放射線検出用素子
【課題】外力や湿度による特性の劣化を抑制できる放射線検出用素子を提供する。
【解決手段】本発明に係る放射線検出用素子１０は、直方体状若しくは平板状に形成され、放射線を検出可能な放射線検出用素子１０であって、第１電極を有する表面１０ａと、第２電極を有する裏面１０ｂと、放射線が入射する放射線入射面１４０を含む複数の側面１０ｃと、複数の側面１０ｃに設けられる側面被覆層１００と、裏面１０ｂの縁部分に設けられ、側面被覆層１００より厚い厚さを有する裏面被覆層１２０とを備える。
【解決手段】本発明に係る放射線検出用素子１０は、直方体状若しくは平板状に形成され、放射線を検出可能な放射線検出用素子１０であって、第１電極を有する表面１０ａと、第２電極を有する裏面１０ｂと、放射線が入射する放射線入射面１４０を含む複数の側面１０ｃと、複数の側面１０ｃに設けられる側面被覆層１００と、裏面１０ｂの縁部分に設けられ、側面被覆層１００より厚い厚さを有する裏面被覆層１２０とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線検出用素子に関する。特に、本発明は、ガンマカメラ等の放射線検出装置に用いる放射線検出用素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の放射線検出用素子として、直方体状の化合物半導体結晶の相対する２面に形成された電極のうち少なくとも一面の電極は複数個であり、化合物半導体の電極形成面ではない端面部分にＥＣＲプラズマＣＶＤ法で気相成長させた絶縁保護薄膜を形成した放射線検出素子が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載の放射線検出用素子は、電極を形成していない端面部分に絶縁保護薄膜を形成しているので、端面部に酸化膜が形成されることや、電極部のハンダバンプを加熱溶融する際のハンダの成分であるＳｎやＰｂ、フラックス中の不純物等が結晶内へ侵入することなどを防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−３６４１０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に係る放射線検出用素子は、素子を構成する化合物半導体に加わる力により化合物半導体に発生し得る損傷、及び外部環境の水分による特性の劣化を考慮していないので、外力や湿度等により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、外力や湿度による特性の劣化を抑制できる放射線検出用素子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、直方体状若しくは平板状に形成され、放射線を検出可能な放射線検出用素子であって、第１電極を有する表面と、第２電極を有する裏面と、放射線が入射する放射線入射面を含む複数の側面と、複数の側面に設けられる側面被覆層と、裏面の縁部分に設けられ、側面被覆層より厚い厚さを有する裏面被覆層と備える放射線検出用素子が提供される。
【０００８】
また、上記放射線検出用素子は、側面被覆層と裏面被覆層とは一体に設けられてもよい。
【０００９】
また、上記放射線検出用素子は、放射線検出用素子が基板に固定される場合に、第２電極は導電性部材により基板に固定され、裏面被覆層は、導電性部材の厚さ以下の厚さを有することが好ましい。
【００１０】
また、上記放射線検出用素子は、表面の縁部分に設けられる表面被覆層を更に備えることもできる。
【００１１】
また、上記放射線検出用素子は、側面被覆層は、１μｍ以上２μｍ以下の厚さを有し、裏面被覆層は、５μｍ以上１０μｍ以下の厚さを有することができる。
【００１２】
また、上記放射線検出用素子は、側面被覆層及び裏面被覆層は、絶縁材料から形成されることが好ましい。
【００１３】
また、上記放射線検出用素子は、基板と、放射線検出用素子の隣接部分にて基板を支持する支持部材とを備える放射線検出器に用いてもよい。
【００１４】
また、上記放射線検出用素子は、基板は、放射線検出用素子を基板の第一の端部側に有し、支持部材は、第一の端部の反対側の第二の端部側において基板を支持してもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る放射線検出器によれば、外力や湿度による特性の劣化を抑制できる放射線検出用素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１Ａ】本発明の実施の形態に係る放射線検出用素子の斜視図である。
【図１Ｂ】（ａ）は本実施の形態に係る放射線検出用素子の表面図であり、（ｂ）は本実施の形態に係る放射線検出用素子の裏面図である。
【図１Ｃ】本実施の形態に係る放射線検出用素子の断面図である。
【図２Ａ】放射線検出器の斜視図である。
【図２Ｂ】放射線検出器からフレキシブル基板を除いた場合の斜視図である。
【図３Ａ】放射線検出器が備える基板の正面図である。
【図３Ｂ】放射線検出器が備える基板に本実施の形態に係る複数の放射線検出用素子を搭載した場合の斜視図である。
【図４Ａ】本実施の形態に係る放射線検出用素子を基板に搭載した場合における断面図である。
【図４Ｂ】本実施の形態に係る放射線検出用素子を基板に搭載した場合に放射線検出用素子が傾いた場合における断面図である。
【図５Ａ】カードホルダの表面側からの斜視図である。
【図５Ｂ】カードホルダの裏面側からの斜視図である。
【図６Ａ】本実施の形態に係る半導体素子に被覆層を形成する場合に用いるマスキング冶具の図である。
【図６Ｂ】半導体素子とマスクとの位置関係の概要を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
［実施の形態の要約］
直方体状若しくは平板状に形成され、放射線を検出可能な放射線検出用素子において、第１電極を有する表面と、第２電極を有する裏面と、前記放射線が入射する放射線入射面を含む複数の側面と、前記複数の側面に設けられる側面被覆層と、前記裏面の縁部分に設けられ、前記側面被覆層より厚い厚さを有する裏面被覆層とを備える放射線検出用素子が提供される。
【００１８】
［実施の形態］
図１Ａは、本発明の実施の形態に係る放射線検出用素子の斜視図であり、図１Ｂ（ａ）は、本実施の形態に係る放射線検出用素子の表面を示し、図１Ｂ（ｂ）は、本実施の形態に係る放射線検出用素子の裏面を示す。更に、図１Ｃは、本実施の形態に係る放射線検出用素子の模式的な断面を示す。
【００１９】
（放射線検出用素子１０の構成の概要）
本実施の形態に係る放射線検出用素子１０は、γ線、Ｘ線等の放射線を検出することができる半導体素子１５０を用いて構成される。図１Ａに示すように、放射線検出用素子１０は直方体状若しくは平板状に形成され、複数の側面１０ｃの中で面積が最大の２つの側面のうちの一方を、放射線が入射する放射線入射面１４０にすることができる。放射線検出用素子１０は、一例として、縦×横×厚さが、１１．１ｍｍ×５ｍｍ×１．２ｍｍの大きさを有する。
