(57)【要約】半導体放射線検出結晶（７２）が入射放射線又は入射粒子を電気信号に変換する。該結晶（７２）には、該結晶との間で挟む異方性導電材料（１０）を介して、電気信号を処理電子機器（７７）に伝達するための第一の基板（７４）が接合される。結晶（７２）は、第一の基板（７４）の上に形成された導電パッド（７５）の配列と対向して置かれるピクセル（７３）の配列を備え得る。異方性導電材料（１０）は、各ピクセル（７３）と対応する導電パッド（７５）との間に電気的パスを形成し、各電気的パスは、それぞれ他の電気的パスから絶縁される。
2006522467.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線検出装置であって、
入射放射線又は入射粒子を電気信号に変換する結晶と、
電気信号を処理電子機器に伝達する第一の基板と、
結晶から基板に電気信号を伝導すべく、結晶と第一の基板との間に挟まれる異方性導電材料とを備え、
前記異方性導電材料は、（ｉ）触媒、及び、それぞれ約３分の１ずつの重量割合の芳香族エポキシ樹脂、二量体脂肪酸ジグリシジルエステル及びオキシランからなる化合物、（ｉｉ）フェノール樹脂、触媒及び熱重合した芳香族エポキシ樹脂、（ｉｉｉ）フェノール樹脂、触媒及びフェノキシで修飾されたエポキシノバラック樹脂、のうちの一つの反応生成物から形成され、バインダーの中に分散した電気伝導性材料を備える
放射線検出装置。
【請求項２】
前記結晶は、その表面にピクセルの配列が画定され、各ピクセルは、対応する電気信号を生成すべく入射放射線又は入射粒子に敏感であり、
前記第一の基板は、その表面の上に導電パッドの配列を備え、
前記結晶の表面及び第一の基板の表面は、それらの間に異方性導電材料を挟み、且つ、各ピクセルが対応する導電パッドに位置合わせされた状態で対向して配置され、前記異方性導電材料は、各ピクセルと対応する導電パッドとの間に電気的パスを形成し、各電気的パスは、それぞれ他の電気的パスから絶縁される
請求項１に記載の放射線検出装置。
【請求項３】
前記第一の基板は、プリント基板及び集積回路の一つである請求項１に記載の放射線検出装置。
【請求項４】
前記集積回路は、処理電子機器を備える請求項３に記載の放射線検出装置。
【請求項５】
前記処理電子機器は、第一の基板の上に備えられる請求項１に記載の放射線検出装置。
【請求項６】
集積回路との間に異方性導電材料を挟んだ状態で、前記結晶とは反対側の集積回路の面の上で受け止められた第二の基板をさらに備え、該第二の基板は、集積回路の上に形成されたコンタクトパッドに電気的に接続される接触パッドを備える請求項３に記載の放射線検出装置。
【請求項７】
前記結晶は、集積回路の上面に対向して配置され、
前記第二の基板は、集積回路の下面に対向して配置され、
第二の基板の接触パッド及び集積回路の接触パッドの間では、ワイヤボンドが電気的な接続を形成する
請求項６に記載の放射線検出装置。
【請求項８】
前記結晶は、カドミウムテルル化亜鉛、カドミウムテルル化物、テルル化亜鉛、ヨウ化水銀、ヨウ化鉛及びゲルマニウムのうちの一つから形成される
請求項１に記載の放射線検出装置。
【請求項９】
前記入射放射線は、Ｘ線放射及びγ線のうちの一つであり、
前記入射粒子は、アルファ粒子及びベータ粒子のうちの一つである
請求項１に記載の放射線検出装置。
【請求項１０】
前記オキシランは、（ブトキシメチル）−ブチルグリシジルエーテルである請求項１に記載の放射線検出装置。
【請求項１１】
前記化合物は、芳香族エポキシ樹脂、二量体脂肪酸ジグリシジルエステル及びオキシランをそれぞれ約３分の１ずつの重量割合で含む請求項１に記載の放射線検出装置。
【請求項１２】
前記触媒は、第四シアニルＲ置換アミンを含む請求項１において説明された異方性導電材料。
【請求項１３】
前記芳香族エポキシ樹脂は、ビスフェノールＡ及びエピクロロヒドリンの反応生成物から形成される請求項１に記載の放射線検出装置。
【請求項１４】
前記導電材料は、８２重量％〜９１重量％の化合物と、６重量％以下の触媒を含む請求項１に記載の放射線検出装置。
【請求項１５】
前記バインダーは、さらに紫外線硬化修飾体を含む請求項１に記載の放射線検出装置。
【請求項１６】
前記紫外線硬化修飾体は、８重量％〜１２重量％の（メタ）アクリル酸エステルと、７６重量％〜８４重量％の（メタ）ウレタンアクリレートと、４重量％〜５重量％のヒドロキシアルキルアリールケトンの反応生成物により形成される請求項１５に記載の放射線検出装置。
【請求項１７】
前記ヒドロキシアルキルアリールケトンは、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンである請求項１６に記載の放射線検出装置。
【請求項１８】
前記（メタ）アクリル酸エステルは、アクリル酸イソブチルである請求項１６に記載の放射線検出装置。
【請求項１９】
前記材料は、７２重量％〜８１重量％の化合物と、４重量％以下の触媒と、１０重量％以下の紫外線硬化修飾体とを含む請求項１５に記載の放射線検出装置。
【請求項２０】
前記電気伝導性材料は、金又は銀でコートされたニッケル粒子を含む請求項１に記載の放射線検出装置。
【請求項２１】
前記金又は銀でコートされたニッケル粒子は、約５０重量％の金又は銀でコートされたニッケル球と、約５０重量％の金又は銀コートされたニッケル片を含む請求項２０に記載の放射線検出装置。
【請求項２２】
前記粒子のコーティングを含む平均最大寸法は、１０μｍ〜２５μｍである請求項２０に記載の放射線検出装置。
【請求項２３】
前記材料は、５重量％〜１４重量％の電気伝導性材料を含む請求項２０に記載の放射線検出装置。
【請求項２４】
前記バインダーは、さらにフェノール樹脂を含む請求項１５に記載の放射線検出装置。
【請求項２５】
前記フェノール樹脂は、ホルムアルデヒドと、フェノール、クレゾール及びビスフェノールＡのうちの一つとの反応生成物から形成されたノバラック樹脂である請求項２４に記載の放射線検出装置。
【請求項２６】
前記材料は、８重量％〜１２重量％の化合物と、７１重量％〜７９重量％のフェノール樹脂と、６重量％以下の触媒と、１２重量％以下の紫外線硬化修飾体系とを含む請求項２３に記載の放射線検出装置。
【請求項２７】
前記フェノール樹脂は、ノバラック樹脂である請求項１において説明された異方性導電材料。
【請求項２８】
各ノバラック樹脂は、ホルムアルデヒドと、フェノール、クレゾール及びビスフェノールＡのうちの一つとの反応生成物から構成される請求項２７において説明された異方性導電材料。
【請求項２９】
前記バインダーは、７１重量％〜７９重量％のフェノール樹脂と、６重量％以下の触媒と、８重量％〜１２重量％の熱重合した芳香族エポキシ樹脂又はフェノキシで修飾されたエポキシノバラック樹脂とを含む請求項１において説明された異方性導電材料。
【請求項３０】
前記電気伝導性材料は、ニッケルコートの上に銀又は金のコーティングを有するニッケルコート粒子を含む請求項１において説明された異方性導体材料。
【請求項３１】
前記粒子は、（ｉ）炭素／グラファイト球、（ｉｉ）ガラス球、及び、（ｉｉｉ）雲母粒子のうちの少なくとも二つを含む請求項３０において説明された異方性導電材料。
【請求項３２】
前記ガラス球は、中実及び中空の一方である請求項３１において説明された異方性導電材料。
【請求項３３】
前記粒子のコーティングを含む平均最大寸法は、１０μｍ〜２５μｍである請求項３１において説明された異方性導電材料。
【請求項３４】
前記材料は、１２重量％〜１６重量％の電気伝導性材料を含む請求項３０において説明された異方性導電材料。
【請求項３５】
放射線検出装置であって、
入射放射線又は入射粒子を電気信号に変換する結晶と、
電気信号を処理電子機器に伝達する第一の基板と、
結晶から基板に電気信号を伝導すべく、結晶と第一の基板との間に挟まれる異方性導電材料とを備え、前記異方性導電材料は、バインダーの中に分散した電気伝導性材料を備え、前記電気伝導性材料は、
