[發明專利]厚型氣體電子倍增探測器膜板的制作方法

有效

• 申請號: 201310674407.8
• 申請日: 2013-12-11
• 公開（公告）號: CN103635026A
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發明（設計）人: 鄭陽恒;劉宏邦;劉倩;謝一岡;陳石;周曉康;董洋;張強;李雪冰;張煒;汪晶;常潔
• 申請（專利權）人: 中國科學院大學;北京新立機械有限責任公司
• 主分類號: H05K3/06
• 分類號: H05K3/06
• 代理公司: 北京世譽鑫誠專利代理事務所(普通合伙) 11368
• 代理人: 郭官厚

技術領域

本發明涉及一種膜板的制作方法，具體涉及一種厚型氣體電子倍增探測器膜板的制作方法，屬于蝕刻加工領域。

背景技術

厚型氣體電子倍增探測器（THGEM）是一種新型微結構氣體探測器，其結構如圖1所示，在密閉腔室11（密閉腔室11中充有工作氣體，該工作氣體可以采用氬、氙等惰性氣體與二氧化碳、異丁烷、甲烷等淬滅性氣體混合）內，漂移電極1、讀出陽極9、前置放大器10互相平行設置，在漂移電極1與讀出陽極9之間還平行設置有THGEM膜板，該THGEM膜板由上敷銅層3、絕緣基板4和下敷銅層5構成，THGEM膜板上布有通孔6陣列，上敷銅層3和下敷銅層5上的孔徑比絕緣基板4上的孔徑稍大，上敷銅層3和下敷銅層5上形成10-100μm的絕緣環7。漂移電極1與THGEM膜板之間形成漂移區2，漂移區2高度可調，一般取2mm-10mm；THGEM膜板與讀出陽極9之間形成感應區8，感應區8一般取2mm-6mm。

THGEM工作時，漂移電極1，上敷銅層3和下敷銅層5接入高壓。當射線入射到THGEM時，在漂移區2電離出電子離子對，電子在電場的作用下向下漂移進入通孔6。由于通孔6內的電場較高，電子在孔內產生倍增。然后，經過倍增后的電子進入感應區8并向讀出陽極9漂移，同時在讀出陽極9上感應出電子信號，信號經過前置放大器10放大后由后端電子學獲取。

由于THGEM將原初電子的雪崩放大限制在每個小孔單元中，因此其具有較高的計數率上限（可以在10⁶mm^-2s^-1以內穩定工作），同時還有良好的位置分辨率，信號上升時間快等優點。由此可見，THGEM膜板是THGEM中極其重要的結構。

現有的制作THGEM膜板的工藝，一般按四個主要步驟進行：鉆孔、壓膜、蝕刻、去膜。其中,最難控制的是壓膜工藝，由于壓膜需要對齊每個孔圓心，否則會由于單個孔的質量不好而影響到探測器的工作性能，因此，采用現有的工藝進行THGEM膜板的制作對鉆孔精度、壓膜定位精度、壓膜的工作環境等有較高的要求，增加了大面積THGEM膜板的制作難度。

發明內容

為解決現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種可以降低THGEM膜板制作難度、提高成品率且便于大面積制作的THGEM膜板制作方法。

為了實現上述目標，本發明采用如下的技術方案：

一種厚型氣體電子倍增探測器膜板的制作方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）將雙面敷銅板剪裁成生產板加工尺寸，清洗干凈待用；

（2）在雙面敷銅板上鉆定位孔；

（3）在雙面敷銅板的兩面同時壓光致抗蝕干膜；

（4）將外圖形菲林與壓好光致抗蝕干膜的電路板對好位后放在曝光機上進行曝光，并在100℃烘烤3min；

（5）用NaCO₃溶液進行顯影；

（6）用蝕刻液蝕刻去銅；

（7）用退膜液將光致抗蝕干膜退掉；

（8）用數控機床將雙面敷銅板打出孔陣列；

（9）用雙面噴淋蝕刻機噴淋雙面敷銅板。

前述的厚型氣體電子倍增探測器膜板的制作方法，其特征在于，在步驟（5）中，NaCO₃溶液的濃度為1%（w/v），噴淋速度為0.8m/min。

前述的厚型氣體電子倍增探測器膜板的制作方法，其特征在于，在步驟（6）中，蝕刻液的組成為：

前述的厚型氣體電子倍增探測器膜板的制作方法，其特征在于，在步驟（8）中，數控機床的鉆孔速度為110,000rpm，進給速度為3.0m/min。

前述的厚型氣體電子倍增探測器膜板的制作方法，其特征在于，在步驟（9）中，噴淋液的組成為：

前述的厚型氣體電子倍增探測器膜板的制作方法，其特征在于，在步驟（9）中，噴淋的壓力為255-357KPa，溫度為48-55℃，時間為0.5-2s。

本發明的有益之處在于：采用整板微蝕工藝進行制作，便于大面積制作THGEM膜板，已成功制作出300mm×300mm的THGEM膜板，而且rim均勻性一致；利用全自動電路板制作設備，可以批量生產，成品率在95%以上；THGEM膜板與讀出陽極板相互獨立，可以根據需要設計加工成不同大小和形狀。

附圖說明

圖1是THGEM的結構示意圖；

圖2是本發明的制作方法流程圖。