(57)【要約】  シンチレータパック（２）およびかかるシンチレータパック（２）を有するＣＴ  Ｘ線検出器アレイ（１）が提供される。シンチレータパック（２）はシンチレータ画素（３）のアレイを有する。各シンチレータ画素（３）の底面（３１）に、Ｘ線吸収封止部（１３）が設けられる。この封止部（１３）は、例えば酸化ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３）などの６０より大きい原子番号を有する電気絶縁性の高Ｘ線吸収材料を含む。Ｘ線吸収封止部（１３）は、シンチレータ画素（３）と電子回路（１９）との間に介在している。電子回路（１９）は、ＣＭＯＳ技術でＡＳＩＣとして提供されることができ、したがって、Ｘ線で誘起されるダメージに敏感な場合がある。封止部（１３）は、かかる電子回路（１９）の良好なＸ線保護を提供する。
2015503096.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シンチレータ画素のアレイであって、前記シンチレータ画素がそれぞれ、頂面、底面、および側面を有し、隣接し合うシンチレータ画素の側面が互いに面するように前記シンチレータ画素が配置された、シンチレータ画素のアレイと、
電気絶縁性の高Ｘ線吸収材料を含むＸ線吸収封止部であって、前記高Ｘ線吸収材料が５０より大きい原子番号を有する、Ｘ線吸収封止部と
を有し、
前記Ｘ線吸収封止部はシンチレータ画素の前記底面に配置されている、
シンチレータパック。
【請求項２】
前記高Ｘ線吸収材料は酸化ビスマスを有する、請求項１に記載のシンチレータパック。
【請求項３】
前記Ｘ線吸収封止部は２０〜７０体積％の前記高Ｘ線吸収材料を含む、請求項１または２に記載のシンチレータパック。
【請求項４】
前記Ｘ線吸収封止部は前記高Ｘ線吸収材料の粒子を含み、前記粒子はマトリックス材料内に含められている、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のシンチレータパック。
【請求項５】
前記粒子の９０％が１μｍと５０μｍとの間のサイズを有する、請求項４に記載のシンチレータパック。
【請求項６】
前記マトリックス材料はエポキシ樹脂である、請求項４または５に記載のシンチレータパック。
【請求項７】
前記Ｘ線吸収封止部は、シンチレータ画素の各々の前記底面の少なくとも８０％を覆っている、請求項１乃至６のいずれか一項に記載のシンチレータパック。
【請求項８】
隣接し合うシンチレータ画素間の分離空間が、低Ｘ線吸収材料で少なくとも部分的に充填されている、請求項１乃至７のいずれか一項に記載のシンチレータパック。
【請求項９】
前記Ｘ線吸収封止部は、異なる原子番号を有する材料の混合物を含む、請求項１乃至８のいずれか一項に記載のシンチレータパック。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか一項に記載のシンチレータパックと、
シンチレーション放射検出器のアレイであって、前記シンチレーション放射検出器のそれぞれが、前記シンチレータ画素内で生成されるシンチレーション放射を検出するために、前記シンチレータパックの関連するシンチレータ画素に隣接して配置された、シンチレーション放射検出器のアレイと、
前記シンチレーション放射検出器のアレイに電気的に接続された電子回路と
を有し、
前記シンチレータパックの前記Ｘ線吸収封止部は、前記シンチレータパックの前記シンチレータ画素のアレイと前記電子回路との間に配置されている、
Ｘ線検出器アレイ。
【請求項１１】
前記電子回路は、ＣＭＯＳ技術で得られた集積回路を有する、請求項１０に記載のＸ線検出器アレイ。
【請求項１２】
前記電子回路は、フリップチップＡＳＩＣを有する、請求項１０または１１に記載のＸ線検出器アレイ。
【請求項１３】
前記シンチレーション放射検出器の各々のシンチレーション放射検出面が、関連するシンチレータ画素の側面に沿って配置されている、請求項１０乃至１２のいずれか一項に記載のＸ線検出器アレイ。
【請求項１４】
前記シンチレータパックの前記Ｘ線吸収封止部と前記電子回路との間に介在するインターポーザを、さらに有する請求項１０乃至１３のいずれか一項に記載のＸ線検出器アレイ。
