KR102492247B1 - 센서 모듈 제조방법 및 이로부터 제조된 센서 모듈을 포함하는 x선 디텍터 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따라 제조된 센서모듈은 기판으로 탄소섬유 강화 수지 재질을 포함하며, 기판과 전자파 차폐 시트 및 전자파 차폐 시트와 섬광체를 접합하기 위해 각각 에폭시 접착제와 옵티컬 본딩 필름을 사용함에 따라 우수한 방사선 투과율과 내열성을 가지며, 고분자를 포함함에 따라 휨강도가 약한 섬광체의 온도 상승에 따른 휘어짐을 억제하는 장점을 가진다.
또한 상기 섬광체와 반도체판(CMOS), 반도체판과 인쇄회로기판을 접합하기 위한 접착제의 베이스 수지로 하드에폭시를 대신하여 실리콘을 사용하여 내열성 및 성형성을 부여함과 동시에 접착제 조성물에 상술한 경화지연제를 첨가함으로써 경화속도를 자유롭게 조절할 수 있다.

Description

센서 모듈 제조방법 및 이로부터 제조된 센서 모듈을 포함하는 X선 디텍터{A manufacturing method of sensor module and X-ray detector having sensor module produced therefrom}
본 발명은 센서 모듈, 특히 산황화가돌리늄을 포함하는 센서 모듈의 제조방법과, 상기 센서 모듈을 포함하는 의료 진단 장치, 비파괴 검사 기기 등에 사용되는 X선 디텍터, 더욱 상세하게는 상기 X선 디텍터에 포함되는 센서 모듈과 이를 포함하는 X선 디텍터 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 X-선(X-ray)은 파장대 0.01 내지 10㎚, 주파수대 30×1015 내지 30×1018Hz의 단파장 전자기파를 총칭하며, X-선 촬영은 X-선이 지닌 높은 투과력으로 촬영대상의 내부를 투영 표시하는 방사선사진법(radiography)을 일컫는다.
X-선 영상 시스템은 X-선을 생성하는 X-선 발생기, 피사체를 사이에 두고 X-선 발생기와 대면 배치되어 촬영대상을 통과한 X-선 감쇠량을 검출하는 X-선 디텍터(detector)를 필수 구성요소로 한다.
잘 알려진 것처럼, X-선은 물체를 투과하면서 광전효과(photoelectric effect), 콤프턴 산란(compton scattering) 등 물체의 재질, 밀도, 두께에 따른 감쇠 현상을 수반한다. X-선 영상 시스템은 촬영대상(피사체)을 통과하는 과정 중에 누적된 X-선 감쇠량을 기초로 촬영대상의 내부구조를 보이는 영상을 제공한다.
X-선 디텍터는 아날로그 방식과 디지털 방식으로 구분되는데, 아날로그 방식은 X-선에 의해 빛을 발하는 X-선 증감지(X-ray intensifying screen)와 은염 필름(silver salt film)을 조합해서 X-선 증감지의 빛으로 은염 필름에 잠상을 구현한 후 은염 필름을 현상해서 촬영결과를 얻는다. 이에 따라, 아날로그 방식은 은염 필름의 현상 등을 위한 시간적, 비용적 소모가 크고 필름의 보관 및 처리상 문제를 수반하므로 점차 수요가 줄어들고 있다.
디지털 방식의 디텍터는 전기신호의 획득방식에 따라 섬광체(Scintillator)를 사용해서 가시광선에 의한 간접의 전기신호를 얻는 간접변환방식(direct conversion type)과 광전물질(photoconductors)을 사용해서 X-선으로부터 직접의 전기신호를 얻는 직접변환방식(direct conversion type)으로 나누어볼 수 있고, 전기신호를 생성하는 소자종류에 따라 전하결합소자(Charge-Coupled Device)를 이용하는 CCD 방식, 결정질 실리콘(crystalline silicon)의 CMOS 소자를 이용하는 CMOS 방식, 비정질 실리콘(Amorphous silicon)의 TFT(Thin Film Transistor) 기판을 이용하는 a-Si 방식으로 구분될 수 있다.
간접변환방식 디텍터의 섬광체로 많이 쓰이는 형광체는 산황화가돌리늄(Gadolinium oxysulfide, GOX, Gadox)과 요오드화세슘(Cesium iodide, CsI)을 들 수 있다. 요오드화세슘의 경우, X선 입사 후 가시광으로 변환할 때 광퍼짐 현상을 억제할 수 있어 고해상도 구현에 장점을 가지고 있으나, 높은 잔광(afterglow, 0.3%_과 방사선 손실(radiation damage, 13.5%)을 보이는데, 이는 이미지 품질과 신호 대비 잡음비를 떨어뜨리는 요인이 된다.
이에 반해 산황화가돌리늄 섬광체는 비교적 높은 광출력값을 가지며, 낮은 잔광 및 방사선 손실값을 가지며, 무엇보다도 요오드화세슘에 비해 20 내지 30% 가량 저렴한 장점이 있으나, 입자의 결정상이 봉침형이 아닌 육각기둥 또는 원형으로 빛의 퍼짐 현상이 많아 이미지 정보 전달 효율이 떨어지고, 두께 증가에 따른 감도를 높이기 어려운 단점이 있다.
또한 디텍터의 크기를 줄이기 위해 패널의 각 재료, 즉 몰드, 기판, 다이어태치 필름 등의 두께를 줄이고 있으나 이 경우 공정 중 마이크로 결함이나 스크래치에 의해 실리콘 칩이 응력을 받아 쉽게 파괴되거나 칩과 칩 사이 계면에서 열응력(thermal stress)에 의한 섬광체의 휨 현상(warpage)을 발생시키는 문제점이 발생하므로 이를 해소하기 위한 기술의 개발이 필요하나 아직 요원한 실정이다.
대한민국 등록특허 제10-2133239호 (2020년 07월 07일)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 상세하게는 초박형의 섬광체 패널 제조 시 큐어링(curing)이나 리플로우(reflow) 과정에서 발생할 수 있는 패널의 휨 현상을 억제할 수 있는 센서 모듈의 제조방법의 제공을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 섬광체와 반도체판(CMOS)의 접합 과정에서 불량이 발생하더라도 패키지 전체를 폐기하지 않고 수리(rework)가 가능한 센서 모듈의 제조방법의 제공이다.
본 발명은 센서 모듈 제조방법 및 이로부터 제조된 센서 모듈을 포함하는 X선 디텍터에 관한 것이다.
