專利名稱：光電倍增管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及檢測(cè)來自外部的入射光的光電倍增管。
背景技術(shù)：
一直以來，利用細(xì)微加工技術(shù)的小型光電倍增管的開發(fā)一直在進(jìn)行。例如將光電面、倍增極(dynode)以及陽極部配置于透光性絕緣基板上的平面型的光電倍增管已為人所熟知(參照下述專利文獻(xiàn)1)。根據(jù)這樣的構(gòu)造，能夠?qū)崿F(xiàn)微弱光檢測(cè)，并且還能夠達(dá)成裝置的小型化。專利文獻(xiàn)1 美國(guó)專利第5，264, 693號(hào)說明書然而，在如上述那樣的以往的光電倍增管中，為了在絕緣基板上將不同電位的構(gòu)造物接近地配置，在小型化的情況下會(huì)造成各個(gè)構(gòu)造物之間的耐受電壓降低的問題。特別是在電子倍增部，由于所生成的二次電子入射到絕緣基板上，恐怕會(huì)使絕緣基板帶電而使鄰接的倍增極之間的耐受電壓下降。另外，因?yàn)殡S著小型化的實(shí)施而使倍增極的物理強(qiáng)度降低，由于供電部件的連接而造成倍增極的變形或者損壞等，也恐怕會(huì)使耐受電壓下降。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明有鑒于上述課題而完成，其目的是提供一種即使在小型化的情況下也能夠抑制耐受電壓下降的光電倍增管。為了解決上述課題，本發(fā)明的光電倍增管具備外圍器，包含互相相對(duì)配置且各個(gè)相對(duì)面由絕緣材料構(gòu)成的第1以及第2基板；電子倍增部，具有沿著從第1基板的相對(duì)面上的一端側(cè)向另一端側(cè)的一個(gè)方向依次分離排列的多階倍增極；光電面，在外圍器內(nèi)的一端側(cè)與電子倍增部分離設(shè)置，將來自外部的入射光變換成光電子并放出光電子；陽極部，在外圍器內(nèi)的另一端側(cè)與電子倍增部分離設(shè)置，將由電子倍增部進(jìn)行倍增的電子作為信號(hào)讀?。辉诘?基板的相對(duì)面上設(shè)置有用于對(duì)電子倍增部供電的供電部，電子倍增部具有支撐臺(tái)，被設(shè)置為與多級(jí)倍增極的各個(gè)的第1基板側(cè)的端部電連接，且橫跨由多級(jí)倍增極形成的電子倍增路；供電部件，以從各個(gè)支撐臺(tái)的沿著第1基板的相對(duì)面的方向上的兩端部中的一個(gè)端部朝著第2基板延伸的方式形成、并與供電部電連接；支撐臺(tái)是以兩端部與該相對(duì)面接合，并且由兩端部夾持的中央部從該相對(duì)面分離的方式構(gòu)成的，而且是以兩端部中的供電部件一側(cè)的一個(gè)端部上的沿著該相對(duì)面的截面積成為比兩端部中的另一個(gè)端部上的截面積要大的方式而形成的。根據(jù)這樣的光電倍增管，入射光通過入射到光電面上而被變換成光電子，該光電子通過入射到電子倍增部而被倍增，被倍增的電子作為電信號(hào)從陽極部被讀取，所述電子倍增部由外圍器內(nèi)的第1基板內(nèi)面上的多級(jí)倍增極而形成。在此，在各個(gè)倍增極中，支撐臺(tái)被設(shè)置于其第1基板側(cè)的端部，在該支撐臺(tái)上電連接從其一個(gè)端部朝著與第1基板相對(duì)的第2基板延伸的供電部件，通過將該供電部件連接于被設(shè)置于第2基板內(nèi)面的供電部，從而各個(gè)倍增極獲得供電。而且，支撐臺(tái)其兩端部被接合于第1基板的相對(duì)面，而其中央部與相對(duì)面分離，供電部件一側(cè)的一個(gè)端部沿相對(duì)面的截面積被制成比另一個(gè)端部的截面積大。 由此，在由于二次電子等的入射而使得基板的絕緣面容易帶電的電子倍增路的區(qū)域中，因?yàn)楦鱾€(gè)倍增極與基板的絕緣面分離所以能夠抑制耐受電壓的下降。而且，因?yàn)橥ㄟ^提高與基板的供電部相接觸的部位一側(cè)的支撐臺(tái)的端部強(qiáng)度，從而對(duì)于由用于供電的接觸而引起的加壓能夠確保電子倍增部的物理強(qiáng)度，所以就不會(huì)發(fā)生變形或者破損等并且能夠抑制耐受電壓的下降。優(yōu)選在第1基板的相對(duì)面上形成有凹部，支撐臺(tái)的中央部通過被配置于凹部上從而與該相對(duì)面分離。