電子照射時のX線生成過程の解析

医療機器や半導体検査装置では、X線源の設計に対する品質要求が急速に高まっています。医療分野では、患者の被ばく低減と高精度診断のため、X線の線量制御やスペクトル品質が厳格に求められています。一方、半導体分野では、デバイスの微細化に伴い、検査精度の向上と過剰線量による損傷防止が重要課題となっています。さらに、両分野とも特定のエネルギー帯域でのX線強度が性能に直結するため、エネルギー別の評価が不可欠です。しかし、従来の設計手法では電子ビーム挙動やX線分布の予測が難しく、試作と実験に依存することでコストと開発期間が増大していました。

こうした背景から、Ansys Charge Plusによるシミュレーションは、電子軌道やX線フラックス分布を解析し、エネルギー別の指向性を事前に評価することで、品質要求を満たしながら効率的な開発を実現することが可能です。

真空のモデルに対し電極電圧と電子放出条件を設定します。電子銃の各部位(フィラメント/ウェーネルト/レンズ)に印可電圧を設定しフィラメントに電子の放出条件を設定して解析を行います。

表1.各部位の印可電圧

表2.放出源設定