KR101938804B1 - Method of assembling and sealing image intensifier - Google Patents

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KR101938804B1
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이대희
강용우
문봉곤
박영식
박원기
방승철
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한국 천문 연구원
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Abstract

The present invention relates to a method for assembling an image amplifier, capable of reducing manufacturing costs by reducing manufacturing processes by assembling, under vacuum conditions, an image amplifier used to improve observation sensitivity of an image in a high sensitivity image sensor for polar light observation such as a night view tool, an ultra-high speed camera, a scintillation camera, and a space telescope camera. The method for assembling an image amplifier according to the present invention comprises: a process of preparing components and materials for cleaning and gas removing; a process of sequentially stacking an output window (where a phosphor screen is formed), a metal ring, a ceramic ring, a metal ring, an MCP, a metal ring, a ceramic ring, and a metal ring, which are components except for an input window (where a photo cathode is formed); a process of inputting a laminate laminated in the laminating process, and the input window into a vacuum chamber; a process of arranging the laminate on a mandrel of the vacuum chamber; a process of arranging the input window on the top of the laminate; a process of pressing the laminate on which the input window is arranged with set pressure; a process of heating the pressed laminate to a first set temperature; a process of reducing the temperature of the heated laminate and releasing the pressure applied to the laminate at a second set temperature; a process of cooling the press-released laminate to the room temperature to obtain an image amplifier, and opening the vacuum chamber; and a process of withdrawing the image amplifier from the vacuum chamber, and testing the same.

Description

영상 증폭기의 조립 방법{METHOD OF ASSEMBLING AND SEALING IMAGE INTENSIFIER} METHOD OF ASSEMBLING AND SEALING IMAGE INTENSIFIER [0002]

본 발명은 영상 증폭기의 조립 방법에 관한 것으로서, 특히 극미광 검출을 위한 고감도 영상 센서의 관측 감도 향상을 위해 사용되는 영상 증폭기를 진공 조건하에서 조립함으로써 제작 공정을 단축시켜 제조비용을 낮출 수 있는 영상 증폭기의 조립 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method of assembling an image amplifier, and more particularly, to a method of assembling an image amplifier using an image amplifier capable of reducing a manufacturing cost by assembling an image amplifier used for improving observation sensitivity of a high- As shown in Fig.

영상증폭기는 일반적으로 야시장비, 초고속카메라, 섬광카메라, 우주망원경 카메라 등 극미광 관측을 위한 고감도 영상 센서에서 영상의 관측 감도 향상을 위해 사용되며, 특정 에너지 대역의 광자들로부터 전자를 방출하는 포토캐소드(photocathode), 방출된 전자를 증폭하는 마이크로채널 플레이트(MCP: Micro-channel plate), 그리고 증폭된 전자를 다시 빛으로 바꿔주는 형광면(phosphor screen)으로 구성된다.Image amplifiers are generally used for improving the observation sensitivity of images in high-sensitivity image sensors for ultra-bright observations, such as night vision equipment, high-speed cameras, flash cameras, and space telescope cameras. Photocells, which emit electrons from photons in a specific energy band, a photocathode, a micro-channel plate (MCP) that amplifies the emitted electrons, and a phosphor screen that converts the amplified electrons back into light.

일본 특허 공표 2006-522453호에는 마이크로채널 플레이트(MCP)를 갖는 전자 디바이스에 관한 것으로, 특히 마이크로채널 플레이트를 다른 구성요소에 접합시키기 위한 방법이 개시되어 있다. 이 접합 방법은 마이크로채널 플레이트와 다층 세라믹 바디 유닛이 끼워 맞춰지는 접합면을 상승된 온도 및 압력에서 최적으로 확산되도록 선택된 적당한 금속을 사용하는 박막 증착하는 공정으로서, 다층 세라믹 바디의 표면 증착막이 마이크로채널 플레이트 및 다층 세라믹 바디 유닛의 접합면의 접합에 대해서 호환에 배치된 돌기를 가지도록 형성되는 공정과, 선택된 상승 온도에서 마이크로채널 플레이트와 다층 세라믹 바디 유닛의 접합면 사이에서 확산 접합을 시작하는데 충분한 압력을 인가하기 위해 금속화된 마이크로 채널 플레이트 및 다층 세라믹 바디 유닛을 위치 맞춤해 접합 고정구 내에 배치하는 공정과, 마이크로채널 플레이트와 다층 세라믹 바디 유닛 사이에서의 확산 접합 처리를 가속시키기 위해 접합 고정구를 진공열 챔버 내에 배치하는 공정으로 구성되는 것을 특징으로 한다.Japanese Patent Publication No. 2006-522453 relates to an electronic device having a microchannel plate (MCP), and in particular, a method for bonding a microchannel plate to another component is disclosed. This bonding method is a thin film deposition process using a suitable metal selected so as to optimally diffuse the bonding surface at which the microchannel plate and the multilayer ceramic body unit are fitted at an elevated temperature and pressure, wherein the surface vapor deposition layer of the multilayer ceramic body is a microchannel Layer ceramic body unit and a step of forming a protrusion that is arranged to be compatible with the joining of the joining surfaces of the multi-layer ceramic body unit and the plate, A step of positioning the metallized microchannel plate and the multilayer ceramic body unit in a bonding fixture to apply the bonding microchannel plate and the multilayer ceramic body unit to each other; Within the chamber And a step of disposing.

