(57)【要約】【課題】高い気密性で金属容器内部が密閉されるように金属容器とベリリウム箔を接合できるＸ線検出器及びその製造方法を提供する。【解決手段】内部にＸ線の検出用部品が格納され、Ｘ線が通過する入射口が開口された金属容器と、入射口を覆って配置されたＸ線を透過させるベリリウム箔と、入射口の周囲を囲んで金属容器に配置された、熱膨張係数がベリリウム箔と同等の金属を材料とする窓板と、ベリリウム箔の外周部と窓板とを気密接合する金属接合材とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部にＸ線の検出用部品が格納され、前記Ｘ線が通過する入射口が開口された金属容器と、
前記入射口を覆って配置された前記Ｘ線を透過させるベリリウム箔と、
前記入射口の周囲を囲んで前記金属容器に配置された、熱膨張係数が前記ベリリウム箔と同等の金属を材料とする窓板と、
前記ベリリウム箔の外周部と前記窓板とを気密接合する金属接合材と
を備えることを特徴とするＸ線検出器。
【請求項２】
前記ベリリウム箔の前記外周部において、前記金属接合材が前記ベリリウム箔に拡散することを防止するバリアメタル膜が前記金属接合材と前記ベリリウム箔との間に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のＸ線検出器。
【請求項３】
前記金属接合材が金膜であり、前記バリアメタル膜がニッケル膜であることを特徴とする請求項２に記載のＸ線検出器。
【請求項４】
前記窓板の材料がステンレス鋼であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のＸ線検出器。
【請求項５】
前記窓板の前記金属接合材に対向する表面に、前記金属接合材と前記窓板との接合強度を向上する補強金属膜が配置されていることを特徴とする請求項４に記載のＸ線検出器。
【請求項６】
前記金属接合材が金膜であり、前記補強金属膜がニッケル膜であることを特徴とする請求項５に記載のＸ線検出器。
【請求項７】
前記窓板の材料がニッケルであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のＸ線検出器。
【請求項８】
Ｘ線を透過させるベリリウム箔、及び、内部に前記Ｘ線の検出用部品が格納され、前記Ｘ線が通過する入射口が開口された金属容器をそれぞれ準備するステップと、
前記ベリリウム箔の外周部に第１の金属接合材を形成するステップと、
熱膨張係数が前記ベリリウム箔と同等の金属を材料とする環形状の窓板に、前記第１の金属接合材と同じ材料の第２の金属接合材を形成するステップと、
前記窓板の開口領域を覆うように前記ベリリウム箔を配置した状態で、前記第１の金属接合材と前記第２の金属接合材とを接合して前記ベリリウム箔の外周部と前記窓板とを気密接合するステップと、
前記金属容器の前記入射口の周囲を囲んで前記窓板が配置されるように、前記金属容器に前記窓板を接合するステップと
を含むことを特徴とするＸ線検出器の製造方法。
【請求項９】
前記第１の金属接合材を形成するステップが、
前記ベリリウム箔の前記外周部に、前記第１の金属接合材が前記ベリリウム箔に拡散することを防止するバリアメタル膜を形成する段階と、
前記バリアメタル膜の上に前記第１の金属接合材を形成する段階と
を含むことを特徴とする請求項８に記載のＸ線検出器の製造方法。
【請求項１０】
前記第１の金属接合材が金膜であり、前記バリアメタル膜がニッケル膜であることを特徴とする請求項９に記載のＸ線検出器の製造方法。
【請求項１１】
前記窓板の材料がステンレス鋼であり、
前記第２の金属接合材を形成するステップが、
前記窓板の前記第２の金属接合材に対向する表面に、前記第２の金属接合材と前記窓板との接合強度を向上する補強金属膜を形成する段階と、
前記補強金属膜の上に前記第２の金属接合材を形成する段階と
