放射線検出器の製造方法、及び放射線検出器
【課題】製造工程において製品の歩留りを向上させることのできる放射線検出器の製造方法、及び放射線検出器を提供する。
【解決手段】本発明に係る放射線検出器１の製造方法は、配線パターン２００と、配線パターン２００の表面に設けられる第１接続部材とを有する基板２０を準備する基板準備工程と、第２接続部材を基板２０上に部分的に塗布する塗布工程と、第２接続部材を介して放射線を検出可能な半導体素子１０を基板２０上に配置し、第２接続部材を硬化させることにより半導体素子１０を基板２０に一時的に固定する仮固定工程とを備える。
【解決手段】本発明に係る放射線検出器１の製造方法は、配線パターン２００と、配線パターン２００の表面に設けられる第１接続部材とを有する基板２０を準備する基板準備工程と、第２接続部材を基板２０上に部分的に塗布する塗布工程と、第２接続部材を介して放射線を検出可能な半導体素子１０を基板２０上に配置し、第２接続部材を硬化させることにより半導体素子１０を基板２０に一時的に固定する仮固定工程とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線検出器の製造方法、及び放射線検出器に関する。特に、本発明は、γ線、Ｘ線等の放射線を検出する放射線検出器の製造方法、及び放射線検出器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、熱膨張係数が８．０×１０−６［１／℃］以上の基板と、基板上に配置された半導体検出素子とから構成される半導体検出部を備え、半導体検出素子が略平板状の半導体結晶体からなり、半導体結晶体の下面にＡｕからなる素子電極が設けられ、素子電極と配線基板に設けられたパッド電極とを半導体結晶のヤング率より小さいずれ弾性を有するバンプで固定する放射線検出器が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の放射線検出器は、半導体結晶体との間で熱膨張係数差が大きな配線基板でも半導体結晶体の検出特性の劣化を抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２１４１９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に係る放射線検出器は、基板に半導体検出素子を配置し、半導体検出素子を基板に固定する工程において基板の反り等に起因する放射線検出器の製造歩留りについて考慮していない。
【０００５】
したがって、本発明の目的は、製造工程において製品の歩留りを向上させることのできる放射線検出器の製造方法、及び放射線検出器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記目的を達成するため、配線パターンと、配線パターンの表面に設けられる第１接続部材とを有する基板を準備する基板準備工程と、第２接続部材を基板上に部分的に塗布する塗布工程と、第２接続部材を介して放射線を検出可能な半導体素子を基板上に配置し、第２接続部材を硬化させることにより半導体素子を基板に一時的に固定する仮固定工程とを備える放射線検出器の製造方法が提供される。
【０００７】
また、上記放射線検出器の製造方法においては、仮固定工程の後に、第１接続部材を硬化させ、配線パターンと半導体素子とを電気的に接続させる硬化工程を更に備えることもできる。
【０００８】
また、上記放射線検出器の製造方法においては、半導体素子が、平面視にて略四角形状を有し、塗布工程が、半導体素子の四隅近傍に対応する基板上の複数の位置に第２接続部材を塗布することもできる。
【０００９】
また、上記放射線検出器の製造方法においては、第１接続部材が、銀ペースト又ははんだであり、第２接続部材が、ＵＶ硬化樹脂であり、仮固定工程が、第２接続部材に紫外線を照射することにより第２接続部材を硬化させ、硬化工程が、第１接続部材を加熱することにより第１接続部材を硬化させることもできる。
【００１０】
また、上記放射線検出器の製造方法においては、基板準備工程が、一方の面及び他方の面のそれぞれに配線パターンと第１接続部材とを有する基板を準備し、塗布工程が、一方の面及び他方の面のそれぞれの複数個所に部分的に第２接続部材を塗布し、仮固定工程が、一方の面及び他方の面のそれぞれに複数の半導体素子を配置し、一方の面及び他方の面のそれぞれに複数の半導体素子それぞれを一時的に固定することもできる。
【００１１】
また、上記放射線検出器の製造方法においては、基板準備工程が、一方の面及び他方の面のそれぞれに配線パターンと第１接続部材とを有する基板を準備し、塗布工程が、一方の面及び他方の面のそれぞれの複数個所に部分的に第２接続部材を塗布し、仮固定工程が、一方の面に複数の半導体素子を配置し、配置した複数の半導体素子を一時的に固定した後、他方の面に複数の半導体素子を配置すると共に、他方の面に複数の半導体素子を一時的に固定することもできる。
【００１２】
また、本発明は、上記目的を達成するため、配線パターンと、配線パターンの表面に設けられる第１接続部材とを有する基板と、第１接続部材を介し配線パターンに電気的に接続され、放射線を検出可能な半導体素子と、半導体素子と基板との間に部分的に設けられ、半導体素子を基板に固定させる複数の第２接続部材とを備える放射線検出器が提供される。
【００１３】
また、上記放射線検出器は、第２接続部材が、第１接続部材の接着力より弱い接着力を有することが好ましい。
【００１４】
また、上記放射線検出器は、前記基板が、０．４ｍｍ以下の厚さを有していてもよい。
【００１５】
また、上記放射線検出器は、半導体素子が、平面視にて略四角状に形成され、第２接続部材が、半導体素子の四隅近傍に位置させてもよい。
【００１６】
また、上記放射線検出器は、第１接続部材が、銀ペースト又ははんだであり、第２接続部材が、ＵＶ硬化樹脂であってもよい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る放射線検出器の製造方法、及び放射線検出器によれば、製造工程において製品の歩留りを向上させることのできる放射線検出器の製造方法、及び放射線検出器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る放射線検出器の斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る放射線検出器の一部を放射線が入射する方向から見た場合における部分拡大図である。
【図３Ａ】本発明の第１の実施の形態に係る放射線検出器の製造工程の流れの一部の模式図である。
【図３Ｂ】本発明の第１の実施の形態に係る放射線検出器の製造工程の一部の模式図である。
【図４Ａ】本発明の第２の実施の形態に係る放射線検出器の製造工程の一部の模式図である。
【図４Ｂ】本発明の第２の実施の形態に係る放射線検出器の製造工程の一部の模式図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態に係る放射線検出器の製造工程の一部の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る放射線検出器の斜視図の概要を示す。図２は、本発明の第１の実施の形態に係る放射線検出器の一部を放射線が入射する方向から見た場合における部分拡大図の概要を示す。
【００２０】
（放射線検出器１の構成の概要）
本実施の形態に係る放射線検出器１は、カード形状を呈し、γ線、Ｘ線等の放射線を検出する放射線検出器である。図１において放射線１００は、紙面の上方から下方に沿って入射してくる。すなわち、放射線１００は、放射線検出器１の半導体素子１０からカードホルダ３０及びカードホルダ３１に向かう方向に沿って入射して放射線検出器１に到達する。そして、放射線検出器１は、半導体素子１０の側面（つまり、図１の上方に面している面）に放射線１００が入射する。したがって、半導体素子１０の側面が放射線１００の入射面となっている。このように、半導体素子１０の側面を放射線１００の入射面とする放射線検出器１を、本実施の形態ではエッジオン型の放射線検出器１と称する。