그러나 이와 같은 종래의 마이크로채널 플레이트를 갖는 전자 디바이스는 마이크로채널 플레이트와 다층 세라믹 바디 유닛의 접합을 개선하기 위한 기술로서, 접합 고정구 내에 마이크로채널 플레이트와 다층 세라믹 바디 유닛을 배치한 후 원하는 상승 온도에서 필요한 힘을 부여한 후, 확산 접합 처리를 가속하기 위해 진공열 챔버내에 배치시키는 공정을 가지고 있기 때문에 진공 하우징의 크기가 대형화되어 효율적이지 못하며 제조비용이 상승하게 된다는 문제점이 있었다.However, such a conventional electronic device having a microchannel plate is a technique for improving the bonding between a microchannel plate and a multilayer ceramic body unit, in which a microchannel plate and a multilayer ceramic body unit are disposed in a bonding fixture, Since the vacuum housing has a step of disposing the vacuum chamber in the vacuum chamber so as to accelerate the diffusion bonding process after the application of the force, the size of the vacuum housing is increased, which is not efficient and the manufacturing cost is increased.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 진공 상태에서 제작하는 방식이므로 제작 공정을 단순화할 수 있고 제조비용을 줄일 수 있는, 영상 증폭기의 조립 방법을 제공하는 데에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior art, and it is an object of the present invention to provide a method of assembling an image amplifier, which can simplify a manufacturing process and reduce manufacturing cost, .

상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시형태에 의한, 영상 증폭기의 조립 방법은 세정 및 가스 제거 처리를 위한 부품 및 재료를 준비하는 공정; 입력 윈도우(포토캐소드가 형성되어 있음)를 제외한 부품들인 출력 윈도우( 형광체 스크린이 형성되어 있음), 금속링, 세라믹링, 금속링, MCP, 금속링, 세라믹링 및 금속링을 차례대로 적층하는 공정; 상기 적층 공정에서 적층된 적층체 및 상기 입력 윈도우를 진공 챔버로 투입하는 공정; 상기 진공 챔버의 맨드렐(mandrel)에 상기 적층체를 배치하는 공정; 상기 입력 윈도우를 상기 적층체의 상부에 배치하는 공정; 상기 입력 윈도우가 배치된 적층체를 설정 압력으로 가압하는 공정; 상기 가압된 적층체를 제 1 설정 온도까지 히팅하는 공정; 상기 히팅된 적층체의 온도를 감소시키고 제 2 설정 온도에서 상기 적층체에 가해지는 압력을 해제하는 공정; 상기 압력 해제된 적층체를 실온으로 냉각하여 영상 증폭기를 획득하고 상기 진공 챔버를 개방하는 공정; 및 상기 진공 챔버에서 상기 영상 증폭기를 인출하여 시험하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of assembling an image amplifier, including: preparing components and materials for cleaning and degassing; A process of laminating an output window (in which a phosphor screen is formed), a metal ring, a ceramic ring, a metal ring, an MCP, a metal ring, a ceramic ring, and a metal ring in sequence except for an input window (in which a photocathode is formed) ; A step of injecting the laminated body and the input window in the laminating step into a vacuum chamber; Disposing the laminate on a mandrel of the vacuum chamber; Disposing the input window on an upper portion of the laminate; Pressing the laminate on which the input window is disposed with a set pressure; Heating the pressurized laminate to a first set temperature; Reducing the temperature of the heated laminate and releasing the pressure applied to the laminate at the second set temperature; Cooling the pressure-released laminate to room temperature to obtain an image amplifier and opening the vacuum chamber; And a step of drawing and testing the image amplifier in the vacuum chamber.

상기 실시형태에 의한, 영상 증폭기의 조립 방법에 있어서, 상기 가압 공정에서 가해지는 설정 압력은 최대 0.3kg/mm 일 수 있다.In the method of assembling an image amplifier according to the above embodiment, the set pressure applied in the pressing step may be 0.3 kg / mm at the maximum.

상기 실시형태에 의한, 영상 증폭기의 조립 방법에 있어서, 상기 히팅 공정에서 히팅하는 제 1 설정 온도는 200 ~ 350℃ 이며, 히팅을 위해 인덕션 히터가 사용될 수 있다.In the method of assembling an image amplifier according to the above embodiment, the first set temperature for heating in the heating step is 200 to 350 DEG C, and an induction heater may be used for heating.

상기 실시형태에 의한, 영상 증폭기의 조립 방법에 있어서, 상기 제 2 설정 온도는 100 ~ 150℃ 일 수 있다.In the method of assembling an image amplifier according to the above embodiment, the second set temperature may be 100 to 150 캜.

상기 실시형태에 의한, 영상 증폭기의 조립 방법은 상기 시험 공정에서 상기 영상 증폭기의 파장에 따른 광이득이 측정될 수 있다.In the method of assembling an image amplifier according to the above embodiment, the optical gain according to the wavelength of the image amplifier can be measured in the test step.

