JP3626313B2 - 電子管 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、融点以下の温度状態（例えば常温）に維持された封止用金属（例えばインジウムを主成分とする金属）によって、側管と入力面板とを接着固定した電子管に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から存在する電子管として、特開平４−５８４４４号公報がある。この公報に開示された電子管は、コールドインジウム法によって製造されたものである。このコールドインジウム法とは、トランスファー装置と呼ばれる真空装置内で側管と入力面板とをインジウムを介して接続する際に、インジウムを融点以下の温度状態（例えば常温）に維持し、インジウムを固体のままで利用する技術である。そこで、側管と入力面板とを接合させる際、側管に入力面板を押し付けるようにしてインジウムを変形させ、インジウムを側管及び入力面板に圧着させることで、電子管の真空気密封止を達成している。また、電子管にコールドインジウム法を適用した例として、特開昭５７−１３６７４８号公報、特開昭５４−１６１６７号公報や特開昭６１−２１１９４１号公報等がある。
【０００３】
また、電子管にホットインジウム法を適用した例として、特開平６−３１８４３９号公報や特開平３−１３３０３７号公報等がある。ホットインジウム法とは、トランスファー装置内において、加熱器で溶融させたインジウムにより、側管と入力面板とを接合させる技術であり、側管側には、溶けたインジウムが流れ出さないためのインジウム溜まり凹部が設けられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述のコールドインジウム法を適用する電子管は、上述したように構成されているため、次のような課題が存在していた。すなわち、このような電子管では、インジウムで封止した部分を側面から包囲するための封止用金属支持体が利用され、この金属支持体は、側管の側面に対峙する単純なリング体を構成すると共に、その内側でインジウムを単に保持するだけの形状になっている。また、側管の端面と入力面板の内面との間でインジウムを挟むようにして、入力面板及び側管をインジウムに力強く押し付けているので、インジウムとの接触面でなじみ性が悪くなる虞れがあり、その結果、十分な真空気密が要求される電子管に気密不良が発生する場合があった。そして、この気密不良に起因して、大気中の酸素や水分が電子管内に入り込み、光電面感度の劣化を招来していた。特に、側管の接合端部が金属材料で形成されている場合には、インジウムとのなじみ性が悪くなる。
【０００５】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、特に、気密性が良く、大量生産に適した電子管を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る本発明の電子管は、第１の開口と第１の開口と反対側に位置する第２の開口とを有する側管と、側管の第１の開口側に設けられて、入射した光に応じて電子を放出する光電面をもった入力面板と、側管の第２の開口側に設けられて、入力面板と共に真空領域を規定するステムとを備え、加圧変形自在な封止用金属で入力面板と側管との間を封止し、封止用金属で封止した部分を環状の封止用金属支持体で外側から包囲した電子管において、側管の端面には、入力面板を収容し且つ支持する環状の面板収容部が切欠き形成され、封止用金属支持体は、入力面板の外面に対峙して延在する環状の第１の封止板と、側管の外側面に対峙すると共に第１の封止板から略直交して延在する環状の第２の封止板とからなることを特徴とする。
【０００７】
この電子管においては、入力面板と側管の端部とを加圧変形自在な封止用金属（例えばインジウム又はインジウムの合金）で接合させるにあたって、側管の面板収容部内に入力面板を載置させた状態で、入力面板の外面と側管の外側面とで形成されたコーナ部分を、封止用金属支持体で包囲するように組み立てる。このとき、第１の封止板と第２の封止板とからなる封止用金属支持体の内壁面に封止用金属が配置されていることに起因して、封止用金属は、第１の封止板により入力面板の外面に延在すると同時に、第２の封止板により側管の外側面にも延在するように変形する。その結果、入力面板と側管とからなるコーナ部分を、封止用金属で外側から包み込むことが可能になり、入力面板が側管から外れにくくなるばかりか、電子管内の気密性保持に極めて有効である。また、第１の封止板と入力面板の外面とを対峙させているので、封止用金属支持体の第１の封止板を入力面板に向けて加圧することができ、第１の封止板と入力面板との間で挟まれた封止用金属に適切な圧力を加えることができる。従って、入力面板及び封止用金属支持体に対する封止用金属のなじみ性が良くなり、電子管の気密性が高まることになる。更に、第１の封止板を利用して、低融点金属を加圧変形させることができるので、ガラス製の入力面板を直接加圧する場合に比べて、電子管の大量生産に適した構成といえる。
【０００８】
この場合、入力面板の外面の外周縁部には、第１の封止板と入力面板との間で挟まれた封止用金属を収容する環状の金属収容部が切欠き形成されていると好ましい。このような構成を採用した場合、入力面板に切欠き形成された金属収容部内に封止用金属が納まることで、封止用金属が入力面板の外面に必要以上はみ出すのを適切に阻止することができる。
【０００９】
また、第１の封止板の内端には、入力面板の外面に向けて延び、入力面板の外面に当接する環状の入力面板当接片が形成されていると好ましい。このような構成を採用した場合、第１の封止板に設けられた入力面板当接片が入力面板の外面に当接することで、第１の封止板と入力面板との間に封止用金属が封入される。その結果、封止用金属が入力面板の外面に必要以上はみ出すのを適切に阻止することができる。
【００１０】
更に、面板収容部は、入力面板の内面に対向すると共に入力面板を当接させる面板支持面と、入力面板の周側面に対向すると共に面板支持面から立設する切立ち面とから形成され、面板収容部の切立ち面と入力面板の周側面とを当接させると好ましい。このような構成を採用した場合、面板収容部の切立ち面で、入力面板の周側面を位置決めすることができる。従って、電子管の組み立て時において、側管に対する入力面板の確実な芯出しが可能になる。
【００１１】
更に、面板収容部は、入力面板の内面に対向すると共に入力面板を当接させる面板支持面と、入力面板の周側面に対向すると共に面板支持面から立設する切立ち面とから形成され、面板収容部の面板支持面と切立ち面とが交わる環状のコーナラインと、入力面板の内面と周側面とが交わる環状のコーナラインとを合致させると好ましい。このような構成を採用した場合、側管に対する入力面板の位置決めが可能になると同時に、面板収容部の切立ち面の形状や入力面板の周側面の形状を任意にすることができ、面板収容部の切立ち面と入力面板の周側面との間に所望量の封止用金属を入り込ませることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面と共に本発明による電子管の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００１３】
