[发明专利]厚型气体电子倍增探测器膜板的制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种膜板的制作方法，具体涉及一种厚型气体电子倍增探测器膜板的制作方法，属于蚀刻加工领域。

背景技术

厚型气体电子倍增探测器（THGEM）是一种新型微结构气体探测器，其结构如图1所示，在密闭腔室11（密闭腔室11中充有工作气体，该工作气体可以采用氩、氙等惰性气体与二氧化碳、异丁烷、甲烷等淬灭性气体混合）内，漂移电极1、读出阳极9、前置放大器10互相平行设置，在漂移电极1与读出阳极9之间还平行设置有THGEM膜板，该THGEM膜板由上敷铜层3、绝缘基板4和下敷铜层5构成，THGEM膜板上布有通孔6阵列，上敷铜层3和下敷铜层5上的孔径比绝缘基板4上的孔径稍大，上敷铜层3和下敷铜层5上形成10-100μm的绝缘环7。漂移电极1与THGEM膜板之间形成漂移区2，漂移区2高度可调，一般取2mm-10mm；THGEM膜板与读出阳极9之间形成感应区8，感应区8一般取2mm-6mm。

THGEM工作时，漂移电极1，上敷铜层3和下敷铜层5接入高压。当射线入射到THGEM时，在漂移区2电离出电子离子对，电子在电场的作用下向下漂移进入通孔6。由于通孔6内的电场较高，电子在孔内产生倍增。然后，经过倍增后的电子进入感应区8并向读出阳极9漂移，同时在读出阳极9上感应出电子信号，信号经过前置放大器10放大后由后端电子学获取。

由于THGEM将原初电子的雪崩放大限制在每个小孔单元中，因此其具有较高的计数率上限（可以在10⁶mm^-2s^-1以内稳定工作），同时还有良好的位置分辨率，信号上升时间快等优点。由此可见，THGEM膜板是THGEM中极其重要的结构。

现有的制作THGEM膜板的工艺，一般按四个主要步骤进行：钻孔、压膜、蚀刻、去膜。其中,最难控制的是压膜工艺，由于压膜需要对齐每个孔圆心，否则会由于单个孔的质量不好而影响到探测器的工作性能，因此，采用现有的工艺进行THGEM膜板的制作对钻孔精度、压膜定位精度、压膜的工作环境等有较高的要求，增加了大面积THGEM膜板的制作难度。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种可以降低THGEM膜板制作难度、提高成品率且便于大面积制作的THGEM膜板制作方法。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

一种厚型气体电子倍增探测器膜板的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将双面敷铜板剪裁成生产板加工尺寸，清洗干净待用；

（2）在双面敷铜板上钻定位孔；

（3）在双面敷铜板的两面同时压光致抗蚀干膜；

（4）将外图形菲林与压好光致抗蚀干膜的电路板对好位后放在曝光机上进行曝光，并在100℃烘烤3min；

（5）用NaCO₃溶液进行显影；

（6）用蚀刻液蚀刻去铜；

（7）用退膜液将光致抗蚀干膜退掉；

（8）用数控机床将双面敷铜板打出孔阵列；

（9）用双面喷淋蚀刻机喷淋双面敷铜板。

前述的厚型气体电子倍增探测器膜板的制作方法，其特征在于，在步骤（5）中，NaCO₃溶液的浓度为1%（w/v），喷淋速度为0.8m/min。

前述的厚型气体电子倍增探测器膜板的制作方法，其特征在于，在步骤（6）中，蚀刻液的组成为：

前述的厚型气体电子倍增探测器膜板的制作方法，其特征在于，在步骤（8）中，数控机床的钻孔速度为110,000rpm，进给速度为3.0m/min。

前述的厚型气体电子倍增探测器膜板的制作方法，其特征在于，在步骤（9）中，喷淋液的组成为：

前述的厚型气体电子倍增探测器膜板的制作方法，其特征在于，在步骤（9）中，喷淋的压力为255-357KPa，温度为48-55℃，时间为0.5-2s。

本发明的有益之处在于：采用整板微蚀工艺进行制作，便于大面积制作THGEM膜板，已成功制作出300mm×300mm的THGEM膜板，而且rim均匀性一致；利用全自动电路板制作设备，可以批量生产，成品率在95%以上；THGEM膜板与读出阳极板相互独立，可以根据需要设计加工成不同大小和形状。

附图说明

图1是THGEM的结构示意图；

图2是本发明的制作方法流程图。