 하는 제2 오목부(29)가 형성되어 있다.
도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 제1 오목부(27)의 측벽부(26)는 제1 재치면(21a)상에 탑재되는 고체 촬상 소자(30)의 4개의 측면과 대향한다. 본 변형예에서는, 고체 촬상 소자(30)가 제1 오목부(27)에 끼워 넣어지고, 고체 촬상 소자(30)의 기판(31)의 4개의 측면(31a)과, 대향하는 측벽부(26)가 접착제(95)를 통하여 서로 접착됨으로써, 고체 촬상 소자(30)가 베이스 부재(20C)에 강고하게 고정되어 있다.
본 변형예와 같이, 베이스 부재(20C)는 제1 재치면(21a)을 저면으로 하고, 또한 측벽부(26)를 측면으로 하여 형성된 제1 오목부(27)과, 제2 재치면(21b)을 저면으로 하여 형성된 제2 오목부(29)를 가져도 좋다. 이것에 의해, 제1 재치면(21a) 및 제2 재치면(21b) 이외의 영역에 있어서 베이스 부재(20C)의 두께를 충분히 확보할 수 있으므로, 베이스 부재(20C)에 의한 방사선 차폐 효과를 더욱 높일 수 있다. 또, 고체 촬상 소자(30)가 제1 오목부(27)에 끼워 넣어짐으로써, 수광면(32)의 위치 결정을 용이하게 또한 정밀도 좋게 행할 수 있다.
또, 본 변형예에 있어서, 베이스 부재(20C)의 이면(22)과 제2 재치면(21b)의 간격(즉, 제2 재치면(21b)에 있어서의 베이스 부재(20C)의 두께) H2는, 제2 오목부(29)의 깊이 D2보다도 큰 것이 바람직하다. 이것에 의해, 제1 재치면(21a) 및 제2 재치면(21b)에 있어서도 베이스 부재(20C)의 두께를 충분히 확보할 수 있으므로, 베이스 부재(20C)에 의한 방사선 차폐 효과를 더욱 높일 수 있다.
(제3 변형예)
도 14 ~ 도 16은 상기 실시 형태의 제3 변형예로서, 베이스 부재의 여러가지 형상을 나타내는 사시도이다. 도 14에 도시된 베이스 부재(20D)와 제1 실시 형태의 베이스 부재(20A)의 차이점은, 슬릿의 형상이다. 본 변형예의 베이스 부재(20D)는, 제1 실시 형태의 슬릿(24)을 대신하여, 슬릿(구멍)(71)을 가진다. 슬릿(71)은 제1 재치면(21a)과 제2 재치면(21b)의 사이에 형성되어 있고, 주면(21)에서부터 이면(22)에 걸쳐서 베이스 부재(20D)를 관통하고 있다. 본 실시 형태에서는, 베이스 부재(20D)에 하나의 슬릿(71)이 형성되어 있고, 슬릿(71)은 제1 재치면(21a)과 제2 재치면(21b)의 경계를 따른 방향(즉 Y축 방향)을 길이 방향으로 하여 형성되어 있고, 그 방향에 있어서의 제1 재치면(21a)의 폭과 동등한 길이를 가진다.
도 14에 도시된 베이스 부재(20D)와 같이, 베이스 부재에 형성되는 슬릿은 단수에서도 좋고, 혹은 다른 여러가지 형상을 가질 수 있다. 또한, 베이스 부재의 슬릿은 필수가 아니고, 슬릿이 형성되어 있지 않은 경우에도 상기 제1 실시 형태에 의한 효과를 충분히 얻을 수 있다. 또, 제1 재치면과 제2 재치면의 사이의 열전도를 차단하는 구성은, 베이스 부재를 관통하는 슬릿에 한정되는 것이 아니고, 예를 들면 제1 재치면과 제2 재치면의 사이에 있어서 베이스 부재의 표면 및 이면 중 적어도 한쪽에 형성된 홈(오목부)이라도 좋다.
