MCP总成及带电粒子检测器

技术领域

本发明涉及包含由多个微通道板(以下记为“MCP”(MicroChannel Plate))所构成的MCP单元的MCP总成以及包含其的带电粒子检测器。

背景技术

作为可高灵敏度检测离子、电子等的带电粒子的检测器，例如已知有具备用来获得一定的增益的MCP等的倍增手段的带电粒子检测器。这样的带电粒子检测器，一般而言是被设定于质量分析装置等的真空腔室内作为计测器。

图1(a)中，作为质量分析装置的一例，揭示残留气体分析装置(RGA：Residual GasAnalyzers)的概略构成。此残留气体分析装置1，如图1(a)所示，在被维持成一定的真空度的真空腔室内，配置有离子源10、聚焦透镜20、质量分析部30、计测部100。

残留气体分析装置1中，被导入至离子源10的残留气体，和从高温的灯丝放出的热电子冲撞，由此离子化。像这样在离子源10生成的离子，于通过由多个电极所构成的聚焦透镜20时一面受到加速、聚焦一面被导引至质量分析部30。质量分析部30，通过对4根的圆柱电极(四重极)施加直流电压及交流电压，来分派质量相异的离子。也就是说，质量分析部30，通过改变施加于4根圆柱电极的电压，能够使和该值相应的质量电荷比的离子选择性地通过。计测部100中，将如上述那样被导入往质量分析部30的离子当中通过了该质量分析部30的离子予以检测作为信号(离子电流)。此离子电流和残留气体的量(分压)成比例。

作为计测部100，例如可适用如图1(b)所示般具备用来获得一定的增益的MCP单元200的带电粒子检测器100A。MCP单元200，具有输入面200a与输出面200b，在输入面200a与输出面200b之间的空间包含以层积的状态配置的2片的MCP210、220。带电粒子检测器100A，具备像这样用来获得期望的增益的MCP单元200、及用来将从MCP单元200的输出面200b放出的电子予以摄入的阳极电极240。对于MCP单元200的输入面200a与输出面200b的各者，从电压控制电路(泄放电路；bleeder circuit)施加相异值的电压(各自为负电压)，以使输出面200b的电位成为比输入面200a的电位还高。另一方面，阳极电极240被设定成接地电位(0V)，被摄入至该阳极电极240的来自MCP单元200的电子，为作为电子信号而被输入至放大器250。然后，通过放大器250而被放大的电子信号(放大信号)从输出端OUT被检测。

此外，专利文献1～3中，作为带电粒子检测器100A，皆揭示在构成二次电子倍增构造的电极的一部分采用了网状(mesh)电极的检测器(MCP检测器)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2014-78388号公报

专利文献2：日本特开昭57-196466号公报

专利文献3：日本特开2017-37782号公报。

发明内容

发明所要解决的技术问题

发明者针对以往的带电粒子检测器检讨的结果，发现了以下这样的待解问题。也就是说，专利文献1的检测器，具备限制构造，其用来将响应来自MCP单元的二次电子的入射而从阳极电极放出的反射电子，关在具有网状构造的加速电极(网状电极)与阳极电极之间的空间。此外，专利文献2的检测器，具备配置成和MCP单元一起夹着具有网状构造的阳极电极(网状电极)的反转型二次发射极(dynode)，该反转型二次发射极的电位被设定成比阳极电极的电位低。这样的二次电子倍增构造中，从MCP单元放出的二次电子当中通过了阳极电极的二次电子会到达反转型二次发射极。然后，在该反转型二次发射极进一步受到倍增的二次电子会前往阳极电极。

此外，质量分析装置当中因离子飞行距离变长而性能提升的飞行时间计测型质量分析装置(TOF-MS)等，必须在10

另一方面，真空度愈降低则腔室内的残留气体分子愈增加，因此在低真空环境下的质量分析中，此不需要的残留气体分子的离子化(电子离子化)所引起的暗噪讯(darknoise)的增加会成为问题。具体而言，如图1(b)所示，料想由于从MCP单元200放出的电子与存在于电极间的残留气体分子的冲撞，导致残留气体离子产生而引起。此外，此电子离子化，已知通过70～100eV的电子的冲撞而离子化效率会成为最大(MCP的输出电子能量为80～100eV)，由于电子离子化而生成的残留气体离子，几乎全是正离子(正电荷粒子)((元素M)+(e

图1(b)的电极配置中，阳极电极240的电位被设定得比MCP单元200的输出侧电位还高，因此在电极间生成的不需要的正离子(M

专利文献3中，提出一种带电粒子检测器及其控制方法，具备用来有效地抑制由于在上述的低真空环境下的电子离子化而生成的正电荷粒子往电子倍增构造(MCP)侧的反馈现象(离子反馈)的构造。具体而言，专利文献3的检测器中，采用在MCP单元的输出侧，依序配置由网状电极所构成的负电荷粒子捕获用电极(相当于图1(a)的阳极电极240的电极)、和捕获不需要的正电荷粒子的正电荷粒子捕获用电极而成的三极管(Triode、三极体)构造。

如上述那样，上述专利文献1、2任一者的检测器中亦同，可作用成为加速电极或阳极电极的网状电极，为了使二次电子的穿透率提升，优选是具有更高的开口率。同样地，上述专利文献3的检测器中亦同，具有网状构造的负电荷粒子捕获用电极，为了使不需要的带电粒子(正电荷粒子)的穿透率提升，优选是具有更高的开口率。