【請求項１５】
請求項１０乃至１４のいずれか一項に記載のＸ線検出器アレイを有するＣＴスキャナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）用のＸ線検出器アレイで使用することができるシンチレータパックに関する。さらに、本発明は、かかるシンチレータパックを有するＸ線検出器アレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線検出器アレイは、例えば医療撮像において、体を透過したＸ線を検出する様々な用途で使用され得る。ＣＴスキャナで使用される典型的なタイプのＸ線検出器のアレイは、多数のシンチレータがシンチレータ画素のアレイとして配置された、シンチレータパックを有する。シンチレータは、結晶、またはセラミックシンチレータ、または複合シンチレータの形態を取り得る。シンチレータ画素のうちの１つに入るＸ線放射は、例えば可視スペクトル域の光といったシンチレーション放射を生成する。この光は、シンチレータ画素に隣接して配置された、関連する光検出器のアレイを使用して検出される。シンチレータ画素のそれぞれに光検出器が関連付けられ得る。Ｘ線光子が吸収されると、シンチレータにより光が全方向的に放出され、したがって、その光を光検出器に向けるために、光検出器に向けられた表面を除くシンチレータ素子の全ての表面が、一般的には樹脂内に混和された白色粉末である反射層で覆われる。効率的に反射するために、この反射層は極めて厚くなければならない。
【０００３】
光検出器のアレイは、例えば、検出器アレイからの電気信号の増幅、デジタル化および／または多重化のために機能する電子回路に接続され得る。
【０００４】
典型的には、シンチレータパックに入射するＸ線の全てが吸収されるわけではない。残りのＸ線放射は、シンチレータ画素自体を通って透過するだけでなく、特に、シンチレータ画素間のシンチレータ間領域内の反射性の層を通して透過する可能性がある。この照射は、下にある電子回路に有害であり得る。
【０００５】
従来型のシンチレータが特許文献１に記載されている。そこでは、シンチレータ画素間のシンチレータ間領域内に配設された反射性の層は、Ｘ線吸収材料を含む。Ｘ線吸収層は、Ｘ線を吸収するように働き、このことにより、シンチレータ間領域の下にある領域を保護する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第７，３１０，４０５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
Ｘ線検出器アレイで使用する代替のシンチレータパックを提供し、このシンチレータパックが、とりわけ、簡単な製造および隣接する電子回路に関して良好なＸ線保護を可能にすることが、本発明の目的であると理解することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
かかる目的は、独立請求項によるシンチレータパックおよびＸ線検出器アレイにより達成することができる。有利な実施形態が従属請求項で規定される。
【０００９】
本発明の第１の態様によれば、シンチレータパックが提供され、かかるシンチレータパックは、シンチレータ画素のアレイおよびＸ線吸収封止部を含む。シンチレータ画素はそれぞれ、頂面、底面、および側面を有する。ここでは、シンチレータ画素は、隣接し合うシンチレータ画素の側面が互いに面するように配置される。Ｘ線吸収封止部は、電気絶縁性の高Ｘ線吸収材料を含む。この高Ｘ線吸収材料は、５０より高い、好ましくは７０より高い以上、より好ましくは８０より高い原子番号を有する。Ｘ線吸収封止部は、シンチレータ画素の底面に配置される。
【００１０】
本発明の第２の態様によれば、Ｘ線検出器アレイが提供される。Ｘ線検出器アレイは、本発明の第１の態様の一実施形態による上記のシンチレータパックを有するとともに、シンチレーション放射検出器のアレイおよび電子回路をさらに有する。シンチレーション放射検出器のそれぞれは、シンチレータ画素内で生成されるシンチレーション放射を検出するために、シンチレータパックの関連するシンチレータ画素に隣接して配置される。電子回路は、シンチレーション放射検出器のアレイに電気的に接続される。シンチレータパックのＸ線吸収封止部は、シンチレータパックのシンチレータ画素のアレイと電子回路との間に配置される。
