JP6835674B2 - Detection element mounting board, detection device and detection module - Google Patents
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Description
本発明は、検出素子搭載用基板、検出装置および検出モジュールに関するものである。 The present invention relates to a substrate for mounting a detection element, a detection device, and a detection module.
従来、絶縁基板の主面にX線検出素子を搭載する検出素子搭載用基板および検出装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, a detection element mounting substrate and a detection device in which an X-ray detection element is mounted on the main surface of an insulating substrate are known (see, for example, Patent Document 1).
このような検出素子搭載用基板において、絶縁基板の内部に、X線を減衰するための複数のビアを配置しているものが知られている。 In such a substrate for mounting a detection element, it is known that a plurality of vias for attenuating X-rays are arranged inside the insulating substrate.
しかしながら、検出装置の高精度化、高機能化が求められてきている。このような場合、X線がビアにて反射し、ビア以外の部分に照射され、良好に減衰できず、検出素子搭載用基板を透過し、透過したX線が他の電子部品等に照射されてしまい、検出装置が誤動作してX線を良好に検出することが困難となることが懸念される。 However, there is a demand for higher accuracy and higher functionality of the detection device. In such a case, X-rays are reflected by the vias and irradiated to the parts other than the vias, which cannot be attenuated well, pass through the substrate for mounting the detection element, and the transmitted X-rays are irradiated to other electronic components and the like. Therefore, there is a concern that the detection device may malfunction and it may be difficult to detect X-rays satisfactorily.
本発明の一つの態様によれば、検出素子搭載用基板は、第1主面と、該第1主面にX線を検出する検出素子を搭載する第1搭載部、および前記第1主面に相対する第2主面、および該第2主面に電子素子を搭載する第2搭載部、および複数のビアを含み、平面視で矩形状の絶縁基板と、前記複数のビアが群を成しており、平面透視において格子状である格子部を有するビア群と、平面透視において、前記格子部を覆うように設けられており、前記格子部の内側に設けられた切抜き部、および前記格子部と前記切抜き部とに挟まれる領域の補助層部を有し、該補助層部の幅は前記格子部の隅部側が前記格子部における辺の中央部側より大きい金属層と、前記絶縁基板の厚み方向に設けられ、前記切抜き部を貫くように設けられた貫通導体とを有している。 According to one aspect of the present invention, the detection element mounting substrate includes a first main surface, a first mounting portion on which a detection element for detecting X-rays is mounted on the first main surface, and the first main surface. A second main surface facing the surface, a second mounting portion for mounting an electronic element on the second main surface, and a plurality of vias, the insulating substrate having a rectangular shape in a plan view and the plurality of vias form a group. A group of vias having a grid portion that is grid-like in the plane perspective, a cutout portion provided so as to cover the grid portion in the plane perspective, and a cutout portion provided inside the grid portion, and the grid. It has an auxiliary layer portion in a region sandwiched between the portion and the cutout portion, and the width of the auxiliary layer portion includes a metal layer whose corner side of the lattice portion is larger than the central portion side of the side of the lattice portion and the insulating substrate. It has a through conductor provided in the thickness direction of the above and provided so as to penetrate the cutout portion.
本発明の一つの態様によれば、検出装置は、上記構成の検出素子搭載用基板と、前記第1搭載部に搭載された検出素子と、前記第2搭載部に搭載された電子素子とを有している。 According to one aspect of the present invention, the detection device includes a detection element mounting substrate having the above configuration, a detection element mounted on the first mounting portion, and an electronic element mounted on the second mounting portion. Have.
本発明の一つの態様によれば、検出モジュールは、接続パッドを有するモジュール基板と、前記接続パッドにはんだを介して接続された上記構成の検出装置とを有している。 According to one aspect of the present invention, the detection module has a module substrate having a connection pad and a detection device having the above configuration connected to the connection pad via solder.
本発明の一つの態様による検出素子搭載用基板において、第1主面と、該第1主面にX線を検出する検出素子を搭載する第1搭載部、および前記第1主面に相対する第2主面、および該第2主面に電子素子を搭載する第2搭載部、および複数のビアを含み、平面視で矩形状の絶縁基板と、複数のビアが群を成しており、平面透視において格子状である格子部を有するビア群と、平面透視において、格子部を覆うように設けられており、格子部の内側に設けられた切抜き部、および格子部と切抜き部とに挟まれる領域の補助層部を有し、補助層部の幅は格子部の隅部側が格子部における辺の中央部側より大きい金属層と、絶
縁基板の厚み方向に設けられ、切抜き部を貫くように設けられた貫通導体とを有している。上記構成により、補助層部に設けられた金属層によりビアで反射したX線を良好に遮蔽し、金属層は格子部の隅部においては辺部よりも幅広に設けられているので、格子部の隅部を挟む2辺のビアで反射したX線を良好に遮蔽してX線を減衰することができ、検出装置が良好に動作するものとなり、良好にX線を検出することができる。
In the detection element mounting substrate according to one aspect of the present invention, the first main surface, the first mounting portion on which the detection element for detecting X-rays is mounted on the first main surface, and the first main surface face each other. A second main surface, a second mounting portion for mounting an electronic element on the second main surface, and a plurality of vias are included, and a rectangular insulating substrate in a plan view and a plurality of vias form a group. It is sandwiched between a group of vias having a grid portion that is grid-like in the plane perspective, a cutout portion that is provided so as to cover the grid portion in the plane perspective and is provided inside the grid portion, and the grid portion and the cutout portion. The width of the auxiliary layer portion is provided in the thickness direction of the insulating substrate and the metal layer whose corner side of the lattice portion is larger than the central portion side of the side of the lattice portion so as to penetrate the cutout portion. It has a through conductor provided in. With the above configuration, the metal layer provided in the auxiliary layer portion satisfactorily shields the X-rays reflected by the vias, and the metal layer is provided at the corner of the lattice portion to be wider than the side portion. The X-rays reflected by the vias on the two sides of the corner can be well shielded and the X-rays can be attenuated, the detection device operates well, and the X-rays can be detected well.
本発明の一つの態様による検出装置において、上記構成の検出素子搭載用基板と、前記第1搭載部に搭載された検出素子と、前記第2搭載部に搭載された電子素子とを有していることによって、信頼性に優れた検出装置とすることができる。 A detection device according to one aspect of the present invention includes a detection element mounting substrate having the above configuration, a detection element mounted on the first mounting portion, and an electronic element mounted on the second mounting portion. Therefore, it is possible to obtain a detection device having excellent reliability.
本発明の一つの態様による検出モジュールにおいて、接続パッドを有するモジュール基板と、接続パッドにはんだを介して接続された上記構成の検出装置とを有していることによって、信頼性に優れた検出モジュールとすることができる。 In the detection module according to one aspect of the present invention, a detection module having an excellent reliability is provided by having a module substrate having a connection pad and a detection device having the above configuration connected to the connection pad via solder. Can be.
本発明のいくつかの例示的な実施形態について、添付の図面を参照しつつ説明する。 Some exemplary embodiments of the invention will be described with reference to the accompanying drawings.
(第1の実施形態)
本発明の第1の実施形態における検出装置は、図1〜図3に示すように、検出素子搭載用基板1と、検出素子搭載用基板1の第1主面11aに搭載された検出素子2と、検出素子搭載用基板1の第2主面11bに搭載された電子素子3とを含んでいる。検出装置は、例えば、検出モジュールを構成するモジュール基板上にはんだを用いて接続される。
(First Embodiment)
As shown in FIGS. 1 to 3, the detection device according to the first embodiment of the present invention includes a detection element mounting substrate 1 and a detection element 2 mounted on the first main surface 11a of the detection element mounting substrate 1. And the electronic element 3 mounted on the second main surface 11b of the detection element mounting substrate 1. The detection device is connected using solder, for example, on the module substrate constituting the detection module.
