冷阴极X射线产生器的封装结构及其抽真空的方法技术

本发明专利技术公开一种冷阴极X射线产生器的封装结构及其抽真空的方法。该冷阴极X射线产生器的封装结构，包含一冷阴极、一聚焦组件、一阳极靶材、一玻璃球管，其中该冷阴极、该聚焦组件、该阳极靶材顺序安装于该玻璃球管内，且该冷阴极的电子发射端面向该阳极靶材，该阳极靶材具有一斜面，以使所产生的X射线由一位于该阳极靶材与该聚焦组件的一X射线窗口射出，该冷阴极一连接第一引脚，该阳极靶材连接阳极引脚，其中，冷阴极的周围设有一钨丝，钨丝一接脚连接基座或冷阴极，另一接脚为专用接脚，钨丝仅在抽真空时有用，该玻璃球管的两支引脚连接于一倍压组件模块的输出端，两者再被一高压绝缘胶及一铅壳封住，除该X射线窗口例外。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术关于一种冷阴极X射线电子束产生器，特别是指一种阴极具有多重壁碳膜形成于金属为X射线电子束产生器，而在X射线电子束产生器封装过程中，以内置的钨丝激发热电子，以加速的热电子撞击球管玻璃与阳极靶材的污染物，以加速抽真空。
技术介绍
一X射线电子束产生器根据场电子发射量子理论产生场发射电子。场发射电子的基本原理为，于不施加电场时，一导体的电子必须具有足够的能量方能有机会穿过势能垒(potentialenergybarrier)而到达真空侧。当施加一电场时，能带(energyband)发生弯曲，使得电子无需具有巨大能量便可穿过势能垒而到达真空侧。当所施加的电场增大时，电子所要穿过的势能垒减小，且所产生电流的强度增大。根据电磁理论，一物体的一尖端相较该物体的一钝端积聚更多的电荷。换言之，一物体的一尖端相较该物体的一钝端具有一更强的电场。因此，一场发射阴极(即X射线电子束产生器)的电子发射部被设计成尖端形状，进而无需施加高电压便可产生一较强的电场。目前，X射线电子束产生器通常是于一微波组件、传感器、面板显示器等等中用作一电子来源。电子发射的效率主要取决于一场发射阴极(即X射线电子束产生器)的组件结构、材质以及形状。场发射阴极是由诸如硅、金刚石及碳纳米管(carbonnanotube)等金属制成。这些材质当中，碳纳米管尤其重要，原因在于碳纳米管的开口极细且稳定、具有低的传导场及高的发射电流密度并且非常稳定。由于具有此等特性，碳纳米管非常适用于场发射阴极。因此，碳纳米管将极有可能取代其它材料而成为下一代场发射材料。场发射阴极可用作一X射线电子束产生器(例如X射线管)的一阴极。一X射线电子束产生器是封装一阴极、一电磁透镜光圈(electromagnetic-lensaperture)以及一阳极靶于一玻璃容器内。已知的热离子阴极氖管(thermioniccathodeneontube)可由碳纳米管取代。当于一X射线电子束产生器中利用一热离子阴极氖管时，约99％的电能被转变成热量。因此，须以冷却水冷却热离子阴极氖管。相反，碳纳米管可于较小的电场强度下发射电子束，因而将电能转变成电子束的效率高于热离子阴极氖管。另外，当于一X射线电子束产生器中使用碳纳米管时，无需使用冷却过程。利用碳纳米管作为冷电子阴极以产生X射线电子束的技术首先于Zhou等人所提交的美国专利第6,533,096号。Zhou等人利用具纳米结构的材料作为阴极场发射的一发射源。此外，据Zhou等人宣称，可获得4A/cm2的电流密度。不过，该专利技术的起始电场约至3V/μm-5V/μm，在电流密度高于30mA/cm2时不稳定。专利技术人因此发表一X射线产生器专利技术专利，是一种低起始电场约至0.3V/μm即可发出X射线的冷电子阴极。请参见美国专利号第8,559,599号。