(57)【要約】【課題】高密度で並べることができ、接続信頼性の高い放射線検出器を提供する。【解決手段】放射線検出器１は、放射線を検出可能な半導体素子と、半導体素子が固定される基板２０と、半導体素子の基板２０の反対側に設けられる素子用電極に接続する接続パターンを有し、可撓性を有するフレキシブル基板４０とを備え、半導体素子は、基板２０の一方の面に設けられ、フレキシブル基板４０は、半導体素子の基板２０の反対側に設けられる。【選択図】図１Ａ
2010185753.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線を検出可能な半導体素子と、
前記半導体素子が固定される基板と、
前記半導体素子の前記基板の反対側に設けられる素子用電極に接続する接続パターンを有し、可撓性を有するフレキシブル基板とを備え、
前記半導体素子は、前記基板の一方の面に設けられ、
前記フレキシブル基板は、前記半導体素子の前記基板の反対側に設けられる放射線検出器。
【請求項２】
前記フレキシブル基板は、可撓性を有するベースフィルムと、前記ベースフィルムに貼り合わされる絶縁膜とを有し、
前記接続パターンは、前記ベースフィルムと前記絶縁膜との間に設けられる請求項１に記載の放射線検出器。
【請求項３】
前記半導体素子と前記基板との間に設けられ、前記基板の前記一方の面に接続する他の半導体素子を更に備える請求項２に記載の放射線検出器。
【請求項４】
前記半導体素子と前記他の半導体素子との間に、前記半導体素子及び前記他の半導体素子のそれぞれに接続する接続パターンを両面に有する両面パターン付フレキシブル基板を更に備える請求項３に記載の放射線検出器。
【請求項５】
前記基板は、前記半導体素子が設けられている前記基板の第一の端部に対向する第二の端部側に、外部の回路基板と接続可能に設けられるカードエッジ部を更に有する請求項１に記載の放射線検出器。
【請求項６】
前記放射線検出器は、複数の前記放射線検出器が並べられて構成される放射線検出装置用の放射線検出器である請求項１に記載の放射線検出器。
【請求項７】
前記基板は、複数の前記半導体素子を有し、
複数の前記半導体素子は、前記基板の一方の面及び他方の面に、前記基板を対称面として設けられる請求項１に記載の放射線検出器。
【請求項８】
前記基板は、複数の開口を有するコリメータの前記複数の開口を隔てる壁部の厚さと同程度の厚さ、又は前記壁部の厚さ以下の厚さを有する請求項１に記載の放射線検出器。
【請求項９】
前記半導体素子は、放射線を検出する複数の画素を有する請求項１に記載の放射線検出器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線検出器に関する。特に、本発明は、γ線、Ｘ線等の放射線を検出する放射線検出装置に用いる放射線検出器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の放射線検出器として、複数のコモン電極板と、複数の半導体セルと、複数の電極板とを、コモン電極板、半導体セル、電極板、半導体セル、コモン電極板・・・のように積層させた積層体を２つのフレームの間に設け、一方のフレームと他方のフレームとをピンで固定することにより構成される放射線検出器が知られている（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器は、横方向に隣接する一対の半導体セルがコモン電極板を共有するので、放射線を検出できない領域を減少させることができ、放射線の検出効率を向上させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第６２３６０５１号明細書
【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に係る放射線検出器は、コモン電極板、半導体セル等の複数の構成部材を積層させて放射線検出装置が構成されることから、構成部材を積み重ねるごとに各構成部材が有する寸法誤差が加算されるので、半導体セル間の間隔を予め定められた間隔に厳密に制御しつつ、複数の半導体セルを高密度で並べることが困難である。また、特許文献１に係る放射線検出器は、２つのフレームをピンで締め付けることにより構成されるので、半導体セルに締め付けによる圧力を均等に加えることが難しく、半導体セルと単極板とを適切に接続させることができない場合があると共に、締め付けが大きすぎる場合、半導体セルに機械的なストレスが加わることがある。
【０００６】
したがって、本発明の目的は、高密度で並べることができ、接続信頼性の高い放射線検出器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、放射線を検出可能な半導体素子と、半導体素子が固定される基板と、半導体素子の基板の反対側に設けられる素子用電極に接続する接続パターンを有し、可撓性を有するフレキシブル基板とを備え、半導体素子は、基板の一方の面に設けられ、フレキシブル基板は、半導体素子の基板の反対側に設けられる放射線検出器が提供される。
