电磁波检测组件、电磁波检测组件阵列和无损检查设备的制作方法

本发明涉及电磁波检测组件、电磁波检测组件阵列和无损检查设备，其各自具有如下的结构：在包括多个检测元件的电磁波检测部件的外侧有效地引出来自各检测元件的布线。

背景技术：

通常，在从产品的制造到包装和装运的各处理中，利用适合于要检查的产品或可能混入的异物的类型(材料、大小等)的检查方法进行检查，以确认在产品或包装中是否存在任何异物等。

其中，在使用针对各物质的电磁波渗透性的差异的无损检查中，利用诸如x射线等的电磁波照射待检查物体，并且检测透过的电磁波。此时，电磁波的透过程度根据待检查物体中的异物的有无以及异物的材料等而不同。因此，通过生成用浓淡(shading)等表示所检测到的透过电磁波的强度分布的二维图像，可以检查从外观无法知晓的待检查物体内部的状况。

更具体地，例如，与待检查物体的输送方向垂直的线传感器周期性地扫描来自在被电磁波照射的同时输送的待检查物体的透过电磁波，并且顺次生成线状的电磁波透过图像。然后，可以通过将待检查物体的二维图像沿扫描方向顺次排列来生成这些二维图像(例如，参见专利文献1)。

为了从构成线传感器的多个检测元件读出信号，主要采用cmos方式或ccd方式。

在cmos方式中，从构成线传感器的各个检测元件输出的电荷由电荷放大器转换成电气信号，然后通过使用开关或移位寄存器来顺次读出。

作为用于在基板上实现这些功能单元的方法其中之一，存在如下的方法：在基板上形成包括多个检测元件的线传感器、以及作为包括电荷放大器和移位寄存器等的cmos信号处理ic的读取单元，并且这些单元通过图案化布线等彼此电气连接。

图8示出如下的示例：在同一基板上形成作为电磁波检测部件的线传感器30以及读取部件40，并且在构成线传感器30的六个检测元件a1～f1各自与读取部件40之间形成布线a1w～f1w。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2017-020843

技术实现要素：

发明要解决的问题

无损检查设备中所采用的电磁波检测部件不一定是线传感器，并且例如，可以采用按二维阵列排列的多个检测元件。在电磁波检测部件例如用作区域传感器或tdi传感器的情况下采用这样的排列。

这样的排列例如可以通过将图8所示的多个线传感器沿待检查物体的输送方向排列来实现。

然而，在该图中的线传感器30的左侧排列其它线传感器的情况下，由于至少线传感器30存在于其它线传感器的右侧，因此如何将布线从构成其它线传感器的多个检测元件中的各检测元件路由到读取部件40成为问题。

本发明的目的是提供一种电磁波检测组件、电磁波检测组件阵列和无损检查设备，其中，在通过将用于检测电磁波的多个检测元件按二维阵列排列所构成的电磁波检测部件的各检测元件与该电磁波检测部件的外侧的预定连接目的地之间，以良好的可制造性并且因此以尽可能不干扰电磁波的检测的方式形成布线。

用于解决问题的方案

(1)本发明的电磁波检测组件是一种电磁波检测组件，其在同一基板面上包括：电磁波检测部件，在所述电磁波检测部件中，沿y轴方向排列的m个检测元件的检测元件组在与所述y轴方向垂直的x轴方向上排列成n列，其中m是2或更大的整数，并且n是2或更大的整数；以及m×n个布线，用于将m×n个所述检测元件中的各检测元件与所述电磁波检测部件的所述y轴方向上的一端外侧的预定连接目的地电气连接。

通过以这种方式路由布线，可以利用平面构造并且在不会增加零件的数量的情况下引出布线，使得可制造性良好。除了结构简单之外，由于布线未堆叠在检测元件上，因此还可以避免由于堆叠引起的对电磁波的检测的干扰。

(2)对于所有的所述检测元件组，来自属于所述检测元件组的各检测元件的布线可被路由通过该检测元件组与所述电磁波检测部件的所述x轴方向上的同一端侧上的邻接检测元件组之间的间隙。

通过以这种方式路由布线，可以使从检测元件到读取部件或端子阵列的布线距离最小化，并且可以将要路由通过检测元件的布线的数量最多限制到属于检测元件组的检测元件的数量。因此，可以以能够抑制制造成本、几乎不会施加噪声并且电磁波的检测灵敏度不会极大恶化的方式形成布线。

