JP3104758B2 - Manufacturing method of laminated micro channel plate - Google Patents

Manufacturing method of laminated micro channel plate

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JP3104758B2
JP3104758B2 JP03184157A JP18415791A JP3104758B2 JP 3104758 B2 JP3104758 B2 JP 3104758B2 JP 03184157 A JP03184157 A JP 03184157A JP 18415791 A JP18415791 A JP 18415791A JP 3104758 B2 JP3104758 B2 JP 3104758B2
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J43/00Secondary-emission tubes; Electron-multiplier tubes
    • H01J43/04Electron multipliers
    • H01J43/06Electrode arrangements
    • H01J43/18Electrode arrangements using essentially more than one dynode
    • H01J43/24Dynodes having potential gradient along their surfaces
    • H01J43/246Microchannel plates [MCP]
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/0093Microreactors, e.g. miniaturised or microfabricated reactors

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業状の利用分野】本発明は、マイクロチャネルを利
用して電子線増幅を行わせるためのマイクロチャネルプ
レート、とくにアスペクト比(d/L、d:マイクロチ
ャネル径、L:マイクロチャネルの孔の長さ)の小さい
マイクロチャネルプレートの積層体からなる積層型マイ
クロチャネルプレートを製造する方法に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a microchannel plate for amplifying an electron beam using a microchannel, and more particularly to an aspect ratio (d / L, d: microchannel diameter, L: microchannel hole). The present invention relates to a method for manufacturing a laminated microchannel plate comprising a laminate of microchannel plates having a small length.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、たとえば「応用物理(40巻,第
9号,1971;41巻,第6号,1972;43巻,第2号,
1974)」等に記載されているように、マイクロチャネル
プレートは、ガラス材料を熱間で細く引き抜きながら同
時にキャピラリー同士を融着し、希望通りのマイクロチ
ャネル径を得るためには上記工程を何回も繰り返す必要
がある。そして最終的にアスペクト比40〜90に相当
する厚さにプレートとして切断後、導電層形成のために
熱処理を施す工程から構成されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, for example, "Applied Physics (Vol. 40, No. 9, 1971; Vol. 41, No. 6, 1972; Vol. 43, No. 2,
1974) ”, a microchannel plate is formed by heating a glass material thinly and simultaneously fusing the capillaries together to obtain a desired microchannel diameter. Need to be repeated. Finally, after the plate is cut into a thickness corresponding to the aspect ratio of 40 to 90, a heat treatment is performed to form a conductive layer.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、上
記の従来例では、キャピラリーを熱間で引き抜き後、互
いに融着したキャピラリー束を切断することによりマイ
クロチャネルプレートを製作しているため、次のような
欠点があった。1.キャピラリー径を次第に小さくして
行った場合、アスペクト比の関係からマイクロチャネル
プレートは薄くならざるを得ない。従ってマイクロチャ
ネルプレートを薄く切断加工することは、この加工中に
割れる可能性を考えた場合、困難である。このため、マ
イクロチャネルの長さが長くなるので電子飛翔時間が長
くなり、結果として応答速度は遅くなる。2.シェブロ
ンタイプの複数のマイクロチャネルプレートを用いるこ
とによってノイズ除去しているので、熱間引き抜き加工
法で製作した一枚のマイクロチャネルプレートだけでノ
イズ除去することは困難である。3.熱間引き抜き法で
作成したシェブロンタイプのマイクロチャネルプレート
同士を互いに密着した状態で複数個積層する場合、積層
個所での電子の通過を妨げないようにマイクロチャネル
孔を整合することは困難である。
However, in the above-mentioned conventional example, the microchannel plate is manufactured by hot-drawing the capillaries and then cutting the bundles of capillaries fused together. There were drawbacks. 1. If the capillary diameter is gradually reduced, the microchannel plate must be thinner due to the aspect ratio. Therefore, it is difficult to cut the microchannel plate thinly in consideration of the possibility of cracking during this processing. For this reason, the length of the microchannel becomes longer, so that the electron flight time becomes longer, and as a result, the response speed becomes slower. 2. Since noise is removed by using a plurality of microchannel plates of the chevron type, it is difficult to remove noise with only one microchannel plate manufactured by hot drawing. 3. When a plurality of chevron-type microchannel plates formed by hot drawing are stacked in close contact with each other, it is difficult to align the microchannel holes so as not to hinder the passage of electrons at the stacking points.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明は、アスペクト比
の小さいマイクロチャネルからなるプレートを積層状に
接着することによって、結果としてアスペクト比の大き
いマイクロチャネルプレートの製作を容易にしたもので
ある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention facilitates the production of a microchannel plate having a large aspect ratio as a result of adhering a plate of microchannels having a small aspect ratio in a laminated manner.

