JP6071041B2

JP6071041B2 - シンチレータアレイの製造方法及び放射線検出器の製造方法

Info

Publication number: JP6071041B2
Application number: JP2012228556A
Authority: JP
Inventors: 英雄新田
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Hitachi Metals Ltd
Priority date: 2012-03-30
Filing date: 2012-10-16
Publication date: 2017-02-01
Anticipated expiration: 2032-10-16
Also published as: JPWO2013146304A1; JP5935919B2; JP2013228355A; JP5754546B2; JP2015172580A; EP2833165B1; CN104204855B; WO2013146304A1; EP2833165A1; CN104204855A; US9575188B2; US20150059963A1; EP2833165A4

Description

本発明は、シンチレータアレイの製造方法及び放射線検出器の製造方法に関するものである。

放射線検査装置の１つにコンピュータ断層撮影装置（Computed Tomography：以下、ＣＴ装置と称する）がある。このＣＴ装置は、扇状のファンビームＸ線を照射するＸ線管と、多数の放射線検出素子を配列した放射線検出器を有する。Ｘ線管と放射線検出器は、測定対象を中央にして、対向するように配置される。Ｘ線管から測定対象に向けてファンビームＸ線が照射される。測定対象を透過したＸ線は放射線検出器で検出される。１回照射を行うごとに、照射方向の角度を変えていき、Ｘ線吸収データを収集する。デ−タをコンピュータで解析して、測定対象の断層面における個々の位置のＸ線吸収率を算出し、Ｘ線吸収率に応じた画像を構成する。放射線検出素子はシンチレータ材で構成される。放射線検出器として、シンチレータ材及びシリコンフォトダイオードを組み合わせた検出器、或いはシンチレータ材及び光電子増倍管を組み合わせた検出器が用いられていた。

特許文献１には、シンチレータアレイの製造方法として、発光部を接着シートの上に設置し、発光部を囲むように型枠を前記接着シートの上において、エポキシ樹脂とルチル型酸化チタン粉末とを混合したものを型枠内に流し込んで、発光部の周りをこの混合物（光反射層となる）で鋳包み、ついで、加熱して樹脂を固化して、接着シート及び型枠を取り除いて、機械加工を行うことが開示されている（段落００２０参照）。

特許文献２には、ルチル型酸化チタンを混合したポリエステル樹脂を櫛歯状シンチレータウェファーを覆うように充填した後、加熱し、固化させて光反射材を形成することが開示されている（文献２の図２ｃ）。ルチル型酸化チタンを混合したポリエステル樹脂が流れ出さないようにシンチレータウェファーの周囲には堰を設けている（段落００３１参照）。

特許文献３には、その第２図に示すように型枠内にシンチレータ結晶を間隙を隔てて配置し（段落００１６参照）、シンチレータ結晶間の空隙に、シンチレーション光を反射させ、かつ、放射線を吸収する液状の物質を、流し込み（段落００１７参照）、前記光反射−放射線吸収材の硬化後、型枠をはずすこと（段落００２０参照）が開示されている。そして、上記の方法以外に、粘着シートを用いる方法として、シンチレータ材と外枠を粘着シートに密着させ、前記光反射−放射線吸収材を注入し硬化させ、その後、粘着シートを取り除くことが開示されている（段落００２５参照）。

特許文献４には、第１の接着フィルムと反対側にある発光層の表面に、第２の接着フィルムを貼り付けることが開示されている。そして、紫外線に敏感な物質からなる第１の接着フィルムが発光層に貼り着けられること、これに紫外線を作用させることにより除去されることが開示されている（段落００１１参照）。溝形成工程と樹脂被覆工程の間に、第２の接着フィルムを発光層に貼りつけ、第１の接着フィルムに紫外線を照射することを要する。

特開２０００−２４１５５４号公報特開２００４−３９７０号公報特開平４−２７３０８７号公報特開２０００−９８０４１号公報

特許文献１には、型枠に樹脂を流し込む前に、発光部を接着シートの上に設置する製造方法が開示されている。しかし、接着シートを剥がすために、溶解工程及び洗浄工程を要するので、工数がかかってしまう。

特許文献２には、堰を用いて樹脂を流し込む前に、接着シートや粘着シートを用いる製造方法は開示されていない。

特許文献３には、粘着シートを用いる製造方法が開示されている。しかし、粘着シートの面で、流し込んだ樹脂が硬化すると、密着性が増して粘着シートを剥がし難い。溶解工程及び洗浄工程を要するので、工数がかかってしまう。

特許文献４には、第２の接着フィルムを支持する部材は無い。第２の接着フィルムが撓み、樹脂被覆工程の前に、溝で分離した発光層同士が位置ずれを起こしやすい。効率のよい製造方法ではない。

そこで、本発明は、効率よくシンチレータアレイを製造する方法、及び放射線検出器を製造する方法をそれぞれ提供することを目的とする。

本発明のシンチレータアレイの製造方法は、少なくとも１つのシンチレータ材を貼付けシートを介して保持基板に支持する支持工程を有し、
前記シンチレータ材をｍ×ｎのシンチレータセルに加工で分離する分離工程を有し、
前記シンチレータセルに反射材を被覆する被覆工程を有し、
前記反射材を被覆したシンチレータセルから前記貼付けシートを剥がす剥離工程を有し、
前記支持工程では、前記貼付けシートが熱剥離型貼付けシートであり、
前記シンチレータ材を支持する側で、前記保持基板の面粗さＲａが１０μｍ以下であり、前記保持基板の高さのばらつきが０．１ｍｍ以下であり、
前記分離工程では、前記ｍ及び前記ｎは２以上の自然数であり、ｍ＝ｎの場合を含み、
前記分離工程では、前記シンチレータセルの高さｔ及び幅ｗによるアスペクト比ｗ／ｔが０．２以上であることを特徴とする。