본 발명의 일 양태는, a) 인쇄회로기판의 일면에 실리콘계 접착제를 도포한 후 반도체판을 적층하는 단계; b) 상기 반도체판의 일면에 실리콘계 접착제를 도포한 후 섬광체를 적층하는 단계; c) 상기 섬광체의 일면에 옵티컬 본딩 필름을 코팅하는 단계; d) 상기 옵티컬 본딩 필름을 활성화한 후 상기 옵티컬 본딩 필름에 기판을 적층하는 단계; 및 e) 상기 기판의 일면에 접착수지를 도포한 후 전자파 차폐 시트를 적층하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 모듈 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에서 상기 실리콘계 접착제는 JIS K7127로 각각 측정한 파단신도가 500 내지 700%이고, 인장강도가 0.01 내지 0.5 MPa이며, JIS K5400으로 측정한 접착강도가 0.1 내지 1.0 MPa이며, 경화 시 200 내지 400㎚의 파장을 갖는 자외선을 조사하여 경화하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 d) 단계는 옵티컬 본딩 필름을 활성화하기 위해 200 내지 500㎚의 파장을 갖는 자외선을 조사하는 것을 특징으로 하며, 이때 상기 옵티컬 본딩 필름은 2개 이상의 알케닐기를 함유하는 폴리실록산, 1개 분자 당 평균적으로 2개 이상의 SiH 기를 갖는 폴리하이드로실록산, 실리콘 수지, BET 면적이 80 내지 400 ㎡/g인 옥사이드 충전제 및 광활성(photoactive) 백금 촉매를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한 상기 접착수지는 23℃, 100 rpm에서의 점도가 100 내지 200 cps이고, 유리전이온도가 65℃ 이하이며, 열팽창계수가 각각 35×10-6 내지 65×10-6 in/in℃(below tg), 150×10-6 내지 250×10-6 in/in℃(above tg)인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 양태는 상기 제조방법으로 제조된 센서 모듈을 포함하는 X선 디텍터에 관한 것이다.
본 발명에 따라 제조된 센서모듈은 기판으로 탄소섬유 강화 수지 재질을 포함하며, 기판과 전자파 차폐 시트 및 전자파 차폐 시트와 섬광체를 접합하기 위해 각각 에폭시 접착제와 옵티컬 본딩 필름을 사용함에 따라 우수한 방사선 투과율과 내열성을 가지며, 고분자를 포함함에 따라 휨강도가 약한 섬광체의 온도 상승에 따른 휘어짐을 억제하는 장점을 가진다.
또한 상기 섬광체와 반도체판(CMOS), 반도체판과 인쇄회로기판을 접합하기 위한 접착제의 베이스 수지로 하드에폭시를 대신하여 실리콘을 사용하여 내열성 및 성형성을 부여함과 동시에 접착제 조성물에 상술한 경화지연제를 첨가함으로써 경화속도를 자유롭게 조절할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따라 제조된 센서 모듈을 포함하는 X선 디텍터의 분해사시도에 관한 것이다.
이하 구체예들을 참조하여 본 발명에 따른 센서 모듈 제조방법 및 이로부터 제조된 센서 모듈을 포함하는 X선 디텍터를 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 구체예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다.
따라서 본 발명은 이하 제시되는 구체예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있으며, 이하 제시되는 구체예들은 본 발명의 사상을 명확히 하기 위해 기재된 것일 뿐, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
이때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.
또한 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있으며, 이하 제시되는 도면들은 본 발명의 사상을 명확히 하기 위해 과장되어 도시될 수 있다. 또한 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
또한 명세서 및 첨부된 특허청구범위에서 사용되는 단수 형태는 문맥에서 특별한 지시가 없는 한 복수 형태도 포함하는 것으로 의도할 수 있다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
본 발명에서 용어 ‘기판(substrate)’은 전자 소자, 회로, 접착층, 전극, 부동태화층(passivation layer) 등을 접합할 수 있는 기반(base)을 뜻하는 것으로 이외에도 외부로부터 전해지는 충격을 흡수할 수 있는 일종의 기판(shock protective layer)을 의미한다.
본 발명에서 용어 ‘반도체판’은 빛을 감지하여 그 세기의 정도를 디지털 영상 데이터로 변환할 수 있는 일종의 이미지 센서로, 감지된 빛을 유입량에 따라 전하량으로 변환하며, 변환된 전하량을 아날로그 신호 형태인 전압으로 다시 변경하여 인쇄회로기판으로 전달하는 부분을 뜻하며, 주로 상보적 금속 산화물 반도체(Complementary metal oxide semiconductor, CMOS)를 포함한다.
이하 제조방법을 중심으로 본 발명에 따른 센서 모듈에 대해 더욱 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 센서 모듈의 제조방법은,
a) 인쇄회로기판의 일면에 실리콘계 접착제를 도포한 후 반도체판을 적층하는 단계;
b) 상기 반도체판의 일면에 실리콘계 접착제를 도포한 후 섬광체를 적층하는 단계;
c) 상기 섬광체의 일면에 옵티컬 본딩 필름을 코팅하는 단계;
d) 상기 옵티컬 본딩 필름을 활성화한 후 상기 옵티컬 본딩 필름에 기판을 적층하는 단계; 및
e) 상기 기판의 일면에 접착수지를 도포한 후 전자파 차폐 시트를 적층하는 단계;
를 포함하여 진행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 a) 및 b) 단계는 각각 인쇄회로기판의 일면에 실리콘계 접착제를 도포한 후 반도체판을 적층하고, 상기 반도체판의 일면에 다시 실리콘계 접착제를 도포한 후 섬광체를 적층하는 단계이다.
본 발명에서 상기 인쇄회로기판(110, print circuit board, PCB)은 하우징 중 케이블하우징(210)에 인접하여 위치하는 것으로, 상기 케이블하우징을 통과한 케이블과 전기적으로 직접 연결될 수 있다.
본 발명에서 상기 반도체판(120)은 빛을 감지하여 그 세기의 정도를 디지털 영상 데이터로 변환할 수 있는 일종의 이미지 센서로, 영상을 획득하기 위한 유효영역 내에 횡방향과 열방향을 따라 다수의 화소(active pixel)가 배치될 수 있다.
상기 화소는 포토다이오드와 같은 광전변환소자와 스위칭소자가 포함될 수 있어 입사된 광을 전기적 신호로 변환 및 전송할 수 있다. 이때 더 상세하게는 스위칭소자는 상보성 금속산화막 반도체(complementary metal oxide semiconductor, CMOS)나 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor, TFT)와 같은 트랜지스터류가 포함될 수 있다.
