JPH04332409A - 絶縁碍子及びそれを用いた静電レンズ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は荷電粒子ビーム装置の
静電レンズ等、高電圧の印加される電極を保持する絶縁
碍子に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の高電圧の印加される電極を保持す
る絶縁碍子を、荷電粒子ビーム装置の静電レンズを例に
とって説明する。図２は、例えば実開昭６３ー２８２４
４号公報に示された従来の静電レンズ用電極である。こ
の静電レンズは、バイポテンシャルレンズと呼ばれるも
のの概略の構成図である。図において１は光軸、２は第
１電極、３は第２電極、４は絶縁物すなわち絶縁碍子、
５は固定部材である。また、図３に示すような絶縁物に
直接タップ加工を施した絶縁碍子もよく使われる。

【０００３】次に作用について説明する。バイポテンシ
ャルレンズは、通常第１電極２、第２電極３に異なる電
圧を印加してレンズ作用を得る。絶縁碍子４は電極間の
短絡を防ぐとともに、静電レンズにおいては電極間の間
隔及び同軸度を保持しレンズ作用を保証する役割を担っ
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の絶縁碍子は以上
のように構成されているので次のような問題点があった
。荷電粒子ビーム装置等に用いられる静電レンズの電極
間の電位差は〜１００ｋＶ程度に達するものもある。 このような高電圧が印加される場所では微小突起でも放
電の原因となる。従って電極表面殊に高電圧の対向表面
は、放電防止のため鏡面仕上げにし電極表面間の放電を
防いでいる。しかし図２のような構成の絶縁碍子は、電
極間の間隔よりも短い位置に電極電位と同じ電位の固定
部材５の頭の部分があるため、極めて放電が発生し易い
。

【０００５】また、図３の構成の絶縁碍子において、電
極と絶縁碍子の固定部材として金属ねじを用いると絶縁
碍子の貫通放電が問題となる。すなわち金属ねじの先端
は形状が尖鋭となるため、局所的に絶縁物の絶縁耐圧を
越える電界が発生し、貫通放電が発生する。これを避け
るためには絶縁碍子の長さを長くする方法があるが、静
電レンズではレンズの光学特性の低下という問題を生じ
採用できない。

【０００６】貫通放電を防ぐために固定部材としてセラ
ミックねじを用いることもある。この時、固定部材が容
易に剪断してしまうために強力な接合とはならない。

【０００７】また、絶縁物に直接タップ加工を施すこと
は接合強度に信頼性が持てない。すなわち絶縁碍子とし
て最もよく使われる絶縁物であるセラミックは硬質かつ
脆性であるため、ねじ止めによる局所的な集中応力を緩
和できない。従って強力な接合ができない上に破壊が極
めて生じ易い。

【０００８】また、電極と絶縁碍子の接合方法には接着
もある。この方法は一旦接合してしまうと電極位置の調
整が不可能となることが問題である。荷電粒子ビーム装
置の静電レンズにおいては、レンズ電極の理想位置から
のずれは、レンズ場の乱れを引き起こし、光学特性の低
下を招く。従って理想通りの静電レンズを得るためには
電極位置の調整が不可欠である。組み立ての調整ができ
ないこの接合方法は静電レンズには適さない。

【０００９】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、耐電圧特性が向上し、接合に信
頼性があるとともに、静電レンズの構成要素として使用
した場合、組み立ての調整が可能である絶縁碍子を提供
することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明に係る高電圧が
印加される電極の保持に用いる絶縁碍子は、一平面と滑
らかな曲面で構成した導体を埋め込む穴を有す絶縁物に
、上記導体を接合し、更にこの導体の平面部分からタッ
プ加工を施したものである。また、高電圧が印加される
複数枚の電極で構成される荷電粒子ビーム装置の静電レ
ンズにおいて、高電圧印加電極を上記絶縁碍子で固定し
たものである。

【００１１】

【作用】この発明における絶縁碍子は、絶縁物と導体の
界面が導体表面すなわち滑らかな曲面となるため電界が
緩和され、耐電圧特性が向上する。また、タップ加工を
導体部分に施し、接合に金属ねじを用いることができる
ため強度に信頼性があり、更に静電レンズの構成要素と
して用いた場合、電極位置の調整が可能であるため理想
組み立てのレンズが得られる。

【００１２】

【実施例】実施例１． 以下、この発明の一実施例を図について説明する。図１
において４は金属片をろう付けする穴を有し、穴の表面
をメタライズしたセラミック、６はろう付けした一平面
と滑らかな曲面で構成した金属片で平面部分からタップ
加工を施してある。

【００１３】この絶縁碍子はセラミック、例えばアルミ
ナセラミックを用いる。このアルミナセラミックはろう
付けする金属片の形状と同じ形状、かつメタライズに必
要なだけ余裕のある穴を有する。この穴の表面をメタラ
イズする。通常アルミナセラミックのメタライズには、
１５〜２０％のＭｎを含むＭｏ−Ｍｎの混合物を用いる
（以下このメタライズ法をＭｏ−Ｍｎ法と呼ぶ）。メタ
ライズした穴の表面にＮｉメッキを施し、ＢＡｇ−８ろ
う（共晶ろう、Ａｇ：７１．９％、Ｃｕ：２８．１％）
で例えばコバール（成分：Ｎｉ２９％、Ｃｏ１７％、Ｆ
ｅ５４％）製の金属片をろう付けする。この金属片は一
平面と滑らかな曲面で構成する。ろう付け時に問題とな
るのはセラミックと金属の熱膨脹差であるが、Ａｇ−Ｃ
ｕの共晶点７７９℃ではセラミックよりもコバールの熱
膨脹が大きい。すなわちセラミックには圧縮応力となり
適切な接合となる。金属片をろう付けした後、平面部分
からタップ加工を施す。

【００１４】次に作用について説明する。絶縁物４と金
属片６の界面は十分滑らかであるため、界面上において
電界は緩和される。従って各電極間の貫通放電は効果的
に防止される。また、ろう付けした金属部分にタップ加
工を施し金属ねじで電極と接合することができるため、
強度的に信頼性のある接合ができる。更に静電レンズの
構成要素として用いた場合、電極位置の調整が可能とな
り理想通りのレンズ組み立てができる。

【００１５】実施例２． なお、上記実施例では絶縁物と金属片の接合をろう付け
で行ったが、接着により行ってもよい。

【００１６】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば導体と
絶縁物の界面が滑らかになるように構成したため、耐電
圧特性が向上するとともに、絶縁物に埋め込んだ導体部
分にタップ加工を施し金属ねじで電極と接合できるため
、強度的に信頼性のある接合ができる絶縁碍子を提供す
ることができる。

【００１７】更に本発明の絶縁碍子と複数枚の高電圧印
加電極で構成される静電レンズは、電極位置の調整が可
能であるため、理想通りの組み立てができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例１を示す断面図である。

【図２】従来の静電レンズ用電極を示す断面図である。

【図３】従来の静電レンズ用電極を示す断面図である。

【符号の説明】

１　　光軸 ２　　第１電極 ３　　第２電極 ４　　絶縁物 ５　　固定部材 ６　　金属片

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一平面と滑らかな曲面で構成した導体を埋
   め込む穴を有する絶縁物に、上記導体を接合し、更にこ
   の導体の平面部分からタップ加工を施したことを特徴と
   する絶縁碍子。
2. 【請求項２】高電圧が印加される複数枚の電極で構成さ
   れる荷電粒子ビーム装置の静電レンズにおいて、高電圧
   印加電極を請求項１に記載した絶縁碍子で固定したこと
   を特徴とする静電レンズ。