前記剥離工程では、８０℃以上の温度で熱処理することで、前記貼付けシートを前記保持基板から剥離することを特徴とする。前記反射材は反射材用樹脂を硬化して形成する。その硬化温度が、熱剥離型貼付けシートが剥離する温度以下であることが好ましい。前記硬化温度は室温よりも高いことが好ましい。熱剥離型貼付けシートは、所定の温度以上で発泡を生じることによって粘着力が急激に低下する層を有するものである。熱剥離型貼付けシートが剥離する温度は、熱剥離型貼付けシートにおける発泡開始温度（すなわち、発泡を生じる温度）であることが好ましい。熱処理によって熱剥離型貼付けシートを剥がした場合、わずかな残渣を除去するための洗浄工程で済むので、熱剥離型貼付けシート全体を溶解液で除去するための溶解工程は不要となる。

前記被覆工程は、前記シンチレータセルを囲むように前記保持基板に枠を設け、前記枠は第２の熱剥離型貼付けシートで構成され、前記反射材を形成するための反射材用樹脂を前記枠内に注ぐことを特徴とする。

前記被覆工程は、前記シンチレータセルを囲むように前記保持基板の側面に第２の熱剥離型貼付けシートを貼り付け、前記第２の熱剥離型貼付けシートで構成された枠内に前記反射材を形成するための反射材用樹脂を注ぐことを特徴とする。

前記シンチレータセルのアスペクト比が５．０以下であることが好ましい。すなわち、アスペクト比は０．２以上、５．０以下が好ましい。

前記保持基板は、前記シンチレータ材を支持する側で面粗さＲａが０．０１μｍ以上、１０μｍ以下であることを特徴とする。さらに好ましくは前記面粗さＲａを０．１μｍ以上、２μｍ以下の範囲内とする。

前記保持基板の高さのばらつきが０．０１μｍ以上、０．１ｍｍ以下であることを特徴とする。さらに好ましくは前記高さのばらつきを０．１μｍ以上、０．０２ｍｍ以下の範囲内とする。

本発明によれば、効率よくシンチレータアレイを製造する方法及び放射線検出器を製造する方法をそれぞれ提供することができる。

本発明の第１の実施形態に関するフローチャートである。図１の続きを示すフローチャートである。第１の実施形態のステップＡ３に係る概略図である。第１の実施形態のステップＡ４に係る概略図である。第１の実施形態のステップＡ７に係る概略図である。第１の実施形態のステップＡ８に係る概略図である。第１の実施形態のステップＡ１１に係る概略図である。第１の実施形態のステップＡ１４に係る概略図である。第１の実施形態のステップＡ１５に係る概略図である。図９に係る第２の研削体を反転して見た概略図である。第１の実施形態のステップＡ１６に係るシンチレータアレイの概略図である。第２の実施形態に関するシンチレータアレイの概略図である。貼付けシートで形成する（ａ）枠及び（ｂ）他の枠の概略図である。貼付けシートで形成するさらに他の枠（ｃ）〜（ｅ）の概略図である。放射線検出器の概略図である。

以下、図面を参照しながら実施の形態を詳細に説明する。ただし、本発明の実施の形態は必ずしもこれらに限定されるものではない。

（第１の実施形態）
図１及び図２は、第１の実施形態の製造方法を示すフローチャートである。図１のステップＡ８の続きは、図２のステップＡ９に相当する。まず、シンチレータ焼結体を用意する。このシンチレータ焼結体を矩形の板状に加工して、シンチレータ基板を得る。

このシンチレータ基板を格子状に切り刻んで得たｍ×ｎ個の立方体状（又は矩形体状）の小片となったものを、個々にシンチレータセルと称する。ｍ及びｎは２以上の自然数で、ｍ＝ｎを含む。前記シンチレータ焼結体がＧｄ_２Ｏ_２Ｓの組成を有する場合、前記組成を“ＧＯＳ”と表わす。シンチレータ焼結体をＧＯＳ焼結体、シンチレータ基板をＧＯＳ基板、シンチレータセルをＧＯＳセルと称してもよい。前記シンチレータ焼結体、前記シンチレータ基板、前記シンチレータセル等は、シンチレータ材という表現に包含される。

ついで、基層の両面側に粘着層を備え、さらに各々の粘着層をセパレータ（保護層）で被覆した熱剥離型の貼付けシートを用意する。図３の保持基板３０の片面を十分に覆う広さになるように、貼付けシートを切り出す。切り出した貼付けシート３０ａの一方の面において、第１の粘着層を覆うセパレータを引き剥がす。露出した第１の粘着層の面を保持基板３０の上面に貼り付ける（ステップＡ１：シート貼付け）。

ついで、貼付けシート３０ａの他方の面で、第２の粘着層を覆うセパレータを剥がす。露出した第２の粘着層の面Ｆｓに第１のシンチレータ基板の下の面Ｆａを貼り付ける（ステップＡ２：基板保持）。第２の粘着層は、感圧粘着層であり、所定の温度に加熱すると被貼付け対象（シンチレータ基板）に貼り付けた面が発泡を起こし、粘着力が低下して剥離されやすくなる。

なお、第１の粘着層についても、第２の粘着層と同様に構成し、同じ温度で発泡を起こし、剥離することが好ましい。

ついで、回転砥石１９（たとえば、ダイヤモンド砥石）による切削で、第１のシンチレータ基板の面に複数の溝１３ｂを平行に形成する。形成した平行溝に交差して、さらに複数の溝を形成する。溝１３ｂの深さは貼付けシート３０ａまで達するので、溝１３ｂを挟んでシンチレータセル１２ｂ同士は分離される。貼付けシート３０ａは保持基板３０に貼付いて支持されているので、シンチレータ基板をｍ×ｎのシンチレータセルに分離しても、シンチレータセル同士の間隔がずれることは抑制される。溝１３ｂの形成後、図３に示すように、保持基板３０上に配列したシンチレータセル１１ｂを得る。配列したシンチレータセル１１ｂは、ｍ×ｎの配列を有し、中央付近のシンチレータセル１２ｂとは幅の異なるシンチレータセル１５ｂも端に有する。なお、図３では、狭幅の溝の様子を線で表している。