상기 실시형태에 의한, 영상 증폭기의 조립 방법에 있어서, 상기 세라믹링은 상, 하면에 인듐 땜납이 삽입되는 반구형 홈이 링 형태로 형성될 수 있다.In the method of assembling an image amplifier according to the above-described embodiment, hemispherical grooves in which indium solder is inserted into the upper and lower surfaces of the ceramic ring may be formed in a ring shape.

상기 실시형태에 의한, 영상 증폭기의 조립 방법에 있어서, 상기 인듐 땜납은 52In48Sn, 100In, 90In10Ag 및 97In3Ag 중의 어느 하나일 수 있다.In the method of assembling an image amplifier according to the above embodiment, the indium solder may be any one of 52In48Sn, 100In, 90In10Ag and 97In3Ag.

상기 실시형태에 의한, 영상 증폭기의 조립 방법에 있어서, 상기 인듐 땜납의 세라믹 링 접합 표면은 유기 용매, 탈 이온수와 같은 용매에 의해 세정이 이루어 질 수 있다. In the method of assembling an image amplifier according to the above embodiment, the ceramic ring bonding surface of the indium solder may be cleaned by a solvent such as an organic solvent or deionized water.

본 발명의 실시형태에 의한, 영상 증폭기의 조립 방법에 의하면, 세정 및 가스 제거 처리를 위한 부품 및 재료를 준비하는 공정; 입력 윈도우(포토캐소드가 형성되어 있음)를 제외한 부품들인 출력 윈도우( 형광체 스크린이 형성되어 있음), 금속링, 세라믹링, 금속링, MCP, 금속링, 세라믹링 및 금속링을 차례대로 적층하는 공정; 상기 적층 공정에서 적층된 적층체 및 상기 입력 윈도우를 진공 챔버로 투입하는 공정; 상기 진공 챔버의 맨드렐에 상기 적층체를 배치하는 공정; 상기 입력 윈도우를 상기 적층체의 상부에 배치하는 공정; 상기 입력 윈도우가 배치된 적층체를 설정 압력으로 가압하는 공정; 상기 가압된 적층체를 제 1 설정 온도까지 히팅하는 공정; 상기 히팅된 적층체의 온도를 감소시키고 제 2 설정 온도에서 상기 적층체에 가해지는 압력을 해제하는 공정; 상기 압력 해제된 적층체를 실온으로 냉각하여 영상 증폭기를 획득하고 상기 진공 챔버를 개방하는 공정; 및 상기 진공 챔버에서 상기 영상 증폭기를 인출하여 시험하는 공정;을 포함하여 구성되어 있으므로, 즉, 진공 챔버 내의 맨드렐에 적층체를 배치하고 입력 윈도우를 적층하여 가압, 히팅, 냉각 등의 대부분의 과정을 진공 안에서 수행하기 때문에 진공 하우징의 소형화 및 효율화를 이룰 수 있으며, 특히 종래의 기술에서의 제작 후 진공이 아닌 진공 상태에서의 제작이 이루어지므로 제작 공정을 단축할 수 있고 제조비용을 낮출 수 있다는 뛰어난 효과가 있다.According to the method of assembling an image amplifier according to the embodiment of the present invention, there are provided a step of preparing parts and materials for cleaning and degassing treatment; A process of laminating an output window (in which a phosphor screen is formed), a metal ring, a ceramic ring, a metal ring, an MCP, a metal ring, a ceramic ring, and a metal ring in sequence except for an input window (in which a photocathode is formed) ; A step of injecting the laminated body and the input window in the laminating step into a vacuum chamber; Disposing the laminate on a mandrel of the vacuum chamber; Disposing the input window on an upper portion of the laminate; Pressing the laminate on which the input window is disposed with a set pressure; Heating the pressurized laminate to a first set temperature; Reducing the temperature of the heated laminate and releasing the pressure applied to the laminate at the second set temperature; Cooling the pressure-released laminate to room temperature to obtain an image amplifier and opening the vacuum chamber; And a step of drawing out and testing the image amplifier in the vacuum chamber. That is, the laminated body is disposed in a mandrel in a vacuum chamber, and the input window is stacked to perform most of processes such as pressing, heating, It is possible to reduce the size and efficiency of the vacuum housing. In particular, since the vacuum housing is manufactured in a vacuum state rather than a vacuum state in the conventional technology, the manufacturing process can be shortened and the manufacturing cost can be reduced. It is effective.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한, 영상 증폭기의 조립 방법에 적용되는 부품들의 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한, 영상 증폭기의 조립 방법을 설명하기 위한 플로우차트이다.
도 3은 도 2의 영상 증폭기의 조립 방법에 의해 제조된 영상 증폭기의 사시도로서, (a)는 전체 도면이며, (b)는 세라믹링, 금속링 및 MCP가 형성된 부분에 대한 상세도이다.
도 4는 도 1의 세라믹링에 대한 평면도(a) 및 도 4a의 A-A'선 단면도(b)를 나타낸다.
도 5는 땜납 합금의 두께 50㎛(1), 30㎛(2) 및 20㎛(3)에 있어서의 내구성(Y축) 대 납땜 공정 동안에 적용되는 압력(X축)에 그래프이다.
1 is an exploded perspective view of components applied to a method of assembling an image amplifier according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart illustrating a method of assembling an image amplifier according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a perspective view of an image amplifier fabricated by the method of assembling the image amplifier of FIG. 2, wherein (a) is an overall view, and FIG. 3 (b) is a detailed view of a portion where a ceramic ring, a metal ring and an MCP are formed.
Fig. 4 shows a plan view (a) of the ceramic ring of Fig. 1 and a cross-sectional view (b) of Fig. 4a taken along line A-A '.
5 is a graph of the durability (Y axis) versus the pressure (X axis) applied during the brazing process at thicknesses of 50 탆 (1), 30 탆 (2) and 20 탆 (3) of the solder alloy.