【００１１】
本発明の趣旨は、照射されるＸ線を高度に吸収するように適合される特定の領域を有するシンチレータパックを提供する思想に見いだすことができる。Ｘ線検出器アレイでは、典型的にＸ線は、シンチレータ画素の頂面でシンチレータパック上に入射する。入射するＸ線の一部が、シンチレータ画素内で吸収される。しかし、入射するＸ線の実体ある部分が、シンチレータ画素を透過するか、または隣接するシンチレータ画素間の間隙領域を通ってシンチレータパックを通過するかのいずれかをし得る。かかる間隙領域は、典型的には、隣接するシンチレータ画素を分離するために設けられ、シンチレータ画素のそれぞれで生成される光放射を付随する光検出器に向けて反射するための反射材料を含む。
【００１２】
本明細書において「Ｘ線吸収封止部」と呼ばれる、Ｘ線吸収領域をシンチレータ画素の下、すなわちシンチレータ画素の底面に配置することが提案される。Ｘ線吸収封止部は、その中に含まれる材料が５０より高い原子番号（「Ｚ番号」とも呼ばれる）を有することにより高度にＸ線吸収性である材料を有する。
【００１３】
Ｘ線吸収封止部はシンチレータ画素の下に配置されているので、十分な厚さでＸ線吸収封止部を設けることに利用可能な十分な空間があり、そのため、シンチレータ画素のアレイを透過済みのＸ線は、更にＸ線吸収封止部を透過することは実質的になく、封止部で実質的に完全に吸収される。かかる層のＸ線透過は、例えば、概算的に、５０ＫｅＶで３％、１００ＫｅＶで１０％となり得る。したがって、Ｘ線吸収封止部の下に配置された電子回路は、有害なＸ線に対して保護される。
【００１４】
Ｘ線吸収封止部用の材料の電気絶縁特性により、電子回路からシンチレータ放射検出器への電気接続は、例えば短絡回路を防止するための、かかる電気接続を電気的に分離する追加の取り組みを必要とせずに、封止部の領域を通って導かれ得る。
【００１５】
Ｘ線吸収封止部内に含まれる高Ｘ線吸収性の材料は、酸化ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３）を含むことができる。ビスマスは、原子番号８３を有し、したがって高度にＸ線吸収をする。さらに、酸化ビスマスは、無毒で電気的に絶縁性であり、低コストで提供することができる。
【００１６】
Ｘ線吸収封止部は、２０〜７０体積％（体積百分率）、好ましくは３０〜６０体積％、より好ましくは５０±５体積％の、酸化ビスマスなどの高Ｘ線吸収材料を含むことができる。かかる含有量のＸ線吸収材料は、十分なＸ線吸収を提供することが示されている。Ｘ線吸収封止部の体積の残りは、他の目的を提供することができる。例えば、Ｘ線吸収封止部を形成するための材料は樹脂と一緒に提供することができ、このことによって、未硬化の粘性の状態において、封止として材料を塗布することを可能にする十分低い粘性を実現し得る。
【００１７】
例えば、Ｘ線吸収封止部は、酸化ビスマスなどの高Ｘ線吸収材料の粒子を含み、該粒子がマトリックス材料内に含められる。粒子は、その中に含む重元素に起因して、必要とされるＸ線吸収を提供し得る。マトリックス材料が粒子を取り囲み、高Ｘ線吸収材料の構造的な安定性を提供し得る。マトリックス材料は、硬化可能な材料であって、最初の状態では流体であり、次いで硬化し安定な固体状態になることができる。粒子およびマトリックス材料の両方が、電気的に絶縁性であってよい。
【００１８】
粒子の大部分、例えば、粒子の少なくとも９０％、好ましくは少なくとも９５％が、１〜５０マイクロメートル、好ましくは３〜２０マイクロメートルのサイズを有することができる。かかるサイズ分布は、適切なＸ線吸収特性を有しながら、例えば、Ｘ線吸収封止部を生成するためエンプティ空間の充填中の、未硬化の粒子／マトリックス材料混合物の例えば流動学的性質に関する有利な特性を示している。
【００１９】
粒子は、例えばエポキシ樹脂を含むマトリックス材料に混和することができる。エポキシ樹脂は、電気的に絶縁性であり、硬化前は十分に低い粘性を有することができ、扱いが容易であり、低コストで提供することができる。
【００２０】