【００２１】
なお、放射線検出器１は、特定の方向（例えば、放射線検出器１に向かう方向）に沿って入射してくる放射線１００が通過する複数の開口を有するコリメータ（例えば、マッチドコリメータ、ピンホールコリメータ等）を介して放射線１００を検出する複数の放射線検出器１が並べられて構成されるエッジオン型の放射線検出器用の放射線検出器１として構成することもできる。
【００２２】
具体的に、放射線検出器１は、放射線１００を検出可能な一対の半導体素子１０と、薄い基板２０と、一対の半導体素子１０の隣接部分にて基板２０を挟み込むことにより基板２０を支持するカードホルダ３０及びカードホルダ３１とを備える。そして、本実施の形態においては、一例として、一対の半導体素子１０が４組、基板２０を挟み込む位置において基板２０に固定される。すなわち、各組の一対の半導体素子１０は、基板２０の一方の面と他方の面とのそれぞれに基板２０を対称面として対称の位置に固定される。
【００２３】
また、基板２０はカードホルダ３０とカードホルダ３１とに挟み込まれて支持される。カードホルダ３０とカードホルダ３１とはそれぞれ同一形状を有して形成され、カードホルダ３０が有する溝付穴３４にカードホルダ３１が有する突起部３６が嵌め合うと共に、カードホルダ３１が有する溝付穴３４（図示しない）にカードホルダ３０が有する突起部３６（図示しない）が嵌め合うことにより基板２０を支持する。
【００２４】
また、板ばね等から構成される弾性部材３２は、複数の放射線検出器１を支持する放射線検出器立てに放射線検出器１が挿入された場合に、放射線検出器１を放射線検出器立てに押し付ける。なお、放射線検出器立てはカードエッジ部２９が挿入されるコネクタを有しており、放射線検出器１は、カードエッジ部２９がコネクタに挿入され、コネクタとパターン２９ａとが電気的に接続することにより外部の電気回路としての制御回路、外部からの電源線、グランド線等に電気的に接続される。
【００２５】
なお、放射線検出器１は、一対の半導体素子１０の基板２０の反対側に、各半導体素子１０の電極パターンと基板２０に設けられている複数の基板端子２２とのそれぞれを電気的に接続する配線パターンを有するフレキシブル基板を更に備えることができる（なお、半導体素子１０の電極パターン、フレキシブル基板、フレキシブル基板の配線パターンは図示しない）。フレキシブル基板は、一対の半導体素子１０の一方の半導体素子１０側、及び他方の半導体素子１０側の双方に設けることができる。例えば、４組の一対の半導体素子１０の一方の半導体素子１０側のそれぞれと、他方の半導体素子１０側のそれぞれとの双方に、フレキシブル基板をそれぞれ設けることができる。
【００２６】
（基板２０の詳細）
基板２０は、金属導体等の導電性材料からなる導電性薄膜（例えば、銅箔）が表面に形成された薄肉基板（例えば、ＦＲ４等のガラスエポキシ基板）を、ソルダーレジスト等の絶縁材料からなる絶縁層で挟んで可撓性を有して形成される。また、基板２０は、半導体素子１０の電極パターンに電気的に接続する配線パターン２００を有する。配線パターン２００の表面の一部の領域には導電性を有する第１接続部材としての銀ペースト５０が設けられ、半導体素子１０の電極パターンは銀ペースト５０を介して配線パターン２００に電気的に接続する。
【００２７】
また、半導体素子１０の電極パターンに電気的に接続する基板２０の配線パターンは、カードエッジ部２９のパターン２９ａに電気的に接続するように形成される。また、基板２０は、基板端子２２とカードエッジ部２９のパターン２９ａとを電気的に接続する配線パターンを有する。これにより、基板２０において、半導体素子１０の基板２０側の面の電極は、基板２０の配線パターンによりカードエッジ部２９のパターン２９ａに電気的に接続される。また、半導体素子１０の基板２０側の反対側の面の電極は、フレキシブル基板の配線パターンと、基板端子２２と、基板２０の配線パターンとを経由してカードエッジ部２９のパターン２９ａに電気的に接続される。ここで、例えば、半導体素子１０の基板２０側の電極をアノード電極とし、半導体素子１０の基板２０側の反対側の面の電極をカソード電極とする。この場合、アノード電極からの信号とカソード電極からの信号とはそれぞれ、カードエッジ部２９のパターン２９ａに導かれ、パターン２９ａを介して外部の電気回路へ出力される。
【００２８】
なお、基板２０は、一例として、幅広の方向、すなわち長手方向は４０ｍｍ程度の長さを有して形成される。そして、基板２０は、幅広の部分の端部から幅が狭くなっている部分の端部までの短手方向において、２０ｍｍ程度の長さを有して形成される。また、銀ペースト５０の代わりに低温で溶融するはんだを用いることもできる。更に、基板２０は放射線を検出することができない領域であるので、一対の半導体素子１０によって挟まれる基板２０の厚さ分の領域は不感領域となる。したがって、基板２０の厚さは薄いことが好ましい。基板２０は、０．４ｍｍ以下の厚さであることが好ましい。本実施の形態では、一例として、０．２ｍｍの厚さを有して形成される。なお、基板２０の厚さの下限は特に限定されないが、製造可能性の観点から、基板２０としてフレキシブル基板を用いることにより０．０４ｍｍまで薄くすることができる。
【００２９】
（半導体素子１０の詳細）
半導体素子１０は、略直方体状に形成され（つまり、平面視にて略四角状に形成され）、素子表面１０ｂと、素子表面１０ｂの反対側の面である素子表面１０ｃとのそれぞれに電極パターンが設けられる（図示しない）。放射線は各半導体素子１０の端部から入射して、カードエッジ部２９側に向かって半導体素子１０中を走行する。また、本実施の形態に係る半導体素子１０は、放射線が入射する面に垂直な一の面である素子表面１０ｃに複数の溝１０ａが設けられる。溝１０ａの幅は、一例として、０．２ｍｍである。なお、一例として、半導体素子１０の素子表面１０ｂの電極パターンをアノード電極、半導体素子１０の素子表面１０ｃの電極パターンをカソード電極とする。この場合、一例として、半導体素子１０のカソード電極に負の高電圧（例えば、−３００〜−８００Ｖ）を印加する。
【００３０】
そして、放射線が入射する半導体素子１０の面であって、各溝１０ａから、溝１０ａが設けられている面の反対側の面（つまり、素子表面１０ｃ）への仮想的な垂線により区切られる領域、及び当該仮想的な垂線と半導体素子１０の端部とで区切られる領域を、素子内ピクセル領域と称する。半導体素子１０が、（ｎ−１）個の溝１０ａを有すると共に、複数の溝１０ａ間、及び素子表面１０ｃにそれぞれ電極を有することにより、ｎ個の素子内ピクセル領域が構成される。複数の素子内ピクセル領域のそれぞれが、放射線を検出する１つの画素（ピクセル）に対応する。これにより、一の半導体素子１０は、複数の画素を有することになる。
【００３１】
一例として、１つの放射線検出器１が８つの半導体素子１０（４組の一対の半導体素子１０）を備え、１つの半導体素子１０がそれぞれ８つの素子内ピクセル領域を有する場合、１つの放射線検出器１は、６４ピクセルの解像度を有することになる。溝１０ａの数を増減させることにより、一の半導体素子１０のピクセル数を増減させることができる。なお、一例として、半導体素子１０の幅は１．２ｍｍ程度、長さは１１．２ｍｍ程度、高さは５ｍｍ程度である。
【００３２】
半導体素子１０を構成する材料としては、ＣｄＴｅを用いることができる。また、γ線等の放射線を検出できる限り、半導体素子１０はＣｄＴｅ素子に限られない。例えば、半導体素子１０として、ＣｄＺｎＴｅ（ＣＺＴ）素子、ＨｇＩ２素子等の化合物半導体素子を用いることもできる。
【００３３】
