专利名称：放射线检测器的制作方法
技术领域：
本发明涉及使用设置有导通电气信号的导电电路的配线基板的放射线检测器。
背景技术：
作为CT传感器等所使用的放射线检测器，其构成为相对于光电二极管阵列等半导体光检测元件阵列，在其光入射面上设置闪烁器。在这种放射线检测器中，当使成为检测对象的X射线、γ射线、带电粒子射线等放射线入射到闪烁器时，在闪烁器内通过放射线而产生闪烁光。此外，通过使用半导体光检测元件对该闪烁光进行检测，而能够检测放射线。
此外，对于光检测元件阵列来说，其设置有信号处理元件来对从各光检测元件输出的检测信号进行信号处理。在这种情况下，作为使光检测元件和信号处理元件电气连接的构造，可以使用的有利用各种配线连接的构造、或者经由设置在配线基板上的导电电路而连接的构造等(例如，参照日本专利特开平8-330469号公报)。
发明内容
在上述放射线检测器中，一般都是使入射到闪烁器的放射线中的一部分透过闪烁器和光检测元件阵列。与此相对，在将闪烁器、光检测元件阵列、配线基板以及信号处理元件沿着规定的排列方向而配置的构造中，有可能产生下述问题，即，透过闪烁器等的放射线有可能透过配线基板并入射到位于排列方向下游侧的信号处理元件。根据这种方式，当放射线入射到信号处理元件时，在信号处理元件会产生放射线损坏，从而成为使放射线检测器的敏感度等特性、或者可靠度、以及寿命发生恶化的原因。
本发明是为了解决上述的问题而制成的，其目的在于提供一种放射线检测器，能够抑制放射线入射到位于配线基板下游侧的信号处理装置。
为了实现上述目的，对于本发明的放射线检测器来说，其特征在于，包括(1)放射线检测装置，检测入射的放射线并输出检测信号；(2)信号处理装置，处理来自所述放射线检测装置的所述检测信号；和(3)配线基板部，其具有配线基板，所述配线基板设置有在信号输入面和信号输出面之间导通所述检测信号的导电电路，并且所述放射线检测装置和所述信号处理装置分别与所述信号输入面和所述信号输出面连接，其中，(4)所述配线基板构成为包括玻璃基板，其通过具有放射线遮蔽功能的规定玻璃材料而形成且设置有贯通孔；和导电性部件，其被设置在所述贯通孔内来电气导通所述信号输入面和所述信号输出面之间，作为所述导电电路而工作；(5)所述放射线检测装置、所述配线基板部以及所述信号处理装置是沿着规定的排列方向并以该顺序而配置的，同时，所述信号处理装置被配置在相对于所述配线基板、除了所述贯通孔的延长线上的区域以外的区域内。
在上述的放射线检测器中，在放射线检测装置和信号处理装置的电气连接中所使用的配线基板，被构造成使用由规定玻璃材料制成的玻璃基板。此外，相对于设置在玻璃基板上的导电电路的贯通孔，将信号处理装置组装成偏离设置贯通孔的区域，从而构造成从贯通孔看不见信号处理装置。
根据这种构造，在配线基板的没有贯通孔的部位，通过该玻璃材料而能够抑制放射线从信号输入面向着信号输出面透过。此外，在配线基板的具有贯通孔的部位，通过贯通孔的放射线不会入射到信号处理装置。利用这种方式，能够与配线基板是否存在贯通孔无关来实现抑制放射线入射到信号处理装置的放射线检测器。
在上述构造中，配线基板优选包括设置于在所述玻璃基板的所述信号输出面上与所述信号处理装置相对的规定部位上的电极座、和使所述电极座与对应的所述导电性部件电气连接的配线。利用这种方式，经设置在配线基板上的导电性部件、配线以及电极座，而能够将来自放射线检测装置的电气信号传达给信号处理装置。此外，还可以使用除此以外的构造。
此外，本发明的放射线检测器，其特征在于，包括(1)放射线检测装置，检测入射的放射线并输出检测信号；(2)信号处理装置，处理来自所述放射线检测装置的所述检测信号；和(3)配线基板部，其具有配线基板，所述配线基板设置有在信号输入面和信号输出面之间导通所述检测信号的导电电路，并且所述放射线检测装置和所述信号处理装置分别与所述信号输入面和所述信号输出面连接，其中，(4)所述配线基板构成为包括玻璃基板，其通过具有放射线遮蔽功能的规定玻璃材料而形成且设置有贯通孔；和导电性部件，其被设置在所述贯通孔内来电气导通所述信号输入面和所述信号输出面之间，作为所述导电电路而工作；(5)所述放射线检测装置、所述配线基板部以及所述信号处理装置是沿着规定的排列方向并以该顺序而配置的，同时，设置在所述配线基板上的所述贯通孔，其从所述信号输入面向着所述信号输出面的开口由具有放射线遮蔽功能的遮蔽部件所阻塞。
在上述的放射线检测器中，在放射线检测装置和信号处理装置的电气连接中所使用的配线基板，使用由规定的玻璃材料制成的玻璃基板。此外，相对于设置在玻璃基板上的导电电路的贯通孔，设置遮蔽部件来阻塞贯通孔在配线基板的开口，从而构成为从贯通孔看不见信号处理装置。
根据这种构造，在配线基板的没有贯通孔的部位，通过该玻璃材料能够抑制放射线从信号输入面向着信号输出面透过。此外，在配线基板的具有贯通孔的部位，可以利用遮蔽部件抑制放射线通过贯通孔。利用这种方式，能够与配线基板是否存在贯通孔无关来实现抑制放射线入射到信号处理装置的放射线检测器。
在上述的构造中，优选将所述遮蔽部件设置成使具有放射线遮蔽功能的规定的遮蔽材料充填到所述贯通孔的内部。或者所述遮蔽部件优选由具有放射线遮蔽功能的规定遮蔽材料所形成，是电气连接设置在所述贯通孔内的所述导电性部件的块状电极。根据这些构造，能够以简单的构造来实现配线基板的贯通孔的放射线的遮蔽。此外，还可以使用其以外的构造。
