JPS60208040A - 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 - 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】 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ャ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ャ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
国特訂第２４１４６５８号明細書参照）。該マルチチャ
ンネル板は多数の電気的に相互に絶縁され、近接した孔
全備えた金属層から成シ、上記孔が接近して、板表面に
対して垂直に延びるチャンネルを形成するように積重ね
られている。該層は個々ＶＣに電圧源に対して、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。

それによシ、チャンネルは二次電子倍増の機能？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友フォトラン
クマスク全通した化学゛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・ピッシエンシャフ）　（Ｓ　ｐｅｋ
　ｔ　ｒｕｍｄｃｒ　ｗｉｓｓｅｎｓｃｈａｆす”、１
９８２年１月発行、ｐ４４〜５５から、ガラスから成る
マルチチャンネル映像増幅板においてチャンネルをわん
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ャンネル
を有する複数の板が積重ねられる。

積層マルチチャ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、別々に製造されたソ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ャンネル像増幅板の製法を提供す
ることである。

問題点全解決するための手段 前記課題は、二次電子倍増管？用いて映像又はその他の
平面的信号分布全増幅するための金属から成るダイノー
ド金有する積層マルチチャ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ャンネル板の厚さを有じ
かつ高エネルギー光線によってその特性全変化可能な電
気絶縁材料から成る板】に、部分的照射及び照射に工っ
て発生した異なっ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↓シ、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
ルチチャンネル板のネガテブ型を製造し、 ｂ）該ネガチプ型の格子状空間８内にそれと接続した金
属電極２を使用して、電気メッキにより交番に電気伝導
性又は絶縁性中間層１１゜１３全有するダイノード層１
０　、１２を形成させ、次いで ｃ）　ネガテブ型全除去し、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
ド全盲する積層マルチチャ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っ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ャンネル板の
大量生産全廉価にするためには、本発明方法全特許請求
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−マルチチャンネル板の一次ネガテブ型を
用いてそｎ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テブ型の除去ＫＬ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
チブ型全繰返し成形することにより積層マルチチャンネ
ルの多数のネガテブ型を製造し、該ネガテブ型にその後
の方法の実施において一次ネガテブ型の役割金員わせる
。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号明細書から棺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シ向かい合った側で電気絶
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、電気絶縁支柱をチャンネル不在の縁部だけ
でなく、またマルチチャンネル板のチャンネルが貫通し
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
ャンネル板のチャンネルが貫通した領域内の支柱は実際
に像領域の約１プロミルだけ力・９−するが、これらは
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
明度のマルチチャ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Ａｔ２０３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ャンネル板においてチャンネルが貫
通した領域が取付は又は電気接続の簡易化のためにチャ
ンネル不在の領域で包囲されているべき場合ＶＣは、該
領域は容易に酸化可能な材料の絶縁体への転ｆｌ１１．
全確実にするために多数の薄壁から成っているべきであ
る。

特許請求の範囲第５項記載に相応して、中間層ｔｉ電気
メツキ析出したアルミニウム層の完全なもしくけ部分的
な酸化に裏っ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ｆ
ヒ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ッキによる析出全容易にするために
は、後からの電気メッキにおいて板表面に対して平行な
電流供給全可能する薄い金属層全酸化物層上に析出させ
るのが有利なこともある。

アルミニウム全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。

板表面に対するチャンネルの斜め配置ハ、−次粒子とチ
ャンネル壁との衝突、ひいては所望の電子解放にとって
好適である。積層マルチチャンネル板の従来公知方法で
は、チャ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
ャンネル間にずれが住じ、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ャンネル板において
は、チャ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ｘシ透明
度及び／又は立体的解像力全劣化させることな〈実施す
ることができる。

寄生イオンの加速全抑制せんとするチャンネルわん曲は
、積層マルチチャ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
の移動に裏っ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項言ｅ載に
基づき、ダイノード及び中間層を製造する前にチャンネ
ルのネガテブ型を高めた温度で均一に作用する力、例え
ば遠心力によっ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
斜したチャンネル？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ャンネル板を公知方法で、該チャ
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
・ξイルに組合せることによっても゛可能である。本発
明に基づき製造した積層マルチチャンネル板の場合には
チャンネルの横断面及び位ｆｆ１ｌ−正確に予め決定す
ることが可能であるので、積層マルチチャンネル叡は特
許請求の範囲第８項に基づき、重なり合った積層マルチ
チャンネル板のチャ／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、
粒子線全使用する際には、構造全電磁石制御によって形
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って発生したＸ線（
２クロトロンビームノが有利であることが判明した。高
エネルギー線によって変更可能な材料の選択は、高エネ
ルギー線の種類に工って決定される、この場合には相応
する仕様は例えば西独国特註第２９２２６４２号ＥＡ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。７ンクロトロンビーム會使用
する際には、ポリメチルメタクリレ−）　（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３０３９
１１０号明細書記齢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、１気ｆヒ学的処理又はｃｖＤ法に基づく薄め材料
層の析出ないしはこれらの方法の組合せにより、自体公
知方法でチャンネルを有する金属層の二次電子収率全場
合にょシ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全詳細に説明する。

