技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種發(fā)射1pm至10nm的波長(zhǎng)范圍內(nèi)的X射線(xiàn)的放射線(xiàn)產(chǎn)生設(shè)備，該放射線(xiàn)產(chǎn)生設(shè)備可適用于醫(yī)療器械、無(wú)損檢測(cè)裝置等。

特別地，本發(fā)明的方面涉及一種包括靶(target)層和支承該靶層的金剛石基板的透射型X射線(xiàn)靶。而且，本發(fā)明的方面涉及一種包括該透射型X射線(xiàn)靶的放射線(xiàn)產(chǎn)生管、包括該放射線(xiàn)產(chǎn)生管的放射線(xiàn)產(chǎn)生設(shè)備、以及包括該放射線(xiàn)產(chǎn)生設(shè)備的放射線(xiàn)照相裝置。

背景技術(shù)：

近年來(lái)，建立了家庭護(hù)理系統(tǒng)，并且提高了急救醫(yī)療服務(wù)所提供的護(hù)理級(jí)別。因此，對(duì)于便攜式的小型輕量級(jí)醫(yī)療形態(tài)裝置的需求增加。為了響應(yīng)這樣的需要，隨著醫(yī)療領(lǐng)域中的分析和診斷技術(shù)發(fā)展，開(kāi)發(fā)了各種醫(yī)療形態(tài)裝置。現(xiàn)有的包括放射線(xiàn)產(chǎn)生設(shè)備的放射線(xiàn)照相裝置較大。因此，現(xiàn)有的放射線(xiàn)照相裝置主要是醫(yī)院和體檢設(shè)施中所使用的落地安裝類(lèi)型。到目前為止，通過(guò)設(shè)置操作時(shí)間段和包括維護(hù)時(shí)間段的非操作時(shí)間段來(lái)使用這樣的落地安裝式醫(yī)療形態(tài)裝置。

希望的是，這樣的包括放射線(xiàn)產(chǎn)生設(shè)備的放射線(xiàn)照相裝置具有高耐用性并且被設(shè)計(jì)為易于維護(hù)，以使得可以提高該裝置的操作速率，并且該裝置可以用作適合于自然災(zāi)害或事故的情況下的急救醫(yī)療服務(wù)和家庭護(hù)理的醫(yī)療形態(tài)裝置。

決定放射線(xiàn)產(chǎn)生設(shè)備的耐用性的主要因素是用作放射線(xiàn)(諸如X射線(xiàn))的產(chǎn)生源的靶的耐用性。通常，靶包括層疊層。已知為了提高靶的耐用性，重要的是長(zhǎng)時(shí)間維持靶的層的黏合性。

對(duì)于通過(guò)用電子束照射靶來(lái)產(chǎn)生放射線(xiàn)的放射線(xiàn)產(chǎn)生設(shè)備，靶的放射線(xiàn)產(chǎn)生效率為1％或更低。因此，提供給靶的幾乎所有的能量都被轉(zhuǎn)換為熱量。如果靶所產(chǎn)生的熱量沒(méi)有被充分地驅(qū)散到外部，則可能引起靶的材料可能退化的問(wèn)題，或者與黏合性相關(guān)的問(wèn)題(諸如由于層之間所產(chǎn)生的應(yīng)力而導(dǎo)致的層分離)可能發(fā)生。

已知可以通過(guò)使用包括靶層以及透射放射線(xiàn)并支承該靶層的基板的透射型X射線(xiàn)靶來(lái)提高放射線(xiàn)產(chǎn)生效率，該靶層為包括重金屬的薄膜。PCT日文翻譯專(zhuān)利公開(kāi)No.2009-545840描述了一種放射線(xiàn)產(chǎn)生效率比現(xiàn)有的旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極型反射型靶的放射線(xiàn)產(chǎn)生效率高1.5倍的旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極型透射型X射線(xiàn)靶。

已知可以通過(guò)使用金剛石作為用于支承透射型X射線(xiàn)靶的靶層的基板的材料來(lái)有效地將熱量從靶驅(qū)散到外部。PCT日文翻譯專(zhuān)利公開(kāi)No.2003-505845描述了通過(guò)使用金剛石作為用于支承由鎢制成的靶層的基板的材料來(lái)提高散熱性能并實(shí)現(xiàn)微聚焦X射線(xiàn)設(shè)備的技術(shù)。

金剛石由于強(qiáng)sp3鍵和高度規(guī)則的晶體結(jié)構(gòu)而具有特殊的特性。在金剛石的特性之中，高耐熱性(1600℃或更高的熔點(diǎn))、高熱導(dǎo)率(600-2000W/m/K)、高放射線(xiàn)透射率(歸因于是一種原子序數(shù)為6的輕元素)特別適合用作用于支承透射型X射線(xiàn)靶的基板。在根據(jù)本發(fā)明的透射型X射線(xiàn)靶中，用于支承靶層的基板由金剛石制成。

然而，金剛石與靶金屬的兼容性低，因?yàn)榻饎偸系娜廴诮饘俚目蓾裥缘?，并且線(xiàn)性膨脹系數(shù)在固態(tài)金屬與金剛石之間不同。因此，可能有必要改進(jìn)靶層與金剛石基板之間的黏合性，以便改進(jìn)透射型X射線(xiàn)靶的可靠性。

PCT日文翻譯專(zhuān)利公開(kāi)No.2003-505845描述了包括金剛石基板并且具有層疊結(jié)構(gòu)的透射型X射線(xiàn)靶，在該層疊結(jié)構(gòu)中，中間層設(shè)置在金剛石基板與靶層之間。該中間層用作黏合性增強(qiáng)層，但是中間層的材料沒(méi)有被描述。

日本專(zhuān)利特開(kāi)No.2002-298772描述了包括透射型X射線(xiàn)靶的放射線(xiàn)產(chǎn)生管的問(wèn)題。該問(wèn)題是，由于當(dāng)放射線(xiàn)產(chǎn)生管進(jìn)行操作時(shí)所產(chǎn)生的熱量和線(xiàn)性膨脹系數(shù)不同，靶層可能變得與金剛石基板分離。日本專(zhuān)利特開(kāi)No.2002-298772描述了通過(guò)將靶層形成為朝向金剛石基板凸起而抑制靶層分離的技術(shù)。日本專(zhuān)利特開(kāi)No.2002-298772還描述了通過(guò)將靶層設(shè)置為延伸超過(guò)金剛石基板的周邊并與陽(yáng)極構(gòu)件重疊來(lái)提高靶層與陽(yáng)極構(gòu)件之間的電連接的可靠性的技術(shù)。

然而，即使使用PCT日文翻譯專(zhuān)利公開(kāi)No.2003-505845和日本專(zhuān)利特開(kāi)No.2002-298772中所描述的、其中靶層和金剛石基板的黏合性得到改進(jìn)的透射型X射線(xiàn)靶，放射線(xiàn)輸出的變化也可能發(fā)生。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的方面提供一種透射型X射線(xiàn)靶，該透射型X射線(xiàn)靶在維持使用金剛石基板的益處的同時(shí)抑制金剛石基板的碎粒(fragment)的脫離，并且靶層與陽(yáng)極構(gòu)件之間的電連接的可靠性高。本發(fā)明的方面還提供一種通過(guò)其抑制輸出變化并且具有高可靠性的放射線(xiàn)產(chǎn)生管、以及包括該放射線(xiàn)產(chǎn)生管的放射線(xiàn)產(chǎn)生設(shè)備和放射線(xiàn)照相裝置。

