CN109243959A - 一种电子倍增器的结构及组装方法 - Google Patents

一种电子倍增器的结构及组装方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电子倍增器的结构及组装方法，通过采用下基板、上基板主板、上基板辅板、打拿极组件和收集极组件组成电子倍增器，在上基板主板上表面设置平面型分压电阻和平面型过渡电极，上基板主板上设有与打拿极组件电连接孔对应的打拿极安装孔，平面型过渡电极与打拿极安装孔电连接导通，平面型分压电阻与平面型过渡电极部分重叠电连接，然后将打拿极组件和收集极组件固定于下基板和上基板主板之间，上基板辅板固定于上基板主板上端，减小了上基板辅板与上基板主板之间的空间，电阻膜层与过渡电极膜层有部分重叠，电连接非常可靠；分压电阻、过渡电极和上基板主板合为一体，无需逐个焊接各分压电阻，结构紧凑，减少了焊接电阻的装配环节。

Description

一种电子倍增器的结构及组装方法
技术领域
本发明属于电子科学技术领域，具体涉及一种电子倍增器的结构及组装方法。
背景技术
电子倍增器的主要功能是放大微弱信号，探测电子、离子、带电粒子、真空紫外射线和软X射线等，在航空航天、质谱分析、空间探测及卫星通讯等领域都有着重要的应用。
一般的打拿极电子倍增器，至少包括若干打拿级组件、一个收集级组件和若干分压电阻。为了固定各个板极之间的相对位置关系，组装电子倍增器还需要绝缘陶瓷板、柱形支撑件、垫片、长短螺钉等紧固件。这种电子倍增器的装配过程至少包括两个环节：①陶瓷板与打拿极、收集极、紧固件的组装，②在两块陶瓷板的外侧，依次焊接各个分压电阻。由于电子倍增器是工作在真空环境中，其组件也要能够耐受真空工艺所必须经历的烘烤环境，具有良好的真空特性，满足此要求的分压电阻其成本是很高的。而且工艺复杂。
有研究结果表明：电子倍增器中的打拿极对水气等十分敏感。为了避免打拿极长时间在大气中的暴露，减轻二次电子发射表面在组装时受到污染，“减少装配环节、缩短装配时间”是保证电子倍增器不受损失的有效措施。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电子倍增器的结构及组装方法，以克服现有技术的不足。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种电子倍增器的结构，包括下基板、上基板主板、上基板辅板、打拿极组件和收集极组件，打拿极组件和收集极组件固定于下基板和上基板主板之间，上基板主板上设有与打拿极组件电连接孔对应的打拿极安装孔，上基板主板上表面设有平面型分压电阻和平面型过渡电极，平面型过渡电极与打拿极安装孔电连接导通，平面型分压电阻与平面型过渡电极部分重叠电连接，上基板辅板固定于上基板主板上端。
进一步的，下基板和上基板主板上均设有固定柱连接孔，下基板和上基板主板之间设有空心的支撑柱，下基板和上基板主板通过螺栓组固定连接，螺栓组的螺栓穿过空心的支撑柱，通过螺母锁紧，上基板辅板通过螺栓组固定于上基板主板上端。
进一步的，上基板辅板上端设有用于紧固的六方柱支撑件。
进一步的，打拿极组件的管脚穿过打拿极安装孔折弯设置于上基板主板上端面，打拿极组件的管脚位于上基板主板上端面与上基板辅板之间。
进一步的，平面型分压电阻为电阻膜层，其厚度为30nm～100μm，平面型过渡电极的厚度为30nm～100μm。
一种电子倍增器结构的组装方法，包括以下步骤：
步骤1)、首先在上基板主板上表面制备平面型分压电阻和平面型过渡电极；
步骤2)、金属化处理上基板主板上的打拿极安装孔的内壁，使打拿极安装孔的内壁与平面型过渡电极导通；
步骤3)、采用孔对位的方式在下基板上安装打拿极组件和收集极组件，同时安装支撑柱和螺栓组；
步骤4)、孔对位安装金属化处理后的上基板主板，使打拿极组件的管脚穿过打拿极安装孔并折弯，然后通过上基板辅板覆盖在上基板主板上端，通过螺栓组紧固，即可完成电子倍增器结构的组装。