【００２０】
本実施の形態において、放射線検出用素子１０は、化合物半導体から主として構成される半導体素子１５０を用いて構成することができる。半導体素子１５０は、一例として、ＣｄＴｅから主として構成することができる。また、γ線等の放射線を検出できる限り、半導体素子１５０はＣｄＴｅから構成することに限られない。例えば、ＣｄＺｎＴｅ（ＣＺＴ）、ＨｇＩ２等の化合物半導体を用いて半導体素子１５０を構成することもできる。
【００２１】
そして、放射線検出用素子１０は、第１電極としてのカソード電極１３０を有する表面１０ａと、第２電極としてのアノード電極１３５を有する裏面１０ｂと、放射線入射面１４０を含む複数の側面１０ｃと、複数の側面１０ｃに設けられる側面被覆層１００と、表面１０ａの縁部分に設けられる表面被覆層１１０とを備える。更に、放射線検出用素子１０は、裏面１０ｂの縁部分に設けられ、側面被覆層１００より厚い厚さを有する裏面被覆層１２０を備える。本実施の形態において、側面被覆層１００と表面被覆層１１０とは一体に設けられる。また、側面被覆層１００と裏面被覆層１２０とは一体に設けられる。
【００２２】
また、図１Ｂ（ｂ）及び図１Ｃに示すように、放射線検出用素子１０の裏面１０ｂには複数の溝部１０ｄが形成される。複数の溝部１０ｄは、裏面１０ｂに略等間隔に設けられる。溝部１０ｄにより分離される放射線検出用素子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、一の放射線検出用素子１０は、複数の画素を有することになる。そして、一の溝部１０ｄと当該一の溝部１０ｄに隣接する他の溝部１０ｄとの間に形成される凸状部分の表面（すなわち、裏面１０ｂの表面）に、アノード電極１３５が形成される。したがって、本実施の形態に係る放射線検出用素子１０の裏面１０ｂは、裏面１０ｂの平面視にて短手方向に沿って延びる線状の複数のアノード電極１３５が形成される。なお、溝部１０ｄの数を増減させることにより、一の放射線検出用素子１０のピクセル数を増減させることができる。
【００２３】
（側面被覆層１００、表面被覆層１１０、及び裏面被覆層１２０）
側面被覆層１００は、放射線検出用素子１０の側面を被覆するように設けられる。一方、表面被覆層１１０は、表面１０ａの縁部分に設けられ、短手方向に沿った縁部分に設けられる短手側表面被覆層１１０ａと、長手方向に沿った縁部分に設けられる長手側表面被覆層１１０ｂとを有して構成される。すなわち、表面１０ａにおいてカソード電極１３０の表面が露出するように、略矩形状の開口を有して表面被覆層１１０は形成される。なお、カソード電極１３０の縁部分は、短手側表面被覆層１１０ａ及び長手側表面被覆層１１０ｂに覆われる。更に、本実施の形態においては、図１Ｂ（ａ）に示すように、一例として、短手側表面被覆層１１０ａの幅ｔ１は長手側表面被覆層１１０ｂの幅ｔ２より狭く形成される。例えば、短手側表面被覆層１１０ａの幅ｔ１は０．３ｍｍ、長手側表面被覆層１１０ｂの幅ｔ２は０．５ｍｍに形成される。
【００２４】
また、裏面被覆層１２０は、裏面１０ｂの縁部分に設けられ、短手方向に沿った縁部分に設けられる短手側裏面被覆層１２０ａと、長手方向に沿った縁部分に設けられる長手側裏面被覆層１２０ｂとを有して構成される。すなわち、裏面１０ｂにおいて複数のアノード電極１３５の表面のそれぞれが露出するように、略矩形状の開口を有して裏面被覆層１２０は形成される。また、表面被覆層１１０と同様に、裏面被覆層１２０は、長手側裏面被覆層１２０ｂの幅より狭く形成した短手側裏面被覆層１２０ａを有して構成できる。
【００２５】
ここで、図１Ｃを参照する。本実施の形態において、裏面被覆層１２０は、放射線検出用素子１０の側面に形成される側面被覆層１００より厚く形成される。すなわち、側面被覆層１００の厚さ「ａ」、裏面被覆層１２０の厚さを「ｂ」とした場合、「ａ＜ｂ」の関係を満たすように側面被覆層１００と裏面被覆層１２０とは形成される。一例として、側面被覆層１００は、１μｍ以上２μｍ以下の厚さを有して形成され、裏面被覆層１２０は、５μｍ以上１０μｍ以下の厚さを有して形成される。なお、表面被覆層１１０の厚さを側面被覆層１００の厚さより厚く形成することもできる。
【００２６】
また、本実施の形態において、側面被覆層１００、表面被覆層１１０、及び裏面被覆層は、絶縁材料から主として形成される。絶縁材料としては、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系樹脂、その他の絶縁性の樹脂を用いることができる。
【００２７】
（放射線検出器１の構成の概要）
図２Ａは、本実施の形態に係る放射線検出用素子１０を備える放射線検出器の斜視図であり、図２Ｂは、放射線検出器からフレキシブル基板を除いた場合の斜視図である。
【００２８】
放射線検出器１は、複数個の放射線検出用素子１０を備える。ここで、図２Ａに示すように、放射線３００が紙面の上方から下方に沿って伝搬すると仮定する。この場合、放射線３００は、放射線検出器１が備える放射線検出用素子１０の側からカードホルダ３０及びカードホルダ３１の側に向かう方向に沿って伝搬する。そして、放射線検出器１は、放射線検出用素子１０の側面１０ｃの１つである放射線入射面１４０（つまり、図２Ａの上方に面している側面）において放射線３００を検出する。このように、放射線検出用素子１０の側面の一部を放射線入射面１４０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）に沿って伝搬してくる放射線３００が通過する複数の開口を有するコリメータを介して放射線３００を検出する複数の放射線検出器１が配列さ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、放射線検出器１は、カード型の形状を呈する。
【００２９】
なお、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。以下の説明においては、一例として、多孔平行コリメータを用いる場合について説明する。
【００３０】
具体的に、図２Ａを参照すると、放射線検出器１は、コリメータの複数の開口を介して放射線３００を検出可能な放射線検出用素子１０と、コリメータの複数の開口を隔てる壁部と同程度又は当該壁部の厚さ以下の厚さを有する薄い基板２０と、一対の放射線検出用素子１０の隣接部分にて基板２０を挟み込むことにより基板２０を支持する支持部材としてのカードホルダ３０及びカードホルダ３１とを備える。そして、図２Ａにおいては、一対の放射線検出用素子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、各組の一対の放射線検出用素子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。
【００３１】