상기 반도체판은 두께를 한정하는 것은 아니나, 전체 X선 디텍터의 두께를 줄이기 위해 0.4 내지 0.6㎜인 것이 바람직하다. 특히 X선이 반도체판을 거쳐 섬광체로 전달되는 경우 상기 범위를 유지하는 것이 디텍터의 기계적 물성을 유지하면서도 방사선의 감쇄를 줄일 수 있어 더욱 바람직하다.
본 발명에서 상기 섬광체(130)는 X선, 감마선, 전자선, 중성자선 등의 이온화 방사선을 가시광선 파장영역의 빛으로 변환해 주는 방사선 센서로, 도면에는 도시되지 않았으나, 크게 섬광체층 및 양자점이 혼합된 활성층이 포함될 수 있다. 섬광체에 의해 획득된 방사선 정보는 일련의 처리과정을 통하여 방사선 영상으로 획득될 수 있다.
본 발명에서 상기 섬광체는 내부의 활성층과, 상기 활성층에 혼합된 양자점의 물질에 따라 다양한 물질로 이루어질 수 있다. 상기 섬광체에 사용될 수 있는 물질로 예를 들면, 활성층의 물질로 P3HT:PCBM을 사용하고, 양자점의 물질로 CdSe를 사용하였을 때 Nal:TI, Csl:TI, Y3Al5O12:Ce, CdWO4, LuAG:Ce, Gd2O2S:Tb 등이 사용될 수 있으며, 더욱 상세하게는 산황화가돌리늄(Gd2O2S:Tb)을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 가돌리늄 화합물은 구상, 편평상, 또는 막대상 등의 입자로 이루어지는 분말인 것이 바람직하다. 가돌리늄 화합물의 평균입자 지름(Dp)은 충분한 발광 효율이 얻어지며, 또한 셀 내로의 충전이 용이한 점에서 0.1 내지 25㎛인 것이 바람직하다.
상기 고분자 수지는 광투과성이 높은 재료가 형광체로부터 방사된 광을 잘 통과시켜 휘도가 높아지므로 바람직하다. 본 발명에 있어서의 고분자 수지의 광 투과율이란 두께 30㎛의 고분자 수지로 이루어지는 막에 파장 550㎚의 광을 조사했을 경우의 투과율을 말한다. 고분자 수지의 광 투과율은 50% 이상인 것이 바람직하고, 70 내지 100%가 보다 바람직하다.
상기 고분자 수지의 바람직한 일예로는 아크릴 수지, 에폭시 수지, 폴리에스테르 수지, 부티랄 수지, 폴리아미드 수지, 실리콘 수지 및 에틸셀룰로오스 수지로 이루어지는 군으로부터 선택되는 수지가 바람직하다.
본 발명에서 상기 섬광체 조성물은 산황화가돌리늄 80 내지 95 중량% 및 고분자 수지 5 내지 20 중량%을 포함하는 것이 바람직하다. 상기 범위에서 휘도가 저하되지 않으며, 광의 산란을 억제할 수 있어 해상도를 높일 수 있어 바람직하다.
상기 섬광체 조성물은 상기 가돌리늄 화합물과 고분자 수지 이외에도 터피네올, γ-부티로락톤 등의 유기용매나, 상기 고분자 수지를 경화시키기 위한 촉매, 경화 촉진제, 광경화제, 개시제 등의 첨가제를 더 포함하여도 무방하다.
또한 상기 산황화가돌리늄은 발광특성을 더욱 높이기 위해 하나 이상의 금속 성분을 도핑할 수 있다.
상기 금속 성분 또는 금속 착물은 상기 산황화가돌리늄의 도펀트 재료로, 이들의 일예로는 인듐, 탈륨, 리튬, 칼륨, 루비듐, 나트륨, 지르코늄 및 세륨에서 선택되는 어느 하나 또는 복수의 금속원자를 들 수 있다. 특히 이들 중 세륨을 도펀트 재료로 사용하는 것이 빠름 감쇠 시간, 좋은 에너지 분해능, 높은 섬광량 등을 발현할 수 있어 바람직하다.
상기 금속성분은 산황화가돌리늄 100 중량% 대비 5 내지 20 중량%가 도핑되는 것이 바람직하다. 상기 범위에서 빠른 형광 감쇠 시간과 좋은 에너지 분해능을 발현할 수 있다.
또한 상기 섬광체 조성물은 발광효율을 높이기 위해 하나 이상의 활성화제를 더 포함할 수도 있다. 상기 활성화제의 일예로는 요오드화나트륨, 브롬화탈륨, 염화탈륨 및 불화탈륨에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 들 수 있으며, 상기 물질들은 임의의 몰비로 혼합하는 것이 좋다.
상기 섬광체는 제조방법을 한정하지 않는다. 일예로 상기와 같은 섬광체 조성물을 석영 앰플 등과 같은 케이스에 진공 상태로 밀봉한 후, 밀봉된 앰프를 전기로 등에서 섬광체 단결정으로 육성하는 방법을 적용할 수 있다. 상기와 같이 성장한 단결정은 고분자 물질과 혼합한 후 판상으로 성형하는 것이 좋다.
상기 섬광체 조성물을 시트 형상으로 가공하는 수단으로서는, 예를 들면 필름 코터, 열 프레스기 등을 들 수 있다. 이들 수단을 이용하여 조성물을 시트 형상으로 가공하기 위해서는, 예를 들면 조성물을 가압용 베이스 필름과 박리 필름의 사이에 끼우고, 열 프레스기를 이용하여 통상 60 내지 120℃, 바람직하게는 70 내지 100℃의 온도에서 0.5 내지 10t/㎠, 바람직하게는 1 내지 7t/㎠의 압력하에서 약 1 내지 약 30분간, 바람직하게는 2 내지 10분간 압축 성형을 행한다.
가압용 베이스 필름으로서는 PET 필름, 불소계 수지 필름, 폴리에틸렌 필름, 폴리프로필렌 필름 등을 들 수 있고, 박리 필름으로서는 불소계 수지 코팅한 PET 필름, 실리콘 수지 코팅한 PET 필름, 불소계 수지 필름 등을 들 수 있다.
상기 섬광체의 성형 두께는 본 발명에서 한정하지는 않으나, 보통 감지 대상의 파장에 따라 다르게 할 수 있으며, 대략적으로 0.1 내지 10㎜의 두께를 갖는 것이 바람직하다. 상기 범위 미만의 두께를 가질 경우 X선의 검출 효율이 떨어지게 되며, 상기 범위를 초과하면 경제성이 떨어진다.