在此情況下，因?yàn)椴粫?huì)使電子倍增部的強(qiáng)度降低并且能夠使支撐臺(tái)的中央部從基板分離，所以能夠進(jìn)一步抑制耐受電壓的下降。另外，優(yōu)選為凹部橫跨分別與所述多級(jí)倍增極的各個(gè)連接的多個(gè)支撐臺(tái)而形成。 如果采用這樣的結(jié)構(gòu)，那么通過防止由多級(jí)倍增極之間通過的二次電子而引起的帶電從而就能夠更進(jìn)一步抑制耐受電壓的下降。而且，優(yōu)選為對(duì)應(yīng)于多級(jí)倍增極的多個(gè)支撐臺(tái)沿著第1基板的相對(duì)面以一個(gè)端部和另一個(gè)端部互相錯(cuò)開進(jìn)行排列的方式配置。這樣的話，因?yàn)槟軌蚍謩e增大各個(gè)支撐臺(tái)的供電部件一側(cè)的端部沿基板的截面積，所以能更進(jìn)一步提高電子倍增部的物理強(qiáng)度，并且還能夠更進(jìn)一步抑制耐受電壓的下降。


圖1是本發(fā)明優(yōu)選的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的光電倍增管的立體圖。圖2是圖1的光電倍增管的分解立體圖。圖3是圖1的側(cè)壁框架的平面圖。圖4是表示圖1的側(cè)壁框架以及下側(cè)框架主要部分的一部分破斷立體圖。圖5是沿著圖1的光電倍增管的V-V線的截面圖。圖6(a)是從背面?zhèn)瓤吹綀D1上側(cè)框架的底面圖，圖6(b)是圖1側(cè)壁框架的平面圖。圖7是表示圖6上側(cè)框架與側(cè)壁框架的連接狀態(tài)的立體圖。圖8是圖1的側(cè)壁框架以及下側(cè)框架的一部分破斷立體圖。圖9是本發(fā)明的比較例所涉及的電子倍增部的平面圖。圖10是本發(fā)明的另一個(gè)比較例所涉及的電子倍增部的平面圖。圖11是本發(fā)明的變形例所涉及的下側(cè)框架的立體圖。圖12是從背面?zhèn)瓤吹綀D11的下側(cè)框架的底面圖。圖13是本發(fā)明的另一變形例所涉及的下側(cè)框架的立體圖。實(shí)施方式以下是一邊參照附圖一邊詳細(xì)地說明有關(guān)本發(fā)明所涉及的光電倍增管的優(yōu)選的實(shí)施方式。此外，在附圖的說明中將相同的符號(hào)標(biāo)注于相同或者相當(dāng)部分以免重復(fù)說明。圖1是表示本發(fā)明優(yōu)選的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的光電倍增管1的立體圖，圖2是圖1的光電倍增管1的分解立體圖。由圖1所表示的光電倍增管1是具有透過型光電面的光電倍增管，并具備由上側(cè)框架(第2基板)2、側(cè)壁框架3、相對(duì)于上側(cè)框架2夾持側(cè)壁框架3并相對(duì)的下側(cè)框架(第
41基板)4構(gòu)成的外圍器，即箱體5。該光電倍增管1是一種如下所述的電子管，即，在電子倍增部上的電子倍增方向與朝著光電面進(jìn)行入射的光的入射方向相交叉，也就是說，如果光從由圖1的箭頭A所表示的方向被入射，則從光電面放出的光電子入射到電子倍增部，在由箭頭B所表示的方向上級(jí)聯(lián)(cascade)放大二次電子并且從陽極部讀取信號(hào)。還有，在以下的說明中，沿著電子倍增方向?qū)㈦娮颖对雎?電子倍增通道)的上游側(cè)(光電面一側(cè))作為“一端側(cè)”，將下游側(cè)(陽極部一側(cè))作為“另一端側(cè)”。接著，就有關(guān)光電倍增管1的各個(gè)構(gòu)成要素作如下詳細(xì)的說明。如圖2所示，上側(cè)框架2是將矩形平板狀的配線基板20作為基體而構(gòu)成的，所述配線基板20是以絕緣性陶瓷作為主材料的。作為這樣的配線基板，可進(jìn)行細(xì)微的配線設(shè)計(jì)，而且能夠自由設(shè)計(jì)表里配線圖形的LTCC (Low Temperature Co-fired Ceramics 低溫同時(shí)燒成陶瓷)等的多層配線基板被使用。在配線基板20中，在其主面20b上設(shè)置有多個(gè)導(dǎo)電性端子201A D，其與側(cè)壁框架3、后述的光電面41、聚焦電極31、壁狀電極32、電子倍增部33以及陽極部34電連接并且實(shí)行從外部的供電和信號(hào)讀取。