然而，随着开口率变高，网状电极本身的厚度会减少，因此若增高开口率，该网状电极本身会变得无法得到足够的物理强度。在此情形下，于该带电粒子检测器的组装工程中，网状电极本身在挠曲的状态被组装的可能性会变高。

本发明为解决上述这样的待解问题而研发，

目的在于提供一种具备用来使具有网状区域的薄型电极的易用性提升的构造的MCP总成及包含其的带电粒子检测器。

解决技术问题的技术手段

本实施方式的MCP总成，为亦可适用于上述专利文献1～3中记载的任一种检测器的电子零件，采用通过其他的电极构件来把持具有网状构造的可挠性薄片电极的构造。具体而言，该MCP总成，至少具备上侧支撑构件、下侧支撑构件、MCP单元、输出电极、及可挠性薄片电极。上侧支撑构件，具有用来使带电粒子通过的第1开口并且由导电性材料所构成。下侧支撑构件，具有第2开口并且由导电性材料所构成。此外，下侧支撑构件，以第1及第2开口沿着规定轴重叠的方式配置。MCP单元，配置于上侧支撑构件与下侧支撑构件之间，具备输入面、及输出面。输入面，包含供多个电子倍增通道的一方的开口端配置的输入有效区域，并且在使输入有效区域从上侧支撑构件的第1开口露出的状态下抵接至该上侧支撑构件。输出面，包含供多个电子倍增通道的另一方的开口端配置的输出有效区域。输出电极，配置于MCP单元与下侧支撑构件之间。此外，输出电极，具有用来使输出面的输出有效区域露出的第3开口，在使输出有效区域从该第3开口露出的状态下抵接至输出面。可挠性薄片电极，配置于输出电极与下侧支撑构件之间，包含：上面，和该输出电极的第2端面面对面；及下面，至少一部分抵接至和上侧支撑构件面对面的该下侧支撑构件的主面上；及网状区域，设有连络上面与下面的多个开口。

此外，采用了具有上述这样的构造的MCP总成的本实施方式的带电粒子检测器，具备实现电子倍增机能的MCP单元，能够通过上侧支撑构件及下侧支撑构件可靠地保持可挠性薄片电极，同时赋予规定的电位。因此，能够将可挠性薄片电极的网状区域的厚度减薄同时提高开口率。

此外，本发明的各实施方式，由以下的详细说明及所附图面可进一步充分地理解。该些实施例仅是为了示例而示意，不应认为是限定本发明者。

此外，本发明的进一步的应用范围，将由以下的详细说明而明了。然而，详细的说明及特定的事例虽示意本发明的合适的实施方式，但仅是为了示例而示意者，由此详细的说明，所属技术领域自当明白在本发明的范围的各式各样的变形及改良。

发明效果

按照本实施方式，作为网状电极采用可挠性薄片电极，通过将该可挠性薄片电极以由导电性材料所构成的支撑构件(电极构件)予以把持的构造，可使网状电极的易用性提升。此外，可挠性薄片电极，具备从作用成为网状电极的网状区域的外缘延伸的变形抑制部，由此该可挠性薄片电极本身的取用亦变得容易。

附图说明

图1(a)和图1(b)为作为质量分析装置的一例而示出的残留气体分析装置的构成和一般性的带电粒子检测器的构造的一例的图。

图2为本实施方式之带电粒子检测器的概略构成说明用图。

图3(a)和图3(b)为本实施方式的可适用于带电粒子检测器的MCP单元的概略构成说明用图。

图4为本实施方式的可适用于带电粒子检测器的MCP总成的主要的构成要素的说明用图。

图5(a)和图5(b)为图4所示MCP总成的各种把持构造的说明用图。

图6为适用了图5(a)所示的第1把持构造的MCP总成的本实施方式的带电粒子检测器的组装工程的说明用图。

图7(a)及图7(b)为经图6所示组装工程而得到的带电粒子检测器示意立体图及该带电粒子检测器的内部构造示意截面图。

图8为适用了图5(b)所示第2把持构造的MCP总成的本实施方式的带电粒子检测器的组装工程的说明用图。

具体实施方式

[本发明的实施方式的说明]

首先各自个别列举说明本发明的实施方式的内容。

(1)本实施方式的MCP总成，作为其一种方式，至少具备上侧支撑构件、下侧支撑构件、MCP单元、输出电极和可挠性薄片电极。上侧支撑构件，具有用来使带电粒子通过的第1开口并且由导电性材料所构成。下侧支撑构件，具有第2开口并且由导电性材料所构成。此外，下侧支撑构件，以第1及第2开口沿着规定轴重叠的方式配置。MCP单元，配置于上侧支撑构件与下侧支撑构件之间，具备输入面、及输出面。输入面，包含供多个电子倍增通道的一方的开口端配置的输入有效区域，并且在使输入有效区域从上侧支撑构件的第1开口露出的状态下抵接至该上侧支撑构件。输出面，包含供多个电子倍增通道的另一方的开口端配置的输出有效区域。输出电极，配置于MCP单元与下侧支撑构件之间。此外，输出电极，具有用来使输出面的输出有效区域露出的第3开口，在使输出有效区域从该第3开口露出的状态下抵接至输出面。可挠性薄片电极，配置于输出电极与下侧支撑构件之间，包含：上面，和该输出电极面对面；及下面，至少一部分抵接至和上侧支撑构件面对面的该下侧支撑构件的主面上；及网状区域，设有连络上面与下面的多个开口。通过此构成，可挠性薄片电极的上面，会在物理性地和下侧支撑构件的主面远离的状态下被保持在规定位置。