对于配线基板所使用的玻璃材料，所述玻璃基板优选由含有铅的所述玻璃材料形成。因此，能够有效地抑制放射线透过配线基板。此外，还可以使用由具有放射线遮蔽功能的其他玻璃材料制成的基板。
此外，对于配线基板的导电电路的构造，可以使用设置有导电性部件的构造，该导电性部件形成于设置在玻璃基板上的贯通孔的内壁上。此外，还可以使用导电性部件充填到设置于玻璃基板上的贯通孔的内部的构造。通过使用该等导电性部件作为导电电路，而能够在配线基板的信号输入面和信号输出面之间，良好地传递电气信号。
此外，在配线基板的玻璃基板优选使用在两端开口的中空状的玻璃部件多个互相融着的状态下，设置多个贯通孔的玻璃基板。除此以外，还可以使用各种构造的玻璃基板。
此外，关于放射线检测装置的构造，该放射线检测装置可以使用包括通过放射线的射入用来产生闪烁光的闪烁器和检测来自该闪烁器的闪烁光的半导体光检测元件。此外，放射线检测装置还可以使用具有用以检测入射的放射线的半导体光检测元件的构造此外，优选使配线基板部与放射线检测装置、以及配线基板部与信号处理装置的至少一方，经由块状电极而产生电气连接。通过使用这种金属块状电极作为电气连接装置，而能够使各个部分良好地电气连接。
图1是用来表示放射线检测器的第一实施方式的截面构造的侧面截面图。
图2是分解表示图1所示放射线检测器的构造的立体图。
图3A、图3B是表示配线基板的(A)信号输入面和(B)信号输出面的构造平面图。
图4A～图4C是表示设置有多个贯通孔的玻璃基板的一个实例。
图5A、图5B是表示设置在配线基板的贯通孔的导电性部件的构造的一个实例。
图6A、图6B是表示设置在配线基板的贯通孔的导电性部件的构造的另一个实例。
图7是表示放射线检测器的第二实施方式的截面构造的侧面截面图。
图8是分解表示图7所示放射线检测器的构造的立体图。
图9A、图9B是表示配线基板的(A)信号输入面和(B)信号输出面的构造平面图。
图10是表示配线基板的贯通孔和遮蔽部件的构造的一个实例。
图11是表示配线基板的贯通孔和遮蔽部件的构造的另一个实例。
图12是表示配线基板的贯通孔和遮蔽部件的构造的另一个实例。
图13是表示放射线检测器的第三实施方式的截面构造的侧面截面图。
图14是分解表示图13所示放射线检测器的构造的立体图。
具体实施例方式
下面，根据附图对本发明的放射线检测器的最优实施方式进行详细说明。其中，在附图的说明中，对相同的元件标注相同的符号，并省略其重复的说明。此外，附图的尺寸比例不一定与所说明的实物相一致。
图1是表示本发明放射线检测器的第一实施方式的截面构造的侧面截面图。此外，图2是分解各个构成元件来表示图1所示放射线检测器的构造的立体图。此外，在以下各附图中，为了说明的方便而如图1和图2所示那样，以沿着放射线入射方向的轴作为z轴，以与该z轴正交的两个轴分别作为x轴和y轴。这里，z轴的负方向成为了从配线基板的信号输入面朝向信号输出面的导电方向、以及放射线检测器的各构成元件的排列方向。
图1所示的放射线检测器包括放射线检测部1、配线基板部2和信号处理部3。如图2所示，他们沿着规定的排列方向、以从上游侧(图中的上侧)向着下游侧(下侧)的顺序而被配置。
放射线检测部1是检测装置，其用来检测入射到本放射线检测器中的成为检测对象的X射线、γ射线、带电粒子射线等放射线，并输出作为与其对应的电气信号的检测信号。在本实施方式中，放射线检测部1构成为包括闪烁器10和光电二极管阵列15。
闪烁器10构成了放射线检测部1的上游侧部分，其上面10a成为本放射线检测器的放射线入射面。该闪烁器10通过从入射面10a射入的放射线而产生规定波长的闪烁光。
光电二极管阵列(PD阵列)15构成了放射线检测部1的下游侧部分。该PD阵列15是光检测元件阵列，排列有多个作为半导体光检测元件的光电二极管(PD)，用来检测来自闪烁器10的闪烁光。此外，闪烁器10的下面的光射出面10b以及PD阵列15的上面的光入射面15a经由能够使闪烁光透过的光学粘接剂11而实现光学连接。
在图2中表示的是作为PD阵列15的构造例的PD阵列，其以x轴和y轴作为排列轴，使4×4＝16个光电二极管16形成为二维排列。此外，PD阵列15的下面15b成为信号输出面，用来输出来自各光电二极管16的检测信号。在该下面15b设置有成为检测信号输出用电极的16个块状电极17，其形成为4×4的排列，并与各光电二极管16相对应。
其中，对于光电二极管的基板电极来说，与检测信号输出用电极相同，在PD阵列的下面15b形成有块状电极，但是在图中并没有显示。同样地，形成于配线基板20上的电极座、贯通孔、信号处理元件30和32、块状电极31和33等也只显示了与光电二极管16的检测信号输出有关的部分，实际上，需要驱动用电极、基板电极、视频输出等的电极座、或者块状电极，但是在图中并没有显示。
在放射线检测部1的下游侧设置有配线基板部2。在本实施方式中，配线基板部2被构成为具有配线基板20，其设置有用来导通信号输入面和信号输出面之间的电气信号的导电电路。在该配线基板20中，使用由具有放射线遮蔽功能的、规定的玻璃材料所制成的玻璃基板。这种玻璃材料优选例如使用含有铅的铅玻璃。
图3A和图3B是分别表示配线基板20的构造的平面图，图3A表示的是上面的信号输入面20a，图3B表示的是下面的信号输出面20b。