이하, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한, 영상 증폭기의 조립 방법에 적용되는 부품들의 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 의한, 영상 증폭기의 조립 방법을 설명하기 위한 플로우차트이며, 도 3은 도 2의 영상 증폭기의 조립 방법에 의해 제조된 영상 증폭기의 사시도로서, (a)는 전체 도면이며, (b)는 세라믹링, 금속링 및 MCP가 형성된 부분에 대한 상세도이다.FIG. 1 is an exploded perspective view of parts applied to a method of assembling an image amplifier according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a flowchart for explaining a method of assembling an image amplifier according to an embodiment of the present invention, 3 is a perspective view of the image amplifier fabricated by the method of assembling the image amplifier of FIG. 2, wherein (a) is an overall view, and (b) is a detailed view of a portion where the ceramic ring, the metal ring and the MCP are formed.

먼저, 본 발명의 실시예에 의한, 영상 증폭기의 조립 방법에 적용되는 부품에 대해 설명하기로 한다. 영상 증폭기는, 도 1에 도시된 바와 같이, 출력 윈도우(형광체 스크린이 형성되어 있음)(10), 금속링(20), 세라믹링(30), 금속링(20), MCP(40), 금속링(20), 세라믹링(30), 금속링(20) 및 입력 윈도우(포토캐소드가 형성되어 있음)(50)가 차례대로 적층된 구조를 이룬다.First, components applied to a method of assembling an image amplifier according to an embodiment of the present invention will be described. 1, the image amplifier includes an output window 10 (in which a phosphor screen is formed), a metal ring 20, a ceramic ring 30, a metal ring 20, an MCP 40, a metal A ring 20, a ceramic ring 30, a metal ring 20, and an input window (in which a photocathode is formed) 50 are stacked in this order.

입력 윈도우(50)는 포토-이미터층(포토캐소드) 및 도전성 코팅을 가진 투명 재료로 이루어져 있다. 포토캐소드는 빛을 받으면 전자를 방출하는 역할을 하며, 광자의 에너지 영역을 결정한다.The input window 50 is made of a transparent material having a photo-emitter layer (photocathode) and a conductive coating. The photocathode is responsible for emitting electrons upon receiving light, and determines the energy region of the photons.

금속링(20)은 도전체를 재질로 하며 포토캐소드와 형광체 스크린의 접촉링 으로서의 역할을 함과 아울러 MCP(40)의 접촉 및 유지를 위한 링으로서의 역할을 한다.The metal ring 20 is made of a conductive material and serves as a contact ring between the photocathode and the phosphor screen and serves as a ring for contacting and holding the MCP 40.

세라믹링(30)은 절연체를 재질로 하며 금속링(20) 들을 절연시키는 역할을 한다. 세라믹링(30)의 재질은 2종류의 세라믹이 사용된다. 구체적으로 사용되는 세라믹은 포스테라이트(Mg2SiO3) 및 고밀도 알루미나(Al2O3)이다. 이와 같은 세라믹들의 주요 파라미터를 아래의 [표 1]에 나타내었다. 세라믹링(30)의 정확도는 링 베이스의 평탄도 및 링의 두께에 있어서 중요하다. 세라믹링(30)의 정확도는 5~10μm이다.The ceramic ring 30 is made of an insulator and serves to insulate the metal rings 20. Two kinds of ceramics are used for the material of the ceramic ring 30. Specifically, ceramics used are forsterite (Mg 2 SiO 3 ) and high-density alumina (Al 2 O 3 ). The main parameters of such ceramics are shown in Table 1 below. The accuracy of the ceramic ring 30 is important for the flatness of the ring base and the thickness of the ring. The accuracy of the ceramic ring 30 is 5 to 10 mu m.

재료/파리미터Material / parameter 포스테라이트(F1120) Forsterite (F1120) 고밀도 알루미나(96%)High density alumina (96%) 열팽창계수, ×10-6/KThermal expansion coefficient, × 10 -6 / K 9.79.7 7.27.2 절연내력, kV/mmDielectric strength, kV / mm 1717 1515 열전도율, W/m*KThermal conductivity, W / m * K 0.780.78 2424

세라믹링(30)은, 도 4의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 상, 하면에 반구형 홈이 링(ring) 형태로 형성되어 있다. 이 반구형 홈에는 인듐 땜납이 삽입되어 납땜 시 용융된 인듐 땜납에 의해 세라믹링(30)과 금속링(20)을 접합시킨다. As shown in Figs. 4 (a) and 4 (b), the ceramic ring 30 has hemispherical grooves formed on its upper and lower surfaces in the form of a ring. In this hemispherical groove, indium solder is inserted, and the ceramic ring 30 and the metal ring 20 are bonded to each other by the indium solder that is melted during soldering.