本実施形態における検出素子搭載用基板1は、第1主面11aと、第1主面11aにX線を検出する検出素子2を搭載する第1搭載部12、および第1主面11aに相対する第2主面11b、および第2主面11bに電子素子3を搭載する第2搭載部13、および複数のビア14を含
み、平面視で矩形状の絶縁基板11と、複数のビア14が群14を成しており、平面透視において格子状である格子部を有するビア群14Gと、平面透視において、格子部を覆うように設けられており、格子部の内側に設けられた切抜き部15a、および格子部と切抜き部15aとに挟まれる領域の補助層部15を有し、補助層部15の幅は格子部の隅部側が格子部における辺の中央部側より大きい金属層16と、絶縁基板11の厚み方向に設けられ、切抜き部15aを貫くように設けられた貫通導体17とを有している。図1〜図3において、検出素子搭載用基板1および検出装置は仮想のxyz空間におけるxy平面に実装されている。図1〜図3において、上方向とは、仮想のz軸の正方向のことをいう。なお、以下の説明における上下の区別は便宜的なものであり、実際に検出素子搭載用基板1等が使用される際の上下を限定するものではない。また、絶縁基板11の厚み方向とは、図1〜図3において、z軸の方向のことをいう。
The detection element mounting substrate 1 in the present embodiment is relative to the first main surface 11a, the first mounting portion 12 on which the detection element 2 for detecting X-rays is mounted on the first main surface 11a, and the first main surface 11a. A second main surface 11b, a second mounting portion 13 for mounting an electronic element 3 on the second main surface 11b, and a plurality of vias 14, a rectangular insulating substrate 11 in a plan view, and a plurality of vias 14. The via group 14G which forms a group 14 and has a grid portion which is grid-like in the plane perspective, and the cutout portion 15a which is provided so as to cover the grid portion in the plane perspective and is provided inside the grid portion. , And an auxiliary layer portion 15 in a region sandwiched between the lattice portion and the cutout portion 15a, and the width of the auxiliary layer portion 15 is a metal layer 16 in which the corner side of the lattice portion is larger than the central portion side of the side in the lattice portion. It has a through conductor 17 which is provided in the thickness direction of the insulating substrate 11 and is provided so as to penetrate the cutout portion 15a. In FIGS. 1 to 3, the detection element mounting substrate 1 and the detection device are mounted on the xy plane in the virtual xyz space. In FIGS. 1 to 3, the upward direction means the positive direction of the virtual z-axis. It should be noted that the distinction between the upper and lower sides in the following description is for convenience, and does not limit the upper and lower sides when the detection element mounting substrate 1 and the like are actually used. Further, the thickness direction of the insulating substrate 11 means the direction of the z-axis in FIGS. 1 to 3.
また、図1に示す例において、平面透視にて、貫通導体17の側面と重なる部分を点線にて示している。図2に示す例において、平面透視にて、金属層16の縁と重なる部分を点線にて示している。また、図2(b)に示す例において、補助層部15となる領域を長二点鎖線にて囲んでいる。また、図3(b)および図4に示す例において、切欠き部15aとなる領域を点線にて囲んでいる。 Further, in the example shown in FIG. 1, the portion overlapping the side surface of the through conductor 17 is shown by a dotted line in a plan perspective. In the example shown in FIG. 2, the portion overlapping with the edge of the metal layer 16 is shown by a dotted line in plan perspective. Further, in the example shown in FIG. 2B, the region to be the auxiliary layer portion 15 is surrounded by a long two-dot chain line. Further, in the examples shown in FIGS. 3B and 4, the region to be the notch portion 15a is surrounded by a dotted line.
絶縁基板11は、第1主面11a(図1〜図3では上面)および第2主面11b(図1〜図3では下面)と、側面とを有している。絶縁基板11は、複数の絶縁層11cからなり、平面視すなわち主面に垂直な方向から見ると矩形の板状の形状を有している。絶縁基板11は検出素子2および電子素子3を支持するための支持体として機能し、第1主面11aの第1搭載部12上に検出素子2とが、第2主面11bの第2搭載部13上に電子素子3とが、はんだバンプ、金バンプまたは導電性樹脂(異方性導電樹脂等)等の接続部材4を介して接着されて固定される。 The insulating substrate 11 has a first main surface 11a (upper surface in FIGS. 1 to 3), a second main surface 11b (lower surface in FIGS. 1 to 3), and a side surface. The insulating substrate 11 is composed of a plurality of insulating layers 11c, and has a rectangular plate-like shape when viewed from a plan view, that is, a direction perpendicular to the main surface. The insulating substrate 11 functions as a support for supporting the detection element 2 and the electronic element 3, and the detection element 2 is mounted on the first mounting portion 12 of the first main surface 11a and the second mounting of the second main surface 11b. The electronic element 3 is adhered and fixed on the portion 13 via a connecting member 4 such as a solder bump, a gold bump, or a conductive resin (anisometric conductive resin or the like).
絶縁基板11は、例えば、酸化アルミニウム質焼結体(アルミナセラミックス),窒化アルミニウム質焼結体,窒化珪素質焼結体、ムライト質焼結体またはガラスセラミックス焼結体等のセラミックスを用いることができる。絶縁基板11は、例えば酸化アルミニウム質焼結体である場合であれば、酸化アルミニウム(Al2O3),酸化珪素(SiO2),酸化マグネシウム(MgO),酸化カルシウム(CaO)等の原料粉末に適当な有機バインダーおよび溶剤等を添加混合して泥漿物を作製する。この泥漿物を、従来周知のドクターブレード法またはカレンダーロール法等を採用してシート状に成形することによってセラミックグリーンシートを作製する。次に、このセラミックグリーンシートに適当な打ち抜き加工を施すとともに、セラミックグリーンシートを複数枚積層して生成形体を形成し、この生成形体を高温(約1600℃)で焼成することによって絶縁基板11が製作される。 For the insulating substrate 11, for example, ceramics such as an aluminum oxide sintered body (alumina ceramics), an aluminum nitride material sintered body, a silicon nitride material sintered body, a mulite material sintered body, or a glass ceramics sintered body may be used. it can. If the insulating substrate 11 is, for example, an aluminum oxide sintered body, it is a raw material powder such as aluminum oxide (Al 2 O 3 ), silicon oxide (SiO 2 ), magnesium oxide (MgO), calcium oxide (CaO), and the like. An appropriate organic binder, solvent, etc. are added and mixed to prepare a muddy syrup. A ceramic green sheet is produced by molding this slurry into a sheet shape by adopting a conventionally known doctor blade method, calendar roll method, or the like. Next, the insulating substrate 11 is formed by subjecting the ceramic green sheet to an appropriate punching process, laminating a plurality of ceramic green sheets to form a product, and firing the product at a high temperature (about 1600 ° C.). It will be manufactured.
絶縁基板11の第1主面11aに、検出素子2を搭載する第1搭載部12が設けられており、絶縁基板11の第2主面11bに、電子素子3を搭載する第2搭載部13が設けられている。絶縁基板11の第1主面11aには、検出素子2と電気的に接続するための配線導体18が導出している。絶縁基板11の第2主面11bには、電子素子3と電気的に接続するための配線導体18が導出している。 A first mounting portion 12 for mounting the detection element 2 is provided on the first main surface 11a of the insulating substrate 11, and a second mounting portion 13 for mounting the electronic element 3 on the second main surface 11b of the insulating substrate 11. Is provided. A wiring conductor 18 for electrically connecting to the detection element 2 is led out from the first main surface 11a of the insulating substrate 11. A wiring conductor 18 for electrically connecting to the electronic element 3 is led out from the second main surface 11b of the insulating substrate 11.
配線導体18は、絶縁基板11の主面および内部に設けられている。配線導体18は、検出素子搭載用基板1に搭載された検出素子2および電子素子3とモジュール基板とを電気的に接続するためのものである。配線導体18は、絶縁基板11の表面または内部に設けられた配線層と、絶縁基板11を構成する絶縁層11cを貫通して上下に位置する配線層同士を電気的に接続する貫通導体17とを含んでいる。なお、配線導体18は、図1〜図3に示す例では、第1主面11aから第2主面11bにかけて、絶縁基板11の複数の絶縁層11cを厚み方向(図1ではz方向)に貫通する貫通導体17が形成されている。 The wiring conductor 18 is provided on the main surface and inside of the insulating substrate 11. The wiring conductor 18 is for electrically connecting the detection element 2 and the electronic element 3 mounted on the detection element mounting substrate 1 to the module substrate. The wiring conductor 18 includes a wiring layer provided on the surface or inside of the insulating substrate 11 and a penetrating conductor 17 that electrically connects the wiring layers located above and below the insulating layer 11c constituting the insulating substrate 11 to each other. Includes. In the example shown in FIGS. 1 to 3, the wiring conductor 18 has a plurality of insulating layers 11c of the insulating substrate 11 in the thickness direction (z direction in FIG. 1) from the first main surface 11a to the second main surface 11b. A penetrating conductor 17 is formed.
