本發(fā)明屬于真空電子領(lǐng)域，特別是一種基于陰極轉(zhuǎn)移設(shè)備的大尺寸銦封盤封接方法。

背景技術(shù)：

在超高真空轉(zhuǎn)移系統(tǒng)中，采用轉(zhuǎn)移陰極——銦封技術(shù)不僅可以保證管殼不受堿金屬污染，而且不用顧及陰極工藝限制。銦封的氣密性非常重要，是制約器件發(fā)展的關(guān)鍵問題之一。傳統(tǒng)的冷銦封技術(shù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)備造價(jià)高，而且被封接件配合尺寸精度要求高。熱銦封技術(shù)只需先將真空系統(tǒng)加溫到低熔點(diǎn)焊料融化溫度，然后使焊料與封接面形成良好潤滑從而達(dá)到密封的目的，相對(duì)冷銦封技術(shù)較簡單實(shí)用，設(shè)備造價(jià)低，因此，在光電器件制備領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。

20吋微通道板型光電倍增管不同于傳統(tǒng)打拿極型光電倍增管，其電子倍增器采用雙片微通道板(MCP)疊加的形式，對(duì)微弱電子信號(hào)進(jìn)行倍增，由于微通道板固有的特性，對(duì)堿金屬具有較強(qiáng)的吸附性，在進(jìn)行陰極激活時(shí)，微通道板位于獨(dú)立的腔室內(nèi)，以防止堿金屬擴(kuò)散至微通道板表面，需等待陰極激活完成后，再將微通道板轉(zhuǎn)移至玻殼內(nèi)部。該工藝的難點(diǎn)在于需要將玻殼和微通道板組件在真空腔室內(nèi)部完成封接，玻殼和微通道板組件組成獨(dú)立的、真空密閉的腔室。通過前期試驗(yàn)研究，我們采用銦錫合金進(jìn)行銦封封接。

銦封封接是光電倍增管制造的最后一道工序，主要是將陰極激活完成后的玻殼與MCP組件封接，具體方法是采用銦錫合金將玻殼中的上銦封盤和MCP組件中下可伐盤連接在一起，進(jìn)行密封封接，光電倍增管是否具有坪曲線，是判斷銦封是否合格的關(guān)鍵指標(biāo)。銦封工序合格率直接影響了光電倍增管制管合格率，銦封失敗將導(dǎo)致整管制作失敗，造成極大的浪費(fèi)；銦封慢漏將影響光電倍增管壽命，危害性更大。銦封封接直接影響光電倍增管的性能參數(shù)：(1)陰極坪曲線：陰極坪曲線和真空度相關(guān)，實(shí)驗(yàn)表明，光電倍增管內(nèi)部真空度優(yōu)于1.0E-4Pa時(shí)，陰極坪曲線較好，為了保證其內(nèi)部較高的真空度，需要減少銦封時(shí)銦錫合金放氣量，同時(shí)，封接完成后，銦封位置漏氣，也會(huì)在光電倍增管使用過程中影響內(nèi)部真空度。(2)前后脈沖比例：前、后脈沖比例與光電倍增管真空度相關(guān)，真空度差，前、后脈沖比例高。(3)壽命：光電倍增管壽命需要達(dá)到25年，真空度是影響壽命的主要原因，銦封是影響其內(nèi)部真空度的主要原因之一。因此，研究20吋光電倍增管銦封工藝，有助于提高光電倍增管整體性能。

20吋光電倍增管銦封面較大，封接面直徑達(dá)到120mm，封接難度極大，銦封盤的平整度、光潔度、上銦封盤鍍膜工藝、上下銦封盤對(duì)接精度等，均會(huì)影響銦封的質(zhì)量，導(dǎo)致銦封出現(xiàn)封接不牢、封接漏氣、微漏、慢漏等問題。通過對(duì)銦封工藝的研究，提高20吋微通道板型光電倍增管銦封工序合格率，由當(dāng)前85％合格率達(dá)到95％以上，以增加光電倍增管制造成品率。