【0005】すなわち本発明方法は、積層型マイクロチ
ャネルプレートの製造方法において、マイクロチャネル
プレートを積層状に接着するに際し、積層される各マイ
クロチャネルプレートの両面に導電性を有する導電層を
設け、互いに隣接した2つの前記マイクロチャネルプレ
ート導電層間に電圧を印加した状態でこの導電層同士
を超高真空中で低温接合させて前記マイクロチャネルプ
レートを相互に接着することを特徴とする。マイクロチ
ャネルプレートのアスペクト比(d/L、d:マイクロ
チャネル径、L:マイクロチャネルの孔の長さ)は通常
40〜90であるとされている。このため、マイクロチ
ャネル径を小さくしてった場合、アスペクト比の小さ
い孔を多数あけることは、アスペクト比の大きい孔を多
数あけることに比較して容易である。従って、薄板にア
スペクト比の小さい穴を多数あけた後、接着によってア
スペクト比の大きいマイクロチャネルを形成することが
可能となる。この場合、マイクロチャネル孔を、プレー
ト面の法線方向に対してある角度をもって形成すること
によって、シェブロンタイプの構造を有するマルチマイ
クロチャネルプレートの製作も可能である。さらに、接
着個所に導電性物質を用いることにより、この導電性物
質を介して各薄板状マイクロチャネルプレートに電子加
速電圧を印加し、各薄板状マイクロチャネルプレート両
端の電極からチャネルプレート内壁面にストリップ電流
を流すことによって、増倍として放出した電子を短時間
に補給することが可能となる。すなわち電子増倍管のデ
ッドタイムの改善が可能となる。また、アスペクト比の
小さいマイクロチャネルを加工することは、アスペクト
比の大きいマイクロチャネル孔を加工することに比較し
て容易であるため、薄型の、かつ大面積のマイクロチャ
ネルプレートを作成することも可能である。このような
薄型のマイクロチャネルプレートは、増倍過程での電子
の飛翔距離が短くなるため応答性が良くなる。一方、薄
板状マイクロチャネルプレートの形状として、電子通過
方向に対する法線方向及び平行方向での断面形状をそれ
ぞれ、相似円形及びテーパ状あるいは両端で広口状にす
ることによって、積層する際、マイクロチャネル孔の整
合が容易になり、このため電子通過面積を減少する可能
性が少ない。この積層の際、接着手法として低温での接
着法を用いるので、各薄板状マイクロチャネルプレート
の熱膨張歪を高温での接着に比較して少なくすることが
可能である。また製作面においても、積層型マイクロチ
ャネルは、高アスペクト比のマイクロチャネル孔を一体
加工する必要がないので、製作が容易である。
Namely The present invention provides a method of manufacturing a laminated microchannel plates, upon bonding the microchannel plate in layers, provided the conductive layer having conductivity on both surfaces of the microchannel plate are stacked, one another In a state where a voltage is applied between the conductive layers of two adjacent microchannel plates , the conductive layers are bonded at a low temperature in an ultrahigh vacuum to bond the microchannel plates to each other. The aspect ratio (d / L, d: microchannel diameter, L: length of the microchannel hole) of the microchannel plate is usually 40 to 90. Therefore, when Tsu been reduced microchannel size, to open a large number of small holes aspect ratio is easier than to open a large number of large pore aspect ratio. Therefore, it is possible to form a microchannel having a large aspect ratio by bonding a large number of holes having a small aspect ratio in a thin plate and then bonding the holes. In this case, by forming the microchannel holes at a certain angle with respect to the normal direction of the plate surface, it is also possible to manufacture a multi-microchannel plate having a chevron type structure. Furthermore, by using a conductive material at the bonding point, an electron accelerating voltage is applied to each of the thin microchannel plates through the conductive material, and stripped from the electrodes at both ends of each of the thin microchannel plates to the inner wall surface of the channel plate. By supplying a current, electrons emitted as a multiplication can be supplied in a short time. That is, the dead time of the electron multiplier can be improved. Processing microchannels with a small aspect ratio is easier than processing microchannel holes with a large aspect ratio, so it is possible to create a thin, large-area microchannel plate. It is. Such a thin micro-channel plate has a high responsiveness because the flight distance of electrons in the multiplication process is short. On the other hand, as the shape of the thin micro channel plate, the cross-sectional shape in the normal direction and the parallel direction with respect to the electron passing direction is made to be a similar circular shape and a tapered shape, or a wide-open shape at both ends. And the possibility of reducing the electron passage area is reduced. At the time of this lamination, since the bonding method at a low temperature is used as the bonding method, it is possible to reduce the thermal expansion distortion of each of the thin plate-shaped microchannel plates as compared with the bonding at a high temperature. Also, in terms of manufacturing, the stacked microchannel is easy to manufacture because it is not necessary to integrally process microchannel holes having a high aspect ratio.

