离子过滤器以及其制造方法与流程

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离子过滤器以及其制造方法与流程

本发明涉及使用于电子放大器的离子过滤器以及其制造方法。

关于承认通过参照文献而引用的指定国,将2014年9月17日在日本申请的日本特愿2014-189317号所记载的内容通过参照而引入本说明书,并作为本说明书的记载的一部分。



背景技术:

已知一种具备电子放大膜的气体电子放大器(专利文献1)。

专利文献1:日本特开2007-234485号公报

这种气体电子放大器使检测对象的放射线入射,使用具备许多的贯通孔的电子放大膜,利用电子雪崩效应使因放射线与气体的光电效应而产生的相互作用而从气体原子飞出的电子放大,对其电信号进行检测。

在使电子放大时,产生与放大的电子数目相同的阳离子。因电子放大膜的贯通孔内部的电场的影响,阳离子向与电子的移动方向相反方向行进。

另外,由于质量相对较大的阳离子的移动速度比电子的移动速度慢,所以存在气体电子放大器的内部中以取决于电子放大膜的形状的形状(例如平板状)集中而滞留,生成电场的情况。

由于因阳离子而形成的电场使测量的电子的移动方向发生变化,所以产生给时间投影室(tpc:timeprojectionchamber)等气体检测器的检测精度带来影响的、所谓阳离子问题。

对于该阳离子问题,以往已知通过在电子放大器上设置线电极,并利用从线电极产生的电场来防止阳离子的行进的手法。

然而,产生在高磁场下所使用的线电极的附近产生e×beffect,移动的电子的轨道在线电极的附近扭曲这样的其它的问题。

另外,在防止阳离子的行进时,若甚至妨碍了电子的移动,则存在检测精度降低这个问题。

这样,在以往,寻求一种抑制给电子的移动以及移动的电子的轨道带来的影响,并且防止阳离子的行进的手段。

本发明要解决的课题是提供一种抑制给电子的移动以及移动的电子的轨道带来的影响,并且防止阳离子的行进的离子过滤器。



技术实现要素:

[1]本发明通过提供一种离子过滤器来解决上述课题,该离子过滤器是使用于电子放大器的离子过滤器,并具有:绝缘性基材;第一导电层,形成在上述绝缘性基材的一个主面上;第二导电层,形成在上述绝缘性基材的另一主面上;以及多个贯通孔,沿着上述绝缘性基材的厚度方向而形成,上述第一导电层的第一厚度和上述第二导电层的第二厚度不同。

[2]在上述发明中,通过如下那样构成而解决上述课题,即,将上述绝缘性基材的一个主面配置于上述电子放大器中的电子的移动方向的下游侧,将上述绝缘性基材的另一主面配置于上述电子放大器中的电子的移动方向的上游侧,并使形成在上述绝缘性基材的一个主面上的上述第一导电层的上述第一厚度比上述第二导电层的上述第二厚度厚。

[3]在上述发明中,通过如下那样构成而解决上述课题,即,上述离子过滤器与上述电子放大器具备的电子放大膜配合设置,将上述绝缘性基材的一个主面配置于上述电子放大膜侧,并使形成在该一个主面上的上述第一导电层的上述第一厚度比形成在上述另一主面上的上述第二导电层的上述第二厚度厚。

[4]在上述发明中,通过由第一材料形成上述第一导电层的表面部,由与第一材料不同的第二材料形成上述第二导电层的表面部,从而解决上述课题。

[5]在上述发明中,通过使上述第一厚度为上述第二厚度的30倍以下,从而解决上述课题。

[6]在上述发明中,通过使上述贯通孔的开口率为75%以上,从而解决上述课题。

[7]本发明通过提供一种制造方法而解决上述课题,该制造方法具有:准备基材的工序,上述基材具备:绝缘性基材、形成在上述绝缘性基材的一个主面上的导电层、和形成在上述绝缘性基材的另一主面上且厚度比形成在上述一个主面上的导电层薄的导电层;将形成在上述一个主面上的导电层的规定区域除去来形成规定图案的第一导电层的工序;从上述一个主面侧照射激光或者使用蚀刻液来将上述绝缘性基材的与上述规定区域对应的区域除去的工序;以及使蚀刻液从除去上述规定区域的上述基材的两面侧起作用来将形成在上述另一主面上的导电层中的与上述规定区域对应的区域除去的工序。

