CN107160670B - 对闪烁晶体进行封装的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种对闪烁晶体进行封装的方法及装置，属于晶体封装技术领域。该方法应用3D打印机实现，包括：将待封装晶体块阵列按照封装尺寸的要求排列在3D打印机的基板上；对树脂液面进行调整，使得3D打印机的打印平台上表面与树脂液面平齐；降低3D打印机的打印平台高度，使得树脂自然流入到待封装晶体阵列中；使流入到待封装晶体阵列中的树脂固化；调整树脂液面的高度，使得树脂液面的与待封装晶体块上表面持平，得到中间产物；将中间产物从3D打印机的基板上取下后烘干，得到封装后闪烁晶体。该装置能够用于实现该方法。其能够提高对闪烁晶体进行封装的成品率。
Description
技术领域
本发明涉及晶体封装技术领域，特别是涉及一种对闪烁晶体进行封装的方法及装置。
背景技术
目前，闪烁晶体大量用于对高能射线进行探测与显示。在对闪烁晶体进行阵列封装时，减小阵列晶体块之间的间距可以显著提高检测的分辨率与降低余辉，但闪烁晶体之间间隙较小时由于胶体流动性较差，在过程中易产生灌胶气孔；切断面封装时依靠手工打磨不易保证尺寸精度，易造成打磨量不足或打磨过量等各类型的缺陷，降低了封装的成功率。此外，受制于灌胶的流动性与均一性，当前闪烁晶体的封装规模较小，需要将小块的封装晶体大量堆积后才能供实际使用，进一步提高了实际制造成本。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种对闪烁晶体进行封装的方法及装置，其利用光固化3D打印技术，能够提高对闪烁晶体进行封装的成品率，从而更加适于实用。
为了达到上述第一个目的，本发明提供的对闪烁晶体进行封装的方法的技术方案如下：
本发明提供的对闪烁晶体进行封装的方法应用3D打印机实现，所述对闪烁晶体进行封装的方法包括以下步骤：
将待封装晶体块阵列按照封装尺寸的要求排列在所述3D打印机的基板上；
对树脂液面进行调整，使得所述3D打印机的打印平台上表面与所述树脂液面平齐；
降低所述3D打印机的打印平台高度，使得所述树脂自然流入到所述待封装晶体阵列中；
使流入到所述待封装晶体阵列中的树脂固化；
调整所述树脂液面的高度，使得所述树脂液面的与所述待封装晶体块上表面持平，得到中间产物；
将所述中间产物从所述3D打印机的基板上取下后烘干，得到封装后闪烁晶体。
本发明提供的对闪烁晶体进行封装的方法还可采用以下技术措施进一步实现。
作为优选，所述待封装晶体块的高度与所述封装后的闪烁晶体的厚度相同。
作为优选，所述将待封装晶体块阵列按照封装尺寸的要求排列在所述3D打印机的基板上的过程中，应用透光材质制成的压板对所述待封装晶体块阵列进行固定。
作为优选，所述使流入到所述待封装晶体阵列中的树脂固化时，应用光源照射所述待封装晶体阵列的区域，所述区域包括轮廓最外层。
作为优选，所述调整所述树脂液面的高度，使得所述树脂液面的与所述待封装晶体块上表面持平的步骤之后，还包括以下步骤：
当所述3D打印机的打印平台下降的距离≥所述待封装晶体块的高度时，将所述3D打印机的基板降低一层厚度，并流入到所述待封装晶体阵列中的树脂刮平的步骤；
当所述3D打印机的打印平台下降的距离＜所述待封装晶体块的高度时，继续降低所述3D打印机的打印平台高度，使得所述树脂自然流入到所述待封装晶体阵列中。
作为优选，所述调整所述树脂液面的高度，使得所述树脂液面的与所述待封装晶体块上表面持平的步骤过程中，还包括以下步骤：
