JP5439079B2 - 電子管 - Google Patents

Description

この発明は、電子管に関するものである。

特許文献１には、面板と側管との間を封止部材であるインジウムで封止した電子管が開示されている。

米国特許第6020684号明細書

電子管において所望の特性を得るためには、面板と側管との間の封止を確実に行うことが非常に重要となる。上記電子管においては、確実な封止を行うために、面板と側管との対向部である側管の端面に凹凸を形成する等によって、封止部材と側管端面との接触面積を大きくしている。そこで、本発明は、特に面板と側管との対向部に隣接する側面部において、より確実に封止された電子管を提供することを目的とする。

上述の課題を解決するため、本発明の第１側面に係る電子管は、ガラスからなる側管部と、前記側管部の一方の開口を塞いでおり、ガラスからなる板状部材と、を備える真空容器と、前記側管部の端面上に設けられた第１金属膜と、前記第１金属膜に対向配置され、前記板状部材の真空側の面における周縁部分上に設けられた第２金属膜と、前記端面に隣接する前記側管部の外壁面上、及び、前記周縁部分に隣接する前記板状部材の側面上の少なくとも一方に設けられた第３金属膜と、前記第１金属膜、前記第２金属膜及び前記第３金属膜に接触しながら前記側管部と前記板状部材との間を封止する、低融点金属からなる金属部材と、を備える。

本発明の第１側面に係る電子管では、第１金属膜と第２金属膜との間に加えて、第３金属膜上にも金属部材による封止領域が形成される。このため、金属部材によって側管部と板状部材との間を確実に封止できる。

また、前記側管部の前記外壁面が、前記板状部材の前記側面よりも外側又は内側に配置されており、前記第３金属膜が、前記側管部の前記外壁面、及び、前記板状部材の前記側面のうち内側に位置する面上に設けられていることが好ましい。

この場合、第３金属膜上に接触する金属部材を増やすことができる。よって、側管部と板状部材との間をより確実に封止できる。

前記周縁部分では、外側に向かうに連れて、前記端面を含む仮想平面と前記周縁部分との距離が大きくなることが好ましい。

この場合、端面と周縁部分との間により多くの金属部材を保持できるので、側管部と板状部材との間をより確実に封止できる。

前記第１金属膜、前記第２金属膜及び前記第３金属膜のうち少なくとも一つが、Ｃｒ膜と、前記Ｃｒ膜上のＮｉ膜と、前記Ｎｉ膜上のＡｕ膜と、を含むことが好ましい。また、前記第１金属膜、前記第２金属膜及び前記第３金属膜のうち少なくとも一つが、Ｃｒ膜と、前記Ｃｒ膜上のＮｉ膜と、前記Ｎｉ膜上のＣｕ膜と、を含むことも好ましい。

この場合、側管部および板状部材と金属部材とのなじみが良くなり、側管部と板状部材との間をより確実に封止できる。

前記側管部及び前記板状部材が合成石英からなることが好ましい。

この場合、合成石英に含まれる放射性不純物の含有量は少ないので、側管部及び板状部材から発生する放射線量が少なくなり、放射線検出時のノイズの発生を抑制することができる。

第１実施形態に係る電子管を模式的に示す一部破断斜視図である。 図１に示されるII−II線に沿った断面図である。 図１に示されるII−II線に沿った断面の一部を拡大した図である。 第１実施形態に係る電子管の平面図である。 図２の一部を拡大した図である。 第２実施形態に係る電子管の一部を示す縦断面図である。 第３実施形態に係る電子管の一部を示す縦断面図である。 第４実施形態に係る電子管の一部を示す縦断面図である。 第５実施形態に係る電子管の一部を示す縦断面図である。 第６実施形態に係る電子管の一部を示す縦断面図である。 第７実施形態に係る電子管の一部を示す縦断面図である。 第８実施形態に係る電子管の一部を示す縦断面図である。

以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の参照番号を附し、重複する説明は省略する。
（第１実施形態）

図１は、第１実施形態に係る電子管を模式的に示す一部破断斜視図である。図２は、図１に示されるII−II線に沿った断面図である。図３は、図１に示されるII−II線に沿った断面の一部を拡大した図である。図４は、第１実施形態に係る電子管の平面図である。図５は、図２の一部を拡大した図である。図１〜図５に示されるように、電子管１０は、内部を真空に保持する真空容器１２と、真空容器１２内に配置された突起部１４と、突起部１４上に配置された電子検出部としての電子検出器１６と、電子検出器１６に電気的に接続された第１導電膜２７及び第２導電膜２９とを備える。

