一种X射线波带片的封装方法及系统与流程

一种x射线波带片的封装方法及系统
技术领域
[0001]
本发明涉及波带片封装领域，特别是涉及一种x射线波带片的封装方法及系统。


背景技术：

[0002]
x射线波长在0.01nm-10nm之间，利用x射线波段的显微技术可以看到物体内部尺寸更小的结构。x射线波段的显微技术分辨率更高，可用于物质的无损检测和三维显微成像，具有对厚样品进行纳米分辨成像的潜力。波带片是x射线显微成像技术的核心元件，其分辨率与波带片最外环宽度基本相当，因此要实现x射线高分辨率的探测和成像，需要缩小波带片的最外环宽度。同时，为提高波长更短的硬x射线的衍射效率，需要增加波带片的高度，使得相邻两个波带之间的位相差为π，所以高分辨率、大高宽比的波带片制备是其发展方向。
[0003]
目前，研究人员主要利用电子束曝光与x射线光刻技术来制备x射线波带片，已报道的波带片最高分辨率达12nm，高宽比为2.5：1，衍射效率仅为0.6％，这种制作工艺不仅复杂，价格昂贵，而且难以制备同时具有纳米级最外环宽度和超大高宽比的x射线波带片，限制了波带片在硬x射线领域的应用。
[0004]
多层膜法适合制备大高宽比的x射线波带片，即通过溅射的方法在旋转的细丝上交替沉积两种材料，然后将其切成薄片，再将薄片抛光、减薄到所要求的厚度。采用该工艺制备的x射线波带片是一个直径为几微米到几百微米、厚度一般为亚10微米的圆形薄片，在操作过程中很容易被损坏或丢失，因此将其封装成可宏观观察、便于移动和操作的毫米级以上尺寸的部件是非常必要的。目前多层膜法制备的波带片主要采用将波带片转移并固定在专用金属载网上的方法完成封装，此方法的主要难点在于难以保证波带片垂直固定在专用金属在网上，也就难以保证成像过程中波带片与入射x射线的垂直，难以获得高质量的x射线图像。


