KR101096338B1 - Ⅹ선관 - Google Patents

Abstract

본 발명은 저에너지의 X선이 효율 좋게 취출됨과 동시에 내구성이 우수한 구조를 구비한 X선관에 관한 것이다. 상기 X선관은 용기 본체의 일부로서 3㎛ 이상, 한편 30㎛ 이하의 막 두께를 가지는 실리콘 박막을 구비한다. 이 실리콘 박막은 기밀 용기에 설치된 개구를 덮은 상태로 상기 기밀 용기에 직접 또는 간접적으로 접합되어 상기 기밀 용기의 투과창으로서 기능한다.

저에너지, X선관, 용기 본체, 실리콘 박막, 접합, 투과창

Description

Ⅹ선관{X-ray Tube}

본 발명은 X선을 출사하는 X선관에 관한 것으로서, 특히 공기 혹은 가스 중에 X선을 조사하여 이온(ion) 가스를 생성하는 제전 장치 등에 적절한 구조를 가지는 X선관에 관한 것이다.

대전한 피제전체를 이온화 한 가스류에 의해 제전하는 처리가 종래부터 행해지고 있다. 이러한 제전 처리에 이용되는 이온 가스는 공기 혹은 가스 중에 X선을 조사함으로써 생성된다. 또, X선을 출사하는 X선관에 있어서, X선을 X선관 밖으로 취출하기 위한 투과창으로 사용되는 투과창 재료로서 X선 투과율이 뛰어난 베릴륨이 채용된 X선관이 알려져 있고(특허문헌 1), 이러한 X선관이 제전 장치 등에 조립되어 넣어진다.

베릴륨제의 투과창의 부착은 상기 투과창을 금속 링으로 일단 보강하고, 이 금속 링을 유리 용기 본체에 부착함으로써 행해진다(특허문헌 2). 또한, 투과창인 베릴륨판과 금속 링의 접착은 상기 베릴륨판과 접합재(solder material)를 통해 금속 링에 설치한 상태로 이들 부재를 가열 처리함으로써 행해진다(특허문헌 3).

　　<특허문헌 1> 특허 제2951477호

　　<특허문헌 2> 특개 2000-306533호 공보

　　<특허문헌 3> 특개 2001-59900호 공보

발명자들은 종래의 X선관에 대해서 상세하게 검토한 결과 이하와 같은 과제를 발견하였다. 즉, 종래의 X선관에서는 투과창 재료로서 X선 투과율이 뛰어난 베릴륨이 채용되어 있다. 이 베릴륨은 특정 화학 물질로 지정되어 있는 유해한 물질이다. 따라서, 사용 환경에의 악영향을 저감하기 위해 수명종료(life end)에 있어서의 제품 폐기시에도 관구(管球)의 회수 의무가 제조원에 부과되어 있다. 다만, X선관의 투과창 재료로서 베릴륨의 사용을 멈추면 대환경성에 관한 과제는 해소되지만, 현실에는 진공 기밀이 보유 가능한 두께로 X선 투과율이 뛰어난 재질로서 적절한 재료가 없어 어쩔 수 없이 베릴륨을 이용해야 하는 상황이다.

종래의 베릴륨 투과창은 특히 1∼2keV 정도의 저에너지의 X선을 선택적으로 효율이 좋게 취출하는 것은 어렵고, 보다 고에너지의 X선도 방출되기 쉽기 때문에 제전 장치 등에 사용될 경우 인체에의 영향이 있을 수 있는 과제가 있다.

또한, 저에너지의 X선을 취출하면 투과창의 두께를 얇게 할 필요가 있다. 이 경우, 투과창이 밀폐 용기의 일부를 구성하는데 충분한 강도를 가지고 있다고 해도 접합재를 통해 밀폐 용기의 일부(특허문헌 2에 있어서의 금속 링)에 투과창을 접착하는 경우, 접합재 표면의 요철의 영향 등에 의해 상기 투과창 자체에 크랙(crack)이 생겨 투과창으로서 기능할 수 없는 경우가 있다. 또, 크랙이 발생하지 않더라도 투과창에 일그러짐이 생기면 충분한 내구성이 얻어지지 않는다고 하는 과제가 있었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로 유해한 베릴륨을 이용할 필요가 없고, 한편 저에너지의 X선을 효율이 좋게 취출됨과 동시에 내구성이 뛰어난 구조를 구비한 X선관을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

본 발명과 관련되는 X선관은 투과창을 통해 X선을 출사하는 X선관으로, 특히 공기 혹은 가스 중에 X선을 조사하여 이온 가스를 생성하는 제전 장치 등에 적절한 구조를 구비한다.

구체적으로, 본 발명과 관련되는 X선관은 밀폐 용기, 전자원(electron source), X선 타겟(target), 3μm∼30μm, 바람직하게는 3μm∼10μm의 막 두께를 가지는 실리콘 박막을 구비한다. 상기 밀폐 용기는 투과창을 규정하기 위한 개구를 구비하고, 상기 전자원은 밀폐 용기 내에 배치되어 있고 X선 타겟을 향해 전자를 방출한다. 상기 X선 타겟은 전자원으로부터 방출된 전자를 받아 X선을 발생한다.

특히, 본 발명과 관련되는 X선관에 있어서, 상기 실리콘 박막은 밀폐 용기의 개구를 덮은 상태로 상기 개구를 규정하는 상기 밀폐 용기의 일부에 직접 접착되어 있다. 여기서, 상기 실리콘 박막은 소망의 에너지의 X선을 얻기 위해 30μm 이하, 바람직하게는 10μm 이하의 막 두께를 가지지만 이 실리콘 박막 자체는 매우 유연한 재료이다. 그래서, 본 발명과 관련되는 X선관에서는 개구를 규정하는 밀폐 용기의 일부에 실리콘 박막을 직접 접착함으로써 상기 밀폐 용기의 일부를 상기 실리콘 박막의 보강 부재로서 기능시키는 한편, 상기 실리콘 박막이 밀폐 용기의 일부로서 기능하여 밀폐 용기의 진공 기밀을 보유한다. 예를 들면, 실리콘 박막을 종래와 같이 접합재를 통해 밀폐 용기에 접착하는 경우, 접합재 표면의 요철의 영향 등에 의해 상기 실리콘 박막 자체에 크랙이 생겨 밀폐 용기의 진공 기밀을 보유할 수 없어 투과창으로서 기능할 수 없는 경우가 있다. 또, 크랙이 발생하지 않더라도 실리콘 박막에 일그러짐이 생기면 충분한 내구성이 얻어지지 않는다. 그래서, 이 제1 실시예에서는 실리콘 박막을 밀폐 용기에 직접 접착함으로써(실리콘 박막과 밀폐 용기가 직접 접촉한 상태), 실리콘 박막의 투과창으로서 기능하는 영역 전체에 균등한 장력이 주어지도록 상기 밀폐 용기를 보강 부재로서 기능시킨다. 이에 의해 당해 X선관에는 충분한 내구성이 주어진다.

또한, 상기 밀폐 용기의 일부를 구성하는 금속 부분에의 상기 실리콘 박막의 접착은 상기 실리콘 박막의 외주 부분과 금속 부분을 함께 접합재로 덮어 버리는 것이 바람직하다. 또, 상기 밀폐 용기의 일부(면판 부분)나 상기 밀폐 용기의 일부를 구성하는 유리면판에의 실리콘 박막의 접착은 양극(陽極) 접합에 의해 행해지는 것이 바람직하다.

양극 접합이 행해지는 경우, 본 발명과 관련되는 X선관에 있어서의 밀폐 용기는 알칼리 이온이 함유됨과 동시에 투과창을 규정하기 위한 개구가 설치된 유리면판을 포함한다. 또한, 이 유리면판은 밀폐 용기의 본체 전체가 유리 재료로 구성된 경우, 상기 유리 본체의 평탄 부분이어도 좋다. 상기 실리콘 박막은 유리면판의 개구를 덮은 상태로 상기 유리면판에 양극 접합에 의해 직접 접착되어 있다. 여기서, 상기 실리콘 박막은 소망의 에너지의 X선을 얻기 위해 30μm 이하, 바람직하게는 10μm 이하의 막 두께를 가지지만, 이 실리콘 박막 자체는 매우 유연한 재료이다. 여기서, 본 발명과 관련되는 X선관에서는 개구를 규정하는 유리면판에 실리콘 박막을 직접 접착함으로써 상기 유리면판을 상기 실리콘 박막의 보강 부재로서 기능하도록 하는 한편, 상기 실리콘 박막이 밀폐 용기의 일부로서 기능하여 밀폐 용기의 진공 기밀을 보유한다. 예를 들면, 이와 같이 얇은 실리콘 박막을 종래와 같이 접합재를 통해 밀폐 용기의 일부에 접착하는 경우, 접합재 표면의 요철의 영향 등에 의해 상기 실리콘 박막 자체에 크랙이 생겨 밀폐 용기의 진공 기밀을 보유할 수 없어 투과창으로서 기능할 수 없는 경우가 있다. 또, 크랙이 발생하지 않더라도 실리콘 박막에 일그러짐이 생기면 충분한 내구성이 얻어질 수 없다. 그래서, 본 발명에서는 밀폐 용기의 일부에 알칼리 이온이 함유된 유리면판을 준비하고 이 유리면판에 실리콘 박막을 양극 접합에 의해 직접 접착함으로써(실리콘 박막과 유리면판이 직접 접촉한 상태), 실리콘 박막의 투과창으로서 기능하는 영역 전체에 균등한 장력이 주어지도록 상기 밀폐 용기를 보강 부재로서 기능하도록 한다. 이에 의해 당해 X선관에는 충분한 내구성이 주어진다.