真空容器１２は、一方面１２ｐ上に光電面１８が設けられた面板部１２ａと、側管部（バルブ）１２ｂと、光電面１８に対向配置されたステム部（ベース）１２ｃとを備えることができる。面板部１２ａは、側管部１２ｂの一方の開口を塞いでいる。ステム部１２ｃは、側管部１２ｂの他方の開口を塞いでいる。面板部１２ａ、側管部１２ｂ及びステム部１２ｃは、合成石英からなることが好ましい。この場合、合成石英に含まれる放射性不純物の含有量は少ないので、面板部１２ａ、側管部１２ｂ及びステム部１２ｃから発生する放射線量が少なくなり、放射線検出時のノイズの発生を抑制することができる。

面板部１２ａは、例えばドーム、半球殻、平板等の板状部材である。面板部１２ａの厚み方向における断面は、電子管１０の管軸Ａｘ上であって電子検出器１６と光電面１８との間の所定の位置Ｐを中心とする円弧に沿って延びていることが好ましい。この場合、光電面１８の全体に亘って、光電面１８と電子検出器１６との距離が略一定になる。光電面１８は、面板部１２ａの真空側に配置され、外部から面板部１２ａを通過して光電面１８に到達した光を光電子に変換して、電子検出器１６に向けて放出することができる。光電面１８は、光電陰極として機能することができる。光電面１８の電圧は例えば−８ｋＶである。光電面１８は、例えばＫ２ＣｓＳｂといったバイアルカリ光電面である。

側管部１２ｂは、例えば、面板部１２ａの外周部分１２ｑに接続された一端１３ａと、ステム部１２ｃの外周部分１２ｒに接続された他端１３ｂとを有する。側管部１２ｂは、例えば円筒である。側管部１２ｂの内壁面１３ｅには、光電面１８と電気的に接続された金属膜２０が蒸着されていることが好ましい。これにより、電子収束のために好ましい電界を電子管１０内に形成できる。金属膜２０は、例えばアルミニウムからなる。光電子の収束が十分であれば、金属膜２０は形成されなくてもよい。

ステム部１２ｃは、例えば円盤等の板状部材である。ステム部１２ｃには、複数の開口１７が形成されていることが好ましい。複数の開口１７のそれぞれには、封止体３０を取り付けることができる。開口１７の開口面は、例えば円形である。

封止体３０は、開口１７を封止するように、アルミニウムからなる接合部材３２を介してステム部１２ｃに接続された蓋部３４を有することが好ましい。開口１７の封止は、例えば４００〜６００℃の温度下で加圧されることによって実現されることが好ましい。接合部材３２は例えばアルミニウムからなるリングである。蓋部３４は、開口１７において真空側にへこんだ凹部３４ａを有し、コバールからなることが好ましい。凹部３４ａは、蓋部３４における開口１７に対応する部分の表面積が、開口１７の断面積よりも大きいことが好ましいので、真空側とは反対側（大気側）にへこんでいてもよい。凹部３４ａは、例えば蓋部３４の中央部に形成される。凹部３４ａの底面は平坦であることが好ましい。蓋部３４の形状は、例えば皿状である。

蓋部３４は、例えば、凹部３４ａを取り囲む周縁部３４ｂを有する。周縁部３４ｂは、接合部材３２を介してステム部１２ｃに接続されることが好ましい。蓋部３４は、真空容器１２外に配置され、開口１７の内面１７ｐから離間していることが好ましい。

封止体３０は、蓋部３４の真空側の面３４ｐに電気的に接続された導電性の第１管状部材３６と、第１管状部材３６に挿入されると共に電気的に接続される第１電極ピン３８とを備えることが好ましい。第１電極ピン３８は、凹部３４ａの底面から離間していることが好ましい。第１管状部材３６は、例えばニッケル製ハトメである。第１電極ピン３８は、例えばニッケル、コバール等の金属からなる。第１管状部材３６は、蓋部３４に電気的に接続されるフランジ部３６ａを第１管状部材３６の一端に有することが好ましい。第１管状部材３６のフランジ部３６ａは、例えば溶接によって凹部３４ａの底面に接続される。第１電極ピン３８は、例えば溶接によって第１管状部材３６に接続される。封止体３０は、別途給電部材を設ければ、第１管状部材３６及び第１電極ピン３８を備えなくてもよい。

封止体３０は、蓋部３４の真空側の面３４ｐとは反対側の面３４ｑに電気的に接続された導電性の第２管状部材４０と、第２管状部材４０に挿入されると共に電気的に接続される第２電極ピン４２とを備えることが好ましい。第２電極ピン４２は、凹部３４ａの底面から離間していることが好ましい。第２管状部材４０は、例えばニッケル製ハトメである。第２電極ピン４２は、例えばニッケル、コバール等の金属からなる。第２管状部材４０は、蓋部３４に電気的に接続されるフランジ部４０ａを第１管状部材４０の一端に有することが好ましい。第２管状部材４０のフランジ部４０ａは、例えば溶接によって凹部３４ａの底面に接続される。第２電極ピン４２は、例えば溶接によって第２管状部材４０に接続される。封止体３０は、別途給電部材を設ければ、第２管状部材４０及び第２電極ピン４２を備えなくてもよい。