본 발명에서 상기 실리콘계 접착제는 기본적으로 여러 성분이 혼합된 조성물로, 폴리오르가노실록산을 기본 수지로 하며, 여기에 충전재, 촉매, 경화지연제 등을 더 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 폴리오르가노실록산은 부가형 경화 타입의 실리콘 고무에 전형적으로 사용되는 폴리머로 사슬이 길어 비닐기의 함량이 적은 폴리오르가노실록산과 사슬이 짧거나 측쇄에 비닐기를 갖고 있는 비닐기의 함량이 높은 폴리오르가노실록산의 혼합물을 사용하는 것이 바람직하다.
이때 상기 비닐기 함유 폴리오르가노실록산은 점도가 100,000 내지 1,000,000 cps이며 비닐기의 함량이 0.005 내지 2 mmol/g이되, 상기 폴리오르가노실록산은 각각 비닐기의 함량이 0.005 내지 0.1 mmol/g인 제1폴리오르가노실록산과 비닐기의 함량이 1 내지 2 mmol/g인 제2폴리오르가노실록산의 혼합물인 것이 바람직하다.
여기에 상기 폴리오르가노실록산은 가교제로 수소기를 함유하는 폴리오르가노실록산을 더 포함하는 것이 바람직하다. 상기 수소기를 함유하는 폴리오르가노실록산은 분자쇄의 양 말단에 수소기를 갖기 때문에 상기 비닐기 함유 폴리오르가노실록산과 부가반응으로 결합하여 전체적인 사슬의 길이를 연장시킬 수 있으며, 이를 통해 실리콘 접착층에 유연성을 부여할 수 있다.
상기 충전재는 혼합 시 접착층의 유연성은 약간 저하될 수 있으나, 유연성을 제외한 모든 기계적 물성, 가령 내열성, 내충격성, 인장강도, 파단신도 등을 향상시킬 수 있다.
상기 충전재는 주로 실리카(이산화규소)를 포함하는 것이 바람직하며, 그 외의 물성을 한정하는 것은 아니나, 비표면적(BET법) 100 내지 200 ㎡/g인 것이 유연성과 기계적 물성을 동시에 확보할 수 있어 바람직하다.
상기 촉매는 오르가노실록산의 가교를 촉진하기 위한 것으로, 광활성을 갖는 촉매라면 특별히 제한되는 것은 아니다. 상기 촉매로 예를 들면 광활성형의 백금족 금속 촉매 또는 니켈계 촉매이다. 백금족 금속 촉매는 백금계, 팔라듐계, 로듐계의 것을 사용할 수 있고, 그 중에서도 백금계 촉매인 것이 바람직하다. 해당 백금계 촉매로서는, β-디케토네이트백금 착체 촉매, 예를 들면 트리메틸(아세틸아세토나토)백금 착체, 트리메틸(3,5-헵탄디오네이트)백금 착체, 트리메틸(메틸아세토아세테이트)백금 착체, 비스(2,4-펜탄디오나토)백금 착체, 비스(2,4-헥산디오나토)백금 착체, 비스(2,4-헵탄디오나토)백금 착체, 비스(3,5-헵탄디오나토)백금 착체, 비스(1-페닐-1,3-부탄디오나토)백금 착체, 비스(1,3-디페닐-1,3-프로판디오나토)백금 착체를 들 수 있다. 또한, (메틸시클로펜타디에닐)트리메틸백금을 사용할 수도 있다. 니켈계 촉매로서는, 예를 들면 비스(2,4-펜탄디오나토)니켈 착체를 사용할 수 있다. 이들은 1종을 단독으로도, 2종 이상을 조합하여 사용할 수도 있다. 그 중에서도, 본 발명의 경화 방법에서 사용하는 촉매로서는 비스(2,4-펜탄디오나토)백금 착체, 관용명 비스(아세틸아세토나토)백금(Ⅱ)가 바람직하다.
촉매로 첨가되어지는 백금 화합물중의 백금 함유량은 0.1 내지 0.2 중량인 것이 바람직하다. 상기 범위를 벗어나는 경우 접착층의 경화가 진행되지 않거나 작업성이 크게 떨어질 정도로 경화속도가 빨라지는 문제가 있다.
상기 경화지연제는 상술한 바와 같이 기존의 센서 모듈 제조 시 접합공정에서 사용하는 하드에폭시의 단점을 해소하기 위해 첨가되는 것이다.
일반적인 하드에폭시의 경우 경화가 급속도로 진행되며 기본적으로 열경화성 수지이기 때문에 접합 불량이나 인쇄회로기판, CMOS 등에 문제가 발생할 경우 리웍(re-work)이 불가능하기 때문에 불량이 발생한 모듈 전체를 폐기할 수밖에 없다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 접착제의 베이스 수지로 하드에폭시를 대신하여 실리콘을 사용하여 내열성 및 성형성을 부여함과 동시에 접착제 조성물에 상술한 경화지연제를 첨가함으로써 경화속도를 자유롭게 조절할 수 있다.
상기 경화지연제는 상기 폴리오르가노실록산들의 반응에 간섭을 하여 경화속도를 늦추는 것으로, 본 발명과 같이 접합 불량이 발생할 경우 리웍(re-work)을 가능하게 하도록 촉매와 함께 사용량을 조절함으로써 적절한 경화속도를 확보할 수 있게 한다.
상기 경화지연제는 알케닐기를 함유하는 이중결합 또는 삼중결합을 가진 단량체로, 이들의 예를 들면 1-에티닐-1-사이클로헥사놀, 1,1,3,3,-테트라메틸-1,3-디비닐디실라잔, 2,4,6,8-테트라메틸-2,4,6,8-테트라비닐사이클로테트라실록산, 2-메틸-3-부틴-2-올 등이 있으며, 이들은 단독으로 또는 둘 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 경화지연제는 전체 접착제 조성물 100 중량% 중 0.01 내지 1 중량% 포함하는 것이 좋다. 상기 범위 미만 첨가되는 경우 경화속도를 조절하기 어려우며, 상기 범위를 초과하는 경우 접착층의 경화가 일어나지 않게 된다.
본 발명에서 상기 a) 단계에 사용되는 실리콘계 접착제는 JIS K7127로 각각 측정한 파단신도가 500 내지 700%이고, 인장강도가 0.01 내지 0.5 MPa이며, JIS K5400으로 측정한 접착강도가 0.1 내지 1.0 MPa을 만족하는 것이 바람직하다. 상기 물성 범위를 만족하지 않는 경우 접착 후 신틸레이터와 반도체판과의 접착력이 하락하며, 특히 접합 공정 과정에서 열팽창에 따른 섬광체의 휘어짐이나 파손 등을 막을 수 없다.