또한, 최근의 반도체 기술의 향상에 의해 두께가 3μm∼10μm 정도의 매우 얇은 실리콘 박막이 비교적 저렴하게 제조되게 되었다. 도 1은 실리콘과 베릴륨의 X선 투과 특성을 나타내는 그래프이고, 그래프 G110은 두께 500μm의 베릴륨의 X선 투과율, 그리고, 그래프 G120은 두께 10μm의 실리콘의 X선 투과율을 각각 나타내고 있다. 도 1에서 알 수 있듯이, 실리콘 박막의 두께를 10μm 전후까지 얇게 하면, 종래에 주로 이용되어 온 두께 500μm 베릴륨과 거의 동일한 정도의 X선 투과 특성을 얻을 수 있다. 한편, 실리콘은 두께 3μm 이상이면 진공 밀폐 용기의 봉지를 겸한 X선 투과창으로서 사용이 가능하고(진공 밀폐 용기의 일부로서 현재 상태로는 충분한 강도가 얻어진다), 이 경우, 그 X선 투과율에 있어서 두께 약 200μm의 베릴륨에 상당하는 투과창 재료가 될 수 있다. 여기서 주목해야할 점은 실리콘 박막의 두께를 30μm 이하로 얇게 하는 경우, 실리콘 원소 고유의 X선 흡수 특성(K 흡수단)인 1.84keV 이하의 극히 연성의 X선이 효율이 좋게 출사되는 것이다. 이는 베릴륨에는 없는 특징적 장점으로 이러한 실리콘이 투과창 재료로서 적용된 X선관이 제전 용도에 이용되는 경우, 특허문헌 1에도 개시되어 있듯이 출사된 X선은 이온 발생율이 매우 높고, 게다가 공기 중에 출사되고 나서 10cm 정도에서 공기에 흡수되어 버리기 때문에 인체에 대해서 안전성 높은 X선을 매우 효과적으로 취출할 수 있다.

양극 접합이 행해지는 경우, 실리콘 박막이 부착되는 유리면판의 크기가 문제로 된다. 특히, 밀폐 용기의 본체에 유리면판이 부착되는 구성에서는 유리면판 부착시의 가열에 의해 상기 유리면판의 외주 부분이 올라가버리는 일이 있다. 이 경우, 실리콘 박막의 최대 외경과 유리면판의 최소 외경이 가까우면 실리콘 박막이 유리면판의 평탄한 부분과 올라가버린 부분에 걸치도록 접합되기 쉽기 때문에, 실리콘 박막의 중앙 영역에 대해서 외주 부분이 밀어 올려지는 것 같은 상황으로 되기 쉽다. 그 때문에 크랙이 생기거나 접합이 불균일하게 될 가능성이 있다. 그 때문에 유리면판의 최소 외경은 접착되는 실리콘 박막의 최대 외경보다 충분히 큰 것이 바람직하다. 다만, 실리콘 박막의 최대 외경과 유리면판의 최소 외경이 근접한 경우이어도 상기 유리면판을 개구를 가지는 부분 주변의 평탄 부분으로부터 외주 부분을 향해 그 단면 형상을 테이퍼(taper) 형상으로 두께가 얇아지도록 가공하여도 좋다. 이 경우, 유리면판이 가열 부착되어도 외주 부분의 올라가버림이 회피되어 상기 유리면판에 직접 부착되는 실리콘 박막의 크랙 발생이나 접합의 불균일이 해소된다.

또한, 본 발명과 관련되는 X선관은 투과형 및 반사형의 어느 구조를 구비하여도 좋다. 투과형 X선관의 경우, 상기 X선 타겟은 당해 X선관의 소형화를 가능하도록 하기 위해 밀폐 용기 내에 면하는 실리콘 박막의 면상(面上)에 증착되는 것이 바람직하다.

상기 실리콘 박막은 두께가 30μm 이하로 매우 얇기 때문에 상기 유리면판에 설치된 개구의 면적이 너무 크면 크랙이 생길 가능성이 있다. 그래서, 이 실리콘 박막으로 덮는 영역을 미리 개개의 면적이 작은 복수의 구획으로 분할한 구조로 함으로써 실질적으로 대면적의 투과창을 구성할 수 있다. 구체적으로는 상기 밀폐 용기의 개구는 투과창을 복수의 구획으로 분할하도록 메쉬(mesh) 구조를 구비하여도 좋고, 또 상기 유리면판의 개구는 각각의 투과창에 상당하는 복수의 관통공이어도 좋다.

<발명의 효과>

이상과 같이, 본 발명에 의하면, X선관의 투과창 재료로서 종래부터 이용되어 온 베릴륨에 대신하여 소정의 두께를 가지는 실리콘 박막을 이용함으로써 특정 화학 물질로 지정되어 있는 유해한 베릴륨을 이용할 필요가 없고, 한편 저에너지의 X선을 효과적으로 취출할 수가 있는 X선관이 얻어진다. 또, 실리콘 박막을 이용함으로써 종래보다 저가격의 X선관이 제조될 수 있다.

또한, 실리콘 박막은 접합재나 양극 접합에 의해 직접 접촉한 상태로 상기 실리콘 박막을 지지하는 밀폐 용기의 일부를 구성하는 금속 부분이나 유리면판에 직접 접착되므로 일그러짐이나 크랙의 발생이 효과적으로 억제되어 내구성이 뛰어난 구조가 얻어진다.

도 1은 실리콘과 베릴륨의 X선 투과율을 각각 나타내는 그래프이다.

도 2는 본 발명과 관련되는 X선관의 제1 실시예로서 투과형 X선관의 구성을 나타내는 조립 공정도이다.

도 3은 도 2 중의 I-I선을 따른 제1 실시예와 관련되는 X선관의 단면 구조를 나타내는 도이다.

도 4는 플랜지의 부착 방법 및 플랜지 형상의 다른 예를 설명하기 위한 도이다.

도 5는 투과창을 규정하는 용기 개구의 여러 가지의 구조를 설명하기 위한 평면도이다.

도 6은 막 두께가 다른 여러 가지의 실리콘 박막의 X선 투과율을 나타내는 도이다.

도 7은 본 발명과 관련되는 X선관의 제2 실시예로서 반사형 X선관의 단면 구조를 나타내는 도이다.

도 8은 밀폐 용기의 일부에 실리콘 박막을 직접 접착하는 방법(접합(soldering))을 설명하기 위한 도이다.

도 9는 본 발명과 관련되는 X선관의 제3 실시예로서 투과형 X선관의 구성을 나타내는 조립 공정도이다.

도 10은 도 9 중의 II-II선을 따른 제3 실시예와 관련되는 X선관의 단면 구조를 나타내는 도이다.

도 11은 투과창을 규정하는 유리면판 개구의 다른 구조를 설명하기 위한 평면도이다.

도 12는 유리면판의 구조를 설명하기 위한 도이다(이의 1).

도 13은 유리면판의 구조를 설명하기 위한 도이다(이의 2).

도 14는 본 발명과 관련되는 X선관의 제4 실시예로서 투과형 X선관의 구조를 나타내는 조립 공정도이다.

도 15는 도 14중의 III-III선을 따른 제4 실시예와 관련되는 X선관의 단면 구조를 나타내는 도이다.

도 16은 본 발명과 관련되는 X선관의 제5 실시예로서 반사형 X선관의 단면 구조를 나타내는 도이다.

도 17은 밀폐 용기의 일부(알칼리 이온(ion)을 함유하는 유리판)에 실리콘 박막을 접착하는 방법(양극 접합)을 설명하기 위한 도이다.

도 18은 투과창 재료로서 베릴륨과 실리콘이 적용된 X선관에 의해 얻어진 X선 스펙트럼이다.

<부호의 설명>

100, 300, 400 투과형 X선관

101, 201, 301, 401, 501 용기 본체

110, 210, 310, 410, 510 전자원

111, 211, 311, 411, 511 집속 전극

330, 530 유리면판

140, 240, 340, 440, 540 실리콘 박막

141, 241, 341, 441, 541 X선 타겟

200, 500 반사형 X선관

270, 570 X선 타겟 지지체

이하, 본 발명과 관련되는 X선관의 각 실시예를 도 2∼도 18을 이용하여 상세하게 설명한다. 또한, 도면의 설명에 있어서 동일한 요소에는 동일 부호를 붙이고 중복되는 설명을 생략한다. 또, 이하의 설명에서는 앞에서 설명한 도 1도 수시로 인용한다.

(제1 실시예)

　 우선, 본 발명과 관련되는 X선관에 있어서의 제1 실시예에 대해서 설명한다.

도 2는 본 발명과 관련되는 X선관에 있어서의 제1 실시예로서 투과형 X선관의 구성을 나타내는 조립 공정도이다. 또, 도 3은 도 2 중의 I-I선을 따른 제1 실시예와 관련되는 투과형 X선관(100)의 단면 구조를 나타내는 도이다.

이 제1 실시예와 관련되는 X선관(100)은 개구(102)를 가지는 용기 본체(유리 용기)(101)와, 상기 개구(102)에 부착되는 금속 플랜지(120)를 구비한다. 이 금속 플랜지(120)의 오목부 중앙에는 투과창을 규정하기 위한 개구(121)가 설치됨과 동시에, 상기 금속 플랜지(120)의 오목부 주변에는 금속 링(130)이 삽입되어 있다. 또한, 금속 플랜지(120)의 오목부에는 축 AX를 따라 상기 금속 플랜지(120)에 근접하는 순으로 실리콘 박막(140), 접합재(150)(두께 100μm 정도), 및 누름 전극(160)(두께 100μm 정도)이 배치되어 있다. 또한, 접합재(150)와 누름 전극(160)에는 투과창으로 되는 실리콘 박막(140)의 일부를 노출시키기 위한 개구(151, 161)가 각각 설치되어 있다.