導(dǎo)電性端子201A是作為側(cè)壁框架3的供電用端子，導(dǎo)電性端子201B是作為光電面41和聚焦電極31以及壁狀電極32的供電用的端子，導(dǎo)電性端子201C是作為電子倍增部33的供電用端子，導(dǎo)電性端子201D是作為陽極部34的供電以及信號(hào)讀取用的端子而被分別設(shè)置。這些導(dǎo)電性端子 201A D與導(dǎo)電膜或者與導(dǎo)電性端子(下文詳細(xì)描述)互相連接，所述導(dǎo)電膜或者與導(dǎo)電性端子在配線基板20的內(nèi)部與主面20b相對(duì)的絕緣性相對(duì)面20a上，并且這些導(dǎo)電膜、導(dǎo)電性端子與側(cè)壁框架3、光電面41、聚焦電極31、壁狀電極32、電子倍增部33、以及陽極部 34相連接。另外，上側(cè)框架2并不限于設(shè)置有導(dǎo)電性端子201的多層配線基板，也可以是進(jìn)行從外部的供電和信號(hào)讀取的導(dǎo)電性端子被貫通設(shè)置、由玻璃基板等的絕緣材料構(gòu)成的板狀部件。側(cè)壁框架3將矩形平板狀的硅基板30作為基體而構(gòu)成。從硅基板30的主面30a 朝著與其相對(duì)的面30b形成有被框狀側(cè)壁部302圍繞的貫通部301。該貫通部301其開口為矩形，并且以其外周沿著硅基板30的外周的方式形成。在該貫通部301內(nèi)部，從一端側(cè)向另一端側(cè)配置有壁狀電極32、聚焦電極31、電子倍增部33以及陽極部34。這些壁狀電極32、聚焦電極31、電子倍增部33以及陽極部34是通過由RIE (Reactive Ion Etching)加工等方法來對(duì)硅基板30進(jìn)行加工而被形成的，且將硅作為主要材料。壁狀電極32從與后述的玻璃基板40的相對(duì)面40a進(jìn)行正對(duì)的方向(與相對(duì)面 40a的大致垂直方向)看是以圍繞后述的光電面41的方式而形成的框狀電極。另外，聚焦電極31是為了對(duì)從光電面41放出的光電子進(jìn)行聚焦并用于向電子倍增部33進(jìn)行引導(dǎo)的電極，被設(shè)置于光電面41與電子倍增部33之間。電子倍增部33是由沿著從光電面41朝著陽極部34的電子倍增方向(由圖1箭頭 B所表示的方向，以下相同)被設(shè)定為不同電位的N級(jí)(N為2以上的整數(shù))的倍增極(電子倍增部)所構(gòu)成，橫跨各級(jí)而具有多個(gè)電子倍增路(電子倍增通道)。另外，陽極部34與光電面41 一起被配置于夾持電子倍增部33的位置上。這些壁狀電極32、聚焦電極31、電子倍增部33以及陽極部34分別是由使用了陽極部接合、擴(kuò)散接合、進(jìn)而采用低熔點(diǎn)金屬(例如銦)等的密封材料的接合等而被固定于下
5側(cè)框架4，并且由此在該下側(cè)框架4上二維配置。下側(cè)框架4將矩形平板狀的玻璃基板40作為基體而構(gòu)成。該玻璃基板40是由作為絕緣材料的玻璃形成相對(duì)于配線基板20的相對(duì)面20a的、作為箱體5內(nèi)面的相對(duì)面40a。 在相對(duì)面40a上，與側(cè)壁框架3的貫通部301相對(duì)的部位(除了與側(cè)壁部302的接合區(qū)域之外的部位)且與陽極部34—側(cè)相反側(cè)的端部形成有作為透過型光電面的光電面41。另夕卜，相對(duì)面40a上搭載有的電子倍增部33以及陽極部34的部位形成有用于防止向倍增電子相對(duì)面40a的入射的矩形狀洼坑部(凹部)42。參照?qǐng)D3 圖5，詳細(xì)說明有關(guān)光電倍增管1的內(nèi)部構(gòu)造。圖3是圖1的側(cè)壁框架 3的平面圖，圖4是表示圖1的側(cè)壁框架3以及下側(cè)框架4主要部分的一部分破斷立體圖， 圖5是沿著圖1的光電倍增管的V-V線的截面圖。如圖3所示，貫通部301內(nèi)的電子倍增部33是由從相對(duì)面40a上的一端側(cè)朝著另一端側(cè)(朝著電子倍增方向的箭頭B所指示的方向)依次分離排列的多級(jí)倍增極33a 331所構(gòu)成的。這些多級(jí)倍增極33a 331形成多個(gè)排列的電子倍增通道C，該電子倍增通道C是由沿著箭頭B的指示方向從一端側(cè)的第1級(jí)的倍增極33a到另一端側(cè)最終級(jí)(第N 級(jí))的倍增極331以連續(xù)的方式被設(shè)置的N個(gè)電子倍增孔所構(gòu)成的。