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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023122568
(43)【公開日】2023-09-01
(54)【発明の名称】散乱電離放射線用遮蔽マスクおよびその製造方法
(51)【国際特許分類】
G21K 1/02 20060101AFI20230825BHJP
G21K 1/00 20060101ALI20230825BHJP
【ＦＩ】
G21K1/02 G
G21K1/00 X
G21K1/02 M
【審査請求】未請求
【請求項の数】19
【出願形態】ＯＬ
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2023025306
(22)【出願日】2023-02-21
(31)【優先権主張番号】10 2022 104 180.8
(32)【優先日】2022-02-22
(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE
(71)【出願人】
【識別番号】504299782
【氏名又は名称】ショット アクチエンゲゼルシャフト
【氏名又は名称原語表記】ＳＣＨＯＴＴ ＡＧ
【住所又は居所原語表記】Ｈａｔｔｅｎｂｅｒｇｓｔｒ． １０， ５５１２２ Ｍａｉｎｚ， Ｇｅｒｍａｎｙ
(71)【出願人】
【識別番号】521518943
【氏名又は名称】ショット ノース アメリカ インク．
【氏名又は名称原語表記】ＳＣＨＯＴＴ Ｎｏｒｔｈ Ａｍｅｒｉｃａ Ｉｎｃ．
【住所又は居所原語表記】２ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｄｒｉｖｅ， Ｒｙｅ Ｂｒｏｏｋ， ＮＹ １０５７３， Ｕｎｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅｓ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ
(74)【代理人】
【識別番号】100114890
【弁理士】
【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト
(74)【代理人】
【識別番号】100098501
【弁理士】
【氏名又は名称】森田 拓
(74)【代理人】
【識別番号】100116403
【弁理士】
【氏名又は名称】前川 純一
(74)【代理人】
【識別番号】100134315
【弁理士】
【氏名又は名称】永島 秀郎
(74)【代理人】
【識別番号】100162880
【弁理士】
【氏名又は名称】上島 類
(72)【発明者】
【氏名】オリヴァー ゾーア
(72)【発明者】
【氏名】セバスティアン ロイグナー
(72)【発明者】
【氏名】フィリップ トライス
(72)【発明者】
【氏名】ケヴィン テイバー
(72)【発明者】
【氏名】マイケル ダージー
(57)【要約】 （修正有）
【課題】Ｘ線撮像装置用の散乱Ｘ線を遮蔽するための改良された格子を提供する。
【解決手段】散乱Ｘ線に対する遮蔽格子（１）において、遮蔽格子（１）は、第１の面（５）と、第１の面（５）に対向する第２の面（７）とを有する板状体（３）を備え、板状体（３）は、板状体（３）の第２の面（７）に向かって開口したウェル（１５）の配列を有し、板状体（３）は、第１の面（５）に向かって開口したトレンチ（１１）から構成される格子を有し、トレンチ（１１）に、Ｘ線吸収材料（１３）が充填されており、トレンチ（１１）は、ウェルとトレンチ（１１）との間に壁（１９）が残るように、一方の面（５，７）から見てウェル（１５）から距離を置いてウェル（１５）の間に延在している、遮蔽格子（１）が提供される。
【選択図】図２
【解決手段】散乱Ｘ線に対する遮蔽格子（１）において、遮蔽格子（１）は、第１の面（５）と、第１の面（５）に対向する第２の面（７）とを有する板状体（３）を備え、板状体（３）は、板状体（３）の第２の面（７）に向かって開口したウェル（１５）の配列を有し、板状体（３）は、第１の面（５）に向かって開口したトレンチ（１１）から構成される格子を有し、トレンチ（１１）に、Ｘ線吸収材料（１３）が充填されており、トレンチ（１１）は、ウェルとトレンチ（１１）との間に壁（１９）が残るように、一方の面（５，７）から見てウェル（１５）から距離を置いてウェル（１５）の間に延在している、遮蔽格子（１）が提供される。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
散乱電離放射線に対する遮蔽格子（１）であって、特にＸ線撮像装置用の遮蔽格子（１）において、前記遮蔽格子（１）は、
－ 第１の面（５）と、前記第１の面（５）に対向する第２の面（７）とを有する板状体（３）
を備え、前記板状体（３）は、
－ 前記板状体（３）の前記第２の面（７）に向かって開口したウェル（１５）の配列を有し、
－ 前記板状体（３）は、前記第１の面（５）に向かって開口したトレンチ（１１）から構成される格子（９）を有し、
－ 前記トレンチ（１１）に、Ｘ線吸収材料（１３）が充填されており、
－ 前記トレンチ（１１）は、前記ウェルと前記トレンチ（１１）との間に壁（１９）が残るように、一方の面（５，７）から見て前記ウェル（１５）から距離を置いて前記ウェル（１５）の間に延在している、遮蔽格子（１）。
－ 第１の面（５）と、前記第１の面（５）に対向する第２の面（７）とを有する板状体（３）
を備え、前記板状体（３）は、
－ 前記板状体（３）の前記第２の面（７）に向かって開口したウェル（１５）の配列を有し、
－ 前記板状体（３）は、前記第１の面（５）に向かって開口したトレンチ（１１）から構成される格子（９）を有し、
－ 前記トレンチ（１１）に、Ｘ線吸収材料（１３）が充填されており、
－ 前記トレンチ（１１）は、前記ウェルと前記トレンチ（１１）との間に壁（１９）が残るように、一方の面（５，７）から見て前記ウェル（１５）から距離を置いて前記ウェル（１５）の間に延在している、遮蔽格子（１）。
【請求項2】
前記板状体が、板ガラスとして形成されている、請求項１記載の遮蔽格子（１）。
【請求項3】
以下の特徴：
－ 前記トレンチ（１１）の深さと幅との比が、少なくとも４０：１である、
－ 前記トレンチの前記深さが、少なくとも１．５ミリメートルである、
－ トレンチ（１１）またはウェルの前記壁（２５）の角度の、目標角度からの、特に中心軸線（１７）の方向からのずれが５°未満である、
－ ２つの隣接するトレンチの中心間距離が、それらの深さよりも小さく、有利には３分の１以下である、
－ 前記トレンチ（１１）の前記幅が、前記ウェル（１５）の前記幅と最大で２倍異なる、
－ 前記トレンチ（１１）の前記幅が、最大で１００μｍ、有利には最大で５０μｍである
のうちの少なくとも１つを特徴とする、請求項２記載の遮蔽格子（１）。
－ 前記トレンチ（１１）の深さと幅との比が、少なくとも４０：１である、
－ 前記トレンチの前記深さが、少なくとも１．５ミリメートルである、
－ トレンチ（１１）またはウェルの前記壁（２５）の角度の、目標角度からの、特に中心軸線（１７）の方向からのずれが５°未満である、
－ ２つの隣接するトレンチの中心間距離が、それらの深さよりも小さく、有利には３分の１以下である、
－ 前記トレンチ（１１）の前記幅が、前記ウェル（１５）の前記幅と最大で２倍異なる、
－ 前記トレンチ（１１）の前記幅が、最大で１００μｍ、有利には最大で５０μｍである
のうちの少なくとも１つを特徴とする、請求項２記載の遮蔽格子（１）。
【請求項4】
前記ウェル（１５）および／または前記トレンチ（１１）の前記中心軸線（１７）が、共通の仮想点源（１８）に向けられている、請求項１から３までのいずれか１項記載の遮蔽格子（１）。
【請求項5】
以下の特徴：
－ 前記Ｘ線吸収材料（１３）が、初期溶融または溶融ガラスを含む、
－ 前記Ｘ線吸収材料（１３）が、鉛および／またはビスマス含有ガラスを含む、
－ 前記Ｘ線吸収材料（１３）が、初期溶融または溶融材料、有利にはガラスに埋め込まれた粒子、特に金属粒子（２３）および／または鉱物粒子および／またはセラミック粒子を含む、
－ 前記Ｘ線吸収材料（１３）が、少なくとも９ｇ／ｃｍ３、有利には少なくとも１１ｇ／ｃｍ３の密度を有する、
－ 前記Ｘ線吸収材料（１３）の密度が、前記板状体（３）の材料の密度の少なくとも４倍である、
－ 前記Ｘ線吸収材料（１３）が、少なくともＺ＝５６の原子番号を有する元素を少なくとも１０重量％、有利には少なくとも２５重量％有する、
－ 前記Ｘ線吸収材料（１３）が、タングステン含有材料の粒子を、有利には金属タングステン、タングステン合金および／またはタングステン含有鉱物および／またはタングステン含有セラミックの形態で含む、
－ 前記Ｘ線吸収材料（１３）の線熱膨張係数と前記板状体（３）の材料の線熱膨張係数との差が、３ｐｐｍ／Ｋ未満の量である、
－ 前記トレンチ（１１）内の前記Ｘ線吸収材料（１３）の充填度が、少なくとも４０体積％、有利には少なくとも６０体積％である、
－ 前記Ｘ線吸収材料（１３）の前記ガラスが、前記板状体３の前記ガラスのガラス転移温度Ｔｇより少なくとも１６０℃、有利には少なくとも２２０℃低いガラス転移温度Ｔｇを有する、
－ 前記Ｘ線吸収材料（１３）の前記ガラスが、前記ガラスの１０４ｄＰａ・ｓの粘度で、前記板状体（３）の前記ガラスの加工温度よりも少なくとも１００℃低い加工温度を有する、
－ 前記Ｘ線吸収材料（１３）の前記ガラスが、前記板状体（３）の前記ガラスの軟化点の温度よりも低い加工温度を有し、前記軟化点は、１０７．６ｄＰａ・ｓの粘度で規定されている、
－ 前記Ｘ線吸収材料（１３）が、０℃～２００℃の温度範囲の少なくとも一部において１ｐｐｍ／Ｋ未満または負の線熱膨張係数を有する少なくとも１種の成分を粒子形態で含む
のうちの少なくとも１つを特徴とする、請求項１から４までのいずれか１項記載の遮蔽格子（１）。
－ 前記Ｘ線吸収材料（１３）が、初期溶融または溶融ガラスを含む、
－ 前記Ｘ線吸収材料（１３）が、鉛および／またはビスマス含有ガラスを含む、
－ 前記Ｘ線吸収材料（１３）が、初期溶融または溶融材料、有利にはガラスに埋め込まれた粒子、特に金属粒子（２３）および／または鉱物粒子および／またはセラミック粒子を含む、
－ 前記Ｘ線吸収材料（１３）が、少なくとも９ｇ／ｃｍ３、有利には少なくとも１１ｇ／ｃｍ３の密度を有する、
－ 前記Ｘ線吸収材料（１３）の密度が、前記板状体（３）の材料の密度の少なくとも４倍である、
－ 前記Ｘ線吸収材料（１３）が、少なくともＺ＝５６の原子番号を有する元素を少なくとも１０重量％、有利には少なくとも２５重量％有する、
－ 前記Ｘ線吸収材料（１３）が、タングステン含有材料の粒子を、有利には金属タングステン、タングステン合金および／またはタングステン含有鉱物および／またはタングステン含有セラミックの形態で含む、
－ 前記Ｘ線吸収材料（１３）の線熱膨張係数と前記板状体（３）の材料の線熱膨張係数との差が、３ｐｐｍ／Ｋ未満の量である、
－ 前記トレンチ（１１）内の前記Ｘ線吸収材料（１３）の充填度が、少なくとも４０体積％、有利には少なくとも６０体積％である、
－ 前記Ｘ線吸収材料（１３）の前記ガラスが、前記板状体３の前記ガラスのガラス転移温度Ｔｇより少なくとも１６０℃、有利には少なくとも２２０℃低いガラス転移温度Ｔｇを有する、
－ 前記Ｘ線吸収材料（１３）の前記ガラスが、前記ガラスの１０４ｄＰａ・ｓの粘度で、前記板状体（３）の前記ガラスの加工温度よりも少なくとも１００℃低い加工温度を有する、
－ 前記Ｘ線吸収材料（１３）の前記ガラスが、前記板状体（３）の前記ガラスの軟化点の温度よりも低い加工温度を有し、前記軟化点は、１０７．６ｄＰａ・ｓの粘度で規定されている、
－ 前記Ｘ線吸収材料（１３）が、０℃～２００℃の温度範囲の少なくとも一部において１ｐｐｍ／Ｋ未満または負の線熱膨張係数を有する少なくとも１種の成分を粒子形態で含む
のうちの少なくとも１つを特徴とする、請求項１から４までのいずれか１項記載の遮蔽格子（１）。
【請求項6】
以下の特徴：
－ 前記トレンチ（１１）が、少なくとも部分的に前記板状体（３）の両面（５，７）において開口している、
－ 前記トレンチ（１１）が、底部開口部（１１０）を有する
のうちの少なくとも１つを特徴とする、請求項１から５までのいずれか１項記載の遮蔽格子（１）。
－ 前記トレンチ（１１）が、少なくとも部分的に前記板状体（３）の両面（５，７）において開口している、
－ 前記トレンチ（１１）が、底部開口部（１１０）を有する
のうちの少なくとも１つを特徴とする、請求項１から５までのいずれか１項記載の遮蔽格子（１）。
【請求項7】
以下の特徴：
－ 前記Ｘ線吸収材料（１３）が、ｄ５０値の異なる少なくとも２種の粉末、特に金属粉末および／または鉱物粉末および／またはセラミック粉末の混合物の形態の粒子を含む、
－ 前記Ｘ線吸収材料（１３）が、前記金属粒子（２３）の粒度分布に適合させた粒子径ｄのアンドレアゼン分布Ｆ（ｄ）＝１００×（ｄ／ｄｍａｘ）ｎの指数ｎがｎ＝０．３３より小さく、有利にはｎ＝０．２８より小さい粒度分布を有する粒子を含み、ここで、ｄｍａｘは、適合させたアンドレアゼン分布の最大粒子径である、
