JPH0535542B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、二次電子倍増器を用いて映像又はそ
の他の平面的信号分布を増幅するための金属から
成るダイノードを有する積層マルチチヤンネル板
の製法に関する。

従来の技術 金属から成る積層マルチチヤンネル板を用いて
映像又はその他の平面状信号分布を増幅すること
は公知である（西独国特許出願公開第3150257号
明細書及び西独国特許第2414658号明細書参照）。
該マルチチヤンネル板は多数の電気的に相互に絶
縁され、近接した孔を備えた金属層から成り、上
記孔が接近して、板表面に対して垂直に延びるチ
ヤンネルを形成するように積重ねられている。該
層は個々には電圧源に対して、それらの間で段状
の電位上昇が生じるように接続されている。それ
により、チヤンネルは二次電子倍増の機能を有
し、その場合孔を備えた金属層はダイノードを形
成する。個々のダイノードの孔は露光しかつ現像
したフオトラツクマスクを通した化学エツチング
により設けることができる。実地においては、ダ
イノードの孔径と厚さがほぼ同じである場合、良
好な結果が達成される。更に、スペクトルム・デ
ア・ビツシエンシヤフト（Spektrum der
wissenschaft）”、1982年１月発行、p44〜55から、
ガラスから成るマルチチヤンネル映像増幅板にお
いてチヤンネルをわん曲させるか又はジグザグ状
に構成することが公知である。後者の場合には、
そのために斜めに延びるチヤンネルを有する複数
の板が積重ねられる。

積層マルチチヤンネル像増幅板においてガラス
から成る像増幅板におけると同様な高さの立体的
解像力を達成しようとすれば、孔の直径、ひいて
はダイノードの厚さを30μｍ以下の程度に構成し
なければならない。その際には、別々に製造され
たシート状ダイノードの方向合せ及び電気絶縁に
おいて著しい問題が生じる。

発明が解決しようとする問題点 本発明の課題は、ダイノードの別々の製造及び
それに引続いての積重ね及び方向合せが回避され
る、冒頭に述べた形式の積層マルチチヤンネル像
増幅板の製法を提供することである。

問題点を解決するための手段 前記課題は、二次電子倍増管を用いて映像又は
その他の平面状信号分布を増幅するための金属か
ら成るダイノードを有する積層マルチチヤンネル
板を製造する方法において、 ａ まず、少なくともマルチチヤンネル板の厚さ
を有しかつ高エネルギー光線によつてその特性
を変化可能な電気絶縁材料から成る板１に、部
分的照射及び照射によつて発生した異なつた材
料特性を利用した該材料の部分的除去により板
表面に対して垂直又は傾斜した格子状空間８を
形成させることにより、格子状空間８が間押さ
れた金属電極２上の柱状構造体７から成る製造
すべき積層マルチチヤンネル板のネガチブ型を
製造し、 ｂ 該ネガチブ型の格子状空間８内にそれと接続
した金属電極２を使用して、電気メツキにより
交番に電気伝導性又は絶縁性中間層１１，１３
を有するダイノード層１０，１２を形成させ、
次いで ｃ ネガチブ型を除去し、かつ電気伝導性中間層
を製造する際には、該中間層を除去するか又は
電気絶縁体に転化させる ことにより解決される。

作 用 本発明方法を用いると、ガラスから成る公知の
像増幅板における類似した高さの立体的解像力及
び類似した高さの透明度を達成することができる
金属から成るダイノードを有する積層マルチチヤ
ンネル板を製造することができ、しかも増幅係数
及び信号連続周波数におけるガラスから成る像増
幅板にとつて典型的な限界を甘受する必要がな
い。

特許請求の範囲第１項記載の形式の多重チヤン
ネル板の大量生産を廉価にするためには、本発明
方法を特許請求の範囲第２項に相応して変更する
ことができる。この場合には、積層マルチチヤン
ネル板の一次ネガチブ型を用いてそれと接続した
金属電極を使用して電気メツキ成形及び引続いて
の一次ネガチブ型の除去により金属製ポジチブ型
を製造し、その後成形材料を用いて金属製ポジチ
ブ型を繰返し成形することにより積層マルチチヤ
ンネルの多数のネガチブ型を製造し、該ネガチブ
型にその後の方法の実施において一次ネガチブ型
の役割を負わせる。成形材料としては、特に非付
着性反応樹脂が適当である。成形に関するより以
上の詳細は、例えば西独国特許第3206820号明細
書から推察することができる。

