DE2932786A1 - METHOD FOR BINDING A PYROELECTRIC MATERIAL TO A SUBSTRATE - Google Patents
METHOD FOR BINDING A PYROELECTRIC MATERIAL TO A SUBSTRATEInfo
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Description
19.7.1979 PHA 20-6867/19/1979 PHA 20-686
"Verfahren zum Binden eines pyroelektrischen Werkstoffs an ein Substrat.""Method of Bonding a Pyroelectric Material to a Substrate."
Diese Erfindung "betrifft ein Verfahren zum Befestigen eines Werkstoffs, vorzugsweise eines pyroelektrischen Werkstoffs, an einem Substrat, z.B. einem Polymerfilm, der hydrophob sein kann, ohne Klebstoff.This invention "relates to a method of attaching a Material, preferably a pyroelectric material, on a substrate, e.g. a polymer film, which can be hydrophobic, without glue.
Pyroelektrische Vidikontarget-Werkstoffe wie Einkristall-Triglyzinsulfat (TGS) und deuteriertes Triglyzinfluoroberyllat (DTGI1B) sind äusserst zerbrechlich. Es wurde oft der Wunsch geäussert, das Target durch Befestigen des Werkstoffs an einem tragenden Substrat zu bilden. Dies ist insbesondere wichtig, wennPyroelectric vidicon target materials such as single crystal triglycine sulphate (TGS) and deuterated triglycine fluoroberyllate (DTGI 1 B) are extremely fragile. A desire has often been expressed to form the target by attaching the material to a supporting substrate. This is especially important when
Bearbeitung des Targets Arbeitsvorgänge wie Netzbildung zur Verringerung der Wänrestreuung des Strahlungsbilds im Target umfasst. Die Befestigung des Targets an einem Substrat ist besonders schwer. Klebstoffe bedeuten die Erfindung sowohl vonProcessing of the target work processes such as network formation for Reduction of the heat scattering of the radiation image in the target includes. The attachment of the target to a substrate is particularly difficult. Adhesives mean the invention by both
Wärmekapazität als von thermischer leitfähigkeit in die Struktur, 15Heat capacity as of thermal conductivity in the structure, 15
woraus sich eine verringerte Targetleistung ergibt. Ausserdem können Aenderungen in den Abmessungen beim Aushärten des Klebstoffs solche Spannungen im kristallinen pyroelektrischen Werkstoff aufrufen, dass er die Bruchgrenze erreicht.which results in a reduced target performance. Besides that Changes in the dimensions as the adhesive cures can cause such stresses in the crystalline pyroelectric material call for it to reach the breaking point.
Der Subatratv/erkstoff muss auch vernachlässigbare Wärmekapazität und thermische leitfähigkeit aufweisen. Dies wird am besten durch die Verwendung eines Polymerfilms mit Untermikrondicke erreicht. L'In derartiger ri]n ist mechanisch fest und kann rlen geeigneten Träger für das pyroelektrische Target bilden.The substrate must also be negligible Have heat capacity and thermal conductivity. This is best done by using a sub-micron thick polymer film achieved. L'In such ri] n is mechanically strong and can rlen form suitable support for the pyroelectric target.
03 0 010/072103 0 010/0721
19.7.1979 -3*/" m 20~f?f 3 2 7 819.7.1979 -3 * / " m 20 ~ f? F 3 2 7 8
Eine Technik zur Befestigung eines Kristalls aus pyroelektrischem Werkstoff an einem Maschensubstrat ist bekannt (siehe GB-PS 1 399 081). In dieser Technik wird ein Kristall eines pyroelektrischen Werkstoffs mit einer Flüssigkeit überzogen, die den Werkstoff des Kristalls auflösen kann. Die flüssigeA technique for attaching a crystal of pyroelectric material to a mesh substrate is known (see GB-PS 1 399 081). In this technique, a crystal becomes one Pyroelectric material coated with a liquid that can dissolve the material of the crystal. The liquid one
Lösungsmittel kann dabei verdampfen und der Kristall wird mit der Masche in Kontakt gebracht werden. Der Werkstoff des Kristalls in der Lösung wird rekristallisiert und umgibt die Maschine, wobei sie am pyroelektrischen Werkstoff befestigt wird. Diese Ausführungsform dient zunächst zur Verhinderung der lateralen Streuung des Warmebilds im pyroelektrischen Target. Dies geschieht dabei durch Einkoppeln der thermischen Energie au dem pyroelektrischen Werkstoff in diesen Maschenwerkstoff. Dies ergibt eine wesentliche Verringerung der Targetempfindlichkeit.Solvent can evaporate and the crystal will be brought into contact with the mesh. The material of the crystal in the solution is recrystallized and surrounds the machine, attaching it to the pyroelectric material. This embodiment serves initially to prevent the lateral scattering of the thermal image in the pyroelectric target. This is done through Coupling the thermal energy from the pyroelectric material into this mesh material. This gives an essential Reduction in target sensitivity.
