本发明涉及软x射线探测的
技术领域：
，特别涉及一种应用于高压力差封装的软x射线滤光膜。
背景技术：
：x射线探测器有时需要工作在真空环境，而x射线源则在真空腔室外，为保证x射线顺利到达探测器并阻止可见光进入真空腔室，同时保证真空腔室的气密性，需要一个可以抗一个大气压以上的过滤x射线的装置；另外应用于真空环境的气体室类x射线探测器也需要可以透过x射线的装置来进行封装，传统的封装技术是利用铍片结合钎焊或胶合的工艺进行真空封装。由于铍片较脆，对于较薄的铍片不容易封装加工，在保证低能x射线透过率的前提下，其抗压能力弱，且铍蒸气有毒，在某些对x射线透过率要较高的场合，不能满足真空封装的需求。技术实现要素：为了克服现有缺陷，本发明的一个目的是提供一种可透过软x射线，阻止紫外、红外及可见光透过，并可抵抗一个大气压以上压力差的软x射线滤光膜。本发明一方面提供一种软x射线滤光膜，包括：聚酰亚胺薄膜，具有相对的第一表面和第二表面；镍网框，设置于所述聚酰亚胺薄膜的第一表面周边；以及铝膜，设置于所述聚酰亚胺薄膜的所述第一和第二表面。根据本发明的一实施方式，所述软x射线滤光膜还包括镍网，所述镍网边缘与所述支撑镍框相连接且所述镍网与所述镍框一体形成。根据本发明的另一实施方式，所述镍网为蜂窝状六边形拓扑结构。根据本发明的另一实施方式，所述镍网的厚度为40-500微米。根据本发明的另一实施方式，所述镍框通过微电铸形成在所述聚酰亚胺薄膜的第一表面。根据本发明的另一实施方式，所述镍框和所述镍网通过微电铸一体地形成在所述聚酰亚胺薄膜的第一表面。根据本发明的一实施方式，所述聚酰亚胺薄膜的厚度为0.05微米以上。根据本发明的另一实施方式，所述铝膜的厚度为80-800纳米。根据本发明的另一实施方式，所述铝膜通过蒸镀或溅射形成于所述聚酰亚胺薄膜的第一和第二表面。与现有技术相比，本发明的软x射线滤光膜的制备方法具有如下有益效果：聚酰亚胺(pi)薄膜增强滤光膜的力学强度及韧性，镍框提供封装接口，便于封装。并且，制备本发明的抗压力软x射线滤光膜生产过程无毒，容易加工，解决低能段x射线高透过率的力学强度的要求。更进一步软x射线滤光膜可以包括镍网以减薄聚酰亚胺的厚度，并能够保证滤光膜的力学强度及抗压能力。附图说明通过参照附图详细描述其示例实施方式，本发明的上述和其它特征及优点将变得更加明显。图1a和图1b是本发明的软x射线滤光膜制备方法的流程示意图；图2a至图2i是本发明的软x射线滤光膜制备方法的工艺流程示意图；图3a和图3b是本发明制备的软x射线滤光膜的初样产品封装前后图；图4是本发明制备的没有镍网的软x射线滤光膜的抗压性能与pi薄膜厚度的关系；图5是本发明制备的具有镍网的软软x射线滤光膜的抗压性能与pi薄膜厚度的关系；图6是本发明制备的软x射线滤光膜对软x射线波段的透过率示意图；以及图7本发明制备的软x射线滤光膜对可见光及紫外光的透过率示意图。其中，附图标记说明如下：201基板；202聚酰亚胺薄膜；203第一光刻胶层；204导电种子层；205第二光刻胶层；206镍网；207铝膜。具体实施方式现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中，为了清晰，夸大了区域和层的厚度。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。如图2i所示，本发明的软x射线滤光膜，包括聚酰亚胺(pi)薄膜202、设置于聚酰亚胺薄膜202第一表面周边的镍框(图中未示出)的和形成于聚酰亚胺薄膜202第一和第二表面的铝膜207。镍框为封装提供接口，便于封装。如图2i所示，软x射线滤光膜更进一步还包括镍网206。镍网206与镍框一体地形成于于聚酰亚胺膜的第一表面。镍网206的作用是加强滤光膜的力学强度及抗压能力。聚酰亚胺薄膜202的作用是加强滤光膜的力学强度及韧性。聚酰亚胺薄膜202的厚度优选为0.05微米以上，具体厚度可以根据选择的镍网的厚度、镍网的结构(即网孔的形状、孔径等)、对x射线透过率及承受封装压力等要求而定。