図１は、本発明に係る電子管の第１実施形態を示す断面図である。同図に示すように、電子管１は円筒状の側管１０を有し、この側管１０は、導電性の良いコバール金属を利用して、プレス成形又は射出成形又は切削加工等の様々な一体成形方法により作り出されたリング状のカソード電極１１と、電気絶縁性材料（例えばセラミック）からなるリング状のバルブ１２と、コバール金属からなるリング状の溶接電極１３と、バルブ１２を２分割することで形成された第１バルブ１２Ａと第２バルブ１２Ｂとの間で、挟むようにして固定させたコバール金属製のリング状中間電極５０とから構成され、これら部材１１，１２，１３及び５０は互いに同心状に積層配置されている。
【００１４】
また、中間電極５０をもったバルブ１２は、カソード電極１１と溶接電極１３との間に設けられ、バルブ１２の一端は、カソード電極１１のフラットな内端面１１ａに突き合わせた後、ろう付け等で固定され、バルブ１２の他端は、溶接電極１３のフラットな内端面１３ａに突き合わせた後、ろう付け等で固定されている。また、バルブ１２は、第１バルブ１２Ａと第２バルブ１２Ｂとで中間電極５０の外周端部を挟み、接合部分にろう付け作業を施すことで形成される。従って、ろう付け作業により、側管１０は簡単に一体化が図られることになる。
【００１５】
更に、カソード電極１１とバルブ１２と溶接電極１３の筒状本体１３Ａとは略同じ外形（この場合「例えば直径１４ｍｍの円形」）に形成されている。従って、側管１０の外面から凹凸を無くすことができ、引っ掛かりの無いシンプルな形状にすることができる。その結果、狭い空間においても多数本の電子管を密に配列させることができ、取り扱い易い電子管が可能になり、しかも高圧に耐え得る構造を可能にしている。なお、リング体をなすカソード電極１１、バルブ１２、中間電極５０及び溶接電極１３の外形は多角形であってもよい。
【００１６】
カソード電極１１の内周壁面１１ｂはバルブ１２の内周壁面１２ａより内側に位置し、バルブ１２の内径に対してカソード電極１１の内径を小さくしている。従って、後述する光電面２２側の意図しない場所で生じた迷走電子が、バルブ１２に衝突するのを防止でき、迷走電子の衝突により発生するバルブ１２の帯電や、これに起因する電子軌道への影響を無くすことができる。この場合、カソード電極１１は、電子管１のフォーカス電極を兼ねているので、所定の電圧を電子管１に印加したとき、有効径８ｍｍの光電面２２から放出した電子は２ｍｍ程度の径に収束しながら、半導体素子４０に入射する必要がある。そこで、カソード電極１１は、内径１０ｍｍ、長さ３ｍｍが好適であり、セラミック製の第１及び第２バルブ１２Ａ，１２Ｂは、内径１１ｍｍ、長さ３ｍｍが好適である。
【００１７】
前述した中間電極５０は、バルブ１２の内周壁面１２ａから内方に突出し、中間電極５０の開口部５０ａの内径は、電子軌道に干渉しない範囲内で極力小さくなっている（好適には７ｍｍである）。従って、迷走電子によるバルブ１２の帯電が防止されると共に、仮に何らかの理由でバルブ１２が帯電しても、電子軌道に近い空間の電位を中間電極５０により固定させているので、バルブ１２の帯電が電子軌道に悪影響を与えるのを防止することができる。なお、中間電極５０の厚さは、０．５ｍｍが好適である。
【００１８】
側管１０の溶接電極１３には導電性材料（例えばコバール金属）よりなる円盤状のステム３１が固設され、このステム３１は、側管１０の第２の開口１５側に配置されている。ここで、溶接電極１３の筒状本体１３Ａの外端には、ステム３１との接合に利用するために外方に突出した円形の第１フランジ部１３Ｂが形成され、筒状本体１３Ａの内端には、バルブ１２との接合に利用するために内方に突出した円形の第２フランジ部１３Ｃが形成されている。また、ステム３１の外周には、第１フランジ部１３Ｂに嵌合させるための円形の切欠き縁部３１ａが形成されている。従って、溶接電極１３の第１フランジ部１３Ｂをステム３１の切欠き縁部３１ａに嵌合させ、抵抗溶接を施すだけの簡単な組立て作業で、溶接電極１３とステム３１とを簡単に接合させることができる。また、抵抗溶接中において、ステム３１に対する側管１０の着座性は極めて良い。なお、ステム３１にはガラス３４で絶縁した貫通ピン３２が固定されている。
【００１９】
また、ステム３１における真空側の面上には、ＡＰＤ（アバランシェ・フォトダイオード）として動作する半導体素子４０が導電性の接着剤を介して固着されている。半導体素子４０の電子入射面４４ａの直径は３ｍｍ程度であり、半導体素子４０の所定の部位は、ステム３１と絶縁させた貫通ピン３２に対してワイヤー３３により接続されている。更に、半導体素子４０と中間電極５０との間には板状のアノード電極６０が配置され、アノード電極６０の外周端部は溶接電極１３の第２フランジ部１３Ｃに固定されている。このアノード電極６０は、半導体素子４０に近い側に位置すると共に、厚さ０．３ｍｍのステンレス製の薄板をプレス加工することで形成されている。なお、アノード電極６０と半導体素子４０との間隔は１ｍｍが好適である。
【００２０】
このアノード電極６０の中央には、半導体素子４０の電子入射面４４ａに対峙させた開口部６１が形成されている。このアノード電極６０には、開口部６１を包囲するように突出した円筒状のコリメーター部（コリメーター電極）６２が一体に形成され、このコリメーター部６２は、光電面２２に向けて突出すると共に、開口部６１に対して同心的に配置されている。また、コリメーター部６２の内径は３．０ｍｍが好適であり、この高さは１．３ｍｍが好適である。なお、アノード電極６０は、溶接電極１３の第２フランジ部１３Ｃの延長上に予め形成させておいて、溶接電極１３がアノード電極６０を兼ねるように構成することも可能である。
【００２１】
更に、図１及び図２に示すように、側管１０におけるカソード電極１１には、光を透過させるガラス製の入力面板２１が固設され、この入力面板２１は、内側に光電面２２を有すると共に、側管１０の第１の開口１４側に配置されている。そして、この入力面板２１は、光電面２２を作製した後、封止用金属として利用する加圧変形自在な低融点金属（例えば、取り扱い容易で加工し易いインジウムそれ自体、インジウムを主成分とする合金、鉛又は鉛合金）２３を介してカソード電極１１に一体化され、その結果、入力面板２１と側管１０の端部との間は低融点金属２３で封止される。また、低融点金属２３で封止した部分は、コバール金属からなる環状の封止用金属支持体２４で外側から包囲されている。
【００２２】
更に、光電面２２の周辺部分には、クロム、ニッケル、銅の薄膜よりなる光電面電極２５が配置されているので、カソード電極１１及び低融点金属２３を介して光電面２２と封止用金属支持体２４とが電気的に接続される。この光電面電極２５は、入力面板２１の周側面２１ａを作り出すように入力面板本体に蒸着され、光電面電極２５が、低融点金属２３に接する位置まで延びることで、低融点金属２３と機械的に接触し、その導通が積極的に確保される。また、光電面電極２５の内径８ｍｍは光電面２２の有効径を規定している。なお、光電面電極２５が、後述する面板収容部７０の面板支持部７１にのみ接触し、そこで導通を確保するようにしてもよい。また、封止用金属として、加圧変形可能な金（Ａｕ）が利用されることもある。
【００２３】
図２に示すように、側管におけるカソード電極１１の開放側端面には、その内側に環状の面板収容部７０が切欠き形成されている。この面板収容部７０は、入力面板２１を収容し且つ支持するために、入力面板２１の内面２１Ａを当接させる面板支持面７１と、面板支持面７１から直角方向に立設する切立ち面７２とから形成されている。そして、切立ち面７２と入力面板２１の周側面２１ａとを当接させることで、側管１０に対する入力面板２１の確実な芯出しや位置決めが可能になる。