Eine Abwandlung dieser Auflösung/Rekristallisierungstechnik zur Befestigung des pyroelektrischen Werkstoffs an einem massiven Substrat wie einem dünnen Filmpolymer lässt sich nur dann verwenden, wenn das Substrat oder seine Oberfläche hydrophil gemacht wird. Die Verwendung einer Zwischenschicht aus einemA modification of this dissolution / recrystallization technique only then can the pyroelectric material be attached to a solid substrate such as a thin film polymer use when making the substrate or its surface hydrophilic. The use of an intermediate layer of a
?_ Kristallisationskernbildungswerkstoff, der durch eine Lösung des pyroelektrischen Werkstoffs benetzbar ist, ist ebenfalls bekannt (siehe US-PS 4 053 806). ? Crystallization nucleation material which can be wetted by a solution of the pyroelectric material is also known (see US Pat. No. 4,053,806).
Eine Technik zum Binden eines Einkristalls aus pyroelektrischem Material an ein polymeres Substrat wurde in einer amerikanischen Patentanmeldung Nr. 745 960 vom 29· November, 1976 von Edward H. Stupp und Andrew A. Turnbull vorgeschlagen. Die Oberfläche des Substrats wird hydriert und anschliessend wird ein Kristall des wasserlöslichen pyroelektrischen Werkstoffs mit der Oberfläche des Substrats in Kontakt gebracht, um eine Bindung zwischen Kristall und dem Substrat herzustellen. Jedoch, es sei denn dass das Substrat hydrophil ist, was es in vielen Fällen nicht ist, muss es durch das Aufbringen einer dünnen Schicht eines benetzbaren Werkstoffs auf die Oberfläche benetzt werden.One technique for bonding a single crystal of pyroelectric material to a polymeric substrate was proposed in U.S. Patent Application No. 745,960 dated November 29, 1976 by Edward H. Stupp and Andrew A. Turnbull. The surface of the substrate is hydrated and then a crystal of the water-soluble pyroelectric material is brought into contact with the surface of the substrate in order to produce a bond between the crystal and the substrate. However, unless the substrate is hydrophilic, which in many cases it is not, it must be wetted by applying a thin layer of a wettable material to the surface.
Der Erfindung lieg die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zurThe invention is based on the object of providing a method for
31, direkten dauerhaften Befestigung von Werkstoffen, die möglicherweise in Wasser löslich sind, an einem Substrat ohne Klebstoff anzugeben.31 to indicate direct permanent attachment of materials that may be soluble in water to a substrate without an adhesive.
Der Erfindung liegt vrei.ter die Aufgabe zugrunde, ein D30010/07?1The invention is further based on the object D30010 / 07? 1
ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED
19.7.1979 "^S 'mk 20-8867/19/1979 "^ S ' mk 20-886
Verfahren zum direkten Befestigen eines pyroelektrischen Werkstoffs an einem Substrat ohne Klebstoff zur Bildung einer Targetstruktur für ein pyroelektrisches Vidikon anzugeben.Method of directly attaching a pyroelectric material on a substrate without glue to form a target structure for a pyroelectric vidicon.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist, ein Verfahren zur direkten, klebstofffreien Befestigung eines pyroelektrischen Werkstoffs an einem Substrat anzugeben, das hydrophob ist, ohne dass es dabei hydrophil gemacht wird.Another object of the invention is to provide a method for direct, adhesive-free attachment of a pyroelectric Specify material on a substrate that is hydrophobic without making it hydrophilic.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist, ein Verfahren zur direkten Befestigung eines pyroelektrischen Werkstoffs an einem dünnen Filmpolymer ohne Klebstoff zur Bildung einer Targetstruktur für ein pyroelektrisches Vidikon anzugeben.Another object of the invention is to provide a method of attaching a pyroelectric material directly to a specify thin film polymer without adhesive to form a target structure for a pyroelectric vidicon.
