JPS60208041A - マルチチヤンネル板の製造方法 - 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、映像又は他の平面的信号分布を二次電子増倍
管を用いて増幅するためのマルチチャンネル板の製造方
法及びこの方法によシ製造されたマルチチャンネル板の
積重ね体の使用に関する。

映像又は他の平面的信号分布を、所謂マルチチャンネル
映像増幅板（他の名称二チャンネルー増倍板、マルチ又
はミクロチャンネル板）を用いて増幅することは公知′
１％ある。該板は、排気容器中に封入され、直径約３０
μｍの密接せる多数のチャンネルに対して直角に又は斜
めに貫通されたガラス板から成る。チャンネル内面は、
酸化鉛を含むガラスを使用しかつ高温で還元性ガスを用
い℃後処理することによって弱導電性に形成されている
。金属皮膜の設けられた該板の表面の間に約１０００ｖ
の電圧を印加することによってチャンネルに電位降下が
生じ、これによって各チャンネルは、二次電子増倍管の
性質を得る。チャンネルの傾斜配置は、−炭粒子のチャ
ンネル壁との衝突、ひいては望ましい電子の放出を有利
にする。また同配置は、寄生イオンの望ましくな（・加
速を抑制するジグザグ状チャンネル構造を有する積重ね
板（Ｐｌａｔｔｅｎｓｔａｐｅｌ　）の形成を可能にす
る。同様な効果はチャンネルの弱い屈曲によっても得ら
れる。

マルチチャンネル板に関しては幾つかの製造方法が公知
受ある：例えばミッヒエル・ランプ）　７　（Ｍｉｃｈ
ａｅｌ　Ｌａｍｐｔｏｎ　）、スペクトルム・デル・ヴ
イセンシャフテン（Ｓｐθｋｔｒｕｍ　ｄｅｒＷｉｓｓ
ｅｎｓｃｈａｆｔｅｎ　）、１９８２年１月、４４〜５
５頁、サイエンティフィック・アメリカン（１９８１年
１１月）を参照されたい。またこのようなマルチチャン
ネル板の用途もこの文献個所から公知である。

所謂金属芯法の場合には、一様な細い線材に加熱ガラス
を被覆し、多角形ドラムの周りに巻き付ける。この巻き
紐体から個々のブロックを切シ出し、線材のガラス皮膜
を相〃に融合する。

次に前記ブロックを薄板に切断し、それから線拐芯をエ
ツチングによって除去する。前記の金属芯法の著しい欠
点は、金属芯、従ってチャンネルは一様の直径を有する
けれども、チャンネルの間隔が相互に極めて相違するこ
とである。

他の製造方法の場合には、写真平版法でエッチして薄い
ガラス板の表面中に細い平行溝を作る。こ扛らの板を積
重ねて、重なり合う板の溝が協同して所望のチャンネル
を形成するようにする。次に板を融合してブロックを形
成し、これらのブロックからマルチチャンネル板を切取
る。この方法にとっては、写真平版法によるエツチング
の際に溝の間隔が正確に調節されうろこともできる。し
かるに、溝の幅及び深さはエツチング及び融合工程の間
に殆ど調節できないことが判明した。その結果、マルチ
チャンネル板は増幅時の像に著しいひずみを与えるので
、結局この方法は放棄せざるを得なかった。

今日、マルチチャンネル板は普通所謂二段延伸法（Ｄｏ
ｐｐｅｌｚｉｅｈｖｅｒｆａｈｒｅｎ　）によシ製造さ
れる：この場合には中空の又は易溶性ガラスの充填され
たガラス円筒を延伸してガラス糸となし、これらを集束
し、融合し、さらに延伸し、次い↑集束及び融合の工程
を反復する。最終の束を切断し、厚さ約１　ｍｒａの板
となし、これらの板から約３０μｍの直径まｆ延伸され
た、易溶性ガラスから成る芯を溶出する。二段延伸法の
場合にも製造原理のためにチャンネルの横断面及び位置
の若干のばらつきは甘受しなけｆｉｚばならない。

従来公知のマルチチャンネル板における横断面及び位置
のばらつきのために、映像増幅装置の個々のチャンネル
又はチャンネル群に対する、ミクロ製造方法を用いて製
造された他の光学的及び／又は電気的部品の正確な配置
が妨げられるか又は困難になる。しかしこのような配置
は、個々のチャンネル又はチャンネル群から供給される
電流の分離せる電気的継続処理のためには重要である。