도 15 및 도 16에 도시된 베이스 부재(20E,20F)와 제1 실시 형태의 베이스 부재(20A)의 차이점은, 측벽부의 형상 및 슬릿의 유무이다. 도 15에 도시된 베이스 부재(20E)는 제1 실시 형태의 측벽부(25)를 대신하여, 측벽부(72)를 가진다. 측벽부(72)는 제1 재치면(21a)으로부터 Z축 방향으로 돌출하여 형성되어 있고, 제1 재치면(21a)의 주위에 이산적(離散的)으로(예를 들면 제1 재치면(21a)의 네 모퉁이(四隅)에) 배치되어 있다. 이들 측벽부(72)는, 제1 재치면(21a)상에 탑재되는 고체 촬상 소자(30)의 측면과 대향한다. 도 15에 도시된 예에서는, 한 쌍의 측벽부(72)가, X축 방향에 있어서의 제1 재치면(21a)의 일단측에 있어서 Y축 방향으로 나란하게 형성되어 있고, 또 다른 한 쌍의 측벽부(72)가, X축 방향에 있어서의 제1 재치면(21a)의 타단측에 있어서 Y축 방향으로 나란하게 형성되어 있다.
또, 도 16에 도시된 베이스 부재(20F)는 제1 실시 형태의 측벽부(25)를 대신하여, 측벽부(73)를 가진다. 측벽부(73)는 제1 재치면(21a) 및 제2 재치면(21b)으로부터 Z축 방향으로 돌출하여 형성되어 있고, X축 방향으로 연장되는 한 쌍의 측벽부(73)가, Y축 방향으로 나란하게 형성되어 있다. 본 변형예에서는, 한 쌍의 측벽부(73)가 제1 재치면(21a)의 양측변으로부터 제2 재치면(21b)의 양측변에 걸쳐서 연장되어 있고, 이들의 측벽부(25)의 사이에는, 제1 재치면(21a) 및 제2 재치면(21b)이 배치되어 있다.
도 15 및 도 16에 도시된 베이스 부재(20E,20F)와 같이, 베이스 부재의 측벽부는, 도 4에 도시된 형태에 한정하지 않고 여러가지 형상을 가질 수 있다. 특히, 도 16에 도시된 베이스 부재(20F)와 같이, 측벽부(73)가 제1 재치면(21a)의 측변으로부터 제2 재치면(21b)의 측변에 걸쳐서 연장되어 있음으로써, 베이스 부재의 굴곡 강도를 더욱 높일 수 있다.
본 발명에 의한 센서 유니트 및 고체 촬상 장치는, 상술한 실시 형태에 한정되는 것이 아니고, 그 밖에 여러가지 변형이 가능하다. 예를 들면, 상기 실시 형태 및 각 변형예에서는, 신틸레이터를 구비하고 있어 방사선상을 촬상하는 센서 유니트 및 고체 촬상 장치가 예시되어 있지만, 본 발명에 따른 센서 유니트 및 고체 촬상 장치는, 외부로부터 고체 촬상 장치에 도달하는 광상을 촬상하기 위한 구성을 구비하여도 좋다.
또, 상기 실시 형태에서는, 제1 재치 영역 및 제2 재치 영역의 예로서 소정 평면(실시 형태에서는 XY 평면)을 따른 제1 재치면 및 제2 재치면을 나타냈지만, 본 발명에 있어서의 제1 재치 영역 및 제2 재치 영역은 평평한 면에 한정되는 것이 아니고, 예를 들면 요철(凹凸)을 가지는 영역이나 만곡한 면을 가지는 영역, 혹은 일부에 홈이나 구덩이, 개구(開口) 등이 형성된 영역이라도 좋다.