特許請求の範囲第３項に相応する特殊な実施例
では、ダイノードを中間層の溶出により向かい合
つた側で電気絶縁する。こうして大きな直径を有
する積層板を製造すべき場合には、電気絶縁支柱
をチヤンネル不在の縁部だけでなく、またマルチ
チヤンネル板のチヤンネルが貫通した像領域内部
にも取付けるのが有利なこともある。

特許請求の範囲第３項に相応して製造した積層
マルチチヤンネル板のチヤンネルが貫通した領域
内の支柱は実際に像領域の約１プロミルだけカバ
ーするが、これら伝送品質に対して特に高い要求
が課せられる場合には欠点と見なされることもあ
る。そのような場合には、本発明方法を特許請求
の範囲第４項に相応して変更すべきである。そこ
に記載の、中間層の後からの電気絶縁体への転化
のためには特にアルミニウムが適当である。高い
透明度のマルチチヤンネル板に対して典型的な小
さな壁厚の場合には公知方法で液相及び／又は気
相で作業する酸化剤を用いて電気的に優れた絶縁
性のAl₂O₃に転化することができる。特許請求の
範囲第４項に相応して製造した積層マルチチヤン
ネル板においてチヤンネルが貫通した領域が取付
け又は電気接続の簡易化のためにチヤンネル不在
の領域で包囲されているべき場合には、該領域は
容易に酸化可能な材料の絶縁体への転化を確実に
するために多数の薄壁から成つているべきであ
る。

特許請求の範囲第５項記載に相応して、中間層
を電気メツキで析出したアルミニウム層の完全な
もしくは部分的な酸化によつて製造する場合に
は、薄層への制限は不要である。アルミニウム層
の酸化は化学的にもまた電気化学的にも実施可能
である。アルミニウム層のその下の酸化物層への
電気メツキによる析出を容易にするためには、後
からの電気メツキにおいて板表面に対して平行な
電流供給を可能する薄い金属層を酸化物層上に析
出させるのが有利なこともある。

アルミニウムをダイノード材料として認容する
ことができる場合には、特許請求の範囲第５項と
関連して記載した方法を特許請求の範囲第６項に
相応して簡略化することができる。

板表面に対するチヤンネルの斜め配置は、一次
粒子とチヤンネル壁との衝突、ひいては所望の電
子解放にとつて好適である。積層マルチチヤンネ
ル板の従来公知方法では、チヤンネルの傾斜配置
は積重ねの際にダイノードを互いにずらせること
により達成される。しかしながら、この場合には
隣接したダイノードの互いに配属されたチヤンネ
ル間にずれが生じ、該ずれが透明度及び／又は立
体的解像力の劣化を惹起する。本発明方法で製造
した積層マルチチヤンネル板においては、チヤン
ネルの傾斜配置は高エネルギービームの伝播方向
に対して板表面を相応して配向することにより透
明度及び／又は立体的解像力を劣化させることな
く実施することができる。

寄生イオンの加速を抑制せんとするチヤンネル
わん曲は、積層マルチチヤンネル板を製造するた
め公知方法においては、同様に前記欠点を伴うダ
イノードの反対方向への移動によつてのみ達成さ
れるにすぎない。この欠点は本発明方法において
は、特許請求の範囲第７項記載に基づき、ダイノ
ード及び中間層を製造する前にチヤンネルのネガ
チブ型を高めた温度で均一に作用する力、例えば
遠心力によつてわん曲させることにより回避する
ことができる。

しかし、寄生イオンの加速の抑制は、板表面に
対して傾斜したチヤンネルを有する少なくとも２
枚の本発明に基づき製造したマルチチヤンネル板
を公知方法で、該チヤンネルが一緒にジグザグ状
構造を形成するように１枚のパイルに組合せるこ
とによつても可能である。本発明に基づき製造し
た積層マルチチヤンネル板の場合にはチヤンネル
の横断面及び位置を正確に予め決定することが可
能であるので、積層マルチチヤンネル板は特許請
求の範囲第８項に基づき、重なり合つた積層マル
チチヤンネル板のチヤンネル開口から相互に反対
向きであるように組合わせることができる。それ
により透明度及び／又は立体的解像力の劣化が避
けられる。

高エネルギー線としては、粒子線並びに電磁波
が該当する。所望の構造を製造するために電磁波
を使用する際には公知方法でマスクを用いて作業
することができるが、粒子線を使用する際には、
構造を電磁石制御によつて形成することができ
る。特に、開き角度が小さく高い強度で優れた、
電子シンクロトロンによつて発生したＸ線（シン
クロトロンビーム）が有利であることが判明し
た。高エネルギー線によつて変更可能な材料の選
択は、高エネルギー線の種類によつて決定され
る、この場合には相応する仕様は例えば西独国特
許第2922642号明細書及び西独国特許出願公開第
3221981号明細書から推察することができる。シ
ンクロトロンビームを使用する際には、ポリメチ
ルメタクリレート（PMMA）が特に有利である
ことが立証された。この場合には、照射領域を除
去するために西独国特許出願公開第3039110号明
細書記載の現像剤を使用することができる。