根據(jù)本發(fā)明的一方面，一種透射型X射線(xiàn)靶包括平板形金剛石基板和靶層，平板形金剛石基板具有第一表面和面對(duì)第一表面的第二表面，靶層位于第一表面上。第一表面的殘留應(yīng)力低于第二表面的殘留應(yīng)力。

從以下參照附圖對(duì)示例性實(shí)施例的描述，本發(fā)明的進(jìn)一步的特征將變得清楚。

附圖說(shuō)明

圖1A、1B和1E是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的靶的截面圖；圖1C和1D是該靶的平面圖。

圖2A是包括根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的靶的放射線(xiàn)產(chǎn)生管的截面框圖，圖2B是放射線(xiàn)產(chǎn)生設(shè)備的截面框圖。

圖3是包括根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的放射線(xiàn)產(chǎn)生設(shè)備的放射線(xiàn)照相裝置的框圖。

圖4A至4D是其中觀測(cè)到暴露區(qū)域的靶的平面圖，圖4E和4F是該靶的截面圖。

具體實(shí)施方式

圖4A至4F均示出包括透射型X射線(xiàn)靶215的靶結(jié)構(gòu)214。靶215至少包括金剛石基板217和靶層216。金剛石基板217沿著其周邊通過(guò)釬焊接頭(branzed joint)219與陽(yáng)極構(gòu)件218連接。

圖4A至4D均是沿著通過(guò)靶層216的虛平面截取的靶結(jié)構(gòu)214的示意性平面圖。圖4E是沿著圖4B中所示的線(xiàn)IVE-IVE截取的靶結(jié)構(gòu)214的截面圖。同樣地，圖4F是沿著圖4D中所示的線(xiàn)IVF-IVF截取的靶結(jié)構(gòu)214的截面圖。

圖4A中所示的靶結(jié)構(gòu)214包括從靶層216的周邊延伸到金剛石基板217的周邊的環(huán)形電極223。電極223將靶層216與陽(yáng)極構(gòu)件218電連接。靶結(jié)構(gòu)214具有暴露區(qū)域217e，在暴露區(qū)域217e中，金剛石基板217被暴露。當(dāng)金剛石基板217的碎粒和電極223的一部分都變?yōu)閺耐干湫蚗射線(xiàn)靶脫離時(shí)，形成暴露區(qū)域217e。

圖4B和4F中所示的靶結(jié)構(gòu)214與圖4A中所示的靶結(jié)構(gòu)214的不同之處在于，不使用電極223將釬焊接頭219和靶層216彼此電連接。圖4B中所示的靶結(jié)構(gòu)214具有暴露區(qū)域217e，在暴露區(qū)域217e中，金剛石基板217被暴露。當(dāng)金剛石基板217的碎粒和靶層216的一部分都變?yōu)閺耐干湫蚗射線(xiàn)靶215脫離時(shí)，形成暴露區(qū)域217e。

圖4C中所示的靶結(jié)構(gòu)214具有與圖4A中所示的靶結(jié)構(gòu)214相同的結(jié)構(gòu)。圖4C中所示的靶結(jié)構(gòu)214具有暴露區(qū)域217e，在暴露區(qū)域217e中，金剛石基板217被暴露。當(dāng)在靶層216與電極223之間的邊界的兩側(cè)，金剛石基板217的碎粒、靶層216的一部分和電極223的一部分變?yōu)閺耐干湫蚗射線(xiàn)靶215脫離時(shí)，形成暴露區(qū)域217e。

圖4D中所示的靶結(jié)構(gòu)214與圖4A中所示的靶結(jié)構(gòu)214的不同之處在于，釬焊接頭219和靶層216通過(guò)條形電極223彼此電連接。圖4D中所示的靶結(jié)構(gòu)214具有分割條形電極223的暴露區(qū)域217f。

對(duì)于包括圖4A至4F中所示的靶結(jié)構(gòu)214中的任何一個(gè)的放射線(xiàn)產(chǎn)生管，觀測(cè)到與放射線(xiàn)輸出的變化相關(guān)的管電流變化。在將圖4A至4F中的每個(gè)中所示的靶結(jié)構(gòu)214安裝在放射線(xiàn)產(chǎn)生管中之前，靶結(jié)構(gòu)214不具有暴露區(qū)域。而且，從對(duì)于其沒(méi)有觀測(cè)到輸出變化的其他放射線(xiàn)產(chǎn)生管移除的透射型X射線(xiàn)靶不具有暴露區(qū)域。

在圖4A至4F中所示的透射型X射線(xiàn)靶中的暴露區(qū)域217e和217f中，通常，電極223的一部分和金剛石基板的碎?；蛘甙袑?16的一部分和金剛石基板的碎粒從透射型X射線(xiàn)靶215脫離。然而，在一些情況下，金剛石基板的碎粒不脫離，而電極223的一部分或者靶層216的一部分與金剛石基板217分離。

根據(jù)上述檢查，假設(shè)放射線(xiàn)輸出的變化因?yàn)橐韵略蚨l(fā)生：由于局部暴露的絕緣表面(暴露區(qū)域217e和217f)上的電場(chǎng)聚集，在暴露區(qū)域217e和217f與另一構(gòu)件之間間歇性地發(fā)生微放電；以及陽(yáng)極構(gòu)件218與靶層216之間的電連接的不穩(wěn)定性不穩(wěn)定。

發(fā)明人進(jìn)行了深入的研究并且發(fā)現(xiàn)，盡管放射線(xiàn)輸出變化發(fā)生的詳細(xì)機(jī)理不清楚，但是至少在金剛石基板217的周邊處金剛石基板217的碎粒的脫離被認(rèn)為與該機(jī)理相關(guān)。

包括金剛石基板的透射型X射線(xiàn)靶與包括由鈹制成的支承基板的透射型X射線(xiàn)靶和反射型靶的不同之處在于，它可能難以從放射線(xiàn)發(fā)射表面的背側(cè)將靶層與陽(yáng)極電勢(shì)供給單元電連接。因此，當(dāng)使用包括金剛石基板的透射型X射線(xiàn)靶時(shí)，可能有必要在金剛石基板的周邊處提供到靶層的電路徑。

在透射型X射線(xiàn)靶中金剛石基板的碎粒的脫離意味著在放射線(xiàn)產(chǎn)生管中產(chǎn)生了導(dǎo)電雜質(zhì)。因此，因?yàn)閷?dǎo)電雜質(zhì)可以引起放電并且直接降低放射線(xiàn)產(chǎn)生管的耐壓，所以放射線(xiàn)產(chǎn)生管的可靠性存在問(wèn)題。此外，在這個(gè)方面，可能有必要防止靶層等的分離以及金剛石基板217的碎粒在金剛石基板217的周邊處的脫離。