－ 前記Ｘ線吸収材料（１３）中の前記粒子の前記粒度分布が、二峰性または多峰性である、
－ 前記Ｘ線吸収材料（１３）が、溶加材（６０）に埋め込まれた金属粒子（２３）を含み、前記溶加材（６０）は、前記金属粒子（２３）の融点よりも低く、かつ前記板状体（３）の前記ガラスの変態温度Ｔｇよりも低い融点を有する、
－ 前記Ｘ線吸収材料（１３）が、金属粒子（２３）を含み、前記金属粒子（２３）は、コーティング（２３０）を有し、前記コーティング（２３０）は、有利には前記金属粒子（２３）の材料よりも高い表面エネルギーを有するかまたはＸ線を吸収する、
－ 前記Ｘ線吸収材料（１３）が、シラン化金属粒子２３を含む、
前記Ｘ線吸収材料が、球状の金属粒子２３１を含む、
－ 前記Ｘ線吸収材料が、前記金属粒子（２３，２３１）の粒度に関して異なる２種の金属粉末を含み、平均粒度は少なくとも２倍異なり、大きい方の金属粒子（２３）は、球状である
のうちの少なくとも１つを特徴とする、請求項１から６までのいずれか１項記載の遮蔽格子（１）。
－ 前記Ｘ線吸収材料（１３）が、ｄ５０値の異なる少なくとも２種の粉末、特に金属粉末および／または鉱物粉末および／またはセラミック粉末の混合物の形態の粒子を含む、
－ 前記Ｘ線吸収材料（１３）が、前記金属粒子（２３）の粒度分布に適合させた粒子径ｄのアンドレアゼン分布Ｆ（ｄ）＝１００×（ｄ／ｄｍａｘ）ｎの指数ｎがｎ＝０．３３より小さく、有利にはｎ＝０．２８より小さい粒度分布を有する粒子を含み、ここで、ｄｍａｘは、適合させたアンドレアゼン分布の最大粒子径である、
－ 前記Ｘ線吸収材料（１３）中の前記粒子の前記粒度分布が、二峰性または多峰性である、
－ 前記Ｘ線吸収材料（１３）が、溶加材（６０）に埋め込まれた金属粒子（２３）を含み、前記溶加材（６０）は、前記金属粒子（２３）の融点よりも低く、かつ前記板状体（３）の前記ガラスの変態温度Ｔｇよりも低い融点を有する、
－ 前記Ｘ線吸収材料（１３）が、金属粒子（２３）を含み、前記金属粒子（２３）は、コーティング（２３０）を有し、前記コーティング（２３０）は、有利には前記金属粒子（２３）の材料よりも高い表面エネルギーを有するかまたはＸ線を吸収する、
－ 前記Ｘ線吸収材料（１３）が、シラン化金属粒子２３を含む、
前記Ｘ線吸収材料が、球状の金属粒子２３１を含む、
－ 前記Ｘ線吸収材料が、前記金属粒子（２３，２３１）の粒度に関して異なる２種の金属粉末を含み、平均粒度は少なくとも２倍異なり、大きい方の金属粒子（２３）は、球状である
のうちの少なくとも１つを特徴とする、請求項１から６までのいずれか１項記載の遮蔽格子（１）。
【請求項8】
以下の特徴：
－ 前記板状体（３）の少なくとも一方の面（５，７）に薄型の板ガラス（８）が取り付けられている、
－ 前記板状体（３）の表面の少なくとも一部に有機封止体（１０）が施与されている
のうちの少なくとも１つを特徴とする、請求項１から７までのいずれか１項記載の遮蔽格子（１）。
－ 前記板状体（３）の少なくとも一方の面（５，７）に薄型の板ガラス（８）が取り付けられている、
－ 前記板状体（３）の表面の少なくとも一部に有機封止体（１０）が施与されている
のうちの少なくとも１つを特徴とする、請求項１から７までのいずれか１項記載の遮蔽格子（１）。
【請求項9】
Ｘ線撮像装置、特にコンピュータ断層撮影装置（２）であって、Ｘ線源と、前記Ｘ線源から発せられたＸ線を検出するためのＸ線検出器（３９）の前面に配置された請求項１から８までのいずれか１項記載の遮蔽格子（１）とを備える、Ｘ線撮像装置。
【請求項10】
請求項１から８までのいずれか１項記載の、散乱Ｘ線に対する遮蔽格子（１）の製造方法であって、
－ 第１の面（５）と、前記第１の面（５）に対向する第２の面（７）とを有する板状体（３）を提供するステップと、
－ 前記板状体（３）にレーザ光線（４０）を照射するステップであって、前記板状体（３）の材料が前記レーザ光線（４０）に対して透明であるため、前記レーザ光線（４０）が前記板状体（３）を貫通し、その際、
－ 前記レーザ光線（４０）が、前記板状体（３）を通る前記レーザ光線（４０）の経路に沿ってフィラメント状損傷（４１）を残し、その際、前記フィラメント状損傷（４１）の第１の群（４３）が前記第１の面（５）で終わり、前記フィラメント状損傷（４１）の第２の群（４４）が前記第２の面（７）で終わるように前記フィラメント状損傷（４１）が導入されるものとするステップと、
－ 前記フィラメント状損傷（４１）の第１および第２の群（４３，４４）の領域における前記板状体（３）の材料を、エッチング媒体（４５）による前記板状体（３）のエッチングによって除去するステップであって、
－ 前記第２の群（４４）の領域の材料を除去することによって、前記板状体（３）の前記第２の面（７）に向かって開口したウェル（１５）の配列が形成され、
－ 前記第１の群（４３）の領域の材料を除去することによって、前記第１の面（５）に向かって開口したトレンチ（１１）から構成される格子（９）が形成されるものとするステップと、次いで
－ 前記トレンチ（１１）にＸ線吸収材料（１３）を充填するステップと
を含む、方法。
－ 第１の面（５）と、前記第１の面（５）に対向する第２の面（７）とを有する板状体（３）を提供するステップと、
－ 前記板状体（３）にレーザ光線（４０）を照射するステップであって、前記板状体（３）の材料が前記レーザ光線（４０）に対して透明であるため、前記レーザ光線（４０）が前記板状体（３）を貫通し、その際、
－ 前記レーザ光線（４０）が、前記板状体（３）を通る前記レーザ光線（４０）の経路に沿ってフィラメント状損傷（４１）を残し、その際、前記フィラメント状損傷（４１）の第１の群（４３）が前記第１の面（５）で終わり、前記フィラメント状損傷（４１）の第２の群（４４）が前記第２の面（７）で終わるように前記フィラメント状損傷（４１）が導入されるものとするステップと、
－ 前記フィラメント状損傷（４１）の第１および第２の群（４３，４４）の領域における前記板状体（３）の材料を、エッチング媒体（４５）による前記板状体（３）のエッチングによって除去するステップであって、
－ 前記第２の群（４４）の領域の材料を除去することによって、前記板状体（３）の前記第２の面（７）に向かって開口したウェル（１５）の配列が形成され、
－ 前記第１の群（４３）の領域の材料を除去することによって、前記第１の面（５）に向かって開口したトレンチ（１１）から構成される格子（９）が形成されるものとするステップと、次いで
－ 前記トレンチ（１１）にＸ線吸収材料（１３）を充填するステップと
を含む、方法。
【請求項11】
粉末状ガラス、有利には前記Ｘ線吸収材料（１３）の成分としてのはんだガラス（２１）、有利には粉末状ガラスと粒子との混合物を前記トレンチ（１１）に充填し、その際、前記はんだガラス（２１）を溶融または初期溶融させることによって、前記トレンチ（１１）の前記壁に付着する強固なＸ線吸収材料（１３）を形成する、請求項１０記載の方法。
【請求項12】
前記フィラメント状損傷（４１）が、前記板状体（３）の前記面（５，７）のうちの一方に対して少なくとも部分的に斜めに導入される、請求項１０または１１記載の方法。
【請求項13】
少なくとも一部、有利には両群（４３，４４）の前記フィラメント状損傷が、前記板状体（３）内で終わっている、請求項１０から１２までのいずれか１項記載の方法。
【請求項14】
前記板状体（３）の同じ面（５，７）に前記レーザ光線（４０）を照射し、前記板状体に対する前記レーザ光線（４０）の焦点の位置を変化させて、両群（４３，４４）の前記フィラメント状損傷（４１）の少なくとも一部を前記レーザ光線（４０）に沿った方向で形成する、請求項１０から１３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項15】
ガラス粒子と金属粒子（２３）とを含むペーストを提供し、前記ペーストを前記トレンチ（１１）に充填し、前記板状体（３）を加熱することにより前記ガラス粒子を軟化させて、ガラス中に粒子が埋め込まれたＸ線吸収材料（１３）を得る、請求項１０から１４までのいずれか１項記載の方法。
【請求項16】
－ 粉砕ガラスと少なくとも１種のさらなる粉末との混合物の充填密度を測定または算出するステップと、
－ 前記混合物の充填密度を算出または測定するステップと、
－ 混合比を変化させた混合物の充填密度を少なくとも一度算出または測定するステップと、
－ 算出または測定の少なくとも２つの結果から前記トレンチ（１１）への充填を行うための調合物の混合比を選択または決定するステップと、
－ 前記混合比の調合物を製造するステップと
を含む、請求項１０から１５までのいずれか１項記載の方法。
－ 前記混合物の充填密度を算出または測定するステップと、
－ 混合比を変化させた混合物の充填密度を少なくとも一度算出または測定するステップと、
－ 算出または測定の少なくとも２つの結果から前記トレンチ（１１）への充填を行うための調合物の混合比を選択または決定するステップと、
－ 前記混合比の調合物を製造するステップと
を含む、請求項１０から１５までのいずれか１項記載の方法。
【請求項17】
前記トレンチ（１１）に金属粒子（２３）を充填し、前記充填後に前記金属粒子（２３）にＸ線吸収コーティング（２３０）を施す、請求項１０から１６までのいずれか１項記載の方法。
【請求項18】
前記トレンチ（１１）に前記Ｘ線吸収材料（１３）を充填するステップが、球状の金属粒子（２３１）を有する第１の金属粉末（２３２）を充填し、次いで第２の金属粉末（２３３）を充填するステップを含み、その際、前記第２の金属粉末（２３３）の前記金属粒子（２３）が、前記第１の金属粉末（２３２）の球状の金属粒子（２３１）よりも小さい平均粒径を有する、請求項１０から１７までのいずれか１項記載の方法。
【請求項19】
前記板状体（３）の前記トレンチ（１１）が、底部開口部（１１０）を備え、前記底部開口部（１１０）の断面は、それぞれ前記トレンチ（１１）の断面よりも小さく、前記トレンチ（１１）に金属粒子（２３）を含む分散体（５７）を流すことにより、前記分散体（５７）の分散媒（５９）が前記底部開口部（１１０）で流出し、前記金属粒子（２３）が前記底部開口部（１１０）で沈降し、これによって、さらなる金属粒子（２３）の通路が塞がれ、前記分散体（５７）をさらに流して前記金属粒子（２３）を沈降させることによって前記トレンチ（１１）への充填を行う、請求項１０から１８までのいずれか１項記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、全体として、電離放射線を用いた撮像法、例えば特にＸ線撮像法に関する。特に本発明は、放射線検出器を散乱電離放射線から遮蔽するためのマスクに関する。
【0002】
電離放射線を用いた撮像法として、診断学における放射線プロセスとして使用されるようなコンピュータ断層撮影法が知られている。この方法では、検査対象物にＸ線ファンビームを様々な面や方向で透過照射する。そして、空間的に分解された記録信号から、コンピュータを使用して対象物の３次元モデルを再構成する。
【0003】
コンピュータ断層撮影法の一形態として、デジタルボリュームトモグラフィー（ＤＶＴ）がある。この方法では、対象物に可能な限り点状のＸ線源からの放射線を透過照射し、マトリックス検出器で記録する。
【0004】
Ｓ／Ｎ比、つまり断層像の解像度やコントラストには、検出器の手前で散乱放射線を遮ることが有利である。このために、Ｘ線源への直接の直線的な経路に対して斜めに検出器に入射する放射線を吸収するための格子を使用することが知られている。このような格子の現在使用されている一実施形態において、鉛ストリップのスタックが提供され、この鉛ストリップの間にはスペーサとして紙ストリップが存在する。この場合の欠点は、特に、このような構造が、一平面上でしか、すなわち鉛ストリップの表面に対して垂直方向にしか散乱放射線を抑制しないことである。さらに、このような構造は、機械的にさほど安定しておらず、容易に永久的な変形を生じる可能性がある。また、このような構造は、総じて非常に微細な構造化を行うことができず、これが今度は断層撮影装置の空間分解能にも影響を及ぼす可能性がある。
【0005】
国際公開第２００７／０３４３５２号から、同様にタングステンやモリブデンなどのＸ線吸収材料の薄層を硬質発泡材料に埋め込み、この硬質発泡材料で機械的に安定させたＸ線吸収格子が知られている。
【0006】
米国特許出願公開第２０１６１６３４０８号明細書には、シリコン基板を用いたＸ線吸収格子の製造が記載されている。このため、シリコン基板にエッチングで空所が形成され、そこにＸ線吸収金属がガルバニック充填される。
【0007】
米国特許第５５８１５９２号明細書から知られているＸ線吸収格子は、有利にはプラスチック製の基板にソーイングによりチャネルを導入することにより製造される。これには、チップ製造におけるシリコンウェハーの切断に使用されるような鋸の刃を使用することができる。次いで、Ｘ線吸収合金を溶融することにより該合金をチャネルに導入する。そのためには、基板が軟化せずに溶融温度に耐えられることが必要である。
【0008】
本発明は、散乱電離放射線、特にＸ線を遮蔽するための改良された格子を提供するという課題に基づく。この課題は、独立請求項の主題によって解決される。本発明の有利な実施形態は、それぞれの従属請求項に示されている。
