專利名稱：毫微聚焦型x射線管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種毫微聚焦型X射線管，它設(shè)有一個(gè)目標(biāo)物和用于校準(zhǔn)目標(biāo)物上電子射線的裝置。
背景技術(shù)：
所述型式的毫微聚焦型X射線管一般已公知。它設(shè)有一個(gè)目標(biāo)物和用于校準(zhǔn)目標(biāo)物上電子射線的裝置。毫微聚焦型X射線管例如以圖示中的方法，用于高分辨力地檢測(cè)零部件，如電子工業(yè)用的電路板。為了采用這種圖示中的方法來(lái)獲得一個(gè)較高的空間分辨力，在公知的毫微聚焦型X射線管中形成電子射線，使得在目標(biāo)物上聚集時(shí)形成直徑為≤1000nm的一個(gè)焦點(diǎn)。
為了獲得電子射線的一個(gè)相當(dāng)小的橫截面，采用了毫微聚焦型X射線管，它根據(jù)X射線的產(chǎn)生原理進(jìn)行工作，并在其中采用了夫累內(nèi)爾(Fresnel)透鏡。使用這種毫微聚焦型X射線管，可以獲得最小直徑約為40～30nm的焦點(diǎn)，此時(shí)電子在朝目標(biāo)物方向加速時(shí)，根據(jù)原理以一個(gè)相當(dāng)?shù)偷募s為20KeV的能量進(jìn)行工作。
公知的毫微聚焦型X射線管還在其中采用了折射透鏡。使用這種毫微聚焦型X射線管，可以獲得最小直徑約為1000nm的焦點(diǎn)，此時(shí)電子在加速時(shí)，同樣可以只使用相當(dāng)?shù)偷募s為20～30KeV的能量。
此外，毫微聚焦型X射線管公開(kāi)了在其中設(shè)置理想的較小直徑，以及所得到的電子射線的橫截面，在電子射線的輻射路徑中采用大量接連設(shè)置的電磁透鏡。使用這種毫微聚焦型X射線管，可以獲得最小直徑約為100～200nm的焦點(diǎn)，由此例如當(dāng)焦點(diǎn)直徑為1000nm時(shí)，電子可以以100KeV能量加速。
公知的毫微聚焦型X射線管的缺點(diǎn)在于，為了獲得電子射線的一個(gè)理想的較小橫截面，在目標(biāo)物上的聚集處需要耗費(fèi)較高的設(shè)備費(fèi)用，比如安裝大量的電磁透鏡。因此在制造上成本高且昂貴。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)是提供一種按權(quán)利要求1所述方式的毫微聚焦型X射線管，它具有簡(jiǎn)化的且價(jià)格低廉的制造結(jié)構(gòu)，以圖示中的方法，用于高分辨力地檢測(cè)零部件，能夠獲得所需較小的焦點(diǎn)直徑，為≤1000nm。
本發(fā)明任務(wù)將通過(guò)權(quán)利要求1中所述的原則予以解決。
本發(fā)明首先的思想是，獲得所需較小的焦點(diǎn)直徑，該焦點(diǎn)是在目標(biāo)物上聚集電子射線時(shí)相應(yīng)形成的。本發(fā)明更多的思想是，將毫微聚焦型X射線管設(shè)計(jì)成，其焦點(diǎn)直徑不再由電子射線的橫截面所決定，而另外取決于一個(gè)目標(biāo)物元件的橫截面。因此按本發(fā)明的原則設(shè)置，目標(biāo)物設(shè)有至少一個(gè)由一種目標(biāo)物材料組成的用于發(fā)射X射線的目標(biāo)物元件。它是通過(guò)一個(gè)籍微結(jié)構(gòu)化方法并在一個(gè)由一種承載體材料組成的承載體元件上而組成的毫微結(jié)構(gòu)構(gòu)成的，其直徑約為≤1000nm，其中目標(biāo)物元件僅僅部分覆蓋了承載體元件。按照本發(fā)明，X射線管在運(yùn)行時(shí)，選擇電子射線在目標(biāo)物上聚集處的橫截面要大于目標(biāo)物元件的橫截面，這樣電子射線始終全面地射到目標(biāo)物元件上。由此保證了電子射線在目標(biāo)物上聚集處的橫截面即使被改變，也始終被電子射線射到。上述電子射線橫截面的改變指的是例如橫截面的縮小，橫截面的擴(kuò)大，朝電子射線的輻射方向側(cè)面移動(dòng)，或者電子射線橫截面的扭曲，以及目標(biāo)物元件、焦點(diǎn)的形狀和大小。
