CN103280387B

CN103280387B - 一种工业化厚gem制作方法

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Publication number: CN103280387B
Application number: CN201310182365.6A
Authority: CN
Inventors: 吕军光; 武守坤; 谢宇广; 俞伯祥; 章爱武; 陈裕韬; 唐宏华
Original assignee: Institute of High Energy Physics of CAS; Huizhou King Brother Circuit Technology Co Ltd
Current assignee: Institute of High Energy Physics of CAS; Huizhou King Brother Circuit Technology Co Ltd
Priority date: 2013-05-16
Filing date: 2013-05-16
Publication date: 2015-07-29
Anticipated expiration: 2033-05-16
Also published as: CN103280387A

Abstract

本发明公开了一种工业化厚GEM制作方法。本方法为：1)在厚GEM原板上制备定位联接孔；2)将步骤1)处理后的厚GEM原板覆上一层抗蚀层；3)将设计图像转移至步骤2)处理后的厚GEM原板上；4)在步骤3)处理后的厚GEM原板上制备厚GEM孔；5)对所有厚GEM孔制备绝缘环；6)去除厚GEM原板上的所述抗蚀层。对步骤6)处理后的厚GEM原板上镀一层金层可进一步提升性能。本发明实现低成本、短周期、大面积、高成品率的国产厚GEM的工业化全流水线批量生产；并且生产出来的厚GEM应具有增益高、增益稳定性好，能量分辨好，耐打火，可在氩基和氖基等多种混和气体。

Description

一种工业化厚GEM制作方法

技术领域

本发明涉及一种工业化厚GEM制作方法，本发明基于国内普通PCB加工和化学腐蚀技术及设备，实现厚型电子气体倍增器(THick gaseous electron multiplier，THGEM，厚GEM)的批量制作。目前此类厚GEM探测器在高能物理实验，紫外、X射线、带电粒子及中子探测和成像等领域均有广泛应用。

背景技术

GEM和厚GEM

厚GEM，即厚型气体电子倍增器(Thick gaseous electron multiplier，THGEM)是在传统GEM的基础上发展起来的新型微结构气体探测器。GEM探测器的基本结构为：在一块上、下两表面覆上很薄导电金属层的绝缘板上制作出微小的孔阵列。由于微孔结构的存在，当在上、下两平面电极加上一定电压差时，就能够在孔内形成很强的电场，如10^6V/m。当微孔结构在特定的工作气体中时，如果孔周围出现电离电子，则就能够在孔内工作气体发生电子雪崩倍增过程，从而实现信号的放大和物理过程的探测。

传统GEM探测器是在1997年由欧洲核子中心(CERN)的物理学家Fabio Sauli发明的(参考文献：F.Sauli，NIM A386(1997)531-534，和文献J.Benlloch et al.，IEEE Transactions onNuclear Science，Vol45，NO.3，JUNE1998)。现在国外的相关技术已经很成熟。其典型的结构参数为：绝缘厚度50μm，孔径70μm，孔间距140μm，导电铜铂3～5μm，单块GEM的面积可以做到1000mm*500mm。需要注意的一点是，传统GEM的孔并不是直孔，而是上、下的双倒锥结构，现在最新的还有上宽下窄单倒锥结构。国内受技术和条件的限制，目前还无法做出可工作的小面积GEM样板。传统GEM采用的是化学掩膜腐蚀的工艺和方法制作而成的，精度和成品率都很高，当然成本也高。国际上只有欧洲核子中心(CERN)的工业控制和工程部(Industrial Controls & Engineering，EN-ICE)提供此类GEM膜。

表1 传统GEM和厚GEM的结构参数、性能指标和工艺特点对比

项目	GEM	THGEM
			厚度T/um	50	＞200
孔直径D/um	70	＞200
			孔间距P/um	140	＞400
绝缘环Rim/u	10	＞10
			单层增益GainS	～10^3	＞10^4

