Processing

Please wait...

PATENTSCOPE will be unavailable a few hours for maintenance reason on Tuesday 26.10.2021 at 12:00 PM CEST
Settings

Settings

Goto Application

1. WO2020138673 - METHOD FOR MANUFACTURING LATTICE-SHAPED X-RAY GRID

Document

명세서

발명의 명칭

기술분야

1   2  

배경기술

3   4   5   6   7   8   9   10  

발명의 상세한 설명

기술적 과제

11   12  

과제 해결 수단

13   14  

발명의 효과

15   16   17  

도면의 간단한 설명

18   19   20   21   22   23  

발명의 실시를 위한 최선의 형태

24   25   26   27   28   29   30   31   32   33   34   35   36   37   38   39   40   41   42   43   44   45   46   47   48   49   50   51   52   53   54   55   56   57   58   59   60   61   62   63   64   65   66   67  

산업상 이용가능성

68  

청구범위

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13  

도면

1   2   3   4   5  

명세서

발명의 명칭 : 격자형 X선 그리드 제조 방법

기술분야

[1]
본 발명은 격자형 X선 그리드 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 X선 투과 재질의 기판에 소잉 머신을 이용하여 가로 및 세로 방향으로 각각 다수개의 홈을 형성하여, 전체적으로는 바둑판 모양의 격자형 홈을 형성하고, 이렇게 격자형 홈이 형성된 기판을 액체상태의 X선 흡수물질이 채워진 저장조에 투입한 후, 저장조 내부를 진공화하는 과정을 통해 액체상태의 X선 흡수물질이 X선 투과 재질의 기판에 형성된 격자형 홈에 긴밀하게 충진되도록 구성함으로써, X선 그리드의 제조공정을 보다 간소화하는 동시에, 기존의 적층방식으로는 구현하기 힘든 격자형 초고밀도 X선 그리드를 용이하게 제조할 수 있는 격자형 X선 그리드의 제조방법에 관한 것이다.
[2]

배경기술

[3]
최근 디지털 산업의 발전에 따라 의학영상장비들도 디지털 방식으로 전환 및 향상되어 가고 있다. 이러한 양상의 일환으로 최근에는 기존의 X선관과 디지털 방사선 영상 검출기를 이용하여 디지털 방식의 X선 영상을 획득하는 디지털 X선 영상장치(digital radiography, DR)가 개발되어 기존의 X선 필름을 대체하고 있으며, 진단 능력을 향상시키기 위하여 더욱 고품질의 X선 영상이 요구되고 있다.
[4]
디지털 X선 영상 검출기는 매트릭스 형태의 배열을 이루고 있는 픽셀(Pixel) 타입의 소형 광 검출기들이 각각의 위치 별로 흡수되는 X선의 에너지를 직접 또는 간접적으로 검출하여 흡수된 X선의 에너지와 위치에 대한 정보를 디지털화하여 마이크로 프로세서로 전송하여 저장 또는 영상화 한다.
[5]
이러한, X선 촬영장치를 이용하여 X선 촬영을 하는데 있어 환자 신체 내에서 방사선의 산란은 필연적으로 발생하게 된다. 이 산란된 방사선의 일부는 광 검출기에 도달하여 주 방사선(primary radiation)과 중첩된다. 즉, X선이 피사체를 통과하면서 발생되는 산란된 X선이 예정된 위치의 광 검출기에 인접한 다른 광 검출기에서 검출되어 노이즈(noise)로 작용하여 X선 영상의 대조도가 저하되는 문제점이 발생된다.
[6]
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 한국등록특허 제1,485,836호에 개시된 바와 같이, 광 검출기 전면에 X선 투과물질과 X선 흡수물질로 구성된 그리드를 설치하여 X선이 피사체를 통과하면서 발생되는 산란된 X선을 흡수함으로써 산란된 X선이 노이즈(noise)로 작용하는 것을 방지한다.
[7]
상기 한국등록특허 제1,485,836호 등과 같은 종래의 X선 그리드는, 도 1에 도시된 바와 같이, 스트립 형태의 X선 투과물질(10)과 X선 흡수물질(20)이 상호 교번하게 일렬로 평행하게 배치된 일차원 형태로 형성되어, 피사체를 통과하면서 발생되는 산란된 X선을 흡수하도록 구성된다.
[8]
또한, 종래의 X선 그리드 제조 방법은 X선 투과물질과 X선 흡수물질을 상호 접착시켜 경화시킨 후, 샤링(shearing)공정을 통해 얇고 긴 형태의 스트립(strip)을 형성하고, 상기 스트립을 지그(Jig)를 이용하여 방사형의 경사도를 갖도록 개별적으로 쌓아 올려 접착제 등을 통하여 접착함으로써, 상기 각각의 스트립들이 X선 초점을 향하도록 구성하여 X선 영상을 획득하는데 유효한 X선이 X선 흡수물질에 의해 흡수되는 것을 방지할 수 있다.
[9]
그러나 이와 같은 종래의 일차원 형태로 형성된 X선 그리드의 경우, 그리드를 가로지르는 방향의 산란은 비교적 효과적으로 차단할 수 있으나, 그리드 라인과 평행한 방향으로 발생되는 산란은 차단하기 어렵다는 문제가 있으며, 이를 해결하기 위해서는 상·하·좌·우 전방향의 산란을 효과적으로 차단할 수 있는 바둑판 형태의 격자형 그리드를 도입하는 것이 바람직하나, 종래의 X선 그리드 제조방법을 이용하는 경우, 하나의 기판에 격자형 그리드를 형성할 수 없어, 결국 일차원 형태의 그리드 기판 두 개를 격자형으로 겹쳐서 제조하여야 함에 따라, 그 제조과정이 복잡해짐은 물론, 제조되는 기판의 두께가 두꺼워져 주 방사선 투과량(primary radiation transmission)이 줄어드는 등의 문제로 인해 현장에서 격자형 그리드의 도입이 원활하게 이루어지지 못하고 있는 실정이다.
[10]