이 제1 실시예에 있어서, 실리콘 박막(140)은 상기 개구(121)를 막도록 상기 금속 플랜지(120)에 접합(soldering)에 의해 직접 접촉한 상태로 접착되어 있고, 상기 용기 본체(101), 상기 금속 플랜지(120) 및 상기 실리콘 박막(140)에 의해 진공 밀폐 용기가 구성되어 있다.

상기 용기 본체(101)에는 상기 용기 본체(101), 상기 금속 플랜지(120) 및 상기 실리콘 박막(140)에 의해 구성된 밀폐 용기를 진공으로 하여 진공 밀폐 용기로 하기 위한 진공 배관(104)이 설치되어 있고, 당해 용기 본체(101) 내에는 전자원(110), 집속 전극(111), 가스 흡착재(112)가 배치되어 있다. 또, 용기 본체(101)의 저부(103)에는 이들 부재에 소정 전압을 인가시킴과 동시에 상기 용기 본체(101) 내의 소정 위치에 보유하기 위해 상기 저부(103)를 관통한 스템핀(stem pin)(113)이 배치되어 있다.

또한, 금속 플랜지(120)에 접착된 실리콘 박막(140)의 진공 밀폐 용기 내에 면하는 측의 면, 보다 자세하게는 실리콘 박막(140)의 개구(121)를 실질적으로 덮 고 있는 부분의 진공 용기 내에 면하는 측의 면에는 X선 타겟(141)이 증착되어 있다. 따라서, 금속 플랜지(120), 실리콘 박막(140), X선 타겟(141)은 동일한 전위로 된다. 예를 들면, 이 제1 실시예와 관련되는 X선관이 X선 타겟(141) 측을 접지(GND : ground) 전위로 하여 사용하는 경우, 금속 플랜지(120) 또는 실리콘 박막(140)은 도전성 부재를 통해 접지시켜면 좋다. 또, 전자원(110)은 종래의 필라멘트(filament) 등의 열음극형 전자원에 한정하지 않고, 당해 X선관 자체를 소형화하는 경우에는 카본(carbon) 나노(nano) 튜브(tube) 전자원 등의 냉음극형 전자원도 적용이 가능하다.

또한, 이 제1 실시예에서는 중앙이 오목한 금속 플랜지(120)가 적용되고 있고, 그 오목부가 용기 본체(101)에 수납된 상태로 실리콘 박막(140)이 미리 부착된 상기 금속 플랜지(120)가 상기 용기 본체(101)에 부착되어 있다. 그렇지만, 이 금속 플랜지의 부착 방법은 이 제1 실시예에서는 한정되지 않고 여러 가지의 방법이 가능하다. 예를 들면, 도 4 에 도시된 (a)와 같이 중앙의 오목부에 개구(121a)가 설치된 금속 플랜지(120a)는 상기 오목부가 용기 본체(101)로부터 돌출하도록 상기 용기 본체(101)에 부착되어도 좋다. 또, 금속 플랜지는 상술한 제1 실시예에 있어서의 금속 플랜지(120)와 같이 중앙이 오목한 형상일 필요는 없다. 예를 들면, 도 4에 도시된 (b)와 같이 중앙에 개구(121b)가 설치된 디스크 형상의 금속 플랜지(120b)이어도 좋다.

또, 도 4에 도시된 (c)와 같이 금속 플랜지(120)와 용기 본체(101)를 접합할 때, 개구(102)에 다른 금속 플랜지(125)를 접합한 다음, 금속 플랜지(120)의 외주 부분과 다른 금속 플랜지(125)의 외주 부분을 용접 접합하여도 좋다. 통상, 금속 플랜지(120)를 직접 용기 본체(101)에 접합하는 경우, 금속 플랜지(120)를 가열하지만, 이 때 상기 금속 플랜지(120)에 부착되어 있는 실리콘 박막(140)이나 접합재(150) 등의 투과창 구성 부재에 열의 영향(실리콘 박막(140)의 산화나 열팽창율의 차이에 의한 파손, 접합재(150)의 용해 등)이 미치는 경우가 있다.

한편, 금속 플랜지(120, 125)의 각각의 외주 부분끼리를 접합시키는 경우, 접합에 수반하는 열의 영향이 실리콘 박막(140)이나 접합재(150) 등에 미치기 어렵다. 또, 접합시에는 금속 플랜지(120)의 접합 부분 이외, 특히 투과창 부분을 금속 블록 등으로 냉각함으로써 열의 영향을 한층 더 경감할 수 있다.

이 제1 실시예와 관련되는 투과형 X선관(100)에 적용되는 실리콘 박막(140)은 30μm 이하, 바람직하게는 10μm 이하의 두께를 가진다. 이와 같이 실리콘 박막(140)은 매우 얇기 때문에 밀폐 용기에 설치된 개구(제1 실시예에서는 금속 플랜지(120)의 개구(121)에 상당)의 면적이 너무 크면 크랙이 생겨버릴 가능성이 있다. 구체적으로는 직경 10mm 이상의 대면적의 투과창을 1장의 실리콘 박막으로 기밀 봉지하는 경우에는 밀폐 용기 내외에서의 압력 차이에 의해 상기 실리콘 박막이 굽혀져 크랙이 생겨버릴 우려가 있다. 이는 실리콘 박막 자체의 강도 부족에 의한 것이다. 그래서, 금속 플랜지(120)의 개구(121)는 도 5에 나타낸 것처럼 투과창을 복수의 구획으로 미리 분할시키는 구조인 것이 바람직하다. 예를 들면, 도 5에 도시된 (a)와 같이 금속 플랜지(120)의 개구(121)는 투과창을 복수의 구획으로 분할하도록 하는 메쉬 구조이어도 좋다. 또, 도 5에 도시된 (b)와 같이 각각이 투과창에 상당 하는 복수의 관통공으로 구성하여도 좋다.

예를 들면, 개구(121)의 내부에 2mm 피치의 창재(窓材) 지지대를 메쉬 형상으로 부착하면 대면적의 실리콘 박막(140)을 이용할 수 있다. 제전 용도 등에 대해서는 이러한 구조에서도 전혀 문제가 없기 때문에 실리콘 박막의 대면적화(X선 투과창의 대면적화)가 가능하다.

다음에, 두께가 다른 실리콘 박막의 각 X선 투과 특성을 도 6에 나타낸다. 이 도 6에 있어서, 그래프 G510은 두께 3μm의 실리콘 박막의 X선 투과율, 그래프 G520은 두께 10μm의 실리콘 박막의 X선 투과율, 그래프 G530은 두께 20μm의 실리콘 박막의 X선 투과율, 그리고, 그래프 G540은 두께 30μm의 실리콘 박막의 X선 투과율을 각각 나타내고 있다.

이 도 6 및 앞에서 설명한 도 1로부터 알 수 있듯이, 종래의 투과창 재료로서 이용되는 두께 500μm의 베릴륨에 상당하는 X선 투과율을 얻기 위해서는 실리콘 박막의 두께는 약 8μm이다. 실리콘 박막의 두께는 3μm 이상이면 진공 밀폐 용기의 봉지를 겸한 투과창 재료로서 사용이 가능하고, 그 경우의 X선 투과율은 두께 약 200μm의 베릴륨에 상당한다. 또한, 실리콘 박막의 X선 투과율은 베릴륨과는 달리 0.5keV로부터 1.84keV의 사이에 특징적인 피크(peak)를 가진다. 이 영역의 X선은 매우 공기에 잘 흡수되기 쉽기 때문에 이온을 대량으로 발생시키면서 곧바로 감쇠해 버리기 때문에 X선의 도달 거리도 짧아 인체에 대한 안전성도 높은 이점이 있다. 이는 베릴륨에는 없는 특징으로서 당해 X선관(투과창 재료로서 실리콘 박막을 이용한 X선관)을 제전 용도에 이용하는 경우, 상기 특허문헌 1에도 기재된 것 같은 효과를 고효율로 달성하는 것이 가능하게 된다.

또, 투과창 재료로서 실리콘 박막을 관전압 수 10kV 이상의 X선관에 적용하는 경우에는 상기 실리콘 박막에 의한 X선 에너지의 감쇠는 거의 베릴륨과 다르지 않게 되기 때문에 상기 베릴륨에 대신하는 투과창 재료로서 별문제 없이 적용이 가능하다.

또, 통상의 제전용 연성 X선관에 있어서의 투과창 재료로서 관전압 10kV 정도의 X선관에 이 실리콘 박막이 적용되면, 종래는 방출되지 않았던 1.84keV 이하의 연성 X선까지도 출력되기 때문에, 이와 같이 투과창 재료를 바꾸는 것만으로 특히 X선관 투과창 근방에 있어서의 발생 이온양이 증대하여 제전 효과를 현저하게 향상시킬 수 있다.

특히, 관전압을 4∼6kV 정도까지 내려 동작시키는 경우, 실리콘 박막 자체의 X선 흡수단 특성이 X선 필터의 역할을 하기 때문에, 백색 성분이 거의 없는 단색 X선을 용이하게 얻을 수 있다. 이 경우, X선 타겟(141)의 재질로서는 텅스텐(M선：약 1.8keV)이나 알루미늄(K선：약 1.49keV) 등이 적합하고 실리콘 박막 자체(K선：약 1.74keV)를 X선 타겟으로서 동작시켜도 단색 X선을 용이하게 얻을 수 있다.