双层增益GainD	～10^4	＞10^5
			能量分辨σE	＜20％	＜20％
位置分辨σx	＜200u	＜500μm
			技术要求	高	一般
成本	高	低
			耐用性	易损坏	结实
稳定性	好	较差

正是由于传统GEM对技术和设备要求特别高，因此2004年，以色列的物理学家A.Breskin提出了厚GEM的概念，并利用工业的PCB加工技术和设备制作了第一批厚GEM(参考文献：R.Chechik et al.，NIM A535(2004)303-308)。所谓厚GEM，就是其结构参数比传统GEM要大5～20倍，这样一来，不仅对技术、精度和设备的要求大大降低，而且比传统GEM结实耐用，同时制作的成本和对环境的要求均大大降低，如表1所列。厚GEM在增益、能量分辨等方面不逊于传统GEM，甚至更好。相应的代价是位置分辨一般只有500μm左右或更大，而传统GEM一般要好于250μm。此外，厚GEM探测器技术还没有传统GEM探测器那么成熟，目前国外有欧洲核子中心(CERN)和意大利、以色列、美国、日本、韩国等国家可以制作厚GEM(参考文献：A.Breskin et al.，NIMA598(2009)107-111；C.Shalem etal.NIMA558(2006)475-489；A.Breskin，et al.，NIMA483(2002)670.；L.C.C.Coelho，et al.，NIM.A581(2007)190.)。国内可以从欧洲核子中心(CERN)的EN-ICE购买厚GEM样板。传统GEM的典型结构参数为：孔径(D)70μm，孔间距(P)140μm，板厚(T)50uμm；而厚GEM的孔径为0.2～0.5mm，孔间距0.4～1.0mm，厚度为0.1～0.5mm。特别是厚GEM由于是直孔结构，为减少孔上下电极之间的打火，在所有孔的上下边缘都需要腐蚀出同心的小绝缘环(rim)，绝缘环尺寸范围在10μm～120μm之间。虽然厚GEM的技术要求比传统GEM低，但是制作工艺仍然不够成熟，特别是国内的厚GEM制作工艺水平没有达到实际应用的需求。

国外制作厚GEM有四种不同的工艺，都是通过机械钻孔形成孔阵列，通过化学腐蚀形成绝缘环，但是在工艺次序与抗蚀方式不同，如图1所示。第一种(图1a)是覆阻性膜先蚀刻再打孔。这种工艺要求钻孔时孔的定位粒度非常高，虽然绝缘环可以做的很大，但是通常都会导致环与孔的同心度偏差很大。第二种(图1b)是先打孔，再覆一层保护锡，最后腐蚀铜出rim。这种工艺得到的rim尺寸范围较大，从10μm～100μm都可以做到。第三种(图1c)是钻孔后覆光刻膜，经映像后将孔上的光刻膜去掉，最后进行整版的蚀刻。此工艺需要结合高定位精度的激光光刻系统，成本较高，其rim也可以达到100μm。第四种(图1d)是不覆任何保护膜，机械打孔后直接对整版进行蚀刻，这样铜层的厚度会随rim尺寸的增大而减薄，控制难度相对较大。

国内厚GEM的研究大致开始于2006年(参考文献AN Zheng-Hua et al.，CPC2010，34(1)83-87)，同时GEM的研究也在进行，关键都是在制作的工艺和技术上。截至2013年3月，国内的GEM还没有成功研制出来。国内研制厚GEM的基本思路是：自己设计厚GEM板，然后找专业的PCB厂家制作，最后由自己测试相应的性能。高能物理研究所从最初研制国产厚GEM到现在都是与深圳金百泽电子科技股份有限公司合作。我们最初尝试了多种工艺方案，但是都会导致许多偏心及坏孔出现，效果比较差，成品率极低，而且性能很不好。因此很长一段时间内，国内厚GEM的研制都止步不前。后来，我们开始尝试整体腐蚀方法。这一方法可以得到同心度非常好的绝缘环。但是由于是整体腐蚀，因此环的尺寸只有10～30μm。利用这一方法，我们第一次取得了突破，制作的厚GEM板工作性能比以前的要优异得多，可以得到增益曲线，得到较好的能量分辨和一定的增益稳定性。