【0009】
したがって、本発明は、散乱Ｘ線に対する遮蔽格子であって、特にＸ線撮像装置、例えばＸ線コンピュータ断層撮影装置用の遮蔽格子において、遮蔽格子は、
－ 第１の面と、第１の面に対向する第２の面とを有する板状体
を備え、板状体は、
－ 板状体の第２の面に向かって開口したウェルの配列を有し、
－ 板状体は、第１の面に向かって開口したトレンチから構成される格子を有し、
－ トレンチに、Ｘ線吸収材料が充填されており、
－ トレンチは、ウェルとトレンチとの間に壁が残るように、一方の面から見てウェルから距離を置いてウェルの間に延在している、遮蔽格子を提供する。
－ 第１の面と、第１の面に対向する第２の面とを有する板状体
を備え、板状体は、
－ 板状体の第２の面に向かって開口したウェルの配列を有し、
－ 板状体は、第１の面に向かって開口したトレンチから構成される格子を有し、
－ トレンチに、Ｘ線吸収材料が充填されており、
－ トレンチは、ウェルとトレンチとの間に壁が残るように、一方の面から見てウェルから距離を置いてウェルの間に延在している、遮蔽格子を提供する。
【0010】
したがって、板状体の一方の面の方向から見ると、トレンチの間にウェルが配置されている。ウェルの位置では、直接Ｘ線が板状体を容易に通過することができる。ウェルの周囲には、板状体の材料から構成される壁が配置されているため、たとえトレンチ内のＸ線吸収材料自体が機械的負荷に耐え得るものでなくても、板状体に十分な機械的安定性が付与される。ウェルとトレンチとは板状体の異なる面に向かって開口しており、したがってウェルはトレンチが開口している面に対して閉じているため、トレンチにＸ線吸収材料を充填する際にウェルも同時に充填されることを容易に回避することができる。Ｘ線吸収材料とは、本開示の趣意において、６９．５ｋｅＶのエネルギーのＸ線に対するＸ線吸収係数が、板状体の材料のＸ線吸収係数の少なくとも３倍である材料を意味する。代替的または追加的な好ましい一実施形態によれば、Ｘ線吸収材料とは、板状体の材料の密度の少なくとも４倍の密度を有する材料である。Ｘ線吸収材料としての効果には、特に、原子番号が大きい元素が含まれていることも重要である。さらに代替的または追加的な一実施形態によれば、Ｘ線吸収材料は、少なくともＺ＝５６の原子番号を有する元素を少なくとも１０重量％有し、Ｚ≧５６のかかる元素を有利には少なくとも２５重量％、特に好ましくは少なくとも５０重量％の割合で有する材料である。本開示の趣意において、Ｘ線吸収材料には、総じて、電離放射線、特にここでは電磁放射線を吸収する材料も含まれる。そのような材料はまた、典型的には、粒子状電離放射線に対して高い吸収効率を有する。したがって、本開示は、全体として、散乱電離放射線に対する前述の遮蔽格子に関する。この趣意において、Ｘ線吸収材料という用語は、高エネルギー放射線の吸収に適したすべての材料に対する簡略化である。さらに、Ｘ線吸収材料には、Ｘ線不透過材料も含まれる。
【0011】
以下、図を参照しながら本発明をより詳細に説明する。ここで、図中の同一の参照符号は、それぞれ同一のまたは対応する要素を指す。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】遮蔽格子を有するコンピュータ断層撮影装置を概略的に示す図である。
【図2】遮蔽格子の断面図である。
【図3】遮蔽格子の上面図である。
【図4】遮蔽格子の一変形例を示す図である。
【図5】点源に向かうように配向されたウェルを有する遮蔽格子の一変形例の断面図である。
【図6】フィラメント状損傷を板状体に導入するためのレーザ加工装置を示す図である。
【図7】フィラメント状損傷が導入された板状体の断面図である。
【図8】エッチング後の板状体を示す図である。
【図9】トレンチにＸ線吸収材料を充填した後の板状体を示す図である。
【図11】Ｘ線吸収材料の断面を概略的に示す図である。
【図12】粉砕はんだガラスの粒度分布を示す図である。
【図13】粉砕ガラス、２種の金属ダストおよびそれらの混合物の粒度分布を示す図である。
【図16】遮蔽格子のトレンチにＸ線吸収材料を充填するためのプロセスステップを示す図である。
【図17】遮蔽格子のトレンチにＸ線吸収材料を充填するためのプロセスステップを示す図である。
【図18】遮蔽格子のトレンチにＸ線吸収材料を充填するためのプロセスステップを示す図である。
【図19】遮蔽格子のトレンチにＸ線吸収材料を充填するためのプロセスステップを示す図である。
【図20】製造方法のさらなる一実施形態による充填のためのプロセスステップを示す図である。
【図21】製造方法のさらなる一実施形態による充填のためのプロセスステップを示す図である。
【図22】製造方法のさらなる一実施形態による充填のためのプロセスステップを示す図である。
【図23】製造方法のさらなる一実施形態による充填のためのプロセスステップを示す図である。
【図24】トレンチ充填において間隙を埋めるためのプロセスステップを示す図である。
【図25】トレンチ充填において間隙を埋めるためのプロセスステップを示す図である。
【図26】トレンチ充填を異なる粒度および粒子形態の金属粉末で行う方法の一変形例を示す図である。
【図27】トレンチ充填を異なる粒度および粒子形状の金属粉末で行う方法の一変形例を示す図である。
【図28】トレンチに分散体を流すトレンチ充填の一実施形態を示す図である。
【図29】トレンチに分散体を流すトレンチ充填の一実施形態を示す図である。
【図30】トレンチに分散体を流すトレンチ充填の一実施形態を示す図である。
【図31】トレンチ製造のためのレーザ加工用セットアップを示す図である。
【0013】
図面の詳細な説明
本発明は、遮蔽格子に加え、Ｘ線撮像装置、例えばコンピュータ断層撮影装置にも関する。Ｘ線撮像装置は、総じて、Ｘ線源と、Ｘ線検出器と、Ｘ線源から発せられたＸ線を検出するためのＸ線検出器の前面に配置された遮蔽格子１とを備える。本発明によって提供される遮蔽格子１の機能を、図１を参照して説明する。図１は、Ｘ線撮像装置２の概略的な構造を示す。Ｘ線撮像装置２は、図示の実施形態において、Ｘ線源、特にＸ線管３０を備え、Ｘ線管３０は、真空バルブ３３と、真空バルブ３３中に配置された陽極３１と、陰極３２とを備える。動作時には、陽極からＸ線が放射される。検査対象物、例えば患者や身体の一部は、Ｘ線管３０とＸ線検出器３９との間に配置される。
本発明は、遮蔽格子に加え、Ｘ線撮像装置、例えばコンピュータ断層撮影装置にも関する。Ｘ線撮像装置は、総じて、Ｘ線源と、Ｘ線検出器と、Ｘ線源から発せられたＸ線を検出するためのＸ線検出器の前面に配置された遮蔽格子１とを備える。本発明によって提供される遮蔽格子１の機能を、図１を参照して説明する。図１は、Ｘ線撮像装置２の概略的な構造を示す。Ｘ線撮像装置２は、図示の実施形態において、Ｘ線源、特にＸ線管３０を備え、Ｘ線管３０は、真空バルブ３３と、真空バルブ３３中に配置された陽極３１と、陰極３２とを備える。動作時には、陽極からＸ線が放射される。検査対象物、例えば患者や身体の一部は、Ｘ線管３０とＸ線検出器３９との間に配置される。
【0014】
本発明は、いわゆるコーンビームコンピュータ断層撮影法に特に適している。本方法では、回転するファンビームでシーケンシャルスキャンを行うのではなく、Ｘ線管３０から発せられるコーンビームをマトリックス検出器で検出する。検査対象物を直線的に通過するＸ線３５から断層像に適したデータを得ることができる。一方、散乱Ｘ線は、位置情報を含まず、ノイズを増加させるだけである。図１からわかるように、散乱Ｘ線は、Ｘ線管と検出器との間の直線的な経路に対して斜めにＸ線検出器３９に入射する。遮蔽格子１は、ここで、Ｘ線管３０から直線的に来るＸ線３５のみを可能な限り減衰させずに通過させ、一方で、散乱Ｘ線３６を吸収することが望ましい。これは、Ｘ線吸収材料から構成される格子の間隙によって画定される通路によって達成され、この通路は、直線的な通路に対して小さな角度の光線しか通過させない。
【0015】
図２に、遮蔽格子１の断面を示す。遮蔽格子１は、支持体またはベース要素としての板状体３を備える。本発明の特に好ましい一実施形態によれば、そして図示された例に限定されるものではないが、板状体３は、板ガラスである。特に、ガラスは延性を示さず、したがって機械的作用によって永久的な変形を生じることがないため、ガラスは材料として特に好ましい。これにより、コリメート特性あるいは直接Ｘ線と散乱Ｘ線との選択性の変化が回避される。もう１つの理由は、既にガラスを非常に微細に構造化できるようになったことで、同様に高い選択性を有する遮蔽格子の製造が容易になったことである。また、ガラスの種類を適切に選択することで、ガラスの温度膨張を調整できるという利点もある。したがって、例えば、Ｘ線検出器３９の画素に対する格子の温度に起因する変位を最小限に抑えることができる。これは、比較的大きな寸法にも該当する。したがって、一発展形態によれば、そして遮蔽格子の特定の材料に限定されるものではないが、遮蔽格子１が少なくとも０．２５ｍ２の面積を有することが提供される。特に、面積は、さらには少なくとも１／３ｍ２であってもよい。例えば、一実施形態例によれば、６００ｍｍ×６００ｍｍの寸法を有する遮蔽格子が提供される。
【0016】
板状体３は、２つの対向面５，７を有する。有利には、板状体３は面平行に形成されているため、対向面５，７も同様に平行に延在する。図２からわかるように、両面５，７には、ウェルが導入されている。第１の面５に導入されたウェルは、この場合、トレンチ１１として形成されている。対向する第２の面７には、トレンチ１１の間に位置するウェル１５が導入されている。ウェル１５は、第２の面７に向かって開口している。これに対応して、トレンチ１１は、対向する第１の面５に向かって開口している。トレンチ１１が第１の面５に向かって開口していることにより、トレンチ１１にＸ線吸収材料１３を充填することができる。トレンチ１１は板状体３内に実質的に垂直に延在しているため、その中に存在するＸ線吸収材料は、斜めに板状体３に入射するＸ線を効果的に吸収することができる。説明のために、ウェル１５を通って板状体３を通過することができる実質的に垂直に入射するＸ線３５がこれに描き込まれている。一方で、検査対象物での散乱によって生じるような、斜めに入射するＸ線３６は、Ｘ線吸収材料１３に吸収される。したがって、ウェル１５は、たとえ板状体３が厚い場合であっても、Ｘ線と板状体３の材料、有利にはガラスとの相互作用を最小限に抑える役割を果たす。Ｘ線は、単に、板状体３の厚さよりもはるかに薄型の底壁１６を通過するだけでよい。
【0017】
総じて、板状体３は、少なくとも２ミリメートル、有利には少なくとも３ミリメートルの厚さを有するものが好ましい。これにより、それに応じて深いトレンチ１１を導入することができ、ひいては、斜めに入射する散乱放射線を良好に遮蔽することができる。しかし、トレンチ１１を依然としてＸ線吸収材料で容易に充填できるようにするには、厚さが１０ミリメートル未満でもあることが有利である。
【0018】
ウェル１５とトレンチ１１との間には、壁１９が存在する。これらの壁の領域では、板状体３の厚さが減少しないが、壁１９を狭く保つことができる。さらに、これらの壁は、配列にその機械的安定性を付与する。
【0019】
機械的安定性をさらに高めるために、本発明の一発展形態によれば、ウェル１５もトレンチ１１も有しない、板状体３の縁部領域２７を設けることもできる。したがって、この縁部領域は、安定化作用を有する枠として機能する。図示された例に限定されるものではないが、縁部領域は、トレンチおよびウェルのシーケンスの周期長さの少なくとも２倍の幅を有することができる。トレンチ１１の周期、あるいはトレンチ１１の中心から中心まで測定したトレンチ１１の間隔は、好ましい一実施形態によれば最大で５００μｍである。これは、撮像において高い空間分解能を達成するのに特に有利である。
【0020】
トレンチ１１およびウェル１５の配列は、特に、検出器の画素ピッチに適合されていてもよい。特に、このような画素のマッチングが行われている場合には、例えば機械的な変形による遮蔽格子１の小さな変化でさえも、かなりの伝送損失をもたらし得る。この理由からも、板状体３の特に好ましい材料はガラスである。総じて、ホウケイ酸ガラスが、安定性の点でも構造化可能性の点でも特に適している。しかし、ガラスセラミック、セラミックまたは特定のプラスチックのような他の材料も考えられる。ホウケイ酸ガラスの他には、総じてソーダ石灰ガラスやアルミノケイ酸ガラスも板状体の材料として好適である。板状体３の材料を選択する上での１つの基準となり得るのが、総じてその線形熱膨張係数である。これをＸ線吸収材料の膨張係数に近づけることにより、温度に起因する機械的応力を低く抑えることができる。例えば、Ｘ線吸収材料１３が高い熱膨張係数を有する場合には、ソーダ石灰ガラスが好適であり得る。
【0021】
図３に、遮蔽格子１の第１の面５の上面図を示す。本発明の好ましい一発展形態によれば、トレンチ１１の格子９は、図示の例のように交差格子として形成されている。交差するトレンチ１１がセルを形成し、このセル内にウェル１５が配置されている。しかし、他の配置も可能である。例えば、直接Ｘ線に対する高い透過率を、六角形の格子を用いて達成することができる。六角形の格子を有するそのような変形例を、図４に示す。
【0022】
