WO2007036417A1 - Realisation d'un detecteur de rayonnement - Google Patents
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- H01L31/02322—Optical elements or arrangements associated with the device comprising luminescent members, e.g. fluorescent sheets upon the device
Definitions
- the invention relates to a method for producing a radiation detector comprising a photosensitive receiver associated with a radiation converter.
- the invention also relates to a tool for producing a radiation detector and a method of implementing this tool.
- the fields of application of this type of detector are, for example, the detection of X-rays used for radiology: radiography, fluoroscopy, mammography, as well as non-destructive testing and safety.
- the invention will be described in connection with an X-ray detector. It is understood that the invention can be implemented in any type of detector for which the photosensitive receiver is not directly sensitive to the radiation to be detected, and for it is therefore necessary to interpose a radiation converter between an input window of the detector and the photosensitive receiver.
- Such radiation detectors are known for example from French patent FR 2 605 166 in which a sensor formed of amorphous silicon photodiodes, forming the photosensitive receiver, is associated with a radiation converter.
- the photosensitive sensor is generally made from photosensitive elements in the solid state arranged in matrix or in line.
- the photosensitive elements are made from semiconductor materials, most commonly mono-crystalline silicon for CCD or CMOS type sensors, polycrystalline silicon or amorphous silicon.
- a photosensitive element comprises at least one photodiode, a phototransistor or a photo resistance. These elements are deposited on a substrate, usually a glass slab.
- the photosensitive sensor is associated with a radiation converter which comprises a layer of a scintillating substance.
- This substance has the property, when excited by such radiation, to emit radiation of longer wavelength, for example, visible or near-visible light, to which the sensor is sensitive.
- the light emitted by the radiation converter illuminates the photosensitive elements of the sensor which perform a photoelectric conversion and deliver electrical signals exploitable by appropriate circuits.
- the radiation converter will be called a scintillator in the following description.
- Certain scintillating substances of the alkaline halide or rare earth oxysulfide family are frequently used for their good performance.
- sodium or thallium doped cesium iodide depending on whether it is desired to emit at about 400 nanometers or about 550 nanometers respectively, is known for its high X-ray absorption and for its excellent fluorescence efficiency. It is in the form of thin needles that are grown on a support. These needles are substantially perpendicular to this support and they partially confine the light emitted towards the sensor. Their fineness conditions the resolution of the detector.
- Lanthanum and gadolinium oxysulfides are also widely used for the same reasons.
- scintillator reported In a first configuration, called the scintillator reported, scintoid Matrix substance is deposited on a support that the radiation to be detected must cross before reaching the sensor. The whole is then stuck on the sensor.
- a second configuration In a second configuration, called direct deposition, the sensor serves as a support for the scintillating substance which is then in direct and intimate contact with the sensor. The scintillating substance is then covered with a protective sheet. Both configurations have advantages and disadvantages.
- An advantage of the first configuration, said scintillator reported is that the sensor and the scintillator are assembled if they have been successfully tested which improves the overall production efficiency.
- the invention seeks to improve the manufacture of a radiation detector made according to the first configuration and more specifically, the invention seeks to improve the bonding used in the assembly of the scintillator and the sensor.
- This bonding is currently carried out using a glue specially designed for its optical properties and in particular for its optical transparency at the wavelengths emitted by the scintillator.
- a glue specially designed for its optical properties and in particular for its optical transparency at the wavelengths emitted by the scintillator.
- a silicone-based gel is used.
- the quality of the image delivered by the sensor depends on the thickness of the glue layer used. Indeed, the light radiation generated by the scintillator must pass through the adhesive layer before being absorbed by the sensor. The dispersion of the radiation will be even lower as the thickness of the adhesive layer will be thin.
- the dispersion of the radiation essentially influences the resolution of the image which must remain homogeneous over the entire surface of the image.
- the glue is currently deposited by screen printing on one or both elements to be assembled.
- the adhesive layer In the case of scintillators based on cesium iodide, the adhesive layer must have a minimum thickness in order to allow good mechanical adhesion and sufficient coating by the glue of cesium iodide needles. The coating of the cesium iodide needles is important to ensure the quality of the optical interface between the scintillator and the glue.
- the purpose of the invention is to simplify the production of detectors obtained by gluing a scintillator onto a sensor.