当树脂液面高度与制定封装高度相差≥所述3D打印机的一个打印层厚度时，执行以下步骤：
当所述3D打印机的打印平台下降的距离≥所述待封装晶体块的高度时，将所述3D打印机的基板降低一层厚度，并流入到所述待封装晶体阵列中的树脂刮平的步骤；
当所述3D打印机的打印平台下降的距离＜所述待封装晶体块的高度时，继续降低所述3D打印机的打印平台高度，使得所述树脂自然流入到所述待封装晶体阵列中；
当树脂液面高度与制定封装高度相差＜所述3D打印机的一个打印层厚度时，执行以下步骤：
将所述中间产物从所述3D打印机的基板上取下后烘干，得到封装后闪烁晶体。
作为优选，所述树脂液面与所述待封装晶体块表面的高度差通过光电液位传感器进行探测。
作为优选，调整所述树脂液面的高度，使得所述树脂液面的与所述待封装晶体块上表面持平的步骤中，通过刮刀将所述树脂刮平。
作为优选，将所述中间产物从所述3D打印机的基板上取下与烘干的步骤之间，还包括将所述待封装晶体块阵列表面粘黏附的未固化的树脂清洗掉的步骤。
作为优选，所述将所述待封装晶体块阵列表面粘黏附的未固化的树脂清洗掉的步骤选用的清洗剂为酒精。
为了达到上述第二个目的，本发明提供的对闪烁晶体进行封装的装置的技术方案如下：
本发明提供的对闪烁晶体进行封装的装置包括：
3D打印机，包括基板和打印平台，所述基板用于放置待封装晶体块阵列；
升降机构，用于调整打印平台的高度；
第一容器，用于容置液态树脂，所述容器上设有通孔，通过所述通孔，所述液态树脂能够流入到置于所述基板上的待封装晶体阵列快。
本发明提供的对闪烁晶体进行封装的装置还可采用以下技术措施进一步实现。
作为优选，所述对闪烁晶体进行封装的装置还包括压板，所述压板应用透光材质制成，所述压板用于将所述待封装晶体块阵列固定在所述3D打印机的基板上。
作为优选，所述对闪烁晶体进行封装的装置还包括光源，用于照射所述液态树脂，使所述液态树脂固化。
作为优选，所述对闪烁晶体进行封装的装置还包括刮刀，所述刮刀用于对处于所述待封装晶体块上表面的树脂进行刮平操作。
作为优选，所述对闪烁晶体进行封装的装置还包括光电液位传感器，用于对所述树脂液面与所述待封装晶体块表面的高度差进行探测。
作为优选，所述光电液位传感器与所述升降机构之间能够通信，以根据所述树脂液面与所述待封装晶体块表面的高度差对所述打印平台的高度进行调节。
本发明提供的对闪烁晶体进行封装的方法及装置利用光固化3D打印技术，因为是逐层固化，胶体无需一次性填充满晶体块之间的所有间隙，单次填充量非常小，降低了产生气孔的概率，且光固化3D打印单层厚度及平面内打印精度均可以保持在数十微米的量级，因此对于尺寸的控制更加精确。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1为本发明提供的对闪烁晶体进行封装的方法的概括步骤流程图；
图2为本发明实施例提供的对闪烁晶体进行封装的方法的具体操作步骤流程图。
具体实施方式
本发明为解决现有技术存在的问题，提供一种对闪烁晶体进行封装的方法及装置，其利用光固化3D打印技术，能够提高对闪烁晶体进行封装的成品率，从而更加适于实用。
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的对闪烁晶体进行封装的方法及装置，其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。
本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，具体的理解为：可以同时包含有A与B，可以单独存在A，也可以单独存在B，能够具备上述三种任一种情况。