ニッケルコートの上に銀又は金のコーティングを有するニッケルコートされた粒子、及び、
金又は銀コートされたニッケル粒子
のうちの少なくとも一方を含む放射線検出装置。
【請求項３６】
前記ニッケル及び金又は銀メッキを有する粒子は、（ｉ）炭素／グラファイトの球、（ｉｉ）ガラス球、及び、（ｉｉｉ）雲母粒子のうちの少なくとも二つを含む請求項３５において説明された異方性導電材料。
【請求項３７】
前記ガラス球は、中実及び中空のいずれか一方である請求項３６において説明された異方性導電材料。
【請求項３８】
前記金又は銀コートされたニッケル粒子は、球形状を有する請求項３５において説明された異方性導電材料。
【請求項３９】
前記粒子のコーティングを含む平均最大寸法は、１０μｍ〜２５μｍである請求項３５において説明された異方性導電材料。
【請求項４０】
前記バインダーは、触媒と、芳香族エポキシ樹脂、二量体脂肪酸ジグリシジルエステル及びオキシランからなる化合物との反応生成物から形成される請求項３５において説明された異方性導電材料。
【請求項４１】
前記オキシランは、（ブトキシメチル）−ブチルグリシジルエーテルである請求項４０において説明された異方性導電材料。
【請求項４２】
前記化合物は、芳香族エポキシ樹脂、二量体脂肪酸ジグリシジルエステル及びオキシランをそれぞれ約３分の１ずつの重量割合で含む請求項３９において説明された異方性導電材料。
【請求項４３】
前記触媒は、第四シアニルＲ−置換アミンを含む請求項４０において説明された異方性導電材料。
【請求項４４】
前記芳香族エポキシ樹脂は、ビスフェノールＡ及びエピクロロヒドリンの反応生成物から形成される請求項４０において説明された異方性導電材料。
【請求項４５】
前記バインダーは、さらに紫外線硬化修飾体を含む請求項４０において説明された異方性導電材料。
【請求項４６】
前記バインダーは、さらにフェノール樹脂を含む請求項４５において説明された異方性導電材料。
【請求項４７】
前記フェノール樹脂は、ノバラック樹脂である請求項４５において説明された異方性導電材料。
【請求項４８】
前記ノバラック樹脂は、ホルムアルデヒドと、フェノール、クレゾール及びビスフェノールＡのうちの一つとの反応生成物から形成される請求項４７において説明された異方性導電材料。
【請求項４９】
前記バインダーは、フェノール樹脂と、触媒と、（ｉ）熱重合した芳香族エポキシ樹脂、（ｉｉ）フェノキシで修飾されたエポキシノバラック樹脂のうちの一つとの反応生成物から形成される請求項３５において説明された異方性導電材料。
【請求項５０】
前記フェノール樹脂は、ノバラック樹脂である請求項４９において説明された異方性導電材料。
【請求項５１】
前記フェノール樹脂及びノバラック樹脂は、ホルムアルデヒドと、フェノール、クレゾール及びビスフェノールＡのうちの一つとの反応生成物から形成される請求項４９において説明された異方性導電材料。
【請求項５２】
前記結晶は、その表面にピクセルの配列が画定され、各ピクセルは、対応する電気信号を生成すべく入射放射線又は入射粒子に敏感であり、
前記第一の基板は、その表面の上に導電パッドの配列を備え、
前記結晶の表面及び第一の基板の表面は、それらの間に異方性導電材料を挟み、且つ、各ピクセルが対応する導電パッドに位置合わせされた状態で対向して配置され、前記異方性導電材料は、各ピクセルと対応する導電パッドとの間に電気的パスを形成し、各電気的パスは、それぞれ他の電気的パスから絶縁される
請求項３５に記載の放射線検出装置。
【請求項５３】
前記第一の基板は、プリント基板及び集積回路の一つである請求項３５に記載の放射線検出装置。
【請求項５４】
前記集積回路は、処理電子機器を備える請求項５３に記載の放射線検出装置。
【請求項５５】
前記処理電子機器は、第一の基板の上に備えられる請求項３５に記載の放射線検出装置。
【請求項５６】
集積回路との間に異方性導電材料を挟んだ状態で、前記結晶とは反対側の集積回路の面の上に受け止められた第二の基板をさらに備え、該第二の基板は、集積回路の上に形成されたコンタクトパッドに電気的に接続される接触パッドを備える請求項５３に記載の放射線検出装置。
【請求項５７】
前記結晶は、集積回路の上面に対向して配置され、
前記第二の基板は、集積回路の下面に対向して配置され、
第二の基板の接触パッド及び集積回路の接触パッドの間では、ワイヤボンドが電気的な接続を形成する
請求項５６に記載の放射線検出装置。
【請求項５８】
前記結晶は、カドミウムテルル化亜鉛、カドミウムテルル化物、テルル化亜鉛、ヨウ化水銀、ヨウ化鉛及びゲルマニウムのうちの一つから形成される
請求項３５に記載の放射線検出装置。
【請求項５９】
前記入射放射線は、Ｘ線放射及びγ線のうちの一つであり、
前記入射粒子は、アルファ粒子及びベータ粒子のうちの一つである
請求項３５に記載の放射線検出装置。
【請求項６０】
放射線検出装置であって、
入射放射線又は入射粒子を電気信号に変換する変換手段と、
前記電気信号を処理する処理手段に伝達する伝達手段と、
前記変換手段及び前記伝達手段の間に挟まれ、前記変換手段から前記伝達手段に前記電気信号を伝導する伝導手段とを備え、
前記伝導手段は、バインダーの中に分散した電気伝導性材料を含む
放射線検出装置。
【請求項６１】
前記変換手段は、対応する電気信号を生成すべく、入射する放射線又は粒子に対してそれぞれ敏感な複数の要素を備え、
前記伝達手段は、複数の要素を備え、
前記変換手段の要素及び伝達手段の要素は、変換手段の各要素が伝達手段の各要素と位置決めされた状態で対向して配置され、前記伝導手段は、変換手段の各要素及び対応する伝達手段の要素の間で電気的パスを形成し、各電気的パスは、それぞれ他の電気的パスから絶縁される
請求項６０に記載の放射線検出装置。
【請求項６２】
前記伝達手段は、プリント基板及び集積回路のうちの一つである請求項６０に記載の放射線検出装置。
【請求項６３】
前記集積回路は、前記処理手段を備える請求項６２に記載の放射線検出装置。
【請求項６４】
前記処理手段は、前記伝達手段の上に備えられる請求項６０に記載の放射線検出装置。
【請求項６５】
前記伝達手段をサポートし、前記変換手段とは反対側の前記伝達手段の面の上に配置されるサポート手段と、
前記サポート手段及び前記伝達手段の間に挟まれ、前記サポート手段及び前記伝達手段を電気的に接続する第二の伝導手段とをさらに備え、
第一の要素を備える前記サポート手段は、前記伝達手段の上に形成される第二の要素に電気的に接続される
請求項６１に記載の放射線検出装置。
【請求項６６】
前記変換手段は、前記伝達手段の一方の表面に対向して配置され、
前記サポート手段は、前記変換手段の他方の表面に対向して配置され、
第一及び第二の要素の間において導線が電気的接続を形成する
請求項６５に記載の放射線検出装置。
【請求項６７】
前記変換手段は、カドミウムテルル化亜鉛、カドミウムテルル化物、テルル化亜鉛、ヨウ化水銀、ヨウ化鉛及びゲルマニウムのうちの一つから形成された結晶である請求項６０に記載の放射線検出装置。
【請求項６８】
入射放射線は、Ｘ線放射及びγ線放射のうちの一つであり、
入射粒子は、アルファ粒子及びベータ粒子のうちの一つである
請求項６０に記載の放射線検出装置。
【請求項６９】
前記第二の伝導手段及び前記伝導手段は、同様の材料から形成される請求項６５に記載の放射線検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、処理電子機器を有し、それと電子的に通信する放射線検出器、及び、放射線検出器と電子的に通信する処理電子機器を結び付ける方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
