放射線検出器
【課題】半導体素子の特性の劣化を抑制する放射線検出器を提供する。
【解決手段】実施の形態に係る放射線検出器１は、放射線６を検出可能な半導体素子としてのＣｄＴｅ素子１０と、ＣｄＴｅ素子１０が設置される搭載領域２１、及び搭載領域２１に設置されるＣｄＴｅ素子１０の輪郭に対応する領域を切り欠いて形成された切り欠き部２１ａと、を有する放射線検出用基板としての基板２０を備える。
【解決手段】実施の形態に係る放射線検出器１は、放射線６を検出可能な半導体素子としてのＣｄＴｅ素子１０と、ＣｄＴｅ素子１０が設置される搭載領域２１、及び搭載領域２１に設置されるＣｄＴｅ素子１０の輪郭に対応する領域を切り欠いて形成された切り欠き部２１ａと、を有する放射線検出用基板としての基板２０を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線検出器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の半導体放射線検出器として、基板の表面側にブロック状に形成された４つの半導体素子がほぼ隙間なく、２行２列のマトリックス状に設けられた半導体放射線検出器が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載の半導体放射線検出器は、複数の半導体素子を隙間なく並べることで、分解能を向上させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２６４１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に係る半導体放射線検出器は、半導体素子を基板に接着することによる残留応力に起因する基板の反り、及び組み立て時の外力による半導体素子の損傷を考慮していないので、半導体素子の特性が劣化する場合がある。
【０００６】
したがって、本発明の目的は、半導体素子の特性の劣化を抑制する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】
【０００７】
本発明は、上記目的を達成するため、放射線を検出可能な半導体素子と、半導体素子が設置される搭載領域、及び搭載領域に設置される半導体素子の輪郭に対応する領域を切り欠いて形成された切り欠き部を有する放射線検出用基板と、を備える放射線検出器が提供される。
【０００８】
また、上記切り欠き部が、半導体素子の角部分に対応する領域に形成されることが好ましい。
【０００９】
また、上記切り欠き部が、半導体素子の辺部分に対応する領域に形成されることが好ましい。
【００１０】
また、上記半導体素子と電気的に接続する複数の素子接続部を有し、上記切り欠き部が、素子接続部間を切り欠いて形成されることが好ましい。
【００１１】
また、放射線検出用基板の角部分に対応する切り欠き部が、他の切り欠き部よりも大きく形成されることが好ましい。
【００１２】
また、上記放射線検出用基板が、０．４ｍｍ以下の厚さを有することが好ましい。
【００１３】
また、半導体素子の隣接部分にて放射線検出用基板を支持する支持部材を備える放射線検出器が提供される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る放射線検出器によれば、半導体素子の特性の劣化を抑制する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】
【００１５】
【図１】図１は、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】図２は、第１の実施の形態に係る基板の正面図である。
【図３】図３（ａ）は、第１の実施の形態に係る基板の輪郭領域近傍の拡大図であり、（ｂ）は、基板の角部近傍の拡大図である。
【図４】図４は、第１の実施の形態に係る基板とＣｄＴｅ素子との位置関係を示す斜視図である。
【図５】図５は、第１の実施の形態に係る基板にＣｄＴｅ素子を搭載した状態の一部分を上面から示した模式的な拡大図である。
【図６】図６は、第１の実施の形態に係る放射線検出器上にコリメータを備えた付けた場合の模式的な断面の部分的な拡大図である。
【図７】図７は、第２の実施の形態に係る基板の正面図である。
【図８】図８は、第２の実施の形態に係る基板の輪郭領域近傍の拡大図である。
【図９】図９は、第３の実施の形態に係る基板の正面図である。
【図１０】図１０は、第３の実施の形態に係る基板の角部近傍の拡大図である。
【図１１】図１１は、第３の実施の形態に係る基板とＣｄＴｅ素子の位置関係を示す斜視図である。
【図１２】図１２は、第４の実施の形態に係る基板の正面図である。
【図１３】図１３は、第４の実施の形態に係る基板とＣｄＴｅ素子の位置関係を示す斜視図である。
【図１４】図１４（ａ）及び（ｂ）は、変形例に係る基板の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
［実施の形態の要約］
実施の形態に係る放射線検出器は、放射線を検出可能な半導体素子と、半導体素子が設置される搭載領域、及び搭載領域に設置される半導体素子の輪郭に対応する領域を切り欠いて形成された切り欠き部を有する放射線検出用基板と、を備える。
【００１７】
［第１の実施の形態］
（放射線検出器１の構成の概要）
図１は、第１の実施の形態に係る放射線検出器の斜視図である。
【００１８】
本実施の形態に係る放射線検出器１は、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６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６は、放射線検出器１の半導体素子としてのＣｄＴｅ素子１０からカードホルダ３１に向かう方向に沿って伝搬して放射線検出器１に入射する。そして、放射線検出器１は、ＣｄＴｅ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６が入射する。したがって、ＣｄＴｅ素子１０の側面が放射線６の入射面となっている。このように、半導体素子の側面を放射線６の入射面とする放射線検出器を、エッジオン型の放射線検出器と称する。なお、放射線検出器１は、特定の方向（例えば、被検体から放射線検出器１に向かう方向）に沿って入射してくる放射線６が通過する複数の開口を有する後述するコリメータを介して放射線６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装置用の放射線検出器１として構成することができる。また、本実施の形態に係る放射線検出器１は、カード型の形状を呈する。
【００１９】
なお、本実施の形態に係る放射線検出器１は、コリメータを備えることができる。また、放射線検出器１は、コリメータを備えずに用いることもできる。コリメータを用いる場合、多孔平行コリメータ、ピンホールコリメータ等を用いることができる。本実施の形態では、一例として、多孔平行コリメータを用いることとし、その詳細については、後述する。
【００２０】
また、詳細は後述するが、放射線検出用基板としての基板２０は支持部材としてのカードホルダ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が嵌め合わされると共に、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）が嵌め合わされることにより基板２０を支持する。
【００２１】
また、弾性部材実装部３２及び凹部３２ａ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て固定する弾性部材が設けられる部分である。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。
【００２２】