【0006】[0006]

【実施例】図1,2,3,4,5,6は本発明の第1の
実施例を示し、図1は本発明の方法にしたがって製造さ
れた積層型マイクロチャネルの全体的な外観を表わす。
図1において、A−A線は、z軸方向に切断し、y軸方
向から見た断面を指示するものである。図2は図1のA
−A矢視図を示したものであり、同図において符号1,
2,3,4はそれぞれ薄板状マイクロチャネルプレート
5,6,7,8の各両端に印加している電子加速電源で
あり、Bは薄板状マイクロチャネルプレートを積層して
得られたマイクロチャネルの一部分を拡大した領域を示
すものである。図3は図2のB部分の拡大図で、本発明
の特徴を最も良く表わす図面であり、同図において9は
上記したように各薄板状マイクロチャネルプレート5,
6,7,8にあけられたマイクロチャネル孔であり、9
IN、9OUTはそれぞれマイクロチャネル孔9の両端部分
の広口部を示し、10,11,12,13,14は各薄
板状マイクロチャネルプレート5,6,7,8のそれぞ
れの両端に印加する電子加速用電源1,2,3,4とリ
ード線で電気的に接続されているAlからなる電極であ
り、このうち電極11,12,13は、同時に薄板状マ
イクロチャネルプレート5,6,7,8を積層状に互い
に接着するための接着層としても作用する。15は薄板
状マイクロチャネルプレート5,6,7,8のマイクロ
チャネル孔の内壁面に蒸着によって得た薄膜状酸化鉛層
である。図4は接着前のマイクロチャネルプレートであ
り、同図において5,6,7,8は前記同ように薄板状
マイクロチャネルプレートを示し、矢印方向は各薄板状
マイクロチャネルプレート5,6,7,8を互いに接着
するための押圧方向を示す。
1, 2, 3, 4, 5, and 6 show a first embodiment of the present invention, and FIG. 1 shows the overall appearance of a stacked microchannel manufactured according to the method of the present invention. Express.
In FIG. 1, the line AA indicates a cross section cut in the z-axis direction and viewed from the y-axis direction. FIG. 2 shows A in FIG.
-A is a view taken in the direction of the arrow, and reference numerals 1 and 2
Reference numerals 2, 3, and 4 denote electron accelerating power supplies applied to both ends of the thin-plate microchannel plates 5, 6, 7, and 8, respectively. B denotes a microchannel of a microchannel obtained by laminating the thin-plate microchannel plates. It shows a partially enlarged region. FIG. 3 is an enlarged view of a portion B in FIG. 2 and is a drawing that best illustrates the features of the present invention. In FIG.
Microchannel holes drilled in 6, 7, 8
IN and 9 OUT denote wide-open portions at both ends of the microchannel hole 9, respectively. 10, 11, 12, 13, and 14 denote electrons applied to both ends of each of the thin microchannel plates 5, 6, 7, and 8, respectively. Electrodes made of Al that are electrically connected to the accelerating power supplies 1, 2, 3, and 4 by lead wires. Among these electrodes, the electrodes 11, 12, and 13 are simultaneously the thin microchannel plates 5, 6, 7, and 8 also functions as an adhesive layer for bonding the layers 8 to one another in a laminated manner. Reference numeral 15 denotes a thin-film lead oxide layer obtained by vapor deposition on the inner wall surfaces of the microchannel holes of the thin microchannel plates 5, 6, 7, and 8. FIG. 4 shows the microchannel plate before bonding. In the same figure, 5, 6, 7, and 8 indicate the thin microchannel plates in the same manner as described above, and the directions of the arrows are the respective thin microchannel plates 5, 6, 7,. 8 shows a pressing direction for bonding 8 to each other.

