Brevet FR2778017A1 — publié le 19991029

PROCEDE DE FABRICATION D'UN INTENSIFICATEUR D'IMAGES DE RAYONS X, ET INTENSIFICATEUR D'IMAGES DE RAYONS X FABRIQUE PAR CE PROCEDE L'invention concerne un intensificateur d'images de rayons X, dans lequel au moins deux éléments sont assemblés l'un à l'autre. D'après la demande DE 44 30 623 A1, on connaît un intensificateur d'images de rayons X, dans lequel un bord de l'écran primaire est, par un assemblage par serrage, assemblé à un bord d'un boîtier de l'intensifisateur d'images de rayons X. On sait en outre assembler le bord de l'écran primaire au bord du boîtier, grâce à une soudure par diffusion, un assemblage collé ou par l'intermédiaire d'un polyimide. On sait en outre assembler l'écran primaire, par un assemblage soudé, par exemple un soudage laser, au boîtier ou à des parties du boîtier de l'intensificateur d'images de rayons X, et de même assembler l'écran secondaire au boîtier par brasage ou soudage. Dans ces techniques d'assemblage, on ne peut pas garantir d'une manière absolue une parfaite étanchéité au vide. Les défauts d'étanchéité réduisent cependant la durée de vie des intensificateurs d'images de rayons X en diminuant la dépression, et en permettant l'introduction d'air ambiant, ce qui conduit à une diminution de la sensibilité de la photocathode. Selon le type de photocathode, un débit de fuite de l'ordre de 10-12 mbar.l/s peut conduire à une diminution de 10 % de la sensibilité de la photocathode dans les trois ans. Présentent un caractère particulièrement critique en liaison avec ces défauts d'étanchéité les intensificateurs d'images de rayons X de grand diamètre, en particulier quand il s'agit de réunir des matériaux différents, par exemple l'écran primaire, constitué d'aluminium, et le boîtier sous vide, qui est par exemple constitué d'acier inoxydable ou d'une céramique. Même les assemblages brasés entre un métal et une céramique peuvent conduire à des défauts d'étanchéité, ou même présenter ces défauts. 2 2778017 Ces défauts d'étanchéité, en particulier ceux qui sont peu importants, ne peuvent pas toujours être détectés lors du contrôle des éléments de l'intensificateur d'images de rayons X, car ils se trouvent souvent endessous du seuil de détection des détecteurs de fuites. Pour contrôler l'étanchéité au vide, on utilise des détecteurs de fuites à hélium, dont la limite de détection est de l'ordre de 10-9 mbar.l/s. Si des éléments du boîtier sous vide de l'intensificateur d'images de rayons X dépassent ce débit de fuite, ils ne sont pas repris dans la suite du processus de production, ce qui conduit à des dépenses inutiles. Les pièces dont le débit de fuite est inférieur à la limite ci- dessus peuvent ensuite être utilisées pour fabriquer l'intensificateur d'images de rayons X. Si l'intensificateur d'images de rayons X est fabriqué en éléments préfabriqués, la réalisation du vide, le chauffage et la fabrication de la photocathode s'effectuent par vaporisation par exemple de césium et d'antimoine dans le volume intérieur des tubes à vide (du boîtier). Le capillaire de pompage en verre, en nickel ou en cuivre, est écrasé ou fondu après fabrication de la photocathode; et on place une pompe de Penning dans l'intensificateur d'images de rayons X pour éliminer les gaz résiduels jusqu'à 108 mbar, et on mesure le courant de Penning. Après un temps de repos d'environ 50 heures, on lance de nouveau la pompe de Penning par application d'une haute tension, et on mesure une fois de plus le courant de Penning. A partir de la différence ainsi déterminée entre les courants de Penning, il est possible de calculer la différence de pression à l'intérieur de l'intensificateur d'images de rayons X. La limite de détection des fuites qui en résulte est de l'ordre de 10.11 mbar.l/s. Dans les intensificateurs d'images de rayons X présentant une grande différence de courants de Penning, l'augmentation de la pression est observée dans un environnement différent (air ou argon, ou méthane), ce pour quoi on utilise l'ionisation, qui