镍框可以通过微电铸的方法直接形成于聚酰亚胺薄膜202的第一表面。当包括镍网206时，可以通过微电铸的方法直接将镍框和镍网206一体地形成在聚酰亚胺薄膜202的第一表面。镍网206的网孔可以是四边形、三角形、圆形、蜂窝状六边形拓扑结构等任何几个形状。优选镍网206为蜂窝状六边形拓扑结构，六边形的边长可以根据实际能力的需要进行设计，保证滤光膜的抗压能力。镍网206的厚度为40-500微米，镍网206的厚度根据聚酰亚胺薄膜202的厚度以及封装时内外压力差的大小而定。如果聚酰亚胺薄膜202厚度较厚，例如聚酰亚胺薄膜202大于3微米，可取消镍网206。铝膜207的作用是透过x射线，阻止可见光透过滤光膜。铝膜207可以通过蒸镀或溅射，例如真空蒸镀等技术形成在聚酰亚胺薄膜202的第一和第二表面。铝膜207的厚度为80-800纳米，具体厚度根据对x射线透过率及阻止可见光的程度而定。以下以包括镍网的软x射线滤光膜为例，解释说明本发明的发明构思，并不意在限定本发明。本领域技术人员可以理解，本发明的滤光膜不包括镍网也可以实现本发明的目的。参照图1a、图1b、图2a-图2i，x射线滤光膜的制备方法，包括以下步骤：步骤s1，在基板201上形成聚酰亚胺薄膜202；步骤s2，在聚酰亚胺薄膜202的第一表面形成镍框和镍网206；步骤s3，去除基板201；以及步骤s4，在聚酰亚胺薄膜202的第一和第二表面形成铝膜207。步骤s1进一步包括以下步骤：步骤s11，将二酐与二胺在溶剂中合成聚酰胺酸溶液；步骤s12，将聚酰胺酸溶液通过旋涂方法在基板201表面形成聚酰胺酸膜；以及步骤s13，通过环化将聚酰胺酸膜亚胺化形成聚酰亚胺薄膜202。在步骤s11中，将二酐与二胺在溶剂，例如非质子极性溶剂中合成聚酰胺酸(polyamicarid,paa)溶液。二胺可以是4,4′-二氨基二苯醚、对苯二胺、4,4′-二氨基二苯砜、以及它们的类似物，它们可以单独使用，或按任意比例混合使用。二酐可以均苯四酸二酐、3,3′,4,4′-联苯四羧酸二酐、3,3′,4,4′-二苯甲酮四羧酸二酐、以及它们的类似物，它们可以单独使用，或按任意比例混合使用。非质子极性溶剂包含n，n-二甲基甲酰胺、n，n-二甲基乙酰胺、n-甲基-2-吡咯烷酮。在步骤s12中，将步骤s1中制得的聚酰胺酸溶液利用旋涂方法在基板201表面形成超薄聚酰胺酸膜。若步骤s1中制得的聚酰胺酸溶液黏度过高可以用非质子极性溶剂稀释至适合旋涂的黏度。在步骤s13中，利用高温环化的方式，将涂敷在基板201上的聚酰胺酸膜亚胺化得到超薄聚酰亚胺薄膜202。旋涂用的基板201可以是硅片、石英片或者玻璃片。聚酰胺酸膜的高温环化温度为350-400℃，时间大约为4-5小时。在高温环化之前，可以先将聚酰胺酸膜在80℃条件下烘10分钟，以烘干大部分溶剂。步骤s2进一步包括以下步骤：步骤s21，在基板201上支撑的聚酰亚胺薄膜的第一表面涂覆光刻胶，经光刻显影后形成第一光刻胶层203；步骤s22，在基板201支撑的聚酰亚胺薄膜202表面及第一光刻胶层203表面形成导电种子层204；步骤s23，去除第一光刻胶层203以及覆盖在第一光刻胶层203表面的导电种子层204；步骤s24，在基板201支撑的聚酰亚胺薄膜202及支撑导电种子层204表面涂覆光刻胶，其厚度大于镍框和镍网206的厚度，经光刻显影后去除导电种子层204上方的光刻胶，形成第二光刻胶层205；步骤s25，在导电种子层204表面微电铸镍框和镍网206，镍框和镍网206的厚度不超过第二光刻胶层205的厚度；以及步骤s26，去除聚酰亚胺薄膜202表面的残留的第二光刻胶层205。在步骤s21中，光刻胶可以是常用光刻胶，例如但不限于az4620光刻胶。对光刻胶层光刻显影后形成与镍框和镍网206的图案互补的第一光刻胶层203，第一光刻胶层203的厚度为5-20微米。在步骤s22中，可以通过蒸镀或溅射，例如不限于真空蒸镀形成导电种子层204。导电种子层204包括cr/cu，cr/au，ti/cu或ti/au，厚度为50/50纳米。