上述的上侧支撑构件，构成为被设定成第1电位，实质上可作用成为用来将MCP单元的输入面设定成该第1电位的MCP输入侧电极(以下记为“MCP-In电极”)。输出电极，构成为被设定成比第1电位还高的第2电位，实质上可作用成为用来将通过MCP单元而受到倍增的电子(二次电子)往下侧支撑构件侧引出的MCP输出侧电极(以下记为“MCP-Out电极”)。下侧支撑构件，构成为被设定成比第2电位还高的第3电位，实质上可作用成为用来将可挠性薄片电极设定成规定电位的供电电极。作为二次电子倍增构造的一例，若为在该MCP总成的外部设置被设定成和第3电位(下侧支撑构件)相等或比其还高的第4电位的外部电极的三极管(Triode)构造，则被设定成第4电位的外部电极会作用成为负电荷粒子线获用电极(阳极电极)，另一方面可挠性薄片电极会作用成为加速电极。此外，作为二次电子倍增构造的另一例，若为在该MCP总成的外部设置有被设定成比第2电位(输出电极)低的第5电位的外部电极的电极构造，则可挠性薄片电极会作用成为负电荷粒子捕获用电极，另一方面会作用成为在输出电极与下侧支撑构件之间的空间产生的不需要的带电粒子(例如正离子)的输出端。此时，外部电极作用成为正电荷粒子捕获用电极。

(2)作为本实施方式的一种方式，在和规定轴正交的面被规范的可挠性薄片电极的面积，比下侧支撑构件的第2开口的面积广。此外，作为本实施方式的一种方式，沿着规定轴的可挠性薄片电极的宽幅(厚度)，比下侧支撑构件的宽幅(厚度)小。此外，作为本实施方式的一种方式，可挠性薄片电极，亦可包含用来抑制网状区域的变形的变形抑制部。在此情形下，变形抑制部，相当于以围绕网状区域的外缘的方式设置的网状区域的凸缘，位于上面与下面之间，并且在抵接至下侧支撑构件的状态下具有从网状区域的外缘连续延伸的形状。

如上述的二次电子倍增构造的例子般，在可挠性薄片电极作用成为加速电极的构成中同样地，为使通过输出电极的第3开口而从MCP单元放出的二次电子的穿透率提升，在该可挠性薄片电极必须要具有足够的开口率的网状构造。此外，如上述的二次电子倍增构造的另一例般，可挠性薄片电极作用成为负电荷粒子捕获用电极(阳极电极)，另一方面作用成为不需要的带电粒子的输出端的构成中，为使不需要的带电粒子的穿透率提升，在该可挠性薄片电极必须要具有足够的开口率的网状区域。然而，随着开口率变高，网状电极本身的厚度会减少，因此该网状电极本身会变得无法得到足够的物理强度。在此情形下，于该带电粒子检测器的组装工程中，网状电极本身在挠曲的状态被组装的可能性会变高。鉴于此，在本实施方式中，采用通过其他的电极构件(上侧支撑构件与下侧支撑构件)来把持具有这样的构造的可挠性薄片电极的一部分的构造。此外，作为其应用例，为了将确保有足够的开口率的网状区域予以补强，在可挠性薄片电极，亦可以围绕网状区域的外缘的方式设有变形抑制部(凸缘部)。

此处，若言及通过围绕网状区域与该网状区域的外缘的变形抑制部而构成的可挠性薄片电极的构造性特征，则可挠性薄片电极，具有面向上侧支撑构件的第1表面、及面向下侧支撑构件的第2表面。与第1表面一致的网状区域的表面、和与该第1表面一致的变形抑制部的表面为连续。同样地，与第2表面一致的网状区域的表面、和与该第2表面一致的变形抑制部的表面亦连续。也就是说，沿着从上侧支撑构件前往下侧支撑构件的方向(和上述规定轴一致的电子进行方向)的网状区域的宽幅(厚度)与变形抑制部的宽幅(厚度)，成为相同。但，在变形抑制部未设有开口，故必然地，沿着电子进行方向而被规范的变形抑制部的物理强度(通过沿着电子进行方向给予一定荷重时发生的挠曲的程度来规定)，会成为比网状区域的物理强度还高。

此外，可挠性薄片电极中的“网状区域”，可在可挠性薄片电极的一方的表面(面向上侧支撑构件的面，或面向下侧支撑构件的面的其中一者)上特定出来。具体而言，“网状区域”被规范为，在该可挠性薄片电极的一方的表面上，通过位于通过该表面的重心点的直线上的多个开口当中两端的开口而被夹着的区域。“两端的开口”，为在上述直线上，一端邻接于另一开口，另一方面另一端则开放的开口。因此，从两端的开口至可挠性薄片电极的边缘为止的区域为“变形抑制部”。此外，网状区域中的“开口率”，是由在该网状区域内中的任意区域，相对于“任意区域的总面积”而言“任意区域内的开口的总面积”所占的比例(百分率)来给出。

(3)作为本实施方式的一种方式，网状区域与变形抑制部，为由同一导电性材料所构成的连续区域，此连续区域，相对于与上述规定轴一致的方向而言具有可挠性。因此，与可挠性薄片电极的上面一致的网状区域的一方的面，和与该可挠性薄片电极的上面一致的变形抑制部的一方的面为连续。同样地，与可挠性薄片电极的下面一致的网状区域的另一方的面，和与该可挠性薄片电极的下面一致的变形抑制部的另一方的面为连续。