또한, 이 X선 타겟(141)의 재질은 상기에 한정되는 것은 아니고, 1.84keV 이하의 특성 X선을 발생하는 X선 타겟이면 사용이 가능하다. 또, 실리콘 박막의 두께는 30μm 이하의 두께이면 1.8keV 부근의 X선은 10% 이상이 투과하기 때문에 실제 사용이 가능하다.

(제2 실시예)

　 다음에, 본 발명과 관련되는 X선관에 있어서의 제2 실시예에 대해서 설명한다. 도 7은 본 발명과 관련되는 X선관의 제2 실시 형태로서 반사형 X선관(200)의 구성을 나타내는 도이다.

이 제2 실시예와 관련되는 X선관(200)은 개구(202)를 구비한 용기 본체(201)를 구비한다. 이 용기 본체(201)의 개구(202)에는 투과창을 규정하기 위한 개구(221)를 가지는 금속 플랜지(220)가 부착되어 있고, 상기 금속 플랜지(220)에는 개구(221)를 막도록 실리콘 박막(240)이 접합에 의해 직접 접촉한 상태로 접착되어 있다. 또한, 금속 플랜지(220), 금속 링(230), 접합재(250), 누름 전극(260)을 사용한 실리콘 박막(240)에 의한 투과창 봉지의 상세한 설명은 상술한 제1 실시예에 있어서의 금속 플랜지(120), 금속 링(130), 접합재(150), 누름 전극(160)을 사용한 실리콘 박막(140)에 의한 투과창 봉지와 동일하여 중복되는 설명은 생략한다. 또, 이 제2 실시예와 관련되는 X선관은 반사형 X선관이므로, X선 타겟(241)은 X선 타겟 지지체(270)에 고정되어 있다. 또한, 이 제2 실시예에 있어서도, 금속 플랜지(220)와 용기 본체(201)의 접합에 있어서, 제1 실시예에서 상술한 도 4에 도시된 바와 같은 구조를 구비하여도 좋다.

또, 용기 본체(201) 내에는 스템핀(213)을 통해 소정 위치에 보유된 전자원(210), 집속 전극(211)이 설치되어 있다.

그런데, 상술한 제1 실시예와 같이 투과창 재료인 실리콘 박막(140)에 X선 타겟(141)이 증착되는 경우에는 상기 X선 타겟의 발열이 문제로 되는 경우가 있을 수 있다. 종래부터 이용되어 온 베릴륨에 비해 실리콘의 열전도율은 다소 떨어지기 때문에, 목표 수명(target life)의 열화가 예상되기 때문이다. 그렇지만, 이 제2 실시 형태와 관련되는 반사형 X선관(200)의 경우, X선 타겟(241)은 X선 타겟 지지체(270)에 고정되고, 실리콘 박막(240)과는 비접촉이므로, 투과창 재료로서 실리콘 박막이 적용되는 것에 의한 목표 수명에의 영향은 없다.

상술과 같이, 제1 및 제2 실시예와 관련되는 X선관(100, 200)에 있어서, 투과창 재료인 실리콘 박막은 밀폐 용기의 일부에 직접 접촉한 상태로 상기 밀폐 용기에 접착된다. 이와 같이 실리콘 박막을 밀폐 용기에 직접 접착하는 것은 보다 균일한 장력을 실리콘 박막 전체에 생기게 하기 위해서이다. 즉, 이들 밀폐 용기와 실리콘 박막의 사이에 접합재 등이 사이에 개재하게 되면, 접합재 표면의 요철 등에 의해 매우 얇은 실리콘 박막에 일그러짐이 생기거나 나아가서는 크랙이 생길 가능성이 있기 때문이다.

이하, 상술한 제1및 제2 실시예에 적용된 금속 플랜지와 실리콘 박막과의 접합에 대해서 설명한다.

(접합(soldering))

우선, 도 8은 금속 재료에 실리콘 박막을 접합하는 접합을 설명하기 위한 도면이고, 구체적인 구성으로서 도 2에 나타난 제1 실시예에 있어서, 2mmφ의 개구(121)를 가지는 금속 플랜지(120)에 두께 10μm의 실리콘 박막(140)을 접합하는 접합에 대해서 설명한다.

접합재(150)로서는 품번(品番)·TB-629(화학 성분：Ag61.5, Cu24, In14.5, 용해 온도 620∼710℃, 판 두께 0.1mm)를, 금속 플랜지(120) 및 누름 전극(160)으 로서는 스테인레스 SUS304(판 두께 0.1mm)를 준비하였다.

우선, 각 재료를 소정의 크기로 자른다. 이 때의 치수 제한으로서 실리콘 박막(140)은 금속 플랜지(120)의 개구(121)보다 크고, 금속 플랜지(120)의 외연(外緣)보다 작을 필요가 있다. 또, 접합재(150)의 개구(151)는 실리콘 박막(140)보다 작은 한편, 접합재(150)의 외연(크기를 규정하는 에지(edge) 부분)은 접합재(150)가 용해하였을 때에 적어도 상기 접합재(150)의 일부가 실리콘 박막(140)의 외주 부분(에지를 포함한 주변 부분)을 둘러싸는 금속 플랜지(120)의 부분까지 도달하여 실리콘 박막(140)에 의한 봉지를 가능하게 하는 크기일 필요가 있다. 따라서, 접합재(150)의 외연은 실리콘 박막(140)의 외연보다도 크게 하는 것이 바람직하다. 접합재(150)와 누름 전극(160)은 동일한 외경이어도 좋다. 또한, 구체적인 치수로서 금속 플랜지(120)의 개구(121)는 2mmφ이다. 실리콘 박막(140)의 두께는 10μm로 그 형상은 6mm 각(角)이다. 접합재(150) 및 누름 전극(160)은 각각 외경 13mmφ, 내경 4mmφ의 링 형상이다. 이때 실리콘 박막(140)의 형상은 상기 조건(금속 플랜지(120)에 있어서의 개구(121)보다 크고 금속 플랜지(120)의 외연보다 작다)을 만족하면 그 형상은 임의로 하여도 좋다.　

다음에, 금속 플랜지(120)의 개구(121)의 각(角)에 개구(121) 형성시의 장애물이 있는 경우에는 각종 기계 연마나 전해 연마 처리에 의해 완전하게 없앨 필요가 있다. 또, 특히 실리콘 박막(140)이 있는 옆의 개구(121)의 각에 있어서, 더욱 그 각을 곡면 가공하여 에지를 떨어뜨리면 실리콘 박막(140)이 보다 파손되기 어려워지게 되므로 바람직하다. 그 후, 금속 플랜지(120) 및 누름 전극(160)을 진공 중 에서 880℃로 가열하여 가스 누출 및 일그러짐의 제거가 행해진다. 그 후, 접합재(150)가 접촉하는 부분(금속 플랜지(120), 실리콘 박막(140), 누름 전극(160))에 예를 들면 두께 200nm의 동(銅)을 진공 증착하는 것이 바람직하다. 이에 의해 접합재(150)가 각 재료에 잘 친화되게 된다. 또, 동(銅)에 한정하지 않고 니켈이나 티타늄이 얇게 진공 증착되는 경우에 있어서도 동일한 효과가 얻어진다.

이어서 이러한 부재를 작업대 상에 셋팅(setting)한다. 셋팅하는 차례는 하면으로부터 금속 플랜지(120), 실리콘 박막(140), 접합재(150), 누름 전극(160)의 순으로, 또한 상기 누름 전극(160) 상에 가열시 위치 어긋남 방지용 치구(170)(재질：SUS304, 외경 12mm×내경 6mm×높이 20mm)를 셋팅한다(도 8). 이때 중심의 어긋남(도 2 중의 축 AX로부터 어긋남)이 일어나지 않게 주의할 필요가 있고 필요에 따라서 실리콘 박막(140) 및 접합재(150)를 사이에 넣도록 접합재(150)를 통해 누름 전극(160)과 금속 플랜지(120)를 주변부에 가볍게 스폿 용접하여도 그 후의 접합재에는 문제가 없다. 또는 중심 맞춤용의 금속 링(130)(재질 SUS304)을 누름 전극(160) 및 접합재(150)를 둘러싸도록 셋팅하여도 좋다.

그 후, 진공 가열로에 있어서 접합재(150)를 녹이기 위한 가열 처리가 행해진다. 이 접합 조건은 (1) 90분간에 걸쳐 실온에서부터 680℃까지 가열하고, (2) 그 온도를 5분간 보유하고, (3) 가열을 중지함으로써 2분간에 걸쳐 560℃까지 냉각하고, 그리고, (4) 금속 플랜지(120)를 전기로의 밖으로 내보내어 2시간 걸쳐서 300℃까지 냉각한다. 그 후, 진공 가열로 내부를 건조 질소로 진공 리크(leak)함으로써 급냉하여 실온 부근까지 냉각하여 취출한다. 마지막으로, 헬륨 리크 디텍터 (detector)로 진공 리크의 체크을 행하고, 리크가 없는 것을 확인하고 작업을 종료한다.

(제3 실시예)

　 이어서, 본 발명과 관련되는 X선관에 있어서의 제3 실시예에 대해서 설명한다. 도 9는 본 발명과 관련되는 X선관에 있어서의 제3 실시예로서 투과형 X선관의 구성을 나타내는 조립 공정도이다. 또, 도 10 에 도시된 (a)는 도 9 중의 II-II선을 따른 제3 실시예와 관련되는 투과형 X선관(300)의 단면 구조를 나타내는 도이다.