【０００８】
また、上記放射線検出器は、フレキシブル基板は、可撓性を有するベースフィルムと、ベースフィルムに貼り合わされる絶縁膜とを有し、接続パターンは、ベースフィルムと絶縁膜との間に設けられてもよい。
【０００９】
また、上記放射線検出器は、半導体素子と基板との間に設けられ、基板の一方の面に接続する他の半導体素子を更に備えてもよい。
【００１０】
また、上記放射線検出器は、半導体素子と他の半導体素子との間に、半導体素子及び他の半導体素子のそれぞれに接続する接続パターンを両面に有する両面パターン付フレキシブル基板を更に備えてもよい。
【００１１】
また、上記放射線検出器は、前記基板は、前記半導体素子が設けられている前記基板の第一の端部に対向する第二の端部側に、外部の回路基板と接続可能に設けられるカードエッジ部を更に有してもよい。
【００１２】
また、上記放射線検出器は、複数の放射線検出器が並べられて構成される放射線検出装置用の放射線検出器であってもよい。
【００１３】
また、上記放射線検出器は、基板は、複数の半導体素子を有し、複数の半導体素子は、基板の一方の面及び他方の面に、基板を対称面として設けられてもよい。
【００１４】
また、上記放射線検出器は、基板は、複数の開口を有するコリメータの複数の開口を隔てる壁部の厚さと同程度の厚さ、又は壁部の厚さ以下の厚さを有してもよい。
【００１５】
また、上記放射線検出器は、半導体素子は、放射線を検出する複数の画素を有してもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る放射線検出器によれば、高密度で並べることができ、接続信頼性の高い放射線検出器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１Ａ】本発明の実施の形態に係る放射線検出器の斜視図である。
【図１Ｂ】本実施の形態に係る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１Ｃ】本発明の実施の形態に係る放射線検出器の部分断面図である。
【図２Ａ】本実施の形態に係る基板の正面図である。
【図２Ｂ】本実施の形態に係る基板に複数のＣｄＴｅ素子を搭載した場合の斜視図である。
【図３】本実施の形態に係る基板にＣｄＴｅ素子を搭載した状態の一部分を上面から示した模式的な拡大図である。
【図４】本発明の実施の形態に係るフレキシブル基板の斜視図である。
【図５Ａ】本実施の形態に係るカードホルダの表面側からの斜視図である。
【図５Ｂ】本実施の形態に係るカードホルダの裏面側からの斜視図である。
【図６】本実施の形態に係るカードホルダの突起部が溝付部に嵌合した状態の模式的な断面図である。
【図７Ａ】本実施の形態に係る複数の放射線検出器が並べられて構成されるエッジオン型の放射線検出装置の斜視図である。
【図７Ｂ】放射線検出器立ての支持体の側面の模式的な図である。
【図８】本実施の形態に係る放射線検出器上にコリメータを備え付けた場合の模式的な断面の部分的な拡大図である。
【図９】本発明の実施の形態の変形例に係る放射線検出器の模式的な斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【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器の斜視図であり、図１Ｂは、本実施の形態に係る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。また、図１Ｃは、本発明の実施の形態に係る放射線検出器の模式的な部分断面図である。なお、図１Ｃにおいては、説明の便宜上、カードホルダ３０及びカードホルダ３１の図示は省略した。
【００１９】
（放射線検出器１の構成の概要）
本実施の形態に係る放射線検出器１は、γ線、Ｘ線等の放射線を検出する放射線検出器である。図１Ａにおいて放射線１００は、紙面の上方から下方に沿って伝搬してくる。すなわち、放射線１００は、放射線検出器１の半導体素子からカードホルダに向かう方向に沿って伝搬して放射線検出器１に到達する。そして、放射線検出器１は、半導体素子としてのＣｄＴｅ素子１０の側面（つまり、図１Ａの上方に面している面）において放射線１００を検出する。したがって、ＣｄＴｅ素子１０の側面が放射線１００の入射面となっている。このように、半導体素子の側面を放射線１００の入射面とする放射線検出器を、本実施の形態では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１００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１００を検出する複数の放射線検出器１が並べら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、本実施の形態に係る放射線検出器１は、カード型の形状を呈する。