分離されたシンチレータセル１２ｂにおいて、Ｙ軸方向或いはＺ軸方向の寸法のうち短いほうを幅ｗ、Ｘ軸方向の寸法を高さｔとする。

このとき、ｗ／ｔで表されるシンチレータセル１２ｂのアスペクト比は０．２以上、５．０以下であることが好ましい。アスペクト比が０．２未満の範囲では、分離するときにセルの保持が困難になるため好ましくない。なお、ＣＴ装置の解像度を向上させるという観点によると、アスペクト比が５．０以下であることがより好ましい。

第１のシンチレータ基板の面Ｆａに対して、反対側を面Ｂａと定義する。面Ｂａは溝１３ｂの形成により、複数の面に分割される（被分割面）。平面研削盤等を用いて、これらの被分割面に平面研削を施し、シンチレータセル１２ｂの厚さを一定にする（ステップＡ３：研削）。平面研削後の被分割面をまとめて研削面Ｂｂと称する。なお、研削後に研削面Ｂｂに研磨を施すこともできる。

分割されたシンチレータ基板とそれらを支持する保持基板３０には、研削或いは研磨の後、且つステップＡ５の前に、有機溶剤やイオン交換水等で洗浄を施す。図３には、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の座標軸を記載する。シンチレータ基板の厚さ方向はＸ軸方向に沿っており、回転砥石で溝を形成していく向きはＹ軸方向或いはＺ軸方向に沿っている。溝の並び方向はＹ軸方向或いはＺ軸方向に沿っている。

保持基板は、貼付けシートを貼付ける面において、面粗さＲａを０．０１μｍ以上、１０μｍ以下の範囲内とする平滑な面を有することが好ましい。面粗さＲａは、ＪＩＳＢ０６０１−１９９４にて定義される算術平均粗さで求める。Ｒａを０．０１μｍ以上にすると、保持基板を研磨する、本発明を行う前の準備にかかる時間を抑えることができるので好ましい。Ｒａが１０μｍ超であると、シンチレータセル毎に保持基板間との距離が大きく異なったりするので、シンチレータセルの厚さの均一性を回復する為に、予め研削前のシンチレータセルの厚さに大きく余裕しろを設け、研削或いは研磨の工程にかける工数が増大する。さらに好ましくは前記面粗さＲａを０．１μｍ以上、２μｍ以下の範囲内とする。これらを満たすガラス板を保持基板として用いることが好ましい。

また、Ｒａとは別に、高さのばらつきを抑えて保持基板の面を平坦な面とすることは、上述の平面研削の工程において、シンチレータ基板厚さやセルの厚さを均一化するうえで好ましい。そこで高さのばらつきを抑える。

具体的には、保持基板において、貼付けシートを貼り付ける側の面を保持基板おもて面とし、反対側の面を保持基板うら面とする。前記保持基板うら面を平坦な定盤の上に置く。前記保持基板うら面と相対する定盤の面が基準面となる。前記基準面から前記保持基板おもて面までの高さをダイヤルゲージで測定する。保持基板おもて面の５箇所以上について、高さの値を測定し、高さの平均値（すなわち、平均高さ）を求める。そして、ずれ量として、各々の高さの値と平均高さとの差を絶対値で表わした値を用いる。ずれ量のうち、最大値を、高さのばらつきとして定義し、評価した。ダイヤルゲージで測定することが難しい場合には、レーザーを用いた３次元測定器で前記高さの値を測定し、ずれ量を求め、高さのばらつきを求める。

前記の評価によると、高さのばらつきは０．０１μｍ以上、０．１ｍｍ以下であることが好ましい。高さのばらつきを０．０１μｍ以上にすると、保持基板を研磨する時間を抑えられるので好ましい。高さのばらつきが０．１ｍｍ超であると、シンチレータセル毎に保持基板との距離が大きく異なったりする。シンチレータセルの厚さの均一性を確保する為には、予め、研削前のシンチレータセルの厚さに大きく余裕しろを設ける。ただし、研削或いは研磨の工程にかける工数が増大する。さらに好ましくは前記高さのばらつきは０．０１μｍ以上、０．０２ｍｍ以下とする。

ついで、ステップＡ１で用いるものと同様に、切り出し前の熱剥離型の貼付けシートを用意する。保持基板３０の側面の長さ寸法αと、形成したい白色樹脂の厚さ寸法β及び側面貼付けしろ寸法γを合わせた寸法（β＋γ）とに合う広さ（α×（β＋γ））になるように、貼付けシートを４枚切り出す。切り出した貼付けシート３１Ｆについて、第１の粘着層を覆うセパレータを剥がす。露出した第１の粘着層の面の下の部分を保持基板３０及び貼付けシート３０ａの１つの側面に貼り付ける。同様に、貼付けシート３１Ｒ、３１Ｂ及び３１Ｌについても、保持基板３０の他の側面に１枚ずつ貼り付けていくことで、白色樹脂を溜める為の貼付けシートの枠を形成する（ステップＡ４：シート枠）。

図４に示すように、４枚の貼付けシート３１Ｆ，３１Ｒ，３１Ｂ及び３１Ｌは、端を寄せ合うことで四角い枠を形成する。この四角い枠と貼付けシート３０ａに囲われた空間は、開口３１を有する第１の容器とみなすことができる。

図４では、貼付けシートで隠される部位を破線で示した。４枚の貼付けシートは、保持基板の側面をすべて覆うように貼り付けてもよいし、保持基板３０の下端あたりを少し露出させるように貼り付けてもよい。なお、貼付けシート３１Ｆ，３１Ｒ，３１Ｂ及び３１Ｌは薄い面状に図示しているが、貼付けシート３０ａはわかり易くするために厚さを強調して図示している。

なお、貼付けシート３１Ｆ，３１Ｒ，３１Ｂ及び３１Ｌとして、両面粘着層を有する構成に代えて、片面粘着層を有する構成を用いることもできる。つまり、基層の片面側に粘着層を備え、さらに粘着層をセパレータ（保護層）で被覆した熱剥離型の貼付けシートである。また、貼付けシート３１Ｆ，３１Ｒ，３１Ｂ及び３１Ｌとして、片面粘着層を有する構成に代えて、基層がなく、基層の機能を粘着層及びセパレータが担う構成を用いることもできる。

