【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.06.11】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
23TU0111
利用課題名 / Title
X線イメージセンサの開発
利用した実施機関 / Support Institute
東北大学 / Tohoku Univ.
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）高度なデバイス機能の発現を可能とするマテリアル/Materials allowing high-level device functions to be performed（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
センサ/ Sensor,ボンディング/ Bonding,ワイヤーボンディング/ Wire Bonding
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
菊池 洋平
所属名 / Affiliation
東北大学大学院工学研究科
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
X線透視下でカテーテル等を用いて手術を行うインターベンショナル・ラジオロジー(IVR:画像下治療)では、患者・施術者の被爆による放射線障害が解決すべき大きな問題点である。この解決策としてX線照射量を減らすことが挙げられるが、大幅な照射量削減は透視画像の画質低下を招き、手術への影響を及ぼす可能性がある。逆に、低下した画質を改善することができれば、低被ばく化は達成され得る。本研究の目的は、画質改善に必要な「物体特定」を可能とするイメージセンサの開発である。イメージングセンサは、信号処理回路の削減を目的として両面ストリップ型を採用している。先行研究では、検出素子の作製プロセス改善と単一ストリップによる検出素子の温度依存性調査が行われた。この検出素子をイメージングセンサとして用いるためには、複数ストリップから信号を引き出す必要がある。本研究ではセミオートワイヤボンダを利用し、検出素子の基板へのマウントを行う。
実験 / Experimental
半絶縁性GaAsウエハを材料とする放射線センサをとPCB基板上にマウントし、これらの間でのボンディングのパラメータの条件出しを実施した。GaAsセンサとマウント基板は、2液混合型エポキシ系接着剤で固定した。ボンディングは両面で行う必要がある。しかし本研究で使用したボンディング装置ではPCB基板を直接置くため、片面のボンディング後にもう片面のボンディングを実施する際に、ボンディングした金線を押しつぶしてしまう。そこで先行研究 で作製された治具を再利用し、ボンディングが終了した面に治具を貼り付けることで、両面でのボンディングを実施した。
結果と考察 / Results and Discussion
ボンディングパラメータの最適化でGaAsセンサ上のAuパッドのはく離が生じることなく、ボンディングに成功することがわかった（図１）。また、当初、超音波によって密着性の悪いGaAsとGe（積層電極の一部）間からはく離が生じているという仮定を立てていたが、これが正しいと考えられる結果も得られた。超音波がはく離を生じるメカニズムは明らかではないものの、ボールとAu電極間で生じる摩擦が密着性の悪いGaAs基板・Ge電極のせん断力となった可能性が高いと言える。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
図１ ボンディング結果
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件