【0007】ここで、各薄板状マイクロチャネルプレー
ト5,6,7,8は、厚さ約0.2mmの板状感光性ガラ
スからなっており、マイクロチャネル孔の孔あけは、マ
スクを前記感光性ガラス面上に密着させ、前記感光性ガ
ラス面の法線方向に対し約10度の角度だけ傾斜させた
方向、すなわち斜上方から紫外光を照射後、熱処理を行
い、さらに酸処理(6%フッ酸処理)によって行う。こ
の場合、マスクを通して紫外光によって照射された部分
だけが上記の熱処理及び酸処理によるエッチングプロセ
スにより孔あけされる。この酸処理中、板状感光性ガラ
スは、まず両表面からエッチングされるため、結果とし
て前記感光性ガラスの両表面で広口状の孔が加工され
る。すなわち、個々の薄板状マイクロチャネルプレート
5,6,7,8のマイクロチャネル部9の両端9IN、9
OUTで広口状となるようなマイクロチャネル孔が形成さ
れる。このマイクロチャネル孔の加工後、蒸着によって
マイクロチャネル孔9の内壁面に酸化鉛薄膜層を前記手
段で形成し、さらにその後、それぞれ個々の板状感光性
ガラスの両表面に前記要領でAlを成膜する。そして、
上記個々の各薄板状マイクロチャネルプレートを互いに
積層する際、電子の通過が妨げられないように、マイク
ロチャネル9を互いに整合するように位置調整し、その
後、低温(約200℃)中で低押力で各薄板状マイクロ
チャネルプレート5,6,7,8を接着する。この積層
の際の整合は、マイクロチャネル孔9の形状が両端で広
口状になっているため比較的容易である。なお、上記各
薄板状マイクロチャネルプレート5,6,7,8を互い
に接着して行く際、予め成膜したAl表面を超高真空中
(10-8Torr以下)において、Ar+スパッタ−リ
ング(加速電圧:2kV)処理を行い、その後真空槽の外
に取り出すことなく、速やかに前記要領で接着する。上
記のような各薄板状マイクロチャネルプレート5,6,
7,8同士の接着により、結果としてアスペクト比(
40)の大きいマイクロチャネルプレートを得ることが
できる。
Here, each of the thin plate-like microchannel plates 5, 6, 7, 8 is made of a plate-like photosensitive glass having a thickness of about 0.2 mm. UV light is applied from a direction inclined at an angle of about 10 degrees with respect to the normal direction of the photosensitive glass surface, that is, obliquely above, and then heat-treated, and further subjected to an acid treatment (6% (Hydrofluoric acid treatment). In this case, only the portion irradiated with the ultraviolet light through the mask is perforated by the etching process by the above-described heat treatment and acid treatment. During this acid treatment, the plate-shaped photosensitive glass is first etched from both surfaces, and consequently, wide-open holes are formed on both surfaces of the photosensitive glass. That is, both ends 9 IN , 9 IN of the micro channel portion 9 of each of the thin plate micro channel plates 5, 6, 7, 8
A microchannel hole that forms a wide mouth at OUT is formed. After the processing of the microchannel holes, a lead oxide thin film layer is formed on the inner wall surface of the microchannel holes 9 by vapor deposition by the above-described means, and thereafter, Al is formed on both surfaces of each plate-shaped photosensitive glass in the above-described manner. Film. And
When stacking the individual thin microchannel plates, the microchannels 9 are adjusted so as to be aligned with each other so that the passage of electrons is not hindered, and then pressed at a low temperature (about 200 ° C.). The thin microchannel plates 5, 6, 7, 8 are adhered by force. The alignment at the time of stacking is relatively easy because the shape of the microchannel hole 9 is wide at both ends. When the above-mentioned thin microchannel plates 5, 6, 7, and 8 are bonded to each other, the Al film formed on the previously formed Al surface in an ultra-high vacuum (10 -8 Torr or less) is subjected to Ar + sputtering ( (Acceleration voltage: 2 kV) The treatment is performed, and then the adhesive is quickly adhered as described above without being taken out of the vacuum chamber. Each of the thin microchannel plates 5, 6, as described above
As a result, the aspect ratio ( ~
40) A large microchannel plate can be obtained.

【0008】さて、本マイクロチャネルプレートの電子
の流れは、図3に見るように、入射電子が各薄板状マイ
クロチャネルプレート5,6,7,8の両端に印加した
電子加速用電源1,2,3,4による加速電圧により加
速され、マイクロチャネル壁面と次々に衝突しながら、
その電子数を増倍し、マイクロチャネル孔を通過するよ
うな流れとなる。この結果として入射電子は増倍され
る。このようにして作成したマイクロチャネルプレート
は、印加電圧1kVの場合、入射電子に対して約102
電子増倍が可能になる。
As shown in FIG. 3, the electron flow of the present microchannel plate is based on electron acceleration power sources 1 and 2 in which incident electrons are applied to both ends of each of the thin plate microchannel plates 5, 6, 7 and 8. Are accelerated by the accelerating voltage of
The number of electrons is multiplied, and the flow becomes such as to pass through the microchannel hole. As a result, the incident electrons are multiplied. When the applied voltage is 1 kV, the microchannel plate thus prepared can multiply the incident electrons by about 10 2 .