在此基础上，高能物理研究所和中国科学院大学(前身：中国科院研究生院)分别通过不同的途径发展国产厚GEM。已经能够生产厚度范围在0.2～1.0mm，孔径0.2～1.0mm，孔间距0.45～2.0mm的厚GEM，样板灵敏面积尺寸有50×50mm^2，100×100mm^2的厚GEM，以及200×200mm^2。两个不同厂家生产的厚GEM经实验室自腐蚀出小绝缘环(＜30μm)后性能的比较如图2(参考文献：ZHANG Ai-Wu et al.，CPC(HEP&NP)，2012，36(2)；H.B.Liu etal.，NIMA659(2011)237-241)。从中可以看出，自腐蚀国产厚GEM的增益能够达到5×10^3～1.0×10^5，能量分辨能够达到18％～25％。其中高能物理研究所的厚GEM样品增益较高，而中国科学院大学的厚GEM样品能量分辨较优，如图2所示。

至此，国产厚GEM取得了第一阶段的突破，即能够生产出可以工作、性能良好、面积较大的厚GEM样品。但是这些进展距离国产厚GEM的成熟还有很长一段距离，并没有达到实际大面积应用的要求，具体存在如下方面的工艺和性能问题：

首先，制作成本较高，且厚GEM交货时间周期不确定，一般比较长，不能够满足批量生产的要求。

其次，采用的是自腐蚀绝缘环的后处理方式，这不仅需要在实验室配备相应的化学腐蚀剂和设备，还需要进行人工控制和操作，费时费力，可控性和重复性均很差，质量得不到保证。并且高能所自腐蚀厚GEM基本上不能在氩气和二氧化碳混合气体中工作。

再者，通过整版腐蚀工艺形成孔周围的绝缘环(rim)，绝缘环尺寸很难做大，一般绝缘环的尺寸都＜40μm。而大绝缘环对抑制打火及保证能够在氩气和二氧化碳混合气体中较稳定工作可能起决定作用。国际上厚GEM的运用，在许多场合及实验中，均要求或者倾向于工作在纯绿色的氩气和二氧化碳混合气体，因此制作出大绝缘环的厚GEM也是很重要的。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的在于提供一种工业化厚GEM(THGEM)制作方法。

本发明的技术方案为：

一种工业化厚GEM制作方法，其步骤为：

1)在厚GEM原板上制备定位联接孔；

2)将步骤1)处理后的厚GEM原板覆上一层抗蚀层；

3)将设计图像转移至步骤2)处理后的厚GEM原板上；

4)在步骤3)处理后的厚GEM原板上制备厚GEM孔；

5)对所有厚GEM孔制备绝缘环；

6)去除厚GEM原板上的所述抗蚀层。

进一步的，对步骤6)处理后的厚GEM原板上镀一层金属层。

进一步的，所述金属层为金层。

进一步的，对步骤6)处理后的厚GEM原板先进行清洗，去除厚GEM原板表面污渍，然后镀一层金属层。

进一步的，用电镀镍金方法制备所述金层。

进一步的，步骤1)所述厚GEM原板的制备方法为：将铜箔的光面与基材的压接面相对压接在一起，得到所述厚GEM原板。

进一步的，所述抗蚀层为阻焊剂绿油层。

进一步的，制备所述抗蚀层之前，对所述厚GEM原板进行清洗，去除厚GEM原板上的微小颗粒或碎屑；制备所述厚GEM孔之前对步骤3)处理后的厚GEM原板进行清洗，去除厚GEM原板上的微小颗粒或碎屑；制备所述厚GEM孔之后对厚GEM原板进行清洗，去除厚GEM原板上的微小颗粒或碎屑。