第１図に示すように、積層マルチチャンネル板のネガテ
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）から反る厚さ０．５　ｔｅａの
板１全使用し、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
クけＸ１１！を極〈弱ぐ吸収する支持体４と、Ｘ線を強
度に吸収し、チャンネルのネガテ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
はチャンネルのネガテ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って、ＰＭＭＩ
Ｉ−吸収体によっ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全ＰＭＭＡ
板を現像液に漬浸することに工り除去する。従って、第
３図に示した柱状ＰＭＭＡ構造体７及び空間８を有する
マルチチャンネルネガテブ型が得られる。該柱状ＰＭＭ
Ａ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
るマルチチャ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’ｊＨ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會有する、第４図に示したネ
ガテブ型から出発する。自由中間８ａに、電気メッキで
交番にニッケル１０及び銅１１から成る層を析出させる
、それにより＠５［ＤＫ示した構造が生じる。引続き、
まずＰＭＭ＆構造体７ａ？ｚ有機醇剤で、かつ銅層１１
並びに電極２ａｆ、ニッケル層１０に作用しないエツチ
ングで除去する、従って電気絶縁支柱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
ルチチャンネル板全製造する際には、第３図に示したネ
ガテブ型７から出発する。第６図に示すように、ネガテ
ブ型７の空間８に交番にニッケル１２及びアルミニウム
１３から成る層を析出させる。有機溶剤でネガテブ型７
ケ除去し、かつニッケル層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全除去した後、
アルミニウム層全公知方法で酸化により酸ｆヒアルミニ
ラムに転化させる、そｎにより第７図に示すようにニッ
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ャ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
テブ型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’ｉ−使用して有機電解液からアルミニウム層１
４を析出させる。この層全第２の硫酸含有電解液内で陽
極醸化により部分的に酸化アルミニウムに転ｆヒさせる
、それにより第９図に示すように固着した酸ｒヒアルミ
ニラム層１５が得られる。これ全活性比しかつ化学的還
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’に’ｉＦ気メツメツキ出させる。

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、その後ネガテブ型７ｂ及び電極２ｂｉ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Ｉ　Ｓ、　Ｂｉｒｋｌｅ）、ゲリング（Ｊ。

Ｇｅｒｉｎｇ）、ステーガー（Ｋ、　Ｓｔｏｇｅｔ）著
、ツアイトシュリフト・メタル（Ｚｅｉｔｓｃｈｒｉｆ
ｔ　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、“・・ンドブツホ
・デア・ガルノマノテクニック（Ｈａｎｄｂｏｃｈ　ｄ
ｅｒ　Ｇａ１ｖａｎｏｌｐｃ−ｈｎｉｋ）”、第１巻、
第２部、１０４１〜１０４３頁、カール・ハウザー出版
社、ミュンヘン在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因は積層マルチチャンネル板を
製造するためのネガテブ型の個々の製造工程の略示図、
第４図及び第５図に電気絶縁支柱と固定結合されたダノ
ード層の製造工程の略示図１、第６図及び第７図１はダ
イノード間の中間層が後から絶縁性金属酸ｆヒ物に転化
せしめられる積層マルチチャ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ャンネル板の製造
工程の略示図である。 １・・・２リメチルメタクリレート板、２．２ａ。 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ＰＭＭ、Ａ構造体（ネガテブ型）、８　
空間、９・・支柱、１０．１２・・・ニッケル層、１１
　・＝銅層、１３　、１３　ａ　、　１４　ａ−アルミ
ニウム層、１５・・・酸化アルミニウム層、１６・・・
金属層 Ｌ１″）　■　ト 第１頁の続き ０発　明　者　ヴオルフガング・エー ルフェルト ０発　明　者　フランク・ベラカー ドイツ連邦共和国カールスルーエ４１令ロイトシュトラ
ーセ７ ドイツ連邦共和国ミュンヘン７０・ノイフリーデンハイ
マーシュトラーセ　６７アー

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　二次電子倍増管？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ヲ有す
   る積層マルチチャ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ャンネル板の厚さ全盲し
   かつ高エネルギー光線に工っで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
   よって発生した異なった材料特性全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）全形成させることにニジ、格子状空間Ｃ８）
   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ャンネル板のネガテブ型を
   製造し、 ｂ）　該ネガテブ型の格子状空間（８）内にそれと接続
   した金属電極（２）全使用して、電気メッキにより交番
   に電気伝導性又は絶縁性中間層（１１，１３７を有する
   ダイノード層（１０゜１２）１に形成させ、次いで り　ネガテブ型全除去し、かつ電気伝導性中間層を製造
   する際には、該中間層全除去するか又は電気Ｐ、Ｒ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全盲する積層マ
   ルチチャ／ネル板全製造する方法。 ブ型を製造し、その後成形材料を用いて金属製ネガテブ
   型の形成全繰返すことにより積層マルチチャンネル板の
   複数の二次ネガテブ型全製造し、工程ｂ）に基づき電気
   メッキで、交番に電気伝導性又は絶縁性中間層を有する
   ダィノード゛層を製造し、次いで工程りに基づき二次ネ
   ガテブ型を除去しかつ電気伝導性中間層を製造する際に
   は該中間層全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）　’！に電気メッキで製造す
   る際に電気絶縁支柱（９）と固定結合させ、かつ中間層
   （１１）がダイノード層に比較して易溶性の材料から成
   り、該材料全ネガテ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、該材料をネガテブ型の
   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）　’（（電気メッキで析出したアル
   ミニウム層の完全又は部分的な酸化［Ｊ：　ｆｉ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）　？！−ダイノー
   ド層の部分的酸化にょシ製造する、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、チャンネ
   ルのネガテブ型を均一に作用する力によって高温度でわ
   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。