在步骤s23中，去除第一光刻胶层203以及覆盖在第一光刻胶层203表面的导电种子层204，留下直接真空蒸镀在聚酰亚胺薄膜202表面的导电种子层204，与镍框和镍网206的图案一致。去除第一光刻胶层203用的去胶剂可以是丙酮等有机溶剂。在步骤s24中，在基板201支撑的聚酰亚胺薄膜202及导电种子层204表面涂覆第二光刻胶，其厚度大于镍框和镍网的厚度，经光刻显影后，去除导电种子层204上方的第二光刻胶，余下的第二光刻胶层205与镍框和镍网206的图案互补。第二光刻胶层包括su8系列光刻胶，kmpr和az50xt系列光刻胶以及用于x光源光刻的pmma光刻胶。在步骤s25中，在导电种子层204表面微电铸镍框和镍网206，镍网206的厚度40-500微米，不超过第二光刻胶层205的厚度。微电铸镍框和镍网206可以是，但不限于，氨基磺酸镍体系，其中氨基磺酸镍为500-600g/l，氯化镍为5-15g/l，硼酸为30-40g/l，ph值为3.5-4.5，阴极电流密度为8-90a/dm2。在步骤s26中，去除聚酰亚胺薄膜202表面的残留的第二光刻胶层205。去除第二光刻胶层时配合光刻胶匹配的去胶剂，例如su8系列光刻胶配合使用omnicoattm。形成镍框和镍网206后，进行步骤s3，去除基板201。去除基板可以是将基板放入超纯水中80℃煮，直至基板脱落。最后进行步骤s4，在具有镍框和镍网206的聚酰亚胺薄膜202正反两面蒸镀铝膜，铝膜207厚度为80-800纳米。镀铝的方式可以用真空热蒸镀、电子束蒸镀或者磁控溅射等方式。制备的软x射线滤光膜的初样产品封装前后如图3a和图3b所示。表1示出测试不同厚度聚酰亚胺薄膜的爆破压。图4是没有镍网的软x射线滤光膜的抗压性能与聚酰亚胺(pi)薄膜厚度的关系。从表1和图4可以看出聚酰亚胺薄膜承受的爆破压与其厚度成正比。当聚酰亚胺薄膜的厚度大于2.5微米时，能够承受爆破压在1巴以上，能够承受x射线探测器的封装压力。优选，没有镍网的软x射线滤光膜，即聚酰亚胺的厚度在3微米以上，以承受x射线探测器的封装压力。表1：不同厚度聚酰亚胺薄膜的爆破压厚度(nm)35162856244621581745149612651100爆破压(巴)1.471.241.090.840.650.670.640.57图5是具有镍网的软x射线滤光膜的抗压性能与pi薄膜厚度的关系。镍网采用蜂窝状六边形拓扑结构，六边形边长为1mm，镍网的厚度为1.1微米。从图中可以看出，具有镍网的软x射线滤光膜的抗压性能与聚酰亚胺薄膜的厚度成正比。从图5中，可以看出镍网支撑的40微米左右的聚酰亚胺样品至少可以承受3个大气压。可以理解，软x射线滤光膜的抗压性能与镍网的厚度成正比。考虑成本及实际需要承受的压力，镍网的厚度优选为40-500微米。图6是结构为al/pi/al＝100nm/700nm/100nm软x射线滤光膜对不同能量的x射线的透过率示意图。图7是结构为al/pi/al＝100nm/700nm/100nm软x射线滤光膜对可见光和紫外光的透过率示意图。从图6和7中可以看出，随着x射线能量的增加，除了几种特定元素的吸收限之外，x射线透过率逐渐增加。对于1kev以上的x射线，其透过率可以达70％以上。而可见光和紫外光的透过率几乎为零。从而验证了本发明提供的软x射线遮光膜及达到仅透过软x射线而阻止其它光线的效果。该方法制备的x射线滤光膜特别适用于低能x射线波段。其中镍框为封装提供接口，便于封装。更进一步本发明的滤光膜还可以包括镍网以减薄聚酰亚胺的厚度，并能够保证滤光膜能够满足封装要求的抗压能力。现有的技术聚酰亚胺薄膜202的厚度可以最小做到50纳米左右，为了保证滤光膜的承受强度镍网206的结构和厚度可以根据实际性能的需要进行设计。此厚度的聚酰亚胺薄膜202对低能x射线的透过率影响较小，打破了传统铍片封装在低能x射线应用中的局限。当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。当前第1页12