JP2007071836A - 放射線検出装置及び放射線撮像システム - Google Patents

Abstract

【課題】 接着剤層の厚みを一定とし、センサパネルの解像度を安定して得ることが可能な放射線検出装置及び放射線撮像システムを提供する。
【解決手段】 ＣｓＩ層１２３を有するＣｓＩ基板１２６と光電変換素子が形成されたセンサパネル１０７との間に緩衝材１４０を具備する。また、光電変換素子を有する複数のセンサモジュールがＣＦＲＰ基板上に配置されたセンサパネルユニットとＣｓＩ層１２３を有するＣｓＩ基板１２６との間に緩衝材を具備する。緩衝材は接着剤層の厚みを一定とする働きを持つので、蛍光体のロット毎の厚みバラツキに影響されずに解像度が安定して得られる。
【選択図】図１

Description

本発明は、放射線検出装置及び放射線撮像システムに関し、特に、医療用放射線診断装置や産業用非破壊検査装置等に好適な放射線検出装置及びそれを用いた放射線撮像システムに関するものである。

従来、蛍光体によってＸ線を一旦光に変換した後に、その光をＣＣＤ、ＣＭＯＳ、ａ−Ｓｉ等の光電変換素子よって電荷に変換する間接型Ｘ線エリアセンサがある。このＸ線エリアセンサの製造方法には２通りがある。

１つは、センサ上に蛍光体を直接蒸着する、又は塗布によって形成する手法である。もう１つは、センサとは別の基板に蛍光体を形成し、その基板をセンサに接着剤を介して貼り合わせる手法である。

後者の貼り合わせにより間接型Ｘ線エリアセンサを製造する場合には、リスク分散が可能なため、歩留まりが上がる。そのため、現在、間接型Ｘ線エリアセンサの製造方法として主流になっている。

この後者の製造方法には、２通りの製造方法があり、それを従来例１、従来例２として説明する。

図９（ａ）、図９（ｂ）は、従来例１におけるＸ線エリアセンサの製造工程を示す模式的斜視図である。まず、蛍光体基板１０５は、ガラスもしくはアモルファスカーボン、又は高分子フィルム等からなる蛍光体基台１０１に、アルミニウム等からなる反射層１０２を形成し、その上にＣｓＩ：ＴｌやＧｄ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂ３＋等からなる蛍光体１０３を形成している。実際には、保護膜１０４（図１０に示す）で蛍光体基台１０１、反射層１０２及び蛍光体１０３全体を覆っている。

蛍光体１０３を蒸着する際には、蛍光体基台を保持するために蛍光体基台１０１の外周の一部を含むように基板ホルダーで固定すると、基板ホルダーで保持されている１ｍｍ〜５ｍｍ程度の領域には、蛍光体１０３が蒸着されない。

このように作製された蛍光体基板１０５を接着剤１０８が塗布されたセンサパネル１０７に貼り合わせる。それから、図９（ｂ）に示すように蛍光体基板１０５の上部からローラ１０９で押し、接着剤１０８を押し流す。ローラ１０９は全面を均一に押すため、弾性のあるシリコーンゴムで作製されている。

なお、実際には、センサパネル１０７は吸着等により図示しないステージに固定されており、この状態で、蛍光体基板１０５を貼り合わせる。このステージはローラ１０９を押す際に、回転方向と逆の方向へ動かされ、ローラ１０９を押すことによって蛍光体基板１０５の平面方向に生じる力を打ち消して、蛍光体基板１０５とセンサパネル１０７とのズレが生じないようにしている。

こうして、接着剤１０８の分布が均一且つ蛍光体基板１０５とセンサパネル１０７との間に気泡が混入しないようにしている。ここで、蛍光体１０３とセンサパネル１０７との間の接着剤１０８の膜厚分布を均一とし、且つ、気泡の混入を防止するのは、光の吸収や屈折が起こり、感度やＭＴＦの劣化に繋がるからである。

ところが、従来例１には下記のような問題があった。図１０は貼り合わせした蛍光体基板１０５とセンサパネル１０７とをローラ１０９で圧着している際にローラ軸方向から見た、貼り合わせ断面図である。ローラ１０９の貼り合わせ開始位置と終了位置では、蛍光体１０３が端部まで形成されていないため、ローラ１０９が蛍光体１０３の被形成領域１０６の上部に位置すると、図１０に示すように蛍光体基板１０５に撓みが生じる。このような撓みによって以下のような影響がある。