在构成配线基板20的玻璃基板上，在输入面20a和输出面20b之间形成有多个贯通孔20c。此外，对于各贯通孔20c来说，为了使输入面20a和输出面20b之间进行电气导通，而设置有具有作为导电电路功能的导电性部件21。在本实施方式中，与PD阵列15的构造相对应而设置有4×4＝16个贯通孔20c和导电性部件21。这些贯通孔20c和导电性部件21以与PD阵列15的块状电极17相同的间距而形成。
导电性部件21的构成实质上包括导通部21c，形成在贯通孔20c的内部；输入部21a，形成于在输入面20a上的贯通孔20c的外周部，并形成为与导通部21c连续；和输出部21b，形成在输出面20b上的贯通孔20c的外周部，并形成为与导通部21c连续。
如图3A所示，在配线基板20的输入面20a上，除了导电性部件21的输入面20a之外，还形成有电极座22a。该电极座22a的设置位置与位于PD阵列15的输出面15b上的块状电极17相对应。此外，电极座22a经由配线22b而形成为与对应的导电性部件21的输入部21a电气连接。利用这种方式，使得用以输出PD阵列15的检测信号的光电二极管16，经由块状电极17、电极座22a和配线22b，而电气连接到配线基板20的用以传达检测信号的导电电路的导电性部件21上。
此外，如图3B所示，在配线基板20的输出面20b上，除了导电性部件21的输出部21b之外，还形成有电极座23a和23c。此外，电极座23a、23c分别经由配线23b、23d而电气连接到对应的导电性部件21的输出部21b。此外，在输出面20b上还形成有电极座24。该电极座24用来与后述的外壳40连接。此外，虽然图中没有显示，但是电极座24的一部分或者全部形成为与信号处理元件的规定位置电气连接。
在配线基板部2的下游侧，设置有信号处理部3和外壳(封装)40。在本实施方式中，信号处理部3由两个信号处理元件30、32所构成，分别设置有信号处理电路，用来处理来自放射线检测部1的PD阵列15的检测信号。
在配线基板20的输出面20b中的、在从x轴的一侧(从放射线检测部1看的左侧)起的第一列的列L1的四个贯通孔、和第二列的列L2的四个贯通孔所包夹的区域，成为配置信号处理元件30的区域。如图3B所示，信号处理元件30在这些列L1、L2之间，被配置在列L1、L2的贯通孔20c的延长线上的区域以外的区域内。
在配线基板20的输出面20b上的、配置有信号处理元件30的区域内，设置有八个电极座23a，并经由配线23b而形成为与列L1、L2对应的导电性部件21电气连接。此外，在信号处理元件30的上面上，在与电极座23a对应的位置形成有八个块状电极31。利用这种方式，在配线基板20的导电性部件21中的、在列L1、L2上的八个导电性部件21，经由其输出部21b、配线23b、电极座23a和块状电极31而电气连接在设置于信号处理元件30上的信号处理电路上。
在配线基板20的输出面20b中的、在从x轴的“+”侧(从放射线检测部1看的右侧)起的第一行的列L4的四个贯通孔、和第二列的列L3的四个贯通孔所包夹的区域，成为配置信号处理元件32的区域。如图3B所示，信号处理元件32在该列L3、L4之间，被配置在列L3、L4的贯通孔20c的延长线上的区域以外的区域内。
在配线基板20的输出面20b上，在配置有信号处理元件32的区域内，设置有八个电极座23c，并经由配线23d而形成为与列L3、L4对应的导电性部件21电气连接。此外，在信号处理元件32的上面上，在与电极座23c对应的位置形成有八个块状电极33。利用这种方式，在配线基板20的导电性部件21中的、在列L3、L4上的八个导电性部件21，经由其输出部21b、配线23d、电极座23c和块状电极33而电气连接在设置于信号处理元件32上的信号处理电路上。
此外，外壳40是保持部件，其一体地保持放射线检测部1、配线基板部2和信号处理部3。该外壳40包括元件收容部41，其作为凹部而被设置在外壳的上面上，用来将信号处理元件30、32收容在其内部；和支撑部42，其被设置在元件收容部41的外周，经由块状电极44而电气连接在配线基板20的电极座24上，同时，用来支撑放射线检测部1、配线基板部2和信号处理部3。此外，在外壳40的下面设置有引线43，其被用于电气信号的对外部的输入/输出中。
在上述构造中，当使X射线等的放射线入射到放射线检测部1的闪烁器10上时，在闪烁器10内通过该放射线而产生闪烁光，经由光学粘接剂11而入射到PD阵列15的光电二极管16。光电二极管16检测该闪烁光，并输出作为与放射线的检测相对应的电气信号的检测信号。
从PD阵列15的各个光电二极管16输出的检测信号，顺序地经由对应的块状电极17、配线基板20的导电性部件21和块状电极31、33，而输入到信号处理元件30、32。然后，在信号处理元件30、32的信号处理电路中来对检测信号进行必要的信号处理。
下面，对本实施方式的放射线检测器的效果进行说明。
在图1～图3A、图3B所示的放射线检测器中，用来电气连接放射线检测部1和信号处理部3的配线基板20，是使用由规定的玻璃材料所制成的玻璃基板而构成。此外，相对于设置在玻璃基板上的导电电路的贯通孔20c，使信号处理部3的信号处理元件30、32被组装成分别偏离设置有贯通孔20c的区域，构造成从贯通孔20c看不见信号处理元件30、32。
当根据这种构成时，在配线基板20上的没有贯通孔20c的部位，利用该玻璃材料来抑制放射线从信号输入面20a朝向信号输出面20b透过。此外，即使在配线基板20上的具有贯通孔20c的部位，通过贯通孔20c的放射线也不会入射到信号处理元件30、32。利用这种方式，可以与配线基板20的贯通孔20c的存在无关，来抑制放射线入射到信号处理部3，所实现的放射线检测器能够可靠地抑制因放射线损坏而造成的敏感度等的特性或者可靠度或者寿命的恶化。
