JP2006148005A - 半導体装置、放射線撮像装置、及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 基板１００の周辺に配置接続されたＴＣＰ等の電気部品１５０に不具合や不良が発生した場合、不良部品を除去し、新たな電気部品１６０に交換する必要が生じるが、電気部品１６０が配置される基板１００の領域と支持部材３００との間に貼り合わせ部材３５０が存在すると、貼り合わせ部材３５０が交換接続時の熱や圧力により変位し、電気部品１６０と基板１００の電気接続部との間でずれを生じ、電気接続部を均一に押圧することができず、電気部品の交換接続を良好に行うことができない。
【解決手段】 半導体素子または変換素子を有する基板と支持部材とが貼り合わせ部材を介して接着されてなる半導体装置または放射線撮像装置において、支持部材は、基板と貼り合わせ部材と介して接着される第１の支持部材と、第１の支持部材に機械的に接続される第２の支持部材と、を有することを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は医療診断機器、非破壊検査機器等に用いられる放射線を電気信号として検出する放射線撮像装置に関するものである。なお、本明細書では、Ｘ線の他、α線、β線、γ線等の電磁波も、放射線に含まれるものとする。

従来、Ｘ線蛍光体層が内部に備えられた蛍光スクリーンと両面塗布剤とを有するＸ線フィルムシステムが一般的にＸ線写真撮影に使用されてきた。しかし、最近、Ｘ線蛍光体層と２次元光検出器（センサーパネル）とを有するデジタル放射線撮像装置の画像特性が良好であること、また、データーがデジタルデーターであるためネットワーク化したコンピュータシステムに取り込むことによってデーターの共有化が図られる利点があることから、デジタル放射線撮像装置について盛んに研究開発が行われ、種々の特許出願もされている。

特に、ａ−Ｓｉを材料とする薄膜半導体を用いた２次元光検出器（以下、センサーパネルと称する）は、光電変換材料としてだけでなく、薄膜電界効果型トランジスタ（以下、「ＴＦＴ」と称する。）の半導体材料としても用いることができ、光電変換素子とスイッチ素子であるＴＦＴと同時に形成することができ好適であり、特許文献１に開示されているような提案がなされている。

図８は、前述の蛍光体層を複数のフォトセンサー及びＴＦＴ等の電気素子が配置されている光電変換素子部からなる２次元のセンサーパネルに形成した放射線撮像装置の断面図である。図８中、１００はガラスからなる光電変換素子が形成された基板であり、基板１１０上に不図示のアモルファスシリコンを用いたフォトセンサーとＴＦＴからなる画素が２次元的に配列され、画素領域１１０が形成されている。基板１００と画素領域１１０でセンサーパネルを構成している。また、基板１００上の周辺領域には、フォトセンサーやＴＦＴの素子と接続され、外部電気回路と接続するための電気接続部（不図示）が形成されており、画素を駆動するためのテープ・キャリヤー・パッケージ（以下、「ＴＣＰ」と略す）等の電気部品１５０と、異方性導電フィルム等の接着部材（不図示）と熱圧着により電気的に接続され、且つ接着固定されている。２００はＸ線を可視光に変換するシンチレータであり、アクリル樹脂等の接着材２５０で基板１００と接着固定されている。更に、基板１００の下には、基板１００を支持固定するためのステンレス板（冷間圧延ステンレス鋼鈑、以下「ＳＵＳ」と略記する）等からなる支持部材３００が配置されており、シリコン樹脂やアクリル樹脂等の接着材やウレタン、アクリル等のフォーム材からなる両面粘着シート等からなる貼り合わせ部材３５０により接着または粘着固定されている。これら全体で放射線撮像装置を構成するものである。
特開平０９−２９８２８７号公報

上記放射線撮像装置の製造工程または検査工程において、基板１００を支持部材３００に配置固定した後の工程内検査やスクリーング時に、基板１００の周辺に配置接続されたＴＣＰ等の電気部品１５０に不具合や不良が発生した場合、電気部品１５０の不良部品を除去し、新たな電気接続部品に交換する必要が生じることがある。

しかしながら、従来の放射線撮像装置では、電気部品１５０が配置された基板１００の下には、貼り合わせ部材３５０があるため、高温高圧の接続条件下では柔軟な貼り合わせ部材３５０が中間に介在すると接続が均一にできず、電気接続部品１５０の不良部品の交換が良好にできなかった。

これは、貼り合わせ部材３５０が接続時の熱や圧力により変位し、電気部品１５０と電気的に接続される基板１００の電気接続部と対向する接続装置のヒーターヘッド面と間でずれを生じ、基板１００の電気接続部を一括で均一に押圧することができないことによるものである。

そこで本発明は、フォトセンサーとＴＦＴからなる画素が２次元的に配列された画素領域１１０を有する基板１００を、支持部材３００上に配置固定した後においても電気接続部品１５０の接続及び交換が可能な構成である放射線撮像装置を提供することを目的とするものである。

本発明における半導体装置は、複数の半導体素子が配された半導体素子部と、該半導体素子部の周囲に配され、前記半導体素子部に配線を介して電気的に接続された電気接続部と、を有する基板と、該電気接続部に電気的に接続された電気部品と、前記基板と貼り合わせ部材を介して接着された前記基板を支持する支持部材と、を有し、前記支持部材は、少なくとも前記電気接続部を含む領域を除いた領域において前記基板に前記貼り合わせ部材を介して接着される第１の支持部材と、少なくとも前記電気接続部を含む領域の前記基板に応じて前記第１の支持部材に機械的に接続される第２の支持部材と、を有することを特徴とするものである。