按照本發(fā)明，承載體材料和目標(biāo)物材料是不同的材料。因此，選用的目標(biāo)物材料要考慮所發(fā)射的X射線所需的波長(zhǎng)或者所需波長(zhǎng)的范圍，而選用的承載體材料即金剛石則應(yīng)首先考慮它的導(dǎo)熱系數(shù)。本發(fā)明的知識(shí)基于這樣的范圍，例如在用金剛石作為承載體材料時(shí)，不僅確保了相應(yīng)熱量的足夠傳導(dǎo)，而且由于金剛石的電絕緣性能，使得目標(biāo)物產(chǎn)生電荷。本發(fā)明的知識(shí)還基于這樣的范圍，目標(biāo)物的電負(fù)荷惡化了圖示中方法的質(zhì)量，例如在目標(biāo)物上未作檢測(cè)的電荷分離和重新聚集，用以未作檢測(cè)地附加發(fā)射X射線。按照本發(fā)明，使用金剛石作為承載體材料，金剛石是一種電絕緣子，但是通過(guò)添加一種合適的添加料比如一種金屬，使其具有導(dǎo)電性能。由于電荷比如電子可從目標(biāo)物導(dǎo)出，因此可靠地避免了影響到圖示質(zhì)量的目標(biāo)物電荷。這里令人意外地看到，通過(guò)這一方式，按本發(fā)明的毫微聚焦型X射線管還明顯改善了圖示質(zhì)量。
通過(guò)添加承載體材料而獲得的導(dǎo)電性能，可以根據(jù)不同要求在較大范圍內(nèi)加以改變。此外，也可以在較大范圍內(nèi)選用添加料。
按照本發(fā)明，承載體元件的橫截面應(yīng)垂直于輻射方向，并且大于在該方向的目標(biāo)物元件的橫截面，這樣，目標(biāo)物元件僅僅覆蓋了承載體元件的一部分表面。另外，承載體材料具有較小的密度、較高的導(dǎo)熱性能以及按本發(fā)明所設(shè)的配料功能，用以導(dǎo)出電荷。然而目標(biāo)物材料是一種具有較高密度的材料，比如鎢。在目標(biāo)物材料中聚集的電子在很短的路徑上就被減速，因而優(yōu)先產(chǎn)生了短波的X射線。在具有較小密度的承載體材料中，滲入的電子相反卻在很長(zhǎng)的路徑上被減速，導(dǎo)致產(chǎn)生許多長(zhǎng)波輻射，這種輻射例如可以借助于一個(gè)合適的過(guò)濾器進(jìn)行濾除。由此得出，按本發(fā)明的焦點(diǎn)位置、形狀和大小是通過(guò)目標(biāo)物元件的位置、形狀和大小加以確定的。
由于按本發(fā)明的理想波長(zhǎng)或在一個(gè)理想波長(zhǎng)范圍內(nèi)的X射線只是在目標(biāo)物元件中產(chǎn)生的，并且目標(biāo)物元件這樣確定了X射線管的焦點(diǎn)，因此焦點(diǎn)的形狀和大小不再由電子射線的橫截面所決定，而是取決于目標(biāo)物元件的橫截面，此時(shí)X射線管在運(yùn)行時(shí)電子射線始終全面地向目標(biāo)物輻射。因而在承載體元件中也產(chǎn)生了X射線。然而這種X射線具有另一種波長(zhǎng)或在另一種波長(zhǎng)范圍內(nèi)，是作為承載體中產(chǎn)生的有效輻射，這樣它就可以被直接濾除。因此按照本發(fā)明，毫微聚焦型X射線管的目標(biāo)物上焦點(diǎn)的形成幾乎可以任意小，在這樣的范圍僅提供微結(jié)構(gòu)化方法以構(gòu)成毫微結(jié)構(gòu)。