（１）ローラ荷重によっては、蛍光体基台に割れやひびが発生する。

（２）蒸着した蛍光体は、非常にもろいため、撓みにより変形、又は破壊され、安定しない発光になる。

（３）貼り合わせに用いる接着剤にセンサパネル内で膜厚分布ができ、蛍光体で発生した光の吸収や、センサパネルの解像度に影響を与えるようになる（膜厚が厚くなると解像度は悪くなる）。

そこで、これらの問題を解決する方法を従来例２として説明する。従来例２の方法では蛍光体基体とセンサパネルとの貼り合わせの際に蛍光体基板に撓みが生じないようにすることが可能となる。従来例２の代表例としては、特開２００２−３４１０３９号公報に記載された放射線検出装置がある（特許文献１）。

図１１（ａ）、図１１（ｂ）は、従来例２におけるＸ線エリアセンサの製造工程を示す模式的斜視図及び断面図である。図１１（ａ）、図１１（ｂ）にはＣｓＩ（Cesium Iodide：ヨウ化セシウム）基板１２６と、接着剤１０８が塗布されたセンサパネル１０７を示している。

ＣｓＩ基板１２６は、蛍光体基台であるアモルファスカーボン基板１２１と、アモルファスカーボン基板１２１の上に蒸着等によって形成された反射層であるアルミニウム層１２２と、アルミニウム層１２２の上に蒸着等によって５５０μｍ程度の厚さで形成された蛍光体層であるＣｓＩ層１２３とを備えている。更に、ＣｓＩ層１２３が形成されていない５ｍｍほどの被形成領域１２４に紫外線硬化型アクリル系樹脂等で接着された厚さが５５０μｍ程度の緩衝材であるＰＥＴ（ポリエチレン・テレフタレート）材１２７と、ＣｓＩ層１２３上に形成されたＣｓＩ保護膜（図示せず）とを備えている。

なお、ＣｓＩ保護層は、図１２に示す保護層１０４のようにアモルファスカーボン基板１２１、アルミニウム層１２２及びＣｓＩ層１２３全体を覆っている。

次に、図１１（ａ）、図１１（ｂ）に示すようにＣｓＩ基板１２６とセンサパネル１０７とを、ＰＥＴ材１２７及び接着剤１０８を介して貼り合わせてから、ローラ１０９によって圧着する。この際、ＰＥＴ１２７を設けているので、ローラ１０９が被形成領域１２４の上に位置するときにも、ＣｓＩ基板１２６は撓まず、その結果、アモルファスカーボン基板１２１の割れやひび、ＣｓＩ層１２３の破壊が生じない。
特開２００２−３４１０３９号公報

図１１のＰＥＴ材１２７は、ＣｓＩ基板１２６のアモルファスカーボン面を基準に突き当てられている（厳密には、ＰＥＴ材１２７はアルミニウム層とＣｓＩ保護層を介した状態で接触しているが、これらの層は非常に薄いので無視する）。ところが、ＣｓＩ層１２３は、ロット間毎に膜圧が±２０μmバラつく為、図１２（ａ）、図１２（ｂ）に示す様にＣｓＩ基板１２６のＣｓＩ出力面とセンサパネル１０７の受光面の貼り合わせ距離、即ち、接着剤層厚１３０が変化する。

図１２（ａ）は接着剤層厚１３０が薄い状態、図１２（ｂ）は接着剤層厚１３０が厚い状態を示す。このような接着剤層厚の変化によって以下のような影響があった。

（１）蛍光体基板内のＣｓＩ層１２３が５５０μｍより薄い場合に、接着剤層厚が増加する。これによりＣｓＩで発生した光が接着剤層で吸収され光電変換素子に入射する光が低減する。また、接着剤層で光が拡散しやすくなり解像度も低下してしまう。

（２）蛍光体基板内のＣｓＩ層１２３が５５０μｍより厚い場合に、接着剤層が減少する。これにより解像度が向上し、光の損失も低減される。但し、ＣｓＩ基板とセンサパネルの熱膨張係数の違いによる、熱応力は緩和しにくくなり接着剤層の剥がれが発生しやすくなる。