また、本発明における半導体装置は、前記基板と前記第２の支持部材の間に緩衝部材を更に有することを特徴とするものである。

また、本発明における放射線撮像装置は、放射線を電気信号に変換する変換素子の複数が配された画素部と、該画素部の周囲に配され前記画素部に配線を配して電気的に接続された電気接続部と、を有する基板と、該電気接続部に電気的に接続された電気部品と、前記基板と貼り合わせ部材を介して接着された前記基板を支持する支持部材と、を有し、前記支持部材は、少なくとも前記電気接続部を含む領域を除いた領域において前記基板に前記貼り合わせ部材を介して接着される第１の支持部材と、少なくとも前記電気接続部を含む領域の前記基板に応じて前記第１の支持部材に機械的に接続される第２の支持部材と、を有することを特徴とするものである。

また、本発明における放射線撮像装置は、前記基板と前記第２の支持部材の間に緩衝部材を更に有することを特徴とするものである。

また、本発明における緩衝部材は、少なくとも前記基板に接する面が非接着性の弾性体であることが望ましい。

また、本発明における第１の支持部材は、少なくとも電気接続部を含む領域を除いた基板と概略等しい形状を有し、また更に、本発明における第２の支持部材は、少なくとも電気接続部を含む領域と概略等しい形状を有することが望ましい。

また、本発明における第２の支持部材は、ねじあるいは勘合により第１の支持部材に機械的に接続されることが望ましい。

また、本発明における半導体装置の製造方法は、複数の半導体素子を含む半導体素子部を有する基板上に、前記半導体素子部の周囲の前記基板上に設けられた電気接続部を介して電気部品を接続する工程と、少なくとも前記電気接続部を含む領域を除いた領域において、前記基板と貼り合わせ部材を介して第１の支持部材を接着する工程と、少なくとも前記電気接続部を含む領域に応じて、前記第１の支持部材に第２の支持部材を機械的に接続する工程と、を有する。

また、本発明における半導体装置の製造方法は、前記基板と前記第２の支持部材との間に緩衝部材を配置する工程と、を更に有することが望ましい。

また、本発明における半導体装置の製造方法は、複数の半導体素子が配された半導体素子部と、該半導体素子部の周囲に配され該半導体素子部に電気的に接続された電気接続部と、を有する基板と、該電気接続部に接続された電気部品と、少なくとも前記電気接続部を含む領域を除いた領域において前記基板に前記貼り合わせ部材を介して接着された第１の支持部材と、少なくとも前記電気接続部を含む領域の前記基板に応じて前記第１の支持部材に機械的に接続された第２の支持部材と、前記基板と前記第２の支持部材との間に配置された緩衝部材と、を有する半導体装置の製造方法であって、前記電気接続部から前記電気部品を取り外す工程と、前記電気部品が取り外された前記電気接続部に応じた前記緩衝部材と前記第２の支持部材と取り外す工程と、前記電気部品が取り外された前記電気接続部に新たな電気部品を接続する工程と、該新たな電気部品が接続された前記電気接続部に応じて前記第１の支持部材に第２の支持部材を機械的に接続し、前記基板と該第２の支持部材との間に緩衝部材を配置する工程と、を有することを特徴とするものである。

本発明は、少なくとも電気接続部を含む領域を除いた領域において基板に貼り合わせ部材を介して接着される第１の支持部材と、少なくとも電気接続部を含む領域の基板に応じて第１の支持部材に機械的に接続される第２の支持部材と、を有する支持部材によって基板が支持されることにより、接続された電気部品に不良が発見された場合に、電気部品の交換接続作業が容易に行うことが可能となる。また、基板と第２の支持部材との間に緩衝部材を配置することにより、電気接続部を含む領域における基板の耐衝撃性が向上し、電気部品と電気接続部との接着性が向上する。また、緩衝部材として、少なくとも前記基板に接する面が非接着性の弾性体を用いることにより、緩衝部材及び第２の支持部材の取り外しが容易に行うことが可能となるため、接続された電気部品に不良が発見された場合に、電気部品の交換接続作業が容易に行うことが可能となる。よって基板を支持部材に配置固定した後においても電気部品の接続が可能な構成となり、電気部品の交換が可能な半導体装置及び放射線撮像装置を提供することが可能となる。

また、放射線撮像装置においては、電気部品が接続される電気接続部を少なくとも含む領域において基板と第２の支持部材との間に緩衝部材を配置することにより、検診車への設置等の際に生じる設置環境での振動に対する抑制効果や、落下や衝撃等対しての衝撃吸収効果が得られる。振動に対する抑制効果や衝撃性吸収効果により、振動や衝撃により発生する微小な接続抵抗や配線容量の変化に起因する放射線撮像装置の解像度低下などの悪影響を防止することが可能となる。

以下に、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明による放射線撮像装置の一実施形態の構成を示す概略構成図であり、図１（Ａ）には本実施形態における放射線撮像装置の模式的平面図を、図１（Ｂ）には図１（Ａ）のＡ−Ａ’における模式的断面図を、図１（Ｃ）には図１（Ａ）のＢ−Ｂ’における模式的断面図をそれぞれ示す。

図１（Ａ）〜（Ｃ）において、１００はガラス等からなる基板である。基板１００上には、放射線または光を電気信号に変換する変換素子とＴＦＴ等の信号転送素子とで構成された画素が２次元状に配列された画素部１１０を有している。更に、画素部１１０の周辺の基板１１０上に、信号転送手段を駆動するための駆動配線、変換素子で変換され信号転送手段で転送された電気信号を読み出すための信号配線、変換素子にバイアスを印加するためのバイアス配線、及び上記各配線と外部回路とを接続するための電気接続部が設けられている。基板１００と画素部１１０、駆動配線、信号配線、バイアス配線、及び電気接続部によりセンサーパネル１０が構成されている。ここで、変換素子は、放射線を直接電気信号に変換するアモルファスセレン（ａ−Ｓｅ）などを用いてもよいし、放射線から後述するシンチレータによって変換された光を電気信号に変換するアモルファスシリコン等からなるフォトダイオード、フォトコンデンサなどのフォトセンサー（光電変換素子）などを用いてもよい。また、画素部１１０、駆動配線、信号配線、バイアス配線をＳｉＯ２やＳｉＮ等の無機膜からなる保護層を用いて被覆してもよい。また、保護層上に更にポリイミド等の有機膜からなるパッシベーション膜を用いて被覆し、センサーパネルの表面の平坦化を行ってもよい。