を含むことを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか１項に記載のＸ線検出器の製造方法。
【請求項１２】
前記第２の金属接合材が金膜であり、前記補強金属膜がニッケル膜であることを特徴とする請求項１１に記載のＸ線検出器の製造方法。
【請求項１３】
前記窓板の材料がニッケルであることを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか１項に記載のＸ線検出器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内部が気密封止されたＸ線検出器及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線検出器は、検出対象のＸ線が透過する薄い膜状の入射窓が金属容器（筐体）に接続された構造である。Ｘ線検出器では、金属容器の内部を真空状態に保ったり特定のガスを金属容器の内部に封入したりするために、金属容器の内部を気密封止することが一般的に行われる。
【０００３】
例えば、Ｘ線検出器の金属容器の内部に搭載される検出用部品の温度調整のために、金属容器の内部を真空に保って外部からの熱の影響（熱伝導）を抑制することがある。また、比例計数管では、検出用部品である陽極線におけるリーク電流を抑制するために金属容器の内部を乾燥窒素などの気体で満たしたり、気体の電離作用を利用して信号増幅を行うために金属容器の内部に不活性ガスを満たしたりする。
【０００４】
Ｘ線検出器の入射窓には、Ｘ線の透過率が高い薄膜状のベリリウム（Ｂｅ）箔が一般的に使用されている。低エネルギーのＸ線の透過率を上げるためにはベリリウム箔は薄いほど好ましい。通常、ベリリウム箔と金属容器との接合時におけるクラック発生などのベリリウム箔の破損やベリリウム箔の反りによる接合不良を回避するために、ベリリウム箔と金属容器とは樹脂の接着剤によって接着される。しかし、金属容器の脱ガス処理工程においてベリリウム箔と金属容器とを接着している樹脂が熱分解する懸念があるため、脱ガス処理工程のベーキング温度は１００℃以下に制限され、ベーキング時間が長くなる。これに対し、ベリリウム箔と金属容器とをロウ材によって接合する方法がある（例えば、特許文献１参照。）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２６７１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ベリリウム箔と金属容器とをロウ材によって接合するためには真空ベーク炉が必要であり、設備投資額が増大する。また、薄いベリリウム箔とロウ材が反応するため、ベリリウム箔がロウ材に侵食されて製品歩留まりが低下する。
【０００７】
また、Ｘ線検出器をヘリウム（Ｈｅ）ガスやネオン（Ｎｅ）ガスなどの不活性ガス雰囲気で使用する場合に、これらの不活性ガスが拡散現象によりベリリウム箔と金属容器との接着剤の樹脂を透過する問題がある。不活性ガスが接着部分を通過して金属容器の内部と外部とを行き来することにより、金属容器に格納された検出用部品を冷却する能力やガス増幅率などが劣化する。
【０００８】
上記問題点を鑑み、本発明は、高い気密性で金属容器内部が密閉されるように金属容器とベリリウム箔を接合できるＸ線検出器及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様によれば、（ア）内部にＸ線の検出用部品が格納され、Ｘ線が通過する入射口が開口された金属容器と、（イ）入射口を覆って配置されたＸ線を透過させるベリリウム箔と、（ウ）入射口の周囲を囲んで金属容器に配置された、熱膨張係数がベリリウム箔と同等の金属を材料とする窓板と、（エ）ベリリウム箔の外周部と窓板とを気密接合する金属接合材とを備えるＸ線検出器が提供される。
【００１０】