本実施の形態に係る放射線検出用素子１０の側面１０ｃはそれぞれ側面被覆層１００により覆われているので、基板２０に複数の放射線検出用素子１０を配列させた場合に、複数の放射線検出用素子１０の側面同士が接触したとしても、放射線検出用素子１０の側面１０ｃの損傷、すなわち、半導体素子１５０の損傷を抑制できる。
【００３２】
また、基板２０は第１の支持部としてのカードホルダ３０と第２の支持部としてのカードホルダ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が支持される。
【００３３】
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板ばね等の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。
【００３４】
また、放射線検出器１は、一対の放射線検出用素子１０の基板２０の反対側に、各放射線検出用素子１０のカソード電極１３０と複数の基板端子２２と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４０を更に備える。
【００３５】
フレキシブル基板４０は、一対の放射線検出用素子１０の一方の放射線検出用素子１０側、及び他方の放射線検出用素子１０側の双方に設けられる（図２Ａ及び図２Ｂの例においては、４組の一対の放射線検出用素子１０の一方の放射線検出用素子１０側のそれぞれと、他方の放射線検出用素子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、カードホルダ３０及びカードホルダ３１の複数のフレキリード結合部としての接合部３８のそれぞれにおいて基板端子２２に電気的に接続する。具体的に、フレキシブル基板４０の配線パターンの一方の端は、放射線検出用素子１０のカソード電極１３０に導電性接着剤等で接続される。そして、当該配線パターンの他方の端は、基板端子２２の端子表面に導電性接着剤等を用いて電気的に接続される。
【００３６】
図３Ａは、放射線検出器が備える基板の正面図であり、図３Ｂは、放射線検出器が備える基板に本実施の形態に係る複数の放射線検出用素子を搭載した場合の斜視図である。
【００３７】
（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２０ｂで挟んで形成される。そして、基板２０は、可撓性を有すると共に、コリメータの複数の開口を隔てる壁部と同程度又は当該壁部の厚さ以下の厚さを有する。一例として、コリメータの複数の開口は略四角形状に形成される。そして、複数の開口の開口径のサイズは一辺が１．２ｍｍに形成され、各開口が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、コリメータは、一の開口と、この一の開口に隣接する他の開口とを隔てる壁の厚さが０．２ｍｍである。本実施の形態では、例えば、基板２０は、コリメータの各開口を隔てる壁の厚さと略同一の厚さ（一例として、０．２ｍｍ）、又はこの壁の厚さ以下の厚さを有して形成される。
【００３８】
また、基板２０は、複数の放射線検出用素子１０のそれぞれが搭載される第一の端部側の幅が、複数の放射線検出用素子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、基板２０の幅広に形成される領域の一部には、複数の放射線検出用素子１０が備える複数のアノード電極１３５のそれぞれに電気的に接続する複数の素子接続部２０ａが設けられ、素子接続部２０ａが設けられる第一の端部に対向する第二の端部側には、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、複数の放射線検出用素子１０のそれぞれと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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。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。
【００４１】
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と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２０ｂ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。
【００４２】
（放射線検出用素子１０の基板２０への搭載）
図３Ａに示した基板２０の素子接続部２０ａのそれぞれに複数の放射線検出用素子１０が備える複数のアノード電極１３５のそれぞれを接続することにより、図３Ｂに示すような、複数の放射線検出用素子１０が搭載された基板２０が形成される。具体的には、複数の素子接続部２０ａのそれぞれに、導電性接着剤２００、例えば、Ａｇペースト等を用いて複数の放射線検出用素子１０がそれぞれ備えるアノード電極１３５が固定される。本実施の形態では、基板２０の一方の面及び他方の面にそれぞれ４つの放射線検出用素子１０が固定されるので、一の放射線検出器１は、８つの放射線検出用素子１０を備えることになる。
【００４３】
図４Ａは、本実施の形態に係る放射線検出用素子を基板に搭載した場合における断面の概要を示し、図４Ｂは、本実施の形態に係る放射線検出用素子を基板に搭載した場合に放射線検出用素子が傾いた場合における断面の概要を示す。なお、図４Ａ及び図４Ｂにおいては、説明を簡便にするため、アノード電極１３５、及び基板２０が備える素子接続部２０ａの図示は省略する。
【００４４】
放射線検出用素子１０の複数のアノード電極１３５のそれぞれは、導電性部材としての導電性接着剤２００を介して基板２０に搭載される。仮に、導電性接着剤２００の形状が変化しない場合、図４Ａに示すように、放射線検出用素子１０は基板２０の表面に水平になるように基板２０に搭載される。しかしながら、基板２０への放射線検出用素子１０の搭載時において導電性接着剤２００が加熱により流動化した場合、図４Ｂに示すように、放射線検出用素子１０が傾く場合がある。ここで、本実施の形態に係る放射線検出用素子１０が備える裏面被覆層１２０は、導電性接着剤２００の厚さ以下の厚さを有しており、放射線検出用素子１０の端部のそれぞれを保護している。導電性接着材２００は、１０μｍ以上１５μｍ以下の厚さを有して形成される。したがって、放射線検出用素子１０が傾いた場合であっても、短手側裏面被覆層１２０ａ及び／又は長手側裏面被覆層１２０ｂがクッションとしての機能を発揮して、半導体素子１５０が基板２０に直接に接触することを防止できる。
【００４５】
（カードホルダ３０及びカードホルダ３１の詳細）
図５Ａは、カードホルダの表面側からの斜視図であり、図５Ｂは、カードホルダの裏面側からの斜視図である。
【００４６】
カードホルダ３０とカードホルダ３１とは同一形状を有するので、以下、カードホルダ３０についてのみ説明する。
【００４７】