이 제3 실시예와 관련되는 X선관(300)은 개구(302)를 가지는 용기 본체(유리 용기)(301)와 상기 개구(302)에 부착되는 금속 플랜지(320)를 구비한다. 이 금속 플랜지(320)의 오목부 중앙에는 개구(321)가 설치됨과 동시에, 상기 금속 플랜지(320)의 오목부에는 알칼리 이온이 함유된 유리면판(330)이 끼워져 있다. 유리면판(330)에는 투과창을 규정하기 위한 개구(331)가 설치되어 있고, 이 개구(331)를 덮은 상태로 실리콘 박막(340)이 상기 유리면판(330)에 직접 접착되어 있다. 또한, 상기 금속 플랜지(320), 유리면판(330), 및 실리콘 박막(340)은 용기 본체(301)의 중심축 AX를 따라 차례로 상기 용기 본체(301)의 개구(302)에 부착되어 있다.

특히, 이 제3 실시예에 있어서, 실리콘 박막(340)은 상기 개구(331)를 막도록 알칼리 함유 유리면판(330)으로 양극 접합에 의해 직접 접촉한 상태로 접착되어 있고, 상기 용기 본체(301), 상기 금속 플랜지(320), 유리면판(330), 및 상기 실리콘 박막(340)에 의해 진공 밀폐 용기가 구성되어 있다.

상기 용기 본체(301)에는 용기 본체(301), 금속 플랜지(320), 유리면판(330) 및 실리콘 박막(340)에 의해 구성된 밀폐 용기를 진공으로 하는 진공 밀폐 용기로 하기 위해 진공 배관(304)이 설치되어 있고, 당해 용기 본체(301) 내에는 전자원(310), 집속 전극(311), 가스 흡착재(312)가 배치되어 있다. 또, 용기 본체(301)의 저부(303)에는 이들 부재에 소정 전압을 인가시킴과 동시에 상기 용기 본체(301) 내의 소정 위치에 보유하기 위해, 상기 저부(303)를 관통한 스템핀(313)이 배치되어 있다. 개구(331) 주변에 위치하는 유리면판(330)의 진공 밀폐 용기측의 면에는 전자빔이 직접 상기 진공 밀폐 용기측의 면에 맞닿는 것에 의한 진공 밀폐 용기 내의 대전에 의한 동작의 불안정화 방지를 위해, 예를 들면 알루미늄이나 크롬 등의 보호 전극(332)이 금속 플랜지(320)에 접하도록 증착되어 있다. 그 때문에 이 보호 전극(332)은 금속 플랜지(320)와 동일한 전위이다. 또한, 이 보호 전극(332)은 증착에 의한 형성이 용이하기는 하지만 증착의 경우는 막 두께가 얇기 때문에 도통 불량으로 되는 일이 있어 확실히 금속 플랜지(320)와 동일한 전위로 하기 위해서는 예를 들면 스테인레스 등의 금속판이면 바람직하다. 또, 유리면판을 가지지 않고 밀폐 용기의 일부가 금속 플랜지로 구성된 제1 실시예 등에서는 상기 금속 플랜지 자체가 상기 보호 전극과 같이 기능할 수 있기 때문에 이 제3 실시예와 같은 보호 전극은 불필요하다.

또한, 이 제3 실시예에 있어서도, 금속 플랜지(320)와 용기 본체(301)의 접합에 있어서, 제1 실시예에 있어서의 도 4와 같은 구조를 구비하여도 좋지만, 특히 보호 전극을 필요로 하지 않는 구조로서 이 제3 실시예는 도 10에 도시된 (b)의 구 조를 구비하여도 좋다. 이 (b)의 구조는 금속 플랜지(320)와 용기 본체(301)의 사이에 다른 금속 플랜지(325)가 설치된 점에서 (a)의 구조와 다르지만 그 밖의 구조는 (a)와 동일하다. 즉, 제3 실시예에서는 도 10에 도시된 (b)와 같이 용기 본체(301)의 개구(302)에도 별도의 금속 플랜지(325)를 설치하고, 상기 별도의 금속 플랜지(325)의 개구(327)를 규정하는 용기 내 돌출단(326)이, 개구(331) 주변에 위치하는, 유리면판(330)의 진공 밀폐 용기측의 면을 덮음으로써, (a)에 있어서의 보호 전극(332)을 설치하지 않고도 동일한 작용이 얻어진다.

또한, 유리면판(330)에 접착되는 실리콘 박막(340)의 진공 밀폐 용기 내에 면하는 측의 면, 보다 자세하게는 실리콘 박막(340)의 개구(331)를 실질적으로 덮고 있는 부분의 진공 밀폐 용기 내에 면하는 측의 면에는 X선 타겟(341)이 증착되어 있다. 이 증착된 X선 타겟(341)의 일부가 보호 전극(332)과 전기적으로 접속됨으로써 금속 플랜지(320), 보호 전극(332), 실리콘 박막(340), X선 타겟(341)은 동일한 전위로 된다. 다만, 진공 밀폐 용기 내에 위치하는 측의 개구(331)의 각에의 증착이 잘되지 않는 경우도 있으므로, 금속 플랜지(320) 또는 보호 전극(332)과, 실리콘 박막(340) 또는 X선 타겟(341)을 도전성 부재를 통해 전기적으로 접속하여도 좋다. 특히, 도 10 에 도시된 (b)의 구조에 있어서는 바람직하다. 예를 들면 이 제3 실시예와 관련되는 X선관에 있어서, X선 타겟(341) 측을 GND 전위로 하여 사용하는 경우에는 금속 플랜지(320), 보호 전극(332) 및 실리콘 박막(340)의 어느 쪽을 도전성 부재를 통해 접지시켜면 좋다. 또한, X선 타겟(341)과 보호 전극(332)이 공통되는 재료로 이루어지는 경우는 양자를 증착에 의해 함께 형성하는 것도 가능 하다. 또, 전자원(310)은 종래의 필라멘트(filament) 등의 열음극형 전자원에 한정하지 않고, 당해 X선관 자체를 소형화하는 경우에는 카본 나노 튜브 전자원 등의 냉음극형 전자원도 적용이 가능하다.

이 제3 실시예와 관련되는 투과형 X선관(300)에 적용되는 실리콘 박막(340)은 30μm 이하, 바람직하게는 10μm 이하의 두께를 가진다. 이와 같이 실리콘 박막(340)은 매우 얇기 때문에 유리면판(330)에 설치된 개구의 면적이 너무 크면 크랙이 생겨버릴 가능성이 있다. 구체적으로는 직경 10mm 이상의 대면적의 투과창을 1장의 실리콘 박막으로 기밀 봉지하는 경우에는 밀폐 용기 내외에서의 압력 차이에 의해 상기 실리콘 박막이 굽혀져 크랙이 생겨버릴 우려가 있다. 이는 실리콘 박막 자체의 강도 부족에 의한 것이다. 그래서, 유리면판(330)의 개구(331)는 도 11에 도시된 바와 같이 투과창을 복수의 구획으로 미리 분할 시키는 구조인 것이 바람직하다. 도 11에 도시된 (a)에서는 개구(331)로서 각각 투과창에 상당하는 복수의 관통공이 유리면판(330)에 설치되어 있다. 또한, 이 개구(331)는 도 11에 도시된 (b)와 같이 투과창을 복수의 구획으로 분할하도록 메쉬 구조로 하여도 좋다.

예를 들면, 개구(331)로서 직경 5mm 이하의 관통공이 복수 설치된 경우, 직경 10mm 이상의 대면적의 실리콘 박막(340)을 이용할 수 있다. 제전 용도 등에 대해서는 이러한 구조에서도 전혀 문제가 없기 때문에 실리콘 박막의 대면적화가 가능하다. 또, 양극 접합 기술을 이용하여 강고하게 접합되기 때문에 강고한 진공 봉지가 가능하게 된다.

또한, 양극 접합이 행해지는 경우, 실리콘 박막(340)이 부착되는 유리면판 (330)의 크기가 문제로 된다. 특히, 용기 본체(301)의 금속 플랜지(320)에 유리면판(330)이 부착되는 구성에서는 유리면판(330) 설치시 가열에 의해 상기 유리면판(330)의 외주 부분이 올라가버린다. 이 경우, 실리콘 박막(340)의 최대 외경과 유리면판(330)의 최소 외경이 가까우면 실리콘 박막(340)이 유리면판(330)의 평탄 부분과 올라가버린 부분을 걸치도록 접착되기 쉽기 때문에, 실리콘 박막(340)의 중앙 영역에 대해서 외주 부분이 밀어 올려가는 것 같은 상황으로 되기 쉽다. 그 때문에 크랙이 생기거나 접합이 불균일하게 될 가능성이 있다. 즉, 도 12 에 도시된 (a)와 같이 실리콘 박막(340)이 외주 부분이 올라가버린 유리면판(330)에 접착되었을 때에 실리콘 박막(340)의 주변 부분이 유리면판(330)의 올라가버린 부분(A)에 의해 국소적으로 굽혀져 양극 접합시에 실리콘 박막(340) 자체가 파손될 가능성이 높아진다.

그 때문에 유리면판(330)을 그 외연이 실리콘 박막(340)의 외연보다 충분히 크게 하는 것이 바람직하다. 구체적으로는 도 12 중의 (b)와 같이 최소 외경(D1)이 접착되는 실리콘 박막(340)의 최대 외경(D2)보다도 충분히 큰 유리면판(330)을 준비한다. 이 경우, 유리면판(330) 상에 실리콘 박막(340)의 접착 영역이 충분히 확보될 수 있기 때문에, 특히 실리콘 박막(340)의 형상은 원형에 한정되지 않고, 다각형이나 곡선을 포함한 형상이어도 좋다.