발명의 상세한 설명

기술적 과제

[11]
본 발명은 상기한 종래 기술에 따른 문제점을 해결하기 위한 것이다. 즉, 본 발명의 목적은, X선 투과 재질의 기판에 소잉 머신을 이용하여 가로 및 세로 방향으로 각각 다수개의 홈을 형성하여, 전체적으로는 바둑판 모양의 격자형 홈을 형성하고, 이렇게 격자형 홈이 형성된 기판을 액체상태의 X선 흡수물질이 채워진 저장조에 투입한 후, 저장조 내부를 진공화하는 과정을 통해 액체상태의 X선 흡수물질이 X선 투과 재질의 기판에 형성된 격자형 홈에 긴밀히게 충진되도록 구성함으로써, X선 그리드의 제조공정을 보다 간소화하는 동시에, 기존의 적층방식으로는 구현하기 힘든 격자형 초고밀도 X선 그리드를 용이하게 제조할 수 있는 격자형 X선 그리드의 제조방법을 제공함에 있다.
[12]

과제 해결 수단

[13]
상기의 목적을 달성하기 위한 기술적 사상으로서 본 발명은, X선 투과 재질의 기판에 종방향 및 횡방향으로 서로 일정한 간격을 갖는 다수개의 홈을 각각 형성하여, 전체적으로 바둑판 모양을 이루는 격자형 홈을 생성하는 단계; 상기 격자형 홈이 생성된 기판을 용융상태의 X선 흡수물질이 채워진 저장조에 투입하는 단계; 상기 저장조의 내부를 진공화하여 상기 기판에 형성된 격자형 홈에 X선 흡수물질을 충진시키는 단계; 및 상기 X선 흡수물질이 충진된 기판을 저장조에서 꺼내어 상온에서 경화시키는 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 격자형 X선 그리드 제조 방법을 제공한다.
[14]

발명의 효과

[15]
본 발명은 X선 투과 재질의 기판에 소잉 머신을 이용하여 바둑판 모양의 격자형 홈을 형성하고, 격자형 홈이 형성된 기판을 액체상태의 X선 흡수물질이 채워진 저장조에 투입한 후, 저장조 내부를 진공화하는 과정을 통해 액체상태의 X선 흡수물질이 X선 투과 재질의 기판에 형성된 격자형 홈에 긴말히게 충진되도록 구성함으로써, X선 그리드의 제조공정을 보다 간소화하는 동시에, 기존의 적층방식으로는 구현하기 힘든 격자형 초고밀도 X선 그리드를 용이하게 제조할 수 있게 된다.
[16]
또한, 본 발명에 따른 X선 그리드는 X선 흡수물질이 기판 전면에 전체적으로 바둑판 모양의 격자형태로 형성됨에 따라, 방사선의 산란을 상·하·좌·우 전방향으로 효과적으로 차단할 수 있게 되어, X선 영상의 품질을 효과적으로 향상시킬 수 있게 된다.
[17]