集積回路又は集積回路パッケージの上のコンタクト、及び、プリント基板又は他の基盤のコンタクトなどの、位置合わせされたコンタクトの対の間で導電パスを形成するために、異方性導電化合物が利用される。典型的な異方性導電化合物は、バインダーの中に分散した導電性粒子を含む。そのような異方性導電化合物は、硬化されていない状態で集積回路又は集積回路パッケージ及び基板の間に介在し、かかる異方性導電化合物は、集積回路又は集積回路パッケージの上のコンタクト及び基板の上のコンタクトの間で導電パスを形成すべく硬化すると同時に、集積回路又は集積回路パッケージを基板とボンドする。
【０００３】
従来、上述のタイプの異方性導電化合物は、集積回路又は集積パッケージ及び基板の間に介在するフィルムに形成され、硬化熱の存在下で集積回路又は集積回路パッケージ及び基板の間に加圧されると、集積回路又は集積回路パッケージ及び基板が有する位置合わせされたコンタクトの間で導電パスが形成され、集積回路又は集積回路パッケージの基板へのボンディングが形成される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
先行技術の異方性導電化合物に関する問題は、集積回路又は集積回路パッケージ及び基板の間でボンドが形成されると同時に導電パスを形成するために、圧力及び硬化熱の使用が必要となることである。別の問題は、生産環境においてフィルムを利用するために、先行技術の異方性導電化合物のフィルム形状のために、特別な機械が必要となることである。さらに別の問題は、先行技術の異方性導電化合物が、約３００μｍ未満の端部間距離を有する隣接したコンタクトを有する集積回路、集積回路パッケージ又は基板には効果的に利用することができないことである。
【０００５】
従って、改良された異方性導電化合物及びその硬化方法を提供することによって、上述の問題などを解決することが望ましい。さらに、他の好ましい特徴は、以下の詳細な説明を読み且つ理解する中で当業者にとって明らかとなるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、入射放射線又は入射粒子を電気信号に変換するための半導体放射線検出結晶を備える放射線検出装置である。結晶には、該結晶との間に挟まれた異方性導電材料を介して、電気信号を処理電子機器に伝達するための第一の基板が結合される。異方性導電材料は、（ｉ）触媒、及び、それぞれ約３分の１ずつの重量割合の芳香族エポキシ樹脂、二量体脂肪酸ジグリシジルエステル及びオキシランからなる化合物、（ｉｉ）フェノール樹脂、触媒及び熱重合した芳香族エポキシ樹脂、（ｉｉｉ）フェノール樹脂、触媒及びフェノキシで修飾されたノバラック樹脂、のうちの一つの反応生成物から形成され、バインダーの中に分散された電気伝導性材料を含む。
【０００７】
前記結晶は、その表面にピクセルの配列を定義可能であり、各ピクセルは、対応する電気信号を生成するために入射放射線又は入射粒子に敏感である。前記第一の基板は、その表面の上に導電パッドの配列を含み得る。前記結晶の表面及び第一の基板の表面は、それらの間に異方性導電材料を挟み、且つ、各ピクセルが対応する導電パッドに位置合わせされた状態で対向して配置される。異方性導電材料は、各ピクセル及び対応する導電パッドの間で電気的パスを形成する。電気的パスは、それぞれ、他の電気的パスから絶縁される。
【０００８】
第一の基板は、プリント基板及び集積回路のうちの一つであり得る。該プリント基板又は集積回路は、それらの上に置かれるか若しくはそれらの上に形成された処理電子機器をそれぞれ備え得る。
【０００９】
前記結晶とは反対側の前記集積回路の面には、該集積回路との間に異方性導電材料を挟む状態で、第二の基板が受け止められ得る。該第二の基板は、集積回路の上に形成された接触パッド又はワイヤボンドパッドに電気的に連絡される接触パッドを備え得る。前記結晶は、集積回路の上面に対向して配置され得る。前記第二の基板は、集積回路の底面に対向して配置され得る。前記第二の基板の接触パッド及び集積回路の接触パッドの間では、ワイヤボンドが電気的な接続を形成する。
【００１０】
前記結晶は、好ましくは、カドミウムテルル化亜鉛、カドミウムテルル化物、テルル化亜鉛、ヨウ化水銀、ヨウ化鉛及びゲルマニウムのうちの一つから形成される。
【００１１】
入射放射線は、Ｘ線放射又はγ線であり得る。入射粒子は、アルファ粒子又はベータ粒子であり得る。
【００１２】
本発明は、また、入射放射線又は入射粒子を電気信号に変換するための半導体放射線検出結晶と、電気信号を処理電子機器に伝達するための第一の基板とを備える放射線検出装置である。電気信号を前記結晶から基板に導電するために、結晶及び第一の基板の間には、異方性導電材料が挟まれる。異方性導電材料は、バインダーの中に分散した電気伝導性材料を含む。該電気伝導性材料は、（ｉ）ニッケルコートの上に銀又は金のコーティングを有するニッケルでコートされた粒子、又は、（ｉｉ）金又は銀でコートされたニッケル粒子、のうちの少なくとも一つを含む。ニッケル及び金又は銀のコーティングを有する粒子には、炭素−グラファイト球、ガラス球及び／又は雲母粒子が含まれ得る。
【００１３】
最後に、本発明は、入射放射線又は入射粒子を電気信号に変換する変換手段と、前記電気信号の処理手段にその電気信号を伝達する伝達手段を備える放射線検出装置である。前記変換手段及び前記伝達手段の間には、前記変換手段から前記伝達手段に前記電気信号を伝導する伝導手段が挟まれる。前記伝導手段は、バインダーに分散した電気伝導性材料を含む。
【００１４】
前記変換手段は、対応する電気信号を生成するために、入射する放射線又は粒子に対してそれぞれ敏感な複数の要素を備え得る。前記伝達手段は、複数の要素を備え得る。前記変換手段の複数の要素及び伝達手段の複数の要素は、変換手段の各要素が伝達手段の各要素と位置決めされた状態で対向して配置され得る。前記伝導手段は、各変換手段の要素及び対応する伝達手段の要素の間で電気的パスを形成し、各電気的パスは、それぞれ他の電気的パスから絶縁される。
【００１５】
前記伝達手段は、プリント基板及び集積回路のうちの一つであり得る。前記集積回路は、処理手段を備え得る、若しくは、処理手段は、プリント基板の上に備えられ得る。
【００１６】
アセンブリは、さらに、前記変換手段とは反対側の前記伝達手段の面の上に配置され、前記伝達手段をサポートするサポート手段を備え得る。前記サポート手段及び前記伝達手段の間には、前記サポート手段及び前記伝達手段を電気的に接続する第二の伝導手段が挟まれ得る。前記サポート手段は、前記伝達手段の上に形成される第二の要素に電気的に接続される第一の要素を備えみ得る。前記変換手段は、前記伝達手段の一方の表面に対向して配置され、前記サポート手段は、前記変換手段の他方の表面に対向して配置され得る。第一及び第二の要素の間では、導線が電気的接続を形成し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明は、放射線検出装置、及び、その製造方法である。本発明は、まず、一体化された集積回路又は集積回路パッケージを基板に固定するのに利用される異方性導電材料を硬化する方法に関連して説明されるであろう。続いて、第一及び第二の放射線検出器の具体例について説明され、且つ、隣接する導電パスとの間での短絡を防止しつつも、集積回路、集積回路パッケージ、又は放射線検出結晶の導電コンタクトと、それら（集積回路、集積回路パッケージ又は放射線検出結晶上の導電コンタクト）と位置合わせされた基板上の導電コンタクトとの間で導電パスを形成するのに特に適していると判明した典型的な異方性導電材料について説明される。該材料は、集積回路又は集積回路パッケージのコンタクトと基板のコンタクトとの間で、２５０μｍ未満であって僅か約８０μｍ〜１００μｍ程の端部間距離を有する絶縁された導電パスを形成するのに特に適している。前記硬化方法の利点は、異方性導電材料が、集積回路又は集積回路パッケージと基板との間に圧力をかけられることを要しないことである。寧ろ、異方性導電材料に作用する集積回路パッケージ、放射線検出結晶又は基板の重量は、後述する異方性導電材料の硬化方法と相まって、隣接する導電パスとの間での短絡を防止しつつも、集積回路、集積回路パッケージ、又は放射線検出結晶の伝導性コンタクトと、それと位置合わせされた基板上の伝導性コンタクトとの間で導電パスを形成するのに十分である。