进一步的，制备所述厚GEM孔的方法为：将厚GEM孔的定位精度设定为小于厚GEM孔间金属宽度的一半。

进一步的，制备所述厚GEM孔时的钻刀更换频率为：1900～4200孔/钻刀。

进一步的，采用化学腐蚀方法制备所述绝缘环，且刻蚀精度范围为所述绝缘环宽度的10％。

进一步的，当所述绝缘环的宽度设定为40-60μm时，采用酸性蚀刻方法进行刻蚀，刻蚀精度设为±5μm；当所述绝缘环的宽度设定为80-100μm时，采用碱性蚀刻方法进行刻蚀，刻蚀精度设为±10μm；当所述绝缘环的宽度设定为100-120μm时，采用碱性蚀刻方法进行刻蚀，刻蚀精度设为±10μm。

参照国际上厚GEM的制作工艺，我们不再采用全局腐蚀的厚GEM制作方法，而是紧密结合PCB流水线生产工艺、技术及设备，采用先覆抗蚀层，后打孔，再腐蚀出绝缘环的方法，这一工艺方法容易实现工业化全流水线批量生产。由于有抗蚀层的表面隔离作用，腐蚀只在上下孔沿的一圈裸铜侧壁进行，从而容易实现大尺寸绝缘环的腐蚀，而且绝缘环腐蚀完成后，将抗蚀层去掉，后续也能够很方便的进行镀金。这样不论是镀铜还是镀金的大绝缘环厚GEM均能够流水制作。

与现有技术相比，本发明的积极效果为：

本发明完全基于国内普通PCB生产技术和设备，实现低成本、短周期、大面积、高成品率的国产厚GEM的工业化全流水线批量生产。并且生产出来的厚GEM应具有增益高、增益稳定性好，能量分辨好，耐打火，可在氩基和氖基等多种混和气体、包括氩气和二氧化碳混合气体中工作等特点。

附图说明

图1是国外厚GEM的四种rim制作工艺流程图；

(a)先腐蚀再打孔，(b)先覆锡后打孔再腐蚀，(c)光刻+腐蚀，(d)整版腐蚀工艺，

图2是国产厚GEM性能对比；

(a)高能所厚GEM的增益，(b)高能所厚GEM的能量分辨，(c)中国科学院大学薄型厚GEM的增益，(d)中国科学院大学薄型厚GEM的能量分辨，

图3是本发明工业化镀金厚GEM工艺流程图；

图4是新材料与常规材料的差异对比图；

(a)常规材料绝缘环周围存在许多细小的毛刺，(b)新材料绝缘环周围光滑

(c)常规材料铜牙深入树脂基材，(d)新材料基材无铜牙残留，

图5是抗蚀层对绝缘环腐蚀效果的影响对比图；

(a)铜面有欠腐蚀，(b)铜面有过腐蚀，(c)新抗蚀层腐蚀出绝缘环后的效果。

图6是钻孔定位精度的影响对比图；

(a)钻孔定位精度控制不当导致的孔间距疏密缺陷，(b)钻孔定位精度过差导致的孔间金属残缺废品，(c)钻孔定位精度高形成的规则一至的孔。

图7是工艺次序对孔同心度的影响对比图；

(a)是先蚀刻环，再钻孔的情况，(b)是先钻孔再蚀刻绝缘环的情况，

图8是不同镀金方法对绝缘环的影响对比图，

(a)化学沉金在绝缘环形成的金属突出，(b)电镀镍金后绝缘环边缘完好，(c)化学沉金后的绝缘环剖面，(d)电镀镍金后绝缘环的剖面。

图9是工业化国产镀金厚GEM的增益曲线(可在NeCH4，Ar+C4H10/CH4/CO2等气体中较好工作；在NeCH4＝95∶5中：单层增益达到8×10⁴，双层：2×10⁵；在ArCO2＝80∶20中：单层增益达到1×10⁴，双层：2×10⁴；在ArCO2＝70∶30中：单层增益达到3×10³，双层：1×10⁴。工作线性区100V～200V。)；