【0009】一方、図5,6に見るようなマイクロチャ
ネルプレートの場合においても、前記のマイクロチャネ
ルプレートと同様に入射電子に対して電子増倍を可能に
する。なお、図5,6中の符号は、それぞれ図2,3中
の符号と同じものを指す。
On the other hand, also in the case of a microchannel plate as shown in FIGS. 5 and 6, electron multiplication of incident electrons is enabled as in the case of the microchannel plate. The reference numerals in FIGS. 5 and 6 indicate the same as those in FIGS.

【0010】図7,8,9,10,11,12は本発明
の第2の実施例を示ず。図7は本発明の全体的な外観を
表わす図面であり、同図においてA’−A’矢視はz方
向に切断し、y軸方向から見た断面を指示するものであ
る。図8は図7のA’−A’矢視図を示したものであ
り、同図において1,2,3,4はそれぞれの薄板状マ
イクロチャネルプレート5,6,7,8の各両端に印加
している電子加速用電源であり、Bは薄板状マイクロチ
ャネルプレートを積層して得られたマイクロチャネルプ
レートの一部分を拡大した領域を示すものである。図9
は図8のB部分の拡大図で、本発明の特徴を最も良く表
わす図面である。図9において、9は上記したように各
薄板状マイクロチャネルプレート5,6,7,8にあけ
られたマイクロチャネル孔であり、9INT及び9OUTT
それぞれマイクロチャネル孔9の両端部分の広口部及び
狭口部を示し、10,11,12,13,14は各薄板
状マイクロチャネルプレート5,6,7,8のそれぞれ
の両端に印加する電子加速用電源1,2,3,4とリー
ド線で電気的に接続されているAlなる電極であり、1
1,12,13は同時に薄板状マイクロチャネルプレー
ト5,6,7,8を積層状に互いに接着するための接着
層であり、15は薄板状マイクロチャネルプレート5,
6,7,8のマイクロチャネル孔の内壁面に蒸着によっ
て得た薄膜状酸化鉛層である。図10は接着前のマイク
ロチャネルプレートであり、同図において5,6,7,
8は前記同様に薄板状マイクロチャネルプレートを示
し、矢印方向は各薄板状マイクロチャネルプレート5,
6,7,8を互いに接着するための押圧方向を示す。さ
て、各薄板状マイクロチャネルプレート5,6,7,8
は厚さ約0.2mmの板状バイコールガラスから成ってお
り、マイクロチャネル孔の孔あけは収束電子ビーム(エ
ネルギー:106W/cm2)によって行ったものであり、
前記高鉛ガラス面の法線方向に対し約10度の角度だけ
傾斜させた、すなわち斜め上方から収束電子ビーム照射
により、斜方向にマイクロチャネルを加工する。この収
束電子ビームによる加工により、バイコールガラスにあ
けられたマイクロチャネル孔9の形状は図9,12に見
るように、9INTで広口状に、また9OUTTで狭口状に、
すなわちテーパ状である。このマイクロチャネル孔の加
工後、蒸着によってマイクロチャネル孔9の内壁面に酸
化鉛薄膜層を前記実施例と同ような手段で形成し、さら
にその後、それぞれ個々のバイコールガラスの両表面に
前記要領でAlを成膜する。そして、上記個々の各薄板
状マイクロチャネルプレートを互いに積層する際、電子
の通過が妨げられないようにマイクロチャネル9を互い
に整合するように位置調整し、その後、前記実施例と同
様に低押力で各薄板状マイクロチャネルプレート5,
6,7,8を接着する。この積層の際の整合は、マイク
ロチャネル9の形状がテーパ状になっているため、一方
の薄板状マイクロチャネルプレートの狭口部9OUTTとも
う一方の薄板状マイクロチャネルプレートの広口部9
INTとの組合せをとることにより比較的容易である。な
お、上記各薄板状マイクロチャネルプレート5,6,
7,8を互いに接着して行く際、予め成膜したAl表面
を超高真空中(10-8Torr以下)において、Ar+
スパッタリング(加速電圧;2kV)処理を行い、その後
真空槽の外に取り出すことなく、速やかに前記要領で接
着を行う。上記のような各薄板状マイクロチャネルプレ
ート5,6,7,8同士の接着により、結果としてアス
ペクト比(40)の大きいマイクロチャネルプレート
を得ることがでる。
FIGS. 7, 8, 9, 10, 11 and 12 do not show a second embodiment of the present invention. FIG. 7 is a drawing showing the overall appearance of the present invention. In FIG. 7, the view taken along the line A′-A ′ is cut in the z direction and indicates a cross section viewed from the y axis direction. FIG. 8 is a view taken in the direction of arrows A′-A ′ in FIG. 7, in which 1, 2, 3, and 4 are located at both ends of the respective thin microchannel plates 5, 6, 7, and 8. A power supply for electron acceleration is applied, and B indicates an enlarged region of a part of a microchannel plate obtained by laminating thin microchannel plates. FIG.
FIG. 8 is an enlarged view of a portion B in FIG. 8 and is a drawing that best illustrates the features of the present invention. 9, 9 is a microchannel holes drilled on each thin plate microchannel plate 5, 6, 7, 8 as described above, the wide opening of the opposite end portions of each of 9 INT and 9 OUTT microchannel holes 9 10, 11, 12, 13, and 14 are electron accelerating power supplies 1, 2, 3, 4 and leads applied to both ends of each of the thin micro channel plates 5, 6, 7, 8 respectively. Al electrodes electrically connected by wires,
