JP2002228756A - 電磁放射を検出する検出器 - Google Patents

電磁放射を検出する検出器

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、均一なギャップの幅を実現し、許
容可能な費用で大量生産できる一つ以上の中間層を具備
する検出器を提供することを目的とする。 【解決手段】 本発明は、電磁放射を検出する検出器に
係わり、この検出器は、少なくとも一つのシンチレータ
（６）、少なくとも一つのＣＭＯＳチップ（３）、及
び、セラミックベース素子（４）を含み、泡を有さず、
ギャップの幅に関して定められる各中間層（２）はシン
チレータ（６）とＣＭＯＳチップ（３）との間、及び、
ＣＭＯＳチップ（３）とセラミックベース素子（４）と
の間にいつも設けられ、上記中間層（２）は異なるコン
システンシーの少なくとも２つの接着剤（Ａ，Ｂ）及び
スペーサ（５）を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、少なくとも一つの
シンチレータ、少なくとも一つのＣＭＯＳチップ、及び
一つのセラミックベース素子を含み、各中間層がシンチ
レータとＣＭＯＳチップとの間、ＣＭＯＳチップとセラ
ミックベース素子との間にいつも設けられる、電磁放射
を検出する検出器に関わる。本発明の更なる面は、泡の
無い中間層の製造、及び、このような中間層を具備する
検出器の製造に関わる。
【０００２】
【従来の技術】この種類の検出器は、例えば、Ｘ線検査
装置においてＸ線を可視範囲の放射線に変換するために
使用される。
【０００３】例えば、Ｘ線検査装置用の検出器は、シン
チレータ、ＣＭＯＳチップ、及びセラミックベース素子
と組み合わせて従来では構成され、シンチレータによっ
て発せられる光はＣＭＯＳチップ上に設けられる感光装
置によって検出される。
【０００４】シンチレータとＣＭＯＳチップとの間の上
記中間層のギャップの幅が均一であることは、検出器の
検出の正確さ、従って、Ｘ線検査装置の全体的な画像の
質に著しい効果をもたらす。中間層中に空気を含むこと
は、検出器の検出の正確さに負の効果をもたらす。
【０００５】ＪＰ０９０５４１６２Ａは、シンチレータ
の領域と感光装置の領域との間に硬化された接着剤から
成る透明な中間層が設けられるＸ線検出器を開示する。
【０００６】中間層のギャップの幅は、スペーサによっ
て定められ、特に、ギャップの幅の均一性を高めるため
に接着テープが使用される。本発明の好ましい実施例で
は、シンチレータの領域及び感光装置の領域は、互いに
対して垂直方向に延在するよう位置決めされ、毛管効果
及び重力を利用して接着剤が上から入れられ、スペーサ
はギャップの底端に設けられる。このように直角にして
位置決めすることは、この種類の製造処理が水平面にお
いて経済的に行われているため技術的工業製造の観点か
ら非常に難しい。上記の通り接着テープがギャップの底
端に設けられるとき、完全に入れるために必要な毛管効
果は部分的に制限され、所望の完全な排気が可能となら
ない。毛管力は、オープンシステムにおいてだけ定期的
に見られ、これは、説明した配置におけるギャップの底
端において条件付きでだけ生ずる。説明したスペーサの
取り扱いは、マイクロメートル範囲の寸法の環境におい
て接着テープを適用することにおいて特に問題となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、より高い均
一度のギャップの幅を実現し、許容可能な費用で大量生
産され得る一つ以上の中間層を具備する検出器を実現す
ることを目的とする。本発明は、上記中間層を製造する
方法を提供し、上記方法を用いて許容可能な費用で検出
器を工業的に製造する方法を提供することを更なる目的
とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この目的は、電磁放射を