以下，將參照附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。

實(shí)施例中所描述的組件的材料、形狀、尺寸和相對(duì)位置不限制本發(fā)明的范圍。

圖2A和2B分別是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的包括透射型X射線(xiàn)靶的放射線(xiàn)產(chǎn)生管和包括該放射線(xiàn)產(chǎn)生管的放射線(xiàn)產(chǎn)生設(shè)備的截面圖。

放射線(xiàn)產(chǎn)生設(shè)備

圖2B示出根據(jù)實(shí)施例的從放射線(xiàn)透射窗口121發(fā)射放射線(xiàn)束11的放射線(xiàn)產(chǎn)生設(shè)備101。根據(jù)本實(shí)施例的放射線(xiàn)產(chǎn)生設(shè)備101包括容器120、放射線(xiàn)產(chǎn)生管102和驅(qū)動(dòng)電路103，容器120具有放射線(xiàn)透射窗口121，放射線(xiàn)產(chǎn)生管102是放射線(xiàn)源，驅(qū)動(dòng)電路103用于驅(qū)動(dòng)放射線(xiàn)產(chǎn)生管102。

容納放射線(xiàn)產(chǎn)生管102和驅(qū)動(dòng)電路103的容器102可以具有足以作為容器的強(qiáng)度和高散熱性能。容器120可以由金屬(諸如黃銅、鐵或不銹鋼)制成。

在本實(shí)施例中，容器120中未被放射線(xiàn)產(chǎn)生管102和驅(qū)動(dòng)電路103占據(jù)的額外空間43被絕緣液體109填充。電絕緣的絕緣液體109用作容器120中的電絕緣體并用作冷卻放射線(xiàn)產(chǎn)生管102的冷卻劑。絕緣液體109可以是電絕緣油(諸如礦物油、硅油或全氟油)。

放射線(xiàn)產(chǎn)生管

圖2A示出根據(jù)實(shí)施例的包括電子發(fā)射源3和面對(duì)電子發(fā)射源3的透射型X射線(xiàn)靶115的放射線(xiàn)產(chǎn)生管102。(以下，透射型X射線(xiàn)靶將被簡(jiǎn)稱(chēng)為靶。)

在本實(shí)施例中，通過(guò)用從電子發(fā)射源3的電子發(fā)射單元2發(fā)射的電子束5照射靶115的靶層116來(lái)產(chǎn)生放射線(xiàn)束11。通過(guò)電子發(fā)射源3與靶層116之間形成的電場(chǎng)使電子束5中的電子加速，以便具有產(chǎn)生放射線(xiàn)所需的入射能量。這樣的加速電場(chǎng)在放射線(xiàn)產(chǎn)生管102的內(nèi)部空間13中被產(chǎn)生為管電壓Va，該管電壓Va從驅(qū)動(dòng)電路103輸出，將陰極電勢(shì)提供給電子發(fā)射源3并將陽(yáng)極電勢(shì)提供給靶層116。

靶結(jié)構(gòu)114包括靶115和陽(yáng)極構(gòu)件118。靶115包括靶層116和支承靶層116的金剛石基板117。

可以通過(guò)選擇靶層116中所包括的靶材料、靶層116的厚度和管電壓Va來(lái)使靶層116發(fā)射具有希望頻率的放射線(xiàn)。

靶材料可以包括原子序數(shù)為40或更大的金屬，諸如Mo(鉬)、Ta(鉭)或W(鎢)?？梢酝ㄟ^(guò)使用任何膜形成方法(諸如氣相沉積或?yàn)R射)在金剛石基板117上形成靶層116。為了實(shí)現(xiàn)靶層116與金剛石基板117之間的高黏合性，PCT日文翻譯專(zhuān)利公開(kāi)No.2003-505845描述了包括設(shè)置在靶層116與金剛石基板117之間的中間層(未示出)的結(jié)構(gòu)。這樣的結(jié)構(gòu)也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。

靶層116的層厚度可以在1μm至20μm的范圍內(nèi)?？紤]到確保放射線(xiàn)輸出中的足夠強(qiáng)度以及降低界面應(yīng)力，層厚度可以在2μm至10μm的范圍內(nèi)。

陽(yáng)極構(gòu)件118至少具有確定靶層116的陽(yáng)極電勢(shì)的功能。如圖1E所示，陽(yáng)極構(gòu)件118沿著金剛石基板117的第一表面117a的周邊安置?？商鎿Q地，如圖1A和1B所示，陽(yáng)極構(gòu)件118沿著金剛石基板117的側(cè)面117c安置。當(dāng)陽(yáng)極構(gòu)件118如圖1A、1B和1E中的任何一個(gè)所示那樣設(shè)置和連接時(shí)，陽(yáng)極構(gòu)件118還具有保持靶115的功能以及確定在希望方向上以其發(fā)射放射線(xiàn)的角度(放射線(xiàn)角度)的功能。

通過(guò)從高比重材料制成陽(yáng)極構(gòu)件118，陽(yáng)極構(gòu)件118可以具有放射線(xiàn)阻擋功能。陽(yáng)極構(gòu)件118可以由質(zhì)量吸收系數(shù)μ/ρ[m²/kg]和密度[kg/m³]的乘積較大的材料制成，因?yàn)椋谶@種情況下，可以縮小陽(yáng)極構(gòu)件118和靶結(jié)構(gòu)114的大小。

陽(yáng)極構(gòu)件118可以由具有根據(jù)靶層116所產(chǎn)生的放射線(xiàn)的特征X射線(xiàn)能量的本征吸收邊緣能量的合適金屬元素制成，因?yàn)?，在這種情況下，可以進(jìn)一步縮小陽(yáng)極構(gòu)件118和靶結(jié)構(gòu)114的大小。陽(yáng)極構(gòu)件118可以包括銅、銀、Mo、Ta、W等。陽(yáng)極構(gòu)件118可以包括與靶層116中所包括的靶金屬的金屬元素相同的金屬元素。

在本實(shí)施例中，陽(yáng)極構(gòu)件118具有包圍靶115的圓柱形形狀。因此，陽(yáng)極構(gòu)件118用作限制從靶層116發(fā)射的放射線(xiàn)的發(fā)射角度范圍的前阻擋構(gòu)件。在本實(shí)施例中，陽(yáng)極構(gòu)件118還用作限制反射電子(未示出)和背散射放射線(xiàn)(未示出)到達(dá)的區(qū)域的后阻擋構(gòu)件。這樣的反射電子在朝向電子發(fā)射源3的方向上從靶層116背散射。

放射線(xiàn)產(chǎn)生管102包括作為套筒部分的絕緣管110。絕緣管110使具有陰極電勢(shì)的電子發(fā)射源3和具有陽(yáng)極電勢(shì)的靶層116彼此電絕緣。絕緣管110由絕緣材料(諸如玻璃或陶瓷)制成。絕緣管110可以具有確定電子發(fā)射源3與靶層116之間的距離的功能。

