(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線を検出する半導体放射線検出素子と、半導体放射線検出素子を保持する基板と、半導体放射線検出素子へ電源からの電圧を印加すると同時に半導体放射線検出素子からの電気信号を取り出す電気配線と、半導体放射線検出素子用のバイアス電源と、信号処理部とからなる半導体放射線検出器において、電気配線の内の半導体放射線検出素子の両面に形成された下部電極及び上部電極のそれぞれに直接接続されている部分がワイヤボンディングされたワイヤであり、半導体放射線検出素子の下部電極側が絶縁性の接着剤によって基板に接着保持されていることを特徴とする半導体放射線検出器。
【請求項２】
ワイヤボンディングされた半導体放射線検出素子からのワイヤの一端が基板上に形成された配線パターンにワイヤボンディングされていることを特徴とする請求項１に記載の半導体放射線検出器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体放射線検出素子を基板に保持した構造の半導体放射線検出器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４は、従来技術による半導体放射線検出器（以下では検出器と略称する）の一例における半導体放射線検出素子（以下では検出素子と略称する）の近傍の構造を示す断面図である。
検出素子２は、例えば高抵抗率のシリコン単結晶板を用いたｐｎ接合型あるいはヘテロ接合型などのダイオードであり、その両面に下部電極21及び上部電極22をもっている。このダイオードに逆方向のバイアス電圧を印加して接合部近傍に空乏層を形成させると、この空乏層の大きな電位勾配が放射線によって検出素子２内に発生させられた電子・正孔対を分離し、分離された電子・正孔対が電気信号として検出される。
【０００３】
このような検出素子２が、配線パターンが形成された基板１上に導電性接着剤３によって接着保持されている。この導電性接着剤３は、検出素子２の下部電極21と基板１の下部電極用パターン11とを電気的に接続する役割をも兼ねている。検出素子２の上部電極22と基板１の上部電極用パターン12とは、超音波ボンディング法によってワイヤボンディングされたアルミ線４によって接続されている。下部電極用パターン11及び上部電極用パターン12は図示されていない検出素子用バイアス電源及び信号処理部に接続されている。
【０００４】
図５は、従来技術による検出器の他例における検出素子近傍の構造を示す断面図である。
加圧収納ケース６の台板61上に基板1aが載せられ、基板1aの上面の外周部にはリング状の下部電極用パターン11a が形成されている。検出素子２は下部電極用パターン11a 上に配置された導電性パッキン51上に載せられ、検出素子２の上部電極22上には導電性パッキン52が載せられ、この導電性パッキン52には加圧収納ケース６の上部下面に形成された上部電極用パターン62が接触している。この状態で加圧収納ケース６の下部内面に形成されたねじに台板61がねじ込まれると、検出素子２の下部電極21と基板1aの下部電極用パターン11a 、及び検出素子２の上部電極22と加圧収納ケース６の上部電極用パターン62とがそれぞれ導電性パッキン51及び52を介して加圧され、電気的な導通状態となり、同時に検出素子２が両導電性パッキン51及び52によって保持される。
【０００５】
図４の構造の場合には、検出素子２は導電性接着剤３によって基板１に接着保持されているが、導電性接着剤３は大量の金属フィラーを含有しているため十分な接着強度をもたない（金属フィラーがない場合の１／５〜１／10程度）ため、検出素子２と基板１との熱膨張係数の差による熱応力や振動などの外力あるいは湿度などによって接着層の一部に剥離を生じたり、電気的な接触状態が不安定になったりすることがあり、振動によってノイズを発生することがある。現状では、導電性と接着強度とが両立する導電性接着剤はない。
【０００６】
図５の構造の場合には、検出素子２は上下にある導電性パッキン51及び52によって支えられており、衝撃などによって検出素子２が振動してノイズを発生することが問題であり、構造が複雑で部品点数も多く組立にも工数がかかる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
この発明の課題は、上記の問題点を解決して、衝撃などの振動や温度変化や湿度に強く、構造が簡単で部品点数が少なく組立工数も少ない、検出素子の保持・配線構造を有する検出器を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明においては、放射線を検出する検出素子と、検出素子を保持する基板と、検出素子へ電源からの電圧を印加すると同時に検出素子からの電気信号を取り出す電気配線と、検出素子用バイアス電源と、信号処理部とからなる検出器において、電気配線の内の検出素子に直接接続されている部分がワイヤボンディングされたワイヤであり、検出素子が絶縁性の接着剤によって基板に接着保持されている。
【０００９】
検出素子の電極にワイヤを直接ワイヤボンディングで接続することによって電気的な接続が安定し、基板上に検出素子を接着保持するのに接着強度の大きい絶縁性の接着剤を用いることによって検出素子を確実かつ強固に基板に接着保持することができる。