다만, 실리콘 박막(340)의 최대 외경(D2)과 유리면판(330)의 최소 외경(D1)이 근접한 경우이어도, 예를 들면 도 12에 도시된 (c)와 같이 상기 유리면판(330)을 개구가 있는 부분 주변의 평탄 부분으로부터 외주 부분을 향해 그 단면이 테이 퍼 형상으로 두께가 얇아지도록 가공하여도 좋다. 이 경우, 유리면판(330)이 가열 부착되어도 외주 부분의 올라가버림이 회피되어 상기 유리면판(330)에 직접 부착되는 실리콘 박막(340)의 크랙의 발생이나 접합의 불균일이 해소된다.

구체적으로는 도 13에 도시된 (a)와 같이 금속 플랜지(320)와 유리면판(330)의 사이에 간극(G1)이 형성되는 것 같은 형상의 유리면판(330)이 적용이 가능하다. 도 13에 도시된 (a)의 경우, 유리면판(330)의 한쪽 면만이 외주 부분을 향해 경사지게 잘라져 있고, 이 구성에 의해 영역 B1에 있어서 유리면판(330)이 금속 플랜지(320)에 부착되는 한편, 영역(C1)에 있어서 실리콘 박막(340)이 유리면판(330)에 접착된다. 또, 도 13에 도시된 (b)와 같이 실리콘 박막(340)과 유리면판(330)의 사이에 간극(G2)이 형성되는 것 같은 형상의 유리면판(330)도 적용이 가능하다. 도 13에 도시된 (b)의 경우도, 유리면판(330)의 한쪽 면만이 외주 부분을 향해 경사지게 잘라져 있다. 이 구성에서는 유리면판(330)의 개구(331) 주변의 영역(C2)만 실리콘 박막(340)이 접촉하고 있고, 상기 실리콘 박막(340)의 외주 부분은 유리면판(330)으로부터 간극(G2)을 통해 이간하고 있다. 한편, 유리면판(330)과 금속 플랜지(320)는 영역(B2)에 있어서 전면적으로 밀착하고 있다. 또한, 도 13에 도시된 (c)와 같이 금속 플랜지(320)와 유리면판(330)의 사이에 간극(G1)이 형성됨과 동시에 실리콘 박막(340)과 유리면판(330)의 사이에 간극(G2)이 형성된 것 같은 형상의 유리면판(330)도 적용이 가능하다. 도 13에 도시된 (c)의 경우, 유리면판(340)의 양면이 외주 부분을 향해 경사지게 잘라져 있고, 이 구성에 의해 영역(B3)에 있어서 유리면판(330)이 금속 플랜지(320)에 부착되는 한편, 영역(C3)에 있어서 실리콘 박막(340)이 유리면판(330)에 접착된다.

(제4 실시예)

　 다음에, 본 발명과 관련되는 X선관에 있어서의 제4 실시예에 대해서 설명한다. 도 14는 본 발명과 관련되는 X선관의 제4 실시예로서 투과형 X선관(400)의 구성을 나타내는 조립 공정도이다. 또, 도 15는 도 14중의 III-III선을 따른 제4 실시예와 관련되는 투과형 X선관(400)의 단면 구조를 나타내는 도이다.

이 제4 실시예와 관련되는 X선관(400)에 있어서, 밀폐 용기는 투과창을 규정하기 위한 개구(402)가 설치된 평탄 부분인 유리면판을 포함하는 용기 본체(알칼리 함유 유리 용기)(401)와 상기 개구(402)를 막도록 유리면판 상의 영역(402a)에 접착되는 실리콘 박막(440)과, 축 AX를 따라 용기 본체(401)에 부착되는 유리 스템(stem)(403)에 의해 구성된다. 실리콘 박막(440)은 용기 본체(401)의 일부인 알칼리 함유 유리면판 상의 영역(402a)에 양극 접합에 의해 직접 접촉한 상태로 접착되어 있다. 또, 유리 스템(403)에는 용기 본체(401)와 실리콘 박막(440)과 유리 스템(403)에 의해 구성된 밀폐 용기를 진공으로 하여 진공 밀폐 용기로 하기 위한 진공 배관(404)이 설치되어 있고, 용기 본체(401) 내에 수납되도록 전자원(410), 집속 전극(411) 및 가스 흡착재(412)가 스템핀(413)을 통해 부착되어 있다. 개구(402) 주변에 위치하는 용기 본체(401)의 유리면판의 진공 밀폐 용기측의 면에는 전자빔이 직접 상기 진공 밀폐 용기측의 면에 맞닿는 것에 의한 진공 밀폐 용기 내의 대전에 의한 동작의 불안정 방지를 위해, 예를 들면 스테인레스 등의 금속판으로 이루어진 보호 전극(414)이 설치되어 있다. 이 보호 전극(414)은 투과창으로 되는 실 리콘 박막(440)과 동일한 전위이다.

또한, 이 제4 실시예에 있어서도, 용기 본체(401)의 유리면판에 직접 접촉한 상태로 접착되는 실리콘 박막(440)의 진공 밀폐 용기 내에 면하는 측의 면, 보다 자세하게는 실리콘 박막(440)의 개구(402)를 실질적으로 덮고 있는 부분의 진공 밀폐 용기 내에 면하는 측의 면에는 X선 타겟(441)이 증착되어 있다. 이 증착된 X선 타겟(441)의 일부가 보호 전극(414)과 전기적으로 접속됨으로써 보호 전극(414), 실리콘 박막(440), X선 타겟(441)은 동일한 전위로 된다. 다만, 진공 밀폐 용기 내에 위치하는 측의 개구(402)의 각에의 증착이 잘 되지 않는 경우가 있으므로, 보호 전극(414)을 실리콘 박막(440) 또는 X선 타겟(441)에 도전성 부재를 통해 전기적으로 접속시켜면 좋다. 예를 들면 이 제4 실시예와 관련되는 X선관에 있어서, X선 타겟(441) 측을 GND 전위로 하여 사용하는 경우에는 보호 전극(414) 또는 실리콘 박막(440)을 도전성 부재를 통해 접지시켜면 좋다. 또한, X선 타겟(441)과 보호 전극(414)이 공통의 재료로 이루어지는 경우는 양자를 증착에 의해 함께 형성하는 것도 가능하다. 또, 전자원(410)은 종래의 필라멘트(filament) 등의 열음극형 전자원에 한정하지 않고, 당해 X선관 자체를 소형화하는 경우에는 카본 나노 튜브 전자원 등의 냉음극 형태 전자원도 적용이 가능하다.

이 제4 실시예와 관련되는 투과형 X선관(200)에 적용되는 실리콘 박막(440)은 30μm 이하, 바람직하게는 10μm 이하의 두께를 가진다. 이와 같이 실리콘 박막(440)은 매우 얇기 때문에, 밀폐 용기에 설치된 개구(제4 실시예에서는 용기 본체(401)의 일부를 구성하는 유리면판의 개구(402)로 상당)의 면적이 너무 크면 크랙 이 생겨버릴 가능성이 있다. 그래서, 이 제4 실시예에서도, 예를 들면 도 11에 나타낸 것처럼, 용기 본체(401)의 유리면판은 각각 투과창에 상당하는 복수의 관통공을 가져도 좋다. 또, 이 유리면판에 투과창을 복수의 구획으로 분할하도록 메쉬 구조가 설치되어도 좋다. 특히, 양극 접합은 실리콘 박막을 고정하는 기판이 알칼리를 함유하는 유리의 경우에 적용이 가능하지만, 이 메쉬 구조의 투과창을 가지는 유리면판에 실리콘 박막(440)을 양극 접합하면, 상기 실리콘 박막(440) 자체가 메쉬 형상 지지 테두리에도 강고하게 접합되기 때문에, 보다 강한 진공 봉지가 가능하게 된다.

이상과 같이, 이 제4 실시예에서도, 밀폐 용기나 실리콘 박막(440)의 접합은 양극 접합에 의해 행해진다. 이 경우, 미리 박막화된 실리콘 박막(440)과 용기 본체(401)(유리면판이 되는 평탄 부분)를 직접 접합하는 경우뿐만 아니라, 두꺼운 실리콘을 유리면판 부분에 접합한 후에 화학 에칭이나 기계 연마 등으로 박막화하여도 제작이 가능하다. 예를 들면, 염가의 200∼400μm 두께의 실리콘 웨이퍼에 양극 접합에 의해 봉지한 후에 화학 에칭 또는 기계 연마에 의해 3∼10μm 두께로 하면 좋기 때문에, 한층 더 염가의 X선관의 제조 및 공급이 가능하게 된다. 또한, 양극 접합 시에 이용하는 유리 부재로는 알칼리를 많이 포함하는 볼로실리캐이트(bolosilicate) 유리(코발트 유리)나 파이렉스(등록상표) 유리가 일반적으로는 많이 사용된다.

(제5 실시예)

　 다음에, 본 발명과 관련되는 X선관에 있어서의 제5 실시예에 대해서 설명한 다. 도 16은 본 발명과 관련되는 X선관의 제5 실시예로서 반사형 X선관(500)의 구성을 나타내는 도이다.

이 제5 실시예와 관련되는 X선관(500)은 개구(502)를 가지는 용기 본체(501)를 구비한다. 투과창을 규정하기 위한 개구(531)가 설치된 유리면판(530)이, 예를 들면 융착에 의해 금속 플랜지(520)로 접합되어 있고, 이 금속 플랜지(520)가 이 용기 본체(501)의 개구(502)에 부착되어 있다. 유리면판(530)에는 개구(531)를 막도록 실리콘 박막(540)이 양극 접합에 의해 직접 접촉한 상태로 접착되어 있다. 또, 이 제5 실시예와 관련되는 X선관은 반사형 X선관이므로 X선 타겟(541)은 X선 타겟 지지체(570)에 고정되어 있다. 또한, 유리면판(530)의 용기 내에 면하는 면에는 보호 전극(532)이 설치되어 있다. 또한, 이 제5 실시예에 있어서도 금속 플랜지(520)와 용기 본체(501)의 접합에 있어서 제1 실시예에 있어서의 도 4와 같은 구조를 구비하여도 좋다.