また、ステム部１２ｃには、複数の開口１７ａが形成されていることが好ましい。複数の開口１７ａのそれぞれは、封止体３０ａによって封止されることが好ましい。封止体３０ａは、例えば封止体３０と同様の構成を有している。複数の封止体３０ａは、真空容器１２内において、電極ピン３８に取り付けられた給電線に固定されたゲッター４４によって、接続される。封止体３０及び３０ａは、例えば、突起部１４を取り囲む円周上に交互に配置されている。

突起部１４は、ステム部１２ｃの中央部分からステム部１２ｃに対して略垂直に光電面１８に向かって延びており、電子管１０内の所望の位置に電子検出器１６を配置することができる。また、突起部１４は、絶縁材料からなり、合成石英からなることが好ましい。合成石英に含まれる放射性不純物の含有量は少ないので、突起部１４から発生する放射線量が少なくなり、放射線検出時のノイズの発生を抑制することができる。突起部１４は、ステム部１２ｃと一体化されてもよいし、別体であってもよい。突起部１４は、例えば側管部１２ｂと略同軸の円柱状である。

電子検出器１６は、シリコン等の半導体からなり、ｐ型領域１６ｐ（第１導電型領域）及びｎ型領域１６ｎ（第２導電型領域）を有する。電子検出器１６がシリコンからなると、シリコンに含まれる放射性不純物の含有量は少ないので、電子検出器１６から発生する放射線量が少なくなり、放射線検出時のノイズの発生を抑制することができる。ｐ型領域１６ｐは、例えばｐ型不純物がドープされた半導体からなり、ｎ型領域１６ｎは、例えばｎ型不純物がドープされた半導体からなる。ｐ型領域１６ｐは、光電面１８から放出された光電子を検出する電子入射面を有することが好ましい。電子検出器１６は、例えば四角形の平板である。電子検出器１６は、例えばアバランシェフォトダイオードであるが、他のフォトダイオードであってもよい。電子検出器１６がアバランシェフォトダイオードであると、電子検出器６の出力が増加する。

第１導電膜２７及び第２導電膜２９は、突起部１４の表面１４ｃを覆っており、電子検出器６に対する配線として機能することができる。第１導電膜２７及び第２導電膜２９のうちいずれか一方を金属線に置き換えてもよい。

第１導電膜２７は、突起部１４の頂面１４ｂ上に形成された電極パッド部２７ａを有することが好ましい。電極パッド部２７ａは、例えば金ワイヤ４６等によって、ｐ型領域１６ｐに電気的に接続されることが好ましい。

第２導電膜２９は、突起部１４の頂面１４ｂ上に形成された電極パッド部２９ａを有することが好ましい。電極パッド部２９ａの大きさは、例えば、電極パッド部２７ａの大きさよりも大きい。電極パッド部２９ａは、例えば導電性接着剤１９によって、ｎ型領域１６ｎに電気的に接続されている。電極パッド部２９ａの形状は、例えば四角形である。電極パッド部２９ａの形状は、位置合わせを精度良く行うために、電子検出器１６の形状と略同じであることが好ましい。

第１導電膜２７及び第２導電膜２９は、突起部１４の根元から開口１７にかけて延びる部分２７ｐ及び２９ｐを有してもよい。これらの部分２７ｐ及び２９ｐは、ステム部１２ｃの真空側の面１２ｔ上に形成される。

第２導電膜２９は、第１導電膜２７と離間して配置されている。第１導電膜２７と第２導電膜２９との離間距離Ｄは、相互間で電流リーク又は放電が発生しない程度であることが好ましく、第１導電膜２７と第２導電膜２９との電位差（バイアス電圧）をＶｂ（Ｖ）とした場合に、離間距離ＤはＶｂμｍ以上であることが好ましい。バイアス電圧は、＋３００〜５００Ｖであることが好ましい。離間距離Ｄは３００μｍ以上であることが好ましく、５００μｍ以上であることがより好ましい。

第１導電膜２７及び第２導電膜２９は、突起部１４の表面１４ｃ全体（側面１４ａ及び頂面１４ｂ）を実質的に覆っていることが好ましい。第１導電膜２７によって覆われる突起部１４の表面積Ｓ１は、第２導電膜２９によって覆われる突起部１４の表面積Ｓ２よりも大きいことが好ましい。第１導電膜２７の電位は接地電位（０Ｖ）であることが好ましい。

第１導電膜２７は、突起部１４の表面１４ｃ上のＣｒ膜と、Ｃｒ膜上のＮｉ膜と、Ｎｉ膜上のＡｕ膜とを含むことが好ましい。第２導電膜２９は、突起部１４の表面１４ｃ上のＣｒ膜と、Ｃｒ膜上のＮｉ膜と、Ｎｉ膜上のＡｕ膜とを含むことが好ましい。第１導電膜２７及び第２導電膜２９の膜厚は、それぞれ約１μｍであることが好ましい。金ワイヤ４６を形成する場合、金ワイヤ４６と第１導電膜２７とを良好に接続するために、最表面はＡｕ膜であることが好ましい。