在配线基板部2的配线基板20中，作为玻璃基板所使用的玻璃材料，如上述的方式，优选使用含有铅的玻璃材料。经由使用铅玻璃，而能够有效地抑制放射线透过配线基板部2。在这里，玻璃材料所含有的铅的量，最好根据该放射线检测器所要求的放射线遮蔽功能的程度等来适当地进行设定。此外，还可以使用铅玻璃以外的玻璃材料。
下面，对图1所示的配线基板部的配线基板和其所使用的玻璃基板进行说明。
在配线基板20中，如上述的方式，所使用的玻璃基板在放射线检测部1侧的输入面20a和信号处理部3侧的输出面20b之间而设置有贯通孔20c，以成作为导电电路的导电性部件21。作为这种玻璃基板，可以使用例如使两端开口的中空状的玻璃部件，在多个互相融着的状态下而设置有多个贯通孔的玻璃基板。
图4A～图4C是表示设置有多个贯通孔的上述玻璃基板的一个实例。此外，在这里，表示具有多个贯通孔的玻璃基板的一般的构造例。因此，图4A～图4C所示的玻璃基板，与图1的放射线检测器所使用的配线基板，形成为不同的形状和构造。
图4A是表示玻璃基板的构造的平面图，图4B是用来表示玻璃基板所含的多信道部件的构造的平面图，图4C是用来表示多信道部件所含有的玻璃部件的构造的立体图。在这些图4A～图4C中，表示的是在未形成有作为配线基板的导电电路的导电性部件的状态下的玻璃基板。
对于玻璃基板9来说，如图4A所示，其具有毛细管基板90。毛细管基板90包含具有多个贯通孔93的多个信道部件92。多信道部件92在由玻璃材料制成的边缘部件91的内侧，以被配置成二维状的状态而互相融着成为一体。
这种毛细管基板90例如由多根玻璃纤维形成一体，同时，通过除去芯子玻璃(core glass)部而形成有多个贯通孔。
对于多信道部件92来说，如图4B和图4C所示，使两端开口的中空状的玻璃部件95在多个互相融着的状态下而形成一体，从毛细管基板90的上面和下面的垂直方向有时呈现四角形状(例如，1000μm×1000μm的程度)。此外，贯通孔93的开口部呈圆形形状。贯通孔93的内径例如为6μm程度。
其中，作为构成毛细管基板90的边缘部件91和玻璃部件95的玻璃材料，可以使用与放射线检测器有关的上述方式那样的、具有放射线遮蔽功能的玻璃材料，例如铅玻璃材料。
作为图1所示的放射线检测器的配线基板20，例如可以使用在具有该图4A～图4C所示构造的玻璃基板的贯通孔上形成有作为导电电路的导电性部件的基板。即，在这种构成的玻璃基板中，根据放射线检测器的构造来设定其基板的形状和贯通孔的个数以及配置等。此外，通过在设置于玻璃基板的贯通孔上形成作为导电电路的导电性部件、并且在各个面上分别形成由必要的电极和配线所构成的电配线图案，而能够获得图3A和图3B所示构造的配线基板。
图5A和图5B是表示设置在配线基板的贯通孔上的导电性部件的构造的一例，图5A表示上面图，图5B表示I-I箭头的截面图。在配线基板20上形成有多个(例如4×4＝16个)贯通孔20c，成为二维排列。各个贯通孔20c如图5B所示，以相对配线基板20的输入面20a和输出面20b垂直的轴作为中心轴，而形成具有圆形形状的截面形状。
在图5A和图5B表示的构造例中，相对于该贯通孔20c来设置用于使输入面20a和输出面20b之间电气导通的导电性部件21，并成为形成在贯通孔20c的内壁上的部件。即，在贯通孔20c内，在其内壁上形成有导通部21c。此外，在输入面20a上的贯通孔20c的外周部形成有与导通部21c连续的输入部21a。此外，在输出面20b上的贯通孔20c的外周部形成有与导通部21c连续的输出部21b。利用这些导通部21c、输入部21a和输出部21b，来构成成为配线基板20的导电电路的导电性部件21。
图6A和图6B是表示设置在配线基板的贯通孔上的导电性部件的构造的另一个实例，图6A表示上面图，图6B表示II-II箭头的截面图。在配线基板20上形成有多个贯通孔20c，并成为二维排列。各个贯通孔20c如图6B所示，以与配线基板20的输入面20a和输出面20b垂直的轴作为中心轴，而形成为具有圆形形状的截面形状。
在图6A和图6B所示的构造例中，相对于贯通孔20c而设置有作为充填在贯通孔20c的内部的部件的导电性部件21，用来使输入面20a和输出面20b之间电气导通。即，在贯通孔20c内，在其内部填充有导通部21c。此外，在输入面20a上的贯通孔20c的外周部，形成有与导通部21c连续的输入部21a。此外，在输出面20b上的贯通孔20c的外周部，形成有与导通部21c连续的输出部21b。利用这些导通部21c、输入部21a和输出部21b，而构成作为第一配线基板20的导电电路的导电性部件21。
形成在具有多个贯通孔的玻璃基板上的作为导电电路的导电性部件，例如可以使用图5A、图5B和图6A、图6B所示的构造。其中，作为配线基板的玻璃基板的导电电路的配置，优选根据放射线检测器的构造来设定。作为这种构造，例如还可以构造成利用掩模等来选择多个贯通孔中的、在导电电路必要位置的贯通孔，以形成导电性部件。还可以构造成选择性地只在导电电路必要的位置上设置贯通孔。