도면의 간단한 설명

[18]
도 1은 종래의 일차원 X선 그리드를 도시한 도면이다.
[19]
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 격자형 X선 그리드 제조방법을 도시한 순서도이다.
[20]
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 격자형 X선 그리드 제조방법에서, 바둑판 모양의 격자형 홈을 가공한 기판을 보여주는 도면이다.
[21]
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 격자형 X선 그리드 제조방법에서, 방사형 경사를 갖는 기판을 보여주는 도면이다.
[22]
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 격자형 X선 그리드 제조방법에서, 저장조를 이용하여 기판의 격자형 홈에 X선 흡수물질을 충진하는 과정을 보여주는 도면이다.
[23]

발명의 실시를 위한 최선의 형태

[24]
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다.
[25]
그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명 될 수 있다.
[26]
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
[27]
[28]
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면에 의거하여 상세하게 설명하기로 한다.
[29]
먼저, 본 발명에 따른 격자형 X선 그리드 제조방법에 대해 도 2의 순서도를 기준으로, 도 3 내지 도 5를 참조하여 상세하게 설명한다.
[30]
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 격자형 X선 그리드 제조방법은, 먼저 X선 투과 재질의 기판 전면에 종방향 및 횡방향으로 각각 다수개의 홈을 일정간격으로 형성한다(S210).
[31]
여기서, 기판에 형성되는 격자형의 홈은 반도체 소잉 머신(sawing machine)을 이용하여 형성된다. 이러한 소잉 머신은 반조체 제조 공정에서 웨이퍼를 개개의 칩이 되도록 가로 및 세로방향으로 절단하는 장비로서, 다이아몬드 재질의 휠 블레이드(Whell Blade), 와이어 쏘우(wire sow), 커터 블레이드(Cutter blade) 등의 기계적 소잉 머신, 또는 레이저(laser) 등의 열적 소잉 머신 등 다양한 방식으로 구성될 수 있으며, 본 발명에서는 기판의 전면에 가로 및 세로방향으로 홈을 형성할 수 있는 반도체 소잉 머신일 경우, 어떠한 소잉 머신도 적용할 수 있음은 자명할 것이다.
[32]
본 발명에 따른 격자형 홈은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 반도체 소잉 머신을 이용하여 기판(100)의 전면을 횡방향으로 가로지르는 형태로 다수개의 홈을 일정간격으로 형성한 후, 다시 기판(100)의 전면을 종방향으로 가로지르는 형태로 다수개의 홈을 일정간격으로 형성함으로써, 기판 전면에 형성된 횡방향의 홈과 종방향의 홈이 90도로 교차되어, 전체적으로 바둑판 모양의 격자형 홈(110)을 가지도록 형성된다. 이때, 격자형 홈(110)은 통상 기판의 전면에서 기판 두께의 50% 내지 80%의 깊이로 형성되고, 형성되는 격자홈의 개수 및 간격은 X선 검출기 사양에 따라 적절한 값으로 결정될 수 있다.
[33]