配線導体18は、例えばタングステン(W),モリブデン(Mo),マンガン(Mn)等を主成分とする金属粉末メタライズである。例えば、絶縁基板11が酸化アルミニウム質焼結体から成る場合であれば、W,MoまたはMn等の高融点金属粉末に適当な有機バインダーおよび溶媒等を添加混合して得たメタライズペーストを、絶縁基板11用のセラミックグリーンシートに予めスクリーン印刷法によって所定のパターンに印刷塗布して、絶縁基板11用のセラミックグリーンシートと同時に焼成することによって、絶縁基板11の所定位置に被着形成される。配線導体18は、例えば、絶縁基板11用のセラミックグリーンシートに配線導体18用のメタライズペーストをスクリーン印刷法等の印刷手段によって印刷塗布し、絶縁基板11用のセラミックグリーンシートとともに焼成することによって形成される。また、配線導体18が貫通導体17である場合は、例えば、絶縁基板11用のセラミックグリーンシートに金型またはパンチングによる打ち抜き加工またはレーザー加工等の加工方法によって貫通導体用の貫通孔を形成し、この貫通孔に貫通導体用のメタライズペーストを上記印刷手段によって充填しておき、絶縁基板11用のセラミックグリーンシートとともに焼成することによって形成される。メタライズペーストは、上述の金属粉末に適当な溶剤およびバインダーを加えて混練することによって、適度な粘度に調整して作製される。なお、絶縁基板11との接合強度を高めるために、ガラス粉末、セラミック粉末を含んでいても構わない。 The wiring conductor 18 is a metal powder metallizing containing, for example, tungsten (W), molybdenum (Mo), manganese (Mn) and the like as main components. For example, when the insulating substrate 11 is made of an aluminum oxide sintered body, a metallized paste obtained by adding and mixing an appropriate organic binder and a solvent to a refractory metal powder such as W, Mo or Mn is insulated. A predetermined pattern is printed and applied to the ceramic green sheet for the substrate 11 in advance by a screen printing method, and the ceramic green sheet for the insulating substrate 11 is fired at the same time to be adhered and formed at a predetermined position on the insulating substrate 11. The wiring conductor 18 is formed by, for example, printing and applying a metallized paste for the wiring conductor 18 to a ceramic green sheet for the insulating substrate 11 by a printing means such as a screen printing method and firing it together with the ceramic green sheet for the insulating substrate 11. Will be done. When the wiring conductor 18 is a through conductor 17, for example, a through hole for the through conductor is formed in the ceramic green sheet for the insulating substrate 11 by a processing method such as punching by a mold or punching or laser processing. This through hole is filled with a metallized paste for a through conductor by the above printing means, and is formed by firing together with a ceramic green sheet for an insulating substrate 11. The metallized paste is prepared by adding an appropriate solvent and a binder to the above-mentioned metal powder and kneading the paste to adjust the viscosity to an appropriate level. In addition, in order to increase the bonding strength with the insulating substrate 11, glass powder and ceramic powder may be contained.
ビア14は、絶縁基板11の内部に、絶縁基板11の厚み方向(図1ではz方向)に設けられている。ビア14は、検出素子搭載用基板1の第1主面11a側に照射されたX線を減衰するものであり、絶縁基板1の第2主面11b側に透過し、電子素子3に照射されるのを抑制す
るものである。ビア14は、タングステンまたはモリブデンを主原料とした材料が好適に使用され、上述の配線導体18の貫通導体と同様の方法により形成される。ビア14は、図1〜図3に示す例では、絶縁基板11を構成する複数に積層された絶縁層11cのうち、絶縁基板11の厚み方向の中央に設けられた絶縁層11cに設けられている。ビア14は、平面視において、円形状を有している。第1の実施形態の素子搭載用基板1において、ビア14は円柱状である。検出素子搭載用基板1は、絶縁基板11の内部に複数のビア14を有しており、複数のビア14は群14Gを成している。群14Gが格子状である格子部を有している。ここで、群14Gが格子部を有しているとは、図2に示す例のように、複数のビア14の群14Gが、格子状に配列されていることを示している。なお、図2に示す例においては、複数のビア14の群14Gは、平面透視において、配線導体18の貫通導体17を囲むように、格子状に配列されている。この場合、配線導体18の貫通導体17とビア14との間隔は、平面透視において、近傍に配置された隣接するビア14同士の間隔よりも大きく、複数のビア14は、隣接する配線導体18の貫通導体17同士の中央部に沿って配置されている。
The via 14 is provided inside the insulating substrate 11 in the thickness direction of the insulating substrate 11 (z direction in FIG. 1). The via 14 attenuates the X-rays emitted to the first main surface 11a side of the detection element mounting substrate 1, passes through the second main surface 11b side of the insulating substrate 1, and is irradiated to the electronic element 3. It suppresses the occurrence. A material mainly made of tungsten or molybdenum is preferably used for the via 14, and the via 14 is formed by the same method as the through conductor of the wiring conductor 18 described above. In the example shown in FIGS. 1 to 3, the via 14 is provided on the insulating layer 11c provided at the center in the thickness direction of the insulating substrate 11 among the plurality of laminated insulating layers 11c constituting the insulating substrate 11. There is. The via 14 has a circular shape in a plan view. In the element mounting substrate 1 of the first embodiment, the via 14 is cylindrical. The detection element mounting substrate 1 has a plurality of vias 14 inside the insulating substrate 11, and the plurality of vias 14 form a group 14G. Group 14G has a grid portion that is grid-like. Here, the fact that the group 14G has a grid portion indicates that the group 14G of a plurality of vias 14 are arranged in a grid pattern as in the example shown in FIG. In the example shown in FIG. 2, the group 14G of the plurality of vias 14 are arranged in a grid pattern so as to surround the penetrating conductor 17 of the wiring conductor 18 in plan perspective. In this case, the distance between the penetrating conductor 17 and the via 14 of the wiring conductor 18 is larger than the distance between the adjacent vias 14 arranged in the vicinity in the plan perspective, and the plurality of vias 14 are the distance between the adjacent wiring conductors 18. It is arranged along the central portion of the through conductors 17.
検出素子搭載用基板1は、絶縁基板11の内部に複数のビア14を有しており、複数のビア14は群14Gを成している。群14Gが格子状である格子部を有している。ここで、群14Gが格子部を有しているとは、図2に示す例のように、複数のビア14の群14Gが、格子状に配列されていることを示している。なお、図2に示す例においては、複数のビア14の群14Gは、平面透視において、配線導体18の貫通導体を囲むように、格子状に配列されている。この場合、配線導体18の貫通導体とビア14との間隔は、平面透視において、近傍に配置された隣接するビア14同士の間隔よりも大きく、複数のビア14は、隣接する配線導体18の貫通導体同士の中央部に沿って配置されている。 The detection element mounting substrate 1 has a plurality of vias 14 inside the insulating substrate 11, and the plurality of vias 14 form a group 14G. Group 14G has a grid portion that is grid-like. Here, the fact that the group 14G has a grid portion indicates that the group 14G of a plurality of vias 14 are arranged in a grid pattern as in the example shown in FIG. In the example shown in FIG. 2, the group 14G of the plurality of vias 14 are arranged in a grid pattern so as to surround the through conductor of the wiring conductor 18 in plan perspective. In this case, the distance between the penetrating conductor of the wiring conductor 18 and the via 14 is larger than the distance between adjacent vias 14 arranged in the vicinity in plan perspective, and the plurality of vias 14 penetrate the adjacent wiring conductor 18. It is arranged along the central part of the conductors.
ビア14は、平面透視において、X線を光に変換するシンチレータの非形成部を覆うように、複数のビア14が群14Gを成しており、平面透視において群14Gが格子状に設けられている。群14Gは、平面透視において、シンチレータの非形成部の幅よりも幅広に設けられている。絶縁基板11内を透過するX線が、検出素子搭載用基板1の第2搭載部13に搭載された電子素子3に照射されることを低減することで、電子素子3の機能低下を抑制するこ
とができ、電気信号を良好に検出し、処理することができる。
In the plane perspective, a plurality of vias 14 form a group 14G so as to cover the non-forming portion of the scintillator that converts X-rays into light, and the vias 14 are provided in a grid pattern in the plane perspective. There is. The group 14G is provided wider than the width of the non-formed portion of the scintillator in planar fluoroscopy. By reducing the irradiation of the X-rays transmitted through the insulating substrate 11 to the electronic element 3 mounted on the second mounting portion 13 of the detection element mounting substrate 1, the functional deterioration of the electronic element 3 is suppressed. It can detect and process electrical signals well.