(3)所述预定连接目的地可以是针对各布线所设置的并且以一对一的方式电气连接至m×n个所述检测元件中的各检测元件。

结果，各检测检测元件可以连接至诸如电荷放大器等的单独电路，并且可以单独处理来自各检测元件的输出。

(4)所述预定连接目的地也可以设置在所述电磁波检测部件的所述y轴方向上的另一端外侧，以及针对各检测元件组，来自属于该检测元件组的各检测元件的布线是以与任何邻接检测元件的中间作为边界而从所述一端的检测元件连接至所述一端外侧的预定连接目的地，并且所述另一端的检测元件连接至所述另一端外侧的预定连接目的地。

通过在y轴方向上的两端设置预定连接目的地，与设置仅一端或另一端的情况相比，布线路径在更大程度上分散，并且可以减少在邻接检测元件之间路由的布线的数量。因此，可以进一步抑制由于存在布线而导致检测元件的露出面积的减少，并且进一步抑制检测灵敏度的下降。

(5)在将检测元件连接至一端侧的预定连接目的地或另一端侧的预定连接目的地之间的边界例如可被设置成：夹持所述边界的检测元件的数量在m是偶数的情况下变为(m/2)，并且在m是奇数的情况下变为((m+1)/2)和((m-1)/2)。

这使得可以进一步减小在检测元件之间路由的布线的数量的最大值，并且进一步缩短布线的最大长度。因此，可以进一步抑制检测灵敏度的下降，并且进一步减轻噪声对布线的影响。

(6)本发明的多个电磁波检测组件可以沿x轴方向排列以形成电磁波检测组件阵列。

(7)在采用本发明的电磁波检测组件或电磁波检测组件阵列的无损检查设备中，与采用传统组件的情况相比，可以在成本和性能方面获得优良的效果。

(8)本发明的无损检查设备还可以包括：电磁波照射部件，用于利用预定电磁波来照射待检查物体；以及输送部件，用于沿预定方向输送放置在输送面上的所述待检查物体，并且所述电磁波检测组件可被布置在从所述电磁波照射部件、经由所述输送面的放置有所述待检查物体的部分、到达所述电磁波检测组件的电磁波的传播路径中，使得与所述输送面的分离距离短于所述电磁波照射部件和所述输送面之间的分离距离，并且所述电磁波检测组件可被配置为对透过所述待检查物体的电磁波进行检测。

(9)本发明的无损检查设备还可以包括输送部件，所述输送部件用于沿预定方向输送利用电磁波照射的待检查物体，并且所述输送部件的内部所设置的电磁波检测组件可以对透过所述待检查物体的电磁波进行检测。

附图说明

图1是示出包括本发明的电磁波检测组件的无损检查设备的结构的示例的功能框图。

图2是示出包括本发明的电磁波检测组件的无损检查设备的结构的另一示例的功能框图。

图3是示出根据第一实施例的电磁波检测组件的结构的示例的图。

图4是示出在另一基板上形成图3的结构中的读取部件的情况下的结构的示例的图。

图5是示出根据第二实施例的电磁波检测组件的结构的示例的图。

图6是用于说明利用属于检测元件组的各检测元件对来自检测对象区域的透过电磁波的检测范围的图。

图7是示出根据第三实施例的电磁波检测组件的结构的示例的图。

图8是示出传统的电磁波检测组件的结构的示例的图。

具体实施方式

以下将详细说明本发明的各实施例。尽管以下将说明在采用tdi方法的无损检查设备中使用本发明的电磁波检测组件的情况作为示例，但该情况即使在用在包括多个检测元件按二维阵列排列的电磁波检测部件的其它设备中的情况下，也可以以基本相同的形式实现并获得相同的效果。

<第一实施例>

图1是无损检查设备100的功能框图。无损检查设备100包括电磁波照射部件110、输送部件120、电磁波检测部件130、读取部件140、加法部件150和显示部件151。

