DE102019203762A1

DE102019203762A1 - Herstellungsverfahren für eine Elektronenröhre

Info

Publication number: DE102019203762A1
Application number: DE102019203762.3A
Authority: DE
Inventors: Tsuyoshi Kodama; Yasuyuki Kohno; Shinichi Hara; Kazuto Ohashi
Original assignee: Hamamatsu Photonics KK
Current assignee: Hamamatsu Photonics KK
Priority date: 2019-03-20
Filing date: 2019-03-20
Publication date: 2020-09-24

Abstract

Ein erstes Element aus einem Isoliermaterial und eine Vorrichtung mit einem sich zu einer distalen Endseite hin verjüngenden Vorsprung werden bereitgestellt, und das erste Elemente und/oder die Vorrichtung werden/wird auf eine Temperatur erwärmt, bei der das erste Element schmelzen und sich verformen kann. Nachdem die Vorrichtung mit dem ersten Element in Kontakt gebracht wurde, wobei das erste Element und die Vielzahl von Vorsprüngen einander zugewandt sind, wird die Vorrichtung entfernt und ein Zwischenkörper gebildet, der das erste Element, das mit einer Vielzahl von Aussparungen ausgebildet ist, und eine Vielzahl von leitenden Elementen, die durch das erste Element verlaufen und in die Aussparungen ragen, umfasst. Ein zweites Element wird bereitgestellt, Öffnungen der Vielzahl von Aussparungen werden geschlossen, und das zweite Element wird hermetisch mit dem Zwischenkörper verbunden, um eine Vielzahl von Innenräumen zu bilden, in denen ein Elektron emittiert wird, um einen verbundenen Körper zu bilden.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren für eine Elektronenröhre.
HINTERGRUND
Als herkömmliche Technik im Zusammenhang mit einem Herstellungsverfahren für eine Elektronenröhre sind beispielsweise die in der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung Nr. 2013-19719, US 5,500,531 und dem japanischen Patent Nr. 3470077 beschriebenen Techniken bekannt. Die japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung Nr. 2013-19719 beschreibt einen Flammensensor mit einem unteren Deckel, der durch Ätzen mit einem Hohlraum versehen ist, einem oberen Deckel, der mit dem unteren Deckel verbunden ist, um den Hohlraum zu schließen, und einer Elektrode, die in dem Hohlraum angeordnet ist. US 5,500,531 beschreibt einen Entladungssensor zum Erfassen von ultravioletten Strahlen, der ein Siliziumsubstrat mit einem durch Ätzen gebildeten Hohlraum, ein auf dem Siliziumsubstrat vorgesehenes Glassubstrat und eine in dem Hohlraum vorgesehene Elektrode enthält.
Das japanische Patent Nr. 3470077 beschreibt eine Entladungs-Lichtemissionsvorrichtung mit einem Substrat und einem transparenten Substrat, die übereinander gestapelt sind, sowie einer Innenelektrode und einer Außenelektrode, die auf dem Substrat und dem transparenten Substrat ausgebildet sind. In der im japanischen Patent Nr. 3470077 beschriebenen Entladungs-Lichtemissionsvorrichtung wird ein Entladungsraum zwischen dem Substrat und dem transparenten Substrat gebildet.
ZUSAMMENFASSUNG
In den letzten Jahren ist als Herstellungsverfahren einer Elektronenröhre, wie beispielsweise vorstehend beschrieben, ein Verfahren erforderlich, das geeignet ist, eine innere Struktur der Elektronenröhre einfach herzustellen, während sich die Anwendung der Elektronenröhre auf verschiedene Gebiete erweitert hat.
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Herstellungsverfahrens für eine Elektronenröhre, mit dem eine innere Struktur der Elektronenröhre einfach hergestellt werden kann.
Das Herstellungsverfahren für eine Elektronenröhre gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst: einen ersten Schritt des Bereitstellens eines ersten Elements aus einem Isoliermaterial und einer mit einem Vorsprung versehenen Vorrichtung, wobei der Vorsprung daneben angeordnet wird, sich zu einer distalen Endseite hin verjüngt und ein leitfähiges Element lösbar hält, und des Erwärmens des ersten Elements und/oder der Vorrichtung auf eine Temperatur, bei der das erste Element schmelzen und sich verformen kann; nach dem ersten Schritt einen zweiten Schritt mit in Kontakt bringen der Vorrichtung mit dem ersten Element in Kontakt, um zu ermöglichen, dass eine Vielzahl der Vorsprünge in das erste Element in einem Zustand eingebettet wird, in dem das erste Element und die Vielzahl der Vorsprünge einander zugewandt sind, Entfernen der Vorrichtung und Bilden eines Zwischenkörpers, wobei der Zwischenkörper das erste Element umfasst, in dem eine Vielzahl von Aussparungen ausgebildet sind, die sich zu einer Öffnungsseite hin weiten und der Vielzahl der Vorsprünge entsprechen, und eine Vielzahl der leitenden Elemente umfasst, die durch das erste Element hindurch verlaufen und in die Aussparungen ragen; und nach dem zweiten Schritt einen dritten Schritt mit Bereitstellen eines zweiten Elements, wobei das zweite Element hermetisch mit dem Zwischenkörper verbunden wird, indem Öffnungen der Vielzahl von Aussparungen zum Bilden einer Vielzahl von Innenräumen, in denen ein Elektron emittiert wird, geschlossen werden, um einen verbundenen Körper zu bilden.
Bei diesem Herstellungsverfahren für eine Elektronenröhre ist es möglich, unter Verwendung einer Vorrichtung eine Vielzahl von Aussparungen, in denen ein leitfähiges, durch das erste Element hindurch verlaufendes Element hervorsteht, gemeinsam zu formen und gemeinsam eine innere Struktur mit einem durch die Aussparung gebildeten Innenraum herzustellen. Das heißt, die innere Struktur der Elektronenröhre lässt sich einfach herstellen.
Ein Herstellungsverfahren einer Elektronenröhre gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann ferner nach dem dritten Schritt einen vierten Schritt zum Schneiden des verbundenen Körpers in eine Vielzahl von Elektronenröhren umfassen, die mindestens einen Innenraum aufzuweisen. In diesem Fall ist es möglich, eine Vielzahl von Elektronenröhren mit einer vorgegebenen inneren Struktur solide herzustellen.
Bei einem Herstellungsverfahren einer Elektronenröhre gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann eine Seitenfläche eines Vorsprungs der Vorrichtung kontinuierlich geneigt sein, so dass sich der Vorsprung zur distalen Endseite hin verjüngt. In diesem Fall ist es möglich, die Vorrichtung unter Vermeidung eines Bruchs des ersten Elements und der Vorrichtung zu lösen und die innere Struktur der Elektronenröhre stabil herzustellen.
In einem Herstellungsverfahren einer Elektronenröhre gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann der Vorsprung der Vorrichtung eine Halteaussparung aufweisen, die in einem Zustand, in dem eine Endseite des leitenden Elements aus dem Vorsprung herausragt, eine andere Endseite des leitenden Elements hält, und ein Spalt kann wenigstens in einem Teil zwischen anderer Endseite des in der Halteaussparung gehaltenen leitenden Elements und einer Seitenfläche der Halteaussparung gebildet werden. In diesem Fall ist es möglich, das leitende Element stabil zu fixieren, auch wenn das leitende Element vorsteht, da das leitende Element durch Füllen des ersten Elements im Spalt abgedeckt werden kann.
Bei einem Herstellungsverfahren für eine Elektronenröhre gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann andere Endseite des in der Halteaussparung gehaltenen leitenden Elements einen vergrößerten Teil aufweisen, der sich zur anderen Endseite hin aufweitet, und es kann zumindest in einem Teil zwischen dem vergrößerten Teil und einer Seitenfläche der Halteaussparung ein Spalt gebildet werden. In diesem Fall kann, da der vergrößerte Teil durch Ausfüllen des ersten Elements im Spalt abgedeckt werden kann, eine Kontaktfläche zwischen dem leitenden Element und dem ersten Element vergrößert werden. Daher ist es auch bei hervorstehendem leitfähigem Element möglich, das leitfähige Element stabil zu fixieren.
Bei einem Herstellungsverfahren für eine Elektronenröhre gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann eine Seitenfläche des vergrößerten Teils kontinuierlich geneigt sein, so dass sich das leitende Element zu einer anderen Endseite des leitenden Elements weitet. In diesem Fall ist es einfach, die Seitenfläche des vergrößerten Teils mit dem ersten Element ohne einen Spalt abzudecken.
In einem Herstellungsverfahren für eine Elektronenröhre gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann ein Bereich um den Vorsprung der Vorrichtung das Stromversorgungselement lösbar halten; im zweiten Schritt kann die Vorrichtung mit dem ersten Element in Kontakt gebracht werden, so dass das Stromversorgungselement zudem in das erste Element eingebettet ist, um einen Zwischenkörper zu bilden, der weiterhin das Stromversorgungselement beinhaltet; und im dritten Schritt kann ein Gegenelektrodenelement auf dem zweiten Element vorgesehen werden, um dem in die Aussparung ragenden leitenden Element gegenüber zu stehen, und das Gegenelektrodenelement kann elektrisch mit dem Stromversorgungselement verbunden werden. In diesem Fall ist es möglich, einen Stromversorgungspfad zum Gegenelektrodenelement auf der Seite des zweiten Elements zu bilden, ohne einen separaten Schritt zu erfordern.
Bei einem Herstellungsverfahren für eine Elektronenröhre gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann das zweite Element aus einem Isoliermaterial bestehen. In diesem Fall wird es möglich, die Stehspannungsfestigkeit im Innenraum der hergestellten Elektronenröhre zu verbessern.
In einem Herstellungsverfahren für eine Elektronenröhre gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann eine Vertiefung und/oder ein Vorsprung und/oder ein rauer Oberflächenteil auf wenigstens einem Teil einer Oberfläche, die den Vorsprung der Vorrichtung bildet, ausgebildet werden. In diesem Fall kann eine Aussparung und/oder ein Vorsprung und/oder ein rauer Oberflächenteil auf einer den Innenraum bildenden Oberfläche gebildet werden, und eine Kriechstrecke im Innenraum kann verlängert werden.
In einem Herstellungsverfahren für eine Elektronenröhre gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann nach dem ersten Schritt ferner ein Schritt des Pressens einer Seite mit einem Presselement vorgesehen sein, die einer Seite gegenüberliegt, die mit der Vorrichtung im ersten Element in Kontakt steht, und eine Aussparung und/oder ein Vorsprung und/oder ein rauer Oberflächenteil kann in einem Kontaktbereich des Presselements mit dem ersten Element gebildet werden. In diesem Fall kann eine Aussparung und/oder ein Vorsprung und/oder ein rauer Oberflächenteil auf einer Außenfläche des ersten Elements gebildet werden, und eine Kriechstrecke auf einer Außenfläche der Elektronenröhre kann verlängert werden.
In einem Herstellungsverfahren für eine Elektronenröhre gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann im zweiten Schritt das leitende Element in das erste Element eingebettet werden, wobei ein Ende des leitenden Elements vom ersten Element exponiert ist, so dass das leitende Element durch das erste Element im Zwischenkörper verläuft, oder das erste Element kann poliert werden, bis ein Ende des leitenden Elements vom ersten Element exponiert ist / freigelegt wird. In diesem Fall kann eine Konfiguration, bei der das leitende Element das erste Element durchläuft, konkret realisiert werden.
