用于Ⅲ代像增强器的微通道板的覆膜方法

技术领域

本发明涉及夜视仪技术领域，特别涉及一种用于Ⅲ代像增强器的微通道板的覆膜方法。

背景技术

第Ⅲ代微光夜视仪中，最重要的核心电子元器件为像增强器，主要由砷化镓光电阴极、防离子反馈微通道板、荧光屏等组成。砷化镓光阴极生成的光电子经微通道板(简称MCP)通道倍增后，其输出端形成高密度电子云。由于在真空器件中存在着残余气体，在高场强下电子云使残余气体电离，正离子在电场作用下被加速向光阴极方向运动，最终与光电阴极碰撞，形成离子反馈，产生附加的光电发射，在荧光屏上形成离子斑，恶化了图像，同时降低了阴极寿命。因此，为了减少器件中的残余气体的离子反馈，在三代微光像增强器中，采用在微通道板输入面溅射一层薄介质膜作为离子壁垒，阻止离子反馈。

考虑到微通道板多孔的特点，为能在微通道板输入端形成连续超薄膜，必须将微通道板输入端的通道孔遮平，待防离子反馈膜(Al

目前市场上制备的有机掩膜方法分为两种：干法贴膜和湿法贴膜。但有机掩膜膜层普遍存在质量差、成品率低。干法贴膜又称为提拉法贴膜，这一方法要求操作人员对有机掩膜的提拉时机、提拉速率的判断十分准确，稍有不慎，就会造成有机掩膜提取不成型、破裂。而湿法贴膜需要有机掩膜悬浮在微通道板上方，通过排走去离子水，使有机掩膜沉降覆在微通道板表面。在这一过程中，由于微通道板与有机掩膜存在去离子水积留以及排水速率不一致，造成有机掩膜贴覆在微通道板表面时膜层产生褶皱、水印。此外，在制取有机掩膜过程中，由于有机膜层特有的韧性和强度要求，在提取或刮取多余的有机掩膜时，会产生一定的应力集中导致有机掩膜破裂；另外，在转运和干燥时，操作人员接触贴膜夹具往往会引入一些颗粒物杂质，无法通过后续工艺消除。以上缺陷直接影响制备有机膜的质量，降低三代微光像增强器的相关性能。

发明内容

基于此，有必要提供一种用于Ⅲ代像增强器的微通道板的覆膜方法，以避免有机膜出现褶皱、破裂、水印和条纹等缺陷，从而显著提高有机膜层的质量和合格率。

为实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案。

本发明提供一种用于Ⅲ代像增强器的微通道板的覆膜方法，包括以下步骤：

配置贴膜工装，所述贴膜工装包括用于承载微通道板的载盘，调节载盘的倾斜角度为3-4度；

配置贴膜环境，将调试好的贴膜工装放置于一盛有去离子水的罐体的中心，缓慢控制去离子水的高度直至水面在所述支撑面的上方1cm；

装载微通道板，夹取微通道板的侧面并放置在所述贴膜工装上，使所述微通道板紧贴所述载盘；

贴有机膜，在微通道板中心区域的上方1cm处悬滴有机液，静置直至有机液展开形成无彩虹条纹的薄膜；缓慢排出罐体内的去离子水，使所述薄膜从高到低、从上到下逐渐贴覆在微通道板和载盘上，直至完全覆盖整个微通道板和载盘；

风干，连同微通道板一起取出贴膜工装，使用氮气枪吹除微通道板与有机膜之间的去离子水；

转运，在载盘上安装上盖和手柄，将微通道板封闭在上盖与贴膜工装之间的密闭空间内；通过手柄将装有微通道板的载盘转移至真空干燥箱；

干燥，设定真空干燥箱的干燥温度和干燥时间，对微通道板上的有机膜进行干燥。

优选地，所述贴膜工装包括支撑座和载盘，所述支撑座具有可以调节支撑座的倾斜角度的支撑脚，所述载盘放置在所述支撑座上。

优选地，所述载盘的中心位置设置有限位槽，所述微通道板放置在该限位槽内；在所述限位槽与所述载盘的外侧面之间设置有导流凹槽，所述导流凹槽适于快速排出限位槽内的去离子水。