另外，光電面41與一端側(cè)的第1級(jí)電子倍增器33a在夾持著聚焦電極31的相對(duì)面40a上的一端側(cè)是分離設(shè)置的。該光電面41在玻璃基板40的相對(duì)面40a上作為矩形狀的透過型光電面而形成。從外部透過作為下側(cè)框架4的玻璃基板40的入射光在到達(dá)了光電面41之后對(duì)應(yīng)于該入射光的光電子被放出，且該光電子由壁狀電極32以及聚焦電極31 而被引導(dǎo)到第1級(jí)倍增極33a。另外，陽極部34與另一端側(cè)最終級(jí)的倍增極331在相對(duì)面40a上的另一端側(cè)是分離設(shè)置的。該陽極部34是用于將由電子倍增部33在電子倍增通道C內(nèi)在箭頭B所指示的方向上倍增的電子作為電信號(hào)向外部讀取的電極。如圖4所示，多級(jí)倍增極33a 33d是與被形成于下側(cè)框架4的相對(duì)面40a上的洼坑部42的底部分離設(shè)置的。倍增極33a包含多個(gè)柱狀部51a，沿著相對(duì)面40a在與電子倍增方向?yàn)榇笾麓怪钡姆较蛏线M(jìn)行排列，且朝著上側(cè)框架2的相對(duì)面20a基本垂直地延伸；基臺(tái)部(支撐臺(tái))52a，在多個(gè)柱狀部51a的洼坑部42 —側(cè)的端部上連續(xù)性地被形成并且沿著洼坑部42的底部在與電子倍增方向?yàn)榇笾麓怪钡姆较蛏涎由?。另外，關(guān)于倍增極 33b 33d的各個(gè)柱狀部51b 51d以及各個(gè)基臺(tái)部52b 52d，都具有與倍增極33a相同的構(gòu)造。在各個(gè)柱狀部51a 51d上的所鄰接的部件之間形成有電子倍增通道C，基臺(tái)部 5 52d是以橫跨形成有該電子倍增通道C的區(qū)域Ac (圖幻的方式進(jìn)行設(shè)置的。在此， 基臺(tái)部5 52d與各個(gè)柱狀部51a 51d互相電連接，并且具有從洼坑部42的底部將多個(gè)柱狀部51a 5Id分離保護(hù)的作用。還有，在本實(shí)施方式中，在倍增極33a 33d上雖然多個(gè)柱狀部51a 51d以及基臺(tái)部52a 52d分別被形成為一體，但是也可以將柱狀部和基臺(tái)部做成分體。另外，雖然沒有圖示，倍增極33e 331也具有相同的構(gòu)造。而且，在與該基臺(tái)部52b、52d的電子倍增方向垂直的方向一個(gè)端部上一體地形成有從其端部朝著上側(cè)框架2基本垂直地延伸的、具有大致圓柱形狀的供電部53b、53d。該供電部5!3b、53d是用于經(jīng)由基臺(tái)部52b、52d而對(duì)多個(gè)柱狀部51b、51d實(shí)施供電的部件。如圖5所示，具有如以上所述的構(gòu)造的倍增極3 與電子倍增方向垂直，并且沿著相對(duì)面40a的方向的基臺(tái)部52b的兩端部通過與相對(duì)面40a接合從而相對(duì)于下側(cè)框架4被固定，由在基臺(tái)部52b上的這兩端部所夾持的中央部54b是以其相對(duì)面40a —側(cè)的面從洼坑部42的底部分離的方式被設(shè)置的。換而言之，倍增極33b中，形成有電子倍增通道C的電子倍增區(qū)域從下側(cè)框架4被分離配置，并與電子倍增方向垂直、且以沿著相對(duì)面40a的方向的兩端部成為相對(duì)于下側(cè)框架4的固定部的方式在下側(cè)框架4的相對(duì)面40a上形成洼坑部42。另外，雖然有細(xì)小形狀上的差異，其它倍增極33a、33c 331也具有與柱狀部、基臺(tái)部以及供電部相同的基本構(gòu)造。另外，對(duì)應(yīng)于此，相對(duì)面40a上的洼坑部42是以在電子倍增方向上橫跨多級(jí)倍增極33a 331的基臺(tái)部以及陽極部34那樣的寬度而形成的?？傊?， 洼坑部42不僅僅只是對(duì)應(yīng)于倍增極33a 331以及陽極部34的部位，還包括被這些夾持的區(qū)域并具有一體地下陷的底面，以從下側(cè)框架4分離的方式連續(xù)性地形成，其范圍從形成有第1級(jí)倍增極33a上的電子倍增通道C的電子倍增區(qū)域到與陽極部上34上的最終級(jí)倍增極331的電子倍增區(qū)域相對(duì)的相對(duì)區(qū)域?yàn)橹?。