本発明の目的は、接着剤層の厚みを一定とし、センサパネルの解像度を安定して得ることが可能な放射線検出装置及び放射線撮像システムを提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明の放射線検出装置は、放射線を光に変換する蛍光体が形成された蛍光体基板と、前記蛍光体で変換された光を電荷に変換する光電変換素子が形成された光電変換素子基板とを接着剤によって固定する放射線検出装置において、前記蛍光体基板の蛍光体が形成されている領域と前記光電変換素子基板との間に緩衝材を有することを特徴とする。

また、本発明の放射線検出装置は、光電変換素子が形成された複数のセンサモジュールを基台上に二次元に配列した光電変換素子基板と、前記光電変換素子基板よりも大きな面積の放射線を光に変換する蛍光体が形成された蛍光体基板とを接着剤によって固定する放射線撮像装置において、前記光電変換素子基板の外周部の基台と前記蛍光体基板の蛍光体が形成されている領域との間に緩衝材を有することを特徴とする。

また、本発明の放射線撮像システムは、上記放射線検出装置と、前記放射線検出装置からの信号を処理する信号処理手段と、前記信号処理手段からの信号を記録するための記録手段と、前記信号処理手段からの信号を表示するための表示手段と、前記信号処理手段からの信号を伝送するための伝送処理手段と、前記放射線を発生させるための放射線源と、を具備することを特徴とする。

本発明に係る緩衝材は、蛍光体基板を加圧した場合にも光電変換素子基板と蛍光体基板を接着する接着剤層の厚みを一定とする働きを持つ。そのため、蛍光体のロット毎の厚みバラツキに影響されずにセンサパネルの解像度が安定して得られる。また、緩衝材を設けているため、蛍光体基板が撓むことがない。

本発明によれば、蛍光体基板の蛍光体形成領域と光電変換素子基板との間に緩衝材を設けているので、蛍光体基板と光電変換素子基板を接着するための接着剤層の厚さを一定にでき、センサパネルの解像度を安定して得ることができる。また、一定の接着剤層の厚みが確保されているので、熱応力による接着剤層の剥がれも防止できる。更に、緩衝材により蛍光体基板の撓みも防止できる。

次に、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。なお、本願明細書においては放射線としてＸ線を用いているが、それ以外にα線、β線、γ線等を用いることができる。

（実施形態1）
図１（ａ）、図１（ｂ）は本発明の実施形態１における放射線検出装置（Ｘ線エリアセンサ）の構成及び製造工程を説明するための模式的斜視図及び断面図である。図１（ａ）、図１（ｂ）には、ＣｓＩ（Cesium Iodide：ヨウ化セシウム）基板１２６と、接着剤１０８が塗布されたセンサパネル１０７を示している。センサパネル１０７は半導体基板上に光電変換素子を含む複数の画素を２次元に形成したものである。

ＣｓＩ基板１２６は、ガラスもしくはアモルファスカーボン、又は高分子フィルム等からなるアモルファスカーボン基板１２１に、アルミニウム等からなる反射層１２２を形成し、その上にＣｓＩ：ＴｌやＧｄ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂ３＋等からなるＣｓＩ層１２３を形成している。実際には図１（ｂ）に示すように保護膜１２５でアモルファスカーボン基板１２１、アルミニウム層１２２及びＣｓＩ層１２３全体を覆っている。

ＣｓＩ基板１２６は、蛍光体基台であるアモルファスカーボン基板１２１と、アモルファスカーボン基板１２１の上に蒸着等によって形成された反射層であるアルミニウム層１２２と、アルミニウム層１２２の上に蒸着等によって５５０μｍ程度の厚さで形成された蛍光体層であるＣｓＩ層１２３とを備えている。更に、ＣｓＩ層１２３上に形成されたＣｓＩ保護膜１２５、ＣｓＩ基板１２６上の外周部に緩衝材１４０を備えている。

緩衝材１４０は、ＣｓＩ層１２３の形成領域内のＣｓＩ保護層１２５表面を基準に、緩衝材接着剤１４１で接着されている。熱応力による剥がれを考慮すると、接着厚みは１０μm以上が必要とされるので、接着剤層厚みが１０μmになるように緩衝材１４０の厚みを設定している。

緩衝材１４０の材質には、ステンレスやアルミニウム等の金属材料、ＰＥＴやポリカーボン等の高分子材料、或いはシリコンやガラスの無機材料等が挙げられる。但し、緩衝材１４０は必ず厚みバラツキを持つので、バックグラインド加工で厚みバラツキを小さく出来るようにシリコンやガラスを用いることが好ましい。同じバックグラインド加工した基板から緩衝材を用いると更にバラツキは小さくなる。