【００２０】
なお、本実施の形態に係る放射線検出器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。本実施の形態では、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。
【００２１】
具体的に、図１Ａ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１００を検出可能な一対の半導体素子としての一対のＣｄＴｅ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、一対の半導体素子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、本実施の形態においては、一対のＣｄＴｅ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ＣｄＴｅ素子１０は、基板２０の一方の面側と他方の面側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。本実施の形態では、複数のＣｄＴｅ素子１０はそれぞれ、基板２０に直接、固定される。
【００２２】
また、詳細は後述するが、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が嵌合すると共に、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）が嵌合することにより基板２０を支持する。
【００２３】
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、グランド線等に接続される。
【００２４】
また、図１Ａ乃至図１Ｃを参照すると、放射線検出器１は、一対のＣｄＴｅ素子１０の基板２０の反対側に、各ＣｄＴｅ素子１０の素子用電極としての電極パターンと複数の基板端子２２とのそれぞれを電気的に接続する接続パターンとしての配線パターン（ＣｄＴｅ素子１０の基板２０の反対側の素子表面１０ａの電極パターン、及びフレキシブル基板４０のＣｄＴｅ素子１０側の配線パターンは図示しない）を有するフレキシブル基板４０を更に備える。
【００２５】
フレキシブル基板４０は、一対のＣｄＴｅ素子１０の一方のＣｄＴｅ素子１０側、及び他方のＣｄＴｅ素子１０側の双方に設けられる（本実施の形態においては、４組の一対のＣｄＴｅ素子１０の一方のＣｄＴｅ素子１０側のそれぞれと、他方のＣｄＴｅ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、ＣｄＴｅ素子１０の素子表面１０ａ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２２ａに導電性接着剤等を用いて電気的に接続される。
【００２６】
すなわち、本実施の形態においては、一対のＣｄＴｅ素子１０のうち、第１の半導体素子としての一方のＣｄＴｅ素子１０は、基板２０の一方の面に固定されると共に、基板２０に固定されている表面の反対の表面に第１の素子用電極としての電極パターンが形成されている。同様にして、第２の半導体素子としての他方のＣｄＴｅ素子１０は、基板２０の他方の面に固定されると共に、基板２０に固定されている表面の反対の表面に第２の素子用電極としての電極パターンが形成されている。
【００２７】
そして、一方のＣｄＴｅ素子１０の電極パターンに接続する第１の接続パターンとしての配線パターンを有する第１のフレキシブル基板としてのフレキシブル基板４０は、一方のＣｄＴｅ素子１０の表面及びカードホルダ３０の一部を覆うようにして設けられる。すなわち、第１のフレキシブル基板としてのフレキシブル基板４０は、一方のＣｄＴｅ素子１０の電極パターンに配線パターンの一端が接続され、配線パターンの他端が結合部３８において基板端子２２へ電気的に接続するように設けられると共に、フレキリード結合部としての結合部３８の周辺を覆うように設けられる。
【００２８】
同様にして、他方のＣｄＴｅ素子１０の電極パターンに接続する第２の接続パターンとしての配線パターンを有する第２のフレキシブル基板としてのフレキシブル基板４０は、他方のＣｄＴｅ素子１０の表面及びカードホルダ３１の一部を覆うようにして設けられる。すなわち、第２のフレキシブル基板としてのフレキシブル基板４０は、他方のＣｄＴｅ素子１０の電極パターンに配線パターンの一端が接続され、配線パターンの他端が結合部３８において基板端子２２へ電気的に接続するように設けられると共に、結合部３８の周辺を覆うように設けられる。