放射線(xiàn)產(chǎn)生管102中的內(nèi)部空間13被減壓，以使得電子發(fā)射源3可以起作用。放射線(xiàn)產(chǎn)生管102中的內(nèi)部空間13的真空程度可以在10^-8Pa至10^-4Pa的范圍內(nèi)?？紤]到電子發(fā)射源3的壽命，真空程度可以在10^-8Pa至10^-6Pa的范圍內(nèi)。

作為真空器皿(vessel)，放射線(xiàn)產(chǎn)生管102可以具有通過(guò)其可以維持這樣的真空程度的氣密性和耐壓性?？梢酝ㄟ^(guò)使用真空泵(未示出)經(jīng)由排放管(未示出)抽吸空氣、然后密封排放管來(lái)使放射線(xiàn)產(chǎn)生管102的內(nèi)部減壓。為了維持真空程度，可以將吸氣劑(未示出)設(shè)置在放射線(xiàn)產(chǎn)生管102中。

在本實(shí)施例中，金剛石基板117用作通過(guò)其朝向放射線(xiàn)產(chǎn)生管102的外部發(fā)射由靶層116產(chǎn)生的放射線(xiàn)的透射窗口，并且還用作真空器皿的一部分。

電子發(fā)射源3被設(shè)置為面對(duì)靶115的靶層116。例如，可以使用熱陰極(諸如鎢絲或浸漬陰極)或冷陰極(諸如碳納米管)作為電子發(fā)射源3。為了電子束5的束直徑、電子電流的密度和開(kāi)關(guān)控制的目的，電子發(fā)射源3可以包括柵格電極(未示出)或靜電透鏡電極。

靶

接下來(lái)，參照?qǐng)D1，將詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的靶115(透射型X射線(xiàn)靶)。

圖1A和1B示出其中靶115和陽(yáng)極構(gòu)件118通過(guò)釬焊接頭119彼此接合的靶結(jié)構(gòu)114。靶115包括形成在金剛石基板117的第一表面117a上的靶層116。圖1C和1D是分別示出從形成靶層116的一側(cè)看到的、圖1A和1B中所示的靶結(jié)構(gòu)114的平面圖。圖1E示出圖1A中所示的靶結(jié)構(gòu)114的修改形式，在該修改形式中，陽(yáng)極構(gòu)件118和靶115在形成靶層116的一側(cè)彼此電連接。

金剛石基板117可以由天然金剛石或合成金剛石制成?？紤]到再現(xiàn)性、均勻性和成本，可以使用通過(guò)使用高壓高溫法或化學(xué)氣相沉積法制成的合成金剛石。特別地，可以使用通過(guò)使用高壓高溫法制成的合成金剛石，因?yàn)榭梢酝ㄟ^(guò)使用該方法獲得均勻的晶體結(jié)構(gòu)。

如圖1A、1B和1E所示，金剛石基板117可以具有平板狀形狀，該平板狀形狀具有第一表面和面對(duì)第一表面的第二表面。例如，金剛石基板117可以具有長(zhǎng)方體形狀或盤(pán)狀形狀。

當(dāng)金剛石基板117具有直徑在2mm至10mm的范圍內(nèi)的盤(pán)狀形狀時(shí)，可以在金剛石基板117上設(shè)置能夠形成合適的焦點(diǎn)直徑的靶層116。當(dāng)金剛石基板117具有厚度在0.5至4.0mm的范圍內(nèi)的盤(pán)狀形狀時(shí)，金剛石基板具有合適的放射線(xiàn)透射率。當(dāng)金剛石基板117具有長(zhǎng)方體形狀時(shí)，該長(zhǎng)方體形狀的短邊和長(zhǎng)邊中的每一個(gè)均可以具有上述范圍內(nèi)的長(zhǎng)度。

金剛石基板117具有側(cè)面117c。側(cè)面117c是第一表面117a的周邊通過(guò)其與第二表面117b的周邊連接的圓柱形表面。

考慮到放射線(xiàn)透射率，金剛石基板117的縱橫比(厚度/直徑)可以低于1。因此，通過(guò)分離板形基材的具有合適厚度并且具有垂直于厚度方向的主面的一部分來(lái)制作具有合適縱橫比的金剛石基板117是經(jīng)濟(jì)的。

對(duì)于使用通過(guò)使用高壓高溫法制成的金剛石的情況或使用通過(guò)使用化學(xué)氣相沉積法制成的金剛石的情況，該方法在生產(chǎn)上具有優(yōu)勢(shì)。在前一種情況下，因?yàn)榭紤]到金剛石基板的晶體結(jié)構(gòu)而從在厚度尺寸上尺寸較小的基材切割金剛石基板，所以存在可以在切割過(guò)程期間抑制基材的晶體取向的影響的優(yōu)點(diǎn)。這樣的晶體取向影響包括解理。在后一種情況下，這種膜形成方法適合于形成在面內(nèi)方向上的尺寸大于厚度方向上的尺寸的基材。

高壓合成金剛石基板具有單晶結(jié)構(gòu)，并且預(yù)定的晶體取向可以被分配給主面。固態(tài)晶體的表面張力取決于表面的晶體取向。因此，通過(guò)對(duì)于金剛石基板117使用高壓合成金剛石，可以將合適的晶體取向分配給其上形成靶層116的第一表面117a。例如，通過(guò)使用(100)表面作為第一表面117a，可以提高靶層116與金剛石基板117之間的黏合性。

至少靶層116形成在金剛石基板117的第一表面117a上。因此，第一表面117a的形狀精度和去垢性能需要高于金剛石基板117的其他表面的形狀精度和去垢性能。當(dāng)使用使金剛石基板117與板形金剛石基材(未示出)分離的方法時(shí)，可以在使金剛石基板與基材分離之前將板形基材的整個(gè)主面弄平滑。通過(guò)這種方法，可以制造每個(gè)均具有精度高、再現(xiàn)性高的第一表面117a的金剛石基板117。

可以通過(guò)各種方法(例如，機(jī)械拋光、蝕刻、局部加熱光照射、聚焦離子束照射等)來(lái)使金剛石基板117與基材分離。為了防止對(duì)金剛石基板117的除了側(cè)面之外的表面(例如，第一表面117a)的損傷，局部加熱光照射或聚焦離子束照射是合適的方法。特別地，使用激光光源的局部加熱光照射是特別合適的，因?yàn)樗槐貓?zhí)行大氣控制并且離子不被植入到金剛石基板中。

以下將描述在圖4中所示的靶結(jié)構(gòu)214中形成暴露區(qū)域217e和217f的原因。

發(fā)明人進(jìn)行了深入的研究并且發(fā)現(xiàn)，在暴露區(qū)域217e和217f的產(chǎn)生的分布與所測(cè)殘留應(yīng)力的分布之間存在相關(guān)性，并且當(dāng)形成靶層時(shí)，由于金剛石基板中殘存的殘留應(yīng)力量在表面之間不同，暴露區(qū)域217e和217f的產(chǎn)生發(fā)生。

盡管金剛石基板中殘存的殘留應(yīng)力在表面之間不同的準(zhǔn)確原因不清楚，但是估計(jì)原因之一是當(dāng)從基材切割金剛石基板時(shí)切割處理的各向異性。另一估計(jì)原因是由金剛石基板的相對(duì)表面和側(cè)面形成的形狀的影響。