したがって、Ｘ線吸収封止部のボリューム（体積部）を充填するために使用される材料は、高Ｘ線吸収材料の粒子の粉末を、最初の段階では液体であってその後に硬化され得るマトリックス材料内に混合することによって調製することができる。例えば、酸化ビスマス粒子をエポキシ樹脂内に混合し、次いで混合物をＸ線吸収封止部のボリューム内に充填し、その後に硬化することができる。分散剤などの添加物を混合物に加え、エポキシ内の粉末粒子の分散を支援することができる。したがって、シンチレータパック用のかかるＸ線吸収封止部は、容易に製造され、低コストで提供され得る。
【００２１】
例えば、Ｘ線吸収封止部は、シンチレータパックに含まれるシンチレータ画素のそれぞれの底面の、少なくとも８０％、より好ましくは少なくとも９５％を覆うことができる。したがって、例えば下にある電子回路がＸ線のダメージに対して保護される必要がある、シンチレータパックの区域では、少なくともシンチレータ画素の底面の大部分が、十分に厚い層のＸ線吸収封止部によって覆われる。好ましくは、電子回路がＸ線ダメージに対して完全に保護されるように、Ｘ線ダメージに対して保護されるべき区域全体が、単独、または他のＸ線吸収手段と組み合わせて、Ｘ線吸収封止部によって覆われる。
【００２２】
隣接するシンチレータ画素間の分離空間は、せいぜいわずかにＸ線を吸収する程度の材料で、少なくとも部分的に充填され得る。すなわち、如何なる材料も固有のＸ線吸収を示すが、隣接するシンチレータ画素を分離する空間に設けられる材料は、Ｘ線吸収封止部に使用される材料よりも実質的に弱いＸ線吸収を有し得る。例えば、隣接するシンチレータ画素間の分離空間は、シンチレータ画素内で吸収されたＸ線により生成される光に対して、より強い反射性を示すが、弱いＸ線吸収しか提供しない、二酸化チタン（ＴｉＯ２）などの材料で設けられ得る。しかし、提案されるシンチレータパックでは、隣接するシンチレータ画素間の空間内の、かかる弱いＸ線吸収性が、下にある電子回路へのＸ線放射の透過をもたらすことはない。これは、かかる分離空間の下に配置された追加のＸ線吸収封止部が、その中に含まれる高Ｘ線吸収材料に起因して、かかるＸ線を吸収することになるからである。隣接するシンチレータ画素を分離する空間内に設けられる材料と対照的に、封止部に含まれる高Ｘ線吸収材料は、光について高度に反射的である必要はない。したがって、一方ではＸ線吸収封止部に、他方では分離空間内の反射層に異なる材料を使用することができ、そのため、Ｘ線吸収および光の反射のそれぞれに関して、妥協またはトレードオフをする必要はない。
【００２３】
提案されるシンチレータパックは、Ｘ線検出器の電子回路がＣＭＯＳ技術で提供される集積回路を有する場合に、Ｘ線検出器アレイで特に有利となり得る。ＣＭＯＳ回路を有する電子チップは低コストおよび高集積で製造することができる一方で、ＣＭＯＳ構造は、Ｘ線のダメージに敏感な場合がある。しかし、提案されるシンチレータパックに含まれるＸ線吸収封止部により、かかるＣＭＯＳ回路は、Ｘ線照射に対して良好に保護される。
【００２４】
有利には、電子回路は、フリップチップＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）を有し得る。ＡＳＩＣは、例えばＣＭＯＳ技術を使用して低コストで製造することができ、次いで、フリップチップ技術を使用して、基板および／またはシンチレーション放射検出器のアレイに接続することができる。高度にＸ線吸収する封止部が、マトリックス材料として硬化可能樹脂を備え得ることにより、ＡＳＩＣと各シンチレーション放射検出器との間の電気接続は、封止部を通して容易に通じることができる。これは、電気接続を最初に準備することができ、その後、硬化可能なＸ線吸収材料をかかる電気接続間の空間に導入することにより、封止部を調製することができるからである。
【００２５】
提案されるＸ線検出器アレイの一実施形態によれば、シンチレーション放射検出器の各検出器のシンチレーション放射検出面は、関連するシンチレータ画素の側面に沿って配置される。すなわち、シンチレータパックの各画素について、関連する光検出器を設けることができ、その検出面は、関連するシンチレータ画素の底面ではなく、側面に配置することができる。しかし、Ｘ線吸収封止部材料またはアンダーフィルを使用することは、光検出面が、その関連するシンチレータ画素の側面ではなく底面に位置する、検出器アレイの他の幾何学配置でも有利となり得ることを、当業者なら認識するであろう。