MCP(40)는 포토캐소드에서 방출되는 전자를 증폭하는 역할을 한다.The MCP 40 serves to amplify electrons emitted from the photocathode.

출력 윈도우(10)는 MCP(40)에 의해 증폭된 전자를 다시 빛으로 바꿔주는 형광면(phosphor screen)이 형성되어 있다.The output window 10 is formed with a phosphor screen for converting electrons amplified by the MCP 40 into light.

한편, 상기 입력 윈도우(50) 및 출력 윈도우(10)와 전극에 사용할 수 있는 재질의 열팽창 계수(CTE)가 아래의 [표 2]에 나와 있다. The CTE of the input window 50 and the output window 10 and the materials usable for the electrodes is shown in Table 2 below.

사파이어Sapphire 5.0 - 5.65.0 - 5.6 코바아Kobaa 4.5 - 5.24.5 - 5.2 티타늄titanium 8.158.15 구리Copper 16.716.7 용융 실리카Fused silica 0.3 - 0.70.3 - 0.7 광학유리 K8Optical glass K8 7.17.1

상기와 같은 부품들로 이루어진 본 발명의 실시예에 의한, 영상 증폭기의 조립 방법에 대해 설명하기로 한다.A method of assembling an image amplifier according to an embodiment of the present invention composed of the above-described components will be described.

도 2는 본 발명의 실시예에 의한, 영상 증폭기의 조립 방법을 설명하기 위한 플로우차트로서, 여기서 S는 스텝(step)을 의미한다.FIG. 2 is a flowchart for explaining a method of assembling an image amplifier according to an embodiment of the present invention, wherein S means step.

먼저, 세정 및 가스 제거 처리를 위한 부품 및 재료가 준비되고(S10), 입력 윈도우(50)를 제외한 부품들인 출력 윈도우(10), 금속링(20), 세라믹링(30), 금속링(20), MCP(40), 금속링(20), 세라믹링(30) 및 금속링(20)이 차례대로 적층된다(S20).First, components and materials for cleaning and degassing processes are prepared (S10) and the output window 10, the metal ring 20, the ceramic ring 30, the metal ring 20 The MCP 40, the metal ring 20, the ceramic ring 30, and the metal ring 20 are laminated in order (S20).

이어서, 상기 스텝(S20)에서 적층된 적층체 및 입력 윈도우(50)가 진공 챔버(미도시됨)로 투입되고(S30), 진공 챔버의 맨드렐에 적층체가 배치된다(S40).Subsequently, the laminated body and the input window 50 are put into a vacuum chamber (not shown) in step S20, and a laminate is placed on the mandrel of the vacuum chamber (S40).

맨드렐은 진공 챔버에 설치되며, 상호 고정된 위치에 부품들을 배치하고 유지하는 기능과, 외측 진공 챔버로부터의 명령에 따라 기계적인 가압[최대 0.3kg/mm(~0.3*107Pa)까지의 압력을 가짐]을 개시하는 기능과, 및 인덕션 히터에 의해 가열하는 기능을 한다.The mandrel is installed in the vacuum chamber and has the function of positioning and holding the components in mutually fixed positions and the mechanical pressurization (up to 0.3 kg / mm (~ 0.3 * 107 Pa) according to the command from the outer vacuum chamber , And a function of heating by the induction heater.

이후, 입력 윈도우(50)가 상기 스텝(S40)에 의해 맨드렐에 배치된 적층체의 상부에 배치되고(S50), 입력 윈도우(50)가 배치된 적층체가 설정 압력[최대 0.3kg/mm(~0.3*107Pa)까지의 압력]으로 기계적으로 가압되며(S60), 상기 스텝(S60)에서 가압된 적층체를 제 1 설정 온도(200~350℃)까지 히팅한다(S70). 여기서 히팅하기 위한 이유는 인듐 납땜을 위한 것이다.Thereafter, the input window 50 is disposed on the upper side of the laminate disposed in the mandrel by the above-mentioned step S40 (S50), and the laminate on which the input window 50 is disposed is set to a set pressure (maximum 0.3 kg / (Step S60). In step S60, the pressurized laminated body is heated to a first set temperature (200 to 350 DEG C). The reason for heating here is for indium soldering.