Reference numerals 1, 12, and 13 denote adhesive layers for simultaneously bonding the lamellar microchannel plates 5, 6, 7, and 8 to one another in a laminated manner, and 15 denotes a lamellar microchannel plate 5,
This is a thin-film lead oxide layer obtained by vapor deposition on the inner wall surfaces of 6, 7, and 8 microchannel holes. FIG. 10 shows a microchannel plate before bonding.
Reference numeral 8 denotes a thin plate-like microchannel plate in the same manner as described above.
The pressing direction for bonding 6, 7, 8 to each other is shown. Now, each of the thin micro channel plates 5, 6, 7, 8
Is made of a plate-like Vycor glass having a thickness of about 0.2 mm, and the microchannel holes are formed by a focused electron beam (energy: 1010 6 W / cm 2 ).
The microchannel is inclined at an angle of about 10 degrees with respect to the normal direction of the high lead glass surface, that is, the microchannel is machined in an oblique direction by irradiating a focused electron beam from obliquely above. As shown in FIGS. 9 and 12, the shape of the microchannel holes 9 formed in the Vycor glass by the processing with the convergent electron beam is wide at 9 INT and narrow at 9 OUTT .
That is, it is tapered. After the processing of the microchannel hole, a lead oxide thin film layer is formed on the inner wall surface of the microchannel hole 9 by vapor deposition by the same means as in the above-described embodiment, and thereafter, on both surfaces of each Vycor glass in the same manner. An Al film is formed. When the individual thin microchannel plates are stacked on each other, the positions of the microchannels 9 are adjusted so as to align with each other so that the passage of electrons is not hindered. With each thin micro channel plate 5,
6, 7, 8 are adhered. The alignment at the time of this lamination is performed because the shape of the microchannel 9 is tapered, so that the narrow opening 9 OUTT of one thin microchannel plate and the wide opening 9 of the other thin microchannel plate.
It is relatively easy to combine with INT . Each of the above-mentioned thin microchannel plates 5, 6,
When bonding the layers 7 and 8 to each other, the Al surface formed in advance is placed in an ultra-high vacuum (10 −8 Torr or less) under Ar +
Sputtering (acceleration voltage: 2 kV) is performed, and then bonding is quickly performed as described above without being taken out of the vacuum chamber. The adhesion of the thin plate microchannel plate 5, 6, 7, 8 with each other as described above, result to obtain a large microchannel plate having an aspect ratio (~ 40) comes out as.

【0011】このようにして製造されたマイクロチャネ
ルの電子の流れは、図9に見るように入射電子が各薄板
状マイクロチャネルプレート5,6,7,8の両端に印
加した電子加速用電源1,2,3,4による加速電圧に
より加速され、マイクロチャネル壁面と次々に衝突しな
がら、その電子数を増倍し、マイクロチャネル孔を通過
するという流れとなる。この結果として入射電子は増倍
される。
As shown in FIG. 9, the electron flow of the microchannel manufactured as described above is based on an electron acceleration power source 1 in which incident electrons are applied to both ends of each of the thin plate microchannel plates 5, 6, 7, and 8. , 2, 3, and 4, the electrons are multiplied by the number of electrons while colliding with the wall of the microchannel one after another, and flow through the microchannel hole. As a result, the incident electrons are multiplied.

