DE19854199C1 - Röntgenbildverstärker mit Klebemontagetechnik und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents

Abstract

Röntgenbildverstärker mit einer die Anode umgebenden, einen Teil des Vakuumgehäuses bildenden Anoden-Keramikhülse, auf deren einspringendem Innenrand eine Elektrode des Abbildungssystems befestigt ist, wobei paßgenau aufeinander aufsitzende Wandungsabschnitte der Anoden-Keramikhülse (1) und der Elektrode (5, 5', 5'') mittels eines vakuumfesten Klebers miteinander verbunden sind.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Röntgenbildverstärker mit einer die Anode umgebenden, einen Teil des Vakuumgehäuses bildenden Anoden-Keramikhülse, auf deren einspringendem Innenrand eine Elektrode des Abbildungssystems befestigt ist.

Bei einem derartigen, beispielsweise aus EP 0 429 694 A1 be­ kannten Röntgenbildverstärker verwendet man üblicherweise zur Befestigung der sog. E₃-Elektrode einen thermischen Schrumpf­ prozeß. Die aus Aluminium gefertigte Elektrode ist mit einem U-förmigen, den Stirnrand der Anoden-Keramikhülse umgreifen­ den Rand versehen, der auf die meist aus Al₂O₃-Keramik be­ stehende Anoden-Keramikhülse aufgeschrumpft wird, wobei die stark unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten von Alu­ minium und Al₂O₃ ausgenutzt werden. Die Elektrodendicke be­ trägt hierzu mindestens 1 bis 3 mm.

Aus der DE 42 08 540 A1 ist es bekannt, bei einem Röntgen­ bildverstärker eine Elektrode mit der Anoden-Keramikhülse durch Hartlöten zu verbinden.

Die Art der Befestigung durch Aufschrumpfen eignet sich lediglich für relativ dickwandige Aluminiumelektroden, ist aber für beispielsweise Stahlblechanoden nicht geeignet.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, für einen Röntgenbildverstärker der eingangs genannten Art eine neue Befestigung für die an der Anoden-Keramikhülse zu befesti­ gende Elektrode zu schaffen, die bei einfacher Fertigung und dauerhafter Halterung für alle beliebigen Elektrodenmate­ rialien geeignet ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß paßgenau aufeinander aufsitzende Wandungsabschnitte der Ano­ den-Keramikhülse und der Elektrode mittels eines vakuumfesten Klebers miteinander verbunden sind. Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung kann dabei vorgesehen sein, daß die Elektrode mit einem abgewinkelten, ebenen, in einer zur Achse des Röntgenbildverstärkers senkrechten Ebene am Stirn­ ende der Anoden-Keramikhülse anliegenden Randflansch versehen ist.

Insbesondere bei über das einspringende Ende der Anoden-Kera­ mikhülse nach innen überstehender Ausbildung der Elektrode, wie es bei manchen Röntgenbildverstärkern aus Abbildungsgrün­ den notwendig ist, kann statt dessen auch vorgesehen sein, daß die Anoden-Keramikhülse derart ausgebildet ist, daß am einspringenden Ende ein konusförmiger Sitz für einen Wan­ dungsabschnitt der Elektrode eingeformt ist.

In Weiterbildung der Erfindung kann der Kleber bevorzugt ein Polyimid-Lack sein, vorzugsweise in der Ausgangsform Poly­ amidocarbonsäure.

Die Elektrode besteht bevorzugt aus einem dünnwandigen Stahl­ blech, vorzugsweise einem Edelstahlblech von ca. 0,5 bis 1 mm Stärke, das durch Tiefziehen oder Rolldrücken in die ge­ wünschte Form gebracht wird.

Zur Kontaktierung der Elektroden ist neben der an sich be­ kannten Möglichkeit des Vorsehens eines elastischen, an der Außenwand der Elektrode anliegenden Taststifts bevorzugt eine Ausbildung vorgesehen, bei der der durch die Anoden-Keramik­ hülse geführte Anschlußkontakt über eine bis zum Anlagebe­ reich der Elektrode reichende Leitschicht auf der Innenwand der Anoden-Keramikhülse kontaktierend mit der Elektrode ver­ bunden ist.