인듐 납땜 기술은 RF 튜브와는 달리, ICMOS의 높은 작동 온도를 기대하지 않기 때문에 조립의 간소화 등 여러 가지 장점이 있습니다. 비금속 표면의 납땜은 인듐 함유 땜납에 의해 실시될 수 있다. 인듐은 유리, 세라믹, 운모, 석영 및 금속 산화물 등의 물질을 습윤시킨다. 땜납과 비금속 표면 사이의 결합은 공중에 형성된 두께 800~100 옹스트롱의 산화 인듐 층의 비금속에 대한 접착에 기인한다. 접착 영역에서의 납땜 과정에서 추가적인 산화 인듐이 형성되고, 그것에 의해 최종 구성 요소의 접합이 이루어진다. 납땜 공정에서 인듐 산화물의 존재가 중요하기 때문에, 플럭스의 사용은 용납 될 수 없다. 그 사실과 관련해서 유기 용매 및 탈 이온수와 같은 적절한 용매를 사용하여 접합 표면의 정확한 철저한 세정이 필요하다. 납땜 유리의 경우, +350℃로 예열된 표면의 연결 시에 실리카, 광택이 있는 세라믹의 접착력이 증가한다. 얻어진 납땜 접합의 내구성은 약 0.3 ~ 0.5 kgf/mm2이다. 예를 들어 63Sn37Pb 땜납의 납땜 내구성은 5 ~ 7 kgf/mm2이다.Unlike RF tubes, indium soldering technology has many advantages, such as simplification of assembly because it does not expect high operating temperature of ICMOS. The soldering of the non-metallic surface can be carried out by the indium-containing solder. Indium wetts materials such as glass, ceramics, mica, quartz and metal oxides. The bond between the solder and the non-metallic surface is due to adhesion to the base metal of the indium oxide layer 800 to 100 Angstroms thick formed in the air. Additional indium oxide is formed during the brazing process in the adhesion zone, thereby bonding the final components. Since the presence of indium oxide is important in the brazing process, the use of flux can not be tolerated. In connection with this fact, it is necessary to thoroughly clean the bonding surface with a suitable solvent such as an organic solvent and deionized water. In the case of solder glass, the adhesion of silica, polished ceramics increases when the surface is preheated to + 350 ° C. The durability of the solder joint obtained is about 0.3 to 0.5 kgf / mm 2 . For example, the solder durability of 63Sn37Pb solder is 5 to 7 kgf / mm 2 .

도 5는 땜납 합금의 두께 50㎛(1), 30㎛(2) 및 20㎛(3)에 있어서의 내구성(Y축) 대 납땜 공정 동안에 적용되는 압력(X축)에 그래프이다. 납땜에 사용되는 인듐 합금은 52In48Sn, 100In, 90In10Ag 및 97In3Ag 이다. 처음 두 가지는 최선의 습윤성을 제공하며, 세 번째와 네 번째 것은 은 함량 때문에 뛰어난 내구성을 가진다. 이렇게 하여 저온 인듐 합금은 접착제의 대체물로 간주 될 수 있다. 5 is a graph of the durability (Y axis) versus the pressure (X axis) applied during the brazing process at thicknesses of 50 탆 (1), 30 탆 (2) and 20 탆 (3) of the solder alloy. The indium alloys used for soldering are 52In48Sn, 100In, 90In10Ag and 97In3Ag. The first two provide the best wettability, and the third and fourth have excellent durability due to their silver content. In this way, cold indium alloys can be regarded as alternatives to adhesives.

내구성과 불 침투성을 높이기 위해 압력 하에서의 납땜이 사용될 수 있다. 이 공정은 다음과 같다: 땜납 층(표면 코팅 형태 또는 20 ~ 50μm 호일 형태를 가짐) 표면의 세부 정보를 준비한 후, 오븐에 넣어 땜납의 용융 온도까지 가열한다. 그 후 가벼운 압력(0,3 ~ 0,5kgf/mm2)이 부품에 가해질 수 있다.Soldering under pressure can be used to enhance durability and impermeability. This process is as follows: The solder layer (with surface coating form or 20-50 μm foil shape) The surface details are prepared and then heated to the melting temperature of the solder in an oven. A slight pressure (0,3 to 0,5 kgf / mm 2 ) can then be applied to the part.

이어서, 상기 스텝(S70)에서 히팅된 적층체의 온도를 감소시키고(5 ~ 10분의 노출에 의해 온도가 원활하게 감소됨) 제 2 설정 온도(100 ~ 150 ℃)에서 적층체에 가해지는 압력을 해제한다(S80). Subsequently, the temperature of the laminated body heated in step S70 is decreased (the temperature is smoothly decreased by 5 to 10 minutes of exposure), and the pressure applied to the laminate at the second set temperature (100 to 150 DEG C) (S80).

스텝(S90)에서는 상기 스텝(S80)에 의해 압력 해제된 적층체를 실온으로 냉각하여 영상 증폭기를 획득하고 진공 챔버를 개방한다(S90).In step S90, the pressure-released laminated body is cooled to room temperature by the above-described step S80, an image amplifier is obtained, and the vacuum chamber is opened (S90).

스텝(S100)에서는 진공 챔버에서 영상 증폭기를 인출하여 시험한다. 여기서 시험은 영상 증폭기의 파장에 따른 광이득과 진공 챔버의 하우징 내의 진공도가 측정된다. In step S100, the image amplifier is drawn out from the vacuum chamber and tested. In this test, the optical gain according to the wavelength of the image amplifier and the degree of vacuum in the housing of the vacuum chamber are measured.

한편, 스텝(S20)은 진공 챔버 외부에서 부품들이 차례대로 적층되는 것을 예로 들었으나, 대신에 진공 챔버내에서도 부품들의 적층 공정을 수행할 수도 있다.On the other hand, in the step S20, the components are sequentially stacked outside the vacuum chamber, but the process of laminating the components may be performed in the vacuum chamber instead.