进一步的，步骤1)中采用薄膜制备工艺在上基板主板上表面制备平面型分压电阻，采用蒸发、溅射、电镀和化学气相沉积工艺过程或者采用丝网印刷和浆料涂覆的厚膜制备工艺。
进一步的，步骤1)中，首选在上基板主板的上表面借助掩模，蒸发制备电阻膜层，再蒸发制备过渡电极膜层，电阻膜层位于过渡电极膜层与上基板主板之间，过渡电极膜层与电阻膜层有部分重叠；金属化处理打拿极安装孔的内壁，使之与过渡电极膜层导通。
进一步的，先在上基板主板的上表面借助掩模，蒸发制备过渡电极膜层；金属化处理打拿极安装孔的内壁，并与过渡电极膜层导通；然后，蒸发制备电阻膜层，电阻膜层位于过渡电极膜层与上基板主板之上，过渡电极膜层与电阻膜层有部分重叠。
进一步的，先在上基板主板的上表面采用厚膜工艺，制备过渡电极膜层，并使过渡电极膜层延伸到打拿极安装孔的内壁，然后用丝网印刷的厚膜工艺制备电阻膜层，过渡电极膜层与电阻膜层有部分重叠。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明一种电子倍增器的结构，通过采用下基板、上基板主板、上基板辅板、打拿极组件和收集极组件组成电子倍增器，在上基板主板上表面设置平面型分压电阻和平面型过渡电极，上基板主板上设有与打拿极组件电连接孔对应的打拿极安装孔，平面型过渡电极与打拿极安装孔电连接导通，平面型分压电阻与平面型过渡电极部分重叠电连接，然后将打拿极组件和收集极组件固定于下基板和上基板主板之间，上基板辅板固定于上基板主板上端，减小了上基板辅板与上基板主板之间的空间，电阻膜层与过渡电极膜层有部分重叠，电连接非常可靠；分压电阻、过渡电极和绝缘陶瓷板合为一体，无需逐个焊接各分压电阻，其结构更为紧凑，不仅省去了焊接电阻的装配环节，而且有利于器件的小型化。
进一步的，下基板和上基板主板上均设有固定柱连接孔，下基板和上基板主板之间设有空心的支撑柱，下基板和上基板主板通过螺栓组固定连接，螺栓组的螺栓穿过空心的支撑柱，通过螺母锁紧，上基板辅板通过螺栓组固定于上基板主板上端，固定稳定，安装方便。
进一步的，打拿极组件的管脚穿过打拿极安装孔折弯设置于上基板主板上端面，打拿极组件的管脚位于上基板主板上端面与上基板辅板之间，保证了打拿极组件与上基板主板之间的连接稳定性。
一种电子倍增器的结构的组装方法，首先在上基板主板上表面制备平面型分压电阻和平面型过渡电极，所制备的分压电阻的阻止可调，这使得电子倍增器的使用更加方便灵活；平面型电阻与平面型过渡电极是采用类似工艺同时制备的，在制备过程中，电阻膜层与过渡电极膜层有部分重叠，电连接非常可靠；分压电阻、过渡电极和绝缘陶瓷板合为一体，无需逐个焊接各分压电阻，其结构更为紧凑，不仅省去了焊接电阻的装配环节，而且有利于器件的小型化。
进一步的，中采用薄膜制备工艺在上基板主板上表面制备平面型分压电阻，采用蒸发、溅射、电镀和化学气相沉积工艺过程或者采用丝网印刷和浆料涂覆的厚膜制备工艺，所制备的分压电阻能够耐受真空工艺所必须经历的烘烤环境，具有良好的真空特性，避免了分立电阻的烘烤、筛选环节。
附图说明
图1为本发明涉及的电子倍增器结构示意图。
图2为本发明涉及的电子倍增器结构俯视图。
图3为发明实施例中的上基板主板结构示意图。
图4为发明实施例二中的上基板主板结构示意图。
图5为本发明涉及的电子倍增器的上基板辅板结构示意图。
其中，1为下基板，2为上基板主板，3为上基板辅板，4为打拿极组件，5为收集极组件，6为螺栓组，7为支撑柱，8为六方柱支撑件，21为打拿极组件安装孔，22为平面型分压电阻，23为平面型过渡电极，24为螺钉孔。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