【００２９】
図２Ａは、本実施の形態に係る基板の正面図であり、図２Ｂは、本実施の形態に係る基板に複数のＣｄＴｅ素子を搭載した場合の斜視図である。
【００３０】
（基板２０の詳細）
本実施の形態に係る基板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０．３ｍｍ以下の厚さを有して形成され、好ましくは、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。
【００３１】
また、基板２０は、複数のＣｄＴｅ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ＣｄＴｅ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ＣｄＴｅ素子１０のそれぞれと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ＣｄＴｅ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。
【００３２】
なお、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。
【００３３】
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。本実施の形態では、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。
【００３４】
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。
【００３５】
（ＣｄＴｅ素子１０の詳細）
図２Ａに示した基板２０の素子接続部２０ａのそれぞれに複数のＣｄＴｅ素子１０を搭載することにより、図２Ｂに示すような、複数のＣｄＴｅ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、例えば、Ａｇペースト等を用いて複数のＣｄＴｅ素子１０が基板２０に固定される。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ＣｄＴｅ素子１０が固定されるので、一の放射線検出器１は、８つのＣｄＴｅ素子１０を備えることになる。
【００３６】
なお、ＣｄＴｅ素子１０は、略直方体状に形成され、素子接続部２０ａに接続する側の素子表面と、この素子表面に対向する素子表面とのそれぞれに電極パターンが設けられる（図示しない）。放射線は各ＣｄＴｅ素子１０の端部から入射して、カードエッジ部２９側に向かってＣｄＴｅ素子１０中を伝搬する。また、素子接続部２０ａに接続する側の素子表面に対向する素子表面に設けられる電極パターンは、フレキシブル基板４０の配線パターンと電気的に接続する。また、本実施の形態において、放射線の検出にＣｄＴｅ素子１０を用いたが、γ線等の放射線を検出できる限り、半導体素子はＣｄＴｅ素子１０に限られない。例えば、半導体素子として、ＣｄＺｎＴｅ（ＣＺＴ）素子、ＨｇＩ２素子等の化合物半導体素子を用いることもできる。
【００３７】
図３は、本実施の形態に係る基板にＣｄＴｅ素子を搭載した状態の一部分を上面から示した模式的な拡大図である。
【００３８】
本実施の形態においては、基板２０の一方の面と他方の面とのそれぞれに複数のＣｄＴｅ素子１０が搭載される。各ＣｄＴｅ素子１０は、フレキシブル基板４０の配線パターンに接続する電極パターン（図示しない）を素子表面１０ａに有すると共に、複数の溝部１０ｃを基板２０側の素子表面１０ｂに有する。また、ＣｄＴｅ素子１０はそれぞれ、複数の溝部１０ｃの間の素子表面１０ｂに、基板２０の素子接続部２０ａに接続する電極パターンを有する（図示しない）。
【００３９】
また、一のＣｄＴｅ素子１０の複数の溝部１０ｃは、素子表面１０ｂに略等間隔で設けられる。一例として、一のＣｄＴｅ素子１０は、７つの溝部１０ｃを有する。溝部１０ｃで分けられるＣｄＴｅ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ＣｄＴｅ素子１０は、複数の画素を有することになる。そして、１つの放射線検出器１が８つのＣｄＴｅ素子１０（４組の一対のＣｄＴｅ素子１０）を備え、１つのＣｄＴｅ素子１０がそれぞれ８つのピクセルを有する場合、１つの放射線検出器１は、６４ピクセルの解像度を有することになる。溝部１０ｃの数を増減させることにより、一のＣｄＴｅ素子１０のピクセル数を増減させることができる。
【００４０】