또한, 격자형 홈(110)은 도 4에 도시된 바와 같이, 기판(100)의 중심부에서 좌·우측 양단으로 갈수록 중심부를 향해 기울어지도록 소정의 각도(angle)을 갖도록 형성됨으로써, 전체적으로 테이퍼(taper)진 사다리꼴 형상을 이루도록 형성된다. 이는 X선원으로부터 방출되는 X선빔이 원추형으로 방사되기 때문에, 산란된 X선 외에 X선 영상을 획득하는데 유효한 X선 중 일부가 그리드 상의 X선 흡수물질에 불필요하게 흡수되어 물결무늬 형태의 영상을 형성하는 무아레(Moire) 현상을 발생시킴으로써, 영상의 균일성을 저하시키는 문제를 방지하기 위함이다.
[34]
본 발명에 따른 기판(200)은 X선 투과율이 높은 플라스틱(Plastic), 폴리머(Polymer), 알루미늄(aluminum), 세라믹(ceramic), 그래파이트(graphite) 또는 탄소섬유(carbon fiber) 등으로 이루어질 수 있는데, 본 발명의 실시예에서는 그래파이트를 사용하였다.
[35]
[36]
이어서, 기판(100)의 전면에 격자형 홈(110)의 형성이 완료되면, 초음파를 통한 세척 및 건조 과정을 통해 기판에 격자형의 홈 가공시 발생되는 이물질을 기판에서 제거한다(S220). 또한, 이 과정에서 CCD 카메라 등의 측정 카메라를 통해 이물질의 잔여유무 및 X선 투과 재질 기판의 전면에 형성된 격자형 홈의 방사형 경사 각도를 검사할 수 있다.
[37]
[38]
도 5는 본 발명의 일실시예에 따라 저장조를 이용하여 기판에 형성된 격자형 홈에 X선 흡수물질을 충진하는 과정을 보여주는 도면이다.
[39]
도 5에 도시된 바와 같이, 저장조(200)를 이용하여 기판(100)에 형성된 격자형 홈(110)에 X선 흡수물질을 충진하는 공정에 있어서는, 먼저 격자형 홈(110)이 형성된 기판(100)을 지그(300)에 고정하여 액체상태의 X선 흡수물질(120)이 채워진 저장조(200)에 투입한다(S230).
[40]
이때, 저장조에 채워진 액체상태의 X선 흡수물질(120)은, X선 흡수성을 갖는 금속이 용융된 것으로서, 저장조(200)에 구비된 히팅부(미도시)에 의해 가열 용융되어 저장조 내부에 액체상태로 수용된다.
[41]
이러한 저장조에 채워진 액체상태의 X선 흡수물질(120)은, 기판(100)을 구성하는 X선 투과 재질에 비해 상대적으로 낮은 용융점을 가지는 금속재료들이 적용될 수 있으며, 이러한 흡수물질로는 납(pb), 비스무스(Bi) 또는 납과 비스무스의 합금 등이 적용될 수 있다.
[42]
즉, 납(Pb), 비스무스(Bi)를 혼합한 합금의 경우에는, 혼합 비율에 따라 용융점이 대략 200℃ 내지 400℃ 범위에서 형성될 수 있으며, 이때 기판을 구성하는 X선 투과 재질들의 종류에 따라, 상기 X선 흡수물질을 구성하는 합금의 혼합 비율을 조절하여 X선 흡수물질의 용융점을 X선 투과 재질의 용융점보다 낮게 형성한다.
[43]
또한, 저장조에 구비된 히팅부를 통해 저장조 내부의 온도를 X선 흡수물질의 용융점 이상으로 유지하되, 기판을 구성하는 X선 투과 재질의 용융점보다 낮은 온도 상태로 유지하여, 액체상태로 용융된 X선 흡수물질이 채워진 저장조에 X선 투과재질의 기판을 담가 두어도 기판이 용융되지 않도록 한다.
[44]
이와 같이, 액체상태로 용융된 X선 흡수물질(120)이 채워진 저장조(200)에 X선 투과 재질의 기판(100)을 투입하는 경우, 기판에 형성된 격자형 홈(110)의 공간으로 액체상태로 용융된 X선 흡수물질(120)이 채워지게 되는데, 기판에 형성된 격자형 홈(110)은 매우 미세하여, 단순히 기판(100)을 저장조에 담구는 과정만으로는 X선 흡수물질(120)이 격자형 홈(110)의 공간으로 긴밀하게 충진되기 어렵다.
[45]
이에 따라, 본 발명에서는 액체상태의 X선 흡수물질이 채워진 저장조 내부를 진공화하는 과정(S240)을 거치게 된다. 즉, 저장조 내부를 진공화하는 과정을 통해, 저장조 내에 채워진 액체상태의 X선 흡수물질이 X선 투과 재질의 기판에 형성된 격자형 홈에 긴밀하게 충진되도록 유도된다.