[8]本发明通过提供一种制造方法而解决上述课题,该制造方法具有:准备基材的工序,上述基材具备:绝缘性基材、形成在上述绝缘性基材的一个主面上的导电层、和形成在上述绝缘性基材的另一主面上且厚度比形成在上述一个主面上的导电层薄的导电层;将形成在上述一个主面上的导电层的规定区域除去来形成规定图案的第一导电层的工序;从上述一个主面侧照射激光或者使用蚀刻液来将上述绝缘性基材的与上述规定区域对应的区域除去的工序;利用蚀刻抗蚀剂覆盖形成在上述绝缘性基材的上述另一主面上的导电层的表面的工序;以及使蚀刻液从除去上述规定区域的上述基材的上述一个主面侧起作用来将形成在上述另一主面上的导电层中的与上述规定区域对应的区域除去的工序。

根据本发明,能够提供一种抑制给电子的移动以及移动的电子的轨道带来的影响,并且防止阳离子的行进的离子过滤器。

附图说明

图1是本发明的实施方式的电子放大器的结构图。

图2a是示意性地表示本发明的实施方式的离子过滤器的一个例子的立体图。

图2b是示意性地表示本发明的实施方式的离子过滤器的一个例子的俯视图。

图2c是示意性地表示沿着图2b所示的iic-iic线的剖面的第一例子的剖视图。

图2d是示意性地表示沿着图2b所示的iic-iic线的剖面的第二例子的剖视图。

图3(a)(b)(c)(d)是用于说明本实施方式的离子过滤器的第一制造方法的图。

图4(a)(b)(c)(d)(e)是用于说明本实施方式的离子过滤器的第二制造方法的图。

具体实施方式

以下,基于附图,对本发明的实施方式进行说明。在本实施方式中,以将本发明所涉及的离子过滤器应用于作为电子放大器之一的气体电子放大器的情况为例进行说明。在本说明书中,将气体电子放大器称为电子放大器。本实施方式的电子放大器100用于检测带电粒子、伽马射线、x射线、中子或紫外线等放射线。这种电子放大器使检测对象的放射线入射,并利用电子雪崩效应使因放射线与气体的光电效应而产生的相互作用而从气体原子飞出的光电子放大,将放射线作为电信号检测。

图1是本实施方式中的电子放大器100的结构图。

如图1所示,本实施方式的电子放大器100具有配置在腔室cb内的电极5、离子过滤器10、电子放大膜2、和检测电极3。未图示的电源向电极5、离子过滤器10、电子放大膜2、以及检测电极3供给电力。本实施方式的电子放大器100使用于时间投影室(tpc:timeprojectionchamber)等气体检测器1。气体检测器1具备从电子放大器100的检测电极3获取检测信号的检测器4。以下对各构成进行说明。

腔室cb形成被检测用气体充满的空间。作为腔室cb中所填充的检测用气体,一般使用稀有气体和猝灭气体的组合。作为稀有气体,例如包含he、ne、ar、xe等。作为猝灭气体,例如包含co2、ch4、c2h6、cf4、c4h10等。并未特别限定,但优选稀有气体中混合的猝灭气体的混合比率为5~30%。

电极5在腔室cb内形成电场。电离出的电子在该电场中向作为阳极发挥作用的检测电极3侧漂移移动。

电子放大膜2使电子放大。

对于本实施方式中所使用的电子放大膜2,片状的绝缘性基材的两主面形成铜等的导电层,并具有许多的贯通孔。电子放大膜2的贯通孔沿与绝缘性基材的主面大致垂直的方向延伸。通过对形成在绝缘性基材的两主面上的导电层给予数百v的电位差而在贯通孔的内部形成高电场。若电子进入该贯通孔内部,则被急剧地加速。加速后的电子使周围的气体分子电离,在贯通孔内部中电子被雪崩式地放大(电子雪崩效应)。此外,电子放大膜2也被称为gem:gaselectronmultiplier。

