JP2002110075A - Open type x-ray tube - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、開放型Ｘ線管に係
わり、特に、高圧プラグを高電圧導入碍子に挿入して負
の高電圧を陰極に印加し、放出電子を加速収束して、陽
極ターゲットに衝突させ、Ｘ線を発生させるＸ線管の高
電圧導入碍子構造に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an open-type X-ray tube, and more particularly, to inserting a high-voltage plug into a high-voltage introducing insulator to apply a negative high voltage to a cathode to accelerate and converge emitted electrons. The present invention relates to a high voltage introducing insulator structure of an X-ray tube that collides with an anode target to generate X-rays.
【０００２】[0002]
【従来の技術】微細な内部構造を非破壊検査法で観察す
る手法が各分野で要求されている。例えば、半導体パッ
ケージングの開発や実装検査・品質保証のために、微小
焦点を有するＸ線管を使って内部の欠陥などが調べられ
ている。このＸ線管は開放型構造で、ターゲットに厚さ
が薄いタングステンプレートを使用し、収束された電子
ビームを、このターゲットに打ち込み、そこで発生する
Ｘ線を放射するものである。検査部品の微細な構造を観
察するため、焦点寸法は微細なものが使われている。2. Description of the Related Art Techniques for observing a fine internal structure by a nondestructive inspection method are required in various fields. For example, for the purpose of semiconductor packaging development, mounting inspection, and quality assurance, internal defects and the like are examined using an X-ray tube having a minute focus. This X-ray tube has an open structure, uses a thin tungsten plate as a target, shoots a focused electron beam into the target, and emits X-rays generated there. In order to observe the fine structure of the inspection component, a fine focal dimension is used.
【０００３】このＸ線管はマイクロフォーカスＸ線管と
呼ばれ、真空容器内で熱陰極から出発した電子ビーム
を、電子レンズにより収束させて、ターゲット上の１〜
２００μｍの寸法の微小領域に打ち込み、そこで生じる
Ｘ線を利用するものである。マイクロフォーカスＸ線管
のうち、特に焦点寸法が微小化できるものは、開放型と
呼ばれるタイプのものである。開放型のＸ線管は、真空
容器の開閉機構と、真空排気ポンプを具備しており、熱
陰極やターゲット材を交換できるという特徴をもつ。こ
のため、開放型のマイクロフォーカスＸ線管では、熱陰
極やターゲットの寿命を犠牲にして熱陰極の温度を上げ
て焦点寸法を微細化したり、高管電圧、高管電流の条件
で焦点寸法を微細化することが可能である。[0003] This X-ray tube is called a microfocus X-ray tube, and an electron beam starting from a hot cathode in a vacuum vessel is converged by an electron lens to form an electron beam on a target.
The device is used to strike a minute region having a size of 200 μm and use X-rays generated there. Among the microfocus X-ray tubes, those whose focal dimensions can be miniaturized are of the so-called open type. The open type X-ray tube includes a vacuum vessel opening / closing mechanism and a vacuum exhaust pump, and has a feature that a hot cathode and a target material can be exchanged. For this reason, in an open-type microfocus X-ray tube, the focal length is reduced by raising the temperature of the hot cathode and sacrificing the life of the hot cathode and the target, or by reducing the focal length under conditions of high tube voltage and high tube current. It is possible to miniaturize.
【０００４】開放型のＸ線管は、さらに透過型と反射型
と呼ばれる２つのタイプに分類される。透過型では、タ
ーゲット面から見て電子ビームと出力Ｘ線が反対側に位
置するのに対し、反射型では、ターゲット面から見て電
子ビームと出力Ｘ線が同じ側に位置する。透過型、反射
型とも、電子ビームをターゲット上の微小領域に収束し
てＸ線の焦点寸法を微細化する機構は同じである。[0004] Open-type X-ray tubes are further classified into two types called transmission type and reflection type. In the transmission type, the electron beam and the output X-ray are located on opposite sides when viewed from the target surface, whereas in the reflection type, the electron beam and the output X-ray are located on the same side as viewed from the target surface. The mechanism for converging an electron beam to a minute region on a target and reducing the focal size of X-rays is the same for both the transmission type and the reflection type.