ここで、図２に示すように半導体素子１０は、半導体素子１０と基板２０との間に部分的に設けられ、半導体素子１０を基板２０に仮に固定させる複数の第２接続部材としてのＵＶ硬化樹脂４０を備える。具体的に、ＵＶ硬化樹脂４０は、半導体素子１０の四隅近傍のそれぞれに位置し、半導体素子１０と基板２０とを仮に固定している。本実施形態において「仮に固定」とは、半導体素子１０がＡｇペースト５０を介して基板２０に固定されており、ＵＶ硬化樹脂４０は、後述する放射線検出器１の製造工程において半導体素子１０を基板２０に一時的に固定することを目的として用いられていることを意味する。また、「四隅近傍」とは、基板２０の四隅から予め定められた距離だけ離れた位置であることを含む。なお、ＵＶ硬化樹脂４０の代わりにゴム又は粘土を用いることもできる。
【００３４】
なお、第２接続部材は、第１接続部材の接着力より弱い接着力を有することが好ましい。これにより、第１接続部材と第２接続部材の熱膨張差によって発生する応力によって第１接続部材の接着箇所にクラックが生じることを抑制できる。また、第２接続部材としてのＵＶ硬化樹脂は、紫外線を照射することにより短時間で硬化させることができるという利点と、基板２０に反りを発生させるような熱を加えることなく硬化させることができる利点とを有する。
【００３５】
（放射線検出器１の製造方法）
図３Ａ及び図３Ｂは、本発明の第１の実施の形態に係る放射線検出器の製造工程の一部を模式的に示す。
【００３６】
まず、表面及び裏面のそれぞれに複数の配線パターン２００と、複数の配線パターン２００それぞれの表面の一部の領域に設けられるＡｇペースト５０とを有する基板２０を準備する（図３Ａの（ａ）、基板準備工程）。なお、Ａｇペースト５０は、例えば、メタルマスク塗布、又はディスペンサ塗布により配線パターン２００の表面の一部の領域に塗布することができる。
【００３７】
次に、Ａｇペースト５０の接着力より弱い接着力を有するＵＶ硬化樹脂４０を、基板２０上の複数個所に部分的に塗布する（図３Ａの（ｂ）、塗布工程）。例えば、基板２０の表面及び裏面それぞれの半導体素子１０が固定されるべき領域であって、半導体素子１０の四隅近傍に対応する位置にＵＶ硬化樹脂４０を塗布する。ＵＶ硬化樹脂４０の塗布は、ディスペンサ塗布により実施することができる。
【００３８】
続いて、ＵＶ硬化樹脂４０を介して半導体素子１０を基板２０上に配置すると共にＵＶ硬化樹脂４０を硬化させる（図３Ｂの（ｃ）、仮固定工程）。
【００３９】
具体的に、第１の実施の形態では、基板２０の表面側及び裏面側のそれぞれに一対の半導体素子１０を対称に配置する。例えば、半導体素子１０の基板２０への配置は、自動マウント装置を用いて実施できる。まず、自動マウント装置が備えるコレット６０で半導体素子１０を吸着する。そして、コレット６０は、吸着した半導体素子１０を基板２０上の予め定められた位置に配置し、一定の力（例えば、５０〜１００ｇ）で半導体素子１０を基板２０側へ押しつける。第１の実施の形態では、基板２０を挟んで対称の位置において、一方のコレット６０が吸着している半導体素子１０と、他方のコレット６０が吸着している半導体素子１０とが基板２０に略同時に押しつけられる。これにより、一対の半導体素子１０が基板２０の表面及び裏面の予め定められた位置に配置される。
【００４０】
そして、半導体素子１０と基板２０とに挟まれた複数のＵＶ硬化樹脂４０それぞれに紫外線を照射することによりＵＶ硬化樹脂４０を硬化させ、一対の半導体素子１０のそれぞれを基板２０に一時的に固定する。続いて、固定した一対の半導体素子１０の隣に、新たに一対の半導体素子１０を配置すると共に一時的に基板２０に固定する（図３Ｂの（ｄ））。なお、基板２０の表面側及び裏面側のそれぞれに複数対の半導体素子１０を配置し、複数対の半導体素子１０を基板２０の対称の位置に実質的に同時に、かつ、一時的に固定することもできる。
【００４１】
次に、Ａｇペースト５０を硬化させ、配線パターン２００と半導体素子１０とを電気的に接続させる（硬化工程）。硬化工程は、例えば、高温槽内においてＡｇペースト５０を加熱することにより実施する。一例として、７５℃、２〜３．５時間程度の加熱により硬化するＡｇペースト５０を用いることができる。硬化工程後、フレキシブル基板、カードホルダ３０及びカードホルダ３１、弾性部材３２等を複数の半導体素子１０及び基板２０の定められた位置に取り付ける（組み立て工程）。これにより、第１の実施の形態に係る放射線検出器１が製造される。
【００４２】
（第１の実施の形態の効果）
本発明の第１の実施の形態に係る放射線検出器１の製造方法は、基板２０への半導体素子１０の固定において、まずＵＶ硬化樹脂４０で半導体素子１０を基板２０に仮に固定するので、硬化工程で基板２０に発生しうる反りをＡｇペースト５０が硬化するまで抑制することができる。また、ＵＶ硬化樹脂４０は、半導体素子１０の四隅近傍に設けられるので、基板２０に対する半導体素子１０の傾きを抑制することができる。これにより、第１の実施の形態に係る放射線検出器１の製造方法においては、半導体素子１０の電極パターンと基板２０の配線パターンとの電気的な断線を抑制でき、歩留りを向上させることができる。
【００４３】
また、第１の実施の形態においては、基板２０を挟み、基板２０の対称な位置で一対の半導体素子１０を基板２０の上下方向から押さえつけるので、基板２０に反りが存在している場合であっても、基板２０を平坦にすることができる。したがって、基板２０の反りを抑制することができるので、Ａｇペースト５０が硬化した後のＡｇペースト５０の厚さのばらつきを低減できる。これにより、半導体素子１０内に発生する応力分布差を低減できる。
【００４４】
また、本実施の形態においては、第２接続部材として、熱により硬化する接着剤を用いることができる。一対の半導体素子１０を基板２０の上下方向から押さえつけているため、第２接続部材を硬化する際に熱を加えても、基板２０の熱による反りを抑制できるからである。ただし、第２接続部材を硬化させる温度は、第１接続部材が硬化する温度よりも低くする。
【００４５】
また、自動マウント装置を用いる場合、±０．０２ｍｍの位置精度で半導体素子１０を基板２０に配置することができる。これにより、高精度で半導体素子１０を基板２０に配置することができると共に、配置スピードを向上させることができる
【００４６】
更に、Ａｇペースト５０が硬化するまでの間、ＵＶ硬化樹脂４０が半導体素子１０を基板２０に一時的に固定する仮固定部材として機能するので、半導体素子１０を基板２０の予め定められた位置に一時的に保持することができる。これにより、複数の半導体素子１０のそれぞれを基板２０の予め定められた位置に配置する複雑な冶具を要さないので、放射線検出器１の量産コストを低減できる。
【００４７】
また、ＵＶ硬化樹脂４０を短時間で硬化させることができるので、仮固定工程後の工程（例えば、硬化工程）において基板２０の反りに起因する半導体素子１０の基板２０の予め定められた位置からの位置ずれを抑制できる。更に、ＵＶ硬化樹脂４０としてＡｇペースト５０と同程度のヤング率（２０〜２００ＭＰａ）のＵＶ硬化樹脂４０を用いることにより、線膨張差によって半導体素子１０内に発生する応力を緩和することができる。
【００４８】
また、本実施の形態は、厚さが薄く、撓みやすく、反りが発生しやすい基板を用いる場合に、特に有効である。薄い基板、好ましくは０．４ｍｍ以下の厚さを有する薄い基板を用いることにより、不感領域を低減できる。
【００４９】
［第２の実施の形態］
図４Ａ及び図４Ｂは、本発明の第２の実施の形態に係る放射線検出器の製造工程の一部の模式的に示す。
【００５０】
第２の実施の形態に係る放射線検出器の製造方法は、第１の実施の形態に係る放射線検出器１の製造方法とは一部異なる点を除き、第１の実施の形態に係る放射線検出器１と略同一の製造方法である。したがって、相違点を除き詳細な説明は省略する。
【００５１】