其次，參照?qǐng)D6以及圖7，關(guān)于光電倍增管1的配線構(gòu)造進(jìn)行說明。在圖6中，(a) 是從背面20a側(cè)看到上側(cè)框架2的底面圖，(b)是側(cè)壁框架3的平面圖，圖7是表示上側(cè)框架2與側(cè)壁框架3的連接狀態(tài)的立體圖。如圖6 (a)所示，在上側(cè)框架2的相對(duì)面20a上設(shè)置有多個(gè)導(dǎo)電膜(供電部)202， 在上側(cè)框架2的內(nèi)部分別與導(dǎo)電性端子201B、201C以及201D電連接；導(dǎo)電性端子203，在上側(cè)框架2的內(nèi)部與導(dǎo)電性端子201A電連接。另外，如圖6(b)所示，在電子倍增部33上如已述的那樣豎立設(shè)置有與導(dǎo)電膜202相連接的連接用的供電部53a 531，在陽極部34的端部上豎立設(shè)置有與導(dǎo)電膜202相連接的連接用供電部37。而且，在壁狀電極32的角落部豎立設(shè)置有與導(dǎo)電膜202相連接的連接用供電部38。另外，聚焦電極31通過在下側(cè)框架4 一側(cè)與壁狀電極32形成為一體從而與壁狀電極32電連接。而且，在壁狀電極32上通過將矩形平板狀的連接部39 —體形成于下側(cè)框架4的相對(duì)面40a —側(cè)、并且該連接部39與在相對(duì)面40a上電接觸于光電面41而形成的導(dǎo)電膜(沒有圖示)接合，從而壁狀電極32和光電面41電連接。如果上述結(jié)構(gòu)的上側(cè)框架2和側(cè)壁框架3接合，導(dǎo)電性端子203與側(cè)壁框架3的側(cè)壁部302電連接。并且，電子倍增部33的供電部53a 531、陽極部34的供電部37以及壁狀電極32的供電部38分別經(jīng)由由金(Au)等構(gòu)成的導(dǎo)電部件而與對(duì)應(yīng)的導(dǎo)電膜202獨(dú)立連接。根據(jù)這樣的連接結(jié)構(gòu)，側(cè)壁部302、電子倍增部33以及陽極部34而分別與導(dǎo)電性端子201A、201C、201D電連接且從外部能夠進(jìn)行供電，并且壁狀電極32與聚焦電極31以及光電面41 一起與導(dǎo)電性端子201B電連接并從外部被供電(圖7)。在此，如圖6(b)所示，倍增極33b的基臺(tái)部52b的兩端部當(dāng)中與供電部5 連接的一個(gè)端部沿相對(duì)面40a的截面積S1，成為比相當(dāng)于與在其兩端部當(dāng)中的另一個(gè)端部上的與相對(duì)面的接合部位的截面積&要大的方式規(guī)定倍增極3 的基臺(tái)部52b以及供電部53b 的形狀。在該倍增極33b中，設(shè)置有供電部53b的一個(gè)端部與另一個(gè)端部的大小關(guān)系，在倍增極33b的端部整體，即到達(dá)上側(cè)框架2 —側(cè)的面為止，被連續(xù)性地滿足。為此，從正對(duì)于相對(duì)面40a的方向所看到的情況的面積或者其體積方面，設(shè)置有供電部53b的一個(gè)端部比另一個(gè)端部大。除了如以上所述設(shè)置有供電部53b的一個(gè)端部在物理強(qiáng)度方面優(yōu)秀之外， 由于上側(cè)框架2—側(cè)的面較大，所以還能夠獲得與由金(Au)等構(gòu)成的導(dǎo)電部件的接觸的面積，并且切實(shí)的電連接也變得有效。而且，構(gòu)成電子倍增部33的其它倍增極33a、33c 331 也被規(guī)定成滿足相同關(guān)系的截面形狀。另外，多級(jí)倍增極33a 331在相對(duì)面40a上以供電部53a 531側(cè)的一個(gè)端部和與其相反側(cè)的另一個(gè)端部沿著電子倍增方向進(jìn)行互相交錯(cuò)排列的方式被配置。換而言之，多級(jí)倍增極33a 331是以將其供電部53a 531的配置方向作為基準(zhǔn)的基臺(tái)部的朝向(以從設(shè)置有供電部的一個(gè)端部向另一個(gè)端部進(jìn)行延伸的方向規(guī)定的基臺(tái)部的朝向)成為交替反方向的方式被設(shè)置于相對(duì)面40a上。