JPH0552618B2 - - Google Patents

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ヤン
ネル板の製造方法及びこの方法により製造された
マルチチヤ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
ヤンネル映像増幅板（他の名称：チヤンネル−増
倍板、マルチ又はミクロチヤンネル板）を用いて
増幅することは公知である。該板は、排気容器中
に封入され、直径約30μmの密接せる多数のチヤ
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。チヤンネル内面は、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て後
処理することによつ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つてチヤンネル
に電位降下が生じ、これによつて各チヤンネル
は、二次電子増倍管の性質を得る。チヤンネルの
傾斜配置は、一次粒子のチヤンネル壁との衝突、
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い加速を抑制
するジグザグ状チヤ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
果はチヤンネルの弱い屈曲によつても得られる。

マルチチヤンネル板に関しては幾つかの製造方
法が公知である：例えばミツヒエル・ランプトン
（Michael Lampton）、スペクトルム・デル・ヴ
イセンシヤフテン（Spektrum der
Wissenschaften）、1982年１月、44〜55頁、サイ
エンテイフイツク・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ヤンネル
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。この巻き線体から個々のブロツクを切り出
し、線材のガラス皮膜を相互に融合する。次に前
記ブロツクを薄板に切断し、それから線材芯をエ
ツチングによつて除去する。前記の金属芯法の著
しい欠点は、金属芯、従つてチヤンネルは一様の
直径を有するけれども、チヤ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、写真平版法でエツチ
して薄いガラス板の表面中に細い平行溝を作る。
これらの板を積重ねて、重なり合う板の溝が協同
して所望のチヤンネルを形成するようにする。次
に板を融合してブロツクを形成し、これらのブロ
ツクからマルチチヤンネル板を切取る。この方法
にとつては、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る点が有利である。
また同方法によればチヤンネルを比較的容易に屈
曲状又はジグザグ状に作ることもできる。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、マルチチヤ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
得なかつた。

今日、マルチチヤンネル板は普通所謂二段延伸
法（Doppelziehverfahren）により製造される：
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、次いで集束及
び融合の工程を反復する。最終の束を切断し、厚
さ約１mmの板となし、これらの板から約30μmの
直径まで延伸された、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
にチヤンネルの横断面及び位置の若干のばらつき
は甘受しなければならない。

従来公知のマルチチヤ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
個々のチヤンネル又はチヤンネル群に対する、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
のチヤンネル又はチヤ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ヤンネル板における
チヤンネルの横断面及び位置のばらつきは、ジグ
ザグ状チヤ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
用の層状マルチチヤンネル板が公知である。この
場合にはチヤンネル系の製造にとつて好ましい方
法としてフオトエツチング法が提案されている。
すなわち露光されかつ現像されるフオトレジスト
によつてダイノード材料、例えばBeCu合金がエ
ツチされる。この方法を用いると、チヤンネルの
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
るべきチヤンネルの直径よりも著しい大きい厚さ
を有するマルチチヤンネル板の場合にはフオトエ
ツチング法はもはや所望の効果をもつて適用する
ことができない〔スペクトルム・デル・ヴイセン
シヤフト（Spektrum der Wissenschaft）、1982
年１月、左欄26行以下参照〕。

発明が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、同種類のマルチチヤンネル板の製造方法
において、個々のチヤ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ヤンネ
ル直径の数倍になりうる方法を提案することであ
る。

問題点を解決するための手段 前記課題は、 (a) 先づ、高エネルギー放射によつてその特性の
変化されうる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つて得られた材料
の異なる特性の利用下に同材料を部分的に除去
することによつて、所定の横断面及び位置を有
するチヤンネルを、板面に対して直角又は斜め
に設けることによつてマルチチヤンネルポジチ
ブ型を作り、 (b) このようにして形成されたマルチチヤンネル
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
チヤンネルポジチブ型の除去によつて金属ネガ
チブ型を作り、かつ (c) 金属ネガチブ型にマルチチヤンネル板の形成
にとつて適当な材料を充填し、次いで金属ネガ
チブ型を除去する ことを特徴とする方法によつて解決される。

本発明による製造方法を用いると、比較的厚い
マルチチヤンネル板の場合にも、μmのオーダー
の許容をもつて個々のチヤンネルの横断面形及び
位置を予め設定することができる。更に該方法を
用いると、チヤンネル横断面の総計対マルチチヤ
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）が適当である。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つて該構造を作ることがで
きる。

また有利な別法で、前記の段階(b)により形成さ
れた第一金属ネガチブ型に成形材料を充填し、硬
化した後、第一金属ネガチブ型から第二マルチチ
ヤンネルポジチブ型を分離し、かつこのようにし
て形成された第二マルチチヤンネルポジチブ型か
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ヤンネルポジ
チブ型の除去によつて第二金属ネガチブ型を作
り、この型に段階(c)によりマルチチヤンネル板の
形成にとつて適当な材料を充填し、次いで同型を
除去することによつて該マルチチヤンネル板を製
造することもできる。

本発明によるマルチチヤンネルポジチブ型を製
造するための材料は、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。

金属マルチチヤンネルネガチブ型は、金属電極
に結合されたマルチチヤンネルポジチブ型の電気
メツキ的成形によつて製造される。しかも金属電
極は金属マルチチヤンネルネガチブ型の基板とし
ても使用できる。しかしまた、金属の電気メツキ
的析出を、マルチチヤンネルポジチブ型が、連続
的金属層によつ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つてはその表面
の研磨後に金属マルチチヤンネルネガチブ型の基
板として使用される。この電気メツキ的析出の場
合、場合によつ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つて電極におけるメツ
キ層の付着が周知のようにして防止されうる。こ
の際マルチチヤンネルポジチブ型を同型に結合さ
れた電極と共に、得られたマルチチヤンネルネガ
チブ型を損傷することなく分離することができ
る。これによつてマルチチヤンネルポジチブ型の
反復利用が可能になる。