図１を参照すると、放射線検出器１は、一対のＣｄＴｅ素子１０の基板２０の反対側に、各ＣｄＴｅ素子１０の電極パターンと基板２０に設けられた複数の基板端子２２とのそれぞれを電気的に接続する配線パターン（ＣｄＴｅ素子１０の基板２０の反対側の素子表面１０ａの電極パターン、及びフレキシブル基板４０のＣｄＴｅ素子１０側の配線パターンは図示しない）を有するフレキシブル基板４０を更に備える。
【００２３】
フレキシブル基板４０は、一対のＣｄＴｅ素子１０の一方のＣｄＴｅ素子１０側、及び他方のＣｄＴｅ素子１０側の双方に設けられる（本実施の形態においては、４組の一対のＣｄＴｅ素子１０の一方のＣｄＴｅ素子１０側のそれぞれと、他方のＣｄＴｅ素子１０側のそれぞれとの双方に、フレキシブル基板４０がそれぞれ設けられる）。そして、フレキシブル基板４０の複数の配線パターンの一端はそれぞれ、基板端子２２に電気的に接続する。
【００２４】
（基板２０の詳細）
図２は、第１の実施の形態に係る基板の正面図である。図３（ａ）は、第１の実施の形態に係る基板の輪郭領域近傍の拡大図であり、（ｂ）は、基板の角部近傍の拡大図である。図４は、第１の実施の形態に係る基板とＣｄＴｅ素子との位置関係を示す斜視図である。
【００２５】
本実施の形態に係る基板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２０ｃで挟んで形成される。
【００２６】
また、基板２０は、図１及び図２に示すように、ＣｄＴｅ素子１０が設置される搭載領域２１、及び搭載領域２１に設置されるＣｄＴｅ素子１０の輪郭に対応する領域の一部を切り欠いて形成された切り欠き部２１ａを備えている。
【００２７】
搭載領域２１は、基板２０のカードエッジ部２９が設けられる側の反対側の辺近傍に位置する。本実施の形態における搭載領域２１は、基板２０の両面に設けられ、各搭載領域２１に、一例として、４つのＣｄＴｅ素子１０が搭載される。
【００２８】
切り欠き部２１ａは、図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、ＣｄＴｅ素子１０の角部分に対応する領域である角部２００に形成される。この角部２００は、図２の紙面において基板２０の上端部の両側にあたる。
【００２９】
図３（ａ）に点線で示す輪郭領域１００ａは、搭載領域２１に設置されるＣｄＴｅ素子１０の輪郭に対応する領域である。切り欠き部２１ａは、図３（ｂ）に示すように、この輪郭領域１００ａの４つの角部分１００ｂのうち、基板２０の角部２００に対応する角部分１００ｂに基づいて形成される。切り欠き部２１ａは、例えば、略１／４円形状となるように形成される。切り欠き部２１ａは、基板２０の正面視にて、この略１／４円内にＣｄＴｅ素子１０の角部が見えるように形成される。
【００３０】
この輪郭領域１００ａは、例えば、複数の素子接続部２０ａと、素子接続部２０ａ間の領域である複数の間隙領域２０ｂとを含んでいる。
【００３１】
素子接続部２０ａは、例えば、導電性を有する金属材料を用いて形成される。また、素子接続部２０ａは、基板２０の正面視にて長手方向が基板２０の短手方向に沿った略長方形状を有する。そして、素子接続部２０ａは、一例として、幅Ｗ１が０．６ｍｍである。間隙領域２０ｂは、一例として、幅Ｗ２が０．８ｍｍである。
【００３２】
また、図４に示す隣り合うＣｄＴｅ素子１０の間隔Ｗ３は、一例として、０．１ｍｍである。
【００３３】
図５は、第１の実施の形態に係る基板にＣｄＴｅ素子を搭載した状態の一部分を上面から示した模式的な拡大図である。
【００３４】
本実施の形態においては、基板２０の一方の面と他方の面とのそれぞれに複数のＣｄＴｅ素子１０が搭載される。各ＣｄＴｅ素子１０は、図５に示すように、フレキシブル基板４０の配線パターンに接続する電極パターン（図示しない）を素子表面１０ａに有すると共に、複数の溝部１０ｃを基板２０側の素子表面１０ｂに有する。また、ＣｄＴｅ素子１０はそれぞれ、複数の溝部１０ｃの間の素子表面１０ｂに、基板２０の素子接続部２０ａに接続する電極パターンを有する（図示しない）。
【００３５】
また、一のＣｄＴｅ素子１０の複数の溝部１０ｃは、素子表面１０ｂに略等間隔で設けられる。一例として、一のＣｄＴｅ素子１０は、７つの溝部１０ｃを有する。ＣｄＴｅ素子１０は、溝部１０ｃが基板２０の間隙領域２０ｂと対向するように設置される。
【００３６】
溝部１０ｃで分けられるＣｄＴｅ素子１０の部分のそれぞれが、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ＣｄＴｅ素子１０は、複数の画素を有することになる。そして、１つの放射線検出器１が８つのＣｄＴｅ素子１０（４組の一対のＣｄＴｅ素子１０）を備え、１つのＣｄＴｅ素子１０がそれぞれ８つのピクセルを有する場合、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。溝部１０ｃの数を増減させることにより、一のＣｄＴｅ素子１０のピクセル数を増減させることができる。よって素子接続部２０ａは、１つのピクセルごとに形成されるので、図２に示すように、基板２０の片面に３２個の素子接続部２０ａが形成されることになる。
【００３７】
ＣｄＴｅ素子１０は、図５に示すように、基板２０の素子接続部２０ａに導電性接着剤５０によって固定される。ここで、本実施の形態においては、一方のＣｄＴｅ素子１０の一のピクセル部分と、この一のピクセル部分に基板２０を対称面として対称の位置に設けられる他方のＣｄＴｅ素子１０の一のピクセル部分とは、導電性接着剤５０ａと導電性接着剤５０ｂとで基板２０に固定される。
【００３８】
ここで、基板２０は、ＣｄＴｅ素子１０が導電性接着剤５０により固定されるとき、接着による残留応力等で反りが生じることがある。この反りにより、仮に切り欠き部２１ａがない場合、例えば、基板２０がＣｄＴｅ素子１０に接触することがある。この場合、ＣｄＴｅ素子１０にストレス、欠け等が発生し、放射線検出器１の放射線検出特性が低下する。しかし、基板２０には、切り欠き部２１ａが形成されているので、反りが生じてもＣｄＴｅ素子１０と基板２０との接触が防止される。
【００３９】
溝部１０ｃの幅Ｔ３は、一例として、０．２ｍｍである。そして、ＣｄＴｅ素子１０の厚さＴ２は、一例として、１．２ｍｍである。更に、図５を参照すると、一のピクセルの幅もＣｄＴｅ素子１０の厚さＴ２に等しい幅Ｔ２を有して形成される。したがって、一のピクセルは、上面視にて一の隅部が溝部１０ｃで欠けた略正方形状を有する。また、本実施の形態においては、複数のＣｄＴｅ素子１０それぞれの溝部１０ｃの幅を、例えば、コリメータの開口径又は複数の開口を隔てる壁の厚さに応じて決定できる。以下に、基板２０の厚さについて説明する。
【００４０】
図６は、第１の実施の形態に係る放射線検出器上にコリメータを備えた付けた場合の模式的な断面の部分的な拡大図である。
【００４１】
基板２０は、コリメータ７の複数の開口７１を隔てる壁部７０と同程度又は当該壁部７０の厚さｄ２以下の厚さＴ１を有する。一例として、図６に示すように、コリメータ７の複数の開口７１は略四角形状に形成される。そして、複数の開口７１の開口径ｄ１のサイズは一辺が１．２ｍｍに形成され、各開口７１が１．４ｍｍピッチでマトリックス状に並べられて形成される。したがって、コリメータ７において、一の開口７１と、この一の開口７１に隣接する他の開口７１とを隔てる壁部７０の厚さｄ２が０．２ｍｍである。
【００４２】
また、コリメータ７は、複数の放射線検出器１を覆うように設けられる。そして、コリメータ７を用いる場合において、コリメータ７の複数の開口７１それぞれの位置と、ＣｄＴｅ素子１０の複数のピクセルそれぞれの位置とを対応させることが要求される。この対応関係がずれた場合、ピクセルの位置にコリメータ７の複数の開口７１を隔てる壁部７０（「隔壁」、「セプタ」という場合もある）が位置することになる。この場合、ピクセル上に壁部７０が位置するので、このピクセルにおいて放射線を適切に検出することはできない。
【００４３】
したがって、コリメータ７の壁部７０にＣｄＴｅ素子１０のピクセル部分が覆われることを防止すべく、複数の放射線検出器１間の間隔を狭めることにより、複数の放射線検出器１のコリメータ７に対する高い位置精度を実現することが要求される。なお、コリメータ７の複数の開口７１の開口径ｄ１を小さくして分解能を向上させる場合には、更に高い位置精度が要求される。