도 3은 도 2의 영상 증폭기의 조립 방법에 의해 제조된 영상 증폭기의 사시도로서, (a)는 전체 도면이며, (b)는 입력 윈도우 및 출력 윈도우가 제거된 도면으로서, 세라믹링, 금속링 및 MCP가 형성된 부분에 대한 상세도이다.FIG. 3 is a perspective view of an image amplifier fabricated by the method of assembling the image amplifier of FIG. 2, wherein (a) is an overall view, (b) is a view from which an input window and an output window are removed, The details of the portion where the MCP is formed.

본 발명의 실시예에 의한, 영상 증폭기의 조립 방법에 의하면, 세정 및 가스 제거 처리를 위한 부품 및 재료를 준비하는 공정; 입력 윈도우(포토캐소드가 형성되어 있음)를 제외한 부품들인 출력 윈도우(형광체 스크린이 형성되어 있음), 금속링, 세라믹링, 금속링, MCP, 금속링, 세라믹링 및 금속링을 차례대로 적층하는 공정; 상기 적층 공정에서 적층된 적층체 및 상기 입력 윈도우를 진공 챔버로 투입하는 공정; 상기 진공 챔버의 맨드렐에 상기 적층체를 배치하는 공정; 상기 입력 윈도우를 상기 적층체의 상부에 배치하는 공정; 상기 입력 윈도우가 배치된 적층체를 설정 압력으로 가압하는 공정; 상기 가압된 적층체를 제 1 설정 온도까지 히팅하는 공정; 상기 히팅된 적층체의 온도를 감소시키고 제 2 설정 온도에서 상기 적층체에 가해지는 압력을 해제하는 공정; 상기 압력 해제된 적층체를 실온으로 냉각하여 영상 증폭기를 획득하고 상기 진공 챔버를 개방하는 공정; 및 상기 진공 챔버에서 상기 영상 증폭기를 인출하여 시험하는 공정;을 포함하여 구성되어 있으므로, 즉, 진공 챔버 내의 맨드렐에 적층체를 배치하고 입력 윈도우를 적층하여 가압, 히팅, 냉각 등의 대부분의 과정을 진공 안에서 수행하기 때문에 진공 하우징의 소형화 및 효율화를 이룰 수 있으며, 특히 종래의 기술에서의 제작 후 진공이 아닌 진공 상태에서의 제작이 이루어지므로 제작 공정을 단축할 수 있고 제조비용을 낮출 수 있다.According to the method of assembling an image amplifier according to an embodiment of the present invention, a step of preparing parts and materials for cleaning and gas removal processing; A process of laminating an output window (in which a phosphor screen is formed), a metal ring, a ceramic ring, a metal ring, an MCP, a metal ring, a ceramic ring, and a metal ring in sequence except for an input window (in which a photocathode is formed) ; A step of injecting the laminated body and the input window in the laminating step into a vacuum chamber; Disposing the laminate on a mandrel of the vacuum chamber; Disposing the input window on an upper portion of the laminate; Pressing the laminate on which the input window is disposed with a set pressure; Heating the pressurized laminate to a first set temperature; Reducing the temperature of the heated laminate and releasing the pressure applied to the laminate at the second set temperature; Cooling the pressure-released laminate to room temperature to obtain an image amplifier and opening the vacuum chamber; And a step of drawing out and testing the image amplifier in the vacuum chamber. That is, the laminated body is disposed in a mandrel in a vacuum chamber, and the input window is stacked to perform most of processes such as pressing, heating, It is possible to reduce the size and efficiency of the vacuum housing. In particular, since the vacuum housing is manufactured in a vacuum state rather than a vacuum state after the manufacturing in the prior art, the manufacturing process can be shortened and the manufacturing cost can be reduced.

도면과 명세서에는 최적의 실시예가 개시되었으며, 특정한 용어들이 사용되었으나 이는 단지 본 발명의 실시형태를 설명하기 위한 목적으로 사용된 것이지 의미를 한정하거나 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.Although the best mode has been shown and described in the drawings and specification, certain terminology has been used for the purpose of describing the embodiments of the invention and is not intended to be limiting or to limit the scope of the invention described in the claims. It is not. Therefore, those skilled in the art will appreciate that various modifications and equivalent embodiments may be made without departing from the scope of the present invention. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

10: 출력 윈도우
20: 금속링
30: 세라믹링
30a: 반구형 홈
40: MCP
50: 입력 윈도우
10: Output window
20: metal ring
30: Ceramic ring
30a: hemispherical groove
40: MCP
50: Input window

Claims (8)