虽然并未特别限定,但电子放大膜2的厚度为数百μm左右。作为一个例子,已知贯通孔的直径为70[μm]左右、间距为140[μm]左右的例子。贯通孔的间隔为数百μm左右。电子放大膜2的贯通孔30的开口率为23%左右。作为构成电子放大膜2的绝缘性基材的材料,例如能够使用聚酰亚胺、液晶聚合物等高分子聚合物材料。作为构成电子放大膜2的导电层的材料,例如能够使用铜、铝、金、或者硼等。电子放大膜2的导电层可以通过在绝缘性材料上溅射蒸镀导电性材料来形成,可以通过镀敷处理来形成,也可以通过层压处理来形成。

检测电极3对因电子雪崩效应而被倍增的电子进行检测,并将检测信号送出给检测器4。检测器4基于获取到的信号来运算各种检测数据。虽然并未特别限定,但检测数据被使用于带电粒子的飞行轨迹的测量、入射粒子的位置、能量的测量等。

在腔室cb内,电子沿着箭头所示的移动方向e移动。在电子的移动方向上,电极5侧为上游侧,检测电极3侧为下游侧。

接着,对本实施方式的离子过滤器10进行说明。

如前述,在通过气体的电离而将电子数放大时,生成数目相同的阳离子。该阳离子中有的从电子放大膜2的贯通孔的中央通过电子放大膜2,向漂移区域dr移动(反馈)。由于阳离子的漂移速度较慢,所以阳离子长时间在漂移区域中以取决于电子放大膜2的形状的形状(例如电子放大膜2的形状即平板状)滞留成一堆,在漂移区域dr中形成了局部地离子密度较高的场所。由此,使漂移区域dr的电场扭曲。在腔室内存在磁场的情况下,若漂移的电子被给予e×beffect,则有时位置分辨率降低。

本实施方式的离子过滤器10具有以伴随着电子放大而产生的阳离子不向漂移区域dr侧(与电子的移动方向e相反方向)移动方式进行捕集的功能。

本实施方式的离子过滤器10具有绝缘性基材、形成在该绝缘性基材的一个主面上的第一导电层、形成在该绝缘性基材的另一主面上的第二导电层、和沿着该绝缘性基材的厚度方向所形成的多个贯通孔。

图2a、图2b、图2c以及图2d是示意性地表示本实施方式的离子过滤器10的一个例子的图。

图2a是本实施方式的离子过滤器10的立体图,图2b是本实施方式的离子过滤器10的俯视图。如各图所示,本实施方式的离子过滤器10具备贯通孔30。在相邻的贯通孔30之间形成凸缘20。贯通孔30被凸缘20包围。凸缘20构成贯通孔30的内壁。贯通孔30形成沿着离子过滤器10的主面的开口部31。

虽然并未特别限定,但在本实施方式的离子过滤器10中,贯通孔30的开口率为75%以上。在本实施方式中,贯通孔30的开口率是指贯通孔30形成的开口部31的总面积相对于沿着绝缘性基材的主面的规定的单位面积的比例。用于计算开口率的单位面积能够任意地定义。开口部31是沿着离子过滤器的主面的、没有绝缘性基材以及导电层的二维区域。本实施方式的贯通孔30的开口部31的形状大致为六边形。本实施方式的离子过滤器10具有所谓的蜂窝结构。

另外,本实施方式的包围贯通孔30的凸缘20与凸缘20的间隔为140[μm]以上~300[μm]以下。另外,凸缘20的宽度(贯通孔30的内壁间的距离)为45[μm]以下。

然而,本实施方式的离子过滤器10以捕集反馈来的阳离子,且不向漂移区域dr移动的方式发挥作用,另一方面,有不能妨碍电子的移动这个限制。因此,为了作为离子过滤器10而利用,要求贯通孔30的开口率高、且厚度薄的结构。

根据发明人进行的模拟,明白了为了不妨碍离子的移动,换句话说,为了作为离子过滤器10发挥作用,而优选离子过滤器10的贯通孔30的开口率为70%以上。另外,根据发明人进行的模拟,明白了为了不妨碍离子的移动,而优选离子过滤器10的绝缘性基材11的厚度为25[μm]以下。

在本发明的本实施方式中,提供满足这些条件的离子过滤器10。

本实施方式的离子过滤器10在使电子放大的电子放大膜2的上游侧(电极5,漂移区域dr侧)被配置为与电子放大膜2不同的部件。本实施方式的离子过滤器10在捕集伴随电子放大而产生的阳离子这个与电子放大膜2不同的目的下使用,起到与电子放大膜2不同的功能。