如图1至图5所示，一种电子倍增器的结构，包括下基板1、上基板主板2、上基板辅板3、打拿极组件4和收集极组件5，打拿极组件4和收集极组件5固定于下基板1和上基板主板2之间，上基板主板2上设有与打拿极组件4电连接孔对应的打拿极安装孔21，上基板主板2上表面设有平面型分压电阻22和平面型过渡电极23，平面型过渡电极23与打拿极安装孔21电连接导通，平面型分压电阻22与平面型过渡电极23部分重叠电连接，上基板辅板3固定于上基板主板2上端。
下基板1和上基板主板2上均设有固定柱连接孔，下基板1和上基板主板2之间设有空心的支撑柱7，下基板1和上基板主板2通过螺栓组6固定连接，螺栓组6的螺栓穿过空心的支撑柱7，通过螺母锁紧，上基板辅板3通过螺栓组6固定于上基板主板2上端；上基板辅板3上端设有六方柱支撑件；
打拿极组件4的管脚穿过打拿极安装孔21折弯设置于上基板主板2上端面，打拿极组件4的管脚位于上基板主板2上端面与上基板辅板3之间；
平面型分压电阻22为电阻膜层，其厚度为30nm～100μm，平面型过渡电极23的厚度为30nm～100μm；
一种电子倍增器结构的组装方法，包括以下步骤：
步骤1)、首先在上基板主板2上表面制备平面型分压电阻22和平面型过渡电极23；
步骤2)、金属化处理上基板主板2上的打拿极安装孔21的内壁，使打拿极安装孔21的内壁与平面型过渡电极23导通；
步骤3)、采用孔对位的方式在下基板1上安装打拿极组件4和收集极组件5，同时安装支撑柱7和螺栓组6；
步骤4)、孔对位安装金属化处理后的上基板主板2，使打拿极组件4的管脚穿过打拿极安装孔21并折弯，然后通过上基板辅板3覆盖在上基板主板2上端，通过螺栓组6紧固，即可完成电子倍增器结构的组装。
安装完成后焊接引出电极，安装屏蔽壳并用短螺钉拧紧。
步骤1)中采用薄膜制备工艺在上基板主板2上表面制备平面型分压电阻22，采用蒸发、溅射、电镀和化学气相沉积工艺过程或者采用丝网印刷和浆料涂覆的厚膜制备工艺；
在上基板主板2上表面制备与平面型分压电阻22部分重叠的平面型过渡电极23，平面型过渡电极是制备在安装电子倍增器的陶瓷上基板主板2表面上的，它可以位于上基板主板2和部分平面型电阻膜层之间，也可以位于上基板主板2和部分平面型电阻膜层之上；平面型过渡电极的制备在组装电子倍增器之前已经完成，平面型过渡电极的制备方式既可以采用蒸发、溅射、电镀、化学气相沉积的薄膜制备工艺，也可以使用丝网印刷、涂覆的厚膜制备工艺。
上基板主板2的打拿极安装孔21内也设有过渡电极。
步骤1)中，首选在上基板主板2的上表面借助掩模，蒸发制备具有特定图案和尺寸的电阻膜层，再蒸发制备过渡电极膜层，电阻膜层位于过渡电极膜层与上基板主板2之间，过渡电极膜层与电阻膜层有部分重叠；金属化处理打拿极安装孔21的内壁，使之与过渡电极膜层导通；完成后，调整平面型分压电阻22的阻值。
或者先在上基板主板2的上表面借助掩模，蒸发制备具有特定图案和尺寸的过渡电极膜层；金属化处理打拿极安装孔的内壁，并与过渡电极膜层导通；然后，蒸发制备电阻膜层，电阻膜层位于过渡电极膜层与上基板主板2之上，过渡电极膜层与电阻膜层有部分重叠；调整分压电阻22的阻值。
先在上基板主板2的上表面采用厚膜工艺，制备过渡电极膜层，并使过渡电极膜层延伸到打拿极安装孔的内壁，然后用丝网印刷的厚膜工艺制备电阻膜层，过渡电极膜层与电阻膜层有部分重叠；调整分压电阻22的阻值。
本发明涉及一种采用平面型分压电阻的电子倍增器，该分压电阻能够耐受真空工艺所必须经历的烘烤环境，具有良好的真空特性，避免了分立电阻的烘烤、筛选环节；本发明所涉及的分压电阻，其阻值在装配电子倍增器之前是可以调整的，这使得电子倍增器的使用更加方便灵活；平面型电阻膜层与平面型过渡电极是采用类似工艺同时制备的，在制备过程中，电阻膜层与过渡电极膜层有部分重叠，电连接非常可靠；分压电阻、过渡电极和绝缘陶瓷板合为一体，无需逐个焊接各分压电阻，其结构更为紧凑，不仅省去了焊接电阻的装配环节，而且有利于器件的小型化。本发明所涉及的采用平面型分压电阻的电子倍增器比传统的采用分立电阻的电子倍增器，成品率更高，生产成本更低。