また、形状はピックアップしやすく、且つ、接着しやすいように板状もしくは角柱状が好ましい。緩衝材１４０の大きさは、従来例２のようにＣｓＩ形成領域と同じ辺の長さでも良いが、図１（ａ）に示すようにローラ出入り口部は、数枚の短い緩衝材で隙間を持たせて貼ることによってローラで押し出されて余った接着剤をその隙間から逃がすことも出来る。

緩衝材１４０は、ＣｓＩ層１２３の形成領域内の最外周部で、且つ、センサパネルの光電変換素子形成領域から２〜５ｍｍ外側に相当する場所に取り付ける。その際、緩衝材接着剤１４１をＣｓＩ層１２３上に塗布し、図示しない吸着治具にピックアップした緩衝材１４０を一定荷重でＣｓＩ上に貼り合わせる。緩衝材接着剤１４１には、縮合型液状シリコーンゴムや硬化剤付加型のエポキシ、シリコン、アクリル接着剤のように温度を上げなくても硬化する樹脂や紫外線硬化型のエポキシ、シリコン、アクリル接着剤等が好ましい。

本実施形態では、緩衝材１４０は、ＣｓＩ基板１２６側のＣｓＩ層１２３の形成領域内で、センサパネル１０７の光電変換素子の形成領域外に取り付けたが、光電変換素子の形成領域でも構わない。

次に、図１（ｂ）に示すようにＣｓＩ基板１２６とセンサパネル１０７とを、緩衝材１４０及び接着剤１０８を介して貼り合わせてから、ローラ１０９によって圧着する。この際、ＣｓＩ基板１２６とセンサパネル１０７を貼り合わせた後、ローラ１０９で加圧する場合には、ＣｓＩ層１２３やセンサパネル１０７の破壊強度を考慮し、ローラ１０９の荷重は０.００９８〜０.１９６ＭＰａの範囲で加圧する。

本実施形態では、接着剤１０８が所望の値になるように緩衝材１４０を設けているので、ＣｓＩ基板１２６を加圧した場合にも接着剤層厚１３０は一定となる。その結果、蛍光体のＬｏｔ毎の厚みバラツキに影響されずにセンサパネルの解像度を安定して得ることができる。また、緩衝材１４０によりＣｓＩ基板１２６は撓まず、その結果、アモルファスカーボン基板１２１の割れやひび、ＣｓＩ層１２３の破壊が生じる事もなくなる。

（実施形態２）
図２（ａ）、図２（ｂ）は本発明の実施形態２における放射線検出装置（Ｘ線エリアセンサ）の構成及び製造工程を説明するための模式的斜視図及び断面図である。ここでは、ＣｓＩ層１２３の厚さを５５０μｍとしてＣｓＩ基板１２６は緩衝材１４０の取り付けを除き、実施形態１と同様とする。なお、図２において図１と同様の部分には同一符号を付している。

図２（ａ）、図２（ｂ）のセンサパネルユニット１５０は、複数のセンサモジュール１４３と、ＣＦＲＰ基板１４９（Carbon Composite Rayon Plate）と、モジュール接着剤１４８を備えている。実施形態1ではセンサパネルは単体であったが、実施形態２ではセンサモジュール１４３、ＣＦＲＰ基板１４９、フレキシブル基板１４６等をモジュール化し、センサパネルユニット１５０としている。

センサモジュール１４３は図１のセンサパネルに相当するもので、本実施形態ではセンサモジュールという。センサモジュールは半導体基板上に光電変換素子を含む複数の画素を２次元に配列したものである。この複数のセンサモジュール１４３がＣＦＲＰ基板１４９上に２次元に貼り合わされている。

次に、図３を用いてセンサモジュールについて説明する。図３（ａ）はセンサモジュールの上面図、図３（ｂ）はその断面図である。センサモジュール１４３には、ほぼ全域に受光画素１０００画素が備えられている。パネル端には受光画素から得られた信号を外部へ出力するための、引き出し電極１４７が一定間隔を置いて配置されている。その電極１４７上にスタットバンプ方式やメッキ方式等でバンプ１４４が形成されている。