Figurenliste

1 ist eine Querschnittsansicht einer Elektronenröhre gemäß einer ersten Ausführungsform;
2 ist eine perspektivische Explosionsansicht der Elektronenröhre nach 1;
3 ist eine Draufsicht einer Vorrichtung, die in einem Herstellungsverfahren der Elektronenröhre nach 1 verwendet wird;
4A ist eine Teilquerschnittansicht, die das Herstellungsverfahren der Elektronenröhre nach 1 veranschaulicht;
4B ist eine Teilquerschnittsansicht, die eine Fortsetzung von 4A zeigt;
5A ist eine Teilquerschnittsansicht, die eine Fortsetzung von 4B zeigt;
5B ist eine Teilquerschnittsansicht, die eine Fortsetzung von 5A zeigt;
6A ist eine Teilquerschnittsansicht, die eine Fortsetzung von 5B zeigt;
6B ist eine Teilquerschnittsansicht, die eine Fortsetzung von 6A zeigt;
6C ist eine Teilquerschnittsansicht, die eine Fortsetzung von 6B zeigt;
7A ist eine Teilquerschnittsansicht, die eine Fortsetzung von 6C zeigt;
7B ist eine Teilquerschnittsansicht, die eine Fortsetzung von 7A zeigt;
7C ist eine Teilquerschnittsansicht, die eine Fortsetzung von 7B zeigt;
8A ist eine Teilquerschnittsansicht, die eine Fortsetzung von 7C zeigt;
8B ist eine Teilquerschnittsansicht, die eine Fortsetzung von 8A zeigt;
9 ist eine Teilquerschnittansicht, die ein Herstellungsverfahren einer Elektronenröhre gemäß einer zweiten Ausführungsform darstellt;
10A ist eine Teilquerschnittansicht, die ein Herstellungsverfahren einer Elektronenröhre gemäß einer dritten Ausführungsform darstellt;
10B ist eine weitere Teilquerschnittansicht, die das Herstellungsverfahren der Elektronenröhre gemäß der dritten Ausführungsform veranschaulicht;
11A ist eine Teilquerschnittansicht, die ein Herstellungsverfahren einer Elektronenröhre gemäß einer vierten Ausführungsform veranschaulicht;
11B ist eine weitere Teilquerschnittansicht, die das Herstellungsverfahren der Elektronenröhre gemäß der vierten Ausführungsform veranschaulicht;
12A ist eine Teilquerschnittansicht, die ein Herstellungsverfahren einer Elektronenröhre gemäß einer fünften Ausführungsform darstellt;
12B ist eine weitere Teilquerschnittansicht, die das Herstellungsverfahren der Elektronenröhre gemäß der fünften Ausführungsform veranschaulicht;
13A ist eine Teilquerschnittansicht, die ein Herstellungsverfahren einer Elektronenröhre gemäß einer Modifikation der fünften Ausführungsform darstellt;
13B ist eine weitere Teilquerschnittansicht, die das Herstellungsverfahren der Elektronenröhre gemäß der Modifikation der fünften Ausführungsform darstellt;
14A ist eine Querschnittsansicht einer Elektronenröhre gemäß einer ersten Modifikation;
14B ist eine Querschnittsansicht einer Elektronenröhre gemäß einer zweiten Modifikation;
15A ist eine Querschnittsansicht einer Elektronenröhre gemäß einer dritten Modifikation;
15B ist eine Querschnittsansicht einer Elektronenröhre gemäß einer vierten Modifikation; und
15C ist eine Querschnittsansicht einer Elektronenröhre gemäß einer fünften Modifikation.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Im Folgenden wird eine Ausführungsform anhand der Zeichnungen detailliert beschrieben. In der folgenden Beschreibung werden für die gleichen oder korrespondierenden Elemente die gleichen Bezugsziffern verwendet und redundante Erklärungen weggelassen. Darüber hinaus entsprechen die Maße in der folgenden Beschreibung nicht unbedingt den Zeichnungen.
[Erste Ausführungsform]
Wie in den 1 und 2 dargestellt, ist eine Elektronenröhre 1 eine Entladungsröhre, die als lichtempfangendes Element (Energieerfassungselement) dient, in dem ein Entladungsgas wie Neon oder Wasserstoff eingeschlossen ist. Die Elektronenröhre 1 wird als Ultraviolettdetektor (Flammensensor) verwendet, der Ultraviolettstrahlen unter Verwendung des Photoelektronen-Emissionseffekts und Entladungsphänomenen erfasst. Die Elektronenröhre 1 beinhaltet ein Gehäuse 2 mit einem luftdicht verschlossenen Innenraum R und eine Kathode K und eine Anode A als Elektroden für den Lichtempfang im Innenraum R. Die Elektronenröhre 1 hat eine Außenform eines rechteckigen Parallelepipeds und hat Abmessungen von beispielsweise 10 mm × 10 mm × 5 mm.
Das Gehäuse 2 hat einen Hauptkörperteil 5 und einen Deckelteil 6. Das Gehäuse 2 weist eine Struktur auf, in der der Hauptkörperteil 5 und der Deckelteil 6 durch ein Dichtungsteil S hermetisch verbunden sind und ein Entladungsgas im Innenraum R eingeschlossen ist. Der Hauptkörperteil 5 besteht aus einem Isoliermaterial und ist beispielsweise aus Quarz, Glas, Keramik oder dergleichen gebildet. Der Hauptkörperteil 5 beinhaltet ein erstes plattenförmiges Teil 7 und ein Seitenwandteil 8, das auf dem ersten plattenförmigen Teil 7 vorgesehen ist. Der erste plattenförmige Teil 7 hat eine rechteckige, flache Plattenform. Eine Dicke des ersten plattenförmigen Teils 7 beträgt beispielsweise 1 mm. Der Seitenwandteil 8 ist auf einer Kante des ersten plattenförmigen Teils 7 aufgebaut und hat eine rechteckige Rahmenform. Im Hauptkörperteil 5 ist eine den Innenraum R bildende Aussparung 9 durch einen von dem Seitenwandteil 8 umgebenen Bereich ausgebildet. Im Innenraum R erfolgt die Elektronenemission.
Die Aussparung 9 weitet sich von einer Unterseite 9a davon (einer Innenfläche des ersten plattenförmigen Teils 7) zu einer Öffnungsseite 9b auf. Die Aussparung 9 ist ein Raum mit einer kegelstumpfartigen quadratischen Form. Eine Tiefe der Aussparung 9 beträgt z.B. 2,5 mm. Die Öffnung 9b der Aussparung 9 hat beispielsweise eine rechteckige Form von 7 mm × 7 mm. Vier Seitenflächen 9c der Aussparung 9 sind kontinuierlich geneigt (um eine glatte Oberfläche zu bilden), so dass sich die Aussparung 9c zur Öffnungsseite 9b hin weitet. Ein Neigungswinkel θ1 der Seitenfläche 9c, wenn eine Richtung orthogonal zur Unterseite 9a als Bezug gesetzt ist (0°), kann 3° bis 10° oder 5° betragen. Mit anderen Worten, wenn die Elektronenröhre 1 in einem Querschnitt entlang einer Aufrichtung des Seitenwandteils 8 betrachtet wird (wenn man 1 aus einer Richtung senkrecht zur Papierseite betrachtet), kann ein Winkel θ2, der durch die Unterseite 9a und die Seitenfläche 9c gebildet wird, 93° bis 100° oder 95° betragen.
Der Deckelteil 6 ist durch den Dichtungsteil S luftdicht mit dem Hauptkörperteil 5 verbunden, um die Öffnung 9b der Aussparung 9 zu schließen. Der Innenraum R wird durch eine Innenfläche des Deckelteils 6, den Dichtungsteil S und die Bodenfläche 9a sowie der Seitenfläche 9c der Aussparung 9 definiert. Der Deckelteil 6 besteht aus einem Isoliermaterial mit Lichtdurchlässigkeit (Ultraviolett-Strahlendurchlässigkeit, Energiedurchlässigkeit) und ist beispielsweise aus Quarz, ultraviolettdurchlässigem Glas oder dergleichen gebildet. Der Deckelteil 6 beinhaltet einen zweiten plattenförmigen Teil 10 (hier ist der Deckelteil 6 der zweite plattenförmige Teil 10). Der zweite plattenförmige Teil 10 hat eine rechteckige, flache Plattenform. Eine Dicke des zweiten plattenförmigen Teils 10 beträgt beispielsweise 1 mm. Der zweite plattenförmige Teil 10 ist auf dem Seitenwandteil 8 befestigt und gegenüber dem ersten plattenförmigen Teil 7. Zwischen dem zweiten plattenförmigen Teil 10 und dem Seitenwandteil 8 sind eine erste Basisschicht 15, ein Dichtungsmaterial 16 und eine zweite Basisschicht 17, die den Dichtungsteil S bildet, in dieser Reihenfolge vom Seitenwandteil 8 zum zweiten plattenförmigen Teil 10 angeordnet. Es ist zu beachten, dass in der Darstellung von 2 die erste Basisschicht 15 und die zweite Basisschicht 17 weggelassen wurden.
Die erste Basisschicht 15 ist eine Schicht zur Verbesserung der Haftung zwischen dem Dichtungsmaterial 16 und dem Seitenwandteil 8. Die zweite Basisschicht 17 ist eine Schicht zur Verbesserung der Haftung zwischen dem Dichtungsmaterial 16 und dem zweiten plattenförmigen Teil 10. Als die erste Basisschicht 15 und die zweite Basisschicht 17 können Chrom (Cr)/Nickel (Ni), Titan (Ti)/Platin (Pt)/Gold (Au) oder dergleichen verwendet werden. Das Dichtungsmaterial 16 ist ein Element zum hermetischen Abdichten zwischen dem Seitenwandteil 8 und dem zweiten plattenförmigen Teil 10. Als Dichtungsmaterial 16 kann Indium (In), ein Hartlot wie Gold/Zinn (AuSn), Glasfritte oder dergleichen verwendet werden. Die erste Basisschicht 15, das Dichtungsmaterial 16 und die zweite Basisschicht 17 weisen eine rechteckige Rahmenform auf, die von der Öffnungsseite 9b der Aussparung 9 aus gesehen an einem Umfang der Aussparung 9 vorgesehen ist.
Die Kathode (Elektrode) K beinhaltet einen Photoelektronen emittierenden Teil 14, der später beschrieben wird. Der Photoelektronen emittierende Teil 14 wird an einem distalen Ende eines Durchdringungselements 3 gehalten, um an einer gewünschten Position im Innenraum R angeordnet und mit dem Durchdringungselement 3 elektrisch verbunden zu sein. Der Photoelektronen emittierende Teil 14 dient als Photoelektronen emittierende Elektrode, wenn ein gewünschtes Potential über das Durchdringungselement 3 angelegt wird.
Das Durchdringungselement 3 ist ein leitfähiges Element, das durch den ersten plattenförmigen Teil 7 des Hauptkörperteils 5 verläuft. Das Durchdringungselement 3 besteht beispielsweise aus Kovar-Metall. Das Durchdringungselement 3 weist auf einer Basisendseite davon einen säulenförmigen Teil 3a auf, der sich im Wesentlichen in einer zylindrischen Form mit einem im Wesentlichen konstanten Durchmesser erstreckt. Das Durchdringungselement 3 weist an seiner distalen Endseite einen Großdurchmesserteil 3b auf, der einen größeren Durchmesser als den des Säulenteils 3a aufweist. Eine Basisendseite des Großdurchmesserteils 3b weist einen vergrößerten Teil 3b₁ auf, der im Durchmesser vergrößert (aufweitend) in Richtung einer distalen Endseite ist. Die distale Endseite des vergrößerten Teils 3b₁ ist ein zylindrischer Halteteil 3b₂ , der an einer distalen Endfläche davon den Photoelektronen emittierenden Teil 14 hält. Weiterhin ist eine Länge des Säulenteils 3a größer als eine Dicke des ersten plattenförmigen Teils 7.
