Способ закрепления барьерной пленки на поверхности микроканальной пластины Советский патент 1992 года по МПК H01J9/12 

(46) 15.06.92.БЮЛ. В 22

(21)4322120/21

(22)02.11.87

(71)Ленинградский институт точной механики и оптики

(72)Б.Н.Смирнов, С.Н.Лещиков, В.П.Денисов и Л.В.Александров

(53)621.387.3(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР

№ 725517, кл. Н 01 J 9/12, 1t.tO.78.

Авторское свидетельство СССР №1264761, кл. Н 01 J 9/12,05.10.89.

(54)СПОСОБ ЗАКРЕПЛЕНИЯ БАРЬЕРНОЙ ПЛЕНКИ НА ПОВЕРХНОСТИ МИКГОКАНАЛЬНОЙ ПЛАСТИНЫ

(57)Изобретение относится к области электронной техники, в частности к технологии изготовления электронных умножителей на основе микроканальных пластин (МКП). Цель изобретения - повышение выхода годных пластин за счет уменьшения нарушений вторично-эмиссионных свойств каналов и порывов барьерной пленки, а. также снижение операционного вррмето. Изобретение заключается в том, что закрепляют барьерную пленку на поверхности МКП, для чего размещают МКП в вакуумной камере п среде разреженного воздуха, располагают параллельно ей двухслойную пленку на держателе, состоящую из органической основы с напыленным на нее слоем исходного для барьерной пленки риала, совмещают пленку с поверхностью МКП и зажигают нормальный тлеющий разряд между держателем и катодом с областью отрицательного тлеющего свечения в плоскости держателя в течение 3...6 мин при катодной плотности тока О,5...20 мА/см2.1 з.п. ф-лы, 1 ил.

(f.

С

Изобретение относится к электронной технике, а более конкретно к технологии изготовления электронных умножителей на основе микроканальных пластин (МКП), и может быть использовано во всех областях народного хозяйства, где необходимы усиление и регистрация потоков различных излучений,

Целью изобретения является повыше- IL. выхода годных пластин за счет уг- пыпения нарушений вторично-эмиссионных свойств каналов и порывов ба- рьерной пленки, а также снижение операционного времени.

Изобретение заключается в том, что закрепляют барьерную пленку на поверхности МКП, для чего размещгтт МКП в

вакуумной камере и среде разреженного воздуха,располагают параллельно ей двухслойную пленку на держателе, состоящую из органической основы, с напыленным на нее слоем исходного для барьерной пленки материала, совмещают пленку с поверхностью МКП и зажигают нормальный тлеющий разряд между держателем и катодом с областью : /тщательного тлеющего свечения в плоскости держателя в течение 3...6 мин при катодной плотности тока 0,5... «.г 20 мА/см2 .

Граничное значение плотности тока разряда в предложенном способе 0,5- 2,0 мА/см2 ограничено сверху (2 мА/см2) тем, что при больших плотностях тока

СП & 00 4Ь 00 СП

удлинение органической основы днухслой- плочкм с одновременным раоруйени- см слоя исходного материята носит вчр-ынной характер Ограничение плот- - ног тм тока разряда снизу (0,5мА/см7) обусловлено двумя причинами с одной стороны, уменьшением скорости оксидирования с 25 цо 10 А/мин, с другой стороны, образованием более рыхлого j т.и газопроницаемого, окисла.

Время горения разряда полжно быть не менее 3 мин, поскольку за меньшее не происходит полного выгорания органической основы двухслойной плен- ( кк и оксидирования материала барьерной пленки Увеличение времени горе- пня разрчца свыше 6 мин приводит только к увеличению операционного времени, поскольку к этому моменту процес-2 сы, происходящие в пленке, полностью заканчиваются,

В сипу строения молекулы полимерных лаков пленки толщиной менее 0,5 мкм, полученные на их основе,об- 2 ладают сквозными каналами. Пленки толщиной более 1 мкм обладают достаточной упругостью и плохо прилегают к поверхности МКП в начальный момент, что в дальнейшем при выжигании приводит 3 к дефектам в виде трещин.

На чертеже представлено устройство для реагшзации описанного способа.

Устройство представляет собой разрядную камеру, состоящую из основания . 1, стеклянного iцилиндра 2 с катодом 3, держателя 4 и подвижного столика 5. На столике, который выполнен с возможностью вертикального перемещения, находится МКП 6, Двухслойная пленка (слой 7 исходного материала барьерной пленки, органическая основа 8) закреплена в держателе 4. Напряжение к Держателю 4 подводится через токоввоц 9.

Устройство работает следующим об- разом.

Откачкой в разрядной камере создается давление 2-20 Па. В исходном состояний столик 5 с МКП 6 находится в крайнем нижнем положении. Затем сто- лик 5 поднимается до полного совмещения поверхностей МКП 6 и слоя 7 исходного материала двухслойной пленки. {Необходимость вертикального перемещения столика 5 вызвана возможным появ- лйнием морщин на двухслойной пленке при ее неточном опускании на поверхность МКП 6. Исходное расстояние между столиком 5 и двухслойной пленкой

может быть любым. Например, при расстоянии 20-30 мкм Можно в случае необходимости производить ионную чистку в разряде соприкасающихся поверхностей исходного материала и поверхности МКП 6.