まず、第１の実施の形態と同様に、基板準備工程、塗布工程を経ることにより、基板２０の表面及び裏面のそれぞれに複数の配線パターン２００が形成され、複数の配線パターン２００それぞれの表面の一部にＡｇペースト５０が設けられ、更に予め定められた位置にＵＶ硬化樹脂４０が設けられた基板２０を作製する。そして、第１の実施の形態と同様に、ＵＶ硬化樹脂４０を介して半導体素子１０を基板２０上に配置すると共にＵＶ硬化樹脂４０を硬化させる（図４Ａの（ａ））。
【００５２】
具体的に、第２の実施の形態においては、基板２０の表面又は裏面のいずれか一方に半導体素子１０を配置し、一時的に固定する。例えば、基板２０の表面側に半導体素子１０を一つずつ配置し、配置された半導体素子１０と基板２０とに挟まれたＵＶ硬化樹脂４０にＵＶ光を照射して当該半導体素子１０を一時的に固定する。そして、まず基板２０の表面側だけに複数の半導体素子１０を一時的に固定する（図４Ａの（ｂ））。
【００５３】
次に、基板２０の一方の面（例えば、表面）へ複数の半導体素子１０を一時的に固定した後、基板２０の他方の面（例えば、裏面）に半導体素子１０を配置し、一時的に固定する。例えば、基板２０の裏面側に半導体素子１０を一つずつ配置し、配置された半導体素子１０と基板２０とに挟まれたＵＶ硬化樹脂４０にＵＶ光を照射して当該半導体素子１０を一時的に固定する（図４Ｂの（ｃ））。そして、基板２０の裏面側に複数の半導体素子１０を一時的に固定する（図４Ｂの（ｄ））。
【００５４】
次に、硬化工程及び組み立て工程を経て、第２の実施の形態に係る放射線検出器１が製造される。
【００５５】
本実施の形態においては、基板２０に反りが発生しないように、仮固定工程で熱を加えないことが好ましい。例えば、第２接続部材としては、ＵＶ硬化樹脂の他に、常温（２０℃〜４０℃）で硬化する接着剤を用いることができる。
【００５６】
［第３の実施の形態］
図５は、本発明の第３の実施の形態に係る放射線検出器の製造工程の一部を模式的に示す。
【００５７】
第３の実施の形態に係る放射線検出器の製造方法は、第１の実施の形態に係る放射線検出器１の製造方法とは一部異なる点を除き、第１の実施の形態に係る放射線検出器１と略同一の製造方法である。したがって、相違点を除き詳細な説明は省略する。
【００５８】
まず、第１の実施の形態と同様に、基板準備工程、塗布工程を経ることにより、基板２０の表面及び裏面のそれぞれに複数の配線パターン２００が形成され、複数の配線パターン２００それぞれの表面の一部にＡｇペースト５０が設けられ、更に予め定められた位置にＵＶ硬化樹脂４０が設けられた基板２０を作製する。そして、第１の実施の形態と同様に、ＵＶ硬化樹脂４０を介して半導体素子１０を基板２０上に配置すると共にＵＶ硬化樹脂４０を硬化させる。
【００５９】
具体的に、第３の実施の形態においては、基板２０の表面又は裏面のいずれか一方に複数の半導体素子１０を配置し、一時的に固定する。例えば、基板２０の表面側であって、半導体素子１０を搭載すべき部分の全てのそれぞれに半導体素子１０を配置し、配置された半導体素子１０と基板２０とに挟まれたＵＶ硬化樹脂４０にＵＶ光を照射して複数の半導体素子１０それぞれを一時的に固定する（図５の（ａ））。
【００６０】
次に、基板２０の一方の面（例えば、表面）へ複数の半導体素子１０を一時的に固定した後、基板２０の他方の面（例えば、裏面）に半導体素子１０を配置し、一時的に固定する。例えば、基板２０の裏面側であって、半導体素子１０を搭載すべき部分の全てのそれぞれに半導体素子１０を配置し、配置された半導体素子１０と基板２０とに挟まれたＵＶ硬化樹脂４０にＵＶ光を照射して複数の半導体素子１０それぞれを一時的に固定する（図５の（ｂ））。
【００６１】
次に、硬化工程及び組み立て工程を経て、第３の実施の形態に係る放射線検出器１が製造される。
【００６２】
本実施の形態においては、基板２０に反りが発生しないように、仮固定工程で熱を加えないことが好ましい。例えば、第２接続部材としては、ＵＶ硬化樹脂の他に、常温（２０℃〜４０℃）で硬化する接着剤を用いることができる。
【００６３】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上記に記載した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。
【符号の説明】
【００６４】
１ 放射線検出器
１０ 半導体素子
１０ａ 溝
１０ｂ 素子表面
１０ｃ 素子表面
２０ 基板
２２ 基板端子
２９ カードエッジ部
２９ａ パターン
３０、３１ カードホルダ
３２ 弾性部材
３４ 溝付穴
３６ 突起部
４０ ＵＶ接着剤
５０ 銀ペースト
６０ コレット
１００ 放射線
２００ 配線パターン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線検出器の製造方法、及び放射線検出器に関する。特に、本発明は、γ線、Ｘ線等の放射線を検出する放射線検出器の製造方法、及び放射線検出器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、熱膨張係数が８．０×１０−６［１／℃］以上の基板と、基板上に配置された半導体検出素子とから構成される半導体検出部を備え、半導体検出素子が略平板状の半導体結晶体からなり、半導体結晶体の下面にＡｕからなる素子電極が設けられ、素子電極と配線基板に設けられたパッド電極とを半導体結晶のヤング率より小さいずれ弾性を有するバンプで固定する放射線検出器が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の放射線検出器は、半導体結晶体との間で熱膨張係数差が大きな配線基板でも半導体結晶体の検出特性の劣化を抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２１４１９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に係る放射線検出器は、基板に半導体検出素子を配置し、半導体検出素子を基板に固定する工程において基板の反り等に起因する放射線検出器の製造歩留りについて考慮していない。
【０００５】
したがって、本発明の目的は、製造工程において製品の歩留りを向上させることのできる放射線検出器の製造方法、及び放射線検出器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記目的を達成するため、配線パターンと、配線パターンの表面に設けられる第１接続部材とを有する基板を準備する基板準備工程と、第２接続部材を基板上に部分的に塗布する塗布工程と、第２接続部材を介して放射線を検出可能な半導体素子を基板上に配置し、第２接続部材を硬化させることにより半導体素子を基板に一時的に固定する仮固定工程とを備える放射線検出器の製造方法が提供される。
【０００７】
また、上記放射線検出器の製造方法においては、仮固定工程の後に、第１接続部材を硬化させ、配線パターンと半導体素子とを電気的に接続させる硬化工程を更に備えることもできる。
【０００８】
また、上記放射線検出器の製造方法においては、半導体素子が、平面視にて略四角形状を有し、塗布工程が、半導体素子の四隅近傍に対応する基板上の複数の位置に第２接続部材を塗布することもできる。
【０００９】
また、上記放射線検出器の製造方法においては、第１接続部材が、銀ペースト又ははんだであり、第２接続部材が、ＵＶ硬化樹脂であり、仮固定工程が、第２接続部材に紫外線を照射することにより第２接続部材を硬化させ、硬化工程が、第１接続部材を加熱することにより第１接続部材を硬化させることもできる。
【００１０】
また、上記放射線検出器の製造方法においては、基板準備工程が、一方の面及び他方の面のそれぞれに配線パターンと第１接続部材とを有する基板を準備し、塗布工程が、一方の面及び他方の面のそれぞれの複数個所に部分的に第２接続部材を塗布し、仮固定工程が、一方の面及び他方の面のそれぞれに複数の半導体素子を配置し、一方の面及び他方の面のそれぞれに複数の半導体素子それぞれを一時的に固定することもできる。