１５０は基板１００の電気接続部に電気的に接続されたＴＣＰ等の電気部品である。電気部品１５０は、画素を駆動する駆動回路、或いは画素から読み出された電気信号を増幅するなどの信号処理を行う信号処理回路を含んでいる。また、電気部品１５０は基板１００の外周部の電気接続部において、電気部品１５０の接続電極（不図示）と電機接続部の接続電極（不図示）とを異方性導電フィルムなどの接着部材（不図示）を用いて電気的に接続されている。また、電気部品１５０は基板１００に接着部材により機械的に固定されている。また、電気部品１５０は、基板１００と対向した位置にプリント配線基板などの電気回路基板（不図示）と接続される。

２００は放射線を可視光に波長変換するためのシンチレータ（波長変換体）である。シンチレータ２００は、基板１００の画素部１１０を有する面（Ｘ線などの放射線が入射される面）上に画素部１１０を覆うように配置されている。本実施形態では、アクリル樹脂などの接着剤２５０により基板１００の画素部１１０を有する面上に接着固定されている。また、シンチレータ２００は、ポリエチレンテレフタレート（以下「ＰＥＴ」と略記する）等の基材に、ポリエステルなどのバインダー樹脂にＧｄ_２Ｏ_２Ｓ（以下「ＧＯＳ」と略記する）などの粒子結晶構造を有する蛍光体の粉体を塗布硬化して形成された蛍光体層が接着材２５０を介して配された構成や、アモルファスカーボン（以下「ａ−Ｃ」と略記する）等の基材に、タリウム活性化ヨウ化セシウム（以下「ＣｓＩ：Ｔｌ」と略記する）などのアルカリハライドよりなる柱状結晶構造を有する蛍光体層が接着材２５０を介して配された構成や、基板１００の画素部１１０を有する面上に直接蒸着により形成されたＣｓＩ：Ｔｌなどのアルカリハライドよりなる柱状結晶構造を有する蛍光体層が配された構成、を適宜採用することが可能である。上記シンチレータ２００とセンサーパネル１０により放射線撮像パネル２０が構成される。

３００は基板１００の画素部１１０を有する面と反対側の面に配され、基板１００を支持するための支持部材である。支持部材３００は、後述する貼り合わせ部材３５０を介して基板１００に接着され基板１００を支持する第１の支持部材３０１と、第１の支持部材３０１に機械的な構成により接続された第２の支持部材３１１によって構成されている。第１の支持部材３０１及び第２の支持部材３１１は、ＳＵＳ（Ｓｔａｉｎｌｅｓｓ Ｕｓｅｄ Ｓｔｅｅｌ）、Ａｌ、Ｍｏなどの金属材料やガラス、セラミックなどから構成されている。第１の支持部材３０１は、基板１００の１辺に配された１つのもしくは複数の電気接続部を含む領域を除いた基板１００の領域に応じて配され、基板１００の１辺に配された１つのもしくは複数の電気接続部を含む領域を除いた基板１００の形状と概略同じ形状を有する。上記第１の支持基板３０１の配置及び形状により、基板１００の電気接続部を含む領域は、その下方である基板１００の画素部１１０が形成される面の裏面側において貼り合わせ部材３５０を介して第１の支持部材３０１と接着されない構成となる。また、貼り合わせ部材３５０は、第１の支持部材３０１と基板１００とを接着するよう配されているため、第１の支持部材３０１の形状と概略同じ形状となり、基板１００の電気接続部を含む領域の下方である基板１００の画素部１１０が形成される面の裏面側には配されず、第１の支持部材３０１と機械的に接続される第２の支持部材３１１と電気接続部を含む領域の基板１００との間に間隙を有する構成となる。第２の支持部材３１１は、ネジなどの更なる部品で留める、または、支持部材を互いにフック形状に形成するなどの、機械的な構成により第１の支持部材３１１と接続され、基板１００とは貼り合わせ部材３５０を介した接着をされずに配置されている。

３５０は基板１００と第１の支持部材３０１との間に配された貼り合わせ部材であり、基板１００と第１の支持部材３０１を接着固着する。本実施形態における貼り合わせ部材３５０は、シート状の両面粘着性アクリルフォームのシートやシリコン等の樹脂接着材によって構成されている。ここで、貼り合わせ部材３５０は、例えば、住友３Ｍ社製アクリルフォーム構造用接合テープＹ−４９８９などの、アクリルフォーム基材の両側にアクリル系粘着剤が塗布された両面粘着テープからなるものが好適に用いられる。更に、本発明における貼り合わせ部材３５０は、基板１００の電気部品１５０と電気的に接続される電気接続部を少なくとも含む電気接続部形成領域と、第２の支持部材３１１の間に間隙を有して配されている。

１は基板１００の電気接続部を少なくとも含む電気接続部形成領域と第２の支持部材３１１の間に設けられた間隙に配される緩衝部材である。緩衝部材１としては、接着性を持たない弾性体のシート状のものが好ましく、アクリル、ウレタン、ポリエチレン、シリコン、ポリオレフィン、アクリロニトリルブタジエン、クロロプレン、エチレン・プロピレン等の樹脂材料を用いたシートや更に前記材料中に気泡を有するフォーム材料を用いることができる。ここで、接着性を持たない弾性体とは、粘着剤層を持たず、例えばロジン及びその誘導体、ポリテルペン、キシレン樹脂などの粘着付与剤成分を付与することなく作製された、非粘着性の樹脂ことを示すものである。また、緩衝部材１としては、上記樹脂材料を用いたシートや更に前記樹脂材料中に気泡を有するシートが好適に用いられる。