Das Durchdringungselement 3 wird in einem Außenraum (einem Raum außerhalb der Elektronenröhre 1) an einer Basisendseite (Basisendfläche) des Säulenteils 3a bündig mit einer Außenfläche des ersten plattenförmigen Teils 7 freigelegt und an dem ersten plattenförmigen Teil 7 so befestigt, dass der Großdurchmesserteil 3b und ein Teil der distalen Endseite des Säulenteils 3a von der Bodenfläche 9a der Aussparung 9 zur Seite des Deckelteils 6 in den Innenraum R ragen. Das heißt, das Durchdringungselement 3 weist einen Innenraumvorsprung 11 auf, der von einem zentralen Teil der Unterseite 9a der Aussparung 9 in den Innenraum R ragt, und der Innenraumvorsprung 11 wird durch den Großdurchmesserteil 3b und einen Teil der distalen Endseite des Säulenteils 3a gebildet. Weiterhin weist der Innenraumvorsprung 11 den vergrößerten Teil 3b₁ auf, der im Durchmesser vergrößert (aufweitend) zur distalen Endseite ist, und der vergrößerte Teil 3b₁ wird durch einen Teil der Basisendseite des Großdurchmesserteils 3b gebildet.
Eine Seitenfläche des vergrößerten Teils 3b₁ ist kontinuierlich geneigt (um eine glatte Oberfläche zu bilden), so dass sich das Durchdringungselement 3 zur distalen Endseite hin ausdehnt. Der vergrößerte Teil 3b₁ hat eine Kegelstumpfform. Eine distale Endseite des Innenraumvorsprungs 11 des vergrößerten Teils 3b₁ ist der Halteteil 3b₂ . Der Halteteil 3b₂ wird durch einen Teil der distalen Endseite des Großdurchmesserteils 3b gebildet. Der Halteteil 3b₂ hat einen Durchmesser, der gleich oder größer ist als der des vergrößerten Teils 3b₁ , und der vergrößerte Teil 3b₁ hat einen größeren Durchmesser als den einer Basisendseite (Durchmesser des Säulenteils 3a) des vergrößerten Teils 3b₁ . Das heißt, bei dem Innenraumvorsprung 11 ist der Durchmesser des Halteteils 3b₂ , der die distale Endseite des vergrößerten Teils 3b₁ ist, größer als der Durchmesser auf der Basisendseite (der Durchmesser des Säulenteils 3a) des vergrößerten Teils 3b₁ . So beträgt beispielsweise der Durchmesser des Halteteils 3b₂ des Durchdringungselements 3 φ2 mm, der Durchmesser der Basisendseite (der Durchmesser des Säulenteils 3a) des vergrößerten Teils 3b₁ φ1 mm, und eine Gesamtlänge des Durchdringungselements 3 ist 3 mm. Ein solches Durchdringungselement 3 hat eine Pilzform, und man kann auch sagen, dass der vergrößerte Teil 3b₁ und der Halteteil 3b₂ , die ein Kappenabschnitt der Pilzform sind, hauptsächlich in den Innenraum R ragen.
An einer distalen Endfläche des Halteteils 3b₂ ist der scheibenförmige Photoelektronen emittierende Teil 14, das als Photoelektronen-Emissionselektrode dient, koaxial mit dem Durchdringungselement 3 verbunden. Im Gegensatz zum Durchdringungselement 3 ist es beim Photoelektronen emittierenden Teil 14 nicht notwendig, die Haftung mit dem Hauptkörperteil 5 und dergleichen zu berücksichtigen. Daher kann als Material des Photoelektronen emittierenden Teils 14 ein Material mit Fokus auf einen photoelektrischen Umwandlungswirkungsgrad ausgewählt werden. Beispielsweise besteht der Photoelektronen emittierende Teil 14 aus Ni (Nickel). Der Photoelektronen emittierende Teil 14 hat z.B. eine Abmessung von φ4 mm und eine Dicke von 0,3 mm.
Ein Umfang des vergrößerten Teils 3b₁ und ein Abschnitt auf der Basisendseite des vergrößerten Teils 3b₁ (ein Teil der distalen Endseite des Säulenteils 3a) bei dem Innenraumvorsprung 11 sind mit einem Isolierteil 12 abgedeckt. Mit anderen Worten, Seiten des Innenraumvorsprungs 11 mit Ausnahme des Halteteils 3b₂ sind vom Isolierteil 12 umgeben. Der Isolierteil 12 ist aus einem Isoliermaterial gefertigt und ist beispielsweise aus Quarz, Glas, Keramik oder dergleichen gebildet. Der Isolierteil 12 der vorliegenden Ausführungsform ist integral mit dem ersten plattenförmigen Teil 7 des Hauptkörperteils 5 ausgebildet. Eine äußere Umfangsfläche des Isolierteils 12 bildet eine Seitenfläche eines Kegelstumpfes und ist kontinuierlich geneigt (um eine glatte Oberfläche zu bilden), so dass der Durchmesser von der Bodenfläche 9a der Aussparung 9a zur Seite der Öffnung 9b abnimmt.
Die Anode (eine andere Elektrode) A umfasst eine Gegenelektrode (Gegenelektrodenelement) 4. Die Gegenelektrode 4 ist auf dem Deckelteil 6 so angeordnet, dass sie dem Durchdringungselement 3 und dem Photoelektronen emittierenden Teil 14 zugewandt ist. Die Gegenelektrode 4 ist beispielsweise eine gitterförmige Elektrode mit einer Öffnung, durch die das durch den Deckelteil 6 hindurchtretende Licht hindurchlaufen kann. Die Gegenelektrode 4 ist dem Photoelektronen emittierenden Teil 14 auf dem Durchdringungselement 3 mit einem Abstand von einer vorbestimmten Länge zugewandt. Die vorgegebene Länge ist beispielsweise eine Länge, die durch Addieren der jeweiligen Dicken der ersten Basisschicht 15, des Dichtungsmaterials 16 und der zweiten Basisschicht 17 zu 0,2 mm erhalten wird. Die Gegenelektrode 4 wird auf der Innenfläche des Deckelteils 6 durch Dampfabscheidung gebildet. Die Gegenelektrode 4 ist eine Metallschicht wie etwa Aluminium (AI) oder Cr. Die Gegenelektrode 4 ist elektrisch mit einem Stromversorgungsteil 13 verbunden.
Das Stromversorgungsteil 13 ist ein Element zur Stromversorgung der Gegenelektrode 4. Das Stromversorgungsteil 13 ist aus einem leitfähigen Material gefertigt. Das Stromversorgungsteil 13 durchläuft den Hauptkörperteil 5, ohne im Innenraum R exponiert zu sein. Insbesondere weist das Stromversorgungsteil 13 eine im Wesentlichen zylindrische Form mit einem im Wesentlichen konstanten Durchmesser auf und erstreckt sich mit einer Tiefenrichtung der Aussparung 9 als axiale Richtung. Das Stromversorgungsteil 13 ist im ersten plattenförmigen Teil 7 und dem Seitenwandteil 8 vergraben und verläuft hindurch, ohne im Innenraum R exponiert zu werden. Das Stromversorgungsteil 13 ist am Umfang der Aussparung 9 im Hauptkörperteil 5 vorgesehen. Das Stromversorgungsteil 13 besteht beispielsweise aus Kovar-Metall. Ein distales Ende (distale Endfläche) des Stromversorgungsteils 13 auf der Öffnungsseite 9b ist an einer Endfläche der Deckelteil 6-Seite des Seitenwandteils 8 bündig an der Endfläche exponiert / freiliegend und ist über die erste Basisschicht 15, das Dichtungsmaterial 16 und die zweite Basisschicht 17 mit der Gegenelektrode 4 elektrisch verbunden. Dagegen ist ein Basisende (Basisendfläche) auf der Seite des ersten plattenförmigen Teils 7 des Stromversorgungsteils 13 bündig mit der Außenfläche des ersten plattenförmigen Teils 7 im Außenraum (Raum außerhalb der Elektronenröhre 1) exponiert.
Es wird ein Funktionsprinzip der wie oben beschrieben konfigurierten Elektronenröhre 1 beschrieben. Hier wird ein Aspekt beschrieben, bei dem im Gebrauchszustand der Elektronenröhre 1 eine negative Spannung an die Kathode K (Photoelektronen emittierender Teil 14) angelegt wird, indem dem Durchdringungselement 3 eine negative Spannung zugeführt wird, und ein Signal aus der Anode A (Gegenelektrode 4) mit Erdpotential durch Verbinden des Stromversorgungsteils 13 mit dem Erdpotential entnommen wird. Wie vorstehend beschrieben, werden in einem Zustand, in dem eine Spannung zwischen der Kathode K (Photoelektronen emittierender Teil 14) und der Anode A (Gegenelektrode 4) angelegt wird, und wenn ultraviolette Strahlen auf die Kathode K (Photoelektronen emittierender Teil 14) durch eine Öffnung des Deckelteils 6 und der Gegenelektrode 4 einfallen, Photoelektronen von der Kathode K (Photoelektronen emittierender Teil 14) emittiert (Photoelektronen-Emissionseffekt). Wenn die Photoelektronen von der Anode A (Gegenelektrode 4) durch ein elektrisches Feld angezogen werden, das durch die zwischen der Kathode K (Photoelektronen emittierender Teil 14) und der Anode A (Gegenelektrode 4) anliegende Spannung gebildet wird, stoßen die Photoelektronen mit Entladungsgasmolekülen im Innenraum R zusammen, um die Entladungsgasmoleküle zu ionisieren. Unter den Elektronen und positiven Ionen, die durch Ionisation erzeugt werden, wiederholen Elektronen weiterhin die Stöße und Ionisation mit anderen Entladungsgasmolekülen, um Sekundärelektronen zu erzeugen und die Anode A (Gegenelektrode 4) zu erreichen. Während positive Ionen auf die Kathode K (Photoelektronen emittierender Teil 14) beschleunigt werden und wenn die positiven Ionen auf die Kathode K (Photoelektronen emittierender Teil 14) treffen, werden Elektronen von der Kathode K (Photoelektronen emittierender Teil 14) emittiert. Wenn die Elektronen dann von der Anode A (Gegenelektrode 4) angezogen werden, prallen die Elektronen mit den Entladungsgasmolekülen im Innenraum R zusammen, um die Entladungsgasmoleküle zu ionisieren. Die Wiederholung einer solchen Elektronenvervielfachung bewirkt eine Raumentladung und bewirkt, dass abrupt ein großer Strom zwischen der Kathode K (Photoelektronen emittierender Teil 14) und der Anode A (Gegenelektrode 4) fließt. Durch das Erfassen des Stroms mit der Anode A (Gegenelektrode 4) können ultraviolette Strahlen nachgewiesen werden. So werden in der Elektronenröhre 1 ultraviolette Strahlen unter Verwendung des photoelektrischen Emissionseffekts und des Entladungsphänomens nachgewiesen.
Als nächstes wird ein Herstellungsverfahren zur Herstellung der Elektronenröhre 1 mit Bezug auf die 3 bis 8B beschrieben. Die 4 bis 8B veranschaulichen lediglich einen Teil eines Querschnitts, der dem Querschnitt entlang der Linie A-A in 3 entspricht (nur ein Bereich, der einer Elektronenröhre 1 entspricht), und, wie in 3 dargestellt, werden tatsächlich beispielsweise 25 Stück der Elektronenröhre 1 fünfreihig und fünfspaltig gemeinsam hergestellt. Weiterhin ist in der Beschreibung des Herstellungsverfahrens das Basisende des Durchdringungselements (leitfähiges Element) 3 und des Stromversorgungsteils 13 als ein Ende und das distale Ende als ein anderes Ende definiert.