根據(jù)以上所說明的光電倍增管1，入射光通過入射到光電面41而被變換成光電子，該光電子通過依次入射到電子倍增通道C而被倍增，被倍增的電子作為電信號(hào)從陽極部34被讀取，所述電子倍增通道C由箱體5內(nèi)下側(cè)框架4的內(nèi)面40a上的多級(jí)倍增極33a 331形成。在此，如果將倍增極33a 33d作為例子來說明，則在各個(gè)倍增極33a 33d中基臺(tái)部5 52d被設(shè)置于其下側(cè)框架4側(cè)的端部，在該基臺(tái)部5 52d上電連接有從其一個(gè)端部朝著與下側(cè)框架4相對(duì)的上側(cè)框架2進(jìn)行延伸的供電部53a 53d，該供電部53a 53d通過與設(shè)置在上側(cè)框架2內(nèi)面20a的導(dǎo)電膜202連接，從而各個(gè)倍增極33a 33d被供電。而且，基臺(tái)部52a 52d其兩端部被接合于下側(cè)框架4的相對(duì)面40a，并且其中央部從相對(duì)面40a分離，供電部53a 53d側(cè)的一個(gè)端部的沿著相對(duì)面40a的截面積S1被制成比另一個(gè)端部的截面積&大。由此，在由二次電子或者光電子的入射而使得下側(cè)框架4的絕緣面容易帶電的電子倍增路的區(qū)域中，因?yàn)楦鱾€(gè)倍增極33a 33d從下側(cè)框架4的絕緣面分離，所以能夠抑制耐受電壓的降低。與此同時(shí)，因?yàn)橥ㄟ^提高與上側(cè)框架2的導(dǎo)電膜202 相接觸的部位一側(cè)的基臺(tái)部52a 52d的端部強(qiáng)度，從而對(duì)于用于供電的接觸而引起的加壓就能夠確保電子倍增部33的物理強(qiáng)度，所以不會(huì)發(fā)生變形和破損等，因而也就能夠抑制耐受電壓的降低。另外，在下側(cè)框架4的相對(duì)面40a上形成有洼坑部42，基臺(tái)部5 52d的中央部由于被配置于洼坑部42上，所以不會(huì)使電子倍增部33的強(qiáng)度降低并且能夠從下側(cè)框架4 的絕緣面分離基臺(tái)部5 52d的中央部。而且，由于洼坑部42橫跨著多個(gè)基臺(tái)部5 52d的中央部而形成，所以通過防止由多級(jí)倍增極33a 33d之間通過的二次電子向絕緣面的入射而引起的帶電，從而就能夠進(jìn)一步抑制耐受電壓的降低。然后，通過各個(gè)倍增極33a 331從下側(cè)框架4的相對(duì)面40a分離從而具有下述效果。即，如果用倍增極33a、3!3b進(jìn)行例示，則在其柱狀部51a、51b表面的二次電子面具有活性時(shí)，在倍增極33a、3!3b級(jí)之間以及倍增極33a、3!3b下部(在由圖8的箭頭所指示的方向上)，堿金屬(K、Cs等)蒸氣的流動(dòng)就會(huì)變得良好并且容易形成均勻的二次電子面。另夕卜，因?yàn)槟軌驕p小電子倍增部33與下側(cè)框架4之間的接合面積，所以能夠防止由于異物被夾入到電子倍增部33與下側(cè)框架4之間而引起的接合不良，從而提高了可靠性。而且，因?yàn)橥ㄟ^設(shè)置洼坑部42而使倍增極33a 331分離的構(gòu)造而能夠增大箱體5的內(nèi)部容積，所以即使從內(nèi)部構(gòu)成部件有氣體放出也能夠抑制真空度的降低。例如，相對(duì)于倍增極33a 331的厚度為Imm而沒有洼坑部42的光電倍增管，倍增極33a 331的厚度是一致、洼坑部42的深度為0. 2mm、以及對(duì)洼坑部42的相對(duì)面40a的加工面積的比例為50%的光電倍增管，能夠?qū)⑵鋬?nèi)部容積增大10%左右。進(jìn)而言之，即使是在箱體5內(nèi)存在異物的情況下， 因?yàn)楫愇锶菀椎袈涞脚c倍增極33a 331相分離的洼坑部42內(nèi)，所以異物難以被夾在倍增