（実施例１）
本実施例は、図１〜３に示される放射線撮像装置の例である。

図１（Ａ）〜（Ｃ）は、本実施例における放射線撮像装置の構成を示す概略構成図であり、図１（Ａ）には本実施例における放射線撮像装置の模式的平面図を、図１（Ｂ）には図１（Ａ）のＡ−Ａ’における模式的断面図を、図１（Ｃ）には図１（Ａ）のＢ−Ｂ’における模式的断面図をそれぞれ示す。

ガラスからなる基板１００上の画素部１１０に、アモルファスシリコンからなるフォトセンサー及びＴＦＴによって構成された画素が２次元的に配列されている。更に画素部１１０の周辺の基板１００上には、ＴＦＴを駆動するための駆動配線、フォトセンサーで変換されＴＦＴで転送された電気信号を読み出すための信号配線、フォトセンサーにバイアスを印加するためのバイアス配線、及び上記各配線と外部回路とを接続するための電気接続部が設けられている。更に、電気接続部が設けられた領域を除いた基板１００上に、画素部１００、駆動配線、信号配線、バイアス配線を被覆する、ＳｉＮ_ｘ 等からなる保護膜（不図示）が形成されている。基板１００と画素部１１０、駆動配線、信号配線、バイアス配線、電気接続部、及び保護膜によりセンサーパネル１０が構成されている。

基板１００の周辺に形成された電気接続部上には、ＴＣＰからなる電気部品１５０が接続されている。

基板１００の画素部１１０上には、ＰＥＴにＧＯＳを含んだバインダーを塗布して形成されたシンチレータ２００が、アクリル系の接着剤２５０によって接着固定され配されている。

また、基板１００の下にはＳＵＳからなる第１の支持部材３０１が配置され、粘着性アクリルフォームからなるシート状の貼り合わせ部材３５０により粘着固定されている。第１の支持部材３０１は、基板１００の１辺に配されたすべての電気接続部を含む領域を除いた基板１００の領域に応じて配され、基板１００の１辺に配されたすべての電気接続部を含む領域を除いた基板１００の形状と概略同じ形状を有する。更に、基板１００の１辺に配されたすべての電気接続部を含む領域に対応して、第１の支持部材３０１に機械的に接続された第２の支持部材３１１が配置されており、第１の支持部材３０１と第２の支持部材３１１とが機械的に接続されて支持部材３００を構成している。貼り合わせ部材３５０は、基板１００の電気部品１５０と電気的に接続される電気接続部を少なくとも含む電気接続部形成領域と第２の支持部材３１１の間に間隙を有して配されており、間隙には、接着性を有さない弾性体であるアクリル樹脂からなる緩衝部材１が配されている。

本実施例では、基板１００の各辺に対し１つの第２の支持部材３１１と緩衝部材１を各々用意し、一辺に配置される複数の電気部品１５０が配置される領域に対して各々一括して設けられるよう形成している。

次に、図２（Ａ）〜（Ｄ）を用いて、本発明の放射線撮像装置の製造方法について、詳細に説明する。

まず、図２（Ａ）に示すように、ガラス等からなる基板１００上に、アモルファスシリコンからなるフォトセンサー及びＴＦＴによって構成された画素が２次元的に配列された画素部１１０が形成される。また、画素部１１０の周辺の基板１００上には、ＴＦＴを駆動するための駆動配線、フォトセンサーで変換されＴＦＴで転送された電気信号を読み出すための信号配線、フォトセンサーにバイアスを印加するためのバイアス配線、及び上記各配線と外部回路とを接続するための電気接続部が形成されている。更に、電気接続部が設けられた領域を除いた基板１００上に、画素部１００、駆動配線、信号配線、バイアス配線を被覆する、ＳｉＮ_ｘ 等からなる保護膜（不図示）が形成されている。これらは、薄膜半導体プロセスにより作製され、ここでセンサーパネル１０が完成する。

次に、図２（Ｂ）に示すように、ＰＥＴなどの基材に蛍光体粒子を含んだバインダーを塗布して形成されたシンチレータ２００を、基板１００の画素部１１０上にアクリル系の接着剤２５０を用いて貼り合わせて、放射線撮像パネル２０を形成する。

次に、図２（Ｃ）に示すように、基板１００の周辺領域に準備された電気接続部上に、電気接続部に対向した接続電極を有する電気部品１５０を、異方性導電フィルムを用いて熱圧着により機械的及び電気的接続を行う。本実施例では、電気部品１５０は、ＴＣＰ（Ｔａｐｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐａｃｋａｇｅ）やＣＯＦ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ ｂｏａｒｄ）等の、半導体チップを実装した配線板を用いることにより、電気部品１５０の電気回路基板側の接続電極数を減らし電気回路基板との実装を容易にしている。無論、ここでフレキシブルプリント配線板等の半導体チップを有さない電気部品１５０を基板１００の電気接続部に固定し、電気回路基板に半導体チップを実装する、もしくは同様の機能を有する回路を形成することも可能である。

次に、図２（Ｄ）に示すように、電気部品１５０を接続したセンサーパネル１０の裏面と、ＳＵＳからなる第１の支持部材３０１とを、厚さ１ｍｍの粘着性アクリルフォームからなるシート状の貼り合わせ部材３５０により粘着固定させる。ここで、第１の支持部材３０１は、基板１００の１辺に配されたすべての電気接続部を含む領域を除いた基板１００の領域に応じて配され、基板１００の１辺に配されたすべての電気接続部を含む領域を除いた基板１００の形状と概略同じ形状を有する。本発明においては、貼り合わせ部材３５０は第１の支持部材３５０の形状に応じて配され、少なくとも電気部品１５０が配置される領域の基板１００の下面と支持部材３００との間には間隙を有するよう貼り合わせ部材３５０が配置されない構成とする。また、面状のプレス装置を用いて放射線撮像パネル２０のシンチレータ２００上の表面と支持部材３００の表面とを押圧し、貼り合わせ部材３５０により接着固定している。