また、バンプ１４４とフレキシブル基板１４６のインナーリード１４５とは超音波により金属間接合されている。そして、センサモジュール端部でインナーリード１４５を図面下側に９０°程度折り曲げてセンサモジュール１４３としている。上述のようにセンサモジュール１４３を基板上に二次元に複数枚配列して貼り合わせて構成したものが、センサパネルユニット１５０である。

図４（ａ）〜図４（ｆ）はセンサパネルユニット１５０の製造プロセスを示す。まず、フレキシブル基板１４６を備えた複数のセンサモジュール１４３を、Ｘ，Ｙ，Ｚ方向及びθ（回転）方向に可動するステージ１５４上にアライメントヘッド１５２とアライメントカメラ１５３を用いて位置合わせしながら載置する。この時、図４（ａ）に示すように各センサモジュール１４３は、ステージ１５４に形成されている孔からバキューム装置等で吸引することによってステージ１５４上に固定する。

次に、図４（ｂ）に示すように各センサモジュール１４３が所要の動作を行うかどうかの検査を行う。この検査では、検査治具１５５をフレキシブル回路基板と接続して、例えば、静電気等によってセンサモジュール１４３が破壊されているか等を調べる。そして、図４（ｃ）に示すように、検査の結果、もし、センサモジュール１４３に欠陥が発見されると、その光電変換素子基板の下方のバキューム装置をオフして、アライメントヘッド１５２を用いて不良チップ１５６を交換する。

続いて、図４（ｄ）に示すように各センサモジュール１４３上に、紫外線、湿気、硬化剤付与で硬化するシリコン、アクリル、エポキシ、ポリウレタン樹脂等の基板保持用のモジュール接着剤１４８を塗布する。そして、図４（ｅ）に示すようにＣＦＲＰ基板１４９に設けられた長孔１５１にフレキシブル基板１４６を挿入し、センサモジュール１４３とＣＦＲＰ基板１４９とを密着させた後に、紫外線を照射する或いは加圧する等して接着する。

ＣＦＲＰ基板１４９には、センサモジュール１４３との間における熱膨張率等を考慮して、ガラス又はパーマアロイ（鉄＋ニッケル）合金を用いるのが好ましい。

最後に、図４（ｆ）に示すようにセンサモジュール１４３とそれに接着したＣＦＲＰ基板１４９をステージ１５４上から取り外す。

実施形態１では、センサパネル１０７上に緩衝材１４０を設けていたが、本実施形態ではセンサパネルユニットのセンサモジュール上ではなく、ＣＦＲＰ基板１４９上に設けている。緩衝材１４０は複数のセンサモジュールを囲うように緩衝材接着剤１４１で固定されている。この時、緩衝材１４０の高さはセンサモジュールに取り付けられた、インナーリード１４５より高くする。

実際、センサモジュールの受光面からインナーリード部の高さは４０μｍ、センサモジュールのセンサパネルの厚さは７５０μm、センサモジュールとＣＦＲＰ基板を固定するモジュール接着剤の厚みは５０μｍで、ＣＦＲＰ基板表面からインナーリード部までの高さは８４０μｍである。モジュール接着剤には、５０μm径の球状スペーサーを混入させ厚みを制御している。緩衝材は８００μmの厚みで、先のスペーサー入りのモジュール接着剤でＣＦＲＰ基板に固定する。ＣＦＲＰ基板表面から緩衝材上面の高さは８５０μmとなり、インナーリード部より高いところに位置する。

次に、図２（ａ）、図２（ｂ）に示すようにセンサパネルユニット１５０上のセンサモジュール１４３の最外周部、センサモジュールから２〜５ｍｍ外側に緩衝材接着剤１４１を塗布し、吸着治具に取り付けた緩衝材１４０を一定荷重で接着固定する。緩衝材接着剤１４１には、縮合型液状シリコーンゴムや硬化剤付加型のエポキシ、シリコン、アクリル接着剤のように温度を上げなくても硬化する樹脂や紫外線硬化型のエポキシ、シリコン、アクリル接着剤等が好ましい。

次いで、緩衝材１４１を備えたセンサパネルユニットにＣｓＩ基板接着シート１４２を介してＣｓＩ基板１２６を接合する。センサパネルユニット１５０の受光エリアを有効活用するため、ＣｓＩ層１２３はセンサモジュール部より大きく、更に緩衝材上面とＣｓＩ層出力面を突き当てるため、緩衝材の最外周部よりも大きくなくてはならない。