【００４４】
本実施の形態に係る放射線検出器１は、コリメータ７の開口７１を隔てる壁部７０の厚さｄ２と同程度若しくはｄ２以下の厚さＴ１を有する基板２０を備えているので、複数の放射線検出器１間の間隔Ｘを壁部７０の厚さｄ２以下に設定できる。また、放射線検出器１とコリメータ７の間隔ｄ３は、例えば、１〜５ｍｍである。
【００４５】
ここで、放射線６が、図６に示すように、放射線検出器１の検出面１００に対して斜め方向から入射する場合、開口７１の直下にあるＣｄＴｅ素子１０ではなく、基板２０を介して対向するＣｄＴｅ素子１０に入射してしまう現象、いわゆるクロストークが発生することが考えられる。このクロストークを防止するためには、コリメータ７の開口７１の開口径ｄ１を狭くしたり、壁部７０の厚さｄ２を厚くしたり、放射線検出器１とコリメータ７との間隔ｄ３を狭くしたり、コリメータ７の入射方向の長さを長くする等の対策が考えられる。しかし、コリメータ７は、放射線６が透過しない鉛等の比較的比重が大きい金属を用いて構成されるので、厚さｄ２を厚くしたり、コリメータ７の入射方向の長さを長くしたりすることは、コリメータ７の重さが増大する原因になる。そこで、基板２０は、クロストークの防止の観点から、その厚さＴ１は、０．４ｍｍ以下であることが好ましく、０．２ｍｍ程度であることがより好ましい。０．４ｍｍという厚さは、放射線検出器１の分解能とコリメータ７の重さから設定される。また、０．２ｍｍという厚さは、壁部７０が放射線６を透過させない厚さであることから設定される。
【００４６】
また、基板２０は、複数のＣｄＴｅ素子１０のそれぞれが搭載される第一の端部側の幅が、複数のＣｄＴｅ素子１０が搭載される第一の端部側の反対側の第二の端部側よりも広く形成される。なお、第二の端部側において基板２０はカードホルダ３０及びカードホルダ３１によって支持される。また、第二の端部側には、放射線検出器１と外部の制御回路とを電気的に接続可能である複数のパターン２９ａが設けられたカードエッジ部２９が設けられる。また、素子接続部２０ａとカードエッジ部２９との間には、複数のＣｄＴｅ素子１０のそれぞれと、素子接続部２０ａを介して電気的に接続する抵抗、コンデンサ等の電子部品を搭載する複数の電子部品搭載部２６が設けられる。なお、電子部品搭載部２６に、Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ（ＡＳＩＣ）、Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ（ＦＰＧＡ）等を搭載することもできる。
【００４７】
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、すなわち、素子接続部２０ａが設けられている部分の端からカードエッジ部２９の端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。
【００４８】
更に、基板２０は、素子接続部２０ａと電子部品搭載部２６との間に、基板２０の表面からこの表面の法線方向に沿って突き出て形成される柱状の複数の基板端子２２を有する。本実施の形態では、一例として、基板２０の一表面に４つの円柱状の基板端子２２が形成される。なお、基板端子２２は、断面が矩形の柱状にすることもできる。更に、基板２０は、幅広の部分の角部にグランド２８を有すると共に、グランド２８が設けられる領域に、カードホルダ３０及びカードホルダ３１の突起部３６が挿入される複数の貫通穴２４が設けられる。
【００４９】
また、素子接続部２０ａと、基板端子２２と、電子部品搭載部２６と、グランド２８と、パターン２９ａとはそれぞれ、基板２０の厚さ方向の中心に位置する導電性薄膜を対称面として、基板２０の一方の表面と他方の表面とのそれぞれに設けられる。ここで、素子接続部２０ａと、電子部品搭載部２６と、グランド２８と、パターン２９ａとはそれぞれ、一方の表面と他方の表面とに基板を対称面として略対称の位置に設けられる。一方、複数の基板端子２２は、一方の面と他方の面とで互い違いになる位置に設けられる。更に、複数のグランド２８はそれぞれ、導電性薄膜を被覆する絶縁層２０ｃを除去することにより導電性薄膜を外部に露出させて形成される。
【００５０】
本実施の形態において、半導体素子を構成する化合物半導体としては、例えば、ＣｄＴｅを用いたがこれに限定されず、γ線等の放射線を検出する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。
【００５１】
（第１の実施の形態の効果）
第１の実施の形態に係る放射線検出器１によれば、基板２０が反ったとしても、切り欠き部２１ａによりＣｄＴｅ素子１０と基板２０との接触が避けられるので、放射線検出器１の放射線を検出する特性の劣化を防止することができる。また、この放射線検出器１によれば、組立て時にＣｄＴｅ素子１０が基板２０に接触することによるＣｄＴｅ素子１０の欠けを防止することができる。
【００５２】
［第２の実施の形態］
第２の実施の形態は、上記の切り欠き部２１ａの他に切り欠き部を形成した点で第１の実施の形態と異なっている。なお、以下に示す各実施の形態及び変形例において、第１の実施の形態と同じ構成及び機能を有する部分については、第１の実施の形態と同じ符号を付し、その説明は省略するものとする。
【００５３】
図７は、第２の実施の形態に係る基板の正面図である。図８は、第２の実施の形態に係る基板の輪郭領域近傍の拡大図である。
【００５４】
本実施の形態に係る基板２０は、図７に示すように、基板２０の搭載領域２１の短手方向の両端部に、切り欠き部２１ｂを有する。この切り欠き部２１ｂは、切り欠き部２１ａに対応する角部分１００ｂとは異なる領域であり、かつ、搭載領域２１の端部であって、隣り合うＣｄＴｅ素子１０がないＣｄＴｅ素子１０の短手方向の角部分１００ｂに形成される。また、切り欠き部２１ｂは、例えば、半円形状となるように形成される。切り欠き部２１ｂは、基板２０の正面視にて、この半円内にＣｄＴｅ素子１０の角部が露出するように形成される。
【００５５】
（第２の実施の形態の効果）
第２の実施の形態に係る放射線検出器１によれば、基板２０が反ったとしても、切り欠き部２１ａ及び切り欠き部２１ｂによりＣｄＴｅ素子１０と基板２０との接触が避けられるので、放射線検出器１の放射線を検出する特性の劣化を防止することができる。また、この放射線検出器１によれば、組立て時にＣｄＴｅ素子１０が基板２０に接触することによるＣｄＴｅ素子１０の欠けを防止することができる。
【００５６】
［第３の実施の形態］
第３の実施の形態は、ＣｄＴｅ素子の４つの角部に対応する領域に切り欠き部を形成する点で上記の他の実施の形態と異なっている。
【００５７】
図９は、第３の実施の形態に係る基板の正面図である。図１０は、第３の実施の形態に係る基板の角部近傍の拡大図である。図１１は、第３の実施の形態に係る基板とＣｄＴｅ素子の位置関係を示す斜視図である。
【００５８】
本実施の形態に係る基板２０は、図９乃至図１１に示すように、搭載領域２１に位置するＣｄＴｅ素子１０の４つの角部に対応する領域に切り欠き部２１ａ〜２１ｄを有する。
【００５９】
切り欠き部２１ｃは、例えば、輪郭領域１００ａの上部の辺部分１００ｃであり、かつ、ＣｄＴｅ素子１０の角部に対応する領域に形成され、半円形状を有する。この切り欠き部２１ｃは、例えば、図１０及び図１１に示すように、基板２０の正面視にて、ＣｄＴｅ素子１０の角部１０４と、角部１０４に隣り合うＣｄＴｅ素子１０の角部１０６とが、この半円内に露出するように形成される。角部１０４と角部１０６とが露出していることにより、ＣｄＴｅ素子１０を設置する際、ＣｄＴｅ素子１０の角部が基板２０に接触することを防ぐことができる。本実施の形態における放射線検出器１では、基板２０の片側に搭載されるＣｄＴｅ素子１０は、４つであるから、３つの切り欠き部２１ｃが形成される。
【００６０】