(4)作为本实施方式的一种方式，该MCP总成，亦可具备配置于输出电极与下侧支撑构件之间的第1绝缘构件。在此情形下，第1绝缘构件，至少具有身为间隔材的机能，并且具有抵接至输出电极的第1端面、和与该第1端面相向的第2端面。此外，第1绝缘构件，亦可具有贯通孔，该贯通孔由围绕供来自MCP单元的输出面的电子通过的电子移动空间的连续的内壁面而被规范。贯通孔，为使输出有效区域全体露出，具有比该输出有效区域的最大宽幅大的最大宽幅。像这样，通过第1绝缘构件来围绕输出极(MCP-Out电极)与下侧支撑构件(供电电极)之间的电子移动空间(不需要的带电粒子产生的空间)，从MCP单元放出的二次电子或不需要的带电粒子的可行进的区域便会被限制在可挠性薄片电极中的网状区域。

(5)作为本实施方式的一种方式，该MCP总成，为了固定上侧支撑构件与下侧支撑构件的相对位置，亦可还具备第2绝缘构件，该第2绝缘构件在从第1绝缘构件远离恰好规定距离的状态下具有从上侧支撑构件朝向下侧支撑构件延伸的形状。在此情形下，第2绝缘构件，具有被固定于上侧支撑构件的第3端面、及被固定于下侧支撑构件的第4端面。作为一例，第2绝缘构件的两端与上侧支撑构件和下侧支撑构件，通过绝缘螺丝而被固定。

(6)作为本实施方式的一种方式，上侧支撑构件与下侧支撑构件的相对位置，亦可通过第3绝缘构件(绝缘夹)而被固定。具体而言，第3绝缘构件，具有第1固定部、第2固定部、以及在两端设有第1和第2固定部的支撑部。第1固定部，相对于上侧支撑构件位于MCP单元的相反侧，以将上侧支撑构件朝向下侧支撑构件推压的方式抵接至该上侧支撑构件。第2固定部，相对于下侧支撑构件位于MCP单元的相反侧，以将下侧支撑构件朝向上侧支撑构件推压的方式抵接至该下侧支撑构件。支撑部，具有从上侧支撑构件朝向下侧支撑构件延伸的形状，在其两端设有第1固定部和第2固定部。

(7)具备上述这样的构造的MCP总成，可适用于本实施方式的带电粒子检测器。也就是说，该带电粒子检测器，作为其一种方式，具备：具备如上述那样构造的MCP总成、及收纳MCP总成的框体、及用来捕获通过下侧支撑构件的第2开口而从MCP总成放出的不需要的带电粒子的带电粒子捕获构造。

(8)作为本实施方式的一种方式，带电粒子捕获构造，亦可包含设置于和下侧支撑构件面对面的位置的外部电位形成电极。此外，作为本实施方式的一种方式，外部电位形成电极，优选是构成框体的一部分，并且具有连络该框体的内部与该框体的外部的第2贯通孔。在此情形下，可将该带电粒子检测器内部有效率地抽真空。此外，作为本实施方式的一种方式，带电粒子捕获构造，亦可包含搭载于框体的至少在其表面设有电子电路的玻璃环氧树脂基板。在此情形下，在玻璃环氧树脂基板上的负电位部分，通过了可挠性薄片电极的网状区域的带电粒子会被捕获。

(9)此外，该带电粒子检测器，作为其一种方式，亦可具备：具备如上述那样构造的MCP总成、及收纳MCP总成的框体、及引诱通过MCP总成而受到倍增后通过下侧支撑构件的第2开口而从MCP总成放出的二次电子的二次电子倍增构造。作为一例，二次电子倍增构造，亦可包含外部电极、及限制构造。外部电极，相对于可挠性薄片电极配置于MCP单元的相反侧，构成为被设定成和可挠性薄片电极的设定电位相等或比其还高的电位。此外，限制构造，为了将响应来自MCP单元的二次电子的入射而从外部电极放出的反射电子，关在可挠性薄片电极与外部电极之间的空间，例如为包含绝缘环，其具有抵接至网状电极的一方的端面、及和该一方的端面相向的另一方的端面。此外，作为另一例，二次电子倍增构造，亦可包含二次发射极(反转型二次发射极)，其相对于可挠性薄片电极配置于MCP单元的相反侧，构成为被设定成比该可挠性薄片电极低的电位。

以上，此[本发明的实施方式的说明]栏中列举的各方式，对于其余的所有方式的各者，或对于该些其余的方式的所有的组合而言均可适用。

[本发明的实施方式的具体说明]

以下，参照所附图面详细说明本实施方式的MCP总成和带电粒子检测器的具体的构造。此外，本发明不受该些示例所限定，而是由权利要求所记载，意图涵括和权利要求均等的意义及范围内的所有变更。此外，图面的说明中对于同一要素标注同一符号而省略重复说明。

图2为本实施方式的带电粒子检测器的概略构成说明用图。此外，图3(a)和图3(b)为本实施方式的可适用于带电粒子检测器的MCP单元的概略构成说明用图。

本实施方式的带电粒子检测器100B，可适用于图1(a)所示残留气体分析装置1的计测部100。具体而言，带电粒子检测器100B，作为一例，为具备用来选择性地捕获以电子为代表的负电荷粒子的构造。如图2所示，该带电粒子检测器100B，具备：MCP单元200，具有输入面200a和输出面200b；网状电极(具有网状区域的可挠性薄片电极)300，用来将从MCP单元200的输出面200b放出的电子读出成为电子信号；和带电粒子捕获构造(用来捕获以正离子为代表的正电荷粒子的外部电位形成电极等)400，用来捕获在从MCP单元200的输出面200b放出的电子的飞行空间中生成的不需要的正离子(M