ついで、反射材形成用の白色樹脂を開口３１から流し込み、第１の容器内に充填する。溝１３ｂは白色樹脂で充填され、シンチレータセル１２ｂは白色樹脂で被覆される（ステップＡ５：樹脂被覆）。貼付けシート３１Ｆ，３１Ｒ，３１Ｂ及び３１Ｌは白色樹脂の流出を抑制するので、硬化後の白色樹脂は所定の厚さ以上に形成される。

なお、貼付けシート３１Ｆ，３１Ｒ，３１Ｂ及び３１Ｌが無い状態で白色樹脂を流し込むと、白色樹脂は保持基板の四方に流れ出るので、硬化後の白色樹脂を所定の厚さ以上にすることが難しい。四方に流れ出さないように流動性を低下させた白色樹脂を用いると、白色樹脂が溝１３ｂに十分に満たされず、硬化後の白色樹脂の表面又は内部にボイドを生じることがある。

ついで、白色樹脂を流し込んだものを第１の加熱装置に入れて、第１の熱処理を行って、白色樹脂を硬化させる。第１の熱処理の温度は、白色樹脂を硬化させる温度（樹脂硬化温度）とする（ステップＡ６：加熱硬化）。

白色樹脂が硬化すると、ｍ×ｎに配列された複数のシンチレータセルが白色樹脂部３２で一体化される。

なお、前記白色樹脂としては、硬化後に光を反射する部材として機能するものを用いる。例えば、白色の酸化チタン粒子をエポキシ樹脂に混合することにより構成した白色樹脂を用いることができる。白色樹脂を硬化させる為の熱処理の時間は、たとえば１時間〜６時間とする。より好ましくは１時間〜３時間である。

白色樹脂が硬化した後に、第２の加熱装置で第２の熱処理を行う。第２の熱処理の温度は、前記樹脂硬化温度以上であることが好ましい。これにより、貼付けシートの粘着力が低下して、第２の熱処理の後に貼付けシートを容易に剥離できる。第２の熱処理後に、保持基板の側面に貼り付けていた貼付けシート３１Ｆ、３１Ｒ、３１Ｂ及び３１Ｌを、貼付けシート３０ａ及び保持基板３０から引き剥がして除去する。そして、硬化した白色樹脂及びシンチレータセルから貼付けシート３０ａを引き剥がして除去する。洗浄を施すことにより、図５に示す樹脂硬化体３３を得る（ステップＡ７：加熱剥離）。

なお、第２の熱処理の温度は、貼付けシート３１Ｆ等が第２の熱処理中に剥離して、樹脂硬化体とそれ以外の部材が分離するように設定してもよい。第２の熱処理の温度を第１の熱処理の温度より高くすることがさらに好ましい。もし、貼付けシートの剥離温度が第１の熱処理の温度より大幅に低いと、白色樹脂が硬化するよりも前に貼付けシートが剥離するおそれがある。

ついで、シンチレータセル１２ｂが露出するように、樹脂硬化体３３の背面Ｂｃに平面研削を施し、樹脂硬化体３３の厚さｈ１＋ｈ２を、一様な厚さｈ１まで薄くする。また、樹脂硬化体３３のおもて面Ｆｃにも平面研削を施す（ステップＡ８：両面研削）。研削後の樹脂硬化体を第１の研削体３６として図６に示す。シンチレータセル１２ｂは研削を施されてシンチレータセル１２ｄになる。おもて面Ｆｃ及び背面Ｂｃの両面に平面研削を施すことで、シンチレータセル１２ｄ、白色樹脂層１３ｄ及び端のシンチレータセル１５ｄ（研削前はシンチレータセル１５ｂに相当）は、露出される。これらは白色樹脂外周部３５に囲われている。シンチレータセル１２ｄの厚さをより正確に決定することができる。

ここで、セル表面における光の透過率を高めるために、樹脂硬化体３３のおもて面Ｆｃの加工として、平面研削に代えて研磨を施してもよいし、或いは、平面研削に続けて研磨を行ってもよい。

貼付けシート３０ａと同様の熱剥離型の貼付けシート６０ａを用意し、保持基板６０の上面に貼り付ける（ステップＡ９：シート貼付）。そして、貼付けシート６０ａの他方の面で、第２の粘着層を覆うセパレータを剥がす。露出した第２の粘着層の面に第１の研削体３６の面を貼り付ける（ステップＡ１０：研削体保持）。

ついで、ステップＡ４（たとえば図４）で用いたものと同様の熱剥離型の貼付けシートを用意する。保持基板６０の側面の長さ寸法α´と、形成したい白色樹脂の厚さ寸法β´及び側面貼付けしろ寸法γ´を合わせた寸法（β´＋γ´）とに合う広さ（α´×（β´＋γ´））になるように、貼付けシートを４枚切り出す。切り出した貼付けシート６１Ｆ，６１Ｒ，６１Ｂ及び６１Ｌを使うことにより、白色樹脂を溜める為の貼付けシートの枠を形成する手法は、ステップＡ４と同様である（ステップＡ１１：シート枠）。

図７に示すように、４枚の貼付けシート６１Ｆ，６１Ｒ，６１Ｂ及び６１Ｌは、端を寄せ合うことで四角い枠を形成する。この四角い枠と貼付けシート６０ａに囲われた空間は、開口６１を有する第２の容器とみなすことができる。この第２の容器の深さはｈ３である。図７では、貼付けシートで隠される部位を破線で示した。

ついで、ステップＡ５と同様の白色樹脂を開口６１から流し込み、第２の容器内に充填する。第１の研削体３６の背面は白色樹脂で被覆される。貼付けシート６１Ｆ，６１Ｒ，６１Ｂ及び６１Ｌは白色樹脂の流出を抑制するので、硬化後の白色樹脂を所定の厚さ以上に形成できる（ステップＡ１２：樹脂被覆）。

ついで、上記図７の構成に白色樹脂を流し込んだものを第１の加熱装置に入れて、第３の熱処理を行って、白色樹脂を硬化させる。第３の熱処理の温度は、白色樹脂を硬化させる温度（樹脂硬化温度）とする。白色樹脂が硬化すると、研削体部３６ｅ（元の研削体３６に相当）とその背面を被覆した白色樹脂部７２が一体化する。第３の熱処理の樹脂硬化温度は、第１の熱処理のそれと同様に設定することができる（ステップＡ１３：加熱硬化）。