또, 상기 실시 형태에서는, 베이스 부재의 표면으로부터 이면으로 관통하는 구멍(슬릿(24,71))이 제1 재치 영역과 제2 재치 영역의 사이에 형성되어 있지만, 이와 같은 구멍을 대신하여, 홈이나 오목부(즉 비관통 구멍)를, 베이스 부재의 표면 및／또는 이면에 있어서 제1 재치 영역과 제2 재치 영역 사이에 형성해도 좋다.
상기 실시 형태에 의한 센서 유니트에서는, 주면 및 이면을 가지는 금속제의 부재로서, 제1 재치 영역과, 이면을 기준으로 하는 높이가 제1 재치 영역보다도 낮은 제2 재치 영역이 주면에 형성된 베이스 부재와, 수광면과, 그 수광면의 반대측에 위치하는 이면을 가지고, 그 이면과 제1 재치 영역이 서로 대향하도록 제1 재치 영역상에 배치된 고체 촬상 소자와, 베이스 부재의 제2 재치 영역상에 배치된 배선 기판상에 실장되어, 고체 촬상 소자로부터 출력되는 신호를 증폭하여 출력하는 신호 판독용 반도체 칩을 구비하고, 베이스 부재는 고체 촬상 소자의 측면과 대향하는 측벽부를 추가로 가지고 있고, 신호 판독용 반도체 칩과 고체 촬상 소자는, 본딩 와이어를 통하여 서로 전기적으로 접속되어 있고, 배선 기판이 서멀 비아를 가지고 있어, 신호 판독용 반도체 칩이 서멀 비아를 통하여 베이스 부재와 열적으로 결합되어 있는 구성으로 하고 있다.
또, 센서 유니트는, 베이스 부재가 제1 재치 영역과 제2 재치 영역 사이에 형성되고, 주면으로부터 이면에 걸쳐서 베이스 부재를 관통하는 구멍을 추가로 가지는 구성으로 해도 좋다. 이와 같은 구멍이 베이스 부재에 형성되어 있음으로써, 제1 재치 영역과 제2 재치 영역 사이의 열전도를 차단할 수 있으므로, 반도체 칩으로부터의 발열에 의한 고체 촬상 소자로의 영향을 더욱 효과적으로 저감시킬 수 있다.
또, 센서 유니트는 고체 촬상 소자상에 배치되어, 방사선의 입사 강도에 따른 강도의 광을 수광면으로 출력하는 신틸레이터를 추가로 구비하는 구성으로 해도 좋다. 상기 센서 유니트에서는, 고체 촬상 소자의 이면과 제1 재치 영역이 서로 대향하도록, 고체 촬상 소자가 제1 재치 영역상에 배치되어 있다. 따라서 신틸레이터에 입사되는 방사선의 일부가, 고체 촬상 소자를 투과하여 제1 재치 영역에 이르는 경우가 있다. 이와 같은 경우에도, 상기 센서 유니트에서는 베이스 부재가 금속제이기 때문에, 방사선이 베이스 부재를 투과하는 것을 막을 수 있다. 이것에 의해, 예를 들면 베이스 부재의 이면측에 제어 기판 등이 배치되는 경우에도, 그 제어 기판 등을 방사선으로부터 충분히 보호할 수 있다.
또, 센서 유니트는, 베이스 부재가 제1 재치 영역을 저면으로 하고 또한 측벽부를 측면으로 하여 형성된 제1 오목부와, 제2 재치 영역을 저면으로 하여 형성된 제2 오목부를 가지는 구성으로 해도 좋다. 이것에 의해, 제1 재치 영역 및 제2 재치 영역 이외의 영역에 있어서 베이스 부재의 두께를 충분히 확보할 수 있으므로, 베이스 부재에 의한 방사선 차폐 효과를 추가로 높일 수 있다. 또, 고체 촬상 소자가 제1 오목부에 끼워 넣어짐으로써, 수광면의 위치 결정을 용이하게 또한 정밀도 좋게 행할 수 있다.