次に、図２（ａ）、図２（ｂ）をもとに実際のＣｓI基板貼り合わせ方法を以下に説明する。センサパネルユニット１５０のインナーリード部を除くセンサモジュール１４３上に、ＣｓＩ基板接着シート１４２をセパレータを剥がさずに、ラミネート方式でセンサパネル１５０に接着する。

そして、ＣｓＩ基板接着シート１４２のセパレータを剥がし、ＣｓＩ基板１２６をセンサパネルユニット１５０の緩衝材１４０に載せ、ラミネーター方式でローラによって圧着する。更に、ＣｓＩ基板１２６と、センサパネルユニット１５０との外周部の隙間に外周封止剤１３５を塗布する。

ローラによって圧着する際には、緩衝材１４０を設けているので、ＣｓＩ基板１２６を加圧した場合に、センサモジュール１４３に取り付けられた入出力用フレキシブル基板、バンプ１４４及びインナーリード１４５に接触しない距離が確保されている。その結果、ＣｓＩ層との接触によるインナーリード部の断線やＣｓＩ結晶破壊が生じることはなくなる。

また、ＣｓＩ基板１２６は撓まないので、アモルファスカーボン基板１２１の割れやひび、ＣｓＩ層１２３の破壊が生じることもない。更に、一定の接着層厚みが確保できるので、熱応力による剥がれも生じない。また、緩衝材上面とＣｓＩ層出力面を突き当て貼り合わせているので、蛍光体厚みバラツキに左右されずに所定の厚みが確保でき、解像度を安定させることができる。

（実施形態３）
図５（ａ）〜図５（ｃ）は本発明の実施形態３における放射線検出装置（Ｘ線エリアセンサ）の構成及び製造工程を説明するための模式的斜視図及び断面図及び側面図である。ここでは、ＣｓＩ層１２３の厚さを５５０μｍとし、ＣｓＩ基板１２６は実施形態２と同様とし、ＣｓＩ基板１２６の構造、製作工程は省略する。なお、図５において図１、図２と同様の部分には同一符号を付している。

図５（ａ）〜図５（ｃ）はセンサパネルユニット（２）１６２とＣｓＩ基板１２６とが、ＣｓＩ基板接着シート（２）１６１によって貼り付けられたセンサパネルモジュール１６３を示している。

緩衝材としては、実施形態２と同様にセンサパネルユニット（２）１６２側に、緩衝材１６０を設けている。この際、緩衝材１６０はセンサモジュールと同一の材質、厚さを持ったシリコン基板とし、センサパネルユニット（２）１６２に緩衝材接着剤１４１等で接着する。緩衝材接着剤１４１としては、後述するプロセスにおいて挙げているモジュール接着剤と同一の物でも良い。

次に、図６をもとにセンサパネルユニット（２）１６２を製作するためのプロセスを説明する。なお、センサパネルユニット（２）１６２に搭載する構成部品及び製作工程は、実施形態２における図４（ｃ）のチップ交換工程までを同様とする（図６（ａ）〜図６（ｃ）は図４（ａ）〜図４（ｃ）と同じとする）。本実施形態では、次の図６（ｄ）の緩衝材（２）設置工程以降を説明する。

まず、図６（ｃ）の工程が終了すると、図６（ｄ）に示す様に緩衝材（２）１６０をアライメントヘッド１５２によって任意の位置（センサモジュール１４３の最外周部）に配置しバキュームする。

次に、図６（ｅ）に示すようにＣＦＲＰ基板１４９を印刷ステージ１６４に固定し、ＣＦＲＰ基板１４９の上に印刷版１５７を設置する。そして、印刷版１５７上の印刷有効領域外に、紫外線、湿気、硬化剤付与で硬化するシリコン、アクリル、エポキシ、ポリウレタン樹脂等の基板保持用のモジュール接着剤１４８を塗布し、スキージ１５８によって印刷有効領域に印刷を行う。

次に、図６（ｆ）に示すようにＣＦＲＰ基板１４９に設けられた長孔１５１にフレキシブル基板１４６を挿入し、それからセンサモジュール１４３とＣＦＲＰ基板１４９とを密着させた後に、紫外線を照射する或いは加圧する等して接着する。ＣＦＲＰ基板１４９には、センサモジュール１４３との間における熱膨張率等を考慮して、ガラス又はパーマアロイ（鉄＋ニッケル）合金を用いるのが好ましい。