検出する検出器が少なくとも一つのシンチレータ、少な
くとも一つのＣＭＯＳチップ、及び、一つのセラミック
ベース素子を含み、ギャップの幅に関して定められる各
中間層がシンチレータとＣＭＯＳチップとの間、ＣＭＯ
Ｓチップとセラミックベース素子との間にいつも配置さ
れ、上記中間層が異なるコンシステンシーの接着剤
（Ａ、Ｂ）を少なくとも２つ含むことで実現される。
【０００９】Ｘ線検出器又はコンピュータ断層撮影装置
（ＣＴ装置）用の検出器として特に使用される検出器
は、特に接着剤として実現される中間層を含む。中間層
に接着剤を使用することは、機械的にも熱的にも安定し
た信頼性のある接合を得ることを確実にする。
【００１０】中間層の所望の限定されたギャップは、特
にスペーサを適当に選択することを通じて得られる。本
発明においてスペーサは、ワイヤのような所望の間隔を
実現するのに機能する構成要素、又は、ＣＭＯＳチップ
上に存在するバンプのような別の情況では機能的に必要
であり、寸法がこの目的のために特別に選択される構成
要素である。所望の各ギャップの幅は、スペーサの寸法
を適当に選択することによって簡単に実現され得る。一
方で、円形の断面を有する市販のワイヤを使用すること
が好ましい。この種類のワイヤは、低コストで、Ａｕ及
びＡｌＳｉｌのような好ましい材料で１５乃至７５μｍ
の標準サイズで容易に購入できる。他方で、バンプは、
所望の高さを考慮するよう従来の方法を用いて実現さ
れ、従って、所望の寸法的な正確さを技術的に簡単に実
現することを可能にする。スペーサ又は接着剤（Ａ）用
の接合点は、検出器の機能に本質的に影響を及ぼさない
域、例えば、ＣＭＯＳチップ上の光学的に不活性な領域
に設けられることが好ましい。非常に少量の接着剤
（Ａ）を上記配置し、且つ、使用するために追加の表面
域は必要でないにも関わらず接着剤（Ａ）を使用するこ
との主な目的は達成される。この接着剤は、この目的の
ために最小限の量の材料を利用して所望の均一なギャッ
プの幅を速く固定する機能を果たす。
【００１１】容易に塗布され、高速に硬化される市販の
エポキシ樹脂、シアノアクリレート接着剤、又は、アク
リレート接着剤が本発明によるこの適用法のために接着
剤（Ａ）として使用され得る。
【００１２】接着剤（Ａ１）は、導電性であり、ＣＭＯ
Ｓチップの後部から電荷を放散することを可能にする。
【００１３】可能な限り小さいギャップの幅を実現する
ために、特に接着点上の少なくともある量の接着剤（Ａ
１）がＣＭＯＳチップの後表面並びにセラミックベース
素子に直接的に塗布される。この場合、複数のスペーサ
がＣＭＯＳチップの表面とセラミックベース素子の表面
との間に、つまり、ある量の接着剤（Ａ１）がそれらと
接触すること無く直接的に配置される。
【００１４】更に、少なくともある量の接着剤（Ａ２）
がシンチレータの表面並びにＣＭＯＳチップ上のバンプ
に塗布される。
【００１５】本発明による接着剤（Ｂ）は、屈折率が＞
１．５であり、４５０乃至５５０ｎｍの波長範囲におけ
る光の低損失な透過を可能にする、好ましくはエポキシ
樹脂ベースの、低粘度の２成分接着剤である。中間層に
おける接着力の主な部分となるこの接着剤（Ｂ）は、電
磁照射の影響下で、長期間にわたってさえも著しく古く
はならない。完全な泡を有しない信頼性のある充填物を
保証するよう適切な流れ挙動が特に要求される。接着剤
（Ｂ）の硬化は、接触パートナーの熱負荷率に有利に適
合され得る。
【００１６】本発明の目的は、ＣＭＯＳチップとセラミ
ックベース素子との間に中間層を形成する方法を用いて
も実現され、このとき第１の段階中、スペーサ及びある
量の接着剤（Ａ１）がセラミックベース素子の表面に塗
布され、このとき接着剤（Ａ１）がスペーサから飛び
出、その後ＣＭＯＳチップは、上記ある量の接着剤の上
におかれ、スペーサ及びある量の接着剤（Ａ１）の上に