- the subject of the invention is a method for producing a radiation detector comprising two elements: a photosensitive receiver and a scintillator transforming the radiation into a radiation to which the photosensitive sensor is sensitive, the scintillator being fixed by gluing on the photosensitive receiver, characterized in that it consists in implementing a film of adhesive protected on each of its faces by a protective film and in that it consists in following the following operations:
- the invention also relates to a tool for producing a radiation detector as described above, characterized in that the tool comprises an enclosure whose interior can be evacuated, in that Inside the enclosure are arranged a plate on which is placed the first element and cylinders to maintain the second element away from the first element. This tool is more precisely used to bring the second element into contact with the glue film.
- Another object of the invention is a method of implementing the tool described above, characterized in that it consists of:
- Another advantage of the invention is the improvement of the modulation transfer frequency by reducing the thickness of the glue joining the photosensitive receiver and the scintillator. Indeed, by depositing glue by screen printing, the minimum possible thickness is of the order of 40 .mu.m. On the other hand, there are protected glue films with a thickness of 12 ⁇ m which makes it possible to bring the scintillator closer to the detector and thus to improve the modulation transfer frequency. In addition, the tolerance on the protected adhesive film is much narrower than the tolerance on the thickness of a glue deposit by screen printing, which improves the homogeneity of the modulation transfer frequency.
- Yet another advantage of the invention is that the process is carried out at room temperature. This makes it possible to guard against harmful effects due to possible differences between coefficients of thermal expansion of the elements to be assembled by means of the glue film.
- FIG. 1 represents a radiation detector used in radiology whose scintillator comprises cesium iodide
- FIG. 2 represents another radiation detector used in radiology, the scintillator of which comprises gadolinium oxysulfide
- FIG. 3 represents a radiation detector comprising an intermediate element between the scintillator and the sensor
- Figure 4 shows a radiation detector where the scintillator is optically coupled to the sensor via a lens
- FIG. 5 represents a tool for producing a radiation detector.
- FIG. 1 represents a radiation detector comprising a photosensitive sensor 1 comprising a substrate 2, for example formed of a glass slab, supporting photosensitive elements 3.
- a photosensitive sensor 1 comprising a substrate 2, for example formed of a glass slab, supporting photosensitive elements 3.
- Each photosensitive element 3 is mounted between a line conductor and a column conductor so that it can be addressed.
- the conductors are not visible in Figure 1 for the sake of simplification.
- the photosensitive elements 3 and the conductors are generally covered with a passivation layer 4 intended to protect them from moisture.
- the radiation detector also includes a scintillator
- the scintillator 5 optically coupled with the sensor 1.
- the optical coupling is produced by means of an adhesive film 6.
- the scintillator 5 comprises a layer of scintillating substance 7, represented with a needle structure, deposited on a support 8.
- the support 8 thus carries the scintillating substance
- the scintillating substance 7 belongs to the family of alkaline halides such as cesium iodide which is particularly sensitive to wet oxidation.
- an input window 10 is placed on the scintillator 5 without being fixed on it.
- the radiation passes through the inlet window 10 upstream of the scintillator 5.
- a seal 1 1 moisture-tight fixed the inlet window 10 to the sensor 1 or more precisely to its substrate 2.
- the main advantage of the implementation In place of a separate entrance window 10 of the scintillator support 5 is to improve the radiation detector's tightness with respect to the ambient air to which the cesium iodide is particularly sensitive.
- the material of the inlet window 10 is chosen so that its coefficient of thermal expansion is close to that of the substrate 2. This makes it possible to use a rigid seal 1 1 having a good watertight seal. humidity.
- FIG. 2 represents another radiation detector used in radiology, the scintillating substance 7 of which comprises a rare earth oxysulfide such as, for example, gadolinium oxysulfide or lanthanum oxysulfide.
- This radiation detector comprises the same elements as the radiation detector shown in FIG. 1 with the exception of the input window 10.
- the scintillator 5 made with rare earth oxysulfide uses a plastic binder. conferring a good intrinsic seal. It is therefore not necessary to strengthen the tightness of the entire radiation detector.
- the input window function is performed directly by means of the support 8 of the scintillator 5. This support is for example made of an aluminum alloy.
- This alloy has a coefficient of thermal expansion greater than that of a substrate 2 made of glass.
- the sealing gasket 1 1 connects the support 8 to the substrate 2. Due to the difference in the coefficient of expansion between the support 8 and the substrate 2, use will be made of a flexible gasket 1, for example a silicone-based one, which by nature is less moisture-tight than a rigid seal 1 1 as described with the aid of Figure 1.