또, 센서 유니트는 베이스 부재의 이면과 제2 재치 영역의 간격이 제2 오목부의 깊이보다도 큰 구성으로 해도 좋다. 이것에 의해, 제1 재치 영역 및 제2 재치 영역에 있어서도 베이스 부재의 두께를 충분히 확보할 수 있으므로, 베이스 부재에 의한 방사선 차폐 효과를 더욱 높일 수 있다.
또, 센서 유니트는, 고체 촬상 소자가 수광면으로의 입사광의 파장에 대해서 투명한 기판을 가지고 있고, 고체 촬상 소자의 측면과 측벽부가 서로 접착됨으로써 고체 촬상 소자가 베이스 부재에 고정되어 있는 구성으로 해도 좋다. 이것에 의해, 고체 촬상 소자의 이면과 베이스 부재의 제1 재치 영역 사이에 있어서의 접착제의 배치를 생략할 수 있으므로, 접착제가 수광면으로 비치는 것을 회피할 수 있다.
또, 센서 유니트는, 고체 촬상 소자가 수광면으로의 입사광의 파장에 대해서 투명한 기판을 가지고 있고, 고체 촬상 소자의 이면상에 차광막이 마련되어 있는 구성으로 해도 좋다. 이것에 의해, 고체 촬상 소자와 베이스 부재의 사이에 배치된 것이 수광면으로 비치는 것을 효과적으로 방지할 수 있으므로, 예를 들면 고체 촬상 소자와 베이스 부재의 사이에 접착제를 배치하여, 고체 촬상 소자를 베이스 부재에 더욱 강고하게 고정할 수 있다.
또, 상기 실시 형태에 의한 고체 촬상 장치에서는, 상기한 어느 쪽의 센서 유니트와, 베이스 부재, 고체 촬상 소자, 및 신호 판독용 반도체 칩을 수용하는 케이스와, 케이스 내에 있어서 베이스 부재의 이면을 지지함과 아울러, 베이스 부재와 케이스를 서로 열적으로 결합하는 지지 부재를 구비하는 구성으로 하고 있다. 이 고체 촬상 장치에 의하면, 신호 판독용 반도체 칩에서 발생한 열을 베이스 부재로부터 케이스로 효율 좋게 빠져나가게 할 수 있으므로, 고체 촬상 소자로의 영향을 더욱 효과적으로 저감시킬 수 있다.
또, 고체 촬상 장치는 제2 재치 영역의 뒤편에 상당하는 베이스 부재의 이면 내의 영역에 있어서 지지 부재가 차지하는 면적 비율이, 제1 재치 영역의 뒤편에 상당하는 베이스 부재의 이면 내의 영역에 있어서 지지 부재가 차지하는 면적 비율보다도 큰 구성으로 해도 좋다. 이것에 의해, 신호 판독용 반도체 칩에서 발생한 열을 베이스 부재로부터 케이스로 더욱 효율 좋게 빠져나가게 할 수 있다.
[산업상의 이용 가능성]
본 발명은 반도체 칩으로부터의 발열의 고체 촬상 소자로의 영향을 저감시킬 수 있는 센서 유니트 및 고체 촬상 장치로서 이용 가능하다.
1A ~ 1C: 고체 촬상 장치, 2A, 2B: 센서 유니트,
10: 케이스, 14, 16: 창부재(窓材),
15: 프레임체, 20A ~ 20F: 베이스 부재,
21: 주면(主面), 21a: 제1 재치면,
21b: 제2 재치면, 22: 이면,
23: 측면, 24: 슬릿,
25, 26, 28: 측벽부, 27: 제1 오목부,
29: 제2 오목부, 30: 고체 촬상 소자,
31: (유리) 기판, 32: 수광면,
33: 이면, 40: 앰프 칩,
50: 칩 탑재 기판, 51: 커넥터,
53: 서멀 비아, 54: 열도전성 수지,
55: 제어 기판, 56: 신틸레이터,
91, 94, 95: 접착제, 92, 96: 본딩 와이어,
93: 지지 부재.