电磁波照射部件110将诸如x射线、紫外线、可见光线或红外线等的电磁波照射到由输送部件120沿y轴方向输送的待检查物体w。

输送部件120例如是带式输送机等，并且按预定速度沿y轴方向输送放置在输送面上的待检查物体w。期望输送部件120的电磁波透过度高，使得来自待检查物体w的透过电磁波以衰减尽可能小的状态到达电磁波检测部件130。

电磁波检测部件130是用于检测从电磁波照射部件110照射到待检查物体w上且透过了待检查物体w的电磁波的电磁波检测组件。具体地，例如，在从电磁波照射部件110经由输送面的放置有待检查物体w的部分而到达电磁波检测组件130的电磁波的传播路径中，电磁波检测部件布置在与输送面的分离距离短于电磁波照射部件和输送面之间的分离距离的位置，并且对透过待检查物体的电磁波进行检测。通过使放置有待检查物体w的部分的输送面和电磁波检测部件130之间的分离距离尽可能短，可以以更高的强度检测到透过了待检查物体w并被衰减的电磁波。另外，由于从电磁波照射部件110照射的电磁波呈锥形扩散、并且即使在透过待检查物体w之后也继续扩散，因此可以通过使输送面和电磁波检测部件130之间的分离距离尽可能短来防止透过待检查物体w的电磁波在电磁波检测部件130中的检测泄漏。电磁波检测部件130可以如图1所示配置在输送部件120的外侧，或者可以如图2所示配置在输送部件120的内部。特别地，通过放置在输送部件120的内部，可以将无损检查设备100配置成小的大小。此外，可以缩短待检查物体w和电磁波检测部件130之间的分离距离。另外，在输送部件120是带式输送机的情况下，由于透过带的次数减少，因此可以进一步抑制电磁波的衰减。

电磁波检测部件130配置在基板上，并且包括沿y轴方向排列的m(m是2或更大的整数)个检测元件的检测元件组在与y轴方向垂直的x轴方向上排列成n列，并且针对各检测元件组，属于该检测元件组的各检测元件顺次检测来自待检查物体w的同一检测对象区域的透过电磁波，并且生成与检测强度相对应的输出。检测对象区域是指通过将待检查物体w的面向电磁波检测部件130的面分割成具有分配至电磁波检测部件130中的一个检测元件的区域的大小的格子形状所形成的多个区域其中之一。

构成电磁波检测部件130的各检测元件的类型是任意的，只要该检测元件是用于检测要照射的电磁波并生成与检测强度相对应的输出的元件即可。以照射在待检查物体w上的电磁波是x射线为例，可以应用利用闪烁体一度将x射线转换成可见光线然后利用光电二极管接收光以生成输出的间接转换型检测元件、或者利用将x射线转换成直接电气信号以生成输出的诸如cdte等的半导体的直接转换型检测元件等。

将来自属于检测元件组的各个检测元件的各个输出相加，由此确定与检测对象区域相对应的像素的亮度。

将来自属于检测元件组的各个检测元件的输出相加的功能例如可以由读取部件140和加法部件150构成，该读取部件140具有顺次输出通过根据需要处理输出所获得的电气信号的功能，以及该加法部件150用于将从读取部件140顺次输出的电气信号相加。

读取部件140是设置在电磁波检测部件130的y轴方向上的一端的外侧的、来自本实施例中的各检测元件的布线的预定连接目的地。例如，在来自各检测元件的输入是电荷的情况下，在读取部件140中设置针对各布线的电荷放大器，并且来自各检测元件的布线电气连接至各电荷放大器。

读取部件140可以不必设置在与电磁波检测部件130相同的基板上，而是可以设置在另一基板上。在这种情况下，可以在基板上设置能够终止来自各检测元件的布线的端子阵列，并且该端子阵列可以连接至另一基板上所设置的读取部件140。

在读取部件140设置在基板上或者端子阵列设置在基板上的情况下，需要将用于将来自m×n个检测元件中的各检测元件的输出发送至读取部件140或端子阵列的布线从电磁波检测部件130的内部引出至电磁波检测部件130的外侧。本发明的电磁波检测组件包括电磁波检测部件130和这样的布线，并且本发明的特征在于如何引出布线。

可以设想用于引出布线的各种方法，但期望引出布线，使得不会由于构造和布线复杂化或组成部件数量增加而导致制造成本过高。更具体地，例如，在布线堆叠时，结构变得复杂，并且在使用总线布线时，需要诸如开关等的组成部件，这导致成本增加。另外，在布线堆叠在电磁波检测部件130上的情况下，电磁波的检测可能受到阻碍。