一方、切り欠き部２１ｄは、例えば、輪郭領域１００ａの下部の辺部分１００ｃに形成され、かつ、ＣｄＴｅ素子１０の角部に対応する領域に形成され、円形状を有する。この切り欠き部２１ｄは、例えば、図１０及び図１１に示すように、ＣｄＴｅ素子１０の角部１０５と、角部１０５に隣り合うＣｄＴｅ素子１０の角部１０７とが、この円内に露出するように形成される。露出していることにより、ＣｄＴｅ素子１０を設置する際、ＣｄＴｅ素子１０の角部が基板２０に接触することを防ぐことができる。本実施の形態における放射線検出器１では、基板２０の片側に搭載されるＣｄＴｅ素子１０は、４つであるから、３つの切り欠き部２１ｄが形成される。
【００６１】
切り欠き部２１ｃ及び切り欠き部２１ｄの直径Ｗ４は、隣り合うＣｄＴｅ素子１０の間隔Ｗ３が０．１ｍｍであることから、例えば、０．２ｍｍ以上であることが好ましい。また、切り欠き部２１ｃ及び切り欠き部２１ｄの直径Ｗ４は、間隙領域２０ｂの間隔Ｗ２が０．８ｍｍであることから、例えば、０．８ｍｍ以下であることが好ましい。よって、本実施の形態に係る直径Ｗ４は、一例として、０．６ｍｍである。
【００６２】
（第３の実施の形態の効果）
第３の実施の形態に係る放射線検出器１によれば、基板２０が反ったとしても、切り欠き部２１ａ〜２１ｄによりＣｄＴｅ素子１０との接触を避けられるので、放射線検出器１の放射線を検出する特性の劣化を防止することができる。また、この放射線検出器１によれば、組立て時にＣｄＴｅ素子１０が基板２０に接触することによるＣｄＴｅ素子１０の欠けを防止することができる。
【００６３】
［第４の実施の形態］
第４の実施の形態は、輪郭領域１００ａの辺部分１００ｃの間隙領域２０ｂに対応する領域に切り欠き部を形成する点で上記の他の実施の形態と異なっている。
【００６４】
図１２は、第４の実施の形態に係る基板の正面図である。図１３は、第４の実施の形態に係る基板とＣｄＴｅ素子の位置関係を示す斜視図である。
【００６５】
本実施の形態に係る基板２０は、図１２及び図１３に示すように、切り欠き部２１ａ〜２１ｄ以外に切り欠き部２１ｅ、２１ｆを有する。
【００６６】
切り欠き部２１ｅは、例えば、輪郭領域１００ａの上部の辺部分１００ｃであり、かつ、間隙領域２０ｂに対応する領域に形成され、半円形状を有する。この切り欠き部２１ｅは、例えば、図１３に示すように、基板２０の正面視にて、ＣｄＴｅ素子１０の溝部１０ｃが、この半円内に露出するように形成される。本実施の形態における放射線検出器１では、一のＣｄＴｅ素子１０の溝部１０ｃの数は、７個であるから、基板２０では、２８個の切り欠き部２１ｅが形成される。
【００６７】
一方、切り欠き部２１ｆは、例えば、輪郭領域１００ａの下部の辺部分１００ｃであり、かつ、間隙領域２０ｂに対応する領域に形成され、円形状を有する。この切り欠き部２１ｆは、例えば、図１３に示すように、ＣｄＴｅ素子１０の溝部１０ｃが、この円内に露出するように形成される。本実施の形態における放射線検出器１では、一のＣｄＴｅ素子１０の溝部１０ｃの数は、７個であるから、基板２０では、２８個の切り欠き部２１ｆが形成される。
【００６８】
切り欠き部２１ｅ及び切り欠き部２１ｆの直径は、例えば、切り欠き部２１ｃ及び切り欠き部２１ｄの直径と同じであるが、これに限定されない。
【００６９】
（第４の実施の形態の効果）
第４の実施の形態に係る放射線検出器１によれば、基板２０が反ったとしても、切り欠き部２１ａ〜切り欠き部２１ｆによりＣｄＴｅ素子１０と基板２０との接触を避けられるので、放射線検出器１の放射線を検出する特性の劣化を防止することができる。また、この放射線検出器１によれば、組立て時にＣｄＴｅ素子１０が基板２０に接触することによるＣｄＴｅ素子１０の溝部１０ｃ周辺の欠けを、特に防止することができる。
【００７０】
（変形例）
図１４（ａ）及び（ｂ）は、変形例に係る基板の拡大図である。本変形例では、切り欠き部の変形例について説明する。
【００７１】
図１４（ａ）に示す基板２０は、上記の各実施の形態における切り欠き部のような円弧形状ではなく、直線を組み合わせた三角形状、矩形状を有している。
【００７２】
切り欠き部２１ａは、例えば、基板２０の端部を直線的に切り欠いた形状を有している。この切り欠き部２１ａは、図１４（ａ）に示す形状であっても、基板２０の反りによる、基板２０とＣｄＴｅ素子１０との接触を防止することができる。
【００７３】
切り欠き部２１ｂ及び切り欠き部２１ｃは、例えば、輪郭領域１００ａの角部分１００ｂであって、基板２０の辺部分に対応する領域を三角形状に切り欠いて形成される。この切り欠き部２１ｂ及び切り欠き部２１ｃは、図１４（ａ）に示す形状であっても、基板２０の反りによる、基板２０とＣｄＴｅ素子１０との接触を防止することができる。
【００７４】
切り欠き部２１ｄは、例えば、輪郭領域１００ａの角部分１００ｂであって、基板２０の内側の領域に対応する領域を矩形状に切り欠いて形成される。この切り欠き部２１ｄは、図１４（ａ）に示す形状であっても、基板２０の反りによる、基板２０とＣｄＴｅ素子１０の接触を防止することができる。
【００７５】
また、図１４（ｂ）に示す基板２０は、基板２０の角部に形成された切り欠き部２１ａが、他の切り欠き部２１ｂ〜切り欠き部２１ｄよりも大きく形成されている。これは、基板２０の反りが一番大きい部分が、基板２０の角部であることによる。切り欠き部２１ａを大きく形成することにより、基板２０が反ったとしても、特に切り欠き部２１ａによりＣｄＴｅ素子１０と基板２０との接触を避けられるので、放射線検出器１の放射線を検出する特性の劣化を防止することができる。
【００７６】
なお、切り欠き部は、上記の各実施の形態及び変形例を組み合わせて基板２０に形成されても良い。
【００７７】
以上、本発明の実施の形態及びその変形例を説明したが、上記に記載した実施の形態及び変形例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、実施の形態及び変形例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】
【００７８】
１…放射線検出器
６…放射線
７…コリメータ
１０…ＣｄＴｅ素子
１０ａ、１０ｂ…素子表面
１０ｃ…溝部
２０…基板
２０ａ…素子接続部
２０ｂ…間隙領域
２０ｃ…絶縁層
２１…搭載領域
２１ａ〜２１ｆ…切り欠き部
２２…基板端子
２４…貫通穴
２６…電子部品搭載部
２８…グランド
２９…カードエッジ部
２９ａ…パターン
３０、３１…カードホルダ
３２…弾性部材実装部
３２ａ…凹部
３４…溝付穴
３６…突起部
４０…フレキシブル基板
５０、５０ａ、５０ｂ…導電性接着剤
７０…壁部
７１…開口
１００…検出面
１００ａ…輪郭領域
１００ｂ…角部分
１００ｃ…辺部分
１０４〜１０７、２００…角部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線検出器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の半導体放射線検出器として、基板の表面側にブロック状に形成された４つの半導体素子がほぼ隙間なく、２行２列のマトリックス状に設けられた半導体放射線検出器が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載の半導体放射線検出器は、複数の半導体素子を隙間なく並べることで、分解能を向上させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２６４１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に係る半導体放射線検出器は、半導体素子を基板に接着することによる残留応力に起因する基板の反り、及び組み立て時の外力による半導体素子の損傷を考慮していないので、半導体素子の特性が劣化する場合がある。
【０００６】
したがって、本発明の目的は、半導体素子の特性の劣化を抑制する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】