20吋光電倍增管銦封工藝需要與20英寸光電倍增管制造工藝相結(jié)合，當(dāng)前通過查閱現(xiàn)有技術(shù)，尚未發(fā)現(xiàn)如此大尺寸銦封盤封接的工藝標(biāo)準(zhǔn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷或不足，本發(fā)明旨在于提出一種基于陰極轉(zhuǎn)移設(shè)備的大尺寸銦封盤封接方法，可將銦封工序合格率由目前的85％，提高到95％以上，銦錫合金使用量由目前的75g減少至70g以內(nèi)，填補(bǔ)大尺寸銦封盤銦封方法的空缺。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為：

一種基于陰極轉(zhuǎn)移設(shè)備的大尺寸銦封盤封接方法，包括以下步驟：

步驟1：改進(jìn)所述上可伐盤和下可伐盤結(jié)構(gòu)，擴(kuò)大所述上可伐盤和下可伐盤封接面接觸面積，提高銦封可靠性，從而提高銦封合格率。當(dāng)前可伐盤封接觸面較小，容易產(chǎn)生銦封盤接觸不好，導(dǎo)致密封性能差，我們?cè)诋?dāng)前結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，對(duì)可伐盤進(jìn)行微調(diào)，增大所述下可伐盤凹槽及所述上可伐盤凸起的尺寸；

步驟2：合理設(shè)計(jì)所述下可伐盤厚度0.5mm-1.5mm；

步驟3：銦封盤是可伐材料(4J29)，與銦錫合金的匹配性較差，只有在高溫時(shí)才能與銦封盤良好的密封接觸，實(shí)際光電倍增管制造過程中真空環(huán)境不允許如此高的溫度，為了在較低溫度下實(shí)現(xiàn)密封，需要在上可伐盤蒸鍍一層與銦錫合金晶格匹配的金屬，通過在所述上可伐盤下表面鍍兩種金屬膜，其與銦錫合金能夠良好的密封封接，所述第一種金屬膜厚度為100～1000nm，所述第二種金屬膜厚度為100～1000nm；

步驟4：目前銦封盤在填銦錫合金時(shí)，是將多根銦錫合金絲擰成一股填在銦封槽中，在化銦時(shí)容易出現(xiàn)氣泡等瑕疵，通過改進(jìn)銦錫合金絲尺寸，降低氣泡數(shù)量，提高銦錫合金熔化后的質(zhì)量。在所述下可伐盤凹槽內(nèi)布置銦絲，銦絲重量70～90g。

步驟5：開啟局部加熱開關(guān)，進(jìn)行預(yù)化銦，熔化溫度控制在400℃～700℃之間；

步驟6：基于陰極轉(zhuǎn)移設(shè)備進(jìn)行所述上可伐盤和所述下可伐盤封接。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)在于：本發(fā)明的技術(shù)方案通過設(shè)計(jì)新的銦封盤結(jié)構(gòu)，增大銦封接觸面面積、減小銦封面間隙，提高銦封合格率，降低銦封成本。本發(fā)明可提高20吋微通道板型光電倍增管銦封工序合格率，由當(dāng)前85％合格率達(dá)到95％以上，以增加光電倍增管制造成品率，滿足供貨要求；同時(shí)減小銦錫合金使用量，降低生產(chǎn)成本，增強(qiáng)該產(chǎn)品的競爭力。

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

附圖說明

圖1為上可伐盤和下可伐盤對(duì)接流程示意圖。

圖2為上可伐盤和下可伐盤封接后示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將詳細(xì)描述本發(fā)明的具體實(shí)施例。

圖1為上可伐盤和下可伐盤對(duì)接流程示意圖。

如圖1所示，基于陰極轉(zhuǎn)移設(shè)備的大尺寸銦封盤封接方法，主要是所述上可伐盤102和下可伐盤104的大面積銦盤封接過程。涉及的主要部件包括玻殼101、上可伐盤102、銦絲103和下可伐盤104。

本發(fā)明的所述玻殼101和上可伐盤102為一個(gè)整體，為了提高與所述下可伐盤104的密封性，所述上可伐盤102的底部有一個(gè)凸起結(jié)構(gòu)。

在所述上可伐盤102蒸鍍一層與銦錫合金晶格匹配的兩種金屬膜，其與銦錫合金能夠良好的密封封接，所述第一種金屬膜厚度為100nm～1000nm，所述第二種金屬膜厚度為100nm～1000nm。