【0012】このようにして作成したマイクロチャネル
プレートは印加電圧1kVの場合、入射電子に対し、約1
2の電子増倍を可能にする。
When the applied voltage is 1 kV, the micro-channel plate prepared in this way can receive approximately 1
0 to enable the electron multiplier of 2.

【0013】一方、図11,12に見るようなマイクロ
チャネルプレートの場合においても前記マイクロチャネ
ルプレートと同様に入射電子に対して電子増倍を可能に
する。なお、図11,12の各番号はそれぞれ図8,9
の各番号と同様である。
On the other hand, in the case of a microchannel plate as shown in FIGS. 11 and 12, electron multiplication is enabled for incident electrons in the same manner as in the case of the microchannel plate. 11 and 12 correspond to FIGS. 8 and 9 respectively.
Is the same as each number.

【0014】[0014]

【発明の効果】以上に説明したように本発明の積層型マ
イクロチャネルの製造方法によれば、下記のような優れ
た効果が得られる: 1.アスペクト比の小さいマイクロチャネルプレートを
積層することによって、アスペクト比の大きいマイクロ
チャネルプレートを作成するので、製造コストを上げず
に大面積のマイクロチャネルプレートの製作が可能であ
る。 2.一つのマイクロチャネル孔の軸に平行な断面形状
が、両端広口型の糸巻き状であるため、マイクロチャネ
ルプレートを互いに積層する時、マイクロチャネル孔の
整合が容易である。 3.一つのマイクロチャネル孔の軸に平行な断面形状
が、一端で広口、他端で狭口のテーパ状であるため、マ
イクロチャネルプレートを互いに積層する時、広口部と
狭口部とを向かい合せるように積層することによって、
マイクロチャネル孔の整合が容易である。 4.マイクロチャネルプレートの積層接着を低温(約2
00℃)で行うため、マイクロチャネルプレートの熱歪
を少なくできるので、マイクロチャネル孔の整合が容易
となる。
As described above, according to the method for manufacturing a laminated microchannel of the present invention, the following excellent effects can be obtained: By stacking microchannel plates having a small aspect ratio, a microchannel plate having a large aspect ratio is formed, so that a large-area microchannel plate can be manufactured without increasing the manufacturing cost. 2. Since the cross-sectional shape parallel to the axis of one microchannel hole is in the form of a pin with a wide-mouthed end, it is easy to align the microchannel holes when laminating the microchannel plates. 3. The cross-sectional shape parallel to the axis of one microchannel hole is wide at one end, and tapered at the other end, so that when the microchannel plates are stacked together, the wide mouth and narrow mouth face each other. By stacking on
The alignment of the microchannel holes is easy. 4. Low temperature (approximately 2
(00 ° C.), so that the thermal distortion of the microchannel plate can be reduced, and the alignment of the microchannel holes becomes easy.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明を実施した積層型マイクロチャネルプレ
ートの外観図。
FIG. 1 is an external view of a laminated microchannel plate embodying the present invention.

【図2】図1をz方向に断面し、y方向から見た時のA
−A矢視図。
FIG. 2 is a cross-sectional view of FIG.
-A arrow view.

【図3】図2のB部分の拡大図。FIG. 3 is an enlarged view of a portion B in FIG. 2;

【図4】積層前の各薄板状マイクロチャネルプレート。FIG. 4 is a view showing a thin microchannel plate before lamination.

【図5】マイクロチャネルをシェブロンタイプに積層接
着した場合の図1をz方向に断面し、y方向から見た時
のA’−A’矢視図。
FIG. 5 is a sectional view taken along the line A′-A ′ of FIG. 1 when the microchannels are laminated and adhered in a chevron type when viewed in the z direction and viewed from the y direction.

【図6】図5のB’部分の拡大図。FIG. 6 is an enlarged view of a portion B ′ in FIG. 5;

【図7】本発明の第2の実施例である積層型マイクロチ
ャネルプレートの外観図。
FIG. 7 is an external view of a stacked microchannel plate according to a second embodiment of the present invention.

【図8】図7をz方向に断面し、y方向から見た時のA
−A矢視図。
FIG. 8 is a cross-sectional view of FIG.
-A arrow view.

【図9】図8のB部分の拡大図。FIG. 9 is an enlarged view of a portion B in FIG. 8;

【図10】積層前の各薄板状マイクロチャネルプレー
ト。
FIG. 10 shows each thin microchannel plate before lamination.