优选地，在所述配置贴膜环境的步骤之后，还包括步骤：

静置片刻后，使用强光手电筒照射去离子水表面检查水面和水中是否有杂质，若有，则去除水面和水中的杂质。

优选地，所述贴有机膜步骤中，去离子水的排水速率为1-1.5L/min。

优选地，在风干的步骤之前，还包括步骤：

使用尖头镊子扎破载盘上两处导流凹槽外沿的有机膜，防止凹口与有机膜之间的应力造成膜层破裂，然后沿载盘8mm的过渡层外圈刮去多余的有机膜，避免膜层褶皱延伸到微通道板的有效区域。

优选地，所述风干的步骤具体包括：

将氮气枪的流量调节为0.01sccm，沿微通道板的倾斜方向，使用氮气枪从上到下，按“Z”字形路径吹干微通道板与有机膜之间的去离子水。

优选地，所述干燥的步骤中，真空干燥箱的干燥温度设定为70-80摄氏度，干燥时间为200-300min。

优选地，所述干燥的步骤之后，还包括步骤：

取出载盘，打开上盖，按“Z”字形检查有机膜的膜层质量，若存在褶皱、破裂、水印和条纹缺陷，则去除有机膜层并重新覆膜。

优选地，所述去除有机膜层的方法包括，将微通道板置于紫外灯下照射4小时，使有机膜层分解脱落。

相较于目前市场上制备出的有机掩膜质量，本发明制备出的膜层无褶皱、破裂、水印，实现微通道板有机膜层合格率从20％提高至90％以上，有效地提升了微通道板制备有机掩膜质量及合格率，实现工业了的快速生产，并降低了产品生产成本。

附图说明

图1为本实施例中贴膜工装的整体结构示意图。

本发明目的的实现及其功能、原理将在具体实施方式中结合附图作进一步阐述。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例做进一步说明。

本实施例提供一种用于Ⅲ代像增强器的微通道板的覆膜方法，包括以下步骤：

S1：配置贴膜工装，所述贴膜工装包括用于承载微通道板的载盘，调节载盘的倾斜角度为3-4度；

S2：配置贴膜环境，将调试好的贴膜工装放置于一盛有去离子水的罐体的中心，缓慢控制去离子水的高度直至水面在所述支撑面的上方1cm；

S3：装载微通道板，夹取微通道板的侧面并放置在所述贴膜工装上，使所述微通道板紧贴所述载盘；

S4：贴有机膜，在微通道板中心区域的上方1cm处悬滴有机液，静置直至有机液展开形成无彩虹条纹的薄膜；缓慢排出罐体内的去离子水，使所述薄膜从高到低、从上到下逐渐贴覆在微通道板和载盘上，直至完全覆盖整个微通道板和载盘；

S5：风干，连同微通道板一起取出贴膜工装，使用氮气枪吹除微通道板与有机膜之间的去离子水；

S6：转运，在载盘上安装上盖和手柄，将微通道板封闭在上盖与贴膜工装之间的密闭空间内；通过手柄将装有微通道板的载盘转移至真空干燥箱；

S7：干燥，设定真空干燥箱的干燥温度和干燥时间，对微通道板上的有机膜进行干燥。

如图1所示，本实施例的贴膜工装100包括支撑座10和载盘20，支撑座20的下方设置有可以调节支撑座10的倾斜角度的支撑脚30，载盘20放置在1支撑座10上，载盘20的中心位置设置有限位槽21，微通道板放置在该限位槽21内。在限位槽21与载盘20的外侧面之间设置有导流凹槽22，该导流凹槽22用于快速排出限位槽21内的去离子水。

在有机掩膜沉降至微通道板表面的过程中，只有有机膜层与微通道板面两个平面完全平行，才能达到膜层平整、无气泡。但是目前技术尚无法实现这种效果。本实施例另辟蹊径，通过对贴膜工装前后高度调整，使微通道板处于3-4度的倾斜状态，达到有机膜贴覆在微通道表面时先形成预接触，在倾斜角的作用下，膜层平滑的覆盖在微通道板表面，有效避免有机膜与微通道板之间形成气泡。同时在贴膜夹具边缘设计两处导流凹槽22，在导流凹槽22的作用下，可以快速导走微通道板表面的去离子水，防止因去离子水积留造成有机掩膜膜层质量缺陷的发生。