ＣｄＴｅ素子１０は、基板２０の素子接続部２０ａに導電性接着剤５０によって固定される。ここで、本実施の形態においては、一方のＣｄＴｅ素子１０の一のピクセル部分と、この一のピクセル部分に基板２０を対称面として対称の位置に設けられる他方のＣｄＴｅ素子１０の一のピクセル部分とは、導電性接着剤５０ａと導電性接着剤５０ｂとで基板２０に固定されると共に、基板２０を貫通する導通部（図示しない）によって電気的に接続される。
【００４１】
基板２０の厚さＴ１は、０．３ｍｍ以下、好ましくは０．２ｍｍであり、溝部１０ｃの幅Ｔ３は、一例として、０．２ｍｍである。そして、ＣｄＴｅ素子１０の厚さＴ２は、一例として、１．２ｍｍである。更に、図３を参照すると、一のピクセルの幅もＣｄＴｅ素子１０の厚さＴ２に等しい幅Ｔ２を有して形成される。したがって、一のピクセルは、上面視にて一の隅部が溝部１０ｃで欠けた略正方形状を有する。また、本実施の形態においては、複数のＣｄＴｅ素子１０それぞれの溝部１０ｃの幅を、例えば、コリメータの開口径又は複数の開口を隔てる壁の厚さに応じて決定できる。
【００４２】
（フレキシブル基板４０の詳細）
図４は、本発明の実施の形態に係るフレキシブル基板の斜視図である。
【００４３】
本実施の形態に係るフレキシブル基板４０は、可撓性を有すると共に電気絶縁性の絶縁材料からなるベースフィルムと、ベースフィルム表面の予め定められた位置に形成される配線パターンと、配線パターンを覆うと共に配線パターンの一部を露出させる絶縁膜とを有する。フレキシブル基板４０の表面４０ｂはその全面が絶縁性材料で覆われる。また、フレキシブル基板４０の裏面４０ｃにおいては、複数のＣｄＴｅ素子１０のそれぞれと電気的に接続可能な領域において配線パターンが露出している。
【００４４】
なお、ベースフィルムは、例えば、ポリイミド等から形成することができ、絶縁膜は、例えば、ポリイミド、ソルダーレジスト等から形成することができる。また、配線パターンは、例えば、数十μｍ厚の銅箔等から形成することができる。
【００４５】
また、フレキシブル基板４０は、複数のＣｄＴｅ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ＣｄＴｅ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。そして、フレキシブル基板４０の幅が狭い第二の端部には、カードホルダ３０及びカードホルダ３１の接合部３８に接続する接続領域４０ａが設けられる。
【００４６】
（カードホルダ３０及びカードホルダ３１の詳細）
図５Ａは、本実施の形態に係るカードホルダの表面側からの斜視図であり、図５Ｂは、本実施の形態に係るカードホルダの裏面側からの斜視図である。
【００４７】
本実施の形態に係るカードホルダ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。
【００４８】
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が嵌合する複数の溝付穴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ＣｄＴｅ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。
【００４９】
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。
【００５０】
本実施の形態において、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。
【００５１】
（溝付穴３４及び突起部３６の詳細）
図６は、本実施の形態に係るカードホルダの突起部が溝付部に嵌合した状態の模式的な断面図を示す。
【００５２】
本実施の形態に係る基板２０は、カードホルダ３０とカードホルダ３１とに挟み込まれることにより支持される。この場合に、カードホルダ３０とカードホルダ３１とは、それぞれが有する突起部３６が対となる嵌合孔としての溝付穴３４に嵌め合わされることにより互いに固定される。具体的には、カードホルダ３０が有する突起部３６が基板２０の貫通穴２４を貫通してカードホルダ３１が有する溝付穴３４に嵌め合わされる。同様に、カードホルダ３１が有する突起部３６が基板２０の貫通穴２４を貫通してカードホルダ３０が有する溝付穴３４に嵌め合わされる。
【００５３】
そして、突起部３６が貫通穴２４に嵌め合わされてカードホルダ３０とカードホルダ３１とが固定されると、カードホルダ３０とカードホルダ３１とによって基板２０に圧縮する力が加わる。この圧縮力により基板２０の撓みが抑制され、複数のＣｄＴｅ素子１０が搭載された基板２０がカードホルダ３０及びカードホルダ３１により支持される。また、本実施の形態においては、ソルダーレジスト等の絶縁層２０ｂを除去して露出した基板２０の部分（グランド２８の部分）に貫通穴２４が設けられ、当該部分をカードホルダ３０及びカードホルダ３１により圧縮支持しているので、厚さ精度の悪いソルダーレジスト等の絶縁層２０ｂの厚さの影響を受けることなく、基板２０を位置精度よくカードホルダ３０とカードホルダ３１との間に支持することができる。したがって、複数の放射線検出器１を放射線検出器立てに並べた場合に、一の放射線検出器１の他の放射線検出器１に対する位置精度を向上させることができる。