【０００７】
本発明は、上記目的を達成するため、放射線を検出可能な半導体素子と、半導体素子が設置される搭載領域、及び搭載領域に設置される半導体素子の輪郭に対応する領域を切り欠いて形成された切り欠き部を有する放射線検出用基板と、を備える放射線検出器が提供される。
【０００８】
また、上記切り欠き部が、半導体素子の角部分に対応する領域に形成されることが好ましい。
【０００９】
また、上記切り欠き部が、半導体素子の辺部分に対応する領域に形成されることが好ましい。
【００１０】
また、上記半導体素子と電気的に接続する複数の素子接続部を有し、上記切り欠き部が、素子接続部間を切り欠いて形成されることが好ましい。
【００１１】
また、放射線検出用基板の角部分に対応する切り欠き部が、他の切り欠き部よりも大きく形成されることが好ましい。
【００１２】
また、上記放射線検出用基板が、０．４ｍｍ以下の厚さを有することが好ましい。
【００１３】
また、半導体素子の隣接部分にて放射線検出用基板を支持する支持部材を備える放射線検出器が提供される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る放射線検出器によれば、半導体素子の特性の劣化を抑制する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】
【００１５】
【図１】図１は、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】図２は、第１の実施の形態に係る基板の正面図である。
【図３】図３（ａ）は、第１の実施の形態に係る基板の輪郭領域近傍の拡大図であり、（ｂ）は、基板の角部近傍の拡大図である。
【図４】図４は、第１の実施の形態に係る基板とＣｄＴｅ素子との位置関係を示す斜視図である。
【図５】図５は、第１の実施の形態に係る基板にＣｄＴｅ素子を搭載した状態の一部分を上面から示した模式的な拡大図である。
【図６】図６は、第１の実施の形態に係る放射線検出器上にコリメータを備えた付けた場合の模式的な断面の部分的な拡大図である。
【図７】図７は、第２の実施の形態に係る基板の正面図である。
【図８】図８は、第２の実施の形態に係る基板の輪郭領域近傍の拡大図である。
【図９】図９は、第３の実施の形態に係る基板の正面図である。
【図１０】図１０は、第３の実施の形態に係る基板の角部近傍の拡大図である。
【図１１】図１１は、第３の実施の形態に係る基板とＣｄＴｅ素子の位置関係を示す斜視図である。
【図１２】図１２は、第４の実施の形態に係る基板の正面図である。
【図１３】図１３は、第４の実施の形態に係る基板とＣｄＴｅ素子の位置関係を示す斜視図である。
【図１４】図１４（ａ）及び（ｂ）は、変形例に係る基板の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
［実施の形態の要約］
実施の形態に係る放射線検出器は、放射線を検出可能な半導体素子と、半導体素子が設置される搭載領域、及び搭載領域に設置される半導体素子の輪郭に対応する領域を切り欠いて形成された切り欠き部を有する放射線検出用基板と、を備える。
【００１７】
［第１の実施の形態］
（放射線検出器１の構成の概要）
図１は、第１の実施の形態に係る放射線検出器の斜視図である。
【００１８】
本実施の形態に係る放射線検出器１は、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６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６は、放射線検出器１の半導体素子としてのＣｄＴｅ素子１０からカードホルダ３１に向かう方向に沿って伝搬して放射線検出器１に入射する。そして、放射線検出器１は、ＣｄＴｅ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６が入射する。したがって、ＣｄＴｅ素子１０の側面が放射線６の入射面となっている。このように、半導体素子の側面を放射線６の入射面とする放射線検出器を、エッジオン型の放射線検出器と称する。なお、放射線検出器１は、特定の方向（例えば、被検体から放射線検出器１に向かう方向）に沿って入射してくる放射線６が通過する複数の開口を有する後述するコリメータを介して放射線６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装置用の放射線検出器１として構成することができる。また、本実施の形態に係る放射線検出器１は、カード型の形状を呈する。
【００１９】
なお、本実施の形態に係る放射線検出器１は、コリメータを備えることができる。また、放射線検出器１は、コリメータを備えずに用いることもできる。コリメータを用いる場合、多孔平行コリメータ、ピンホールコリメータ等を用いることができる。本実施の形態では、一例として、多孔平行コリメータを用いることとし、その詳細については、後述する。
【００２０】
また、詳細は後述するが、放射線検出用基板としての基板２０は支持部材としてのカードホルダ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が嵌め合わされると共に、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）が嵌め合わされることにより基板２０を支持する。
【００２１】
また、弾性部材実装部３２及び凹部３２ａ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て固定する弾性部材が設けられる部分である。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。
【００２２】
図１を参照すると、放射線検出器１は、一対のＣｄＴｅ素子１０の基板２０の反対側に、各ＣｄＴｅ素子１０の電極パターンと基板２０に設けられた複数の基板端子２２とのそれぞれを電気的に接続する配線パターン（ＣｄＴｅ素子１０の基板２０の反対側の素子表面１０ａの電極パターン、及びフレキシブル基板４０のＣｄＴｅ素子１０側の配線パターンは図示しない）を有するフレキシブル基板４０を更に備える。
【００２３】
フレキシブル基板４０は、一対のＣｄＴｅ素子１０の一方のＣｄＴｅ素子１０側、及び他方のＣｄＴｅ素子１０側の双方に設けられる（本実施の形態においては、４組の一対のＣｄＴｅ素子１０の一方のＣｄＴｅ素子１０側のそれぞれと、他方のＣｄＴｅ素子１０側のそれぞれとの双方に、フレキシブル基板４０がそれぞれ設けられる）。そして、フレキシブル基板４０の複数の配線パターンの一端はそれぞれ、基板端子２２に電気的に接続する。
【００２４】
（基板２０の詳細）
図２は、第１の実施の形態に係る基板の正面図である。図３（ａ）は、第１の実施の形態に係る基板の輪郭領域近傍の拡大図であり、（ｂ）は、基板の角部近傍の拡大図である。図４は、第１の実施の形態に係る基板とＣｄＴｅ素子との位置関係を示す斜視図である。
【００２５】
本実施の形態に係る基板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２０ｃで挟んで形成される。
【００２６】
また、基板２０は、図１及び図２に示すように、ＣｄＴｅ素子１０が設置される搭載領域２１、及び搭載領域２１に設置されるＣｄＴｅ素子１０の輪郭に対応する領域の一部を切り欠いて形成された切り欠き部２１ａを備えている。
【００２７】
搭載領域２１は、基板２０のカードエッジ部２９が設けられる側の反対側の辺近傍に位置する。本実施の形態における搭載領域２１は、基板２０の両面に設けられ、各搭載領域２１に、一例として、４つのＣｄＴｅ素子１０が搭載される。
【００２８】
切り欠き部２１ａは、図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、ＣｄＴｅ素子１０の角部分に対応する領域である角部２００に形成される。この角部２００は、図２の紙面において基板２０の上端部の両側にあたる。