【００２４】
更に、金属支持体２４は、入力面板２１の外面２１Ｂに対峙して延在する環状の第１の封止板７３と、側管１０の外側面１１ｃに対峙すると共に第１の封止板７３から略直交して延在する環状の第２の封止板７４とからなっている。このように、金属支持体２４は、入力面板２１と側管１０とからなるコーナ部分を保護するような形状になっている。また、金属支持体２４と入力面板２１及び側管１０との間には低融点金属２３が装填され、この低融点金属２３は、金属支持体２４の内面に沿うように、入力面板２１の外面２１Ｂから側管１０の外側面１１ｃに亙って延在している。すなわち、低融点金属２３は、第１の封止板７３により入力面板２１の外面２１Ｂに沿って延在すると同時に、第２の封止板７４により側管１０の外側面１１ｃにも沿って延在することになる。従って、入力面板２１と側管１０とからなるコーナ部分を、その全周に亙って、低融点金属２３で外側から包み込むことが可能になり、入力面板２１が側管１０から外れにくくなるばかりか、電子管１内の気密性保持に極めて有効である。
【００２５】
更に、入力面板２１の外面２１Ｂには、その外周縁部に環状の金属収容部７５が切欠き形成され、第１の封止板７３の内端には、金属収容部７５の段差面７５ａに向けて延びる環状の入力面板当接片７６が一体形成され、この入力面板当接片７６が段差面７５ａに当接することで、第１の封止板７３の内壁面と入力面板２１の段差面７５ａとの間に低融点金属２３が封入される。従って、組立て時において、低融点金属２３が入力面板２１の外面２１Ｂに必要以上はみ出すのを、入力面板当接片７６で適切に阻止し、入力面板２１上で確保すべき光入射領域が、低融点金属２３により汚染されることがない。また、仮に、入力面板当接片７６を越えて、低融点金属２３が金属支持体２４からはみ出した場合でも、金属収容部７５内に低融点金属２３を収容することができるので、低融点金属２３が入力面板２１の外面２１Ｂに必要以上にはみ出すのが確実に阻止されることになる。
【００２６】
更に、入力面板２１と側管１０との間の接着性及び気密性を向上させるに当たって、入力面板２１の周側面２１ａと側管１０の端部との間に、所定量の低融点金属２３を介在させることが必要になる。そこで、カソード電極１１の先端部に切欠き状の金属流入部７７を形成する。この金属流入部７７は、低融点金属２３の流入を許容するように、入力面板２１の周側面２１ａから離間する位置に形成された突起部７８により具現化されている。この金属流入部７７は、カソード電極１１と入力面板２１との間で幅０．３ｍｍ程度の溝状に形成され、第１の封止板７３側を開放することで低融点金属２３の流入を可能にしている。
【００２７】
次に、トランスファー装置と呼ばれる真空装置（図示せず）内で、側管１０と入力面板２１との間を低融点金属２３で封止する手順について簡単に説明する。なお、封止の際、トランスファー装置の内部は、低融点金属２３が溶融しない融点以下の温度（例えば常温）状態に維持されている。
【００２８】
先ず、封止準備として、図３のステップ（Ｉ）で示すように、金属支持体２４の第１及び第２の封止板７３及び７４の内壁面にリング状の低融点金属２３が当接するように、所定量の低融点金属２３を金属支持体２４上に置く。その後、ステップ（ＩＩ）で示すように、低融点金属２３と金属支持体２４とを一体化させるために、５００℃に一旦加熱して低融点金属２３を溶解させる。その後、ステップ（ＩＩＩ）で示すように、低融点金属２３が冷めるのを待って、余剰な低融点金属２３をカッター等で削り取る。このように、低融点金属２３と金属支持体２４とが一体化されたものを、トランスファ装置内に入れる。
【００２９】
図４に示すように、組立て完了後の側管１０と、光電面２２をもった入力面板２１と、低融点金属２３をもった金属支持体２４とを、トランスファ装置内で組み立てるにあたって、先ず、カソード電極１１の面板収容部７０に入力面板２１を嵌め込む。その後、低融点金属２３が、入力面板２１と側管１０とからなるコーナー部分に被さるように、金属支持体２４を入力面板２１に向けて押し付ける。このとき、低融点金属２３を変形させながら、入力面板２１に向けて第１の封止板７３を加圧するので、第１の封止板７３と入力面板２１との間で挟まれた低融点金属２３に適切な圧力が加わることになる。また、その影響により、第２の封止板７４とカソード電極１１との間の低融点金属２３にも適切な圧力が加わることになる。その結果、入力面板２１及びカソード電極１１に対する低融点金属２３のなじみ性が良くなり、電子管１の気密性をアップさせる。
【００３０】
また、入力面板当接片７６が入力面板２１を直に押すことで、面板支持面７１に対して、入力面板２１の内面２１Ａを圧着させることができるので、この部分での気密保持が可能になる。このように、低融点金属２３を加圧変形させるにあたって、第１の封止板７３を利用しているので、ガラス製の入力面板２１を治具等で直接加圧する場合に比べて、電子管１の大量生産に適した構造といえる。
【００３１】
本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、例えば、図５に示すように、金属支持体２４Ａには入力面板当接片７６が設けられていない。この場合でも、金属収容部７５内に低融点金属２３を収容しているので、低融点金属２３が、入力面板２１の外面２１Ｂに必要以上にはみ出すことがなく、入力面板２１の光入射領域を低融点金属２３で汚染することがない。
【００３２】
また、図６に示すように、入力面板２１には金属収容部７５が設けられていない。この場合、入力面板当接片７６が入力面板２１の外面２１Ｂに当接することで、低融点金属２３が、入力面板２１の外面２１Ｂに必要以上にはみ出すことがない。そして、図７に示すように、突起部７８の長さを短くすることで、金属流入部７７の体積は小さくなるが、低融点金属２３の充填量を多くすることができる。
【００３３】
更に、図８に示すように、入力面板２１の外面２１Ｂにおいて、その最外周縁にＬ字状の切欠き面７９を形成し、面板収容部７０の切立ち面７２を、入力面板２１の外面２１Ｂの位置まで立ち上げる。その結果、切欠き面７９と切立ち面７２との協働で、断面矩形の金属流入部８０が形成されることになる。
【００３４】
図９に示すように、入力面板２１の外面２１Ｂにおいて、その最外周縁にテーパ状の切欠き面８１を形成し、面板収容部７０の切立ち面７２を、入力面板２１の外面２１Ｂの位置まで立ち上げる。その結果、切欠き面８１と切立ち面７２との協働で、断面三角形状の金属流入部８２を形成することもできる。この場合、面板収容部７０の面板支持面７１と切立ち面７２とが交わる部分で形成される環状のコーナラインＡと、入力面板２１の内面２１Ａと周側面２１ａとが交わる部分で形成される環状のコーナラインＢとを合致させることで、側管１０に対する入力面板２１の位置決めが可能になる。このような位置決め手段を採用することで、面板収容部７０の切立ち面７２の形状や入力面板２１の周側面２１ａの形状を任意にでき、面板収容部７０の切立ち面７２と入力面板２１の周側面２１ａとの間に所望形状の金属流入部８２を作り出すことができ、この部分に、必要量の低融点金属２３を入り込ませることができる。
【００３５】