総じて、格子９の形状を、検出器３９の画素の形状に適合させることができる。よって、図３および図４を用いて示した例の他に、別の形状も考えられる。例えば、格子９は、矩形、円形、三角形、または例えば八角形のチャネルも画定することができる。
【0023】
図３および図４の図示は、単に概略的なものに過ぎないと理解されるべきである。図示では、トレンチ１１がウェル１５よりも明らかに狭く示されている。しかし実際には、散乱放射線の良好な遮蔽を達成すべく、トレンチ１１とウェル１５の幅を同様にし、あるいはそれに付随してトレンチ１１の幅に関連してトレンチからトレンチまでの距離を小さくすることが通常有利である。この点で、図２の図示は、好ましい一実施形態に近いものである。この点で、本発明の一発展形態によれば、トレンチ１１の幅がウェル１５の幅と最大で２倍異なることが提供される。
【0024】
また、深さとトレンチの幅との比が大きいことも、直接Ｘ線の透過および散乱放射線の遮蔽に特に有利となる。特に、後に説明する方法を用いて、深さと幅との比が４０：１以上であれば、トレンチ１１にＸ線吸収材料を充填することも可能である。しかし、アスペクト比が高すぎると、十分に均一な充填や完全な充填が保証されなくなる場合がある。したがって、幅と深さとの比を１５０：１以下に制限することが好ましい。ここでも、図面は単に概略的なものに過ぎないことが明らかである。図２のトレンチ１１のアスペクト比は、４０：１よりかなり小さい。代替的または有利には追加的な一発展形態によれば、トレンチ１１の幅は、最大で１００μｍ、有利には最大で５０μｍである。これは、幅を小さくすることでシャドウイングを回避することによって、検出器の均一な投光に総じて有利である。大きな深さ、あるいは対応するアスペクト比との組合せにより、トレンチ１１の幅が小さくても、高いＸ線吸収率が得られる。
【0025】
散乱放射線の良好な遮蔽および直接放射線の透過のためのさらなる代替的または追加的な因子は、トレンチ１１の深さである。有利には、トレンチ１１の深さは、少なくとも１．５ミリメートル、有利には少なくとも２ミリメートルである。
【0026】
また同様に、格子９のトレンチ１１によって画定される通路またはチャネルが可能な限り長い場合には、散乱放射線の高度の遮蔽という特性にとって有利である。これらのチャネルが幅に対して長いほど、直接放射線の通過と斜めに入射する散乱放射線の遮蔽とに対する格子の選択性が高くなる。したがって、本発明のもう１つの発展形態によれば、２つの隣接するトレンチの中心間距離が、それらの深さよりも小さいことが提供される。有利には、中心間距離は、さらにはトレンチ１１の深さの３分の１以下である。
【0027】
最後に、良好な遮蔽のためには、トレンチ１１の壁が、面５，７の平面に対して可能な限り垂直に延在することが望ましい。この点で、トレンチ１１の壁２５と第１の面５とが成す角の直角からのずれが５°未満であると好ましい。５°未満の小さなテーパ角度も、特に板ガラスにおいて、後述する製造方法で実現することができる。これは、板状体に垂直に切り込むトレンチ１１およびウェル１５の特別な場合に適用される。
【0028】
図２に示す例では、トレンチ１１は、面５，７に対して垂直な方向に互いに平行に延在する。このような配置は、検出されるＸ線が平行光線束として入射する場合、すなわち、例えばＸ線源が遠くにある場合に特に好適である。しかし、典型的には、例えばコンピュータ断層撮影装置のようなＸ線撮像装置では、より近くに配置されたＸ線源が使用されるため、遮蔽格子に円錐形の光線束が当たる。したがって、総じて、本発明の一実施形態において、トレンチ１１が傾斜の変化を示すため、トレンチ１１の壁が、共通の仮想点源を指す方向に沿って延在することが提供される。言い換えれば、トレンチ１１は、隣接するトレンチ１１によって画定されるチャネルの中心軸線が共通の仮想点源を指すような傾斜で板状体３内に導入されている。これに応じて、このことはウェル１５の中心軸線についても該当する。したがって、本発明の一実施形態において、ウェル１５の中心軸線１７が、共通の仮想点源に向けられていることが提供される。このような配置を、図５に概略的に示す。ウェル１５の中心軸線１７は、総じて、隣接するトレンチ１１によって画定されるチャネル１２の中心軸線とも一致する。チャネル１２には、ウェル１５に加えてさらに板状体３の材料も含まれており、この材料が、壁１６，１９を形成する。図から明らかであるように、トレンチ１１も仮想点源１８に向けられているため、トレンチ１１の壁が点源１８の方向に延在する。円錐形の光線経路により、ウェル１５およびトレンチ１１の幅も、図示のように、板状体３内の経路において変化することになる。ここで、点源１８に面する側（ここでは第２の面７）の幅は、対向する面の幅より小さくなる。しかし、実際には、このことは通常は必要ではなく、それというのも、点源は、総じて板状体３の厚さに対して図５の図示よりもずっと遠いためである。したがって、トレンチ１１およびウェル１５が、光線方向、あるいは面５，７に対して垂直な方向に一定の幅を有することが好ましい。よって、この幅の推移は、図２の図示に相当する。
【0029】
以下に、本発明による遮蔽格子１の製造方法につき説明する。散乱Ｘ線に対する遮蔽格子１の製造方法は、
－ 第１の面５と、第１の面５に対向する第２の面７とを有する板状体３を提供するステップと、
－ 板状体３にレーザ光線を照射するステップであって、板状体３の材料がレーザ光線に対して透明であるため、レーザ光線が板状体３を貫通し、その際、
－ レーザ光線が、板状体３を通る該レーザ光線の経路に沿ってフィラメント状損傷を残し、その際、フィラメント状損傷の第１の群が第１の面で終わり、フィラメント状損傷の第２の群が第２の面７で終わるようにフィラメント状損傷が導入されるものとするステップと、
－ フィラメント状損傷の第１の群および第２の群の領域における板状体３の材料を、エッチング媒体による板状体３のエッチングによって除去するステップであって、
－ 第２の群の領域の材料を除去することによって、板状体３の第２の面７に向かって開口したウェル１５の配列が形成され、
－ 第１の群の領域の材料を除去することによって、第１の面５に向かって開口したトレンチ１１から構成される格子９が形成されるものとするステップと、次いで
－ トレンチ１１にＸ線吸収材料１３を充填するステップと
を含む。
－ 第１の面５と、第１の面５に対向する第２の面７とを有する板状体３を提供するステップと、
－ 板状体３にレーザ光線を照射するステップであって、板状体３の材料がレーザ光線に対して透明であるため、レーザ光線が板状体３を貫通し、その際、
－ レーザ光線が、板状体３を通る該レーザ光線の経路に沿ってフィラメント状損傷を残し、その際、フィラメント状損傷の第１の群が第１の面で終わり、フィラメント状損傷の第２の群が第２の面７で終わるようにフィラメント状損傷が導入されるものとするステップと、
－ フィラメント状損傷の第１の群および第２の群の領域における板状体３の材料を、エッチング媒体による板状体３のエッチングによって除去するステップであって、
－ 第２の群の領域の材料を除去することによって、板状体３の第２の面７に向かって開口したウェル１５の配列が形成され、
－ 第１の群の領域の材料を除去することによって、第１の面５に向かって開口したトレンチ１１から構成される格子９が形成されるものとするステップと、次いで
－ トレンチ１１にＸ線吸収材料１３を充填するステップと
を含む。
【0030】
フィラメント状損傷の導入には、特に超短パルスレーザが適している。図６には、これに関して、板状体３にフィラメント状損傷４１を導入し、その後これからエッチングプロセスでトレンチ１１およびウェル１５を形成するためのレーザ加工装置を示す。装置５０は、上流の集束光学系５２を有する超短パルスレーザ５１と位置決めユニット５３とを備える。位置決めユニット５３により、超短パルスレーザ５１のレーザ光線４０の入射点５４を、加工すべき板状体３の面５，７のうちの一方に横方向に位置決めすることができる。図示の例では、位置決めユニット５３は、ｘ－ｙテーブルを備え、このｘ－ｙテーブルに、板状体３の面５，７のうちの一方が載置されている。しかし、代替的または追加的に、光学系を移動可能にしてレーザ光線４０を移動させることで、レーザ光線４０の入射点５４を板状体３上で移動可能にすることも可能である。集束光学系５２は、レーザ光線４０を、光線方向に、すなわちそれに応じて板状体３の照射面に対して横方向に長い焦点に集束させる。このような焦点は、例えば、円錐レンズ（いわゆるアキシコン）や球面収差の大きいレンズで形成することができる。位置決めユニット５３および超短パルスレーザ５１の制御は、有利には、プログラムで設定される演算ユニット５５によって行われる。図６の図示では、レーザ光線４０は、板状体３に垂直に入射している。しかし、好ましい一実施形態によれば、位置決めユニット５３および／または集束光学系５２は、それぞれ設けられた中心軸線１７に対して平行な長手方向にある、あるいは仮想点源１８への方向に対して概ね平行にあるフィラメント状損傷４１を形成すべく、斜めの照射が可能となるように形成されていてもよい。したがって、総じて、ここに図示された特定の実施形態例に限定されるものではないが、本方法の発展形態において、フィラメント状損傷４１が板状体３の面５，７のうちの一方に対して少なくとも部分的に斜めに導入されることが提供される。位置決めユニット５３を使用して、所定のパターンに従って板状体３上に分布する入射点あるいはフィラメント状損傷４１の位置を連続的に導入することにより、所定のパターンを形成することができ、これらのパターンは、次いでその後のエッチングステップで仕上げ処理される。
【0031】
一実施形態例によれば、レーザ光線には以下のパラメータを使用することができる：レーザ光線の波長は、ＹＡＧレーザに代表される１０６４ｎｍである。生ビーム径１２ｍｍのレーザ光線が形成され、次いでこれを焦点距離１６ｍｍの両凸レンズ状の光学系で集束させる。超短パルスレーザのパルス持続時間は、２０ｐｓ未満であり、一実施形態例では約１０ｐｓである。パルスは、２以上、好ましくは４以上のパルスを有するバーストで発せられる。バースト周波数は、１２～４８ｎｓ、一例では約２０ｎｓであり、パルスエネルギーは、少なくとも２００マイクロジュールであり、バーストエネルギーは、それに対応して少なくとも４００マイクロジュールである。一実施形態によれば、超短パルスレーザは、１ｋＨｚ～１０００ｋＨｚ、有利には２ｋＨｚ～１００ｋＨｚ、特に好ましくは３ｋＨｚ～２００ｋＨｚであるバーストあるいはパルスパケットの繰返し周波数で動作させることができる。ここで、この繰返し周波数および／または走査速度は、隣接する損傷／チャネル間の所望の距離が達成されるように選択することができる。ビーム源として、Ｎｄ：ＹＡＧレーザの他の変形例、例えば、周波数２倍化（ＳＨＧ）または周波数３倍化（ＴＨＧ）によって生じる波長５３２ｎｍあるいは３５５ｎｍ、またはさらには１０３０ｎｍの発光波長で動作するＹｂ：ＹＡＧレーザを、適切に使用することができる。
【0032】
レーザのビームコンディショニングにより、ブラインドホール／チャネルの製造に向けて本方法を特別に適合させることが可能である。特に、極めて短い焦点距離、特にｆ＜２０ｍｍの焦点距離を使用することができる。代替的または追加的な一実施形態によれば、強度に拡大された生ビームが使用される。特に好ましくは、このために、レーザ光線は、レンズあるいは集束光学系に当たったときに少なくとも４ｍｍのビーム径を有する。
【0033】
もう１つの方策は、強度分布の変更である。このために、最大強度を、光軸から集束光学系の縁部領域へシフトさせてもよいし、総じてより大きな領域に分布させてもよい。このような特徴を有するビームプロファイルには、特にフラットトッププロファイルやドーナツプロファイルがある。
【0034】
点源へのウェルおよびトレンチの配向は斜め照射をも伴うため、特にブルースター角の近傍で、基板表面に対して平行な偏光配向でカップリングを行うことがさらに有利である。さらに、より大きな入射角を得るために、必要に応じて集束光学系への非対称的な照射を行うことができる。
【0035】
フィラメント状損傷を導入する方法およびそれに適したレーザパラメータ、ならびにその後のエッチングのパラメータに関する実施形態は、ＤＥ１０２０１７１０１６７３．２、ＤＥ１０２０１８１１０２１１．９およびＰＣＴ／ＥＰ２０２１／０７７０３０から引用することもできる。これらの出願も、フィラメント状損傷４１を導入するための実施形態ならびにレーザ照射およびエッチングのパラメータに関して完全に本開示の主題を成す。
【0036】
図７は、フィラメント状損傷が導入された板状体３を示す。フィラメント状損傷４１は、２つの群４３，４４に分けられる。ここで、第１の群４３のフィラメント状損傷４１は、第１の面５で終わり、第２の群４４のフィラメント状損傷４１は、第２の面７で終わる。図示された例に限定されるものではないが、フィラメント状損傷４１の少なくとも一部、有利にはすべて、または両群４３，４４のフィラメント状損傷が、図示のように板状体３内で終わっていると総じて特に好ましい。こうすることで、その後のエッチングの際に板状体を全面的にエッチング媒体に曝しても、ブラインドホールの形態のウェル１５、あるいは板状体内で終わるトレンチ１１が容易に形成される。フィラメントは、有利にはガラスの厚さの５０％～９０％を通っているため、エッチング工程の後に、ウェル１５およびトレンチ１１が形成するチャネルまたはブラインドホール／空所は、有利にはガラスの厚さの５５％～９５％に達する。