例如，在通過(guò)激光處理與基材分離的金剛石基板中，具有其中殘留應(yīng)力相對(duì)高的區(qū)域的表面是與其上入射激光束的表面相對(duì)的表面。

在通過(guò)機(jī)械加工與基材分離的金剛石基板中，在切割機(jī)器的切割器進(jìn)入到金剛石基板中的方向與殘留應(yīng)力之間存在相關(guān)性，并且切割器從其退出金剛石基板的表面的殘留應(yīng)力高。

接下來(lái)，將詳細(xì)描述由金剛石基板的相對(duì)表面和側(cè)面形成的形狀。已發(fā)現(xiàn)，殘留應(yīng)力還取決于金剛石基板117的端面的形狀，并且與裂紋的產(chǎn)生和金剛石的碎粒從其上形成靶層216的表面的脫離相關(guān)。具體地講，已發(fā)現(xiàn)，在側(cè)面與主面之間的角度是銳角的情況下，主面中殘存的殘留應(yīng)力大于該角度為鈍角的情況。在本說(shuō)明書(shū)中，主面與側(cè)面之間的角度是金剛石基板的截面形狀的內(nèi)角。

如圖1A所示，根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例，靶層116形成在金剛石基板117的殘留應(yīng)力較低的第一表面117a上。因此，抑制了金剛石基板117中裂紋的產(chǎn)生、靶層116的脫離以及電極123的分離。

如圖1B所示，根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例，第一表面117a與側(cè)面117c之間的角度大于面對(duì)第一表面117a的第二表面117b與側(cè)面117c之間的角度。靶層116設(shè)置在第一表面117a上。

在第二實(shí)施例中，如圖1B所示，第一表面117a與側(cè)面117c之間的角度可以是鈍角。

當(dāng)金剛石基板117具有第一實(shí)施例和第二實(shí)施例這兩個(gè)實(shí)施例的特征時(shí)，可以可靠地減小金剛石基板117的殘留應(yīng)力，并且可以獲得可靠性更高的靶115。

如上所述，在殘留應(yīng)力的分布存在于金剛石基板117的第一表面117a和第二表面117b中的每個(gè)上的情況下，這些表面中最大殘留應(yīng)力低于另一表面的最大殘留應(yīng)力的一個(gè)表面將被稱(chēng)為較低殘留應(yīng)力表面。

可以通過(guò)使用雙折射法或激光拉曼光譜法來(lái)識(shí)別金剛石基板117的作為較低殘留應(yīng)力表面的第一表面117a。在本發(fā)明中，可以使用用于測(cè)量殘留應(yīng)力的其他方法。

當(dāng)物質(zhì)的晶體結(jié)構(gòu)由于應(yīng)力而改變時(shí)，使得折射率各向異性的雙折射發(fā)生，折射率的各向異性取決于通過(guò)該物質(zhì)的光的振蕩方向。此時(shí)，因?yàn)橥ㄟ^(guò)該物質(zhì)的光具有取決于該光的振蕩方向的相位差，所以可以通過(guò)執(zhí)行光學(xué)觀測(cè)來(lái)識(shí)別應(yīng)力?？梢酝ㄟ^(guò)使用雙折射相位差識(shí)別的這樣的應(yīng)力將被稱(chēng)為光彈性應(yīng)力。因此，通過(guò)檢測(cè)入射束與通過(guò)金剛石基板的透射束之間的雙折射相位差，可以識(shí)別產(chǎn)生應(yīng)力的位置。用于識(shí)別低殘留應(yīng)力表面的第一種方法是測(cè)量光彈性應(yīng)力的雙折射相位差法。

激光拉曼光譜法是當(dāng)用激光束照射物質(zhì)時(shí)，檢測(cè)由于該物質(zhì)的晶體結(jié)構(gòu)或分子振動(dòng)而產(chǎn)生的拉曼散射光的波長(zhǎng)的變化的方法。該方法通常用于識(shí)別物質(zhì)，因?yàn)榫w結(jié)構(gòu)和分子振動(dòng)是物質(zhì)特有的。然而，該方法還可以用于測(cè)量應(yīng)力分布，因?yàn)榫w結(jié)構(gòu)(諸如原子的鍵長(zhǎng)和鍵角)由于存在應(yīng)力而改變，相應(yīng)地，散射光的波長(zhǎng)改變。通過(guò)用激光拉曼光譜法檢測(cè)波長(zhǎng)變化，可以測(cè)量金剛石基板117中的殘留應(yīng)力的分布。用于識(shí)別低殘留應(yīng)力表面的第二種方法是檢測(cè)拉曼散射光的波長(zhǎng)變化的激光拉曼光譜法。

當(dāng)?shù)晚g性構(gòu)件具有殘留應(yīng)力時(shí)，由于該殘留應(yīng)力，可能產(chǎn)生寬度在大約0.1至100μm的范圍內(nèi)的微裂紋。預(yù)期當(dāng)產(chǎn)生微裂紋時(shí)，應(yīng)力可以從金剛石基板被釋放。然而，作為發(fā)明人和其他人進(jìn)行的檢查的結(jié)果，在微裂紋區(qū)域中或者在微裂紋區(qū)域附近觀測(cè)到雙折射相位差。因此，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在處理期間產(chǎn)生的應(yīng)力并沒(méi)有由于微裂紋的產(chǎn)生而從金剛石基板被充分釋放，而是殘存在該微裂紋的附近，并且該殘留應(yīng)力進(jìn)一步引起微裂紋或金剛石基板的碎粒的脫離。

用于識(shí)別低殘留應(yīng)力表面的第三種方法是通過(guò)用顯微鏡觀測(cè)金剛石基板來(lái)評(píng)估金剛石基板中的微裂紋的分布。通過(guò)使用用于識(shí)別低殘留應(yīng)力表面的第三種方法，可以間接地識(shí)別低殘留應(yīng)力表面?？梢允褂每梢杂糜谟^測(cè)金剛石基板117的表面輪廓的任何顯微鏡。這樣的顯微鏡的例子包括光學(xué)顯微鏡、掃描電子顯微鏡(SEM、STM或TEM)和原子力顯微鏡(AFM)。

用于識(shí)別低殘留應(yīng)力表面的第四種方法是識(shí)別金剛石基板的端部的形狀的顯微觀測(cè)法。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在金剛石基板117中的殘留應(yīng)力分布與側(cè)面117c和第一表面117a(主面)或第二表面117b(主面)之間的角度之間存在相關(guān)性。具體地講，這兩個(gè)主面彼此面對(duì)，在它們之間有側(cè)面117c，當(dāng)?shù)谝槐砻?17a與側(cè)面117c之間的角度大于第二表面117b與側(cè)面117c之間的角度時(shí)，可以識(shí)別第一表面117a是殘留應(yīng)力低于第二表面117b的殘留應(yīng)力的低殘留應(yīng)力表面。