【００１８】
動作例において以外や、別に示される場合では、明細書及び特許請求の範囲において用いられる成分の量、反応条件などを示す全ての数字は、全ての例において「約」という用語によって修飾されるものとして理解されるべきである。従って、別に示されない限り、以下の明細書及び付属する特許請求の範囲に記述された数字のパラメータは、本発明によって追求される所望の特性に応じて変化し得る近似である。
【００１９】
また、ここに説明されたいかなる数値範囲もその中に包含される全ての下位の範囲を含むことを意図していることは理解されるべきである。例えば、「１〜１０」の範囲は、間に全ての下位の範囲を含むことを意図しており、説明された最小値１と説明された最大値１０とを含み、即ち、最小値１と同等又はそれ以上と最大値１０と同等又はそれ以下を有する。開示された数の範囲が連続的なので、それらは最小値及び最大値の間に全ての値を含む。別の形で明確に示されない限り、この出願の中で明記された様々な数値範囲は近似値である。
【００２０】
ここでは、用語「ポリマー」は、オリゴマーを含むことを意図されており、また、無制限にホモポリマー及びコポリマーの両方を含む。ここでは、“（メタ）アクリル酸”及び同様の用語は、アクリル酸及びメタクリル酸の両方を含むことを意図している。
【００２１】
ここでは、用語“アリール”は、ピリジニル、ピロリル、フラニル、チオフェニルなどを制限なく含む複素環芳香族基だけでなく、フェニル、ビフェニール、ベンジル、キシリル、ナフタレニル、アントラセニルなどを制限なく含む芳香族基をも指す。
【００２２】
図１を参照すると、集積回路パッケージ２は、パッケージ２の端部上若しくは近傍に位置する複数の密集したコンタクトを備える。図１において、パッケージ２は、リードレスチップキャリアパッケージとして説明される。しかし、例えばボールグリッドアレイ、ガルウィング型又はｊ字形のリードを有するデュアルインライン若しくはクワッドパッケージ、横に拡がるリードを有するクワッドパッケージ、又は、密集したリードを有する集積回路パッケージ２などの他のいかなる形式の表面実装集積回路にも異方性導電材料を使用することが想定されることから、このことは、本発明を制限することとして解釈されるべきものではない。さらに、フリップチップをマウントするためのパッケージされない集積回路を有する異方性導電材料を使用することも想定される。
【００２３】
図１に示すように、集積回路パッケージ２は、集積回路パッケージ２のコンタクト４と鏡像関係に置かれた複数の密集したコンタクト８を有する基板６上で受け止められる。集積回路パッケージ２を基板６に置くのに先立って、硬化していない異方性導電材料１０の滴又はコーティングが複数のコンタクト８を覆うように基板６の上に置かれる。
【００２４】
図２ａ及び２ｂを参照するとともに、図１を引き続き参照すると、次に、集積回路パッケージ２は、そのコンタクト４が基板６のコンタクト８と対向する状態で置かれる。より具体的には、集積回路パッケージ２の各コンタクト４は、基板６の対応するコンタクト８と位置合わせされた状態に置かれる。その後、図２ｂに示すように、集積回路パッケージ２は、異方性導電材料１０と接触するように移動する。この接触に応じて、異方性導電材料１０は多少変位する。しかし、異方性導電材料１０の粘度は、集積回路パッケージ２のコンタクト４と基板６のコンタクト８とが異方性導電材料１０によって間隔をおいた関係に維持される程度である。重要なことには、集積回路パッケージ２は、該集積回路パッケージ２のコンタクト４及び基板６のコンタクト８が互いに物理的に接触することなく異方性導電材料１０に接触するように移動し、異方性導電材料１０の変位は、主に、集積回路パッケージ２の重量によるものであり、集積回路パッケージ２を異方性導電材料１０と接触するように移動させるべく利用される力によるものは殆どない。
【００２５】
各コンタクト４が基板６の対応するコンタクト８と位置合わせされた状態で集積回路パッケージ２が異方性導電材料１０に置かれた後に、基板６及び集積回路パッケージ２の間に紫外線硬化接着剤１１が置かれる。紫外線硬化接着剤１１は、集積回路パッケージ２の周辺に置かれ得る。しかし、実際には、紫外線硬化接着剤１１を集積回路パッケージ２の二つ以上の角に置くことで十分である。
【００２６】
紫外線硬化接着剤１１が置かれると、該紫外線硬化接着剤１１は、硬化を開始させるのに十分な間、一つ以上の光源Ｌからの紫外線に曝される。さらに、異方性導電材料１０が紫外線硬化化合物を含む場合には、一つ以上の光源Ｌからの紫外線に曝されることにより、この化合物の硬化も開始される。任意的に、紫外線硬化接着剤１１を用いる代わりに、異方性導電材料１０とは無関係に硬化することが可能な別の種類の接着剤を利用することも可能である。しかし、紫外線硬化接着剤１１は、該紫外線硬化接着剤１１及び異方性導電材料１０を高い硬化温度に曝すことなく硬化処理を行うことが可能であることから、好ましいものである。
【００２７】
図３を参照するとともに、前の各図を引き続き参照すると、紫外線硬化接着剤１１が硬化した後、集積回路２、基板６及び異方性導電材料１０を備えるアセンブリ全体は、硬化装置（オーブン）１２中に置かれる。生産環境において、硬化装置１２は、その中を通してアセンブリを移送すべく、入口１６及び出口１８の間で硬化装置１２を通って延びるコンベア１４を有し得る。また、硬化装置１２は、アセンブリが置かれ得る任意の適当な形状及びサイズの筐体であり得る。
【００２８】
硬化装置１２は、硬化装置１２の中に、例えば空気などの大気を熱するための当技術分野における周知の加熱手段２０を備える。また、硬化装置１２は、内部に置かれる磁場発生器２２を備え、該磁場発生器２２は、硬化装置１２の外部に置かれた電源２４に接続され、それにコントロールされる。磁場発生器２２は、基板６上に受け止められた異方性導電材料１０に置かれた集積回路パッケージ２が置かれ又はコンベア１４に乗せられて通過するギャップ２８を横切って間隔をおいて配置された一対のポール２６を備える。各ポール２６は、当技術分野における周知の方法でその回りに形成されたワイヤ又は他の適当な導電材料からなる一つ以上の巻線３２を有する強磁性又は常磁性素材のポール要素３０を備える。巻線３２は、ポール要素３０上の適当な絶縁体及び／又は巻線３２を形成するワイヤ又は導電材料の周りの適当な絶縁体によって、ポール要素３０から電気的に絶縁される。各ポール２６の巻線３２は、電源２４が適当な電流を巻線３２に供給するとそれに応じて磁場３４がギャップ２８を横切って発生するように、互いに接続されるとともに電源２４に接続される。
【００２９】
ポール２６は、異方性導電材料１０が硬化する間、基板６に置かれた異方性導電材料１０の上に受け止めれた集積回路パッケージ２が硬化装置１２の中に置かれる所においては少なくとも、磁場３４が非常に均一であるように構成される。磁場３４は、９８．５％を超える均一性を有することが好ましいが、９５％程度の均一性を有し得る。
【００３０】
図４を参照するとともに、前の全ての図を引き続き参照すると、電源２４は、最初に交流電流信号３６を巻線３２に対して１５〜３０秒の間かけ、その後に、異方性導電材料１０が硬化するまでの残りの時間、直流信号３８をかける。交流信号３６の振幅は、異方性導電材料１０を形成する粒子の大きさ（後述する）に基づいて選択され得る。交流信号３６の振幅は、磁場３４が１０〜１００ガウスの交流磁場強度を有するように選択される。また、直流信号３８の値は、磁場３４が４００〜１，５００ガウスの静磁場強度を有するように選択される。
【００３１】