【０００５】図３に開放透過型Ｘ線管の断面構造を示
す。このＸ線管はカソード部２０（下部）とアノード部
２１（中部）とターゲット部２２（上部）から構成さ
れ、各部はＯ−リングで互いに真空気密に連結されてお
り、ターボポンプとロータリーポンプ（図示せず）によ
る２段引きがされた真空チャンバ５を形成している。カ
ソード部２０は、高電圧ケーブル挿込口１７に高電圧ケ
ーブルが挿し込まれ、ウエネルト２の電極とフィラメン
ト１に負の高電圧が印加される。アノード部２１、ター
ゲット部２２及び真空チャンバ５の外装は接地電位に保
たれている。高電圧ケーブル（図示されていない）から
フィラメント１に電圧が印加され電流が流れ加熱される
と、熱電子が放出されアノード４に向かって加速され、
電子ビームを形成する。アノード部２１はレンズホルダ
７にアノード４とパイプ６を組み込んだものである。電
子ビームはパイプ６の中空部を通り、ターゲット部２２
の収束コイル８によって微小な径の電子ビームに収束さ
れターゲット１２に突入する。FIG. 3 shows a sectional structure of an open transmission X-ray tube. The X-ray tube includes a cathode section 20 (lower section), an anode section 21 (middle section), and a target section 22 (upper section). Each section is vacuum-tightly connected to each other by an O-ring, and a turbo pump and a rotary pump ( (Not shown) to form a vacuum chamber 5 which is drawn in two steps. In the cathode section 20, a high-voltage cable is inserted into the high-voltage cable insertion port 17, and a negative high voltage is applied to the electrodes of the Wehnelt 2 and the filament 1. The anode unit 21, the target unit 22, and the exterior of the vacuum chamber 5 are kept at the ground potential. When a voltage is applied to the filament 1 from a high-voltage cable (not shown) and a current flows and is heated, thermions are emitted and accelerated toward the anode 4,
Form an electron beam. The anode part 21 is obtained by incorporating the anode 4 and the pipe 6 into the lens holder 7. The electron beam passes through the hollow portion of the pipe 6 and passes through the target portion 22.
Is converged into an electron beam having a very small diameter by the focusing coil 8 and enters the target 12.
【０００６】ターゲット部２２はポールピース下９の円
筒内に収束コイル８を組み込み、ポールピース上１０の
上部と、ターゲットホルダ１１の間にＸ線透過窓１４が
サンドイッチされた状態で組込まれており、アルミニウ
ムの厚みＴ＝０．５ｍｍ程度のＸ線透過窓１４上の内側
に、ターゲット１２がマウントされている。ターゲット
１２は、例えば、厚さが５０μｍ程度のタングステンが
使われたり、ターゲット１２をＸ線透過窓１４に直接成
膜したりしている。The target portion 22 incorporates the converging coil 8 in a cylinder below the pole piece 9, and the X-ray transmitting window 14 is sandwiched between the upper portion of the pole piece 10 and the target holder 11. The target 12 is mounted inside the X-ray transmission window 14 having a thickness T of aluminum of about 0.5 mm. For example, the target 12 is made of tungsten having a thickness of about 50 μm, or the target 12 is formed directly on the X-ray transmission window 14.
【０００７】このターゲット１２に電子ビームが突入す
ると、そこでＸ線を放射する。その放射方向は指向性を
持っており、透過した方向のＸ線ビームを利用してい
る。Ｘ線管のＸ線条件は管電圧は３０〜１６０ｋＶ、管
電流は〜１ｍＡ程度で、マイクロフォーカスで焦点寸法
は１〜２００μｍ程度のものが使われている。When an electron beam enters the target 12, X-rays are emitted there. The radiation direction has directivity, and an X-ray beam in the transmitted direction is used. The X-ray tube has a X-ray tube voltage of 30 to 160 kV, a tube current of about 1 mA, and a microfocus having a focal size of about 1 to 200 μm.
【０００８】そして、図４に示すように、１００ｋＶ級
の高電圧を高圧電源からＸ線管に導入するためには、互
換性のためにコーン状ターミナルを有する高圧プラグ２
３を備えた高電圧のケーブル２５が使用される。この高
圧プラグ２３はケーブル２５からの高圧導線が、取付ス
リーブ２４でバインドされ、ゴムで成形された高圧プラ
グ２３の中心を通り、先端に設けられた電極２８、電極
２９、電極３０に接続され、支持部２６上に各電極が設
けられている。Then, as shown in FIG. 4, in order to introduce a high voltage of 100 kV class from a high voltage power supply to the X-ray tube, a high voltage plug 2 having a cone-shaped terminal for compatibility is required.
A high voltage cable 25 with 3 is used. The high-voltage plug 23 has a high-voltage lead from a cable 25 bound with a mounting sleeve 24, passes through the center of the high-pressure plug 23 formed of rubber, and is connected to an electrode 28, an electrode 29, and an electrode 30 provided at the distal end. Each electrode is provided on the support 26.