8極33a 331之間，使得由于異物而引起的耐受電壓不良的情況減少。另外，因?yàn)橄潴w5與倍增極33a 331的接觸面積變小，所以在箱體5上的溫度變化的影響變得難以涉及到電子倍增部33，能夠減輕伴隨著周圍溫度上升的二次電子面的損傷。該效果特別是在電子倍增部等的電極被直接配置于箱體5內(nèi)面上的構(gòu)造中顯得尤為重要。而且，對(duì)應(yīng)于多級(jí)倍增極33a 331的多個(gè)基臺(tái)部沿著下側(cè)框架4的相對(duì)面40a， 供電部53a 531側(cè)的一個(gè)端部和與此相反側(cè)的另一個(gè)端部被互相交錯(cuò)排列。即，例如在所鄰接的倍增極33b以及倍增極33c中以如下方式被排列，與倍增極33b的供電部5 側(cè)的一個(gè)端部相對(duì)的倍增極33c的端部為另一個(gè)端部，并且與倍增極33b的另一個(gè)端部相對(duì)的倍增極33c的端部是成為供電部53c側(cè)的一個(gè)端部。而且，是橫跨多級(jí)倍增極33a 331 以滿足此種關(guān)系的方式進(jìn)行排列的。即，與供電部53a 531側(cè)的一個(gè)端部鄰接的是相鄰的倍增極的另一個(gè)端部，并且因?yàn)槟軌蛟龃蟾鱾€(gè)基臺(tái)部的供電部53a 531側(cè)的端部沿著下側(cè)框架4的截面積，所以能夠進(jìn)一步提高電子倍增部33的物理強(qiáng)度。另外，多級(jí)倍增極 33b 331的另一個(gè)端部成為朝著上側(cè)框架2基本垂直伸展的柱狀部，從與下側(cè)框架4的相對(duì)面40a相正對(duì)的方向看，其最前端部退縮到比供電部53a 531更靠近洼坑部42 —側(cè)。 因此，另一個(gè)端部與供電部53a 531的間隔變大。而且，另一個(gè)端部沿著下側(cè)框架4的截面形狀(從與下側(cè)框架4的相對(duì)面40a相正對(duì)的方向看到的形狀)具備朝著相對(duì)于電子倍增方向基本垂直的方向(在各個(gè)倍增極上從一個(gè)端部朝著另一方端部的方向)進(jìn)行延伸的尖頭形狀。通過具有這樣的尖頭形狀，從而既能夠保持與供電部53a 531的間隔又能夠增大到下側(cè)框架4的接合面積，并且還能夠抑制耐受電壓的降低。相對(duì)于此，如圖9所示將供電部53a 531側(cè)的端部沿著相對(duì)面40a鄰接排列的情況下，有必要考慮供電部53a 531之間的耐受電壓，而較大地(例如在倍增極的厚度為0. 35mm的情況下是0. 5mm)設(shè)定倍增極之間的間隔。其結(jié)果，配置數(shù)目相同的倍增極的情況需要較大的面積，并在以成批處理加工硅基板的情況下使每一片的面積增大，進(jìn)而使每一片的成本上升。另外，由于使倍增極間隔變大從而導(dǎo)致電子倍增率的降低，并且還會(huì)降低作為光電倍增管的性能。另一方面，如圖10所示為了使倍增極間隔變得狹窄而考慮了倍增極33a 33f的供電部53a 53f沿著相對(duì)面40a以蛇行的方式進(jìn)行交替錯(cuò)位而鄰接配置。由此，雖然使倍增極間隔變得狹窄 (例如間隔為0. 2mm)并能夠在一定程度上提高電子倍增率，但是有必要在供電部53b、53d 所突出的倍增極33b、33d上為了維持級(jí)間的耐受電壓而明顯地縮窄(例如0. 05mm)供電部 5!3b、53d側(cè)的端部與倍增極33b、33d中央部之間的部位。其結(jié)果，可能會(huì)出現(xiàn)倍增極33b、 33d的強(qiáng)度發(fā)生降低，并產(chǎn)生龜裂而導(dǎo)致破損以至于不能向二次電子面供電的情況存在?；蛘?，可以考慮為即使沒有產(chǎn)生龜裂也使電阻值變大，并且妨礙從供電部53b、53d向具有二次電子面的倍增極中央部的電位供給。由此可知，本實(shí)施方式中的倍增極33a 331的配置能夠抑制耐受電壓降低，并且由于縮窄倍增極的間隔，所以從電子倍增率這一方面來說也是有利的。還有，本發(fā)明并不限定于所述的實(shí)施方式。例如，如圖11以及圖12所示，也可以在下側(cè)框架4洼坑部42的地面上，對(duì)應(yīng)于電子倍增部33的倍增極33a 331上的各級(jí)之間以及電子倍增部33 (倍增極331)與陽極部34之間的位置，以下側(cè)框架4的絕緣面不露出的方式形成多個(gè)帶狀導(dǎo)電膜43。該導(dǎo)電膜43是由貫通于下側(cè)框架4進(jìn)行設(shè)置的導(dǎo)電性端子44而供電的。由此，就能夠切實(shí)地防止由于通過電子倍增部33的電子的向下側(cè)框架4的入射而引起的帶電。而且，如圖13所示通過橫跨電子倍增部33整體來將導(dǎo)電膜45設(shè)置于洼坑部42的底面上，從而也能夠防止下側(cè)框架4的帶電。但是，在該情況下因?yàn)閷?dǎo)電膜45與電子倍增部33各個(gè)倍增極的電位差變大所以更加優(yōu)選為圖11的結(jié)構(gòu)。