適当な表面処理、例えば高温での酸素又は塩素
での弱い酸化、電気化学的処理又はCVD法に基
づく薄い材料層の析出ないしはこれらの方法の組
合せにより、自体公知方法でチヤンネルを有する
金属層の二次電子収率を場合により著しく高める
ことができる。

実施例 次に図示の実施例につき本発明方法を詳細に説
明する。

第１図に示すように、積層マルチチヤンネル板
のネガチブ型を製造するための出発材料として、
ポリメチルメタクリレート（PMMA）から成る
厚さ0.5mmの板１を使用し、該板は金属電極２と
固定結合されている。第２図に示すように、
PMMA板１にＸ線マスクを介して、PMMA板１
及びＸ線マスクの表面に対して斜めに向かうシン
クロトロンビーム３で照射する。Ｘ線マスクはＸ
線を極く弱く吸収する支持体４と、Ｘ線を強度に
吸収し、チヤンネルのネガチブ型の横断面形及び
位置を規定する吸収体５とから成る。吸収体５の
個の構造はチヤンネルのネガチブ型の横断面形に
相当する。極めて強力な平行シンクロトロンビー
ムによつて、PMMAを吸収体によつておおわれ
ていない領域６でビーム化学的に変化させる。こ
うして照射した領域６をPMMA板を現像液に漬
浸することにより除去する。従つて、第３図に示
した柱状PMMA構造体７及び空間８を有するマ
ルチチヤンネルネガチブ型が得られる。該柱状
PMMA構造体７は約30μｍの値を有する６角形
の横断面形状を有し、PMMA構造体７間の空間
８の幅は約4μｍである。

電気絶縁支柱と固定結合された個々のダイノー
ドを有するマルチチヤンネル板を製造する際に
は、既に第３図に示したように、金属電極２ａ、
格子状空間８ａを有する柱状PMMA構造体７ａ
の他に、付加的になお電気絶縁性材料から成る支
柱９を有する、第４図に示したネガチブ型から出
発する。自由中間８ａに、電気メツキで交番にニ
ツケル１０及び銅１１から成る層を析出させる、
それにより第５図に示した構造が生じる。引続
き、まずPMMA構造体７ａを有機溶剤で、かつ
銅層１１並びに電極２ａを、ニツケル層１０に作
用しないエツチングで除去する、従つて電気絶縁
支柱９と固定結合された相互に絶縁されたダイノ
ード層の組が生じる。

ダイノードと後から製造される中間層とから成
る積層マルチチヤンネル板を製造する際には、第
３図に示したネガチブ型７から出発する。第６図
に示すように、ネガチブ型７の空間８に交番にニ
ツケル１２及びアルミニウム１３から成る層を析
出させる。有機溶剤でネガチブ型７を除去し、か
つニツケル層１２にもまたアルミニウム層１３に
も作用しないエツチングで電極２を除去した後、
アルミニウム層を公知方法で酸化により酸化アル
ミニウムに転化させる、それにより第７図に示す
ようにニツケルダイノード１２と、酸化アルミニ
ウムから成る中間層とから成る積層マルチチヤン
ネル板が得られる。