ビア14の厚み(絶縁基板11のZ方向の長さ)は、X線の強度により設定され、例えば、100μm〜300μm程度に形成される。なお、ビア14は、図3に示す例では、絶縁基板11の厚み方向の中央部に配置された1つの絶縁層11cに形成しているが、図4に示す例のように、絶縁基板11の内部に、複数の絶縁層11cに形成しても構わない。例えば、100μmの
厚さのビア14を2つの絶縁層11cにそれぞれ形成しておき、これらの絶縁層11cを絶縁基板11の厚み方向に積み重ねることにより、200μmの厚さとなるビア14を形成しても構わ
ない。この場合、ビア14が設けられる1つの絶縁層11cの厚みを小さくすることで、検出素子搭載用基板1の製作時において、1つの絶縁層11cの厚みを大きくする場合と比較して、隣接するビア14間にクラックの発生を生じにくくすることができ、同一の絶縁層11cにおけるビア14間同士の間隔を小さくすることができるので、絶縁基板11内に複数のビア14を格子状に密集して設けることができ、検出装置の作動時に電子素子3等の熱が検出素子搭載用基板1に伝わり、絶縁層11cとビア14との熱膨張差による応力が発生しようとしても、複数のビア14による群14Gが有する格子部で応力が分散されて、検出素子搭載用基板1に歪みが生じることを抑制することができ、X線を良好に検出することができる。なお、ビア14が設けられる1つの絶縁層11cの厚みは、ビア14の径以下とすることが好ましい。また、それぞれの群14Gにおける効果を効率よくするため、それぞれの絶縁層11cの厚みが同じ大きさとなる、すなわち均等に設けることが好ましい。また、絶縁基板11の最外周側に配置されたビア14と絶縁基板11との間の間隔は、絶縁基板11の側面側に応力が加えられた際に、複数のビア14による群14Gの応力分散のバランスが崩れることを抑制するため、隣接するビア14間の間隔よりも大きくなるように配置されていることが好ましい。より好ましくは、絶縁基板11の最外周側に配置されたビア14と絶縁基板11との間の間隔は、隣接するビア14間の間隔の2倍以上である。
The thickness of the via 14 (the length of the insulating substrate 11 in the Z direction) is set by the intensity of X-rays, and is formed to be, for example, about 100 μm to 300 μm. In the example shown in FIG. 3, the via 14 is formed on one insulating layer 11c arranged at the center of the insulating substrate 11 in the thickness direction. However, as in the example shown in FIG. 4, the insulating substrate 11 is formed. A plurality of insulating layers 11c may be formed inside the structure. For example, vias 14 having a thickness of 100 μm are formed on two insulating layers 11c, respectively, and these insulating layers 11c are stacked in the thickness direction of the insulating substrate 11 to form vias 14 having a thickness of 200 μm. It doesn't matter. In this case, by reducing the thickness of one insulating layer 11c on which the via 14 is provided, the thickness of the one insulating layer 11c is increased when the substrate 1 for mounting the detection element is manufactured. Since it is possible to prevent cracks from occurring between the vias 14 and to reduce the distance between the vias 14 in the same insulating layer 11c, a plurality of vias 14 are densely packed in the insulating substrate 11 in a grid pattern. Even if the heat of the electronic element 3 or the like is transferred to the detection element mounting substrate 1 when the detection device is operated and stress is generated due to the thermal expansion difference between the insulating layer 11c and the via 14, the plurality of vias 14 may be provided. Stress is dispersed in the lattice portion of the group 14G according to the above, and it is possible to suppress the occurrence of distortion in the detection element mounting substrate 1, and it is possible to detect X-rays satisfactorily. The thickness of one insulating layer 11c on which the via 14 is provided is preferably not more than the diameter of the via 14. Further, in order to make the effect in each group 14G efficient, it is preferable that the thicknesses of the respective insulating layers 11c are the same, that is, they are provided evenly. Further, the distance between the via 14 arranged on the outermost peripheral side of the insulating substrate 11 and the insulating substrate 11 is the stress of the group 14G due to the plurality of vias 14 when the stress is applied to the side surface side of the insulating substrate 11. In order to prevent the dispersion from being out of balance, it is preferable that the arrangement is larger than the distance between adjacent vias 14. More preferably, the distance between the via 14 arranged on the outermost peripheral side of the insulating substrate 11 and the insulating substrate 11 is at least twice the distance between the adjacent vias 14.
また、第1主面11a側の絶縁層11cの厚みおよび第2主面11b側の絶縁層11cの厚みを、ビア14が設けられる絶縁層11cの厚みよりも大きくしておくと、ビア14が設けられた絶縁層11cを挟むようにして保持することにより、検出装置の作動時に発熱し、検出素子搭載用基板1に歪みが生じることを抑制することができ、X線を良好に検出することができる。 Further, if the thickness of the insulating layer 11c on the first main surface 11a side and the thickness of the insulating layer 11c on the second main surface 11b side are made larger than the thickness of the insulating layer 11c on which the via 14 is provided, the via 14 is formed. By holding the provided insulating layer 11c so as to sandwich it, it is possible to suppress heat generation during operation of the detection device and distortion of the detection element mounting substrate 1, and it is possible to detect X-rays satisfactorily. ..
また、平面透視において、複数のビア14による群14Gは格子部から延出された延出部Lを有している。このような構成により、検出装置の作動時に電子素子3等の熱が検出素子搭載用基板1に伝わり、絶縁体である絶縁層11cと金属導体であるビア14との熱膨張差による応力が発生しようとしても、複数のビア14による群14Gが有する格子部および格子部から延出された延出部Lで応力が分散されて、格子部の外側近傍においても歪みが生じることを抑制することができ、X線を良好に検出することができる。 Further, in plan perspective, the group 14G formed by the plurality of vias 14 has an extending portion L extending from the lattice portion. With such a configuration, heat of the electronic element 3 or the like is transferred to the substrate 1 for mounting the detection element when the detection device is operated, and stress is generated due to the difference in thermal expansion between the insulating layer 11c which is an insulator and the via 14 which is a metal conductor. Even if an attempt is made, the stress is dispersed in the lattice portion of the group 14G by the plurality of vias 14 and the extension portion L extending from the lattice portion, and it is possible to suppress the occurrence of distortion even in the vicinity of the outside of the lattice portion. It can detect X-rays well.
なお、延出部Lにおいても、絶縁基板11の最外周側に配置されたビア14と絶縁基板11との間の間隔は、上述と同様に、隣接するビア14間の間隔の2倍以上であることが好ましい。 In the extending portion L as well, the distance between the via 14 arranged on the outermost peripheral side of the insulating substrate 11 and the insulating substrate 11 is at least twice the distance between the adjacent vias 14 as described above. It is preferable to have.
平面透視において、格子部から延出された延出部Lは絶縁基板11の周縁部に設けられている。このような構成により、検出装置の作動時に電子素子3等の熱が検出素子搭載用基板1に伝わり、検出素子搭載用基板1の周縁部(外縁)において、絶縁体である絶縁層11cと金属導体であるビア14との熱膨張差による応力が発生しようとしても、複数のビア14による群14Gが有する格子部および格子部から延出された延出部Lで応力が分散されて、検出素子搭載用基板1の周縁部においても歪みが生じることを抑制することができ、X線を良好に検出することができる。 In the plan perspective, the extending portion L extending from the lattice portion is provided on the peripheral edge portion of the insulating substrate 11. With such a configuration, heat of the electronic element 3 or the like is transferred to the detection element mounting substrate 1 when the detection device is operated, and the insulating layer 11c which is an insulator and the metal are formed on the peripheral edge (outer edge) of the detection element mounting substrate 1. Even if stress due to the difference in thermal expansion with the conductor via 14 is about to be generated, the stress is dispersed by the lattice portion of the group 14G due to the plurality of vias 14 and the extending portion L extending from the lattice portion, and the detection element. It is possible to suppress the occurrence of distortion even at the peripheral edge of the mounting substrate 1, and it is possible to detect X-rays satisfactorily.
検出素子搭載用基板1は、平面透視において、格子部を覆うように設けられており、格子部の内側に設けられた切抜き部15a、および格子部と切抜き部15aとに挟まれる領域の補助層部15を有し、補助層部15の幅において、格子部の隅部側W1が格子部の辺の中央部側W2より大きい金属層16を有している(W1>W2)。また、検出素子搭載用基板1は、絶縁基板11の厚み方向に設けられ、切抜き部15aを貫くように設けられた貫通導体17を有している。 The detection element mounting substrate 1 is provided so as to cover the grid portion in planar fluoroscopy, and is provided with a cutout portion 15a provided inside the grid portion and an auxiliary layer in a region sandwiched between the grid portion and the cutout portion 15a. It has a portion 15, and in the width of the auxiliary layer portion 15, the corner side W1 of the lattice portion has a metal layer 16 larger than the central portion side W2 of the side of the lattice portion (W1> W2). Further, the detection element mounting substrate 1 has a through conductor 17 provided in the thickness direction of the insulating substrate 11 and provided so as to penetrate the cutout portion 15a.
金属層16は、平面透視において、ビア14と同様に、X線を光に変換するシンチレータの非形成部に重なるように、格子状に設けられており、平面透視において、複数のビア14の群14Gと重なるように設けられている。金属層16の幅(隣接する切抜き部15a間の間隔)は、複数のビア14の幅(隣接する補助層部15間の間隔)よりも大きくなるように設けられる。金属層16が複数のビア14の群14Gと重なるように設けておくと、金属層16に複数のビア14を良好に保持するとともに、検出素子搭載用基板1の歪みを抑制し、ビア14によりX線を良好に減衰し、X線を良好に検出することができる。 Similar to the via 14, the metal layer 16 is provided in a grid pattern so as to overlap the non-forming portion of the scintillator that converts X-rays into light in the plane perspective, and is a group of a plurality of vias 14 in the plane perspective. It is provided so as to overlap with 14G. The width of the metal layer 16 (distance between adjacent cutout portions 15a) is set to be larger than the width of the plurality of vias 14 (interval between adjacent auxiliary layer portions 15). When the metal layer 16 is provided so as to overlap the group 14G of the plurality of vias 14, the metal layer 16 satisfactorily holds the plurality of vias 14 and suppresses the distortion of the detection element mounting substrate 1, and the vias 14 suppress the distortion. X-rays can be well attenuated and X-rays can be detected well.
