(57)【要約】センサタイルのＭ×Ｎアレイは、接着剤を含むコンプライアントフィルムを使用して基板に取り付けられる。コンプライアントフィルムの厚さは、センサタイルの外向きの面が共平面であるように、センサタイルの厚さによって様々である。【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＭおよびＮが正の整数である、センサタイルのＭ×Ｎアレイと、
前記センサタイルの各々の底面に面する基板と、
圧縮可能なコンプライアント材料を含む、前記センサタイルのアレイと前記基板との間のシートと、
前記シート、前記基板、および前記センサタイルの前記底面に接触する、前記センサタイルのアレイと前記基板との間の第１の接着剤と
を含むことを特徴とする撮像デバイス。
【請求項２】
請求項１に記載の装置であって、前記基板が、前記センサタイルの各々の前記底面に面する上面を含み、前記装置が、前記基板の前記上面に取り付けられた電子回路をさらに含むことを特徴とする装置。
【請求項３】
請求項２に記載の装置であって、前記電子回路が、前記センサタイルのアレイに電気的に接続されることを特徴とする装置。
【請求項４】
請求項２に記載の装置であって、前記電子回路と前記基板の前記上面との間の第２の接着剤をさらに含み、前記第２の接着剤が、前記第１の接着剤と同じか、または異なることを特徴とする装置。
【請求項５】
請求項１に記載の装置であって、前記センサタイルの上側が、共通の平面に整列され、前記センサタイルのうちの２つの底面がそれぞれ、異なる平面に整列され、前記シートが、前記センサタイルのうちの前記２つの各々によって、前記基板に対して異なる厚さまで圧縮されることを特徴とする装置。
【請求項６】
請求項１に記載の装置であって、前記センサタイルの上面の上にシンチレータ材料をさらに含むことを特徴とする装置。
【請求項７】
請求項１に記載の装置であって、前記シートが穿孔され、前記第１の接着剤が、前記シートの前記穿孔内に配置され、前記センサタイルに面する穿孔された前記シートの表面が、前記基板に面する前記シートの表面よりも低い摩擦係数を有することを特徴とする装置。
【請求項８】
請求項１に記載の装置であって、前記センサタイルのうちの２つの隣接する縁同士の間の間隙が、前記センサタイルの画素の平均寸法より小さいことを特徴とする装置。
【請求項９】
請求項１に記載の装置であって、前記第１の接着剤が、硬化されると、前記シートの弾性率より少なくとも約１００００倍大きい弾性率を有することを特徴とする装置。
【請求項１０】
タイル張りのセンサアレイを製造する方法であって、前記方法は、
実質的に平坦な表面を提供するステップと、
前記平坦な表面を使用して複数のセンサタイルを整列させるステップと、
基板を提供するステップと、
コンプライアントフィルムを前記基板と接触した状態に置くステップと、
接着剤を前記基板および前記コンプライアントフィルムと接触した状態に配置するステップと、
前記コンプライアントフィルムを前記複数のセンサタイルの裏側に対して押圧するステップであって、接着剤を前記基板および前記複数のセンサタイルの裏側に接触した状態に配置することを含む、ステップと、
前記基板および前記複数のセンサタイルを含み、それらの間にコンプライアントフィルムが接着された状態の前記タイル張りのセンサアレイを取り外すために、前記実質的に平坦な表面を取り除くステップと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の方法であって、前記コンプライアントフィルムが、そこを貫通する複数の穿孔を含み、前記配置するステップが、前記接着剤が前記基板と接触するように前記接着剤を前記複数の穿孔内に配置することを含み、前記押圧するステップが、前記穿孔内の前記接着剤を前記複数のセンサタイルの裏側に接触させることを含むことを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の方法であって、前記平坦な表面が、複数の整列マークを含み、前記複数のセンサタイルを整列させる前記ステップが、前記センサタイルを前記マークに整列させることを含むことを特徴とする方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の方法であって、前記複数のセンサタイルを整列させる前記ステップが、前記センサタイルを整列状態へと動かしている間、カメラを使用して前記整列マークおよび前記センサタイルを見ることを含むことを特徴とする方法。
【請求項１４】