此外，适用于该带电粒子检测器100B的MCP单元200的构造的一例如图3(a)和图3(b)所示。也就是说，图3(a)为MCP单元200的组装工程(组立工程)示意图，图3(b)为沿着图3(a)中的I-I线的MCP单元200的截面图。

如图3(a)所示，MCP单元200，具备具有输入面210a和输出面210b的MCP210、以及具有输入面220a和输出面220b的MCP220。形成于MCP210的多个电子倍增通道(在内壁形成有二次电子放出面的通道)，相对于输入面210a倾斜恰好规定的偏倚角θ。同样地，形成于MCP220的多个电子倍增通道(在内壁形成有二次电子放出面的通道)，亦相对于输入面220a倾斜恰好规定的偏倚角θ。此处，偏倚角是为了防止入射带电粒子不冲撞各通道的内壁便通过MCP而设置的通道的倾斜角。

具有上述这样的构造的2片的MCP210、220，以相互的偏倚角不一致的方式将输出面210b和输入面220a贴合，由此被层积。此外，在MCP210的输入面210a上，通过蒸镀而形成有电极211，其覆盖供电子倍增通道的输入开口端配置的输入有效区域，在MCP220的输出面220b，亦通过蒸镀而形成有电极221，其覆盖供电子倍增通道的输出开口端配置的输出有效区域。因此，在2片的MCP210、220被贴合的状态下，电极211的露出面成为该MCP单元200的输入面200a，电极221的露出面成为该MCP单元200的输出面200b。此处，电极211并非罩住MCP210的输入面210a的全面，而是从输入面210a的外周端起算使其露出0.5mm～1.0mm而形成。电极221亦同。

图4为本实施方式的可适用于带电粒子检测器的MCP总成的主要的构成要素说明用图。此外，图4中，示出用来实现具有第1把持构造的MCP总成150A(图5(a))的主要的构成要素。

图4所示MCP总成150，具有通过MCP-In电极(上侧支撑构件)510与供电电极(下侧支撑构件)350来作为一对的把持构件而层积构造体110受到把持的构造，能够将MCP总成150的构成要素一体地取用。通过一对的把持构件(MCP-In电极510和供电电极350)而被夹着的层积构造体110，是通过从MCP-In电极510朝向供电电极350依序配置的MCP单元200、MCP-Out电极520、绝缘环620(第1绝缘构件)、网状电极300所构成。

作用成为上侧支撑构件的MCP-In电极510，为用来将MCP单元200的输入面200a设定成规定电位的电极，具有开口510a。因此，MCP-In电极5105是在使MCP单元200的输入面200a的输入有效区域从该开口510a露出的状态下抵接至该输入面200a。此外，MCP-In电极510的电位设定，是通过供电销514来实施。因此，MCP-In电极510具有销保持片513。此外，在MCP-In电极510，具备用来固定该MCP总成150全体的总成支撑片511a、511b。

MCP单元200，作为一例具有如图3(a)和图3(b)所示般的构造，在输入面200a抵接至MCP-In电极510的样态下，配置于该MCP-In电极510与供电电极350之间。

作为用来从MCP单元200引出电子的输出电极，MCP-Out电极520，具有支撑供电销522的销保持片521、及用来使MCP单元200的输出面200b中包含的输出有效区域露出的开口520a。MCP-Out电极520，在通过开口520a使输出有效区域露出的状态下抵接至该MCP单元的输出面200b。

在MCP-Out电极520与网状电极(可挠性薄片电极)300之间，配置有绝缘环620。此绝缘环620，设有抵接至MCP-Out电极的第1端面、及抵接至网状电极300的第2端面、及连络第1端面与第2端面的贯通孔620a。也就是说，绝缘环620，具有贯通孔620a，该贯通孔620a由围绕供来自MCP单元200的输出面200b的电子通过的电子移动空间的连续的内壁面而被规范。贯通孔620a，为使输出面200b中包含的输出有效区域全体露出，具有比该输出有效区域的最大宽幅大的最大宽幅。

网状电极300为对于从MCP-In电极510朝向供电电极350的轴方向而言具有可挠性的可挠性薄片电极，配置于绝缘环620与供电电极350之间。网状电极300，具有：网状区域310，具有连络位于绝缘环620侧的面与位于供电电极350侧的面的多个开口；及变形抑制部320，从该网状区域310的外缘延伸。此外，网状电极300，亦可全体仅由网状区域310来构成。网状区域310，被规范成为下述区域，即，在网状电极300的一方的表面上，通过位于通过该表面的重心点的直线上的多个开口(电子倍增通道)当中两端的开口(于上述直线上一方的端部侧未和其他的开口邻接的开口)而被夹着的区域。此外，变形抑制部320，为从两端的开口等至该网状电极300的边缘为止的区域。

此外，作为网状电极300的构造性特征，位于绝缘环620侧的网状区域310及变形抑制部320的双方的面为连续。此外，位于供电电极350侧的网状区域310和变形抑制部320的双方的面亦为连续。也就是说，网状区域310及变形抑制部320，由同一导电性材料所构成，且构成连续的区域。再加上，网状区域310及变形抑制部320，皆具有规定的厚度(沿着轴方向的宽幅)WB。作用成为上侧支撑构件的供电电极350，具有支撑供电销353的销保持片351和用来使网状区域310露出的开口350a，而抵接至网状电极300的一部分(变形抑制部320)。通过此构成，网状电极300便通过供电电极350而被设定成规定电位。