본 발명에서 상기 실리콘계 접착제의 예를 들면 상표명 KER-4530, KER-4530-F, KER-4531, KER-4532, KER-4690-A/B(이상 신에츠) 등이 있으며, 하나 또는 둘 이상의 복수의 접착제를 혼합하여 사용할 수도 있다.
본 발명에서 상기 실리콘계 접착제는 0.01 내지 0.5㎜의 두께로 도포하는 것이 좋다. 상기 범위에서 인쇄회로기판과 반도체판, 섬광체와 반도체판과의 접착력을 유지할 수 있으며, 동시에 빛의 퍼짐 현상을 억제할 수 있다.
상기와 같이 인쇄회로기판의 일면에 실리콘계 접착제를 도포한 후에는 상기 실리콘계 접착제에 반도체판을 적용하고 자외선을 조사하여 상기 실리콘계 접착제를 경화할 수 있으며, 상기 반도체판과 섬광체를 접합하기 위해서도 동일한 방식으로 반도체판의 일면에 실리콘계 접착제를 도포하고, 상기 실리콘계 접착제에 섬광체를 적용한 후 자외선을 조사할 수 있다.
상술한 바와 같이 상기 실리콘계 접착제는 시트 형상으로 각각 상기 인쇄회로기판과 반도체판 표면에 도포되어 있는 바, 상온에서 미경화 상태, 가소성의 고체 또는 반고체 상태이기 때문에 취급이 용이하다. 또한 유연성, 성형성을 갖고 있기 때문에 인쇄회로기판과 반도체판, 반도체판과 섬광체의 접합 후에도 반도체 판이 이탈하지 않도록 잡아줄 수 있으면서도 필요 시에는 반도체판이나 섬광체를 쉽게 떼어낼 수 있기 때문에 각 부품에 불량이 발생한 경우에도 불량이 발생한 부분만을 쉽게 제거하는 것으로 리웍이 가능하다.
또한 필요 시에는 UV 광원과 마스크 등을 이용하여 경화층을 필요한 부분에만 형성하는 것이 가능하다. 이때 상기 UV 광원으로는 예를 들면 UV-LED 램프, 고압 수은등, 초고압 수은등, 저압 수은등, 메탈 할라이드 램프, 카본 아크 램프, 크세논 램프 등을 들 수 있다.
조사하는 광의 파장은 200 내지 400㎚, 바람직하게는 250 내지 400㎚이고, 단파장, 휘선 스펙트럼, 연속 스펙트럼 중 어느 것일 수도 있다. 또한 조사량은 적산 광량으로서 100 내지 100,000 mJ/㎠, 바람직하게는 100 내지 10,000 mJ/㎠, 보다 바람직하게는 100 내지 5,000 mJ/㎠이다. 상기 조사량이면, 극히 단시간의 광 조사로 실리콘 접착제 조성물을 겔화할 수 있다.
또한 필요에 따라 상기와 같이 일부 경화된 실리콘계 접착제에 열을 가함으로써 완전히 경화시킬 수도 있다. 상기 가열에 의해 접착제 조성물이 유동하지 않고 초기의 형상을 유지한 채로 경화할 수 있다. 이때 상기 가열 경화는 25 내지 200℃, 바람직하게는 100 내지 180℃에서 3분 내지 72시간, 바람직하게는 1 내지 6시간 행함으로써 완료할 수 있다.
다음으로 상기 c) 단계와 같이 상기 섬광체의 일면에 옵티컬 본딩 필름을 코팅할 수 있다.
상기 옵티컬 본딩 필름은 상기 섬광체와 전자파 차폐 시트의 접합을 위해 적용되는 것으로, 옵티컬 본딩(optical bonding)은 전기 디스플레이 분야에서 터치스크린 패널과 디스플레이 모듈(터치 필름 또는 유리 및 오버레이(overlay)) 사이에서 에어 갭(air gap)을 충전하여, 기존의 일반 접착방법에 비해 가시성(visibility), 가독성(readability) 및 내구성(durability)을 개선할 수 있다.
본 발명에서 상기 옵티컬 본딩 시트는 상술한 바와 같이 가시성과 가독성이 높아야 하기 때문에 광투과도가 일정 이상인 것이 바람직하다. 구체적으로 가시광선의 약 80% 이상, 더욱 바람직하게는 90% 이상을 만족하는 것이 바람직하며, 굴절율 또한 1.2 내지 1.8, 더욱 바람직하게는 1.4 내지 1.6의 범위를 만족하는 것이 바람직하다.
또한 상기와 같은 광학특성을 만족하기 위해 약 30 이상의 아베 수(Abbe number), 더욱 바람직하게는 40 이상을 만족하는 것이 바람직하다. 추가적으로, 상기 접착제는 약 10% 이하, 더욱 바람직하게는 2% 이하의 탁도를 갖는 것이 좋으며, L-A-B 색 공간 측정에 기초한 b 값이 10% 이하, 더욱 바람직하게는 3% 이하인 것이 좋다.
본 발명에서 상기 옵티컬 본딩 시트는 조성물로 2개 이상의 알케닐기를 함유하는 폴리실록산, 1개 분자 당 평균적으로 2개 이상의 SiH 기를 갖는 폴리하이드로실록산, 실리콘 수지, BET 면적이 80 내지 400 ㎡/g인 옥사이드 충전제 및 광활성(photoactive) 백금 촉매를 포함할 수 있으며, 상기 조성물을 혼합 한 후에 다양한 코팅방법에 의해 시트 형태로 성형될 수 있다.
구체적으로 상기 조성물은 점도가 ISO 3219에 따라 100,000 mPa.s 미만인 것이 좋으며, 더욱 바람직하게는 50,000 mPa.s 미만인 것이 좋다. 그리고 상기 조성물은 스텐실 프린팅(stencil printing), 슬릿 다이 코팅(slit die coating) 또는 패턴 디스펜싱 공정(pattern dispensing process) 등의 공정을 적용하여 10 내지 1,000㎛의 두께로 성형할 수 있다.
다음으로 상기 d) 단계와 같이 상기 옵티컬 본딩 시트를 활성화한 후, 상기 옵티컬 본딩 필름에 기판을 적층할 수 있다.