【０００９】そして、図５に示すように、高圧プラグ２
３を挿入するＸ線管側の高電圧導入碍子３は、高電圧の
ケーブル２５のターミナル形状（雄型）に合致したレセ
プタクル形状（雌型）になっている。高電圧導入碍子３
は、一般的には電気的絶縁性の良い樹脂にて製作される
が、高真空が必要な場合など、用途によってはセラミッ
クスにて製作される場合もある。そして、接地電位とな
るフランジ３３に、エポキシ系の樹脂で成形された高電
圧導入碍子３と、その内筒の先端部分に設けられた電子
発生源のフィラメント１と、ウエネルト２に電圧を印加
するための、リング状のリング電極２９ａとリング電極
３０ａと、その中央部にピン状に突出したピン電極２８
ａが設けられ、その各電極からリード線３１を介してピ
ン３２に成形接続されている。高圧プラグ２３が高電圧
導入碍子３に挿入されると、高圧プラグ２３の先端の電
極２８、電極２９、電極３０が、高電圧導入碍子３の内
筒底部に設けられたピン電極２８ａ、リング電極２９
ａ、リング電極３０ａに接触し導通する。Then, as shown in FIG.
The high voltage introducing insulator 3 on the X-ray tube side into which the 3 is inserted has a receptacle shape (female type) that matches the terminal shape (male type) of the high voltage cable 25. High voltage induction insulator 3
Is generally made of a resin having good electrical insulation properties, but may be made of ceramics depending on the application such as when a high vacuum is required. Then, a voltage is applied to the high voltage introducing insulator 3 molded of an epoxy resin, the electron generating filament 1 provided at the tip of the inner cylinder, and the Wehnelt 2 to the flange 33 serving as the ground potential. And a ring electrode 29a and a ring electrode 30a, and a pin electrode 28 protruding in a pin shape at the center thereof.
a is provided, and each electrode is formed and connected to a pin 32 via a lead wire 31. When the high-voltage plug 23 is inserted into the high-voltage introducing insulator 3, the electrode 28, the electrode 29, and the electrode 30 at the tip of the high-voltage plug 23 become the pin electrode 28 a provided at the bottom of the inner cylinder of the high-voltage introducing insulator 3 and the ring electrode. 29
a, it contacts the ring electrode 30a and conducts.
【００１０】[0010]
【発明が解決しようとする課題】従来の開放型Ｘ線管は
以上のように構成されているが、高電圧導入碍子３の真
空側に曝される部分の材料がエポキシ系の樹脂で成形さ
れていると、その表面からのガス放出が多く、Ｘ線管の
真空チャンバ５内を１×１０−８Ｔｏｒｒ台以上にする
ことが難しくなり、フィラメント９の長寿命化に対応す
ることができない。また、高電圧導入碍子３全体の素材
を、高真空で利用されている放出ガスの少ないセラミッ
ク製にすると、高電圧のケーブル２５の高圧プラグ２３
を挿入して嵌合する際に、高圧プラグ２３の先端の金属
端子（電極２８、２９、３０）が高電圧導入碍子３の内
面にこすれて金属粉が発生し、これが高電圧導入碍子３
の内面のセラミックスの表面に目詰まりして耐電圧不良
を起こすという問題がある。The conventional open-type X-ray tube is constructed as described above, but the material of the portion of the high-voltage introducing insulator 3 exposed to the vacuum side is made of epoxy resin. In this case, a large amount of gas is released from the surface, making it difficult for the vacuum chamber 5 of the X-ray tube to have a pressure on the order of 1 × 10 −8 Torr or more. Further, if the whole material of the high voltage introducing insulator 3 is made of ceramic which is used in a high vacuum and emits a small amount of gas, the high voltage plug 23 of the high voltage cable 25 can be used.
Is inserted and fitted, the metal terminals (electrodes 28, 29, 30) at the tip of the high-voltage plug 23 rub against the inner surface of the high-voltage introducing insulator 3 to generate metal powder.
There is a problem in that the surface of the ceramic on the inner surface is clogged to cause a withstand voltage failure.
【００１１】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、高電圧導入碍子の真空側に曝される材
料表面からのガス放出が少なく、かつ、高圧プラグを装
着する時に、高圧プラグの各電極が高電圧導入碍子の内
側に擦れても金属粉が発生しにくいようにした開放型Ｘ
線管を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such circumstances, and has a low gas emission from a material surface exposed to the vacuum side of a high-voltage introducing insulator, and a high-pressure plug is mounted. Open type X that prevents metal powder from being generated even when the electrodes of the high-voltage plug rub against the inside of the high-voltage induction insulator
It is intended to provide a wire tube.