白色樹脂が硬化した後に、第２の加熱装置で第４の熱処理を行う。第４の熱処理の温度は、第３の熱処理の樹脂硬化温度よりも高い温度である。そして、貼付けシートの粘着力が低下して、第４の熱処理の後に貼付けシートが容易に剥離するように、第４の熱処理の温度を設定する。第４の熱処理後に、保持基板の側面に貼り付けていた貼付けシート６１Ｆ、６１Ｒ、６１Ｂ及び６１Ｌを、貼付けシート６０ａ及び保持基板６０から引き剥がして除去して、洗浄することにより、図８に示す樹脂硬化体７３を得る（ステップＡ１４：加熱剥離）。なお、ステップＡ９及びＡ１２の各々は、白色樹脂や貼付けシートとして、ステップＡ１及びＡ５に係るものと同じ材質のものを用いることが好ましい。

ついで、樹脂硬化体７３の背面Ｂｅに平面研削を施し、樹脂硬化体７３の厚さｈ１＋ｈ３´を、一様な厚さｈ１＋ｈ４まで薄くする。背面の研削によって得られた第２の研削体７６を図９に示す（ステップＡ１５：背面研削）。研削後の背面はＢｆである。ステップＡ１２で被覆された白色樹脂のうち、背面研削後の白色樹脂部７２ｆの厚さはｈ４に相当する。図９では、シンチレータセル１２ｄは、第２の研削体７６の一部である厚さｈ１の研削体３６ｅ中に隠れているが、元の背面Ｂｄに相当する面についてのみ、破線で透視して示している。

図１０には、図９の第２の研削体７６を座標のＹ軸を回転軸として１８０°回転させた様子を示す。第２の研削体７６のおもて面はＦｆであり、配列した複数のシンチレータセル１２ｄが露出している。

ついで、第２の研削体７６の外周を回転砥石による切断で除去することで、外周寸法を整え、図１１に示すシンチレータアレイを得る（ステップＡ１６：外周加工）。このシンチレータアレイは、シンチレータセル１２ｄ間に白色樹脂層１３ｄを有し、外周に白色樹脂部７５を有し、背面にも白色樹脂を有する。狭幅の白色樹脂層１３ｄは便宜上、直線で表現している。これら白色樹脂は反射材として機能する。そして、シンチレータアレイのおもて面側には、ｍ×ｎで配列された複数のシンチレータセルが露出しており、露出したシンチレータセル１２ｄの面の各々は発光面となる。

（実施形態２）
ステップＡ３（図３）において、異幅のシンチレータセル１５ｂ(シンチレータセル１２ｂとは幅が異なる部位)を切削で除去し、同幅のシンチレータセル１２ｂでアレイを構成する以外は、実施形態１と同様にする。ただし、図１２に示すように、ステップＡ１６に相当する外周切断において、側面の白色樹脂部７５ｇの厚さをより薄くしている。この方法によっても、白色樹脂層１３ｄを介して複数のシンチレータセル１２ｄを配列したシンチレータアレイ７６ｇを得ることができる。

（実施形態３）
白色樹脂を硬化させる為の熱処理と、貼付けシートを剥離させるための熱処理とを、１つの加熱装置で行うことを除いては、実施形態１と同様にしてシンチレータアレイを作製する。この加熱装置は、加熱対象物を樹脂硬化温度で所定時間保持して白色樹脂を硬化させた後に、温度を上昇させ、加熱対象物を剥離温度で所定時間保持して貼付けシートを剥離させるように、温度を制御する。１つの加熱装置を用いるため、２つの加熱装置間で加熱対象物を入れ替える工程を省略できる。

（実施形態４）
白色樹脂を硬化させるための熱処理と、貼付けシートを剥離させるための熱処理とを、１つの連続加熱装置で行うことを除いては、実施形態１と同様にしてシンチレータアレイを作製する。この連続加熱装置はベルトを有する。このベルトは、加熱対象物を載せる区域と、樹脂硬化温度とする区域と、貼付けシートの剥離温度とする区域と、熱処理終了後の加熱対象物を取り出す区域とを順に通過する。ベルトの移動方向における各区域の長さと、ベルトの移動速度と、熱処理可能な区域の温度分布などを設定する。加熱対象がベルトに載せられて移動すると、まず白色樹脂が硬化され、ついで貼付けシートが剥離される。多数の加熱対象物を連続的に流すので、実施形態１や３に比べて、より高い効率で製造できる。

（実施形態５）
図１３の（ａ）は、実施形態５に係る、貼付けシートで形成した枠の斜視図である。実施形態１のステップＡ４（図４）又はステップＡ１１（図７）で示す４枚の貼付けシートで形成した四角い枠を、図１３の（ａ）に示す四角い枠で置き換える以外は、実施形態１と同様にしてシンチレータアレイを作製することができる。図４や図７に係る枠は、隣り合う貼付けシートの間に隙間が生じると白色樹脂がはみ出すことがあるが、図１３（ａ）の枠では白色樹脂の漏れはなく、白色樹脂の硬化直後の厚さをより均一化することに寄与する。

図１３の（ａ）の枠は、ステップＡ１で用いた熱剥離型の貼付けシートと同様のものから、帯状の貼付けシートを切り出し、保持基板の側面に巻きつけることでほぼ四角い枠状とするものである。帯の幅は、代替する４枚の貼付けシートと同程度に設定できる。帯の長さは、代替する４枚の貼付けシートの合計の長さ以上とするので、帯の端同士は重なっている。