次に、図２（Ｅ）に示すように、第２の支持部材３１１を、基板１００の１辺に配された電気接続部を含む領域に応じた位置に、第１の支持部材３０１にネジにて締め付け固定して配置する。ここで、第２の支持部材３１１は、基板１００の１辺に配された電気接続部を含む領域の形状と概略同じ形状を有する。第１の支持部材３０１と第２の支持部材３１１により支持部材３００が構成される。

更に、電気部品１５０が配置される領域の基板１００の下面と第２の支持部材３１１との間の間隙に非接着性のアクリルフォームからなる緩衝部材１を側方より挿入して配置し、図１（Ａ）及び（Ｂ）に示される放射線撮像装置を作製した。

本実施例の放射線撮像装置は、図１（Ｂ）のａ，ｂに示すように、少なくとも電気部品１５０が配置される領域の基板１００の下面と第２の支持部材３１１との間に間隙を有するよう貼り合わせ部材３５０が配置されない構成となり、電気部品１５０が配置される領域の基板１００の下面と第２の支持部材３１１とが接着固定されていない。また、該当部分においては緩衝部材１が挿入されているのみなので、容易に緩衝部材１の取り外しが可能な構成となっている。また、第２の支持部材３１１が基板１００に貼り合わせ部材３５０により接着されておらず、第１の支持部材３０１に機械的な接続により固定されている構成であるため、第２の支持部材３１１の取り外しが容易に行うことができる。

次に、図３（Ａ）〜（Ｃ）を用いて、本発明の放射線撮像装置における電気部品の交換接続方法について、詳細に説明する。なお、図１と同一または同等の構成要素については同一符号を付与し、説明を簡略または省略する。

図３（Ａ）は、図１に示される放射線撮像装置における電気部品１５０の交換準備状態を示す模式的平面図であり、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）のＡ−Ａ’における模式的断面図である。

図３（Ｃ）は、交換準備状態の放射線撮像装置に新たな電気部品１６０を接続する方法を示す模式的断面図である。

図３（Ａ）〜（Ｃ）において、１６０は電気部品１５０と異なる電気部品、１８０は基板１００の電気接続部の接続電極１０１と電気部品１６０の接続電極１６１とを機械的及び電気的に接続するために用いられる異方性導電フィルム等からなる導電性接着剤である。５０１は電気部品１６０と基板１００の電気接続部とを接続するために用いられる加熱ヘッド等のプレス部材、５０２は接続の際に加圧の受けとなるセラミック、ガラス等からなるバックアップステージである。プレス部材５０１、バックアップステージ５０２は、接続装置の一部を構成するものである。また、電気接続部に電気部品１６０を加熱加圧接着する場合には、プレス部材５０１を加熱するためのヒーター５０３を有してもよい。５０５はテフロン（登録商標）シートであり、接続時におけるプレス部材５０１のヘッド面を均一に押圧するため、また、プレス部材５０１への異方性導電フィルムの溶着を防止するために用いられる。

本実施例における電気部品の交換方法は、説明の簡略化のため電気部品１５０の任意の１つを交換しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、複数の電気部品１５０の交換が必要な場合には、同様の作業を複数回繰り返し行うことにより達成され得る。

以下に、図３（Ａ）〜（Ｃ）を用いて、本発明における放射線撮像装置の電気部品の交換接続方法を説明する。ここでは、図３（Ａ）のＲに示された箇所に接続されていた電気部品１５０に不良が発見された場合を例として説明する。

まず、図３（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、Ｒの位置に配置していた電気部品１５０を基板１００の電気接続部より剥がし、基板１００上に残った異方性導電フィルムをアセトン、ＭＥＫ（メチル・エチル・ケトン）等の溶剤を用い除去する。この電気部品１５０の除去の際に、基板１００と第２の支持部材３１１との間の間隙に挿入されている緩衝部材１及び第２の支持部材３１１は、除去時の耐衝撃性向上のための台座として機能する。次にＲの位置に挿入されていた緩衝部材１を取り出し、更に第１の支持部材３０１とネジ絞めにより機械的に接続されている第２の支持部材３１１を第１の支持部材３０１から取り外す。以上の工程により、放射線撮像装置に新たな電気部品１６０を交換接続する準備状態が完了する。

次に、基板１００とプレス部材５０１の対向面の平面合わせを確認もしくは調整し、新たな異方性導電フィルムを基板１００の電気接続部に形成された接続電極１０１上に貼付け、加熱圧着により転写貼り付けを行う。

次に、図３（Ｃ）に示すように、接続電極１０１の上部にプレス部材５０１を配置し、また、下部にバックアップ５０２が配置されるようセットし、接続電極１０１と新たに接続される電気部品１６０に設けられた接続電極１６１が対向するようにアライメント配置し仮固定する。ここで仮固定とは、異方性導電フィルムのタック性もしくは配線部材を配置調整する為のステージの吸着や機械的な圧力より保持することである。

仮固定の後、プレス部材５１０を下降させ、所望の温度・圧力にて加熱圧着することにより上下の接続電極の電気接続がなされるとともに電気部品の接着固定をする。本実施例では、実効温度１７０℃、圧力２．５ＭＰａ、時間１５秒の条件で行った。

電気部品１６０の接続終了後、第１の支持部材３０１に第２の支持部材３１１をネジ締めにて機械的に接続し、更に先に取り外した緩衝部材１を再び基板１００と第２の支持部材３１１との間の間隙に挿入し、電気部品１５０と電気部品１６０の交換作業が完了した放射線撮像装置を得ることができる。