図１０に示すように、面板収容部７０の切立ち面８３をテーパ状に形成し、入力面板２１の周側面２１ａを外面２１Ｂに対して直角にすることで、断面三角形状の金属流入部８４を形成することもできる。また、面板収容部７０のコーナラインＡと、入力面板２１のコーナラインＢとを合致させることで、側管１０に対する入力面板２１の位置決めが可能になる。
【００３６】
図１１に示すように、カソード電極１１には、入力面板２１に対する正確な位置決め機能をもたない面板収容部８５が形成されている。この面板収容部８５は、入力面板２１を収容し且つ支持するために、入力面板２１の内面２１Ａを当接させる面板支持面８６と、面板支持面８６から直角方向に立設する切立ち面８７とから形成されている。そして、切立ち面８７の径は、入力面板２１の周側面２１ａの径より大きく形成されることで、面板収容部８５内に入力面板２１がルーズに嵌め込まれることになる。このような構成は、大量生産に最も適しており、側管１０と入力面板２１との芯出しに厳密な精度が要求されない場合や、製品の製造コストを下げる場合に適している。なお、図１２に示すように、入力面板当接片７６を設けない金属支持体２４Ａを、図１１の電子管１に適用させてもよい。
【００３７】
図１３に示した光電子増倍管９０は、ＴＯ−８型のパッケージサイズを有している。この光電子増倍管９０は、コバール金属からなる円筒状の側管９１を有し、この側管９１は、板厚０．３ｍｍのコバール金属をプレス加工にて筒状に形成し、その全長は約１０ｍｍに達する。側管９１の一端には、光を透過させるガラス製の入力面板９２が固設され、この入力面板９２は、その内側にＧａＡｓ結晶の光電面９３を有すると共に、側管９１の第１の開口９４側に配置されている。
【００３８】
この入力面板９２は、光電面９３をＣｓ蒸気と酸素とで活性化した後、封止用金属として利用する低融点金属（例えば、インジウムそれ自体、インジウムを主成分とする加圧変形自在な合金、鉛又は鉛合金）２３を介して側管９１に一体化され、その結果、入力面板９２と側管９１との間は低融点金属２３で封止される。また、低融点金属２３で封止した部分は、コバール金属からなる環状の封止用金属支持体２４で外側から包囲されている。更に、光電面９３の周辺部分には、光電面９３と低融点金属２３とを電気的に接続するように、クロムの薄膜よりなる光電面電極９６が配置されている。この光電面電極９６の内径は光電面９３の有効径を規定している。なお、封止用金属として、加圧変形可能な金（Ａｕ）が利用される場合もある。
【００３９】
更に、側管９１の他端には、導電性材料（例えばコバール金属）よりなる円盤状のステム９７が抵抗溶接により固定されている。このステム９７は、側管９６の第２の開口９８側に配置されると共に、ガラス９９で絶縁した複数の貫通ピン１００を有している。また、側管９１内には、光電面９３から放出した電子を増倍させる積層型ダイノード１０１が配置され、ダイノード１０１の各ダイノード部１０１ａ〜１０１ｈは抵抗溶接により８段に亙って組付けられている。そして、各ダイノード部１０１ａ〜１０１ｈを各貫通ピン１００の先端に抵抗溶接で固定することで、ダイノード１０１は側管９１内で固定されることになる。また、最終段ダイノード部１０１ｈの上方には、増倍した電子を収集して検出する陽極部１０２が配置されている。
【００４０】
ここで、図１４に示すように、側管９１の端部には、絞り成形により面板収容部１０３が形成され、この面板収容部１０３は、入力面板９２を収容し且つ支持するために、入力面板９２の内面９２Ａを当接させる面板支持面１０４と、面板支持面１０４から略直角方向に立設する切立ち面１０５とから形成されている。また、側管９１の最端部を外側に広げることで、面板収容部１０３の切立ち面１０５を、入力面板９２の周側面９２ａに対して離間させることができ、この離間部分が金属流入部１０６となる。このように、側管９１の端部を折曲げ形成するだけで、面板収容部１０３や金属流入部１０６を所望の形状にすることができ、簡単な設計変更で、種々の製品に対応させることができる。
【００４１】
【発明の効果】
本発明による電子管は、以上のように構成されているため、次のような効果を得る。すなわち、側管の端面には、入力面板を収容し且つ支持する環状の面板収容部が切欠き形成され、封止用金属支持体は、入力面板の外面に対峙して延在する環状の第１の封止板と、側管の外側面に対峙すると共に第１の封止板から略直交して延在する環状の第２の封止板とからなるので、電子管の気密性が良好になる。そして、第１の封止板を利用して、低融点金属を加圧変形させることができるので、電子管の大量生産が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電子管の第１の実施形態を示す断面図である。
【図２】図１に示した電子管の要部を示す拡大断面図である。
【図３】金属支持体と低融点金属とを融合させる工程を示す断面図である。
【図４】図１に示した電子管の組立て要領を示す要部拡大断面図である。
【図５】本発明に係る電子管の第２の実施形態を示す要部拡大断面図である。
【図６】本発明に係る電子管の第３の実施形態を示す要部拡大断面図である。
【図７】本発明に係る電子管の第４の実施形態を示す要部拡大断面図である。
【図８】本発明に係る電子管の第５の実施形態を示す要部拡大断面図である。
【図９】本発明に係る電子管の第６の実施形態を示す要部拡大断面図である。
【図１０】本発明に係る電子管の第７の実施形態を示す要部拡大断面図である。
【図１１】本発明に係る電子管の第８の実施形態を示す要部拡大断面図である。
【図１２】本発明に係る電子管の第９の実施形態を示す要部拡大断面図である。
【図１３】本発明に係る電子管の第１０の実施形態を示す断面図である。
【図１４】図１３に示した電子管の要部を示す断面図である。
【符号の説明】
Ａ，Ｂ…コーナライン、１，９０…電子管、１０，９１…側管、１０ｃ…側管の外側面、１２，９８…第２の開口、１４，９４…第１の開口、２１，９２…入力面板、２１ａ，９２ａ…入力面板の周側面、２１Ａ，９２Ａ…入力面板の内面、２１Ｂ…入力面板の外面、２２，９３…光電面、２３…封止用金属（低融点金属）、２４，２４Ａ…封止用金属支持体、３１，９７…ステム、７１，８６，１０４…面板支持面、７２，８７，１０５…切立ち面、７３…第１の封止板、７４…第２の封止板、７５…金属収容部、７６…入力面板当接片、７７，８０，８２，１０６…金属流入部。
【発明の属する技術分野】
本発明は、融点以下の温度状態（例えば常温）に維持された封止用金属（例えばインジウムを主成分とする金属）によって、側管と入力面板とを接着固定した電子管に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から存在する電子管として、特開平４−５８４４４号公報がある。この公報に開示された電子管は、コールドインジウム法によって製造されたものである。このコールドインジウム法とは、トランスファー装置と呼ばれる真空装置内で側管と入力面板とをインジウムを介して接続する際に、インジウムを融点以下の温度状態（例えば常温）に維持し、インジウムを固体のままで利用する技術である。そこで、側管と入力面板とを接合させる際、側管に入力面板を押し付けるようにしてインジウムを変形させ、インジウムを側管及び入力面板に圧着させることで、電子管の真空気密封止を達成している。また、電子管にコールドインジウム法を適用した例として、特開昭５７−１３６７４８号公報、特開昭５４−１６１６７号公報や特開昭６１−２１１９４１号公報等がある。
【０００３】