参见附图1和附图2，本发明实施例提供的对闪烁晶体进行封装的方法应用3D打印机实现，对闪烁晶体进行封装的方法包括以下步骤：
步骤S1：将待封装晶体块阵列按照封装尺寸的要求排列在3D打印机的基板上；
步骤S2：对树脂液面进行调整，使得3D打印机的打印平台上表面与树脂液面平齐；
步骤S3：降低3D打印机的打印平台高度，使得树脂自然流入到待封装晶体阵列中；
步骤S5：使流入到待封装晶体阵列中的树脂固化；
步骤S6：调整树脂液面的高度，使得树脂液面的与待封装晶体块上表面持平，得到中间产物；
步骤S7：将中间产物从3D打印机的基板上取下后烘干，得到封装后闪烁晶体。
本发明采用3D打印逐层曝光的方式对闪烁晶体进行封装，分别使用液面传感器和步进电机及其减速机构对胶体液面高度进行探测和控制，可以精确控制胶体每层固化的高度，极大程度上减少了传统灌胶工艺中出现气孔的概率、且可以精确控制胶体整体高度，可以保证封装后胶体更部位厚度的高度一致性，无需进行二次打磨加工。此外，通过加大打印基板的尺寸，在原理上可实现大规模闪烁晶体的封装，而无需对小块封装晶体进行堆积，进一步提升生产效率与产品的稳定性，克服了传统灌胶封装的工艺局限。
其中，待封装晶体块的高度与封装后的闪烁晶体的厚度相同。在这种情况下，晶体块高度（H）即为封装后产品的厚度，无需再次进行切割处理，使用透光材质压板固定住晶体块阵列。
其中，将待封装晶体块阵列按照封装尺寸的要求排列在3D打印机的基板上的过程中，应用透光材质制成的压板对待封装晶体块阵列进行固定，在这种情况下，采用光源照射晶体阵列区域，光线能够透过透光材质，使树脂固化。
其中，使流入到待封装晶体阵列中的树脂固化时，应用光源照射待封装晶体阵列的区域，区域包括轮廓最外层。
其中，步骤S6，调整树脂液面的高度，使得树脂液面的与待封装晶体块上表面持平的步骤之后，还包括以下步骤：
当3D打印机的打印平台下降的距离≥待封装晶体块的高度时，将3D打印机的基板降低一层厚度，并流入到待封装晶体阵列中的树脂刮平的步骤；
当3D打印机的打印平台下降的距离＜待封装晶体块的高度时，继续降低3D打印机的打印平台高度，使得树脂自然流入到待封装晶体阵列中。
其中，调整树脂液面的高度，使得树脂液面的与待封装晶体块上表面持平的步骤过程中，还包括以下步骤：
当树脂液面高度与制定封装高度相差≥3D打印机的一个打印层厚度时，执行以下步骤：
当3D打印机的打印平台下降的距离≥待封装晶体块的高度时，将3D打印机的基板降低一层厚度，并流入到待封装晶体阵列中的树脂刮平的步骤；
当3D打印机的打印平台下降的距离＜待封装晶体块的高度时，继续降低3D打印机的打印平台高度，使得树脂自然流入到待封装晶体阵列中；
当树脂液面高度与制定封装高度相差＜3D打印机的一个打印层厚度时，执行以下步骤：
将中间产物从3D打印机的基板上取下后烘干，得到封装后闪烁晶体。
其中，树脂液面与待封装晶体块表面的高度差通过光电液位传感器进行探测。
其中，调整树脂液面的高度，使得树脂液面的与待封装晶体块上表面持平的步骤中，通过刮刀将树脂刮平。
其中，将中间产物从3D打印机的基板上取下与烘干的步骤之间，还包括将待封装晶体块阵列表面粘黏附的未固化的树脂清洗掉的步骤。
其中，将待封装晶体块阵列表面粘黏附的未固化的树脂清洗掉的步骤选用的清洗剂为酒精。
本发明实施例提供的对闪烁晶体进行封装的装置的技术方案如下：
本发明提供的对闪烁晶体进行封装的装置包括：
3D打印机，包括基板和打印平台，基板用于放置待封装晶体块阵列；