次に、図６（ｇ）に示すようにセンサモジュール１４３と、緩衝材（２）１６０と、ＣＦＲＰ基板１４９とを接着した後、ステージ上から取り外す。図６（ｈ）はこのようにして完成したセンサパネルユニット（２）１６２の上面図を示す。

次に、図７に示すようにＣＦＲＰ基板１４９の長孔１５１が設けられた箇所に、センサパネルユニット１６０（２）のある面から孔を塞ぐようにマスキングテープ１７０を貼る。孔の塞ってない面からディスペンサーで接着剤を塗布し、孔に充填させて孔埋め封止部１５９を形成する。図６では長孔１５１、緩衝材１６０等は図示していない。ここで用いる封止材にはエポキシ樹脂、シリコン樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂などが挙げられる。但し、加熱硬化する樹脂は、温度を上げると粘度が低下し、マスキングテープ１７０とＣＦＲＰ基板１４９の隙間から流れ出すために適さない。

そのため、封止材には縮合型液状シリコーンゴムや硬化剤付加型のエポキシ、シリコン、アクリル接着剤のように温度を上げなくても硬化する樹脂や紫外線硬化型のエポキシ、シリコン、アクリル接着剤等が好ましい。

また、信頼性試験の観点から、封止材はセンサモジュール１４３に接触するので、配線が電食されることを考慮に入れ、Ｎａ，Ｋ，Ｃｌ等のイオン不純物の含有量が１０ｐｐｍ以下のものが好ましい。以上のことを考慮し、本実施形態では、粘度が６０〜８０Ｐａ・Ｓ程度で、１成分系の縮合型液状シリコーンゴムを採用している。

次に、図５（ａ）〜図５（ｃ）をもとにＣｓＩ基板１２６と、センサパネルユニット（２）１６２とをＣｓＩ基板接着シート（２）１６１で貼り合せた、Ｘ線エリアセンサを製作する工程を説明する。

ＣｓＩ基板接着シート（２）１６１は、緩衝材（２）１６０を含めたセンサパネルユニット（２）１６２と同じ大きさとする。但し、図５（ａ）に示すようにセンサモジュール１４３上のインナーリード部に当たる接着シートは取り除き、セパレータのみとする。そして、センサモジュール側のセパレータを剥がし、ＣｓＩ基板接着シート（２）１６１をセンサパネルユニット（２）１６２上の緩衝材（２）１６０に合わせ、ラミネーター方式でセンサモジュール上に貼り合わせる。

次に、ＣｓＩ基板側のセパレータを剥がし、ＣｓＩ基板１２６をセンサパネルモジュール１６３の緩衝材１６０に載せ、ラミネーター方式でローラ１０９によって圧着する。そして、ＣｓＩ基板１２６と、センサパネルモジュール１６３との外周部の隙間に、外周封止剤１３５を塗布する。これによって、Ｘ線エリアセンサの遮光性を向上させ、外部からの異物の混入や水分の浸透を防ぐ効果もある。

更に、緩衝材１６０をセンサモジュールと同一部材としたことにより、実施形態１及び２よりも安定した接着剤層厚さ（センサパネルからＣｓＩ層との距離）を確保することで、更なるＸ線エリアセンサの解像度の向上が得られる。

（実施形態４）
図８は上述のような本発明の放射線検出装置（Ｘ線エリアセンサ）を用いた放射線診断システムの一実施形態を示す模式的構成図である。Ｘ線チューブ６０５０で発生したＸ線６０６０は患者或いは被験者６０６１の胸部６０６２を透過し、蛍光体を有する光電変換装置（本発明の放射線検出装置に対応する）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蛍光体は発光し、これを光電変換して電気的情報を得る。この情報は、ディジタルに変換されイメージプロセッサ６０７０により画像処理され制御室のディスプレイ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等でディスプレイ６０８１に表示もしくは光ディスク等の保存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。

なお、以上の実施形態では、放射線としてＸ線を用い、放射線検出装置としてＸ線エリアセンサを示し、それをＸ線診断システムへ適用する場合について説明した。本発明は、上述のようにＸ線以外にα線、β線、γ線等を用いることが可能であり、本発明の放射線検出装置は医療用放射線診断システムに限ることなく、非破壊検査装置等の放射線撮像システムにも使用することができる。