磁場３４には、交流信号３６に応じて磁場発生器２２によって作り出された交流磁場と、直流信号３８に応じて磁場発生器２２によって作り出された静磁場とが含まれる。超音波の周波数範囲、即ち、約２０ｋＨｚ〜約５００ｋＨｚの間で機能する交流信号３６が異方性導電材料１０に最もよく作用することが、観察されている。しかし、超音波の周波数範囲外の他の周波数も利用可能であるので、このことは、本発明を制限することとして解釈されるべきものではない。
【００３２】
アセンブリは、適当な時間に、磁場３４の存在下で硬化装置１２内に置かれる。硬化装置１２は、異方性導電材料１０のために適当な硬化温度に熱せられるか若しくは予熱され、アセンブリは、磁場３４の存在下で適当な硬化の時間、この硬化温度に曝される。その性質のため、異方性導電材料１０の硬化温度と硬化時間は、７０℃で約３０〜６０分というものから、１５０℃で約５〜７分というものの間で変化し得る。
【００３３】
図５を参照するとともに、前の全ての図を引き続き参照すると、異方性導電材料１０は、固体に硬化されると、集積回路パッケージ２の各コンタクト４と、それと位置合わせされた基板６の対応するコンタクト８との間で導電パスを形成する。硬化処理された異方性導電材料１０は、僅か８０μｍ程度の端部間距離Ｓを有して直線状に並んだコンタクトの隣接した対の間で、電気伝導性を有しつつも絶縁される平行な導電パス４８を形成し得ることが観察されている。これは、硬化処理される際に、２５０μｍ未満の端部間距離を有して直線状に並んだコンタクトの隣接した対の間での導電パス間で電気的絶縁を維持することが困難であった従来技術に係る異方性導電材料における、大幅な改良である。
【００３４】
図６ａ及び６ｂを参照すると、異方性導電材料１０は、また、半導体放射線検出結晶５２を備える第一の実施形態に係る放射線検出器５０を形成するのにも用られ、半導体放射線検出結晶５２は、異方性導電材料１０によってプリント基板などの基板５４に接合される。好ましくは、半導体結晶５２は、０．００１％〜９９．９９９％の亜鉛濃度を有するカドミウムテルル化亜鉛（ＣＺＴ）；カドミウムテルル化物（ＣＴ）；テルル化亜鉛（ＺｎＴｅ）；ヨウ化水銀（ＨｇＩ）；ヨウ化鉛（ＰｂＩ）；及びゲルマニウム（Ｇｅ）のうちの一つによって形成される。
【００３５】
図６ａに示すように、結晶５２は、個々の要素又はピクセル５６が互いに独立して、Ｘ線やガンマ線などの入射放射線、又は、アルファ若しくはベータ粒子などの入射粒子を電気信号に変換することが可能である分割された列を形成され得る。或いは、結晶５２は、入射放射線又は入射粒子に応じて電気信号を出力するが、個々のピクセル５６を備えない平面結晶であり得る。平面結晶のある例は、図６ａに示された結晶５２の残りから分離された単一のピクセル５６を備える。しかし、平面結晶は、いかなる好ましく且つ製造可能なサイズ及び形状にも形成することが可能であるので、このことは、本発明を制限するものとして解釈されるべきものではない。説明を簡単にするために、結晶５２は分解されるものとして説明されるであろう。しかし、このことは、本発明を制限するものとして解釈されるべきものではない。
【００３６】
図６ｂに示すように、基板５４は、その上に形成された、結晶５２のピクセル５６と鏡像関係にある複数の導電要素又はパッド５８を備える。基板５４を結晶５２に置くこと又はその逆に先立って、結晶５２のピクセル５６の上又は基板５４の導電パッド５８の上に、硬化されていない異方性導電材料１０のコーティングが置かれる。
【００３７】
図７を参照するとともに、図６ａ及び６ｂを引き続き参照すると、次に、基板５４は、導電パッド５８がピクセル５６と対向した状態で置かれる。より具体的には、基板５４の各導電パッド５８は、結晶５２の対応するピクセル５６に直線状に置かれる。従って、図７に示すように、基板５４又は結晶５２は、異方性導電材料１０と接触するように移動する。この接触に応じて、異方性導電材料１０は多少変位する。しかし、異方性導電材料の粘度は、基板５４の導電パッド５８と結晶５２のピクセル５６とが異方性導電材料１０によって間隔をおいて配置された関係に維持される程度である。異方性導電材料１０の変位は、主に、基板５４又は結晶５２の重量によるものであり、基板５４又は結晶５２を異方性導電材料１０と接触するように移動させるべく用いられる力によるものは殆どない。
【００３８】
各導電パッド５８が対応するピクセル５６と位置合わせされた状態で基板５４又は結晶５２が異方性導電材料１０の上に置かれた後に、紫外線硬化接着剤１１が基板５４及び結晶５２の間に置かれ得る。紫外線硬化接着剤１１は、基板５４と結晶５２の周辺に置かれ得る。しかし、実際には、紫外線硬化接着剤２を基板５４及び結晶５２の二つ以上の角又は側面に亘って置くことで十分である。
【００３９】
紫外線硬化接着剤１１が置かれると、該紫外線硬化接着剤１１は、硬化を開始させるのに十分な間、一つ以上の光源Ｌからの紫外線に曝される。異方性導電材料１０が紫外線硬化成分を含む場合には、一つ以上の光源Ｌから紫外線に露出されることにより、この成分の硬化も開始される。任意的に、紫外線硬化接着剤１１を用いる代わりに、異方性導電材料１０とは無関係に硬化可能な別の形態の接着剤が用いられ得る。しかし、紫外線硬化接着剤１１は、該紫外線硬化接着剤１１及び異方性導電材料１０を高い温度に曝さすことなく硬化処理を行うことが可能であることから、好ましいものである。
【００４０】
紫外線硬化接着剤１１が硬化すると、基板５４、結晶５２、及び異方性導電材料１０を備えるアセンブリ全体が、磁場３４の存在下において装置１２内に置かれる。硬化装置１２は、異方性導電材料１０のために適当な硬化温度に熱せられるか若しくは予熱され、アセンブリは、磁場３４の存在下で適当な硬化の時間、この硬化温度に曝される。
【００４１】
異方性導電材料１０は、固体に硬化されると、基板５４の各導電パッド５８と、それと位置合わせされた結晶５２の対応するピクセル５６との間で導電パスを形成する。
【００４２】
外部の電気回路（図示しない）との電気の関係を容易にするために、基板５４は、一つ以上のコネクタ６０を備える。各コネクタ６０は、基板５４に形成されたメッキスルーホール６４に挿入されるように構成された一つ以上の電気伝導リード６２を備える。各メッキスルーホール６４は、その中に導電リード６２を保持するためのすず鉛はんだなどの適当な導電材料１０を充填されると、基板５４の一面の上の対応する導電パッド５８とその中に受け入れられる導電リード６２との間での接触を容易にする。各コネクタ６０は、基板５４が硬化装置１２の中に置かれる際に、磁場３４によって影響されない非磁性素材から形成され得る。しかし、このことは、本発明を制限することとして解釈されるべきものではない。
【００４３】
図６ａに示された具体例では、各コネクタ６０は、そこに形成されたスロット６８の垂直な壁の一つに沿って受け止められた導電リード６２のそれぞれのバネ付勢部６６を有する雌エッジコネクタハウジングの形式を有する。各コネクタ６０の導電リード６２のバネ付勢部６６は、そのスロット６８に挿入されるよう構成された雄エッジコネクタ（図示しない）の導電部と結合するよう構成される。この種の雄及び雌エッジコネクタは、従来技術において周知であり、説明を簡便にすべく、ここではさらに記述しない。
【００４４】
基板５４の導電パッド５８と電気的に接続可能であり、適当な結合コネクタと結合可能な導電リードを有するコネクタであればいかなるタイプのコネクタであっても使用することが想定されることから、一つ以上のコネクタ６０を有する基板５４の上述の説明は、本発明を制限することとして解釈されるべきものではない。
【００４５】
各コネクタ６０及び対応する結合エッジコネクタ（図示しない）は、結晶５２のピクセル５６をボード基板５４から置かれた適当な処理回路又は電子機器に電気的に接続するために利用され得る。基板５４は、同様に又は代わりに、処理された出力信号を一つ以上のコネクタ６０に伝達するのに先立って結晶５２から受け取った一つ以上の電気信号を処理するためにその上に置かれた処理電気回路又は電子機器６９を備え得る。
