專利名稱：離子管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到離子管，特別是涉及到作為離子管的陰極的絲極的改良。
背景技術(shù)：
離子管一般用于壓電元件的頻率調(diào)整裝置等中，其原理是，在離子管內(nèi)部生成等 離子體，從該等離子體中引出離子并使其加速，從而形成離子束。 在專利文獻(xiàn)1中公開(kāi)的離子管配置有多個(gè)離子束引出孔，并射出具有對(duì)應(yīng)的電流 密度峰值的離子束。 在專利文獻(xiàn)2中公開(kāi)了將多個(gè)絲極沿長(zhǎng)邊方向進(jìn)行配置的結(jié)構(gòu)。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，各 絲極的發(fā)熱量相同的話，能夠期待作為熱陰極的陰極的熱分布均勻，射出的離子束的電流 密度也變得均勻化。 專利文獻(xiàn)1 :日本特開(kāi)2006-100205號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)2 :日本特開(kāi)2007-311118號(hào)公報(bào) 然而，在專利文獻(xiàn)2所述的結(jié)構(gòu)中，必須對(duì)應(yīng)于多個(gè)絲極設(shè)置多個(gè)電源，不僅離子 管的結(jié)構(gòu)復(fù)雜化、大型化，而且也存在高成本的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
因而，本發(fā)明的課題在于，通過(guò)簡(jiǎn)單而廉價(jià)的結(jié)構(gòu)解決上述的排列有多個(gè)離子束 引出孔的離子管存在的離子束的電流密度變得不均勻(特別是端部側(cè)的電流密度變小)的 問(wèn)題。 本發(fā)明的第一方面的離子管具有由陰極(10)和陽(yáng)極(20)構(gòu)成的等離子體生成構(gòu) 件，以及從由該等離子體生成構(gòu)件生成的等離子體中引出離子束的柵極(30)，該陰極由架 設(shè)于一對(duì)絲電極(13)之間的絲極(12)構(gòu)成，該柵極具有平行地排列在該絲極上的多個(gè)離 子束引出孔(31)，包含該絲極的兩端部(12a)的單位空間內(nèi)的發(fā)熱量比包含該絲極的中央 部(12b)的單位空間內(nèi)的發(fā)熱量大。 其中，可以是絲極的兩端部巻繞成線圈狀的結(jié)構(gòu)，也可以是使兩端部彎曲的結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的第二方面的離子管具有由陰極(10)和陽(yáng)極(20)構(gòu)成的等離子體生成構(gòu) 件，以及從由該等離子體生成構(gòu)件生成的等離子體中引出離子束的柵極(30)，該陰極由架 設(shè)于一對(duì)絲電極之間的絲極(12)構(gòu)成，該柵極具有平行地排列在該絲極上的多個(gè)離子束 引出孔(31)，相對(duì)于該絲極的中央部，兩端側(cè)緊密地巻繞。 通過(guò)簡(jiǎn)單且廉價(jià)的結(jié)構(gòu)解決了在排列有多個(gè)離子束引出孔的離子管中離子束端 部側(cè)的電流密度減小的問(wèn)題，能夠使離子束的電流密度均勻化。


圖1是示出本發(fā)明的離子管的圖。
圖2A是說(shuō)明柵極的結(jié)構(gòu)的圖。
圖2B是說(shuō)明柵極的結(jié)構(gòu)的圖。 圖3是說(shuō)明本發(fā)明的圖。 圖4A是示出本發(fā)明的離子管的圖。 圖4B是示出本發(fā)明的絲極的圖。 圖5是說(shuō)明本發(fā)明的圖。 圖6A是示出本發(fā)明的絲極的變形例的圖。 圖6B是示出本發(fā)明的絲極的變形例的圖。 圖6C是示出本發(fā)明的絲極的變形例的圖。 圖7是說(shuō)明本發(fā)明的圖。 圖8A是示出本發(fā)明的絲極的變形例的圖。 圖8B是示出本發(fā)明的絲極的變形例的圖。 圖9是補(bǔ)充說(shuō)明本發(fā)明的圖。 圖10是補(bǔ)充說(shuō)明本發(fā)明的圖。