- a method for implementing the invention consists of using a film of adhesive protected on each of its faces by a protective film and to sequence the following operations: • removing a protective film, • roll the glue film on the first of the elements (scintillator 5 or photosensitive sensor 1),
- the rolling of the adhesive film on the first element is made between two rollers in order to eliminate any air bubble between the element and the adhesive film.
- the adhesive film is cut according to the dimensions of the first element.
- This cutting can for example be done using a cutter that can cut the glue film to the exact dimensions of the first element.
- the contacting of the second element with the adhesive film is done under vacuum.
- This vacuum process is well suited to rare earth oxysulfides which have a smooth appearance.
- scintillators belonging to the family of alkaline halides such as cesium iodide
- vacuum bonding is less necessary. Indeed, this family of scintillating substance has a microporous appearance allowing to naturally eliminate any air bubbles retained between the film and the scintillator 5.
- the glue film is based on acrylic.
- FIG. 3 represents a radiation detector similar to that of FIG. 1 in which an optical fiber network 30 has been inserted between the photosensitive sensor 1 and the scintillator 5.
- the optical coupling between the photosensitive sensor 1 and the optical fiber network 30 is produced by means of an adhesive film 61.
- the optical coupling between the scintillator 5 and the optical fiber grating 30 is produced by means of an adhesive film 62.
- the two glue films 61 and 62 can be implemented according to a process according to the invention. It is also possible to implement such an optical fiber network 30 in a radiation detector as described in FIG. 2, where the scintillating substance 7 is directly placed on the input window 8.
- the optical fiber network 30 enables to guide the radiation from the scintillator 5 to the photosensitive sensor 1.
- the optical fiber grating 30 can be replaced by an electro-magnetic material. optics based on amorphous selenium allowing the amplification of the radiation from the scintillator 5.
- FIG. 4 represents a radiation detector comprising an optical device 40 making it possible to focus the radiation coming from the scintillator 5 towards the photosensitive sensor 1.
- This radiation detector further comprises a blade 41 transparent to the radiation coming from the scintillator 5 and forming the photosensitive receiver .
- the optical coupling between the blade 41 and the scintillator 5 is achieved by means of the adhesive film 6 which can be set up according to a method according to the invention.
- FIG. 5 represents a tool for producing a radiation detector.
- the tool comprises a body 30 which with a fabric 31 form an enclosure whose interior can be evacuated, for example by means of a channel 32 intended to be connected to a vacuum pump not shown in the figure.
- a plate 33 on which is placed the first element, for example the scintillator 5, and cylinders 34 for holding the photosensitive receiver 1 away from the scintillator 5.
- jacks 34 are shown in the high position. They thus keep the photosensitive receiver 1 away from the scintillator 5.
- the photosensitive receiver 1 is positioned inside a countersink formed in a support 35 placed on the cylinders 34.
- the photosensitive receiver 1 is held on the support 35 by fingers 36 integral with the support 35. To ensure correct relative positioning of the photosensitive receiver 1 and the scintillator 5, the support is centered with respect to the body 30.
- the gluing time is for example of the order of a few minutes.
Abstract
L'invention concerne un procédé de réalisation d'un détecteur de rayonnement comportant un récepteur photosensible (1 ; 30 ; 41) associé à un convertisseur de rayonnement (5) fixé par collage sur le récepteur photosensible (1 ; 30 ; 41). Le procédé consiste à mettre en oeuvre un film de colle (6 ; 61 ; 62) protégé sur chacune de ses faces par un film protecteur. Le procédé consiste à enchaîner les opérations suivantes : enlever un film protecteur, laminer le film de colle (6 ; 61 ; 62) sur le premier élément (5), enlever le second film protecteur, mettre en contact le second élément (1 ; 30 ; 41) avec le film de colle (6 ; 61 ; 62). L'invention concerne également un outillage permettant la réalisation d'un détecteur de rayonnement ainsi qu'un procédé de mise en oeuvre ce cet outillage.