【００２６】
したがって、Ｘ線放射が頂面でシンチレータ画素に入って、シンチレーション放射を生成し、次いでこれがシンチレータ画素の側部の放射検出面により検出されるが、シンチレータ画素を透過した吸収されないＸ線は、その後、下にあるＸ線吸収封止部内で吸収されることになり、これにより、下にある電子回路のＸ線ダメージが防止される。
【００２７】
Ｘ線検出器アレイは、シンチレータパックのＸ線吸収封止部と電子回路との間に置かれるインターポーザをさらに含むことができる。かかるインターポーザの目的は、垂直の光学的検出器と、インターポーザの下側に位置するフロントエンド電子装置との間の電気的相互接続の、機械的に安定なネットワークを提供することであってよい。
【００２８】
本発明の実施形態の可能な特徴および利点が、本明細書で、部分的には提案されるシンチレータパックに関して、部分的には提案されるＸ線検出器アレイに関して記載されることに留意されたい。記載される特徴が様々なやり方で交換され組み合わされて、このことにより本発明の代替実施形態となり、場合によってはこのことにより相乗効果が生じる可能性があることを、当業者なら理解するであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
本発明の実施形態は、添付の図面に関して以下で記載されることとなる。ここで、説明または図面のいずれも、発明の範囲を限定するものとして解釈されるべきでない。
【図１】従来型のＸ線検出器アレイの一例を示す図である。
【図２】本発明によるＸ線検出器アレイの一実施形態を示す図である。  図は概略を示しているにすぎず、原寸に比例していない。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
図１に示されるようなＸ線検出器アレイは、例えば、コンピュータ断層撮影用に提供されてきた。
【００３１】
Ｘ線検出器アレイ１０１は、シンチレータパック１０２を有する。このシンチレータパック１０２内に、複数のシンチレータ画素１０３がアレイ状に配置される。各シンチレータ画素１０３は、貫入するＸ線を、場合により可視スペクトル域にあるシンチレーション放射に変換することができる、シンチレータ結晶１０５、１０７を有する。２層のシンチレータがあり、上の層すなわちＸ線源に近い層は、軟Ｘ線側のＸ線だけを取得し、下の層すなわちＸ線源から遠い層は、硬Ｘ線側のＸ線を取得する。各層内のシンチレータの各々は、フォトダイオードに結合される。これら２つのフォトダイオードアレイの層から出力されるデータを処理し比較することにより、スペクトルＸ線画像が構築される。このシンチレータ配置のより広範な記載は、本出願の譲受人により共有される米国特許第７，９６８，８５３号および米国特許出願公開第２０１０／０２２０８３３号にて与えられる。
【００３２】
シンチレーション放射検出器１０９が、シンチレータ画素１０３の各々に隣接して、シンチレータ画素１０３の側面に配置される。シンチレーション放射検出器１０９は、縦方向のフォトダイオードとして設けられ得る。シンチレーション放射検出器１０９に面する側面を除いて、シンチレータ結晶の全ての面が反射塗料の層１１１により覆われる。反射塗料の層１１１は、シンチレーション放射に対し高度に反射性であり、シンチレータ結晶内で生成されるシンチレーション放射を関連するシンチレーション放射検出器の面に向けて反射することができる。シンチレーション放射検出器１０９の各々は、その下側の縁部で、電気結合１１５を用いて基板１１７に接続される。シンチレータパック１０２に向けられた面とは反対側の基板１１７の面に、電子回路１１８が配置される。さらに、必要に応じてのフレキシブル入出力ケーブル１２１が、電子回路１１８と電気的に接触するように設けられる。
【００３３】