【００１２】[0012]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の開放型Ｘ線管は、高圧プラグを高電圧導入
碍子に挿入して高電圧を電極に印加し、陰極のフィラメ
ントから放出した電子を加速収束させ陽極のターゲット
に衝突させてＸ線を発生する開放型Ｘ線管において、前
記高電圧導入碍子をセラミックス製とし、かつ前記高圧
プラグが挿入される高電圧導入碍子の内面にグレーズ処
理を施したものである。In order to achieve the above object, an open type X-ray tube according to the present invention comprises a high voltage plug inserted into a high voltage introducing insulator, a high voltage applied to an electrode, and a high voltage applied to a cathode filament. In an open X-ray tube in which emitted electrons are accelerated and converged to collide with a target of an anode to generate X-rays, the high-voltage introducing insulator is made of ceramics, and an inner surface of the high-voltage introducing insulator into which the high-voltage plug is inserted. Has been subjected to a glaze process.
【００１３】本発明の開放型Ｘ線管は上記のように構成
されており、高電圧導入碍子をガス放出が少ないセラミ
ックス製にし、高電圧導入碍子の高圧プラグ挿入部分の
内面テーパ部にグレーズ処理を施し、表面平滑化を行な
う。このグレーズ処理は、セラミックス表面に付着する
汚れを防止する等の目的でおこなわれる表面平滑化処理
であり、そのため、グレーズ処理を施すことにより、内
面のセラミックス表面粗さが改善され、平滑化されるた
め、高電圧ケーブルの高圧プラグを挿入する時に、高圧
プラグ先端の金属端子が内面セラミックスと擦れること
による金属粉の発生を低減し、セラミックス表面に付着
する汚れを防止することができる。The open type X-ray tube of the present invention is constituted as described above, and the high voltage introducing insulator is made of ceramics with little gas emission, and the inner surface taper portion of the high voltage introducing insulator at the high pressure plug insertion portion is glazed. And smoothing the surface. This glaze treatment is a surface smoothing treatment performed for the purpose of preventing dirt adhering to the ceramic surface, and therefore, by performing the glaze treatment, the inner ceramic surface roughness is improved and smoothed. Therefore, when the high-voltage plug of the high-voltage cable is inserted, the generation of metal powder due to the metal terminal at the tip of the high-voltage plug rubbing against the inner ceramic can be reduced, and the dirt attached to the ceramic surface can be prevented.
【００１４】[0014]
【発明の実施の形態】本発明の開放型Ｘ線管の一実施例
を図１を参照しながら説明する。図１は本発明の開放型
Ｘ線管の断面構造を示す図である。本開放型Ｘ線管は、
電子ビームを発生するカソード部２０と、その電子ビー
ムを加速するアノード部２１と、加速された電子ビーム
を収束してＸ線透過窓１４の裏側に設けられたターゲッ
ト１２にあてＸ線を透過方向に発生させるターゲット部
２２から構成されている。本開放型Ｘ線管は、従来の図
３に示す開放型Ｘ線管と比較して、高電圧導入碍子３の
材質と、大気側の高圧プラグ２３が挿入される内表面の
状態が異なり、その他は同じである。本開放型Ｘ線管の
高電圧導入碍子３側は、図２に示すように、真空チャン
バ５に取付けられるフランジ３３と、セラミックスで成
形されフランジ３３に取付けられ高圧プラグ２３が挿入
される内面テーパ部上にグレーズ処理が施されたグレー
ズ処理テーパ部１９を有する高電圧導入碍子３と、その
高電圧導入碍子３の先端部分に成形埋設されたリング電
極２９ａとリング電極３０ａとピン電極２８ａとそのリ
ード線３１と出力端子のピン３２とから構成されてい
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the open X-ray tube according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a view showing a cross-sectional structure of an open type X-ray tube according to the present invention. This open type X-ray tube is
A cathode section 20 for generating an electron beam, an anode section 21 for accelerating the electron beam, and an X-ray transmitting direction in which the accelerated electron beam is converged and directed to a target 12 provided behind the X-ray transmission window 14. And a target section 22 for generating the target. This open-type X-ray tube differs from the conventional open-type X-ray tube shown in FIG. 3 in the material of the high-voltage introduction insulator 3 and the state of the inner surface into which the high-pressure plug 23 on the atmosphere side is inserted. Others are the same. As shown in FIG. 2, the high voltage introducing insulator 3 side of the open type X-ray tube has a flange 33 attached to the vacuum chamber 5 and an inner taper formed of ceramics and attached to the flange 33 and into which the high pressure plug 23 is inserted. High voltage introducing insulator 3 having a glazed tapered portion 19 on which the glazing process has been performed, and a ring electrode 29a, a ring electrode 30a, a pin electrode 28a and a ring electrode 29a formed and embedded at the tip of the high voltage introducing insulator 3. It is composed of a lead wire 31 and an output terminal pin 32.