또, 용기 본체(501) 내에는 스템핀(513)을 통해 소정 위치에 보유된 전자원(510), 집속 전극(511)이 설치되어 있다.

그런데, 상술한 제3 및 제4 실시예와 같이, 투과창 재료인 실리콘 박막(340, 440)으로 X선 타겟(341, 441)이 증착 될 경우, 상기 X선 타겟의 발열이 문제가 되는 경우가 있을 수 있다. 종래부터 이용되어 온 베릴륨에 비해 실리콘의 열전도율은 다소 떨어지기 때문에 목표 수명의 열화가 예상되기 때문이다. 그렇지만, 이 제5 실시예와 관련되는 반사형 X선관(500)의 경우, X선 타겟(541)은 X선 타겟 지지체(570)에 고정되고, 실리콘 박막(540)과는 비접촉이므로 투과창 재료로서 실리콘 박 막이 적용되는 것에 의한 목표 수명에의 영향은 없다.

상술과 같이, 제3∼ 제5 실시예와 관련되는 X선관(300∼500)에 있어서, 투과창 재료인 실리콘 박막은 밀폐 용기의 일부를 구성하는 유리면판에 직접 접촉한 상태로 접착되어 있다. 이와 같이 실리콘 박막을 유리면판에 직접 접착하는 것은 보다 균일한 장력을 실리콘 박막 전체에 생기게 하기 위해서이다. 즉, 이들 밀폐 용기와 실리콘 박막의 사이에 접합재 등이 사이에 개재하게 되면, 접합재 표면의 요철 등에 의해 매우 얇은 실리콘 박막에 일그러짐이 생기거나 나아가서는 크랙이 생길 가능성이 있기 때문이다.

이하, 상술한 제3∼ 제5 실시예에 적용된 실리콘 박막과 유리면판(알칼리 함유 유리)과의 양극 접합에 대해서 설명한다.

(양극 접합)

도 17은 알칼리 함유 유리에 실리콘 박막을 접합하는 양극 접합을 설명하기 위한 도면이고, 구체적인 구성으로서 도 14에 나타난 제4 실시예에 있어서, 3mmφ의 개구(402)를 가지는 유리 용기 본체(401)에 두께 10μm의 실리콘 박막(440)을 접합하는 양극 접합에 대해서 설명한다.

밀폐 용기에 진공 기밀성을 갖게 하기 위해, 실리콘 박막(440)의 두께는 진공 봉지가 가능한 범위의 두께가 필요하지만, 가능한 한 얇은 쪽이 X선 투과율이라는 점에서는 유리하게 된다. 두께는 3μm 정도 이상이면 진공 밀폐 용기의 봉지를 겸한 투과창 재료로서 사용이 가능하지만, 이 예에서는 취급의 용이함을 우선하여 두께 10μm의 실리콘 박막(440)을 준비하였다. 이 예에 있어서는 실리콘 박막(440) 은 기계 연마에 의해 두께를 10μm로 하였다. 이는 에칭에 의해 작성한 실리콘 박막이어도 사용시에 어떠한 지장이 없다.

또, 이 양극 접합에 이용되는 유리는 유리 중에 알칼리 이온이 포함되어 있을 필요가 있다. 양극 접합은 유리를 가열하면서 전압을 인가함으로써, 상기 유리내의 알칼리 이온을 이동시켜 접합하는 방식이기 때문이다. 또한, 유리에 요구되는 조건으로서는 실리콘에 가까운 열팽창 계수를 가지는 것이 바람직하다. 열팽창 계수가 너무 다르면 접합은 할 수 있어도 접합 후에 냉각했을 때에 실리콘 박막이 깨어져 버리기 때문이다. 이러한 조건을 충족시키는 유리로서는 파이렉스 유리나 볼로실리캐이트(bolosilicate) 유리가 있다. 이 예에서는 입수성, 접합 후의 전자관으로 조립 및 가공이 용이하다는 점에서 볼로실리캐이트(bolosilicate) 유리가 이용되고 있다. 또한, 볼로실리캐이트(bolosilicate) 유리의 두께는 진공관으로서 진공 기밀을 유지할 수 있으면 좋기 때문에 1mm로 하였다.

우선, X선관의 투과창을 가지는 면판으로 되는 유리 용기(401)의 상부 중심부(402a)에 직경 3mm의 개구(402)를 설치한다. 이 개구(402)는 초음파 가공 등에 의해 용이하게 설치할 수 있다. 개구를 설치하는 가공 후에, 개구(402) 주변의 장애물이나 이지러짐을 기계 가공 연마에 의해 수정하여 가능한 균일하게 원형 형상으로 표면 처리한다. 이때 특히 실리콘 박막(440)이 있는 측의 개구(402)의 각 부분을 곡면으로 가공하면 보다 바람직하다. 그 후 이 유리 용기(401)의 표면을 탈지 세정한다. 이어서, 실리콘 박막(440)을 7mm 각(角) 정도로 자른다. 이 실리콘 박막(440)은 유리 용기(401)에 있어서의 개구(402)보다 크고 유리 용기(401)의 외연보 다 충분히 작으면 좋고 형상 등에 제한은 없다.

다음에, 400℃ 정도까지 가열 가능한 핫플레이트(hot-plate)(450)를 준비하고, 그 상에 접지 전위로 되는 두께 1mm의 알루미늄 판(460)을 셋팅한다. 이 알루미늄 판(460) 상에 개구(402)를 가지는 유리 용기(401)를 배치하고, 상기 개구(402)를 덮도록 실리콘 박막(440)을 셋팅한다. 그 상으로부터 금속제의 누름돌(470)(SUS304, 직경 7mm, 높이 40mm)을 셋팅한다. 이 누름돌(470)에는 500V∼1000V의 전압을 인가하기 위한 선이 부착되어 있다.

상술과 같이, 각 부재를 셋팅한 후, 핫플레이트(450)을 400℃까지 가열한다. 그 결과, 핫플레이트(450) 상의 접지 전위로 설정된 알루미늄 판(460), 유리 용기 본체(401) 및 실리콘 박막(440)이 350℃ 이상으로 가열된다. 이 가열 상태로 실리콘 박막(440) 상에 놓여진 누름돌(470)에 +500V 정도의 전압을 인가하면, 실리콘 박막(440) 및 유리 용기 본체(401)를 통해 누름돌(470)로부터 알루미늄 판(460)으로 수 mA의 전류가 흐른다. 이 전류는 곧바로 감쇠하고 몇 분 후에는 수 10μA 이하로 되므로 거시서 이 양극 접합은 종료한다. 양극 접합이 종료하면 핫플레이트(450)를 오프로 하고 곧바로 실온까지 급냉하여도 실리콘 박막(440)에는 크랙 등이 발생하지 않는다. 또한, 이 예에 있어서의 가열 작업은 대기 중에서 행해지고 있지만, 진공 중에서 행해지는 쪽이 접합부에 있어서의 거품의 발생이 억제되기 때문에 진공 리크(leak)의 위험은 줄어든다. 또, 실리콘 박막(440)과 유리 용기 본체(401)는 유리 용기 본체(401)의 내부 측에서 접합하여도 좋고, 그 경우 누름돌(470)에 인가되는 전압은 반대로 설정된다(-500V가 인가된다).

마지막으로, 헬륨 리크 디텍터(detector)로 진공 리크의 체크를 행하고, 리크가 없는 것을 확인한다. 그리고, 실리콘 박막(440) 내면에 X선 타겟(441)을 진공 증착하고, 전자원(410), 집속 전극(411), 보호 전극(414)과 조합하여 X선관 내에 조립해 넣으면 실리콘 박막을 투과창 재료로 한 X선관이 얻어진다.

또한, 상기한 양극 접합은 접합에 기인한 과제를 해결하는 한편, 상기 접합에 비해 공정수를 크게 저감할 수가 있기 때문에, X선관의 제조 원가를 보다 저감시키는 것이 가능하게 한다.

다음에, 투과창 재료로서 두께 10μm의 실리콘 박막이 적용된 X선관의 X선 스펙트럼과의 비교를 위해 특별히 준비된 두께 10μm의 베릴륨이 적용된 X선관의 X선 스펙트럼을 도 18에 나타낸다. 또한, 도 18의 (a)에서는 X선 타겟으로서 두께 800nm의 알루미늄이 적용되어 있고, 실리콘 박막 및 베릴륨이 적용된 각 X선관의 동작 전압은 4kV이다. 이 도 18에 도시된 (a)에 있어서, 그래프 G1010a는 베릴륨이 투과창 재료로서 적용된 X선관의 X선스펙트럼이고, 그래프 G1020a는 실리콘 박막이 투과창 재료로서 적용된 X선관의 X선 스펙트럼이다. 한편, 도 18의 (b)에서는 X선 타겟으로서 두께 200nm의 텅스텐이 적용되어 있고, 실리콘 박막 및 베릴륨이 적용된 각 X선관의 동작 전압은 4kV이다. 이 도 18에 도시된 (b)에 있어서, 그래프 G1010b는 베릴륨이 투과창 재료로서 적용된 X선관의 X선스펙트럼이고, 그래프 G1020b는 실리콘 박막이 투과창 재료로서 적용된 X선관의 X선스펙트럼이다.