另外，布线的长度越短，越难发生噪声，并且可以抑制检测灵敏度的下降。

此外，在检测元件之间路由布线时，需要确保与布线数量相对应的空间。作为确保空间的方法，例如，可以列举逐渐减少检测元件的露出面积的方法(具体为逐渐缩窄在与输送方向垂直的方向上的元件宽度的方法)。不是基板上所设置的所有检测元件都必须露出，并且可能存在被诸如布线或在检测元件之间遮挡的铝等的遮挡物覆盖的部分。露出面积意味着除这样的部分以外的面积，即面向待检查物体使得在利用检测元件检测透过电磁波时可以检测到透过电磁波的其余部分的面积。随着在检测元件之间路由的布线的数量增加，检测元件的露出面积变小。因此，希望尽可能多地减少在检测元件之间路由的布线的数量，使得露出面积不会变得太小并且电磁波的检测灵敏度严重受损。

因此，在本发明中，在同一基板面上分别形成m×n个布线，这m×n个布线将m×n个检测元件中的各检测元件与针对在电磁波检测部件130的y轴方向上的一端的外侧的读取部件140或布线的数量所准备的端子阵列连接。此时，对于所有的检测元件组，来自属于检测元件组的各检测元件的布线被路由通过该检测元件组与电磁波检测部件的x轴方向上的同一端侧上的邻接检测元件组之间的间隙。

通过以这种方式路由布线，可以以平面构造且在不会增加零件数量的情况下引出布线，使得可制造性良好。除了结构简单之外，由于布线未堆叠在检测元件上，因此可以避免由于堆叠引起的对电磁波的检测的干扰。此外，对于所有的检测元件组，由于来自属于检测元件组的各检测元件的布线被路由通过该检测元件组与电磁波检测部件130的x轴方向上的同一端侧上的邻接检测元件组之间的间隙，因此使从该检测元件到读取部件140或端子阵列的布线距离最小化，并且可以将路由通过检测元件的布线的数量最多限制到属于检测元件组的检测元件的数量。

因此，可以以能够抑制制造成本、几乎不会施加噪声并且电磁波的检测灵敏度不会极大恶化的方式形成布线。

此外，在采用如上所述构成的本发明的电磁波检测组件的无损检查设备中，与采用传统组件的情况相比，可以在成本和性能方面获得更好的效果。

图3是示出根据第一实施例的电磁波检测部件130的示例的图，其中在该电磁波检测部件130中，从列a到列f的六个检测元件组沿x轴方向排列。各检测元件组包括沿y轴方向排列的四个检测元件1、2、3和4。在该示例中，在基板160上的基板160上所设置的电磁波检测部件130的y轴方向上的一端的外侧设置读取部件140，并且在基板160上形成将各检测元件和读取部件140连接的布线。另外，对于所有的检测元件组，来自属于检测元件组的各检测元件的布线被路由通过该检测元件组与电磁波检测部件130的x轴方向上的同一端侧上的邻接检测元件组之间的间隙。例如，分别来自属于列a的检测元件组的检测元件a1～a4的布线a1w～a4w被路由通过列a的检测元件组和与电磁波检测部件130的x轴方向上的一端侧邻接的列b的检测元件组之间的间隙。同样，分别来自属于列b的检测元件组的检测元件的布线也被路由通过列b的检测元件组和与电磁波检测部件130的x轴方向上的一端侧邻接的列c的检测元件组之间的间隙。这同样适用于来自属于列c～e的各个检测元件组的各个检测元件的各个布线。注意，尽管在来自属于列f的检测元件组的各检测元件的各布线的同一端侧不存在检测元件组，但同样，布线被路由到同一端侧。

图4是示出在图3的结构中的读取部件140设置在另一基板170上的情况下的结构的示例的图。在这种情况下，在基板160上代替读取部件140而设置用于终止各个布线的端子阵列161，并且在设置有读取部件140的基板170上设置有经由各个布线连接至读取部件140的端子阵列171。端子阵列161和端子阵列171中的相应端子通过任意的连接部件电气连接。