（実施形態６）
図１３の（ｂ）は、実施形態６に係る、貼付けシートで形成した枠の斜視図である。図１３の（ａ）に示す四角い枠を図１３（ｂ）に示す枠で置き換える以外は、実施形態５と同様にしてシンチレータアレイを作製することができる。図１３の（ｂ）の枠は、ステップＡ１で用いた熱剥離型の貼付けシートと同様のものから、帯状の貼付けシートを切り出し、保持基板の側面に巻きつけることでほぼ四角い枠状とするものである。帯の長さは、代替する４枚の貼付けシートの合計の長さ以上としており、一方の端は余裕しろとして開放し、他方の端とは重ねていない。一方の端の余裕しろを残すことは、帯をハンドリングするうえで好ましい。手作業による貼付けよりも、機械を用いて自動的に巻きつけを行うことに適している。

（実施形態７〜９）
図１４の（ｃ）〜（ｄ）は、それぞれ、実施形態７、実施形態８及び実施形態９に係る貼付けシートで形成した枠の斜視図である。図１３の（ａ）に示した四角い枠を、図１４（ｃ）〜（ｄ）に示す枠のいずれかで置き換える以外は、実施形態５と同様にしてシンチレータアレイを作製することができる。図１４（ｃ）〜（ｄ）の枠は、ステップＡ１で用いた熱剥離型の貼付けシートと同様のものから、４枚の貼付けシートを切り出し、保持基板の側面に順に貼り付けていく際に、隣り合う貼付けシートを端部同士で接合したものである。接合しろを要するので、実施形態１のステップＡ４（図４）又はステップＡ１１（図７）で示す４枚の貼付けシートよりも長い。接合によって貼付けシート間に隙間がなく、白色樹脂が漏れることはない。

（実施形態１０）
ステップＡ４の前までは実施形態１と同様に行う。ついで、実施形態１のステップＡ４に代えてステップＢ４、Ｂ５を行う。すなわち、４枚の貼付けシートに代えて後述する図１３(ａ)に係る貼付けシートの枠を用いて（ステップＢ４：シート枠）、時間をかけて慎重に白色樹脂を流し込み、流入した白色樹脂の厚さが均一となるようにする（ステップＢ５：樹脂被覆）。たとえば白色樹脂をごく少量ずつ垂らしていく（ディッピングする）。

ついで、実施形態１と同様にステップＡ６、Ａ７を行う。ステップＡ８に代えてステップＢ８を行う。すなわち、白色樹脂で溝及び背面を被覆した側とは反対側について、研削加工を施し、配列したシンチレータセルの発光面を均一な面に仕上げる。より好ましくは、研削面にさらに研磨を施す（ステップＢ８：片面研削）。

ついで、外周研削を行って、シンチレータアレイを得る（ステップＢ１６：外周加工）。なお、ステップＢ５に時間を要することと、白色樹脂の厚さが均一にならなかったものを選別で除外すること（歩留り）を考慮すると、トータルの製造効率は実施形態１の方が良い。

（実施形態１１）
実施形態１のステップＡ２において、第１のシンチレータ基板に代えて、予め溝入れ加工を行った第２のシンチレータ基板に置き換えることができる。複数本の溝を平行に形成した側の面を、露出した第２粘着層の面Ｆｓに貼り付ける（ステップＡ２´）。ついで、第２のシンチレータ基板の背面（溝が貫通していない側の面）に平面研削を施す。平面研削によって、溝を介して隣り合っていた部分が分離されてｍ×ｎのシンチレータセルに分離される（ステップＡ３´）。分割された第２のシンチレータ基板とそれらを支持する保持基板には、研削或いは研磨の後、且つ次の工程の前に、有機溶剤、イオン交換水等で洗浄を施す。

次の工程としては、実施形態１のステップＡ４と同様に白色樹脂による被覆を行う。後の工程を実施形態１と同様にして、シンチレータアレイを作製する。なお、シンチレータ基板に溝入れ加工を施した後、且つ貼付けシートを貼る前に、溝入れ加工で蓄積された歪みを緩和する為に、高温（例えば１０００〜１４００℃）のアニールを第２のシンチレータ基板に施す。

実施形態１のステップＡ２において、第１のシンチレータ基板に代えて、予め溝入れ加工及び平面研削加工を行った第３のシンチレータ基板を用いることもできる。また、実施形態１のステップＡ２において、第１のシンチレータ基板に代えて、複数のシンチレータセルをｍ×ｎの配列となるように、第２の粘着層の面に一括して貼り付けてもよい。また、ｍ×ｎの配列に代えて、ｎ本の構成にすることも可能である。

各実施形態において、シンチレータ基板として、ガドリニウムオキシサルファイドを用いる。例えばＰｒ、Ｃｅ、Ｔｂから選ばれる少なくとも１種で賦活し、Ｇｄ_２Ｏ_２Ｓを主組成とするセラミックスのシンチレータ材が挙げられる。

各実施形態において、シンチレータ基板として、ガドリニウムアルミニウムガリウムガーネット（すなわち、ＧＡＧＧ或いはＧＧＡＧ）を用いる。例えばＣｅ、Ｐｒ等から選ばれる少なくとも１種で賦活し、(Ｇｄ_１−ｘＬｕ_ｘ)_３＋ａ(Ｇａ_ｕＡｌ_１−ｕ)_５−ａＯ_１２で表わされる主組成を有し、ｘは０〜０．５、ｕは０．２〜０．６、ａは−０．０５〜０．１５であるセラミックスのシンチレータ材が挙げられる。たとえば、シンチレータセルをＧＧＡＧセルに置き換える。

（実施形態１２）
図１５は放射線検出器の概略を示す斜視図である。この放射線検出器１００は、半導体光検出素子群に相当するフォトダイオードアレイ１２０の上に、シンチレータアレイ１１０が光学接着層１３０を介して取り付けられたものである。

フォトダイオードアレイ１２０は、行方向にＮ個、列方向にＭ個のマトリクス状になるように、複数のフォトダイオード１２１を平板上に配列したものである。シンチレータアレイ１１０は、立方体状或いは柱状に加工されたシンチレータセル１１１が、行方向にＮ個、列方向にＭ個のマトリクス状に配列したものである。各々のシンチレータセルは、放射線を入射すると発光するので、素子状のシンチレータ材に相当する。シンチレータセル間には白色樹脂１１２が被覆されている。図１５では、シンチレータアレイの背面１１３や側面１１４を覆う白色樹脂については、図示を省略している。これら白色樹脂は反射材に相当する。