【図11】マイクロチャネルをシェブロンタイプに積層
接着した場合の図7をz方向に断面し、y方向から見た
時のA’−A矢視図。
11 is a sectional view taken along the line A′-A of FIG. 7 when the microchannels are laminated and adhered in a chevron type when viewed in the z direction and viewed from the y direction.

【図12】図11のB’部分の拡大図。FIG. 12 is an enlarged view of a portion B ′ in FIG. 11;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 電子加速用電源 2 電子加速用電源 3 電子加速用電源 4 電子加速用電源 5 薄板状マイクロチャネルプレート 6 薄板状マイクロチャネルプレート 7 薄板状マイクロチャネルプレート 8 薄板状マイクロチャネルプレート 9 マイクロチャネル孔 9IN マイクロチャネルの広口部 9OUT マイクロチャネルの狭口部 9INT マイクロチャネルの広口部 9OUTT マイクロチャネルの狭口部 10 電極 11 接着層である電極 12 接着層である電極 13 接着層である電極 14 電極 15 ストリップ電流層DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Power supply for electron acceleration 2 Power supply for electron acceleration 3 Power supply for electron acceleration 4 Power supply for electron acceleration 5 Thin micro channel plate 6 Thin micro channel plate 7 Thin micro channel plate 8 Thin micro channel plate 9 Micro channel hole 9 IN Wide mouth of microchannel 9 Narrow mouth of OUT microchannel 9 Wide mouth of INT microchannel 9 Narrow mouth of OUTT microchannel 10 Electrode 11 Electrode as adhesive layer 12 Electrode as adhesive layer 13 Electrode as adhesive layer 14 Electrode 15 Strip current layer

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 積層型マイクロチャネルプレートの製造
方法において、マイクロチャネルプレートを積層状に接
着するに際し、積層される各マイクロチャネルプレート
の両面に導電性を有する導電層を設け、互いに隣接した
2つの前記マイクロチャネルプレート導電層間に電圧
を印加した状態でこの導電層同士を超高真空中で低温接
合させて前記マイクロチャネルプレートを相互に接着す
ることを特徴とする積層型マイクロチャネルプレート
製造方法。
1. Manufacture of a laminated microchannel plate
In the method , in bonding the microchannel plates in a stacked manner, conductive layers having conductivity are provided on both sides of each of the stacked microchannel plates, and the conductive layers are adjacent to each other.
The conductive layers to each other in two states in which the voltage is applied to the conductive layers of the microchannel plate by cold joining in ultrahigh vacuum laminated microchannel plates, characterized in that adhering to each other the microchannel plate Production method.
【請求項2】 請求項1に記載の積層型マイクロチャネ
ルプレートの製造方法において、前記導電層がAl薄膜
である積層型マイクロチャネルプレートの製造方法。
2. The laminated micro-channel according to claim 1 ,
A method of manufacturing a stacked microchannel plate , wherein the conductive layer is an Al thin film.
【請求項3】 請求項1に記載の積層型マイクロチャネ
ルプレートの製造方法において、前記導電層をAlで成
膜し、Ar+を照射射後、前記互いに隣接した2つの前
マイクロチャネルプレート同士を接着する積層型マイ
クロチャネルプレートの製造方法。
3. The laminated micro-channel according to claim 1 ,
In the manufacturing method of Le plate, the conductive layer was formed with Al, after morphism irradiated with Ar +, the two previous adjacent to each other
Stacked Mai to bond the serial micro channel plate to each other
A method for manufacturing a cross channel plate .
【請求項4】 請求項1に記載の積層型マイクロチャネ
ルプレートの製造方法において、前記マイクロチャネル
プレートの各マイクロチャネル孔を、電子の進行方向に
関して、入口側を広口とし、出口側を狭口とするテーパ
ー状にした積層型マイクロチャネルプレートの製造
法。
4. The laminated micro-channel according to claim 1 ,
In the method of manufacturing a microplate, the microchannel
A method of manufacturing a laminated microchannel plate in which each microchannel hole of the plate is tapered so that the entrance side is wide and the exit side is narrow with respect to the traveling direction of electrons.
【請求項5】 請求項1に記載の積層型マイクロチャネ
ルプレートの製造方法において、前記マイクロチャネル
プレートの各マイクロチャネル孔を、両端が広口の孔形
状とした積層型マイクロチャネルプレートの製造方法。
5. The laminated micro-channel according to claim 1 ,
In the method of manufacturing a microplate, the microchannel
A method for manufacturing a laminated microchannel plate in which each microchannel hole of the plate has a wide-open hole at both ends.
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