また従来公知のマルチチャンネル板におけるチャンネル
の横断面及び位置のばらつきは、ジグザグ状チャンネル
構造を有する冒頭記載の積重ね板構成の場合に解像力の
著しい損失を生じる原因にもなる。

西独国特許出願公開第３１５０２５７号及び西独国特許
第２４１４６５８号明細書からは、貫通孔を有するダイ
ノード板の形のダイノードを有する映像増幅器用の層状
マルチチャンネル板が公知〒ある。この場合にはチャン
ネル系の製造にとって好ましい方法としてフォトエツチ
ング法が提案されズいる。すなわち露光されかつ現像さ
れるフォトレジストによってダイノード材料、例えばＢ
θＱｕ合金がエッチさ扛る。この方法を用いると、チャ
ンネルの直径及びダイノードの厚さがほぼ等しい（西独
国特許第２４１４６５８号明細書の第３欄、第５〜１０
行参照）場合には実際に良好な結果が得られる。設ける
べきチャンネルの直径よりも著しい太きり・厚さを有す
るマルチチャンネル板の場合にはフォトエツチング法は
もはや所望の効果をもって適用することが１きない〔ス
ペクトルム・デル・ヴイ七ンシャフト（Ｓｐｅｋｔｒｕ
ｍ　ｄｅｒＷｉｓｓｅｎｓｃｈａｆｔ）、１９８２年１
月、左欄２６行以下参照〕。

発明の解決しようとする問題点 本発明の課題は、最後に述べた技術水準から出発して、
同種類のマルチチャンネル板の製造方法において、個々
のチャンネルの横断面及び位置を予め正確に設定する場
合に該板の厚さがチャンネル直径の数倍になりうる方法
を提案することである。

問題点を解決するだめの手段 前記課題は、 ａ）先づ、高エネルギー放射によってその特性の変化さ
れう石材料から成る板の中へ、同材料を部分的に照射し
かつ照射によって得られた材料の異なる特性の利用下に
同材料を部分的に除去することによって、所定の横断面
及び位置を有するチャンネルを、板面に対して直角又は
斜めに設けることによってマルチチヤンネルボジチブ型
を作シ、 ｂ）このよう圧して形成さｎたマルチチャンネルポジチ
ブ型から、前記型に結合された金属電極の使用下で電気
メツキ的成形及び引続くマルチチャンネルポジチブ型の
除去によって金属ネガテブ型を作シ、かつ Ｃ）金属ネガテブ型にマルチチャンネル板の形成にとっ
て適当な材料を充填し、次いで金属ネガテブ型を除去す
る ことを特徴とする方法によって解決される。

本発明による製造方法を用いると、比較的厚いマルチチ
ャンネル板の場合にも、μｍのオーダーの許容差をもっ
て個々のチャンネルの横断面形及び位置を予め設定する
ことが１きる。更総 に該方法を用いると、チャンネル横断面のｌ計対マルチ
チャンネル板の全面積の極めて大きな比、つまり同板の
著しく高い透明度が得られるという利点がある。

高エネルギー放射としては粒子線及び電磁波、特に電子
シンクロトロンから発生されたＸ線（シンクロトロン放
射）が適当ｔある。所望の構造を得るために電磁波を使
用する場合には周知のようにマスクを用いて作業するが
、粒子線を用いる場合には電磁的制御によって該構造を
作ることができる。

また有利な別法ｆ、前記の段階ｂ）の次に、第一金属ネ
ガチプ型の成形を反復することによって成形材料を用い
て数個の第二マルチチャンネルポジテブ型を作り、かつ
このようにして形成された第二マルチチャンネルボジテ
ブ型から、同型に結合された金属電極の使用下に電気メ
ツキ的成形及び引続く第二マルチチャンネルポジチゾ型
の除去によって第二金属ネガテブ型を作り、この型に段
階Ｃ）によりマルチチャンネル板の形成にとって適当な
材料を充填し、次いで同型を除去することによって該マ
ルチチャンネル板を製造することもできる。

本発明によるマルチチャンネルポジチブ型を製造すｇた
めの材料は、高エネルギー放射の種類に依存し、この際
相応の規定は例えば西独国特許第２９２２０４２号及び
西独国特許出願公開第３２２１９８１号明細書から知る
ことができる。