このような金属層16は、タングステンまたはモリブデンを主原料とした材料が好適に使用され、上述の配線導体18と同様の製造方法により、製作することができる。金属層16は、平面視において、金属層16の幅を格子部の幅よりも大きくしておくと、複数のビア14を良好に保持し、検出装置の作動時に、検出素子搭載用基板1に歪みが生じることを抑制することができ、X線を良好に検出することができる。 A material mainly made of tungsten or molybdenum is preferably used for such a metal layer 16, and it can be manufactured by the same manufacturing method as that of the wiring conductor 18 described above. When the width of the metal layer 16 is made larger than the width of the lattice portion in the plan view, the metal layer 16 satisfactorily holds a plurality of vias 14, and when the detection device is operated, the metal layer 16 is attached to the detection element mounting substrate 1. It is possible to suppress the occurrence of distortion, and it is possible to detect X-rays satisfactorily.
配線導体18の絶縁基板11から露出する表面には、電気めっき法または無電解めっき法によって金属めっき層が被着される。金属めっき層は、ニッケル,銅,金等の耐食性および接続部材4との接続性に優れる金属から成るものであり、例えば厚さ0.5〜5μm程度の
ニッケルめっき層と0.1〜3μm程度の金めっき層とが順次被着される。これによって、
配線導体18が腐食することを効果的に抑制できるとともに、配線導体18と接続部材4との接合、ならびに配線導体18とモジュール基板に形成された接続用の接続パッドとの接合を強固にできる。
A metal plating layer is adhered to the surface of the wiring conductor 18 exposed from the insulating substrate 11 by an electroplating method or an electroless plating method. The metal plating layer is made of a metal having excellent corrosion resistance such as nickel, copper, and gold and connectivity with the connecting member 4. For example, a nickel plating layer having a thickness of about 0.5 to 5 μm and a gold plating layer having a thickness of about 0.1 to 3 μm. And are sequentially adhered. by this,
Corrosion of the wiring conductor 18 can be effectively suppressed, and the connection between the wiring conductor 18 and the connecting member 4 and the connection between the wiring conductor 18 and the connection pad for connection formed on the module substrate can be strengthened.
検出素子搭載用基板1の第1主面11aの第1搭載部12上に検出素子2を搭載し、検出素子搭載用基板1の第2主面11bの第2搭載部13上に電子素子3を搭載することによって、検出装置を作製できる。 The detection element 2 is mounted on the first mounting portion 12 of the first main surface 11a of the detection element mounting substrate 1, and the electronic element 3 is mounted on the second mounting portion 13 of the second main surface 11b of the detection element mounting substrate 1. A detection device can be manufactured by mounting the device.
検出素子2は、検出素子搭載用基板1に入射されるX線を、電気信号に変換するための素子である。検出素子2は、例えば、X線を光に変換するシンチレータと、光を電気信号に変換するフォトダイオードとを有している。検出装置に入射されたX線をシンチレータにより光に変換し、その光をフォトダイオードにより電気信号に変換する。電子素子3は、検出素子2から出力される電気信号を検出し、情報として処理するための素子であり、例えば、集積回路デバイスである。検出素子2および電子素子3は、例えば、はんだバンプ、金バンプまたは導電性樹脂(異方性導電樹脂等)等の接続部材4を介して、検出素子2の電極または電子素子3の電極と配線導体18とが電気的および機械的に接続されることによって検出素子搭載用基板1に搭載される。 The detection element 2 is an element for converting X-rays incident on the detection element mounting substrate 1 into an electric signal. The detection element 2 has, for example, a scintillator that converts X-rays into light and a photodiode that converts light into an electric signal. The X-rays incident on the detection device are converted into light by a scintillator, and the light is converted into an electric signal by a photodiode. The electronic element 3 is an element for detecting an electric signal output from the detection element 2 and processing it as information, and is, for example, an integrated circuit device. The detection element 2 and the electronic element 3 are wired to the electrode of the detection element 2 or the electrode of the electronic element 3 via, for example, a connecting member 4 such as a solder bump, a gold bump, or a conductive resin (anisometric conductive resin or the like). The conductor 18 is electrically and mechanically connected to be mounted on the detection element mounting substrate 1.
本実施形態の検出装置の配線導体18が、モジュール基板の接続パッドにはんだを介して接続されて、検出モジュールとなる。 The wiring conductor 18 of the detection device of the present embodiment is connected to the connection pad of the module substrate via solder to form a detection module.
本実施形態における検出素子搭載用基板1は、第1主面11aと、第1主面11aにX線を検出する検出素子2を搭載する第1搭載部12、および第1主面11aに相対する第2主面11b、および第2主面11bに電子素子3を搭載する第2搭載部13、および複数のビア14を含み、平面視で矩形状の絶縁基板11と、複数のビア14が群14を成しており、平面透視におい
て格子状である格子部を有するビア群14Gと、平面透視において、格子部を覆うように設けられており、格子部の内側に設けられた切抜き部15a、および格子部と切抜き部とに挟まれる領域の補助層部15を有し、補助層部15の幅は格子部の隅部側W1が格子部における辺の中央部側W2より大きい金属層16と、絶縁基板11の厚み方向に設けられ、切抜き部15aを貫くように設けられた貫通導体17とを有している。上記構成により、補助層部15に設けられた金属層16によりビアで反射したX線を良好に遮蔽し、金属層16は、格子部の隅部においては辺部よりも幅広に設けられているので、格子部の隅部を挟む2辺のビアで反射したX線を良好に遮蔽してX線を減衰することができ、検出装置が良好に動作するものとなり、良好にX線を検出することができる。
The detection element mounting substrate 1 in the present embodiment is relative to the first main surface 11a, the first mounting portion 12 on which the detection element 2 for detecting X-rays is mounted on the first main surface 11a, and the first main surface 11a. A second main surface 11b, a second mounting portion 13 for mounting an electronic element 3 on the second main surface 11b, and a plurality of vias 14, a rectangular insulating substrate 11 in a plan view, and a plurality of vias 14. The via group 14G which forms a group 14 and has a grid portion which is grid-like in the plane perspective, and the cutout portion 15a which is provided so as to cover the grid portion in the plane perspective and is provided inside the grid portion. , And an auxiliary layer portion 15 in a region sandwiched between the lattice portion and the cutout portion, and the width of the auxiliary layer portion 15 is a metal layer 16 in which the corner side W1 of the lattice portion is larger than the central side W2 of the side in the lattice portion. And a through conductor 17 provided in the thickness direction of the insulating substrate 11 and provided so as to penetrate the cutout portion 15a. With the above configuration, the metal layer 16 provided on the auxiliary layer portion 15 satisfactorily shields the X-rays reflected by the vias, and the metal layer 16 is provided wider than the side portion at the corner portion of the lattice portion. Therefore, the X-rays reflected by the vias on the two sides sandwiching the corner of the lattice portion can be satisfactorily shielded and the X-rays can be attenuated, the detection device operates well, and the X-rays are detected satisfactorily. be able to.
切抜き部15aは、図5(a)に示す例のように、平面透視において四角形状、または図5(b)に示す例のように、平面透視において八角形状等の多角形状であっても構わない。なお、図5に示す例において、図2(b)に示す例と同様に、平面透視にて、金属層16の縁と重なる部分を点線にて示しており、補助層部15となる領域を長二点鎖線にて囲んでいる。 The cutout portion 15a may have a quadrangular shape in planar perspective as shown in FIG. 5 (a), or a polygonal shape such as an octagonal shape in planar perspective as shown in FIG. 5 (b). Absent. In the example shown in FIG. 5, as in the example shown in FIG. 2B, the portion overlapping the edge of the metal layer 16 is shown by a dotted line in a plan perspective, and the region to be the auxiliary layer portion 15 is shown. It is surrounded by a long two-dot chain line.