Description
Réalisation d'un détecteur de rayonnement
L'invention concerne un procédé de réalisation d'un détecteur de rayonnement comportant un récepteur photosensible associé à un convertisseur de rayonnement. L'invention concerne également un outillage permettant la réalisation d'un détecteur de rayonnement ainsi qu'un procédé de mise en œuvre ce cet outillage. Les domaines d'application de ce type de détecteur sont par exemple la détection de rayonnements X utilisés pour la radiologie : radiographie, fluoroscopie, mammographie, ainsi que le contrôle non destructif et la sécurité. L'invention sera décrite en rapport avec un détecteur de rayonnement X. Il est bien entendu que l'invention peut être mise en œuvre dans tout type de détecteur pour lequel le récepteur photosensible n'est pas directement sensible au rayonnement à détecter, et pour lequel il est donc nécessaire d'interposer un convertisseur de rayonnement entre une fenêtre d'entrée du détecteur et le récepteur photosensible. De tels détecteurs de rayonnement sont connus par exemple par le brevet français FR 2 605 166 dans lequel un capteur formé de photodiodes en silicium amorphe, formant le récepteur photosensible, est associé à un convertisseur de rayonnement.
Le fonctionnement et la structure d'un tel détecteur de rayonnement vont être rappelés succinctement.
Le capteur photosensible est généralement réalisé à partir d'éléments photosensibles à l'état solide arrangés en matrice ou en ligne. Les éléments photosensibles sont réalisés à partir de matériaux semiconducteurs, le plus souvent du silicium mono cristallin pour les capteurs de type CCD ou CMOS, du silicium poly cristallin ou amorphe. Un élément photosensible comporte au moins une photodiode, un phototransistor ou une photo résistance. Ces éléments sont déposés sur un substrat, généralement une dalle de verre.
Ces éléments ne sont généralement pas sensibles directement aux rayonnements de longueurs d'ondes très courtes comme le sont les rayons X ou gamma. C'est pourquoi, on associe le capteur photosensible à un convertisseur de rayonnement qui comporte une couche d'une substance scintillatrice. Cette substance a la propriété, lorsqu'elle est excitée par de tels rayonnements, d'émettre un rayonnement de longueur d'onde supérieure,
par exemple de la lumière visible ou proche du visible, auquel est sensible le capteur. La lumière émise par le convertisseur de rayonnement illumine les éléments photosensibles du capteur qui effectuent une conversion photoélectrique et délivrent des signaux électriques exploitables par des circuits appropriés. Le convertisseur de rayonnement sera appelé scintillateur dans la suite de la description.
Certaines substances scintillatrices de la famille des halogénures alcalins ou des oxysulfures de terres rares sont fréquemment employées pour leurs bonnes performances. Parmi les halogénures alcalins, l'iodure de césium dopé au sodium ou au thallium selon que l'on souhaite une émission vers 400 nanomètres ou vers 550 nanomètres respectivement, est connu pour sa forte absorption des rayons X et pour son excellent rendement de fluorescence. Il se présente sous la forme de fines aiguilles que l'on fait croître sur un support. Ces aiguilles sont sensiblement perpendiculaires à ce support et elles confinent en partie la lumière émise vers le capteur. Leur finesse conditionne la résolution du détecteur. Les oxysulfures de lanthane et de gadolinium sont aussi très employés pour les mêmes raisons.
Mais parmi ces substances scintillatrices, certaines ont comme inconvénient d'être peu stables, elles se décomposent partiellement lorsqu'elles sont exposées à l'humidité et leur décomposition libère des espèces chimiques qui migrent soit vers le capteur soit à l'opposé du capteur. Ces espèces sont très corrosives. L'iodure de césium et l'oxysulfure de lanthane ont notamment cet inconvénient. En ce qui concerne l'iodure de césium, sa décomposition donne de l'hydroxyde de césium Cs+ OH" et de l'iode libre I2 qui peut ensuite se combiner avec des ions iodures pour donner le complexe I3 ".
En ce qui concerne l'oxysulfure de lanthane sa décomposition donne du sulfure d'hydrogène H2S chimiquement très agressif. L'humidité est extrêmement difficile à supprimer. L'air ambiant ainsi que la colle utilisée pour l'assemblage du détecteur en contiennent toujours. La présence d'humidité dans la colle est due soit à l'air ambiant, soit comme sous-produit de la polymérisation si celle-ci résulte de la condensation de deux espèces chimiques, ce qui est fréquent.
L'un des aspects importants lors de la réalisation de ces détecteurs sera de minimiser la quantité d'humidité présente initialement à l'intérieur du détecteur, et en contact avec le scintillateur, et d'éviter la diffusion de cette humidité à l'intérieur du capteur lors de son fonctionnement.