本発明の他の態様によれば、（ア）Ｘ線を透過させるベリリウム箔、及び、内部にＸ線の検出用部品が格納され、Ｘ線が通過する入射口が開口された金属容器をそれぞれ準備するステップと、（イ）ベリリウム箔の外周部に第１の金属接合材を形成するステップと、（ウ）熱膨張係数がベリリウム箔と同等の金属を材料とする環形状の窓板に、第１の金属接合材と同じ材料の第２の金属接合材を形成するステップと、（エ）窓板の開口領域を覆うようにベリリウム箔を配置した状態で、第１の金属接合材と第２の金属接合材とを接合してベリリウム箔の外周部と窓板とを気密接合するステップと、（オ）金属容器の入射口の周囲を囲んで窓板が配置されるように、金属容器に窓板を接合するステップとを含むＸ線検出器の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、高い気密性で金属容器内部が密閉されるように金属容器とベリリウム箔を接合できるＸ線検出器及びその製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るＸ線検出器の構成を示す模式図である。
【図２】熱膨張係数と温度との関係を示すグラフである。
【図３】比較例のＸ線検出器の構成を示す模式図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係るＸ線検出器のベリリウム箔と窓板の接合部分を示す模式図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係るＸ線検出器の製造方法を説明するための模式図である（その１）。
【図６】本発明の第１の実施形態に係るＸ線検出器の製造方法を説明するための模式図である（その２）。
【図７】本発明の第１の実施形態に係るＸ線検出器の製造方法を説明するための模式図である（その３）。
【図８】本発明の第１の実施形態に係るＸ線検出器の製造に使用可能な成膜方法を説明するための模式図である。
【図９】図８に示した成膜方法に使用される蒸着用マスクの模式図である。
【図１０】本発明の第１の実施形態の第１の変形例に係るＸ線検出器のベリリウム箔と窓板の接合部分を示す模式図である。
【図１１】本発明の第１の実施形態の第２の変形例に係るＸ線検出器の構成を示す模式図である。
【図１２】本発明の第２の実施形態に係るＸ線検出器の構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。
【００１４】
また、以下に示す実施形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の実施形態は、構成部品の材質、形状、構造、配置などを下記のものに特定するものでない。この発明の実施形態は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。
【００１５】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態に係るＸ線検出器１は、図１に示すように、検出対象のＸ線が通過する入射口１１が開口された金属容器１０と、入射口１１を覆って配置されたＸ線を透過させるベリリウム箔２０と、入射口１１の周囲を囲んで金属容器１０に配置された窓板３０とを備える。ベリリウム箔２０の外周部と窓板３０とは、金属接合材４０によって気密接合されている。窓板３０は入射口１１と重なる部分が開口された環形状であり、ベリリウム箔２０を透過したＸ線が金属容器１０の内部に格納されたＸ線の検出用部品によって検出される。
【００１６】
窓板３０は、熱膨張係数がベリリウム箔２０と同等の金属を材料とする。ここで、「熱膨張係数が同等」とは、金属接合材４０によって窓板３０に接合されたベリリウム箔２０が熱膨張係数の差に起因して破損したり反ったりしない程度に窓板３０とベリリウム箔２０の熱膨張係数の差が小さいことをいう。Ｘ線検出器１によれば、金属容器１０との接合に起因するベリリウム箔２０の破損や反りに起因する接合不良が抑制される。
【００１７】