【0037】
したがって、フィラメント状損傷４１は、一方では板状体の内部で、他方では面５，７のうちの一方で終わっている。図６からもわかるように、フィラメント状損傷４１はまた、後に想定される仮想点源への方向の角度に応じて斜めに導入されている。ここで、本方法の一実施形態によれば、フィラメント状損傷４１の導入のために板状体３を裏返す必要はない。レーザ光線４０の長い焦点の位置を適合あるいは変更すれば十分である。このために、レンズの位置および／または板状体３の位置を変更することができる。例えば、板状体３において図７に従ってレーザ光線４０が第１の面５に照射される場合、群４３のフィラメントに対する長い焦点の始まりは、板状体３の上またはその手前に位置することができる。次に、群４４のフィラメントを導入するために、レーザ光線４０の長い焦点の始まりが板状体３内に位置するように、焦点を光線方向にシフトさせることができる。したがって、特定の実施形態例に限定されるものではないが、本方法の一実施形態によれば、板状体３の同じ面５，７にレーザ光線４０を照射し、板状体に対するレーザ光線４０の焦点の位置を変化させて、両群４３，４４のフィラメント状損傷４１の少なくとも一部をレーザ光線４０に沿った方向で形成することが提供される。
【0038】
板状体３の材料としてガラスを用い、エッチング媒体として苛性溶液を用いると、特にエッチングをゆっくりと行った場合に、トレンチ１１およびウェル１５の壁に特徴的な表面トポグラフィーを実現することができる。特に、トレンチ１１およびウェルの表面は、互いに隣接する複数の小さなドーム状のウェルを有することができる。有利には、ドーム状のウェルは、１０μｍ未満、好ましくは５μｍ未満、好ましくは２μｍ未満の深さを有し、ここで、深さは、ウェル低部の中心とウェルを取り囲む稜線部の中央ピークとの差により定められる。ドーム状のウェルについては、ＤＥ１０２０１７１０１６７３．２、ＤＥ１０２０１８１１０２１１．９およびＰＣＴ／ＥＰ２０２１／０７７０３０にも詳細に説明されており、これに関する内容も完全に本開示の対象である。ドーム状のウェルを有する表面トポグラフィーにより、板状体３とＸ線吸収材料との良好な接続が得られる。特に、Ｘ線吸収材料が特にはんだガラスのような溶融ガラスを含む場合、強力な接続を達成することができる。ここで、ウェルにより、材料結合のための表面積が増加し、両材料の適切な噛み合わせが達成される。
【0039】
図８に、エッチング後の板状体３を示す。板状体３の材料は、そのような損傷のない領域よりも、フィラメント状損傷４１に沿ってはるかに迅速にエッチングすることができる。したがって、エッチング時に、フィラメント状損傷４１を拡張させながら、材料、有利にはガラスが除去される。このようにして形成されたチャネルは、最終的に一体化し、第１の面５から出発して板状体３内に延在するトレンチ１１、および第２の面７から出発して板状体３内に延在するウェル１５の形態の所望の構造を形成する。フィラメント状損傷４１の傾きに応じて、図５に示すように、トレンチ１１およびウェル１５も仮想点源に向かうように配向されている。
【0040】
最後に、面５において、Ｘ線吸収材料１３を、例えばペーストの形態でトレンチ１１に充填することができ、それにより、図９に示す遮蔽格子１が得られる。本方法の一発展形態によれば、総じて、図示された特定の実施形態に限定されるものではないが、例えばＸ線吸収を低減するために、Ｘ線吸収材料１３の充填後に板状体３を薄肉化することも可能であることが提供される。図９には、第２の面７に平行にかつ近接して延びる破線が引かれている。ここで、板状体３を面７上でこの線まで研削すると、図１０に示すような板状体３が得られる。図１０の実施形態でも実現されるさらに代替的または追加的な一発展形態によれば、板状体が薄肉化されると、トレンチ１１、ひいてはＸ線吸収材料１３が第２の面７で露出される。したがって、総じてトレンチ１１が板状体３の両面５，７で少なくとも部分的に開いている実施形態が得られる。本実施形態は薄肉化に限定されず、例えば、フィラメント状損傷４１が両面５，７で終わるように、フィラメント状損傷４１を少なくとも部分的に板状体３の全体にわたって導入することも可能である。また、一方または他方の面５，７で交互に終わる、互いに近接したフィラメント状損傷４１を導入することも可能である。その後、エッチングの際に、フィラメント状損傷４１に沿って形成されたチャネル同士がつながって、両面５，７を連続的に接続するトレンチ１１が形成される。しかし、ここで、トレンチ１１に隣接する板状体３のセクション間の直接的な接続は、場合によってはもはや存在しない。しかし、機械的安定性を維持するために、例えば、深さが減少したトレンチ１１の領域により得られるブリッジ状物をそのまま残すことができる。代替的または追加的な方法の１つとして、トレンチ１１の壁と材料結合をするＸ線吸収材料を提供することが挙げられる。総じて、図１０の変形例に限らず、Ｘ線吸収材料１３の成分としてガラス、特にはんだガラスを提供することが好ましく、その際、ガラスが溶融され、したがって板状体３の材料との材料結合、有利には同様に一体的なガラスが製造される。場合によっては、ガラスを溶融させれば十分である。Ｘ線吸収材料１３の成分として好適なのは、それが溶融形態であるか否かにかかわらず、特に、例えば鉛ガラスなどの鉛および／またはビスマス含有ガラスである。鉛および／またはビスマス含有ガラスは、その鉛あるいはビスマスの含有量により、電離放射線、特にＸ線に対して良好な遮蔽効果を有する。また、ガラスは、完全または部分的に結晶化することができる。特殊な結晶化ガラスやはんだガラスが知られている。しかしこの場合も、本開示の趣意において、Ｘ線吸収材料の成分として溶融または初期溶融ガラスが挙げられる。したがって、総じて、一実施形態において、Ｘ線吸収材料１３が初期溶融または溶融ガラスを含むことが提供される。
【0041】
さらに、Ｘ線吸収材料１３が溶融はんだガラスを含む場合、Ｘ線吸収材料１３と板状体３との材料結合および／またはＸ線吸収材料１３のトレンチ１１内での永久的な安定的固定に有利である。ここでは、鉛含有はんだガラスが存在することが非常に有利である。特にガラス成分としての酸化鉛は、低い軟化点を提供するのに好適であり、それと同時に高い遮蔽効果を提供する。板状体３を変形させることなくトレンチ１１内でガラスを溶融させることができるように、総じて、Ｘ線吸収材料１３のガラスおよび板状体３のガラスに以下の特徴のうちの少なくとも１つが該当すると好ましい：
－ Ｘ線吸収材料１３のガラスは、板状体３のガラスのガラス転移温度Ｔｇより少なくとも１００℃、有利には少なくとも１６０℃、またはさらには少なくとも２２０℃低いガラス転移温度Ｔｇを有する、
－ Ｘ線吸収材料１３のガラスは、該ガラスの１０４ｄＰａ・ｓの粘度で、板状体３のガラスの加工温度よりも少なくとも１００℃、特に少なくとも２００℃、特に好ましくは少なくとも２５０℃低い加工温度を有する、
－ Ｘ線吸収材料１３のガラスは、該ガラスの１０４ｄＰａ・ｓの粘度で、板状体３のガラスの軟化点の温度よりも低い加工温度を有し、その際、軟化点は、１０７．６ｄＰａ・ｓの粘度で規定されている。
－ Ｘ線吸収材料１３のガラスは、板状体３のガラスのガラス転移温度Ｔｇより少なくとも１００℃、有利には少なくとも１６０℃、またはさらには少なくとも２２０℃低いガラス転移温度Ｔｇを有する、
－ Ｘ線吸収材料１３のガラスは、該ガラスの１０４ｄＰａ・ｓの粘度で、板状体３のガラスの加工温度よりも少なくとも１００℃、特に少なくとも２００℃、特に好ましくは少なくとも２５０℃低い加工温度を有する、
－ Ｘ線吸収材料１３のガラスは、該ガラスの１０４ｄＰａ・ｓの粘度で、板状体３のガラスの軟化点の温度よりも低い加工温度を有し、その際、軟化点は、１０７．６ｄＰａ・ｓの粘度で規定されている。
【0042】
一例において、Ｘ線吸収材料１３には、Schott-AG社製Ｇ０１７－５２型はんだガラスが使用される。Schott-AG社製Ｂｏｒｏｆｌｏａｔ ３３ガラスから構成される板状体３の場合には、ガラス転移温度Ｔｇの違いが２６３℃となる。はんだガラスＧ０１７－０５２の粘度は、３４７℃で１０７．６ｄＰａ・ｓである。この温度は、Ｂｏｒｏｆｌｏａｔ ３３ガラスの軟化点より２１８℃低い。
【0043】
Ｘ線吸収材料の成分としてのガラスは、ガラスが鉛を含むか否かにかかわらず、本明細書に記載の配置に関連してさらに別の利点を有する。ガラスは、脆性破壊を生じ易い材料として、非常に細かく粉砕することができる。その際、ガラスダストは、例えばペースト状の調合物の成分として、狭く深いトレンチ１１に充填するのにも非常に適している。その際、充填は、例えばドクターブレードによって容易に行うことができる。一実施形態例では、ペースト状調合物をトレンチ１１に充填した後、有利には１００℃～２００℃で乾燥させる。特にトレンチ１１のアスペクト比が大きい場合には、トレンチ１１への完全な充填を行うために充填および乾燥を繰り返すことができる。トレンチ１１への十分な充填が行われたら、３５０℃～４５０℃での熱処理を行うことができ、その際に調合物のガラスを溶融させることで、トレンチ１１の壁にしっかりと接続されたＸ線吸収材料１３が得られる。したがって、一実施形態によれば、粉末状ガラス、有利にはＸ線吸収材料１３の成分としてのはんだガラス２１、有利には粉末状ガラスと粒子との混合物をトレンチ１１に充填し、その際、はんだガラス２１を溶融または初期溶融させることによって、トレンチ１１の壁に付着する強固なＸ線吸収材料１３を形成することが提供される。
【0044】
図１１は、Ｘ線吸収材料の好ましい一実施形態を概略的に示す。本実施形態によれば、Ｘ線吸収材料１３は、総じて粒子、有利には金属粒子２３を含む。特に好ましい発展形態において、Ｘ線吸収材料１３は、溶融材料に埋め込まれた粒子、特に金属粒子２３および／または鉱物粒子および／またはセラミック粒子を含む。粒子形態のまたは粒子としての成分とは、本開示の趣意において、金属の粒状体あるいは粒子に加えて、セラミックもしくはガラスセラミックあるいは半結晶性のガラス、ならびにさらには粒状体もしくは粒子としての晶子（単結晶または多結晶の晶子）、またはそれらの組合せも含まれるものと理解される。溶融材料は、好ましくは図示の例のように、溶融ガラスまたははんだガラス２１であってよい。ガラスは、Ｘ線吸収材料１３と板状体３との強固でかつ総じて機械的な負荷にも耐え得る結合を提供する。したがって、特定の実施形態に限定されるものではないが、製造方法の一発展形態において、ガラス粒子と粒子、有利には金属粒子２３とを含むペーストを提供し、ペーストを、有利にはドクターブレードによってトレンチ１１に充填し、トレンチ１１内にガラス粒子および粒子を有する板状体３を加熱することによりガラス粒子を軟化させて、ガラス中に粒子、好ましくは金属粒子２３が埋め込まれたＸ線吸収材料１３を得ることが提供される。
【0045】
特定の実施形態例に限定されるものではないが、好ましい一実施形態によれば、ペーストが、各種固形分、有利には少なくともガラスダストおよび金属ダスト、あるいは金属粒子２３に加えて、有機溶媒または有機懸濁剤を含むことが提供される。したがって、総じて、ペーストは、好ましい実施形態において、粉砕ガラスと金属ダストと１つ以上の有機溶媒との混合物である。適切な場合には、さらなる添加物質、例えば結晶性無機材料が含まれている。有機溶媒または有機懸濁剤として好ましいのは、低粘度でかつ高沸点の液体有機材料である。有利には、沸点は少なくとも１２０℃であり、特に好ましくは少なくとも１８０℃である。２０℃での粘度は、有利には５ｍＰａ・ｓ未満である。各種グリコールエーテルが特に好適である。
【0046】
金属粒子２３には、特に重金属、または少なくとも１つの重金属との合金を使用することが有用である。総じて、金属粒子２３が、原子番号が５５より大きい金属を少なくとも６６ａｔ％の割合で含むことが好ましい。代替的または追加的な一実施形態によれば、金属粒子２３は、良好なＸ線吸収を達成するために、少なくとも９ｇ／ｃｍ３の密度を有する。特に、Ｘ線吸収材料１３の密度は、好ましくは、板状体３の密度よりもはるかに高い。それにより、異なる材料における非常に異なるＸ線吸収と、それに対応して高いコントラストとが達成される。したがって、Ｘ線吸収材料１３の密度が、板状体３の材料の密度の少なくとも４倍であると好ましい。
【0047】
特に好ましくは、Ｘ線吸収材料１３は、タングステン含有材料の粒子を、有利には金属タングステンまたはタングステン合金の形態で含む。タングステンは、特に高い密度を有する。純粋な金属形態において、タングステンは１９．２５ｇ／ｃｍ３の密度を有する。代替的または追加的に、タングステン含有鉱物および／またはタングステン含有セラミックの粒子が含まれていてもよい。タングステンのような重金属を用いることで、高密度のＸ線吸収材料１３も達成できる。したがって、好ましい一実施形態において、Ｘ線吸収材料１３が、少なくとも９ｇ／ｃｍ３、有利には少なくとも１１ｇ／ｃｍ３の密度を有することが提供される。特に、重金属の金属粒子とガラス、特に鉛ガラスまたははんだガラスとの組合せにより、このような高い密度を達成することができる。これらの密度は、Ｘ線吸収材料に関しても当然のものではない。例えば、タングステンが付与されたプラスチックやポリマーペーストが達成する密度は、通常は８ｇ／ｃｍ３をわずかに超える程度に過ぎない。