【００１１】
また、上記放射線検出器の製造方法においては、基板準備工程が、一方の面及び他方の面のそれぞれに配線パターンと第１接続部材とを有する基板を準備し、塗布工程が、一方の面及び他方の面のそれぞれの複数個所に部分的に第２接続部材を塗布し、仮固定工程が、一方の面に複数の半導体素子を配置し、配置した複数の半導体素子を一時的に固定した後、他方の面に複数の半導体素子を配置すると共に、他方の面に複数の半導体素子を一時的に固定することもできる。
【００１２】
また、本発明は、上記目的を達成するため、配線パターンと、配線パターンの表面に設けられる第１接続部材とを有する基板と、第１接続部材を介し配線パターンに電気的に接続され、放射線を検出可能な半導体素子と、半導体素子と基板との間に部分的に設けられ、半導体素子を基板に固定させる複数の第２接続部材とを備える放射線検出器が提供される。
【００１３】
また、上記放射線検出器は、第２接続部材が、第１接続部材の接着力より弱い接着力を有することが好ましい。
【００１４】
また、上記放射線検出器は、前記基板が、０．４ｍｍ以下の厚さを有していてもよい。
【００１５】
また、上記放射線検出器は、半導体素子が、平面視にて略四角状に形成され、第２接続部材が、半導体素子の四隅近傍に位置させてもよい。
【００１６】
また、上記放射線検出器は、第１接続部材が、銀ペースト又ははんだであり、第２接続部材が、ＵＶ硬化樹脂であってもよい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る放射線検出器の製造方法、及び放射線検出器によれば、製造工程において製品の歩留りを向上させることのできる放射線検出器の製造方法、及び放射線検出器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る放射線検出器の斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る放射線検出器の一部を放射線が入射する方向から見た場合における部分拡大図である。
【図３Ａ】本発明の第１の実施の形態に係る放射線検出器の製造工程の流れの一部の模式図である。
【図３Ｂ】本発明の第１の実施の形態に係る放射線検出器の製造工程の一部の模式図である。
【図４Ａ】本発明の第２の実施の形態に係る放射線検出器の製造工程の一部の模式図である。
【図４Ｂ】本発明の第２の実施の形態に係る放射線検出器の製造工程の一部の模式図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態に係る放射線検出器の製造工程の一部の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る放射線検出器の斜視図の概要を示す。図２は、本発明の第１の実施の形態に係る放射線検出器の一部を放射線が入射する方向から見た場合における部分拡大図の概要を示す。
【００２０】
（放射線検出器１の構成の概要）
本実施の形態に係る放射線検出器１は、カード形状を呈し、γ線、Ｘ線等の放射線を検出する放射線検出器である。図１において放射線１００は、紙面の上方から下方に沿って入射してくる。すなわち、放射線１００は、放射線検出器１の半導体素子１０からカードホルダ３０及びカードホルダ３１に向かう方向に沿って入射して放射線検出器１に到達する。そして、放射線検出器１は、半導体素子１０の側面（つまり、図１の上方に面している面）に放射線１００が入射する。したがって、半導体素子１０の側面が放射線１００の入射面となっている。このように、半導体素子１０の側面を放射線１００の入射面とする放射線検出器１を、本実施の形態ではエッジオン型の放射線検出器１と称する。
【００２１】
なお、放射線検出器１は、特定の方向（例えば、放射線検出器１に向かう方向）に沿って入射してくる放射線１００が通過する複数の開口を有するコリメータ（例えば、マッチドコリメータ、ピンホールコリメータ等）を介して放射線１００を検出する複数の放射線検出器１が並べられて構成されるエッジオン型の放射線検出器用の放射線検出器１として構成することもできる。
【００２２】
具体的に、放射線検出器１は、放射線１００を検出可能な一対の半導体素子１０と、薄い基板２０と、一対の半導体素子１０の隣接部分にて基板２０を挟み込むことにより基板２０を支持するカードホルダ３０及びカードホルダ３１とを備える。そして、本実施の形態においては、一例として、一対の半導体素子１０が４組、基板２０を挟み込む位置において基板２０に固定される。すなわち、各組の一対の半導体素子１０は、基板２０の一方の面と他方の面とのそれぞれに基板２０を対称面として対称の位置に固定される。
【００２３】
また、基板２０はカードホルダ３０とカードホルダ３１とに挟み込まれて支持される。カードホルダ３０とカードホルダ３１とはそれぞれ同一形状を有して形成され、カードホルダ３０が有する溝付穴３４にカードホルダ３１が有する突起部３６が嵌め合うと共に、カードホルダ３１が有する溝付穴３４（図示しない）にカードホルダ３０が有する突起部３６（図示しない）が嵌め合うことにより基板２０を支持する。
【００２４】
また、板ばね等から構成される弾性部材３２は、複数の放射線検出器１を支持する放射線検出器立てに放射線検出器１が挿入された場合に、放射線検出器１を放射線検出器立てに押し付ける。なお、放射線検出器立てはカードエッジ部２９が挿入されるコネクタを有しており、放射線検出器１は、カードエッジ部２９がコネクタに挿入され、コネクタとパターン２９ａとが電気的に接続することにより外部の電気回路としての制御回路、外部からの電源線、グランド線等に電気的に接続される。
【００２５】
なお、放射線検出器１は、一対の半導体素子１０の基板２０の反対側に、各半導体素子１０の電極パターンと基板２０に設けられている複数の基板端子２２とのそれぞれを電気的に接続する配線パターンを有するフレキシブル基板を更に備えることができる（なお、半導体素子１０の電極パターン、フレキシブル基板、フレキシブル基板の配線パターンは図示しない）。フレキシブル基板は、一対の半導体素子１０の一方の半導体素子１０側、及び他方の半導体素子１０側の双方に設けることができる。例えば、４組の一対の半導体素子１０の一方の半導体素子１０側のそれぞれと、他方の半導体素子１０側のそれぞれとの双方に、フレキシブル基板をそれぞれ設けることができる。
【００２６】
（基板２０の詳細）
基板２０は、金属導体等の導電性材料からなる導電性薄膜（例えば、銅箔）が表面に形成された薄肉基板（例えば、ＦＲ４等のガラスエポキシ基板）を、ソルダーレジスト等の絶縁材料からなる絶縁層で挟んで可撓性を有して形成される。また、基板２０は、半導体素子１０の電極パターンに電気的に接続する配線パターン２００を有する。配線パターン２００の表面の一部の領域には導電性を有する第１接続部材としての銀ペースト５０が設けられ、半導体素子１０の電極パターンは銀ペースト５０を介して配線パターン２００に電気的に接続する。
【００２７】
また、半導体素子１０の電極パターンに電気的に接続する基板２０の配線パターンは、カードエッジ部２９のパターン２９ａに電気的に接続するように形成される。また、基板２０は、基板端子２２とカードエッジ部２９のパターン２９ａとを電気的に接続する配線パターンを有する。これにより、基板２０において、半導体素子１０の基板２０側の面の電極は、基板２０の配線パターンによりカードエッジ部２９のパターン２９ａに電気的に接続される。また、半導体素子１０の基板２０側の反対側の面の電極は、フレキシブル基板の配線パターンと、基板端子２２と、基板２０の配線パターンとを経由してカードエッジ部２９のパターン２９ａに電気的に接続される。ここで、例えば、半導体素子１０の基板２０側の電極をアノード電極とし、半導体素子１０の基板２０側の反対側の面の電極をカソード電極とする。この場合、アノード電極からの信号とカソード電極からの信号とはそれぞれ、カードエッジ部２９のパターン２９ａに導かれ、パターン２９ａを介して外部の電気回路へ出力される。