Claims (21)

  1. 주면(主面) 및 이면(裏面)을 가지는 금속제의 부재로서, 제1 재치(載置) 영역과, 상기 이면을 기준으로 하는 높이가 상기 제1 재치 영역보다도 낮은 제2 재치 영역이 상기 주면에 형성된 베이스 부재와,
    수광면(受光面)과, 그 수광면의 반대측에 위치하는 이면을 가지고, 그 이면과 상기 제1 재치 영역이 서로 대향하도록 상기 제1 재치 영역상에 배치된 고체 촬상 소자와,
    상기 베이스 부재의 상기 제2 재치 영역상에 배치된 배선 기판상에 실장되어, 상기 고체 촬상 소자로부터 출력되는 신호를 증폭하여 출력하는 신호 판독용 반도체 칩을 구비하고,
    상기 베이스 부재는 상기 고체 촬상 소자의 측면과 대향하는 측벽부를 추가로 가지고 있고,
    상기 신호 판독용 반도체 칩과 상기 고체 촬상 소자는, 본딩 와이어를 통하여 서로 전기적으로 접속되어 있고,
    상기 배선 기판이 서멀 비아를 가지고 있고, 상기 신호 판독용 반도체 칩이 상기 서멀 비아를 통하여 상기 베이스 부재와 열적으로 결합되어 있고,
    상기 고체 촬상 소자는 상기 수광면으로의 입사광의 파장에 대해서 투명한 기판을 가지고 있고,
    상기 고체 촬상 소자의 상기 이면상에 차광막이 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 센서 유니트.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 베이스 부재는, 상기 제1 재치 영역과 상기 제2 재치 영역 사이에 형성되고, 상기 주면으로부터 상기 이면에 걸쳐서 상기 베이스 부재를 관통하는 구멍을 추가로 가지는 것을 특징으로 하는 센서 유니트.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 고체 촬상 소자상에 배치되어, 방사선의 입사 강도에 따른 강도의 광을 상기 수광면으로 출력하는 신틸레이터를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 센서 유니트.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 고체 촬상 소자상에 배치되어, 방사선의 입사 강도에 따른 강도의 광을 상기 수광면으로 출력하는 신틸레이터를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 센서 유니트.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 베이스 부재는, 상기 제1 재치 영역을 저면으로 하고 또한 상기 측벽부를 측면으로 하여 형성된 제1 오목부와, 상기 제2 재치 영역을 저면으로 하여 형성된 제2 오목부를 가지는 것을 특징으로 하는 센서 유니트.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 베이스 부재는, 상기 제1 재치 영역을 저면으로 하고 또한 상기 측벽부를 측면으로 하여 형성된 제1 오목부와, 상기 제2 재치 영역을 저면으로 하여 형성된 제2 오목부를 가지는 것을 특징으로 하는 센서 유니트.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 베이스 부재의 상기 이면과 상기 제2 재치 영역의 간격이 상기 제2 오목부의 깊이보다도 큰 것을 특징으로 하는 센서 유니트.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 베이스 부재의 상기 이면과 상기 제2 재치 영역의 간격이 상기 제2 오목부의 깊이보다도 큰 것을 특징으로 하는 센서 유니트.