チヤンネルの金属ネガチブ型の位置固定のため
には、柱状ネガチブ型の自由端を金属ブリツジに
よつて相互に結合するのが有利である。

金属マルチチヤンネルネガチブ型の充填のため
には、従来公知のマルチチヤ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か又はガラス粉
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粉末も適当であつて、この材料は同様
に高温で焼結して形状安定な物体にすることがで
きる。この場合十分な導電率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CVD法（Ｃ
hemical ｖapor ｄeposition）による他の後処
理と代えなければならない。

冒頭記載の種類のマルチチヤンネル板の大量生
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国特許第3206820.4号明細書
から知ることができる。成形材料としては非付着
性反応樹脂が適当である。

また、不所望な寄生イオンの抑制のために、板
面に対して傾斜せるチヤンネルを有する本発明に
より製造されたマルチチヤンネルを、ジグザグ状
のチヤ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。公知マルチチヤンネル板
を、積重ねる場合には、チヤ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
製造されたマルチチヤンネル板の場合には、チヤ
ンネル孔を相互に整合することによつて積重ねを
行い、前記欠点を十分に回避することができる。

次に図面により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、マルチチヤンネルポジチブ型
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−ニツケル合金製金属基板２上に固定
された、ポリメチルメタクリレート（PMMA）
から成る厚さ0.5mmの板１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
たシンクロトリン放射３で照射される。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から成り、この吸収体によ
つてチヤンネルの断面形及び位置が予め設定され
る。極めて強力な平行シンクロトロン放射によつ
て、PMMAは、吸収体によつて被われない領域
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つて除去
され、その結果第３図によるチヤンネル状貫通孔
８を有するマルチチヤンネルネジチブ型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れる。チヤンネル状
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−ニツケル
合金が電気メツキによりチヤンネル状貫通孔８中
に析出され、この際同合金より成る柱状構造９が
導電性基板２上の格子状マルチチヤンネルポジチ
ブ型７内に形成される。次にマルチチヤンネルポ
ジチブ型は溶剤中での溶解によつて除去されて、
第５図によるマルチチヤンネル板の金属ネガチブ
型が露出される。

次の製造段階では、金属ネガチブ型の柱状構造
９の間の間隙１０が鉛ガラスメルト１１で真空下
に充填される（第６図）。この場合前記の鉄−ニ
ツケル合金を使用することによつて、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は選択性エツチ
液中での溶解によつて除去される。

最後に貫通孔１２の設けられたマルチチヤンネ
ル板の両面には、公知法で金属のスパツターによ
つて薄い電導性皮膜が被覆もされ、他方チヤンネ
ルの内面は水素中での加熱によつて弱導電性にさ
れる（第７図）。

前記の別法を実施する場合には、第一金属ネガ
チブ型（第５図に示す型に相当する）に、金属ネ
ガチ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ヤ
ンネルポジチブ型及び第一金属ネガチブ型を相互
に分離し、次に第二マルチチヤンネルポジチブ型
を孔を有する面をもつ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
チチヤンネル型を次にチヤンネル孔が露出するま
で除去する。次いで電気メツキ的成形によつて第
二金属ネガチブ型（第５図に図示せる型に相当す
る）が得られる。それ以上のマルチチヤンネル板
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れる。

反応樹脂から製造された第二マルチチヤンネル
ポジチブ型も同様に繰返し電気メツキにより成形
することができる。繰返し使用できる第二マルチ
チヤンネルポジチブ型の第二マルチチヤンネルネ
ガチブ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ヤンネルポジチブ型
のチヤ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つて行う。

【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つて製造され
るマルチチヤ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図は該マルチチヤンネル
板の積重ね体の斜視図である： １…板、２…金属電極、７…マルチチヤンネル
ポジチブ型、８…チヤンネル、９…金属ネガチブ
型、１１…充填材料。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 二次電子増倍管を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ヤンネル板の
   製造方法において、 (a) 先づ、高エネルギー放射によつてその特性の
   変化されうる材料から成る板１に、同材料を部
   分的に照射しかつ照射によつて得られた材料の
   異なる特性利用下に同材料を部分的に除去する
   ことによつて所定の横断面及び位置を有するチ
   ヤンネル８を板面に対して直角又は斜めに設け
   ることによつてマルチチヤンネルポジチブ型７
   を作り、 (b) このようにして形成されたマルチチヤンネル
   ポジチブ型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
   チチヤンネルポジチブ型の除去によつて金属ネ
   ガチブ型９を作り、かつ (c) 金属ネガチブ型にマルチチヤンネル板の形成
   にとつて適当な材料１１を充填し、次いで金属
   ネガチブ型を除去する ことを特徴とする前記マルチチヤンネル板の製造
   方法。 ２ 段階(b)により形成された第一金属ネガチブ型
   に成形材料を充填し、硬化した後、第一金属ネガ
   チブ型から第二マルチチヤンネルポジチブ型を分
   離し、かつこのようにして形成された第二マルチ
   チヤンネルポジチブ型から、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
   二マルチチヤンネルポジチブ型の除去によつて第
   二金属ネガチブ型を作り、この型に段階(c)により
   マルチチヤンネル板の形成にとつて適当な材料を
   充填し、次いで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。