[46]
이때, 저장조 내부의 진공압력이 너무 낮은 경우에는 격자형 홈의 공간으로 X선 흡수물질이 긴밀하게 채워지지 않는 충진결함이 일어나며, 반대로 진공압력이 너무 높은 경우에는, X선 투과재질로 형성된 기판에 존재하는 미세기공으로까지 X선 흡수물질의 침투가 확산되어, 오히려 제품의 불량률이 높아지는 역효과가 발생할 수 있다. 즉, 상술한 진공화 공정에서는 저장조 내부의 진공도를 적절하게 조절하는 것이 매우 중요하며, 본 실시예에서는 저장조 내부의 진공압력을 1.0×10 -3 torr 내지 1 torr 범위 내에서 조절하도록 구성하였다.
[47]
[48]
이와 같은 과정을 통해, X선 투과 재질의 기판에 형성된 다수의 격자형 홈에 X선 흡수물질이 충진되면, 기판의 격자형 홈에 채워진 X선 흡수물질을 경화시킨다(S250). 이때, X선 흡수물질이 충진된 기판을 저장조에서 바로 상온으로 건져 올리는 경우, 저장조 내부의 온도와 상온의 큰 온도 차이로 인해, 기판에 충진된 X선 흡수물질이 급격한 상변화를 일으켜, X선 흡수물질이 충진된 기판이 변형되는 문제가 발생할 수 있다.
[49]
이에 따라, 본 발명에서는 X선 투과 재질의 기판에 형성된 다수의 격자형 홈에 X선 흡수물질의 충진이 완료되면, 저장조 내부에 X선 흡수물질이 충진된 기판을 그대로 둔 상태에서 진공밸브를 오픈하여 저장조 내부의 진공상태를 해제하고, 히팅부의 전원을 내린 후 저장조 내부에 채워져있는 액체상태의 X선 흡수물질을 제거함으로써, 저장조의 내부 온도를 서서히 내림에 따라 기판을 서서히 냉각시키는 예비 경화를 수행한다.
[50]
이후, 저장조 내부의 온도가 120°내지 150°정도로 충분히 내려가면, 지그를 통해 X선 흡수물질이 충진된 기판을 저장조에서 꺼내 상온에서 식힘으로써 투과성 기판에 형성된 다수의 격자홈에 채워진 X선 흡수물질을 경화시킨다.
[51]
이어서, 기판의 표면을 밀링하는 공정을 통해 기판 표면에 잔존하는 불순물을 제거하여 그리드 본체를 형성하며(S260), 그리드 본체의 품질 검사를 위해 X-Ray 촬영을 통한 테스트를 실시한다(S270).
[52]
그리드의 테스트가 종료되면 그리드의 손상을 방지하기 위하여 그리드의 전면 또는 양면에 커버를 부착하여(S280), X선 그리드 제품을 완성하게 된다.
[53]
[54]
이때, 상술한 실시예에서는 투과성 기판에 형성된 다수의 격자홈에 채워진 X선 흡수물질을 경화(S250)시킨 후, 기판의 표면을 밀링하는 공정을 통해 기판 표면에 잔존하는 불순물을 제거하여 그리드 본체를 형성(S260)함으로써, 전체적으로 바둑판 모양의 격자형 홈이 형성된 X선 투과 재질의 기판과, 상기 기판에 형성된 격자형 홈에 충진되어 굳어진 X선 흡수물질로 이루어지는 격자형 X선 그리드를 제조하는 방법을 설명하고 있으나, 본 발명에서는 또한, 식각 공정을 통해 상기 기판을 형성하는 X선 투과 물질을 제거하여 전체적으로 바둑판 모양의 격자형 구조를 갖는 X선 흡수물질만으로 이루어지는 격자형 X선 그리드를 제조할 수도 있다.
[55]
즉, 상술한 실시예에서, 기판의 표면을 밀링하는 공정을 통해 기판 표면에 잔존하는 불순물을 제거하여 그리드 본체를 형성(S260)한 후, 이렇게 형성된 그리드 본체에 대한 화학적 방식의 습식 식각이나, 플라즈마나 가스를 이용한 건식 식각 등의 식각 공정을 통해, 기판을 형성하는 X선 투과 물질을 제거하는 과정을 거쳐, 전체적으로 바둑판 모양의 격자형 구조를 갖는 X선 흡수물질만으로 이루어지는 격자형 X선 그리드를 제조하고, 이후 앞서 설명한 실시예에서와 같은 품질 검사(S270) 및 커버 부착(S280) 공정을 거침으로써, 전체적으로 바둑판 모양의 격자형 구조를 갖는 X선 흡수물질로 그리드 라인이 형성되고, 이렇게 X선 흡수물질로 이루어진 그리드 라인 사이는 공기로 채워지는 빈 공간이 형성된 상태의, 소위 공기 간극형(Air interspacer type) 격자형 X선 그리드를 제조할 수도 있다.