<第二实施例>

图5是示出根据第二实施例的电磁波检测部件130的示例的图，其中在该电磁波检测部件130中，从列a到列f的六个检测元件组沿x轴方向排列。各检测元件组通过将四个检测元件1、2、3和4沿y轴方向排列来构成。

在图3所示的第一实施例的电磁波检测部件130中，作为来自各检测元件的预定连接目的地的读取部件140仅设置在电磁波检测部件130的y轴方向上的一端的外侧，而在本实施例的电磁波检测部件130中，在y轴方向上的一端的外侧设置读取部件140a，并且在y轴方向上的另一端的外侧设置读取部件140b。然而，读取部件140以及读取部件140a和140b的功能是相同的，并且仅所连接的布线的数量不同。

然后，对于各检测元件组，来自属于检测元件组的各检测元件的布线以任何邻接检测元件的中间作为边界而从一端的检测元件连接至该一端的外侧的预定连接目的地，并且另一端的检测元件连接至该另一端的外侧的预定连接目的地。

在图5的示例中，对于各检测元件组，以构成检测元件组的检测元件1、2、3和4中的检测元件2和检测元件3的中间作为边界，分别地，形成从一端侧的检测元件3和4到该一端的外侧的读取部件140a的布线，并且形成从另一端侧的检测元件1和2到该另一端的外侧的读取部件140b的布线。因而，在第一实施例的情况下最多为四个的检测元件之间路由的布线的数量最多可以减少到两个。

以这种方式，通过将作为预定连接目的地的读取部件设置到y轴方向上的两端，与将读取部件仅设置在一端或另一端的情况相比，使布线路径分散，并且可以减少通过邻接检测元件之间的布线的数量。因此，可以进一步抑制由于存在布线而导致检测元件的露出面积的减少，并且进一步抑制检测灵敏度的下降。

可以设置在将检测元件连接至一端侧的预定连接目的地或另一端侧的预定连接目的地之间的边界，使得夹持该边界的检测元件的数量在m为偶数时变为(m/2)，并且在m为奇数时变为((m+1)/2)和((m-1)/2)。

例如，在属于检测元件组的检测元件的数量为4个(偶数个)的情况下，如果在检测元件1和检测元件2之间或者在检测元件3和检测元件4之间设置边界，则通过检测元件之间的布线的数量最多为2个，并且布线的最长部分的长度对应于两个检测元件的长度。

然而，通过设置检测元件2和检测元件3之间的边界(即，如图5所示)使得夹持边界的检测元件的数量为(4/2)个(即，各自两个)，通过检测元件之间的布线的数量最多变为一个，并且布线的最长部分的长度对应于一个检测元件的长度。

此外，例如，在属于检测元件组的检测元件的数量为5个(奇数个)的情况下，如果在检测元件1和检测元件2之间或者在检测元件4和检测元件5之间设置边界，则通过检测元件之间的布线的数量最多为3个，并且布线的最长部分的长度对应于三个检测元件的长度。

然而，通过在检测元件2和检测元件3之间或者在检测元件3和检测元件4之间设置边界、使得将夹持该边界的检测元件的数量设置为((5+1)/2)和((5-1)/2)(即，3和2)，通过检测元件之间的布线的数量最多变为2个，并且布线的最长部分的长度对应于两个检测元件的长度。

以这种方式，通过设置边界使得夹持边界的检测元件的数量在m为偶数时为(m/2)并且在m为奇数时为((m+1)/2)和((m-1)/2)，可以使在检测元件之间路由的布线的数量的最大值变小，并且可以使布线的最大长度变短。因此，可以进一步抑制检测灵敏度的下降并且进一步降低噪声对布线的影响。

<第三实施例>

利用第二实施例的结构，可以通过针对各检测元件组适当地改变属于该检测元件组的各检测元件的与同一检测对象区域相对的形状和位置，来进一步提高tdi方法的效果。

图6的(a)示出从示出第一实施例的电磁波检测部件130的结构的图3提取的检测元件组a的一部分，并且用虚线示出作为透过电磁波的检测对象的待检查物体w的检测对象区域α在检查时面向检测元件a1～a4的位置关系。在待检查物体w在该图中从左向右移动时，检测对象区域α按检测元件a1、a2、a3和a4的顺序移动。