本実施例における放射線撮像装置の電気部品の交換接続においては、交換接続時に少なくとも電気接続部を含む領域における基板１００の下部に直接バックアップ５０２を配置することが容易に可能となり、そのため交換接続時に交換位置の剛性が確保され、交換接続時の基板１００とプレス部材５０１でのずれや、それに伴う基板１００の電気接続部の接続電極１０１と電気部品１６０の接続電極１６１における接続不良を防止することができる。

（実施例２）
本実施例は、図４（Ａ）〜（Ｃ）に示される放射線撮像装置の例である。

図４（Ａ）〜（Ｃ）は、本実施例における放射線撮像装置の構成を示す概略構成図であり、図４（Ａ）には本実施例における放射線撮像装置の模式的平面図を、図４（Ｂ）には図４（Ａ）のＡ−Ａ’における模式的断面図を、図４（Ｃ）には図１（Ａ）のＢ−Ｂ’における模式的断面図をそれぞれ示す。なお、前述された構成要素と同一または同等の構成要素は、同一符号を付与し、説明を簡略または省略する。

実施例２において、実施例１と同様に、ガラスからなる基板１００上に画素部１１０、駆動配線、信号配線、バイアス配線、及び電気接続部が設けられており、基板１００と画素部１１０、駆動配線、信号配線、バイアス配線、及び電気接続部によりセンサーパネル１０が構成されている。また、基板１００の周辺に形成された電気接続部上には、ＴＣＰからなる電気部品１５０が接続されている。また、基板１００の画素部１１０上には、ＰＥＴにＧＯＳを含んだバインダーを塗布して形成されたシンチレータ２００が、アクリル系の接着剤２５０によって接着固定され配されている。また、基板１００の下にはＳＵＳからなる第１の支持部材３０１が配置され、粘着性アクリルフォームからなるシート状のからなる貼り合わせ部材３５０により粘着固定されている。第１の支持部材３０２は、１つの電気接続部を含む領域をすべて除いた基板１００の領域に応じて配され、１つの電気接続部を含む領域をすべて除いた基板１００の形状と概略同じ形状を有する。更に、１つの電気接続部を含む領域に対応して、第１の支持部材３０２に機械的に接続された第２の支持部材３１２が配置されており、第１の支持部材３０２と第２の支持部材３１２とが機械的に接続されて支持部材３００を構成している。第２の支持部材３１２は、１つの電気接続部を含む基板１００の領域の形状と概略同じ形状を有する。貼り合わせ部材３５０は、基板１００の電気部品１５０と電気的に接続される電気接続部を少なくとも含む電気接続部形成領域と第２の支持部材３１２の間に間隙を有して配されており、間隙には、接着性を有さない弾性体であるアクリル樹脂からなる緩衝部材２が配されている。

本実施例では、基板１００の各辺に設けられるそれぞれの電気部品１５０が接続される領域毎に第２の支持部材３１２が配置されるとともに、基板１００と第２の支持部材３１２との間の間隙が準備され、それぞれの間隙にそれぞれの電気部品１５０に対応して緩衝部材２が配置されるよう構成されている。

また、本実施例における電気部品１５０の交換接続作業も、図３にて示された実施例１の交換接続作業と同様に行うことが可能である。

本実施例の放射線撮像装置において、電気部品１５０の接続部単位で緩衝部材２及び第２の支持部材３１２が接着されずに配置されているので、電気部品１５０の交換接続作業時において、緩衝部材２の取り出し及び第２の支持部材３１２の取り外しがより容易に行うことが可能となり、より作業性が向上する。また、交換作業後に新たな緩衝部材を準備、挿入する際に、各辺一括で設けられた緩衝部材１と比べて用いられる緩衝部材が小さくなるため、交換接続作業を安価に行うことが可能となる。

（実施例３）
本実施例は、図５に示される放射線撮像装置の例である。

図５は、本実施例における放射線撮像装置の模式的断面図を示す。なお、前述された構成要素と同一または同等の構成要素は、同一符号を付与し、説明を簡略または省略する。

実施例３において、実施例１と同様に、ガラスからなる基板１００上に画素部１１０、駆動配線、信号配線、バイアス配線、及び電気接続部が設けられており、基板１００と画素部１１０、駆動配線、信号配線、バイアス配線、及び電気接続部によりセンサーパネル１０が構成されている。また、基板１００の周辺に形成された電気接続部上には、ＴＣＰからなる電気部品１５０が接続されている。また、基板１００の画素部１１０上には、ＰＥＴにＧＯＳを含んだバインダーを塗布して形成されたシンチレータ２００が、アクリル系の接着剤２５０によって接着固定され配されている。また、基板１００の下にはＳＵＳからなる第１の支持部材３０３が配置され、粘着性アクリルフォームからなるシート状の貼り合わせ部材３５０により接着固定されている。第１の支持部材３０３は、基板１００の１辺に配されたすべての電気接続部を含む領域を除いた基板１００の領域に応じて配され、基板１００の１辺に配されたすべての電気接続部を含む領域を除いた基板１００の形状と概略同じ形状を有する。更に、基板１００の１辺に配されたすべての電気接続部を含む領域に対応して、第１の支持部材３０３に機械的に接続された第２の支持部材３１３が配置されており、第１の支持部材３０３と第２の支持部材３１３とが機械的に接続されて支持部材３００を構成している。第２の支持部材３１３は、基板１００の１辺に配されたすべての電気接続部を含む領域の形状と概略同じ形状を有する。貼り合わせ部材３５０は、基板１００の電気部品１５０と電気的に接続される電気接続部を少なくとも含む電気接続部形成領域と第２の支持部材３１３の間に間隙を有して配されており、間隙には、接着性を有さない弾性体であるアクリル樹脂からなる緩衝部材１が配されている。

本実施例において、第２の支持部材３１３は、第１の支持部材３０３を保持固定する筐体であり、ＳＵＳなどの金属からなり、放射線撮像ユニットのフレームや外装カバーに相当するものである。