其中，关于配线基板所使用的玻璃基板，并不局限于图4A～图4C所示的构造，还可以使用其他构造。例如，在图4A～图4C中，使分别具有贯通孔的多个玻璃部件形成为一体而作为多信道部件，而且，使多个多信道部件形成一体而作为毛细管基板。与此相对，还可以利用多个玻璃部件直接使毛细管基板形成一体。此外，对于各个玻璃部件或者多信道部件的形状和排列、各个部件的贯通孔的有无或者排列等，优选使用根据导电电路的配置的适当构造。此外，对于贯通孔的构造，还可以使其截面形状形成为圆形形状以外的多角形状，例如四角形状。
下面，简要说明图1所示放射线检测器的制造方法及其具体的构造例。
首先，准备玻璃基板，其由铅玻璃等具有放射线遮蔽功能的玻璃材料制成，并在规定的位置形成有贯通孔。然后，在该贯通孔形成作为导电电路的导电性部件，而且，在输入面和输出面的两面分别形成具有所需电极和配线的电气配线图案，来制作配线基板部2所使用的配线基板20。
具体地说，关于配线基板部2的配线基板，相对于设置在玻璃基板上的贯通孔20c，在形成由导通部21c、输入部21a和输出部21b构成的导电性部件21的同时，在其输入面20a上形成电极座22a和配线22b，此外，还在输出面20b上形成电极座23a、23c、24和配线23b、23d，从而形成配线基板20。
作为形成于玻璃基板上的上述导电性部件和电气配线图案，例如可以通过由氮化钛(TiN)、镍(Ni)、铝(Al)、铬(Cr)、铜(Cu)、银(Ag)、金(Au)或者这些合金所构成的导电性金属层而形成。这种金属层既可以使用单一的金属层，也可以使用复合膜或者层积膜。此外，其具体的形成方法是对玻璃基板设置希望图案的掩模，在利用蒸着或者CVD、电镀、溅射等方法而形成金属膜之后，除去掩模。或者是，在成膜金属膜后，使光抗蚀剂溅射来进行蚀刻，或者利用剥离等来进行图案形成。此外，如果有必要还可以在配线基板20上形成块状电极。
在制作由配线基板20构成的配线基板部2之后，使形成有块状电极31、33的信号处理元件30、32的IC芯片，分别对准设置于配线基板20的输出面20b上的电极座23a、23c，使其实体上进行电气连接。此外，使形成有块状电极17的PD阵列15，对准设置于配线基板20的输入面20a上的电极座22a，使其实体上进行电气连接。
作为用以形成块状电极31、33、17的块形材料，可以使用例如镍(Ni)、铜(Cu)、银(Ag)、金(Au)、焊料，包含导电性填料的树脂，或者他们的复合材料。此外，还可以在块状电极和其下的电极座之间存在有凸点下金属化层(UBM)，以防止金属的互相扩散并提高密接性。
然后，使形成块状电极44的外壳40对准设置于配线基板20的输出面20b上的电极座24，使其实体上进行电气连接。利用这种方式，经由设置于外壳40的引线43而能够进行与外部电路之间的信号的输入/输出动作。此外，通过在PD阵列15的光入射面15a上以光学粘接剂11组装闪烁器10，而能够获得图1所示的放射线检测器。
图7是表示放射线检测器的第二实施方式的截面构造的侧面的截面图。此外，图8是分解各个构成元件来表示图7所示放射线检测器的构造的立体图。
图7所示的放射线检测器具有放射线检测部1、配线基板部2、信号处理部3和外壳40。其中，放射线检测部1和外壳40的构造与图1所示的实施方式相同。
在放射线检测部1的下游侧设置有配线基板部2。在本实施方式中，配线基板部2被构造成具有配线基板25，其设置有导电电路用来在信号输入面和信号输出面之间使电气信号导通。该配线基板25使用由具有放射线遮蔽功能的规定玻璃材料制成的半导体光检测元件。这种玻璃材料优选使用例如含有铅的铅玻璃。
图9A和图9B是分别表示配线基板25的构造的平面图，图9A表示其上面的信号输入面25a，图9B表示下面的信号输出面25b。
在构成配线基板25的玻璃基板上，在输入面25a和输出面25b之间形成有多个贯通孔25c。此外，相对于各个贯通孔25c来设置具有作为导电电路的功能的导电性部件26，用来使输入面25a和输出面25b之间进行电气导通。在本实施方式中，与PD阵列15的构造相对应而设置4×4＝16个贯通孔25c和导电性部件26。这些贯通孔25c和导电性部件26，以与PD阵列15的块状电极17相同的间距形成。此外，光电二极管的基板电极用贯通孔或者导电性部件等在图中没有显示。
具体地说，导电性部件26的构造包括导通部26c，形成在贯通孔25c的内部；输入部26a，在输入面26a上的贯通孔25c的外周部与导通部26c连接而形成；和输出部26b，在输出面25b上的贯通孔25c的外周部与导通部26c连接而形成。
如图9A所示，在配线基板25的输入面25a上，除了导电性部件26的输入部26a外，还形成有电极座27a。该电极座27a被设置于在PD阵列15的输出面15b上的与块状电极17相对应的位置上。此外，电极座27a经由配线27b而电气连接到对应的导电性部件26的输入部26a。利用这种方式，PD阵列15的用来输出检测信号的光电二极管16，经由块状电极17、电极座27a和配线27b，而电气连接到配线基板25的用以传达检测信号的作为导电电路的导电性部件26。
此外，如图9B所示，在配线基板25的输出面25b上，除了导电性部件26的输出部26b外，还形成有电极座28a。此外，电极座28a经由配线28b而电气连接到对应的导电性部件26的输出部26b。此外，在输出面25b上形成有电极座29。该电极座29用来与外壳40连接。此外，虽然在图中没有显示，但是电极座29的一部分或者全部形成为与信号处理元件的规定位置电气连接。