電子回路１１８は、増幅、デジタル化および／または多重化のために機能することができ、基板１１７の下に配置される。電子回路１１８は、例えば、ピコアンペア域で速く変化する電流の増幅用のアナログ部を有する場合があるので、直接のＸ線放射から保護される必要があるのは、特にこの部分であり得る。これは、かかるＸ線放射が直接の変換を生じさせ、このことにより、疑似信号を生じさせる場合があるからである。さらに、長期間の被爆は、例えば、アナログ部を実装する集積回路で使用される半導体材料にダメージをもたらす場合があり、このことにより、漏れ電流が増える場合がある。
【００３４】
電子回路１１８を保護し、特にそのアナログ部を保護するために、タングステンまたは高い原子番号Ｚのその他の好適材料からなる板１２０が、基板１１７と電子回路１１８との間に置かれる。この手法では、電子回路１１８は、その裏面が板１２０上に取り付けられ、相互接続は、ワイヤボンディングを介して実現することができる。
【００３５】
しかし、かかる手法では、全ての信号が電子回路１１８の周辺に配線されなければならなくなり得る。多数の画素１０３を有する検出器アレイでは、全ての信号をアレイの周辺に配線することが可能でない場合がある。
【００３６】
したがって、電子回路１１８を実装するチップをフリップチップ技術を用いて取り付けることが有利となり得る。こうして、信号配線をより短くすることができ、チップにわたる電力分配をより良好なやり方で制御することもできる。しかし、かかる手法では、電子回路１１８を保護するための新規の解決策が求められる。
【００３７】
したがって、図１のＸ線検出器アレイ１０１では、シンチレータ１０５、１０７の下の空間１１２が空（エンプティ）であるが、追加のＸ線保護のためにこの空間を使用することが提案される。
【００３８】
図２は、本発明によるＸ線検出器アレイ１の一実施形態を示す。
【００３９】
シンチレータパック２は、シンチレータ５、７を各々が有する複数のシンチレータ画素３を有する。シンチレータ５、７の各々は、それぞれのシンチレータ画素３内で生成されるシンチレーション放射をその側面に向けて反射するために、反射塗料の層１１で取り囲まれる。この側面で、縦方向のフォトダイオードが、シンチレーション放射検出器９として機能する。各シンチレーション放射検出器９は、電気結合１５を介してインターポーザ１７に接続される。インターポーザ１７の反対側に、電子回路１９を提供するＡＳＩＣが配置される。このＡＳＩＣはフリップチップ技術で取り付けられ、入出力ケーブル２１に接続される。
【００４０】
Ｘ線用途では、シンチレータ画素３の頂面２７がＸ線源に向けられる。Ｘ線は、シンチレータ５、７に入り、少なくとも部分的に吸収され、そこでシンチレーション放射を生成することができる。シンチレータ画素３の側面２９は、反射塗料の層１１または関連するシンチレーション放射検出器９で覆われる。
【００４１】
シンチレータ画素３の底面３１で、シンチレータ結晶７とインターポーザ１７との間のボリュームは、高Ｘ線吸収性の材料で充填され、このことにより、Ｘ線吸収封止部１３を形成する。このＸ線吸収封止部１３は、高い体積パーセントで、５０より高い原子番号を有する高Ｘ線吸収性の材料を含む。この高Ｘ線吸収性の材料に起因して、封止部１３は、下にある電子回路１９にとってのＸ線保護バリアとして機能することができる。封止部１３の高いＸ線吸収特性により、シンチレータ画素３を透過したＸ線が更に封止部１３を透過してしまうことは実質的にない。
【００４２】
封止部１３は、Ｘ線バリアとして働くことができるだけでなく、インターポーザ１７の頂部のシンチレーション放射検出器９を形成するフォトダイオードの機械的安定化にも役立ち得る。
【００４３】
封止部１３に使用される充填（フィラー）材は、例えば酸化ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３）とし得る。ビスマスの高い原子番号が、かかる充填材の良好なＸ線吸収特性をもたらす。例えば、高含有量で酸化ビスマスを多く含み、１ｍｍの厚さを有するＸ線吸収封止部１３が、０．２５ｍｍのタングステン板と同等のＸ線吸収特性を示し得ることが、観察されている。さらに、酸化ビスマスは、環境的に受容可能で、無毒で、低コストの材料である。
【００４４】