第１導電膜２７及び第２導電膜２９は、突起部１４の表面１４ｃ上のＴｉ膜と、Ｔｉ膜上のＰｔ膜と、Ｐｔ膜上のＡｕ膜とを含んでもよいし、突起部１４の表面１４ｃ上のＣｒ膜と、Ｃｒ膜上のＡｕ膜とを含んでもよいし、突起部１４の表面１４ｃ上のＣｒ膜と、Ｃｒ膜上のＮｉ膜と、Ｎｉ膜上のＣｕ膜とを含んでもよい。

ステム部１２ｃの真空側の面１２ｔから突起部１４の側面１４ａにかけて、金属線２６を第１導電膜２７及び第２導電膜２９上に配置してもよい。金属線２６を用いると、電気抵抗を低減できると共に、ステム部１２ｃと突起部１４との境界においても確実に電気的接続を維持できる。金属線２６の一端は、例えば封止体３０の電極ピン３８に溶接される。さらに、金属線２６と第１導電膜２７及び第２導電膜２９との電気的な接続を確実にするために、半田２８を金属線２６上に形成してもよい。金属線２６は、例えばコバールからなる。

面板部１２ａ、側管部１２ｂ及びステム部１２ｃは、互いに別体であってもよいし、隣り合う部材同士が一体化されてもよい。本実施形態では、面板部１２ａと側管部１２ｂとが一体化されており、側管部１２ｂとステム部１２ｃとは互いに別体である。側管部１２ｂの端面１３ｃ上には第１金属膜２３が蒸着により設けられていることが好ましい。ステム部１２ｃの真空側の面１２ｔにおける周縁部分１５上には、第１金属膜２３に対向配置された第２金属膜２５が蒸着により設けられていることが好ましい。側管部１２ｂの端面１３ｃに隣接する側管部１２ｂの外壁面１３ｄ上には、第３金属膜２３ａが蒸着により設けられていることが好ましい。第１金属膜２３は、第３金属膜２３ａと一体化されてもよいし、別体でもよい。第１金属膜２３及び第３金属膜２３ａと、第２金属膜２５には、例えば半田（ＩｎＳｎ、Ｉｎ）等の低融点金属からなる封止部材２２が接触しており、封止部材２２によって、側管部１２ｂとステム部１２ｃとの間が封止される。封止部材２２は低融点金属からなるので、第１金属膜２３と第２金属膜２５との間に加えて、第３金属膜２３ａ上にも這い上がるように封止領域が形成される。このため、封止部材２２によって側管部１２ｂとステム部１２ｃとの間を確実に封止できる。

側管部１２ｂの外壁面１３ｄは、ステム部１２ｃの側面１５ａよりも内側（電子管１０の管軸Ａｘ寄り）に配置されていることが好ましい。この場合、第３金属膜２３ａ上に這い上がる封止部材２２を増やすことができる。よって、側管部１２ｂとステム部１２ｃとの間をより確実に封止できる。ステム部１２ｃの真空側の面１２ｔにおける周縁部分１５では、外側（電子管１０の管軸Ａｘから離れる方向）に向かうに連れて、側管部１２ｂの端面１３ｃを含む仮想平面と周縁部分１５との距離が大きくなっていることが好ましい。この場合、端面１３ｃと周縁部分１５との間により多くの封止部材２２を保持できるので、側管部１２ｂとステム部１２ｃとの間をより確実に封止できる。また、真空容器１２内に封止部材２２がはみ出すことを抑制できる。例えば、ステム部１２ｃの真空側の面１２ｔにおける周縁部分１５が、外側に向かうに連れてステム部１２ｃの厚みが徐々に薄くなるように傾斜していることが好ましい。

側管部１２ｂの端面１３ｃにおける外壁面１３ｄ側には面取り部１３ｐが形成されてもよい。面取り部１３ｐを形成すると、端面１３ｃと周縁部分１５との間により多くの封止部材２２を保持できるので、側管部１２ｂとステム部１２ｃとの間をより確実に封止できる。側管部１２ｂの端面１３ｃにおける内壁面１３ｅ側には面取り部１３ｑが形成されてもよい。面取り部１３ｑを形成すると、面取り部１３ｑ上の金属膜とあいまって、端面１３ｃと周縁部分１５との間により多くの封止部材２２を保持できるので真空容器１２内に封止部材２２がはみ出すことを更に抑制できる。

第１金属膜２３は、側管部１２ｂの端面１３ｃ上のＣｒ膜と、Ｃｒ膜上のＮｉ膜と、Ｎｉ膜上のＡｕ膜とを含むことが好ましい。この場合、側管部１２ｂとステム部１２ｃとの間をより確実に封止することができる。第１金属膜２３は、端面１３ｃ上のＴｉ膜と、Ｔｉ膜上のＰｔ膜と、Ｐｔ膜上のＡｕ膜とを含んでもよいし、端面１３ｃ上のＣｒ膜と、Ｃｒ膜上のＮｉ膜と、Ｎｉ膜上のＣｕ膜とを含んでもよいし、端面１３ｃ上のＣｒ膜と、Ｃｒ膜上のＡｕ膜とを含んでもよい。