【００５４】
ここで図６を参照する。本実施の形態に係る突起部３６は、柱部３６ｂと、柱部３６ｂの先端部分に設けられ、少なくとも柱部３６ｂとの接続部分における柱部３６ｂの径より大きな径を有する先端部３６ａとを含んで形成される。柱部３６ｂは、先端部３６ａに向けて徐々に径が小さくなるように形成することができ、柱部３６ｂのカードホルダ３０との接続部分においては、先端部３６ａの径と略同一径を有して形成することもできる。また、柱部３６ｂと先端部３６ａとの境目には、段部３６ｃが設けられる。
【００５５】
また、溝付穴３４は、柱部３６ｂの径より大きく、先端部３６ａの径より小さい径を有する開口領域３４ｂと、先端部３６ａの径より大きい径を有すると共に、先端部３６ａと嵌め合う段付き部分３４ａとを含んで形成される。開口領域３４ｂの径は、柱部３６ｂの径に対応させて、段付き部分３４ａに向けて徐々に径が小さくなるように形成することができる。また、段付き部分３４ａと開口領域３４ｂとの境目には、段部３４ｃが設けられる。
【００５６】
本実施の形態では、突起部３６が貫通穴３４に挿入されると、段付き部分３４ａに突起部３６の先端部３６ａが嵌め合うことによりカードホルダ３０とカードホルダ３１とが固定される。この場合において、柱部３６ｂの高さをＬ、基板２０の厚さをＬ１、開口領域３４ｂの深さをＬ２とした場合に、Ｌ＜Ｌ１＋Ｌ２という関係式を満たす形状を有して突起部３６及び貫通穴３４はそれぞれ形成される。この関係式を満たすと、カードホルダ３０とカードホルダ３１とによって挟み込まれた基板２０に、圧縮力が加わることになる。
【００５７】
図７Ａは、本実施の形態に係る複数の放射線検出器が並べられて構成されるエッジオン型の放射線検出装置の斜視図であり、図７Ｂは、放射線検出器立ての支持体の側面の模式的な図である。
【００５８】
本実施の形態に係る放射線検出器１は、複数の放射線検出器１を放射線検出器立てによって保持することにより構成される放射線検出装置５の放射線検出器１である。具体的には、複数の放射線検出器１が並べられる間隔に応じて予め定められた距離をおいて並び、複数の放射線検出器１が挿入される複数の溝２ｂが形成された複数の支持体２と、支持体２を搭載する支持板３と、複数の支持体２の間に設けられ、複数の放射線検出器１のカードエッジ部２９のそれぞれが接続されて外部の制御回路と複数の放射線検出器１のそれぞれとを接続する複数のコネクタ４とを備える放射線検出器立てに複数の放射線検出器１が保持される。支持体２の複数の溝２ｂのそれぞれに本実施の形態に係る複数の放射線検出器１が挿入され、固定されることにより図７Ａに示すような放射線検出装置５が構成される。
【００５９】
複数の支持体２は、支持板３上に放射線検出器１の幅に対応する間隔を有して設けられる。そして、図７Ｂに示すように、複数の支持体２はそれぞれ、複数の壁部２ａを有しており、各壁部２ａの間に溝２ｂが形成される。壁部２ａは、一方の表面にくぼみ部２ｃが設けられ、他方の表面は平坦面２ｄである。放射線検出器１の弾性部材実装部３２及び凹部３２ａには、例えば、板金からなるばね部材２ｅが組み込まれ、支持体２の溝２ｂに放射線検出器１が挿入された場合に、このばね部材２ｅにより放射線検出器１が壁部２ａの平坦面２ｄに押さえ付けられることにより支持体２に放射線検出器１が固定される。なお、複数の支持体２はそれぞれ金属材料から切削等により形成できる。金属材料の切削により支持体２を形成することにより、少なくとも±０．０２ｍｍ程度の精度を有して複数の溝２ｂを形成できる。
【００６０】
なお、図７Ａに図示していないが、複数の放射線検出器１上、すなわち、放射線検出器１の支持板３の反対側には、複数の開口を有するコリメータが備え付けられる。コリメータを用いる理由は以下の通りである。すなわち、被検体において散乱した放射線が複数のＣｄＴｅ素子１０に入射することを抑制して、特定の方向からの放射線をのみをＣｄＴｅ素子１０において検出するためである。
【００６１】
図８は、本実施の形態に係る放射線検出器上にコリメータを備え付けた場合の模式的な断面の部分的な拡大図である。なお、図８においては説明の便宜上、フレキシブル基板は省略している。
【００６２】
コリメータ６０は、複数の放射線検出器１を覆うように設けられる。そして、コリメータ６０を用いる場合において、コリメータ６０の複数の開口６２それぞれの位置と、ＣｄＴｅ素子１０の複数のピクセルそれぞれの位置とを対応させることが要求される。この対応関係がずれた場合、ピクセルの位置にコリメータ６０の複数の開口６２を隔てる壁部６３（「隔壁」、「セプタ」という場合もある）が位置することになる。この場合、ピクセル上に壁部６３が位置するので、このピクセルにおいて放射線を適切に検出することはできない。