【００２９】
図３（ａ）に点線で示す輪郭領域１００ａは、搭載領域２１に設置されるＣｄＴｅ素子１０の輪郭に対応する領域である。切り欠き部２１ａは、図３（ｂ）に示すように、この輪郭領域１００ａの４つの角部分１００ｂのうち、基板２０の角部２００に対応する角部分１００ｂに基づいて形成される。切り欠き部２１ａは、例えば、略１／４円形状となるように形成される。切り欠き部２１ａは、基板２０の正面視にて、この略１／４円内にＣｄＴｅ素子１０の角部が見えるように形成される。
【００３０】
この輪郭領域１００ａは、例えば、複数の素子接続部２０ａと、素子接続部２０ａ間の領域である複数の間隙領域２０ｂとを含んでいる。
【００３１】
素子接続部２０ａは、例えば、導電性を有する金属材料を用いて形成される。また、素子接続部２０ａは、基板２０の正面視にて長手方向が基板２０の短手方向に沿った略長方形状を有する。そして、素子接続部２０ａは、一例として、幅Ｗ１が０．６ｍｍである。間隙領域２０ｂは、一例として、幅Ｗ２が０．８ｍｍである。
【００３２】
また、図４に示す隣り合うＣｄＴｅ素子１０の間隔Ｗ３は、一例として、０．１ｍｍである。
【００３３】
図５は、第１の実施の形態に係る基板にＣｄＴｅ素子を搭載した状態の一部分を上面から示した模式的な拡大図である。
【００３４】
本実施の形態においては、基板２０の一方の面と他方の面とのそれぞれに複数のＣｄＴｅ素子１０が搭載される。各ＣｄＴｅ素子１０は、図５に示すように、フレキシブル基板４０の配線パターンに接続する電極パターン（図示しない）を素子表面１０ａに有すると共に、複数の溝部１０ｃを基板２０側の素子表面１０ｂに有する。また、ＣｄＴｅ素子１０はそれぞれ、複数の溝部１０ｃの間の素子表面１０ｂに、基板２０の素子接続部２０ａに接続する電極パターンを有する（図示しない）。
【００３５】
また、一のＣｄＴｅ素子１０の複数の溝部１０ｃは、素子表面１０ｂに略等間隔で設けられる。一例として、一のＣｄＴｅ素子１０は、７つの溝部１０ｃを有する。ＣｄＴｅ素子１０は、溝部１０ｃが基板２０の間隙領域２０ｂと対向するように設置される。
【００３６】
溝部１０ｃで分けられるＣｄＴｅ素子１０の部分のそれぞれが、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ＣｄＴｅ素子１０は、複数の画素を有することになる。そして、１つの放射線検出器１が８つのＣｄＴｅ素子１０（４組の一対のＣｄＴｅ素子１０）を備え、１つのＣｄＴｅ素子１０がそれぞれ８つのピクセルを有する場合、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。溝部１０ｃの数を増減させることにより、一のＣｄＴｅ素子１０のピクセル数を増減させることができる。よって素子接続部２０ａは、１つのピクセルごとに形成されるので、図２に示すように、基板２０の片面に３２個の素子接続部２０ａが形成されることになる。
【００３７】
ＣｄＴｅ素子１０は、図５に示すように、基板２０の素子接続部２０ａに導電性接着剤５０によって固定される。ここで、本実施の形態においては、一方のＣｄＴｅ素子１０の一のピクセル部分と、この一のピクセル部分に基板２０を対称面として対称の位置に設けられる他方のＣｄＴｅ素子１０の一のピクセル部分とは、導電性接着剤５０ａと導電性接着剤５０ｂとで基板２０に固定される。
【００３８】
ここで、基板２０は、ＣｄＴｅ素子１０が導電性接着剤５０により固定されるとき、接着による残留応力等で反りが生じることがある。この反りにより、仮に切り欠き部２１ａがない場合、例えば、基板２０がＣｄＴｅ素子１０に接触することがある。この場合、ＣｄＴｅ素子１０にストレス、欠け等が発生し、放射線検出器１の放射線検出特性が低下する。しかし、基板２０には、切り欠き部２１ａが形成されているので、反りが生じてもＣｄＴｅ素子１０と基板２０との接触が防止される。
【００３９】
溝部１０ｃの幅Ｔ３は、一例として、０．２ｍｍである。そして、ＣｄＴｅ素子１０の厚さＴ２は、一例として、１．２ｍｍである。更に、図５を参照すると、一のピクセルの幅もＣｄＴｅ素子１０の厚さＴ２に等しい幅Ｔ２を有して形成される。したがって、一のピクセルは、上面視にて一の隅部が溝部１０ｃで欠けた略正方形状を有する。また、本実施の形態においては、複数のＣｄＴｅ素子１０それぞれの溝部１０ｃの幅を、例えば、コリメータの開口径又は複数の開口を隔てる壁の厚さに応じて決定できる。以下に、基板２０の厚さについて説明する。
【００４０】
図６は、第１の実施の形態に係る放射線検出器上にコリメータを備えた付けた場合の模式的な断面の部分的な拡大図である。
【００４１】
基板２０は、コリメータ７の複数の開口７１を隔てる壁部７０と同程度又は当該壁部７０の厚さｄ２以下の厚さＴ１を有する。一例として、図６に示すように、コリメータ７の複数の開口７１は略四角形状に形成される。そして、複数の開口７１の開口径ｄ１のサイズは一辺が１．２ｍｍに形成され、各開口７１が１．４ｍｍピッチでマトリックス状に並べられて形成される。したがって、コリメータ７において、一の開口７１と、この一の開口７１に隣接する他の開口７１とを隔てる壁部７０の厚さｄ２が０．２ｍｍである。
【００４２】
また、コリメータ７は、複数の放射線検出器１を覆うように設けられる。そして、コリメータ７を用いる場合において、コリメータ７の複数の開口７１それぞれの位置と、ＣｄＴｅ素子１０の複数のピクセルそれぞれの位置とを対応させることが要求される。この対応関係がずれた場合、ピクセルの位置にコリメータ７の複数の開口７１を隔てる壁部７０（「隔壁」、「セプタ」という場合もある）が位置することになる。この場合、ピクセル上に壁部７０が位置するので、このピクセルにおいて放射線を適切に検出することはできない。
【００４３】
したがって、コリメータ７の壁部７０にＣｄＴｅ素子１０のピクセル部分が覆われることを防止すべく、複数の放射線検出器１間の間隔を狭めることにより、複数の放射線検出器１のコリメータ７に対する高い位置精度を実現することが要求される。なお、コリメータ７の複数の開口７１の開口径ｄ１を小さくして分解能を向上させる場合には、更に高い位置精度が要求される。
【００４４】
本実施の形態に係る放射線検出器１は、コリメータ７の開口７１を隔てる壁部７０の厚さｄ２と同程度若しくはｄ２以下の厚さＴ１を有する基板２０を備えているので、複数の放射線検出器１間の間隔Ｘを壁部７０の厚さｄ２以下に設定できる。また、放射線検出器１とコリメータ７の間隔ｄ３は、例えば、１〜５ｍｍである。
【００４５】
ここで、放射線６が、図６に示すように、放射線検出器１の検出面１００に対して斜め方向から入射する場合、開口７１の直下にあるＣｄＴｅ素子１０ではなく、基板２０を介して対向するＣｄＴｅ素子１０に入射してしまう現象、いわゆるクロストークが発生することが考えられる。このクロストークを防止するためには、コリメータ７の開口７１の開口径ｄ１を狭くしたり、壁部７０の厚さｄ２を厚くしたり、放射線検出器１とコリメータ７との間隔ｄ３を狭くしたり、コリメータ７の入射方向の長さを長くする等の対策が考えられる。しかし、コリメータ７は、放射線６が透過しない鉛等の比較的比重が大きい金属を用いて構成されるので、厚さｄ２を厚くしたり、コリメータ７の入射方向の長さを長くしたりすることは、コリメータ７の重さが増大する原因になる。そこで、基板２０は、クロストークの防止の観点から、その厚さＴ１は、０．４ｍｍ以下であることが好ましく、０．２ｍｍ程度であることがより好ましい。０．４ｍｍという厚さは、放射線検出器１の分解能とコリメータ７の重さから設定される。また、０．２ｍｍという厚さは、壁部７０が放射線６を透過させない厚さであることから設定される。
【００４６】