第２金属膜２５は、ステム部１２ｃの真空側の面１２ｔにおける周縁部分１５上のＣｒ膜と、Ｃｒ膜上のＮｉ膜と、Ｎｉ膜上のＡｕ膜とを含むことが好ましい。この場合、側管部１２ｂとステム部１２ｃとの間をより確実に封止することができる。第２金属膜２５は、周縁部分１５上のＴｉ膜と、Ｔｉ膜上のＰｔ膜と、Ｐｔ膜上のＡｕ膜とを含んでもよいし、周縁部分１５上のＣｒ膜と、Ｃｒ膜上のＮｉ膜と、Ｎｉ膜上のＣｕ膜とを含んでもよい。

第３金属膜２３ａは、側管部１２ｂの外壁面１３ｄ上のＣｒ膜と、Ｃｒ膜上のＮｉ膜と、Ｎｉ膜上のＡｕ膜とを含むことが好ましい。この場合、側管部１２ｂとステム部１２ｃとの間をより確実に封止することができる。第３金属膜２３ａは、外壁面１３ｄ上のＴｉ膜と、Ｔｉ膜上のＰｔ膜と、Ｐｔ膜上のＡｕ膜とを含んでもよいし、外壁面１３ｄ上のＣｒ膜と、Ｃｒ膜上のＮｉ膜と、Ｎｉ膜上のＣｕ膜とを含んでもよいし、端面１３ｃ上のＣｒ膜と、Ｃｒ膜上のＡｕ膜とを含んでもよい。

本実施形態の電子管１０では、金属部材としての封止部材２２が低融点金属からなるので、第１金属膜２３と第２金属膜２５との間に加えて、第３金属膜２３ａ上にも這い上がるように封止部材２２が形成され、封止領域となる。このため、封止部材２２によって側管部１２ｂとステム部１２ｃとの間を確実に封止できる。

電子検出器１６に接続される配線として第１導電膜２７及び第２導電膜２９を用いることが好ましい。この場合、配線を確実に電子検出器１６に接続させることができるとともに、安定的に配線を設置できる。第１導電膜２７及び第２導電膜２９が突起部１４の表面１４ｃを覆っているので、光電面１８からの光電子やそれらが反射、散乱した電子が突起部１４に入射しても、その帯電を抑制できる。その結果、突起部１４周囲の電界を安定させることができる。

第１導電膜２７及び第２導電膜２９が突起部１４の表面１４ｃ全体を実質的に覆っていることが好ましい。この場合、突起部１４の帯電をより抑制できるので、突起部１４周囲の電界を更に安定させることができる。

第１導電膜２７によって覆われる突起部１４の表面積Ｓ１が、第２導電膜２９によって覆われる突起部１４の表面積Ｓ２よりも大きく、第１導電膜２７の電位が接地電位であることが好ましい。この場合、突起部１４の表面１４ｃ全体のうち大部分が、電圧変動の少ない接地電位となるので、突起部１４周囲の電界をより安定させることができる。

第１導電膜２７及び第２導電膜２９が、それぞれ、突起部１４の表面１４ｃ上のＣｒ膜と、Ｃｒ膜上のＮｉ膜と、Ｎｉ膜上のＡｕ膜とを含むことが好ましい。この場合、第１導電膜２７及び第２導電膜２９の厚さを厚くできる。よって、第１導電膜２７及び第２導電膜２９の電気抵抗を小さくできる。

電子管１０では、蓋部３４が接合部材３２を介して開口１７を封止することによって、真空を維持できる。また、合成石英の熱膨張率とコバールの熱膨張率とは異なっているので、蓋部３４が平板状であると、蓋部３４における開口１７に対応する部分の表面積が、開口１７の断面積と略等しくなるために、冷却時に蓋部３４が応力によって破損して真空を維持できなくなるおそれがある。しかしながら、電子管１０では、蓋部３４は凹部３４ａを有しているので、蓋部３４における開口１７に対応する部分の表面積が、開口１７の断面積よりも大きくなるので、凹部３４ａで応力を吸収することによって真空を維持できる。また、凹部３４ａが真空側にへこんでいるので、真空容器１２の内外圧力差によっても蓋部３４に無理な力がかかり難い。さらに、蓋部３４は、第１導電膜２７及び第２導電膜２９を介して電子検出器１６に電気的に接続されているので、蓋部３４に電位を付与することによって、その電位を電子検出器１６に付与できる。