Zunächst wird, wie in den 3 und 4A dargestellt, eine Vorrichtung 20 (Montagevorrichtung / Einspannvorrichtung) vorbereitet. Die Vorrichtung 20 ist eine Form zum Formen des Hauptkörperteils 5. Die Vorrichtung 20 beinhaltet einen Flachplattenteil 21, einen Vorsprung 22, der matrixförmig auf einer Oberfläche 21a des Flachplattenteils 21 angeordnet ist, und ein Loch 23, das um jeden Vorsprung 22 im Flachplattenteil 21 ausgebildet ist.
Der Vorsprung 22 hat eine Form, die der Aussparung 9 entspricht. Der Vorsprung 22 weist eine kegelstumpfartige quadratische Form auf, die sich zu einer oberen Fläche 22t eines distalen Endes hin verjüngt. Eine Seitenfläche 22s des Vorsprungs 22 ist kontinuierlich geneigt (um eine glatte Oberfläche zu bilden), so dass sich der Vorsprung 22 zur distalen Endseite hin verengt. Die Oberseite 22t entspricht der Unterseite 9a der Aussparung 9, und die Seitenfläche 22s entspricht der Seitenfläche 9c der Aussparung 9. Ein Neigungswinkel θ1m der Seitenfläche 22s des Vorsprungs 22s, wenn eine Richtung orthogonal zur Oberfläche 21a als Referenz (0°) angesetzt wird, kann 3° bis 10° oder 5° betragen. Mit anderen Worten, wenn die Vorrichtung 20 in einem Querschnitt entlang einer Aufrichtungsrichtung des Vorsprungs 22 betrachtet wird (wenn man 4A aus einer Richtung senkrecht zur Papierseite betrachtet), kann ein Winkel θ2m, der durch die Oberfläche 21a und die Seitenfläche 22s gebildet wird, 93° bis 100° oder 95° betragen. Der Vorsprung 22 weist eine Halteaussparung 22a auf, die das Durchdringungselement 3 in einem im Wesentlichen zentralen Bereich auf einer Oberseite hält.
In einem Zustand, in dem eine Endseite des säulenförmigen Teils 3a des Durchdringungselements 3 aus dem Vorsprung 22 ragt, wird in die Halteaussparung 22a eine andere Endseite des säulenförmigen Teils 3a und des Großdurchmesserteils 3b des Durchdringungselements 3 eingesetzt und hält dieses. Eine Tiefe der Halteaussparung 22a ist kleiner als eine vorstehende Höhe des Vorsprungs 22. Eine Unterseite 22a₁ der Halteaussparung 22a hat eine zylindrische Form, die durch die Unterseite 22a₁ und eine Seitenfläche 22a₂ gebildet wird, die dem Halteteil 3b₂ entspricht, welche eine weitere Endseite des Großdurchmesserteils 3b ist. Eine Öffnungsseite der Halteaussparung 22a weist eine Kegelstumpfform auf, die im Durchmesser zur Öffnungsseite hin vergrößert ist, und durch eine Seitenfläche 22a₃ gebildet wird. Das heißt, die Seitenfläche 22a₃ auf der Öffnungsseite der Halteaussparung 22a ist kontinuierlich geneigt (um eine glatte Oberfläche zu bilden), so dass sich die Halteaussparung 22a zur Öffnungsseite hin erweitert. Das Loch 23 ist an einer Position nahe jedem Vorsprung 22 auf der Oberfläche 21 a des Flachplattenteils 21 ausgebildet. Eine gleiche Anzahl von Löchern 23 wie die der Vorsprünge 22 sind so ausgebildet, dass sie mit den Vorsprüngen 22 gepaart sind. Das Loch 23 hält ein Ende des Stromversorgungsteils (Stromversorgungselement) 13. Das Loch 23 hat eine zylindrische Form, die dem Stromversorgungsteil 13 entspricht.
In einem Zustand, in dem die Vorrichtung 20 auf einem Ablagetisch (nicht dargestellt), wie in 4B dargestellt, platziert ist, wird das Durchdringungselement 3 koaxial in die Halteaussparung 22a der Vorrichtung 20 eingesetzt, wobei der Halteteil 3b₂ , der eine weitere Endseite des Durchdringungselements 3 ist, eine Unterseite ist. Das heißt, durch Abstützen einer weiteren Endfläche des Halteteils 3b₂ des Durchdringungselements 3 mit der Unterseite 22a₁ der Halteaussparung 22a ist das Durchdringungselement 3 so angeordnet, dass es in der Halteaussparung 22a an einer anderen Endseite aufgerichtet ist. Da eine Seitenfläche des Halteteils 3b₂ auch von der Seitenfläche 22a₂ der Halteaussparung 22a getragen wird, wird das Durchdringungselement 3 in der Halteaussparung 22a stabiler gehalten. Dadurch kann das Durchdringungselement 3 lösbar von der Halteaussparung 22a gehalten werden. Zusätzlich wird eine weitere Endseite des Stromversorgungsteils 13 koaxial in das Loch 23 der Vorrichtung 20 eingesetzt, und das Stromversorgungsteil 13 ist so angeordnet, dass es in dem Loch 23 an einer anderen Endseite aufgerichtet ist. Dadurch kann das Stromversorgungsteil 13 lösbar in dem Loch 23 gehalten werden. Zu diesem Zeitpunkt sind eine Endfläche des Durchdringungselements 3 und des Stromversorgungsteils 13, d.h. die Endflächen auf einer von der Vorrichtung 20 vorstehenden Seite, im Wesentlichen an der gleichen Position in Axialrichtungen des Durchdringungselements 3 und des Stromversorgungsteils 13 positioniert. Zwischen dem Durchdringungselement 3 und der Seitenfläche der Halteaussparung 22a wird ein Spalt G gebildet. Der Spalt G ist ein Raum, der um das Durchdringungselement 3 in der Halteaussparung 22a vorhanden ist. Der Spalt G beinhaltet einen Spalt G1 zwischen dem vergrößerten Teil 3b₁ und einer Innenfläche der Halteaussparung 22a. In der Praxis gibt es auch einen kleinen Spalt zwischen der Halteaussparung 22a und dem Halteteil 3b₂ , um das Durchdringungselement 3 mit der Halteaussparung 22a lösbar zu halten, aber dieser Spalt ist nicht im Spalt G enthalten.
Zusätzlich zur Herstellung einer solchen Vorrichtung 20, wie in 5A dargestellt, wird ein erstes Element 30 aus einem Isoliermaterial wie Glas hergestellt. Das erste Element 30 hat eine flache Plattenform und hat z.B. Abmessungen von 80 mm × 80 mm × 4 mm. Die Größe des ersten Elements 30 beinhaltet einen Schnittrand in einem später zu beschreibenden Schneidschritt.
In einem Zustand, in dem das erste Element 30 von einem Halteelement gehalten wird (nicht dargestellt), ist das erste Element 30 an einer Position gegenüber der Vorrichtung 20 angeordnet, die das Durchdringungselement 3 und das Stromversorgungsteil 13 hält, und das erste Element 30 und eine Vielzahl von Vorsprüngen 22 sind einander gegenüberliegend. Dann wird wenigstens die Vorrichtung 20 oder das erste Element 30, oder beide (hier beide) auf eine Temperatur erwärmt, bei der das erste Element 30 schmelzen und sich verformen kann. So sind beispielsweise die Vorrichtung 20 und das erste Element 30, einschließlich des Ablagetisches und des Halteelements, in einer Temperaturatmosphäre angeordnet, in der das erste Element 30 schmelzen und sich verformen kann. Daher bestehen die Vorrichtung 20, der Ablagetisch und das Halteelement aus einem Material, das bei hohen Temperaturen sehr stabil ist, ohne zu schmelzen und sich zu verformen, selbst bei einer Temperatur, bei der das erste Element 30 schmelzen und sich verformen kann. In einem Fall, in dem das erste Element 30 aus Glas besteht, ist die Temperatur, bei der das erste Element 30 schmelzen und sich verformen kann, beispielsweise eine Temperatur, die gleich oder höher als der Glasübergangspunkt ist.
Anschließend werden, wie in 5B dargestellt, in einem Zustand, in dem das erste Element 30 und die Vielzahl von Vorsprüngen 22 einander zugewandt sind, die Vielzahl von Vorsprüngen 22, das Durchdringungselement 3 und das Stromversorgungsteil 13 in das erste Element 30 eingebettet, indem die Vorrichtung 20 und das erste Element 30 nahe beieinander und in Kontakt gebracht werden, um entweder die Vorrichtung 20 oder das erste Element 30 gegen das andere (oder gegeneinander) zu drücken. Zu diesem Zeitpunkt fließt auch das erste Element 30 in den Spalt G ein und füllt ihn einschließlich des Spaltes G1 um den vergrößerten Teil 3b₁ . Da das erste Element 30 kaum zwischen der Seitenfläche des Halteteils 3b₂ und der Seitenfläche 22a₂ fließt, fließt das erste Element 30 zumindest nicht zwischen einer anderen Endseite des Halteteils 3b₂ und der Unterseite 22a₁ . Das heißt, wenigstens eine weitere Endfläche des Halteteils 3b₂ des Durchdringungselements 3 ist nicht mit dem Isoliermaterial abgedeckt. Daher ist es möglich, die elektrische Verbindung mit dem Photoelektronen emittierenden Teil 14 zu einem Zeitpunkt des Verbindens mit dem später beschriebenen Photoelektronen emittierenden Teil 14 zuverlässig zu sichern. Weiterhin sind hier bis zu einer Endfläche des Durchdringungselements 3 und des Stromversorgungsteils 13 in das erste Element 30 eingebettet, um verdeckt zu sein (so dass eine Endfläche vom ersten Element 30 nicht exponiert ist). Danach wird, wie in 6A dargestellt, die Vorrichtung 20 entfernt (gelöst). Mit anderen Worten, das erste Element 30, das Durchdringungselement 3 und das Stromversorgungsteil 13 werden aus der Vorrichtung 20 entnommen.
Anschließend werden, wie in 6B dargestellt, das erste Element 30, das Durchdringungselement 3 und das Stromversorgungsteil 13 kopfüber so angeordnet, dass eine Richtung der Öffnung 9b der Aussparung 9 um 180° geändert wird. Es ist zu beachten, dass dieser Schritt der auf dem Kopf stehenden Anordnung, ein Schritt aus Gründen der Vereinfachung der Erläuterung ist und in einem tatsächlichen Fertigungsschritt entfallen kann.
Anschließend wird, wie in 6C dargestellt, eine Oberfläche 30a des ersten Elements 30 auf einer Seite gegenüber der Öffnungsseite 9b der Aussparung 9 poliert, bis ein Ende des Durchdringungselements 3 und des Stromversorgungsteil 13 an der Oberfläche 30a exponiert / freigelegt sind. Ebenso wird ein weiteres Ende des Stromversorgungsteils 13 so poliert, dass es bündig mit einer Fläche 30b auf der Öffnung 9b-Seite der Aussparung 9 im ersten Element 30 ist. Dabei wird ein Zwischenkörper N1 gebildet.