【００２８】
なお、基板２０は、一例として、幅広の方向、すなわち長手方向は４０ｍｍ程度の長さを有して形成される。そして、基板２０は、幅広の部分の端部から幅が狭くなっている部分の端部までの短手方向において、２０ｍｍ程度の長さを有して形成される。また、銀ペースト５０の代わりに低温で溶融するはんだを用いることもできる。更に、基板２０は放射線を検出することができない領域であるので、一対の半導体素子１０によって挟まれる基板２０の厚さ分の領域は不感領域となる。したがって、基板２０の厚さは薄いことが好ましい。基板２０は、０．４ｍｍ以下の厚さであることが好ましい。本実施の形態では、一例として、０．２ｍｍの厚さを有して形成される。なお、基板２０の厚さの下限は特に限定されないが、製造可能性の観点から、基板２０としてフレキシブル基板を用いることにより０．０４ｍｍまで薄くすることができる。
【００２９】
（半導体素子１０の詳細）
半導体素子１０は、略直方体状に形成され（つまり、平面視にて略四角状に形成され）、素子表面１０ｂと、素子表面１０ｂの反対側の面である素子表面１０ｃとのそれぞれに電極パターンが設けられる（図示しない）。放射線は各半導体素子１０の端部から入射して、カードエッジ部２９側に向かって半導体素子１０中を走行する。また、本実施の形態に係る半導体素子１０は、放射線が入射する面に垂直な一の面である素子表面１０ｃに複数の溝１０ａが設けられる。溝１０ａの幅は、一例として、０．２ｍｍである。なお、一例として、半導体素子１０の素子表面１０ｂの電極パターンをアノード電極、半導体素子１０の素子表面１０ｃの電極パターンをカソード電極とする。この場合、一例として、半導体素子１０のカソード電極に負の高電圧（例えば、−３００〜−８００Ｖ）を印加する。
【００３０】
そして、放射線が入射する半導体素子１０の面であって、各溝１０ａから、溝１０ａが設けられている面の反対側の面（つまり、素子表面１０ｃ）への仮想的な垂線により区切られる領域、及び当該仮想的な垂線と半導体素子１０の端部とで区切られる領域を、素子内ピクセル領域と称する。半導体素子１０が、（ｎ−１）個の溝１０ａを有すると共に、複数の溝１０ａ間、及び素子表面１０ｃにそれぞれ電極を有することにより、ｎ個の素子内ピクセル領域が構成される。複数の素子内ピクセル領域のそれぞれが、放射線を検出する１つの画素（ピクセル）に対応する。これにより、一の半導体素子１０は、複数の画素を有することになる。
【００３１】
一例として、１つの放射線検出器１が８つの半導体素子１０（４組の一対の半導体素子１０）を備え、１つの半導体素子１０がそれぞれ８つの素子内ピクセル領域を有する場合、１つの放射線検出器１は、６４ピクセルの解像度を有することになる。溝１０ａの数を増減させることにより、一の半導体素子１０のピクセル数を増減させることができる。なお、一例として、半導体素子１０の幅は１．２ｍｍ程度、長さは１１．２ｍｍ程度、高さは５ｍｍ程度である。
【００３２】
半導体素子１０を構成する材料としては、ＣｄＴｅを用いることができる。また、γ線等の放射線を検出できる限り、半導体素子１０はＣｄＴｅ素子に限られない。例えば、半導体素子１０として、ＣｄＺｎＴｅ（ＣＺＴ）素子、ＨｇＩ２素子等の化合物半導体素子を用いることもできる。
【００３３】
ここで、図２に示すように半導体素子１０は、半導体素子１０と基板２０との間に部分的に設けられ、半導体素子１０を基板２０に仮に固定させる複数の第２接続部材としてのＵＶ硬化樹脂４０を備える。具体的に、ＵＶ硬化樹脂４０は、半導体素子１０の四隅近傍のそれぞれに位置し、半導体素子１０と基板２０とを仮に固定している。本実施形態において「仮に固定」とは、半導体素子１０がＡｇペースト５０を介して基板２０に固定されており、ＵＶ硬化樹脂４０は、後述する放射線検出器１の製造工程において半導体素子１０を基板２０に一時的に固定することを目的として用いられていることを意味する。また、「四隅近傍」とは、基板２０の四隅から予め定められた距離だけ離れた位置であることを含む。なお、ＵＶ硬化樹脂４０の代わりにゴム又は粘土を用いることもできる。
【００３４】
なお、第２接続部材は、第１接続部材の接着力より弱い接着力を有することが好ましい。これにより、第１接続部材と第２接続部材の熱膨張差によって発生する応力によって第１接続部材の接着箇所にクラックが生じることを抑制できる。また、第２接続部材としてのＵＶ硬化樹脂は、紫外線を照射することにより短時間で硬化させることができるという利点と、基板２０に反りを発生させるような熱を加えることなく硬化させることができる利点とを有する。
【００３５】
（放射線検出器１の製造方法）
図３Ａ及び図３Ｂは、本発明の第１の実施の形態に係る放射線検出器の製造工程の一部を模式的に示す。
【００３６】
まず、表面及び裏面のそれぞれに複数の配線パターン２００と、複数の配線パターン２００それぞれの表面の一部の領域に設けられるＡｇペースト５０とを有する基板２０を準備する（図３Ａの（ａ）、基板準備工程）。なお、Ａｇペースト５０は、例えば、メタルマスク塗布、又はディスペンサ塗布により配線パターン２００の表面の一部の領域に塗布することができる。
【００３７】
次に、Ａｇペースト５０の接着力より弱い接着力を有するＵＶ硬化樹脂４０を、基板２０上の複数個所に部分的に塗布する（図３Ａの（ｂ）、塗布工程）。例えば、基板２０の表面及び裏面それぞれの半導体素子１０が固定されるべき領域であって、半導体素子１０の四隅近傍に対応する位置にＵＶ硬化樹脂４０を塗布する。ＵＶ硬化樹脂４０の塗布は、ディスペンサ塗布により実施することができる。
【００３８】
続いて、ＵＶ硬化樹脂４０を介して半導体素子１０を基板２０上に配置すると共にＵＶ硬化樹脂４０を硬化させる（図３Ｂの（ｃ）、仮固定工程）。
【００３９】
具体的に、第１の実施の形態では、基板２０の表面側及び裏面側のそれぞれに一対の半導体素子１０を対称に配置する。例えば、半導体素子１０の基板２０への配置は、自動マウント装置を用いて実施できる。まず、自動マウント装置が備えるコレット６０で半導体素子１０を吸着する。そして、コレット６０は、吸着した半導体素子１０を基板２０上の予め定められた位置に配置し、一定の力（例えば、５０〜１００ｇ）で半導体素子１０を基板２０側へ押しつける。第１の実施の形態では、基板２０を挟んで対称の位置において、一方のコレット６０が吸着している半導体素子１０と、他方のコレット６０が吸着している半導体素子１０とが基板２０に略同時に押しつけられる。これにより、一対の半導体素子１０が基板２０の表面及び裏面の予め定められた位置に配置される。
【００４０】
そして、半導体素子１０と基板２０とに挟まれた複数のＵＶ硬化樹脂４０それぞれに紫外線を照射することによりＵＶ硬化樹脂４０を硬化させ、一対の半導体素子１０のそれぞれを基板２０に一時的に固定する。続いて、固定した一対の半導体素子１０の隣に、新たに一対の半導体素子１０を配置すると共に一時的に基板２０に固定する（図３Ｂの（ｄ））。なお、基板２０の表面側及び裏面側のそれぞれに複数対の半導体素子１０を配置し、複数対の半導体素子１０を基板２０の対称の位置に実質的に同時に、かつ、一時的に固定することもできる。
【００４１】
次に、Ａｇペースト５０を硬化させ、配線パターン２００と半導体素子１０とを電気的に接続させる（硬化工程）。硬化工程は、例えば、高温槽内においてＡｇペースト５０を加熱することにより実施する。一例として、７５℃、２〜３．５時間程度の加熱により硬化するＡｇペースト５０を用いることができる。硬化工程後、フレキシブル基板、カードホルダ３０及びカードホルダ３１、弾性部材３２等を複数の半導体素子１０及び基板２０の定められた位置に取り付ける（組み立て工程）。これにより、第１の実施の形態に係る放射線検出器１が製造される。