Dies kann in Ausgestaltung der Erfindung dadurch erfolgen, daß in die Ecke zwischen der Leitschicht und dem anliegenden Wandungsabschnitt der Elektrode eine Kontaktwulst aus einer Leitpaste eingebracht ist.

Besonders bevorzugt ist dabei eine Ausbildung, bei der der Kleber elektrisch leitfähig ist und die Leitschicht sich bis auf den Befestigungs-Wandungsabschnitt der Anoden-Keramik­ hülse unter die Kleberschicht erstreckt. Um diese Leitfähig­ keit des Klebers zu erhalten, genügt es, dem Kleber etwas Ruß beizumischen, da angesichts der Tatsache, daß der Kontakt praktisch unbelastet ist, eine schwache Leitfähigkeit aus­ reicht.

Für die vom Anschlußkontakt zur Elektrode führende, auf der Innenwand der Anoden-Keramikhülse aufgebrachte Leitschicht eignet sich beispielsweise eine MoMn-Schicht.

Zur Herstellung eines Röntgenbildverstärkers mit einer der­ artigen geklebten E₃-Elektrode wird bevorzugt ein Polyimid- Lack der Ausgangsform Polyamidocarbonsäure verwendet, der ggf. nach einer geeigneten Verdünnung und nach Beimischung von Ruß auf die aneinander anliegenden Wandungsabschnitte der Elektrode und der Anoden-Keramikhülse aufgebracht und nach dem Evakuieren des Vakuumgehäuses bei Temperaturen von ca. 300 bis 400°C durch Imidizierung ausgehärtet wird. Bei dieser Aushärtung wird auch die ggf. vorgesehene Kontaktwulst aus einer Leitpaste, z. B. Silberleitpaste, mit eingebrannt.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfol­ genden Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigen:

Fig. 1 einen Ausschnitt aus einem Röntgenbildverstärker im Bereich der herkömmlichen Schrumpfbefestigung der sog. E₃-Elektrode,

Fig. 2 eine erfindungsgemäße Abwandlung zur Befestigung der Elektrodenstruktur mittels einer Klebetechnik,

Fig. 3 einen der Fig. 2 entsprechenden Ausschnitt mit ab­ gewandelter Stromzuführung vom Zuführungskontakt zur Elektrode,

Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer abgewandel­ ten Stromkontaktierung, und

Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel für eine Klebebefestigung einer anders als in den Fig. 1 bis 4 geformten Elektrode.

In Fig. 1 erkennt man angedeutet die aus Al₂O₃-Keramik beste­ hende Anoden-Keramikhülse 1, die Teil des Vakuumgehäuse ei­ nes Röntgenbildverstärkers ist. Diese Anoden-Keramikhülse springt radial in das Vakuumgehäuse 2 ein, wobei auf diesem Vakuumgehäuse in nicht gezeigter, aber an sich bekannter Weise noch weitere Abbildungselektroden angeordnet sein kön­ nen. Im vorliegenden Fall geht es um die Befestigung der sog. E₃-Elektrode, die direkt auf dem einspringenden Rand 3 der Anoden-Keramikhülse 1 befestigt ist. Zur Befestigung dieser die Anode 4 umgebenden sog. E₃-Elektrode ist bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel eines herkömmlichen Röntgen­ bildverstärkers vorgesehen, daß die Elektrode 5 aus relativ dickwandigem, 1 bis 3 mm starkem Aluminium mit einem U-förmi­ gen Abschnitt 6 versehen ist, der den einspringenden Rand der Anoden-Keramikhülse umgreift. Zur Befestigung ist eine ther­ mische Schrumpfbefestigung vorgesehen, bei der die stark un­ terschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten von Aluminium und Al₂O₃ ausgenutzt werden.