상기 옵티컬 본딩 시트의 활성화는 접착제 내부의 고분자 유동특성을 높임으로써 접착력을 발현할 수 있도록 하는 것으로, 일반적으로 열이나 압력, 초음파 등의 방법을 통해 활성화가 가능하나, 본 발명에서는 상기 옵티컬 본딩 필름에 자외선을 조사함으로써 활성화할 수 있다.
이때 상기 자외선 조사의 파장 범위는 200 내지 500 ㎚인 것이 좋으며, 더욱 바람직하게는 280 내지 365 ㎚, 가장 바람직하게는 320 내지 360 ㎚인 것이 좋다. 파장의 범위가 상기 범위 미만인 경우 접착력이 저하될 수 있으며, 상기 범위를 초과하는 경우 접착제의 형태안정성이 떨어지거나 열화가 발생할 수 있다.
상기 d) 단계에서 조사 공급원(irradiation source)은 한정하지는 않으나, 금속 할라이드 UV 램프, 고 복사(high irradiance) UV LED 램프, UV 고압 수은 램프 또는 UV 제논 램프로부터 선택될 수 있다.
본 발명에서 상기 기판(140)은 당업계에서 반도체 패키징 등에 통상적으로 사용되며 충분한 강도와 경박단소가 가능한 두께로 형성 가능한 금속 또는 유기, 무기 재질의 것이라면 종류에 한정하지 않는다.
본 발명에서 상기 기판의 재질로 예를 들면 방사선의 투과성을 갖는 유리, 세라믹, 반도체, 고분자 화합물, 금속 또는 아모르퍼스 카본을 들 수 있다. 유리로서는, 예를 들면 석영, 붕규산 유리 또는 화학적 강화 유리를 들 수 있다. 세라믹으로서는, 예를 들면 사파이어, 질화규소 또는 탄화규소를 들 수 있다. 반도체로서는, 예를 들면 실리콘, 게르마늄, 갈륨비소, 갈륨인 또는 갈륨 질소를 들 수 있다. 고분자 화합물로서는, 예를 들면 셀룰로오스아세테이트, 폴리에스테르, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리아미드, 폴리이미드, 트리아세테이트, 폴리카보네이트 또는 탄소섬유 강화 수지를 들 수 있다. 금속으로서는, 예를 들면 알루미늄, 철, 구리 또는 금속 산화물을 들 수 있다.
본 발명에서 상기 기판의 재질로 더욱 상세하게는 탄소섬유 강화 수지(carbon fiber reinforced plastic, CFRP)를 포함할 수 있다. 상기 탄소섬유 강화 수지는 내열성 및 경도가 높은 탄소섬유와 고강도의 수지를 적층시킨 구조로 다양한 형상으로 가공이 가능하며, 금속에 비해 물리적, 기계적 특성이 뛰어나며, 무게가 매우 가벼우면서도 치수정밀도가 높은 특성을 가진다.
또한 우수한 방사선 투과율과 내열성을 가지면서도 기본 베이스는 고분자 수지이기 때문에 후술할 옵티컬 본딩 접착제나 접착수지와의 열팽창계수 차이가 작아 각 층간의 박리, 깨어짐 등을 억제할 수 있다. 여기에 내열성이 높은 탄소섬유를 많이 포함하고 있기 때문에 고분자 수지를 많이 함유하여 내열성이 낮은 섬광체의 휘어짐을 억제하는 장점을 가진다.
상기 기판은 제조 목적 및 최종 완성 제품의 크기 및 형태에 따라 다양한 크기 및 두께를 가질 수 있으며, 일예로 0.01 내지 50㎜의 두께를 가질 수 있고, 필요에 따라 상기 범위보다 더 얇거나 두꺼운 두께를 가져도 무방하다. 크기 역시 본 발명에서 한정하지 않으나, 10㎝ × 10㎝ 이상의 대면적 기판을 사용할 수 있다.
상기 기판은 필요에 따라 표면에 산화물층을 형성할 수도 있다. 상기 산화물층은 전자 소자가 실장될 구역을 제외하고 상기 기판의 테두리를 따라 형성되되, 상기 금속기판은 테두리 끝면 모서리로부터 일정 폭의 간격을 두고 형성될 수 있다.
다음으로 상기 e) 단계와 같이 상기 기판의 일면에 접착수지를 도포하고 기판을 적층할 수 있다.
본 발명에서 상기 전자파 차폐 시트(150)는 상술한 섬광체나 반도체판 등에 전자파가 전달되는 것을 방지하기 위한 것으로, 상기 전자파(Electromagnetic waves)란 전기가 흐를 때 그 주위에 전기장과 자기장이 주기적으로 바뀌면서 생기는 파동을 말하는데, 전자, 통신장치가 전자파에 노출될 경우 오동작이나 오류가 발생할 수 있기 때문에 이를 방지하기 위해 구비할 수 있다.
상기 전자파 차폐 시트는 본 발명에서 재질을 한정하지 않는다. 일예로 상기 전자파 차폐 시트는 베이스 역할을 하는 비도전성 필름에 금속성분을 포함하는 도전성필름 등이 순차적으로 적층되어 이루어질 수 있다.
상기 비도전성 필름의 재질로 예를 들면 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리프로필렌, 폴리올레핀, 폴리에스테르, 폴리스티렌, 폴리아미드 및 폴리카보네이트 등의 고분자 물질을 포함할 수 있으며, 상기 물질들은 외부로부터 가해지는 충격을 흡수할 수 있으며, 원형을 유지하려는 복원력을 가진다. 또한 대부분 소수성으로 습기의 투과를 막고 충격에 강한 장점을 가진다.
상기 도전성필름은 금속성분을 포함하는 것으로, 상기 금속성분으로 예를 들면 구리, 니켈, 은, 알루미늄 등을 들 수 있고, 이들 중 알루미늄을 사용하는 것이 재질과 형태의 특성 상 전자파를 반사하거나 소멸시키고 유연성을 가지기 때문에 충격 흡수력이 뛰어나며, 습기의 투과를 막을 수 있어 바람직하다.
본 발명에서 상기 접착수지는 기존의 센서모듈의 접합에 사용되는 접착제에 비해 온도에 따른 기판의 휨 현상을 방지하고 최종 영상품질을 높일 수 있는 것으로, 열팽창계수 등이 특정 범위를 만족하는 것이 바람직하다.
구체적으로 상기 접착수지는 23℃, 100 rpm에서의 점도가 100 내지 200 cps이고, 유리전이온도가 65℃ 이하이며, 열팽창계수가 각각 35×10-6 내지 65×10-6 in/in℃(below tg), 150×10-6 내지 250×10-6 in/in℃(above tg)을 만족하는 것이 바람직하다. 상기 범위를 만족하지 않는 경우 공정 중 고온에서 기판의 휨 현상이 발생할 수 있다.