【００１５】高電圧導入碍子３は、高電圧導入碍子３の
真空に曝される部分にガス放出の少ないセラミックスが
用いられ、一方、高電圧導入碍子３の高圧プラグ２３が
挿入される大気側もセラミックスが用いられ、そのセラ
ミックス表面の内面テーパ部１８上にグレーズ処理が施
され、グレーズ処理テーパ部１９が形成される。高電圧
導入碍子３の真空側にセラミックスを用いているので、
その表面からのガス放出が少なく、Ｘ線管の真空チャン
バ５内を１×１０−８Ｔｏｒｒ台以上にすることがで
き、フィラメント１の長寿命化に対応することができ
る。The high-voltage introducing insulator 3 is made of ceramics which emits little gas in a portion of the high-voltage introducing insulator 3 which is exposed to a vacuum. A ceramic is used, and a glazing process is performed on the inner surface tapered portion 18 of the ceramic surface to form a glazed tapered portion 19. Since ceramic is used on the vacuum side of the high-voltage insulator 3,
Gas release from the surface is small, and the inside of the vacuum chamber 5 of the X-ray tube can be set to 1 × 10 −8 Torr or more, so that the life of the filament 1 can be extended.
【００１６】また、高電圧導入碍子３の大気側にグレー
ズ処理が施されたセラミックスが用いられ、グレーズ処
理は、セラミックス表面に付着する汚れを防止する等の
目的でおこなわれる表面平滑化処理である。一般にセラ
ミックスの焼結過程では、原料粉末の一部が他の粉末と
固溶し、一部の粉末が消失すると同時に、他のセラミッ
クス粉末が粒子（Ｇｒａｉｎ）として成長する過程を繰
り返し緻密なセラミックスとなる。この際に、特定の粒
子だけが異常に大きくなる成長（異常粒成長）がある
と、焼成後、セラミックスの微構造は乱れ、巨大粒子と
微粒子が混在したような凹凸の存在する面を形成する。
このような微構造では平滑な面は望めず、いかに均一に
粒子を成長させるかが表面の平滑化のための必要条件と
なる。このため、セラミックスの表面にグレーズ（Ｇｌ
ａｚｅ：うわ薬、艶だし）を形成し、平滑にすることが
行われる。Further, a ceramic whose glazing treatment is applied to the atmosphere side of the high voltage introducing insulator 3 is used, and the glazing treatment is a surface smoothing treatment which is performed for the purpose of preventing dirt attached to the ceramic surface. . In general, in the sintering process of ceramics, a part of the raw material powder dissolves with other powders and a part of the powders disappears, and at the same time, the process of growing other ceramic powders as particles (Grain) is repeated to form a dense ceramic. Become. At this time, if there is a growth in which only specific particles become abnormally large (abnormal grain growth), after firing, the microstructure of the ceramic is disturbed, and a surface having irregularities such as a mixture of giant particles and fine particles is formed. .
With such a microstructure, a smooth surface cannot be expected, and how to grow the particles uniformly is a necessary condition for smoothing the surface. For this reason, glaze (Gl
(aze: glaze, glaze) is formed and smoothed.
【００１７】グレーズ材料の組成は、母材により異なる
が、アルミナの場合、％表示でＳｉＯ２４１、ＰｂＯ４
３、Ａｌ２Ｏ３３．１、Ｂ２Ｏ３４．５、ＣａＯ７．
０、ＺｎＯ０．２、Ｎａ２Ｏ２．０４、Ｋ２Ｏ１．４８
であり、その軟化点は５００℃である。そして、グレー
ズ処理を施すことにより、内面のセラミックス表面粗さ
が改善され、平滑化される。表面が非常に滑らかである
ので、高圧プラグ２３を挿入する時に、高圧プラグ２３
先端の金属端子が内面グレーズ処理されたセラミックス
表面に擦れることによる金属粉の発生が少なくなり、さ
らに、セラミックス表面が平滑であるために金属粉の付
着による汚れが発生しにくい。The composition of the glaze material varies depending on the base material, but in the case of alumina, SiO 2 41, PbO 4
3, Al 2 O 3 3.1, B 2 O 3 4.5, CaO7.
0, ZnO 0.2, Na 2 O 2.04, K 2 O 1.48
And its softening point is 500 ° C. By performing the glaze treatment, the ceramic surface roughness on the inner surface is improved and smoothed. Since the surface is very smooth, when inserting the high-pressure plug 23,
The generation of metal powder due to the metal terminal at the tip rubbing against the ceramic surface that has been subjected to the internal glaze treatment is reduced, and the smoothness of the ceramic surface makes it difficult for stains due to the adhesion of the metal powder to occur.