また、基板２０は、複数のＣｄＴｅ素子１０のそれぞれが搭載される第一の端部側の幅が、複数のＣｄＴｅ素子１０が搭載される第一の端部側の反対側の第二の端部側よりも広く形成される。なお、第二の端部側において基板２０はカードホルダ３０及びカードホルダ３１によって支持される。また、第二の端部側には、放射線検出器１と外部の制御回路とを電気的に接続可能である複数のパターン２９ａが設けられたカードエッジ部２９が設けられる。また、素子接続部２０ａとカードエッジ部２９との間には、複数のＣｄＴｅ素子１０のそれぞれと、素子接続部２０ａを介して電気的に接続する抵抗、コンデンサ等の電子部品を搭載する複数の電子部品搭載部２６が設けられる。なお、電子部品搭載部２６に、Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ（ＡＳＩＣ）、Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ（ＦＰＧＡ）等を搭載することもできる。
【００４７】
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、すなわち、素子接続部２０ａが設けられている部分の端からカードエッジ部２９の端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。
【００４８】
更に、基板２０は、素子接続部２０ａと電子部品搭載部２６との間に、基板２０の表面からこの表面の法線方向に沿って突き出て形成される柱状の複数の基板端子２２を有する。本実施の形態では、一例として、基板２０の一表面に４つの円柱状の基板端子２２が形成される。なお、基板端子２２は、断面が矩形の柱状にすることもできる。更に、基板２０は、幅広の部分の角部にグランド２８を有すると共に、グランド２８が設けられる領域に、カードホルダ３０及びカードホルダ３１の突起部３６が挿入される複数の貫通穴２４が設けられる。
【００４９】
また、素子接続部２０ａと、基板端子２２と、電子部品搭載部２６と、グランド２８と、パターン２９ａとはそれぞれ、基板２０の厚さ方向の中心に位置する導電性薄膜を対称面として、基板２０の一方の表面と他方の表面とのそれぞれに設けられる。ここで、素子接続部２０ａと、電子部品搭載部２６と、グランド２８と、パターン２９ａとはそれぞれ、一方の表面と他方の表面とに基板を対称面として略対称の位置に設けられる。一方、複数の基板端子２２は、一方の面と他方の面とで互い違いになる位置に設けられる。更に、複数のグランド２８はそれぞれ、導電性薄膜を被覆する絶縁層２０ｃを除去することにより導電性薄膜を外部に露出させて形成される。
【００５０】
本実施の形態において、半導体素子を構成する化合物半導体としては、例えば、ＣｄＴｅを用いたがこれに限定されず、γ線等の放射線を検出する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。
【００５１】
（第１の実施の形態の効果）
第１の実施の形態に係る放射線検出器１によれば、基板２０が反ったとしても、切り欠き部２１ａによりＣｄＴｅ素子１０と基板２０との接触が避けられるので、放射線検出器１の放射線を検出する特性の劣化を防止することができる。また、この放射線検出器１によれば、組立て時にＣｄＴｅ素子１０が基板２０に接触することによるＣｄＴｅ素子１０の欠けを防止することができる。
【００５２】
［第２の実施の形態］
第２の実施の形態は、上記の切り欠き部２１ａの他に切り欠き部を形成した点で第１の実施の形態と異なっている。なお、以下に示す各実施の形態及び変形例において、第１の実施の形態と同じ構成及び機能を有する部分については、第１の実施の形態と同じ符号を付し、その説明は省略するものとする。
【００５３】
図７は、第２の実施の形態に係る基板の正面図である。図８は、第２の実施の形態に係る基板の輪郭領域近傍の拡大図である。
【００５４】
本実施の形態に係る基板２０は、図７に示すように、基板２０の搭載領域２１の短手方向の両端部に、切り欠き部２１ｂを有する。この切り欠き部２１ｂは、切り欠き部２１ａに対応する角部分１００ｂとは異なる領域であり、かつ、搭載領域２１の端部であって、隣り合うＣｄＴｅ素子１０がないＣｄＴｅ素子１０の短手方向の角部分１００ｂに形成される。また、切り欠き部２１ｂは、例えば、半円形状となるように形成される。切り欠き部２１ｂは、基板２０の正面視にて、この半円内にＣｄＴｅ素子１０の角部が露出するように形成される。
【００５５】
（第２の実施の形態の効果）
第２の実施の形態に係る放射線検出器１によれば、基板２０が反ったとしても、切り欠き部２１ａ及び切り欠き部２１ｂによりＣｄＴｅ素子１０と基板２０との接触が避けられるので、放射線検出器１の放射線を検出する特性の劣化を防止することができる。また、この放射線検出器１によれば、組立て時にＣｄＴｅ素子１０が基板２０に接触することによるＣｄＴｅ素子１０の欠けを防止することができる。
【００５６】
［第３の実施の形態］
第３の実施の形態は、ＣｄＴｅ素子の４つの角部に対応する領域に切り欠き部を形成する点で上記の他の実施の形態と異なっている。
【００５７】
図９は、第３の実施の形態に係る基板の正面図である。図１０は、第３の実施の形態に係る基板の角部近傍の拡大図である。図１１は、第３の実施の形態に係る基板とＣｄＴｅ素子の位置関係を示す斜視図である。
【００５８】
本実施の形態に係る基板２０は、図９乃至図１１に示すように、搭載領域２１に位置するＣｄＴｅ素子１０の４つの角部に対応する領域に切り欠き部２１ａ〜２１ｄを有する。
【００５９】
切り欠き部２１ｃは、例えば、輪郭領域１００ａの上部の辺部分１００ｃであり、かつ、ＣｄＴｅ素子１０の角部に対応する領域に形成され、半円形状を有する。この切り欠き部２１ｃは、例えば、図１０及び図１１に示すように、基板２０の正面視にて、ＣｄＴｅ素子１０の角部１０４と、角部１０４に隣り合うＣｄＴｅ素子１０の角部１０６とが、この半円内に露出するように形成される。角部１０４と角部１０６とが露出していることにより、ＣｄＴｅ素子１０を設置する際、ＣｄＴｅ素子１０の角部が基板２０に接触することを防ぐことができる。本実施の形態における放射線検出器１では、基板２０の片側に搭載されるＣｄＴｅ素子１０は、４つであるから、３つの切り欠き部２１ｃが形成される。
【００６０】
一方、切り欠き部２１ｄは、例えば、輪郭領域１００ａの下部の辺部分１００ｃに形成され、かつ、ＣｄＴｅ素子１０の角部に対応する領域に形成され、円形状を有する。この切り欠き部２１ｄは、例えば、図１０及び図１１に示すように、ＣｄＴｅ素子１０の角部１０５と、角部１０５に隣り合うＣｄＴｅ素子１０の角部１０７とが、この円内に露出するように形成される。露出していることにより、ＣｄＴｅ素子１０を設置する際、ＣｄＴｅ素子１０の角部が基板２０に接触することを防ぐことができる。本実施の形態における放射線検出器１では、基板２０の片側に搭載されるＣｄＴｅ素子１０は、４つであるから、３つの切り欠き部２１ｄが形成される。
【００６１】
切り欠き部２１ｃ及び切り欠き部２１ｄの直径Ｗ４は、隣り合うＣｄＴｅ素子１０の間隔Ｗ３が０．１ｍｍであることから、例えば、０．２ｍｍ以上であることが好ましい。また、切り欠き部２１ｃ及び切り欠き部２１ｄの直径Ｗ４は、間隙領域２０ｂの間隔Ｗ２が０．８ｍｍであることから、例えば、０．８ｍｍ以下であることが好ましい。よって、本実施の形態に係る直径Ｗ４は、一例として、０．６ｍｍである。
【００６２】
（第３の実施の形態の効果）
第３の実施の形態に係る放射線検出器１によれば、基板２０が反ったとしても、切り欠き部２１ａ〜２１ｄによりＣｄＴｅ素子１０との接触を避けられるので、放射線検出器１の放射線を検出する特性の劣化を防止することができる。また、この放射線検出器１によれば、組立て時にＣｄＴｅ素子１０が基板２０に接触することによるＣｄＴｅ素子１０の欠けを防止することができる。
【００６３】
［第４の実施の形態］
第４の実施の形態は、輪郭領域１００ａの辺部分１００ｃの間隙領域２０ｂに対応する領域に切り欠き部を形成する点で上記の他の実施の形態と異なっている。
【００６４】
図１２は、第４の実施の形態に係る基板の正面図である。図１３は、第４の実施の形態に係る基板とＣｄＴｅ素子の位置関係を示す斜視図である。
【００６５】
本実施の形態に係る基板２０は、図１２及び図１３に示すように、切り欠き部２１ａ〜２１ｄ以外に切り欠き部２１ｅ、２１ｆを有する。