また、電子管にホットインジウム法を適用した例として、特開平６−３１８４３９号公報や特開平３−１３３０３７号公報等がある。ホットインジウム法とは、トランスファー装置内において、加熱器で溶融させたインジウムにより、側管と入力面板とを接合させる技術であり、側管側には、溶けたインジウムが流れ出さないためのインジウム溜まり凹部が設けられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述のコールドインジウム法を適用する電子管は、上述したように構成されているため、次のような課題が存在していた。すなわち、このような電子管では、インジウムで封止した部分を側面から包囲するための封止用金属支持体が利用され、この金属支持体は、側管の側面に対峙する単純なリング体を構成すると共に、その内側でインジウムを単に保持するだけの形状になっている。また、側管の端面と入力面板の内面との間でインジウムを挟むようにして、入力面板及び側管をインジウムに力強く押し付けているので、インジウムとの接触面でなじみ性が悪くなる虞れがあり、その結果、十分な真空気密が要求される電子管に気密不良が発生する場合があった。そして、この気密不良に起因して、大気中の酸素や水分が電子管内に入り込み、光電面感度の劣化を招来していた。特に、側管の接合端部が金属材料で形成されている場合には、インジウムとのなじみ性が悪くなる。
【０００５】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、特に、気密性が良く、大量生産に適した電子管を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る本発明の電子管は、第１の開口と第１の開口と反対側に位置する第２の開口とを有する側管と、側管の第１の開口側に設けられて、入射した光に応じて電子を放出する光電面をもった入力面板と、側管の第２の開口側に設けられて、入力面板と共に真空領域を規定するステムとを備え、加圧変形自在な封止用金属で入力面板と側管との間を封止し、封止用金属で封止した部分を環状の封止用金属支持体で外側から包囲した電子管において、側管の端面には、入力面板を収容し且つ支持する環状の面板収容部が切欠き形成され、封止用金属支持体は、入力面板の外面に対峙して延在する環状の第１の封止板と、側管の外側面に対峙すると共に第１の封止板から略直交して延在する環状の第２の封止板とからなることを特徴とする。
【０００７】
この電子管においては、入力面板と側管の端部とを加圧変形自在な封止用金属（例えばインジウム又はインジウムの合金）で接合させるにあたって、側管の面板収容部内に入力面板を載置させた状態で、入力面板の外面と側管の外側面とで形成されたコーナ部分を、封止用金属支持体で包囲するように組み立てる。このとき、第１の封止板と第２の封止板とからなる封止用金属支持体の内壁面に封止用金属が配置されていることに起因して、封止用金属は、第１の封止板により入力面板の外面に延在すると同時に、第２の封止板により側管の外側面にも延在するように変形する。その結果、入力面板と側管とからなるコーナ部分を、封止用金属で外側から包み込むことが可能になり、入力面板が側管から外れにくくなるばかりか、電子管内の気密性保持に極めて有効である。また、第１の封止板と入力面板の外面とを対峙させているので、封止用金属支持体の第１の封止板を入力面板に向けて加圧することができ、第１の封止板と入力面板との間で挟まれた封止用金属に適切な圧力を加えることができる。従って、入力面板及び封止用金属支持体に対する封止用金属のなじみ性が良くなり、電子管の気密性が高まることになる。更に、第１の封止板を利用して、低融点金属を加圧変形させることができるので、ガラス製の入力面板を直接加圧する場合に比べて、電子管の大量生産に適した構成といえる。
【０００８】
この場合、入力面板の外面の外周縁部には、第１の封止板と入力面板との間で挟まれた封止用金属を収容する環状の金属収容部が切欠き形成されていると好ましい。このような構成を採用した場合、入力面板に切欠き形成された金属収容部内に封止用金属が納まることで、封止用金属が入力面板の外面に必要以上はみ出すのを適切に阻止することができる。
【０００９】
また、第１の封止板の内端には、入力面板の外面に向けて延び、入力面板の外面に当接する環状の入力面板当接片が形成されていると好ましい。このような構成を採用した場合、第１の封止板に設けられた入力面板当接片が入力面板の外面に当接することで、第１の封止板と入力面板との間に封止用金属が封入される。その結果、封止用金属が入力面板の外面に必要以上はみ出すのを適切に阻止することができる。
【００１０】
更に、面板収容部は、入力面板の内面に対向すると共に入力面板を当接させる面板支持面と、入力面板の周側面に対向すると共に面板支持面から立設する切立ち面とから形成され、面板収容部の切立ち面と入力面板の周側面とを当接させると好ましい。このような構成を採用した場合、面板収容部の切立ち面で、入力面板の周側面を位置決めすることができる。従って、電子管の組み立て時において、側管に対する入力面板の確実な芯出しが可能になる。
【００１１】
更に、面板収容部は、入力面板の内面に対向すると共に入力面板を当接させる面板支持面と、入力面板の周側面に対向すると共に面板支持面から立設する切立ち面とから形成され、面板収容部の面板支持面と切立ち面とが交わる環状のコーナラインと、入力面板の内面と周側面とが交わる環状のコーナラインとを合致させると好ましい。このような構成を採用した場合、側管に対する入力面板の位置決めが可能になると同時に、面板収容部の切立ち面の形状や入力面板の周側面の形状を任意にすることができ、面板収容部の切立ち面と入力面板の周側面との間に所望量の封止用金属を入り込ませることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面と共に本発明による電子管の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００１３】
図１は、本発明に係る電子管の第１実施形態を示す断面図である。同図に示すように、電子管１は円筒状の側管１０を有し、この側管１０は、導電性の良いコバール金属を利用して、プレス成形又は射出成形又は切削加工等の様々な一体成形方法により作り出されたリング状のカソード電極１１と、電気絶縁性材料（例えばセラミック）からなるリング状のバルブ１２と、コバール金属からなるリング状の溶接電極１３と、バルブ１２を２分割することで形成された第１バルブ１２Ａと第２バルブ１２Ｂとの間で、挟むようにして固定させたコバール金属製のリング状中間電極５０とから構成され、これら部材１１，１２，１３及び５０は互いに同心状に積層配置されている。
【００１４】
また、中間電極５０をもったバルブ１２は、カソード電極１１と溶接電極１３との間に設けられ、バルブ１２の一端は、カソード電極１１のフラットな内端面１１ａに突き合わせた後、ろう付け等で固定され、バルブ１２の他端は、溶接電極１３のフラットな内端面１３ａに突き合わせた後、ろう付け等で固定されている。また、バルブ１２は、第１バルブ１２Ａと第２バルブ１２Ｂとで中間電極５０の外周端部を挟み、接合部分にろう付け作業を施すことで形成される。従って、ろう付け作業により、側管１０は簡単に一体化が図られることになる。
【００１５】