ベリリウム箔２０の熱膨張係数と窓板３０の熱膨張係数は、室温からベリリウム箔２０と窓板３０とを接合する温度（以下において「接合温度」という。）までの範囲で同等であることが好ましい。これにより、接合後のベリリウム箔２０にかかる残留応力を小さくできる。なお、室温付近でベリリウム箔２０と熱膨張係数が近くても高温になるほど熱膨張係数の差が大きい材料を窓板３０に使用した場合に、接合不良が発生する可能性がある。また、接合温度付近でベリリウム箔２０と熱膨張係数が近くても室温付近で熱膨張係数の差が大きい材料を窓板３０に使用した場合も同様である。
【００１８】
したがって、室温と接合温度との差が小さいことが好ましい。ベリリウム箔２０と窓板３０との接合後に行われる金属容器１０の脱ガス処理工程は１５０℃程度で実施される。このため、接合温度を脱ガス処理工程よりも高い温度、例えば２００℃程度に設定する。
【００１９】
窓板３０の材料には、ステンレス鋼（ＳＵＳ）やニッケル（Ｎｉ）などが使用される。これらの金属の熱膨張係数が、室温から接合温度として設定される２００℃の範囲において、Ｂｅの熱膨張係数と近いためである。図２に、Ｂｅの熱膨張係数と共に、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ４１０、ＳＵＳ４３０及びＮｉの熱膨張係数を示す。フェライト系のＳＵＳ４３０やマルテンサイト系のＳＵＳ４１０、Ｎｉなどが、窓板３０の材料に好適に使用される。
【００２０】
図１は、Ｘ線検出器１が比例計数管である例を示している。金属容器１０は、ガス導入パイプ１２が設けられた円筒形のガス封入金属容器である。金属容器１０の一方の端面１０１に検出対象のＸ線が通過する入射口１１が開口され、入射口１１の周囲に窓板３０が配置されている。そして、入射口１１を覆って配置されたベリリウム箔２０と窓板３０とが、金属接合材４０によって接合されている。金属容器１０の内部には、Ｘ線の検出用部品である陽極線１３が格納されている。金属容器１０と陽極線１３間の絶縁性を確保した接続方法によって、端面１０１の内壁に陽極線１３が接続されている。この接続には、例えばガラス溶接法などを使用可能である。
【００２１】
金属容器１０の他方の端面１０２には、電気信号が伝播するための開口部が設けられ、開口部は絶縁材料からなるキャップ１４によって封止されている。キャップ１４を貫通して陽極線１３に接続する導線の導入端子１４０がキャップ１４に設けられている。導入端子１４０に、金属容器１０の外部の電源１１０及び前置増幅器１２０が接続されている。つまり、導入端子１４０を介して、電源１１０及び前置増幅器１２０が陽極線１３と電気的に接続されている。キャップ１４を配置することによって、端面１０２における金属容器１０と陽極線１３間の絶縁性が確保されている。
【００２２】
図１に示したＸ線検出器１では、電源１１０によって陽極線１３に電圧を印加することにより、陽極線１３と金属容器１０の内壁面との間に電界を形成する。そして、前置増幅器１２０によって比例計数管からの出力が増幅される。なお、陽極線１３に取り付けられたフィールドチューブ１５によって、フィールドチューブ１５と金属容器１０の端面間で形成される電界の強度が弱められる。これにより、陽極線１３周囲の電界分布の歪みが低減される。
【００２３】
Ｘ線検出器１では、陽極線１３におけるリーク電流を抑制するために金属容器１０の内部を乾燥窒素などの気体で満たしたり、気体の電離作用を利用して信号増幅を行うために金属容器内部に不活性ガスを満たしたりする。例えば、Ｎｅ、アルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）又はキセノン（Ｘｅ）のいずれかを成分に含む気体を金属容器１０の内部に封入する。
【００２４】