Der Zwischenkörper N1 beinhaltet: das erste Element 30, in dem eine Vielzahl von Aussparungen 9 ausgebildet ist, die sich zur Seite der Öffnung 9b hin aufweiten, entsprechend der Vielzahl von Vorsprüngen 22; eine Vielzahl von Durchdringungselementen 3, die durch das erste Element 30 verlaufen und in die Aussparungen 9 ragen; und eine Vielzahl von Stromversorgungsteilen 13, die durch den Umfang der Aussparungen 9 des ersten Elements 30 hindurchgehen. In der vorliegenden Ausführungsform entspricht „eine Vielzahl von“ beispielsweise 25 Stück in fünf Zeilen und fünf Spalten, wie vorstehend beschrieben. Der Innenraumvorsprung 11 wird durch einen Abschnitt gebildet, der in die Halteaussparung 22a des Durchdringungselements 3 eingefügt ist, d.h. den Großdurchmesserteil 3b (der vergrößerte Teil 3b₁ und der Halteteil 3b₂ ) und einen Teil einer anderen Endseite des Säulenteils 3a. Der Isolierteil 12 wird durch das erste Element 30 gebildet, das den Spalt G (siehe 5A) einschließlich des Spalts G1 um den vergrößerten Teil 3b₁ füllt.
Anschließend wird, wie in 7A dargestellt, der als Kathode K dienende Photoelektronen emittierende Teil 14 koaxial zum Durchdringungselement 3 angeordnet und mit einer distalen Endfläche auf der Seite des Halteteils 3b₂ des Durchdringungselements 3 in der Aussparung 9 verbunden. Ein Verfahren zum Zusammenfügen des Photoelektronen emittierenden Teils 14 und des Durchdringungselements 3 ist nicht sonderlich eingeschränkt, und das Zusammenfügen kann beispielsweise durch Laserschweißen, Widerstandsschweißen, Hartlöten oder dergleichen durchgeführt werden. Anschließend wird, wie in 7B dargestellt, die erste Basisschicht 15 am Umfang jeder Aussparung 9 auf der Oberfläche 30b des ersten Elements 30 gebildet. Anschließend wird, wie in 7C dargestellt, das Dichtungsmaterial 16 auf jede der ersten Basisschichten 15 laminiert.
Anschließend wird, wie in 8A dargestellt, ein zweites Element 40 vorbereitet. Das zweite Element 40 hat eine flache Plattenform und hat beispielsweise Abmessungen von 80 mm × 80 mm × 1 mm. Das zweite Element 40 weist eine Oberfläche 40a mit einer Größe auf, die dem ersten Element 30 im Zwischenkörper N1 entspricht. Auf der Oberfläche 40a des zweiten Elements 40 wird die Gegenelektrode (Gegenelektrodenelement) 4 an einer Vielzahl von Positionen aufgedampft, die einzelnen Durchdringungselementen 3 (Photoelektronen emittierende Teile 14) und einzelnen Stromversorgungsteilen 13 des Zwischenkörpers N1 entsprechen. Das heißt, wenn das zweite Element 40 in einem nachfolgenden Schritt luftdicht mit dem Zwischenkörper N1 verbunden wird, ist die Gegenelektrode 4 am zweiten Element 40 so angeordnet, dass sie jedem Durchdringungselement 3 (Photoelektronen emittierendes Teil 14) und jedem Stromversorgungsteil 13 zugewandt ist. Anschließend wird die zweite Basisschicht 17 an einer dem Dichtungsmaterial 16 zugewandten Stelle gebildet.
Anschließend wird, wie in 8B dargestellt, das zweite Element 40 in der Gasatmosphäre auf den Zwischenkörper N1 gestapelt und luftdicht auf dem Zwischenkörper N1 verbunden, so dass die Vielzahl der Aussparungen 9 hermetisch abgedichtet ist, um eine Vielzahl von Innenräumen R zu bilden, die Gas in der umgebenden Atmosphäre umschließen. Zu diesem Zeitpunkt ist jede Gegenelektrode 4 jedem Durchdringungselement 3 (Photoelektronen emittierendes Teil 14) gegenübergestellt, und jede Gegenelektrode ist mit jedem Stromversorgungsteil 13 elektrisch verbunden. Dabei bildet sich ein verbundener Körper N2.
Schließlich wird der verbundene Körper N2 für jeden der Vielzahl von Innenräumen R geschnitten. So wird beispielsweise eine vorgesehene Schnittlinie als Gittermuster gesetzt, um zwischen benachbarten Innenräumen R zu verlaufen, und der verbundene Körper N2 wird entlang der vorgesehenen Schnittlinie geschnitten. Ein Schneideverfahren beim Schneideschritt ist nicht sonderlich eingeschränkt, und es können verschiedene bekannte Schneideverfahren eingesetzt werden. Dadurch wird der verbundene Körper N2 in eine Vielzahl von Elektronenröhren 1 unterteilt, wobei der Hauptkörperteil 5 durch das erste Element 30 und der Deckelteil 6 durch das zweite Element 40 gebildet wird. Damit ist die Herstellung der Elektronenröhre 1 abgeschlossen.
Wie vorstehend beschrieben, ist es bei dem Herstellungsverfahren der Elektronenröhre 1 möglich, unter Verwendung der Vorrichtung 20 eine Vielzahl von Aussparungen 9, in denen die Durchdringungselemente (leitende Elemente) 3 das erste Element 30 durchlaufen, gemeinsam zu formen und gemeinsam Innenstrukturen mit den durch die Aussparungen 9 gebildeten Innenräumen R herzustellen. Das heißt, die innere Struktur der Elektronenröhre 1 lässt sich leicht herstellen.
Das Herstellungsverfahren der Elektronenröhre 1 beinhaltet nach dem Schritt des Bildens des verbundenen Körpers N einen Schritt des Schneidens des verbundenen Körpers N2 in die Vielzahl von Elektronenröhren 1, um wenigstens einen Innenraum R zu beinhalten. Dies ermöglicht eine stabile Herstellung der Vielzahl von Elektronenröhren 1 mit einer vorbestimmten inneren Struktur.
Bei dem Herstellungsverfahren der Elektronenröhre 1 ist die Seitenfläche 22s des Vorsprungs 22 der Vorrichtung 20 kontinuierlich geneigt (um eine glatte Oberfläche zu bilden), so dass sich der Vorsprung 22 zur Oberseite 22t auf der distalen Endseite hin verjüngt. In diesem Fall ist es möglich, die Vorrichtung 20 zu lösen und gleichzeitig den Bruch des ersten Elements 30 und der Vorrichtung 20 zu vermeiden. Die innere Struktur der Elektronenröhre 1 kann stabil hergestellt werden.
Bei dem Herstellungsverfahren der Elektronenröhre 1 weist der Vorsprung 22 der Vorrichtung 20 in einem Zustand, in dem eine Endseite des Durchdringungselements 3 aus dem Vorsprung 22 herausragt, die Halteaussparung 22a auf, die in eine andere Endseite des Durchdringungselements 3 eingesetzt und gehalten werden kann. Zwischen einer weiteren Endseite des in die Halteaussparung 22a eingesetzten Durchdringungselements 3 und einer Seitenfläche der Halteaussparung 22a wird der Spalt G gebildet. Da in diesem Fall das Durchdringungselement 3 durch Füllen des ersten Elements 30 im Spalt G abgedeckt werden kann, ist es möglich, das Durchdringungselement 3 auch bei vorstehendem Durchdringungselement 3 stabil zu fixieren. Dabei genügt es, dass der Spalt G zumindest in einem Teil zwischen dem Durchdringungselement 3 und der Seitenfläche der Halteaussparung 22a gebildet wird.
Bei dem Herstellungsverfahren der Elektronenröhre 1 wird der Spalt G1 zwischen dem vergrößerten Teil 3b₁ des in die Halteaussparung 22a eingesetzten und gehaltenen Durchdringungselements 3 und der Seitenfläche der Halteaussparung 22a gebildet. Da in diesem Fall der vergrößerte Teil 3b₁ durch Füllen des ersten Elements 30 in den Spalt G1 abgedeckt werden kann, kann eine Kontaktfläche zwischen dem Durchdringungselement 3 und dem ersten Element 30 vergrößert werden. Es ist möglich, das Durchdringungselement 3 stabil zu befestigen, auch wenn das Durchdringungselement 3 vorsteht. Dabei genügt es, dass der Spalt G1 zumindest in einem Teil zwischen dem vergrößerten Teil 3b₁ und der Seitenfläche der Halteaussparung 22a ausgebildet ist. Da der vergrößerte Teil 3b₁ den Isolierteil 12 daran hindern kann, eine andere Endfläche des Halteteils 3b₂ zu erreichen, kann die elektrische Verbindung mit dem Photoelektronen emittierenden Teil 14 zuverlässig gesichert werden.
Bei dem Herstellungsverfahren der Elektronenröhre 1 kann eine Seitenfläche des vergrößerten Teils 3b₁ kontinuierlich geneigt sein, so dass sich das Durchdringungselement 3 zu einer anderen Endseite des Durchdringungselements 3 weitet. In diesem Fall ist es einfach, die Seitenfläche des vergrößerten Teils 3b₁ mit dem ersten Element 30 spaltfrei abzudecken. Es ist möglich, das Durchdringungselement 3 auch dann weiterhin stabil zu fixieren, wenn das Durchdringungselement 3 vorsteht.
Bei dem Herstellungsverfahren der Elektronenröhre 1 hält ein Bereich um den Vorsprung 22 der Vorrichtung 20 das Stromversorgungsteil 13 lösbar. Die Vorrichtung 20 wird mit dem ersten Element 30 in Kontakt gebracht, so dass das Stromversorgungsteil 13 in das erste Element 30 eingebettet ist, um den Zwischenkörper N1 einschließlich des Stromversorgungsteils 13 zu bilden. Dann wird die Gegenelektrode 4 (Gegenelektrodenelement) auf dem zweiten Element 40 so angeordnet, dass sie dem Durchdringungselement 3 zugewandt ist, und die Gegenelektrode 4 ist elektrisch mit dem Stromversorgungsteil 13 verbunden. In diesem Fall ist es möglich, einen Stromversorgungspfad zur Gegenelektrode 4 auf der Seite des zweiten Elements 40 zu bilden, ohne einen separaten Schritt zu erfordern.
Beim Herstellungsverfahren der Elektronenröhre 1 ist das zweite Element 40 aus einem Isoliermaterial gefertigt. In diesem Fall wird es möglich, die Stehspannungsfestigkeit im Innenraum R der hergestellten Elektronenröhre 1 zu verbessern.
Bei dem Herstellungsverfahren der Elektronenröhre 1 wird das erste Element 30 poliert, bis ein Ende des Durchdringungselements 3 und des Stromversorgungsteils 13 vom ersten Element 30 exponiert sind. In diesem Fall ist es möglich, eine Konfiguration zu realisieren, bei der das Durchdringungselement 3 und das Stromversorgungsteil 13 das erste Element 30 durchlaufen.
Bei der Elektronenröhre 1 kann die Stehspannungsfestigkeit im Innenraum R erhöht werden, da eine Kontaktfläche mit dem Gehäuse 2 im Innenraum R im Vergleich zu einem Einsatz z.B. einer entlang einer Innenwandfläche des Gehäuses vorgesehenen leitfähigen Schicht o.ä. reduziert werden kann, indem das Durchdringungselement 3 mit dem Innenraumvorsprung 11 zur elektrischen Verbindung mit der Kathode K verwendet wird. Da sich die Aussparung 9 zur Seite der Öffnung 9b hin weitet, ist es außerdem möglich, eine Form leicht zu lösen, wenn der Hauptkörperteil 5 mit der Vorrichtung 20 (Form) geformt wird. Somit kann gemäß der Elektronenröhre 1 die Stehspannungsfestigkeit verbessert und die Fertigung einfach durchgeführt werden.