图6的(b)叠加如下的范围，其中在所述范围中，在检查时检测对象区域α处于面向检测元件a1～a4中的各检测元件的位置关系时，检测元件a1～a4中的各检测元件可以在检测对象区域α中检测到透过电磁波。在通过叠加所获得的区域a中，离读取部件40最远的检测元件a1的检测范围最大，并且随着检测元件a1接近读取部件40而变小，并且较小的检测范围包括在较大的检测范围中。也就是说，区域a与检测元件a1的检测范围等效。

为了增大多级检测元件的检测范围，各检测元件检测透过电磁波的待检查物体w中的同一检测对象区域的一部分包括与除该检测元件自身以外的检测元件检测透过电磁波的待检查物体w中的同一检测对象区域的一部分不重叠的部分。具体地，例如，在属于检测元件组的各检测元件检测透过电磁波时，设置各检测元件，使得面向待检查物体w的同一检测对象区域的形状和/或与相对的同一检测对象区域的位置关系彼此不同。

然而，尽管图6的(a)所示的检测元件a1～a4与同一检测对象区域相对的形状和位置关系是示例，但由于需要在检测元件之间配置遮挡物以运行布线、并且防止误检测到邻接检测元件所要检测的透过电磁波，因此形状的自由度和相对于预定区域的位置的自由度小。这些自由度随着属于检测元件组的检测元件的数量的增加而变小。

相比之下，如第二实施例那样，通过将读取部件140分割成读取部件140a和140b、并且如图5所示配置在电磁波检测部件130的y轴方向上的两端的外侧，与未对读取部件140进行分割时相比，可以提高形状的自由度和相对于预定区域的位置的自由度。

图7的(a)示出从示出第二实施例的电磁波检测部件130的结构的图5提取的检测元件组的一部分，并且用虚线示出作为透过电磁波的检测对象的待检查物体w的检测对象区域α在检查时面向检测元件a1～a4的位置关系。在待检查物体在该图中从左向右移动时，检测对象区域α按检测元件a1、a2、a3和a4的顺序移动。

图7的(b)叠加如下的范围，其中在该范围中，在检查时检测对象区域α处于面向检测元件a1～a4中的各检测元件的位置关系时，检测元件a1～a4中的各检测元件可以在检测对象区域α中检测到透过电磁波。在通过叠加所获得的区域a中，离读取部件140b和140a远的检测元件a2和a3的检测范围大，而离读取部件140b和140a近的检测元件a1和a4的检测范围小，并且后者的检测范围包括在较大的前者的检测范围中。也就是说，区域a等于检测元件a2和a3的检测范围。

然而，在图7的(a)所示的结构中，由于相对于两端的检测元件a1和a4在两端存在余量、并且在中间的两个检测元件a2和a3的周围不存在布线，因此对于四个检测元件中的各检测元件，可以如例如图7的(c)所示构成在检查时面向检测对象区域α的形状和位置关系。

图7的(d)叠加如下的范围，其中在该范围中，在图7的(c)所示的结构的情况下，在检查时检测对象区域α处于面向检测元件a1～a4中的各检测元件的位置关系时，检测元件a1～a4中的各检测元件可以在检测对象区域α中检测到透过电磁波。如从图7的(b)与图7的(d)的比较可以看出，可以通过使在检查时与待检测区域α相对的形状和位置关系相互不同来放大通过叠加四个检测元件所获得的区域a。

结果，可以在确保布线空间的同时，更广泛地检测到来自待检查物体w的检测对象区域的透过电磁波，并且可以提高与检测对象区域相对应的像素的亮度。

本发明不限于上述实施例。各实施例是例示的，并且具有与在本发明的权利要求书中所述的技术思想基本相同的构成并且表现出相同的操作和效果的任何实施例都包括在本发明的技术范围中。也就是说，可以在本发明中表现的技术思想的范围内适当地修改本发明，并且添加了这样的修改和改进的形式也包括在本发明的技术范围中。例如，本发明的多个电磁波检测组件可以沿x轴方向排列以形成电磁波检测组件阵列。

附图标记说明

30、130…电磁波检测部件

40,140,140a,140b…读取部件

100…无损检查设备

110…电磁波照射部件

120…输送部件

150…加法部件

151…显示部件

160、170…基板

161、171…端子阵列

w…待检查物体