JPH0512994A - Manufacture of laminate type micro-channel - Google Patents

Manufacture of laminate type micro-channel

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JPH0512994A
JPH0512994A JP18415791A JP18415791A JPH0512994A JP H0512994 A JPH0512994 A JP H0512994A JP 18415791 A JP18415791 A JP 18415791A JP 18415791 A JP18415791 A JP 18415791A JP H0512994 A JPH0512994 A JP H0512994A
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plates
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micro
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Masatake Akaike
正剛 赤池
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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

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Abstract

PURPOSE:To facilitate alignment of channel holes and reduce the cost for fabricating a large area plate by joining micro-channel plates in lamination at a low temp. under ultra-high vacuum while a voltage is impressed between electroconductive layers provided on both surfaces of each micro-channel plate. CONSTITUTION:Through a mask, ultraviolet rays are cast aslant from above onto micro-channel plates 5-8 made of plate-shaped photo-sensitive glass of approx. 0.2mm thick, followed by a heat treatment and acid treatment, and the resultant is etched from both surfaces to form easy-to-align micro-channel holes 9 in the form with wider mouth at the ends of the micro-channel part. A Pb oxide thin film 15 is provided on the inner wall of each hole 9 by means by evaporation process while Al films 10-14 are formed on both surfaces of the glass by similar method, followed by coordination so that the holes 9 in the plates 5-8 are aligned, and the Al surface is subjected to Ar sputtering process under an ultra-high vacuum and adhesion is made quickly with a low pushing force at approx. 200 deg.C. As a result, micro-channel plates having a large aspect ratio can be achieved.

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 performing electron beam amplification by utilizing a microchannel, and in particular, an aspect ratio (d / L, d: microchannel diameter, L: microchannel hole). The present invention relates to a method for manufacturing a laminated microchannel plate including a laminated body 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 (40, No. 9, 1971; 41, No. 6, 1972; 43, No. 2,
1974) ", etc., the microchannel plate is formed by repeatedly performing the above steps in order to obtain the desired microchannel diameter by fusing glass materials together while simultaneously fusing the capillaries together. Need to repeat. Finally, after being cut into a plate having a thickness corresponding to an aspect ratio of 40 to 90, 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-described conventional example, the microchannel plate is manufactured by cutting the capillaries bundles fused to each other after the capillaries are hot drawn out, and There was a flaw. 1. When the capillary diameter is gradually reduced, the microchannel plate is inevitably thin due to the aspect ratio. Therefore, it is difficult to cut the microchannel plate into thin pieces, considering the possibility of cracking during this processing. For this reason, the length of the microchannel becomes long, the electron flight time becomes long, and as a result, the response speed becomes slow. 2. Since the noise is removed by using a plurality of chevron-type microchannel plates, it is difficult to remove the noise with only one microchannel plate manufactured by the hot drawing method. 3. When a plurality of chevron-type microchannel plates created by the hot drawing method are stacked in close contact with each other, it is difficult to align the microchannel holes so as not to prevent the passage of electrons at the stacked parts.

【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 fabrication of micro-aspect plates with a large aspect ratio as a result of laminating plates of micro-channels with a low aspect ratio in a laminated fashion.

【0005】すなわち本発明方法は、積層型マイクロチ
ャネルの製造において、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層を設け、各2つのマ
イクロチャネルプレートをはさんで対向する導電層間に
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行った場合、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。
That is, according to the method of the present invention, in adhering microchannel plates in a laminated manner in the production of laminated microchannels, conductive layers are provided on both sides of each laminated microchannel plate, and two microchannel plates are provided. A feature of the present invention is that the conductive layers are bonded to each other at a low temperature in an ultra-high vacuum at a low temperature in a state where a voltage is applied between the conductive layers facing each other with the channel plates sandwiched between them. Aspect ratio of microchannel plate (d / L,
d: microchannel diameter, L: microchannel hole length) is usually 40 to 90. For this reason, when the microchannel diameter is reduced, it is easier to open a large number of holes with a small aspect ratio than to open a large number of holes with a large aspect ratio. Therefore, after making many holes with a small aspect ratio in the thin plate,
Adhesion makes it possible to form microchannels with a large aspect ratio. In this case, it is possible to manufacture a multi-microchannel plate having a chevron type structure by forming the microchannel holes at an angle with respect to the normal line direction of the plate surface. Furthermore, by using a conductive substance at the bonding point, an electron accelerating voltage is applied to each thin plate microchannel plate through this conductive substance, and the electrodes on both ends of each thin plate microchannel plate are stripped to the inner wall surface of the channel plate. By passing an electric current, it becomes possible to replenish the electrons emitted as a multiplication in a short time. That is, the dead time of the electron multiplier can be improved. In addition, it is easier to process microchannels with a small aspect ratio than to process microchannel holes with a large aspect ratio, so it is also possible to create thin and large-area microchannel plates. Is. Such a thin microchannel plate has a shorter response distance of electrons in the multiplication process, and thus has better response. On the other hand, as the shape of the thin plate-like microchannel plate, by making the cross-sectional shapes in the normal direction and the parallel direction to the electron passage direction into a similar circular shape and a taper shape or a wide mouth shape at both ends, when laminating, the microchannel holes Are easily aligned, and the electron passing area is less likely to be reduced. Since a low temperature bonding method is used as a bonding method during this lamination, it is possible to reduce the thermal expansion strain of each thin plate-shaped microchannel plate as compared with bonding at a high temperature. Also, in terms of manufacturing, the laminated microchannel does not need to be integrally processed with the microchannel holes having a high aspect ratio, and thus is easy to manufacture.