Bei der Elektronenröhre 1 beinhaltet der Hauptkörperteil 5 den ersten plattenförmigen Teil 7 und den rahmenförmigen Seitenwandteil 8, der auf dem ersten plattenförmigen Teil 7 vorgesehen ist. Der Deckelteil 6 umfasst den zweiten plattenförmigen Teil 10, der an dem Seitenwandteil 8 befestigt ist und dem ersten plattenförmigen Teil 7 zugewandt ist. Das Durchdringungselement 3 durchläuft den ersten plattenförmigen Teil 7. Gemäß dieser Konfiguration ist es bei der Elektronenröhre 1 mit dem Gehäuse 2, in dem sich der erste plattenförmige Teil 7 und der zweite plattenförmige Teil 10 gegenüberliegen, möglich, das Durchdringungselement 3 stabil zu fixieren, so dass eine kleine Elektronenröhre 1 konkret und einfach realisiert werden kann.
Bei der Elektronenröhre 1 ist die Seitenfläche 9c der Aussparung 9 kontinuierlich geneigt, so dass sich die Aussparung 9 zur Seite der Öffnung 9b hin erweitert. Gemäß dieser Konfiguration ist es möglich, den Hauptkörperteil 5 mit der Aussparung 9 einer festen Form stabil zu formen.
Bei der Elektronenröhre 1 ist ein Teil einer Seitenfläche des Innenraumvorsprungs 11 des Durchdringungselements 3 mit dem Isolierteil 12 aus einem Isoliermaterial abgedeckt. Gemäß dieser Konfiguration ist es möglich, eine Exposition des Durchdringungselements 3 im Innenraum R zu reduzieren und die Stehspannungsfähigkeit im Innenraum R zu verbessern.
Bei der Elektronenröhre 1 wird die Kathode K (Photoelektronen emittierender Teil 14) an der distalen Endseite des Innenraumvorsprungs 11 des Durchdringungselements 3 gehalten, und der Innenraumvorsprung 11 weist den vergrößerten Teil 3b₁ auf, der sich zur distalen Endseite hin weitet. Gemäß dieser Konfiguration ist es möglich, eine Querschnittsfläche (zum Bereitstellen des Halteteils 3b₂ ) der distalen Endseite beim Innenraumvorsprung 11 zu vergrößern, die die Kathode K (Photoelektronen emittierendes Teil 14) hält.
Bei der Elektronenröhre 1 ist der vergrößerte Teil 3b₁ mit dem Isolierteil 12 abgedeckt. Gemäß dieser Konfiguration ist es möglich, eine Exposition des vergrößerten Teils 3b₁ im Innenraum R zu reduzieren und die Stehspannungsfestigkeit im Innenraum R zu verbessern. Andererseits kann durch den vergrößerten Teil 3b1 der Isolierteil 12 davon abgehalten werden, eine andere Endfläche des Halteteils 3b₂ zu erreichen, so dass die elektrische Verbindung mit dem Photoelektronen emittierenden Teil 14 zuverlässig gesichert werden kann.
Bei der Elektronenröhre 1 ist eine Seitenfläche des vergrößerten Teils 3b₁ kontinuierlich geneigt, so dass sich das Durchdringungselement 3 zur distalen Endseite hin weitet. Gemäß dieser Konfiguration ist es einfach, die Seitenfläche des vergrößerten Teils 3b₁ mit dem Isolierteil 12 spaltfrei abzudecken und eine Verbesserung der Stehspannungsfähigkeit im Innenraum R zu realisieren.
Die Elektronenröhre 1 beinhaltet ferner die Gegenelektrode 4, die auf dem Deckelteil 6 vorgesehen ist, um dem Durchdringungselement 3 zugewandt zu sein, und die Gegenelektrode 4 ist elektrisch mit dem Stromversorgungsteil 13 verbunden, das durch den Hauptkörperteil 5 verläuft, ohne im Innenraum R exponiert zu sein. Gemäß dieser Konfiguration ist es möglich, eine Exposition des mit der Gegenelektrode 4 elektrisch verbundenen Stromversorgungsteils 13 im Innenraum R zu reduzieren und die Stehspannungsfähigkeit im Innenraum R zu verbessern.
Bei der Elektronenröhre 1 ist der Deckelteil 6 aus einem Isoliermaterial mit Lichtdurchlässigkeit gefertigt. Gemäß dieser Konfiguration ist es möglich, die Stehspannungsfestigkeit im Innenraum R weiter zu verbessern und gleichzeitig den Deckelteil 6 als ein Fensterteil für den Lichtempfang im Innenraum R zu konfigurieren.
In der vorliegenden Ausführungsform stellen die in den 4A bis 5A dargestellten Schritte einen ersten Schritt dar. Die in den 5B bis 7C dargestellten Schritte bilden einen zweiten Schritt. Die in den 8A bis 8B dargestellten Schritte stellen einen dritten Schritt dar. Ein Schritt zum Schneiden des verbundenen Körpers N2 für jeden der Vielzahl von Innenräumen R bildet einen vierten Schritt.
[Zweite Ausführungsform]
Als nächstes wird eine zweite Ausführungsform beschrieben. In der Beschreibung der dritten Ausführungsform werden Punkte beschrieben, die sich von der obigen ersten Ausführungsform unterscheiden, und eine ähnliche Beschreibung wird weggelassen.
Wie in 9 dargestellt, unterscheidet sich die zweite Ausführungsform von der ersten Ausführungsform dadurch, dass ein erstes Element 30X anstelle des ersten Elements 30 (siehe 5A) in einem Herstellungsverfahren einer Elektronenröhre verwendet wird. Das erste Element 30X ist dem ersten Element 30 ähnlich, mit der Ausnahme, dass ein Durchgangsloch 32 und ein Durchgangsloch 33 an Positionen vorgesehen sind, die einem Durchdringungselement 3 und einem Stromversorgungsteil 13 gegenüberliegen. Ein Innendurchmesser des Durchgangslochs 32 entspricht einem Außendurchmesser eines säulenförmigen Teils 3a des Durchdringungselements 3, und ein Innendurchmesser des Durchgangslochs 33 entspricht einem Außendurchmesser des Stromversorgungsteils 13. Der Innendurchmesser der Durchgangslöcher 32 und 33 kann jedoch etwas größer sein als die Außendurchmesser.
Bei dem Herstellungsverfahren unter Verwendung des ersten Elements 30X ist, wenn das erste Element 30X und eine Vorrichtung 20 an einander gegenüberliegenden Positionen angeordnet sind, das Durchgangsloch 32 dem Durchdringungselement 3 und das Durchgangsloch 33 dem Stromversorgungsteil 13 gegenübergestellt. Dann werden die Vielzahl von Vorsprüngen 22, das Durchdringungselement 3 und das Stromversorgungsteil 13 in das erste Element 30X eingebettet, indem die Vorrichtung 20 und das erste Element 30X nahe zueinander und in Kontakt miteinander gebracht werden, um entweder die Vorrichtung 20 oder das erste Element 30X gegeneinander (oder miteinander) zu drücken. Zu diesem Zeitpunkt wird das Durchdringungselement 3 in das Durchgangsloch 32 und das Stromversorgungsteil 13 in das Durchgangsloch 33 eingesetzt.
Wie vorstehend beschrieben, erzielt das Herstellungsverfahren für die Elektronenröhre nach der zweiten Ausführungsform auch ähnliche Ergebnisse wie die oben beschriebene Ausführungsform. Darüber hinaus ist es unter Verwendung des ersten Elements 30X mit dem Durchgangsloch 32 und dem Durchgangsloch 33 möglich, das Anhaften des ersten Elements 30X an einer der Endflächen des Durchdringungselements 3 und des vom ersten Element 30X exponierten Stromversorgungsteils 13 zu unterdrücken, d.h. einer Oberfläche eines elektrischen Verbindungsteils, wenn dem Durchdringungselement 3 und dem Stromversorgungsteil 13 Strom zugeführt wird. Da eine Endseite des Durchdringungselements 3 und des Stromversorgungsteils 13 problemlos in das erste Element 30X eingeführt werden, ist es außerdem möglich, eine Änderung der Anordnung des Durchdringungselements 3 und des Stromversorgungsteils 13 beim Einbetten in das erste Element 30X zu unterdrücken.
[Dritte Ausführungsform]
Als nächstes wird eine dritte Ausführungsform beschrieben. In der Beschreibung der dritten Ausführungsform werden Punkte beschrieben, die sich von der ersten obigen Ausführungsform unterscheiden, und eine ähnliche Beschreibung wird weggelassen.
Wie in 10A dargestellt, unterscheidet sich die dritte Ausführungsform von der ersten Ausführungsform dadurch, dass bei einem Herstellungsverfahren einer Elektronenröhre ein Ende eines Durchdringungselements 3 und eines Stromversorgungsteils 13 von einem ersten Element 30 exponiert sind, so dass das Durchdringungselement 3 und das Stromversorgungsteil 13 durch das erste Element 30 hindurchgehen, um das Durchdringungselement 3 und das Stromversorgungsteil 13 im ersten Element 30 einzubetten. Dies bewirkt, wie in 10B dargestellt, dass ein Ende des Durchdringungselements 3 und des Stromversorgungsteils 13 von einer Oberfläche 30a des ersten Elements 30 in einem Zwischenkörper N1 der dritten Ausführungsform vorstehen. Infolgedessen ragt bei der Elektronenröhre gemäß der dritten Ausführungsform jeweils ein Ende des Durchdringungselements 3 und des Stromversorgungsteils 13 von einem Hauptkörperteil 5 nach außen (Atmosphärenseite).
Wie vorstehend beschrieben, erzielt das Herstellungsverfahren für die Elektronenröhre nach der dritten Ausführungsform ebenfalls ähnliche Ergebnisse wie die oben beschriebene Ausführungsform. Da außerdem ein Ende des Durchdringungselements 3 und des Stromversorgungsteil 13 vom ersten Element 30 exponiert sind, so dass das Durchdringungselement 3 und das Stromversorgungsteil 13 das erste Element 30 durchlaufen, ist es möglich, die Notwendigkeit des Polierens der Oberfläche 30a des ersten Elements 30 nach dem Einbetten in das erste Element 30 zu beseitigen, wodurch ein Fertigungsschritt vereinfacht werden kann. Da jeweils ein Ende des Durchdringungselements 3 und des Stromversorgungsteils 13 vorsteht, ist es außerdem möglich, den elektrischen Anschluss und damit die Stromversorgung an das Durchdringungselement 3 und das Stromversorgungsteil 13 zu erleichtern. Darüber hinaus ermöglicht die Verwendung des ersten Elements 30X, das in der zweiten Ausführungsform als erstes Element 30 verwendet wird, das Unterdrücken der Haftung des ersten Elements 30X an der Oberfläche des elektrischen Verbindungsteils, wenn dem Durchdringungselement 3 und dem Stromversorgungsteil 13 Strom zugeführt wird.
Es ist zu beachten, dass die vorliegende Ausführungsform wenigstens einen Teil der Merkmale anderer Ausführungsformen oder Modifikationen anstelle oder zusätzlich zu den Merkmalen der obigen ersten Ausführungsform beinhalten kann.
[Vierte Ausführungsform]
Als nächstes wird eine vierte Ausführungsform beschrieben. In der Beschreibung der vierten Ausführungsform werden Punkte beschrieben, die sich von der ersten Ausführungsform oben unterscheiden, und eine ähnliche Beschreibung wird weggelassen.