dépend du gaz résiduel, des pompes de Penning. Par collage de points d'assemblage à une feuille plastique, on localise par la technique d'exclusion le défaut d'étanchéité, et on l'obture par scellage à l'aide d'un vernis d'obturation des fuites. Avec ce procédé, le seuil de détection du détecteur de fuites est de l'ordre de 10-12 mbar.l/s. Un inconvénient de ce procédé, qui est long, réside dans le risque que de l'air pénètre dans l'intensificateur d'images de rayons X avant l'obturation de la fuite, ou que du solvant arrive dans le volume 3 2778017 intérieur de l'intensificateur d'images de rayons X, en provenant du vernis d'obturation des fuites, et détruise la photocathode. L'invention vise donc à mettre à disposition un procédé pour fabriquer un intensificateur d'images de rayons X et un intensificateur d'images de telle sorte qu'en particulier le point d'assemblage entre deux éléments assemblés l'un à l'autre de l'intensificateur d'images de rayons X présente une grande étanchéité au vide, et que la durée du contrôle de l'étanchéité au vide puisse être considérablement écourtée. Ce but est atteint par un procédé dans lequel on prévoit, au moins dans la zone de l'assemblage entre deux éléments assemblés l'un à l'autre de l'intensificateur d'images de rayons X, un revêtement qui recouvre entièrement au moins la zone de l'assemblage, pour assurer un scellage étanche au vide de l'assemblage. L'invention a aussi pour objet un intensificateur d'images de rayons X pour images radioscopiques tel que fabriqué par le procédé suivant l'invention. Le procédé et l'intensificateur d'images de rayons X selon l'invention présentent l'avantage qu'un revêtement, qui recouvre complètement au moins la zone de l'assemblage, et destiné à obturer l'assemblage d'une manière étanche au vide, est prévu au moins dans la zone de l'assemblage entre deux éléments assemblés l'un à l'autre de l'intensificateur d'images de rayons X. La zone d'assemblage est ainsi scellée, et l'étanchéité au vide de l'intensificateur d'images de rayons X est considérablement augmentée, ce qui conduit à un nombre plus petit de rebuts de pièces de l'intensificateur d'images de rayons X, et d'autre part il n'est plus nécessaire de procéder à une détection des fuites. Il est avantageux que le revêtement soit constitué d'un métal, d'un matériau semi-conducteur ou d'un matériau isolant, qui par évaporation ou par pulvérisation cathodique est appliqué sur la surface intérieure et/ou la surface extérieure dans la zone de l'assemblage des pièces. Cette technique de revêtement exige peu de temps, et permet d'appliquer d'une manière fiable un revêtement ayant une épaisseur suffisante. Il s'est avéré avantageux que le revêtement soit constitué de Cr, Ni, Cu ou AI, ou comprenne ces métaux, et/ou que le revêtement soit constitué d'AI203 ou de SiO2, ou encore de Csl, ou contienne ces composés. 4 2778017 Le procédé est particulièrement avantageux et rapide si les éléments mentionnés plus haut sont configurés comme la fenêtre d'entrée et le boîtier de l'intensificateur d'images de rayons X, et si le revêtement, qui est appliqué sur la surface intérieure dans la zone de l'assemblage des éléments, est constitué de Csl:Nal. La couche luminescente de la fenêtre d'entrée de l'intensificateur d'imges de rayons X recouvre ainsi la zone de l'assemblage de la fenêtre d'entrée et du boîtier de l'intensificateur d'images de rayons X, de sorte que l'application de la couche luminescente d'entrée, qui de toutes façons est nécessaire, assure simultanément un effet d'étanchéité. L'étanchéification de l'intensificateur d'images de rayons X n'exige donc pas d'opérations particulières, ce qui conduit à des économies de matières, de temps et donc à un coût moindre. L'invention sera mieux comprise en regard de la description ci-après et des dessins annexés, qui présentent des exemples de réalisation de I'invention, dessins dans lesquels: La Figure 1 est une vue de principe en coupe longitudinale d'un intensificateur d'images de rayons X selon