図５Ａを参照すると、カードホルダ３０は、弾性部材が固定される弾性部材実装部３２及び凹部３２ａと、カードホルダ３０の対となるカードホルダ３１の突起部３６が嵌め合う複数の溝付穴３４と、フレキシブル基板４０の配線パターンが接続される複数の接合部３８と、基板２０の基板端子２２が貫通する複数の端子用穴３８ａとを有して形成される。また、カードホルダ３０は、放射線検出器１の複数の放射線検出用素子１０が設けられている側を上側とした場合に、下側の両端部に突起部３０ａ及び切り欠き部３０ｂをそれぞれ有する。
【００４８】
また、図５Ｂを参照すると、カードホルダ３０はその裏面において、カードホルダ３１が有する溝付穴３４に嵌合する複数の突起部３６を更に有する。また、カードホルダ３０は、基板２０の複数の電子部品搭載部２６に対応する位置にくぼみ部３９を更に有する。このくぼみ部３９により、基板２０の電子部品搭載部２６上に搭載された電子部品はカードホルダ３０及びカードホルダ３１によって覆われ、一の放射線検出器１に隣接する他の放射線検出器１に接触することが防止される。
【００４９】
弾性部材実装部３２及び凹部３２ａは、カードホルダ３０の長手方向の各端部にそれぞれ設けられる。また、複数の接合部３８及び端子用穴３８ａは、基板２０が有する基板端子２２の位置に対応させて、カードホルダ３０の中央付近の領域にそれぞれ設けられる。更に、複数の溝付穴３４は、弾性部材実装部３２と接合部３８との間の領域であって、複数の溝付穴３４のうち最も弾性部材実装部３２に近い側の溝付穴３４よりも弾性部材実装部３２に近い位置に設けられる。なお、カードホルダ３０及びカードホルダ３１はそれぞれ、絶縁性の樹脂材料から形成することができる。
【００５０】
（放射線検出用素子１０の製造方法）
図６Ａは、本実施の形態に係る半導体素子に被覆層を形成する場合に用いるマスキング冶具を示し、図６Ｂは、半導体素子とマスクとの位置関係の概要を示す断面図である。なお、図６Ａ及び図６Ｂにおいては、説明の便宜上、カソード電極１３０及びアノード電極１３５の図示は省略する。
【００５１】
まず、カソード電極１３０及びアノード電極１３５が形成された半導体素子１５０を準備する。そして、本実施の形態においては、凹部２ａを備えるマスキング冶具２を用い、半導体素子１５０の所定の領域に被覆層を形成する。具体的には、まず、図６Ａ及び図６Ｂに示すように、スペーサー５を介して半導体素子１５０をマスキング冶具２の凹部２ａに搭載する。更に、半導体素子１５０の凹部２ａの反対側の表面に、スペーサー５を介してマスク４を設置する。そして、マスク４の表面をおさえ３で固定する。なお、スペーサー５は、ゴム等の弾性材料から形成されるので、半導体素子１５０に損傷が生じることを抑制できる。
【００５２】
この状態で、図６Ｂに示すように、所定の絶縁性材料を半導体素子１５０に吹き付ける（図６Ｂの吹き付け方向４００を参照）。なお、半導体素子１５０の表面又は裏面はマスク４によりマスキングされ、裏面又は表面は凹部２ａ側に向いているので、カソード電極１３０又はアノード電極１３５には樹脂材料が付着しない。以上の工程を経ることにより、本実施の形態に係る放射線検出用素子１０が製造される。
【００５３】
（実施の形態の効果）
本発明の実施の形態に係る放射線検出用素子１０は、側面１０ｃのそれぞれに側面被覆層１００を、表面１０ａの縁部に表面被覆層１１０を、そして、裏面１０ｂの縁部に裏面被覆層１２０を備えているので、半導体素子１５０の端部に加わる力を低減でき、放射線検出用素子１０に損傷が生じることを抑制できる。また、放射線検出用素子１０の大部分を被覆することにより、大気中の水分により放射線検出用素子１０の特性が劣化することを抑制できる。これにより、本実施の形態に係る放射線検出用素子１０の耐湿性、耐久性を向上させることができるので、放射線検出用素子１０の信頼性を向上させることができる。
【００５４】
また、本実施の形態に係る放射線検出用素子１０は、側面１０ｃのそれぞれに側面被覆層１００を備えているので、放射線検出用素子１０の厚さが薄い場合であっても、カソード電極１３０とアノード電極１３５との間に高電圧を印加した場合に発生し得る電圧、側面１０ｃに流れる表面電流によるノイズを低減できる。
【００５５】
そして、本実施の形態に係る放射線検出用素子１０は、側面１０ｃに比べて裏面１０ｂの縁部、及び／又は表面１０ａの縁部に形成される被覆層の厚さを厚くしたので、導電性接着剤２００を介して基板２０等に放射線検出用素子１０を搭載した場合であっても、放射線検出用素子１０が傾くことに起因する半導体素子１５０への損傷の発生を防止できる。
【００５６】
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】
【００５７】
１ 放射線検出器
２ マスキング冶具
２ 凹部
３ おさえ
４ マスク
５ スペーサー
１０ 放射線検出用素子
１０ａ 表面
１０ｂ 裏面
１０ｃ 側面
１０ｄ 溝部
２０ 基板
２０ａ 素子接続部
２０ｂ 絶縁層
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
３８ 結合部
４０ フレキシブル基板
１００ 側面被覆層
１１０ 表面被覆層
１１０ａ 短手側表面被覆層
１１０ｂ 長手側表面被覆層
１２０ 裏面被覆層
１２０ａ 短手側裏面被覆層
１２０ｂ 長手側裏面被覆層
１３０ カソード電極
１３５ アノード電極
１４０ 放射線入射面
１５０ 半導体素子
２００ 導電性接着剤
３００ 放射線
４００ 吹き付け方向
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線検出用素子に関する。特に、本発明は、ガンマカメラ等の放射線検出装置に用いる放射線検出用素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の放射線検出用素子として、直方体状の化合物半導体結晶の相対する２面に形成された電極のうち少なくとも一面の電極は複数個であり、化合物半導体の電極形成面ではない端面部分にＥＣＲプラズマＣＶＤ法で気相成長させた絶縁保護薄膜を形成した放射線検出素子が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載の放射線検出用素子は、電極を形成していない端面部分に絶縁保護薄膜を形成しているので、端面部に酸化膜が形成されることや、電極部のハンダバンプを加熱溶融する際のハンダの成分であるＳｎやＰｂ、フラックス中の不純物等が結晶内へ侵入することなどを防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−３６４１０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に係る放射線検出用素子は、素子を構成する化合物半導体に加わる力により化合物半導体に発生し得る損傷、及び外部環境の水分による特性の劣化を考慮していないので、外力や湿度等により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、外力や湿度による特性の劣化を抑制できる放射線検出用素子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、直方体状若しくは平板状に形成され、放射線を検出可能な放射線検出用素子であって、第１電極を有する表面と、第２電極を有する裏面と、放射線が入射する放射線入射面を含む複数の側面と、複数の側面に設けられる側面被覆層と、裏面の縁部分に設けられ、側面被覆層より厚い厚さを有する裏面被覆層と備える放射線検出用素子が提供される。