Wie in 11 A dargestellt, unterscheidet sich die vierte Ausführungsform von der ersten Ausführungsform dadurch, dass in einem Herstellungsverfahren einer Elektronenröhre anstelle der Vorrichtung 20 (siehe 4B) eine Vorrichtung 20A verwendet wird. Die Vorrichtung 20A ist ähnlich wie die Vorrichtung 20, mit der Ausnahme, dass ein Vorsprung 25 und eine Aussparung 26 an einer distalen Endfläche eines Vorsprungs 22 ausgebildet sind.
Wie in 11B dargestellt, wird bei einem Zwischenkörper N1 nach dem Herstellungsverfahren unter Verwendung der Vorrichtung 20A auf einer Bodenfläche 9a einer Aussparung 9 ein der Aussparung 26 entsprechender Vorsprung 34 und eine dem Vorsprung 25 entsprechende Aussparung 35 gebildet. Infolgedessen werden in der Elektronenröhre gemäß der vierten Ausführungsform der Vorsprung 34 und die Aussparung 35 auf der Unterseite 9a der Aussparung 9 gebildet, die einen Innenraum R bildet.
Wie vorstehend beschrieben, erzielt das Herstellungsverfahren für die Elektronenröhre nach der vierten Ausführungsform ebenfalls ähnliche Ergebnisse wie die oben beschriebene Ausführungsform. Weiterhin ist es durch die Bildung des Vorsprungs 34 und der Aussparung 35 auf der Unterseite 9a der Aussparung 9 möglich, eine Kriechstrecke im Innenraum R, insbesondere eine Kriechstrecke zwischen einer Anode A (Gegenelektrode 4) und einer Kathode K (Photoelektronen emittierendes Teil 14) und einem Durchdringungselement 3, zu verlängern und die Stehspannungsfähigkeit im Innenraum R weiter zu verbessern. Insbesondere kann die Aussparung 35 ein eingeschlossenes Gasvolumen vergrößern, wodurch eine höhere Lebensdauer der Elektronenröhre 1 ermöglicht wird.
Es ist zu beachten, dass in der Vorrichtung 20A der Vorsprung 25 und die Aussparung 26 an der distalen Endfläche des Vorsprungs 22 ausgebildet sind, es genügt jedoch, dass eine Aussparung und/oder ein Vorsprung und/oder ein rauer Oberflächenteil an wenigstens einem Teil einer den Vorsprung 22 bildenden Oberfläche ausgebildet ist/sind. Ebenso werden in der Elektronenröhre gemäß der vierten Ausführungsform der Vorsprung 34 und die Aussparung 35 auf der Unterseite 9a der Aussparung 9 ausgebildet, aber es genügt, dass eine Aussparung und/oder ein Vorsprung und/oder ein rauer Oberflächenteil auf wenigstens einem Teil einer den Innenraum R bildenden Oberfläche ausgebildet ist/sind. Der raue Oberflächenteil ist eine rauere Oberfläche als eine vorgegebene Rauheit und ist eine Oberfläche, auf der feine Unebenheiten gebildet sind, wie beispielsweise Satin. Die vorliegende Ausführungsform kann wenigstens einen Teil der Merkmale anderer Ausführungsformen oder Änderungen anstelle oder zusätzlich zu den Merkmalen der ersten Ausführungsform beinhalten.
[Fünfte Ausführungsform]
Als nächstes wird eine fünfte Ausführungsform beschrieben. In der Beschreibung der fünften Ausführungsform werden Punkte beschrieben, die sich von der obigen vierten Ausführungsform unterscheiden, und eine ähnliche Beschreibung wird weggelassen.
Wie in 12A dargestellt, unterscheidet sich die fünfte Ausführungsform von der vierten Ausführungsform dadurch, dass in einem Herstellungsverfahren einer Elektronenröhre eine Vielzahl von Vorsprüngen 61 und 62 in einem Presselement 60 vorgesehen sind, das ein erstes Element 30 drückt, um eine Vorrichtung 20A und das erste Element 30 nahe zueinander und in Kontakt miteinander zu bringen, um die Vorrichtung 20A oder das erste Element 30 gegeneinander (oder beide gegeneinander) zu pressen.
Die Vielzahl der Vorsprünge 61 und 62 sind in einem Kontaktbereich des Presselements 60 mit dem ersten Element 30 ausgebildet. Der Vorsprung 61 ist an einer Position vorgesehen, die einem Vorsprung 25 der Vorrichtung 20A über das erste Element 30 zugewandt ist. Der Vorsprung 62 ist an einer Position vorgesehen, die einer Aussparung 26 der Vorrichtung 20A über das erste Element 30 zugewandt ist.
Wie in 12B dargestellt, werden in einem Zwischenkörper N1 nach dem Herstellungsverfahren unter Verwendung des Presselements 60 auf einer Oberfläche 30a des ersten Elements 30 auf einer Seite gegenüber einer Seite einer Öffnung 9b einer Aussparung 9 eine Aussparung 36 und eine Aussparung 37 gebildet. Die Aussparung 36 wird durch den Vorsprung 62 gebildet. Die Aussparung 37 wird durch den Vorsprung 61 gebildet. Infolgedessen werden bei der Elektronenröhre gemäß der fünften Ausführungsform die Aussparung 36 und die Aussparung 37 auf einer Außenfläche auf einer Seite (Atmosphärenseite) gegenüber der Öffnungsseite 9b der Aussparung 9 in einem Hauptkörperteil 5 ausgebildet.
Wie vorstehend beschrieben, erzielt das Herstellungsverfahren für die Elektronenröhre nach der fünften Ausführungsform ebenfalls ähnliche Ergebnisse wie die oben beschriebene Ausführungsform. Weiterhin ist es durch Bilden der Aussparung 36 und der Aussparung 37 auf der Oberfläche des Hauptkörperteils 5 möglich, eine Kriechstrecke zwischen einem exponierten Teil (Basisendseite) eines Durchdringungselements 3 und dem exponierten Teil (Basisendseite) eines Stromversorgungsteils 13 auf einer Außenfläche der Elektronenröhre 1 zu verlängern und die Stehspannungsfähigkeit zu verbessern.
Es ist zu beachten, dass beim Presselement 60 der Vorsprung 61 und der Vorsprung 62 im Kontaktbereich mit dem ersten Element 30 ausgebildet sind, es genügt jedoch, dass eine Aussparung und/oder ein Vorsprung und/oder ein rauer Oberflächenteil ausgebildet ist/sind. Ebenso werden in der Elektronenröhre gemäß der fünften Ausführungsform die Aussparung 36 und die Aussparung 37 auf der Oberfläche des Hauptkörperteils 5 gebildet, aber es genügt, dass eine Aussparung und/oder ein Vorsprung und/oder ein rauer Oberflächenteil auf wenigstens einem Teil einer Außenfläche des Hauptkörperteils 5 ausgebildet ist/sind. Darüberhinaus kann die Vorrichtung 20 (siehe 4B) anstelle der Vorrichtung 20A verwendet werden, und ein Vorsprung 34 und eine Aussparung 35 auf einer Unterseite 9a der Aussparung 9 können entfallen.
Die vorliegende Ausführungsform kann wenigstens einen Teil der Merkmale anderer Ausführungsformen oder Änderungen anstelle oder zusätzlich zu den Merkmalen der vierten Ausführungsform beinhalten. Wie beispielsweise in 13A dargestellt, kann bei dem Herstellungsverfahren gemäß der vorliegenden Ausführungsform das erste Element 30X der zweiten Ausführungsform anstelle des ersten Elements 30 verwendet werden (siehe 12A).
Anstelle des mit dem Vorsprung 61 und dem Vorsprung 62 ausgebildeten Presselements 60 (siehe 12A) kann weiterhin ein mit einem Vorsprung 62 und einer Aussparung 63 ausgebildetes Presselement 60A verwendet werden. In diesem Fall wird, wie in 13B dargestellt, bei der Elektronenröhre gemäß der vorliegenden Ausführungsform auf der Oberfläche des Hauptkörperteils 5, auf einer Seite (Atmosphärenseite) gegenüber der Seite der Öffnung 9b der Aussparung 9, eine Aussparung 36 durch den Vorsprung 62 und ein Vorsprung 38 durch die Aussparung 63 gebildet.
Weiterhin können beispielsweise bei dem Herstellungsverfahren nach der vorliegenden Ausführungsform, ähnlich wie bei der dritten Ausführungsform, das Durchdringungselement 3 und das Stromversorgungsteil 13 eingebettet werden, wobei jeweils ein Ende des Durchdringungselements 3 und des Stromversorgungsteil 13 vom ersten Element 30 exponiert ist, so dass das Durchdringungselement 3 und das Stromversorgungsteil 13 durch das erste Element 30 hindurchgehen, um das Durchdringungselement 3 und das Stromversorgungsteil 13 im ersten Element 30 einzubetten. Bei der Elektronenröhre gemäß der vorliegenden Ausführungsform können jeweils ein Ende des Durchdringungselements 3 und des Stromversorgungsteils 13 aus der Oberfläche 30a des ersten Elements 30 herausragen.
Obwohl die Ausführungsformen vorstehend beschrieben wurden, ist ein Aspekt der vorliegenden Erfindung nicht auf die oben genannten Ausführungsformen beschränkt.
Die herzustellende Elektronenröhre kann folgende Konfiguration aufweisen. So kann beispielsweise ähnlich wie bei einer in 14A dargestellten Elektronenröhre 1B anstelle des Durchdringungselements 3 ein Durchdringungselement 3B vorgesehen sein (siehe 1). Das Durchdringungselement 3B weist den vergrößerten Teil 3b₁ und den Halteteil 3b₂ nicht auf (siehe 1). Das Durchdringungselement 3B ist kontinuierlich geneigt, so dass ein Durchmesser des Durchdringungselements 3B in Richtung der distalen Endseite über dessen gesamte Erstreckungsrichtung abnimmt, verläuft durch den Hauptkörperteil 5 des Gehäuses 2t und ragt von der Unterseite 9a der Aussparung 9 in den Innenraum R. Darüber hinaus ist eine distale Endfläche des Durchdringungselements 3B so ausgebildet, dass sie als Kathode K fungiert, ohne den Photoelektronen emittierenden Teil 14 separat bereitzustellen. Das heißt, da die Kathode K (Elektrode) integral mit dem Durchdringungselement 3B ausgebildet ist, reduziert sich die Anzahl der Fertigungsschritte und die Elektronenröhre 1 kann einfacher hergestellt werden. Da es kein Verbindungsteil gibt, kann zusätzlich eine Elektrode mit ausgezeichneter Erdbebensicherheit erhalten werden.
Die herzustellende Elektronenröhre kann nicht nur als Ultraviolettdetektor wie in der obigen Ausführungsform eingesetzt werden, sondern auch als Lichtquelle oder dergleichen als lichtemittierendes Element (Energieerzeugungselement) eingesetzt werden. So hat beispielsweise eine in 14B dargestellte Elektronenröhre 1C eine Struktur als Entladungslampe. Bei der Elektronenröhre 1C sind in einem Innenraum R ein Paar von Durchdringungselementen 3 angeordnet, Metallteile 53, die als Kathode K und Anode A dienen, sind an den jeweiligen distalen Endseiten der Durchdringungselemente 3 befestigt, und die Entladung zwischen beiden Elektroden ermöglicht den Betrieb als Lampe. Die Elektronenröhre 1C beinhaltet einen Sondenstift 51 und einen Zündstift 52, die durch den Hauptkörperteil 5 verlaufen und zur Entladung in den Innenraum R ragen. Der Metallteil 53, der Sondenstift 51 und der Zündstift 52 dienen als Elektroden zur Lichtemission.