所述下可伐盤104設(shè)計(jì)凹面結(jié)構(gòu)。

上可伐盤102和下可伐盤104的凹凸面對(duì)準(zhǔn)。

上可伐盤102和下可伐盤104的寬度為120-180mm，上可伐盤102的凸面結(jié)構(gòu)的寬度小于下可伐盤被配置為凹面結(jié)構(gòu)的寬度。

所述下可伐盤厚度為0.5mm～1.5mm，在所述下可伐盤凹槽內(nèi)布置所述銦絲103，銦絲重量70～90g。開啟局部加熱開關(guān)，進(jìn)行預(yù)化銦，熔化溫度控制在400℃～700℃之間。

結(jié)合圖1和圖2所示，本發(fā)明提出的基于陰極轉(zhuǎn)移設(shè)備的大尺寸銦封盤封接方法，包括以下步驟：

步驟1：改進(jìn)所述上可伐盤和下可伐盤結(jié)構(gòu)，擴(kuò)大所述上可伐盤和下可伐盤封接面接觸面積，提高銦封可靠性，從而提高銦封合格率。當(dāng)前可伐盤封接觸面較小，容易產(chǎn)生銦封盤接觸不好，導(dǎo)致密封性能差，我們?cè)诋?dāng)前結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，對(duì)可伐盤進(jìn)行微調(diào)，增大所述下可伐盤凹槽及所述上可伐盤凸起的尺寸；

步驟2：合理設(shè)計(jì)所述下可伐盤厚度0.5mm-1.5mm；

步驟3：銦封盤是可伐材料(4J29)，與銦錫合金的匹配性較差，只有在高溫時(shí)才能與銦封盤良好的密封接觸，實(shí)際光電倍增管制造過程中真空環(huán)境不允許如此高的溫度，為了在較低溫度下實(shí)現(xiàn)密封，需要在上可伐盤蒸鍍一層與銦錫合金晶格匹配的金屬，通過在所述上可伐盤下表面鍍兩種金屬膜，其與銦錫合金能夠良好的密封封接，所述第一種金屬膜厚度為100～1000nm，所述第二種金屬膜厚度為100～1000nm；

步驟4：目前銦封盤在填銦錫合金時(shí)，是將多根銦錫合金絲擰成一股填在銦封槽中，在化銦時(shí)容易出現(xiàn)氣泡等瑕疵，通過改進(jìn)銦錫合金絲尺寸，降低氣泡數(shù)量，提高銦錫合金熔化后的質(zhì)量。在所述下可伐盤凹槽內(nèi)布置銦絲，銦絲重量70～90g。

步驟5：開啟局部加熱開關(guān)，進(jìn)行預(yù)化銦，熔化溫度控制在400℃～700℃之間；

步驟6：基于陰極轉(zhuǎn)移設(shè)備進(jìn)行所述上可伐盤和所述下可伐盤封接。

其中，在步驟6中基于陰極轉(zhuǎn)移設(shè)備尤其是是三工位的陰極轉(zhuǎn)移設(shè)備進(jìn)行上可伐盤102和所述下可伐盤104封接時(shí)，例如，升起管芯組件，速度為100mm/min，通過觀察窗觀察管芯組件，管芯組件升起，并進(jìn)入20吋玻殼組件，當(dāng)所述上可伐盤102與所述下可伐盤104距離20mm～25mm時(shí)，暫停管芯組件上升，30min后繼續(xù)升起管芯組件，與所述下可伐盤102對(duì)接，所述上可伐盤102和下可伐盤104同心偏差不超過3cm，對(duì)準(zhǔn)精度要求不高，管芯組件到達(dá)上限位停止上升，關(guān)閉MCP腔室局部加熱，120min后，關(guān)閉鐘罩加熱。

如圖2所示為所述上可伐盤102和下可伐盤104封接后結(jié)構(gòu)圖。所述上可伐盤102凸起部分和下可伐盤104凹槽部分緊密貼合，最終完成光電倍增管的制作。

綜上所述，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)在于：完善大尺寸銦封盤封接工藝標(biāo)準(zhǔn)，提高20吋微通道板型光電倍增管銦封工序合格率，由當(dāng)前85％合格率達(dá)到95％以上，同時(shí)減小銦錫合金使用量，降低生產(chǎn)成本，增強(qiáng)該產(chǎn)品的競爭力。

雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動(dòng)與潤飾。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視權(quán)利要求書所界定者為準(zhǔn)。