上述的网状电极300中，网状区域310的开口率可任意设定成55％～95％，伴随此，厚度WB成为20μm～100μm程度。此外，如图4所示，若为在网状区域310的周围设有比该网状区域310还具有高物理强度的变形抑制部320的构造，则相较于全体由网状区域所构成的网状电极而言，网状电极300单体的取用会变得容易。特别是，图4例子中，变形抑制部320，可采用皆比变形抑制部的厚度还厚的绝缘环620及供电电极350来夹住网状电极300单体的构造，可正确且稳定地设置网状电极300。

如图4所示MCP总成150，可与各种电极构件组合。例如，在MCP总成150，可通过具有和上述的绝缘环620同样的构造的绝缘环810来组合外部电极820。外部电极820中，包含被设定成和网状电极300的电位相等或比其还高的电位的外部电极、被设定成比MCP-Out电极520的电位还高且比网状电极300的电位低的电位的外部电极、被设定成比MCP-Out电极520的电位低的电位的外部电极等。若为被设定成和网状电极300的电位相等或比其还高的电位的外部电极与MCP总成150组合而成的第1二次电子倍增构造，则会通过MCP-Out电极520、及作用成为阳极电极的外部电极、及作用成为加速电极的网状电极300而构成三极管(Triode)构造。此外，若为被设定成比MCP-Out电极520的电位还高且比网状电极300的电位低的电位的外部电极820与MCP总成150组合而成的第2二次电子倍增构造，则网状电极300会作用成为阳极电极，另一方面外部电极820会在其表面形成二次电子放出面，由此可作用成为反转型二次发射极。此外，若为被设定比MCP-Out电极520的电位低的电位的外部电极820与MCP总成150组合而成的第3二次电子倍增构造，则如图2所示例子般，网状电极会作用成为阳极电极(负电荷粒子捕获用电极)，另一方面外部电极可作用成为正电荷粒子捕获用电极。

此外，图4中，揭示用来实现具有图5(a)所示第1把持构造的MCP总成150A的构成。也就是说，MCP-In电极510，设有用来固定和供电电极350的相对位置的固定片512a、512b、512c。另一方面，在供电电极350，设有用来固定和MCP-In电极510的相对位置的固定片352a、352b、352c。但，为了实现具有图5(b)所示把持构造的MCP总成150B，上述的固定片512a～512c、352a～352c非必要。

图5(a)为具有第1把持构造的MCP总成150A的组装工程说明用图。也就是说，图5(a)所示第1把持构造，是利用绝缘间隔材151a～151c来将把持层积构造体110的MCP-In电极(±侧支撑构件)510与供电电极(下侧支撑构件)350的相对位置予以固定。此外，绝缘间隔材151a～151c，皆设有沿着长边方向延伸的贯通孔。此外，层积构造体110，如上述那样，包含MCP单元200、MCP-Out电极520、绝缘环620、网状电极300。

绝缘间隔材151a-151c的一方的端面，各自抵接至设于MCP-In电极510的固定片512a～512c。此外，绝缘间隔材151a～151c的另一方的端面，各自抵接至设于供电电极350的固定片352a～352c。在此状态下，以贯穿固定片512a的螺丝孔、绝缘间隔材151a的贯通孔、固定片352a的螺丝孔的方式安装绝缘螺丝161a。以贯穿固定片512b的螺丝孔、绝缘间隔材15lb的贯通孔、固定片352b的螺丝孔的方式安装绝缘螺丝161b。此外，以贯穿固定片512c的螺丝孔、绝缘间隔材15lc的贯通孔、固定片352c的螺丝孔的方式安装绝缘螺丝1610。

另一方面，图5(b)为具有第2把持构造的MCP总成150B的组装工程说明用图。也就是说，图5(b)所示第2把持构造，是利用绝缘夹171a～171d，来将把持层积构造体110的MCP-In电极(上侧支撑构件)510与供电电极(下侧支撑构件)350的相对位置予以固定。此外，具有此第2把持构造的MCP总成150B中，在MCP-In电极(上侧支撑构件)510，未设置图4及图5(a)所示的固定片512a～512c。同样地，在供电电极(下侧支撑构件)350，亦未设置图4及图5(a)所示的固定片352a～352c。

如图5(b)所示)绝缘夹171a～171d各者,具有第1固定部173a、及第2固定部173b、及在两端设有第1及第2固定部173a、173b的支撑部172。在绝缘夹171a～171d各者中，第1固定部173a，相对于MCP-In电极510位于层积构造体110的相反侧，以将该MCP-In电极510朝向供电电极350推压的方式抵接至该MCP-In电极510。另一方面，第2固定部173b，相对于供电电极350位于层积构造体110的相反侧，以将该供电电极350朝向MCP-In电极510推压的方式抵接至该供电电极350。

像这样，按照图5(b)所示第2把持构造，亦可将把持层积构造体110的MCP-In电极(上侧支撑构件)510与供电电极(下侧支撑构件)350的相对位置予以固定。

接下来，利用图6～图8说明本实施方式的带电粒子检测器的构造。此外，图6～图8所示例子中，皆揭示具有图2所示二次电子倍增构造的检测器的构造。此外，图6为适用了具有图5(a)所示第1把持构造的MCP总成150A的带电粒子检测器l00Ba的组装工程说明用图。图7(a)为经图6所示组装工程而得到的带电粒子检测器100Ba示意立体图，图7(b)为沿着图7(a)中的IV-IV线的带电粒子检测器l00Ba的内部构造示意截面图。图8为适用了图5(b)所示第2把持构造的MCP总成150B的带电粒子检测器l00Bb的组装工程说明用图。