蓋部３４が、凹部３４ａを取り囲む周縁部３４ｂを有しており、周縁部３４ｂが接合部材３２を介してステム部１２ｃに接続されていることが好ましい。この場合、凹部３４ａ全体で応力を吸収できるので、より確実に真空を維持できる。

蓋部３４が、真空容器１２外に配置され、開口１７の内面１７ｐから離間していると、蓋部３４が開口１７の内面１７ｐに接触している場合に比べて、蓋部３４と隣接する電位付加部材（例えば隣の第１電極ピン３８）との沿面距離が長くなる。その結果、電流リークの発生を抑制できる。

凹部３４ａの底面が平坦であることが好ましい。この場合、第１管状部材３６及び第２管状部材４０を凹部３４ａの底面に接合し易い。

電子管１０は第１管状部材３６、第２管状部材４０、第１電極ピン３８及び第２電極ピン４２を備えることが好ましい。第１管状部材３６及び第２管状部材４０によって、第１電極ピン３８及び第２電極ピン４２をそれぞれ蓋部３４に確実に固定することができる。また、第１電極ピン３８及び第２電極ピン４２が蓋部３４を貫通する必要がないので、真空をより確実に維持できる。

第１管状部材３６及び第２管状部材４０が、蓋部３４に電気的に接続されるフランジ部３６ａ及びフランジ部４０ａを第１管状部材３６及び第２管状部材４０の一端に有することが好ましい。この場合、フランジ部３６ａ及びフランジ部４０ａによって、第１管状部材３６及び第２管状部材４０を蓋部３４に確実に固定することができる。

電子管１０は、放射線の入射によって発光するシンチレータと組み合わせて放射線検出器として用いることができる。その場合、電子管１０から発生する放射線量が少なくなるので、放射線検出時のノイズが少なくなる。特に、電子管１０の構造は、金属からなる電子増倍部であるダイノードを有さないので、電子管１０を用いることによって電子管１０から発生する放射線量がさらに少なくなる。そのため、電子管１０の使用は、微量の放射線を検出する場合に特に有効である。シンチレータを取り囲むように、複数の電子管１０を配置することが好ましい。シンチレータとしては、Ｘｅを用いてもよいし、Ａｒを用いてもよい。

電子管１０は、以下のように製造される。まず、平板状のステム部に開口１７及び１７ａを形成して、ステム部１２ｃを得る。また、平板状の蓋部に凹部３４ａを形成して、蓋部３４を得る。さらに、第１電極ピン３８及び第２電極ピン４２を第１管状部材３６及び第２管状部材４０にそれぞれ挿入して溶接し、第１管状部材３６及び第２管状部材４０を蓋部３４の両面にそれぞれ溶接する。その後、ステム部１２ｃと蓋部３４との間に接合部材３２を介在させ、加熱及び加圧により、開口１７及び１７ａを封止する。このようにして、ステム部１２ｃに取り付けられた封止体３０及び３０ａが得られる。

さらに、第１導電膜２７及び第２導電膜２９を突起部１４及びステム部１２ｃ上に蒸着する。第１金属膜２３を側管部１２ｂの端面１３ｃ上に、第３金属膜２３ａを側管部１２ｂの外壁面１３ｄ上にそれぞれ蒸着する。第２金属膜２５をステム部１２ｃの真空側の面１２ｔにおける周縁部分１５上に蒸着する。その後、導電性接着剤１９を介して電子検出器１６を電極パッド部２９ａ上に設置する。その後、金ワイヤ４６をワイヤボンディングする。さらに、金属線２６を電極ピン３８に溶接し、半田２８によって金属線２６と第１導電膜２７及び第２導電膜２９とを接着する。

続いて、真空中で、第２金属膜２５上に低融点金属を載せて、低融点金属の融点以上、例えば２００℃に加熱する。その後、溶融した低融点金属を整形する。さらに、光電面１８を面板部１２ａに形成する。封止装置にステム部１２ｃ及び側管部１２ｂをセットする。ステム部１２ｃがセットされたテーブルを押し上げて、真空中で、ステム部１２ｃと側管部１２ｂとを接合する。これにより、低融点金属からなる封止部材２２が形成される。封止温度は、例えば２００℃であることが好ましい。この場合、光電面１８への影響が少ない。
（第２実施形態）

図６は、第２実施形態に係る電子管の一部を示す縦断面図である。図６に示される電子管１０ａでは、図１〜５に示される電子管１０において、面取り部１３ｐ及び面取り部１３ｑが形成されておらず、ステム部１２ｃの真空側の面１２ｔにおける周縁部分１５が傾斜していない。周縁部分１５におけるステム部１２ｃの厚みは略一定である。この場合でも、封止部材２２は低融点金属からなるので、第１金属膜２３と第２金属膜２５との間に加えて、第３金属膜２３ａ上にも封止部材２２が這い上がるように形成され、封止領域となる。このため、封止部材２２によって側管部１２ｂとステム部１２ｃとの間を確実に封止できる。
（第３実施形態）