おかれたまま接合され、固定され、第２の段階中、ＣＭ
ＯＳチップとセラミックベース素子との間に残るギャッ
プは、水平方向の位置におけるＣＭＯＳチップの一つの
側に塗布され、毛管力の影響下でギャップの中に入り、
その後硬化される接着剤（Ｂ）で完全に充填される。
【００１７】本発明の目的は、シンチレータとＣＭＯＳ
チップとの間に中間層を形成する方法を用いても実現さ
れ、このとき第１の段階中、ＣＭＯＳチップの表面の光
学的に不活性な領域に設けられるバンプに少なくともあ
る量の接着剤（Ａ２）が塗布され、その後シンチレータ
は、バンプの上に配置され、バンプ及びある量の接着剤
（Ａ２）の上におかれたまま接合され、固定され、第２
の段階中、シンチレータとＣＭＯＳチップとの間に残る
ギャップは水平方向の位置におけるＣＭＯＳチップの一
つの側に塗布され、毛管力の影響下でギャップに入り、
その後硬化される接着剤（Ｂ）で完全に充填される。
【００１８】本発明は、電磁放射を検出する少なくとも
一つの検出器、少なくとも一つのシンチレータ、少なく
とも一つのＣＭＯＳチップ及び一つのセラミックベース
素子を含むＸ線検査装置に係わり、ギャップの幅に関し
て定められる各中間層は、シンチレータとＣＭＯＳチッ
プとの間、及び、ＣＭＯＳチップとセラミックベース素
子との間にいつも適用され、上記中間層は異なるコンシ
ステンシーの少なくとも２つの接着剤（Ａ，Ｂ）及びス
ペーサを含む。
【００１９】
【発明の実施の形態】本発明の実施例は、図面を参照し
て以下に詳細に説明する。
【００２０】図１は、ＣＭＯＳチップ３とセラミックベ
ース素子４との間に設けられる種類の中間層２を製造す
る方法の実行を完了した後のこの中間層を具備する検出
器１の一部を示す。この結果は、工業製造処理の一部を
成す以下の段階を用いて実現される。
【００２１】この場合Ａｕから成り、３０μｍの径を有
するスペーサ５は、従来の標準的な技法を用いて、Ａｇ
Ｐｔのような結合可能な材料からなるセラミックベース
材料４の表面上に配置される。接着剤（Ｂ）の流れの方
向に対して平行に延在するこれら２つのワイヤに隣接し
て４つのある量の接着剤（Ａ１）がワイヤに接触するこ
と無く堆積され、上記接着剤はこの場合、比較的速く硬
化する伝導性の２成分エポキシ樹脂接着剤であり、上記
堆積は市販のディスペンサーを用いて実施される。ある
量の接着剤（Ａ１）は、セラミックベース素子４の表面
から約４０μｍ突出する小滴である。ＣＭＯＳチップ３
は、セラミックベース素子４上の所望の、正確に定めら
れた位置に移動され、従来の測定及び位置決め手段を特
に利用する半自動の位置決め装置及びデータ技法を用い
て水平方向に位置決めされる。
【００２２】ＣＭＯＳチップ３が最初に小滴の接着剤
（Ａ１）の表面と接触する位置決め後、ＣＭＯＳチップ
３は、重力の影響下でだけスペーサ５上におかれる。セ
ラミックベース素子４並びにＣＭＯＳチップ３と接触す
る小滴の接着剤（Ａ１）はこの位置で硬化される。
【００２３】フリップチップ結合器において行われるよ
うに好ましくは熱の影響下で硬化された後、約３０μｍ
のギャップの幅を有する所望の正確に定められたギャッ
プが機械的に安定した方法で得られる。
【００２４】その後、接着剤（Ｂ）が横方向に、且つ、
泡無しでギャップの中にディスペンサーを用いて、つま
り、ＣＭＯＳチップ３の片側からだけ導入され、組立体
全体、つまり、特にＣＭＯＳチップ３とセラミックベー
ス素子４の中間層２の成分が予め８０℃に加熱される。
要求される流れ挙動に粘度が適合された接着剤（Ｂ）
は、毛管力の影響下でギャップを（空気を含むこと無
く）完全に充填する。接着剤（Ｂ）は、ギャップの他の
３つの開口部において夫々のメニスカスを形成するがそ
こからは出ない。ギャップ及びスペーサ中に存在する硬
化した小滴の接着剤（Ａ１）は、夫々の小さい寸法のた
め、流れ挙動及び空気を含むものの形成に対して著しい
効果を有さない。少量の熱を与えて、つまり、２．５時