Dans une première configuration, dite du scintillateur rapporté, la substance scinti Matrice est déposée sur un support que le rayonnement à détecter doit traverser avant d'atteindre le capteur. L'ensemble est alors collé sur le capteur. Dans une seconde configuration, dite du dépôt direct, le capteur sert de support à la substance scintillatrice qui est alors en contact direct et intime avec le capteur. La substance scintillatrice est ensuite recouverte d'une feuille de protection. Les deux configurations présentent chacune des avantages et des inconvénients. Un avantage de la première configuration, dite du scintillateur rapporté, est que le capteur et le scintillateur ne sont assemblés que s'ils ont été testés avec succès ce qui permet d'améliorer le rendement global de fabrication.
D'autres avantages de cette configuration apparaîtront à la lecture de la demande de brevet français FR 2 831 671.
L'invention cherche à améliorer la fabrication d'un détecteur de rayonnement réalisé selon la première configuration et plus précisément, l'invention cherche à améliorer le collage utilisé dans l'assemblage du scintillateur et du capteur. Ce collage est actuellement réalisé en utilisant une colle spécialement conçue pour ses propriétés optiques et notamment pour sa transparence optique aux longueurs d'ondes émises par le scintillateur. On utilise par exemple un gel à base de silicone. De plus, la qualité de l'image délivrée par le capteur dépend de l'épaisseur de la couche de colle utilisée. En effet, le rayonnement lumineux généré par le scintillateur doit traverser la couche de colle avant d'être absorbée par le capteur. La dispersion du rayonnement sera d'autant plus faible que l'épaisseur de la couche de colle sera mince. Par ailleurs, la dispersion du rayonnement influe essentiellement sur la résolution de l'image qui doit rester homogène sur toute la surface de l'image. Ceci impose de déposer la colle dans une épaisseur la plus constante possible. Pour ce faire, la colle est actuellement
déposée par sérigraphie sur l'un ou sur les deux éléments à assembler. Dans les cas des scintillateurs à base d'iodure de césium, la couche de colle doit avoir une épaisseur minimale afin de permettre un bon accrochage mécanique et un enrobage suffisant par la colle des aiguilles d'iodure de césium. L'enrobage des aiguilles d'iodure de césium est important pour assurer la qualité de l'interface optique entre le scintillateur et la colle.
L'invention a pour but de simplifier la réalisation de détecteurs obtenus par collage d'un scintillateur sur un capteur.
A cet effet, l'invention a pour objet un , procédé de réalisation d'un détecteur de rayonnement comportant deux éléments : un récepteur photosensible et un scintillateur transformant le rayonnement en un rayonnement auquel le capteur photosensible est sensible, le scintillateur étant fixé par collage sur le récepteur photosensible, caractérisé en ce qu'il consiste à mettre en œuvre un film de colle protégé sur chacune de ses faces par un film protecteur et en ce qu'il consiste à enchaîner les opérations suivantes :
• enlever un film protecteur,
• laminer le film de colle sur le premier élément,
• enlever le second film protecteur, mettre en contact le second élément avec le film de colle.
L'invention a également pour objet un outillage pour la réalisation d'un détecteur de rayonnement tel que décrit plus haut, caractérisé en ce que l'outillage comporte une enceinte dont l'intérieur peut être mis sous vide, en ce qu'à l'intérieur de l'enceinte sont disposés une platine sur laquelle est posé le premier élément et des vérins permettant de maintenir le deuxième élément à distance du premier élément. Cet outillage est plus précisément utilisé pour mettre en contact le second élément avec le film de colle.
Un autre objet de l'invention est un procédé de mise en œuvre de l'outillage décrit plus haut, caractérisé en ce qu'il consiste à :
• placer le premier élément sur la platine,
• enlever le second film protecteur,
• placer les vérins en position haute,
• positionner le deuxième élément sur les vérins, • refermer l'enceinte,
• faire le vide à l'intérieur de l'enceinte,
• placer les vérins en position basse le temps que le collage des deux éléments soit effectif,
• remettre l'intérieur de l'enceinte à la pression atmosphérique, • ouvrir l'enceinte,
• déposer le détecteur de l'outillage.