此外，在本实施方式中，在贯通孔25c的内部中的导通部26c以外的部分，由具有放射线遮蔽功能的规定遮蔽材料所制成的遮蔽部件18所充填。利用这种方式，配线基板25的从信号输入面25a朝向信号输出面25b的贯通孔25c的开口，被该遮蔽部件18所阻塞。
在配线基板部2的下游侧设置有信号处理部3和外壳40。在本实施方式中，信号处理部3由设置有信号处理电路的信号处理元件34所构成，其用来处理来自放射线检测部1的PD阵列15的检测信号。
在信号处理元件34的上面形成有块状电极35。该块状电极35被设置于在配线基板25的输出面25b上的与电极座28a相对应的位置上。利用这种方式，在配线基板25的导电性部件26经由其输出部26b、配线28b、电极座28a和块状电极35而电气连接到设置于信号处理元件34上的信号处理电路。
在上述的构造中，当X射线等的放射线入射到放射线检测部1的闪烁器10时，在闪烁器10内通过放射线而产生闪烁光，经由光学粘接剂11而入射到PD阵列15的光电二极管16。光电二极管16检测该闪烁光，并输出作为与放射线检测相对应的电气信号的检测信号。
从PD阵列15的各个光电二极管16输出的检测信号，顺序地经由对应的块状电极17、配线基板25的导电性部件26和块状电极35而输入到信号处理元件34。此外，在信号处理元件34的信号处理电路中，对检测信号进行必要的信号处理。
下面，说明本实施方式的放射线检测器的效果。
在图7～图9A、图9B所示的放射线检测器中，作为用来电气连接放射线检测部1和信号处理部3的配线基板25，使用的是由规定的玻璃材料构成的玻璃基板。此外，相对于设置在玻璃基板上的导电电路的贯通孔25c，设置遮蔽部件18来阻塞贯通孔25c在配线基板25的开口，从而构造成从贯通孔25c看不见信号处理元件34。
若根据这种构造，则在配线基板25的没有贯通孔25c的部位，利用玻璃材料抑制放射线从信号输入面25a向着信号输出面25b透过。此外，在配线基板25的具有贯通孔25c的部位，利用遮蔽部件18抑制放射线通过贯通孔25c。利用这种方式，能够与配线基板25的贯通孔25c的存在无关来抑制放射线入射到信号处理部3，所实现的放射线检测器能够可靠地抑制因放射线损坏而造成的敏感度等的特性或者可靠度或者寿命的恶化。
图7所示的放射线检测器的配线基板25与图1所示的配线基板20相同，可以使用例如具有图4A～图4C所示的构造，在玻璃基板上的贯通孔形成作为导电电路的导电性部件。
图10是表示配线基板的贯通孔和阻塞贯通孔的遮蔽部件的构造的一个实例的截面图。在配线基板25上形成有多个(例如4×4＝16个)贯通孔25c，并形成为二维排列。各个贯通孔25c以相对配线基板25的输入面25a和输出面25b垂直的轴作为中心轴，具有圆形形状的截面形状。此外，相对于与导电性部件26电气连接的电极座27a，设置在PD阵列15的输出面15b上的块状电极17与电极座27a连接。
在图10所示的构造例中，相对于贯通孔25c而设置有导电性部件26，成为形成在贯通孔25c内壁上的部件。即，在贯通孔25c内，在其内壁上形成有导通部26c。此外，在输入面25a、输出面25b上分别形成有输入部26a、输出部26b。
此外，在贯通孔25c中的导通部26c的内侧部分，充填遮蔽部件18，其由具有铅等的导电性的遮蔽材料制成，具有与导通部26c一起作为导通部的功能。利用这些导电性部件26和遮蔽部件18构成导电性部件，从而成为配线基板25的导电电路。此外，利用具有放射线遮蔽功能的遮蔽部件18阻塞贯通孔25c的开口，而能够有效抑制放射线通过贯通孔25c。
图11是表示配线基板的贯通孔和阻塞贯通孔的遮蔽部件的构造的另一个实例的截面图。此外，本构造例的贯通孔25c和电极座27a等的构造与图10所示的构造相同。
在图11所示的构造例中，相对于贯通孔25c，作为导电性部件26而只形成有输入面25a上的输入部26a以及输出面25b上的输出部26b。此外，在贯通孔25c的内侧部分的全体充填具有作为导通部功能的遮蔽部件18，其由铅等的具有导电性的遮蔽部件所构成。利用这些导电性部件26和遮蔽部件18构成导电性部件，来作为配线基板25的导电电路。此外，利用具有放射线遮蔽功能的遮蔽部件18来阻塞贯通孔25c的开口，而能够抑制放射线通过贯通孔25c。
其中，对于充填在贯通孔25c内部的遮蔽部件18来说，优选使用上述方式中的具有导电性的材料制成，成为具有作为输入面25a和输出面25b之间的导电电路的一部分的功能。但是，对于图10所示的在贯通孔25c内设置导通部26c的构造，只要具有放射线遮蔽功能，还可以使用低导电性的材料。此外，利用遮蔽部件阻塞贯通孔的构造还可以使用图10和图11所示的构造以外的各种构造。
图12是表示配线基板的贯通孔和阻塞该贯通孔的遮蔽部件的构造的另一个实例的截面图。在配线基板25上形成有多个(例如4×4＝16个)贯通孔25c，并形成为二维排列。各个贯通孔25c以相对配线基板25的输入面25a和输出面25b垂直的轴作为中心轴，形成具有圆形形状的截面形状。
在图12所示的构造例中，相对于贯通孔25c而设置有导电性部件26，并成为形成在贯通孔25c内壁上的部件。即，在贯通孔25c内，在其内壁形成导通部26c。此外，在输入面25a、输出面25b上分别形成有输入部26a、输出部26b。