升降机构，用于调整打印平台的高度；
第一容器，用于容置液态树脂，容器上设有通孔，通过通孔，液态树脂能够流入到置于基板上的待封装晶体阵列快。
其中，对闪烁晶体进行封装的装置还包括压板，压板应用透光材质制成，压板用于将待封装晶体块阵列固定在3D打印机的基板上。
其中，对闪烁晶体进行封装的装置还包括光源，用于照射液态树脂，使液态树脂固化。
其中，对闪烁晶体进行封装的装置还包括刮刀，刮刀用于对处于待封装晶体块上表面的树脂进行刮平操作。
其中，对闪烁晶体进行封装的装置还包括光电液位传感器，用于对树脂液面与待封装晶体块表面的高度差进行探测。其中，光电液位传感器精度可以达到0.01mm，配合平台电机的位置反馈，可以容易的计算出树脂液面与晶体块表面的高度差，从而精确的控制平台的下降高度，进行曝光固化。
其中，光电液位传感器与升降机构之间能够通信，以根据树脂液面与待封装晶体块表面的高度差对打印平台的高度进行调节。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (7)
1.一种对闪烁晶体进行封装的方法，其特征在于，应用3D打印机实现，所述对闪烁晶体进行封装的方法包括以下步骤：
将待封装晶体块阵列按照封装尺寸的要求排列在所述3D打印机的基板上；
对树脂液面进行调整，使得所述3D打印机的打印平台上表面与所述树脂液面平齐；降低所述3D打印机的打印平台高度，使得所述树脂自然流入到所述待封装晶体阵列中；使流入到所述待封装晶体阵列中的树脂固化；
调整所述树脂液面的高度，通过刮刀将所述树脂刮平，使得所述树脂液面与所述待封装晶体块上表面持平，得到中间产物；
当树脂液面高度与制定封装高度相差≥所述3D打印机的一个打印层厚度时，执行以下步骤：
当所述3D打印机的打印平台下降的距离≥所述待封装晶体块的高度时，将所述3D打印机的基板降低一层厚度，并进入到所述待封装晶体阵列中的树脂刮平的步骤；
当所述3D打印机的打印平台下降的距离＜所述待封装晶体块的高度时，继续降低所述3D打印机的打印平台高度，使得所述树脂自然流入到所述待封装晶体阵列中；
当树脂液面高度与制定封装高度相差＜所述3D打印机的一个打印层厚度时，执行以下步骤：
将所述中间产物从所述3D打印机的基板上取下后烘干，得到封装后闪烁晶体。
2.根据权利要求1所述的对闪烁晶体进行封装的方法，其特征在于，所述待封装晶体块的高度与所述封装后的闪烁晶体的厚度相同。
3.根据权利要求1所述的对闪烁晶体进行封装的方法，其特征在于，所述将待封装晶体块阵列按照封装尺寸的要求排列在所述3D打印机的基板上的过程中，应用透光材质制成的压板对所述待封装晶体块阵列进行固定。
4.根据权利要求1所述的对闪烁晶体进行封装的方法，其特征在于，所述使流入到所述待封装晶体阵列中的树脂固化时，应用光源照射所述待封装晶体阵列的区域，所述区域包括轮廓最外层。
5.根据权利要求1所述的对闪烁晶体进行封装的方法，其特征在于，所述树脂液面与所述待封装晶体块表面的高度差通过光电液位传感器进行探测。
6.根据权利要求1所述的对闪烁晶体进行封装的方法，其特征在于，将所述中间产物从所述3D打印机的基板上取下与烘干的步骤之间，还包括将所述待封装晶体块阵列表面粘黏附的未固化的树脂清洗掉的步骤。
7.根据权利要求6所述的对闪烁晶体进行封装的方法，其特征在于，所述将所述待封装晶体块阵列表面粘黏附的未固化的树脂清洗掉的步骤选用的清洗剂为酒精。
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