【０００８】
また、上記放射線検出用素子は、側面被覆層と裏面被覆層とは一体に設けられてもよい。
【０００９】
また、上記放射線検出用素子は、放射線検出用素子が基板に固定される場合に、第２電極は導電性部材により基板に固定され、裏面被覆層は、導電性部材の厚さ以下の厚さを有することが好ましい。
【００１０】
また、上記放射線検出用素子は、表面の縁部分に設けられる表面被覆層を更に備えることもできる。
【００１１】
また、上記放射線検出用素子は、側面被覆層は、１μｍ以上２μｍ以下の厚さを有し、裏面被覆層は、５μｍ以上１０μｍ以下の厚さを有することができる。
【００１２】
また、上記放射線検出用素子は、側面被覆層及び裏面被覆層は、絶縁材料から形成されることが好ましい。
【００１３】
また、上記放射線検出用素子は、基板と、放射線検出用素子の隣接部分にて基板を支持する支持部材とを備える放射線検出器に用いてもよい。
【００１４】
また、上記放射線検出用素子は、基板は、放射線検出用素子を基板の第一の端部側に有し、支持部材は、第一の端部の反対側の第二の端部側において基板を支持してもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る放射線検出器によれば、外力や湿度による特性の劣化を抑制できる放射線検出用素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１Ａ】本発明の実施の形態に係る放射線検出用素子の斜視図である。
【図１Ｂ】（ａ）は本実施の形態に係る放射線検出用素子の表面図であり、（ｂ）は本実施の形態に係る放射線検出用素子の裏面図である。
【図１Ｃ】本実施の形態に係る放射線検出用素子の断面図である。
【図２Ａ】放射線検出器の斜視図である。
【図２Ｂ】放射線検出器からフレキシブル基板を除いた場合の斜視図である。
【図３Ａ】放射線検出器が備える基板の正面図である。
【図３Ｂ】放射線検出器が備える基板に本実施の形態に係る複数の放射線検出用素子を搭載した場合の斜視図である。
【図４Ａ】本実施の形態に係る放射線検出用素子を基板に搭載した場合における断面図である。
【図４Ｂ】本実施の形態に係る放射線検出用素子を基板に搭載した場合に放射線検出用素子が傾いた場合における断面図である。
【図５Ａ】カードホルダの表面側からの斜視図である。
【図５Ｂ】カードホルダの裏面側からの斜視図である。
【図６Ａ】本実施の形態に係る半導体素子に被覆層を形成する場合に用いるマスキング冶具の図である。
【図６Ｂ】半導体素子とマスクとの位置関係の概要を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
［実施の形態の要約］
直方体状若しくは平板状に形成され、放射線を検出可能な放射線検出用素子において、第１電極を有する表面と、第２電極を有する裏面と、前記放射線が入射する放射線入射面を含む複数の側面と、前記複数の側面に設けられる側面被覆層と、前記裏面の縁部分に設けられ、前記側面被覆層より厚い厚さを有する裏面被覆層とを備える放射線検出用素子が提供される。
【００１８】
［実施の形態］
図１Ａは、本発明の実施の形態に係る放射線検出用素子の斜視図であり、図１Ｂ（ａ）は、本実施の形態に係る放射線検出用素子の表面を示し、図１Ｂ（ｂ）は、本実施の形態に係る放射線検出用素子の裏面を示す。更に、図１Ｃは、本実施の形態に係る放射線検出用素子の模式的な断面を示す。
【００１９】
（放射線検出用素子１０の構成の概要）
本実施の形態に係る放射線検出用素子１０は、γ線、Ｘ線等の放射線を検出することができる半導体素子１５０を用いて構成される。図１Ａに示すように、放射線検出用素子１０は直方体状若しくは平板状に形成され、複数の側面１０ｃの中で面積が最大の２つの側面のうちの一方を、放射線が入射する放射線入射面１４０にすることができる。放射線検出用素子１０は、一例として、縦×横×厚さが、１１．１ｍｍ×５ｍｍ×１．２ｍｍの大きさを有する。
【００２０】
本実施の形態において、放射線検出用素子１０は、化合物半導体から主として構成される半導体素子１５０を用いて構成することができる。半導体素子１５０は、一例として、ＣｄＴｅから主として構成することができる。また、γ線等の放射線を検出できる限り、半導体素子１５０はＣｄＴｅから構成することに限られない。例えば、ＣｄＺｎＴｅ（ＣＺＴ）、ＨｇＩ２等の化合物半導体を用いて半導体素子１５０を構成することもできる。
【００２１】
そして、放射線検出用素子１０は、第１電極としてのカソード電極１３０を有する表面１０ａと、第２電極としてのアノード電極１３５を有する裏面１０ｂと、放射線入射面１４０を含む複数の側面１０ｃと、複数の側面１０ｃに設けられる側面被覆層１００と、表面１０ａの縁部分に設けられる表面被覆層１１０とを備える。更に、放射線検出用素子１０は、裏面１０ｂの縁部分に設けられ、側面被覆層１００より厚い厚さを有する裏面被覆層１２０を備える。本実施の形態において、側面被覆層１００と表面被覆層１１０とは一体に設けられる。また、側面被覆層１００と裏面被覆層１２０とは一体に設けられる。
【００２２】
また、図１Ｂ（ｂ）及び図１Ｃに示すように、放射線検出用素子１０の裏面１０ｂには複数の溝部１０ｄが形成される。複数の溝部１０ｄは、裏面１０ｂに略等間隔に設けられる。溝部１０ｄにより分離される放射線検出用素子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、一の放射線検出用素子１０は、複数の画素を有することになる。そして、一の溝部１０ｄと当該一の溝部１０ｄに隣接する他の溝部１０ｄとの間に形成される凸状部分の表面（すなわち、裏面１０ｂの表面）に、アノード電極１３５が形成される。したがって、本実施の形態に係る放射線検出用素子１０の裏面１０ｂは、裏面１０ｂの平面視にて短手方向に沿って延びる線状の複数のアノード電極１３５が形成される。なお、溝部１０ｄの数を増減させることにより、一の放射線検出用素子１０のピクセル数を増減させることができる。
【００２３】
（側面被覆層１００、表面被覆層１１０、及び裏面被覆層１２０）
側面被覆層１００は、放射線検出用素子１０の側面を被覆するように設けられる。一方、表面被覆層１１０は、表面１０ａの縁部分に設けられ、短手方向に沿った縁部分に設けられる短手側表面被覆層１１０ａと、長手方向に沿った縁部分に設けられる長手側表面被覆層１１０ｂとを有して構成される。すなわち、表面１０ａにおいてカソード電極１３０の表面が露出するように、略矩形状の開口を有して表面被覆層１１０は形成される。なお、カソード電極１３０の縁部分は、短手側表面被覆層１１０ａ及び長手側表面被覆層１１０ｂに覆われる。更に、本実施の形態においては、図１Ｂ（ａ）に示すように、一例として、短手側表面被覆層１１０ａの幅ｔ１は長手側表面被覆層１１０ｂの幅ｔ２より狭く形成される。例えば、短手側表面被覆層１１０ａの幅ｔ１は０．３ｍｍ、長手側表面被覆層１１０ｂの幅ｔ２は０．５ｍｍに形成される。