图10是工业化国产镀金厚GEM的增益稳定性；(1-双层，Ne+CH495∶5；2-单层，Ar+CH495：5；3-双层，Ar ISOB97：3；4-单层，ArI SOB97：3；5-单层，Ar CO270：30。测试时间＞100小时)；

图11是工业化国产镀金厚GEM的能量分辨(双层，Ar+ISOB97：3，能量分辨23.7％Gain：1.4×10⁴)。

具体实施方式

本发明总的工艺流程如图3所示，包括9道工序。其中在工序3之前，及工序5前后对板材进行额外的清洗是很重要的，主要是要去掉板子上和加工平台上的微小颗粒或碎屑，这样可以有效避免缺陷的出现，提高成品率。一般通过超声波清洗或者气吹即可。以下是各工艺环节的具体说明：

工序1：开料

不论是从PCB加工，还是厚GEM的生产，以前都没有对原材关注过。在我们最初制作厚GEM的过程中，发现厚GEM在氩气和二氧化碳混合气体中极易打火，基本上一出信号就开始打火，没有工作线性区。在氩气和二氧化碳混合气体出现打火的原因有两方面，一是由于二氧化碳的粹灭性很强，使得厚GEM板上下平面电极间的电压差需要加到很高，比在氩气和异丁烷混合气体中高500～800V，比氖气和甲烷混合气高800～1200V，甚至更高。另一方面是孔的绝缘环周围存在许多细小的毛刺，称“铜牙”，如图4a)图所示。经对比分析，我们提出了一种新的原材处理手段，其效果如图4b)图所示。通常，铜箔有光面和毛面，而普通材料都是毛面与基材压在一起，这容易导致腐蚀后“铜牙”的大量出现。为此，我们将铜箔与基材通过压板机进行新板压制，使光面与基材压接在一起，得到厚GEM原板。这样的处理可以看到孔沿的“铜牙”明显减少了，甚至没有了。常规板材与新板材的切面结构分别如图4c)和d)所示，可见两者在材料交界面上的明显差异。此处理手段的引入，有效的减少了绝缘环腐蚀后孔沿的“铜牙”，同时保证电极表面的光滑，使得在加较高工作电压时，打火大为减少，从而能够在氩气和二氧化碳混合气体中工作，是制作高性能厚GEM的关键步骤。

工序2，在厚GEM原板上钻定位联接孔

完成厚GEM板上作为定位和联接的孔的加工。

工序3：上抗蚀层

为了得到同心度好、不同尺寸的绝缘环，同时又避免腐蚀整个铜面，在钻厚GEM孔前，必须覆上一层抗蚀层。国外的做法是使用锡作为抗蚀层，这也是普通PCB加工的标准做法。在厚GEM的开发过程中，我们不时会发现铜面有欠腐蚀，或者过腐蚀的现象，如图5a)和b)所示。经过分析，确定主要原因是锡抗蚀层的影响。由于锡比较软，有韧性，在钻孔的过程中会在孔沿侧面某些局部遮挡住铜，从而导致欠腐蚀。而锡抗蚀层也容易在板面形成局部细小脱落，从而导致过腐蚀。为此，我们试验了用阻焊剂绿油来作抗蚀层，效果明显。绿油层不易出现局部细小脱落，在钻孔时形成的是粉沫，从而可大大减少欠腐蚀和过腐蚀缺陷，甚至完全避免。图5c)给出了新抗蚀层腐蚀出绝缘环后的效果。

