[发明专利]X射线靶及具备该X射线靶的X射线产生装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种包括使靶材成膜于表面的照射窗的X射线靶及具备该X射线靶的X射线产生装置。

背景技术

先前，X射线产生装置(X射线管)有图2(b)所示的反射型的类型及图2(a)所示的穿透型的类型。在反射型的类型中，对靶照射电子束(electron beam)B，朝向与电子束B不同的方向(例如正交方向)射出来自靶的X射线(图2(a)及图2(b)中以“Xray”表示)。另一方面，在穿透型的类型中，对靶照射电子束B，通过来自靶的X射线穿透靶，而向与电子束B相同的方向射出X射线。

当在能够非破坏性地观察试样的内部的微聚焦X射线检查装置中使用X射线管时，需要使作为X射线源的靶与试样尽可能地接近。在反射型的类型中，按照收容靶的真空容器与靶之间的距离程度，无法使靶与试样接近。与此相对，在穿透型的类型中，通过将使靶材成膜的照射窗安装于真空容器，可以使靶与试样相互接近至大致可接触的位置。其结果为，可以高度放大地观察试样。

在穿透型的类型的靶(穿透型靶)中，对于支撑靶膜的基材，需要X射线的吸收少以及导热率好。金刚石满足这两方面的要求，因此作为基材优越，从而被提出使用(例如，参照专利文献1、专利文献2)。作为满足两方面的要求的基材，除了金刚石以外，如专利文献2所示还有氮化硼(BN：Boron Nitride)等。

照射窗形成真空容器的一部分，所以与真空容器需要以气密状态来安装，但是难以将金刚石板(diamond plate)直接安装于真空容器。因此，借由将金属框架钎焊(brazing)于金刚石的周围，而容易安装于真空容器。在穿透型的类型中，金刚石板为薄膜，以使得X射线易于穿透靶。

金刚石的热膨胀率为1×10^-6/K而非常小，所以如果金属框架的热膨胀率大，则会由于热膨胀差所引起的收缩量的差而在钎焊时使薄膜的金刚石板破裂。因此，在支撑金刚石的金属框架中，使用热膨胀率4.8×10^-6/K的Mo(钼)或热膨胀率4.3×10^-6/K的W(钨)等低热膨胀率的材料。

[现有技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本专利特开平4-144045号公报

[专利文献2]日本专利特开平5-343193号公报

发明内容

[发明所要解决的问题]

但是，当将Mo或W用作金属框架时，存在如下所述的问题。即，当使电子束抵碰于穿透型靶而产生X射线时，电子束的能量大部分被转换成热，所以穿透型靶的温度上升。当使穿透型靶与试样接触而高度放大地观察试样时，在现有的穿透型靶的情况下有可能因为过热而损伤试样。

穿透型靶周边的空间有限，难以设置使冷却水流动的空冷风机(air-cooling fan)等特殊的冷却机构。主要的排热机构只是通过零件的导热而散逸至X射线管框体(真空容器)，因此为了使穿透型靶的温度为规定温度以下，只有限制所入射的电子束的能量。限制电子束的能量，意味着限制X射线量。

当如上所述在金属框架中使用Mo或W等低热膨胀率的材料时，可以解决所述热膨胀差，但是由于Mo的导热率为138W/m/K，W的导热率为172W/m/K，导热率小，所以难以向外部散热。因此，期望通过现有的构成以外的方式来防止照射窗(穿透型靶自身)的破裂。

本发明是鉴于如上所述的情况而完成的，目的在于提供一种可防止照射窗的破裂的X射线靶及具备该X射线靶的X射线产生装置。

[解决问题的手段]

本发明为了达成如上所述的目的，采用如下构成。

即，本发明的X射线靶包括：照射窗，使靶材成膜于表面；第1框架，与所述照射窗接合，支撑所述照射窗；以及第2框架，未与所述照射窗接合，而与所述第1框架接合，由所述第1框架金属形成；并且以所述照射窗与所述第1框架的热膨胀率的差小于所述照射窗与所述第2框架的热膨胀率的差的方式而构成。

根据本发明的X射线靶，将支撑照射窗的框架分成靠近照射窗的(与照射窗接合，支撑照射窗的)第1框架与(未与照射窗接合，而与第1框架接合，支撑第1框架，且由金属形成的)第2框架，并分别使用不同的材料。通过以照射窗与第1框架的热膨胀率的差小于照射窗与第2框架的热膨胀率的差的方式而构成，可以防止因为收缩量的差所引起的照射窗的破裂。

并且，本发明的X射线产生装置包括本发明的X射线靶、以及收容所述X射线靶的容器。

根据本发明的X射线产生装置，通过包括可防止照射窗的破裂的X射线靶，可以不限制X射线量而产生X射线。