由于焦點(diǎn)的形狀、大小和位置是通過(guò)目標(biāo)物元件的形狀、大小和位置確定的，因此按本發(fā)明的毫微聚焦型X射線管在結(jié)構(gòu)上就不用更多花費(fèi)，但在傳統(tǒng)的毫微聚焦型X射線管上就需要更多花費(fèi)，以使電子射線的形狀、大小和位置獲得穩(wěn)定性，而電子射線在公知的X射線管中確定了X射線管的焦點(diǎn)形狀、大小和位置。由此，按本發(fā)明的目標(biāo)物能夠以制造毫微聚焦型X射線管最少的費(fèi)用，獲得焦點(diǎn)的形狀、大小和位置的高穩(wěn)定性，進(jìn)而在采用圖示方法時(shí)能夠得到一個(gè)特別高的圖示質(zhì)量。
根據(jù)要求可采用一種材料作為目標(biāo)物材料，在用電子射擊時(shí)，這種材料得到了一個(gè)理想波長(zhǎng)或在一個(gè)理想波長(zhǎng)范圍內(nèi)的X射線。
按本發(fā)明的X射線管可理解為毫微聚焦型X射線管，該X射線管的焦點(diǎn)直徑為≤1000nm。
在一個(gè)非環(huán)形的焦點(diǎn)中，按照本發(fā)明，將直徑理解為在焦平面中焦點(diǎn)的最大延伸。
導(dǎo)熱系數(shù)的數(shù)值與室內(nèi)溫度有關(guān)。
由于按本發(fā)明的毫微聚焦型X射線管的焦點(diǎn)的形狀和大小及其橫截面，是由目標(biāo)物元件的形狀和大小及其橫截面決定的，而不再由電子射線的橫截面所決定，因此按照本發(fā)明，就不再需要在目標(biāo)物上的聚集處高精密度地形成電子射線。這樣，按本發(fā)明的裝置用于高精密度地形成電子射線的橫截面，將不再需要了，但采用公知的毫微聚焦型X射線管時(shí)，則必須用到。按照本發(fā)明，原則上只需要一個(gè)配料裝置，比如采用電磁透鏡的型式。由此，按本發(fā)明的毫微聚焦型X射線管相對(duì)于傳統(tǒng)的毫微聚焦型X射線管，明顯減少了設(shè)備費(fèi)用，使得按本發(fā)明的毫微聚焦型X射線管明顯得到了簡(jiǎn)化，進(jìn)而降低了制造費(fèi)用。
按本發(fā)明的毫微聚焦型X射線管具有一個(gè)特別優(yōu)點(diǎn)在于，它對(duì)于因電子射線的形成而產(chǎn)生的干擾明顯不受影響，然而傳統(tǒng)的毫微聚焦型X射線管則對(duì)此特別敏感。
由于按本發(fā)明的焦點(diǎn)的形狀和大小是由目標(biāo)物元件的形狀和大小決定的，因此按本發(fā)明的毫微聚焦型X射線管的焦點(diǎn)的大小，僅是由通過(guò)所采用的微結(jié)構(gòu)化方法可實(shí)現(xiàn)空間分辨力所決定的。作為微結(jié)構(gòu)化方法的可以采用沉積方法，例如三維疊加的毫微石版印刷術(shù)或者離子射線射出法；也可以采用磨蝕方法，例如電子石版印刷術(shù)或者腐蝕方法。尤其采用沉積方法，可使毫微結(jié)構(gòu)的直徑達(dá)到2nm，甚至更小。根據(jù)本發(fā)明的原則能夠制成毫微聚焦型X射線管，在采用圖示方法時(shí)，其空間分辨力明顯高于傳統(tǒng)的毫微聚焦型X射線管的分辨力。
按本發(fā)明原則的一個(gè)具有特別優(yōu)點(diǎn)的進(jìn)一步設(shè)計(jì)為，承載體元件至少部分由一種承載體材料組成，它的導(dǎo)熱系數(shù)為≥10W/(cm×K)，優(yōu)選≥20W/(cm×K)。按照該方式，承載體材料的導(dǎo)熱系數(shù)特別高，這樣在用電子射擊目標(biāo)物元件時(shí)所產(chǎn)生的熱量能夠特別順利地被導(dǎo)出。由此提高了按本發(fā)明的目標(biāo)物的使用壽命。