なお、平面透視において、補助層部15の幅は、格子部の中央部側W2から格子部の隅部側W1にかけて漸次大きくなっていると、隅部のみの補助層部15の幅を大きくしたものと比較して、格子部の隅部近傍にて反射したX線が補助層部15の金属層16にて遮蔽しやすくし、格子部の隅部を挟む2辺のビアで反射したX線を良好に遮蔽してX線を減衰することができ、検出装置が良好に動作するものとなり、良好にX線を検出することができる。 In the plan perspective, when the width of the auxiliary layer portion 15 gradually increases from the central portion side W2 of the lattice portion to the corner portion side W1 of the lattice portion, the width of the auxiliary layer portion 15 only in the corner portion is increased. Compared to the X-rays, the X-rays reflected near the corners of the grid portion are more easily shielded by the metal layer 16 of the auxiliary layer portion 15, and the X-rays reflected by the vias on the two sides sandwiching the corners of the grid portion. Can be satisfactorily shielded to attenuate X-rays, the detection device can operate satisfactorily, and X-rays can be satisfactorily detected.
また、平面透視において、切抜き部15aは円状であると、格子部の隅部近傍にて反射したX線が補助層部15の金属層16にて遮蔽しやすくし、隅部を挟む2辺方向から反射したX線を良好に遮蔽してX線を減衰することができ、良好にX線を検出することができる。 Further, in the plan perspective, if the cutout portion 15a is circular, the X-rays reflected near the corner portion of the lattice portion can be easily shielded by the metal layer 16 of the auxiliary layer portion 15, and the two sides sandwiching the corner portion can be easily shielded. The X-rays reflected from the direction can be satisfactorily shielded and the X-rays can be attenuated, and the X-rays can be detected satisfactorily.
また、金属層16は、ビア14よりも面密度が高いと、補助層部15の金属層16により良好に反射したX線を減衰することができる。例えば、ビア14内におけるタングステンまたはモリブデンの含有比率よりも金属層16内におけるタングステンまたはモリブデンの含有比率を大きくすればよい。また、ビア14がモリブデンを主原料とした金属導体である場合、金属層16は、タングステンを主原料とした金属導体とし、金属層16の面密度が、ビア14の面密度よりも大きくなるようにしても構わない。 Further, when the surface density of the metal layer 16 is higher than that of the via 14, the X-rays reflected well by the metal layer 16 of the auxiliary layer portion 15 can be attenuated. For example, the content ratio of tungsten or molybdenum in the metal layer 16 may be larger than the content ratio of tungsten or molybdenum in the via 14. When the via 14 is a metal conductor using molybdenum as the main raw material, the metal layer 16 is a metal conductor using tungsten as the main raw material, so that the surface density of the metal layer 16 is larger than the surface density of the via 14. It doesn't matter.
本発明の一つの態様による検出装置において、上記構成の検出素子搭載用基板1と、第1搭載部12に搭載された検出素子2と、第2搭載部13に搭載された電子素子3とを有していることによって、信頼性に優れた検出装置とすることができる。 In the detection device according to one aspect of the present invention, the detection element mounting substrate 1 having the above configuration, the detection element 2 mounted on the first mounting portion 12, and the electronic element 3 mounted on the second mounting portion 13 are provided. By having it, it is possible to obtain a detection device having excellent reliability.
本発明の一つの態様による検出モジュールにおいて、接続パッドを有するモジュール基板と、接続パッドにはんだを介して接続された上記構成の検出装置とを有していることによって、信頼性に優れた検出モジュールとすることができる。 In the detection module according to one aspect of the present invention, a detection module having an excellent reliability is provided by having a module substrate having a connection pad and a detection device having the above configuration connected to the connection pad via solder. Can be.
(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態による検出装置について、図6〜図9を参照しつつ説明する。
(Second Embodiment)
Next, the detection device according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 to 9.
本発明の第2の実施形態における検出装置において、上記した第1の実施形態の検出装置と異なる点は、複数のビア14(一方のビア14aおよび他方のビア14b)が、2つの絶縁層11cに設けられており、一方のビア14aと他方のビア14bとが、平面透視において互いにずれて設けられている点である。 The detection device according to the second embodiment of the present invention differs from the detection device according to the first embodiment described above in that a plurality of vias 14 (one via 14a and the other via 14b) have two insulating layers 11c. The point is that one via 14a and the other via 14b are provided so as to be offset from each other in plan perspective.
また、図6に示す例において、平面透視にて、貫通導体17の側面と重なる部分を点線にて示している。図7および図8に示す例において、平面透視にて、金属層16の縁と重なる部分および他方のビア14bの側面と重なる部分を点線にて示している。また、図8に示す例において、補助層部15となる領域を長二点鎖線にて囲んでいる。また、図9に示す例において、切欠き部15aとなる領域を点線にて囲んでいる。 Further, in the example shown in FIG. 6, the portion overlapping the side surface of the through conductor 17 is shown by a dotted line in a plan perspective. In the examples shown in FIGS. 7 and 8, the portion overlapping the edge of the metal layer 16 and the portion overlapping the side surface of the other via 14b are shown by dotted lines in plan perspective. Further, in the example shown in FIG. 8, the region to be the auxiliary layer portion 15 is surrounded by a long two-dot chain line. Further, in the example shown in FIG. 9, the region to be the notch portion 15a is surrounded by a dotted line.
本発明の第2の実施形態における検出素子搭載用基板1によれば、第1の実施形態の検出装置用基板1と同様に、補助層部15に設けられた金属層16によりビアで反射したX線を良好に遮蔽し、金属層16は、格子部の隅部においては辺部よりも幅広に設けられているので、格子部の隅部を挟む2辺のビアで反射したX線を良好に遮蔽してX線を減衰することができ、検出装置が良好に動作するものとなり、良好にX線を検出することができる。 According to the detection element mounting substrate 1 in the second embodiment of the present invention, the metal layer 16 provided in the auxiliary layer portion 15 reflects with vias, similarly to the detection device substrate 1 in the first embodiment. The metal layer 16 shields X-rays well, and since the metal layer 16 is provided wider than the sides at the corners of the lattice portion, the X-rays reflected by the vias on the two sides sandwiching the corners of the lattice portion are good. The X-rays can be attenuated by shielding the X-rays, the detection device operates well, and the X-rays can be detected well.
また、平面方向にずれて複数のビア14が設けられているので、ビア14の反射を低減し、補助層部15の切抜き部15a側に照射することが低減され、より良好にX線を検出することができる。 Further, since a plurality of vias 14 are provided so as to be offset in the plane direction, the reflection of the vias 14 is reduced, the irradiation of the cutout portion 15a side of the auxiliary layer portion 15 is reduced, and X-rays are detected better. can do.
また、ビア14の群14Gは、それぞれの絶縁層11cにおいて、格子状である格子部を有している。一方のビア14aと他方のビア14bは、同じ直径および同じ厚みにてそれぞれの絶縁層11cに設けられている。また、円形状の一方のビア14aおよび他方のビア14bは、平面透視において、互いにずれて配置されている。すなわち、一方の絶縁層11cに設けられたビア14bは、図4〜図7に示される例のように、平面透視おいて、他方の絶縁層11cに設けられた複数のビア14a同士の間を覆うように配置されている。また、他方の絶縁層11cに設けられた複数のビア14aは、同様に、平面透視において、一方のビア14b同士の間を覆うように配置されている。これにより、平面透視において、複数のビア14の群14Gにおけるビア14の非形成部を少なくし、検出素子搭載用基板1の第1主面11a側に照射されたX線を良好に遮断して、絶縁基板11の第2主面11b側に透過し、電子素子3に照射されるのを良好に抑制することができる。 Further, the group 14G of the via 14 has a grid-like lattice portion in each of the insulating layers 11c. One via 14a and the other via 14b are provided on the respective insulating layers 11c with the same diameter and the same thickness. Further, one via 14a and the other via 14b having a circular shape are arranged so as to be offset from each other in plan perspective. That is, the vias 14b provided on one of the insulating layers 11c are sandwiched between the plurality of vias 14a provided on the other insulating layer 11c in a plan view as in the examples shown in FIGS. 4 to 7. It is arranged so as to cover it. Further, the plurality of vias 14a provided on the other insulating layer 11c are similarly arranged so as to cover between the one vias 14b in the plan perspective. As a result, in planar fluoroscopy, the non-formed portion of the via 14 in the group 14G of the plurality of via 14 is reduced, and the X-rays irradiated to the first main surface 11a side of the detection element mounting substrate 1 are satisfactorily blocked. , It is possible to satisfactorily suppress the irradiation of the electronic element 3 by transmitting through the second main surface 11b side of the insulating substrate 11.
なお、一方のビア14aおよび他方のビア14bが設けられる絶縁層11cの厚みは、それぞれのビア14の径以下とすることが好ましい。また、それぞれの群14Gの効果を効率よくするため、一方のビア14aおよび他方のビア14bが設けられる絶縁層11caの絶縁層11cの厚みが同じ大きさとなることが好ましい。 The thickness of the insulating layer 11c provided with one via 14a and the other via 14b is preferably not more than the diameter of each via 14. Further, in order to make the effect of each group 14G efficient, it is preferable that the thickness of the insulating layer 11c of the insulating layer 11ca provided with the one via 14a and the other via 14b is the same.