請求項１１に記載の方法であって、前記平坦な表面が、真空源までの真空経路を提供するために通路を含み、前記方法が、前記複数のセンサタイルを整列させる前記ステップの後、前記真空源を使用して、前記センサタイルを前記平坦な表面上で整列位置に保持するステップをさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項１５】
請求項１１に記載の方法であって、前記複数のセンサタイルを整列させる前記ステップが、真空源を使用して、前記センサタイルを移送機構に固定することを含むことを特徴とする方法。
【請求項１６】
請求項１１に記載の方法であって、前記コンプライアントフィルムが、第１の表面および第２の表面を含み、前記コンプライアントフィルムの前記第１の表面が前記第２の表面より大きい摩擦係数を有し、前記方法が、前記コンプライアントフィルムの前記第１の表面を前記基板に接触した状態に置くステップをさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項１７】
請求項１１に記載の方法であって、前記複数のセンサタイルそれぞれが、感光面を有し、前記方法が、前記感光面を前記平坦な表面と接触した状態に置くステップをさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項１８】
ＭおよびＮが正の整数である、感光タイルのＭ×Ｎアレイと、
センサタイルの各々の底面に面する基板と、
前記感光タイルのアレイと前記基板との間のコンプライアントフィルムであって、前記フィルムが、前記基板および前記感光タイルのアレイを一緒に固定するための接着剤を含み、前記コンプライアントフィルムの厚さが、前記基板と前記タイルのうちの第２のタイルとの間のその厚さと比較して、前記基板と前記タイルのうちの第１のタイルとの間では異なり、前記センサタイルの上側が共平面である、コンプライアントフィルムと
を含むことを特徴とする装置。
【請求項１９】
請求項１８に記載の装置であって、前記コンプライアントフィルムが、そこを貫通する複数の穿孔を含み、前記穿孔が、その中に接着剤を含み、各穿孔内の前記接着剤が、前記基板および前記感光タイルのうちの１つの感光タイルと接触していることを特徴とする装置。
【請求項２０】
請求項１８に記載の装置であって、前記タイルの平面形状からの偏差が約０．３ｍｍ以下であることを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、医療用放射線撮像システムの分野、特に、フラットパネルディテクタ（ＦＰＤ）とも称されるデジタルラジオグラフィ（ＤＲ）Ｘ線ディテクタ、およびフラットパネルディテクタを作製する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
投影ラジオグラフィにおいて使用される固体式の電離放射線に基づくディテクタは、通常、直接または間接変換式画像センサを必要とする。例えばセレンを使用して作製される直接変換式画像センサは、光伝導物質内のＸ線を直接捕捉して、画素アレイ内に電気信号を生成する。例えばアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）を使用して作製される間接式センサ、および相補形金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）は、発光物質を使用してＸ線を画素アレイ内の可視光に変換する。大面積フラットパネルディテクタを製造するためには、より小さな平面の矩形センサアレイが、Ｍ×Ｎの２次元配置で一緒にタイル張りされて、より大きなパネルを形成し得る。したがって、特定の撮像用途では、そのようなより小さな画像センサタイルの正確な整列および組立てが所望され得る。本開示の発明の実施形態は、複数の画像センサタイルを有利に組み立てるための単純かつ優れた方法を提供することを目的とする。
【０００３】
上で論じたことは、単に一般的な背景情報であり、特許請求された主題の範囲を決定する助けとして使用されることは意図されない。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
センサタイルのアレイは、接着剤を含むコンプライアントフィルムを使用して基板に取り付けられ得る。コンプライアントフィルムの厚さは、センサタイルの外向きの面が共平面であるように、センサタイルの厚さによって様々である。
【０００５】