如果在承載體元件上僅安置一個(gè)目標(biāo)物元件的話，那么按照本發(fā)明就足夠了。當(dāng)然，按照本發(fā)明也可以在承載體元件上安置數(shù)個(gè)相隔有距離的目標(biāo)物元件。如果在這樣一個(gè)結(jié)構(gòu)型式中使用目標(biāo)物元件，那么電子射線可以偏轉(zhuǎn)到另一個(gè)目標(biāo)物元件上，使得X射線管不用替換目標(biāo)物元件能夠繼續(xù)進(jìn)行使用。
原則上目標(biāo)物元件可以具有一個(gè)任意合適的幾何形狀。為了在使用按本發(fā)明的毫微聚焦型X射線管時(shí)，在一個(gè)圖示的方法中獲得一個(gè)較高的圖示質(zhì)量，按本發(fā)明原則的一個(gè)具有優(yōu)點(diǎn)的進(jìn)一步設(shè)計(jì)為，至少一個(gè)目標(biāo)物元件在基本圓形的范圍內(nèi)。
按本發(fā)明原則的另一個(gè)具有優(yōu)點(diǎn)的進(jìn)一步設(shè)計(jì)為，目標(biāo)物元件設(shè)有一個(gè)過(guò)濾器，該過(guò)濾器對(duì)于目標(biāo)物元件中產(chǎn)生的X射線得以通過(guò)，而對(duì)于承載體元件中所產(chǎn)生的X射線則予以阻擋。采用此方式，確保了按本發(fā)明的毫微聚焦型X射線管只發(fā)射具有理想波長(zhǎng)或在一個(gè)理想波長(zhǎng)范圍內(nèi)的X射線。
按本發(fā)明的毫微聚焦型X射線管的目標(biāo)物，原則上是一個(gè)實(shí)物型目標(biāo)物(直接發(fā)射的目標(biāo)物)。該目標(biāo)物裝有一個(gè)具有高導(dǎo)熱性能的金屬塊，比如由銅或鋁組成，在金屬塊上設(shè)置了按本發(fā)明的承載體元件，例如作為承載體層，另一方面它安置在目標(biāo)物元件上。按本發(fā)明原則的一個(gè)具有優(yōu)點(diǎn)的進(jìn)一步設(shè)計(jì)為，目標(biāo)物構(gòu)成為傳送目標(biāo)物。
下面本發(fā)明將結(jié)合所附的簡(jiǎn)要示意圖作詳細(xì)說(shuō)明，在圖中顯示了按本發(fā)明的目標(biāo)物的一個(gè)實(shí)施例。因此所有描述的或在圖中顯示的特征，在其本身或以任意組合的方式構(gòu)成本發(fā)明的對(duì)象，它不取決于專利權(quán)利要求中的綜合概述或其引述，也不取決于說(shuō)明書中的公式和描述以及附圖。


圖1是用于說(shuō)明本發(fā)明原則的按本發(fā)明的目標(biāo)物實(shí)施例的截面圖。
圖2是按圖1所示的相同視圖。
圖3是按圖1所示目標(biāo)物的仰視圖。
圖4是按本發(fā)明目標(biāo)物的第二實(shí)施例的截面圖。
圖5是按圖4所示目標(biāo)物的仰視圖。
圖6是按圖5所示的相同仰視圖。
圖7是按圖5所示的另一個(gè)相同仰視圖。
圖8是按本發(fā)明的毫微聚焦型X射線管實(shí)施例的原理圖。
附圖中相同或相應(yīng)的部件采用相同的標(biāo)號(hào)。
附圖表示的是純?cè)韴D，而不起決定作用。
具體實(shí)施例方式