【0048】
さらに、Ｘ線吸収材料１３の成分により、その熱膨張係数を調整することも可能である。これらの成分および板状体３の適切な材料、特に適切なガラスを選択することにより、遮蔽格子１のもう１つの発展形態によれば、Ｘ線吸収材料１３の線熱膨張係数と板状体３の材料の線熱膨張係数との差を３ｐｐｍ／Ｋ未満の量に制限することができる。膨張係数を互いに適合させるため、または少なくとも板状体の膨張係数とＸ線吸収材料の膨張係数との差を減少させるために、一実施形態によれば、Ｘ線吸収材料において、０℃～２００℃の温度範囲の少なくとも一部において１ｐｐｍ／Ｋ未満、またはさらには負の線熱膨張係数を有する少なくとも１種の成分を、有利には粒子形態で、あるいはその調合物用の粒状の添加物質として設けることが提供される。粒子は、例えば、少なくとも部分的に晶子の形態であってよい。ここでは、これらの条件を満たし、したがって依然として良好な遮蔽効果をも有する高密度の材料も存在することが特に有利である。特に、このような熱膨張係数を有する鉛またはタングステンの化合物が知られている。ここで、本実施形態の発展形態において、Ｘ線吸収材料１３は、チタン酸鉛および／またはタングステン酸ジルコニウムの化合物のうちの少なくとも１つを含む。
【0049】
さらにもう１つの実施形態によれば、Ｘ線吸収材料１３のガラスの線熱膨張係数と金属粒子２３の線熱膨張係数も互いに適合されている。有利には、ガラスおよび金属粒子２３は、線熱膨張係数の大きさの差が最大で５ｐｐｍ／Ｋとなるように選択される。以下、Ｘ線吸収材料１３あるいはＸ線吸収材料１３を製造するためのペーストの成分の一実施形態例について説明する。ガラスとして、酸化鉛を含有するＧ０１７－５２型のはんだガラスが使用される。このガラスは、鉛の含有量が多く、ＰｂＯの含有量が８６重量％である。さらなる成分として、タングステン金属粒子が加わる。これから製造されたＸ線吸収材料の特性および組成を、下表に示す。
【0050】
【表1】
【0051】
本実施形態例からわかるように、材料を組み合わせることで、９ｇ／ｃｍ３を明らかに上回る、さらには１１ｇ／ｃｍ３をさらに明らかに上回る非常に高い密度を達成することができる。
【0052】
Ｘ線吸収材料に使用可能なさらなるガラスは、Schott-AG社製ビスマスはんだガラスＧ０１８－４２３である。このはんだガラスは、Ｂｉ２Ｏ３を最大で８４重量％含む。
【0053】
上記のようなドクターブレードによりトレンチ１１への充填を行う際の課題の１つに、トレンチ１１が、高いアスペクト比ゆえに非常に狭く、深いことが挙げられる。それにもかかわらず、トレンチ１１は可能な限り完全であることが望ましい。また、ガラスの溶融後に、孔が形成されないか、または可能な限り少なく、小さいことが望ましい。これらの特性は、材料の粒径によって驚くほど効果的に影響を受けることができる。
【0054】
図１２は、アトライターで粉砕されたはんだガラスの粒度分布を示す。好適なガラスの種類の１つとして、特に本出願人によるはんだガラスＧ０１７－０５２が挙げられる。破線の曲線は、ガラス粒子径のヒストグラムである。実線は、粒度の累積の推移を示す。ガラス粒子は球状ではないため、グラフの横軸に示された直径は、横方向の寸法の平均値を示している。ガラス粉末は、１．３９μｍの９０％径を有する。これは、ガラス粒子の９０％が最大で有する直径である。５０％径は０．６７μｍであり、１０％径は０．２４μｍである。本方法の一発展形態によれば、充填度が最大化されるように、使用される成分、すなわち特にガラス粉末および金属粒子を選択することが提供される。典型的には、この選択は、金属粒子の含有量を可能な限り高くするという二次的条件下で行われる。この二次的条件および場合によっては予め定められた粒度分布の下でも、粒度分布の異なる２種の金属粉末をペーストあるいはより一般的にはガラス粒子と金属粒子との混合物に加えることによって、充填度を適合させることができる。両粉末の異なる加重によって、またガラス粉末の粒度分布を考慮して、充填度を最適化することができる。好ましい一実施形態によれば、充填され、必要に応じて有利には上述のようにガラスの溶融または初期溶融によって固化されたトレンチ１１内の材料１３の充填度は、少なくとも４０体積％、有利には少なくとも６０体積％である。さらに、少なくとも７０体積％の充填度が目標とされ、達成可能である。
【0055】
充填度は、例えばアンドレアゼンモデルで算出することができる。アンドレアゼンモデルでは、以下の式の粒度分布が想定される
Ｆ（ｄ）＝１００×（ｄ／ｄｍａｘ）ｎ
Ｆ（ｄ）＝１００×（ｄ／ｄｍａｘ）ｎ
【0056】
ここで、粒子径に依存する関数値Ｆ（ｄ）は、直径がｄ以下の粒子の累積パーセンテージである。したがって、関数値Ｆ（ｄ）は、累積値Ｑ３、あるいは図１２のグラフの実線に相当する。分布の形状は、特に定数ｎによって決まる。パラメータｄｍａｘは、存在する粒子の最大径を示す。
【0057】
最適化は、当業者に知られている他のモデルでも行うことができる。代替モデルは、例えば、Ψモデル、またはディンガー関数モデルである。
【0058】
図１３は、一実施形態例による粒度分布を示す。特に、図１２に示す粉砕ガラスの粒度分布に加えてさらに、タングステン金属粉末Ｂ１０およびＢ２０についての２つの粒度分布、ならびに３成分すべての混合物、すなわち粉砕ガラスと両金属粉末との混合物についての粒度分布が示されている。粒度分布は、特にそのｄ５０値で特徴付けることができる。これは、大きな粒子の数と小さな粒子の数とが等しくなる値である。言い換えれば、各ダストまたは粉砕物の全粒子の半分が、ｄ５０値よりも小さい直径を有する。金属粉末Ｂ１０のｄ５０値は３μｍであり、金属粉末Ｂ２０のｄ５０値は５μｍであり、粉砕ガラスのｄ５０値はわずか０．６７μｍである。金属粉末Ｂ１０およびＢ２０は、株式会社アライドマテリアル（日本国）から提供される。
【0059】
図１３からわかるように、ガラスが最も小さく、金属粉末Ｂ２０が最も大きい粒度を有する。したがって、一実施形態によれば、少なくとも３種の成分、すなわちここでは粉砕ガラスと両金属粉末とが、可能な限り高い充填密度が得られるように混合される。したがって、一発展形態によれば、本方法は、総じて、粉砕ガラス（またはガラスダスト）と少なくとも１種のさらなる粉末との混合物の充填密度を測定または算出するステップと、混合物の充填密度を算出および／またはさらに測定するステップと、混合比を変化させた混合物の充填密度を少なくとも一度算出または測定するステップと、算出または測定の少なくとも２つの結果からトレンチ１１への充填を行うための調合物の混合比を選択または決定するステップと、その混合比の調合物を製造するステップとを含む。しかし、調合物のための選択された混合比は、測定または算出された混合比のうちの１つと同じでなくてもよい。したがって、理想的な混合比を、結果から補間または外挿することもできる。
【0060】
充填密度に関して最適化されたガラス粉末と両金属粉末Ｂ１０，Ｂ２０との混合物の粒度分布は、一方では金属粉末と、他方ではガラスダストとの間の粒度で存在する。一実施形態例によれば、調合物は、以下の混合物を有する。
【0061】
【表2】
【0062】
したがって、タングステン金属粒子は、８０重量パーセントをわずかに超える重量割合および約３０体積パーセントの体積割合を有する。
【0063】
金属粒子の代わりに、または金属粒子に加えて、重元素、特に重金属を含む鉱物またはセラミックを使用することもできる。重元素とは、上記の定義にしたがって、原子番号が５５より大きい元素であると理解される。ここでも、Ｘ線吸収材料は、金属粒子が追加的に含まれない場合でも、少なくともＺ＝５６の原子番号を有する元素を少なくとも１０重量％有し、Ｚ≧５６のかかる元素を有利には少なくとも２５重量％、特に好ましくは少なくとも５０重量％の割合で有する材料であると好ましい。好適な鉱物は、特に灰重石あるいはタングステン酸カルシウム（ＣａＷＯ４）、酸化鉛および硫化鉛である。
【0064】
好ましいようにトレンチ１１に充填された混合物を加熱することでガラスが溶融または軟化し、したがって金属粒子２３のための固体マトリックスが形成されると、ガラス粒子は総じて、完成した遮蔽格子上でもはや検出されない。しかし、金属粒子２３が、微細度の異なる２種の金属ダストの混合物ゆえに広いサイズ分布を有することは、高い充填密度を有する好ましい混合物の特徴であり、ひいては高い吸収効率を有するＸ線吸収材料１３の特徴でもある。したがって、総じて、上記で説明した例に限定されるものではないが、有利にはガラスに固定された粒子が、ｄ５０値の異なる少なくとも２種の粉末、特に金属粉末および／または鉱物粉末および／またはセラミック粉末の混合物の形態で存在するＸ線吸収材料１３が提供される。特に、これらのｄ５０値は、実施形態例と同様に少なくとも１．５μｍ程度異なることもある。この混合物は、粒度分布が比較的広く、少なくとも個々に得られた両金属ダストの粒度分布よりもはるかに広いという事実も伴っている。上式によるアンドレアゼン分布をこのような実分布に当てはめると、比較的小さな指数ｎが得られる。したがって、一発展形態によれば、粒子、有利には金属粒子２３であって、金属粒子２３の粒度分布に適合させた粒子径ｄのアンドレアゼン分布Ｆ（ｄ）＝１００×（ｄ／ｄｍａｘ）ｎの指数（またはモジュラス）ｎが、ｎ＝０．３３より小さく、有利にはｎ＝０．２８より小さい粒度分布を有するものを含むＸ線吸収材料１３が提供され、ここで、ｄｍａｘは、適合させたアンドレアゼン分布の最大粒子径である。アンドレアゼン分布は、理想化されたものであり、金属粒子２３の実際の分布に適合されているため、ｄｍａｘ値は、金属粒子２３の実際の最大粒子径と一致する必要はない。図１３の両対数表示において、アンドレアゼン分布は、実際に示された粒度分布のような曲線ではなく、直線である。
【0065】
微細度の異なる２種の金属粉末を使用することにより、粒度分布が広くなるだけではない可能性がある。代替的または追加的な一実施形態によれば、Ｘ線吸収材料１３中の粒子、特に金属粒子２３の粒度分布は、二峰性または多峰性であってもよい。これは、図１２の粉砕ガラスについて示されるような粒度分布の図示において、ヒストグラムが２つ以上の区別できる極大を有することを意味する。
【0066】
タングステンダストの他に、さらに他の成分が粒子形態で存在していてもよい。例えば、Ｘ線吸収材料の熱膨張係数を調整することができる添加物質、例えば低膨張材料、またはさらにはチタン酸鉛やタングステン酸ジルコニウムのような負の温度膨張を有する成分がここで考慮される。トレンチ１１およびウェルを導入することによって、板状体３の材料の大部分が除去される。特に、図２、図８および図９の実施形態からわかるような板状体３の材料の連続的な接続が、この構造化によって直線的ではなく蛇行しながら延在する可能性がある。これは、板状体３の安定性を低下させる。例えば溶融ガラスあるいははんだガラス２１の形態で提供されるような強固なＸ線吸収材料１３の材料の定着によって、強度を再び増加させることができる。それにもかかわらず、構造化板状体３により高い強度を与えることが望ましい場合がある。これを行う方法の１つとして、板状体３をさらなる板状体に接続することが挙げられる。この場合、有利には、板状体３に板ガラスを接続することができる。特に、これに薄型の板ガラスを使用することができる。これに関して、図１４は、本実施形態の一例を示す。一変形例によれば、図示のように、薄型の板ガラス８が板状体３の第２の面７に取り付けられる。この配置の利点は、追加的にウェル１５が密閉されるため、ウェル１５の不純物混入または汚染が回避されることである。薄型の板ガラス８は、本開示の趣意において、最大で２５０μｍ、有利には最大で１５０μｍの厚さを有する板ガラスであると理解される。薄型のガラスは、材料の厚さが小さく、Ｘ線吸収がわずかにしかないため、この場合特に好適である。同時に、薄型のガラスであっても、配置の機械的安定性がかなり向上することが特に有利である。なぜならば、ウェル１５は、典型的には小さな幅あるいは横方向の幅しか有していないためである。それにより、薄型のガラスはウェル１５上でほとんど曲がることができないため、剛性の大きな増大が達成される。それに応じて、板状体３の第１の面５に取り付けられた薄型の板ガラス８についても同じことが該当する。したがって、総じて、図示された例に限定されるものではないが、一実施形態において、板状体３の少なくとも一方の面５，７に薄型の板ガラス８が取り付けられていることが提供される。取付けには、いくつかの方法が適している。単純な一変形例としては、例えばエポキシ樹脂やシリコーンを用いた接着が挙げられる。また、はんだガラス、例えばＸ線吸収材料１３にも使用されているのと同じはんだガラスを使用することも考えられる。はんだガラスで接続することにより、板状体３への薄型の板ガラス８の取付けと、Ｘ線吸収材料１３のはんだガラスの溶融とを１ステップで行うことが可能となる。同様に、両板状体３，８をレーザで溶着することも可能である。また、陽極接合も考えられる。