도 18의 (a) 및 (b)로부터 알 수 있듯이, 투과창 재료로서 실리콘 박막이 적용된 X선관은 상기 실리콘의 X선 투과 특성이 그대로 X선 필터의 역할을 하기 때문 에, 2keV∼4keV의 X선이 해당 실리콘 투과창에 의해 흡수되고, 그 출력 스펙트럼은 1.5keV 부근만이 취출된 형태로 되어 있다. 즉, 종래의 베릴륨 투과창에 비해 인체에 영향이 큰 불필요한 고에너지 X선을 차단하고 이온 가스 발생에 적합한 X선을 선택적으로 취출할 수 있다. 또한, 이 측정은 X선관의 투과창(출력창)과 X선 검출기와의 간극이 10mm로 설정된 상태로 행해지지만, 이 거리를 100mm 이상으로 하면 대기에 의한 흡수(이온화) 때문에 X선은 감쇠하여버려 검출할 수 없게 된다.

또, 알루미늄의 특성 X선(1.48keV)도 고효율로 대기 중에 취출하는 것이 가능하기 때문에, 예를 들면 알루미늄이나 마그네슘의 특성 X선으로 여기하는 형광 X선 분석 장치에 사용되었던 X선관을 봉지 절단 형태로 하는 것이 가능하게 되어 종래 장치의 소형화에 기여할 수 있다.

본 발명은 상술과 같이 특정 화학 물질로 지정되어 있는 유해한 베릴륨을 실리콘 박막에 대신하여 실리콘 박막을 투과창 재료로서 이용하고 있으므로 유해 물질을 사용하지 않고도 저에너지의 X선을 효과적으로 취출할 수 있는 한편, 저가격의 X선관이 얻어진다. 또, 이 실리콘 박막은 접합재 등의 접착 재료를 통하지 않고 직접 유리면판에 접착할 수 있으므로 내구성이 뛰어난 구조의 X선관이 얻어진다. 이러한 X선관은 연성 X선관뿐만 아니라 관전압 수 10kV 이상의 X선관이라고 하여도 이용 가능하고 제전 장치 등 많은 전자 기기에 조립해 넣을 수 있다.

Claims (20)

1. 투과창을 통해 X선을 출사하는 X선관에 있어서,

   상기 투과창을 규정하기 위한 개구가 설치됨과 아울러 알카리 이온을 함유하는 유리면판을 가지는 밀폐 용기로서 상기 유리면판은 적어도 일부가 당해 밀폐용기의 진공내부 공간의 일부를 규정하는 제1 주면과, 당해 제1 주면에 대향하고 있는 제2 주면과, 당해 제1 및 제2 주면 사이를 연결하는 관통공을 가지고 있는 밀폐 용기와,

   상기 밀폐 용기 내에 배치된 전자를 방출하기 위한 전자원과,

   상기 유리면판의 관통공의 내벽으로 규정되는 공간 내에 배치된 상기 전자원으로부터 방출된 전자를 받아 X선을 발생하는 X선 타겟과,

   상기 투과창을 구성하고 3μm 이상, 한편 30μm 이하의 막 두께를 가지는 실리콘 박으로서 상기 유리면판의 관통공의 일방의 개구단을 전체적으로 덮은 상태로 양극 접합에 의해 상기 유리면판에 붙여진 실리콘 박을 구비한 X선관.
2. 제1항 있어서,

   상기 유리면판의 개구를 통해 상기 밀폐 용기의 내부에 직접 대면하고 있는 상기 실리콘 박의 일부는 상기 밀폐 용기의 내부를 향해 오목하게 되어 있는 X선관.
3. 투과창을 통해 X선을 출사하는 X선관에 있어서,

   전자를 방출하기 위한 전자원과,

   상기 전자원으로부터 방출된 전자를 받아 X선을 발생하는 X선 타겟과,

   적어도 상기 전자원과 상기 X선 타겟을 수납함과 아울러 알카리 이온을 함유하는 단일 유리 본체를 포함하는 밀폐 용기로서 상기 단일 유리 본체는 적어도 상기 전자원이 내부에 배치된 중공부와, 상기 중공부로부터 연속되어 있는 유리 부분으로서 상기 투과창을 규정하기 위한 개구가 설치된 상부를 가지고 있는 밀폐 용기와,

   상기 투과창을 구성하고 3μm 이상, 한편 30μm 이하의 막 두께를 가지는 실리콘 박으로서 상기 상부의 개구를 전체적으로 덮은 상태로 상기 상부의 외측면에 직접 붙여진 실리콘 박과,

   상기 상부의 개구단을 포함하는 영역으로서 당해 밀폐 용기의 내부에 직접 대면한 상기 상부의 내측면의 적어도 일부를 구성하는 영역 상에 설치된 보호 전극을 구비한 X선관.
4. 제3항에 있어서,

   상기 단일 유리 본체의 상부는 상기 실리콘 박의 최대 외경보다도 큰 최소 외경을 가지는 것을 특징으로 하는 X선관.
5. 제3항에 있어서,

   상기 실리콘 박막은 3μm 이상, 한편 10μm 이하의 막 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 X선관.
6. 제3항에 있어서,

   상기 단일 유리 본체의 상부는 적어도 그의 일부가 상기 밀폐 용기의 진공 내부 공간의 일부를 규정하는 제1 주면과, 당해 제1 주면에 대향하는 제2 주면과, 당해 제1 및 제2 주면 사이를 연결함과 아울러 상기 상부의 개구에 대응하고 있는 관통공을 가지고,

   상기 X선 타겟은 상기 상부의 관통공의 내벽에 의해 규정되는 공간 내에 배치되어 있는 X선관.
7. 제3항에 있어서,

   상기 단일 유리 본체의 상부의 개구는 상기 투과창을 복수의 구획으로 분할하도록 메쉬 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 X선관.
8. 제3항에 있어서,

   상기 단일 유리 본체의 상부의 개구는 각각이 상기 투과창에 상당하는 복수의 관통공으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 X선관.
9. 투과창을 통해 X선을 출사하는 X선관에 있어서,

   상기 투과창을 규정하기 위한 개구가 설치된 밀폐 용기로서 개구단을 가지는 유리 본체부와, 상기 유리 본체부의 개구단에 장착됨과 아울러 상기 투과창에 일치하거나 상기 투과창보다 큰 개구를 가지는 금속 플랜지와, 상기 투과창에 대응하는 개구를 가짐과 아울러 상기 금속 플랜지의 개구의 최소 직경보다도 작은 최대 직경을 가지는 유리면판으로서 당해 유리면판의 개구의 중심과 상기 금속 플랜지의 개구 중심을 일치시킨 상태로 상기 금속 플랜지에 장착된 유리면판을 가지는 밀폐 용기와,

   상기 밀폐 용기 내에 배치된 전자를 방출하기 위한 전자원과,

   상기 밀폐 용기 내에 배치된 상기 전자원으로부터 방출된 전자를 받아 X선을 발생하는 X선 타겟과,

   상기 투과창을 구성하고 3μm 이상, 한편 30μm 이하의 막 두께를 가지는 실리콘 박으로서 상기 유리면판의 관통공의 일방의 개구단을 전체적으로 덮은 상태로 양극 접합에 의해 상기 유리면판에 있어서의 외측면에 직접 붙여진 실리콘 박과,

   상기 유리면판의 개구단을 포함하는 영역으로서 상기 금속 플랜지의 개구를 통해 상기 밀폐 용기의 내부에 직접 노출됨과 아울러 당해 유리면판의 외측면에 대향한, 당해 유리면판의 내측면의 적어도 일부를 구성하는 영역 상에 설치된 보호 전극을 구비한 X선관.
10. 제9항에 있어서,

    상기 유리면판은 알카리 이온을 함유하고 있고, 상기 실리콘 박은 양극 접합에 의해 상기 유리면판의 외측면에 직접 접착되어 있는 X선관.
11. 제9항에 있어서,

    상기 실리콘 박은 3μm 이상, 한편 10μm 이하의 막 두께를 가지는 X선관.
12. 제9항에 있어서,

    상기 유리면판은 적어도 그의 일부가 상기 밀폐 용기의 진공 내부 공간의 일부를 규정하는 제1 주면과, 당해 제1 주면에 대향하는 제2 주면과, 당해 제1 및 제2 주면 사이를 연결함과 아울러 상기 유리면판의 개구에 대응하고 있는 관통공을 가지고,

    상기 X선 타겟은 상기 유리면판의 관통공의 내벽에 의해 규정되는 공간 내에 배치되어 있는 X선관.
13. 제9항에 있어서,

    상기 밀폐 용기의 개구는 상기 투과창을 복수의 구획으로 분할하도록 메쉬 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 X선관.
14. 제9항에 있어서,

    상기 밀폐 용기의 개구는 각각이 상기 투과창에 상당하는 복수의 관통공으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 X선관.
15. 제10항에 있어서,

    상기 보호 전극은 상기 실리콘 박의 외측면에 대향함과 아울러 상기 밀폐 용기의 내측에 직접 대면한 상기 유리면판의 내측면 상에 배치되어 있는 X선관.
16. 제10항에 있어서,

    상기 유리면판은 상기 실리콘 박의 최대 외경보다도 큰 최소 외경을 가지는 X선관.
17. 제10항에 있어서,

    상기 유리면판은 상기 투과창을 규정하는 내측 부분의 두께보다도 외주 부분의 두께가 얇은 단면 형상을 가지는 X선관.
18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 기재된 X선관을 포함하는 제전 장치.
19. 제18항에 있어서,

    상기 제전 장치로부터 취출되는 특성 X선의 에너지는 0.5keV로부터 1.84keV의 사이에 피크(peak)를 가지는 제전 장치.
20. 제18항에 있어서,

    상기 X선 타겟은, 텅스텐, 알루미늄, 상기 실리콘 박 자신 중 어느 하나로 이루어지는 제전 장치.

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