本実施例においても、少なくとも電気部品１５０が配置される領域の基板１００の下面と第２の支持部材３１３との間に間隙を有するよう貼り合わせ部材３５０が配置されない構成となり、電気部品１５０が配置される領域の基板１００の下面と第２の支持部材３１３とが接着固定されていない。また、該当部分においては緩衝部材１が挿入されているのみなので、容易に緩衝部材１の取り外しが可能な構成となっている。また、第２の支持部材３１３が基板１００に貼り合わせ部材３５０により接着されておらず、第１の支持部材３０３に機械的な接続により固定されている構成であるため、第２の支持部材３１３の取り外しが容易に行うことができる。また、交換接続作業時において、第２の支持部材３１３及び緩衝部材１の取り外しが容易な構造となるため、実施例１と同様に電気部品の交換接続作業が容易に行うことができる。

（実施例４）
本実施例は、図６に示される放射線撮像装置の例である。

図６は、本実施例における放射線撮像装置の端部を拡大した模式的断面図を示す。なお、前述された構成要素と同一または同等の構成要素は、同一符号を付与し、説明を簡略または省略する。

本実施例においては、第１の支持部材３０４と第２の支持部材３１４を、勘合により機械的に接続して支持部材３００を構成している。本実施例では、基板１００の周辺に添って勘合形状を作り組上げるよう形成している。また、第１の支持部材３０４及び第２の支持部材３１４の側面に垂直な方向に勘合形状を形成することにより、１つの電気接続部を含む領域毎に対応した実施例２で用いた第１の支持部材３０２と第２の支持部材３１２とを同様に勘合により機械的に接続することが可能である。

本実施例においても、基板１００の下面と第２の支持部材３１４との間に間隙を有するよう貼り合わせ部材３５０が配置されない構成となり、電気部品１５０が配置される領域の基板１００の下面と第２の支持部材３１４とが接着固定されていない。また、該当部分においては緩衝部材１が挿入されているのみなので、容易に緩衝部材１の取り外しが可能な構成となっている。また、第２の支持部材３１４が基板１００に貼り合わせ部材３５０により接着されておらず、第１の支持部材３０４に機械的な接続により固定されている構成であるため、第２の支持部材３１４の取り外しが容易に行うことができる。また、交換接続作業時において、第２の支持部材３１４及び緩衝部材１の取り外しが容易な構造となるため、実施例１と同様に電気部品の交換接続作業が容易に行うことができる。

なお、実施例において緩衝材部材（１及び２）として接着性を有さないアクリル樹脂を用い説明したが、第２の支持部材（３１１、３１２、３１３並びに３１４）に接する面に粘着性を持たせた片面粘着アクリルフォームからなるシート状の緩衝部材を用いて構成することできる。この場合、各実施例において、予め第２の支持部材に緩衝部材を貼付け接着固定し、第２の支持部材を第１の支持部材に固定することで製作可能であり、前述の実施例同様に基板１００と緩衝部材及び第２の支持部材が接着固定されない構成とすることができ、同様の効果が得られる。

（応用例）
以下に、本発明による放射線撮像装置のＸ線診断システムへの応用例を説明する。図５に、本発明による放射線撮像装置のＸ線診断システムへの応用例を示す。

Ｘ線チューブ６０５０で発生したＸ線６０６０は患者あるいは被験者６０６１の胸部６０６２を透過し、図３に示したような放射線撮像装置（イメージセンサ）６０４０に入射する。この入射したＸ線には患者６０６１の体内部の情報が含まれている。Ｘ線の入射に対応してシンチレータ（蛍光体層）は発光し、これをセンサーパネルの光電変換素子が光電変換して、電気的情報を得る。この情報はデジタルに変換され信号処理手段となるイメージプロセッサ６０７０により画像処理され制御室の表示手段となるディスプレイ６０８０で観察できる。

また、この情報は電話回線６０９０等の伝送処理手段により遠隔地へ転送でき、別の場所のドクタールームなどの表示手段となるディスプレイ６０８１に表示もしくは光ディスク等の記録手段に保存することができ、遠隔地の医師が診断することも可能である。また記録手段となるフィルムプロセッサ６１００によりフィルム６１１０に記録することもできる。

本発明は、薄膜半導体素子を用いたアクティブマトリクスパネル、該アクティブマトリクスパネルを用いた２次元エリアセンサー、該２次元エリアセンサーを用いた放射線撮像装置、及び該放射線撮像装置を用いた医療診断機器または非破壊検査機器等に用いられるものである。

（Ａ）は、本発明の実施形態及び実施例１に係る放射線撮像装置の模式的平面図である。（Ｂ）は、図１（Ａ）のＡ−Ａ’における模式的断面図である。（Ｃ）は、図１（Ａ）のＢ−Ｂ’における模式的断面図である。 （Ａ）〜（Ｅ）は、本発明の実施形態及び実施例１に係る放射線検出装置の製造方法を説明する模式的断面図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、本発明の実施形態に係る放射線撮像装置の電気部品交換接続方法を説明する模式的断面図である。 （Ａ）は、本発明の実施例２に係る放射線撮像装置の模式的平面図である。（Ｂ）は、図４（Ａ）のＡ−Ａ’における模式的断面図である。（Ｃ）は、図４（Ａ）のＢ−Ｂ’における模式的断面図である。 本発明の実施例２に係る放射線撮像装置の模式的断面図である。 本発明の実施例３に係る放射線撮像装置の端部を拡大した模式的断面図である。 本発明の応用例に係る放射線撮影システムの構成を示す概念図である。 （Ａ）は、従来例の放射線撮像装置を示す模式的平面図である。（Ｂ）は、図６（Ａ）のＡ−Ａ’における模式的断面図である。