如图1所示的阴极111结构中，是由基座110上的金属条上以化学气相沉积技术成长的碳膜层作为电子束发射器。冷阴极为110C。110W为侧壁。只是，在封装过程中，发现欲使玻璃球管达到所需目标区(约1.0E-8torr)真空度，得以涡轮泵(turbopump)抽一段时间，约3小时才能达到预定的真空度1.0E-8至1.0E-9torr。然，X射线产生器于使用一段时间后(约使用100次)，以这X射线产生器所拍摄的相片，又不再那么清晰。专利技术人经多次实验分析，导致X射线相片质量变劣的主要原因是玻璃球管内部的真空度再度变差了。以下，本专利技术将提出一技术以克服上述的问题。以这X射线产生器所拍摄的相片，可以在使用一段使用次数后仍保有原X射线产生器所拍摄的相片质量。另外，冷电子X射线电子束产生器应用于人体X光拍摄时，高达60kV-70kV的高电压，有端子放电的问题。有鉴于前述，本专利技术将提供一技术以克服前述的问题
技术实现思路
本专利技术的一目的提供一冷阴极X射线产生器的封装结构，能够在使用一段时间(次数)仍保有如初的真空洁净度，而利于维持由X射线产生器所拍摄的照片质量。本专利技术的另一目的提供一冷阴极X射线产生器的封装结构中玻璃球管的抽真空的方法。本专利技术的另一目的提供一冷阴极X射线产生器的封装结构中以钨丝加热协助玻璃球管的抽真空的方法。本专利技术的再一目的提供一冷阴极X射线产生器的封装结构中以高压绝缘胶防止放电。本专利技术的技术解决方案是：冷阴极X射线产生器的封装结构，包含一冷阴极、一聚焦组件、一阳极靶材、一玻璃球管，其中该冷阴极、该聚焦组件、该阳极靶材顺序安装于该玻璃球管内，且该冷阴极的电子发射端面向该阳极靶材，该阳极靶材具有一斜面，以使所产生的X射线由一位于该阳极靶材与该聚焦组件的一X射线窗口射出，该冷阴极连接第一引脚，该阳极靶材连接阳极引脚，其中，该冷阴极X射线产生器的封装结构包含：该基座与该冷阴极隔离，该基座连接第二引脚，也连接钨丝的一接脚，该钨丝的另一接脚连接钨丝专用引脚，该钨丝专用引脚只于该玻璃球管被抽真空时施加电压以加热该钨丝时使用，当该玻璃球管已完全封闭后该钨丝专用引脚与该冷阴极X射线产生器的使用无关。本专利技术的另一技术方案是：冷阴极X射线产生器的封装结构，包含一基座、冷阴极、一聚焦组件、一阳极靶材、一玻璃球管，其中该冷阴极、该聚焦组件、该阳极靶材顺序安装于该玻璃球管内，且该冷阴极的电子发射端面向该阳极靶材，该阳极靶材具有一斜面，以使所产生的X射线由一位于该阳极靶材与该聚焦组件的一X射线窗口射出，该冷阴极连接第一引脚，该阳极靶材连接阳极引脚，其中，该基座与该冷阴极连接，该基座连接第二引脚，也连接钨丝的一接脚，该钨丝的另一接脚连接钨丝专用引脚，该钨丝专用引脚只于该玻璃球管被抽真空时施加电压以加热该钨丝时使用，当该玻璃球管已完全封闭后该钨丝专用引脚与该冷阴极X射线产生器的使用无关。本专利技术的再一技术方案是：冷阴极X射线产生器的封装结构，包含一倍压组件模块、一玻璃球管、一振荡电路及一电池，其中，该玻璃球管顺序内置有基座、冷阴极、一聚焦组件、一阳极靶材，该聚焦组件及该阳极靶材之间有一X射线窗口，该冷阴极位于该基座上且电性隔离，该基座旁设有一钨丝，该钨丝的一接脚与该基座引脚共享，该钨丝的另一专用引脚只于该玻璃球管被抽真空时施加电压以加热该钨丝时使用，该冷阴极引脚及连接该阳极靶材的引脚连接于该倍压组件模块的输出端，该倍压组件模块与该玻璃球管连接上述的引脚被以高压绝缘胶及一铅壳封住而封装为一体，只留下该X射线窗口。