[56]
이와 같이 X선 흡수물질로 이루어진 그리드 라인 사이가 공기로 채워지는 빈 공간이 형성된 상태의 공기 간극형 격자형 X선 그리드의 경우, X선 투과 물질로 이루어진 투과성 기판 상에 형성되는 격자형 X선 그리드의 경우에 비해, 그리드를 투과하는 비산란 X선의 투과율을 상대적으로 높여줄 수 있어 피사체의 X선 영상 품질을 보다 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.
[57]
[58]
상술한 바와 같이, 본 발명은 X선 투과 재질의 기판에 소잉 머신을 이용하여 가로 및 세로 방향으로 각각 다수개의 홈을 형성하여, 전체적으로는 바둑판 모양의 격자형 홈을 형성하고, 이렇게 격자형 홈이 형성된 기판을 액체상태의 X선 흡수물질이 채워진 저장조에 투입한 후, 저장조 내부를 진공화하는 과정을 통해 액체상태의 X선 흡수물질이 X선 투과 재질의 기판에 형성된 격자형 홈에 긴밀하게 충진되도록 구성함으로써, X선 그리드의 제조공정을 보다 간소화하는 동시에, 기존의 적층방식으로 구현하기 힘든 격자형 초고밀도 X선 그리드를 용이하게 제조 할 수 있게 된다.
[59]
[60]
또한, 본 발명은 기판의 전면에 X선 흡수물질로 충진된 홈이 바둑판 모양의 격자형으로 형성됨에 따라, 방사선의 산란을 상·하·좌·우 전방향에 대해서 효과적으로 차단할 수 있게 된다.
[61]
본 발명에 따라 제조된 격자형 X선 그리드의 산란 방사선 차단 효과는, 본 발명의 일실시예에 따라 형성된 격자형 그리드(2D Grid)와, 일방향의 스트립으로만 구성된 종래의 일자형 그리드(1D Grid)의 방사선 투과율을 비교해 보면, 보다 명확하게 확인할 수 있다.
[62]
본 실시예에 적용된 격자형 그리드는 투과재로 카본 그래파이트(Carbon Graphite)를 사용하였으며, 흡수재는 납(lead)을 이용하였다. X선 흡수물질이 충진되는 홈은 인치당 130라인이 형성되는 형태로 제조되었으며, 8:1의 종횡비(ratio)를 갖도록 형성되었다. 그리드와 X선 선원과의 거리는 130cm로 설정되었으며, 동일한 조건에서 동일한 스트립 조건으로 형성된 1차원 그리드와의 방사선 투과율을 비교하였다.
[63]
방사선 투과율의 비교는, X선 그리드의 성능을 평가하는 성능지표인 IEC60627 standard에 따른 Tp(1차 방사선 투과율), Tt(전체 방사선 투과율) 및 Ts(산란 방사선 투과율) 값을 사용하였으며, 비교 결과 Tp(1차 방사선 투과율) 및 Tt(전체 방사선 투과율) 값에 있어서는 양자간 5% 내외의 비교적 작은 차이를 보이는 반면, 산란 방사선 투과율을 측정하는 지표인 Ts값에 있어서는, 본 실시예에 따른 격자형 그리드가 종래의 1차원 그리드에 비해 30~50% 정도로 낮아진 값을 보이고 있음이 확인되었다.
[64]
이를 통해, 일방향으로만 산란 차단 효과를 갖는 종래의 1차원 그리드에 비해, 본 발명에 따른 격자형 그리드는 방사선의 산란을 상·하·좌·우 전방향에 대해서 효과적으로 차단함으로써, 동일한 조사선량으로도 촬영되는 피사체 X선 영상의 품질을 효과적으로 향상시킬 수 있음을 확인할 수 있다.
[65]
[66]
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백하다 할 것이다.
[67]