圖1中顯示了按本發(fā)明用于毫微聚焦型X射線管的目標(biāo)物2的第一實(shí)施例，該目標(biāo)物2設(shè)有一個(gè)承載體元件4，并在本實(shí)施例中設(shè)有一個(gè)安置在承載體元件4上的目標(biāo)物元件6，該目標(biāo)物元件6由一種目標(biāo)物材料組成，用于發(fā)射X射線。承載體元件4原則上是由一種具有較小密度和較高導(dǎo)熱性能的承載體材料所組成，也就是金剛石，它的導(dǎo)熱系數(shù)為≥20W/(cm×K)。
按照本發(fā)明，作為承載體材料用的金剛石提高了導(dǎo)電性能，在本實(shí)施例中添加了金屬離子。由此，承載體材料通過(guò)配料而具有導(dǎo)電性能，電荷能夠從承載體元件4中排出，避免了承載體元件4及目標(biāo)物2的電荷。
目標(biāo)物元件6由一種具有較高密度的材料組成，在本實(shí)施例中為鎢。在用荷電粒子射擊時(shí)，鎢尤其產(chǎn)生了電子、X射線。
圖1中未作顯示的是，目標(biāo)物元件6在仰視圖中基本上呈圓形，在本實(shí)施例中其直徑約為≤1000nm。
目標(biāo)物元件6在本實(shí)施例中是一個(gè)籍微結(jié)構(gòu)化方法在承載體元件4上構(gòu)成的毫微結(jié)構(gòu)。
在用電子射擊目標(biāo)物2時(shí)，X射線在目標(biāo)物元件6中很短的路徑上被減速，產(chǎn)生了短波。在承載體元件4的具有較小密度的承載體材料中，滲入的電子在很長(zhǎng)的路徑上被減速，此時(shí)產(chǎn)生了更多的長(zhǎng)波輻射。圖1中表示了一種情況，電子射線在目標(biāo)物元件6上的直徑為dE1，該直徑dE1小于目標(biāo)物元件6的直徑。電子在目標(biāo)物元件6中的減速，形成一個(gè)短波的X射線，其橫截面直徑為dX1，該直徑dX1小于或等于目標(biāo)物元件6的直徑。電子通過(guò)目標(biāo)物元件6滲入承載體元件4的具有較小密度的承載體材料中，電子在承載體元件4的減速容積內(nèi)很長(zhǎng)的路徑上被減速，形成具有優(yōu)勢(shì)的長(zhǎng)波射線。該長(zhǎng)波射線可采用合適的過(guò)濾器予以阻擋，使得只有短波射線部分才有效，而短波射線則是由目標(biāo)物元件6產(chǎn)生的，按照本發(fā)明，目標(biāo)物元件6僅覆蓋了一部分承載體元件4。
圖2中表示了一種情況，電子射線的橫截面直徑為dE2，該直徑dE2明顯大于目標(biāo)物元件6的直徑。在這種情況下，具有優(yōu)勢(shì)的短波射線在確定范圍的目標(biāo)物元件6中，其直徑也為dE2。此時(shí)滲入承載體元件4的具有較小密度的承載體材料中的電子，在減速容積8內(nèi)形成更長(zhǎng)的長(zhǎng)波射線，該長(zhǎng)波射線可被濾除，以使由目標(biāo)物元件6產(chǎn)生的較短的短波射線確定一個(gè)有效的波長(zhǎng)或者在一個(gè)有效的波長(zhǎng)范圍內(nèi)。
從圖1與圖2的相比較中可以看到，X射線管的焦點(diǎn)的形狀、大小和位置是由目標(biāo)物元件6的形狀、大小和位置決定的，而不是由電子射線橫截面的形狀、大小和位置所決定的。
圖3示出按圖2所示目標(biāo)物的仰視圖，其中可以看到，電子射線的直徑dE及其橫截面10大于目標(biāo)物元件6的直徑dM及其橫截面。正如根據(jù)圖1和圖2的描述，對(duì)于X射線管的焦點(diǎn)的橫截面來(lái)說(shuō)，承載體元件6的橫截面起到了決定性的作用。