一実施形態において、撮像デバイスは、センサタイルの底面上に基板が取り付けられたセンサタイルのアレイを有し得る。センサタイルのアレイと基板との間にシートが配置され、このシートは圧縮可能なコンプライアント材料でできている。接着剤もまた、シートの両側上にセンサタイルのアレイと基板との間に配置される。
【０００６】
別の実施形態において、タイル張りのセンサアレイを製造する方法は、実質的に平坦な表面を提供するステップと、平坦な表面を使用して複数のセンサタイルを整列させるステップと、コンプライアントフィルムを基板上に、それらの間に接着剤を使用して置くステップと、コンプライアントフィルムを複数のセンサタイルの裏側に対して押圧するステップであって、それらの間に接着剤を含む、ステップと、間にコンプライアントフィルムが接着されているタイル張りのセンサアレイおよび基板を取り外すために、平坦な表面を取り除くステップとを含む。
【０００７】
別の実施形態において、装置は、感光タイルのアレイおよびタイルの底面に面する基板を含む。コンプライアントフィルムは、アレイと基板との間に置かれ、このフィルムは、接着剤を含む。コンプライアントフィルムの厚さは、基板とタイルのうちの第１のタイルとの間では、基板とタイルのうちの第２のタイルとの間のフィルムと比較して異なる。センサタイルの上側は共平面である。
【０００８】
上の発明の概要は、要素が置き換え可能でない個々の別々の実施形態を説明することを意味しない。実際、特定の実施形態に関して説明される要素の多くは、一緒に使用することができ、おそらくは、他の説明される実施形態の要素と置き換えることができる。多くの変更および修正が、本発明の趣旨から逸脱することなく本発明の範囲内で行われてもよく、本発明は、そのような修正をすべて含む。以下の図面は、相対的な大きさ、角度関係、相対的な位置、またはタイミング関係に関していかなる正確なスケールで描くことも、互換性、置き換え、または必要な実装形態の表現に関していかなる組み合わせの関係を描くことも意図されていない。
【０００９】
本発明の簡単な説明は、１つまたは複数の例示的な実施形態に従って本明細書において開示される主題の概略を提供することのみを目的とし、請求項を解釈するため、または本発明の範囲を規定もしくは制限するための指針として機能するものではなく、本発明の範囲は添付の特許請求の範囲によってのみ規定される。本概要は、概念の例示的選択を簡略化した形態で紹介するために提供されるものであり、これらは以下の詳細な説明においてさらに説明される。本概要は、特許請求された主題の重要な特徴または必要不可欠な特徴を特定することを意図せず、特許請求された主題の範囲を決定する助けとして使用されることも意図しない。特許請求された主題は、背景技術において記されたいくつかまたはすべての欠点を解決する実装形態に制限されない。
【００１０】
本発明の特徴を理解することができるような様式で、本発明の詳細な説明は、特定の実施形態を参照して行われる場合があり、それらの実施形態の一部は、添付の図面に例示される。しかしながら、図面は、本発明の特定の実施形態を例示するだけであり、したがって、本発明の範囲を制限すると見なされるべきではなく、本発明の範囲は他の同等に効果的な実施形態を包含するということに留意されたい。図面は、必ずしも一定の縮尺ではなく、本発明の特定の実施形態の特徴を例示するにあたって全体的に強調されている。図面において、同様の数字は、様々な図にわたって同様の部分を示すために使用される。したがって、本発明のさらなる理解のために、図面と関連して読まれる以下の詳細説明を参照することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】ＤＲディテクタを使用した例となる放射線撮像システムを示す概略図である。
【図２】整列配向を伴う例となる複数のダイのＭ×Ｎの２次元配置の図である。
【図３Ａ】例となるタイル張りの画像センサ組立品における複数のダイを示す側面図である。
【図３Ｂ】図３Ａの例となるタイル張りの画像センサ組立品における複数のダイを示す上面図である。
【図４】整列配向を伴う別の例となる複数のダイのＭ×Ｎの２次元配置の図である。
【図５】ガラスフラットおよび整列マーカを伴うＭ×Ｎの２次元配置にある２つのダイを使用した例となるタイル張りの画像センサ組立品の組立分解等角図である。
【図６】図３Ａ〜３Ｂおよび図５のタイル張りの画像センサ組立品を作製する例となる方法のフローチャートである。
【図７】例となるタイル張りの画像センサ組立品を作製する例となる方法のステップを示す側面図である。