En mettant en œuvre l'invention, la détection de défaut sur les détecteurs est facilitée. En effet, avec une méthode de dépose de colle par sérigraphie, on peut obtenir une épaisseur de colle non homogène et non répétitive qu'il est très difficile à détecter et qui peut entraîner une détérioration continue et locale de fréquence de transfert de modulation bien connue dans la littérature anglo-saxonne sous le nom de « Frequency Transfers Module (FTM) ». En revanche en mettant en œuvre un film de colle calibré, le défaut potentiel du à une épaisseur de colle variable disparaît. En mettant en œuvre l'invention, le seul défaut possible est la présence éventuelle de bulles entre l'un des éléments et le film de colle. Les bulles entraînent des artefacts très visibles produisant une discontinuité de la fréquence de transfert de modulation. Ces artefacts sont donc repérables de façon beaucoup plus aisée que la détérioration continue de fréquence de transfert de modulation du à une épaisseur de colle non homogène
Un autre avantage lié à l'invention est l'amélioration de la fréquence de transfert de modulation grâce à une réduction de l'épaisseur de colle réunissant le récepteur photosensible et le scintillateur. En effet, en déposant de la colle par sérigraphie, l'épaisseur minimale possible est de l'ordre de 40 μim. En revanche, il existe des films de colle protégés d'épaisseur de 12 μim ce qui permet de rapprocher le scintillateur du détecteur et donc d'améliorer la fréquence de transfert de modulation. De plus, la tolérance sur le film de colle protégé est beaucoup plus étroite que la tolérance sur l'épaisseur d'un dépôt de colle par sérigraphie ce qui améliore l'homogénéité de la fréquence de transfert de modulation.
Encore un autre avantage lié à l'invention vient du fait que le procédé est mis en œuvre à température ambiante. Cela permet de se prémunir d'effets néfastes du à d'éventuelles différences entre les
coefficients de dilatation thermique des éléments à assembler au moyen du film de colle.
L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée d'un mode de réalisation donné à titre d'exemple, description illustrée par le dessin joint dans lequel : la figure 1 représente un détecteur de rayonnement utilisé en radiologie dont le scintillateur comporte de l'iodure de césium ; la figure 2 représente un autre détecteur de rayonnement utilisé en radiologie dont le scintillateur comporte de l'oxysulfure de gadolinium ; la figure 3 représente un détecteur de rayonnement comportant un élément intermédiaire entre le scintillateur et le capteur ; la figure 4 représente un détecteur de rayonnement où le scintillateur est couplé optiquement au capteur par l'intermédiaire d'une lentille ; la figure 5 représente un outillage pour la réalisation d'un détecteur de rayonnement .
Sur ces figures, les échelles ne sont pas respectées dans un souci de clarté. De plus, les mêmes éléments porteront les mêmes repères dans les différentes figures. La figure 1 représente un détecteur de rayonnement comprenant un capteur photosensible 1 comportant un substrat 2, par exemple formé d'une dalle en verre, supportant des éléments photosensibles 3. Chaque élément photosensible 3 est monté entre un conducteur de ligne et un conducteur de colonne de manière à pouvoir être adressé. Les conducteurs ne sont pas visibles sur la figure 1 dans un but de simplification. Les éléments photosensibles 3 et les conducteurs sont généralement recouverts d'une couche de passivation 4 destinée à les protéger de l'humidité.
Le détecteur de rayonnement comprend également un scintillateur
5 couplé optiquement avec le capteur 1 . Le couplage optique est réalisé au moyen d'un film de colle 6. Le scintillateur 5 comporte une couche de substance scintillatrice 7, représentée avec une structure en aiguilles, déposée sur un support 8. Le support 8 porte ainsi la substance scintillatrice
7. La substance scintillatrice 7 appartient à la famille des halogénures alcalins tel l'iodure de césium qui est particulièrement sensible à l'oxydation humide.
Dans le détecteur de rayonnement représenté sur la figure 1 , une fenêtre d'entrée 10 est posée sur le scintillateur 5 sans être fixée sur lui. Le rayonnement traverse la fenêtre d'entrée 10 en amont du scintillateur 5. Un joint de scellement 1 1 étanche à l'humidité fixe la fenêtre d'entrée 10 au capteur 1 ou plus précisément à son substrat 2. Le principal avantage de la mise en place d'une fenêtre d'entrée 10 distincte du support 8 du scintillateur 5 est d'améliorer l'étanchéité du détecteur de rayonnement vis à vis de l'air ambiant auquel l'iodure de césium est particulièrement sensible. En effet, on choisit le matériau de la fenêtre d'entrée 10 de telle sorte que son coefficient de dilatation thermique soit voisin de celui du substrat 2. Ceci permet d'utiliser un joint de scellement 1 1 rigide présentant une bonne étanchéité à l'humidité.