【００４２】
（第１の実施の形態の効果）
本発明の第１の実施の形態に係る放射線検出器１の製造方法は、基板２０への半導体素子１０の固定において、まずＵＶ硬化樹脂４０で半導体素子１０を基板２０に仮に固定するので、硬化工程で基板２０に発生しうる反りをＡｇペースト５０が硬化するまで抑制することができる。また、ＵＶ硬化樹脂４０は、半導体素子１０の四隅近傍に設けられるので、基板２０に対する半導体素子１０の傾きを抑制することができる。これにより、第１の実施の形態に係る放射線検出器１の製造方法においては、半導体素子１０の電極パターンと基板２０の配線パターンとの電気的な断線を抑制でき、歩留りを向上させることができる。
【００４３】
また、第１の実施の形態においては、基板２０を挟み、基板２０の対称な位置で一対の半導体素子１０を基板２０の上下方向から押さえつけるので、基板２０に反りが存在している場合であっても、基板２０を平坦にすることができる。したがって、基板２０の反りを抑制することができるので、Ａｇペースト５０が硬化した後のＡｇペースト５０の厚さのばらつきを低減できる。これにより、半導体素子１０内に発生する応力分布差を低減できる。
【００４４】
また、本実施の形態においては、第２接続部材として、熱により硬化する接着剤を用いることができる。一対の半導体素子１０を基板２０の上下方向から押さえつけているため、第２接続部材を硬化する際に熱を加えても、基板２０の熱による反りを抑制できるからである。ただし、第２接続部材を硬化させる温度は、第１接続部材が硬化する温度よりも低くする。
【００４５】
また、自動マウント装置を用いる場合、±０．０２ｍｍの位置精度で半導体素子１０を基板２０に配置することができる。これにより、高精度で半導体素子１０を基板２０に配置することができると共に、配置スピードを向上させることができる
【００４６】
更に、Ａｇペースト５０が硬化するまでの間、ＵＶ硬化樹脂４０が半導体素子１０を基板２０に一時的に固定する仮固定部材として機能するので、半導体素子１０を基板２０の予め定められた位置に一時的に保持することができる。これにより、複数の半導体素子１０のそれぞれを基板２０の予め定められた位置に配置する複雑な冶具を要さないので、放射線検出器１の量産コストを低減できる。
【００４７】
また、ＵＶ硬化樹脂４０を短時間で硬化させることができるので、仮固定工程後の工程（例えば、硬化工程）において基板２０の反りに起因する半導体素子１０の基板２０の予め定められた位置からの位置ずれを抑制できる。更に、ＵＶ硬化樹脂４０としてＡｇペースト５０と同程度のヤング率（２０〜２００ＭＰａ）のＵＶ硬化樹脂４０を用いることにより、線膨張差によって半導体素子１０内に発生する応力を緩和することができる。
【００４８】
また、本実施の形態は、厚さが薄く、撓みやすく、反りが発生しやすい基板を用いる場合に、特に有効である。薄い基板、好ましくは０．４ｍｍ以下の厚さを有する薄い基板を用いることにより、不感領域を低減できる。
【００４９】
［第２の実施の形態］
図４Ａ及び図４Ｂは、本発明の第２の実施の形態に係る放射線検出器の製造工程の一部の模式的に示す。
【００５０】
第２の実施の形態に係る放射線検出器の製造方法は、第１の実施の形態に係る放射線検出器１の製造方法とは一部異なる点を除き、第１の実施の形態に係る放射線検出器１と略同一の製造方法である。したがって、相違点を除き詳細な説明は省略する。
【００５１】
まず、第１の実施の形態と同様に、基板準備工程、塗布工程を経ることにより、基板２０の表面及び裏面のそれぞれに複数の配線パターン２００が形成され、複数の配線パターン２００それぞれの表面の一部にＡｇペースト５０が設けられ、更に予め定められた位置にＵＶ硬化樹脂４０が設けられた基板２０を作製する。そして、第１の実施の形態と同様に、ＵＶ硬化樹脂４０を介して半導体素子１０を基板２０上に配置すると共にＵＶ硬化樹脂４０を硬化させる（図４Ａの（ａ））。
【００５２】
具体的に、第２の実施の形態においては、基板２０の表面又は裏面のいずれか一方に半導体素子１０を配置し、一時的に固定する。例えば、基板２０の表面側に半導体素子１０を一つずつ配置し、配置された半導体素子１０と基板２０とに挟まれたＵＶ硬化樹脂４０にＵＶ光を照射して当該半導体素子１０を一時的に固定する。そして、まず基板２０の表面側だけに複数の半導体素子１０を一時的に固定する（図４Ａの（ｂ））。
【００５３】
次に、基板２０の一方の面（例えば、表面）へ複数の半導体素子１０を一時的に固定した後、基板２０の他方の面（例えば、裏面）に半導体素子１０を配置し、一時的に固定する。例えば、基板２０の裏面側に半導体素子１０を一つずつ配置し、配置された半導体素子１０と基板２０とに挟まれたＵＶ硬化樹脂４０にＵＶ光を照射して当該半導体素子１０を一時的に固定する（図４Ｂの（ｃ））。そして、基板２０の裏面側に複数の半導体素子１０を一時的に固定する（図４Ｂの（ｄ））。
【００５４】
次に、硬化工程及び組み立て工程を経て、第２の実施の形態に係る放射線検出器１が製造される。
【００５５】
本実施の形態においては、基板２０に反りが発生しないように、仮固定工程で熱を加えないことが好ましい。例えば、第２接続部材としては、ＵＶ硬化樹脂の他に、常温（２０℃〜４０℃）で硬化する接着剤を用いることができる。
【００５６】
［第３の実施の形態］
図５は、本発明の第３の実施の形態に係る放射線検出器の製造工程の一部を模式的に示す。
【００５７】
第３の実施の形態に係る放射線検出器の製造方法は、第１の実施の形態に係る放射線検出器１の製造方法とは一部異なる点を除き、第１の実施の形態に係る放射線検出器１と略同一の製造方法である。したがって、相違点を除き詳細な説明は省略する。
【００５８】
まず、第１の実施の形態と同様に、基板準備工程、塗布工程を経ることにより、基板２０の表面及び裏面のそれぞれに複数の配線パターン２００が形成され、複数の配線パターン２００それぞれの表面の一部にＡｇペースト５０が設けられ、更に予め定められた位置にＵＶ硬化樹脂４０が設けられた基板２０を作製する。そして、第１の実施の形態と同様に、ＵＶ硬化樹脂４０を介して半導体素子１０を基板２０上に配置すると共にＵＶ硬化樹脂４０を硬化させる。
【００５９】
具体的に、第３の実施の形態においては、基板２０の表面又は裏面のいずれか一方に複数の半導体素子１０を配置し、一時的に固定する。例えば、基板２０の表面側であって、半導体素子１０を搭載すべき部分の全てのそれぞれに半導体素子１０を配置し、配置された半導体素子１０と基板２０とに挟まれたＵＶ硬化樹脂４０にＵＶ光を照射して複数の半導体素子１０それぞれを一時的に固定する（図５の（ａ））。
【００６０】
次に、基板２０の一方の面（例えば、表面）へ複数の半導体素子１０を一時的に固定した後、基板２０の他方の面（例えば、裏面）に半導体素子１０を配置し、一時的に固定する。例えば、基板２０の裏面側であって、半導体素子１０を搭載すべき部分の全てのそれぞれに半導体素子１０を配置し、配置された半導体素子１０と基板２０とに挟まれたＵＶ硬化樹脂４０にＵＶ光を照射して複数の半導体素子１０それぞれを一時的に固定する（図５の（ｂ））。
【００６１】
次に、硬化工程及び組み立て工程を経て、第３の実施の形態に係る放射線検出器１が製造される。
【００６２】
本実施の形態においては、基板２０に反りが発生しないように、仮固定工程で熱を加えないことが好ましい。例えば、第２接続部材としては、ＵＶ硬化樹脂の他に、常温（２０℃〜４０℃）で硬化する接着剤を用いることができる。
【００６３】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上記に記載した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。
【符号の説明】
【００６４】
１ 放射線検出器
１０ 半導体素子
１０ａ 溝
１０ｂ 素子表面
１０ｃ 素子表面