図７は、第３実施形態に係る電子管の一部を示す縦断面図である。図７に示される電子管１０ｂでは、図１〜５に示される電子管１０において、面取り部１３ｐ及び面取り部１３ｑが形成されておらず、端面１３ｃが内壁面１３ｅと鋭角をなすように、内側に向かって傾斜している。このため、外側に向かうに連れて、側管部１２ｂの端面１３ｃを含む仮想平面と周縁部分１５との距離が、電子管１０に比べて更に大きくなっている。よって、端面１３ｃと周縁部分１５との間により多くの封止部材２２を配置できるので、側管部１２ｂとステム部１２ｃとの間をより確実に封止できる。
（第４実施形態）

図８は、第４実施形態に係る電子管の一部を示す縦断面図である。図８に示される電子管１０ｃでは、図１〜５に示される電子管１０において、面取り部１３ｐ及び面取り部１３ｑが形成されておらず、側管部１２ｂの外壁面１３ｄが、ステム部１２ｃの側面１５ａと同一平面上に配置されており、ステム部１２ｃの側面１５ａ上に第４金属膜２５ａが形成されている。この場合、封止部材２２は低融点金属からなるので、第１金属膜２３と第２金属膜２５との間に加えて、第３金属膜２３ａ及び第４金属膜２５ａ上にも封止部材２２が這い上がるように形成され、封止領域となる。このため、封止部材２２によって側管部１２ｂとステム部１２ｃとの間を確実に封止できる。
（第５実施形態）

図９は、第５実施形態に係る電子管の一部を示す縦断面図である。図９に示される電子管１０ｄでは、図８に示される電子管１０ｃにおいて、端面１３ｃが内壁面１３ｅと鋭角をなすように、内側に向かって傾斜している。このため、外側に向かうに連れて、側管部１２ｂの端面１３ｃを含む仮想平面と周縁部分１５との距離が、電子管１０ｃに比べて更に大きくなっている。よって、端面１３ｃと周縁部分１５との間により多くの封止部材２２を配置できるので、側管部１２ｂとステム部１２ｃとの間をより確実に封止できる。
（第６実施形態）

図１０は、第６実施形態に係る電子管の一部を示す縦断面図である。図１０に示される電子管１０ｅでは、図６に示される電子管１０ａにおいて、側管部１２ｂの内壁面１３ｅ上に第５金属膜２３ｂが形成されている。この場合、封止部材２２は低融点金属からなるので、第１金属膜２３と第２金属膜２５との間に加えて、第３金属膜２３ａ及び第５金属膜２３ｂ上にも封止部材２２が這い上がるように形成され、封止領域となる。このため、封止部材２２によって側管部１２ｂとステム部１２ｃとの間を確実に封止できる。また、第２金属膜２５は、側管部１２ｂの内壁面１３ｅを含む平面より内側にも形成されている。このため、より多くの封止部材２２を第５金属膜２３ｂ上に形成できる。
（第７実施形態）

図１１は、第７実施形態に係る電子管の一部を示す縦断面図である。図１１に示される電子管１０ｇでは、図１〜５に示される電子管１０において、面板部１２ａは平板とした上で、面板部１２ａと側管部１２ｂとが別体となっている。側管部１２ｂとステム部１２ｃとは一体化されてもよいし、別体でもよい。

側管部１２ｂの端面１１３ｃ（端面１３ｃとは反対側の端面）上には、第１金属膜１２３が設けられている。面板部１２ａの真空側の面１２ｐにおける周縁部分１１５には、第２金属膜１２５が設けられている。周縁部分１１５に隣接する面板部１２ａの側面１１５ａ上には、第３金属膜１２５ａが設けられている。第１金属膜１２３、第２金属膜１２５及び第３金属膜１２５ａには、低融点金属からなる金属部材としての封止部材１２２が接触している。封止部材１２２は低融点金属からなるので、第１金属膜１２３と第２金属膜１２５との間に加えて、第３金属膜１２５ａ上にも封止部材１２２が這い上がるように形成され、封止領域となる。このため、封止部材１２２によって側管部１２ｂと面板部１２ａとの間を確実に封止できる。

側管部１２ｂの外壁面１３ｄは、面板部１２ａの側面１１５ａよりも外側に配置されている。この場合、第３金属膜１２５ａ上に多くの封止部材１２２を形成できる。
（第８実施形態）

図１２は、第８実施形態に係る電子管の一部を示す縦断面図である。図１２に示される電子管１０ｈでは、図１１に示される電子管１０ｇにおいて、側管部１２ｂの外壁面１３ｄが、面板部１２ａの側面１１５ａと同一平面上に配置されており、側管部１２ｂの外壁面１３ｄ上に第４金属膜１２３ａが形成されている。この場合、封止部材１２２は低融点金属からなるので、第１金属膜１２３と第２金属膜１２５との間に加えて、第３金属膜１２５ａ及び第４金属膜１２３ａ上にも封止部材１２２が這い上がるように形成され、封止領域となる。このため、封止部材１２２によって側管部１２ｂと面板部１２ａとの間を確実に封止できる。