La figure 2 représente un autre détecteur de rayonnement utilisé en radiologie dont la substance scintillatrice 7 comporte un oxysulfure de terre rare tel que par exemple l'oxysulfure de gadolinium ou encore l'oxysulfure de lanthane. Ce détecteur de rayonnement comprend les mêmes éléments que le détecteur de rayonnement représenté sur la figure 1 à l'exception de la fenêtre d'entrée 10. En effet, le scintillateur 5 réalisé avec de l'oxysulfure de terre rare utilise un liant plastique lui conférant une bonne étanchéité intrinsèque. Il n'est donc pas nécessaire de renforcer l'étanchéité de l'ensemble du détecteur de rayonnement. Dans le détecteur de rayonnement représenté sur la figure 2 la fonction fenêtre d'entrée est réalisée directement au moyen du support 8 du scintillateur 5. Ce support est par exemple réalisé dans un alliage d'aluminium. Cet alliage a un coefficient de dilatation thermique supérieur à celui d'un substrat 2 réalisé en verre. Le joint de scellement 1 1 relie le support 8 au substrat 2. Du fait de la différence de coefficient de dilatation entre le support 8 et le substrat 2, on utilisera un joint 1 1 souple par exemple à base de silicone qui par nature est moins étanche à l'humidité qu'un joint de scellement 1 1 rigide tel que décrit à l'aide de la figure 1.
Un procédé pour mettre en œuvre l'invention consiste à utiliser un film de colle protégé sur chacune de ses faces par un film protecteur et à enchaîner les opérations suivantes : • enlever un film protecteur,
• laminer le film de colle sur le premier des éléments (scintillateur 5 ou capteur photosensible 1 ),
• enlever le second film protecteur, mettre en contact le second élément avec le film de colle.
Avantageusement, le laminage du film de colle sur le premier des éléments est réalisé entre deux rouleaux afin d'éliminer toute bulle d'air entre l'élément et le film de colle.
Avantageusement, avant d'enlever le second film protecteur, on découpe le film de colle en fonction des dimensions du premier élément. Cette découpe peut par exemple se faire à l'aide d'un massicot qui permet de découper le film de colle aux dimensions exactes du premier élément.
Avantageusement, la mise en contact du second élément avec le film de colle se fait sous vide. Ce procédé sous vide est bien adapté aux oxysulfures de terre rare qui présentent un aspect lisse. Pour les scintillateurs appartenant à la famille des halogénures alcalins tel l'iodure de césium la réalisation du collage sous vide est moins nécessaire. En effet cette famille de substance scintillatrice présente un aspect micro poreux permettant d'éliminer naturellement d'éventuelles bulles d'air retenues entre le film et le scintillateur 5.
Avantageusement, le film de colle est à base acrylique.
La figure 3 représente un détecteur de rayonnement semblable à celui de la figure 1 dans lequel on a intercalé un réseau de fibre optique 30 entre le capteur photosensible 1 et le scintillateur 5. Le couplage optique entre le capteur photosensible 1 et le réseau de fibre optique 30 est réalisé au moyen d'un film de colle 61. De même, Le couplage optique entre le scintillateur 5 et le réseau de fibre optique 30 est réalisé au moyen d'un film de colle 62. les deux films de colle 61 et 62 peuvent être mis en place selon un procédé conforme à l'invention. Il est également possible de mettre en œuvre un tel réseau de fibre optique 30 dans un détecteur de rayonnement tel que décrit sur la figure 2 où la substance scintillatrice 7 est directement placé sur la fenêtre d'entrée 8. Le réseau de fibres optique 30 permet de guider le rayonnement issu du scintillateur 5 vers le capteur photosensible 1. On peut remplacer le réseau de fibres optique 30 par un matériau électro-
optique à base de sélénium amorphe permettant l'amplification du rayonnement issu du scintillateur 5.
La figure 4 représente un détecteur de rayonnement comprenant un dispositif optique 40 permettant de focaliser le rayonnement issu du scintillateur 5 vers le capteur photosensible 1. Ce détecteur de rayonnement comprend en outre une lame 41 transparente au rayonnement issu du scintillateur 5 et formant le récepteur photosensible. Le couplage optique entre la lame 41 et le scintillateur 5 est réalisé au moyen du film de colle 6 qui peut être mis en place selon un procédé conforme à l'invention. La figure 5 représente un outillage pour la réalisation d'un détecteur de rayonnement.