Diese und weitere Aufgaben der Erfindung werden nachstehend näher erläutert.These and other objects of the invention are set forth below.
Erfindungsgemäss wurde gefunden, dass direkte Befestigung pyroelektrischer oder sonstiger Werkstoffe am Substrat, das hydrophob sein kann und es oft ist, dadurch erreicht werden kann, dass das Substrat einer ausreichend feuchten Atmosphäre ausgesetzt wird, so dass die Oberfläche des Substrats hydriert wird. Der pyroelektrische Werkstoff kann dabei auf dieser konditionierten Oberfläche angebracht v/erden und es bildet sich sofort eine Bindung.According to the invention it has been found that direct attachment of pyroelectric or other materials to the substrate, the can be, and often is, hydrophobic, can be achieved by exposing the substrate to a sufficiently humid atmosphere so that the surface of the substrate is hydrated. The pyroelectric material can be conditioned on this The surface is attached and a bond is formed immediately.
Die gebildete Bindung hat zunächst grundsätzlich einen elektrischen Charakter.The bond that is formed initially has an electrical character.
Offensichtlich können die Viassermolekülen auf der polymeren Oberfläche durch ihren Polarcharakter eine Ladung auf den Werkstoff induzieren, der an das Polymer gebunden wird. Dies wird durch einen hydrierten polymeren Film dargestellt, der die pyroelektrische Oberfläche aufsucht, sogar wenn sie sich in wesentlicher Entfernung davon befindet. Z.B. wird ein Target mit einer Scheibe aus pyroelektrischem Werkstoff mit einer Dicke von 150/Um und einen Durchmesser von 20 mm, welche Scheibe an einer Seite flach ist und von der anderen Seite zu einer Dicke von 20 /Um über einen zentralen Durchmesser von 18 mm verdünnt ist, wob« >1 ein Hin,"; mit ei nor Breito von 1 mm und einer Dicko vonObviously, the Viassermolecules on the polymer surface can charge the material due to their polar character induce, which is bound to the polymer. This is represented by a hydrogenated polymeric film that forms the pyroelectric surface even if it is at a substantial distance therefrom. E.g. a target with a disk made of pyroelectric material with a thickness of 150 / µm and a diameter of 20 mm, which disk on a Side is flat and thinned from the other side to a thickness of 20 / µm over a central diameter of 18 mm, wob «> 1 a Hin,"; with an ei nor Breito of 1 mm and a Dicko of
3i> 150 ,um zu-! Trar-on auf dem Rande erhalten bleibt, eine Bindung bilden, wenn die verdünnte Seite auf einen polymeren Film gebracht wird. Das Polymer wird dabei verforat und sucht die pyroelektrische Oberfläche in einer Entfernung von mehr als 100 /^ auf,3i> 150 to-! Trar-on is retained on the edge, forming a bond when the thinned side is placed on a polymeric film. The polymer is verforat there and studied the pyroelectric surface at a distance of more than 100 / ^ on,
030010/0721030010/0721
BAD ORIGINALBATH ORIGINAL
19.7.1979 ^r- b PHA7/19/1979 ^ r- b PHA
Bei der Durchführung der Erfindung lassen sich mehrere Abwandlungen der Technik verwenden. Bei einer Ausführungsform wird ein frei aufgehängter polymerer Film unter der Raumtemperatur abgekühlt und dann einer sehr feuchten Atmosphäre ausgesetzt. Das Ergebnis dabei ist, dass die Oberfläche des polymeren Films hydriert wird. Auf andere Weise kann die Befeuchtung der Oberfläche dadurch verwirklicht werden, dass der frei aufgehängte polymere Film kurzseitig der Ausdünstung erwärmten Wassers ausgesetzt wird. Der zu bindende Werkstoff, z.B. TGS oder DTGFB,Several variations of the technique can be used in practicing the invention. In one embodiment, a freely suspended polymeric film is cooled below room temperature and then exposed to a very humid atmosphere. That The result is that the surface of the polymeric film is hydrated. In other ways, the moistening of the Surface can be realized by the fact that the freely suspended polymer film is short of the evaporation of heated water is exposed. The material to be bound, e.g. TGS or DTGFB,
IQ wird auf diese konditionierte Oberfläche gebracht und es bildet sich sofort eine Bindung.IQ is brought to this conditioned surface and it forms instantly bond.