具體實(shí)施例方式
圖1的離子管100具有架設(shè)于一對(duì)絲電極13之間的絲極11 (陰極10)、與絲極11 平行地對(duì)置配置的陽(yáng)極20、有著多個(gè)離子束引出孔31的柵極30、以及將陰極10和陽(yáng)極20 密閉在內(nèi)部且使多個(gè)離子束引出孔31露出的主體40。陰極10和陽(yáng)極20構(gòu)成等離子體生 成構(gòu)件，并與各自的電源(未圖示)連接。此外，主體40具有用于導(dǎo)入放電氣體的氣體導(dǎo) 入口 41、以及防止陰極10和陽(yáng)極20之間的多余放電的屏蔽板42。 如圖2A和圖2B所示，柵極30的多個(gè)離子束引出孔31沿與絲極11相同的方向排 列在由環(huán)狀的陽(yáng)極20劃定的區(qū)域內(nèi)部。 離子管的動(dòng)作為首先，從氣體導(dǎo)入口 41中將氬等放電氣體導(dǎo)入到主體40內(nèi)部。 并分別對(duì)陰極10施加負(fù)電壓，對(duì)陽(yáng)極20施加正電壓，通過(guò)該電壓差進(jìn)行放電，產(chǎn)生等離子 體。對(duì)柵極30施加電壓后，通過(guò)多個(gè)離子束引出孔31從等離子體中將離子引出并使其加 速，從而形成離子束。 在此，對(duì)陽(yáng)極20進(jìn)行補(bǔ)充說(shuō)明。圖9(a) (d)是示出陽(yáng)極的形狀(均為俯視圖) 的變形例的圖。圖9(a)為圖2所示的環(huán)狀式電極，其他的例如圖9(b)是沿長(zhǎng)邊方向分割 開(kāi)的形狀，圖9(c)是-字形狀，圖9(d)是沿寬度方向分割開(kāi)的形狀，等等。此外，并不限定 是方形，也可以是橢圓形。另外，也可以不設(shè)置陽(yáng)極20，而以主體4自身作為陽(yáng)極。
此外，對(duì)多個(gè)離子束引出孔31進(jìn)行補(bǔ)充說(shuō)明。圖10(a) (e)是示出多個(gè)離子束 引出孔31的變形例的圖。如圖所示，除了圖2(即圖10(d))以外，離子束31可以是各種形 狀。本說(shuō)明書(shū)以及權(quán)利要求的范圍中所提及的"多個(gè)離子束引出孔"包括上述舉例示出的 全部形態(tài)以及其他類似形態(tài)。 另外，圖1所示的離子管是適于實(shí)用的，然而作為熱陰極的絲極11的端部的溫度 因絲電極13的散熱而降低，由此有時(shí)會(huì)使從端部側(cè)的離子束引出孔31射出的離子束的電 流密度減小。 圖3是該結(jié)構(gòu)中距離柵極面25mm的位置、即配置有處理基板的位置處的離子束的 電流密度。如圖所示，各峰值與各離子束引出孔31對(duì)應(yīng)，端部側(cè)的電流密度峰值比中心附近的電流密度峰值稍稍減小。這樣，在圖1的結(jié)構(gòu)中，有時(shí)會(huì)有離子束電流密度不均勻的情 況。 因此，在圖4A中示出了改良了的本發(fā)明的離子管200。離子管200中的陽(yáng)極20、 柵極30以及主體40的結(jié)構(gòu)與上述圖1、圖2、圖9和圖10相同，因此標(biāo)以相同符號(hào)并省略 其說(shuō)明。 在圖4A中，作為熱陰極的陰極10由架設(shè)于一對(duì)絲電極13之間的絲極12構(gòu)成。另 外，在圖4A中，同樣是由陰極10和陽(yáng)極20構(gòu)成等離子體生成構(gòu)件，并連接各自的電源(未 圖示)。 為了說(shuō)明方便，如圖4B所示，假設(shè)絲極12由端部12a和中央部12b構(gòu)成。端部 12a巻繞成線圈狀，與以往的絲極ll相比，端部的發(fā)熱量增大了。由此，即使是絲極12通過(guò) 絲電極13散熱也能夠?qū)⒍瞬?2a的溫度維持在預(yù)定的高溫。 圖5是示出圖4A的離子管200在距離柵極面25mm的位置、即配置有處理基板的 位置處的離子束的電流密度。在圖5中，電流密度的峰值與各離子束引出孔31對(duì)應(yīng)。與圖 3相比可以知道，端部側(cè)的電流密度峰值相對(duì)于離子束中心附近的電流密度峰值的減小被 緩解，從而能夠使離子束電流密度沿其長(zhǎng)邊方向大致均勻地分布。 另外，通過(guò)調(diào)節(jié)端部12a的巻數(shù)或巻密度，能夠調(diào)整該離子束電流密度的分布。