２０ 基板
２２ 基板端子
２９ カードエッジ部
２９ａ パターン
３０、３１ カードホルダ
３２ 弾性部材
３４ 溝付穴
３６ 突起部
４０ ＵＶ接着剤
５０ 銀ペースト
６０ コレット
１００ 放射線
２００ 配線パターン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配線パターンと、前記配線パターンの表面に設けられる第１接続部材とを有する基板を準備する基板準備工程と、
第２接続部材を前記基板上に部分的に塗布する塗布工程と、
前記第２接続部材を介して放射線を検出可能な半導体素子を前記基板上に配置し、前記第２接続部材を硬化させることにより前記半導体素子を前記基板に一時的に固定する仮固定工程と
を備える放射線検出器の製造方法。
【請求項２】
前記仮固定工程の後に、前記第１接続部材を硬化させ、前記配線パターンと前記半導体素子とを電気的に接続させる硬化工程
を更に備える請求項１に記載の放射線検出器の製造方法。
【請求項３】
前記半導体素子が、平面視にて略四角形状を有し、
前記塗布工程が、前記半導体素子の四隅近傍に対応する前記基板上の複数の位置に前記第２接続部材を塗布する請求項２に記載の放射線検出器の製造方法。
【請求項４】
前記第１接続部材が、銀ペースト又は半田であり、
前記第２接続部材が、ＵＶ硬化樹脂であり、
前記仮固定工程が、前記第２接続部材に紫外線を照射することにより前記第２接続部材を硬化させ、
前記硬化工程が、前記第１接続部材を加熱することにより前記第１接続部材を硬化させる請求項３に記載の放射線検出器の製造方法。
【請求項５】
前記基板準備工程が、一方の面及び他方の面のそれぞれに前記配線パターンと前記第１接続部材とを有する前記基板を準備し、
前記塗布工程が、前記一方の面及び前記他方の面のそれぞれの複数個所に部分的に前記第２接続部材を塗布し、
前記仮固定工程が、前記一方の面及び前記他方の面のそれぞれに複数の前記半導体素子を配置し、前記一方の面及び前記他方の面のそれぞれに複数の前記半導体素子それぞれを一時的に固定する請求項１に記載の放射線検出器の製造方法。
【請求項６】
前記基板準備工程が、一方の面及び他方の面のそれぞれに前記配線パターンと前記第１接続部材とを有する前記基板を準備し、
前記塗布工程が、前記一方の面及び前記他方の面のそれぞれの複数個所に部分的に前記第２接続部材を塗布し、
前記仮固定工程が、前記一方の面に複数の前記半導体素子を配置し、配置した複数の前記半導体素子を一時的に固定した後、前記他方の面に複数の前記半導体素子を配置すると共に、前記他方の面に複数の前記半導体素子を一時的に固定する請求項１に記載の放射線検出器の製造方法。
【請求項７】
配線パターンと、前記配線パターンの表面に設けられる第１接続部材とを有する基板と、
前記第１接続部材を介し前記配線パターンに電気的に接続され、放射線を検出可能な半導体素子と、
前記半導体素子と前記基板との間に部分的に設けられ、前記半導体素子を前記基板に固定させる複数の第２接続部材と
を備える放射線検出器。
【請求項８】
前記第２接続部材が、前記第１接続部材の接着力より弱い接着力を有する請求項７に記載の放射線検出器。
【請求項９】
前記基板が、０．４ｍｍ以下の厚さを有する請求項８に記載の放射線検出器。
【請求項１０】
前記半導体素子が、平面視にて略四角状に形成され、
前記第２接続部材が、前記半導体素子の四隅近傍に位置する請求項９に記載の放射線検出器。
【請求項１１】
前記第１接続部材が、銀ペースト又ははんだであり、
前記第２接続部材が、ＵＶ硬化樹脂である請求項１０に記載の放射線検出器。
【請求項１】
配線パターンと、前記配線パターンの表面に設けられる第１接続部材とを有する基板を準備する基板準備工程と、
第２接続部材を前記基板上に部分的に塗布する塗布工程と、
前記第２接続部材を介して放射線を検出可能な半導体素子を前記基板上に配置し、前記第２接続部材を硬化させることにより前記半導体素子を前記基板に一時的に固定する仮固定工程と
を備える放射線検出器の製造方法。
【請求項２】
前記仮固定工程の後に、前記第１接続部材を硬化させ、前記配線パターンと前記半導体素子とを電気的に接続させる硬化工程
を更に備える請求項１に記載の放射線検出器の製造方法。
【請求項３】
前記半導体素子が、平面視にて略四角形状を有し、
前記塗布工程が、前記半導体素子の四隅近傍に対応する前記基板上の複数の位置に前記第２接続部材を塗布する請求項２に記載の放射線検出器の製造方法。
【請求項４】
前記第１接続部材が、銀ペースト又は半田であり、
前記第２接続部材が、ＵＶ硬化樹脂であり、
前記仮固定工程が、前記第２接続部材に紫外線を照射することにより前記第２接続部材を硬化させ、
前記硬化工程が、前記第１接続部材を加熱することにより前記第１接続部材を硬化させる請求項３に記載の放射線検出器の製造方法。
【請求項５】
前記基板準備工程が、一方の面及び他方の面のそれぞれに前記配線パターンと前記第１接続部材とを有する前記基板を準備し、
前記塗布工程が、前記一方の面及び前記他方の面のそれぞれの複数個所に部分的に前記第２接続部材を塗布し、
前記仮固定工程が、前記一方の面及び前記他方の面のそれぞれに複数の前記半導体素子を配置し、前記一方の面及び前記他方の面のそれぞれに複数の前記半導体素子それぞれを一時的に固定する請求項１に記載の放射線検出器の製造方法。
【請求項６】
前記基板準備工程が、一方の面及び他方の面のそれぞれに前記配線パターンと前記第１接続部材とを有する前記基板を準備し、
前記塗布工程が、前記一方の面及び前記他方の面のそれぞれの複数個所に部分的に前記第２接続部材を塗布し、
前記仮固定工程が、前記一方の面に複数の前記半導体素子を配置し、配置した複数の前記半導体素子を一時的に固定した後、前記他方の面に複数の前記半導体素子を配置すると共に、前記他方の面に複数の前記半導体素子を一時的に固定する請求項１に記載の放射線検出器の製造方法。
【請求項７】
配線パターンと、前記配線パターンの表面に設けられる第１接続部材とを有する基板と、
前記第１接続部材を介し前記配線パターンに電気的に接続され、放射線を検出可能な半導体素子と、
前記半導体素子と前記基板との間に部分的に設けられ、前記半導体素子を前記基板に固定させる複数の第２接続部材と
を備える放射線検出器。
【請求項８】
前記第２接続部材が、前記第１接続部材の接着力より弱い接着力を有する請求項７に記載の放射線検出器。
【請求項９】
前記基板が、０．４ｍｍ以下の厚さを有する請求項８に記載の放射線検出器。
【請求項１０】
前記半導体素子が、平面視にて略四角状に形成され、
前記第２接続部材が、前記半導体素子の四隅近傍に位置する請求項９に記載の放射線検出器。
【請求項１１】
前記第１接続部材が、銀ペースト又ははんだであり、
前記第２接続部材が、ＵＶ硬化樹脂である請求項１０に記載の放射線検出器。
【図１】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−７９２６（Ｐ２０１２−７９２６Ａ）
【公開日】平成２４年１月１２日（２０１２．１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１４２３８７（Ｐ２０１０−１４２３８７）
【出願日】平成２２年６月２３日（２０１０．６．２３）
【出願人】（５０９１８９４４４）日立コンシューマエレクトロニクス株式会社 (998)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月１２日（２０１２．１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月２３日（２０１０．６．２３）
【出願人】（５０９１８９４４４）日立コンシューマエレクトロニクス株式会社 (998)
【Ｆターム（参考）】
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