間にわたって６０℃で接着剤（Ｂ）を硬化した後、必要
な長期の安定性を確実にする安定した中間層２が得られ
る。
【００２５】図２は、ＣＭＯＳチップ３とシンチレータ
６との間に存在する種類の中間層２を形成する方法の実
行を完了した後のこの中間層を含む検出器１の一部を示
す。この結果は、工業製造処理の一部を成す以下の段階
を用いて得られる。
【００２６】ＣＭＯＳチップ３上の光学的に不活性な領
域において、約３０μｍの高さのスペーサ５が設けら
れ、これらスペーサはバンプと呼ばれ、この場合ＮｉＡ
ｕから形成される。従来の技法を用いて、これらバンプ
は高さに関して正確に釣り合いが取られ、中間層２のギ
ャップの所望の高さが得られる。小滴の接着剤（Ａ２）
は、約４０×４０μｍの表面積を規則正しく占有する個
々のバンプの先端だけに塗布される。接着剤（Ａ）は、
市販のディスペンサーを用いて容易に堆積され得る比較
的速く硬化する接着剤である。シンチレータ６は、ＣＭ
ＯＳチップ３上の所望の正確に定められた位置に移動さ
れ半自動の位置決め装置を用いて水平方向に位置決めさ
れる。シンチレータ６が最初に小滴の接着剤（Ａ２）の
表面と接触する位置決め後、シンチレータ６は、スペー
サ５上に専ら重力下で水平方向におかれる。シンチレー
タ６並びにバンプと接触する小滴の接着剤（Ａ２）は、
この位置で硬化される。結合器において行われるように
熱の影響下で硬化された後、約３０μｍのギャップの幅
を有する所望の正確に定められたギャップが機械的に安
定した方法で実現される。その後、接着剤（Ｂ）は、横
方向に且つ気泡を有さずにギャップの中にディスペンサ
ーを用いて、つまり、ＣＭＯＳチップ３の片側からだけ
導入される。要求される流れ挙動に粘度が適合される接
着剤（Ｂ）は、毛管力の影響下でギャップ（空気を含む
ことなく）完全に充填する。接着剤（Ｂ）は、ギャップ
の他の３つの側において夫々のメニスカスを形成するが
そこからは出ない。ギャップ中に存在するスペーサ５
は、その小さい寸法のため、流れ挙動及び空気を含むも
の形成に対して著しく影響を及ぼさない。ギャップの高
さが５０μｍ未満となる場合、１００×１００μｍより
大きい表面積を占有するスペーサ５又は硬化したある量
の接着剤（Ａ２）は、空気が含まれたものを望ましくな
く形成するリスクを生じさせることなく回避され得な
い。少量の熱、つまり、約２．５時間にわたって６０℃
を与えて接着剤（Ｂ）を硬化した後、必要な長期の安定
性を確実にする安定した中間層２が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】中間層２がＣＭＯＳチップ３とセラミックベー
ス素子４との間に設けられる検出器１の一部の側面図で
ある。
【図２】中間層２がシンチレータ６とＣＭＯＳチップ３
との間に設けられる検出器１の一部の側面図である。
【符号の説明】
１ 検出器 ２ 中間層 ３ ＣＭＯＳチップ ４ セラミックベース素子 ５ スペーサ ６ シンチレータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 590000248 Ｇｒｏｅｎｅｗｏｕｄｓｅｗｅｇ １, 5621 ＢＡ Ｅｉｎｄｈｏｖｅｎ， Ｔｈ ｅ Ｎｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ (72)発明者 ペトラ グレイツ ドイツ連邦共和国，01827 ビルクヴィッ ツ，リンデンリング 33Ａ Ｆターム(参考） 2G088 EE29 FF02 GG19 JJ09 JJ37

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少なくとも一つのシンチレータ、少なく
    とも一つのＣＭＯＳチップ、及び、少なくとも一つのセ
    ラミックベース素子を含み、電磁放射を検出する検出器