Claims (10)

1.一种电子倍增器的结构，其特征在于，包括下基板(1)、上基板主板(2)、上基板辅板(3)、打拿极组件(4)和收集极组件(5)，打拿极组件(4)和收集极组件(5)固定于下基板(1)和上基板主板(2)之间，上基板主板(2)上设有与打拿极组件(4)电连接孔对应的打拿极安装孔(21)，上基板主板(2)上表面设有平面型分压电阻(22)和平面型过渡电极(23)，平面型过渡电极(23)与打拿极安装孔(21)电连接导通，平面型分压电阻(22)与平面型过渡电极(23)部分重叠电连接，上基板辅板(3)固定于上基板主板(2)上端。
2.根据权利要求1所述的一种电子倍增器的结构，其特征在于，下基板(1)和上基板主板(2)上均设有固定柱连接孔，下基板(1)和上基板主板(2)之间设有空心的支撑柱(7)，下基板(1)和上基板主板(2)通过螺栓组(6)固定连接，螺栓组(6)的螺栓穿过空心的支撑柱(7)，通过螺母锁紧，上基板辅板(3)通过螺栓组(6)固定于上基板主板(2)上端。
3.根据权利要求2所述的一种电子倍增器的结构，其特征在于，上基板辅板(3)上端设有用于紧固的六方柱支撑件。
4.根据权利要求1所述的一种电子倍增器的结构，其特征在于，打拿极组件(4)的管脚穿过打拿极安装孔(21)折弯设置于上基板主板(2)上端面，打拿极组件(4)的管脚位于上基板主板(2)上端面与上基板辅板(3)之间。
5.根据权利要求1所述的一种电子倍增器的结构，其特征在于，平面型分压电阻(22)为电阻膜层，其厚度为30nm～100μm，平面型过渡电极(23)的厚度为30nm～100μm。
6.一种基于权利要求2所述的电子倍增器结构的组装方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1)、首先在上基板主板(2)上表面制备平面型分压电阻(22)和平面型过渡电极(23)；
步骤2)、金属化处理上基板主板(2)上的打拿极安装孔(21)的内壁，使打拿极安装孔(21)的内壁与平面型过渡电极(23)导通；
步骤3)、采用孔对位的方式在下基板(1)上安装打拿极组件(4)和收集极组件(5)，同时安装支撑柱(7)和螺栓组(6)；
步骤4)、孔对位安装金属化处理后的上基板主板(2)，使打拿极组件(4)的管脚穿过打拿极安装孔(21)并折弯，然后通过上基板辅板(3)覆盖在上基板主板(2)上端，通过螺栓组(6)紧固，即可完成电子倍增器结构的组装。
7.根据权利要求6所述的电子倍增器结构的组装方法，其特征在于，步骤1)中采用薄膜制备工艺在上基板主板(2)上表面制备平面型分压电阻(22)，采用蒸发、溅射、电镀和化学气相沉积工艺过程或者采用丝网印刷和浆料涂覆的厚膜制备工艺。
8.根据权利要求6所述的电子倍增器结构的组装方法，其特征在于，步骤1)中，首选在上基板主板(2)的上表面借助掩模，蒸发制备电阻膜层，再蒸发制备过渡电极膜层，电阻膜层位于过渡电极膜层与上基板主板(2)之间，过渡电极膜层与电阻膜层有部分重叠；金属化处理打拿极安装孔(21)的内壁，使之与过渡电极膜层导通。
9.根据权利要求6所述的电子倍增器结构的组装方法，其特征在于，先在上基板主板(2)的上表面借助掩模，蒸发制备过渡电极膜层；金属化处理打拿极安装孔的内壁，并与过渡电极膜层导通；然后，蒸发制备电阻膜层，电阻膜层位于过渡电极膜层与上基板主板(2)之上，过渡电极膜层与电阻膜层有部分重叠。
10.根据权利要求6所述的电子倍增器结构的组装方法，其特征在于，先在上基板主板(2)的上表面采用厚膜工艺，制备过渡电极膜层，并使过渡电极膜层延伸到打拿极安装孔的内壁，然后用丝网印刷的厚膜工艺制备电阻膜层，过渡电极膜层与电阻膜层有部分重叠。
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