【図８】例となるタイル張りの画像センサ組立品を作製する例となる方法の別のステップを示す側面図である。
【図９】例となるタイル張りの画像センサ組立品を作製する例となる方法の別のステップを示す側面図である。
【図１０】例となるタイル張りの画像センサ組立品を作製する例となる方法の別のステップを示す側面図である。
【図１１】例となるタイル張りの画像センサ組立品を作製する例となる方法の別のステップを示す側面図である。
【図１２】例となるタイル張りの画像センサ組立品を作製する例となる方法の別のステップを示す側面図である。
【図１３】例となるタイル張りの画像センサ組立品を作製する例となる方法の別のステップを示す側面図である。
【図１４】例となるタイル張りの画像センサ組立品を作製する例となる方法の別のステップを示す側面図である。
【図１５】例となるタイル張りの画像センサ組立品を作製する例となる方法の別のステップを示す側面図である。
【図１６Ａ】センサタイルに印加される圧力方向、およびそれにより生じるセンサタイルにおける代表的な撓みを例示する斜視図である。
【図１６Ｂ】センサタイルに印加される圧力方向、およびそれにより生じるセンサタイルにおける代表的な撓みを例示する斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
１つの例となる投影Ｘ線システム１００の概略図が図１に示される。システム１００は、定常固定された診療室システムまたは可動のＸ線撮像システムであり得る。Ｘ線源１１２およびＤＲディテクタ１１４は、例えば、ガントリ駆動システム、Ｃアーム、またはテーブルシステムなどの回転可能なシステムの一部であり得る。ディテクタ１１４は、Ｘ線源１１２の正反対に位置付けられ、検査を受ける対象１１０がそれらの間に位置付けられ、それによりＸ線１０４は、対象１１０を通過して、ディテクタ１１４内の撮像素子、即ち画素、の２次元アレイによって検出される。対象１１０を源１１２およびディテクタ１１４の回転軸に維持しながらの、矢印１０２によって示されるいずれかの方向における源１１２およびディテクタ１１４コンポーネントの回転は、Ｘ線撮像システム１００において医療および歯科応用などでのコーンビーム断層撮影法（ＣＢＣＴ）および３Ｄ画像再構成応用を可能にするために使用され得る。Ｘ線発生装置１１６は、Ｘ線源１１２にＸ線照射１０４の１つのパルスまたはパルスシーケンスを発射させ、この発射は、ディテクタ制御回路１１８を使用して、制御され、ディテクタ１１４の起動と同期される。今説明したＸ線システム１００コンポーネントの動作および制御は、コンピュータシステム１０６において中央集権化され得る。図１に示されるような、例となるＤＲディテクタ１１４およびその中の画像センサ組立品１１５は、本明細書内でより詳細に説明される。図１に例示されるようなＸ線システム１００コンポーネントの配向は、様々であり得る。検査を受ける対象１１０は、人間もしくは動物の患者、または別の対象であり得、検査台に横になっているか、立っているか、上体を起こして座っているか、またはなんらかの他の好適な配向で源１１２およびディテクタ１１４に対して位置付けられる場合がある。
【００１３】
図２は、本発明の画像センサ組立品１１５（図１）の１つまたは複数の開示される実施形態で使用されるような画像センサタイル２０１〜２０４のＭ×Ｎアレイ２００の図である。センサタイル２０１〜２０４の各々は、本明細書内で例示されるように、実質的に平面で略矩形である。センサタイル２０１〜２０４の各々は、本明細書では上側またはセンサ側と称される主面と、本明細書では底面または裏側と称される上側と反対の主面とを有するとされ得る。図２の実施形態例においては、Ｍ＝２およびＮ＝２であるが、他の実施形態が可能であり、他の実施形態は、本明細書内では代替の実施形態と見なされ、よって、ＭおよびＮは、同じまたは異なる値を有する自然数（即ち、正の整数１、２、３・・・）であり、ＭまたはＮのうちの少なくとも１つは、１より大きくなければならない。センサタイル２０１〜２０４はまた、センサダイが、典型的には、より大きな薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）ガラスまたはシリコンウェハから精密切断または「ダイスカット」されるため、本明細書内では個々に「ダイ（ａ  ｄｉｅ）」または複数形で「ダイ（ｄｉｅ）」と称され得る。複数のダイは、図２の矢印２０８によって示されるように、Ｘ、Ｙ、およびシータＺ（θｚ）軸内に互いに整列される必要がある。矢印２０６によって示される隣接するダイ同士の間の間隙は、ダイが最終的に位置付けられると最小限にされることが意図され、画素の幅（または長さ）の約半分以下の距離を有し得、画素幅（または長さ）は、平均画素幅（または長さ）、画素の設計された幅（または長さ）、または平均長さもしくは幅であり得る画素の平均寸法を参照するなど、ダイ２０１〜２０４のうちの１つまたはすべての上に形成される１つまたは複数の画素を参照して規定または測定され得る。整列は、ダイ間「デッドゾーン」画素の数を最小限にするような方法で達成され、そうしない場合は、「デッドゾーン」画素がディテクタ１１４によって捕捉される放射線画像内に現れる場合がある。整数のダイ間デッドゾーン画素が所望され、１画素幅のデッドゾーンが好ましい。ダイ間のそのような整列は、典型的には、約１／１０ｔｈ（０．１）画素の公差まで制御され得る。アーチファクトのない投影放射線画像を生成するには、このような精度の整列が必要不可欠であり得る。
【００１４】
ダイ２０１〜２０４上の電気接点またはボンドパッド２１０は、各ダイ２０１〜２０４の一端に隣接して配置される。これが、当業者には３面バッタブル構造として知られているものを可能にする。４つのダイの配置が図２には示されているが、３面バッタブル構造を維持しながら追加のダイをＸ方向に整列させることができるため、本発明は４つのダイに限定されない。
【００１５】
図３Ａおよび図３Ｂは、本発明の画像センサ組立品１１５の一実施形態の側面図および上面図をそれぞれ示す。画像センサアレイ２００（図２）の整列後、リジット基板３０２は、コンプライアント層、支持部、シート、またはフィルム３０６を使用してＭ×Ｎ配置のダイ２００に結合される。アナログおよび／またはデジタルディテクタ電子回路を有する印刷回路基板（ＰＣＢ）３０８、３０９は、接着剤５０８、５０９（図５）をそれぞれ使用して基板３０２に追加され、画像センサ組立品１１５の一体部品として画像センサ配置２００に電気的に接続され得る。画像センサタイル２０１〜２０４とＰＣＢ３０８、３０９との間の電気接点は、ワイヤボンディング３１０、フレックス回路による異方導電性フィルム（ＡＣＦ）ボンディング、または他の好適な電気接点手段および方法を含み得る。図３Ｂの紙面から外を向くダイ２０１〜２０４の主面は、センサタイル２０１〜２０４の上側、即ち上面であり、基板３０２の反対を向いている。上側、即ちセンサ側は、概して、撮像システム１００の操作者によって、ＤＲディテクタ１１４を使用した検査中にＸ線源を向くように位置付けられる。ダイ２０１、２０２、２０３、および２０４のそれぞれの上面３１１、３１２、３１３、および３１４は、図３Ａおよび図３Ｂの側面図および上面図内に例示される。
【００１６】
本発明の詳細の理解を簡便および容易にするため、図４に示されるような、Ｍ＝１およびＮ＝２である、２つのダイ２０１、２０２のＭ×Ｎ構成４００が、画像センサ組立品１１５を作製するのに使用される例となる実施形態として本明細書内では説明される。様々なサイズの他のＭ×Ｎ構成が、本明細書に添付された特許請求および以下の説明の範囲内であると見なされる。
【００１７】
図５は、上記のように本発明で使用されるコンポーネントの組立分解等角図を示す。さらに図５に示されているのは、本明細書内で説明されるようなダイ整列プロセス中に使用されるガラスフラット５０２である。ガラスフラット５０２は、平面な剛性の高いデバイスであり、各ダイ２０１、２０２のセンサ側に面するその平坦な上面の上に複数の整列マーカ５０４（図５の例では６つのマーカ）を有する。ガラスフラット５０２はまた、そこを貫通して形成された、ダイの各々に対応する複数の穴５０６を含む。一実施形態において、穴５０６のうちの１つは、ダイ２０１、２０２の各々に対応する。本明細書内に説明されるように、穴５０６は、穴５０６が真空源のための通路として機能するように穴５０６と連通している真空（吸引）源を使用して、ダイ２０１、２０２をガラスフラットに固定するために使用される。以下に説明されるように、コンプライアントフィルム３０６は、そこを貫通して形成された、中に適用される接着剤１１０８（図１１）のパターン３０９に対応する穿孔３０７を有し得る。
【００１８】
図６は、本発明の複数の実施形態を作製する例となる方法のフローチャートである。図６に例示されるステップは、図７〜図１５を参照してより詳細に説明される。これよりステップ６０２〜６０６が、図７に関して説明される。ステップ６０２では、ダイ２０１が選択されてガラスフラット５０２整列治具上に置かれ、このガラスフラット５０２整列治具は、そこにダイ２０１を整列させるために上に整列マーク５０４を有する。保護層（図示せず）が、本明細書に説明される手順の前またはその最中にダイ２０１の少なくともセンサ側に適用され得、それは必要に応じて後で取り除かれ得る。
【００１９】
この例では、ダイ２０１をガラスフラット５０２の上に置くために、ダイ２０１は、まず移送プレート７０２に押し当てられ、この移送プレート７０２は、そこを貫通して形成された少なくとも１つの穴７０３を有し、よって、真空源７１０が穴７０３に適用されて、ダイ２０１をプレート７０２に押し当てると同時に、ダイ２０１を移動させて、ガラスフラット５０２上の整列マーカ５０４のうちの選択されたものの上に位置付ける。真空（吸引）源７１０は、穴７０３が真空のための通路として機能するように穴７０３と連通している。代替的に、移送プレートと真空源の代わりに締め金が使用され得る。ダイ２０１の移動および位置付けを容易にするために、機構（図示せず）が移送プレート７０２に取り付けられ得る。ステップ６０４では、視覚カメラ７０６および光学部品７０４が、ガラスフラット５０２を通してダイ２０１の特徴部（ダイ２０１の端など）および選択された整列マーカ５０４を撮像するために使用され得る。したがって、ガラスフラット５０２は、有利には、そこを通して見るためにカメラ７０６の使用を可能にするのに十分な好適に透明な材料から作製される。光学部品７０４は、ダイ２０１および整列マーカ５０４のいずれかまたは両方の適切な焦点合わせを可能にするために調節可能であり得る。ステップ６０６では、Ｘ、Ｙ、θｚ方向におけるダイ２０１の整列が実施される。
【００２０】
ダイ２０１の最終的な整列が達成された後、図８およびステップ６０８を参照すると、真空源８１０が、ガラスフラット５０２内の穴５０６の底に適用されて、ガラスフラット５０２の上面に対してダイ２０１を係合する。次いで、移送プレート７０２への真空７１０が取り除かれ、ダイ２０１をガラスフラット５０２に対して固定したまま、移送プレート７０２をダイ２０１から外す。決定ステップ６１０では、図９〜１０を参照すると、次いで、第２のダイ２０２が、ガラスフラット５０２上の選択された整列マーカ５０４を使用して、第１のダイ２０１に隣接して、または必要な場合には当接して、整列される。第２のダイ２０２は、上記の第１のダイ２０１を整列させるために使用されるものと同じプロセスステップ６０２〜６０８を使用して整列される。第２のダイ２０２の整列後、決定ステップ６１０に戻り、図９〜１０を参照すると、必要な場合には、第３のダイおよび／または追加のダイが、ガラスフラット５０２上の選択された整列マーカ５０４を使用して、第１のダイ２０１または第２のダイ２０２に隣接して、または必要な場合には当接して、整列され、ガラスフラット５０２上のダイ１０００の完全な整列された配置を形成する。第３のダイおよび／または追加のダイは、第１のダイ２０１および第２のダイ２０２を整列させるために使用されるものと同じプロセスステップ６０２〜６０８を使用して整列され得る。厚さ、逃げ、および楔形に主に起因するダイごとの差異が原因で、両方のダイ２０１、２０２および任意の追加のダイの裏側（即ち、ガラスフラット５０２の反対を向いている表面）は、共平面ではない場合がある。例として、本明細書に例示されるダイ２０１、２０２を製造するためにダイスカットされる直径２００ｍｍのシリコンウェハは、その直径にわたって０．０５０ｍｍもの厚さおよび平坦性の差異を有し得る。したがって、本明細書内で説明されるように、複数のダイ２０１、２０２への基板の取り付けは、本明細書に説明されるようなコンプライアントフィルム３０６を使用することによって、厚さにおけるこれらの差異を許容することが望まれる。
【００２１】
所望の数のダイ２０１、２０２が、本明細書に説明されるようにガラスフラット５０２へと整列された後、決定ステップ６１０の後にステップ６１２および６２０が続き得、図１１を参照すると、ここではコンプライアントフィルム３０６が、基板３０２の１つの表面上に位置付けられ、コンプライアントフィルム３０６は、そこを貫通して形成された複数の穿孔３０７を有する。基板３０２の表面に面するコンプライアントフィルム３０６の表面１１０４は、基板３０２の表面とのより粘着性の高い係合を促進するために、その反対側１１０６よりも高い摩擦係数を有するように製造され得るか、またはその反対側１１０６よりも高い摩擦係数を提供するように後で処理され得る。基板３０２の反対を向いているコンプライアントフィルム３０６の反対面１１０６は、ダイ２０１、２０２に対するより良好な再位置付け能力のためにより低い粘着性を有するか（図１２）、または全く粘着性がないかのいずれかであり得る。ステップ６２０では、粘性が高く粘着性の高い接着剤１１０８が、図１１に示されるように、接着剤１１０８が少なくとも基板３０２の表面に接触するように接着剤１１０８を少なくとも穿孔３０７内へ置くディスペンサ１１１０を使用して、コンプライアントフィルム３０６内の穿孔３０７内へと分注される。接着剤１１０８は、必要に応じて、ＵＶ、熱、または室温硬化接着剤であり得る。一実施形態において、接着剤１１０８は、高速硬化時間を有するＵＶ硬化接着剤であり、また、硬化動作中の基板とダイとの間の歪みおよび応力を最小限にする（図１２）。一実施形態において、接着剤がＵＶ硬化された後、粘性の高い接着剤１１０８と比較して著しく低い剛直性および弾性率を有するコンプライアントフィルム３０６が選択され得る。１つの例となるコンプライアントフィルムは、ミネソタ州セントポールの３Ｍ  ｃｏｍｐａｎｙによって、ＶＨＢ４９１４という名で製造および販売されており、ＶＨＢ４９１４は、弾性率Ｅｆ＝０．６ＭＰａで０．１００ｍｍ厚である。より厚みのあるコンプライアントフィルムも同様に使用することができ、ダイごとの平坦性および厚さのより大きな差異を許容する。例となる粘性の高い接着剤１１０８は、コネチカット州トリントンのＤｙｍａｘ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎによって、ＯＰ−６１という名で製造および販売されており、ＯＰ−６１は、硬化弾性率Ｅｖ＝１６，０００ＭＰａおよび粘度１６０，０００ｃＰを有するＵＶ硬化型接着剤である。この特定の接着剤は、０．４％という低い収縮性、ならびに０Ｃあたり４３ｐｐｍ（百万分率）という低い熱膨張係数を有する。本明細書で言及されるコンプライアントフィルム３０６および接着剤１１０８のプロパティは、タイル張りの画像センサ組立品１１５の熱安定および長期安定を達成するのに適切である。
【００２２】
図１２およびステップ６２２を参照すると、基板３０２、および粘性の高い接着剤１１０８が中に分注されているコンプライアントフィルム３０６は、反転されて、ダイ１０００の整列された配置に対して押圧され、ここでは穿孔３０７内の接着剤１１０８は、ダイ２０１、２０２の裏側に接触する。一実施形態において、ステップ６２４で、硬化接着剤を使用して、硬化プロセスが実施され得る。基板は、この実施形態では、ＵＶ光に対して光学的に透明であり得る。一実施形態において、ＵＶ硬化接着剤が使用され得、紫外（ＵＶ）光などの硬化源１２０２が、ステップ６２４での硬化プロセスにおいて使用され得る。一実施形態において、異なる接着剤が使用され得、ここでは別個の硬化ステップは必要とされない。ダイ１０００の整列された配置への基板３０２の接着が完了した後、穴５０６に適用される真空源８１０が切られ、図１３およびステップ６２６を参照すると、タイル張りのセンサ１３００は、ガラスフラット５０２から取り除かれる。この時点で、ダイ２０１、２０２、上面３１１、３１２はそれぞれ共平面であり、これは、適切な画像鮮鋭度および均一性が達成されるように、タイル継ぎ目１３０２では特に重要である。コンプライアントフィルム３０６は、基板３０２とダイ２０２との間のその厚さと比較して、基板３０２とダイ２０１との間でより小さい厚さ１３０４まで圧縮される。これは、ダイ２０１、２０２がコンプライアントフィルム３０６に対して押圧されるときの、ダイ２０１、２０２の厚さの差異（ダイ２０１の方が厚い）に起因する。
【００２３】
所望の数のダイ２０１、２０２が、本明細書に説明されるようにガラスフラット５０２へと整列された後、決定ステップ６１０の後に代替的にステップ６１２および６１６が続き得、図１１を参照すると、ここではコンプライアントフィルム３０６が、基板３０２の１つの表面上に位置付けられて、接着され、コンプライアントフィルム３０６は、そこを貫通して形成された複数の穿孔３０７を有する。図示されないが、穿孔のない代替のコンプライアントフィルムが、基板３０２の１つの表面上に位置付けられ、接着され得る。穿孔ありまたはなしのコンプライアントフィルム３０６は、一方または両方のその主面の上を、接着剤で被覆されるか、処理されるか、積層されるか、含浸され得る。代替的に、コンプライアントフィルム３０６は、本明細書に説明される方法で使用されない場合があり、接着剤のみが、基板とダイ２０１、２０２との間に置かれ得る。本明細書に説明される接着剤は、必要に応じて、ＵＶ、熱、または室温硬化接着剤であり得る。一実施形態において、接着剤は、高速硬化時間を有するＵＶ硬化接着剤であり、硬化動作中の基板とダイとの間の歪みおよび応力を最小限にもする（図１２）。
【００２４】
図１２およびステップ６１８を参照すると、本明細書に説明されるような、基板３０２、および、接着剤を上に有する穿孔ありまたはなしのコンプライアントフィルム３０６は、反転されて、ダイ１０００の整列された配置に対して押圧される。硬化接着剤を使用する一実施形態において、接着性のあるコンプライアントフィルム３０６が、ダイ２０１、２０２の裏側に接触し、硬化プロセスが実施され得る。一実施形態において、ＵＶ硬化接着剤が使用され得、紫外（ＵＶ）光などの硬化源１２０２が、硬化プロセスにおいて使用され得る。一実施形態において、異なる接着剤が使用され得、ここでは別個の硬化ステップは必要とされない。ダイ１０００の整列された配置への基板３０２の接着が完了した後、穴５０６に適用される真空源８１０が切られる場合があり、図１３およびステップ６２６を参照すると、タイル張りのセンサ１３００は、ガラスフラット５０２から取り除かれる。この時点で、ダイ２０１、２０２、上面３１１、３１２はそれぞれ共平面であり、これは、適切な画像鮮鋭度および均一性が達成されるように、タイル継ぎ目１３０２では特に重要である。穿孔ありまたはなしのコンプライアントフィルム３０６は、基板３０２とダイ２０２との間のその厚さと比較して、基板３０２とダイ２０１との間でより小さい厚さ１３０４まで圧縮される。これは、ダイ２０１、２０２がコンプライアントフィルム３０６に対して押圧されるときの、ダイ２０１、２０２の厚さの差異（ダイ２０１の方が厚い）に起因する。
【００２５】
ステップ６２６が完了した後、図１４を参照すると、それぞれのＰＣＢ３０８、３０９を、それぞれ接着剤５０８、５０９、感圧接着剤（ＰＳＡ）、留め金具、または他の手段を使用して基板３０２に取り付けることができる。図１５を参照すると、ＰＣＢ３０８、３０９とダイ２０１、２０２との電気接続は、ワイヤボンド３１０、または本明細書に説明されるような他の手段を使用して形成され得る。間接変換式画像センサを使用する実施形態では、Ｘ線波長変換器としての使用のためのシンチレータ１５０６が、タイル張りのセンサ２０１、２０２の上面に適用されて、画像センサ組立品１１５を形成し得る。タイル張りのセンサ２０１、２０２へのシンチレータ１５０６の適用は、圧力、光学結合接着剤（ＯＣＡ）取り付け、または同様の光学結合ゲルもしくは接着剤により実施することができる。
【００２６】
有限要素解析（ＦＥＡ）シミュレーションを実施して、コンプライアントフィルム３０６ありまたはなしでの、タイル張りのセンサ組立品に対するシンチレータの取り付けの効果を測定した。このシミュレーションでは、０．５ＭＰａの均一な圧力１６０１を両方のダイ２０１、２０２の上に印加した。図１６Ａは、粘性の高い接着剤のみがダイ２０１と基板３０２との間に接着されるときの、Ｚ方向１６０３におけるダイ２０１、２０２の測定された頂点間変形１６０５、即ち、ｘｙ平面における平面形状からの偏差の表れを示す。図１６Ｂは、粘性の高い接着剤１１０８およびコンプライアントフィルム３０６の両方がダイ２０１、２０２と基板３０２との間に接着されるときの、Ｚ方向１６０３におけるダイ２０１、２０２の測定された変形１６０７の表れを示す。粘性の高い接着剤１１０８のみの場合では、最大変形１６０５は、０．３２５ｍｍと測定され、粘性の高い接着剤１１０８およびコンプライアントフィルム３０６の両方の場合では、変形１６０７は、０．０１５ｍｍと測定された。したがって、変形は、コンプライアントフィルム３０６を使用するとき、２０倍を超えて著しく低減される。これが、優れたシンチレータ取り付けおよび撮像性能をもたらす。
【００２７】
ここに書かれた説明は、最良の形態を含む、本発明を開示するための例を使用し、また、任意のデバイスまたはシステムを作製および使用すること、ならびに任意の組み込まれた方法を使用することなど、当業者が本発明を実践することを可能にするための例を使用する。本発明の特許請求が可能な範囲は、特許請求項によって規定され、当業者が思い付く他の例を含み得る。そのような他の例は、それらが請求項の文言と違わない構造的要素を有する場合、またはそれらが請求項の文言とわずかな違いのある等価の構造的要素を含む場合、特許請求の範囲内であることが意図される。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【国際調査報告】
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