Auf andere Weise wird, wenn die normale Umgebungstemperatur feucht genug ist, dass heisst eine relative Luftfeuchtigkeit über 70$ ( y 70$ PH), die Oberfläche des Polymers auf natürliche WeiseIn another way, when the normal ambient temperature is humid enough, that is, a relative humidity above 70 $ ( y 70 $ PH), the surface of the polymer becomes naturally
j5 ausreichend hydriert, so dass sich wenn der zu bindende Werkstoff in Kontakt gebracht wird, sofort eine Bildung bildet.j5 sufficiently hydrated so that when the material to be bonded is brought into contact, formation forms immediately.
Nach der Befestigung des pyroelektrisehen Werkstoffs am Substrat ist es erwünscht, die entstandene Struktur für eine ausreichende Zeit, üblicherweise über Nacht, in einer trockenen Umgebung aufzulagern, um den Wasserdampf durch den Film hindurch zu entfernen und einen straffen Polymerfilm auf der Oberfläche zu bilden.After the pyroelectric material has been attached to the It is desirable to leave the resulting structure for a sufficient time, usually overnight, in a dry substrate Environment to remove the water vapor through the film and to create a tight polymer film on the surface form.
Als Polymerfilm wird ein Polymid bevorzugt und auch benutzt, insbesondere ein Polymid bekannt als Dupont "Pyre-ML", das in einem 1000-2000 A freien Film gebildet wird. Es lassen sich jedoch auch andere Polymere verwenden, vorzugsweise solche, die auch gute Wärmeinsulatoren sind. Es können auch grössere und kleinere Dicken als diese verwendet werden. Obgleich die Erfindung insbesondere in bezug auf TGS und DTGFB als bevorzugte pyroelektrische Werkstoffe beschrieben worden ist, können auch andere bei den Fachleuten bekannte Werkstoffe verwendet werden. Auch nicht pyroelektrische Werkstoffe können an das Polymer gebunden werden, wenn die Oberfläche nach obiger Beschreibung behandelt wird.As the polymer film, a polymide is preferred and also used, in particular a polymide known as Dupont "Pyre-ML", which is in a 1000-2000 A free film is formed. However, other polymers can also be used, preferably those that are also good Are heat insulators. Larger and smaller thicknesses can also be used to be used as this. Although the invention particularly relates to TGS and DTGFB as preferred pyroelectric materials has been described, other materials known to those skilled in the art can also be used. Not even pyroelectric Materials can be bound to the polymer if the surface is treated as described above.
030010/0721030010/0721
Claims (1)
Substrat, in mehreren Arbeitsphasen, bei denen das Substrat einer feuchten Atmosphäre zur Hydrierung dessen Oberfläche ausgesetzt1. Method of attaching a material to a
Substrate, in several working phases in which the substrate is exposed to a humid atmosphere to hydrate its surface
5and then the material in the vicinity of this
5
zwischen diesen beiden eine Bindung bildet.Material is attracted to the surface mentioned and is
forms a bond between these two.
trockenen Umgebung für eine Zeit gelagert wird, die dazu ausreicht, den restlichen Wasserdampf den Film hindurch zu entfernen und sich einen straffen Filra auf der Oberfläche bilden zu lassen.6. The method according to claim 2, characterized in that the substrate and the attached jr / roelectric material in one
in a dry environment for a time sufficient to remove residual water vapor through the film and allow a tight filra to form on the surface.
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