После совмещения поверхностей МКП 6 и слоя исходного материала двухслойной пленки в зазоре между держателем 4 и катодом 3 зажигают нормальный тлеющий разряд с плотностью тока 0,5-2,0 мА/см2 и областью отрицательного тлеющего свечения в плоскости держателя 4. При этом приповерхностный слой органической основы 8 двухслойной пленки со стороны катода заряжается и под действием сил электрического поля прижимает к входной поверхности МКП 6 слой исходного материала. Чере: 30-60 с органическая основа 8 двухслойной пленки выжигается в результате взаимодействия с ионами кислорода, а алюминиевая пленка 7 удерживается на поверхности МКП 6 за счет сил межмолекулярного взаимодействия. Еще через 2-5 мин разряд выключается, и МКП с нанесенной на ее поверхность барьерной пленкой извлекается из камеры. За указанный промежуток времени происходит оксидирование слоя металла,

Следует заметить, что если в качестве барьерной пленки необходимо использовать слой металла, то разряд выключается через 30-60 с, т.е. после удаления органической основы 8 двухслойной пленки,

В качестве конкретного примера осу ществления способа предлагается способ закрепления барьерной пленки из А1г03 на поверхности МКП диаметром 32 мм.

Двухслойную пленку изготавливают следующим образом. v

В стаканчик диаметром л-100 мм и глубиной 20-40- мм наливают деионизо- занную воду, Затем на поверхность вб- ды иэ шприца с высоты 2-3 см капают каплю дака. В качестве лака могут быт использованы полимерные лаки на основе нитрата целлюлозы, например лак при следующем процентном соотношении компонентов: целлголоидный коллоксилин 4,25& дибутилфталат- 1,8j бутилацетат 78,65; изобутиловый спирт 6,8-, анизол 8,5.

После растекания лака по поверхности воды и высыхания в течение 4060 с на поверхность лаковой пленки опускают держатель 4. При помощи пинцета по внешнему диаметру держателя обрывают органическую пленку. Затем держатель 4 е органической пленкой вынимают из стаканчика и высушивают в течение ,-15 мин при 60-65°С. После этого на напьшительной установке через маску методом термического испарения в вакууме наносят пленку алюминия (исходного материала для барьерной пленки) толщиной 80 А и диаметром 31 мм.

Полученную таким образом двухслой- 15 микроканальной пластины в вакуумной

ную пленку помещают в специальное углубление держателя 4. В разрядной камере создают давление Па. Столик 5 поднимают до совмещения поверхностей МКП 6 и слоя алюминия двухслойной пленки Затем между держателем 4 я катодом 3 зажигают нормальный тлеющий разрйд с плотностью тока 1,5 мА/см2 .Через ,- 4 мин 20 с разряд выключают и МКП с нанесенной на ее поверхность пленкой окиси алюминия извлекают из камеры.

При нанесении барьерной пленки предлагаемым способом отпадает необходимость работы на воздухе с тонкими 30 нальной пластины, а нормальный тлею- ( /-100 А) пленками диаметром 28-60 мм, щий разряд формируют между держате- что является весьма трудоемким процессом с низким процентом выхода.

Предлагаемым способом можно нанолем и катодом с областью отрицательного тлеющего свечения в плоскости держателя в течение 3...6 мин при ка- сить на поверхность МКП не только ди- тодной плотности тока 0,5.. .2,0 мА/см электрические, но и металлические2. Способ по п. 1, отличаюпленки. Оперирование с барьерной плен- щ и и с я тем, что в качестве орга- кой, находящейся на подложке, значительно проще, чем со свободной пленкой. Выход непосредственно барьерных пленок примерно на 20% выше, чем в

нической основы двухслойной пленки используют полимерный лак на основе 40 нитрата целлюлозы толщиной 0,5... 1,0 мкм.

прототипе. Кроме того, в силу эластичности органических соединений они устойчивы к откачке и включению раз- рядя,поэтому при закреплении барьер-( ной пленки предлагаемым способом выход годных узлов в среднем выше на ,-15%.

Формула изобретения

камере, в среде разреженного воздуха, расположении параллельно ей пленки на держателе и зажигании в камере нормального тлеющего разряда, о т л и чающийся тем, что, с целью повышения выхода годных за счет уменьшения нарушений вторично-эмиссионных свойств каналов и порывов пленки, а также операционного времени, используют двухслойную пленку из органической основы с нанесенным на нее слоем исходного материала для барьерной пленки, пленку совмещают исходным материалом с поверхностью микрока-1

щ и и с я тем, что в качестве орга-

нической основы двухслойной пленки используют полимерный лак на основе 40 нитрата целлюлозы толщиной 0,5... 1,0 мкм.