本专利技术的再一技术方案是：冷阴极X射线产生器的封装结构，包含本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种冷阴极X射线产生器的封装结构，包含一基座、冷阴极、一聚焦组件、一阳极靶材、一玻璃球管，其中所述冷阴极、所述聚焦组件、所述阳极靶材顺序安装于所述玻璃球管内，且所述冷阴极的电子发射端面向所述阳极靶材，所述阳极靶材具有一斜面，以使所产生的X射线由一位于所述阳极靶材与所述聚焦组件的一X射线窗口射出，所述冷阴极连接第一引脚，所述阳极靶材连接阳极引脚，其特征在于，所述冷阴极X射线产生器的封装结构包含：所述基座与所述冷阴极隔离，所述基座连接第二引脚，也连接钨丝的一接脚，所述钨丝的另一接脚连接钨丝专用引脚，所述钨丝专用引脚只于所述玻璃球管被抽真空时施加电压以加热所述钨丝时使用，当所述玻璃球管已完全封闭后所述钨丝专用引脚与所述冷阴极X射线产生器的使用无关。

【技术特征摘要】
2014.11.20 TW 1031403251.一种冷阴极X射线产生器的封装结构，包含一基座、冷阴极、一聚焦组件、
一阳极靶材、一玻璃球管，其中所述冷阴极、所述聚焦组件、所述阳极靶材顺序安装
于所述玻璃球管内，且所述冷阴极的电子发射端面向所述阳极靶材，所述阳极靶材具
有一斜面，以使所产生的X射线由一位于所述阳极靶材与所述聚焦组件的一X射线
窗口射出，所述冷阴极连接第一引脚，所述阳极靶材连接阳极引脚，其特征在于，所
述冷阴极X射线产生器的封装结构包含：
所述基座与所述冷阴极隔离，所述基座连接第二引脚，也连接钨丝的一接脚，所
述钨丝的另一接脚连接钨丝专用引脚，所述钨丝专用引脚只于所述玻璃球管被抽真空
时施加电压以加热所述钨丝时使用，当所述玻璃球管已完全封闭后所述钨丝专用引脚
与所述冷阴极X射线产生器的使用无关。
2.如权利要求1所述的冷阴极X射线产生器的封装结构，其特征在于，所述冷
阴极X射线产生器的封装结构更包含一倍压组件模块，一振荡电路及一电池，其中，
所述倍压组件模块输出端电连接所述玻璃球管的第一引脚及阳极引脚，且所述倍压组
件模块与所述玻璃球管被以高压绝缘胶封装为一体，只留下一X射线窗口，其中，
所述电池的电力经由被所述振荡电路及所述倍压组件模块的作用而升压至数十千伏
的高压。
3.如权利要求2所述的冷阴极X射线产生器的封装结构，其特征在于，于所述
高压绝缘胶封装前，更包含一第一铅筒薄壳包覆所述玻璃球管，所述第一铅筒薄壳在
所述X射线窗口位置是裸露的，一高压绝缘胶包覆所述第一铅筒薄壳与所述倍压组
件模块，其中所述的X射线窗口在所述第一铅筒薄壳、高压绝缘胶包覆后，在所述X
射线窗口位置仍是裸露的。
4.如权利要求1所述的冷阴极X射线产生器的封装结构，其特征在于，所述冷
阴极是由一基座及在基座上的金属条所组成，所述金属条上沉积有碳膜层，用以发射
电子。
5.如权利要求1所述的冷阴极X射线产生器的封装结构，其特征在于，所述冷
阴极是一碳膜层，所述碳膜层形成于基座上的一曲面上。
6.一种冷阴极X射线产生器的封装结构，其特征在于，所述冷阴极X射线产生

\t器的封装结构包含一基座、冷阴极、一聚焦组件、一阳极靶材、一玻璃球管，其中所
述冷阴极、所述聚焦组件、所述阳极靶材顺序安装于所述玻璃球管内，且所述冷阴极
的电子发射端面向所述阳极靶材，所述阳极靶材具有一斜面，以使所产生的X射线
由一位于所述阳极靶材与所述聚焦组件的一X射线窗口射出，所述冷阴极连接第一
引脚，所述阳极靶材连接阳极引脚，其中，所述基座与所述冷阴极连接，所述基座连
接第二引脚，也连接钨丝的一接脚，所述钨丝的另一接脚连接钨丝专用引脚，所述钨
丝专用引脚只于所述玻璃球管被抽真空时施加电压以加热所述钨丝时使用，当所述玻
璃球管...

【专利技术属性】
技术研发人员：蓝文厚，许艺腾，黄宏江，
申请(专利权)人：能资国际股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71