本発明の実施形態１の構成を示す図である。 本発明の実施形態２の構成を示す図である。 実施形態２のセンサモジュールを示す図である。 実施形態２のセンサパネルユニットの製造方法を説明する図である。 本発明の実施形態３の構成を示す図である。 実施形態３のセンサパネルユニットの製造方法を説明する図である。 実施形態３の孔埋め封止め工程を説明する図である。 本発明の放射線検出装置を用いた放射線撮像システムの一実施形態を示す模式的構成図である。 従来例１のＸ線エリアセンサを示す図である。 図９のＸ線エリアセンサの蛍光体基板とセンサパネルをローラで圧着している際のローラ軸方向から見た断面図である。 従来例２のＸ線エリアセンサを示す図である。 図１１のＸ線エリアセンサにおいて蛍光体層が変化した場合の接着剤層の変化を示す図である。

符号の説明

１０１ 蛍光体基台
１０２ 反射層
１０３ 蛍光体
１０４ 保護膜
１０５ 蛍光体基板
１０６ 被形成領域
１０７ センサパネル
１０８ 接着剤
１０９ ローラ
１２１ アモルファスカーボン基板
１２２ アルミニウム層
１２３ ＣｓＩ層
１２４ 被形成領域
１２５ ＣｓＩ保護層
１２６ ＣｓＩ基板
１２７ ＰＥＴ材
１２８ ＣｓＩ層厚さ
１２９ ペット材厚さ
１３０ 接着剤層
１３５ 外周封止剤
１４０ 緩衝材
１４１ 緩衝材接着剤
１４２ ＣｓＩ基板接着シート
１４３ センサモジュール
１４４ バンプ
１４５ インナーリード
１４６ フレキシブル基板
１４７ 引き出し電極
１４８ モジュール接着剤
１４９ ＣＦＲＰ基板
１５０ センサパネルユニット
１５１ 孔
１５２ アライメントヘッド（Ｘ，Ｙ，Ｚ，Θ）
１５３ アライメントカメラ
１５４ ステージ
１５５ 検査治具
１５６ 不良チップ
１５７ 印刷版
１５８ スキージ
１５９ 孔埋め封止部
１６０ 緩衝材（２）
１６１ ＣｓＩ基板接着シート（２）
１６２ センサパネルユニット（２）
１６３ センサパネルモジュール
１６４ 印刷ステージ
１７０ マスキングテープ

Claims (7)

1. 放射線を光に変換する蛍光体が形成された蛍光体基板と、前記蛍光体で変換された光を電荷に変換する光電変換素子が形成された光電変換素子基板とを接着剤によって固定する放射線検出装置において、前記蛍光体基板の蛍光体が形成されている領域と前記光電変換素子基板との間に緩衝材を有することを特徴とする放射線検出装置。
2. 光電変換素子が形成された複数のセンサモジュールを基台上に二次元に配列した光電変換素子基板と、前記光電変換素子基板よりも大きな面積の放射線を光に変換する蛍光体が形成された蛍光体基板とを接着剤によって固定する放射線撮像装置において、前記光電変換素子基板の外周部の基台と前記蛍光体基板の蛍光体が形成されている領域との間に緩衝材を有することを特徴とする放射線検出装置。
3. 前記光電変換素子基板上に外部出力用の引き出し電極部が設けられ、前記緩衝材の上面は、前記引き出し電極部より高い位置にあることを特徴とする請求項２に記載の放射線検出装置。
4. 前記緩衝材は、前記センサモジュールと同じ厚みであることを特徴とする請求項２に記載の放射線検出装置。
5. 前記緩衝材は、前記センサモジュールと同一材料であることを特徴とする請求項２に記載の放射線検出装置。
6. 前記接着剤は、前記緩衝材と前記センサモジュールを接着する接着剤と同一材料であることを特徴とする請求項２に記載の放射線検出装置。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の放射線検出装置と、
   前記放射線検出装置からの信号を処理する信号処理手段と、
   前記信号処理手段からの信号を記録するための記録手段と、
   前記信号処理手段からの信号を表示するための表示手段と、
   前記信号処理手段からの信号を伝送するための伝送処理手段と、
   前記放射線を発生させるための放射線源と、を具備することを特徴とする放射線撮像システム。