また、ワイヤボンディングされた検出素子からのワイヤの一端が基板上に形成された配線パターンにワイヤボンディングされている。基板上の配線パターンにワイアの一端をワイアボンディングすることによってワイアの長さを短くすることができ、電気配線の形成がより確実かつ容易となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
この発明による検出器の実施の形態を実施例により説明する。
図１はこの発明による検出器の実施例における検出素子近傍の構造を示す断面図であり、図２及び図３は実施例の製造方法を示す断面図である。
この発明による検出器は、検出素子２の両面に形成されている下部電極21及び上部電極22と、それぞれの電極を接続するために基板1b上に形成された下部電極用パターン11b 及び上部電極用パターン12とをワイヤボンディング法によって接続していること、及び検出素子２と基板1bとを絶縁性の接着剤3aで強固に接着していることを特徴とする。
【００１１】
以下に、図１から図３を用いて、その構造と製造方法とを説明する。
図２は製造方法の第１の例を示す。
先ず、検出素子２を下部電極21を上にして治具７にセットし、下部電極21上にアルミ線4aを超音波ボンディング法でワイヤボンディングし、アルミ線4aの他端を必要な長さで切断する〔図２（ａ）〕。次に、基板1b上の検出素子２の接着位置にエポキシ系接着剤のような絶縁性の接着剤3aを塗布し、アルミ線4aをボンディングした検出素子２を下部電極21側を下に向けて接着剤3a上に載せ、必要な荷重をかけて接着剤3aを加熱硬化させ、検出素子２と基板1bとを接着する。接着後、アルミ線4aの他端を下部電極用パターン11b に超音波ボンディング法で接続し〔図２（ｂ）〕、検出素子２の上部電極22と上部電極用パターン12とをアルミ線4aの超音波ボンディング法によって接続し〔図２（ｃ）〕、検出素子２の基板1b上への接着保持及び電気配線を完了する。
【００１２】
検出素子２と基板1bとの間の電気配線がワイヤボンディング法により実施されるので接続が確実となり、導電性接着剤による接続のように不安定になることはない。また、検出素子２と基板1bとは接着強度の大きい絶縁性の接着剤3aで接着されるので、検出素子２の保持は強固となり信頼性の高い保持状態が実現される。
【００１３】
図３の製造方法は、基板1b上に下部電極21を上向きにして検出素子２を載せ、下部電極21と下部電極用パターン11b とをアルミ線4aの超音波ボンディング法によって接続し〔図３（ａ）〕、検出素子２を裏返して絶縁性の接着剤3aによって基板1bの所定位置に接着する〔図３（ｂ）〕。その後、図は省略しているが、上部電極22と上部電極用パターン12とを図１の場合と同様に接続し、検出素子２の基板1b上への接着保持及び電気配線を完了する。
【００１４】
上記の実施例においては、検出素子２の電気的接続方法としてアルミ線による超音波ボンディング法の例を説明したが、他のワイヤボンディング法、例えば金線による熱圧着法なども同様に有効である。
また、アルミ線4aを基板上の電極用パターンにボンディングする例を説明したが、図示していないケースなどに直接ボンディングすることも可能であり、この場合には基板上に配線パターンを形成する必要はなくなる。
【００１５】
【発明の効果】
この発明によれば、放射線を検出する検出素子と、検出素子を保持する基板と、検出素子へ電源からの電圧を印加すると同時に検出素子からの電気信号を取り出す電気配線と、検出素子用バイアス電源と、信号処理部とからなる検出器において、電気配線の内の検出素子に直接接続されている部分がワイヤボンディングされたワイヤであり、検出素子が絶縁性の接着剤によって基板に接着保持されているので、検出素子への電気的な接続が安定し、かつ検出素子を基板に確実かつ強固に接着保持することができる。
【００１６】
また、ワイヤボンディングされた検出素子からのワイヤの一端が基板上に形成された配線パターンにワイヤボンディングされているので、ワイアの長さを短くすることができ、電気配線の形成がより確実かつ容易となる。
したがって、衝撃などの振動や温度変化や湿度に強く、構造が簡単で部品点数が少なく組立工数も少ない、検出素子の保持・配線構造を有する検出器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による検出器の実施例における検出素子近傍の構造を示す断面図
【図２】実施例の製造方法の一例を示し、（ａ）は下部電極へのワイアボンディング工程を示す断面図、（ｂ）は基板に接着し、下部電極を配線した状態の断面図、（ｃ）は上部電極も配線した状態の断面図
【図３】実施例の製造方法の他例を示し、（ａ）は下部電極へのワイアボンディング工程を示す断面図、（ｂ）は基板に接着した状態の断面図
【図４】従来技術による検出器の一例における検出素子近傍の構造を示す断面図
【図５】従来技術による検出器の他例における検出素子近傍の構造を示す断面図
【符号の説明】
１，1a, 1b  基板
11, 11a, 11b  下部電極用パターン
12  上部電極用パターン
２  検出素子
21  下部電極          22  上部電極
３  導電性接着剤
3a  接着剤
４, 4a  アルミ線
５  導電性パッキン
６  加圧収納ケース
61  台板              62  上部電極用パターン
７  治具
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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