此外，在本构造例中，在配线基板25的输入面25a上并不设置电极座27a，而是以导电性部件26的输入部26a本身作为电极座。此外，在PD阵列15的输出面15b上，还可以设置有由规定的遮蔽材料制成的遮蔽块状电极19来代替块状电极17，其具有含铅焊料等的放射线遮蔽功能。该遮蔽块状电极19电气连接到设置在贯通孔25c上的导电性部件26。根据这种方式，利用作为具有放射线遮蔽功能的遮蔽部件的遮蔽块状电极19来阻塞贯通孔25c的开口，而能够抑制放射线通过贯通孔25c。
本发明的放射线检测器并不只局限于上述实施方式，其可以有各种变化。例如，对于作为放射线检测部1的半导体光检测元件阵列而设置的PD阵列15，还可以使用使光电二极管形成在光入射面(表面)15a的表面入射型，此外，还可以使用使光电二极管形成在信号输出面(背面)15b的背面入射型。此外，作为光检测元件的光电二极管的个数或者排列等还可以适当地进行设定。
此外，对于从输出面15b输出来自光电二极管的检测信号的构造，可以依照PD阵列的具体构造，例如，使用形成在输出面15b上的配线图案的构造，或者形成在PD阵列15内的贯通电极的构造等。
此外，在图1、图7所示的放射线检测器中，作为放射线检测部1的构造，包括闪烁器10，利用放射线的射入而产生闪烁光；和PD阵列15，设置有由半导体光检测元件构成的光电二极管16，用来检测来自闪烁器10的闪烁光。这种构造是间接检测型的构造，当利用闪烁器10将射入的X射线等的放射线变换成规定波长的光(例如，可视光)后，利用Si-PD阵列等的半导体光检测元件进行检测。
此外，作为放射线检测部还可以不设置闪烁器，而使用具有半导体光检测元件的构造，用来检测射入的放射线。这种构造是直接检测型的构造，以半导体光检测元件检测入射的X射线的放射线，该半导体光检测元件由CdTe或者CdZnTe，或者具有足够厚度可以吸收X射线等的硅等构成。即，例如在图1、图7的构造中，相当于去除闪烁器10并将PD阵列15替换成为半导体光检测元件阵列的构造。其中，检测器可以使用光电动势型(光电二极管)，还可以使用光导电型(photoconductive type)。
此外，配线基板部2和放射线检测部1的连接，以及配线基板部2和信号处理部3的连接等，优选如上述实施方式那样，使用直接结合的方式而经由块状电极来进行电气连接。通过使用这种金属块状电极作为电气连接装置，而能够使各个部分良好地电气连接。
此外，除了这种使用块状电极的构造外，还可以使用在利用块状电极电气连接后充填下填树脂的构造，或者利用异向性导电性膜(ACF)方式、异向性导电性糊(ACP)方式、非导电性糊(NCP)方式的构造等。此外，对于各基板还可以根据需要，以电极座被开口的状态而形成由绝缘性物质制成的钝化膜。
此外，对于设置在配线基板的导电电路的贯通孔，将信号处理部的信号处理元件组装在偏离设置有贯通孔的区域，对于这种构造的放射线检测器，除了如图1所示的构造外，还可以使用各种构造。
图13是用来表示放射线检测器的第三实施方式的截面构造的侧面图。此外，图14是分解各构成元件来表示图13所示放射线检测器的构造的立体图。此外，在图14中，将闪烁器10和外壳40的图标省略。
图13所示的放射线检测器具有放射线检测部1、配线基板部6、信号处理部3和外壳40。其中，放射线检测部1和外壳40的构造与图1所示的实施方式相同。
在放射线检测部1的下游侧设置有配线基板部6。在本实施方式中，配线基板部6被构造成具有配线基板60，设置有导电电路用来使电气信号在信号输入面和信号输出面之间导通。该配线基板60使用由具有放射线遮蔽功能的规定玻璃材料制成的玻璃基板作为基板。
此外，在该配线基板部6中，在y轴一侧的规定范围成为组装放射线检测部1和信号处理部3的区域(第一区域)，在+侧的规定范围成为设置贯通孔60c的区域(第二区域)。此外，相对于设置在第二区域内的贯通孔60c，设置有导电性部件61，其构成为包含有形成在贯通孔60c内部的导通部61c、位于输入面60a上的输入部61a、和位于输出面60b上的输出部61b。
在配线基板60的输入面60a上，除了设置于第二区域的导电性部件61的输入部61a之外，在第一区域内形成有电极座62a。该电极座62a被设置在PD阵列15的输出面15b上的与块状电极17对应的位置。此外，电极座62a经由配线62b而形成为与对应的导电性部件61的输入部61a电气连接。
同样地，在配线基板60的输出面60b上，除了设置于第二区域内的导电性部件61的输出部61b外，在第一区域内形成有电极座63a。该电极座63a被设置在信号处理部3的信号处理元件36上面的与块状电极37对应的位置。此外，电极座63a经由配线63b而形成为与对应的导电性部件61的输出部61b电气连接。
在这种构造中，还将信号处理部3的信号处理元件36组装在偏离设置有贯通孔60c的第二区域的第一区域，构造成从贯通孔60c看不见信号处理元件36。利用这种方式，与图1所示的构造相同，能够与配线基板60的贯通孔60c的存在无关来抑制放射线入射到信号处理部3，所实现的放射线检测器可以可靠地抑制因放射线损坏而造成的可靠度或者寿命的恶化。
本发明的放射线检测器如上述详细说明的那样，可以抑制放射线入射到位于配线基板下游侧的信号处理装置。
即，使用由规定的玻璃材料制成的玻璃基板来构成配线基板，通过使放射线检测装置和信号处理装置电气连接，同时相对于设置在玻璃基板的导电电路的贯通孔，而将信号处理装置组装成偏离设置有贯通孔的区域，从而构造成从贯通孔看不见信号处理装置，根据这种构造，在配线基板的没有贯通孔的部位，利用该玻璃材料抑制放射线从信号输入面向着信号输出面透过。此外，在配线基板的具有贯通孔的部位，通过贯通孔的放射线不会入射到信号处理装置。利用这种方式，能够与配线基板的贯通孔的存在无关来实现抑制放射线入射到信号处理装置的放射线检测器。