金属容器１０とベリリウム箔２０とを図３に示す比較例のＸ線検出器１Ａのように樹脂接着剤４００によって接合した場合には、種々の問題が生じる。例えば、樹脂接着剤４００における拡散現象によって金属容器１０の内部の不活性ガスが時間の経過と共に金属容器１０の外部に放出され、信号増幅率が劣化するなどの不良が生じる。
【００２５】
これに対し、図１に示したＸ線検出器１では、金属接合材４０によってベリリウム箔２０と窓板３０とが気密封止される。このため、金属容器１０とベリリウム箔２０との接合部分を気体が通過しない。即ち、金属容器１０とベリリウム箔２０との接着部分を透過して外部から気体が金属容器１０の内部に侵入することが抑制される。また、気体が金属容器１０の内部に気体が封入されている場合に、接着部分を透過して金属容器１０の内部の気体が外部に放出されることが抑制される。
【００２６】
図４に、ベリリウム箔２０と窓板３０の接合部分の構造例の拡大図を示す。図４に示した構造では、ベリリウム箔２０の金属接合材４０に対向する外周部の表面にバリアメタル膜５０が配置されている。バリアメタル膜５０は、金属接合材４０がベリリウム箔２０に拡散することを防止するために、金属接合材４０とベリリウム箔２０との間に配置されている。また、窓板３０と金属接合材４０との間に、窓板３０と金属接合材４０との接合強度を向上するための補強金属膜６０が配置されている。バリアメタル膜５０や補強金属膜６０の詳細は後述する。
【００２７】
以下に、図５〜図７を参照して、本発明の実施形態に係るＸ線検出器１の製造方法を説明する。なお、以下に述べるＸ線検出器１の製造方法は一例であり、この変形例を含めて、これ以外の種々の製造方法により実現可能であることはもちろんである。以下では、金属容器１０がＳＵＳ材であり、窓板３０の材料がＳＵＳ材である場合について例示的に説明する。
【００２８】
まず、ベリリウム箔２０、及び、入射口１１が開口された金属容器１０を準備する。Ｘ線を透過させるために、ベリリウム箔２０の膜厚は２００μｍ以下であり、例えば１０μｍ〜１５０μｍ程度である。なお、以下の説明では、金属容器１０については入射口１１が形成された端部のみを図示し、内部に格納された検出用部品などの図示を省略している。
【００２９】
図５に示すように、ベリリウム箔２０の外周部の表面に第１の金属接合材４１を形成する。ここで、第１の金属接合材４１として金（Ａｕ）を使用する。このとき、第１の金属接合材４１であるＡｕがベリリウム箔２０に拡散することを防止するために、ベリリウム箔２０の外周部の表面にバリアメタル膜５０を形成することが好ましい。Ａｕがベリリウム箔２０に拡散することによってベリリウム箔２０の強度が劣化し、接合時にベリリウム箔２０が割れるなどの問題が生じることを防止するためである。ベリリウム箔２０と第１の金属接合材４１のＡｕとの間に、例えば膜厚２０ｎｍ程度のＮｉ膜をバリアメタル膜５０として形成する。
【００３０】
そして、バリアメタル膜５０の上からベリリウム箔２０の外周部に第１の金属接合材４１を形成する。図５に示した例では、バリアメタル膜５０の上に膜厚１００ｎｍ程度の第１の金膜４１１を形成し、第１の金膜４１１の上に膜厚５μｍ程度の第１の金メッキ膜４１２を形成する。バリアメタル膜５０上に第１の金膜４１１を形成することにより、Ｎｉ膜などのバリアメタル膜５０と第１の金メッキ膜４１２との密着性が向上する。なお、膜厚５μｍの第１の金メッキ膜４１２は、ベリリウム箔２０と窓板３０との接合に加え、接合後のベリリウム箔２０にかかる残留応力を緩和する役割を担う。
【００３１】
一方、図６に示すように、開口領域３００を有する環形状であり、熱膨張係数がベリリウム箔２０と同等の金属を材料とする窓板３０に、第１の金属接合材４１と同じ材料の第２の金属接合材４２を形成する。第１の金属接合材４１にＡｕを使用した場合には、第２の金属接合材４２としてＡｕを使用する。
【００３２】