以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されないし、上記種々の作用効果を奏する構成に限定されるものではない。例えば、電子管１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅにおける側管部１２ｂとステム部１２ｃとの接合構造を、側管部１２ｂと面板部１２ａとの接合構造に適用してもよい。電子管１０ｇ，１０ｈにおける側管部１２ｂと面板部１２ａとの接合構造を、側管部１２ｂとステム部１２ｃとの接合構造に適用してもよい。電子管１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅにおいて、側管部１２ｂの外壁面１３ｄをステム部１２ｃの側面１５ａよりも外側にしてもよい。この場合、内側となるステム部１２ｃの側面１５ａ上に第３金属膜を形成することが好ましい。また、ステム部１２ｃを側管部１２ｂの上方に配置して封止部材２２を形成することが好ましい。面板部１２ａ、ステム部１２ｃ、側管部１２ｂ及び突起部１４のうち少なくとも一つが合成石英ではなく溶融石英等の石英やそれら以外のガラスからなってもよい。電子検出器１６の代わりに、電子検出部として、ダイノードからなる電子増倍部と、増倍された電子が収集されるアノードとを備えていてもよい。この場合、電子増倍部やアノードと封止体３０とが電気的に接続され、通常の光電子増倍管として動作する。電子検出器１６からの信号をよりノイズを抑えて取り出す点を重視する場合は、第１導電膜２７及び第２導電膜２９に与えられる電位は逆でも良い。第１導電膜２７のみで突起部１４の側面全体を覆い、ｎ型領域１６ｎへは別途配線を設けても良いし、その逆でも良い。

ここで、合成石英では放射線の発生量が少ないことを確認するため、コバールガラス（ホウケイ酸ガラス）、コバール（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金）及び合成石英について、放射線の発生量を測定した。測定では、コバールガラスのサンプルとしてCorning7056、コバールのサンプルとしてKV-2、合成石英のサンプルとしてESグレードを用いた。具体的には、EG&G社製のゲルマニウム放射線検出器を用いて、サンプルに含まれる放射性不純物が放出するγ線のエネルギー及びカウントを測定した。測定した放射性不純物は、40K（カリウムの放射性同位体）、ウラン系列（ウラン238から鉛206に至る崩壊系列）及びトリウム系列（トリウム232から鉛208に至る崩壊系列）であった。

測定結果を表１に示す。表中の数値の単位はBq/kgである。

１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅ，１０ｇ，１０ｈ…電子管、１２…真空容器、１２ａ…面板部（板状部材）、１２ｂ…側管部、１２ｃ…ステム部（板状部材）、１２ｔ…板状部材の真空側の面、１３ｃ…側管部の端面、１３ｄ…側管部の外壁面、１５…周縁部分、１５ａ…板状部材の側面、２２…封止部材（金属部材）、２３…第１金属膜、２３ａ…第３金属膜、２５…第２金属膜。

Claims (6)

1. ガラスからなる側管部と、前記側管部の一方の開口を塞いでおり、ガラスからなる板状部材と、を備える真空容器と、
   前記側管部の端面上に設けられた第１金属膜と、
   前記第１金属膜に対向配置され、前記板状部材の真空側の面における周縁部分上に設けられた第２金属膜と、
   前記端面に隣接する前記側管部の外壁面上、及び、前記周縁部分に隣接する前記板状部材の側面上の少なくとも一方に設けられた第３金属膜と、
   前記第１金属膜、前記第２金属膜及び前記第３金属膜に接触しながら前記側管部と前記板状部材との間を封止する、低融点金属からなる金属部材と、
   を備え、
   溶融した前記金属部材は、前記第３金属膜上に這い上がるように封止領域を形成する、電子管。
2. 前記側管部の前記外壁面が、前記板状部材の前記側面よりも外側又は内側に配置されており、
   前記第３金属膜が、前記側管部の前記外壁面、及び、前記板状部材の前記側面のうち内側に位置する面上に設けられている、請求項１に記載の電子管。
3. 前記周縁部分では、外側に向かうに連れて、前記板状部材の厚みが徐々に薄くなる、請求項１又は２に記載の電子管。
4. 前記第１金属膜、前記第２金属膜及び前記第３金属膜のうち少なくとも一つが、Ｃｒ膜と、前記Ｃｒ膜上のＮｉ膜と、前記Ｎｉ膜上のＡｕ膜と、を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の電子管。
5. 前記第１金属膜、前記第２金属膜及び前記第３金属膜のうち少なくとも一つが、Ｃｒ膜と、前記Ｃｒ膜上のＮｉ膜と、前記Ｎｉ膜上のＣｕ膜と、を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の電子管。
6. 前記側管部及び前記板状部材が合成石英からなる、請求項１〜５のいずれか一項に記載の電子管。

Images