金属マルチチャンネルネガテブ型は、金属電極に結合さ
ｎたマルチチャンネル２ジチブ型の電気メツキ的成形に
よって製造される。しかも金属電極は金属マルチチャン
ネルネガテゾ型の基板としても使用できる。しかしまた
、金属の電気メツキ的析出を、マルチチャンネル２ジチ
ブ型が、連続的金属層によって被われるまで続けること
もできる、この際前記金属層は場合によってはその表面
の研磨後に金属マルチチャンネルネガテブ型の基板とし
て使用される。この電気メツキ的析出の場合、場合によ
ってはその表面の不動化と関連する電極材料の適当な選
択によって電極におけるメッキ層の付着が周知のように
して防止されうる。この際マルチチャンネル２ジチブ型
を同型に結合された電極と共に、得られたマルチチャン
ネル２ジチブ型を損傷することなく分離することが１般
る、これによってマルチチャンネル？、）チブ型の反復
利用が可能になる。

チャンネルの金属ネガテゾ型の位置固定のためには、柱
状ネガテブ型の自由端を金属ブリッジによって相互に結
合するのが有利１ある。

金属マルチチャンネルネガチゾ型の充填のためＫは、従
来公知のマルチチャンネル板の製造のために使用される
酸化鉛を含有するガラスを使用してもよい。ガラスは溶
融導入するが又はガラス粉末を用いて焼結することがで
きる。しかしまた充填のためには、他の非導電性又は弱
電性材料、例えばＡｌ２Ｏ３粉末も適当↑あって、この
材料は同様に高温！焼結して形状安定な物体にすること
がｆきる。この場合十分な４　電；４４を得るためには
場合により酸化鉛を含有するガラスの場合に用いられる
Ｈ２　での後処置を、例えば公知のＯＶＤ法（Ｃｈｅｍ
ｉｃａｌ　ｙａｐｏｒ４ｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）Ｋよる他
の後処理と代えなけ扛ばならない。

冒頭記載の種類のマルチチャンネル板の大量生産を安価
にするためには、本発明による方法を前記別法のように
変えてもよく、この際成形に関する詳細は例えば西独−
特許第３２０６８２０．４号明細書から知ることがｆき
る。成形材料としては非付着性反応樹脂が適当である。

また、不所望な一寄生イオンの抑制のために、板面に対
して傾斜せるチャンネルを有する本発明により製造され
たマルチチャンネルを、ジグザグ状のチャンネル構造が
得られるように積重ね状に構成することもできる。公知
マルチチャンネル板を、積重ねる場合には、チャンネル
の横断面及び位置の不回避的ばらつきのために空間的解
像力の損失を甘受しなければならないが、本発明により
製造さＪｚだマルチチャンネル板の場合には、チャンネ
ル孔を相互に整合することによって積重ねを行い、前記
欠点を十分に回避することができる。

次に図面によシ本発明による方法を例示的図面により詳
述する。

実施例 第１図によれば一マルチテヤンネルボジチブ型を製造す
るための出発材料として、電極として用いられる鉄−ニ
ッケル合金製金属基板２上に固定された、−リメチルメ
タクリレート（ＰＭＭＡ　）から成る厚さ０．５　ｍｍ
の板ｌが用いられる。第２図によりＰＭＭＡ板はＸ線マ
スクを介して、ＰＭＭＡ板及びＸ線マスクの表面に対し
て斜めに向けられたシンクロトロン放射３′ｔ％照射さ
れる。Ｘ線マスクは、Ｘ線弱吸収性支持体４及び格子状
Ｘ線強吸収性の格子状吸収体５がら成り、この吸収体に
よってチャンネルの断面形及び位置が予め設定される。

極めて強力な平行７ンクロトロン放射によって、ＰＭＭ
Ａは、吸収体によって被われない領域６において光化学
的に変化される。照射領域６はＰＭＭＡを現像溶液中に
入れることによって除去され、その結果第３図によるチ
ャンネル状貫通孔８を有するマルチチャンネル２ジチブ
型７が形成される。現像液としては西独国特許出願公開
第３０３９１１０号明細書によるグリコールエーテル群
の物質第一アミンの物質ならびに水及びアジン群の物質
から成る混合物が使用さｎる。チャンネル状貫通孔８は
直径約３０μｍの六角形横断面形を有し、壁８ａの厚さ
は約３μｍである。

次の製造段階では、第４図により鉄−ニッケル合金が電
気メッキによりチャンネル状貫通孔δ中に析出さｎ、こ
の際同合金よシ成る柱状構造９が導電性基板２上の格子
状マルチチャンネルポジチブ型７内に形成される。次に
マルチチャンネルポジチブ型は溶剤中での溶解によって
除去されて、第５図によるマルチチャンネル板の金属ネ
ガテブ型が露出される。