圖4表示了構(gòu)成為傳送目標(biāo)物的按本發(fā)明目標(biāo)物2的第二實(shí)施例，它與按圖1所示的實(shí)施例有所不同。承載體元件4在承載體元件4上設(shè)有在相對(duì)于目標(biāo)物元件6的那邊安置的一個(gè)射線過(guò)濾器12，射線過(guò)濾器12對(duì)在目標(biāo)物元件6中產(chǎn)生的X射線14的連續(xù)通過(guò)起到作用，還對(duì)在承載體元件4中產(chǎn)生的X射線16起到進(jìn)一步的絕緣作用。
圖5中用標(biāo)號(hào)10表示電子射線的一個(gè)預(yù)定橫截面，用標(biāo)號(hào)18A表示一個(gè)因干擾影響而縮小的電子射線橫截面，以及用標(biāo)號(hào)18B表示一個(gè)因干擾影響而擴(kuò)大的電子射線橫截面。由于X射線管的焦點(diǎn)橫截面是由目標(biāo)物元件6的橫截面決定的，并且恒定不變，因此電子射線橫截面的改變對(duì)于焦點(diǎn)的橫截面不會(huì)產(chǎn)生作用，因?yàn)槟繕?biāo)物元件6已被電子射線全面輻射了。
如圖6中所示，當(dāng)電子射線向側(cè)面移動(dòng)時(shí)，適合在一個(gè)位置18C中，因?yàn)樵谠撾娮由渚€的位置中目標(biāo)物元件6也能全面得到電子射線。
如圖7中所示，電子射線橫截面的改變對(duì)于焦點(diǎn)的橫截面不會(huì)產(chǎn)生作用，因?yàn)楫?dāng)電子射線的橫截面改變之后，目標(biāo)物元件6也能被全面輻射。例如圖7中用標(biāo)號(hào)18D和18E表示的電子射線的二個(gè)扭曲的橫截面。由于焦點(diǎn)的橫截面是由目標(biāo)物元件6的橫截面決定的，并且恒定不變和位置穩(wěn)定，因此電子射線橫截面的改變對(duì)于X射線的圖示質(zhì)量不會(huì)引起惡化，這是采用了按本發(fā)明的目標(biāo)物2在X射線管中的圖示方法。
從圖5至圖7的組合來(lái)看，電子射線橫截面的改變和移動(dòng)對(duì)于焦點(diǎn)的位置和橫截面不會(huì)產(chǎn)生作用。因此在按本發(fā)明的X射線管中，可以放棄采取在構(gòu)造上需花費(fèi)很大的那些措施，用以在圖示方法中獲得一個(gè)很好的圖示質(zhì)量，但是這些措施在傳統(tǒng)的X射線管中，電子射線在目標(biāo)物2上的形狀、大小和聚集點(diǎn)必須是固定不變的。同時(shí)，按本發(fā)明的X射線管制造起來(lái)非常簡(jiǎn)單，而且價(jià)格低廉。
圖8表示了按本發(fā)明毫微聚焦型X射線管20的實(shí)施例的原理圖，毫微聚焦型X射線管20在下面簡(jiǎn)稱為X射線管。X射線管20設(shè)有一個(gè)按本發(fā)明的目標(biāo)物2，該目標(biāo)物2在本實(shí)施例中設(shè)有三個(gè)沿著目標(biāo)物表面相隔有距離的目標(biāo)物元件22、24、26。
按本發(fā)明的X射線管20還設(shè)有用于校準(zhǔn)目標(biāo)物上電子射線28的裝置。該裝置在本實(shí)施例中設(shè)有一個(gè)陰極30和一個(gè)孔型陽(yáng)極32，借助于該陰極30和孔型陽(yáng)極32，例如從一個(gè)絲極中產(chǎn)生的電子朝目標(biāo)物2方向高能量地加速。
X射線管20還設(shè)有一個(gè)沿著射線方向安置在孔型陽(yáng)極32后面的聚焦裝置34，該聚焦裝置34使電子射線28聚焦在目標(biāo)物2上。聚焦裝置34例如由一種纏繞裝置構(gòu)成。