Um beispielsweise dünne Stahlblechelektroden an der Anoden- Keramikhülse 1 befestigen zu können, ist dieses thermische Aufschrumpfen wie bei einer Aluminiumelektrode 5 nicht mög­ lich.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen, mittels Klebetechnik befestigten dünnwandigen Edelstahlblechelektrode 5' ist deshalb die Anoden-Keramikhülse 1 um den Randabschnitt 3' verlängert aus­ gebildet und die Elektrode 5' weist einen abgewinkelten, ebe­ nen Randflansch 7 auf, der an der Stirnfläche 8 der Anoden- Keramikhülse anliegt und dort mit Hilfe einer vakuumfesten Kleberschicht 9, vorzugsweise aus einem Polyimid-Lack, be­ festigt ist. Bei 10 erkennt man einen durch die Anoden-Kera­ mikhülse geführten Anschlußkontakt, der entweder durch einen federnd ausgebildeten Kontaktstift 11 mit der Außenfläche der Elektrode kontaktierend verbunden sein kann, oder aber auch durch eine auf die Innenwand der Anoden-Keramikhülse aufge­ brachte Leitschicht 12, beispielsweise aus MoMn, die im Be­ reich der Klebebefestigungsstelle kontaktierend mit der Elek­ trode 5' verbunden ist.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist zur Verbesserung des Kontakts zwischen der Leitschicht 12 und der Elektrode 5' eine Wulst 13 aus einer Leitpaste, insbesondere Silberleitpaste, eingebracht. Bevorzugt ist die Ausbildung der Kontaktierung gemäß Fig. 4. Bei dieser Ausbildung ist die Leitschicht, beispielsweise aus MoMn, bis über die Stirnflä­ che 8 der Anoden-Keramikhülse 1 gezogen und verläuft flächig unter der darauf aufgebrachten Kleberschicht 9, vorzugsweise aus Polyimid-Lack. Dabei ist dem Polyimid-Lack Ruß beige­ mischt, so daß die Kleberschicht 9 eine wenn auch geringe Leitfähigkeit aufweist, die aber wegen der Nichtbelastung dieser Kontaktstelle ausreichend ist.

Die Fig. 5 zeigt eine erfindungsgemäße Klebebefestigung für eine E₃-Elektrode eines Röntgenbildverstärkers bei einer an­ ders ausgebildeten Elektrode. In diesem Fall ist die Anoden- Keramikhülse 1 am einspringenden Ende mit einem konischen Wandungsabschnitt 14 versehen, an dem ein entsprechender Wandungsabschnitt der konischen Elektrode 5" paßgenau unter Zwischenordnung einer Kleberschicht 9 und der unter ihr nach oben gezogenen Leitschicht 12 befestigt und kontaktiert ist. Auch in diesem Fall ist natürlich die Kleberschicht 9 wieder zumindest schwach leitfähig und besteht auch in diesem Fall bevorzugt aus einem Polyimid-Lack mit beigemischten Bestand­ teilen zur Erzielung einer Leitfähigkeit, beispielsweise Ruß.

Damit der Kleber ausreichend vakuumfest ist, also nach dem Abbindeprozeß weder ausgast noch sich zersetzt, und dies bei Temperaturen von 250 bis 280°C über mehrere Stunden hinweg, wird vorzugsweise ein Polyimid-Lack in der Ausgangsform Polyamidocarbonsäure verwendet, der in geeigneter Weise, z. B. im Verhältnis 1 : 2, verdünnt werden kann. Die Imidisierung er­ folgt dann bei Temperaturen von ca. 300 bis 400°C unter Va­ kuum oder Stickstoffspülung. Niedrigere Temperaturen verlän­ gern die Prozeßzeit.