Weiterhin hat beispielsweise eine in 15A dargestellte Elektronenröhre 1E eine Struktur als Entladungslampe. Bei der Elektronenröhre 1E sind in einem Innenraum R ein Paar von Durchdringungselementen 3 angeordnet, Metallteile 53, die als Kathode K und Anode A dienen, sind an den jeweiligen distalen Endseiten der Durchdringungselemente 3 befestigt, und die Entladung zwischen beiden Elektroden ermöglicht den Betrieb als Lampe. Die Elektronenröhre 1E beinhaltet einen Sondenstift 51, der durch den Hauptkörperteil 5 hindurchgeht und zur Entladung in den Innenraum R ragt, eine Zündelektrode (nicht dargestellt), die auf der Innenfläche des Deckelteils 6 vorgesehen und elektrisch mit dem Stromversorgungsteil 13 verbunden ist. Der Metallteil 53, der Sondenstift 51 und die Zündelektrode dienen als Elektroden zur Lichtemission.
Weiterhin hat beispielsweise eine in 15B dargestellte Elektronenröhre 1F eine Struktur als Entladungslampe. Bei der Elektronenröhre 1F sind ein Paar von Durchdringungselementen 3, Metallteile 54, die als Kathode K und Anode A dienen, in einem Innenraum R angeordnet, und Entladung zwischen beiden Elektroden ermöglicht den Betrieb als Lampe. In der vorliegenden Ausführungsform dienen allein die Metallteile 54 als Elektroden zur Lichtemission.
Weiterhin hat beispielsweise eine in 15C dargestellte Elektronenröhre 1G eine Elektronenquellenstruktur. Bei der Elektronenröhre 1G wird in einem Zustand, in dem ein Zielmaterial 56 gegenüber einem Emitter 14e angeordnet ist, der an der distalen Endseite des Durchdringungselements 3 befestigt ist, eine vorbestimmte Spannung zwischen dem Zielmaterial 56 und dem Emitter 14e angelegt, um ein solches elektrisches Feld zu bilden, das die von dem Emitter 14e emittierten Elektronen zum Zielmaterial 56 führt. In einem Fall, in dem das Zielmaterial 56 ein Phosphor ist, kann beispielsweise durch die Kollision von Elektronen eine Fluoreszenzlichtemission erzeugt werden. Darüber hinaus ermöglicht eine Änderung des Zielmaterials 56 auf verschiedene Materialien die Erzeugung von Röntgenstrahlen und die Übertragung von Elektronenstrahlen. Während des Betriebs wird der Innenraum R evakuiert. Der Emitter 14e dient als Elektrode zur Energieerzeugung.
In der obigen Ausführungsform ist das Dichtungsmaterial 16 auf der ersten Basisschicht 15 des ersten Elements 30 vorgesehen (siehe 7C). Alternativ kann das Dichtungsmaterial 16 auf der zweiten Basisschicht 17 des zweiten Elements 40 aufgebracht werden. Weiterhin kann in einem Fall, in dem Glasfritte für das Dichtungsmaterial 16 verwendet wird, die erste Basisschicht 15 und die zweite Basisschicht 17 entfallen.
In der obigen Ausführungsform ist das Stromversorgungsteil 13 am Umfang der Aussparung 9 im Hauptkörperteil 5 vorgesehen, wobei die Position des Stromversorgungsteils 13 jedoch nicht begrenzt ist. Es genügt, dass das Stromversorgungsteil 13 am Hauptkörperteil 5 so vorgesehen ist, dass es von der Oberfläche 30a des ersten Elements 30 die Oberfläche 30b durchdringt (innerhalb des ersten plattenförmigen Teils 7 und des Seitenwandteils 8). So kann beispielsweise ein erhöhter Teil an einer von vier Ecken der Aussparung 9 vorgesehen sein, so dass sich die Seitenfläche der Aussparung 9 nach innen wölbt, und das Stromversorgungsteil 13 kann so vorgesehen sein, dass es durch den erhöhten Teil hindurchgeht. In der obigen Ausführungsform ist der Isolierteil 12 integral mit dem Hauptkörperteil 5 ausgebildet, wobei der Isolierteil 12 jedoch getrennt vom Hauptkörperteil 5 ausgebildet werden kann.
In der obigen Ausführungsform ist ein Teil der Seitenfläche des Innenraumvorsprungs 11 mit dem Isolierteil 12 abgedeckt. Es genügt jedoch, dass wenigstens ein Teil der Seitenfläche des Innenraumvorsprungs 11 mit dem Isolierteil 12 abgedeckt ist. In der obigen Ausführungsform ist der gesamte vergrößerte Teil 3b₁ mit dem Isolierteil 12 abgedeckt, es genügt jedoch, dass wenigstens ein Teil des vergrößerten Teils 3b₁ mit dem Isolierteil 12 abgedeckt ist. Weiterhin weist das Durchdringungselement 3 den zylindrischen Halteteil 3b₂ am distalen Ende auf. Das Durchdringungselement 3 kann jedoch mit einer durchgehenden geneigten Oberfläche vom vergrößerten Teil 3b₁ bis zum distalen Ende versehen sein, ohne einen zylindrischen Teil aufzuweisen. Darüber hinaus hat die Elektronenröhre 1 allein eine Aussparung 9, aber eine einzelne Elektronenröhre kann eine Vielzahl von Aussparungen 9 aufweisen. In diesem Fall ist es auch möglich, eine einzelne Elektronenröhre in einem ungeteilten Zustand zu verwenden. In diesem Fall können die Innenräume R in der Vielzahl der Aussparungen 9 unabhängig voneinander oder miteinander in Verbindung stehen. In diesem Fall kann man einfach eine Elektronenröhre mit einer gewünschten Fläche erhalten. In den obigen Ausführungsformen sind die Materialien, Formen und Abmessungen der einzelnen Konfigurationen nicht auf die oben beschriebenen Materialien, Formen und Abmessungen beschränkt, und es können verschiedene Materialien, Formen und Abmessungen verwendet werden.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es möglich, ein Herstellungsverfahren für eine Elektronenröhre bereitzustellen, mit dem eine innere Struktur der Elektronenröhre einfach herzustellen ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 5500531 [0002]
JP 3470077 [0002, 0003]

Claims

Herstellungsverfahren für eine Elektronenröhre, wobei das Herstellungsverfahren umfasst: einen ersten Schritt mit: Bereitstellen eines ersten Elements aus einem Isoliermaterial und einer mit einem Vorsprung versehenen Vorrichtung, wobei der Vorsprung daneben angeordnet wird, sich zu einer distalen Endseite hin verjüngt und ein leitfähiges Element lösbar hält, und Erwärmen des ersten Elements und/oder der Vorrichtung auf eine Temperatur, bei der das erste Element schmelzen und sich verformen kann; nach dem ersten Schritt einen zweiten Schritt mit: in Kontakt bringen der Vorrichtung mit dem ersten Element, um zu ermöglichen, dass eine Vielzahl der Vorsprünge in das erste Element in einem Zustand eingebettet wird, in dem das erste Element und die Vielzahl der Vorsprünge einander zugewandt sind, Entfernen der Vorrichtung und Bilden eines Zwischenkörpers, wobei der Zwischenkörper das erste Element umfasst, in dem eine Vielzahl von Aussparungen ausgebildet ist, die sich zu einer Öffnungsseite hin weiten und der Vielzahl der Vorsprünge entsprechen, und eine Vielzahl der leitenden Elemente umfasst, die durch das erste Element hindurch verlaufen und in die Aussparungen ragen; und nach dem zweiten Schritt einen dritten Schritt mit: Bereitstellen eines zweiten Elements, wobei das zweite Element hermetisch mit dem Zwischenkörper verbunden wird, indem Öffnungen der Vielzahl von Aussparungen zum Bilden einer Vielzahl von Innenräumen, in denen ein Elektron emittiert wird, geschlossen werden, um einen verbundenen Körper zu bilden.
Herstellungsverfahren für eine Elektronenröhre nach Anspruch 1, ferner umfassend nach dem dritten Schritt einen vierten Schritt des Schneidens des verbundenen Körpers in eine Vielzahl von Elektronenröhren, die wenigstens einen der Innenräume aufzuweisen.
Herstellungsverfahren für eine Elektronenröhre nach Anspruch 1 oder 2, worin eine Seitenfläche des Vorsprungs der Vorrichtung kontinuierlich geneigt ist, so dass sich der Vorsprung zu einer distalen Endseite hin verjüngen kann.
Herstellungsverfahren für eine Elektronenröhre nach einem der Ansprüche 1 bis 3, worin der Vorsprung der Vorrichtung eine Halteaussparung aufweist, die konfiguriert ist, um in einem Zustand, in dem eine Endseite des leitenden Elements aus dem Vorsprung herausragt, eine andere Endseite des leitenden Elements zu halten; und ein Spalt wenigstens in einem Teil zwischen anderer Endseite des in der Halteaussparung gehaltenen leitenden Elements und einer Seitenfläche der Halteaussparung gebildet wird.
Herstellungsverfahren für eine Elektronenröhre nach Anspruch 4, wobei andere Endseite des in der Halteaussparung gehaltenen leitenden Elements einen vergrößerten Teil aufweist, der sich zur anderen Endseite hin weitet; und ein Spalt in wenigstens einem Teil zwischen dem vergrößerten Teil und einer Seitenfläche der Halteaussparung gebildet wird.
Herstellungsverfahren für eine Elektronenröhre nach Anspruch 5, wobei eine Seitenfläche des vergrößerten Teils kontinuierlich geneigt ist, so dass sich das leitende Element in Richtung der anderen Endseite des leitenden Elements weiten kann.
Herstellungsverfahren für eine Elektronenröhre nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei ein Bereich um den Vorsprung der Vorrichtung ein Stromversorgungselement lösbar hält; in dem zweiten Schritt die Vorrichtung mit dem ersten Element in Kontakt gebracht wird, um zu ermöglichen, dass weiterhin das Stromversorgungselement in das erste Element eingebettet wird, um den Zwischenkörper zu bilden, der weiterhin das Stromversorgungselement umfasst; und im dritten Schritt ein Gegenelektrodenelement auf dem zweiten Element bereitgestellt wird, um dem leitenden Element zugewandt zu sein, das in jede der Aussparungen ragt, und das Gegenelektrodenelement elektrisch mit dem Stromversorgungselement verbunden wird.
Herstellungsverfahren für eine Elektronenröhre nach einem der Ansprüche 1 bis 7, worin das zweite Element aus einem Isoliermaterial hergestellt ist.
Herstellungsverfahren für eine Elektronenröhre nach einem der Ansprüche 1 bis 8, worin eine Aussparung und/oder ein Vorsprung und/oder ein rauer Oberflächenteil auf wenigstens einem Teil einer den Vorsprung der Vorrichtung bildenden Oberfläche ausgebildet wird.
Herstellungsverfahren für eine Elektronenröhre nach einem der Ansprüche 1 bis 9, ferner umfassend nach dem ersten Schritt einen Schritt des Pressens einer Seite des ersten Elements mit einem Presselement, die einer mit der Vorrichtung in Kontakt stehenden Seite gegenüberliegt, wobei eine Aussparung und/oder ein Vorsprung und/oder eine rauer Oberflächenteil in einem Kontaktbereich des Pressenelements mit dem ersten Element ausgebildet wird.
Herstellungsverfahren für eine Elektronenröhre nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei im zweiten Schritt das leitende Element in das erste Element eingebettet wird, während ein Ende des leitenden Elements vom ersten Element exponiert wird, um es dem leitenden Element zu ermöglichen, durch das erste Element im Zwischenkörper zu verlaufen, oder das erste Element poliert wird, bis ein Ende des leitenden Elements vom ersten Element exponiert wird.