なお、窓板３０の材料がＳＵＳ材である場合には、図６に示したように、窓板３０の第２の金属接合材４２に対向する表面に、第２の金属接合材４２と窓板３０との接合強度を向上する補強金属膜６０を形成することが好ましい。例えば第２の金属接合材４２がＡｕである場合に、補強金属膜６０として膜厚２０ｎｍ程度のＮｉ膜を窓板３０の表面に形成する。そして、補強金属膜６０の上に第２の金属接合材４２を形成する。図６に示した例では、補強金属膜６０の上に、膜厚１００ｎｍ程度の第２の金膜４２１を形成し、第２の金膜４２１の上に膜厚５μｍ程度の第２の金メッキ膜４２２を形成している。補強金属膜６０上に第２の金膜４２１を形成することにより、補強金属膜６０と第２の金メッキ膜４２２との密着性が向上する。
【００３３】
次いで、図７に示すように、環形状の窓板３０の開口領域を覆ってベリリウム箔２０が配置された状態になるように、第１の金属接合材４１と第２の金属接合材４２を重ね合わせる。そして、リング状の工具などを用いて図７に矢印Ｆで示すように圧力を加え、ベリリウム箔２０と窓板３０とを金属接合によって接合する。これにより、窓板３０の開口領域を覆うようにベリリウム箔２０を配置した状態で、第１の金属接合材４１と第２の金属接合材４２とが接合され、ベリリウム箔２０の外周部と窓板３０とが気密接合される。例えば、ベリリウム箔２０と窓板３０を２００℃の接合温度で予熱し、超音波振動と圧力を加える超音波金属接合によって第１の金属接合材４１と第２の金属接合材４２とを圧着接合する。即ち、金属接合材４０は第１の金属接合材４１と第２の金属接合材４２とが接合されたものである。この接合により、ベリリウム箔２０と窓板３０との間に、バリアメタル膜５０、金属接合材４０、補強金属膜６０の積層膜が構成される。この積層膜は、例えばＮｉ膜−Ａｕ膜−Ｎｉ膜の積層構造である。なお、超音波振動を加えずに第１の金属接合材４１と第２の金属接合材４２とを圧着する方法も採用可能である。
【００３４】
その後、金属容器１０の入射口１１の周囲を囲んで窓板３０が配置されるように、金属容器１０に窓板３０を接合する。即ち、図４に示したように、金属容器１０の入射口１１と窓板３０の開口領域が重なるように金属容器１０に窓板３０を配置する。例えば、溶接によって窓板３０を金属容器１０に接合する。これにより、金属容器１０が気密封止される。
【００３５】
次いで、金属容器１０の脱ガス処理工程を行う。このときのベーキング温度は１５０℃程度であるため、接合温度をベーキング温度よりも高い２００℃程度に設定することによって、ベリリウム箔２０と窓板３０の接合部分の信頼性を確保できる。また、樹脂接着剤の熱分解などを考慮しなくてもよいため、ベーキング温度を１００℃以上に設定できる。このため、樹脂接着剤を用いる場合に比べて脱ガス処理工程の時間を短縮できる。
【００３６】
上記のバリアメタル膜５０の成膜には、例えばデポダウン型のスパッタリング装置などを使用する。このとき、ベリリウム箔２０の中央部分にマスクを配置することによって、Ｘ線の透過領域であるベリリウム箔２０の中央部分にバリアメタル膜５０が形成されない。
【００３７】
第１の金膜４１１は、例えば、図８に示すような蒸着用マスク２００を使用してデポアップ型の蒸着方法により成膜する。図９に、蒸着用マスク２００の平面図を示す。図８に示した蒸着用マスク２００は図９のVIII−VIII方向に沿った断面図である。蒸着用マスク２００の中央部２０１は、開口部分に架かる橋状部２０２によって周辺部２０３に支持される。蒸着用マスク２００を使用することによって、蒸着用マスク２００の開口部分に露出するベリリウム箔２０の外周部に第１の金膜４１１が形成される。一方、蒸着用マスク２００の中央部２０１で遮蔽されたベリリウム箔２０の中央部分には第１の金膜４１１は形成されない。なお、蒸着用マスク２００の橋状部２０２とベリリウム箔２０との間の隙間にＡｕがまわり込むため、ベリリウム箔２０の橋状部２０２と対向する領域にもＡｕ膜が形成される。このため、図９に示した蒸着用マスク２００を使用することにより、中央部分に開口部を有するリング形状に第１の金膜４１１を成膜できる。
【００３８】