更に、カソード電極１１とバルブ１２と溶接電極１３の筒状本体１３Ａとは略同じ外形（この場合「例えば直径１４ｍｍの円形」）に形成されている。従って、側管１０の外面から凹凸を無くすことができ、引っ掛かりの無いシンプルな形状にすることができる。その結果、狭い空間においても多数本の電子管を密に配列させることができ、取り扱い易い電子管が可能になり、しかも高圧に耐え得る構造を可能にしている。なお、リング体をなすカソード電極１１、バルブ１２、中間電極５０及び溶接電極１３の外形は多角形であってもよい。
【００１６】
カソード電極１１の内周壁面１１ｂはバルブ１２の内周壁面１２ａより内側に位置し、バルブ１２の内径に対してカソード電極１１の内径を小さくしている。従って、後述する光電面２２側の意図しない場所で生じた迷走電子が、バルブ１２に衝突するのを防止でき、迷走電子の衝突により発生するバルブ１２の帯電や、これに起因する電子軌道への影響を無くすことができる。この場合、カソード電極１１は、電子管１のフォーカス電極を兼ねているので、所定の電圧を電子管１に印加したとき、有効径８ｍｍの光電面２２から放出した電子は２ｍｍ程度の径に収束しながら、半導体素子４０に入射する必要がある。そこで、カソード電極１１は、内径１０ｍｍ、長さ３ｍｍが好適であり、セラミック製の第１及び第２バルブ１２Ａ，１２Ｂは、内径１１ｍｍ、長さ３ｍｍが好適である。
【００１７】
前述した中間電極５０は、バルブ１２の内周壁面１２ａから内方に突出し、中間電極５０の開口部５０ａの内径は、電子軌道に干渉しない範囲内で極力小さくなっている（好適には７ｍｍである）。従って、迷走電子によるバルブ１２の帯電が防止されると共に、仮に何らかの理由でバルブ１２が帯電しても、電子軌道に近い空間の電位を中間電極５０により固定させているので、バルブ１２の帯電が電子軌道に悪影響を与えるのを防止することができる。なお、中間電極５０の厚さは、０．５ｍｍが好適である。
【００１８】
側管１０の溶接電極１３には導電性材料（例えばコバール金属）よりなる円盤状のステム３１が固設され、このステム３１は、側管１０の第２の開口１５側に配置されている。ここで、溶接電極１３の筒状本体１３Ａの外端には、ステム３１との接合に利用するために外方に突出した円形の第１フランジ部１３Ｂが形成され、筒状本体１３Ａの内端には、バルブ１２との接合に利用するために内方に突出した円形の第２フランジ部１３Ｃが形成されている。また、ステム３１の外周には、第１フランジ部１３Ｂに嵌合させるための円形の切欠き縁部３１ａが形成されている。従って、溶接電極１３の第１フランジ部１３Ｂをステム３１の切欠き縁部３１ａに嵌合させ、抵抗溶接を施すだけの簡単な組立て作業で、溶接電極１３とステム３１とを簡単に接合させることができる。また、抵抗溶接中において、ステム３１に対する側管１０の着座性は極めて良い。なお、ステム３１にはガラス３４で絶縁した貫通ピン３２が固定されている。
【００１９】
また、ステム３１における真空側の面上には、ＡＰＤ（アバランシェ・フォトダイオード）として動作する半導体素子４０が導電性の接着剤を介して固着されている。半導体素子４０の電子入射面４４ａの直径は３ｍｍ程度であり、半導体素子４０の所定の部位は、ステム３１と絶縁させた貫通ピン３２に対してワイヤー３３により接続されている。更に、半導体素子４０と中間電極５０との間には板状のアノード電極６０が配置され、アノード電極６０の外周端部は溶接電極１３の第２フランジ部１３Ｃに固定されている。このアノード電極６０は、半導体素子４０に近い側に位置すると共に、厚さ０．３ｍｍのステンレス製の薄板をプレス加工することで形成されている。なお、アノード電極６０と半導体素子４０との間隔は１ｍｍが好適である。
【００２０】
このアノード電極６０の中央には、半導体素子４０の電子入射面４４ａに対峙させた開口部６１が形成されている。このアノード電極６０には、開口部６１を包囲するように突出した円筒状のコリメーター部（コリメーター電極）６２が一体に形成され、このコリメーター部６２は、光電面２２に向けて突出すると共に、開口部６１に対して同心的に配置されている。また、コリメーター部６２の内径は３．０ｍｍが好適であり、この高さは１．３ｍｍが好適である。なお、アノード電極６０は、溶接電極１３の第２フランジ部１３Ｃの延長上に予め形成させておいて、溶接電極１３がアノード電極６０を兼ねるように構成することも可能である。
【００２１】
更に、図１及び図２に示すように、側管１０におけるカソード電極１１には、光を透過させるガラス製の入力面板２１が固設され、この入力面板２１は、内側に光電面２２を有すると共に、側管１０の第１の開口１４側に配置されている。そして、この入力面板２１は、光電面２２を作製した後、封止用金属として利用する加圧変形自在な低融点金属（例えば、取り扱い容易で加工し易いインジウムそれ自体、インジウムを主成分とする合金、鉛又は鉛合金）２３を介してカソード電極１１に一体化され、その結果、入力面板２１と側管１０の端部との間は低融点金属２３で封止される。また、低融点金属２３で封止した部分は、コバール金属からなる環状の封止用金属支持体２４で外側から包囲されている。
【００２２】
更に、光電面２２の周辺部分には、クロム、ニッケル、銅の薄膜よりなる光電面電極２５が配置されているので、カソード電極１１及び低融点金属２３を介して光電面２２と封止用金属支持体２４とが電気的に接続される。この光電面電極２５は、入力面板２１の周側面２１ａを作り出すように入力面板本体に蒸着され、光電面電極２５が、低融点金属２３に接する位置まで延びることで、低融点金属２３と機械的に接触し、その導通が積極的に確保される。また、光電面電極２５の内径８ｍｍは光電面２２の有効径を規定している。なお、光電面電極２５が、後述する面板収容部７０の面板支持部７１にのみ接触し、そこで導通を確保するようにしてもよい。また、封止用金属として、加圧変形可能な金（Ａｕ）が利用されることもある。
【００２３】
図２に示すように、側管におけるカソード電極１１の開放側端面には、その内側に環状の面板収容部７０が切欠き形成されている。この面板収容部７０は、入力面板２１を収容し且つ支持するために、入力面板２１の内面２１Ａを当接させる面板支持面７１と、面板支持面７１から直角方向に立設する切立ち面７２とから形成されている。そして、切立ち面７２と入力面板２１の周側面２１ａとを当接させることで、側管１０に対する入力面板２１の確実な芯出しや位置決めが可能になる。
【００２４】
更に、金属支持体２４は、入力面板２１の外面２１Ｂに対峙して延在する環状の第１の封止板７３と、側管１０の外側面１１ｃに対峙すると共に第１の封止板７３から略直交して延在する環状の第２の封止板７４とからなっている。このように、金属支持体２４は、入力面板２１と側管１０とからなるコーナ部分を保護するような形状になっている。また、金属支持体２４と入力面板２１及び側管１０との間には低融点金属２３が装填され、この低融点金属２３は、金属支持体２４の内面に沿うように、入力面板２１の外面２１Ｂから側管１０の外側面１１ｃに亙って延在している。すなわち、低融点金属２３は、第１の封止板７３により入力面板２１の外面２１Ｂに沿って延在すると同時に、第２の封止板７４により側管１０の外側面１１ｃにも沿って延在することになる。従って、入力面板２１と側管１０とからなるコーナ部分を、その全周に亙って、低融点金属２３で外側から包み込むことが可能になり、入力面板２１が側管１０から外れにくくなるばかりか、電子管１内の気密性保持に極めて有効である。
【００２５】