    であって、 ギャップの幅に関して定められる各中間層は、上記シン
    チレータと上記ＣＭＯＳチップとの間、及び、上記ＣＭ
    ＯＳチップと上記セラミックベース素子との間にいつも
    配置され、 上記中間層は、異なるコンシステンシーの少なくとも２
    つの接着剤及びスペーサを含む、検出器。
  2. 【請求項２】 上記中間層の上記ギャップの幅は、ある
    量の接着剤及び複数のスペーサによって決定されること
    を特徴とする請求項１記載の検出器。
  3. 【請求項３】 上記接着剤は、急速に硬化されるエポキ
    シ樹脂、シアノアクリレート接着剤、又は、アクリレー
    ト接着剤であることを特徴とする請求項１及び２記載の
    検出器。
  4. 【請求項４】 少なくともある量の接着剤が上記ＣＭＯ
    Ｓチップの後表面及び上記セラミックベース素子に直接
    的に塗布され、 複数のスペーサが上記ＣＭＯＳチップの表面と上記セラ
    ミックベース素子の表面との間に配置されることを特徴
    とする請求項３記載の検出器。
  5. 【請求項５】 上記スペーサは、特にＡｕ及びＡｌＳｉ
    ｌの材料から成るワイヤであることを特徴とする請求項
    ４記載の検出器。
  6. 【請求項６】 少なくともある量の接着剤が上記ＣＭＯ
    Ｓチップに面する上記シンチレータの表面、及び、上記
    ＣＭＯＳチップ上のバンプに塗布されることを特徴とす
    る請求項３記載の検出器。
  7. 【請求項７】 上記接着剤は、特にエポキシ樹脂ベース
    の低粘度の接着剤であることを特徴とする請求項１記載
    の検出器。
  8. 【請求項８】 上記セラミックベース素子は酸化アルミ
    ニウムに基づくことを特徴とする請求項１記載の検出
    器。
  9. 【請求項９】 ＣＭＯＳチップとセラミック素子との間
    に中間層を形成する方法であって、 第１の段階中、ある量の接着剤及びスペーサが上記セラ
    ミックベース素子の表面に塗布され、このとき塗布され
    る上記ある量の接着剤はスペーサから飛び出、その後上
    記ＣＭＯＳチップは、上記ある量の接着剤の上に配置さ
    れ、上記スペーサ及び上記ある量の接着剤の上におかれ
    たまま接合され、固定され、 第２の段階中、上記ＣＭＯＳチップと上記セラミックベ
    ース素子との間に残るギャップは、水平方向の位置にお
    ける上記ＣＭＯＳチップの一つの側に塗布され、毛管力
    の影響下で上記ギャップに入り、その後硬化される接着
    剤で完全に充填される、方法。
  10. 【請求項１０】 シンチレータとＣＭＯＳチップとの間
    に中間層を形成する方法であって、 第１の段階中、上記ＣＭＯＳチップの表面の光学的に不
    活性な領域に設けられるバンプにある量の接着剤が塗布
    され、その後、上記シンチレータは、上記バンプの上に
    配置され、上記バンプ及び上記ある量の接着剤の上にお
    かれたまま接合され、固定され、 第２の段階中、上記シンチレータと上記ＣＭＯＳチップ
    との間に残るギャップは水平方向の位置における上記シ
    ンチレータの一つの側に塗布され、毛管力の影響下で上
    記ギャップに入り、その後硬化される接着剤で完全に充
    填される、方法。
  11. 【請求項１１】 最初に請求項９に従って中間層がＣＭ
    ＯＳチップとセラミックベース素子との間に形成され、
    その後、請求項１０に従って中間層がシンチレータとＣ
    ＭＯＳチップとの間に形成される、請求項１記載の電磁
    放射を検出する検出器を形成する方法。
  12. 【請求項１２】 請求項１乃至８のうちいずれか一項記
    載の検出器を少なくとも一つ含むＸ線検査装置。
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