如圖1A所示，靶層116可以形成在金剛石基板117的殘留應(yīng)力較低的整個(gè)第一表面117a上。可替換地，如圖1B所示，靶層116可以形成在金剛石基板117的第一表面117a的與金剛石基板117的周邊(端部)分離的一部分上。

在圖1B中所示的實(shí)施例中，為了將靶層116和陽(yáng)極構(gòu)件118彼此電連接，在靶層116的周邊與金剛石基板117的周邊之間形成由導(dǎo)電材料制成的電極123。

本實(shí)施例中的與金剛石基板117直接接觸的電極123可以包括考慮到與金剛石基板的黏合性而具有負(fù)的碳化物標(biāo)準(zhǔn)生成自由能的金屬。具有負(fù)的碳化物標(biāo)準(zhǔn)生成自由能的金屬的例子包括鈦、鋯和鉻。電極123可以具有100nm至10μm的范圍內(nèi)的膜厚度，因?yàn)檫@樣的膜既提供良好的電連接，又提供高黏合性。

在圖1A中所示的實(shí)施例中，靶層116被形成為延伸到金剛石基板117的周邊，并且電極123沿著金剛石基板117的周邊設(shè)置。在本實(shí)施例中，電極123提供電連接，并且防止釬焊接頭119與靶層之間的相互擴(kuò)散。在本實(shí)施例中，電極123形成在靶層116上。可替換地，電極123可以形成在靶層116與金剛石基板117之間。

可以基于放射線(xiàn)產(chǎn)生管102的操作溫度和與將被接合的物體的黏合性來(lái)適當(dāng)?shù)剡x擇釬焊接頭119。釬焊接頭119的具體例子包括基于Cr-V的合金、基于Ti-Ta-Mo的合金、基于Ti-V-Cr-Al的合金、基于Ti-Cr的合金、基于Ti-Zr-Be的合金、基于Zr-Nb-Be的合金、包括作為主成分的Au-Cu的合金、鎳焊料、黃銅焊料和銀焊料。

通過(guò)根據(jù)上述實(shí)施例的靶115，防止其上具有導(dǎo)電物質(zhì)的金剛石的碎粒在放射線(xiàn)產(chǎn)生管102中散布，因此，可以抑制放射線(xiàn)產(chǎn)生管102中的放電。而且，可以防止由于金剛石基板中的裂紋和金剛石基板的一部分的脫離而導(dǎo)致的靶層116與驅(qū)動(dòng)電路103之間的松動(dòng)電連接。因此，可以提供可靠性高的放射線(xiàn)產(chǎn)生設(shè)備。

放射線(xiàn)成像裝置

接下來(lái)，參照?qǐng)D3，將描述包括根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的靶的放射線(xiàn)照相裝置的結(jié)構(gòu)。

系統(tǒng)控制單元202對(duì)放射線(xiàn)產(chǎn)生設(shè)備101和放射線(xiàn)檢測(cè)器206進(jìn)行整體控制。在系統(tǒng)控制單元202的控制下，驅(qū)動(dòng)電路103將各種控制信號(hào)輸出到放射線(xiàn)產(chǎn)生管102。在本實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)電路103和放射線(xiàn)產(chǎn)生管102被設(shè)置在放射線(xiàn)產(chǎn)生設(shè)備101的容器120中?？商鎿Q地，驅(qū)動(dòng)電路103可以被設(shè)置在容器120的外部?；趶尿?qū)動(dòng)電路103輸出的控制信號(hào)，控制從放射線(xiàn)產(chǎn)生設(shè)備101發(fā)射放射線(xiàn)束11。

從放射線(xiàn)產(chǎn)生設(shè)備101發(fā)射的放射線(xiàn)束11的照射范圍通過(guò)具有可動(dòng)光圈的準(zhǔn)直器單元(未示出)被調(diào)整，然后放射線(xiàn)束11向放射線(xiàn)產(chǎn)生設(shè)備101的外部發(fā)射，并透過(guò)被檢體204而由檢測(cè)器206檢測(cè)。檢測(cè)器206將檢測(cè)到的放射線(xiàn)變換為圖像信號(hào)并向信號(hào)處理器205輸出該圖像信號(hào)。

在系統(tǒng)控制單元202的控制下，信號(hào)處理器205對(duì)圖像信號(hào)執(zhí)行預(yù)定信號(hào)處理，并將處理后的圖像信號(hào)輸出到系統(tǒng)控制單元202。

系統(tǒng)控制單元202將用于使顯示裝置203顯示圖像的顯示信號(hào)輸出到顯示裝置203。

顯示裝置203在屏幕上將基于顯示信號(hào)的圖像顯示為被檢體204的圖像。

通常，與本發(fā)明的實(shí)施例相關(guān)的放射線(xiàn)是X射線(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的放射線(xiàn)產(chǎn)生設(shè)備101和放射線(xiàn)照相裝置可以分別用作X射線(xiàn)產(chǎn)生單元和X射線(xiàn)成像系統(tǒng)。X射線(xiàn)成像系統(tǒng)可以用于工業(yè)產(chǎn)品的無(wú)損測(cè)試以及人體和動(dòng)物的診斷。

例子

例子1

通過(guò)以下處理制成圖1A和1C中所示的靶結(jié)構(gòu)114。

通過(guò)使用激光束從由通過(guò)使用高壓高溫法制成的單晶金剛石制成的板形基材分離金剛石基板117。金剛石基板117具有厚度為1mm、直徑為5mm的盤(pán)狀形狀。

通過(guò)使用市售的雙折射測(cè)量裝置對(duì)金剛石基板117的殘留應(yīng)力進(jìn)行測(cè)量，從而識(shí)別金剛石基板117的端部中殘留應(yīng)力較低的第一表面117a。另外，通過(guò)使用掃描電子顯微鏡和光學(xué)顯微鏡來(lái)觀測(cè)微裂紋的存在。在殘留應(yīng)力較低的表面中，微裂紋不存在。在例子1中，對(duì)寬度為1μm或更大的微裂紋的數(shù)量進(jìn)行計(jì)數(shù)。

接下來(lái)，在金剛石基板117的殘留應(yīng)力較低的第一表面117a的整個(gè)上形成厚度為5μm的鎢膜作為靶層116。通過(guò)使用利用氬作為載氣的濺射法來(lái)形成靶層116。

接下來(lái)，通過(guò)使用濺射法將由鈦制成的環(huán)形電極123形成為從包括金剛石基板117和靶層116的靶結(jié)構(gòu)的周邊向內(nèi)延伸100μm的寬度。

接下來(lái)，通過(guò)由銀焊料制成的釬焊接頭119將金剛石基板117的側(cè)面117c和具有管狀形狀的陽(yáng)極構(gòu)件118的內(nèi)壁彼此接合。在這個(gè)步驟中，執(zhí)行釬焊，以使得釬焊接頭119的一部分至少與電極123接觸。陽(yáng)極構(gòu)件118的材料是鎢。