在本實(shí)施例中，X射線管20還設(shè)有偏轉(zhuǎn)裝置36，通過(guò)該偏轉(zhuǎn)裝置36可使電子射線28偏轉(zhuǎn)，使其選擇在目標(biāo)物元件22、24或26的其中一個(gè)目標(biāo)物元件上聚集。如果一個(gè)早先使用的目標(biāo)物元件被用壞了，那么利用偏轉(zhuǎn)裝置36，電子射線28就可以偏轉(zhuǎn)到例如另外一個(gè)目標(biāo)物元件上。按照本發(fā)明，偏轉(zhuǎn)裝置36的目的在于偏轉(zhuǎn)電子射線28，而不涉及它的形狀或聚焦。在這些結(jié)構(gòu)型式中，目標(biāo)物2僅承載一個(gè)目標(biāo)物元件，因此偏轉(zhuǎn)裝置36就不是必需的了。
為了對(duì)在按本發(fā)明目標(biāo)物2的承載體元件4中所產(chǎn)生的X射線進(jìn)行濾除，目標(biāo)物2在其相對(duì)于目標(biāo)物元件22、24、26的那邊裝設(shè)一個(gè)過(guò)濾器12，該過(guò)濾器12根據(jù)圖4已在上文詳細(xì)描述了。
按本發(fā)明X射線管20的主要部分，通常以公知的方式安裝在一個(gè)外殼38內(nèi)，當(dāng)X射線管20運(yùn)行時(shí)該外殼38可抽成真空。
調(diào)節(jié)裝置36進(jìn)行調(diào)節(jié)，以實(shí)現(xiàn)電子射線28偏轉(zhuǎn)到目標(biāo)物元件22、24、26的其中一個(gè)目標(biāo)物元件上，該調(diào)節(jié)裝置在圖中未作詳細(xì)描繪。另外，X射線管20的壓力供給與調(diào)節(jié)的類型和方式一般已公知，因此在這里就不詳細(xì)描述了。
按本發(fā)明的X射線管20在運(yùn)行時(shí)，電子射線28通過(guò)孔型陽(yáng)極32朝著目標(biāo)物2方向加速，通過(guò)聚焦裝置34聚焦，并通過(guò)偏轉(zhuǎn)裝置36偏轉(zhuǎn)到目標(biāo)物元件22、24、26的其中一個(gè)目標(biāo)物元件上。電子在目標(biāo)物元件22、24、26的其中一個(gè)目標(biāo)物元件上聚集并隨后減速時(shí)，產(chǎn)生了具有理想波長(zhǎng)或在一個(gè)理想波長(zhǎng)范圍內(nèi)的X射線。通過(guò)電子減速在承載體元件4中所產(chǎn)生的X射線，借助于過(guò)濾器12而被濾除。這樣，X射線管20發(fā)射出具有理想波長(zhǎng)或在一個(gè)理想波長(zhǎng)范圍內(nèi)的X射線。
由于X射線管20的焦點(diǎn)的形狀、大小和位置是各由目標(biāo)物元件22、24、26確定的，因此，電子射線28在目標(biāo)物2上的形狀、大小和聚集處的干擾影響，對(duì)于X射線管20的焦點(diǎn)的形狀、大小和位置不產(chǎn)生作用，根據(jù)圖5至圖7所示已在上文作過(guò)詳細(xì)描述。
因此，按本發(fā)明的X射線管20能夠以較少的設(shè)備費(fèi)用，原則上僅使用一個(gè)聚焦裝置34，可使焦點(diǎn)的位置和大小尺寸具有高穩(wěn)定性，并且在采用圖示的方法時(shí)，能夠達(dá)到一個(gè)特別高的分辨力和圖示質(zhì)量。
權(quán)利要求