順次に連続的にダイノード及び絶縁中間層を構
成する積層板を製造する際には、この場合も第３
図に示したネガチブ型７から出発する。柱状
PMMA構造体７ｂ間の中空８ｂに、第８図の略
示図から明らかなように、金属電極２ｂを使用し
て有機電解液からアルミニウム層１４を析出させ
る。この層を第２の硫酸含有電解液内で陽極酸化
により部分的に酸化アルミニウムに転化させる、
それにより第９図に示すように固着した酸化アル
ミニウム層１５が得られる。これを活性化しかつ
化学的還元析出により薄い金属層１６で被覆し、
その上に再びアルミニウム層１４ａを電気メツキ
で析出させる。この工程順序は、所望の数の層順
序が得られるまで繰返し、その後ネガチブ型７ｂ
及び電極２ｂを除去する。薄いアルミニウム層の
電気メツキ的製法の詳細は、例えばビルクル（S.
Birkle）、ゲリング（J.Gering）、ステーガー（K.
Sto¨ger）著、ツアイトシユリフト・メタル
（Zeitschri ft Metall）、第４版、1982年発行に、
かつ後からの酸化物への転化に関しては、“ハン
ドブツホ・デア・ガルバノテクニツク
（Handboch der Galvanotec−hnik）”、第１巻、
第２部、1041〜1043頁、カール・ハウザー出版
社、ミユンヘン在1964年に記載されている。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図及び第３図は積層マルチチヤン
ネル板を製造するためのネガチブ型の個々の製造
工程の略示図、第４図及び第５図は電気絶縁支柱
と固定結合されたダイノード層の製造工程の略示
図、第６図及び第７図はダイノード間の中間層が
後から絶縁性金属酸化物に転化せしめられる積層
マルチチヤンネル板の製造工程の略示図、第８図
及び第９図は順次に連続的にダイノード及び絶縁
性中間層を構成する積層マルチチヤンネル板の製
造工程の略示図である。 １……ポリメチルメタクリレート板、２，２
ａ，２ｂ……金属電極、３……シンクロトロンビ
ーム、４……支持体、５……吸収体、６……照射
領域、７，７ａ，７ｂ……柱状PMMA構造体
（ネガチブ型）、８……空間、９……支柱、１０，
１２……ニツケル層、１１……銅層、１３，１３
ａ，１４ａ……アルミニウム層、１５……酸化ア
ルミニウム層、１６……金属層。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 二次電子倍増管を用いて映像又はその他の平
   面的信号分布を増幅するための金属から成るダイ
   ノードを有する積層マルチチヤンネル板を製造す
   る方法において、 ａ まず、少なくともマルチチヤンネル板の厚さ
   を有しかつ高エネルギー光線によつてその特性
   を変化可能な電気絶縁材料から成る板１に、部
   分的照射及び照射によつて発生した異なつた材
   料特性を利用した該材料の部分的除去により板
   表面に対して垂直又は傾斜した格子状空間８を
   形成させることにより、格子状空間８が間挿さ
   れた金属電極２上の柱状構造体７から成る製造
   すべき積層マルチチヤンネル板のネガチブ型を
   製造し、 ｂ 該ネガチブ型の格子状空間８内にそれと接続
   した金属電極２を使用して、電気メツキにより
   交番に電気伝導性又は絶縁性中間層１１，１３
   を有するダイノード層１０，１２を形成させ、
   次いで ｃ ネガチブ型を除去し、かつ電気伝導性中間層
   を製造する際には、該中間層を除去するか又は
   電気絶縁体に転化させる ことを特徴とする、映像又はその他の平面状信号
   分布を増幅するための金属から成るダイノードを
   有する積層マルチチヤンネル板を製造する方法。 ２ 工程ａ）の後に、一次ネガチブ型の電気メツ
   キ的形成及び引続いての除去により金属製ポジチ
   ブ型を製造し、その後成形材料を用いて金属製ネ
   ガチブ型の形成を繰返すことにより積層マルチチ
   ヤンネル板の複数の二次ネガチブ型を製造し、工
   程ｂ）に基づき電気メツキで、交番に電気伝導性
   又は絶縁性中間層を有するダイノード層を製造
   し、次いで工程ｃ）に基づき二次ネガチブ型を除
   去しかつ電気伝導性中間層を製造する際には該中
   間層を除去するか又は電気絶縁体に転化させる、
   特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３ ダイノード層１０を電気メツキで製造する際
   に電気絶縁支柱９と固定結合させ、かつ中間層１
   １がダイノード層に比較して易溶性の材料から成
   り、該材料をネガチブ型の除去後に溶出させる、
   特許請求の範囲第１項又は第２項記載の方法。 ４ 中間層１３がダイノード層１２に比較して容
   易に酸化可能な材料から成り、該材料をネガチブ
   型の除去後に酸化により電気絶縁体に転化させ
   る、特許請求の範囲第１項又は第２項記載の方
   法。 ５ 中間層１３を電気メツキで析出したアルミニ
   ウム層の完全又は部分的な酸化により製造する、
   特許請求の範囲第１項記載の方法。 ６ ダイノード層１４ａのための材料としてアル
   ミニウムを使用し、かつ中間層１５をダイノード
   層の部分的酸化により製造する、特許請求の範囲
   第１項又は第２項記載の方法。 ７ ダイノード層及び中間層を製造する前に、チ
   ヤンネルのネガチブ型を均一に作用する力によつ
   て高温度でわん曲させる、特許請求の範囲第１項
   から第６項までのいずれか１項に記載の方法。