l'invention, La Figure 2 est un exemple de réalisation d'un revêtement dans la zone de l'assemblage de deux éléments assemblés, La Figure 3 présente un autre exemple de réalisation d'un revêtement dans la zone de l'assemblage de deux éléments assemblés, La Figure 4 est un troisième exemple de réalisation d'un revêtement dans la zone de l'assemblage de deux éléments assemblés, et La Figure 5 est un quatrième exemple de réalisation d'un revêtement dans la zone de l'assemblage de deux éléments, de préférence assemblés, d'un intensificateur d'images de rayons X. Sur la Figure 1, le repère 1 désigne un boîtier, qui est un premier élément d'un intensificateur d'images de rayons X, et qui peut être constitué de céramique, d'aluminium ou d'acier inoxydable. Ce boîtier 1 est obturé par un substrat 2 d'un écran primaire, qui représente un deuxième élément de l'intensificateur d'images de rayons X. Le substrat 2 de l'écran primaire peut être constitué d'aluminium ou d'un matériau composite à base d'aluminium et d'acier inoxydable, I'acier inoxydable étant éliminé dans la zone utilisée pour la production de l'image. Les bords 3 du substrat 2 de l'écran primaire sont assemblés au bord frontal 4 du boîtier 1, qui peut être configuré comme une 2778017 bride en acier inoxydable ou en Vacon, par une technique d'assemblage, par exemple par soudage (soudage laser, soudage par friction ou par diffusion), brasage, collage, ou par une autre technique d'assemblage appropriée. Une couche luminescente d'entrée 5, par exemple en Csl:Nal, est appliquée par une technique d'application appropriée, par exemple par évaporation, sur la surface intérieure 6 du substrat 2 de l'écran primaire, l'évaporation étant réalisée de façon que le Csl:Nal se dépose au moins dans la zone de l'assemblage 7 du substrat 2 de l'écran primaire et du boîtier 1. Pour une épaisseur typique de 400 pm de la couche luminescente d'entrée, on atteint facilement l'effet d'étanchéité voulu. Un autre avantage de cette façon de faire réside dans le fait qu'elle influe favorablement sur l'évacuation de la température, en raison du pouvoir d'accumulation de chaleur du bord 3, constitué par exemple d'acier inoxydable, du substrat 2 de l'écran primaire lors de l'application du Csl:Nal, ce qui permet de faire appel a une technologie de métallisation directe du substrat 2 de l'écran primaire. Grâce à cette technique de métallisation directe, le DQE (Detective Quantum Efficiency, rendement quantique de détection) de l'intensificateur d'images de rayons X augmente d'environ 3 % par rapport à un procédé de fabrication classique. Dans les éléments de l'intensificateur d'images de rayons X représentés d'une manière schématique sur les Figures 2 à 4, les pièces déjà mentionnées sur la Figure 1 portent les mêmes numéros de référence. Au contraire de l'exemple de réalisation de la Figure 1, un revêtement 8 est appliqué par PVD (déposition physique en phase vapeur) sur la surface intérieure de l'assemblage 7, en obturant un éventuel défaut d'étanchéité des éléments assemblés 1, 2, et ce, dans la zone de l'assemblage 7 entre deux éléments 1, 2, réunis et assemblés l'un à l'autre, selon l'exemple de réalisation de la Figure 2. Au contraire de l'exemple de réalisation selon la Figure 2, ce revêtement 8, dans l'exemple de réalisation selon la Figure 3, est appliqué sur la surface extérieure de l'assemblage 7. Dans le cadre de l'invention, il est 3 0 bien entendu que, selon la Figure 4, on peut appliquer un revêtement d'étanchéification 8 tant dans la zone de la surface intérieure de l'assemblage 7 que sur la surface extérieure de l'assemblage 7. L'épaisseur de couche de ce revêtement 8 devrait de préférence être de 0, 1 à 1 pm. Mais cette épaisseur peut être plus grande quand on veut que ce revêtement 8 ait aussi 3 5 une autre fonction, par exemple de modification ou d'ajustement de la conductivité ou de la luminescence. Ce revêtement 8 peut être appliqué tant par métallisation sous vide que par pulvérisation cathodique, auquel cas on a obtenu de bons