【００１８】そして、埋設成形されたリング電極２９
ａ、リング電極３０ａ、ピン電極２８ａは、図４に示す
高圧プラグ２３の電極２９、電極３０、電極２８に対応
した位置に設けられ、電子発生部のフィラメント１及び
ウエネルト２に、リード線３１及びピン３２を介して、
負の高電圧が印加される。各電極配置は、そこに挿入さ
れる高圧プラグ２３の電極に対応しており、他のＸ線管
装置との互換性から規格で決められている。The buried and formed ring electrode 29
a, the ring electrode 30a, and the pin electrode 28a are provided at positions corresponding to the electrodes 29, 30 and 28 of the high-voltage plug 23 shown in FIG. Via pin 32,
A negative high voltage is applied. Each electrode arrangement corresponds to the electrode of the high-pressure plug 23 inserted therein, and is determined by standards from the viewpoint of compatibility with other X-ray tube devices.
【００１９】また、高電圧導入碍子３は、その内外表面
をセラミックス製のシェルで形成して、内部をエポキシ
系樹脂などで成形しても良い。そのためには、真空側に
面する部分の形状をしたセラミックス製のシェルを作
り、その中に各電極を配置した状態でエポキシ系樹脂な
どにより内側形状を成形し、次に、内側のセラミックス
製のシェルを別途製作し、それぞれの間を弾性接着剤等
により接合することで製作しても良い。The high-voltage introducing insulator 3 may be formed by forming the inner and outer surfaces with ceramic shells, and molding the inside with an epoxy resin or the like. To do so, make a ceramic shell with the shape of the part facing the vacuum side, mold the inner shape with epoxy resin etc. with each electrode placed inside, and then make the inner ceramic The shells may be separately manufactured, and the shells may be manufactured by joining them with an elastic adhesive or the like.
【００２０】次に、本開放型Ｘ線管の操作を図１を参照
して説明する。まず、高圧プラグ２３を高電圧導入碍子
３に装着する。この時、高電圧導入碍子３の内側はグレ
ーズ処理されたセラミックスで成形されたもので出来て
いるので、高圧プラグ２３の先端に設けられている電極
２８、２９、３０がグレーズ処理テーパ部１９に接触し
ても、金属の粉などを散らすことが無く、高圧プラグ２
３を高電圧導入碍子３に装着することが出来る。次に、
開放型の真空チャンバ５を開放して、フィラメント１を
新しいものに交換する。そして、真空チャンバ５を閉
じ、ロータリポンプで粗引きし、次に、ターボ分子ポン
プを働かせ、真空チャンバ５内を真空に排気する。Next, the operation of the open type X-ray tube will be described with reference to FIG. First, the high voltage plug 23 is mounted on the high voltage introducing insulator 3. At this time, since the inside of the high-voltage introducing insulator 3 is made of a ceramic formed by glazing, the electrodes 28, 29, and 30 provided at the tip of the high-pressure plug 23 are connected to the glazing taper 19. Even if it comes in contact, it does not scatter metal powder etc.
3 can be mounted on the high voltage introducing insulator 3. next,
The open vacuum chamber 5 is opened, and the filament 1 is replaced with a new one. Then, the vacuum chamber 5 is closed, roughing is performed by a rotary pump, and then the turbo molecular pump is operated to evacuate the vacuum chamber 5 to a vacuum.
【００２１】この時真空チャンバ５内の各部品の表面か
らもガスが放出する。通常各部品はガス放出の少ない金
属、例えばステンレス、アルミニウム、ニッケルクロム
鋼等が用いられる。従来の高電圧導入碍子３の真空に曝
される表面は、エポキシ系の樹脂が使われており、この
部分からのガス放出で真空チャンバ５内の真空度が上が
らず、低い真空度でＸ線管を動作させており、フィラメ
ント１が蒸発するのと同時に内部のガス分子でたたか
れ、やせて細くなり、寿命が短く、フィラメント１の交
換を約２００時間ごとに行なわなければならない状態で
あった。本開放型Ｘ線管に用いられる高電圧導入碍子３
は、真空に曝される表面に、ガス放出の少ないセラミッ
クが用いられているので、その表面からのガス放出は非
常に少なく、そのため、真空チャンバ５内の真空度を１
×１０−８Ｔｏｒｒ台以上にすることが出来る。At this time, gas is also released from the surface of each component in the vacuum chamber 5. Usually, each component is made of a metal that emits little gas, for example, stainless steel, aluminum, nickel chrome steel, or the like. The surface of the conventional high-voltage insulator 3 exposed to vacuum is made of epoxy resin, and the degree of vacuum in the vacuum chamber 5 does not increase due to gas release from this part. When the tube is operating, the filament 1 is beaten by the gas molecules inside at the same time as it evaporates, becomes thin and thin, has a short life, and the filament 1 needs to be replaced about every 200 hours. Was. High voltage induction insulator 3 used for this open type X-ray tube
Since ceramics that emit a small amount of gas are used on the surface exposed to the vacuum, the amount of gas released from the surface is very small.