工序4：

PCB标准的激光直接成像工艺，通过曝光将设计图像转移至PCB板上(即上述处理后的厚GEM原板上)。

工序5：钻厚GEM孔工艺

表2 定位精度要求与孔间金属宽度的关系

钻孔工艺是形成厚GEM孔最重要的环节。钻孔工艺有两个要求：孔精度和位置精度。孔精度由钻刀决定，通常能够保证在±5μm范围内，已经能够满足厚GEM孔的要求。关键是孔的定位精度。孔与孔间金属宽度越小，要求孔的定位精度越高。以通常的厚GEM孔孔间距/孔径及rim＝100μm绝缘环为例，说明定位精度要求与孔间金属宽度的关系，如表2。从实际情况来看，我们认为孔的定位精度＜50％孔间金属宽度是必要的，对应的最高绝对精度，如表2中的规格1，是在30～50μm。国产普通数控钻床的定位精度一般都能够达到100～50μm，基本能够满足要求。另外绝缘环的尺寸也并非都需要达到100μm，80um也是能够满足要求，这样对定位精度的要求就降低了。因此绝对定位精度在50μm的国产数控钻床通常都能够满足要求。而一般进口的数控钻床的定位精度都在25μm以内。图6显示了钻孔定位精度的影响。图6a)表明孔定位精度低时，容易导致孔间距离的宽窄错落，严重时就会出现如图6b)中的相邻两孔间金属残缺，形成尖突和断开，这直接成为废品，即一个缺陷导致整块板报废。如果定位精度较好，则如同图6c)所示，可以得到均匀一致的孔阵列。

除了孔的定位精度之外，换刀频率也是影响成品率的重要因素。由于厚GEM板上的孔通常有上万甚至几十万个，钻刀的磨损会很明显，特别是加工陶瓷基材的厚GEM板里尤为明显。因此必须在钻了一定数量的孔之后，将钻头更换，否则不仅孔精度变差，钝了的钻头还导致孔型变差，甚至出现崩孔。经过测试对比，同时考虑到成本和效率，我们大致确定1900～4200孔/钻刀比较合适，能够满足要求。

钻孔工艺环节是决定厚GEM制作成本的最主要环节，约占整体成本的50％。其成本来源于数据钻床机时的占用和钻刀的频繁更换，特别是大面积的厚GEM板(＞200×200mm^2灵敏面)，这些因素尤为突出。但是相对国际上厚GEM的成本来说，还是有大幅的减少。

工序6：绝缘环蚀刻

绝缘环的蚀刻是在钻厚GEM孔之后进行的。工艺次序的优化有效避免了孔与环不同心的问题，如图7所示。图7a)是先蚀刻环，再钻孔的工艺次序，如此钻孔的定位精度要求很高，而且一旦偏离中心，整个板都会有系统的偏差，而这又是很难避免的。图7b)是先钻孔再蚀刻绝缘环的情况，由于蚀刻自然地沿着孔沿裸铜截面发展，因此很容易在整个板面的所有厚GEM孔得到同心度很好的绝缘环。

绝缘环的蚀刻是通过化学方法实现的。经过多次试验，我们针对不同的rim大小的要求，采用不同的化学腐蚀方法来实现绝缘环的腐蚀，以得到最佳的环效果与工艺效率。蚀刻方法分酸性蚀刻和碱性蚀刻。

经多次测试对比，最佳蚀刻方法与精度如表3：

表3 厚GEM绝缘环蚀刻方法

从经验的角度我们认为绝缘环尺寸的精度最好控制在±5μm，不应超过±10μm。以上蚀刻参数能够合格证在±10μm以内

工序7

标准PCB除阻焊绿油工艺，去除铜表面的所有绿油抗蚀层。

工序8

标准PCB铜面喷砂清洗，去除铜表面污渍，提高表面质量。

工序9：镀金

厚GEM镀金是国际上的通常做法，对于PCB工业来说，镀金也是常规工艺，如果不镀金，则完成了裸铜厚GEM的制作。与裸铜厚GEM相比，镀金厚GEM表面质量更好，在各种气体、温湿及化学环境中更稳定。更重要的是当厚GEM用于紫外、X射线及契仑科夫光探测和成像时，只能用镀金的厚THGEM。