1.一種毫微聚焦型X射線管，它設(shè)有一個(gè)目標(biāo)物(2)和用于校準(zhǔn)目標(biāo)物(2)上電子射線的裝置，其中，目標(biāo)物(2)設(shè)有至少一個(gè)由一種目標(biāo)物材料組成的用于發(fā)射X射線的目標(biāo)物元件(6)，它是通過(guò)一個(gè)籍微結(jié)構(gòu)化方法并在一個(gè)由一種承載體材料組成的承載體元件(4)上而組成的毫微結(jié)構(gòu)構(gòu)成的，其直徑約為≤1000nm，其中目標(biāo)物元件(6)僅僅部分覆蓋了承載體元件(4)，其中，X射線管(20)在運(yùn)行時(shí)，選擇電子射線的橫截面要大于目標(biāo)物元件(6)的橫截面，這樣電子射線始終全面地射到目標(biāo)物元件(6)上，其特征在于，所述承載體材料是金剛石或含有金剛石，添加金剛石用于提高導(dǎo)電性能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的毫微聚焦型X射線管，其特征在于，所述承載體元件(4)至少部分是由一種承載體材料組成，它的導(dǎo)熱系數(shù)為≥10W/(cm×K)，優(yōu)選≥20W/(cm×K)。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求其中之一項(xiàng)所述的毫微聚焦型X射線管，其特征在于，所述承載體元件(4)承載數(shù)個(gè)相隔有距離的目標(biāo)物元件(22、24、26)。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求其中之一項(xiàng)所述的毫微聚焦型X射線管，其特征在于，至少一個(gè)目標(biāo)物元件(6、22、24、26)在基本圓形的范圍內(nèi)。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求其中之一項(xiàng)所述的目標(biāo)物，其特征在于，所述目標(biāo)物(2)設(shè)有一個(gè)過(guò)濾器(12)，該過(guò)濾器(12)對(duì)于目標(biāo)物元件(6)或目標(biāo)物元件(22、24、26)中所產(chǎn)生的X射線得以通過(guò)，而對(duì)于承載體元件(4)中所產(chǎn)生的X射線則予以阻擋。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求其中之一項(xiàng)所述的毫微聚焦型X射線管，其特征在于，所述目標(biāo)物(2)構(gòu)成為傳送目標(biāo)物。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種毫微聚焦型X射線管20，它設(shè)有一個(gè)目標(biāo)物4和用于校準(zhǔn)目標(biāo)物4上電子射線28的裝置。按照本發(fā)明，目標(biāo)物4設(shè)有至少一個(gè)由一種目標(biāo)物材料組成的用于發(fā)射X射線的目標(biāo)物元件22、24、26，它是通過(guò)一個(gè)藉微結(jié)構(gòu)化方法并在一個(gè)由一種承載體材料組成的承載體元件4上而組成的毫微結(jié)構(gòu)構(gòu)成的，其直徑約為≤1000nm，其中目標(biāo)物元件6、22、24、26僅僅部分覆蓋了承載體元件4。當(dāng)X射線管20運(yùn)行時(shí)，選擇電子射線的橫截面要大于目標(biāo)物元件6或22或24或26的橫截面，這樣電子射線28始終全面地射到目標(biāo)物元件6或22或24或26上。按照本發(fā)明，承載體材料是金剛石或含有金剛石，添加金剛石用于提高導(dǎo)電性能。
文檔編號(hào)H05G1/00GK1971834SQ200610148430
公開(kāi)日2007年5月30日 申請(qǐng)日期2006年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月7日
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