극미광 관측을 위한 고감도 영상센서의 관측 감도 향상을 위해 사용되는 영상 증폭기의 조립 방법으로서:
세정 및 가스 제거 처리를 위한 부품 및 재료를 준비하는 공정;
입력 윈도우(포토캐소드가 형성되어 있음)를 제외한 부품들인 출력 윈도우( 형광체 스크린이 형성되어 있음), 금속링, 세라믹링, 금속링, MCP, 금속링, 세라믹링 및 금속링을 차례대로 적층하는 공정;
상기 적층 공정에서 적층된 적층체 및 상기 입력 윈도우를 진공 챔버로 투입하는 공정;
상기 진공 챔버의 맨드렐에 상기 적층체를 배치하는 공정;
상기 입력 윈도우를 상기 적층체의 상부에 배치하는 공정;
상기 입력 윈도우가 배치된 적층체를 설정 압력으로 가압하는 공정;
상기 가압된 적층체를 제 1 설정 온도까지 히팅하는 공정;
상기 히팅된 적층체의 온도를 감소시키고 제 2 설정 온도에서 상기 적층체에 가해지는 압력을 해제하는 공정;
상기 압력 해제된 적층체를 실온으로 냉각하여 영상 증폭기를 획득하고 상기 진공 챔버를 개방하는 공정; 및
상기 진공 챔버에서 상기 영상 증폭기를 인출하여 시험하는 공정;을 포함하며,
상기 시험 공정에서는 상기 영상 증폭기의 파장에 따른 광이득이 측정되는, 영상 증폭기의 조립 방법.
A method of assembling an image amplifier used for improving the observation sensitivity of a high sensitivity image sensor for observing an ultra-violet light, comprising:
Preparing components and materials for cleaning and degassing treatment;
A process of laminating an output window (in which a phosphor screen is formed), a metal ring, a ceramic ring, a metal ring, an MCP, a metal ring, a ceramic ring, and a metal ring in sequence except for an input window (in which a photocathode is formed) ;
A step of injecting the laminated body and the input window in the laminating step into a vacuum chamber;
Disposing the laminate on a mandrel of the vacuum chamber;
Disposing the input window on an upper portion of the laminate;
Pressing the laminate on which the input window is disposed with a set pressure;
Heating the pressurized laminate to a first set temperature;
Reducing the temperature of the heated laminate and releasing the pressure applied to the laminate at the second set temperature;
Cooling the pressure-released laminate to room temperature to obtain an image amplifier and opening the vacuum chamber; And
And drawing and testing the image amplifier in the vacuum chamber,
Wherein the optical gain according to the wavelength of the image amplifier is measured in the testing step.
제 1 항에 있어서,
상기 가압 공정에서 가해지는 설정 압력은 최대 0.3kg/mm 인, 영상 증폭기의 조립 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the set pressure applied in the pressing step is 0.3 kg / mm at maximum.
제 1 항에 있어서,
상기 히팅 공정에서 히팅하는 제 1 설정 온도는 200 ~ 350℃ 이며, 히팅을 위해 인덕션 히터가 사용되는, 영상 증폭기의 조립 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the first set temperature for heating in the heating step is 200 to 350 DEG C, and an induction heater is used for heating.
제 1 항에 있어서,
상기 제 2 설정 온도는 100 ~ 150℃ 인, 영상 증폭기의 조립 방법.
The method according to claim 1,
And the second set temperature is 100 to 150 占 폚.
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 세라믹링은 상, 하면에 인듐 땜납이 삽입되는 반구형 홈이 링 형태로 형성되는, 영상 증폭기의 조립 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the ceramics ring has a hemispherical groove in which the indium solder is inserted into the upper and lower surfaces in a ring shape.
제 6 항에 있어서,
상기 인듐 땜납은 52In48Sn, 100In, 90In10Ag 및 97In3Ag 중의 어느 하나인, 영상 증폭기의 조립 방법.
The method according to claim 6,
Wherein the indium solder is one of 52In48Sn, 100In, 90In10Ag and 97In3Ag.
제 6 항에 있어서,
상기 인듐 땜납의 세라믹 링 접합 표면은 유기 용매, 탈 이온수와 같은 용매에 의해 세정이 이루어지는, 영상 증폭기의 조립 방법.
The method according to claim 6,
Wherein the bonding surface of the ceramic ring of the indium solder is cleaned by a solvent such as an organic solvent or deionized water.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US5493111A (en) * 1993-07-30 1996-02-20 Litton Systems, Inc. Photomultiplier having cascaded microchannel plates, and method for fabrication
JP2006522453A (en) * 2003-03-31 2006-09-28 リットン・システムズ・インコーポレイテッド Joining method of micro channel plate
KR20100120833A (en) * 2009-05-07 2010-11-17 주식회사 오이티 Method for forming ion barrier film on microchannel plate for the use of image intensifier tubes
KR101433689B1 (en) * 2013-05-03 2014-08-25 주식회사 벡트론 High vacuum jig for production bare tube of image intensifier tube

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5493111A (en) * 1993-07-30 1996-02-20 Litton Systems, Inc. Photomultiplier having cascaded microchannel plates, and method for fabrication
JP2006522453A (en) * 2003-03-31 2006-09-28 リットン・システムズ・インコーポレイテッド Joining method of micro channel plate
KR20100120833A (en) * 2009-05-07 2010-11-17 주식회사 오이티 Method for forming ion barrier film on microchannel plate for the use of image intensifier tubes
KR101433689B1 (en) * 2013-05-03 2014-08-25 주식회사 벡트론 High vacuum jig for production bare tube of image intensifier tube

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