次の製造段階では、金属ネガチプ型の柱状構造９０間の
間隙ｌＯが鉛ガラスメル）　ｌ　ｌ　’ｔ’Ｘ空下に充
填される（第６図）。この場合前記の鉄−ニッケル合金
を使用することによって、鉛ガラス及び該合金がほぼ同
じ熱膨張係数を有するので、冷却時に生じる応力がガラ
スに亀裂を生じないことが保証される。ガラス１１と金
属９とから成る構造は最後に研磨され、かつ金属９は選
択性エッチ液中での溶解によって除去される。

最後に貫通孔１２の設けられたマルチチャンネル板の両
面には、公知法で金＾のス・ξツターによって薄い電導
性皮膜が被覆もさｎ、他方チャンネルの内面は水素中１
の加熱によって弱導電性にされる（第７図）。

前記の別法を実施する場合には、第−金属ネガテブ型（
第５図に示す型に相当する）に、金属ネガテブ型の柱状
構造を越えて金属上に付着しない成形材料としての反応
樹脂を充填する。

同反応樹脂の硬化後にこれから形成された第二マルチチ
ャンネル２ジチブ型及び第一金属ネガテブ型を相互に分
離し、次に第二マルチチャンネルポジチブ型を孔を有す
る面をもって電極として用いられる金属基板上に固定す
る。上面の閉鎖された第二マルチチャンネル型を次にチ
ャンネル孔が露出するまで除去する。次い″Ｑ電気メッ
キ的成形によって第二金属ネガテブ型（第５図に図示せ
る型九相当する）が得られる。それ以上のマルチチャン
ネル板の製造の継続は、第６図及び第７図により詳述し
た製造段階により行わする。

反応樹脂から製造された第二マルチチャンネルポジテブ
型も同様に繰返し電気メッキにより成形することができ
る。繰返し使用できる第二マルチチャンネル２ジチブ型
の第二マルチチャンネルネガチプ型からの分離を改善す
るためには、電気メツキ的成形前に第二マルチチャンネ
ルボジチゾ型のチャンネル壁上に離型剤の薄膜を塗布す
るのが有利であると判明した。離型剤の塗布は公知のよ
うに離型剤溶液中に浸漬することによって行う。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図、第４図、第５図、第６図及び
第７図は本発明の方法によって製造されるマルチチャン
ネル板の各製造段階における前記板の断面図であり、第
８図は該マルチチャンネル板の積重ね体の斜視図である
：■・・・板、２・・・金属電極、７・・・マルチチャ
ンネルボジテブ型、８・・・チャンネル、９・・・金属
ネガテブ型、１１・・・充填材料 −ヘ　ト　〜 −へ　（”）　５３ Ｌｎ　（Ｄ　ト Ｎ　〜 第１頁の続き ０発　明　者　ヴオルフガング・ニー　トイツルフェル
ト　２７

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、二次電子増倍管な用いて映像又は他の平面的信号分
   布を増幅するためのマルチチャンネル板の製造方法にお
   いて、 ａ）先ツ、高エネルギー放射によってその特性の変化さ
   れうる材料から成る板（１）の中へ、同材料を部分的に
   照射しかつ照射によって得られた材料の異なる特性の利
   用下に同材料を部分的に除去すること尾よって所定の横
   断面及び位置を有するチャンネル（８）を板面に対しズ
   直角又は斜めに設けることＫよってマルチチャンネルポ
   ジ、チゾ型（７）を作シ、 ｂ）このようにして形成されたマルチチャンネルポジテ
   ブ型（７）から、同型に結合された金属電極（２）の使
   用下で電気メツキ的成形及び引続くマルチチャンネルポ
   ジチゾ型の除去によって金属ネガチゾ型（９）を作シ、
   かつ Ｃ）金属ネガテゾ型にマルチチャンネル板の形成にとっ
   て適当な材料（１１）を充填し、次いで金属ネガテブ型
   を除去する ことを特徴とする前記マルチチャンネル板の製造方法。 ２、段階ｂ）の後に第一金属ネガテブ型の成形を反復す
   ることによって成形材料を用いて数個の第二マルチチャ
   ンネルポジチブ型を作り、かつこのようＫして形成され
   た第二マルチチャンネルポジテブ型から、同型に結合さ
   れた金属電極の使用下に電気メツキ的成形及び引続く第
   二マルチチャンネルポジナブ型の除去によって第二金属
   ネガテブ型を作り、この型に段階Ｃ）によりマルチチャ
   ンネル板の形成にとって適当な材料を充填し、次いｔ前
   記型を除去することを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の方法。