更に、入力面板２１の外面２１Ｂには、その外周縁部に環状の金属収容部７５が切欠き形成され、第１の封止板７３の内端には、金属収容部７５の段差面７５ａに向けて延びる環状の入力面板当接片７６が一体形成され、この入力面板当接片７６が段差面７５ａに当接することで、第１の封止板７３の内壁面と入力面板２１の段差面７５ａとの間に低融点金属２３が封入される。従って、組立て時において、低融点金属２３が入力面板２１の外面２１Ｂに必要以上はみ出すのを、入力面板当接片７６で適切に阻止し、入力面板２１上で確保すべき光入射領域が、低融点金属２３により汚染されることがない。また、仮に、入力面板当接片７６を越えて、低融点金属２３が金属支持体２４からはみ出した場合でも、金属収容部７５内に低融点金属２３を収容することができるので、低融点金属２３が入力面板２１の外面２１Ｂに必要以上にはみ出すのが確実に阻止されることになる。
【００２６】
更に、入力面板２１と側管１０との間の接着性及び気密性を向上させるに当たって、入力面板２１の周側面２１ａと側管１０の端部との間に、所定量の低融点金属２３を介在させることが必要になる。そこで、カソード電極１１の先端部に切欠き状の金属流入部７７を形成する。この金属流入部７７は、低融点金属２３の流入を許容するように、入力面板２１の周側面２１ａから離間する位置に形成された突起部７８により具現化されている。この金属流入部７７は、カソード電極１１と入力面板２１との間で幅０．３ｍｍ程度の溝状に形成され、第１の封止板７３側を開放することで低融点金属２３の流入を可能にしている。
【００２７】
次に、トランスファー装置と呼ばれる真空装置（図示せず）内で、側管１０と入力面板２１との間を低融点金属２３で封止する手順について簡単に説明する。なお、封止の際、トランスファー装置の内部は、低融点金属２３が溶融しない融点以下の温度（例えば常温）状態に維持されている。
【００２８】
先ず、封止準備として、図３のステップ（Ｉ）で示すように、金属支持体２４の第１及び第２の封止板７３及び７４の内壁面にリング状の低融点金属２３が当接するように、所定量の低融点金属２３を金属支持体２４上に置く。その後、ステップ（ＩＩ）で示すように、低融点金属２３と金属支持体２４とを一体化させるために、５００℃に一旦加熱して低融点金属２３を溶解させる。その後、ステップ（ＩＩＩ）で示すように、低融点金属２３が冷めるのを待って、余剰な低融点金属２３をカッター等で削り取る。このように、低融点金属２３と金属支持体２４とが一体化されたものを、トランスファ装置内に入れる。
【００２９】
図４に示すように、組立て完了後の側管１０と、光電面２２をもった入力面板２１と、低融点金属２３をもった金属支持体２４とを、トランスファ装置内で組み立てるにあたって、先ず、カソード電極１１の面板収容部７０に入力面板２１を嵌め込む。その後、低融点金属２３が、入力面板２１と側管１０とからなるコーナー部分に被さるように、金属支持体２４を入力面板２１に向けて押し付ける。このとき、低融点金属２３を変形させながら、入力面板２１に向けて第１の封止板７３を加圧するので、第１の封止板７３と入力面板２１との間で挟まれた低融点金属２３に適切な圧力が加わることになる。また、その影響により、第２の封止板７４とカソード電極１１との間の低融点金属２３にも適切な圧力が加わることになる。その結果、入力面板２１及びカソード電極１１に対する低融点金属２３のなじみ性が良くなり、電子管１の気密性をアップさせる。
【００３０】
また、入力面板当接片７６が入力面板２１を直に押すことで、面板支持面７１に対して、入力面板２１の内面２１Ａを圧着させることができるので、この部分での気密保持が可能になる。このように、低融点金属２３を加圧変形させるにあたって、第１の封止板７３を利用しているので、ガラス製の入力面板２１を治具等で直接加圧する場合に比べて、電子管１の大量生産に適した構造といえる。
【００３１】
本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、例えば、図５に示すように、金属支持体２４Ａには入力面板当接片７６が設けられていない。この場合でも、金属収容部７５内に低融点金属２３を収容しているので、低融点金属２３が、入力面板２１の外面２１Ｂに必要以上にはみ出すことがなく、入力面板２１の光入射領域を低融点金属２３で汚染することがない。
【００３２】
また、図６に示すように、入力面板２１には金属収容部７５が設けられていない。この場合、入力面板当接片７６が入力面板２１の外面２１Ｂに当接することで、低融点金属２３が、入力面板２１の外面２１Ｂに必要以上にはみ出すことがない。そして、図７に示すように、突起部７８の長さを短くすることで、金属流入部７７の体積は小さくなるが、低融点金属２３の充填量を多くすることができる。
【００３３】
更に、図８に示すように、入力面板２１の外面２１Ｂにおいて、その最外周縁にＬ字状の切欠き面７９を形成し、面板収容部７０の切立ち面７２を、入力面板２１の外面２１Ｂの位置まで立ち上げる。その結果、切欠き面７９と切立ち面７２との協働で、断面矩形の金属流入部８０が形成されることになる。
【００３４】
図９に示すように、入力面板２１の外面２１Ｂにおいて、その最外周縁にテーパ状の切欠き面８１を形成し、面板収容部７０の切立ち面７２を、入力面板２１の外面２１Ｂの位置まで立ち上げる。その結果、切欠き面８１と切立ち面７２との協働で、断面三角形状の金属流入部８２を形成することもできる。この場合、面板収容部７０の面板支持面７１と切立ち面７２とが交わる部分で形成される環状のコーナラインＡと、入力面板２１の内面２１Ａと周側面２１ａとが交わる部分で形成される環状のコーナラインＢとを合致させることで、側管１０に対する入力面板２１の位置決めが可能になる。このような位置決め手段を採用することで、面板収容部７０の切立ち面７２の形状や入力面板２１の周側面２１ａの形状を任意にでき、面板収容部７０の切立ち面７２と入力面板２１の周側面２１ａとの間に所望形状の金属流入部８２を作り出すことができ、この部分に、必要量の低融点金属２３を入り込ませることができる。
【００３５】
図１０に示すように、面板収容部７０の切立ち面８３をテーパ状に形成し、入力面板２１の周側面２１ａを外面２１Ｂに対して直角にすることで、断面三角形状の金属流入部８４を形成することもできる。また、面板収容部７０のコーナラインＡと、入力面板２１のコーナラインＢとを合致させることで、側管１０に対する入力面板２１の位置決めが可能になる。
【００３６】
図１１に示すように、カソード電極１１には、入力面板２１に対する正確な位置決め機能をもたない面板収容部８５が形成されている。この面板収容部８５は、入力面板２１を収容し且つ支持するために、入力面板２１の内面２１Ａを当接させる面板支持面８６と、面板支持面８６から直角方向に立設する切立ち面８７とから形成されている。そして、切立ち面８７の径は、入力面板２１の周側面２１ａの径より大きく形成されることで、面板収容部８５内に入力面板２１がルーズに嵌め込まれることになる。このような構成は、大量生産に最も適しており、側管１０と入力面板２１との芯出しに厳密な精度が要求されない場合や、製品の製造コストを下げる場合に適している。なお、図１２に示すように、入力面板当接片７６を設けない金属支持体２４Ａを、図１１の電子管１に適用させてもよい。
【００３７】