將如上所述那樣制作的靶結(jié)構(gòu)114如圖2A所示那樣安裝在放射線(xiàn)產(chǎn)生管102中，并且制成圖2B中所示的放射線(xiàn)產(chǎn)生設(shè)備101。接下來(lái)，操作放射線(xiàn)產(chǎn)生設(shè)備101，并對(duì)輸出操作的穩(wěn)定性和放射線(xiàn)輸出的變化進(jìn)行評(píng)估。結(jié)果，沒(méi)有觀測(cè)到放射線(xiàn)產(chǎn)生管102中的放電，并且確認(rèn)放射線(xiàn)產(chǎn)生設(shè)備101可以穩(wěn)定地操作。而且，對(duì)放射線(xiàn)輸出的變化進(jìn)行測(cè)量，沒(méi)有觀測(cè)到顯著的輸出變化。也就是說(shuō)，在根據(jù)例子1的放射線(xiàn)產(chǎn)生設(shè)備101中，沒(méi)有發(fā)生由于靶層116與陽(yáng)極構(gòu)件118之間的松動(dòng)電連接而導(dǎo)致的故障。

在例子1中，通過(guò)將放電計(jì)數(shù)器(未示出)與放射線(xiàn)產(chǎn)生設(shè)備101的四個(gè)部分(包括陽(yáng)極構(gòu)件118、電流輸入端子4、將地端子16連接到驅(qū)動(dòng)電路103的連接線(xiàn)、以及將容器120連接到地端子16的連接線(xiàn))連接來(lái)執(zhí)行放電的檢測(cè)。

在例子1中，如下對(duì)放射線(xiàn)輸出的變化進(jìn)行評(píng)估。沿著將電子發(fā)射單元2連接到靶層116的中心的線(xiàn)的延長(zhǎng)線(xiàn)，將放射量測(cè)定器(未示出)放置在朝向容器120的外部與金剛石基板117相距100cm的位置處。放射量測(cè)定器包括半導(dǎo)體檢測(cè)器，并且能夠檢測(cè)放射線(xiàn)束11的強(qiáng)度的順序變化。

通過(guò)下述方式測(cè)量放射線(xiàn)輸出的變化，即，在每一個(gè)三十秒周期內(nèi)使驅(qū)動(dòng)電路103驅(qū)動(dòng)電子發(fā)射源3三秒間隔，并在該三秒間隔中間的兩秒間隔內(nèi)對(duì)放射線(xiàn)輸出的順序變化進(jìn)行測(cè)量。對(duì)放射線(xiàn)的變化進(jìn)行計(jì)數(shù)的條件是使得，在所述兩秒間隔內(nèi)輸出的放射線(xiàn)的平均強(qiáng)度的2％或更大的變化的發(fā)生被計(jì)數(shù)為放射線(xiàn)輸出的顯著變化。在對(duì)放射線(xiàn)輸出的變化進(jìn)行評(píng)估期間，通過(guò)使用具有檢測(cè)器(未示出)的負(fù)反饋電路(未示出)來(lái)控制從靶層116流到地端子16的管電流，以使得管電流的變化限于1％或更小。

而且，如圖3所示制作包括根據(jù)例子1的放射線(xiàn)產(chǎn)生設(shè)備101的放射線(xiàn)照相裝置60，并執(zhí)行放射線(xiàn)照相裝置60的測(cè)試操作。結(jié)果，穩(wěn)定地執(zhí)行放射線(xiàn)照相成像。在測(cè)試操作和放射線(xiàn)照相成像中，將管電壓Va設(shè)置為110kV。

接下來(lái)，從放射線(xiàn)產(chǎn)生管102移除靶結(jié)構(gòu)114，并觀測(cè)靶結(jié)構(gòu)114。在靶115中沒(méi)有發(fā)現(xiàn)暴露區(qū)域。

比較例子1

通過(guò)已經(jīng)存在的技術(shù)，在不識(shí)別金剛石基板的端部中的殘留應(yīng)力的情況下在金剛石基板上形成靶層，因此，可能在殘留應(yīng)力較高的表面上形成靶層。為了執(zhí)行與本發(fā)明的實(shí)施例的比較，在比較例子1中，在金剛石基板的在該金剛石基板的端部中具有較高殘留應(yīng)力的表面上形成靶層。

使用形狀與例子1的形狀相同的金剛石基板。通過(guò)使用雙折射測(cè)量裝置來(lái)識(shí)別殘留應(yīng)力較高的表面。另外，通過(guò)使用電子顯微鏡和光學(xué)顯微鏡來(lái)觀測(cè)微裂紋的存在。在殘留應(yīng)力較高的表面中，發(fā)現(xiàn)三個(gè)微裂紋。以與例子1相同的方式對(duì)微裂紋的數(shù)量進(jìn)行計(jì)數(shù)。

接下來(lái)，如例子1中那樣在金剛石基板的殘留應(yīng)力較高的表面上形成靶層216和電極223。然后，通過(guò)經(jīng)由釬焊接頭219將電極223和陽(yáng)極構(gòu)件218彼此接合來(lái)制成靶結(jié)構(gòu)214。將靶結(jié)構(gòu)214安裝在放射線(xiàn)產(chǎn)生管中，并通過(guò)將放射線(xiàn)產(chǎn)生管和與放射線(xiàn)產(chǎn)生管電連接的驅(qū)動(dòng)電路安裝在容器中來(lái)制成放射線(xiàn)產(chǎn)生設(shè)備。隨后，以與例子1相同的方式執(zhí)行測(cè)試操作。

在比較例子1中，在一小時(shí)評(píng)估時(shí)間期間，可以連續(xù)地施加管電壓。然而，在評(píng)估時(shí)間期間兩次觀測(cè)到放射線(xiàn)輸出的變化。估計(jì)這個(gè)變化是由于微放電而發(fā)生的。

接下來(lái)，從比較例子1中所使用的放射線(xiàn)產(chǎn)生管移除靶結(jié)構(gòu)214，并通過(guò)使用光學(xué)顯微鏡來(lái)觀測(cè)靶結(jié)構(gòu)214。在其中形成電極223的區(qū)域中發(fā)現(xiàn)了圖4A中所示的暴露區(qū)域217e。

例子2

通過(guò)以下處理制作圖1B和1D中所示的靶結(jié)構(gòu)114。

如例子1中那樣，通過(guò)照射激光束來(lái)從由單晶金剛石制成的基材切割金剛石基板117。通過(guò)使用光學(xué)顯微鏡來(lái)對(duì)金剛石基板117進(jìn)行測(cè)量。第一表面117a與側(cè)面117c之間的角度為93.2度，第二表面117b與側(cè)面117c之間的角度為86.8度。

如例子1中那樣，通過(guò)使用雙折射法來(lái)識(shí)別殘留應(yīng)力較低的第一表面117a。通過(guò)使用電子顯微鏡和光學(xué)顯微鏡來(lái)觀測(cè)第一表面117a。結(jié)果，在金剛石基板117的殘留應(yīng)力較低的第一表面117a中沒(méi)有觀測(cè)到微裂紋。第一表面117a與側(cè)面117c之間的角度為93.2度，其與以上相同。

接下來(lái)，形成厚度為6μm的鎢膜作為靶層116。在金剛石基板117的殘留應(yīng)力較低的第一表面117a的直徑為φ2mm的圓形部分上形成靶層116。如例子1中那樣，通過(guò)使用利用氬作為載氣的濺射法來(lái)形成靶層116。