【００２４】
また、裏面被覆層１２０は、裏面１０ｂの縁部分に設けられ、短手方向に沿った縁部分に設けられる短手側裏面被覆層１２０ａと、長手方向に沿った縁部分に設けられる長手側裏面被覆層１２０ｂとを有して構成される。すなわち、裏面１０ｂにおいて複数のアノード電極１３５の表面のそれぞれが露出するように、略矩形状の開口を有して裏面被覆層１２０は形成される。また、表面被覆層１１０と同様に、裏面被覆層１２０は、長手側裏面被覆層１２０ｂの幅より狭く形成した短手側裏面被覆層１２０ａを有して構成できる。
【００２５】
ここで、図１Ｃを参照する。本実施の形態において、裏面被覆層１２０は、放射線検出用素子１０の側面に形成される側面被覆層１００より厚く形成される。すなわち、側面被覆層１００の厚さ「ａ」、裏面被覆層１２０の厚さを「ｂ」とした場合、「ａ＜ｂ」の関係を満たすように側面被覆層１００と裏面被覆層１２０とは形成される。一例として、側面被覆層１００は、１μｍ以上２μｍ以下の厚さを有して形成され、裏面被覆層１２０は、５μｍ以上１０μｍ以下の厚さを有して形成される。なお、表面被覆層１１０の厚さを側面被覆層１００の厚さより厚く形成することもできる。
【００２６】
また、本実施の形態において、側面被覆層１００、表面被覆層１１０、及び裏面被覆層は、絶縁材料から主として形成される。絶縁材料としては、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系樹脂、その他の絶縁性の樹脂を用いることができる。
【００２７】
（放射線検出器１の構成の概要）
図２Ａは、本実施の形態に係る放射線検出用素子１０を備える放射線検出器の斜視図であり、図２Ｂは、放射線検出器からフレキシブル基板を除いた場合の斜視図である。
【００２８】
放射線検出器１は、複数個の放射線検出用素子１０を備える。ここで、図２Ａに示すように、放射線３００が紙面の上方から下方に沿って伝搬すると仮定する。この場合、放射線３００は、放射線検出器１が備える放射線検出用素子１０の側からカードホルダ３０及びカードホルダ３１の側に向かう方向に沿って伝搬する。そして、放射線検出器１は、放射線検出用素子１０の側面１０ｃの１つである放射線入射面１４０（つまり、図２Ａの上方に面している側面）において放射線３００を検出する。このように、放射線検出用素子１０の側面の一部を放射線入射面１４０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）に沿って伝搬してくる放射線３００が通過する複数の開口を有するコリメータを介して放射線３００を検出する複数の放射線検出器１が配列さ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、放射線検出器１は、カード型の形状を呈する。
【００２９】
なお、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。以下の説明においては、一例として、多孔平行コリメータを用いる場合について説明する。
【００３０】
具体的に、図２Ａを参照すると、放射線検出器１は、コリメータの複数の開口を介して放射線３００を検出可能な放射線検出用素子１０と、コリメータの複数の開口を隔てる壁部と同程度又は当該壁部の厚さ以下の厚さを有する薄い基板２０と、一対の放射線検出用素子１０の隣接部分にて基板２０を挟み込むことにより基板２０を支持する支持部材としてのカードホルダ３０及びカードホルダ３１とを備える。そして、図２Ａにおいては、一対の放射線検出用素子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、各組の一対の放射線検出用素子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。
【００３１】
本実施の形態に係る放射線検出用素子１０の側面１０ｃはそれぞれ側面被覆層１００により覆われているので、基板２０に複数の放射線検出用素子１０を配列させた場合に、複数の放射線検出用素子１０の側面同士が接触したとしても、放射線検出用素子１０の側面１０ｃの損傷、すなわち、半導体素子１５０の損傷を抑制できる。
【００３２】
また、基板２０は第１の支持部としてのカードホルダ３０と第２の支持部としてのカードホルダ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が支持される。
【００３３】
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板ばね等の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。
【００３４】
また、放射線検出器１は、一対の放射線検出用素子１０の基板２０の反対側に、各放射線検出用素子１０のカソード電極１３０と複数の基板端子２２と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４０を更に備える。
【００３５】
フレキシブル基板４０は、一対の放射線検出用素子１０の一方の放射線検出用素子１０側、及び他方の放射線検出用素子１０側の双方に設けられる（図２Ａ及び図２Ｂの例においては、４組の一対の放射線検出用素子１０の一方の放射線検出用素子１０側のそれぞれと、他方の放射線検出用素子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、カードホルダ３０及びカードホルダ３１の複数のフレキリード結合部としての接合部３８のそれぞれにおいて基板端子２２に電気的に接続する。具体的に、フレキシブル基板４０の配線パターンの一方の端は、放射線検出用素子１０のカソード電極１３０に導電性接着剤等で接続される。そして、当該配線パターンの他方の端は、基板端子２２の端子表面に導電性接着剤等を用いて電気的に接続される。
【００３６】
図３Ａは、放射線検出器が備える基板の正面図であり、図３Ｂは、放射線検出器が備える基板に本実施の形態に係る複数の放射線検出用素子を搭載した場合の斜視図である。
【００３７】
（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２０ｂで挟んで形成される。そして、基板２０は、可撓性を有すると共に、コリメータの複数の開口を隔てる壁部と同程度又は当該壁部の厚さ以下の厚さを有する。一例として、コリメータの複数の開口は略四角形状に形成される。そして、複数の開口の開口径のサイズは一辺が１．２ｍｍに形成され、各開口が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、コリメータは、一の開口と、この一の開口に隣接する他の開口とを隔てる壁の厚さが０．２ｍｍである。本実施の形態では、例えば、基板２０は、コリメータの各開口を隔てる壁の厚さと略同一の厚さ（一例として、０．２ｍｍ）、又はこの壁の厚さ以下の厚さを有して形成される。