ビスマスが酸化した形態で提供されるので、この充填材は、十分に電気絶縁性であり、そのため、例えば電気結合１５間での不要な電気的短絡を防止することができる。シンチレーション放射検出器９のフォトダイオードは、ピコアンペア域で光電流を提供する場合があるので、かかる電気絶縁性は重要であり得る。隣接する電気結合間で、百メガオームを超える（＞１００ＭΩ）電気抵抗を達成することが必要とされ得る。
【００４５】
充填材としての酸化ビスマスの代替物として、酸化鉛（ＰｂｘＯｙ）、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、酸化ウラン（ＵＯ２）、酸化ルテチウム（Ｌｕ２Ｏ３）、酸化ガドリニウム（Ｇｄ２Ｏ３）または他の好適な酸化物などの高いＺ番号の元素を含む他の充填材を使用することができる。さらなる代替物として、電気的な絶縁性を維持するために絶縁（アイソレーション）層でコーティングされたタングステン金属粒子を、Ｘ線吸収封止部１３内で使用することができる。
【００４６】
充填材は、必ずしも必要というわけではないが、シンチレーション放射に対する高い反射性を提供し得る。例えば、酸化ビスマスは、可視スペクトル内で幾らかの吸収を示し、黄色っぽい外観を持つ。しかし、本明細書に提案されるＸ線検出器アレイでは、かかる吸収は問題とはならない。というのは、封止部１３内の充填材は、シンチレーション放射を反射する機能をする必要はなく、この効果は、反射塗料の層１１により得られるからである。
【００４７】
封止部１３用の充填材は、樹脂マトリックス内に組み込まれている例えば酸化ビスマスなどの高Ｘ線吸収性の材料の粒子を含み得る。充填する程度は、可能な限り高いことが好ましいが、実際的な理由から、体積で約５０％、または重量で９０％であってよい。かかる調合物では、粘性は依然として十分に低くすることができ、そのため、粒子樹脂混合物は、Ｘ線吸収封止部１３を生成するために、シンチレータ画素３の下の空間を充填するための充填プロセスで使用することができる。
【００４８】
例えば、平均サイズが１０マイクロメートルの酸化ビスマス粒子を含む粉末を、低粘性のエポキシ接着剤と混合することができる。低粘性の高度に装填された酸化ビスマスフィラーを得るためには、充填材内に酸化ビスマス粒子を分散させるのに、効果的な分散剤が必要である。最大粒子含有量は、例えばサイズ、サイズ分布、および形状などの粒子特性によりさらに影響され得る。充填材の特性、特にその粘性およびその酸化ビスマス粒子の含有量は、一方では、Ｘ線吸収封止部１３を生成するために、充填材がシンチレータ画素３の下の空間に容易に導入されることができ、他方では、かかる封止部１３によって十分なＸ線吸収を可能にするように適合され得る。高い含有量のＸ線吸収粒子、すなわち酸化ビスマス粒子は高いＸ線吸収を可能にする一方で、かかる高い含有量が高い粘性をもたらしてしまい得る。したがって、充填材の樹脂マトリックス内のＸ線吸収粒子の含有量は、最適化される必要があることになる。
【００４９】
用語「有する」は、他の要素またはステップを排除しないこと、および不定冠詞「ａ」または「ａｎ」は、複数であることを排除しないことに留意されたい。また、複数の異なる実施形態に関連して記載された複数の要素が組み合わされてもよい。請求項中の参照符号は、特許請求の範囲を限定するものと解釈するべきでないことも、留意されたい。
【符号の説明】
【００５０】
１  Ｘ線検出器アレイ
２  シンチレータパック
３  シンチレータ画素
５  シンチレータ
７  シンチレータ
９  シンチレーション放射検出器
１１  反射塗料の層
１３  Ｘ線吸収封止部
１５  電気結合
１７  インターポーザ
１９  電子回路
２１  入出力ケーブル
２７  頂面
２９  側面
３１  底面
１０１  検出器アレイ
１０２  シンチレータパック
１０３  シンチレータ画素
１０５  シンチレータ
１０７  シンチレータ
１０９  シンチレーション放射検出器
１１１  反射塗料の層
１１２  エンプティ空間
１１５  電気結合
１１７  板
１１８  電子回路
１２１  入出力ケーブル
【図１】
2015503096.tif 000003
【図２】
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【国際調査報告】
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