技术实现要素：

[0005]
本发明的目的是提供一种x射线波带片的封装方法及系统，使封装后波带片紧贴并牢固固定在氮化硅薄膜上，可以确保成像过程中波带片与入射x射线的垂直性，有利于提高x射线成像的质量。
[0006]
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
[0007]
一种x射线波带片的封装方法，包括：
[0008]
获取待封装的x射线波带片的高度；
[0009]
根据所述高度对镀有x射线波带片的多层膜结构的细丝进行切割和抛光；
[0010]
采用微操作臂将切割和抛光后的波带片移动到氮化硅薄膜窗口上；
[0011]
利用feb/fib沉积技术将所述切割和抛光后的波带片固定在所述氮化硅薄膜窗口上。
[0012]
可选的，所述获取待封装的x射线波带片的高度，具体包括：
[0013]
利用确定待封装的x射线波带片的高度；
[0014]
其中，k＝2π/λ；β1、β2为两种材料的吸收项，δ1、δ2为两种材料的相位项，t为波带片高度。
[0015]
可选的，所述根据所述高度对镀有x射线波带片的多层膜结构的细丝进行切割和抛光，具体包括：
[0016]
根据所述高度，采用聚焦离子束对镀有x射线波带片的多层膜结构的细丝进行切割和抛光。
[0017]
可选的，所述氮化硅薄膜窗口的厚度为100nm或200nm。
[0018]
一种x射线波带片的封装系统，包括：
[0019]
高度获取模块，用于获取待封装的x射线波带片的高度；
[0020]
切割和抛光模块，用于根据所述高度对镀有x射线波带片的多层膜结构的细丝进行切割和抛光；
[0021]
移动模块，用于采用微操作臂将切割和抛光后的波带片移动到氮化硅薄膜窗口上；
[0022]
封装模块，用于利用feb/fib沉积技术将所述切割和抛光后的波带片固定在所述氮化硅薄膜窗口上。
[0023]
可选的，所述高度获取模块具体包括：
[0024]
高度确定单元，用于利用确定待封装的x射线波带片的高度；
[0025]
其中，k＝2π/λ；β1、β2为两种材料的吸收项，δ1、δ2为两种材料的相位项，t为波带片高度。
[0026]
可选的，所述切割和抛光模块具体包括：
[0027]
切割和抛光单元，用于根据所述高度，采用聚焦离子束对镀有x射线波带片的多层膜结构的细丝进行切割和抛光。
[0028]
可选的，所述氮化硅薄膜窗口的厚度为100nm或200nm。
[0029]
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
[0030]
本发明所提供的一种x射线波带片的封装方法及系统，将镀有x射线波带片多层膜结构的细丝切割并抛光成所需高度的薄片；随后采用微操作臂将波带片移动到选定的厚度为100nm或200nm的氮化硅薄膜窗口上，并用feb/fib沉积技术将波带片固定在该氮化硅薄膜窗口上，即可完成封装。确保波带片横截面紧贴并牢固固定在氮化硅薄膜上，便于对波带片进行操作。
附图说明
[0031]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图
获得其他的附图。
[0032]
图1为本发明所提供的一种x射线波带片的封装方法流程示意图；
[0033]
图2为本发明所提供的一种x射线波带片的封装系统结构示意图。
具体实施方式
[0034]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0035]
本发明的目的是提供一种x射线波带片的封装方法及系统，使封装后波带片紧贴并牢固固定在氮化硅薄膜上，可以确保成像过程中波带片与入射x射线的垂直性，有利于提高x射线成像的质量。
[0036]
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
[0037]
图1为本发明所提供的一种x射线波带片的封装方法流程示意图，如图1所示，本发明所提供的一种x射线波带片的封装方法，包括：
[0038]
s101，获取待封装的x射线波带片的高度。
[0039]
s101具体包括：
[0040]
利用确定待封装的x射线波带片的高度。
[0041]
其中，k＝2π/λ；β1、β2为两种材料的吸收项，δ1、δ2为两种材料的相位项，t为波带片高度。
[0042]
s102，根据所述高度对镀有x射线波带片的多层膜结构的细丝进行切割和抛光。
[0043]
s102具体包括：
[0044]
根据所述高度，采用聚焦离子束对镀有x射线波带片的多层膜结构的细丝进行切割和抛光。工作时将离子束聚焦在被切割或抛光样品表面，并设定刻蚀的区域，一定时间后即可将样品切割或抛光。
[0045]
聚焦离子束技术是一种利用高强度聚焦离子束对材料进行纳米加工、制造的方法。高能聚焦离子束轰击样品时，其动能会传递给样品中的原子分子，产生溅射效应，从而达到不断刻蚀即切割和抛光样品的效果。工作时将离子束聚焦在被切割样品表面，并设定刻蚀的区域，一定时间后即可将样品切割或抛光。
[0046]
s103，采用微操作臂将切割和抛光后的波带片移动到氮化硅薄膜窗口上。
[0047]
s104，利用feb(聚焦电子束)/fib(聚焦离子束)沉积技术将所述切割和抛光后的波带片固定在所述氮化硅薄膜窗口上。所述氮化硅薄膜窗口的厚度为100nm或200nm。窗口尺寸为1mm*1mm、2mm*2mm等。
[0048]
feb/fib沉积技术是将eb(电子束)/ib(离子束)聚焦在待沉积点或区域，然后将待沉积材料的气体通入到焦点处，利用feb/fib的电离效应实现材料的诱导沉积。
[0049]
封装完成后，波带片截面紧贴并固定于氮化硅薄膜窗口上。将波带片截面紧贴在
光滑平整的氮化硅薄膜上，利用波带片截面和氮化硅薄膜这两个光滑平面的紧密贴合保证了波带片截面严格平行于氮化硅薄膜平面，亦即平行于硅衬底表面。封装后的波带片可以容易地将波带片准确安装在x射线成像系统中，并确保入射x射线垂直地照射在波带片上。
[0050]
封装后波带片紧贴并牢固固定在氮化硅薄膜上，便于波带片应用过程中波带片与入射x射线的垂直性调节，有利于提高x射线成像的质量。
[0051]
封装后的波带片尺寸已经在几个毫米量级，完全可以凭借宏观的手段进行移动和安装，可以有效提高安装效率和安装精确度，特别是确保波带片与入射x射线的垂直度。
[0052]
图2为本发明所提供的一种x射线波带片的封装系统结构示意图，如图2所示，本发明所提供的一种x射线波带片的封装系统，包括：
[0053]
高度获取模块201，用于获取待封装的x射线波带片的高度。
[0054]
切割和抛光模块202，用于根据所述高度对镀有x射线波带片的多层膜结构的细丝进行切割和抛光。
[0055]
移动模块203，用于采用微操作臂将切割和抛光后的波带片移动到氮化硅薄膜窗口上。
[0056]
封装模块204，用于利用feb/fib沉积技术将所述切割和抛光后的波带片固定在所述氮化硅薄膜窗口上。
[0057]
所述高度获取模块201具体包括：
[0058]
高度确定单元，用于利用确定待封装的x射线波带片的高度。
[0059]
其中，k＝2π/λ；β1、β2为两种材料的吸收项，δ1、δ2为两种材料的相位项，t为波带片高度。
[0060]
所述切割和抛光模块202具体包括：
[0061]
切割和抛光单元，用于根据所述高度，采用聚焦离子束对镀有x射线波带片的多层膜结构的细丝进行切割和抛光。
[0062]
所述氮化硅薄膜窗口的厚度为100nm或200nm。
[0063]
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
[0064]
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。