【0067】
遮蔽格子１の代替的または追加的なさらなる加工の１つとして、例えば浸漬による有機層の施与または封止が挙げられる。これに関する一例を、図１５に示す。本例では、遮蔽格子１の板状体３は、有機封止体１０で完全に囲まれている。封止体１０はまた、図示のように、ウェル１５を完全にまたは少なくとも部分的に充填することができる。有機材料が高度のＸ線吸収を示さないことを条件として、これはウェル１５内の著しい吸収損失を招かない。有機封止体としては、特にポリマー、ラッカー、合成樹脂、シリコーンが適している。図示とは異なり、有機封止体１０が、板状体３の一部のみ、例えば第１の面５のみに施与されていてもよい。したがって、総じて、本実施形態によれば、板状体３に少なくとも部分的に、あるいは板状体３の面の少なくとも一部に有機封止体１０が施与されていることが提供される。本実施形態を、当然のことながら、薄型の板ガラス８を有する実施形態と組み合わせることもできる。この場合、有機封止体１０は、例えば、板状体３、特に薄型の板ガラス８に対する機械的保護として機能することができる。
【0068】
以下に、板状体３のトレンチ１１にＸ線吸収材料を充填するための種々の実施形態について説明する。図１６～図１９は、第１の実施形態によるプロセスステップを示す。簡略化のため、単一のトレンチ１１を有する板状体３の１セクションのみが図示されている。充填を容易にするために、キャビティまたはトレンチ１１を脱気することが好ましい。次に、図１６に示すように、金属粒子２３と分散媒５９とを含む分散体５７をトレンチ１１に充填する。分散体５７は、上述した実施形態に従って総じてペーストと呼ばれることもある。分散体は、既に説明したような金属粒子２３に加えて、他の粒子、例えばガラス粒子も含むことができる。
【0069】
トレンチ１１への充填を良好に行えるようにするために、充填は、有利には加圧下で行われる。次のステップでは、分散体５７を乾燥させ、その際に分散媒５９が除去される。これにより、粒子が沈降し、緻密になる。しかしその結果、図１７に示すように、トレンチ１１が完全に充填されなくなり得る。したがって、可能な限り高い充填度を達成するために、図１８に示すような分散体を充填するプロセスと、図１９に示すような乾燥あるいは分散媒の除去とを１回以上繰り返すことができる。理想的な場合には、それにより、図１９に示すように、分散体の粒子によるトレンチ１１の完全な充填が達成される。したがって、図１６～図１９に示された特定の例に限定されるものではないが、一実施形態によれば、以下の方法が提供される：
－ 有利には減圧環境、特に真空中で保管される板状体３のトレンチ１１に、分散媒５９と金属粒子２３とを有する分散体５７を充填するステップ、
－ 分散媒５９を除去することにより、金属粒子２３を沈降させるステップ、
－ これらの２つのステップを、有利には少なくとも１回繰り返すステップ。
－ 有利には減圧環境、特に真空中で保管される板状体３のトレンチ１１に、分散媒５９と金属粒子２３とを有する分散体５７を充填するステップ、
－ 分散媒５９を除去することにより、金属粒子２３を沈降させるステップ、
－ これらの２つのステップを、有利には少なくとも１回繰り返すステップ。
【0070】
しかし、場合によっては、トレンチ１１の充填において空洞が依然として存在し得る。この問題を解決するために、トレンチ１１内の金属粒子２３の可能な限り高い圧密化の代わりにまたはそれに加えて、粒子間の間隙を埋めるさらなる金属を含む化合物を製造することも可能である。これに関して、図２０～図２３は、製造方法のさらなる一実施形態による充填のためのプロセスステップを示す。まず、図２０に示すように、トレンチ１１に金属粒子２３を充填する。ここで、この充填は、図１６～図１９で説明した方法に従って行うこともできる。続いて、図２２に示すように、板状体３の面５上に溶加材６０を配置する。その後、これを溶融させ、これがトレンチ１１に流れ込んで金属粒子２３の間隙を埋める。この結果を図２３に示す。溶加材６０は、総じて、有利には、その融点がガラスの変態温度Ｔｇ未満であり、かつ金属粒子２３の融点未満となるように選択される。さらに、遮蔽格子を用いた場合のＸ線コントラストを改善するためには、十分に高いＸ線吸収が存在することも望ましい。したがって、もう１つの発展形態によれば、溶加材は、タングステンのＸ線吸収の少なくとも半分のＸ線吸収を有するように選択される。したがって、溶加材には、特に、例えばスズおよび／または鉛を含むような低融点金属または合金が適している。溶加材６０の融点は、有利には３００℃未満である。このような特性は、特にはんだによって満たされる。
【0071】
溶加材６０が間隙に流入できるようにするには、金属粒子２３の良好な濡れ性が有利である。これに関して、一発展形態によれば、図２１に示すように、金属粒子２３にコーティング２３０を施すことが提供される。これに関して、より良好な濡れ性のために、コーティング２３０は、金属粒子２３の表面よりも高い表面エネルギーを有することができる。金属粒子２３にタングステンまたはタングステン含有合金を用いた場合、金属粒子２３は既に非常に高い表面エネルギーを有しているため、コーティング２３０がなくても良好な濡れ性を得ることが可能である。図２３の図示では、面５の表面に溶加材６０の一部が残っていることが示されている。この表面の溶加材６０を、例えば研磨によって除去することができる。この金属膜が非常に薄ければ、必要に応じてこれを残してもよい。さらに、表面の溶加材６０の除去を容易にするため、または濡れを避けるために、面５の表面を研磨することができる。
【0072】
さらに、溶加材６０または金属粒子２３に、濡れ性を向上させるための融剤を施与することもできる。総じて、図２０～図２３に従った方法により、溶加材６０に埋め込まれた金属粒子２３を含むＸ線吸収材料１３が得られる。総じて、図２０～図２３を参照して説明される実施形態により、さらに、Ｘ線吸収材料１３の以下の特徴のうちの１つ以上をもたらすことができる：
－ 溶加材は、金属粒子２３の融点よりも低く、かつ板状体３のガラスの変態温度Ｔｇよりも低い融点を有する。
－ 金属粒子２３が溶加材６０に埋め込まれているか否かにかかわらず、Ｘ線吸収材料１３の金属粒子２３は、金属粒子２３の材料よりも高い表面エネルギーを有するコーティング２３０を有することができる。このようなコーティング２３０は、金属粒子２３の流動性を向上させる役割も果たすことができる。本発展形態は、特に図１６～図１９の実施形態に関連しても有利になり得る。これには、特にシラン化金属粒子２３が適している。したがって、もう１つの発展形態によれば、Ｘ線吸収材料１３が、シラン化金属粒子２３を含むことが提供される。このようなコーティングは、例えばＣＶＤプロセスを用いてプラズマ中で堆積させることができる。他の表面改質もまた、プラズマ中で達成することができる。したがって、本方法の一発展形態によれば、金属粒子２３を含むＸ線吸収材料１３をトレンチ１１に充填し、その際、金属粒子２３の表面をプラズマで改質することが提供される。改質は、充填前に行うことができ、必要に応じて充填後になってから行うこともできる。
－ 溶加材は、金属粒子２３の融点よりも低く、かつ板状体３のガラスの変態温度Ｔｇよりも低い融点を有する。
－ 金属粒子２３が溶加材６０に埋め込まれているか否かにかかわらず、Ｘ線吸収材料１３の金属粒子２３は、金属粒子２３の材料よりも高い表面エネルギーを有するコーティング２３０を有することができる。このようなコーティング２３０は、金属粒子２３の流動性を向上させる役割も果たすことができる。本発展形態は、特に図１６～図１９の実施形態に関連しても有利になり得る。これには、特にシラン化金属粒子２３が適している。したがって、もう１つの発展形態によれば、Ｘ線吸収材料１３が、シラン化金属粒子２３を含むことが提供される。このようなコーティングは、例えばＣＶＤプロセスを用いてプラズマ中で堆積させることができる。他の表面改質もまた、プラズマ中で達成することができる。したがって、本方法の一発展形態によれば、金属粒子２３を含むＸ線吸収材料１３をトレンチ１１に充填し、その際、金属粒子２３の表面をプラズマで改質することが提供される。改質は、充填前に行うことができ、必要に応じて充填後になってから行うこともできる。
【0073】
【0074】
まず、図２０に示すようにトレンチ１１に金属粒子２３を充填する。次に、図２４に示すように金属インキ６２を充填し、これが金属粒子２３間の間隙を埋める。金属インキ６２を乾燥させると、図２５に示すように、この金属インキ６２は、金属粒子２３およびトレンチ１１の壁上に、金属または金属を含有するコーティング２３０を残す。可能な限り高密度の充填を達成するためには、このプロセスを必要に応じて１回以上繰り返すことができる。コーティング２３０の金属として、この場合にも高いＸ線吸収を有するものが適している。総じて、層堆積プロセスに関係なく、これに関して、一実施形態によれば、トレンチ１１に、Ｘ線を吸収するコーティング２３０を有する金属粒子２３を含むＸ線吸収材料１３が充填されていることが提供される。これには、本開示によるＸ線吸収材料に関する上記の基準が特に適用され、すなわち、６９．５ｋｅＶのエネルギーのＸ線に対するＸ線吸収係数が、板状体の材料のＸ線吸収係数の少なくとも３倍である材料、および／または板状体の材料の密度の少なくとも４倍の密度を有する材料、および／または少なくともＺ＝５６の原子番号を有する元素を少なくとも１０重量％有する材料である。
【0075】
金属粒子２３およびトレンチ１１の壁上にＸ線吸収コーティング２３０を堆積させるためのさらなる方法の１つとして、原子層堆積法が挙げられ、これはＡＬＤ（Atomic Layer Deposition）法とも呼ばれる。この方法では、様々なガス状前駆体が交互に導入され、これを表面と反応させることにより、それぞれ非常に薄い層が、そしてさらには単原子層が堆積される。非常に有利なことに、この方法によりタングステンコーティングも堆積させることができる。このために、前駆体としてＢ２Ｈ６またはＳｉＨ４をＷＦ６と組み合わせて使用することが知られている。Ｘ線吸収コーティング２３０を堆積させ、ひいては金属粒子２３間の間隙を少なくとも部分的に埋めるためのさらに別の方法は、例えばＩＴＯまたはＡＺＯ膜を製造するための浸漬コーティング、および電気メッキである。したがって、総じて、図２４および図２５を参照して説明される方法の様々な実施形態の発展形態において、トレンチ１１に金属粒子２３を充填し、充填後に金属粒子２３にＸ線吸収コーティング２３０を施すことが提供される。これらの方法変形例を、例えばガラス粉末含有ペーストの充填など、トレンチ１１への充填を行うための本明細書に記載の他の方法と組み合わせることもできる。したがって、ペーストの乾燥後に、この場合にも金属粒子をコーティングすることも可能であるし、トレンチ１１が異なる深さで異なる構成のＸ線吸収材料を有するように、異なる方法を層ごとに組み合わせることも可能である。この組合せ可能性は、以下に説明する方法変形例にも同様に適用される。
【0076】
図２６および図２７は、トレンチ１１に金属粒子を充填するための方法のさらなる一実施形態を示す。本実施形態では、粒度や粒子形状の異なる金属粉末２３２，２３３を順次トレンチに充填していく。まず、図２６に示すように、球状の金属粒子２３１を有する金属粉末２３２による充填が行われる。球状の金属粒子２３１は、有利には比較的大きいため、金属粒子間に大きな間隙が残る。このような球状の金属粒子２３１は、例えば３Ｄ印刷に使用される。球形は、３Ｄ印刷の際に、高い流動性を提供するための一助となり、ひいては、除去によって印刷の対象となる物体上にルーズな粒子の非常に薄い層を形成する可能性を提供するための一助となる。したがって、この高い流動性は、トレンチ１１の容易な充填をも可能にする。球状あるいは少なくともほぼ球状の金属粒子２３１を有する３Ｄ印刷用の金属粉末は、通常はアトマイゼーションによって製造される。これには、ガスまたは液体ジェット、典型的にはウォータージェットが利用され、それによって溶融金属流を非常に小さな液滴に分割する。本実施形態に従って提供されるような、粒子２３１の少なくともほぼ球形の形状は、特に前述のアトマイゼーションプロセスから生じる。第２のステップでは、図２７に示すように、球状の金属粒子２３１よりも著しく小さい金属粒子２３を有する金属粉末２３３が添加される。これらのより小さい金属粒子は、球状の金属粒子２３１の間に大きな間隙があるため、これらの間隙をうまく埋めることができる。図示とは異なって、後から添加される金属粉末２３３のより小さい金属粒子も球状であってよい。このことも同様に、このような粒子の良好な流動性ゆえに好ましい。
【0077】
特定の例に限定されるものではないが、図２６、図２７の実施形態を参照すると、以下の特徴のうち少なくとも１つを有する遮蔽格子１が提供される：
－ Ｘ線吸収材料は、球状の金属粒子２３１を含む、