【００４６】
図６ａに示された結晶５２の各ピクセル５６の表面は、各ピクセル５６とその対応する基板５４の導電パッド５８との間で接触を容易にする適当な導電性金属コーティングを備える。結晶５２が平面結晶であるならば、金属のコーティングは、図６ａに示された結晶５２の表面の全て又は殆どをカバーするであろう。さらに、図６ａに示されない結晶５２の側面も、適当な導電性金属のコーティングを備える。適当な導電性金属には、プラチナ、金、金プラチナなどが含まれる。上述の説明において、基板５４はプリント基板であるとして説明された。このプリント基板は、ファイバーグラス、セラミック又は他の適当な周知の素材から形成され得る。
【００４７】
図８を参照すると、第二の実施形態に係る放射線検出器７０は、集積回路７４のパターンを形成される面若しくは一番上の面に異方性導電材料１０を介して物理的に且つ電気的に接続された、結晶５２のような半導体放射線検出結晶７２を備える。結晶７２が図９ａに例示するように分割されるならば、その各ピクセル７３は、異方性導電材料１０を介して集積回路７４のパターンを形成された面の上に形成され、図９ｂで示された対応する導電要素又はパッド７５と電気的に連絡する。しかし、結晶７２が平面結晶であるならば、集積回路７４のパターンを形成された面は、その上で導電材料のフィルムを有し得るか、又は、異方性導電材料１０を介して結晶７２の金属被覆された表面と電気的に連絡するための一つ又は複数の導電要素又はパッド７５を備え得る。
【００４８】
集積回路７４のパターンが形成されない面は、異方性導電材料１０などの適当な導電性接着剤を介してプリント基板などの基板７６の導電部に電気的に接続され得る。
【００４９】
必要であれば、集積回路７４は、放射線及び／又は粒子の適当な形式との相互作用に応じて結晶７２によって出力された一つ以上の電気信号を処理するために、そのパターンが形成された面に形成された適当な処理電子機器又は電気回路７７を備え得る。処理電子機器７７は、集積回路７４のパターンを形成された面に形成された導電要素又はパッド７５及び異方性導電材料１０を介して、集積回路７４のパターンを形成された面と対向する結晶７２の表面上のピクセル７３と電気的に連絡し得る。
【００５０】
基板７６と処理電子機器７７及び／又は集積回路７４の導電要素又はパッド７５の間の電気的な接続を容易にするために、集積回路７４の面又は端部は、図８に示すように結晶７２の下から外方へ延出し得る。集積回路７４の延出された面又は端部は、集積回路７４の処理電子機器７７及び／又はパターンを形成された面に形成された導電要素又はパッド７５に電気的に接続可能な接触パッド７８を備える。集積回路７４の処理電子機器７７及び／又は接触パッド７８と、基板７６に置かれた一つ以上のコネクタ（図示しない）及び／又は処理電子機器８１の間の電気的な連絡を容易にするために、基板７６の面又は端部は、図８に示すように集積回路７４の下から外方へ延出し得る。基板７６のこの延出した面又は端部は、ワイヤボンド８２を介して集積回路８４の接続パッド７８に電気的に接続可能な接触パッド８０を備える。さらに、基板７６は、ワイヤボンド８６を介して結晶７２の露出した表面に電気的に接続する接触パッド８４を備え得る。接触パッド８０及び８４も同様に、基板７６上に置かれたコネクタ（図示しない）及び／又は処理電子機器８１と電気的に接続され得る。
【００５１】
図８に示すように、結晶７２の下から延出する集積回路７４の面又は端部、及び、集積回路７４の下から延出する集積回路７４の面又は端部は、階段状の配列を形成する。この階段状の配置により、結晶７２、集積回路７４及び基板７６を適当な方法で電気的に接続するためにワイヤボンド８２及び８６を用いることが容易となる。
【００５２】
基板７６は、当業者に周知のあらゆる方法を用いて、適当なマウントされるハードウェア及び／又は電気的なハードウェアと接続可能である。例えば、結晶７２とは反対側の基板７６の面は、放射線検出機器の取り付けられる基板（図示しない）の上に配置され得る。さらに、集積回路７４の下から延出する基板７６の面又は端部は、外部の処理電子機器（図示しない）に電気的に接続される結合コネクタに結合可能な一つ以上のコネクタ（図示しない）を備え得る。
【００５３】
図１０及び図１１を参照するとともに、図８を引き続き参照すると、第二の実施形態に係る複数の放射線検出器７０が、大面積の放射線検出器８８を形成すべく、図１０に示される方法で配列され得る。より大面積の放射線検出器９０は、放射線検出器８８を形成する第二の実施形態に係る放射線検出器７０のワイヤボンドの端をさらなる放射線検出器７０と重複させることによって、図１１に示される方法により形成され得る。放射線検出器９０の重ね合わされた第二の実施形態に係る放射線検出器７０のワイヤボンド８２が損傷するのを防止すべく、これらのワイヤボンド８２は、適当な封止材料でカプセル化され得るか、適当なフィクスチャー（図示しない）が重ね合わされた第二の実施形態に係る放射線検出器７０のワイヤボンド８２及び８６から間隔をおいて配置された重ね合わされた第二の実施形態に係る放射線検出器７０を維持するために提供され得る。
【００５４】
第二の実施形態に係る放射線検出器７０に関連して用いられた異方性導電材料１０は、図３に関連して上述した方法で硬化処理可能である。即ち、第二の実施形態に係る各放射線検出器７０は、磁場３４の存在下において硬化装置１２の中に置かれ得る。硬化装置１２は、適当な硬化期間、磁場３４の存在下において硬化温度に曝される異方性導電材料１０及びアセンブリのために、適当な硬化温度に熱せられ若しくは予熱され得る。
【００５５】
異方性導電材料１０が硬化する間、第二の実施形態に係る放射線検出器７０の結晶７２と集積回路７４と基板７６との間での相対移動を避けるために、結晶７２と集積回路７４との間、及び、集積回路７４と基板７６との間には、紫外線硬化接着剤１１が配置され得る。この紫外線硬化接着剤１１は、その時、紫外線硬化接着剤１１が硬化を開始するのに十分な時間、一つ以上の光源Ｌからの紫外線に曝され得る。上述のように、異方性導電材料１０は、紫外線硬化成分を含み得るものであり、一つ以上の光源Ｌからの紫外線に曝されるとこの成分も硬化を開始する。紫外線に曝された後、第二の実施形態に係る各放射線検出器７０は、上述した方法で磁場３４の存在下において硬化装置１２の中に置かれ得る。
【００５６】
硬化装置１２内で異方性導電材料１０を硬化する間、集積回路７４及び基板７６の間の相対移動によってそれが損傷することを防止するために、第二の実施形態に係る放射線検出器７０の異方性導電材料１０を硬化処理した後に、ワイヤボンド８２及び８６が据え付けられ得る。しかし、このことは、本発明を制限することとして解釈されるべきものではない。
【００５７】
図６〜図１１に関連して上述した第一及び第二の実施形態に係る放射線検出器５０及び７０の説明は、半導体放射線検出結晶をプリント基板又は集積回路などの基板と接合するための異方性導電材料１０の使用を説明するためのものである。しかし、本発明の精神と範囲からかけ離れることなく、他の周知の基板及び／又は集積回路の形式を放射線検出結晶に結び付けることが可能であるため、上述の第一及び第二の実施形態に係る放射線検出器５０及び７０は、本発明を制限するものとして解釈されるべきものではない。
【００５８】
図１に示すように、異方性導電材料１０は、バインダー４２の中に分散した電気伝導性材料４０を含む。電気伝導性材料４０は、金又は銀などの貴金属でコーティングされた粒子の一つ以上のタイプを含む。電気伝導性材料４０を形成する粒子は、次の一つ以上を含み得る：中実のニッケルコーティング球、中実のニッケル片、中実の炭素／グラファイト球、中実のガラス球、中実の雲母粒子又は片及び中空のガラス球。ここでは、用語「球」は、一般に、粒子がボール状、卵形、若しくは、ボール状及び卵形の若干の変形物を意味している。
【００５９】