  9. 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 기재된 센서 유니트와,
    상기 베이스 부재, 상기 고체 촬상 소자, 및 상기 신호 판독용 반도체 칩을 수용하는 케이스와,
    상기 케이스 내에 있어서 상기 베이스 부재의 상기 이면을 지지함과 아울러, 상기 베이스 부재와 상기 케이스를 서로 열적으로 결합하는 지지 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 제2 재치 영역의 뒤편에 상당하는 상기 베이스 부재의 상기 이면 내의 영역에 있어서 상기 지지 부재가 차지하는 면적 비율이, 상기 제1 재치 영역의 뒤편에 상당하는 상기 베이스 부재의 상기 이면 내의 영역에 있어서 상기 지지 부재가 차지하는 면적 비율보다도 큰 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
  11. 센서 유니트와 - 상기 센서 유니트는,
    주면 및 이면을 가지는 금속제의 부재로서, 제1 재치 영역과, 상기 이면을 기준으로 하는 높이가 상기 제1 재치 영역보다도 낮은 제2 재치 영역이 상기 주면에 형성된 베이스 부재와,
    수광면과, 그 수광면의 반대측에 위치하는 이면을 가지고, 그 이면과 상기 제1 재치 영역이 서로 대향하도록 상기 제1 재치 영역상에 배치된 고체 촬상 소자와,
    상기 베이스 부재의 상기 제2 재치 영역상에 배치된 배선 기판상에 실장되어, 상기 고체 촬상 소자로부터 출력되는 신호를 증폭하여 출력하는 신호 판독용 반도체 칩을 구비하고,
    상기 베이스 부재는 상기 고체 촬상 소자의 측면과 대향하는 측벽부를 추가로 가지고 있고,
    상기 신호 판독용 반도체 칩과 상기 고체 촬상 소자는, 본딩 와이어를 통하여 서로 전기적으로 접속되어 있고,
    상기 배선 기판이 서멀 비아를 가지고 있고, 상기 신호 판독용 반도체 칩이 상기 서멀 비아를 통하여 상기 베이스 부재와 열적으로 결합되어 있음-,
    상기 베이스 부재, 상기 고체 촬상 소자, 및 상기 신호 판독용 반도체 칩을 수용하는 케이스와,
    상기 케이스 내에 있어서 상기 베이스 부재의 상기 이면을 지지함과 아울러, 상기 베이스 부재와 상기 케이스를 서로 열적으로 결합하는 지지 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 베이스 부재는, 상기 제1 재치 영역과 상기 제2 재치 영역 사이에 형성되고, 상기 주면으로부터 상기 이면에 걸쳐서 상기 베이스 부재를 관통하는 구멍을 추가로 가지는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
  13. 청구항 11에 있어서,
    상기 고체 촬상 소자상에 배치되어, 방사선의 입사 강도에 따른 강도의 광을 상기 수광면으로 출력하는 신틸레이터를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
  14. 청구항 12에 있어서,
    상기 고체 촬상 소자상에 배치되어, 방사선의 입사 강도에 따른 강도의 광을 상기 수광면으로 출력하는 신틸레이터를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
  15. 청구항 13에 있어서,
    상기 베이스 부재는, 상기 제1 재치 영역을 저면으로 하고 또한 상기 측벽부를 측면으로 하여 형성된 제1 오목부와, 상기 제2 재치 영역을 저면으로 하여 형성된 제2 오목부를 가지는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
  16. 청구항 14에 있어서,
    상기 베이스 부재는, 상기 제1 재치 영역을 저면으로 하고 또한 상기 측벽부를 측면으로 하여 형성된 제1 오목부와, 상기 제2 재치 영역을 저면으로 하여 형성된 제2 오목부를 가지는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
  17. 청구항 15에 있어서,
    상기 베이스 부재의 상기 이면과 상기 제2 재치 영역의 간격이 상기 제2 오목부의 깊이보다도 큰 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
  18. 청구항 16에 있어서,
    상기 베이스 부재의 상기 이면과 상기 제2 재치 영역의 간격이 상기 제2 오목부의 깊이보다도 큰 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
  19. 청구항 11 내지 청구항 18 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 고체 촬상 소자는, 상기 수광면으로의 입사광의 파장에 대해서 투명한 기판을 가지고 있고, 상기 고체 촬상 소자의 측면과 상기 측벽부가 서로 접착됨으로써 상기 고체 촬상 소자가 상기 베이스 부재에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