图6所示带电粒子检测器l00Ba的组装工程中，在图5(a)所示MCP总成150A被收纳于框体内的状态下，设置泄放电路基板700。收纳MCP总成150A的框体，包含覆盖该MCP总成150A全体的框体本体500、及作用成为带电粒子捕获构造400的外部电位形成电极410。MCP总成150A，设置于通过框体本体500与外部电位形成电极410而构成的空间内。

在框体本体500，设有用来使作为测定对象的带电粒子通过的开口500a，通过该开口500a和MCP-In电极510的开口510a，MCP单元200的输入面200a中包含的输入有效区域会露出。另一方面，外部电位形成电极410,在中心设有贯通孔411，用来达成框体内的有效率的抽真空。此外，分别设有用来使通过MCP-In电极510的销保持片513而受到支撑的供电销514贯通的孔413b、用来使通过MCP-Out电极520的销保持片521而受到支撑的供电销522贯通的孔413a、用来使通过供电电极350的销保持片351而受到支撑的供电销353贯通的孔413c。此外，在外部电位形成电极410，设有用来固定MCP总成150A的螺丝孔414a、414b，并且安装有用来将该外部电位形成电极410设定成期望的电位的供电销412。

在绝缘间隔材181a、181b，沿着长边方向各自设有用来使绝缘螺丝182a、182b贯通的贯通孔。绝缘间隔材181a、181b的一方的端面，各自抵接至设于MCP-In电极510的总成支撑片511a、511b，绝缘间隔材181a、181b的另一方的端面,各自抵接至设于包含螺丝孔414a、414b的外部电位形成电极410的部位。在此状态下，以贯穿总成支撑片51la的螺丝孔、绝缘间隔材181a的贯通孔、外部电位形成电极410的螺丝孔414a的方式安装绝缘螺丝182a。另一方面，以贯穿总成支撑片511b的螺丝孔、绝缘间隔材181b的贯通孔、外部电位形成电极410的螺丝孔414b的方式安装绝缘螺丝182b。

泄放电路基板700，为具有碟盘形状的玻璃环氧树脂基板，作用成为如上述那样构成的检测器框体的支撑部，并且搭载有用来对各电极供给期望的电压的泄放电路(分压电路)230。具体而言，泄放电路基板700，为保持供MCP-Out电极520的供电销522插入的金属插座710a、供MCP-In电极510的供电销514插入的金属插座710b、供与网状电极300电性连接的供电电极350的供电销353插入的金属插座710c、供外部电位形成电极410(带电粒子捕获构造400)的供电销412插入的金属插座710d。此外，该些金属插座710a～710d，通过形成于泄放电路基板700的表面的印刷配线720而电性连接至泄放电路230。此外，若为各电极的供电销514、522、353、412与泄放电路230通过印刷配线720而电性连接的构造，则插座710a～710d亦可由金属以外的材料所构成。

外部电位形成电极410，为用来捕获由于在从MCP单元200放出的二次电子的飞行空间内的电子离子化而生成的不需要的残留气体离子(M+)的正电荷粒子捕获用电极(外部电极)。在至少通过MCP-Out电极520、网状电极300、外部电位形成电极410而构成三极管(triode)构造的电极空间内，该外部电位形成电极410被设定成最低电位，因此在此电极空间内生成的不需要的正电荷粒子必然会前往外部电位形成电极410。因此，由于此外部电位形成电极410的存在，可以有效地抑制生成的残留气体离子往MCP单元200侧移动的现象，即离子反馈的发生。具体而言，作为外部电极的外部电位形成电极410，具备被施加规定的电压的供电销412，以便被设定成比MCP-Out电极520的电位低的电位。此外，在该外部电位形成电极410，分别设有不接触MCP-Out电极520的供电销522、MCP-In电极510的供电销514、与网状电极300电性连接的供电电极350的供电销353而使它们贯通的孔413a～413c。

MCP-In电极510，亦可采用被设定成和外部电位形成电极410同电位的构成。例如，若为使其电性连接至规范框体本体500的开口500a的凸缘部的构成，则通过经由供电销412对外部电位形成电极410施加规定电压，MCP-In电极510和外部电位形成电极410便被设定成同电位。此外，外部电位形成电极410的设定电位，只要是比MCP-Out电极520的电位低，则亦可被设定成比MCP-In电极510的电位还高或亦可被设定成比其低。

接下来，利用图8说明适用了图5(b)所示第2把持构造的MCP总成150B的带电粒子检测器l00Bb的组装工程。此外，图8所示例子亦为实现图2的二次电子倍增构造的例子。

图8所示带电粒子检测器l00Bb的组装工程中，在图5(b)所示MCP总成150B被收纳于框体内的状态下，设置泄放电路基板700。收纳MCP总成150B的框体，包含覆盖该MCP总成150B全体的框体本体500、及用来支撑MCP总成150B的框体底部420。MCP总成150b，设置于通过框体本体500与框体底部420而构成的空间内。

在框体本体500，设有用来使作为测定对象的带电粒子通过的开口500a，通过该开口500a和MCP-In电极510的开口510a，MCP单元200的输入面200a中包含的输入有效区域会露出。另一方面，框体底部420，在中心设有开口420a，其使网状电极300的网状区域310露出，并且不接触MCP-In电极510的供电销514、MCP-Out电极520的供电销522、供电电极350的供电销353各者而使它们贯通。此外，在框体底部420，设有用来将MCP总成150B保持在框体内的螺丝孔420b、420c。