산업상 이용가능성

[68]
본 발명에서는, X선 그리드의 제조공정을 보다 간소화하는 동시에, 기존의 적층방식으로는 구현하기 힘든 격자형 초고밀도 X선 그리드를 용이하게 제조할 수 있는 제조 방법을 제시함으로써, X선 영상의 품질을 효과적으로 향상시킬 수 있는 격자형 X선 그리드의 산업적 활용도를 높여줄 수 있다.

청구범위

[청구항 1]
격자형 X선 그리드를 제조하는 방법에 있어서, X선 투과 재질의 기판에, 반도체 소잉 머신을 이용하여, 종방향 및 횡방향으로 서로 일정한 간격을 갖는 다수개의 홈을 각각 형성하여, 전체적으로 바둑판 모양을 이루는 격자형 홈을 생성하는 단계; 상기 격자형 홈이 생성된 기판을 용융상태의 X선 흡수물질이 채워진 저장조에 투입하는 단계; 상기 저장조의 내부를 진공화하여 상기 기판에 형성된 격자형 홈에 X선 흡수물질을 충진시키는 단계; 및 상기 X선 흡수물질이 충진된 기판을 저장조에서 꺼내어 상온에서 경화시키는 단계; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 격자형 X선 그리드 제조 방법.
[청구항 2]
제 1항에 있어서, 상기 기판에 형성되는 격자형 홈은, 상기 기판의 중심부에서 좌·우측 양단으로 갈수록 중심부를 향해 소정 각도 기울어지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 격자형 X선 그리드 제조 방법.
[청구항 3]
제 1항에 있어서, 상기 기판은, 플라스틱(Plastic), 폴리머(Polymer), 알루미늄(aluminum), 세라믹(ceramic), 그래파이트(graphite) 및 탄소섬유(carbon fiber)로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 격자형 X선 그리드 제조 방법.
[청구항 4]
제 1항에 있어서, 상기 X선 흡수물질은, 납(pb), 비스무스(Bi) 또는 납과 비스무스의 합금인 것을 특징으로 하는 격자형 X선 그리드 제조 방법.
[청구항 5]
제 1항에 있어서, 상기 저장조의 내부를 진공화하는 단계에서는, 1.0×10 -3 torr 내지 1 torr 범위의 진공 압력이 적용되는 것을 특징으로 하는 격자형 X선 그리드 제조 방법.
[청구항 6]
제 1항에 있어서, 상기 용융상태의 X선 흡수물질이 채워진 저장조는, 200℃ 내지 400℃ 온도 범위의 가열상태가 유지되는 것을 특징으로 하는 격자형 X선 그리드 제조 방법.
[청구항 7]
제 6항에 있어서, 상기 X선 흡수물질이 충진된 기판을 저장조에서 꺼내어 상온에서 경화시키는 단계 이전에, 상기 저장조의 가열 상태를 해제하고, 저장조에 채워진 X선 흡수물질을 모두 배출하여 기판을 서서히 냉각시키는 예비 경화 단계가 추가로 수행되는 것을 특징으로 하는 격자형 X선 그리드 제조 방법.
[청구항 8]
제 7항에 있어서, 상기 예비 경화 단계는, 상기 저장조 내부 온도가 120℃ 내지 150℃에 도달할 때까지 수행되는 것을 특징으로 하는 격자형 X선 그리드 제조 방법.
[청구항 9]
제 1항에 있어서, 상기 X선 흡수물질이 충진된 기판을 저장조에서 꺼내어 상온에서 경화시키는 단계 이후에, 상기 기판의 표면을 밀링 가공하여 기판 표면에 잔존하는 불순물을 제거함으로써 그리드 본체를 형성하는 단계가 추가로 수행되는 것을 특징으로 하는 격자형 X선 그리드 제조 방법.
[청구항 10]
제 9항에 있어서, 상기 그리드 본체를 형성하는 단계 이후에, 형성된 그리드 본체 전면 또는 양면에 커버를 부착하는 단계가 추가로 수행되는 것을 특징으로 하는 격자형 X선 그리드 제조 방법.
[청구항 11]
제 9항에 있어서, 상기 밀링 가공을 통한 그리드 본체의 형성 단계 이후에, 식각 공정을 통해 상기 X선 투과 재질의 기판을 제거하여, 전체적으로 바둑판 모양의 격자형 구조를 갖는 X선 흡수물질만으로 이루어지는 격자형 X선 그리드를 형성하는 단계가 추가로 수행되는 것을 특징으로 하는 격자형 X선 그리드 제조 방법.
[청구항 12]
제 11항에 있어서, 상기 식각 공정은, 화학적 방식의 습식 식각이나, 플라즈마 또는 가스를 이용한 건식 식각공정을 통해 수행되는 것을 특징으로 하는 격자형 X선 그리드 제조 방법.
[청구항 13]
제 11항에 있어서, 상기 바둑판 모양의 격자형 구조를 갖는 X선 흡수물질만으로 이루어지는 격자형 X선 그리드를 형성하는 단계 이후에, 상기 격자형 X선 그리드의 전면 또는 양면에 커버를 부착하는 단계가 추가로 수행되는 것을 특징으로 하는 격자형 X선 그리드 제조 방법.

도면

[도1]

[도2]

[도3]

[도4]

[도5]