résultats en faisant tourner les éléments 1, 2 autour d'une source de vapeur en position excentrée, pour obtenir une couche uniforme. En tant que matériau de métallisation, on peut envisager en particulier tous les métaux qui ont une bonne adhérence, par exemple Cr, Ni, Cu, AI, ainsi que des isolants, par exemple A1203, SiO2, Csl, et aussi des matériaux semi- conducteurs, qui par exemple contiennent du silicium. Dans l'intensificateur d'images de rayons X selon la Figure 5, et au contraire des exemples de réalisation selon les Figures 1 à 4, le bord frontal 4 du boîtier 1 et le bord 3 du substrat 2 de l'écran primaire sont de préférence assemblés l'un à l'autre par intercalation d'une bague 9 en acier inoxydable. Ici aussi, le revêtement 8 s'étend en particulier sur l'assemblage du bord 3 du substrat 2 de l'écran primaire avec la bague 9 en acier inoxydable. Grâce à cette bague 9 en acier inoxydable, on réalise un assemblage soudé particulièrement bon et étanche, même quand le boîtier 1 de l'intensificateur d'images de rayons X est fabriqué en acier inoxydable. Dans l'exemple de réalisation, le substrat 2 de l'écran primaire, constitué d'aluminium, est assemblé par un assemblage par soudage par friction à un support en acier inoxydable, par exemple une bague 9 en acier inoxydable. Un tel assemblage soudé par friction est étanche au vide et simple à réaliser. De plus, on n'est pas confronté aux problèmes dus aux différences de coefficients de dilatation de l'aluminium et de l'acier inoxydable, et qui risqueraient d'apparaître en particulier en soudage thermique. 2 5 Grâce au procédé décrit ci-dessus pour étanchéifier d'éventuels défauts d'étanchéité entre deux éléments, réunis et assemblés l'un à l'autre, de l'intensificateur d'images de rayons X, on peut renoncer à l'utilisation d'un vernis de bouchage des fuites. En particulier, ce revêtement peut être exposé, lors de processus thermiques, à des températures très élevées, qui dépendent 3 0 de la pression de vapeur et de la pression ambiante. Dans le cadre de l'invention, il est possible d'assembler l'un à l'autre et d'étanchéifier non seulement le boîtier 1 et le substrat 2 de l'écran primaire d'un intensificateur d'images de rayons X, mais encore d'assurer l'étanchéité, grâce au procédé selon l'invention, des zones d'assemblage entre les 7 2778017 éléments du boîtier et/ou le boîtier proprement dit et le substrat de l'écran secondaire. LISTE DES NUMEROS DE REFERENCE 1 Boîtier 2 Substrat de l'écran primaire 3 Bord du substrat de l'écran primaire 4 Bord frontal Ecran luminescent primaire 6 Surface intérieure du substrat de l'écran primaire 7 Assemblage 8 Revêtement 9 Bague en acier inoxydable REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'un intensificateur d'images de rayons X, caractérisé en ce qu'on prévoit, au moins dans la zone de l'assemblage entre deux éléments (1, 2) assemblés l'un à l'autre de l'intensificateur d'images de rayons X, un revêtement qui recouvre entièrement au moins la zone de l'assemblage, pour assurer un scellage étanche au vide de l'assemblage. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le revêtement est constitué d'un métal, d'un matériau semi-conducteur et/ou 0 d'un matériau isolant, et est appliqué par métallisation sous vide ou par pulvérisation cathodique sur la surface intérieure et/ou la surface extérieure au moins dans la zone de l'assemblage. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le revêtement est constitué de Cr, Ni, Cu, AI, ou comprend ces éléments. 4. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le revêtement est constitué d'AI203, de SiO2, de Csl, ou comprend ces composés. 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les éléments (1, 2) sont configurés comme un boîtier (1) et un substrat (2) de l'écran primaire, le revêtement appliqué sur la surface intérieure de l'assemblage étant constitué de Csl:Nal. 6. Intensificateur d'images de rayons X, caractérisé en ce qu'il est fabriqué par l'un des procédés selon les revendications 1 à 5.