Zur Erzielung einer ausreichenden Leitfähigkeit des Polyimid- Lacks werden 5 bis 10 g Ruß, beispielsweise Gasruß, dem Aus­ gangslackprodukt beigemischt und dabei über mehrere Stunden mit einem Flügelrührstab durchmischt. Die Mischung wird vor­ zugsweise mit einem Pinsel auf die entsprechenden Befesti­ gungswandungsabschnitte aufgetragen und danach eine Vaku­ umentgasung von einigen Minuten Dauer durchgeführt. Danach erfolgt schließlich die Imidisierung bei Temperaturen von 300°C bis 450C über einige Stunden. Die genaue Zeit ist ex­ perimentell zu ermitteln und hängt vom jeweils verwendeten Lack ab.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbei­ spiele beschränkt. Neben der Verwendung auch anderer vakuum­ fester Kleber lassen sich selbstverständlich praktisch sämt­ liche denkbare Formen der E₃-Elektrode durch entsprechende Ausbildung der Gegenflächen an der Anoden-Keramikhülse mit Hilfe der erfindungsgemäßen Klebetechnik dauerhaft befesti­ gen.

Claims (12)

1. Röntgenbildverstärker mit einer die Anode umgebenden, einen Teil des Vakuumgehäuses bildenden Anoden-Keramikhülse, auf deren einspringendem Innenrand eine Elektrode des Abbil­ dungssystems befestigt ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß paßgenau aufeinander aufsitzende Wan­ dungsabschnitte der Anoden-Keramikhülse (1) und der Elektrode (5, 5', 5") mittels eines vakuumfesten Klebers miteinander verbunden sind.

2. Röntgenbildverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode (5') mit einem abgewinkelten, ebenen, in einer zur Achse des Röntgen­ bildverstärkers senkrechten Ebene an der Stirnfläche (8) der Anoden-Keramikhülse (1) anliegenden Randflansch (7) versehen ist.

3. Röntgenbildverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anoden-Keramikhülse derart ausgebildet ist, daß am einspringenden Ende (3) ein konusförmiger Wandungsabschnitt(14) als Sitz für einen Wan­ dungsabschnitt der Elektrode (5") eingeformt ist.

4. Röntgenbildverstärker nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kle­ ber ein Polyimid-Lack ist.

5. Röntgenbildverstärker nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der durch die Anoden-Keramikhülse (1) geführte Anschlußkontakt (10) eine bis zum Anlagebereich der Elektrode (5', 5") reichende Leitschicht (12) auf der Innenwand der Anoden-Keramikhülse (1) kontaktierend mit der Elektrode (5', 5") verbunden ist.

6. Röntgenbildverstärker nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitschicht (12) aus MoMn besteht.

7. Röntgenbildverstärker nach Anspruch 5 oder 6, da­ durch gekennzeichnet, daß in die Ecke zwischen der Leitschicht (12) und dem anliegenden Wandungsab­ schnitt der Elektrode (5') eine Kontaktwulst (13) aus einer Leitpaste eingebracht ist.

8. Röntgenbildverstärker nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kle­ ber elektrisch leitfähig ist und daß die Leitschicht (12) sich bis auf den Befestigungswandungsabschnitt der Anoden- Keramikhülse unter die Kleberschicht (9) erstreckt.

9. Röntgenbildverstärker nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß dem Kleber Ruß beigemischt ist.

10. Röntgenbildverstärker nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Elek­ trode (5', 5") aus dünnwandigem Stahlblech besteht.

11. Röntgenbildverstärker nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode (5', 5") aus einem Edelstahlblech von ca. 0,5 bis 1 mm Stärke durch Tiefziehen oder Rolldrücken gebildet ist.

12. Verfahren zur Herstellung eines Röntgenbildverstärkers nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch geke­ nnzeichnet, daß ein Polyimid-Lack der Ausgangs­ form Polyamidocarbonsäure verwendet wird, der ggf. nach Ver­ dünnung und Beimischung von Ruß auf den Kontakt-Wandungsab­ schnitt der Anoden-Keramikhülse zur Elektrode aufgebracht und nach dem Evakuieren des Vakuumgehäuses bei Temperaturen von ca. 300 bis 400°C durch Imidizierung ausgehärtet wird.