상기 접착수지로 예를 들면, 아크릴레이트 중합체(예를 들어, 폴리메틸(메트)아크릴레이트(polymethyl(meth)acrylate), 폴리부틸메타크릴레이트(polybutylmethacrylate), 폴리옥틸메타크릴레이트(polyoctylmethacrylate), 알킬시아노아크릴레이트(alkylcyanoacryaltes), 폴리에틸렌글리콜 디메타크릴레이트(polyethyleneglycol dimethacrylate), 폴리비닐아세테이트(polyvinylacetate) 등), 에폭시드(예를 들어, EPOTEK 301 A + B 열경화 에폭시(Thermal curing epoxy), EPOTEK OG1 12-4 단일 포트(single pot) UV 경화 에폭시 또는 EX0135A 및 B 열경화 에폭시), 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 폴리티오에테르, 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitryls), 폴리디엔(polydienes), 폴리스티렌 폴리부타디엔 공중합체(크라톤), 피렐렌(pyrelenes), 폴리-파라-크실렌(파릴렌(parylenes)), 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리비닐리덴 플루오라이드(polyvinylidene fluoride (PVDF)), 폴리디비닐 벤젠, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리이소부틸렌(부틸 고무(butyl rubber)), 폴리이소프렌 그리고 셀룰로오스 유도체(메틸 셀룰로오스, 에틸 셀룰로오스, 히드록시프로필메틸 셀룰로오스, 히드록시프로필메틸 셀룰로오스 프탈레이트, 니트로 셀룰로오스) 등을 들 수 있으며, 이들은 단독으로 또는 둘 이상 혼합하여 사용하여도 무방하다.
본 발명에서 상기 접착수지로 더욱 바람직하게는 에폭시드계 접착제를 사용하는 것이 바람직하며, 이들의 예로는 상품명 Epotek 301; Epotek 301-2; Nusil Med 10-6010; Epotek OG 603; Epotek OG 142-95; Epotek OG 142-112; Norland 광학 접착제 61; Norland 광학 접착제 68; Norland 광학 접착제 86; Momentive UV LSR 2060; Momentive LSR 7070; Momentive RTV 615; 및 파랄린이 포함될 수 있다.
본 발명에서 상기 접착수지는 기판에 도포 시 두께를 한정하지 않으나, 1 내지 10,000㎚를 만족하는 것이 바람직하다. 상기 범위에서 충분한 내열특성을 발현하여 공정 중 기판의 휘어짐을 방지할 수 있다.
본 발명은 상기 센서 모듈을 포함하는 X선 디텍터에 관한 것이다. 이때 상기 X선 디텍터는 도 1과 같이 순차적으로 인쇄회로기판(110), 반도체층(CMOS, 120), 섬광체(130), 기판(140) 및 전자파 차폐 시트(150)를 포함하는 센서 모듈과, 상기 센서 모듈을 외부에서 감싸는 케이블하우징(210) 및 하부하우징(220), 상기 센서 모듈과 외부 제어부를 연결하는 케이블(미도시)을 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 하우징은 상기 센서모듈 및 센서모듈과 연결되는 케이블을 외부의 충격이나 수분으로부터 보호하기 위한 것으로, 상기 센서모듈의 상면과 측면 일부를 덮는 케이블하우징(상부하우징)과 센서모듈의 하면 및 측면 일부를 덮는 하부하우징을 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 상부하우징은 외부 환경과 직접 노출되므로, 방수 또는 발수특성을 가짐과 동시에 그 자체로도 타액 등의 수분 또는 외부 충격으로부터 저항성을 갖는 금속 재질로 이루어질 수 있으며, 사용 시 구강 피부와 직접 접촉되므로 환자에게 이물감이나 통증이 전해지지 않도록 고분자 수지와 같이 일정 이상의 유연성을 갖는 소재가 상기 금속 재질의 외부에 코팅된 형태를 가질 수 있다.
본 발명에서 상기 상부하우징의 재질로 예를 들면 알루미늄과 같이 일정 이상 연성이 있어 가공이 쉬운 금속을 포함할 수 있으며, 필요에 따라 상기 알루미늄 하우징의 표면에 실란, 실라잔, 실록산 등과 같은 실리콘류; 우레탄류; 천연고무(natural rubber); 부틸고무, 클로로프렌고무, 클로로술폰화 폴리에틸렌고무, 실리콘고무, 아크릴고무, 스티렌부타디엔고무, 부타디엔고무 등의 합성고무; 폴리에테르에테르케톤, 폴리이미드, 폴리에테르술폰 등의 기타 고분자 수지에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 고분자 재질이 코팅될 수 있다. 상기 재질들은 내후성, 내산성, 수밀성이 우수하고 유연성을 가져 외부로부터 전해지는 충격을 흡수함과 동시에 센서 내부로의 수분 침투를 막고, 환자에게 이물감이나 통증을 적게 전달하는 효과를 가진다.
상기 하부하우징은 상기 상부하우징과 동일하게 외부 환경과 직접 노출되므로, 방수 또는 발수특성을 가짐과 동시에 그 자체로도 타액 등의 수분 또는 외부 충격으로부터 저항성을 갖는 금속 재질로 이루어질 수 있으며, 사용 시 구강 피부와 직접 접촉되므로 환자에게 이물감이나 통증이 전해지지 않도록 고분자 수지와 같이 일정 이상의 유연성을 갖는 소재가 상기 금속 재질의 외부에 코팅된 형태를 가질 수 있다.
본 발명에서 상기 하부하우징의 재질로 예를 들면, 알루미늄과 같이 일정 이상 연성이 있어 가공이 쉬운 금속을 포함할 수 있으며, 필요에 따라 상기 알루미늄 하우징의 표면에 실란, 실라잔, 실록산 등과 같은 실리콘류; 우레탄류; 천연고무(natural rubber); 부틸고무, 클로로프렌고무, 클로로술폰화 폴리에틸렌고무, 실리콘고무, 아크릴고무, 스티렌부타디엔고무, 부타디엔고무 등의 합성고무; 폴리에테르에테르케톤, 폴리이미드, 폴리에테르술폰 등의 기타 고분자 수지에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 고분자 재질이 코팅될 수 있다. 상기 재질들은 내후성, 내산성, 수밀성이 우수하고 유연성을 가져 외부로부터 전해지는 충격을 흡수함과 동시에 센서 내부로의 수분 침투를 막고, 환자에게 이물감이나 통증을 적게 전달하는 효과를 가진다.