【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。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIGS. 1, 2, 3, 4, 5 and 6 show a first embodiment of the present invention, and FIG. 1 shows the overall appearance of a laminated microchannel manufactured according to the method of the present invention. Represent.
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 of FIG.
-A is a view as seen from the direction of the arrow, and in FIG.
2, 3 and 4 are electron accelerating power sources applied to both ends of the thin plate-shaped microchannel plates 5, 6, 7 and 8, respectively, and B is a microchannel obtained by stacking the thin plate-shaped microchannel plates. It shows a region in which a part is enlarged. FIG. 3 is an enlarged view of a portion B of FIG. 2 and is a drawing that best represents the features of the present invention. In FIG. 3, 9 is each thin microchannel plate 5, as described above.
Microchannel holes drilled in 6, 7, and 8
IN and 9 OUT represent wide mouths at both ends of the microchannel hole 9, and 10, 11, 12, 13, and 14 represent electrons applied to both ends of each thin microchannel plate 5, 6, 7, and 8. The electrodes 11, 12 and 13 are made of Al and are electrically connected to the acceleration power supplies 1, 2, 3 and 4 by the lead wires, and the electrodes 11, 12, and 13 are thin microchannel plates 5, 6, 7 and at the same time. It also acts as an adhesive layer for adhering 8 to each other in a laminated form. Reference numeral 15 is a thin film lead oxide layer obtained by vapor deposition on the inner wall surface of the microchannel holes of the thin plate-shaped microchannel plates 5, 6, 7, and 8. FIG. 4 shows a microchannel plate before bonding. In the figure, reference numerals 5, 6, 7, and 8 denote thin plate-shaped microchannel plates as described above, and the arrow directions indicate the thin plate-shaped microchannel plates 5, 6, 7, and 8. The pressing direction for adhering 8 together is shown.

【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 microchannel plates 5, 6, 7, and 8 is made of plate-shaped photosensitive glass having a thickness of about 0.2 mm, and the microchannel holes are formed by exposing the mask to the above-mentioned photosensitive glass. UV light from a direction inclined by about 10 degrees with respect to the normal direction of the photosensitive glass surface, that is, obliquely above, and then heat-treated, followed by acid treatment (6%). Hydrofluoric acid treatment). In this case, only the portion irradiated with the ultraviolet light through the mask is perforated by the above-mentioned etching process by the heat treatment and the acid treatment. During this acid treatment, the plate-shaped photosensitive glass is first etched from both surfaces, and as a result, wide-mouthed holes are formed on both surfaces of the photosensitive glass. That is, both ends 9 IN , 9 of the microchannel portion 9 of each thin microchannel plate 5, 6, 7, 8
A microchannel hole is formed so that it has a wide mouth at OUT . After processing the microchannel holes, a lead oxide thin film layer is formed on the inner wall surface of the microchannel holes 9 by the above-mentioned means by vapor deposition, and thereafter, Al is formed on both surfaces of each individual plate-like photosensitive glass in the above-mentioned manner. To film. And
When laminating the individual thin microchannel plates, the microchannels 9 are aligned so that they are aligned with each other so that the passage of electrons is not hindered, and then they are pressed at a low temperature (about 200 ° C.). The thin microchannel plates 5, 6, 7, and 8 are bonded by force. The alignment at the time of stacking is relatively easy because the shape of the microchannel holes 9 is wide at both ends. When the thin plate-shaped microchannel plates 5, 6, 7, and 8 are bonded to each other, the Al surface formed in advance is subjected to Ar + sputter ring (in an ultrahigh vacuum (10 -8 Torr or less)). Acceleration voltage: 2 kV) treatment is performed, and then the adhesive is quickly adhered in the same manner as above without taking it out of the vacuum chamber. Each thin microchannel plate 5, 6 as described above
Adhesion between 7 and 8 results in an aspect ratio ( ~
40) Large microchannel plates 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。
Now, as shown in FIG. 3, the flow of electrons in the present microchannel plate is such that the incident electrons are applied to both ends of each of the thin plate-shaped microchannel plates 5, 6, 7, and 8, and the electron acceleration power sources 1 and 2 are used. , 3, 4 are accelerated by the accelerating voltage and collide with the microchannel wall surface one after another,
The number of electrons is multiplied and the flow passes through the microchannel holes. As a result, the incident electrons are multiplied. The microchannel plate thus produced can multiply electrons by about 10 2 with respect to incident electrons when an applied voltage is 1 kV.