× 10 −8 Torr or more.
【００２２】それによってフィラメント１の寿命を長く
することが出来る。次に試料１５を試料台にセットす
る。そして、制御器でＸ線条件を設定し、Ｘ線放射ボタ
ンをＯＮにすると、高電圧発生器からケーブル２５を介
して、高圧プラグ２３内にモールドされた３本の導線に
より電極２８、２９、３０から、高電圧導入碍子３のピ
ン電極２８ａ、リング電極２９ａ、リング電極３０ａを
介してフィラメント１とウエネルト２に負の高電圧が印
加される。制御器の操作パネルのＸ線管加熱電流を調整
してフィラメント１に流す電流を増加させると、フィラ
メント１から電子が放出され、ウエネルト２によって引
き出され、接地電位のアノード４間との高電界によって
加速され、有孔のアノード４の中心の穴を通ってパイプ
６に入る。加速された電子は、電子ビームとなって進行
し、ポールピース下９に設けられた収束コイル８によ
り、微小径の電子ビームとなって、アライメント１３で
整合され、ターゲット１２に衝突する。ターゲット１２
の微小焦点のＸ線源からＸ線がＸ線透過窓１４を透過し
て外部に放射する。そして、試料１５を透過したＸ線を
Ｘ線検出器１６で受像し、その出力信号を制御器に取り
入れ、ホストＰＣのモニタに表示したり、記録したりす
る。Thus, the life of the filament 1 can be extended. Next, the sample 15 is set on the sample table. Then, when the X-ray condition is set by the controller and the X-ray emission button is turned ON, the electrodes 28, 29, and 3 are formed from the high voltage generator via the cable 25 and the three conductive wires molded in the high voltage plug 23. From 30, a high negative voltage is applied to the filament 1 and Wehnelt 2 via the pin electrode 28a, the ring electrode 29a, and the ring electrode 30a of the high voltage introducing insulator 3. When the current flowing through the filament 1 is increased by adjusting the X-ray tube heating current on the operation panel of the controller, electrons are emitted from the filament 1, extracted by the Wehnelt 2, and caused by a high electric field between the anode 4 at the ground potential. It is accelerated and enters the pipe 6 through the central hole of the perforated anode 4. The accelerated electrons travel as an electron beam, are converted into a small-diameter electron beam by a converging coil 8 provided below the pole piece 9, are aligned by an alignment 13, and collide with a target 12. Target 12
X-rays pass through the X-ray transmission window 14 and radiate to the outside from the X-ray source having a micro focus. Then, the X-ray transmitted through the sample 15 is received by the X-ray detector 16, and the output signal is taken into the controller, and displayed or recorded on the monitor of the host PC.
【００２３】高圧プラグ２３を挿入する時に、高圧プラ
グ２３先端の金属端子がグレーズ処理されたセラミック
ス表面に擦れても金属粉の発生が少なくなり、さらに、
セラミックス表面が平滑であるため金属粉の付着による
汚れが発生しにくく、上記の操作中に、高電圧印加時の
金属粉による放電の誘発による耐電圧不良は発生しなく
なった。When the metal terminal at the tip of the high-pressure plug 23 is rubbed against the glazed ceramic surface when the high-pressure plug 23 is inserted, the generation of metal powder is reduced.
Since the ceramic surface is smooth, contamination due to the adhesion of metal powder hardly occurs, and during the above operation, withstand voltage failure due to induction of discharge by the metal powder when a high voltage is applied does not occur.
【００２４】上記の実施例では高電圧導入碍子３のテー
パ部全体にグレーズ処理を施しているが、端子（ピン電
極２８ａ、リング電極２９ａ、リング電極３０ａ）嵌合
部の周辺のみにグレーズ処理をしても有効である。In the above embodiment, the glaze treatment is performed on the entire tapered portion of the high-voltage insulator 3, but the glaze treatment is performed only on the periphery of the terminal (pin electrode 28a, ring electrode 29a, ring electrode 30a) fitting portion. It is still effective.
【００２５】[0025]
【発明の効果】本発明の開放型Ｘ線管は上記のように構
成されており、高電圧導入碍子の真空に曝される表面
に、ガス放出の少ないセラミックスが用いられるので、
高真空でＸ線管を動作させることができ、フィラメント
の長寿命化をすることが出来る。また、高圧プラグの装
着される高電圧導入碍子の内側には、セラミックス上に
グレーズ処理されたグレーズ処理テーパ部が設けられる
ので、高圧プラグを挿入する時に、高圧プラグの先端に
設けられた電極が、接触によって金属粉を生じることが
少なくなり、さらに、セラミックス表面が平滑であるた
め金属粉の付着による汚れが発生しにくく、金属粉によ
る放電の誘発による耐電圧不良になることなく安定して
高電圧を印加することができる。The open-type X-ray tube of the present invention is constructed as described above, and the surface of the high-voltage induction insulator exposed to the vacuum is made of ceramics with little gas emission.