また、デポダウン型の蒸着装置を使用し、ベリリウム箔２０の中央部分にマスクを配置することによっても、第１の金膜４１１を形成可能である。
【００３９】
第１の金メッキ膜４１２は、例えば、Ｘ線の透過領域であるベリリウム箔２０の中央部分をメッキレジストでマスクした状態で形成する。
【００４０】
以上に説明したＸ線検出器１の製造方法によれば、ベリリウム箔２０と窓板３０とを金属接合材４０によって金属接合できる。このため、比較例のＸ線検出器１Ａのように接着部分の樹脂を透過して金属容器１０の内部の気体が外部に放出されたり外部の気体が内部に侵入したりすることが防止される。また、樹脂接着剤を使用しないため、樹脂接着剤からのデガスの影響がない。
【００４１】
更に、上記の製造方法では、７００℃〜８００℃程度の接合温度でベリリウム箔２０と金属容器１０とをロウ材によって接合する方法と比べて、接合温度が低い。このため、ベリリウム箔２０にかかる残留応力が小さく、ベリリウム箔２０でのクラックの発生などを抑制できる。
【００４２】
以上の説明では、金属接合材４０としてＡｕを使用する例を示したが、他の材料、例えば銅（Ｃｕ）などを使用してもよい。また、バリアメタル膜５０として、Ｎｉ膜以外の金属膜、例えばチタン（Ｔｉ）膜やタングステン（Ｗ）膜、これらを積層した膜などを使用してもよい。
【００４３】
＜第１の変形例＞
上記では窓板３０がＳＵＳ材である例を示したが、既に述べたようにＮｉ材も窓板３０に好適に使用可能である。図１０に、窓板３０にＮｉ材を使用し、金属接合材４０にＡｕを使用した場合の、ベリリウム箔２０と窓板３０との接合部分の構成例を示す。図１０に示した接合部分は、窓板３０上に直接に金属接合材４０が配置されており、補強金属膜６０が形成されていない点が図４に示した構造と異なる。
【００４４】
ＳＵＳ材とＡｕ膜との接合とは異なり、Ｎｉ材とＡｕ膜との接合の場合には、補強金属膜６０が無くても接合強度は一定程度以上に確保される。このように、窓板３０と金属接合材４０の材料の組み合わせによって、窓板３０と金属接合材４０との接合強度がＸ線検出器１の信頼性や機能を確保できる程度に高ければ、補強金属膜６０を配置しなくてもよい。
【００４５】
図１０に示した接合部分の構成は、例えば窓板３０に第２の金膜４２１と第２の金メッキ膜４２２を順次成膜することによって実現できる。製造方法の部分は、図５〜図７を参照して説明した方法と同様である。
【００４６】
＜第２の変形例＞
図１１に、第１の実施形態の第２の変形例に係るＸ線検出器１を示す。図１１に示したＸ線検出器１は、バリアメタル膜５０が、ベリリウム箔２０の外周部を超えてＸ線が透過する領域上にも延在している点が図４に示したＸ線検出器１と異なる。他は、図４に示した構造と同様である。
【００４７】
バリアメタル膜５０は、例えば膜厚２０ｎｍのＮｉ膜である。この程度の薄い膜厚であれば、Ｎｉ膜によるＸ線の吸収は問題にならない。即ち、バリアメタル膜５０の膜厚は、金属接合材４０がベリリウム箔２０に拡散することを防止し、且つ、Ｘ線が透過する厚みに設定する。図１１に示したＸ線検出器１ではＮｉ膜の形状を金属容器１０の入射口の形状に合わせて加工する必要が無く、製造工程を簡略化できる。
【００４８】
（第２の実施形態）
Ｘ線の検出には、陽極線以外の検出用部品も使用される。例えば、照射されたＸ線のエネルギーを電気信号に変換する検出素子が使用される。検出素子の例としては、シリコン（Ｓｉ）基板を用いたＰ−Ｉ−Ｎ接合を有する半導体検出素子や、ＳＤＤ（Silicon Drift Detector）素子などがある。例えばＰ−Ｉ−Ｎ接合を有する半導体検出素子では、Ｉ層に入射したＸ線により半導体検出素子内に電子と正孔が生じ、外部に電流パルスとして検出される。
【００４９】
図１２に、検出素子１６を検出用部品に使用したＸ線検出器１の例を示す。検出素子１６から出力された電気信号は、図示を省略する初段ＦＥＴ回路などによってＸ線のエネルギーに比例した電圧に変換・増幅され、リード線１７を伝播して検出信号として出力される。