【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 the microchannel plate as shown in FIGS. 5 and 6, electron multiplication can be performed on incident electrons similarly to the above-mentioned microchannel plate. The reference numerals in FIGS. 5 and 6 are the same as those in FIGS. 2 and 3, respectively.

【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。
7, 8, 9, 10, 11, 12 do not show the 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 arrow A′-A ′ is cut in the z direction to indicate a cross section viewed from the y axis direction. FIG. 8 is a view taken along the line A′-A ′ of FIG. 7, in which 1, 2, 3 and 4 are provided at both ends of the thin microchannel plates 5, 6, 7 and 8, respectively. The electron acceleration power source is being applied, and B is an enlarged region of a part of a microchannel plate obtained by stacking thin plate-shaped microchannel plates. Figure 9
8 is an enlarged view of a portion B of FIG. 8 and is a drawing that best represents the features of the present invention. In FIG. 9, 9 is a microchannel hole formed in each of the thin plate-shaped microchannel plates 5, 6, 7, and 8 as described above, and 9 INT and 9 OUTT are wide mouth portions at both ends of the microchannel hole 9, respectively. And narrow mouths, and 10, 11, 12, 13, and 14 are electron acceleration power sources 1, 2, 3, 4 and leads applied to both ends of each thin microchannel plate 5, 6, 7, 8, respectively. It is an electrode made of Al that is electrically connected by a wire.
1, 12 and 13 are adhesive layers for simultaneously adhering the thin plate-shaped microchannel plates 5, 6, 7 and 8 to each other in a laminated form, and 15 is the thin plate-shaped microchannel plate 5,
It is a thin film lead oxide layer obtained by vapor deposition on the inner wall surfaces of the microchannel holes 6, 7, and 8. FIG. 10 shows a microchannel plate before bonding, and in FIG. 10, 5, 6, 7,
Reference numeral 8 indicates a thin plate-like microchannel plate as described above.
The pressing direction for adhering 6, 7, and 8 to each other is shown. Now, each thin plate-shaped micro channel plate 5, 6, 7, 8
Is made of a plate-shaped Vycor glass having a thickness of about 0.2 mm, and the microchannel holes are formed by a focused electron beam (energy: ~ 10 6 W / cm 2 ).
Microchannels are processed in an oblique direction by inclining by an angle of about 10 degrees with respect to the normal direction of the high-lead glass surface, that is, by obliquely irradiating a convergent electron beam. By the processing with this convergent electron beam, the shape of the microchannel hole 9 formed in the Vycor glass is wide at 9 INT and narrow at 9 OUTT , as shown in FIGS.
That is, it is tapered. After processing 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 same means as in the above embodiment, and thereafter, on both surfaces of each individual Vycor glass in the same manner as described above. A film of Al is formed. Then, when laminating the individual thin microchannel plates, the microchannels 9 are adjusted in position so as to be aligned with each other so that the passage of electrons is not hindered. Each thin microchannel plate 5,
Glue 6,7,8. The alignment at the time of stacking is such that since the shape of the microchannel 9 is tapered, the narrow mouth portion 9 OUTT of one thin plate microchannel plate and the wide mouth portion 9 of the other thin microchannel plate 9 are aligned.
It is relatively easy to use in combination with INT . The thin plate-shaped micro channel plates 5, 6,
When adhering 7 and 8 to each other, the previously formed Al surface was exposed to Ar + in an ultrahigh vacuum (10 -8 Torr or less).
Sputtering (accelerating voltage; 2 kV) is carried out, and then bonding is carried out immediately in the same manner as described above, without taking it out of the vacuum chamber. By adhering the thin plate-like microchannel plates 5, 6, 7, 8 to each other as described above, a microchannel plate having a large aspect ratio (up to 40) can be obtained as a result.