The X-ray tube can be operated in a high vacuum, and the life of the filament can be extended. In addition, since a glazed tapered portion that is glazed on ceramics is provided inside the high-voltage introduction insulator to which the high-voltage plug is attached, when the high-pressure plug is inserted, the electrode provided at the tip of the high-voltage plug is used. In addition, the generation of metal powder due to contact is reduced, and since the ceramic surface is smooth, dirt due to the adhesion of metal powder is less likely to occur. A voltage can be applied.
【図１】 本発明の開放型Ｘ線管の一実施例を示す図で
ある。FIG. 1 is a view showing one embodiment of an open type X-ray tube of the present invention.
【図２】 本発明の開放型Ｘ線管の陰極側の高電圧導入
碍子の断面構造を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a cross-sectional structure of a high-voltage introducing insulator on the cathode side of the open X-ray tube according to the present invention.
【図３】 従来の開放型Ｘ線管の断面構造を示す図であ
る。FIG. 3 is a diagram showing a cross-sectional structure of a conventional open X-ray tube.
【図４】 従来の開放型Ｘ線管の高圧プラグを示す図で
ある。FIG. 4 is a view showing a conventional high-pressure plug of an open X-ray tube.
【図５】 従来の開放型Ｘ線管の陰極側の高電圧導入碍
子の断面構造を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a cross-sectional structure of a high-voltage introducing insulator on the cathode side of a conventional open X-ray tube.
１…フィラメント ２…ウエネルト ３…高電圧導入碍子 ４…アノード ５…真空チャンバ １２…ターゲット １７…高電圧ケーブル挿入口 １８…内面テーパ部 １９…グレーズ処理テーパ部 ２０…カソード部 ２１…アノード部 ２２…ターゲット部 ２３…高圧プラグ ２４…取付けスリーブ ２５…ケーブル ２６…支持部 ２８、２９、３０…電極 ２８ａ…ピン電極 ２９ａ、３０ａ…リング電極 ３１…リード線 ３２…ピン ３３…フランジ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Filament 2 ... Wehnelt 3 ... High voltage introduction insulator 4 ... Anode 5 ... Vacuum chamber 12 ... Target 17 ... High voltage cable insertion port 18 ... Inner surface taper part 19 ... Glaze processing taper part 20 ... Cathode part 21 ... Anode part 22 ... Target part 23 ... High pressure plug 24 ... Mounting sleeve 25 ... Cable 26 ... Support part 28,29,30 ... Electrode 28a ... Pin electrode 29a, 30a ... Ring electrode 31 ... Lead wire 32 ... Pin 33 ... Flange
Claims (1)
電圧を電極に印加し、陰極のフィラメントから放出した
電子を加速収束させ陽極のターゲットに衝突させてＸ線
を発生する開放型Ｘ線管において、前記高電圧導入碍子
をセラミックス製とし、かつ前記高圧プラグが挿入され
る高電圧導入碍子の内面にグレーズ処理を施したことを
特徴とする開放型Ｘ線管。An open type X-ray generating a high voltage applied to an electrode by inserting a high voltage plug into a high voltage introducing insulator, accelerating and converging electrons emitted from a cathode filament and colliding with an anode target to generate X-rays. An open-type X-ray tube, wherein the high-voltage introducing insulator is made of ceramics, and a glaze treatment is performed on an inner surface of the high-voltage introducing insulator into which the high-voltage plug is inserted.
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|---|---|---|---|
| JP2000304378A JP4306110B2 (en) | 2000-10-04 | 2000-10-04 | Open X-ray tube |
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| JP (1) | JP4306110B2 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008234981A (en) * | 2007-03-20 | 2008-10-02 | Shimadzu Corp | X-ray tube |
| JP2010009977A (en) * | 2008-06-27 | 2010-01-14 | Toshiba Corp | Electron tube |
| KR101136482B1 (en) | 2011-10-10 | 2012-04-19 | 주식회사 쎄크 | Opened x-ray generating apparatus |
| JP2013051153A (en) * | 2011-08-31 | 2013-03-14 | Canon Inc | Radiation generating apparatus and radiographic device using the same |
-
2000
- 2000-10-04 JP JP2000304378A patent/JP4306110B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JP4306110B2 (en) | 2009-07-29 |
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