また、延出部Lは、上述と同様の理由により、図6に示す例のように、一方のビア14aが設けられた絶縁層11cおよび他方のビア14bが設けられた絶縁層11cに設けることが好ましい。 Further, for the same reason as described above, the extending portion L is provided on the insulating layer 11c provided with one via 14a and the insulating layer 11c provided with the other via 14b, as in the example shown in FIG. Is preferable.
第2の実施形態の検出素子搭載用基板1は、上述の第1の実施形態の検出素子搭載用基板1と同様の製造方法を用いて製作することができる。 The detection element mounting substrate 1 of the second embodiment can be manufactured by using the same manufacturing method as the detection element mounting substrate 1 of the first embodiment described above.
(第3の実施形態)
次に、本発明の第3の実施形態による検出装置について、図10および図11を参照しつつ説明する。上記した実施形態の検出装置と異なる点は、複数のビア14からなるビア14aが、3つの絶縁層11cに設けられており、3つの絶縁層11cに設けられたビア14(第1のビア14c、第2のビア14d、第3のビア14e)が、平面透視において、それぞれのビア14が、互いにずれて配置されている点である。
(Third Embodiment)
Next, the detection device according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 10 and 11. The difference from the detection device of the above-described embodiment is that the via 14a composed of a plurality of vias 14 is provided on the three insulating layers 11c, and the via 14 provided on the three insulating layers 11c (first via 14c). , The second via 14d and the third via 14e) are the points at which the vias 14 are arranged so as to be offset from each other in the plan perspective.
また、図9に示す例において、平面透視にて、金属層16の縁と重なる部分および第1のビア14cの側面と重なる部分、ならびに第3のビア14eの側面と重なる部分とをそれぞれを点線にて示している。また、図9に示す例において、補助層部15となる領域を長二点鎖
線にて囲んでいる。また、図10に示す例において、縦断面透視にて、第1のビア14cの側面と重なる部分および第3のビア14eの側面と重なる部分を点線にて示しており、切欠き部15aとなる領域を点線にて囲んでいる。
Further, in the example shown in FIG. 9, in planar perspective, a portion overlapping the edge of the metal layer 16, a portion overlapping the side surface of the first via 14c, and a portion overlapping the side surface of the third via 14e are dotted. It is shown in. Further, in the example shown in FIG. 9, the region to be the auxiliary layer portion 15 is surrounded by a long two-dot chain line. Further, in the example shown in FIG. 10, the portion overlapping the side surface of the first via 14c and the portion overlapping the side surface of the third via 14e are indicated by dotted lines in the vertical cross-sectional perspective, and the notch portion 15a is formed. The area is surrounded by a dotted line.
本発明の第3の実施形態における検出素子搭載用基板1によれば、第1の実施形態の検出装置用基板1と同様に、補助層部15に設けられた金属層16でビアにて反射したX線を良好に遮蔽し、金属層16は、格子部の隅部においては辺部よりも幅広に設けられているので、格子部の隅部を挟む2辺のビアで反射したX線を良好に遮蔽してX線を減衰することができ、検出装置が良好に動作するものとなり、良好にX線を検出することができる。 According to the detection element mounting substrate 1 according to the third embodiment of the present invention, the metal layer 16 provided in the auxiliary layer portion 15 reflects by vias, similarly to the detection device substrate 1 of the first embodiment. Since the metal layer 16 is provided wider than the sides at the corners of the lattice portion, the X-rays reflected by the vias on the two sides sandwiching the corners of the lattice portion are reflected. The X-rays can be well shielded and attenuated, the detection device operates well, and the X-rays can be detected well.
また、平面方向にずれて複数のビア14が設けられているので、ビア14の反射を低減し、補助層部15の切抜き部15a側に照射することが低減され、より良好にX線を検出することができる。 Further, since a plurality of vias 14 are provided so as to be offset in the plane direction, the reflection of the vias 14 is reduced, the irradiation of the cutout portion 15a side of the auxiliary layer portion 15 is reduced, and X-rays are detected better. can do.
本発明の第3の実施形態における検出素子搭載用基板1によれば、第1の実施形態の検出装置用基板1と同様に、検出装置の作動時に電子素子3等の熱が検出素子搭載用基板1に伝わり、絶縁層11cとビア14との熱膨張差による応力が発生しようとしても、複数のビア14による群14Gが有する格子部で応力が分散されて、検出素子搭載用基板1に歪みが生じることを抑制することができ、X線を良好に検出することができる。 According to the detection element mounting substrate 1 according to the third embodiment of the present invention, the heat of the electronic element 3 or the like is generated when the detection device is operated, as in the case of the detection device mounting substrate 1 of the first embodiment. Even if stress is transmitted to the substrate 1 due to the difference in thermal expansion between the insulating layer 11c and the via 14, the stress is dispersed in the lattice portion of the group 14G due to the plurality of vias 14, and the substrate 1 for mounting the detection element is distorted. Can be suppressed, and X-rays can be detected satisfactorily.
また、ビア14の群14Gは、それぞれの絶縁層11cにおいて、格子状である格子部を有している。第1のビア14cと第2のビア14dと第3のビア14eとは、同じ直径および同じ厚みにてそれぞれの絶縁層11cに設けられている。また、それぞれの絶縁層11cに設けられたビア14同士が、平面透視において、互いにずれて配置されている。すなわち、第1のビア14cは、平面透視において、第2のビア14dと第3のビア14eとの間を覆うように設けられている。第1の絶縁層11cに設けられた第1のビア14cと、第2の絶縁層11cに設けられた第2のビア14dと、第3の絶縁層11cに設けられたビア14cとは、平面透視において隣接するそれぞれの円形状のビア14の中心を結ぶ仮想線が三角形状となるように配置されている。この構成により、平面透視において、第1のビア14cが、第2のビア14dおよび第3のビア14との間を覆うように配置され、複数のビア14の群14Gにおけるビア14の非形成部を少なくし、検出素子搭載用基板1の第1主面11a側に照射されたX線を良好に遮断して、第2主面11b側に透過し、電子素子3に照射されるのを良好に抑制することができる。なお、第1のビア14cと、第2のビア14dと、第3のビア14eとは、それぞれのビア14の中心を結ぶ仮想線が、平面透視において、正三角形状となるように配置されていることがより好ましい。上述の場合、3つの絶縁層11cに設けられるビア14(第1のビア14c、第2のビア14d、第3のビア14c)は、平面透視で、同じ絶縁層11cに設けられるビア14同士の間隔を直径の2倍としておくと、互いのビア14の間を良好に覆うことができる。 Further, the group 14G of the via 14 has a grid-like lattice portion in each of the insulating layers 11c. The first via 14c, the second via 14d, and the third via 14e are provided on the respective insulating layers 11c with the same diameter and the same thickness. Further, the vias 14 provided in the respective insulating layers 11c are arranged so as to be offset from each other in plan perspective. That is, the first via 14c is provided so as to cover between the second via 14d and the third via 14e in plan perspective. The first via 14c provided on the first insulating layer 11c, the second via 14d provided on the second insulating layer 11c, and the via 14c provided on the third insulating layer 11c are flat surfaces. In perspective, the virtual lines connecting the centers of the adjacent circular vias 14 are arranged so as to form a triangle. With this configuration, in planar perspective, the first via 14c is arranged so as to cover between the second via 14d and the third via 14, and the non-forming portion of the via 14 in the group 14G of the plurality of vias 14 It is good that the X-rays emitted to the first main surface 11a side of the detection element mounting substrate 1 are satisfactorily blocked, transmitted to the second main surface 11b side, and irradiated to the electronic element 3. Can be suppressed. The first via 14c, the second via 14d, and the third via 14e are arranged so that the virtual lines connecting the centers of the respective vias 14 have a regular triangular shape in plan perspective. It is more preferable to be. In the above case, the vias 14 (first via 14c, second via 14d, third via 14c) provided on the three insulating layers 11c are planar perspectives of the vias 14 provided on the same insulating layer 11c. If the distance is set to twice the diameter, the space between the vias 14 can be well covered.
また、絶縁基板11内の1つの絶縁層11cにおけるビア14を少なくしても、平面透視において、格子状の複数の群14Gを絶縁基板11内に密集して設けることできるので、検出素子搭載用基板1の製作時において、1つの絶縁層11cにおける隣接するビア14間にクラックの発生を生じにくくすることができる。 Further, even if the number of vias 14 in one insulating layer 11c in the insulating substrate 11 is reduced, a plurality of grid-like groups 14G can be densely provided in the insulating substrate 11 in plan perspective, and thus for mounting a detection element. At the time of manufacturing the substrate 1, it is possible to prevent the occurrence of cracks between adjacent vias 14 in one insulating layer 11c.