【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 flow of electrons in the microchannel thus manufactured is such that the incident electrons are applied to both ends of each of the thin plate-shaped microchannel plates 5, 6, 7 and 8 as a power source 1 for electron acceleration. , 2, 3, 4 are accelerated by the acceleration voltage to collide with the wall surface of the microchannel one after another, multiply the number of electrons, and pass 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 thus prepared has about 1 for incident electrons.
Enables electron multiplication of 0 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, also in the case of the micro channel plate as shown in FIGS. 11 and 12, electron multiplication can be carried out with respect to incident electrons as in the case of the micro channel plate. The numbers in FIGS. 11 and 12 correspond to those in FIGS.
It is similar to 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 of manufacturing a laminated microchannel of the present invention, the following excellent effects can be obtained: A microchannel plate having a large aspect ratio is formed by stacking microchannel plates having a small aspect ratio, 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 a wound type with wide-mouthed ends, 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 has a wide mouth at one end and a narrow mouth at the other end, so when the microchannel plates are laminated together, the wide mouth and the narrow mouth should face each other. By stacking on
Alignment of microchannel holes is easy. 4. Low temperature (about 2)
Since it is performed at 00 ° C., the thermal strain 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 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 section of FIG. 1 in the z direction, and A when viewed from the y direction.
-A arrow view.

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

【図4】積層前の各薄板状マイクロチャネルプレート。FIG. 4 shows each thin plate 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 an A′-A ′ arrow view of FIG. 1 in the case where the microchannels are laminated and adhered to the chevron type, as viewed in the z-direction and viewed in the y-direction.

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

【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 laminated microchannel plate that is 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 section of FIG. 7 in the z direction viewed from the y direction.
-A arrow view.

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

【図10】積層前の各薄板状マイクロチャネルプレー
ト。
FIG. 10: 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。
FIG. 11 is a view taken along the arrow A′-A of FIG. 7 when the microchannels are laminated and adhered to the chevron type, as viewed in the z direction in a cross section.

【図12】図11のB’部分の拡大図。FIG. 12 is an enlarged view of a B ′ portion of 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1 Electron Acceleration Power Supply 2 Electron Acceleration Power Supply 3 Electron Acceleration Power Supply 4 Electron Acceleration Power Supply 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 microchannel wide opening 9 OUT microchannel narrow-mouthed portion 9 INT microchannel wide opening 9 OUTT microchannel narrow-mouthed portion 10 electrode 11 is an electrode 12 adhesive layer is an adhesive layer electrode 13 adhesive layer in which the electrodes 14 electrodes of the 15 Strip current layer

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 積層型マイクロチャネルの製造におい
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
電性を有する層を設け、各2つのマイクロチャネルプレ
ートをはさんで対向する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の製造方法。
1. In manufacturing a laminated type microchannel, when adhering the microchannel plates in a laminated form, a layer having conductivity is provided on both surfaces of each laminated microchannel plate, and two microchannel plates are separated from each other. 3. A method for manufacturing a laminated microchannel, which comprises bonding the microchannel plates to each other by bonding the conductive layers to each other at a low temperature in an ultrahigh vacuum while applying a voltage between the opposing conductive layers.
【請求項2】 請求項1において、前記導電層がAl薄
膜である方法。
2. The method according to claim 1, wherein the conductive layer is an Al thin film.
【請求項3】 請求項1において、導電層をAlで成膜
し、Ar+照射後、 各2つのマイクロチャネル同士を接着する方法。
3. The method according to claim 1, wherein the conductive layer is formed of Al, and each two microchannels are bonded together after Ar + irradiation.
【請求項4】 請求項1において、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方法。
4. The method according to claim 1, wherein each microchannel hole has a tapered shape with a wide mouth on the inlet side and a narrow mouth on the outlet side with respect to the traveling direction of electrons.
【請求項5】 請求項1において、各マイクロチャネル
孔を、両端が広口の孔形状とした方法。
5. The method according to claim 1, wherein each microchannel hole has a shape of a wide mouth at both ends.
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