－ Ｘ線吸収材料は、金属粒子２３，２３１の粒度に関して異なる２種の金属粉末を含み、その際、平均粒度は少なくとも２倍異なり、大きい方の金属粒子２３は球状である。したがって、Ｘ線吸収材料１３は、全体として、２つの極大を有する少なくとも二峰性の粒度分布を有する。その場合、対応する製造方法は、トレンチ１１にＸ線吸収材料１３を充填するステップが、球状の金属粒子２３１を有する第１の金属粉末２３２を充填し、次いで第２の金属粉末２３３を充填するステップを含み、その際、第２の金属粉末２３３の金属粒子２３が、第１の金属粉末２３２の球状の金属粒子２３１よりも小さい平均粒径を有することを特徴とする。本実施形態も、トレンチ１１の充填に関して本明細書に記載の他の実施形態とも同様に、トレンチ１１を板状体３においてどのように形成するかとは無関係である。
－ Ｘ線吸収材料は、球状の金属粒子２３１を含む、
－ Ｘ線吸収材料は、金属粒子２３，２３１の粒度に関して異なる２種の金属粉末を含み、その際、平均粒度は少なくとも２倍異なり、大きい方の金属粒子２３は球状である。したがって、Ｘ線吸収材料１３は、全体として、２つの極大を有する少なくとも二峰性の粒度分布を有する。その場合、対応する製造方法は、トレンチ１１にＸ線吸収材料１３を充填するステップが、球状の金属粒子２３１を有する第１の金属粉末２３２を充填し、次いで第２の金属粉末２３３を充填するステップを含み、その際、第２の金属粉末２３３の金属粒子２３が、第１の金属粉末２３２の球状の金属粒子２３１よりも小さい平均粒径を有することを特徴とする。本実施形態も、トレンチ１１の充填に関して本明細書に記載の他の実施形態とも同様に、トレンチ１１を板状体３においてどのように形成するかとは無関係である。
【0078】
図２８～図３０は、トレンチ１１への充填を行うためのもう１つの実施形態を示す。本実施形態も、例えば図２６、図２７による２段階充填のような他の充填方法と組み合わせることが可能である。図２８～図３０を参照して説明されるような実施形態では、トレンチにペーストまたは分散体５７を流し、その際、金属粒子２３を、流れる際にトレンチ１１に沈降あるいはそこに堆積させる。この種の充填を実施できるようにするために、板状体３の一発展形態において、そのトレンチ１１がそれぞれ底部開口部１１０を有することが提供される。これは、既に上述した実施形態の一変形例であり、それによれば、トレンチ１１は、少なくとも部分的に板状体３の両面５，７において開口している。
【0079】
充填のために、分散媒５９の割合が高いペーストあるいは分散体５７をトレンチ１１に流して、図２８に示すように分散媒５９が底部開口部１１０で再び現れるようにする。金属粒子２３の少なくとも一部は、過度に大きいため底部開口部１１０に達することができない。これにより、底部開口部１１０が塞がれて、分散媒５９のみが開口部を通過でき、一方で例えばタングステン粒子などの金属粒子２３がふるい分けられてトレンチ１１内に留まる。場合によっては、依然として非常に小さな粒子は、最初に底部開口部１１０の障壁を通過することができる。この状態を図２９に示す。その後、キャビティあるいはトレンチ１１への充填が十分に行われるまで、この流れは継続される。このようにして埋められたトレンチ１１を図３０に示す。図２８～図３０の特定の例に限定されるものではないが、これに関して、本方法の一実施形態によれば、板状体３のトレンチ１１が、底部開口部１１０を備え、その断面は、それぞれトレンチ１１の断面よりも小さく、このトレンチ１１に金属粒子２３を含む分散体５７を流すことにより、分散体５７の分散媒５９が底部開口部１１０で流出し、金属粒子２３が底部開口部１１０で沈降し、これによって、さらなる金属粒子２３の通路が塞がれ、分散体５７をさらに流して金属粒子を沈降させることによってトレンチへの充填を行うことが提供される。
【0080】
本発明は、図面に示すような特定の実施形態例に限定されるものではなく、本開示の範囲内で様々に変化させることができることは、当業者にとって明らかである。ここで特に、様々な実施形態を互いに組み合わせることもできる。例えば、図２６～図３０の分散体５７は、金属粒子２３のみを含むように図示されている。分散体５７は、上述したペーストの実施形態と同様に、例えばガラス粒子などの他の粒子を含んでいてもよい。充填後、次にこれらを前述のように溶融させることができ、これにより、トレンチ１１内のＸ線吸収材料１３が固化してトレンチ１１に強固に接続される。本製造方法は、特にトレンチ１１の充填に関してさらに、本明細書に記載のＸ線マスク以外の装置にも使用することができる。例えば、放射線吸収トレンチの配列を、例えば二次元的に拡張された導光体などの光学デバイスにも使用することができる。そのような場合は、トレンチ１１の充填物がＸ線吸収性であることも必要ではない。放射線のスペクトル分布に適合した放射線吸収が存在することができる。必要に応じて、トレンチ内の材料の高い透磁率などの他の特性も存在することができる。したがって、もう１つの実施形態によれば、金属粒子の少なくとも一部が強磁性であってよいことが提供される。これは、例えば、選択的な誘導加熱に使用することができる。したがって、総じて、さらなる一実施形態において、トレンチ１１の配列、特に交差トレンチの格子を有する要素の製造方法であって、既に上述した以下のステップを含む方法が提供される：
－ 第１の面５と、第１の面５に対向する第２の面７とを有する板状体３を提供するステップと、第１の面５に向かって開口したトレンチ１１の配列を製造するステップと、トレンチ１１に放射線吸収材料を充填し、充填を、特に金属粒子２３を有する分散体またはペーストを用いて行うステップ。遮蔽格子に関して、特にまた製造方法、トレンチ１１の形状および寸法、トレンチの充填、例えばはんだガラスの溶融による固化、ならびに充填材料に関して本明細書に記載された開示内容全体が、トレンチ１１の配列を有するこのような他の要素にも適用可能である。
－ 第１の面５と、第１の面５に対向する第２の面７とを有する板状体３を提供するステップと、第１の面５に向かって開口したトレンチ１１の配列を製造するステップと、トレンチ１１に放射線吸収材料を充填し、充填を、特に金属粒子２３を有する分散体またはペーストを用いて行うステップ。遮蔽格子に関して、特にまた製造方法、トレンチ１１の形状および寸法、トレンチの充填、例えばはんだガラスの溶融による固化、ならびに充填材料に関して本明細書に記載された開示内容全体が、トレンチ１１の配列を有するこのような他の要素にも適用可能である。
【0081】
以下、図６に関する説明に補足して、斜めに延在するトレンチ１１およびウェル１５を板状体３に導入する実施形態例について説明する。図３１は、これに関して、図６の実施形態の発展形態としての、フィラメント状損傷を板状体に導入するためのレーザ加工装置の一部を示す。有利には、そして図示された例に限定されるものではないが、レーザ光線４０を、回転ミラー４６を経て板状体３に向ける。図６の例のようにレーザ５１が板状体３に対して垂直に発光するように、追加の偏光ミラー４７を設けることが特に好ましい。円で表されている２つの回転装置、有利にはターンテーブル４８，４９が設けられており、これによって回転ミラー４６および集束光学系５２を回転させることができる。これらの回転装置は、その回転軸線が一致するように互いに同軸に配置されている。回転ミラー４６は、回転装置のうちの一方、例えばターンテーブル４８上にある。他方の回転装置、すなわちターンテーブル４９は、図６の例のように有利にはレンズ５２０を含む集束光学系を回転させる。レーザ光線を所定の角度Θで板状体に向けるために、集束ユニット５２をこれに応じてターンテーブル４９でこの角度だけ適宜回転させ、一方で回転ミラー４６を、ターンテーブル４８で同じ方向にこの半分の角度だけ回転させる。これら２つの回転の結合は、機械的またはさらには電子的に行うことができる。さらに、図６の例のように、板状体３への入射箇所の調整は、簡略化のために図３１には図示されていない位置決めユニット５３を用いて行うことができる。
【0082】
一実施形態例によれば、（集束）レンズ５２０は両凸状で球面収差が大きいか、または撮像光学系全体の球面収差が大きい。これにより、焦線の形態の長い焦点が形成される。レンズ５２０はまた、それに応じて非球面であってもよいし、さらにはアキシコンレンズとして形成されていてもよい。一変形例では、さらにレーザ光線４０の横方向の強度プロファイルは、レーザ光線４０が横方向の「トップシェイプ」プロファイルを有するように形成され、すなわち、レーザ光線の１／ｅ２ビーム径の７０％、好ましくは８０％、特に好ましくは８５％の距離にわたって、この範囲における強度の平均値からの強度の偏差が、３０％未満、好ましくは２５％未満、好ましくは２０％未満、特に好ましくは１０％未満となる。さらなる一実施形態例において、集束レンズ５２０によって形成される長い焦線に沿った強度も、先に述べたパラメータで光軸に沿って「トップシェイプ」状に分布している。ターンテーブル４９は、垂直入射方向に対して－４０°～＋９０°の角度範囲で回転させることができる。集束光学系５２、特にレンズ５２０の焦点距離は、８ｍｍ～３０ｍｍの範囲、有利には１０ｍｍ～２４ｍｍの範囲であり、焦点あるいは光線方向におけるその中心は、板状体３内にある。集束前のビーム径は８ｍｍ～１８ｍｍの範囲、有利には１２ｍｍである。一実施形態例によれば、ガラス製の板状体３の加工は、以下のパラメータで実施される：波長は、１０００ｎｍ～１１００ｎｍの範囲であり、任意に、特に周波数２倍化によって５００ｎｍ～６００ｎｍの範囲の波長を選択することが可能である。パルス持続時間は、０．３ｐｓ～１０ｐｓの範囲である。レーザパルスの繰返し周波数は、３０ｋＨｚ～１００ｋＨｚである。レーザを、１バーストあたり１～８、有利には２～４のパルスで、バーストモードで動作させる。パルスエネルギーは、５μＪ～５００ｍＪの範囲、好ましくは５０μＪ～５０ｍＪの範囲、特に好ましくは１００μＪ～１０ｍＪの範囲である。板状体３を、製造すべき幾何学的形状に応じて、１００ｍｍ／ｓ～５００ｍｍ／ｓの速度で走査する。フィラメント状損傷または改質の好ましい間隔は、２μｍ～２０μｍの範囲、好ましくは３μｍ～１０μｍの範囲である。
【0083】
フィラメント状損傷または改質を導入した後、板状体３をエッチングプロセスに供して、トレンチ１１およびウェル１５を生じさせる。必要に応じて、材料の応力を緩和するために、エッチングの前にさらに熱処理を実施することができる。このアニーリングは、ガラス転移温度Ｔｇの範囲、特にそれをわずかに上回って、例えばＴｇ＋２０℃で行われる。一例では、ガラス転移温度が５２５℃である場合に、熱処理時の温度は５４５℃である。次いで、板状体３を、酸性または好ましくはアルカリ性のエッチング媒体、特にＫＯＨ溶液に曝す。ここで、ＫＯＨ濃度は、４ｍｏｌ／ｌ～２２ｍｏｌ／ｌの範囲、有利には１２ｍｏｌ／ｌ～１８ｍｏｌ／ｌの範囲である。エッチングは、６０℃～１００℃の温度で行われる。これにより、毎時０．５μｍ未満～毎時８μｍのエッチング速度が達成される。トレンチ１１およびウェル１５を生じさせるために、エッチングプロセスの期間は、総じて２～１２時間、典型的には４～８時間である。エッチングプロセスは、超音波撹拌によって支援することができる。
【符号の説明】
【0084】
１ 遮蔽格子
２ Ｘ線撮像装置
３ 板状体
５ ３の第１の面
７ ３の第２の面
８ 薄型の板ガラス
９ 格子
１０ 有機封止体
１１ トレンチ
１２ チャネル
１３ Ｘ線吸収材料
１５ ウェル
１６ １５の底壁
１７ １５の中心軸線
１８ 点源
１９ １１と１５との間の壁
２１ はんだガラス
２３ 金属粒子
２５ １１の壁
２７ １の縁部領域
３０ Ｘ線管
３１ 陽極
３２ 陰極
３３ 真空バルブ
３４ 対象物
３５ Ｘ線
３６ 散乱Ｘ線
３９ 検出器
４０ レーザ光線
４１ フィラメント状損傷
４３ フィラメント状損傷４１の第１の群
４４ フィラメント状損傷４１の第２の群
４５ エッチング媒体
４６ 回転ミラー
４７ 偏光ミラー
４８，４９ ターンテーブル
５０ レーザ加工装置
５１ 超短パルスレーザ
５２ 集束光学系
５３ 位置決めユニット
５４ ４０の入射点
５５ 演算ユニット
５７ 分散体
５９ 分散媒
６０ 溶加材
６２ 金属インキ
１１０ １１における底部開口部
２３０ コーティング
２３１ 球状の金属粒子
２３２，２３３ 金属粉末
５２０ レンズ
５２１ 鏡筒
２ Ｘ線撮像装置
３ 板状体
５ ３の第１の面
７ ３の第２の面
８ 薄型の板ガラス
９ 格子
１０ 有機封止体
１１ トレンチ
１２ チャネル
１３ Ｘ線吸収材料
１５ ウェル
１６ １５の底壁
１７ １５の中心軸線
１８ 点源
１９ １１と１５との間の壁
２１ はんだガラス
２３ 金属粒子
２５ １１の壁
２７ １の縁部領域
３０ Ｘ線管
３１ 陽極
３２ 陰極
３３ 真空バルブ
３４ 対象物
３５ Ｘ線
３６ 散乱Ｘ線
３９ 検出器
４０ レーザ光線
４１ フィラメント状損傷
４３ フィラメント状損傷４１の第１の群
４４ フィラメント状損傷４１の第２の群
４５ エッチング媒体
４６ 回転ミラー
４７ 偏光ミラー
４８，４９ ターンテーブル
５０ レーザ加工装置
５１ 超短パルスレーザ
５２ 集束光学系
５３ 位置決めユニット
５４ ４０の入射点
５５ 演算ユニット
５７ 分散体
５９ 分散媒
６０ 溶加材
６２ 金属インキ
１１０ １１における底部開口部
２３０ コーティング
２３１ 球状の金属粒子
２３２，２３３ 金属粉末
５２０ レンズ
５２１ 鏡筒
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【外国語明細書】