中実の炭素／グラファイト球、中実のガラス球、中実の雲母粒子又は片及び中空のガラス球は、球の外側表面と貴金属のコーティングの間のニッケルのコーティングをそれぞれ備える。他の非磁性素材の上のニッケルのコーティングは、それらを磁場３４に影響され易くする。
【００６０】
各粒子は、その上の一つ以上のコーティングを加えて、１００μｍより少ない、好ましくは８０μｍより少ない、より好ましくは１０μｍ〜２５μｍの間の最大寸法を有する。ここでは、用語「最大寸法」は、いずれかの方向で測定された粒子の最大寸法を意味している。例えば、粒子が球であるならば、最大寸法は、球に着いた貴金属の外径である。粒子が不規則な形を有する片であるならば、最大寸法は、粒子の上に着いた貴金属の最も離れた二箇所間の寸法である。
【００６１】
１０μｍ〜２５μｍの間の平均最大寸法を有する粒子は、わずか８０μｍ程度の端部間距離を有する位置合わせされたコンタクトの隣接した対の間で、平行な絶縁された導電パスの形成を可能にすることが観察されている。当然、この平均最大寸法を有する複数の粒子は、１０μｍより小さい寸法、例えば、５μｍの粒子を有するものもあろうし、２５μｍより大きい最大寸法を有する粒子もあろう。これを実現するために、１０μｍ〜２５μｍの間の平均最大寸法を有する電気伝導性材料４０を形成する全粒子の中において、粒子には、わずか５μｍの最大寸法を有するものもあることが観察されている。
【００６２】
第一の具体例に係る異方性導電材料１０は、８２重量％〜９１重量％の化合物と、約６重量％以下の触媒との反応生成物から形成されたバインダー４２を含む。該化合物は、芳香族エポキシ樹脂、二量体脂肪酸ジグリシジルエステル及びオキシランを、それぞれ約３分の１ずつの重量割合で含む。いかなる適当な芳香族エポキシ樹脂も化合物の中で用いられ得る。適当な芳香族エポキシ樹脂には、テキサス州ヒューストンのレゾリューション  パフォーマンス  プロダクツ製のエポン樹脂から入手可能なビスフェノールＡ及びビスフェノールＦのジグリシジルエーテル及び他のそのような樹脂が含まれ得る（ただし、これらに限定されない）。適当な二量体脂肪酸ジグリシジルエステルであれば、いかなるものも、化合物の中で用いられ得る。適当な二量体脂肪酸ジグリシジルエステルには、次式で表されるものが含まれる。
【００６３】
【化１】
2006522467.tif 000003
ここで、Ｒは、Ｃ1〜Ｃ20のアルキレン、アリーレン又はアルカリーレンである。適当なオキシランであれば、いかなるものも、化合物の中で用いられ得る。適当なオキシランには、次式で表されるものが含まれる。
【００６４】
【化２】
2006522467.tif 000004
ここで、Ｒ2は、直鎖又は分鎖のＣ1〜Ｃ20のアルキル、アリール、アルカリル、又は、次式で表されるポリエーテルに由来するものである。
【００６５】
【化３】
2006522467.tif 000005
ここで、Ｒ3は、直鎖又は分鎖のＣ1〜Ｃ12のアルキレンであり、Ｒ4は、直鎖又は分鎖のＣ1〜Ｃ20のアルキル、アリール又はアルカリルであり、“ｎ”は、１〜１００の整数である。本発明のある実施形態において、オキシランは、（ブトキシメチル）−ブチルグリシジルエーテルである。ある限定されない具体例では、芳香族エポキシ樹脂は、各重量割合が約２分の１のビスフェノールＡ及びエピクロロヒドリンの反応生成物である。ある限定されない具体例では、触媒は、第四シアニルＲ置換アミンを含む。第四シアニルＲ置換アミンにおけるＲ基は、Ｃ1〜Ｃ20の直鎖又は分鎖のアルキル、アリール又はアラルキル基であり得る。この第一の具体例において、異方性導電材料１０、電気伝導性材料４０は、銀でコートされた中実のニッケル球を２．５重量％〜７重量％含み、銀でコートされた中実のニッケル片を２．５重量％〜７重量％含む。
【００６６】
第二の具体例に係る異方性導電材料１０は、第一の具体例に係る異方性導電材料１０と同様の電気伝導性材料及び上述の第一の具体例に係る異方性導電材料１０におけるバインダー４２に類似するバインダーとを含み、第二の具体例に係るバインダーは、化合物の対応する重量パーセントに取って代わり、約１０重量％の紫外線硬化修飾体を含む。より具体的には、第二の具体例に係る異方性導電材料１０中のバインダー４２は、紫外線硬化修飾体、触媒及び上述の化合物の反応生成物から形成される。紫外線硬化修飾体は、一般的に、集積回路パッケージを基板に取り付けるために従来技術において通常用いられるタイプの紫外線硬化接着剤１１であり得る。ある典型的な紫外線硬化修飾体は、８重量％〜１２重量％の（メタ）アクリル酸エステル、７６重量％〜８４重量％の（メタ）ウレタンアクリレート、及び、４重量％〜５重量％のヒドロキシアルキルアリールケトンの反応生成物から形成される。
【００６７】
適当な（メタ）アクリル酸エステルであれば、いかなるものも紫外線硬化修飾体の中で用いられ得る。適当な（メタ）アクリル酸エステルには、次式で示されるものが含まれる。
【００６８】
【化４】
2006522467.tif 000006
ここで、Ｒ5は、水素又はメチルであり、Ｒ6は直鎖、分鎖若しくは環状のＣ1〜Ｃ20のアルキル、アリール、アルカリル又はアラルキル基である。ある紫外線硬化修飾体の具体例において、（メタ）アクリル酸エステルは、イソブチル（メタ）アクリル酸である。紫外線硬化修飾体には、適当なヒドロキシアルキルアリールケトンであれば、いかなるものも用いられ得る。適当なヒドロキシアルキルアリールケトンには、次式で示されるものが含まれる。
【００６９】
【化５】
2006522467.tif 000007
ここで、Ｒ7は、少なくとも一つの水酸基を含む直鎖、分鎖若しくは環状のＣ2〜Ｃ20のアルキル基であり、Ｒ8は、Ｃ6〜Ｃ20のアリール、アルカリル又はアラルキル基である。紫外線硬化修飾体の具体例において、ヒドロキシアルキルアリールケトンは、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンである。
【００７０】
第三の具体例に係る異方性導電材料１０は、８重量％〜１２重量％の上述の化合物と、７１重量％〜７９重量％のフェノール樹脂、例えば第四シアニルＲ置換アミンなどの約６重量％以下の触媒、約１２重量％以下の紫外線硬化修飾体系からなる反応生成物から形成されるバインダー４２を含む。適当なフェノール樹脂であれば、いかなるものも用いられ得る。適当なフェノール樹脂には、（これに限定されるものではないが、）ノバラック合成樹脂及びレボル合成樹脂を含む。本発明の具体例において、フェノール樹脂は、ホルムアルデヒド及びフェノール、クレゾール、ビスフェノールＡ、及びビスフェノールＦの一つ以上の反応生成物として形成されたノバラック合成樹脂である。第四シアニルＲ置換アミンは、上述したようである。このバインダー４２は、第三の具体例の異方性導電材料１０を形成するために、約１４重量％の電気伝導性材料４０と混合される。この具体例において、電気伝導性材料４０は、金でコートされた中実のニッケル球である。
【００７１】
第四の実施例に係る異方性導電材料１０は、上述のように、７１重量％〜７９重量％のフェノール樹脂、８重量％〜１２重量％の熱重合した芳香族エポキシ樹脂、及び、上述のように、例えば第四シアニルＲ置換アミンなどの約６重量％以下の触媒からなる反応生成物から形成されるバインダー４２を含む。異方性導電材料１０を形成すべくこの第四の具体例に係るバインダー４２に加えられた電気伝導性材料４０は、ニッケルのコーティングの上に金のコーティングを有する約１０重量％の中実の炭素／グラファイト球と、ニッケルのコーティングの上に金のコーティングを有する約４重量％の中実のガラス球を含む。
【００７２】