還有，在本實(shí)施方式中，光電面41雖然是透過型光電面，但也可以是反射型光電面，光電面41也可以被配置于上側(cè)框架2側(cè)。在將光電面41配置于上側(cè)框架2側(cè)的情況下，作為上側(cè)框架2可以使用將供電端子埋設(shè)于玻璃基板等的具有光透過性的絕緣性基板的構(gòu)件，作為下側(cè)框架4除了玻璃基板之外還可以使用各種各樣的絕緣性基板。另外，陽極部34也可以被配置于倍增極33k與倍增極331之間。
權(quán)利要求
1.一種光電倍增管，其特征在于 具備外圍器，包含互相相對(duì)配置且各個(gè)相對(duì)面由絕緣材料構(gòu)成的第1以及第2基板； 電子倍增部，具有沿著從所述第1基板的所述相對(duì)面上的一端側(cè)向另一端側(cè)的一個(gè)方向依次分離排列的多級(jí)倍增極；光電面，在所述外圍器內(nèi)的所述一端側(cè)與所述電子倍增部分離設(shè)置，將來自外部的入射光變換成光電子并放出所述光電子；以及陽極部，在所述外圍器內(nèi)的所述另一端側(cè)與所述電子倍增部分離設(shè)置，將由所述電子倍增部進(jìn)行倍增的電子作為信號(hào)讀取，在所述第2基板的所述相對(duì)面上設(shè)置有用于對(duì)所述電子倍增部供電的供電部， 所述電子倍增部具有支撐臺(tái)，被設(shè)置為與所述多級(jí)倍增極的各自的所述第1基板側(cè)的端部電連接，且橫跨由所述多級(jí)倍增極形成的電子倍增路；以及供電部件，以從各個(gè)所述支撐臺(tái)的沿著所述第1基板的所述相對(duì)面的方向上的兩端部中的一個(gè)端部朝著所述第2基板延伸的方式形成，并與所述供電部電連接， 所述支撐臺(tái)為以所述兩端部與該相對(duì)面接合，并且由所述兩端部夾持的中央部從該相對(duì)面分離的方式構(gòu)成；而且所述兩端部中的所述供電部件側(cè)的一個(gè)端部中的沿著該相對(duì)面的截面積被形成為比所述兩端部中的另一個(gè)端部中的截面積大。
2.如權(quán)利要求1所述的光電倍增管，其特征在于 在所述第1基板的所述相對(duì)面上形成有凹部，所述支撐臺(tái)的所述中央部通過被配置于所述凹部上，從而與該相對(duì)面分離。
3.如權(quán)利要求2所述的光電倍增管，其特征在于所述凹部橫跨分別與所述多級(jí)倍增極的連接的多個(gè)支撐臺(tái)而形成。
4.如權(quán)利要求1 3中任意一項(xiàng)所述的光電倍增管，其特征在于對(duì)應(yīng)于所述多級(jí)倍增極的多個(gè)所述支撐臺(tái)沿著所述第1基板的所述相對(duì)面以所述一個(gè)端部和所述另一個(gè)端部互相錯(cuò)開地排列的方式配置。
全文摘要
本發(fā)明的光電倍增管(1)，其特征在于具備由上側(cè)框架(2)以及下側(cè)框架(4)構(gòu)成的箱體(5)、具有被排列于下側(cè)框架(4)上的倍增極(33a～331)的電子倍增部(33)、光電面(41)以及陽極部(34)；在上側(cè)框架(2)的相對(duì)面(20a)上設(shè)置有導(dǎo)電膜(202)；電子倍增部(33)具有被設(shè)置于倍增極(33a～33d)各自的下側(cè)框架(4)一側(cè)的基臺(tái)部(52a～52d)、在沿著各個(gè)基臺(tái)部(52a～52d)相對(duì)面(40a)的方向的一個(gè)端部上被連接于導(dǎo)電膜(202)的供電部(53a～53d)；基臺(tái)部(52a～52d)是以其兩端部被接合于該相對(duì)面(40a)并且其中央部從該相對(duì)面(40a)分離的方式被構(gòu)成的，而且是以供電部(53a～53d)一側(cè)的一個(gè)端部的截面積成為比另一個(gè)端部上的截面積大的方式被形成的。
文檔編號(hào)H01J43/04GK102468108SQ201010546518
公開日2012年5月23日 申請(qǐng)日期2010年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月11日
發(fā)明者下井英樹, 久嶋浩之 申請(qǐng)人:浜松光子學(xué)株式會(huì)社