符号の説明

１，２ 緩衝部材
１０ センサーパネル
２０ 放射線撮像パネル
１００ 基板
１０１ 基板の接続電極
１１０ 画素部
１５０，１６０ 電気部品
１６１ 電気部品の接続電極
１８０ 導電性接着剤
２００ シンチレータ
２５０ 接着剤
３００ 支持部材
３０１，３０２，３０３，３０４ 第１の支持部材
３１１，３１２，３１３，３１４ 第２の支持部材
３５０ 貼り合わせ部材
５０１ プレス部材
５０２ バックアップ
５０３ ヒーター
５０５ テフロン（登録商標）シート

Claims (17)

1. 複数の半導体素子が配された半導体素子部と、該半導体素子部の周囲に配され、前記半導体素子部に配線を介して電気的に接続された電気接続部と、を有する基板と、
   該電気接続部に電気的に接続された電気部品と、
   前記基板と貼り合わせ部材を介して接着された前記基板を支持する支持部材と、を有する半導体装置において、
   前記支持部材は、少なくとも前記電気接続部を含む領域を除いた領域において前記基板に前記貼り合わせ部材を介して接着される第１の支持部材と、少なくとも前記電気接続部を含む領域の前記基板に応じて前記第１の支持部材に機械的に接続される第２の支持部材と、を有することを特徴とする半導体装置。
2. 前記基板と前記第２の支持部材の間に緩衝部材を更に有することを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
3. 前記緩衝部材は、少なくとも前記基板に接する面が非接着性の弾性体であることを特徴とする請求項２に記載の半導体装置。
4. 前記第１の支持部材は、少なくとも前記電気接続部を含む領域を除いた前記基板と概略等しい形状を有し、前記第２の支持部材は、少なくとも前記電気接続部を含む領域と概略等しい形状を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の半導体装置。
5. 前記第２の支持部材は、ねじあるいは勘合により前記第１の支持部材に機械的に接続されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の半導体装置。
6. 放射線を電気信号に変換する変換素子の複数が配された画素部と、該画素部の周囲に配され前記画素部に配線を配して電気的に接続された電気接続部と、を有する基板と、
   該電気接続部に電気的に接続された電気部品と、
   前記基板と貼り合わせ部材を介して接着された前記基板を支持する支持部材と、を有する放射線撮像装置において、
   前記支持部材は、少なくとも前記電気接続部を含む領域を除いた領域において前記基板に前記貼り合わせ部材を介して接着される第１の支持部材と、少なくとも前記電気接続部を含む領域の前記基板に応じて前記第１の支持部材に機械的に接続される第２の支持部材と、を有することを特徴とする放射線撮像装置。
7. 前記基板と前記第２の支持部材の間に緩衝部材を更に有することを特徴とする請求項６に記載の放射線撮像装置。
8. 前記緩衝部材は、少なくとも前記基板に接する面が非接着性の弾性体であることを特徴とする請求項７に記載の放射線撮像装置。
9. 前記変換素子は、光電変換素子と、該光電変換素子に応じて設けられたスイッチ素子と、少なくとも前記光電変換素子上に配され、放射線を前記光電変換素子が感知可能な光に変換する波長変換体と、を有することを特徴とする請求項６〜８のいずれか１項に記載の放射線撮像装置。
10. 前記電気部品は、導電性接着剤を介して前記電気接続部に接続されることを特徴とする請求項６〜９のいずれか１項に記載の放射線撮像装置。
11. 前記緩衝部材は、前記電気部品の複数に応じて前記基板と前記第２の支持部材との間に配されることを特徴とする請求項７〜１０のいずれか１項に記載の放射線撮像装置。
12. 前記緩衝部材は、１つの前記電気部品に応じて前記基板と前記第２の支持部材との間に配されることを特徴とする請求項７〜１０のいずれか１項に記載の放射線撮像装置。
13. 前記第１の支持部材は、少なくとも前記電気接続部を含む領域を除いた前記基板と概略等しい形状を有し、前記第２の支持部材は、少なくとも前記電気接続部を含む領域と概略等しい形状を有することを特徴とする請求項６〜１２のいずれか１項に記載の放射線撮像装置。
14. 前記第２の支持部材は、ねじ、勘合、○○のいずれかにより前記第１の支持部材に機械的に接続されていることを特徴とする請求項６〜１３のいずれか１項に記載の放射線撮像装置。
15. 複数の半導体素子を含む半導体素子部を有する基板上に、前記半導体素子部の周囲の前記基板上に設けられた電気接続部を介して電気部品を接続する工程と、
    少なくとも前記電気接続部を含む領域を除いた領域において、前記基板と貼り合わせ部材を介して第１の支持部材を接着する工程と、
    少なくとも前記電気接続部を含む領域に応じて、前記第１の支持部材に第２の支持部材を機械的に接続する工程と、
    を有する半導体装置の製造方法。
16. 前記基板と前記第２の支持部材との間に緩衝部材を配置する工程と、を更に有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
17. 複数の半導体素子が配された半導体素子部と、該半導体素子部の周囲に配され該半導体素子部に電気的に接続された電気接続部と、を有する基板と、該電気接続部に接続された電気部品と、少なくとも前記電気接続部を含む領域を除いた領域において前記基板に前記貼り合わせ部材を介して接着された第１の支持部材と、少なくとも前記電気接続部を含む領域の前記基板に応じて前記第１の支持部材に機械的に接続された第２の支持部材と、前記基板と前記第２の支持部材との間に配置された緩衝部材と、を有する半導体装置の製造方法であって、
    前記電気接続部から前記電気部品を取り外す工程と、
    前記電気部品が取り外された前記電気接続部に応じた前記緩衝部材と前記第２の支持部材と取り外す工程と、
    前記電気部品が取り外された前記電気接続部に新たな電気部品を接続する工程と、
    該新たな電気部品が接続された前記電気接続部に応じて前記第１の支持部材に第２の支持部材を機械的に接続し、前記基板と該第２の支持部材との間に緩衝部材を配置する工程と、
    を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
    

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