第五の実施例に係る異方性導電材料１０は、上述のように、７１重量％〜７９重量％のフェノール樹脂、８重量％〜１２重量％のフェノキシで修飾されたエポキシノバラック樹脂、及び、上述のように、例えば第四シアニルＲ置換アミンなどの約６重量％以下の触媒からなる反応生成物から形成されるバインダー４２を含む。この第五の具体例に係る異方性導電材料１０の電気伝導性材料４０は、ニッケルのコーティングの上に金のコーティングを有する約１０重量％の中実の炭素／グラファイト球と、ニッケルのコーティングの上に金のコーティングを有する約４重量％の中実のガラス球を含む。
【００７３】
異方性導電材料１０の第一から第五の具体例の電気伝導性材料４０からなる粒子が１０μｍ〜２５μｍの平均最大寸法を有するものであり、これらの異方性導電材料１０のそれぞれが上述の方法で硬化処理される場合、わずか８０μｍの端部間距離を有する隣接した平行な絶縁された導電パスが、硬化処理された異方性導電材料１０の断面において観察された。これらの隣接した平行な絶縁した導電パスの絶縁性は、その電気計測によって立証された。
【００７４】
異方性導電材料１０の第一から第五の具体例は、２０ピンの集積回路を基板に取り付け、且つ、集積回路の各コンタクトを集積回路が取り付けられた基板の対応するコンタクトと電気的に接続するために利用された。各集積回路の一つ以上のコンタクトと、異方性導電材料１０の対応する具体例との間の接触抵抗が測定され、以下のような結果が観察された。各集積回路の一つ以上のコンタクトの間の接触抵抗、及び、異方性導電材料１０の対応する具体例は測定され、以下のような結果が観察された。異方性導電材料１０の第一から第三の具体例は、異方性導電材料１０の第四及び第五の具体例より高い接触抵抗を表していた。さらに、異方性導電材料の第一から第三の具体例は、異方性導電材料１０の第四及び第五の具体例の接触抵抗の変化より一桁も大きく変化する接触抵抗を表していた。より具体的には、異方性導電材料１０の第一から第三の具体例は、２０％以下で変化した。その一方、異方性導電材料１０の第四及び第五の具体例の接触抵抗は、２％〜４％の間で変化した。
【００７５】
さらに、異方性導電材料１０の第一から第三の具体例の接触抵抗の安定性は、４０℃で１，０００時間、９５％の相対湿度に曝された場合に６０％も増大若しくは減少した。さらに、異方性導電材料１０の第一から第三の具体例が１，０００時間、６０℃に曝された場合に、接触抵抗が１５％も増大若しくは減少した。最後に、異方性導電材料１０の第一から第三の具体例が−４０℃の温度に１，０００時間曝された場合に、接触抵抗が２０％も増大若しくは減少した。
【００７６】
その一方、異方性導電材料１０の第四及び第五の具体例の接触抵抗は、１，０００時間、４０℃で９５％の相対湿度に曝された場合に、わずか約７％だけ増大若しくは減少した。さらに、異方性導電材料１０の第四及び第五の具体例が６０℃の温度に１，０００時間曝された場合に、各コンタクトの接触抵抗は、わずか約５％だけ増大若しくは減少した。最後に、異方性導電材料１０の第四及び第五の具体例が−４０℃の温度に１，０００時間曝された場合に、各コンタクトの接触抵抗は、わずか約５％だけ増大若しくは減少した。
【００７７】
上述した異方性導電材料１０の具体例は、２５℃において３０，０００センチポアズ及び４５，０００センチポアズの間の粘度であり、７５℃及び１５０℃の間で５０センチポアズ未満の粘度を有する。磁場３４の存在下において適当な硬化温度に異方性導電材料１０を曝すこととともに、このように粘度が大幅に変化することにより、わずか８０μｍの端部間距離を有する位置合わせされたコンタクトの隣接する対の間で隣接しつつも電気的に絶縁された平行な導電パスを形成すべく、バインダー４２の中に分散した電気伝導性材料４０が、磁場３４の影響の下で整列することが可能となる。
【００７８】
金又は銀などの貴金属のコーティングをニッケルのコーティングの上に有する中実の雲母粒子又は片及び／又は中空のガラス球から形成された電気伝導性材料４０は、絶縁された導電パスの端部間距離を減少させるであろうと考えられ、それは、貴金属でコーティングされた同様な大きさの中実のニッケル球、ニッケルのコーティングの上に貴金属のコーティングを有する中実の炭素／グラファイトの球、及び／又はニッケルのコーティングの上に貴金属のコーティングを有する中実のガラス球を利用することで実現される端部間距離を超えて実現可能である。これを目的として、中実の雲母粒子又は片、及び／又は、中空のガラス球の低い重量により、磁場３４の影響の下でそれらの動きを妨げるべくバインダー４２が十分に硬化する前に、磁場３４の影響の下で敏速に動くことが可能になるであろうと考えられる。
【００７９】
当然、異方性導電材料１０の電気伝導性材料４０を形成する粒子がより小さな粒子径を有することにより、導電パスが、より大きな粒子に比べて狭い端部間距離を有する位置合わせされたコンタクトの隣接した対の間で形成されることが可能となる。従って、異方性導電材料１０の電気伝導性材料４０を形成する粒子の平均最大寸法を増大及び減少させることにより、隣接導電パスの間で短絡を発生させることなく、隣接した導電パスによって電気的に接続可能な位置合わせされたコンタクトの隣接した対の端部間距離を増大及び減少させることとなる。
【００８０】
本発明は、好ましい実施形態に関して説明されている。先立つ詳細な説明を読み且つ理解することにより、明らかな部分修正及び変更が他のものに生じるであろう。部分修正及び変更が添付の特許請求の範囲若しくはその均等物の範囲内で行われる限りにおいて、そのような全ての部分修正及び変更が含まれると解釈されるべきことが意図されている。
［関連した出願への相互参照］
【００８１】
この出願は、２００２年７月２５日に提出され「異方性導電化合物」という表題を付けられた米国特許出願番号１０／２０５，２５１の出願、及び、２００２年７月２５日に提出され「異方性導電化合物を保存処理する方法」という表題を付けられた米国特許出願番号１０／２０５，５１５の出願の一部継続出願である。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】基板に置かれた異方性導電材料上に集積回路パッケージを位置決めする状態を示す斜視図を示す。
【図２ａ】図１中の断面線Ｉ−Ｉに沿う、基板及び導電材料から間隔をおいて配置された集積回路パッケージの断面図を示す。
【図２ｂ】図１中の断面線Ｉ−Ｉに沿う、基板に置かれた異方性導電材料と接触した集積回路パッケージの断面図を示す。
【図３】図２ｂの集積回路パッケージ及び基板に挟まれた異方性導電材料を硬化処理するための磁場発生器を内部に有する硬化装置の略図を示す。
【図４】図３の磁場発生器の巻線を流れる電流、及び、それによって発生する磁場に対する電流と時間との関係、及び、磁界の強さと時間との関係をそれぞれ表す図を示す。
【図５】バインダーの中で電気伝導性材料の分布を示す硬化処理された異方性導電材料の絶縁された並列の導電パスの対の拡大分離断面図を示す。
【図６ａ】本発明の第一実施形態に係る放射線検出器の部分分解斜視図を示す。
【図６ｂ】図６ａ中のＶＩｂ−ＶＩｂ線に沿う図を示す。
【図７】図６ａに示された第一実施形態に係る放射線検出器の組み立てられた端面図を示す。
【図８】本発明の第二の実施形態に係る放射線検出器の斜視図を示す。
【図９ａ】図８中のＩＸａ−ＩＸａ線に沿う図を示す。
【図９ｂ】図８中のＩＸｂ−ＩＸｂ線に沿う図を示す。
【図１０】図８に示された第二実施形態に係る放射線検出器を複数用いて形成された大面積の放射線検出器の斜視図を示す。
【図１１】図８に示された第二実施形態に係る放射線検出器を複数用いて形成されたより大面積の放射線検出器の斜視図を示す。
【図１】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図７】
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【図８】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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