国内由于最初是通过自腐蚀取得了厚GEM的突破，因此只能够制作镀铜的厚GEM。自腐蚀后的厚GEM再返回PCB厂家镀金效果很差。而如果由厂家提供镀金直孔厚GEM，在实验室自腐蚀绝缘环后，金层遭到严重破坏，完全失去了应有的作用，而且表面质量很差。为此，我们将镀金工艺环节放到了绝缘环蚀刻工艺之后，这样不仅不影响绝缘环的蚀刻，还同时减少了电镀面积，节约了近1/2的镀金用量。

镀金可通过化学沉金和电镀镍金两种方法来完成，从金层表面质量而言，我们没有发现存在很大的差别。但是由于绝缘环已经蚀刻完成，镀金对绝缘环是否存在影响呢？经过试验和对比，我们发现只有电镀镍金方法比较有利于保持绝缘环本身的完好，最终确定是用电镀镍金来进行镀金，如图8所示。

经过反复的试验、测试，本发明总结出来了一套工业化镀金厚GEM(THGEM)制作工艺，并制作出各种尺寸规格的厚GEM，如表4所列，最大灵敏面积达到了400×400mm^2。所有类型厚GEM经过测试均可稳定工作，增益高，增益稳定性好，能量分辨好，如图9、10、11所示。

表4 新工艺制作的国产厚GEM总结

Claims

1.一种工业化厚GEM制作方法，其步骤为：

1)在厚GEM原板上制备定位联接孔；

2)将步骤1)处理后的厚GEM原板覆上一层抗蚀层；

3)将设计图像转移至步骤2)处理后的厚GEM原板上；

4)在步骤3)处理后的厚GEM原板上钻厚GEM孔；

5)对所有厚GEM孔腐蚀出绝缘环；

6)去除厚GEM原板上的所述抗蚀层。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于对步骤6)处理后的厚GEM原板上镀一层金属层。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于所述金属层为金层。

4.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于对步骤6)处理后的厚GEM原板先进行清洗，去除厚GEM原板表面污渍，然后镀一层金属层。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于用电镀镍金方法制备所述金层。

6.如权利要求1或2或3所述的方法，其特征在于步骤1)所述厚GEM原板的制备方法为：将铜箔的光面与基材的压接面相对压接在一起，得到所述厚GEM原板。

7.如权利要求1或2或3所述的方法，其特征在于所述抗蚀层为阻焊剂绿油层。

8.如权利要求1或2或3所述的方法，其特征在于制备所述抗蚀层之前，对所述厚GEM原板进行清洗，去除厚GEM原板上的微小颗粒或碎屑；制备所述厚GEM孔之前对步骤3)处理后的厚GEM原板进行清洗，去除厚GEM原板上的微小颗粒或碎屑；制备所述厚GEM孔之后对厚GEM原板进行清洗，去除厚GEM原板上的微小颗粒或碎屑。

9.如权利要求1或2或3所述的方法，其特征在于制备所述厚GEM孔的方法为：将厚GEM孔的定位精度设定为小于厚GEM孔间金属宽度的一半。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于制备所述厚GEM孔时的钻刀更换频率为：1900～4200孔/钻刀。

11.如权利要求1或2或3所述的方法，其特征在于采用化学腐蚀方法制备所述绝缘环，且刻蚀精度范围为所述绝缘环宽度的10％。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于当所述绝缘环的宽度设定为40-60μm时，采用酸性蚀刻方法进行刻蚀，刻蚀精度设为±5μm；当所述绝缘环的宽度设定为80-100μm时，采用碱性蚀刻方法进行刻蚀，刻蚀精度设为±10μm；当所述绝缘环的宽度设定为100-120μm时，采用碱性蚀刻方法进行刻蚀，刻蚀精度设为±10μm。