各シンチレータセル１１１は、その発光面がそれぞれ対応するフォトダイオード１２１の受光面に一致するように位置あわせされ、光学接着層１３０を介して取り付けられる。シンチレータセルで生じた発光は、フォトダイオードに向かっていったり、反射材によって反射されてからフォトダイオードに向かって導かれる。フォトダイオード或いはそれと組合せた回路等は、シンチレータセルから受けた発光を、電気信号に変換する。図１５において、シンチレータアレイ１１０を、上述の各実施形態で作製するシンチレータアレイに置き換えて、放射線検出器を作製することができる。

（実施例１）
実施形態１の製造方法を用いて、次の条件で図１２のシンチレータアレイを作製した。
すなわち、シンチレータ基板用の焼結体には、Ｇｄ_２Ｏ_２Ｓ：Ｃｅ，Ｐｒの組成式を有するものを用いた。保持基板にはＲａ＝０．１μｍ、高さのばらつき＝５０μｍとしたガラス基板を用い、熱剥離型の貼付けシートには、剥離温度が９０℃のものを用いた。樹脂には、ルチル型酸化チタンの粉末とエポキシ樹脂を混ぜて形成した白色樹脂を用い、白色樹脂を硬化させる熱処理の温度を８０℃とし、熱処理時間を３時間とした。シンチレータセルのアスペクト比ｗ／ｔ＝１．０とした。そして、得られたシンチレータアレイとフォトダイオードアレイを光学接着剤を介して接合し、放射線検出器を作製した。

（実施例２）
実施例１の条件を次の点で変更して、実施例１と同等の工数で、シンチレータアレイ及び放射線検出器を作製した。すなわち、熱剥離型の貼付けシートには、剥離温度が１２０℃のものを用いた。

（実施例３）
実施例１の条件を次の点で変更して、実施例１と同等の工数で、シンチレータアレイ及び放射線検出器を作製した。すなわち、熱剥離型の貼付けシートには、剥離温度が１５０℃のものを用いた。

（比較例１）
実施例１の製造方法で次のように条件等を変更して、シンチレータアレイを作製した。すなわち、熱剥離型の貼付けシートに代えて、熱剥離機能を持たない圧着型の貼付けシートを用いた、また、第２及び第４の熱処理を省略した。その結果、貼付けシートを溶解・剥離するために溶解工程及び洗浄工程を要した。シンチレータアレイの製造について、実施例１に比べて長い時間を要することとなった。

（実施例４）
実施例１の条件を次の点で変更して、実施例１と同等の工数で、シンチレータアレイ及び放射線検出器を作製した。すなわち、熱剥離型の貼付けシートには、剥離温度が１２０℃のものを用いた。白色樹脂を硬化させる熱処理の温度を１００℃とした。

（実施例５）
実施例１の条件を次の点で変更して、実施例１と同等の工数で、シンチレータアレイ及び放射線検出器を作製した。すなわち、熱剥離型の貼付けシートには、剥離温度が１５０℃のものを用いた。白色樹脂を硬化させる熱処理の温度を１２０℃とした。

（実施例６）
実施例１の条件を次の点で変更してシンチレータアレイ及び放射線検出器を作製した。すなわち、白色樹脂を流し込む為の枠を図１３(ａ)の枠に変更した。ピンセットで枠をハンドリングしならが巻き付けていくので、４枚貼付けよりも工数を要した。

（実施例７）
実施例１の条件を次の点で変更してシンチレータアレイ及び放射線検出器を作製した。すなわち、白色樹脂を流し込む為の枠を図１３(ｂ)の枠に変更した。実施例６のように手動ではなく、自動巻き付け装置を用いるので、実施例１よりも短い工数で貼付けシートの貼付けを完了することができた。

（実施例８）
実施形態１１の製造方法を用いて、次の条件で図１１のシンチレータアレイを作製した。すなわち、ＧＯＳ基板の熱処理を、酸素を含むアルゴン雰囲気中で温度１２００℃という条件のもとで行った。

（実施例９）
実施例１の条件を次の点で変更して、実施例１と同等の工数で、シンチレータアレイ及び放射線検出器を作製することができた。すなわち、シンチレータセルのアスペクト比をｗ／ｔ＝０．２に変更した。ここで、ｗ＝０．５ｍｍ、ｔ＝２．５ｍｍとした。

（実施例１０）
実施例１の条件を次の点で変更して、実施例１と同等の工数で、シンチレータアレイ及び放射線検出器を作製することができた。すなわち、シンチレータセルのアスペクト比をｗ／ｔ＝０．６に変更した。ここで、ｗ＝０．８ｍｍ、ｔ＝１．４ｍｍとした。

（実施例１１）
実施例１の条件を次の点で変更して、実施例１と同等の工数で、シンチレータアレイ及び放射線検出器を作製することができた。すなわち、シンチレータセルのアスペクト比をｗ／ｔ＝５．０に変更した。ここで、ｗ＝５．０ｍｍ、ｔ＝１．０ｍｍとした。

（比較例２）
実施例１の条件を次の点で変更して、シンチレータアレイ及び放射線検出器を作製した。すなわち、シンチレータセルのアスペクト比をｗ／ｔ＝０．１に変更した。ここで、ｗ＝０．１ｍｍ、ｔ＝１．０ｍｍとした。その結果シンチレータセルの保持が困難になり、加工負荷を下げて加工した。シンチレータアレイの製造について、実施例１に比べて長い加工時間を要することとなった。

（実施例１２）
実施例１の条件を次の点で変更して、実施例１と同等の工数で、シンチレータアレイ及び放射線検出器を作製することができた。すなわち、保持基板の面粗さをＲａ＝２μｍに変更した。

（実施例１３）
実施例１の条件を次の点で変更して、実施例１と同等の工数で、シンチレータアレイ及び放射線検出器を作製することができた。すなわち、保持基板の面粗さをＲａ＝０．０１μｍに変更した。

（実施例１４）
実施例１の条件を次の点で変更して、実施例１と同等の工数で、シンチレータアレイ及び放射線検出器を作製することができた。すなわち、保持基板の面粗さをＲａ＝１０μｍに変更した。