なお、第1のビア14c、第2のビア14d、第3のビア14eが設けられる絶縁層11cの厚みは、それぞれのビア14の径以下とすることが好ましい。また、それぞれの群14Gの効果を効率よくするため、第1のビア14c、第2のビア14d、第3のビア14eが設けられる絶縁層11cの絶縁層11cの厚みが同じ大きさとなることが好ましい。 The thickness of the insulating layer 11c provided with the first via 14c, the second via 14d, and the third via 14e is preferably not more than the diameter of each via 14. Further, in order to make the effect of each group 14G efficient, the thickness of the insulating layer 11c of the insulating layer 11c provided with the first via 14c, the second via 14d, and the third via 14e may be the same. preferable.
なお、それぞれのビア14(14c〜14e)の厚みは、平面透視における隣接するビア14(
14c〜14e)の間隙以上としておくことが好ましい。
The thickness of each via 14 (14c to 14e) is the thickness of the adjacent via 14 (14c to 14e) in plan perspective.
It is preferable that the gap is at least 14c to 14e).
また、第3の実施形態の素子搭載用基板1においても、上述と同様の理由により、第1のビア14c、第2のビア14d、第3のビア14eが設けられた3つの絶縁層11cのそれぞれに延出部Lを設けることが好ましい。 Further, also in the element mounting substrate 1 of the third embodiment, for the same reason as described above, the three insulating layers 11c provided with the first via 14c, the second via 14d, and the third via 14e are provided. It is preferable to provide an extension portion L for each.
第3の実施形態の検出素子搭載用基板1は、上述の第1の実施形態の検出素子搭載用基板1と同様の製造方法を用いて製作することができる。 The detection element mounting substrate 1 of the third embodiment can be manufactured by using the same manufacturing method as the detection element mounting substrate 1 of the first embodiment described above.
本発明は、上述の実施の形態の例に限定されるものではなく、種々の変更は可能である。例えば、絶縁基板11は、平面視において、側面または角部に切欠き部や面取り部を有している矩形状であっても構わない。 The present invention is not limited to the examples of the above-described embodiments, and various modifications can be made. For example, the insulating substrate 11 may have a rectangular shape having a notch or a chamfered portion on a side surface or a corner portion in a plan view.
また、第1の実施形態の検出素子搭載用基板1において、図4に示す例のように、ビア14を複数の絶縁層11cに配置し、平面透視においてこれらのビア14同士が互いに重なるように設けている例を示しているが、第2、第3の実施形態の検出素子搭載用基板1においても、ビア14を複数の絶縁層11cに配置し、平面透視において、これらのビア14同士が互いに重なるように設けても構わない。 Further, in the detection element mounting substrate 1 of the first embodiment, as shown in the example shown in FIG. 4, the vias 14 are arranged on a plurality of insulating layers 11c so that the vias 14 overlap each other in planar fluoroscopy. Although an example is shown, in the detection element mounting substrate 1 of the second and third embodiments, the vias 14 are arranged on the plurality of insulating layers 11c, and the vias 14 are arranged in a plane perspective. It may be provided so as to overlap each other.
また、第1の実施形態の検出素子搭載用基板1〜第3の実施形態の検出素子搭載用基板1において、ビア14の群14Gは、厚み方向において絶縁基板11の中央部に設けられているが、絶縁基板11の一方の主面側に偏倚して設けられていても構わない。ビア14の群14Gは、例えば、検出素子2が搭載される搭載される第1主面11a側に偏倚して設けていても構わない。検出素子2に近い第1主面11a側に設けるので、シンチレータの非形成部を介して絶縁基板11の第1主面11aに照射されたX線に対するビア14の位置ずれを抑制し、良好にビア14の群14Gおよび金属層16によりX線を遮蔽することができる。 Further, in the detection element mounting substrate 1 of the first embodiment and the detection element mounting substrate 1 of the third embodiment, the group 14G of the via 14 is provided in the central portion of the insulating substrate 11 in the thickness direction. However, it may be provided unevenly on one main surface side of the insulating substrate 11. The group 14G of the via 14 may be provided unevenly on the side of the first main surface 11a on which the detection element 2 is mounted, for example. Since it is provided on the first main surface 11a side close to the detection element 2, the misalignment of the via 14 with respect to the X-rays irradiated to the first main surface 11a of the insulating substrate 11 via the non-forming portion of the scintillator is suppressed, and the position is satisfactorily improved. X-rays can be shielded by group 14G of via 14 and metal layer 16.
また、第3の実施形態の検出素子搭載用基板1において、3層からなる絶縁層11cに第1のビア14c、第2のビア14d、第3のビア14eを設けているが、これらの3層からなる絶縁層11cを1つの組として複数の組を厚み方向に設けても構わない。例えば、6層の絶縁層11cに、第1のビア14c、第2のビア14d、第3のビア14e、第1のビア14c、第2のビア14d、第3のビア14eの順にビア14を形成しても構わない。これにより、より効果的にX線を遮蔽することができる。 Further, in the detection element mounting substrate 1 of the third embodiment, the first via 14c, the second via 14d, and the third via 14e are provided on the insulating layer 11c composed of three layers. A plurality of sets may be provided in the thickness direction with the insulating layer 11c composed of layers as one set. For example, vias 14 are placed in the order of the first via 14c, the second via 14d, the third via 14e, the first via 14c, the second via 14d, and the third via 14e on the six-layer insulating layer 11c. It may be formed. As a result, X-rays can be shielded more effectively.
また、検出素子搭載用基板1は、多数個取り検出素子搭載用基板の形態で製作されていてもよい。 Further, the detection element mounting substrate 1 may be manufactured in the form of a large number of detection element mounting substrates.
1・・・・検出素子搭載用基板
11・・・・絶縁基板
11a・・・第1主面
11b・・・第2主面
12・・・・第1搭載部
13・・・・第2搭載部
14(14a、14b)・・・・ビア
14c・・・第1のビア
14d・・・第2のビア
14e・・・第3のビア
14G・・・(複数のビアの)群
15・・・・補助層部
15a・・・切抜き部
16・・・・金属層
17・・・・貫通導体
18・・・・配線導体
15・・・・配線導体
16・・・・金属層
2・・・・検出素子
3・・・・電子素子
4・・・・接続部材
1 ... Substrate for mounting detection elements
11 ... Insulation substrate
11a ・ ・ ・ First main surface
11b ・ ・ ・ 2nd main surface
12 ... 1st mounting part
13 ... 2nd mounting part
14 (14a, 14b) ... Via
14c ・ ・ ・ First via
14d ・ ・ ・ Second via
14e ・ ・ ・ Third beer
14G ... (of multiple vias) group
15 ... Auxiliary layer
15a ・ ・ ・ Cutout
16 ... Metal layer
17 ... Through conductor
18 ... Wiring conductor
15 ... Wiring conductor
16 ... Metal layer 2 ... Detection element 3 ... Electronic element 4 ... Connecting member
Claims (5)
前記複数のビアが群を成しており、平面透視において格子状である格子部を有するビア群と、
平面透視において、前記格子部を覆うように設けられており、前記格子部の内側に設けられた切抜き部、および前記格子部と前記切抜き部とに挟まれる領域の補助層部を有し、該補助層部の幅は前記格子部の隅部側が前記格子部における辺の中央部側より大きい金属層と、
前記絶縁基板の厚み方向に設けられ、前記切抜き部を貫くように設けられた貫通導体とを有していることを特徴とする検出素子搭載用基板。 A first main surface, a first mounting portion on which a detection element for detecting X-rays is mounted on the first main surface, a second main surface facing the first main surface, and an electronic element on the second main surface. A second mounting part on which the X-rays are mounted, and an insulating substrate that is rectangular in plan view and includes a plurality of vias.
A group of vias in which the plurality of vias form a group and have a grid portion that is grid-like in plan perspective,
In plan perspective, it has a cutout portion provided inside the grid portion and an auxiliary layer portion in a region sandwiched between the grid portion and the cutout portion, which is provided so as to cover the lattice portion. The width of the auxiliary layer portion is a metal layer in which the corner side of the lattice portion is larger than the central portion side of the side in the lattice portion.
A substrate for mounting a detection element, which is provided in the thickness direction of the insulating substrate and has a through conductor provided so as to penetrate the cutout portion.
前記第1搭載部に搭載された検出素子と、
前記第2搭載部に搭載された電子素子とを有することを特徴とする検出装置。 The substrate for mounting the detection element according to any one of claims 1 to 3.
The detection element mounted on the first mounting portion and
A detection device comprising an electronic element mounted on the second mounting portion.
前記接続パッドにはんだを介して接続された請求項4に記載の検出装置とを有することを特徴とする検出モジュール。 Module board with connection pad and
The detection module according to claim 4, further comprising the detection device according to claim 4, which is connected to the connection pad via solder.
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