【００６３】
したがって、コリメータ６０の壁部６３にＣｄＴｅ素子１０のピクセル部分が覆われることを防止すべく、複数の放射線検出器１間の間隔を狭めることにより、複数の放射線検出器１のコリメータ６０に対する高い位置精度を実現することが要求される。なお、コリメータ６０の複数の開口６２の開口径ｄ１を小さくして分解能を向上させる場合には、更に高い位置精度が要求される。
【００６４】
本実施の形態に係る放射線検出器１は、コリメータ６０の開口６２を隔てる壁部６３の厚さｄ２と同程度若しくはｄ２以下の厚さＴ１を有する基板２０を備えているので、複数の放射線検出器１間の間隔Ｗを壁部６３の厚さｄ２以下に設定できる。なお、支持体２の溝２ｂを間隔Ｗに対応させた位置精度で形成することにより、複数の放射線検出器１を高い位置精度で密に並べることができる。
【００６５】
例えば、基板２０の厚さＴ１が０．２ｍｍ、ＣｄＴｅ素子１０の厚さＴ２が１．２ｍｍであり、複数の放射線検出器１間の間隔Ｗが０．２ｍｍである場合には、複数の放射線検出器１を２．８ｍｍおきに並べることができる。この場合、支持体２の一の壁部２ａの平坦面２ｄと一の壁部２ａに隣接する他の壁部２ａの平坦面２ｄとの間隔を２．８ｍｍとすることで、複数の放射線検出器１を高い位置精度で並べることができる。
【００６６】
（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器１は、複数のＣｄＴｅ素子１０の基板２０の反対側の電極と基板端子２２とをフレキシブル基板４０によって電気的に接続するので、複数のＣｄＴｅ素子１０のそれぞれとフレキシブル基板４０の配線パターンとを導電性接着剤によって固定する場合に、固定が容易であり、各ＣｄＴｅ素子１０に対応する領域を押さえつけるだけですべてのＣｄＴｅ素子１０と配線パターンとを、凹凸等のばらつきを抑制して適切に接続することができる。
【００６７】
また、本実施の形態に係る放射線検出器１は、板金等の可撓性に乏しい部材ではなく、可撓性に優れたフレキシブル基板４０を用いてＣｄＴｅ素子１０の電極パターンと配線パターンとを接続するので、ＣｄＴｅ素子１０に過剰な力が加わることがなく、ＣｄＴｅ素子１０に機械的なストレスが加わることを抑制できる。
【００６８】
また、本実施の形態に係る放射線検出器１は、コリメータ６０の開口６２を隔てる壁部６３の厚さと同程度若しくは壁部６３の厚さ以下の厚さを有する基板２０を用い、基板２０を挟み込むように複数のＣｄＴｅ素子１０を固定したので、放射線が入射しない部分を基板２０の部分だけにすることができると共に、薄い基板２０を用いたことにより複数の放射線検出器１を極めて狭い間隔で並べることができ、複数の放射線検出器１を放射線検出器立てに高密度に高い精度で実装できる。そして、フレキシブル基板４０の表面は絶縁材料で覆われているので、複数の放射線検出器１を放射線検出器立てに並べて実装した場合に、各放射線検出器１間の絶縁を確保することができる。
【００６９】
また、本実施の形態に係る放射線検出器１は、基板２０単体では複数のＣｄＴｅ素子１０を機械的に保持することが困難であるものの、カードホルダ３０及びカードホルダ３１により基板２０を支持しているので、取り扱いに十分な強度を有した放射線検出器１を提供できる。また、カードホルダ３０及びカードホルダ３１によって基板２０を支持しているので、ＣｄＴｅ素子１０に直接手を触れずに放射線検出器１を取り扱うことができる。これにより、複数の放射線検出器１を放射線検出器立てに挿入する場合の組み立て性が向上する。
【００７０】
また、本実施の形態に係る放射線検出器１は、カードホルダ３０及びカードホルダ３１によって基板２０に圧縮力を与えつつ基板２０を支持するので、基板２０が撓むことを抑制できる。これにより、基板２０の撓みによりＣｄＴｅ素子１０のピクセルの位置がコリメータの開口の位置からずれることを抑制でき、複数の放射線検出器１を密に並べた場合に、一の放射線検出器１に対する他の放射線検出器１の位置の厳密な制御に資することができる。
【００７１】
また、本実施の形態に係る放射線検出器１は、カードホルダ３０及びカードホルダ３１によって基板２０の電子部品搭載部２６に搭載された電子部品を覆うことができるので、この電子部品と電子部品搭載部２６との接続部分を保護することができる。そして、本実施の形態においては、基板２０にＣｄＴｅ素子１０と電子部品とを搭載することにより、ＣｄＴｅ素子１０と電子部品との間の信号伝送路を短縮できると共に、外部のマザーボード等に電子部品を搭載することを要さないので、部品件数の削減及び放射線検出装置５全体のサイズの小型化を実現することができる。
【００７２】