此外，在步骤S2之后，还包括以下步骤：

静置片刻后，使用强光手电筒照射去离子水表面检查水面和水中是否有杂质，若有，则去除水面和水中的杂质，这样可防止贴膜时出现气泡和水印。

膜层破裂通常发生在有机膜开始接触微通道板直至完全覆盖微通道板表面这一过程中。一方面是排水速率问题，速率过快对有机膜造成一定的冲击，从而产生破裂，速率过慢，导致有机膜产生形变弯曲；另一方面当有机膜完全覆盖到微通道板表面时，工装夹具的毛刺尖端也会造成膜层破裂，使有机膜层卷到微通道板输出面，导致输入面有机膜的缺失。本发明通过引入排水节流阀装置，对排水速率进行精细调节，防止因排水过快或过慢而导致的膜层破裂问题，因此，本实施例在贴有机膜步骤S4中，去离子水的排水速率设定为1-1.5L/min。

同样地，在对微通道板进行贴膜前，还需要对微通道板进行检查，以免微通道板表面的杂质影响有机膜的贴覆质量。具体如下：

打开微通道板包装盒，使用碳纤维镊子夹取微通道板边缘处，输入面朝上放在检查夹具限位槽21内，在显微倍镜5X下，依次从上到下，“Z”字型检查微通道板输入面质量，如微通道板表面有杂质，则使用毛毡挑掉，直至微通道板表面干净、无颗粒物杂质。

为了避免二次污染，使用不锈钢镊子夹住微通道板输入面边缘两端，垂直夹取微通道板放入限位槽21处。

在执行步骤S4时，待水平面稳定后，使用自动滴液设备，例如旋转移液枪旋钮，设置移液参数为10μL，将移液枪垂直插入枪头，吸取10μL有机液；在微通道板中心区域上方1cm处悬滴有机液，静置等待直至有机液形成无褶皱、无彩虹条纹的薄膜。

然后，打开负压排水器开关，开始进行排水。在倾斜角度和两处导流凹槽的作用下，微通道板表面的去离子水沿着倾斜角和导流凹槽22方向快速导走，有机掩膜开始沉降至载盘20表面，随着罐体中去离子水的匀速吸除，有机膜开始覆在微通道板表面，直至完全覆盖贴合整个微通道板和载盘20。

覆膜完成后，进入风干步骤，不过在此之前，还包括应增加以下步骤：

使用尖头镊子扎破载盘20上两处导流凹槽22外沿的有机膜，防止凹口与有机膜之间的应力造成膜层破裂，然后沿载盘22的过渡层外圈刮去多余的有机膜，避免膜层褶皱延伸到微通道板的有效区域。

本实施例的风干的步骤具体包括：

将氮气枪的流量调节为0.01sccm(每分钟标准毫升)，沿微通道板的倾斜方向，使用氮气枪从上到下，按“Z”字形路径吹干微通道板与有机膜之间的去离子水。

微通道板风干后，组装载盘20的上盖40，将上盖凸台阶镶嵌在导流凹槽位置形成装配体，使微通道板处于密闭、洁净的独立空间，减少微通道板暴露在空气中受到污染的风险，实现微通道板安全、洁净的转移。静置10min后，安装手柄50，将手柄50与载盘20侧面凹口23处组合，将装有微通道板的载盘20，转移至真空干燥箱进行干燥。

本实施例采用可拆卸组合式贴膜工装100，将支撑座10与载盘20作为独立体，在完成微通道板有机膜制备后，将载盘20与上盖40结合，便于操作，实现干湿分离，从而实现微通道板安全、洁净的转移。

所述干燥的步骤中，真空干燥箱的干燥温度设定为70-80摄氏度，干燥时间为200-300min。

优选地，所述干燥的步骤之后，还包括步骤：

取出载盘20，打开上盖40，将载盘20置于显微镜载物台上，在倍镜5X下，按“Z”字形检查有机膜的膜层质量，若存在褶皱、破裂、水印和条纹缺陷，则去除有机膜层，然后重新进行上述步骤S1-S7，直到贴覆出合格的有机膜。若有机膜膜层质量无异常情况，则置于微通道板包装盒内，备用。

上述去除有机膜层的方法包括，将微通道板置于紫外灯下照射4小时，使有机膜层分解脱落。

综上所述，相较于目前市场上制备出的有机掩膜，本发明制备出的膜层无褶皱、破裂、水印，实现微通道板有机膜层合格率从20％提高至90％以上，有效地提升了微通道板制备有机掩膜质量及合格率，实现工业了的快速生产，并降低了产品生产成本。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。