  20. 청구항 11 내지 청구항 18 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 재치 영역의 뒤편에 상당하는 상기 베이스 부재의 상기 이면 내의 영역에 있어서 상기 지지 부재가 차지하는 면적 비율이, 상기 제1 재치 영역의 뒤편에 상당하는 상기 베이스 부재의 상기 이면 내의 영역에 있어서 상기 지지 부재가 차지하는 면적 비율보다도 큰 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
  21. 청구항 19에 있어서,
    상기 제2 재치 영역의 뒤편에 상당하는 상기 베이스 부재의 상기 이면 내의 영역에 있어서 상기 지지 부재가 차지하는 면적 비율이, 상기 제1 재치 영역의 뒤편에 상당하는 상기 베이스 부재의 상기 이면 내의 영역에 있어서 상기 지지 부재가 차지하는 면적 비율보다도 큰 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
KR1020147005838A 2011-12-07 2012-12-04 센서 유니트 및 고체 촬상 장치 KR102105723B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011268166A JP6081697B2 (ja) 2011-12-07 2011-12-07 センサユニット及び固体撮像装置
JPJP-P-2011-268166 2011-12-07
PCT/JP2012/081391 WO2013084893A1 (ja) 2011-12-07 2012-12-04 センサユニット及び固体撮像装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140107175A KR20140107175A (ko) 2014-09-04
KR102105723B1 true KR102105723B1 (ko) 2020-04-28

Family

ID=48574252

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020147005838A KR102105723B1 (ko) 2011-12-07 2012-12-04 센서 유니트 및 고체 촬상 장치

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9478683B2 (ko)
EP (1) EP2790219B1 (ko)
JP (1) JP6081697B2 (ko)
KR (1) KR102105723B1 (ko)
CN (1) CN103999220B (ko)
WO (1) WO2013084893A1 (ko)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6310216B2 (ja) * 2013-09-06 2018-04-11 キヤノン株式会社 放射線検出装置及びその製造方法並びに放射線検出システム
JP2015068653A (ja) * 2013-09-26 2015-04-13 キヤノン株式会社 放射線撮像装置、その製造方法及び放射線検査装置
JP6478538B2 (ja) * 2014-09-10 2019-03-06 キヤノン株式会社 放射線撮像装置および放射線撮像システム
JP6502731B2 (ja) * 2015-04-13 2019-04-17 キヤノン株式会社 放射線撮像装置及び放射線撮像システム
JP6572084B2 (ja) * 2015-10-01 2019-09-04 日本軽金属株式会社 Ｘ線撮影装置用筺体
JP6746932B2 (ja) * 2016-02-05 2020-08-26 富士電機株式会社 放射線検出装置
CN110177830A (zh) * 2017-01-19 2019-08-27 索尼公司 复合材料、电子设备和制造电子设备的方法
EP3355081B1 (en) * 2017-01-27 2019-06-19 Detection Technology Oy Direct conversion compound semiconductor tile structure
CN110120397A (zh) * 2018-02-05 2019-08-13 上海珏芯光电科技有限公司 成像器件、摄像头模组及制造方法
KR102342748B1 (ko) * 2019-05-09 2021-12-22 아크소프트 코포레이션 리미티드 이미지 센서 패키지
US11539183B2 (en) * 2020-12-22 2022-12-27 Beijing Voyager Technology Co., Ltd. Passive thermal management for semiconductor laser based lidar transmitter
CN114549936B (zh) * 2022-02-28 2022-12-23 曾华杰 增强车辆的摄像头拍摄的影像的方法、系统和计算设备
US11669937B2 (en) 2022-02-28 2023-06-06 Huajie ZENG Method and system for enhancing image captured by on-board camera, and computing device

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010164881A (ja) * 2009-01-19 2010-07-29 Konica Minolta Medical & Graphic Inc 放射線画像撮影用のカセッテ