同样地，使用由规定的玻璃材料制成的玻璃基板来构成配线基板，使放射线检测装置和信号处理装置电气连接，同时相对于对设置在玻璃基板的导电电路的贯通孔，设置遮蔽部件来阻塞贯通孔在配线基板的开口，从而成为从贯通孔看不见信号处理装置，根据这种构造，在配线基板的没有贯通孔的部位，利用该玻璃材料抑制放射线从信号输入面向着信号输出面透过。此外，在配线基板的具有贯通孔的部位，利用遮蔽部件而能够抑制放射线通过贯通孔。利用这种方式，能够与配线基板的贯通孔的存在无关来实现抑制放射线入射到信号处理装置的放射线检测器。
权利要求
1.一种放射线检测器，其特征在于，包括放射线检测装置，检测入射的放射线并输出检测信号；信号处理装置，处理来自所述放射线检测装置的所述检测信号；和配线基板部，其具有配线基板，所述配线基板设置有在信号输入面和信号输出面之间导通所述检测信号的导电电路，并且所述放射线检测装置和所述信号处理装置分别与所述信号输入面和所述信号输出面连接，其中，所述配线基板构成为包括玻璃基板，其通过具有放射线遮蔽功能的规定玻璃材料而形成且设置有贯通孔；和导电性部件，其被设置在所述贯通孔内来电气导通所述信号输入面和所述信号输出面之间，作为所述导电电路而工作；所述放射线检测装置、所述配线基板部以及所述信号处理装置是沿着规定的排列方向并以该顺序而配置的，同时，所述信号处理装置被配置在相对于所述配线基板、除了所述贯通孔的延长线上的区域以外的区域内。
2.如权利要求1所述的放射线检测器，其特征在于所述配线基板包括设置于在所述玻璃基板的所述信号输出面上与所述信号处理装置相对的规定部位上的电极座、和使所述电极座与对应的所述导电性部件电气连接的配线。
3.一种放射线检测器，其特征在于，包括放射线检测装置，检测入射的放射线并输出检测信号；信号处理装置，处理来自所述放射线检测装置的所述检测信号；和配线基板部，其具有配线基板，所述配线基板设置有在信号输入面和信号输出面之间导通所述检测信号的导电电路，并且所述放射线检测装置和所述信号处理装置分别与所述信号输入面和所述信号输出面连接，其中，所述配线基板构成为包括玻璃基板，其通过具有放射线遮蔽功能的规定玻璃材料而形成且设置有贯通孔；和导电性部件，其被设置在所述贯通孔内来电气导通所述信号输入面和所述信号输出面之间，作为所述导电电路而工作；所述放射线检测装置、所述配线基板部以及所述信号处理装置是沿着规定的排列方向并以该顺序而配置的，同时，设置在所述配线基板上的所述贯通孔，其从所述信号输入面向着所述信号输出面的开口由具有放射线遮蔽功能的遮蔽部件所阻塞。
4.如权利要求3所述的放射线检测器，其特征在于所述遮蔽部件被设置成使具有放射线遮蔽功能的规定遮蔽材料充填到所述贯通孔的内部。
5.如权利要求3所述的放射线检测器，其特征在于所述遮蔽部件由具有放射线遮蔽功能的规定遮蔽材料所形成，是电气连接设置在所述贯通孔内的所述导电性部件的块状电极。
6.如权利要求1～5中的任何一项所述的放射线检测器，其特征在于所述玻璃基板由含有铅的所述玻璃材料形成。
7.如权利要求1～6中的任何一项所述的放射线检测器，其特征在于所述导电性部件被设置为，形成在设置于所述玻璃基板上的所述贯通孔的内壁。
8.如权利要求1～6中的任何一项所述的放射线检测器，其特征在于所述导电性部件被设置为，充填到设置于所述玻璃基板上的所述贯通孔的内部。
9.如权利要求1～8中的任何一项所述的放射线检测器，其特征在于所述玻璃基板是在多个两端开口的中空状的玻璃部件互相融着的状态下，设置多个所述贯通孔的玻璃基板。
10.如权利要求1～9中的任何一项所述的放射线检测器，其特征在于所述放射线检测装置包括通过放射线的入射来产生闪烁光的闪烁器、和检测来自所述闪烁器的所述闪烁光的半导体光检测元件。
11.如权利要求1～9中的任何一项所述的放射线检测器，其特征在于所述放射线检测装置具有半导体检测元件，用来检测入射的放射线。
12.如权利要求1～11中的任何一项所述的放射线检测器，其特征在于所述配线基板部与所述放射线检测装置、以及所述配线基板部与所述信号处理装置的至少一方，经由块状电极而电气连接。
全文摘要
本发明提供一种放射线检测器，包括放射线检测部(1)，由闪烁器(10)和PD阵列(15)构成；和配线基板部(2)，其具有配线基板(20)，在贯通孔(20c)设置有导电性部件21，在用以处理从PD阵列(15)输出的检测信号的信号处理元件(30、32)之间，由具有放射线遮蔽功能的玻璃材料构成，成为用来导通检测信号的导电电路。此外，相对于配线基板(20)的贯通孔(20c)，使位于配线基板(20)下游侧的信号处理部(3)的信号处理元件(30、32)配置成偏离贯通孔(20c)的延长线上的区域以外的区域，构造成从贯通孔(20c)看不见信号处理元件(30、32)的结构。通过这种方式，所实现的放射线检测器可抑制放射线入射到位于配线基板下游侧的信号处理装置。
文档编号G01T1/24GK1774809SQ20048000975
公开日2006年5月17日 申请日期2004年4月9日 优先权日2003年4月11日
发明者柴山胜己, 楠山泰, 林雅宏 申请人:浜松光子学株式会社