L'outillage comporte un corps 30 qui avec une toile 31 forment une enceinte dont l'intérieur peut être mis sous vide par exemple au moyen d'un canal 32 destiné à être raccordé à une pompe à vide non représentée sur la figure. A l'intérieur de l'enceinte sont disposés une platine 33 sur laquelle est posé le premier élément, par exemple le scintillateur 5, et des vérins 34 permettant de maintenir le récepteur photosensible 1 à distance du scintillateur 5. Sur la figure 3, les vérins 34 sont représentés en position haute. Ils maintiennent ainsi le récepteur photosensible 1 à distance du scintillateur 5. Lorsque les vérins 34 viennent en position basse le contact entre le récepteur photosensible 1 et le scintillateur 5 est possible. Le récepteur photosensible 1 est positionné à l'intérieur d'un lamage réalisé dans un support 35 posé sur les vérins 34. Le récepteur photosensible 1 est maintenu sur le support 35 par des doigts 36 solidaires du support 35. Pour assurer un positionnement relatif correct du récepteur photosensible 1 et du scintillateur 5 le support est centré par rapport au corps 30.
Pour mettre en œuvre l'outillage décrit à l'aide de la figure 3 on enchaîne les opérations suivantes :
• Placer le scintillateur 5 sur la platine 33. A ce stade de la réalisation du détecteur, le scintillateur 5 est déjà recouvert du film de colle.
• Enlever le second film protecteur.
• Placer les vérins 34 en position haute.
• Positionner le récepteur photosensible 1 sur les vérins 34. Plus précisément on place le support 35, sur lequel on a préalablement monté le récepteur photosensible 1 , sur les vérins 34.
• Refermer l'enceinte en fixant la toile 31 sur le corps 30. • Faire le vide à l'intérieur de l'enceinte.
• Placer les vérins 34 en position basse le temps que le collage des deux éléments soit effectif. Le temps de collage est par exemple de l'ordre de quelques minutes.
• Remettre l'intérieur de l'enceinte à la pression atmosphérique. • Ouvrir l'enceinte.
• Déposer le détecteur de l'outillage.
Claims
1. Procédé de réalisation d'un détecteur de rayonnement comportant deux éléments : un récepteur photosensible (1 ; 30 ; 41 ) et un scintillateur (5) transformant le rayonnement en un rayonnement auquel le récepteur photosensible (1 ; 30 ; 41 ) est sensible, le scintillateur (5) étant fixé par collage sur le récepteur photosensible (1 ; 30 ; 41 ), caractérisé en ce qu'il consiste à mettre en œuvre un film de colle (6 ; 61 ; 62) protégé sur chacune de ses faces par un film protecteur et en ce qu'il consiste à enchaîner les opérations suivantes : • enlever un film protecteur,
• laminer le film de colle (6 ; 61 ; 62) sur le premier élément (5),
• enlever le second film protecteur,
• mettre en contact le second élément (1 ; 30 ; 41 ) avec le film de colle (6 ; 61 ; 62).
2. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce qu'avant d'enlever le second film protecteur, on découpe le film de colle (6 ; 61 ; 62) en fonction des dimensions du premier élément (5).
3. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la mise en contact du second élément (1 ; 30 ; 41 ) avec le film de colle (6 ; 61 ; 62) se fait sous vide.
4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le film de colle (6 ; 61 ; 62) est à base acrylique.
5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le laminage est réalisé entre deux rouleaux.
6. Outillage pour la mise en œuvre d'un procédé de réalisation d'un détecteur de rayonnement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'outillage comporte une enceinte (30, 31 ) dont l'intérieur peut être mis sous vide, en ce qu'à l'intérieur de l'enceinte (30, 31 ) sont disposés une platine (33) sur laquelle est posé le premier élément (5) et des vérins (34) permettant de maintenir le deuxième élément (1 ; 30 ; 41 ) à distance du premier élément (5).
7. Procédé de mise en œuvre d'un outillage selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il consiste à :
• placer le premier élément (5) sur la platine (33),
• enlever le second film protecteur,
• placer les vérins (34) en position haute,
• positionner le deuxième élément (1 ; 30 ; 41 ) sur les vérins (34), • refermer l'enceinte (30, 31 ),
• faire le vide à l'intérieur de l'enceinte (30, 31 ),
• placer les vérins (34) en position basse le temps que le collage des deux éléments (1 ; 30 ; 41 ; 5) soit effectif,
• remettre l'intérieur de l'enceinte (30, 31 ) à la pression atmosphérique,
• ouvrir l'enceinte (30, 31 ),
• déposer le détecteur de l'outillage.
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