（実施例１５）
実施例１の条件を次の点で変更して、実施例１と同等の工数で、シンチレータアレイ及び放射線検出器を作製することができた。すなわち、保持基板の高さのばらつきを０．１ｍｍに変更した。

（実施例１６）
実施例１の条件を次の点で変更して、実施例１と同等の工数で、シンチレータアレイ及び放射線検出器を作製することができた。すなわち、保持基板の高さのばらつきを０．０１ｍｍに変更した。

（実施例１７）
実施例１の条件を次の点で変更して、実施例１と同等の工数で、シンチレータアレイ及び放射線検出器を作製することができた。すなわち、保持基板の高さのばらつきを１μｍに変更した。

Ｘ線ＣＴ装置或いは手荷物検査装置等に用いるシンチレータアレイを製造する方法として、本発明を適用することで、効率よくシンチレータアレイを提供することができる。

３０：保持基板、
３０ａ：貼付けシート、
Ｆｓ：貼付けシートの第２粘着層の面、
Ｆａ：シンチレータ基板の面、
１１ｂ：配列したシンチレータセル、
１２ｂ：シンチレータセル、
１３ｂ：溝、
１５ｂ：シンチレータセル、
１９：回転砥石、
Ｂｂ：研削面、

３１：開口、
３１Ｆ，３１Ｒ，３１Ｂ，３１Ｌ：貼付けシート、
３２：白色樹脂部、
３３：樹脂硬化体、
Ｆｃ：おもて面、
Ｂｃ：背面、
ｈ１：研削体の厚さ、
ｈ２：樹脂硬化体３３の厚さからｈ１を差し引いた厚さ、

１２ｄ：シンチレータセル、
１３ｄ：白色樹脂層、
１５ｄ：シンチレータセル、
３５：白色樹脂外周部、
３６：第１の研削体、
Ｆｄ：おもて面、
Ｂｄ：背面、

３６ｅ：研削体部、
６０：保持基板、
６０ａ：貼付けシート、
６１：開口、
６１Ｆ，６１Ｒ，６１Ｂ，６１Ｌ：貼付けシート、
ｈ３：第２の容器の深さ、

７２：白色樹脂部、
７３：樹脂硬化体、
Ｂｅ：背面、
ｈ３´：被覆した白色樹脂部の厚さ、
７２ｆ：白色樹脂部、
７５：白色樹脂部、
７６：第２の研削体、
Ｂｆ：背面、
ｈ４：背面研削後の厚さ、
Ｆｆ：おもて面（発光面側）、
７６ｆ：シンチレータアレイ、
７５ｇ：白色樹脂部、
７６ｇ：シンチレータアレイ

Claims

少なくとも１つのシンチレータ材を貼付けシートを介して保持基板に支持する支持工程を有し、
前記シンチレータ材をｍ×ｎのシンチレータセルに加工で分離する分離工程を有し、
前記シンチレータセルに反射材を被覆する被覆工程であって、前記シンチレータセルを囲むように前記保持基板に枠を設け、前記枠は第２の熱剥離型貼付けシートで構成され、前記枠内に反射材を形成するための反射材用樹脂を注ぐ被覆工程を有し、
前記反射材を被覆したシンチレータセルから前記貼付けシートを剥がす剥離工程を有し、
前記支持工程では、前記貼付けシートが熱剥離型貼付けシートであり、
前記シンチレータ材を支持する側で、前記保持基板の面粗さＲａが１０μｍ以下であり、前記保持基板の高さのばらつきが０．１ｍｍ以下であり、
前記分離工程では、前記ｍ及び前記ｎは２以上の自然数であり、ｍ＝ｎの場合を含み、
前記分離工程では、前記シンチレータセルの高さｔ及び幅ｗによるアスペクト比ｗ／ｔが０．２以上であることを特徴とするシンチレータアレイの製造方法。
少なくとも１つのシンチレータ材を貼付けシートを介して保持基板に支持する支持工程を有し、
前記シンチレータ材をｍ×ｎのシンチレータセルに加工で分離する分離工程を有し、
前記シンチレータセルに反射材を被覆する被覆工程であって、前記シンチレータセルを囲むように前記保持基板の側面に第２の熱剥離型貼付けシートを貼り付け、前記第２の熱剥離型貼付けシートで構成された枠内に反射材用樹脂を注ぐ被覆工程を有し、
前記反射材を被覆したシンチレータセルから前記貼付けシートを剥がす剥離工程を有し、
前記支持工程では、前記貼付けシートが熱剥離型貼付けシートであり、
前記シンチレータ材を支持する側で、前記保持基板の面粗さＲａが１０μｍ以下であり、前記保持基板の高さのばらつきが０．１ｍｍ以下であり、
前記分離工程では、前記ｍ及び前記ｎは２以上の自然数であり、ｍ＝ｎの場合を含み、
前記分離工程では、前記シンチレータセルの高さｔ及び幅ｗによるアスペクト比ｗ／ｔが０．２以上であることを特徴とするシンチレータアレイの製造方法。
前記剥離工程では、８０℃以上の温度で熱処理することで、前記貼付けシートを前記保持基板から剥離することを特徴とする請求項１又は２に記載のシンチレータアレイの製造方法。
前記保持基板は、前記シンチレータ材を支持する側で面粗さＲａが０．０１μｍ以上であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のシンチレータアレイの製造方法。
前記アスペクト比が５．０以下であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のシンチレータアレイの製造方法。
入射した放射線により発光を生じる複数のシンチレータセルと、前記発光を受光素子に導くための反射材と、前記発光を電気信号に変換する複数の受光素子を備える放射線検出器の製造方法であって、
前記反射材は反射材用樹脂を硬化させて形成されており、
前記複数のシンチレータセル及び前記反射材はシンチレータアレイを構成しており、前記シンチレータアレイは請求項１ないし５のいずれかに記載のシンチレータアレイの製造方法で作製され、
前記シンチレータアレイに対向するように前記複数の受光素子を設けることを特徴とする放射線検出器の製造方法。