JP2011174762A (ja) * 2010-02-23 2011-09-08 Panasonic Electric Works Co Ltd 赤外線センサモジュール

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0231433A (ja) * 1988-07-21 1990-02-01 Konica Corp 集積回路装置の実装構造
JP3685446B2 (ja) 1993-12-27 2005-08-17 キヤノン株式会社 光電変換装置
JPH0955459A (ja) * 1995-06-06 1997-02-25 Seiko Epson Corp 半導体装置
JP2001128072A (ja) 1999-10-29 2001-05-11 Sony Corp 撮像素子、撮像装置、カメラモジュール及びカメラシステム
JP4532782B2 (ja) * 2000-07-04 2010-08-25 キヤノン株式会社 放射線撮像装置及びシステム
CN1383212A (zh) * 2001-04-28 2002-12-04 三星电机株式会社 固态摄像装置及其制作方法
JP2003121553A (ja) * 2001-08-06 2003-04-23 Canon Inc 放射線撮像装置
TW594888B (en) * 2001-09-05 2004-06-21 Hitachi Ltd Semiconductor device and manufacturing method thereof and wireless communication device
JP2004221248A (ja) * 2003-01-14 2004-08-05 Citizen Electronics Co Ltd 半導体装置
JP3987500B2 (ja) 2004-02-17 2007-10-10 浜松ホトニクス株式会社 光配線基板および光配線基板の製造方法
JP4884964B2 (ja) * 2004-05-11 2012-02-29 浜松ホトニクス株式会社 放射線撮像装置
JP2006214861A (ja) * 2005-02-03 2006-08-17 Shimadzu Corp 二次元画像検出器
JP2008053530A (ja) * 2006-08-25 2008-03-06 Fujifilm Corp 固体撮像素子およびその製造方法
JP4911312B2 (ja) * 2007-07-13 2012-04-04 株式会社島津製作所 撮像装置
JP5675062B2 (ja) * 2009-06-05 2015-02-25 キヤノン株式会社 Ｘ線画像撮影装置
JP5510705B2 (ja) * 2009-09-17 2014-06-04 カシオ計算機株式会社 撮像装置
JP5442424B2 (ja) * 2009-12-25 2014-03-12 新光電気工業株式会社 半導体装置
JP5499851B2 (ja) * 2010-04-07 2014-05-21 株式会社島津製作所 二次元画像検出器

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010164881A (ja) * 2009-01-19 2010-07-29 Konica Minolta Medical & Graphic Inc 放射線画像撮影用のカセッテ
JP2011174762A (ja) * 2010-02-23 2011-09-08 Panasonic Electric Works Co Ltd 赤外線センサモジュール

Also Published As

Publication number Publication date
JP2013120851A (ja) 2013-06-17
US9478683B2 (en) 2016-10-25
JP6081697B2 (ja) 2017-02-15
EP2790219A4 (en) 2015-10-28
CN103999220B (zh) 2017-08-25
EP2790219B1 (en) 2018-06-27
KR20140107175A (ko) 2014-09-04
WO2013084893A1 (ja) 2013-06-13
EP2790219A1 (en) 2014-10-15
CN103999220A (zh) 2014-08-20
US20140353515A1 (en) 2014-12-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102105723B1 (ko) 센서 유니트 및 고체 촬상 장치
US7897930B2 (en) Radiation imaging apparatus and radiation imaging system
US11860323B2 (en) Radiation imaging device
US20110073750A1 (en) Image pickup apparatus and radiation image pickup system
US11520061B2 (en) Radiation imaging device
JP4651937B2 (ja) Ｘ線画像検出器アセンブリ及びイメージング・システム
US11996434B2 (en) Radiation imaging device, production method for radiation imaging device, and repair method for radiation imaging device
JP2023117516A (ja) 放射線の検出器

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant