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JP2020177033A - Radiation detector - Google Patents

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JP2020177033A
JP2020177033A JP2020133969A JP2020133969A JP2020177033A JP 2020177033 A JP2020177033 A JP 2020177033A JP 2020133969 A JP2020133969 A JP 2020133969A JP 2020133969 A JP2020133969 A JP 2020133969A JP 2020177033 A JP2020177033 A JP 2020177033A
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JP
Japan
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scintillator layer
resin frame
protective film
photoelectric conversion
radiation detector
Prior art date
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Pending
Application number
JP2020133969A
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Japanese (ja)
Inventor
章仁 榑林
Akihito Kurebayashi
章仁 榑林
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Hamamatsu Photonics KK
Original Assignee
Hamamatsu Photonics KK
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Publication date
Application filed by Hamamatsu Photonics KK filed Critical Hamamatsu Photonics KK
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Abstract

To provide a radiation detector which achieves both miniaturization of a device and enlargement of an effective area of a scintillator layer, and also achieves improvement in productivity.SOLUTION: A radiation detector 1 includes: a photoelectric conversion element array 7; a scintillator layer 8; a resin frame 9; and a protective film 13. An outer edge 13a and a groove part 9a of the protective film 13 are in a state of being processed by a laser beam. A peripheral edge part 8b of the scintillator layer 8 has a tapered shape whose height gradually decreases toward the outside of the scintillator layer 8. A distance D1 between an inner edge E1 of the resin frame 9 and an outer edge E3 of the scintillator layer 8 is equal to or less than one mm.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、放射線検出器に関する。 The present invention relates to a radiation detector.

従来、下記特許文献1に示されるように、センサパネル(受光部)上に柱状結晶構造のシンチレータ層を形成した放射線検出器(放射線検出素子)が知られている。この放射線検出器では、受光部の外側に、受光素子と電気的に接続される複数のボンディングパッドが配置されている。また、シンチレータ層の積層方向から見た場合に、シンチレータ層とボンディングパッドとの間を通り且つシンチレータ層を包囲するように樹脂枠が形成されている。シンチレータ層は、耐湿保護膜によって覆われており、耐湿保護膜の外縁は、樹脂枠上に達している。 Conventionally, as shown in Patent Document 1 below, a radiation detector (radiation detection element) in which a scintillator layer having a columnar crystal structure is formed on a sensor panel (light receiving portion) is known. In this radiation detector, a plurality of bonding pads electrically connected to the light receiving element are arranged outside the light receiving portion. Further, when viewed from the stacking direction of the scintillator layer, a resin frame is formed so as to pass between the scintillator layer and the bonding pad and surround the scintillator layer. The scintillator layer is covered with a moisture-resistant protective film, and the outer edge of the moisture-resistant protective film reaches on the resin frame.

このような放射線検出器を備える放射線検出装置は、据置型の装置に加えて、ポータブル型の装置についても需要がある。そこで、放射線検出装置を小型化及び軽量化することが求められている。このため、放射線検出装置を構成する放射線検出器を小型化及び軽量化することが求められている。放射線検出器を小型化するためには、樹脂枠をなるべく小さくすると共に、樹脂枠とシンチレータ層の外縁との距離をなるべく短くすることで、樹脂枠の内側領域におけるシンチレータ層の面積(有効面積)をなるべく大きくとることが好ましい。 A radiation detection device provided with such a radiation detector is in demand for a portable device in addition to a stationary device. Therefore, it is required to reduce the size and weight of the radiation detection device. Therefore, it is required to reduce the size and weight of the radiation detector constituting the radiation detection device. In order to reduce the size of the radiation detector, the resin frame should be made as small as possible and the distance between the resin frame and the outer edge of the scintillator layer should be as short as possible to reduce the area (effective area) of the scintillator layer in the inner region of the resin frame. It is preferable to take as large as possible.

特許第3077941号公報Japanese Patent No. 3077941

ところで、上記特許文献1記載の放射線検出器の製造過程においては、樹脂枠上に形成された耐湿保護膜が、樹脂枠に沿ってカッターにより切断される。しかし、樹脂枠を小型化すると共に樹脂枠とシンチレータ層の外縁との距離を短くした状態において、カッターで耐湿保護膜を切断する作業には、相当の熟練度を要するため、生産性及び製造コストの観点から改善の余地がある。 By the way, in the manufacturing process of the radiation detector described in Patent Document 1, the moisture-resistant protective film formed on the resin frame is cut by a cutter along the resin frame. However, in a state where the resin frame is downsized and the distance between the resin frame and the outer edge of the scintillator layer is shortened, the work of cutting the moisture-resistant protective film with a cutter requires considerable skill, so that the productivity and manufacturing cost are high. There is room for improvement from the perspective of.

そこで、本発明は、装置の小型化及びシンチレータ層の有効面積の大型化を両立すると共に生産性の向上が図られた放射線検出器を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a radiation detector in which both the miniaturization of the apparatus and the large effective area of the scintillator layer are achieved and the productivity is improved.

本発明の一側面に係る放射線検出器の製造方法は、1次元又は2次元に配列された複数の光電変換素子を含む受光部、及び光電変換素子と電気的に接続され且つ受光部の外側に配置された複数のボンディングパッドを有する光電変換素子アレイを準備し、放射線を光に変換するシンチレータ層を、受光部を覆うように光電変換素子アレイ上に積層する工程と、シンチレータ層の積層方向から見た場合に、シンチレータ層及びボンディングパッドから離間してシンチレータ層とボンディングパッドとの間を通り且つシンチレータ層を包囲するように、光電変換素子アレイ上に樹脂枠を形成する工程と、少なくとも光電変換素子アレイのシンチレータ層が積層される側の表面全体を覆うように保護膜を形成する工程と、樹脂枠の略中央部分に沿ってレーザ光を一筆書きの要領で走査しながら照射することで、保護膜を切断すると共に樹脂枠の一部を切断除去し、保護膜の外側の部分を除去すると共に樹脂枠の略中央部分に溝部を形成する工程と、保護膜の外縁を覆うように、樹脂枠に沿って被覆樹脂層を形成する工程と、を有する。 The method for manufacturing a radiation detector according to one aspect of the present invention is a light receiving portion including a plurality of photoelectric conversion elements arranged one-dimensionally or two-dimensionally, and a light receiving portion electrically connected to the photoelectric conversion element and outside the light receiving portion. From the step of preparing a photoelectric conversion element array having a plurality of arranged bonding pads and laminating the scintillator layer for converting radiation into light on the photoelectric conversion element array so as to cover the light receiving portion, and from the stacking direction of the scintillator layer. When viewed, a step of forming a resin frame on the photoelectric conversion element array so as to separate from the scintillator layer and the bonding pad, pass between the scintillator layer and the bonding pad, and surround the scintillator layer, and at least photoelectric conversion. By forming a protective film so as to cover the entire surface on the side where the scintillator layers of the element array are laminated, and by irradiating the laser beam along the substantially central portion of the resin frame while scanning the laser beam in a single stroke manner. The process of cutting the protective film and cutting and removing a part of the resin frame, removing the outer part of the protective film and forming a groove in the substantially central part of the resin frame, and the resin so as to cover the outer edge of the protective film. It has a step of forming a coating resin layer along the frame.

上記放射線検出器の製造方法では、保護膜の外側の部分を除去すると共に樹脂枠の略中央部分に溝部を形成する工程において、積層方向から見た場合に、保護膜の外縁及び溝部が角部において外側に凸の弧状となるように、レーザ光を走査してもよい。 In the above method for manufacturing a radiation detector, in the step of removing the outer portion of the protective film and forming a groove portion in a substantially central portion of the resin frame, the outer edge and the groove portion of the protective film are corner portions when viewed from the stacking direction. The laser beam may be scanned so as to form an arc shape that is convex outward.

一側面に係る放射線検出器は、1次元又は2次元に配列された複数の光電変換素子を含む受光部、及び光電変換素子と電気的に接続され且つ受光部の外側に配置された複数のボンディングパッドを有する光電変換素子アレイと、受光部を覆うように光電変換素子アレイ上に積層され、放射線を光に変換するシンチレータ層と、シンチレータ層の積層方向から見た場合に、シンチレータ層及びボンディングパッドから離間してシンチレータ層とボンディングパッドとの間を通り且つシンチレータ層を包囲するように、光電変換素子アレイ上に形成された樹脂枠と、シンチレータ層を覆い、樹脂枠上に位置する外縁を有する保護膜と、を備え、樹脂枠の内縁とシンチレータ層の外縁との間の第1距離は、樹脂枠の外縁と光電変換素子アレイの外縁との間の第2距離よりも短くなっており、保護膜の外縁、及び樹脂枠において保護膜の外縁に対応する対応領域は、レーザ光によって加工された状態となっている。 The radiation detector according to one side has a light receiving unit including a plurality of photoelectric conversion elements arranged in one or two dimensions, and a plurality of bonds electrically connected to the photoelectric conversion element and arranged outside the light receiving unit. A scintillator layer having a pad, a scintillator layer laminated on the photoelectric conversion element array so as to cover a light receiving portion, and converting radiation into light, and a scintillator layer and a bonding pad when viewed from the stacking direction of the scintillator layer. It has a resin frame formed on the photoelectric conversion element array so as to pass between the scintillator layer and the bonding pad and surround the scintillator layer, and an outer edge that covers the scintillator layer and is located on the resin frame. With a protective film, the first distance between the inner edge of the resin frame and the outer edge of the scintillator layer is shorter than the second distance between the outer edge of the resin frame and the outer edge of the photoelectric conversion element array. The outer edge of the protective film and the corresponding region of the resin frame corresponding to the outer edge of the protective film are in a state of being processed by laser light.

一側面に係る放射線検出器では、樹脂枠上の保護膜は、レーザ光により加工される。レーザ光による加工には、カッターによる切断と比較して熟練の技術が必要とされないので、生産性を向上することができる。また、レーザ光によれば、精度良く保護膜を切断することが可能であるため、樹脂枠を小型化することができる。また、樹脂枠は、シンチレータ層及びボンディングパッドから離間して形成されているので、製造時におけるレーザ光によるシンチレータ層及びボンディングパッドへの悪影響を抑えることができる。一方で、樹脂枠をシンチレータ層に近づけて配置することで、シンチレータ層の有効面積の大型化も図られている。したがって、本発明に係る放射線検出器によれば、装置の小型化及びシンチレータ層の有効面積の大型化を両立すると共に、生産性の向上を図ることができる。 In the radiation detector according to one side, the protective film on the resin frame is processed by laser light. Since processing by laser light does not require skill as compared with cutting by a cutter, productivity can be improved. Further, since the protective film can be cut with high accuracy by using the laser beam, the resin frame can be miniaturized. Further, since the resin frame is formed so as to be separated from the scintillator layer and the bonding pad, it is possible to suppress an adverse effect on the scintillator layer and the bonding pad due to the laser beam during manufacturing. On the other hand, by arranging the resin frame close to the scintillator layer, the effective area of the scintillator layer can be increased. Therefore, according to the radiation detector according to the present invention, it is possible to achieve both miniaturization of the apparatus and an increase in the effective area of the scintillator layer, and to improve productivity.

上記放射線検出器では、保護膜の外縁及び対応領域は、上記積層方向から見た場合に、微細な波形状となっていてもよい。これにより、樹脂枠上の保護膜を被覆樹脂で覆う場合等において、保護膜の外縁及び対応領域と被覆樹脂との接触面積が増えるため、保護膜の外縁及び対応領域と被覆樹脂との接着をより強固にすることができる。 In the radiation detector, the outer edge of the protective film and the corresponding region may have a fine wavy shape when viewed from the stacking direction. As a result, when the protective film on the resin frame is covered with the coating resin, the contact area between the outer edge and the corresponding area of the protective film and the coating resin increases, so that the outer edge and the corresponding area of the protective film and the coating resin are adhered to each other. It can be made stronger.

上記放射線検出器では、対応領域の高さは、樹脂枠の高さの1/3以下となっていてもよい。これにより、樹脂枠の下方に位置する光電変換素子アレイに対するレーザ光による悪影響をより効果的に抑制できる。 In the radiation detector, the height of the corresponding region may be 1/3 or less of the height of the resin frame. As a result, the adverse effect of the laser beam on the photoelectric conversion element array located below the resin frame can be suppressed more effectively.

上記放射線検出器では、第1距離に対する第2距離の比率は、5以上となっていてもよい。このような比率とすることで、より効果的に、製造時におけるレーザ光によるボンディングパッドへの悪影響を抑制すると共に、シンチレータ層の有効面積を確保し、装置の小型化を図ることができる。 In the radiation detector, the ratio of the second distance to the first distance may be 5 or more. With such a ratio, it is possible to more effectively suppress the adverse effect of the laser beam during manufacturing on the bonding pad, secure the effective area of the scintillator layer, and reduce the size of the apparatus.

上記放射線検出器では、樹脂枠は、中央部が両縁部よりも高くなるように形成されており、樹脂枠の高さは、シンチレータ層の高さよりも低くなっていてもよい。これにより、樹脂枠を小型化すると共に、製造時におけるレーザ光によるシンチレータ層への悪影響をより効果的に抑制できる。 In the radiation detector, the resin frame is formed so that the central portion is higher than both edge portions, and the height of the resin frame may be lower than the height of the scintillator layer. As a result, the resin frame can be miniaturized, and the adverse effect of the laser beam during manufacturing on the scintillator layer can be suppressed more effectively.

上記放射線検出器では、樹脂枠の内縁と樹脂枠の外縁との間の幅は、900μm以下であり、樹脂枠の高さは、450μm以下であってもよい。これにより、樹脂枠を小型化することでシンチレータ層の有効面積を確保しつつ、装置をより小型化することができる。 In the radiation detector, the width between the inner edge of the resin frame and the outer edge of the resin frame may be 900 μm or less, and the height of the resin frame may be 450 μm or less. As a result, the device can be further miniaturized while securing the effective area of the scintillator layer by downsizing the resin frame.

上記放射線検出器では、レーザ光によって加工された保護膜の外縁及び対応領域は、積層方向から見た場合に、外側に凸の弧状の角部を有する略矩形環状に形成されていてもよい。上記放射線検出器によれば、保護膜の角部(四隅のコーナー部分)を外側に凸の弧状(いわゆるR形状)とすることで、保護膜が角部において樹脂枠から剥離してしまうことを抑制できる。 In the radiation detector, the outer edge and the corresponding region of the protective film processed by the laser beam may be formed in a substantially rectangular ring shape having convex arcuate corners on the outside when viewed from the stacking direction. According to the above-mentioned radiation detector, by forming the corners (corners of the four corners) of the protective film into an outwardly convex arc shape (so-called R shape), the protective film is peeled off from the resin frame at the corners. Can be suppressed.

上記放射線検出器は、保護膜の外縁を覆うように、樹脂枠に沿って配置された被覆樹脂層を更に備えてもよい。このような被覆樹脂層を備えることにより、保護膜の外縁を樹脂枠と被覆樹脂層とで挟み込んで固定することができる。これにより、保護膜の外縁において、保護膜が樹脂枠から剥離してしまうことを抑制できる。 The radiation detector may further include a coating resin layer arranged along the resin frame so as to cover the outer edge of the protective film. By providing such a coating resin layer, the outer edge of the protective film can be sandwiched and fixed between the resin frame and the coating resin layer. As a result, it is possible to prevent the protective film from peeling off from the resin frame at the outer edge of the protective film.

上記放射線検出器では、シンチレータ層の周縁部は、シンチレータ層の外側に向かうにつれて高さが徐々に低くなるテーパ形状となっていてもよい。このように、シンチレータ層の周縁部の高さが外側ほど低くなるようにすることで、製造時においてレーザ光による悪影響がシンチレータ層に及ぶ領域を限定することができる。 In the radiation detector, the peripheral edge of the scintillator layer may have a tapered shape in which the height gradually decreases toward the outside of the scintillator layer. By setting the height of the peripheral edge of the scintillator layer to be lower toward the outside in this way, it is possible to limit the region where the adverse effect of the laser beam extends to the scintillator layer during manufacturing.

上記放射線検出器では、保護膜は、光を反射させる金属膜を含んでいてもよい。これにより、シンチレータ層で発生した光が外に漏れるのを防ぐことができ、放射線検出器の検出感度を向上させることができる。 In the radiation detector, the protective film may include a metal film that reflects light. As a result, it is possible to prevent the light generated in the scintillator layer from leaking to the outside, and it is possible to improve the detection sensitivity of the radiation detector.

他の側面に係る放射線検出器の製造方法は、1次元又は2次元に配列された複数の光電変換素子を含む受光部、及び光電変換素子と電気的に接続され且つ受光部の外側に配置された複数のボンディングパッドを有する光電変換素子アレイを準備し、放射線を光に変換するシンチレータ層を、受光部を覆うように光電変換素子アレイ上に積層する工程と、シンチレータ層の積層方向から見た場合に、シンチレータ層及びボンディングパッドから離間してシンチレータ層とボンディングパッドとの間を通り且つシンチレータ層を包囲するように、光電変換素子アレイ上に樹脂枠を形成する工程と、少なくとも光電変換素子アレイのシンチレータ層が積層される側の表面全体を覆うように保護膜を形成する工程と、樹脂枠に沿ってレーザ光を照射することで、保護膜を切断し、保護膜の外側の部分を除去する工程と、を有し、樹脂枠を形成する工程では、樹脂枠の内縁とシンチレータ層の外縁との間の第1距離が、樹脂枠の外縁と光電変換素子アレイの外縁との間の第2距離よりも短くなるように、樹脂枠を形成する。 The method for manufacturing a radiation detector according to the other aspect is a light receiving portion including a plurality of photoelectric conversion elements arranged in one or two dimensions, and a light receiving portion electrically connected to the photoelectric conversion element and arranged outside the light receiving portion. The process of preparing a photoelectric conversion element array having a plurality of bonding pads and laminating the scintillator layer for converting radiation into light on the photoelectric conversion element array so as to cover the light receiving portion, and the step of laminating the scintillator layer. In some cases, a step of forming a resin frame on the photoelectric conversion element array so as to be separated from the scintillator layer and the bonding pad, pass between the scintillator layer and the bonding pad, and surround the scintillator layer, and at least the photoelectric conversion element array. By forming a protective film so as to cover the entire surface on the side where the scintillator layer is laminated and irradiating laser light along the resin frame, the protective film is cut and the outer part of the protective film is removed. In the step of forming the resin frame, the first distance between the inner edge of the resin frame and the outer edge of the scintillator layer is the first distance between the outer edge of the resin frame and the outer edge of the photoelectric conversion element array. The resin frame is formed so as to be shorter than 2 distances.

他の側面に係る放射線検出器の製造方法によれば、レーザ光によって樹脂枠上の保護膜を切断するので、カッターによる切断と比較して熟練の技術が必要とされず、生産性を向上することができる。また、レーザ光によって、精度良く保護膜を切断することが可能であるため、樹脂枠を小型化することができる。また、樹脂枠を、シンチレータ層及びボンディングパッドから離間して形成することで、保護膜切断時におけるレーザ光によるシンチレータ層及びボンディングパッドへの悪影響を抑えることができる。一方で、樹脂枠をシンチレータ層に近づけて形成することで、シンチレータ層の有効面積の大型化も図られる。 According to the method for manufacturing a radiation detector according to the other aspect, since the protective film on the resin frame is cut by the laser beam, no skill is required as compared with cutting by a cutter, and the productivity is improved. be able to. Further, since the protective film can be cut with high accuracy by the laser beam, the resin frame can be miniaturized. Further, by forming the resin frame apart from the scintillator layer and the bonding pad, it is possible to suppress an adverse effect on the scintillator layer and the bonding pad due to the laser beam when cutting the protective film. On the other hand, by forming the resin frame close to the scintillator layer, the effective area of the scintillator layer can be increased.

本発明によれば、装置の小型化及びシンチレータ層の有効面積の大型化を両立すると共に生産性の向上が図られた放射線検出器を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a radiation detector in which both the miniaturization of the apparatus and the large effective area of the scintillator layer are achieved and the productivity is improved.

本発明の一実施形態に係る放射線検出器の平面図である。It is a top view of the radiation detector which concerns on one Embodiment of this invention. 図1のII−II線に沿った断面図である。It is sectional drawing along the line II-II of FIG. 図1の放射線検出器の角部付近の拡大平面図である。It is an enlarged plan view near the corner of the radiation detector of FIG. 図1の放射線検出器の製造工程における(a)シンチレータ層形成前の状態及び(b)シンチレータ層形成後の状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows (a) the state before scintillator layer formation and (b) the state after scintillator layer formation in the manufacturing process of the radiation detector of FIG. 図1の放射線検出器の製造工程における(a)樹脂枠形成後の状態及び(b)第1の有機膜形成後の状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows (a) the state after the resin frame formation and (b) the state after the first organic film formation in the manufacturing process of the radiation detector of FIG. 図1の放射線検出器の製造工程における(a)無機膜形成後の状態及び(b)第2の有機膜形成後の状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows (a) the state after formation of an inorganic film and (b) the state after formation of a second organic film in the manufacturing process of the radiation detector of FIG. 図1の放射線検出器の製造工程におけるレーザ光による加工処理を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the processing process by a laser beam in the manufacturing process of the radiation detector of FIG. 図1の放射線検出器の製造工程における(a)保護膜切断後の状態及び(b)被覆樹脂層形成後の状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows (a) the state after cutting a protective film and (b) the state after forming a coating resin layer in the manufacturing process of the radiation detector of FIG.

以下、図面を参照しながら、本発明に係る実施形態を説明する。可能な場合には、同一の部分には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。また、各図面における寸法、形状は実際のものとは必ずしも同一ではない。 Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings. When possible, the same parts are designated by the same reference numerals and duplicate description is omitted. Moreover, the dimensions and shapes in each drawing are not necessarily the same as the actual ones.

まず、図1及び図2を参照して本実施形態に係る放射線検出器1の構成について説明する。図1及び図2に示されるように、放射線検出器1は、光電変換素子アレイ7、シンチレータ層8、樹脂枠9、保護膜13、及び被覆樹脂層14を備えている。光電変換素子アレイ7は、基板2、受光部3、信号線4、ボンディングパッド5、及びパッシベーション膜6を有している。保護膜13は、第1の有機膜10、無機膜(金属膜)11、及び第2の有機膜12を有している。 First, the configuration of the radiation detector 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2. As shown in FIGS. 1 and 2, the radiation detector 1 includes a photoelectric conversion element array 7, a scintillator layer 8, a resin frame 9, a protective film 13, and a coating resin layer 14. The photoelectric conversion element array 7 has a substrate 2, a light receiving unit 3, a signal line 4, a bonding pad 5, and a passivation film 6. The protective film 13 has a first organic film 10, an inorganic film (metal film) 11, and a second organic film 12.

受光部3は、絶縁性の基板2(例えばガラス製基板)の中央部の矩形状領域に2次元に配列された複数の光電変換素子3aを含んで構成されている。光電変換素子3aは、アモルファスシリコン製のフォトダイオード(PD)や薄膜トランジスタ(TFT)等により構成されている。受光部3における各行又は各列の光電変換素子3aの各々は、信号読み出し用の信号線4により、外部回路(不図示)へ信号を取り出すためのボンディングパッド5と電気的に接続されている。 The light receiving unit 3 is configured to include a plurality of photoelectric conversion elements 3a arranged two-dimensionally in a rectangular region at the center of an insulating substrate 2 (for example, a glass substrate). The photoelectric conversion element 3a is composed of an amorphous silicon photodiode (PD), a thin film transistor (TFT), and the like. Each of the photoelectric conversion elements 3a in each row or column in the light receiving unit 3 is electrically connected to a bonding pad 5 for extracting a signal to an external circuit (not shown) by a signal line 4 for reading a signal.

ボンディングパッド5は、基板2の外縁のうち隣接する2辺(図1における上辺、右辺)に沿って所定間隔毎に複数配置されており、信号線4を介して対応する複数の光電変換素子3aに電気的に接続されている。光電変換素子3a及び信号線4上には、絶縁性のパッシベーション膜6が形成されている。このパッシベーション膜6には、例えば窒化シリコンや酸化シリコン等を用いることができる。ボンディングパッド5は、外部回路との接続のために露出されている。 A plurality of bonding pads 5 are arranged at predetermined intervals along two adjacent sides (upper side and right side in FIG. 1) of the outer edge of the substrate 2, and a plurality of corresponding photoelectric conversion elements 3a are arranged via a signal line 4. Is electrically connected to. An insulating passivation film 6 is formed on the photoelectric conversion element 3a and the signal line 4. For the passivation film 6, for example, silicon nitride, silicon oxide, or the like can be used. The bonding pad 5 is exposed for connection with an external circuit.

X線(放射線)を光に変換する柱状構造のシンチレータ8aが、受光部3を覆うように光電変換素子アレイ7上に積層されている。光電変換素子アレイ7における受光部3を含む略矩形状の領域(図1の破線で囲まれた領域)にシンチレータ8aが複数積層されることで、シンチレータ層8が形成されている。シンチレータ8aには、各種の材料を用いることができるが、例えば発光効率が良いTlドープのCsIを用いることができる。 A columnar scintillator 8a that converts X-rays (radiation) into light is laminated on the photoelectric conversion element array 7 so as to cover the light receiving portion 3. The scintillator layer 8 is formed by stacking a plurality of scintillators 8a in a substantially rectangular region (region surrounded by a broken line in FIG. 1) including a light receiving portion 3 in the photoelectric conversion element array 7. Various materials can be used for the scintillator 8a, and for example, Tl-doped CsI having good luminous efficiency can be used.

シンチレータ層8の周縁部8bは、シンチレータ層8の外側に向かうにつれて高さが徐々に低くなるテーパ形状となっている。つまり、周縁部8bにおいて、シンチレータ層8の外側に形成されたシンチレータ8aほど、高さが低くなっている。ここで、周縁部8bは、下方に受光部3が形成されていない領域(有効画面外領域)、或いはX線画像生成における影響の小さい領域である。したがって、このようなテーパ形状の周縁部8bを設けることで、製造時においてレーザ光による悪影響が及ぶシンチレータ層8上の領域を限定することができる。ここで、周縁部8bの勾配角度、すなわち周縁部8bに形成されたシンチレータ8aの高さ位置をシンチレータ層8の内側から外側に向かって結んだ直線が基板2の上面に対してなす角度θは、20度〜80度の範囲に含まれる。 The peripheral edge portion 8b of the scintillator layer 8 has a tapered shape in which the height gradually decreases toward the outside of the scintillator layer 8. That is, the height of the peripheral portion 8b is lower than that of the scintillator 8a formed on the outer side of the scintillator layer 8. Here, the peripheral edge portion 8b is a region in which the light receiving portion 3 is not formed below (a region outside the effective screen), or a region having a small influence on X-ray image generation. Therefore, by providing the peripheral edge portion 8b having such a tapered shape, it is possible to limit the region on the scintillator layer 8 that is adversely affected by the laser beam during manufacturing. Here, the gradient angle of the peripheral edge portion 8b, that is, the angle θ formed by a straight line connecting the height positions of the scintillator 8a formed on the peripheral edge portion 8b from the inside to the outside of the scintillator layer 8 with respect to the upper surface of the substrate 2. , 20 to 80 degrees.

樹脂枠9は、シンチレータ層8の積層方向Aから見た場合に、シンチレータ層8とボンディングパッド5との間を通り且つシンチレータ層8を包囲するように、光電変換素子アレイ7上に形成されている。樹脂枠9の角部の形状は、外側に凸の弧状(いわゆるR形状)となっている。樹脂枠9は、例えばシリコン樹脂である。 The resin frame 9 is formed on the photoelectric conversion element array 7 so as to pass between the scintillator layer 8 and the bonding pad 5 and surround the scintillator layer 8 when viewed from the stacking direction A of the scintillator layer 8. There is. The shape of the corners of the resin frame 9 is an arc shape (so-called R shape) that is convex outward. The resin frame 9 is, for example, a silicone resin.

樹脂枠9は、中央部が両縁部よりも高くなるように形成されており、樹脂枠9の高さd1は、シンチレータ層8の高さdよりも低くなっている。これにより、樹脂枠9を小型化すると共に、製造時におけるレーザ光によるシンチレータ層8への悪影響を抑制できる。ここで、樹脂枠9の高さd1は、光電変換素子アレイ7の上面位置と樹脂枠9の頂点位置との間の距離であり、シンチレータ層8の高さdは、シンチレータ層8に含まれるシンチレータ8aの最大の高さである。 The resin frame 9 is formed so that the central portion is higher than both edge portions, and the height d1 of the resin frame 9 is lower than the height d of the scintillator layer 8. As a result, the resin frame 9 can be downsized, and the adverse effect of the laser beam during manufacturing on the scintillator layer 8 can be suppressed. Here, the height d1 of the resin frame 9 is the distance between the upper surface position of the photoelectric conversion element array 7 and the apex position of the resin frame 9, and the height d of the scintillator layer 8 is included in the scintillator layer 8. This is the maximum height of the scintillator 8a.

樹脂枠9は、放射線検出器1を小型化する観点から、極力小さくすることが好ましい。より具体的には、樹脂枠9の高さd1は、450μm以下であり、樹脂枠9の幅d2は、900μm以下であることが好ましい。ここで、樹脂枠9の幅d2は、樹脂枠9の内縁E1(シンチレータ層8側の縁部)と樹脂枠9の外縁E2(ボンディングパッド5側の縁部)との間の幅である。 The resin frame 9 is preferably made as small as possible from the viewpoint of downsizing the radiation detector 1. More specifically, the height d1 of the resin frame 9 is preferably 450 μm or less, and the width d2 of the resin frame 9 is preferably 900 μm or less. Here, the width d2 of the resin frame 9 is the width between the inner edge E1 (edge portion on the scintillator layer 8 side) of the resin frame 9 and the outer edge E2 (edge portion on the bonding pad 5 side) of the resin frame 9.

また、樹脂枠9の内縁E1とシンチレータ層8の外縁E3との間の距離(第1距離)D1は、樹脂枠9の外縁E2と光電変換素子アレイ7の外縁E4との間の距離(第2距離)D2よりも短くなっている。製造時におけるレーザ光によるボンディングパッド5への悪影響を抑制すると共に、シンチレータ層8の有効面積を確保するという観点から、第1距離D1に対する第2距離D2の比率は、5以上となっていることが好ましい。より具体的には、第1距離D1は、1mm以下であり、第2距離D2は、5mm以上であることが好ましい。これは、以下の理由による。 Further, the distance (first distance) D1 between the inner edge E1 of the resin frame 9 and the outer edge E3 of the scintillator layer 8 is the distance (first distance) between the outer edge E2 of the resin frame 9 and the outer edge E4 of the photoelectric conversion element array 7. 2 distance) It is shorter than D2. The ratio of the second distance D2 to the first distance D1 is 5 or more from the viewpoint of suppressing the adverse effect of the laser beam during manufacturing on the bonding pad 5 and securing the effective area of the scintillator layer 8. Is preferable. More specifically, the first distance D1 is preferably 1 mm or less, and the second distance D2 is preferably 5 mm or more. This is due to the following reasons.

シンチレータ層8の外縁E3と樹脂枠9の内縁E1との間に隙間がなければシンチレータ層8の有効面積を最大化できる。しかし、製造時におけるレーザ光によるシンチレータ層8への悪影響や、樹脂枠9を形成する工程でのわずかな失敗(例えば樹脂枠9をシンチレータ層8上に形成してしまうこと)のおそれを考慮すると、第1距離D1を1mm以下の範囲で確保することが好ましい。また、第2距離D2を5mm以上とすることで、製造時におけるレーザ光によるボンディングパッド5への悪影響を考慮して、樹脂枠9とボンディングパッド5との間に十分な距離を確保できる。 The effective area of the scintillator layer 8 can be maximized if there is no gap between the outer edge E3 of the scintillator layer 8 and the inner edge E1 of the resin frame 9. However, considering the adverse effect of the laser beam during manufacturing on the scintillator layer 8 and the slight failure in the process of forming the resin frame 9 (for example, the resin frame 9 is formed on the scintillator layer 8). , It is preferable to secure the first distance D1 in the range of 1 mm or less. Further, by setting the second distance D2 to 5 mm or more, a sufficient distance can be secured between the resin frame 9 and the bonding pad 5 in consideration of the adverse effect of the laser beam during manufacturing on the bonding pad 5.

シンチレータ層8は、保護膜13で覆われている。保護膜13は、第1の有機膜10、無機膜11、及び第2の有機膜12が、この順にシンチレータ層8側から積層されることによって形成されている。第1の有機膜10、無機膜11、及び第2の有機膜12は、いずれもX線(放射線)を透過し、水蒸気を遮断する性質を有している。具体的には、第1の有機膜10及び第2の有機膜12には、ポリパラキシリレン樹脂、ポリパラクロロキシリレン等を用いることができる。また、無機膜11は、光に対しては、透明、不透明、反射性のいずれであってもよく、無機膜11には、例えばSi、Ti、Cr等の酸化膜、金、銀、アルミ(Al)等の金属膜を用いることができる。無機膜11として、光を反射させる金属膜を用いることで、シンチレータ8aで発生した蛍光が外に漏れるのを防ぐことができ、放射線検出器1の検出感度を向上させることができる。本実施形態では、無機膜11として成形が容易なAlを用いた例について説明する。Al自体は空気中で腐蝕しやすいが、無機膜11は、第1の有機膜10及び第2の有機膜12で挟まれているため、腐蝕から守られている。 The scintillator layer 8 is covered with a protective film 13. The protective film 13 is formed by laminating the first organic film 10, the inorganic film 11, and the second organic film 12 from the scintillator layer 8 side in this order. The first organic film 10, the inorganic film 11, and the second organic film 12 all have the property of transmitting X-rays (radiation) and blocking water vapor. Specifically, a polyparaxylylene resin, polyparachloroxylylene, or the like can be used for the first organic film 10 and the second organic film 12. Further, the inorganic film 11 may be transparent, opaque or reflective with respect to light, and the inorganic film 11 may be an oxide film such as Si, Ti or Cr, gold, silver or aluminum (for example). A metal film such as Al) can be used. By using a metal film that reflects light as the inorganic film 11, it is possible to prevent the fluorescence generated by the scintillator 8a from leaking to the outside, and it is possible to improve the detection sensitivity of the radiation detector 1. In this embodiment, an example in which Al, which is easy to mold, is used as the inorganic film 11 will be described. Al itself is easily corroded in the air, but the inorganic film 11 is protected from corrosion because it is sandwiched between the first organic film 10 and the second organic film 12.

保護膜13は、例えばCVD法によって形成される。このため、保護膜13を形成した直後の状態では、保護膜13は、光電変換素子アレイ7の表面全体を覆うように形成されている。そのため、ボンディングパッド5を露出させるために、保護膜13は、光電変換素子アレイ7のボンディングパッド5よりも内側の位置で切断され、外側の保護膜13は、除去される。後述するように、保護膜13は、樹脂枠9の中央部付近でレーザ光により切断(加工)され、保護膜13の外縁13aは、樹脂枠9によって固定される。これにより、保護膜13が外縁13aから剥がれるのを防止することができる。ここで、保護膜13の切断には、例えば炭酸ガスレーザ(COレーザ)や超短パルス(ナノ秒やピコ秒)の半導体レーザ等を用いることができる。炭酸ガスレーザを用いることで、一度の走査(短時間)で保護膜13の切断が可能となり、生産性が向上する。なお、光電変換素子アレイ7、ボンディングパッド5、及びシンチレータ層8等への悪影響とは、例えば炭酸ガスレーザや超短パルスレーザを用いる場合には、熱的なダメージである。 The protective film 13 is formed by, for example, a CVD method. Therefore, in the state immediately after the protective film 13 is formed, the protective film 13 is formed so as to cover the entire surface of the photoelectric conversion element array 7. Therefore, in order to expose the bonding pad 5, the protective film 13 is cut at a position inside the bonding pad 5 of the photoelectric conversion element array 7, and the outer protective film 13 is removed. As will be described later, the protective film 13 is cut (processed) by laser light near the central portion of the resin frame 9, and the outer edge 13a of the protective film 13 is fixed by the resin frame 9. This makes it possible to prevent the protective film 13 from peeling off from the outer edge 13a. Here, for cutting the protective film 13, for example, a carbon dioxide gas laser (CO 2 laser), an ultrashort pulse (nanosecond or picosecond) semiconductor laser or the like can be used. By using a carbon dioxide gas laser, the protective film 13 can be cut in one scanning (short time), and the productivity is improved. The adverse effect on the photoelectric conversion element array 7, the bonding pad 5, the scintillator layer 8, and the like is thermal damage when, for example, a carbon dioxide gas laser or an ultrashort pulse laser is used.

保護膜13の外縁13aは、樹脂枠9上に位置しており、樹脂枠9に沿って配置された被覆樹脂層14によって樹脂枠9と共にコーティングされている。被覆樹脂層14には、保護膜13及び樹脂枠9への接着性が良好な樹脂、例えばアクリル系接着剤等を用いることができる。なお、被覆樹脂層14には、樹脂枠9と同じシリコン樹脂を用いてもよい。或いは、樹脂枠9に被覆樹脂層14と同じアクリル系接着剤を用いてもよい。 The outer edge 13a of the protective film 13 is located on the resin frame 9, and is coated together with the resin frame 9 by a coating resin layer 14 arranged along the resin frame 9. For the coating resin layer 14, a resin having good adhesiveness to the protective film 13 and the resin frame 9, such as an acrylic adhesive, can be used. The same silicone resin as the resin frame 9 may be used for the coating resin layer 14. Alternatively, the same acrylic adhesive as the coating resin layer 14 may be used for the resin frame 9.

次に、図3を参照して、樹脂枠9及び保護膜13の角部(コーナー部分)について説明する。図3においては、樹脂枠9及び保護膜13の角部の状態を理解し易いように、被覆樹脂層14の図示を一部省略している。 Next, the corners (corners) of the resin frame 9 and the protective film 13 will be described with reference to FIG. In FIG. 3, the coating resin layer 14 is partially omitted so that the states of the corners of the resin frame 9 and the protective film 13 can be easily understood.

詳しくは後述するが、放射線検出器1の製造工程においてレーザ光が樹脂枠9上の保護膜13に照射されることで、保護膜13のレーザ光が照射された部分が、切断除去されている。ここで、保護膜13は、非常に薄いため、炭酸ガスレーザのレーザ光により、樹脂枠9の一部も併せて切断除去されている。これにより、樹脂枠9の中央付近には、溝部(対応領域)9aが形成されている。保護膜13の外縁13a、及び、樹脂枠9において保護膜13の外縁13aに対応する溝部9aは、レーザ光によって加工された状態となっている。ここで、溝部9aの深さ(高さ)d3は、樹脂枠9の高さd1の1/3以下とされている。これにより、樹脂枠9の下方に位置する光電変換素子アレイ7に対するレーザ光による悪影響が抑制されている。 As will be described in detail later, in the manufacturing process of the radiation detector 1, the laser beam is applied to the protective film 13 on the resin frame 9, so that the portion of the protective film 13 irradiated with the laser beam is cut and removed. .. Here, since the protective film 13 is very thin, a part of the resin frame 9 is also cut and removed by the laser beam of the carbon dioxide gas laser. As a result, a groove portion (corresponding region) 9a is formed near the center of the resin frame 9. The outer edge 13a of the protective film 13 and the groove portion 9a corresponding to the outer edge 13a of the protective film 13 in the resin frame 9 are in a state of being processed by laser light. Here, the depth (height) d3 of the groove portion 9a is set to 1/3 or less of the height d1 of the resin frame 9. As a result, the adverse effect of the laser beam on the photoelectric conversion element array 7 located below the resin frame 9 is suppressed.

図3に示されるように、レーザ光によって加工された保護膜13の外縁13a及び溝部9aは、シンチレータ層8の積層方向Aから見た場合に、外側に凸の弧状の角部(図3に示す領域B参照)を有する略矩形環状に形成されている。また、保護膜13の外縁13a及び溝部9aは、積層方向Aから見た場合に、微細な波形状となっている。つまり、保護膜13の外縁13a及び溝部9aの表面は、例えばカッター等の刃物による平坦な切断面とは異なり、微小な凹凸形状を有するものとなっている。これにより、保護膜13の外縁13a及び溝部9aと被覆樹脂層14との接触面積が増えるため、保護膜13の外縁13a及び溝部9aと被覆樹脂層14との接着をより強固にすることができる。 As shown in FIG. 3, the outer edge 13a and the groove portion 9a of the protective film 13 processed by the laser beam have an arcuate corner portion that is convex outward when viewed from the stacking direction A of the scintillator layer 8 (in FIG. 3). It is formed in a substantially rectangular ring shape having the region B) shown. Further, the outer edge 13a and the groove portion 9a of the protective film 13 have a fine wavy shape when viewed from the stacking direction A. That is, the surfaces of the outer edge 13a and the groove 9a of the protective film 13 have a minute uneven shape, unlike a flat cut surface by a cutting tool such as a cutter. As a result, the contact area between the outer edge 13a and the groove 9a of the protective film 13 and the coating resin layer 14 increases, so that the adhesion between the outer edge 13a and the groove 9a of the protective film 13 and the coating resin layer 14 can be further strengthened. ..

次に、図4〜図8を参照して、本実施形態に係る放射線検出器1の製造方法について説明する。まず、図4(a)に示されるように、光電変換素子アレイ7を準備する。続いて、図4(b)に示されるように、受光部3を覆う光電変換素子アレイ7上の領域において、TlをドープしたCsIの柱状結晶を例えば蒸着法により600μm程度の厚さに成長させることで、シンチレータ層8を形成(積層)する。 Next, a method for manufacturing the radiation detector 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 4 to 8. First, as shown in FIG. 4A, the photoelectric conversion element array 7 is prepared. Subsequently, as shown in FIG. 4B, in the region on the photoelectric conversion element array 7 covering the light receiving portion 3, a Tl-doped columnar crystal of CsI is grown to a thickness of about 600 μm by, for example, a vapor deposition method. As a result, the scintillator layer 8 is formed (laminated).

また、図5(a)に示されるように、樹脂枠9を、光電変換素子アレイ7上に形成する。具体的には、シンチレータ層8の積層方向Aから見た場合に、シンチレータ層8とボンディングパッド5との間を通り且つシンチレータ層8を包囲するように、樹脂枠9を形成する。より具体的には、第1距離D1が1mm以下となり、第2距離D2が5mm以上となるような位置に、樹脂枠9を形成する。樹脂枠9の形成には、例えば自動X−Yコーティング装置を用いることができる。以下、説明の便宜上、光電変換素子アレイ7上にシンチレータ層8及び樹脂枠9が形成されたものを指して、単に「基板」という。 Further, as shown in FIG. 5A, the resin frame 9 is formed on the photoelectric conversion element array 7. Specifically, the resin frame 9 is formed so as to pass between the scintillator layer 8 and the bonding pad 5 and surround the scintillator layer 8 when viewed from the stacking direction A of the scintillator layer 8. More specifically, the resin frame 9 is formed at a position where the first distance D1 is 1 mm or less and the second distance D2 is 5 mm or more. For the formation of the resin frame 9, for example, an automatic XY coating device can be used. Hereinafter, for convenience of description, a scintillator layer 8 and a resin frame 9 formed on the photoelectric conversion element array 7 are referred to simply as a “board”.

シンチレータ層8を形成するCsIは、吸湿性が高く、露出したままにしておくと空気中の水蒸気を吸湿して溶解してしまう。そこで、例えばCVD法によって、基板全体の表面を、厚さ5〜25μmのポリパラキシリレンで被覆する。これにより、図5(b)に示されるように、第1の有機膜10が形成される。 CsI forming the scintillator layer 8 has high hygroscopicity, and if it is left exposed, it absorbs water vapor in the air and dissolves. Therefore, for example, by the CVD method, the surface of the entire substrate is covered with polyparaxylylene having a thickness of 5 to 25 μm. As a result, the first organic film 10 is formed as shown in FIG. 5 (b).

続いて、図6(a)に示されるように、放射線が入射する入射面(放射線検出器1のシンチレータ層8が形成される側の面)側の第1の有機膜10の表面に、0.2μm厚さのAl膜を蒸着法により積層することによって、無機膜(金属膜)11を形成する。続いて、無機膜11が形成された基板全体の表面を、再度CVD法によって、厚さ5〜25μmのポリパラキシリレンで被覆する。これにより、図6(b)に示されるように、第2の有機膜12が形成される。第2の有機膜12には、無機膜11の腐蝕による劣化を防ぐ役割がある。以上の処理により、保護膜13が形成される。保護膜13の樹脂枠9の略中央部分よりも外側の部分(ボンディングパッド5を覆う部分)は、後段の処理によって除去される。このため、光電変換素子アレイ7の側面及び光電変換素子アレイ7のシンチレータ層8が積層される側とは反対側の表面には、第1の有機膜10及び第2の有機膜12を形成しなくともよい。 Subsequently, as shown in FIG. 6A, 0 is formed on the surface of the first organic film 10 on the incident surface (the surface on which the scintillator layer 8 of the radiation detector 1 is formed) on which radiation is incident. An inorganic film (metal film) 11 is formed by laminating an Al film having a thickness of .2 μm by a vapor deposition method. Subsequently, the surface of the entire substrate on which the inorganic film 11 is formed is again coated with polyparaxylylene having a thickness of 5 to 25 μm by the CVD method. As a result, the second organic film 12 is formed as shown in FIG. 6 (b). The second organic film 12 has a role of preventing deterioration of the inorganic film 11 due to corrosion. By the above treatment, the protective film 13 is formed. The portion of the protective film 13 outside the substantially central portion of the resin frame 9 (the portion covering the bonding pad 5) is removed by the subsequent treatment. Therefore, the first organic film 10 and the second organic film 12 are formed on the side surface of the photoelectric conversion element array 7 and the surface opposite to the side on which the scintillator layer 8 of the photoelectric conversion element array 7 is laminated. It doesn't have to be.

続いて、図7に示されるように、樹脂枠9に沿って、レーザ光Lを照射し、保護膜13を切断する。具体的には、表面に保護膜13が形成された基板全体を載せたステージ(不図示)に対して、レーザ光Lを照射するレーザ光ヘッド(不図示)を移動させることで、レーザ光Lを樹脂枠9に沿って一筆書きの要領で走査する。より具体的には、樹脂枠9の略中央部分(最も厚みのある部分)に沿って、レーザ光Lを走査する。これにより、樹脂枠9の下方の光電変換素子アレイ7に対するレーザ光による悪影響を抑制できる。 Subsequently, as shown in FIG. 7, the laser beam L is irradiated along the resin frame 9 to cut the protective film 13. Specifically, the laser light L is moved by moving the laser light head (not shown) that irradiates the laser light L with respect to a stage (not shown) on which the entire substrate having the protective film 13 formed on the surface is placed. Is scanned along the resin frame 9 in a one-stroke manner. More specifically, the laser beam L is scanned along a substantially central portion (the thickest portion) of the resin frame 9. As a result, the adverse effect of the laser beam on the photoelectric conversion element array 7 below the resin frame 9 can be suppressed.

ここで、樹脂枠9の角部付近では、レーザ光Lの走査方向を切り替えるために走査速度を減速する必要がある。走査速度が減速された樹脂枠9上の位置においては、レーザ光の照射量が多くなるため溝部9aの深さが大きくなる。これにより、樹脂枠9の下方の光電変換素子アレイ7に対するレーザ光による悪影響が大きくなるという問題がある。しかし、本実施形態では、図3に示したように、保護膜13の外縁13a及び溝部9aが、角部において外側に凸の弧状(いわゆるR形状)となるように、レーザ光Lを走査させるので、角部におけるレーザ光Lの走査速度の減速度合を減らす、或いは、レーザ光Lの走査速度を減速せずに角部を加工することができる。これにより、樹脂枠9の角部付近において、樹脂枠9の下方の光電変換素子アレイ7に対するレーザ光による悪影響を抑制できる。 Here, in the vicinity of the corner portion of the resin frame 9, it is necessary to reduce the scanning speed in order to switch the scanning direction of the laser beam L. At the position on the resin frame 9 where the scanning speed is reduced, the irradiation amount of the laser beam is increased, so that the depth of the groove portion 9a is increased. As a result, there is a problem that the adverse effect of the laser beam on the photoelectric conversion element array 7 below the resin frame 9 becomes large. However, in the present embodiment, as shown in FIG. 3, the laser beam L is scanned so that the outer edge 13a and the groove portion 9a of the protective film 13 have an arc shape (so-called R shape) convex outward at the corner portion. Therefore, the deceleration of the scanning speed of the laser beam L at the corner portion can be reduced, or the corner portion can be processed without decelerating the scanning speed of the laser beam L. As a result, it is possible to suppress the adverse effect of the laser beam on the photoelectric conversion element array 7 below the resin frame 9 near the corners of the resin frame 9.

なお、樹脂枠9に沿って一筆書きの要領でレーザ光Lを走査する場合には、レーザ照射の開始位置と終了位置とで2重にレーザ照射がされる。このため、樹脂枠9の溝部9aの深さが大きくなり、樹脂枠9の下方の光電変換素子アレイ7に深刻な悪影響を与えてしまうおそれがある。しかし、本実施形態では、1回のレーザ光Lの照射により生じる溝部9aの深さd3が樹脂枠9の高さd1の1/3以下となるように、レーザ光Lの照射位置や照射強度等が制御される。これにより、同じ位置に2重にレーザ照射がされても、溝部9aの深さがそれほど大きくならず、樹脂枠9の下方の光電変換素子アレイ7に深刻な悪影響を与えてしまうことを防止できる。 When the laser beam L is scanned along the resin frame 9 in a one-stroke manner, the laser irradiation is performed twice at the start position and the end position of the laser irradiation. Therefore, the depth of the groove portion 9a of the resin frame 9 becomes large, which may have a serious adverse effect on the photoelectric conversion element array 7 below the resin frame 9. However, in the present embodiment, the irradiation position and irradiation intensity of the laser beam L are such that the depth d3 of the groove portion 9a generated by one irradiation of the laser beam L is 1/3 or less of the height d1 of the resin frame 9. Etc. are controlled. As a result, even if the laser irradiation is performed twice at the same position, the depth of the groove portion 9a is not so large, and it is possible to prevent the photoelectric conversion element array 7 below the resin frame 9 from being seriously adversely affected. ..

続いて、図8(a)に示されるように、保護膜13におけるレーザ光Lによる切断部から外側の部分(入射面と反対側の部分を含む)を除去することによって、ボンディングパッド5を露出させる。続いて、図8(b)に示されるように、樹脂枠9に沿って、保護膜13の外縁13a及び樹脂枠9を覆うように、紫外線硬化型のアクリル樹脂等の被覆樹脂をコーティングする。その後、紫外線照射によって、被覆樹脂を硬化させることで、被覆樹脂層14を形成する。 Subsequently, as shown in FIG. 8A, the bonding pad 5 is exposed by removing the outer portion (including the portion opposite to the incident surface) from the cut portion of the protective film 13 by the laser beam L. Let me. Subsequently, as shown in FIG. 8B, a coating resin such as an ultraviolet curable acrylic resin is coated along the resin frame 9 so as to cover the outer edge 13a of the protective film 13 and the resin frame 9. Then, the coating resin is cured by irradiation with ultraviolet rays to form the coating resin layer 14.

また、被覆樹脂層14を設けなくとも、保護膜13は、樹脂枠9を介して光電変換素子アレイ7に密着する。しかし、被覆樹脂層14を形成することによって、第1の有機膜10を含む保護膜13が樹脂枠9と被覆樹脂層14とに挟み込まれて固定され、光電変換素子アレイ7上への保護膜13の密着性がより一層向上する。したがって、保護膜13によりシンチレータ8aが密封されるので、シンチレータ8aへの水分の浸入を確実に防ぐことができ、シンチレータ8aの吸湿劣化による素子の解像度低下を防ぐことができる。 Further, even if the coating resin layer 14 is not provided, the protective film 13 is in close contact with the photoelectric conversion element array 7 via the resin frame 9. However, by forming the coating resin layer 14, the protective film 13 including the first organic film 10 is sandwiched and fixed between the resin frame 9 and the coating resin layer 14, and is fixed on the photoelectric conversion element array 7. The adhesion of 13 is further improved. Therefore, since the scintillator 8a is sealed by the protective film 13, it is possible to reliably prevent the infiltration of water into the scintillator 8a, and it is possible to prevent the resolution of the element from being lowered due to the deterioration of moisture absorption of the scintillator 8a.

次に、図1及び図2を参照して、本実施形態に係る放射線検出器1の動作について説明する。入射面側から入射したX線(放射線)は、保護膜13を透過してシンチレータ8aに達する。このX線は、シンチレータ8aによって吸収され、シンチレータ8aによってX線の光量に比例した光が放射される。放射された光のうち、X線の入射方向に逆行した光は、無機膜11で反射される。このため、シンチレータ8aで発生した光のほとんど全てが、パッシベーション膜6を介して光電変換素子3aに入射する。各々の光電変換素子3aは、光電変換により、入射した光の光量に対応する電気信号を生成し、一定時間蓄積する。この光の光量は、入射するX線の光量に対応している。つまり、各々の光電変換素子3aに蓄積される電気信号は、入射するX線の光量に対応することとなる。したがって、この電気信号によって、X線画像に対応する画像信号が得られる。光電変換素子3aに蓄積された画像信号は、信号線4を介してボンディングパッド5から順次読み出されて外部に転送される。転送された画像信号は、所定の処理回路で処理されることによって、X線画像が表示される。 Next, the operation of the radiation detector 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2. X-rays (radiation) incident from the incident surface side pass through the protective film 13 and reach the scintillator 8a. This X-ray is absorbed by the scintillator 8a, and the scintillator 8a emits light proportional to the amount of X-ray light. Of the emitted light, the light that is retrograde to the incident direction of the X-ray is reflected by the inorganic film 11. Therefore, almost all the light generated by the scintillator 8a is incident on the photoelectric conversion element 3a via the passivation film 6. Each photoelectric conversion element 3a generates an electric signal corresponding to the amount of incident light by photoelectric conversion and accumulates it for a certain period of time. The amount of this light corresponds to the amount of incident X-rays. That is, the electric signal stored in each photoelectric conversion element 3a corresponds to the amount of incident X-rays. Therefore, this electric signal provides an image signal corresponding to the X-ray image. The image signal stored in the photoelectric conversion element 3a is sequentially read from the bonding pad 5 via the signal line 4 and transferred to the outside. The transferred image signal is processed by a predetermined processing circuit, so that an X-ray image is displayed.

以上述べた放射線検出器1では、樹脂枠9上の保護膜13は、レーザ光により切断(加工)される。レーザ光による加工には、カッターによる切断と比較して熟練の技術が必要とされないので、生産性を向上することができる。また、レーザ光によれば、手作業による場合よりも精度良く保護膜13を切断することが可能であるため、樹脂枠9を小型化することができる。また、樹脂枠9は、シンチレータ層8及びボンディングパッド5から離間して形成されているので、製造時におけるレーザ光によるシンチレータ層8及びボンディングパッド5への悪影響を抑えることができる。一方で、樹脂枠9をシンチレータ層8に極力近づけて配置することで、シンチレータ層8の有効面積の大型化も図られている。したがって、放射線検出器1によれば、装置(放射線検出器1を含む放射線検出装置)の小型化及びシンチレータ層8の有効面積の大型化を両立すると共に、生産性の向上を図ることができる。 In the radiation detector 1 described above, the protective film 13 on the resin frame 9 is cut (processed) by the laser beam. Since processing by laser light does not require skill as compared with cutting by a cutter, productivity can be improved. Further, according to the laser beam, the protective film 13 can be cut with higher accuracy than the case of manual operation, so that the resin frame 9 can be miniaturized. Further, since the resin frame 9 is formed so as to be separated from the scintillator layer 8 and the bonding pad 5, it is possible to suppress an adverse effect on the scintillator layer 8 and the bonding pad 5 due to laser light during manufacturing. On the other hand, by arranging the resin frame 9 as close as possible to the scintillator layer 8, the effective area of the scintillator layer 8 can be increased. Therefore, according to the radiation detector 1, it is possible to achieve both miniaturization of the device (radiation detection device including the radiation detector 1) and enlargement of the effective area of the scintillator layer 8 and improvement of productivity.

また、本実施形態に係る放射線検出器1の製造方法によれば、レーザ光によって樹脂枠9上の保護膜13を切断するので、カッターによる切断と比較して熟練の技術が必要とされず、生産性を向上することができる。また、レーザ光によって、精度良く保護膜13を切断することが可能であるため、樹脂枠9を小型化することができる。また、樹脂枠9を、シンチレータ層8及びボンディングパッド5から離間して形成することで、保護膜13切断時におけるレーザ光によるシンチレータ層8及びボンディングパッド5への悪影響を抑えることができる。一方で、樹脂枠9をシンチレータ層8に近づけて形成することで、シンチレータ層8の有効面積の大型化も図られる。 Further, according to the manufacturing method of the radiation detector 1 according to the present embodiment, since the protective film 13 on the resin frame 9 is cut by the laser beam, no skill is required as compared with cutting by a cutter. Productivity can be improved. Further, since the protective film 13 can be cut with high accuracy by the laser beam, the resin frame 9 can be miniaturized. Further, by forming the resin frame 9 apart from the scintillator layer 8 and the bonding pad 5, it is possible to suppress the adverse effect of the laser beam on the scintillator layer 8 and the bonding pad 5 when the protective film 13 is cut. On the other hand, by forming the resin frame 9 close to the scintillator layer 8, the effective area of the scintillator layer 8 can be increased.

以上、本発明をその実施形態に基づいて詳細に説明した。しかし、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明は、その要旨を逸脱しない範囲において様々な変形が可能である。例えば、以上の説明では、保護膜13としてポリパラキシリレン製の有機膜10、12の間に無機膜11を挟み込んだ構造のものについて説明したが、第1の有機膜10と第2の有機膜12の材料は異なるものでも良い。また、無機膜11として腐蝕に強い材料を使用しているような場合は、第2の有機膜12自体を設けなくてもよい。また、受光部3として複数の光電変換素子3aが2次元に配列されたものについて説明したが、受光部3は、複数の光電変換素子3aが1次元に配列されたものであってもよい。そして、ボンディングパッド5は、矩形状の放射線検出器1の2辺でなく3辺に形成される場合もある。なお、上記実施形態においては、レーザ光ヘッドを移動させてレーザ加工する方法について説明したが、放射線検出器1を載置するステージを移動させて樹脂枠9及び保護膜13をレーザ加工してもよい。 The present invention has been described in detail above based on the embodiment. However, the present invention is not limited to the above embodiment. The present invention can be modified in various ways without departing from the gist thereof. For example, in the above description, the protective film 13 having a structure in which the inorganic film 11 is sandwiched between the organic films 10 and 12 made of polyparaxylylene has been described, but the first organic film 10 and the second organic film 10 have been described. The material of the film 12 may be different. Further, when a material resistant to corrosion is used as the inorganic film 11, the second organic film 12 itself may not be provided. Further, although a plurality of photoelectric conversion elements 3a are arranged two-dimensionally as the light receiving unit 3, the light receiving unit 3 may be one in which a plurality of photoelectric conversion elements 3a are arranged one-dimensionally. The bonding pad 5 may be formed on three sides of the rectangular radiation detector 1 instead of the two sides. In the above embodiment, the method of laser machining by moving the laser beam head has been described, but the resin frame 9 and the protective film 13 may be laser machined by moving the stage on which the radiation detector 1 is placed. Good.

1…放射線検出器、2…基板、3…受光部、3a…光電変換素子、4…信号線、5…ボンディングパッド、6…パッシベーション膜、7…光電変換素子アレイ、8…シンチレータ層、8a…シンチレータ、8b…周縁部、9…樹脂枠、9a…溝部(対応領域)、10…第1の有機膜、11…無機膜(金属膜)、12…第2の有機膜、13…保護膜、13a…保護膜13の外縁、14…被覆樹脂層、D1…第1距離、D2…第2距離、d,d1,d3…高さ、d2…幅、E1…樹脂枠9の内縁、E2…樹脂枠9の外縁、E3…シンチレータ層8の外縁、E4…光電変換素子アレイ7の外縁。 1 ... radiation detector, 2 ... substrate, 3 ... light receiving part, 3a ... photoelectric conversion element, 4 ... signal line, 5 ... bonding pad, 6 ... passion film, 7 ... photoelectric conversion element array, 8 ... scintillator layer, 8a ... Scintillator, 8b ... peripheral edge, 9 ... resin frame, 9a ... groove (corresponding area), 10 ... first organic film, 11 ... inorganic film (metal film), 12 ... second organic film, 13 ... protective film, 13a ... outer edge of protective film 13, 14 ... coating resin layer, D1 ... first distance, D2 ... second distance, d, d1, d3 ... height, d2 ... width, E1 ... inner edge of resin frame 9, E2 ... resin The outer edge of the frame 9, E3 ... the outer edge of the scintillator layer 8, E4 ... the outer edge of the photoelectric conversion element array 7.

Claims (6)

1次元又は2次元に配列された複数の光電変換素子を含む受光部、及び前記光電変換素子と電気的に接続され且つ前記受光部の外側に配置された複数のボンディングパッドを有する光電変換素子アレイと、
前記受光部を覆うように前記光電変換素子アレイ上に積層され、放射線を光に変換するシンチレータ層と、
前記シンチレータ層の積層方向から見た場合に、前記シンチレータ層及び前記ボンディングパッドから離間して前記シンチレータ層と前記ボンディングパッドとの間を通り且つ前記シンチレータ層を包囲するように、前記光電変換素子アレイ上に形成された樹脂枠と、
前記シンチレータ層を覆い、前記樹脂枠上に位置する外縁を有する保護膜と、を備え、
前記保護膜の前記外縁、及び前記樹脂枠において前記保護膜の前記外縁に対応する対応領域は、レーザ光によって加工された状態となっており、
前記シンチレータ層の周縁部は、前記シンチレータ層の外側に向かうにつれて高さが徐々に低くなるテーパ形状となっており、
前記樹脂枠の内縁と前記シンチレータ層の外縁との間の距離は、1mm以下である、放射線検出器。
A photoelectric conversion element array having a light receiving unit including a plurality of photoelectric conversion elements arranged one-dimensionally or two-dimensionally, and a plurality of bonding pads electrically connected to the photoelectric conversion element and arranged outside the light receiving unit. When,
A scintillator layer that is laminated on the photoelectric conversion element array so as to cover the light receiving portion and converts radiation into light,
When viewed from the stacking direction of the scintillator layer, the photoelectric conversion element array is separated from the scintillator layer and the bonding pad, passes between the scintillator layer and the bonding pad, and surrounds the scintillator layer. With the resin frame formed on the top
A protective film having an outer edge located on the resin frame, which covers the scintillator layer, is provided.
The outer edge of the protective film and the corresponding region of the resin frame corresponding to the outer edge of the protective film are in a state of being processed by laser light.
The peripheral edge of the scintillator layer has a tapered shape in which the height gradually decreases toward the outside of the scintillator layer.
A radiation detector in which the distance between the inner edge of the resin frame and the outer edge of the scintillator layer is 1 mm or less.
基板を更に備え、
前記光電変換素子は、前記基板の上面に設けられており、
前記シンチレータ層の前記周縁部の高さ位置を結んだ直線と前記基板の前記上面とがなす角度は、20度〜80度の範囲に含まれる、請求項1記載の放射線検出器。
With more boards
The photoelectric conversion element is provided on the upper surface of the substrate.
The radiation detector according to claim 1, wherein the angle formed by the straight line connecting the height positions of the peripheral portions of the scintillator layer and the upper surface of the substrate is in the range of 20 degrees to 80 degrees.
前記シンチレータ層は、TlドープのCsIによって形成されている、請求項1又は2記載の放射線検出器。 The radiation detector according to claim 1 or 2, wherein the scintillator layer is formed by Tl-doped CsI. 前記保護膜は、光を反射させる金属膜を含む、請求項1〜3のいずれか一項記載の放射線検出器。 The radiation detector according to any one of claims 1 to 3, wherein the protective film includes a metal film that reflects light. 前記保護膜の前記外縁を覆うように、前記樹脂枠に沿って配置された被覆樹脂層を更に備える、請求項1〜4のいずれか一項に記載の放射線検出器。 The radiation detector according to any one of claims 1 to 4, further comprising a coating resin layer arranged along the resin frame so as to cover the outer edge of the protective film. 前記保護膜は、ポリパラキシリレン製の有機膜を含む、請求項1〜5のいずれか一項記載の放射線検出器。 The radiation detector according to any one of claims 1 to 5, wherein the protective film includes an organic film made of polyparaxylylene.
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