【００６６】
切り欠き部２１ｅは、例えば、輪郭領域１００ａの上部の辺部分１００ｃであり、かつ、間隙領域２０ｂに対応する領域に形成され、半円形状を有する。この切り欠き部２１ｅは、例えば、図１３に示すように、基板２０の正面視にて、ＣｄＴｅ素子１０の溝部１０ｃが、この半円内に露出するように形成される。本実施の形態における放射線検出器１では、一のＣｄＴｅ素子１０の溝部１０ｃの数は、７個であるから、基板２０では、２８個の切り欠き部２１ｅが形成される。
【００６７】
一方、切り欠き部２１ｆは、例えば、輪郭領域１００ａの下部の辺部分１００ｃであり、かつ、間隙領域２０ｂに対応する領域に形成され、円形状を有する。この切り欠き部２１ｆは、例えば、図１３に示すように、ＣｄＴｅ素子１０の溝部１０ｃが、この円内に露出するように形成される。本実施の形態における放射線検出器１では、一のＣｄＴｅ素子１０の溝部１０ｃの数は、７個であるから、基板２０では、２８個の切り欠き部２１ｆが形成される。
【００６８】
切り欠き部２１ｅ及び切り欠き部２１ｆの直径は、例えば、切り欠き部２１ｃ及び切り欠き部２１ｄの直径と同じであるが、これに限定されない。
【００６９】
（第４の実施の形態の効果）
第４の実施の形態に係る放射線検出器１によれば、基板２０が反ったとしても、切り欠き部２１ａ〜切り欠き部２１ｆによりＣｄＴｅ素子１０と基板２０との接触を避けられるので、放射線検出器１の放射線を検出する特性の劣化を防止することができる。また、この放射線検出器１によれば、組立て時にＣｄＴｅ素子１０が基板２０に接触することによるＣｄＴｅ素子１０の溝部１０ｃ周辺の欠けを、特に防止することができる。
【００７０】
（変形例）
図１４（ａ）及び（ｂ）は、変形例に係る基板の拡大図である。本変形例では、切り欠き部の変形例について説明する。
【００７１】
図１４（ａ）に示す基板２０は、上記の各実施の形態における切り欠き部のような円弧形状ではなく、直線を組み合わせた三角形状、矩形状を有している。
【００７２】
切り欠き部２１ａは、例えば、基板２０の端部を直線的に切り欠いた形状を有している。この切り欠き部２１ａは、図１４（ａ）に示す形状であっても、基板２０の反りによる、基板２０とＣｄＴｅ素子１０との接触を防止することができる。
【００７３】
切り欠き部２１ｂ及び切り欠き部２１ｃは、例えば、輪郭領域１００ａの角部分１００ｂであって、基板２０の辺部分に対応する領域を三角形状に切り欠いて形成される。この切り欠き部２１ｂ及び切り欠き部２１ｃは、図１４（ａ）に示す形状であっても、基板２０の反りによる、基板２０とＣｄＴｅ素子１０との接触を防止することができる。
【００７４】
切り欠き部２１ｄは、例えば、輪郭領域１００ａの角部分１００ｂであって、基板２０の内側の領域に対応する領域を矩形状に切り欠いて形成される。この切り欠き部２１ｄは、図１４（ａ）に示す形状であっても、基板２０の反りによる、基板２０とＣｄＴｅ素子１０の接触を防止することができる。
【００７５】
また、図１４（ｂ）に示す基板２０は、基板２０の角部に形成された切り欠き部２１ａが、他の切り欠き部２１ｂ〜切り欠き部２１ｄよりも大きく形成されている。これは、基板２０の反りが一番大きい部分が、基板２０の角部であることによる。切り欠き部２１ａを大きく形成することにより、基板２０が反ったとしても、特に切り欠き部２１ａによりＣｄＴｅ素子１０と基板２０との接触を避けられるので、放射線検出器１の放射線を検出する特性の劣化を防止することができる。
【００７６】
なお、切り欠き部は、上記の各実施の形態及び変形例を組み合わせて基板２０に形成されても良い。
【００７７】
以上、本発明の実施の形態及びその変形例を説明したが、上記に記載した実施の形態及び変形例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、実施の形態及び変形例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】
【００７８】
１…放射線検出器
６…放射線
７…コリメータ
１０…ＣｄＴｅ素子
１０ａ、１０ｂ…素子表面
１０ｃ…溝部
２０…基板
２０ａ…素子接続部
２０ｂ…間隙領域
２０ｃ…絶縁層
２１…搭載領域
２１ａ〜２１ｆ…切り欠き部
２２…基板端子
２４…貫通穴
２６…電子部品搭載部
２８…グランド
２９…カードエッジ部
２９ａ…パターン
３０、３１…カードホルダ
３２…弾性部材実装部
３２ａ…凹部
３４…溝付穴
３６…突起部
４０…フレキシブル基板
５０、５０ａ、５０ｂ…導電性接着剤
７０…壁部
７１…開口
１００…検出面
１００ａ…輪郭領域
１００ｂ…角部分
１００ｃ…辺部分
１０４〜１０７、２００…角部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線を検出可能な半導体素子と、
前記半導体素子が設置される搭載領域、及び前記搭載領域に設置される前記半導体素子の輪郭に対応する領域を切り欠いて形成された切り欠き部を有する放射線検出用基板と、
を備える放射線検出器。
【請求項２】
前記切り欠き部が、前記半導体素子の角部分に対応する領域に形成される請求項１に記載の放射線検出器。
【請求項３】
前記切り欠き部が、前記半導体素子の辺部分に対応する領域に形成される請求項２に記載の放射線検出器。
【請求項４】
前記半導体素子と電気的に接続する複数の素子接続部を有し、
前記切り欠き部が、前記素子接続部間を切り欠いて形成される請求項３に記載の放射線検出器。
【請求項５】
放射線検出用基板の角部分に対応する切り欠き部が、他の切り欠き部よりも大きく形成される請求項４に記載の放射線検出器。
【請求項６】
前記放射線検出用基板が、０．４ｍｍ以下の厚さを有する請求項１乃至５のいずれか１項に記載の放射線検出器。
【請求項７】
前記半導体素子の隣接部分にて前記放射線検出用基板を支持する支持部材を備える請求項６に記載の放射線検出器。
【請求項１】
放射線を検出可能な半導体素子と、
前記半導体素子が設置される搭載領域、及び前記搭載領域に設置される前記半導体素子の輪郭に対応する領域を切り欠いて形成された切り欠き部を有する放射線検出用基板と、
を備える放射線検出器。
【請求項２】
前記切り欠き部が、前記半導体素子の角部分に対応する領域に形成される請求項１に記載の放射線検出器。
【請求項３】
前記切り欠き部が、前記半導体素子の辺部分に対応する領域に形成される請求項２に記載の放射線検出器。
【請求項４】
前記半導体素子と電気的に接続する複数の素子接続部を有し、
前記切り欠き部が、前記素子接続部間を切り欠いて形成される請求項３に記載の放射線検出器。
【請求項５】
放射線検出用基板の角部分に対応する切り欠き部が、他の切り欠き部よりも大きく形成される請求項４に記載の放射線検出器。
【請求項６】
前記放射線検出用基板が、０．４ｍｍ以下の厚さを有する請求項１乃至５のいずれか１項に記載の放射線検出器。
【請求項７】
前記半導体素子の隣接部分にて前記放射線検出用基板を支持する支持部材を備える請求項６に記載の放射線検出器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１２−３７３１１（Ｐ２０１２−３７３１１Ａ）
【公開日】平成２４年２月２３日（２０１２．２．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１７６０９４（Ｐ２０１０−１７６０９４）
【出願日】平成２２年８月５日（２０１０．８．５）
【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２月２３日（２０１２．２．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月５日（２０１０．８．５）
【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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