[发明专利]微通道板用微阵列基板的制备方法

说明书

本发明属于光电材料与器件领域，具体涉及一种微通道板用微阵列基板的制备方法，目的是改进微通道板基板的材料成分，提高微孔尺寸的一致性和内壁的光滑度，进而可以大大提高微通道板的增益、寿命、噪声等性能。本发明的技术方案为：一种微通道板用微阵列基板的制备方法，即首先采用正六边形玻璃棒和玻璃管拉制出玻璃毛细管和毛细玻璃棒，将毛细管排成六边形复丝棒，再将复丝棒拉成一次复丝，然后将一次复丝排成二次复丝棒，将二次复丝棒拉成二次复丝，将二次复丝和毛细玻璃棒排成三次复丝棒，最后用熔压炉熔压成型，经切割、抛光后得到微通道板基板。

技术领域

本发明属于光电材料与器件领域，具体涉及一种微通道板用微阵列基板的制备方法。

背景技术

微通道板的功能是可对微弱信号进行放大，主要用于X射线、电子、离子等高能粒子探测等领域，比如进行微光成像和光子计数，目前已在医疗、科技、国防上获得广泛应用。美国研发的新一代基于原子层沉积技术的微通道板，具有寿命长、增益高、噪声低等特点，已成功用于导航卫星上的授时原子钟，将导航卫星的寿命由原来的5年延长至15年，具有巨大的经济效益。目前国内商品化的微通道板主要是传统的二代微通道板，与新一代产品相比，传统微通道板在寿命、增益和噪声等关键指标上差距很大，严重制约了我国导航卫星的精度和寿命。

制约传统微通道板寿命、增益和噪声的关键因素之一是微通道板基板的性能。首先，传统微通道板基板是采用酸溶法制备的微孔阵列基板。其酸溶出来的微孔呈锥形，孔径圆整度差，且酸溶的内孔表面质量差。采用该微通道基板制得的微通道板分辨率低、噪声大、寿命短。其次，微通道板基板为玻璃材质，传统酸溶法要考虑材料的酸溶速率，因此微通道板基板的玻璃组分中通常含有铅和碱金属，而碱金属通常伴随有同位素，同位素的衰变是产生噪声、影响使用寿命的又一关键制约因素。

发明内容

本发明的目的在于解决现有微通道板基板对微通道板分辨率、噪声和使用寿命的不利影响，而提出了一种微通道板基板的制备方法，该方法所制备的微通道板基板内壁光滑、微孔孔径一致性好，利用原子层沉积技术在微通道板基板内壁沉积功能层，可以制备出寿命长、增益高、噪声低的微通道板。

为了完成上述目的，本发明所提出的技术方案是：

一种微通道板用微阵列基板的制备方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：

1)将外接圆直径为20-40mm的正六边形玻璃棒和玻璃管分别拉制成外接圆直径为0.5-2.5mm的正六边形毛细玻璃棒和毛细玻璃管；

2)将步骤1)中拉制的毛细玻璃管在六边形排丝模具中紧密堆积排列成外接圆直径为20-45mm的正六边形复丝棒；

3)将复丝棒拉制成外接圆直径为0.5-2.5mm的正六边形一次复丝；

4)将一次复丝在六边形排丝模具中紧密排列成外接圆直径为10-25mm的正六边形二次复丝棒；

5)将二次复丝棒用拉丝塔拉制成外接圆直径为0.5-2.5mm的正六边形二次复丝；

6)将步骤1)中拉制的毛细玻璃棒和二次复丝在六边形排丝模具中排成外接圆直径为10-30mm的正六边形三次复丝棒，所述三次复丝棒的外部为步骤1)中拉制的毛细玻璃棒，内部为二次复丝。

7)将三次复丝棒放入熔压炉中熔压，保温后得到正六边形成型复丝棒，所述熔压炉熔压时的熔压温度为650-740℃；

8)将成型复丝棒切割成片，经研磨抛光后得到微通道板基板。

进一步地，所述步骤7)中三次复丝棒熔压时的保温时间为10小时。

进一步地，所述玻璃棒和玻璃管的玻璃的材质为无色光学玻璃。

进一步地，所述玻璃棒和玻璃管的玻璃的材质为耐潮稳定性为一级的无色光学玻璃。