接下來(lái)，為了將靶層116和陽(yáng)極構(gòu)件118彼此電連接，將電極123形成為從靶層116的周邊延伸到金剛石基板117的周邊，電極123是寬度為100μm并且包括銅鈦合金的條狀物。將電極123形成為與靶層116重疊50μm的寬度。通過(guò)使用絲網(wǎng)印刷法和燃燒法，從具有金屬含量的膏狀物形成電極123。

通過(guò)由銀焊料制成的釬焊接頭119將金剛石基板117的側(cè)面117c和陽(yáng)極構(gòu)件118彼此接合。執(zhí)行釬焊，以使得釬焊接頭119的一部分與電極123接觸。如例子1中那樣，陽(yáng)極構(gòu)件118的材料是鎢。

如例子1中那樣，通過(guò)將如以上所述那樣制作的靶結(jié)構(gòu)114安裝在圖2A中所示的放射線(xiàn)產(chǎn)生管102中來(lái)制作圖2B中所示的放射線(xiàn)產(chǎn)生設(shè)備101。然后，操作放射線(xiàn)產(chǎn)生設(shè)備101，并檢查放射線(xiàn)輸出的穩(wěn)定性。

此外，在例子2中，沒(méi)有觀測(cè)到放射線(xiàn)產(chǎn)生管102中的放電，并且確認(rèn)放射線(xiàn)產(chǎn)生設(shè)備101穩(wěn)定地操作。而且，對(duì)放射線(xiàn)輸出的變化進(jìn)行測(cè)量，沒(méi)有觀測(cè)到顯著的輸出變化。也就是說(shuō)，在根據(jù)例子2的放射線(xiàn)產(chǎn)生設(shè)備101中，也沒(méi)有發(fā)生由于靶層116與陽(yáng)極構(gòu)件118之間的松動(dòng)電連接而導(dǎo)致的故障。

而且，如圖3中所示那樣制作包括根據(jù)例子2的放射線(xiàn)產(chǎn)生設(shè)備101的放射線(xiàn)照相裝置60，并執(zhí)行放射線(xiàn)照相裝置60的測(cè)試操作。結(jié)果，穩(wěn)定地執(zhí)行放射線(xiàn)照相成像。在測(cè)試操作和放射線(xiàn)照相成像中，將管電壓Va設(shè)置為110kV。

接下來(lái)，從放射線(xiàn)產(chǎn)生管102移除靶結(jié)構(gòu)114，并觀測(cè)靶結(jié)構(gòu)114。在靶115中沒(méi)有發(fā)現(xiàn)暴露區(qū)域。

比較例子2

使用形狀與例子2的形狀相同的金剛石基板。通過(guò)使用雙折射測(cè)量裝置來(lái)識(shí)別殘留應(yīng)力較高的表面。另外，通過(guò)使用電子顯微鏡和光學(xué)顯微鏡來(lái)觀測(cè)微裂紋的存在。在殘留應(yīng)力較高的表面中，發(fā)現(xiàn)三個(gè)微裂紋。以與例子1相同的方式對(duì)微裂紋的數(shù)量進(jìn)行計(jì)數(shù)。

接下來(lái)，如例子1中那樣在金剛石基板的殘留應(yīng)力較高的表面上形成靶層216和電極223。然后，通過(guò)經(jīng)由釬焊接頭219將電極223和陽(yáng)極構(gòu)件218彼此接合來(lái)制成靶結(jié)構(gòu)214。將靶結(jié)構(gòu)214安裝在放射線(xiàn)產(chǎn)生管中，并通過(guò)將放射線(xiàn)產(chǎn)生管和與放射線(xiàn)產(chǎn)生管電連接的驅(qū)動(dòng)電路安裝在容器中來(lái)制成放射線(xiàn)產(chǎn)生設(shè)備。隨后，以與例子2相同的方式執(zhí)行測(cè)試操作。

在比較例子2中，在一小時(shí)評(píng)估時(shí)間期間，可以連續(xù)地施加管電壓。然而，在評(píng)估時(shí)間期間四次觀測(cè)到被估計(jì)為由于微放電而發(fā)生的輸出變化。

接下來(lái)，從比較例子2中所使用的放射線(xiàn)產(chǎn)生管移除靶結(jié)構(gòu)214，并通過(guò)使用光學(xué)顯微鏡來(lái)觀測(cè)靶結(jié)構(gòu)214。在其中形成電極223的區(qū)域中發(fā)現(xiàn)了4D和4F中所示的暴露區(qū)域217f。通過(guò)使用掃描電子顯微鏡來(lái)詳細(xì)觀測(cè)暴露區(qū)域217f。結(jié)果，發(fā)現(xiàn)了其中電極223與金剛石基板217分離的暴露區(qū)域、以及其中電極223和金剛石基板的碎粒都從靶215脫離的暴露區(qū)域。

估計(jì)前一暴露區(qū)域是在金剛石基板的碎粒和電極223兩者都脫離之后接著產(chǎn)生的。

在例子1和2以及比較例子1和2中的每個(gè)中，在靶115和215被安裝在放射線(xiàn)產(chǎn)生管中之前，在靶115和215兩者中都沒(méi)有觀測(cè)到金剛石基板的碎粒的脫離。估計(jì)，在比較例子1和2中，在靶215被從放射線(xiàn)產(chǎn)生管移除之后發(fā)現(xiàn)的暴露區(qū)域217e和217f由于以下機(jī)理而出現(xiàn)。

除了金剛石基板的其上形成靶層216的表面的殘留應(yīng)力之外，張應(yīng)力也施加于該表面。當(dāng)由于放射線(xiàn)產(chǎn)生管的溫度升高而導(dǎo)致靶層或電極膨脹(線(xiàn)性膨脹系數(shù)比率α鎢/α金剛石＝4.5>1)時(shí)，產(chǎn)生張應(yīng)力。結(jié)果，在金剛石基板中產(chǎn)生并顯現(xiàn)微裂紋，從而導(dǎo)致金剛石基板的脫離。

通過(guò)本發(fā)明，可以提供可靠性高的透射型X射線(xiàn)靶。通過(guò)該透射型X射線(xiàn)靶，防止金剛石基板的碎粒從靶脫離。而且，可以提供可靠性高的放射線(xiàn)產(chǎn)生管。通過(guò)該放射線(xiàn)產(chǎn)生管，抑制放射線(xiàn)輸出的變化，并且可以防止放射線(xiàn)產(chǎn)生管中與導(dǎo)電物質(zhì)粘附的金剛石碎粒的散布。此外，可以提供包括可靠性高的放射線(xiàn)產(chǎn)生管的放射線(xiàn)產(chǎn)生設(shè)備和放射線(xiàn)照相裝置。

盡管已經(jīng)參照示例性實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是要理解本發(fā)明不限于所公開(kāi)的示例性實(shí)施例。權(quán)利要求的范圍應(yīng)遵循最廣泛的解釋?zhuān)员惆羞@樣的修改以及等同的結(jié)構(gòu)和功能。