在绝缘间隔材181a、181b，沿着长边方向各自设有用来使绝缘螺丝182a、182b贯通的贯通孔。绝缘间隔材181a、181b的一方的端面，各自抵接至设于MCP-In电极510的总成支撑片511a、511b，绝缘间隔材181a、181b的另一方的端面，各自抵接至设于包含螺丝孔414a、414b的框体底部420的部位。在此状态下，以贯穿总成支撑片511a的螺丝孔、绝缘间隔材181a的贯通孔、框体底部420的螺丝孔420b的方式安装绝缘螺丝182a。另一方面，以贯穿总成支撑片51lb的螺丝孔、绝缘间隔材181b的贯通孔、框体底部420的螺丝孔420c的方式安装绝缘螺丝182b。

泄放电路基板700，为具有碟盘形状的玻璃环氧树脂基板，作用成为如上述那样构成的检测器框体的支撑部，并且搭载有用来对各电极供给期望的电压的泄放电路(分压电路)230。具体而言，泄放电路基板700，为保持供MCP-Out电极520的供电销522插入的金属插座710a、供MCP-In电极510的供电销514插入的金属插座710b、供与网状电极300电性连接的供电电极350的供电销353插入的金属插座710c。此外，该些金属插座710a～710c，通过形成于泄放电路基板700的表面的印刷配线720而电性连接至泄放电路230。此外，若为各电极的供电销514、522、353与泄放电路230通过印刷配线720而电性连接的构造，则插座710a～710c亦可由金属以外的材料所构成。

此外，图8所示带电粒子检测器l00Bb的构成中，带电粒子捕获构造，包含泄放电路基板本身。在形成有其表面的电子电路的玻璃环氧树脂基板亦即泄放电路基板700中，负电位的部位存在多个，因此作为带电粒子捕获构造400，可实质上实现和图6所示外部电位形成电极410同等的机能。或是，作为带电粒子捕获构造400，相当于图6的外部电位形成电极410的电极垫被设于泄放电路基板上亦可。

像以上这样，本实施方式中，在至少通过MCP-Out电极520、网状电极300、作为带电粒子捕获构造400的外部电位形成电极410而构成三极管(triode)构造的电极间空间中，如上述那样，负电荷粒子捕获用电极亦即网状电极300被设定成最高电位，且正电荷粒子捕获用电极亦即外部电位形成电极410被设定成最低电位。在这样的电极空间内，主要从MCP单元200放出的电子等的负电荷粒子，会前往被设定成最高电位的电极，另一方面由于在电极间的电子离子化而生成的不需要的残留气体离子等的正电荷粒子会前往被设定成最低电位的电极。因此，按照本实施方式，可分离被取出作为信号的电子与不需要的残留气体离子(不需要的带电粒子)，并且可选择性地捕获造成离子反馈的原因的该不需要的残留气体离子(正离子)。

由以上本发明的说明，自当明白可将本发明做各式各样的变形。例如，作为本实施方式的带电粒子检测器的具体的变形例，例如亦可具备通过图4所示MCP总成150、与被组合至该MCP总成150的外部电极820所构成的二次电子倍增构造。外部电极820的电位，被设定成和网状电极300的电位相等或比其还高。这样的二次电子倍增构造中，网状电极300作用成为加速电极，另一方面外部电极820作用成为阳极电极，因此该二次电子倍增构造中，会通过MCP-Out电极520、网状电极300、和外部电极820而构成三极管(Triode)构造。此外，这样的三极管(Triode)构造中，优选是设有限制构造，用来将响应来自MCP总成150的二次电子的入射而从作用成为阳极电极的外部电极820放出的反射电子，关在作用成为加速电极的网状电极300与该外部电极820之间的空间。此外，图4例子中，限制构造，包含具有和上述的绝缘环620同样的构造的绝缘环810(通过连续的内壁面来规范围绕二次电子的通过区域的贯通孔)。

作为本实施方式的带电粒子检测器的另一变形例，图4的外部电极820，亦可被利用作为反转型二次发射极。由于使其作用作为反转型二次发射极，在外部电极820的表面，会如同MCP单元200的各通道般形成二次电子放出面，该外部电极820的电位，被设定成比MCP-Out电极520的电位还高，且比网状电极300的电位低。因此，在此另一变形例中，网状电极300作用成为阳极电极，通过了网状电极300的网状区域310的二次电子，在反转型二次发射极(外部电极820)受到倍增后从该反转型二次发射极再度朝向网状电极300放出。这样的构成中同样地，绝缘环810亦可被设于网状电极300与外部电极820之间，作为在网状电极(阳极电极)300与外部电极(反转型二次发射极)820之间的空间用来限制二次电子的移动的限制构造。

任一变形均不应认为脱离本发明的思想及范围，所有本领域技术人员自当明了的改良，均被涵括于以下的权利要求中。

【符号说明】

1：残留气体分析装置(质量分析装置)

100B、l00Ba、l00Bb：带电粒子检测器

150、150A、150B：MCP总成

200：MCP单元

230：泄放电路(bleeder circuit、分压电路)(电压控制电路)

300：网状电极(mesh electrode)(可挠性薄片电极)

310：网状区域(mesh field)

320：变形抑制部

350：供电电极(下侧支撑构件)

400：带电粒子捕获构造

410：外部电位形成电极(带电粒子捕获构造)

510：MCP-In电极(上侧支撑构件)

520：MCP-Out电极(输出电极)

620：绝缘环

700：泄放电路基板(bleeder circuit)(玻璃环氧树脂基板)。