【００５０】
図１２に示したＸ線検出器１では、図１に示したＸ線検出器１と同様に、ベリリウム箔２０の外周部と窓板３０とが金属接合材４０によって接合されている。また、図４に示した構造のように、ベリリウム箔２０と金属接合材４０との間にバリアメタル膜５０を配置した構造を採用可能である。このとき、図１１に示した構造と同様に、ベリリウム箔２０のＸ線が透過する領域上にもバリアメタル膜５０を配置してもよい。また、窓板３０と金属接合材４０との間に補強金属膜６０を配置した構造も採用可能である。
【００５１】
図１２に示したＸ線検出器１では、熱雑音や暗電流を抑制して微弱な光を検出する場合などに、例えば−７０℃〜−２０℃程度の低温で検出素子１６を動作させることが好ましい。このため、金属容器１０の内部に配置されたサーモモジュール１８上に検出素子１６が搭載されている。サーモモジュール１８には、例えばペルチェ素子を複数実装したものが用いられる。
【００５２】
検出素子１６を低温で動作させる場合などには、金属容器１０の内部を真空に保ち、検出素子１６を真空環境下に置くことが有効である。これにより、外部からの熱の影響（熱伝導）が抑制され、検出素子１６の温度調整が容易である。
【００５３】
また、微弱エネルギーの放射線の減衰を防ぐために、Ｘ線検出器１をＨｅ雰囲気中で使用することがある。このとき、図３に示した比較例のＸ線検出器１Ａでは、Ｘ線検出器１の金属容器１０とベリリウム箔２０とを接合する樹脂接着剤における拡散現象によって、周囲のＨｅガスが金属容器１０の内部に侵入する場合がある。検出用部品を常時冷却して使用する場合、金属容器１０内部に熱伝導率の大きいＨｅガスが侵入すると、少量のＨｅの影響で冷却能力が不足するおそれがある。
【００５４】
これに対し、図１２に示したＸ線検出器１では、ベリリウム箔２０と窓板３０とが金属接合材４０によって接合され、金属容器１０の内部が気密封止される。このため、金属容器１０の内部を真空に保持する場合に、金属容器１０とベリリウム箔２０との接合部分を通って外部から金属容器１０の内部に気体が侵入することを防止できる。したがって、図１２に示したＸ線検出器１によれば、金属容器１０の内部の真空度が低下したり冷却能力が不足したりすることを防止できる。
【００５５】
（その他の実施形態）
上記のように、本発明は実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
【００５６】
既に述べた実施形態の説明では、ベリリウム箔２０と金属接合材４０との間にバリアメタル膜５０を配置する例を示した。しかし、金属接合材４０がベリリウム箔２０に影響を及ぼさない材料である場合などには、バリアメタル膜５０を配置しなくてもよい。また、Ｘ線検出器１の信頼性などの観点から窓板３０と金属接合材４０との接合強度が十分であれば、窓板３０と金属接合材４０との間に補強金属膜６０を配置しなくてもよい。
【００５７】
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施形態等を含むことはもちろんである。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
【符号の説明】
【００５８】
１…Ｘ線検出器
１０…金属容器
１１…入射口
１３…陽極線
１６…検出素子
２０…ベリリウム箔
３０…窓板
４０…金属接合材
４１…第１の金属接合材
４２…第２の金属接合材
５０…バリアメタル膜
６０…補強金属膜
２００…蒸着用マスク
４００…樹脂接着剤
４１１…第１の金膜
４１２…第１の金メッキ膜
４２１…第２の金膜
４２２…第２の金メッキ膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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