例如，如圖6A所示，使巻繞成線圈狀的絲極12的巻繞有疏有密，可以是越靠端部 側(cè)巻繞得越密，越靠中心部巻繞得越疏。此外，如圖6B所示，也可以使絲極端部的巻繞直徑 比絲極中心部的巻繞直徑更大。此外，如圖6C所示，也可以是使巻繞成線圈狀的絲極12的 巻繞直徑具有傾斜，越靠端部側(cè)的巻繞直徑越大，越靠中心部的巻繞直徑越小。
如圖7所示，本發(fā)明的核心為使包含絲極的端部12a的單位空間A內(nèi)的發(fā)熱量比 包含絲極的中央部12b的單位空間B內(nèi)的發(fā)熱量更大。因此，實(shí)施方式并不限于圖4B的結(jié) 構(gòu)，下述變形例也包括在本發(fā)明中。 例如，可以如圖8A和圖8B所示，使絲極端部12a彎曲從而使端部側(cè)的發(fā)熱量增 大。另外，也并不一定是按照各圖中的尺寸形成。 此外，也可以使絲極12的阻抗值分布傾斜，使端部側(cè)的阻抗值比中心部側(cè)的阻抗 值更高，以增大端部側(cè)的發(fā)熱量。
權(quán)利要求
一種離子管，具有由陰極(10)和陽(yáng)極(20)構(gòu)成的等離子體生成構(gòu)件，以及從由該等離子體生成構(gòu)件生成的等離子體中引出離子束的柵極(30)，其特征在于，該陰極由架設(shè)于一對(duì)絲電極之間的絲極(12)構(gòu)成，該柵極具有平行地排列在該絲極上的多個(gè)離子束引出孔(31)，包含該絲極的兩端部(12a)的單位空間內(nèi)的發(fā)熱量比包含該絲極的中央部(12b)的單位空間內(nèi)的發(fā)熱量大。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的離子管，其特征在于， 所述絲極的兩端部巻繞成線圈狀。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的離子管，其特征在于， 所述絲極的兩端部被彎曲。
4. 一種離子管，具有由陰極(10)和陽(yáng)極(20)構(gòu)成的等離子體生成構(gòu)件，以及從由該等 離子體生成構(gòu)件生成的等離子體中引出離子束的柵極(30)，其特征在于，該陰極由架設(shè)于一對(duì)絲電極之間的絲極(12)構(gòu)成，該柵極具有平行地排列在該絲極 上的多個(gè)離子束引出孔(31)，相對(duì)于該絲極的中央部，兩端側(cè)緊密地巻繞。
全文摘要
本發(fā)明提供一種排列有多個(gè)離子束引出孔的離子管，使得離子束電流密度變得均勻。該離子管具有由陰極(10)和陽(yáng)極(20)構(gòu)成的等離子體生成構(gòu)件，以及從由等離子體生成構(gòu)件生成的等離子體中引出離子束的柵極(30)，陰極由架設(shè)于一對(duì)絲電極(13)之間的絲極(12)構(gòu)成，柵極具有平行地排列在絲極上的多個(gè)離子束引出孔(31)，包含該絲極的兩端部(12a)的單位空間內(nèi)的發(fā)熱量比包含該絲極的中央部(12b)的單位空間內(nèi)的發(fā)熱量大。
文檔編號(hào)H01J27/02GK101764020SQ20091026240
公開(kāi)日2010年6月30日 申請(qǐng)日期2009年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月24日
發(fā)明者鹽野忠久, 長(zhǎng)田佑介 申請(qǐng)人:株式會(huì)社昭和真空