또한 상기 상부하우징 또는 하부하우징이 금속으로 이루어진 경우, 습기나 산소에 의한 산화를 방지하기 위해 표면에 산화방지막을 형성하는 것이 바람직하다. 더욱 상세하게는 상기 상부하우징이나 하부하우징이 알루미늄, 마그네슘, 아연, 티타늄, 탈륨, 하프늄, 니오븀 등의 금속으로 이루어진 경우, 하우징 표면에 아노다이징(Ano-dizing)을 거친 산화피막을 형성하는 것이 바람직하다.
상기 상부하우징과 하부하우징은 접합 방법을 한정하지 않으나, 접합면으로 타액과 같은 수분이 침투할 수 있으므로 수밀성 또는 발수성을 가지는 접착제를 접촉면에 도포하여 접합하는 것이 바람직하다. 이때 상기 접착제는 본 발명에서 한정하지 않으나, 에폭시, 불포화폴리에스터, 폴리이미드 등의 열경화성 수지나 폴리도파민과 같은 동물성 접착제를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 케이블은 상기 상부하우징 또는 하부하우징의 일면에 구비될 수 있으며, 상기 케이블을 외부의 충격으로부터 보호하기 위한 케이블하우징을 더 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 케이블하우징은 상기 상부하우징과 마찬가지로 방수 또는 발수특성을 가짐과 동시에 내후성이 우수하고 유연성을 갖는 재질로 이루어지는 것이 바람직하며, 좋게는 실란, 실라잔, 실록산 등과 같은 실리콘류; 우레탄류; 천연고무(natural rubber); 부틸고무, 클로로프렌고무, 클로로술폰화 폴리에틸렌고무, 실리콘고무, 아크릴고무, 스티렌부타디엔고무, 부타디엔고무 등의 합성고무; 폴리에테르에테르케톤, 폴리이미드, 폴리에테르술폰 등의 기타 고분자 수지에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 고분자 재질로 이루어지는 것이 좋다.
다만 상기 케이블하우징은 케이블을 수용하기 위한 관통공이 구비되기 때문에 상기 관통공과 케이블 사이에 틈이 발생하여 수분이 침투할 수도 있으므로, 관통공과 케이블 사이에는 유연성이 높은 재질의 필러를 삽입하거나 본딩하여 방수 처리하는 것이 바람직하다. 이때 상기 필러는 본 발명에서 한정하지 않으나 실리콘과 같은 성형성과 수밀성이 우수한 재질을 포함하는 것이 좋다.
상기 케이블은 상기 센서모듈로부터 수득된 영상을 외부로 전송하기 위하여 구비되는 것으로, 상기 케이블하우징, 제1케이블홀 및 제2케이블홀을 관통하여 상기 센서모듈과 직접 연결될 수 있다.
상기 케이블은 전기적 신호를 전송하는 도선과, 이 도선을 감싸는 절연물질을 포함할 수 있다. 이때 상기 절연물질은 실리콘이나 우레탄과 같이 외부하우징과 동일한 계열의 물질로 이루어진 것이 바람직하며, 본 발명이 이를 한정하는 것은 아니다.
상기와 같이 완성된 센서 모듈을 구비한 X선 디텍터는 기판으로 탄소섬유 강화 수지 재질을 포함하며, 기판과 섬광체를 접합하기 위해 에폭시 재질의 옵티컬 본딩 접착제를 사용함에 따라 우수한 방사선 투과율과 내열성을 가지며, 고분자를 포함함에 따라 휨강도가 약한 섬광체의 휘어짐이 발생하지 않는 장점을 가진다.
또한 상기 섬광체와 반도체판을 접합하기 위한 접착제의 베이스 수지로 하드에폭시를 대신하여 실리콘을 사용하여 내열성 및 성형성을 부여함과 동시에 접착제 조성물에 상술한 경화지연제를 첨가함으로써 경화속도를 자유롭게 조절할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예 및 시험예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 센서모듈
110 : 인쇄회로기판
120 : 반도체판
130 : 섬광체
140 : 기판
150 : 전자파 차폐 시트
200 : 하우징
210 : 케이블 하우징
220 : 하부 하우징

Claims (7)

  1. a) 인쇄회로기판의 일면에 실리콘계 접착제를 도포한 후 반도체판을 적층하는 단계;
    b) 상기 반도체판의 일면에 실리콘계 접착제를 도포한 후 섬광체를 적층하는 단계;
    c) 상기 섬광체의 일면에 2개 이상의 알케닐기를 함유하는 폴리실록산, 1개 분자 당 평균적으로 2개 이상의 SiH 기를 갖는 폴리하이드로실록산, 실리콘 수지, BET 면적이 80 내지 400 ㎡/g인 옥사이드 충전제 및 광활성(photoactive) 백금 촉매를 포함하는 옵티컬 본딩 필름을 코팅하는 단계;
    d) 상기 옵티컬 본딩 필름을 활성화한 후 상기 옵티컬 본딩 필름에 기판을 적층하는 단계; 및
    e) 상기 기판의 일면에 접착수지를 도포한 후 전자파 차폐 시트를 적층하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 모듈 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 실리콘계 접착제는 JIS K7127로 각각 측정한 파단신도가 500 내지 700%이고, 인장강도가 0.01 내지 0.5 MPa이며, JIS K5400으로 측정한 접착강도가 0.1 내지 1.0 MPa인 것을 특징으로 하는 센서 모듈 제조방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 실리콘계 접착제는 200 내지 400㎚의 파장을 갖는 자외선을 조사하여 경화하는 것을 특징으로 하는 센서 모듈 제조방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 d) 단계는 200 내지 500㎚의 파장을 갖는 광선을 조사하여 옵티컬 본딩 필름을 활성화하는 것을 특징으로 하는 센서 모듈 제조방법.
  5. 삭제
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 접착수지는 23℃, 100 rpm에서의 점도가 100 내지 200 cps이고, 유리전이온도가 65℃ 이하이며, 열팽창계수가 각각 35×10-6 내지 65×10-6 in/in℃(below tg), 150×10-6 내지 250×10-6 in/in℃(above tg)인 것을 특징으로 하는 센서 모듈 제조방법.
  7. 제 1항 내지 제 4항 및 제 6항에서 선택되는 어느 한 항에 따른 제조방법으로 제조된 센서 모듈을 포함하는 X선 디텍터.
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