【００３８】
また、基板２０は、複数の放射線検出用素子１０のそれぞれが搭載される第一の端部側の幅が、複数の放射線検出用素子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、基板２０の幅広に形成される領域の一部には、複数の放射線検出用素子１０が備える複数のアノード電極１３５のそれぞれに電気的に接続する複数の素子接続部２０ａが設けられ、素子接続部２０ａが設けられる第一の端部に対向する第二の端部側には、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、複数の放射線検出用素子１０のそれぞれと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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。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。
【００４１】
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と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２０ｂ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。
【００４２】
（放射線検出用素子１０の基板２０への搭載）
図３Ａに示した基板２０の素子接続部２０ａのそれぞれに複数の放射線検出用素子１０が備える複数のアノード電極１３５のそれぞれを接続することにより、図３Ｂに示すような、複数の放射線検出用素子１０が搭載された基板２０が形成される。具体的には、複数の素子接続部２０ａのそれぞれに、導電性接着剤２００、例えば、Ａｇペースト等を用いて複数の放射線検出用素子１０がそれぞれ備えるアノード電極１３５が固定される。本実施の形態では、基板２０の一方の面及び他方の面にそれぞれ４つの放射線検出用素子１０が固定されるので、一の放射線検出器１は、８つの放射線検出用素子１０を備えることになる。
【００４３】
図４Ａは、本実施の形態に係る放射線検出用素子を基板に搭載した場合における断面の概要を示し、図４Ｂは、本実施の形態に係る放射線検出用素子を基板に搭載した場合に放射線検出用素子が傾いた場合における断面の概要を示す。なお、図４Ａ及び図４Ｂにおいては、説明を簡便にするため、アノード電極１３５、及び基板２０が備える素子接続部２０ａの図示は省略する。
【００４４】
放射線検出用素子１０の複数のアノード電極１３５のそれぞれは、導電性部材としての導電性接着剤２００を介して基板２０に搭載される。仮に、導電性接着剤２００の形状が変化しない場合、図４Ａに示すように、放射線検出用素子１０は基板２０の表面に水平になるように基板２０に搭載される。しかしながら、基板２０への放射線検出用素子１０の搭載時において導電性接着剤２００が加熱により流動化した場合、図４Ｂに示すように、放射線検出用素子１０が傾く場合がある。ここで、本実施の形態に係る放射線検出用素子１０が備える裏面被覆層１２０は、導電性接着剤２００の厚さ以下の厚さを有しており、放射線検出用素子１０の端部のそれぞれを保護している。導電性接着材２００は、１０μｍ以上１５μｍ以下の厚さを有して形成される。したがって、放射線検出用素子１０が傾いた場合であっても、短手側裏面被覆層１２０ａ及び／又は長手側裏面被覆層１２０ｂがクッションとしての機能を発揮して、半導体素子１５０が基板２０に直接に接触することを防止できる。
【００４５】
（カードホルダ３０及びカードホルダ３１の詳細）
図５Ａは、カードホルダの表面側からの斜視図であり、図５Ｂは、カードホルダの裏面側からの斜視図である。
【００４６】
カードホルダ３０とカードホルダ３１とは同一形状を有するので、以下、カードホルダ３０についてのみ説明する。
【００４７】
図５Ａを参照すると、カードホルダ３０は、弾性部材が固定される弾性部材実装部３２及び凹部３２ａと、カードホルダ３０の対となるカードホルダ３１の突起部３６が嵌め合う複数の溝付穴３４と、フレキシブル基板４０の配線パターンが接続される複数の接合部３８と、基板２０の基板端子２２が貫通する複数の端子用穴３８ａとを有して形成される。また、カードホルダ３０は、放射線検出器１の複数の放射線検出用素子１０が設けられている側を上側とした場合に、下側の両端部に突起部３０ａ及び切り欠き部３０ｂをそれぞれ有する。
【００４８】
また、図５Ｂを参照すると、カードホルダ３０はその裏面において、カードホルダ３１が有する溝付穴３４に嵌合する複数の突起部３６を更に有する。また、カードホルダ３０は、基板２０の複数の電子部品搭載部２６に対応する位置にくぼみ部３９を更に有する。このくぼみ部３９により、基板２０の電子部品搭載部２６上に搭載された電子部品はカードホルダ３０及びカードホルダ３１によって覆われ、一の放射線検出器１に隣接する他の放射線検出器１に接触することが防止される。
【００４９】
弾性部材実装部３２及び凹部３２ａは、カードホルダ３０の長手方向の各端部にそれぞれ設けられる。また、複数の接合部３８及び端子用穴３８ａは、基板２０が有する基板端子２２の位置に対応させて、カードホルダ３０の中央付近の領域にそれぞれ設けられる。更に、複数の溝付穴３４は、弾性部材実装部３２と接合部３８との間の領域であって、複数の溝付穴３４のうち最も弾性部材実装部３２に近い側の溝付穴３４よりも弾性部材実装部３２に近い位置に設けられる。なお、カードホルダ３０及びカードホルダ３１はそれぞれ、絶縁性の樹脂材料から形成することができる。
【００５０】
（放射線検出用素子１０の製造方法）
図６Ａは、本実施の形態に係る半導体素子に被覆層を形成する場合に用いるマスキング冶具を示し、図６Ｂは、半導体素子とマスクとの位置関係の概要を示す断面図である。なお、図６Ａ及び図６Ｂにおいては、説明の便宜上、カソード電極１３０及びアノード電極１３５の図示は省略する。
【００５１】
まず、カソード電極１３０及びアノード電極１３５が形成された半導体素子１５０を準備する。そして、本実施の形態においては、凹部２ａを備えるマスキング冶具２を用い、半導体素子１５０の所定の領域に被覆層を形成する。具体的には、まず、図６Ａ及び図６Ｂに示すように、スペーサー５を介して半導体素子１５０をマスキング冶具２の凹部２ａに搭載する。更に、半導体素子１５０の凹部２ａの反対側の表面に、スペーサー５を介してマスク４を設置する。そして、マスク４の表面をおさえ３で固定する。なお、スペーサー５は、ゴム等の弾性材料から形成されるので、半導体素子１５０に損傷が生じることを抑制できる。
【００５２】