図１３に示した光電子増倍管９０は、ＴＯ−８型のパッケージサイズを有している。この光電子増倍管９０は、コバール金属からなる円筒状の側管９１を有し、この側管９１は、板厚０．３ｍｍのコバール金属をプレス加工にて筒状に形成し、その全長は約１０ｍｍに達する。側管９１の一端には、光を透過させるガラス製の入力面板９２が固設され、この入力面板９２は、その内側にＧａＡｓ結晶の光電面９３を有すると共に、側管９１の第１の開口９４側に配置されている。
【００３８】
この入力面板９２は、光電面９３をＣｓ蒸気と酸素とで活性化した後、封止用金属として利用する低融点金属（例えば、インジウムそれ自体、インジウムを主成分とする加圧変形自在な合金、鉛又は鉛合金）２３を介して側管９１に一体化され、その結果、入力面板９２と側管９１との間は低融点金属２３で封止される。また、低融点金属２３で封止した部分は、コバール金属からなる環状の封止用金属支持体２４で外側から包囲されている。更に、光電面９３の周辺部分には、光電面９３と低融点金属２３とを電気的に接続するように、クロムの薄膜よりなる光電面電極９６が配置されている。この光電面電極９６の内径は光電面９３の有効径を規定している。なお、封止用金属として、加圧変形可能な金（Ａｕ）が利用される場合もある。
【００３９】
更に、側管９１の他端には、導電性材料（例えばコバール金属）よりなる円盤状のステム９７が抵抗溶接により固定されている。このステム９７は、側管９６の第２の開口９８側に配置されると共に、ガラス９９で絶縁した複数の貫通ピン１００を有している。また、側管９１内には、光電面９３から放出した電子を増倍させる積層型ダイノード１０１が配置され、ダイノード１０１の各ダイノード部１０１ａ〜１０１ｈは抵抗溶接により８段に亙って組付けられている。そして、各ダイノード部１０１ａ〜１０１ｈを各貫通ピン１００の先端に抵抗溶接で固定することで、ダイノード１０１は側管９１内で固定されることになる。また、最終段ダイノード部１０１ｈの上方には、増倍した電子を収集して検出する陽極部１０２が配置されている。
【００４０】
ここで、図１４に示すように、側管９１の端部には、絞り成形により面板収容部１０３が形成され、この面板収容部１０３は、入力面板９２を収容し且つ支持するために、入力面板９２の内面９２Ａを当接させる面板支持面１０４と、面板支持面１０４から略直角方向に立設する切立ち面１０５とから形成されている。また、側管９１の最端部を外側に広げることで、面板収容部１０３の切立ち面１０５を、入力面板９２の周側面９２ａに対して離間させることができ、この離間部分が金属流入部１０６となる。このように、側管９１の端部を折曲げ形成するだけで、面板収容部１０３や金属流入部１０６を所望の形状にすることができ、簡単な設計変更で、種々の製品に対応させることができる。
【００４１】
【発明の効果】
本発明による電子管は、以上のように構成されているため、次のような効果を得る。すなわち、側管の端面には、入力面板を収容し且つ支持する環状の面板収容部が切欠き形成され、封止用金属支持体は、入力面板の外面に対峙して延在する環状の第１の封止板と、側管の外側面に対峙すると共に第１の封止板から略直交して延在する環状の第２の封止板とからなるので、電子管の気密性が良好になる。そして、第１の封止板を利用して、低融点金属を加圧変形させることができるので、電子管の大量生産が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電子管の第１の実施形態を示す断面図である。
【図２】図１に示した電子管の要部を示す拡大断面図である。
【図３】金属支持体と低融点金属とを融合させる工程を示す断面図である。
【図４】図１に示した電子管の組立て要領を示す要部拡大断面図である。
【図５】本発明に係る電子管の第２の実施形態を示す要部拡大断面図である。
【図６】本発明に係る電子管の第３の実施形態を示す要部拡大断面図である。
【図７】本発明に係る電子管の第４の実施形態を示す要部拡大断面図である。
【図８】本発明に係る電子管の第５の実施形態を示す要部拡大断面図である。
【図９】本発明に係る電子管の第６の実施形態を示す要部拡大断面図である。
【図１０】本発明に係る電子管の第７の実施形態を示す要部拡大断面図である。
【図１１】本発明に係る電子管の第８の実施形態を示す要部拡大断面図である。
【図１２】本発明に係る電子管の第９の実施形態を示す要部拡大断面図である。
【図１３】本発明に係る電子管の第１０の実施形態を示す断面図である。
【図１４】図１３に示した電子管の要部を示す断面図である。
【符号の説明】
Ａ，Ｂ…コーナライン、１，９０…電子管、１０，９１…側管、１０ｃ…側管の外側面、１２，９８…第２の開口、１４，９４…第１の開口、２１，９２…入力面板、２１ａ，９２ａ…入力面板の周側面、２１Ａ，９２Ａ…入力面板の内面、２１Ｂ…入力面板の外面、２２，９３…光電面、２３…封止用金属（低融点金属）、２４，２４Ａ…封止用金属支持体、３１，９７…ステム、７１，８６，１０４…面板支持面、７２，８７，１０５…切立ち面、７３…第１の封止板、７４…第２の封止板、７５…金属収容部、７６…入力面板当接片、７７，８０，８２，１０６…金属流入部。
Claims (5)
- 第１の開口と前記第１の開口と反対側に位置する第２の開口とを有する側管と、
前記側管の前記第１の開口側に設けられて、入射した光に応じて電子を放出する光電面をもった入力面板と、
前記側管の前記第２の開口側に設けられて、前記入力面板と共に真空領域を規定するステムとを備え、
加圧変形自在な封止用金属で前記入力面板と前記側管との間を封止し、前記封止用金属で封止した部分を環状の封止用金属支持体で外側から包囲した電子管において、
前記側管の端面には、前記入力面板を収容し且つ支持する環状の面板収容部が切欠き形成され、前記封止用金属支持体は、前記入力面板の外面に対峙して延在する環状の第１の封止板と、前記側管の外側面に対峙すると共に前記第１の封止板から略直交して延在する環状の第２の封止板とからなることを特徴とする電子管。 - 前記入力面板の前記外面の外周縁部には、前記第１の封止板と前記入力面板との間で挟まれた前記封止用金属を収容する環状の金属収容部が切欠き形成されていることを特徴とする請求項１記載の電子管。
- 前記第１の封止板の内端には、前記入力面板の前記外面に向けて延び、前記入力面板の前記外面に当接する環状の入力面板当接片が形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の電子管。
- 前記面板収容部は、前記入力面板の内面に対向すると共に前記入力面板を当接させる面板支持面と、前記入力面板の周側面に対向すると共に前記面板支持面から立設する切立ち面とから形成され、前記面板収容部の前記切立ち面と前記入力面板の前記周側面とを当接させたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の電子管。
- 前記面板収容部は、前記入力面板の内面に対向すると共に前記入力面板を当接させる面板支持面と、前記入力面板の周側面に対向すると共に前記面板支持面から立設する切立ち面とから形成され、前記面板収容部の前記面板支持面と前記切立ち面とが交わる環状のコーナラインと、前記入力面板の前記内面と前記周側面とが交わる環状のコーナラインとを合致させたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の電子管。
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