更に、本実施の形態に係る放射線検出器１は、基板２０に複数の半導体素子１０と複数の電子部品を搭載すると共に、カードホルダ３０及びカードホルダ３１で基板を支持しており、基板２０に予め形成されたカードエッジ部２９を備えるので、放射線検出器立てのコネクタ４に放射線検出器１を差し込むだけで放射線検出器立てに実装することができる。これにより、複雑な形状のコネクタを準備することを要せず、簡潔な実装を実現できる。
【００７３】
（変形例）
図９は、本発明の実施の形態の変形例に係る放射線検出器の模式的な斜視図である。
【００７４】
本実施の形態の変形例に係る放射線検出器１ａにおいては、基板２０の一方の面及び他方の面のそれぞれに、ＣｄＴｅ素子１０が積層される。具体的に放射線検出器１ａは、基板２０の一方の面側に、第１の半導体素子としてのＣｄＴｅ素子１２ａと、ＣｄＴｅ素子１２ａと基板２０との間に設けられる第３の半導体素子としてのＣｄＴｅ素子１１ａとを備えると共に、基板２０の他方の面側に、第２の半導体素子としてのＣｄＴｅ素子１２ｂと、ＣｄＴｅ素子１２ｂと基板２０との間に設けられる第４の半導体素子としてのＣｄＴｅ素子１１ｂとを備える。ＣｄＴｅ素子１１ａとＣｄＴｅ素子１１ｂとはそれぞれ、基板２０を対称面として互いに対称の位置となる基板２０上に固定される。
【００７５】
そして、ＣｄＴｅ素子１１ａとＣｄＴｅ素子１２ａとは、両面に接続パターンを有する第１の両面パターン付フレキシブル基板としての両面パターン付フレキシブル基板４２を介して互いに固定される。すなわち、両面パターン付フレキシブル基板４２はその両面の予め定められた位置にＣｄＴｅ素子１１ａ用の接続パターン及びＣｄＴｅ素子１２ａ用の接続パターンがそれぞれ設けられており、ＣｄＴｅ素子１１ａの電極パターンとＣｄＴｅ素子１１ａ用の接続パターンとが接続されると共に、ＣｄＴｅ素子１２ａの電極パターンとＣｄＴｅ素子１２ａ用の接続パターンとが接続される。
【００７６】
同様にして、ＣｄＴｅ素子１１ｂとＣｄＴｅ素子１２ｂとは、第２の両面パターン付フレキシブル基板としての両面パターン付フレキシブル基板４２を介して互いに固定される。すなわち、両面パターン付フレキシブル基板４２はその両面の予め定められた位置にＣｄＴｅ素子１１ｂ用の接続パターン及びＣｄＴｅ素子１２ｂ用の接続パターンがそれぞれ設けられており、ＣｄＴｅ素子１１ｂの電極パターンとＣｄＴｅ素子１１ｂ用の接続パターンとが接続されると共に、ＣｄＴｅ素子１２ｂの電極パターンとＣｄＴｅ素子１２ｂ用の接続パターンとが接続される。
【００７７】
変形例に係る放射線検出器１ａのように基板２０の一方の面及び他方の面のそれぞれにＣｄＴｅ素子１０を積層させることによって、例えば、実施の形態に係る放射線検出器１のように、基板２０を挟んで一対のＣｄＴｅ素子１０を固定する場合に比べて、基板２０の厚さに略対応する厚さ分だけ放射線が入射しない領域を減少させることができる。
【００７８】
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】
【００７９】
１  放射線検出器
２  支持体
２ａ  壁部
２ｂ  溝
２ｃ  くぼみ部
２ｄ  平坦面
２ｅ  ばね部材
３  支持板
４  コネクタ
５  放射線検出装置
１０  ＣｄＴｅ素子
１０ａ  素子表面
１０ｂ  素子裏面
１０ｃ  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
３０ａ  突起部
３０ｂ  切り欠き部
３２  弾性部材実装部
３２ａ  凹部
３４  溝付穴
３４ａ  段付き部分
３４ｂ  開口領域
３４ｃ  段部
３６  突起部
３６ａ  先端部
３６ｂ  柱部
３６ｃ  段部
３８  結合部
３８ａ  端子用穴
３９  くぼみ部
４０  フレキシブル基板
４０ａ  接続領域
４０ｂ  表面
４０ｃ  裏面
４２  両面パターン付フレキシブル基板
５０、５０ａ、５０ｂ  導電性接着剤
６０  コリメータ
６２  開口
６３  壁部
１００  放射線
【図１Ａ】
2010185753.tif 000003
【図１Ｂ】
2010185753.tif 000004
【図１Ｃ】
2010185753.tif 000005
【図２Ａ】
2010185753.tif 000006
【図２Ｂ】
2010185753.tif 000007
【図３】
2010185753.tif 000008
【図４】
2010185753.tif 000009
【図５Ａ】
2010185753.tif 000010
【図５Ｂ】
2010185753.tif 000011
【図６】
2010185753.tif 000012
【図７Ａ】
2010185753.tif 000013
【図７Ｂ】
2010185753.tif 000014
【図８】
2010185753.tif 000015
【図９】
2010185753.tif 000016