この状態で、図６Ｂに示すように、所定の絶縁性材料を半導体素子１５０に吹き付ける（図６Ｂの吹き付け方向４００を参照）。なお、半導体素子１５０の表面又は裏面はマスク４によりマスキングされ、裏面又は表面は凹部２ａ側に向いているので、カソード電極１３０又はアノード電極１３５には樹脂材料が付着しない。以上の工程を経ることにより、本実施の形態に係る放射線検出用素子１０が製造される。
【００５３】
（実施の形態の効果）
本発明の実施の形態に係る放射線検出用素子１０は、側面１０ｃのそれぞれに側面被覆層１００を、表面１０ａの縁部に表面被覆層１１０を、そして、裏面１０ｂの縁部に裏面被覆層１２０を備えているので、半導体素子１５０の端部に加わる力を低減でき、放射線検出用素子１０に損傷が生じることを抑制できる。また、放射線検出用素子１０の大部分を被覆することにより、大気中の水分により放射線検出用素子１０の特性が劣化することを抑制できる。これにより、本実施の形態に係る放射線検出用素子１０の耐湿性、耐久性を向上させることができるので、放射線検出用素子１０の信頼性を向上させることができる。
【００５４】
また、本実施の形態に係る放射線検出用素子１０は、側面１０ｃのそれぞれに側面被覆層１００を備えているので、放射線検出用素子１０の厚さが薄い場合であっても、カソード電極１３０とアノード電極１３５との間に高電圧を印加した場合に発生し得る電圧、側面１０ｃに流れる表面電流によるノイズを低減できる。
【００５５】
そして、本実施の形態に係る放射線検出用素子１０は、側面１０ｃに比べて裏面１０ｂの縁部、及び／又は表面１０ａの縁部に形成される被覆層の厚さを厚くしたので、導電性接着剤２００を介して基板２０等に放射線検出用素子１０を搭載した場合であっても、放射線検出用素子１０が傾くことに起因する半導体素子１５０への損傷の発生を防止できる。
【００５６】
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】
【００５７】
１ 放射線検出器
２ マスキング冶具
２ 凹部
３ おさえ
４ マスク
５ スペーサー
１０ 放射線検出用素子
１０ａ 表面
１０ｂ 裏面
１０ｃ 側面
１０ｄ 溝部
２０ 基板
２０ａ 素子接続部
２０ｂ 絶縁層
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
３８ 結合部
４０ フレキシブル基板
１００ 側面被覆層
１１０ 表面被覆層
１１０ａ 短手側表面被覆層
１１０ｂ 長手側表面被覆層
１２０ 裏面被覆層
１２０ａ 短手側裏面被覆層
１２０ｂ 長手側裏面被覆層
１３０ カソード電極
１３５ アノード電極
１４０ 放射線入射面
１５０ 半導体素子
２００ 導電性接着剤
３００ 放射線
４００ 吹き付け方向
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直方体状若しくは平板状に形成され、放射線を検出可能な放射線検出用素子であって、
第１電極を有する表面と、
第２電極を有する裏面と、
前記放射線が入射する放射線入射面を含む複数の側面と、
前記複数の側面に設けられる側面被覆層と、
前記裏面の縁部分に設けられ、前記側面被覆層より厚い厚さを有する裏面被覆層と
を備える放射線検出用素子。
【請求項２】
前記側面被覆層と前記裏面被覆層とは一体に設けられる請求項１に記載の放射線検出用素子。
【請求項３】
前記放射線検出用素子が基板に固定される場合に、前記第２電極は導電性部材により前記基板に固定され、
前記裏面被覆層は、前記導電性部材の厚さ以下の厚さを有する請求項２に記載の放射線検出用素子。
【請求項４】
前記表面の縁部分に設けられる表面被覆層
を更に備える請求項３に記載の放射線検出用素子。
【請求項５】
前記側面被覆層は、１μｍ以上２μｍ以下の厚さを有し、
前記裏面被覆層は、５μｍ以上１０μｍ以下の厚さを有する
請求項４に記載の放射線検出用素子。
【請求項６】
前記側面被覆層及び前記裏面被覆層は、絶縁材料から形成される請求項５に記載の放射線検出用素子。
【請求項７】
前記基板と、前記放射線検出用素子の隣接部分にて前記基板を支持する支持部材とを備える放射線検出器に用いられる請求項６に記載の放射線検出用素子。
【請求項８】
前記基板は、前記放射線検出用素子を前記基板の第一の端部側に有し、
前記支持部材は、前記第一の端部の反対側の第二の端部側において前記基板を支持する請求項７に記載の放射線検出用素子。
【請求項１】
直方体状若しくは平板状に形成され、放射線を検出可能な放射線検出用素子であって、
第１電極を有する表面と、
第２電極を有する裏面と、
前記放射線が入射する放射線入射面を含む複数の側面と、
前記複数の側面に設けられる側面被覆層と、
前記裏面の縁部分に設けられ、前記側面被覆層より厚い厚さを有する裏面被覆層と
を備える放射線検出用素子。
【請求項２】
前記側面被覆層と前記裏面被覆層とは一体に設けられる請求項１に記載の放射線検出用素子。
【請求項３】
前記放射線検出用素子が基板に固定される場合に、前記第２電極は導電性部材により前記基板に固定され、
前記裏面被覆層は、前記導電性部材の厚さ以下の厚さを有する請求項２に記載の放射線検出用素子。
【請求項４】
前記表面の縁部分に設けられる表面被覆層
を更に備える請求項３に記載の放射線検出用素子。
【請求項５】
前記側面被覆層は、１μｍ以上２μｍ以下の厚さを有し、
前記裏面被覆層は、５μｍ以上１０μｍ以下の厚さを有する
請求項４に記載の放射線検出用素子。
【請求項６】
前記側面被覆層及び前記裏面被覆層は、絶縁材料から形成される請求項５に記載の放射線検出用素子。
【請求項７】
前記基板と、前記放射線検出用素子の隣接部分にて前記基板を支持する支持部材とを備える放射線検出器に用いられる請求項６に記載の放射線検出用素子。
【請求項８】
前記基板は、前記放射線検出用素子を前記基板の第一の端部側に有し、
前記支持部材は、前記第一の端部の反対側の第二の端部側において前記基板を支持する請求項７に記載の放射線検出用素子。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【公開番号】特開２０１１−１０２７１３（Ｐ２０１１−１０２７１３Ａ）
【公開日】平成２３年５月２６日（２０１１．５．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２５６８９０（Ｐ２００９−２５６８９０）
【出願日】平成２１年１１月１０日（２００９．１１．１０）
【出願人】（０００００５１２０）日立電線株式会社 (3,358)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年５月２６日（２０１１．５．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１１月１０日（２００９．１１．１０）
【出願人】（０００００５１２０）日立電線株式会社 (3,358)
【Ｆターム（参考）】
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