在本实施方式中,将离子过滤器10配置于电子的移动方向e上比电子放大膜2靠上游侧(电极5侧,漂移区域dr侧)。换句话说,离子过滤器10配置于电子放大膜2与电极5之间。通过这样配置离子过滤器10,利用离子过滤器10捕集电子放大膜2中所产生的阳离子群,防止反馈的阳离子给漂移区域dr的电场带来影响。由此,漂移电子能够不易受到阳离子群的影响。

图2c是表示本实施方式的离子过滤器10的、沿着图2b所示的iic-iic线的剖面的一个例子的图。

如图2c所示,本实施方式的离子过滤器10构成为形成在绝缘性基材11的一个主面上的第一导电层12的第一厚度th1、和形成在另一主面上的第二导电层13的第二厚度th2不同。是因为与使第一导电层12和第二导电层13成为相同的厚度的情况相比,使第一导电层12和第二导电层13成为不同的厚度提高电子透过率。通过电子透过率提高,能够提高使用了电子放大器100的测量结果的精度。例如能够提高测量电子的飞行轨迹的情况下的其位置检测精度。

本实施方式的离子过滤器10虽然未特别限定,但优选将第一导电层12的第一厚度th1设为0.5[μm]以上。是因为形成有第一导电层12的绝缘性基材11中的、第一导电层12与绝缘性基材11的粘合层的界面从确保其粘合性的关系来看,若第一导电层12的厚度低于该厚度,则有粘合层(绝缘层)露出而形成的电场发生紊乱的情况。另外,优选将本实施方式的第二导电层13的第二厚度th2设为1.0[μm]以上。是因为若第一导电层12与第二导电层13的厚度之差为2倍以下,则无法获得期待的效果。

另外,在本实施方式的离子过滤器10中,优选第一厚度th1为第二厚度th2的30倍以下。是因为若第一导电层12的厚度th1相对于第二导电层13的厚度th2的比超过1:30,则通过了离子过滤器10的电子有时返回到离子过滤器10。若电子返回到离子过滤器10,则结果电子透过率降低,所以第一厚度th1为第二厚度th2的30倍以下。

在本实施方式中,绝缘性基材11的一个主面(第一导电层12)被配置于电子放大器100中的电子的移动方向e的下游侧(电子放大膜2侧、检测电极3侧),绝缘性基材11的另一主面(第二导电层13)被配置于电子放大器100中的电子的移动方向e的上游侧(漂移区域dr侧、电极5侧)。而且,形成在绝缘性基材11的一个主面的第一导电层12的第一厚度th1构成为比形成在另一主面的第二导电层13的第二厚度th2厚。换句话说,第一导电层12的第一厚度th1比第二导电层13的第二厚度th2的1倍厚。

在本实施方式的电子放大器100具备电子放大膜2的情况下,离子过滤器10与电子放大器100具备的电子放大膜2配合设置。而且,绝缘性基材11的一个主面被配置于电子放大膜2侧,形成在一个主面上的第一导电层12的第一厚度th1构成为比形成在另一主面上的第二导电层13的第二厚度th2厚。此外,电子放大器100如果具有使电子放大的功能,则可以不是电子放大膜2。

发明人如本实施方式那样,针对第一导电层12和第二导电层13的厚度不同的离子过滤器10、以及第一导电层12和第二导电层13的厚度相同的离子过滤器,进行了将它们使用于电子放大器100的情况下的电子的飞行轨迹的模拟。而且,根据电子的飞行轨迹求出离子的电子透过率。

若考察模拟的结果,则明白了本实施方式的第一导电层12和第二导电层13的厚度不同的离子过滤器10同第一导电层12和第二导电层13的厚度相同的离子过滤器相比,电子透过率优异。

此外,在本模拟中,假定第一导电层12、第二导电层13由铜组成。

对于第一导电层12的厚度比第二导电层13的厚度厚的离子过滤器10、以及第一导电层12和第二导电层13的厚度相同的离子过滤器,分别得到了电子的飞行轨迹的模拟结果。作为第一导电层12的厚度比第二导电层13的厚度厚的离子过滤器10,针对第二厚度th2:第一厚度th1为1:10的离子过滤器、1:20的离子过滤器、1:30的离子过滤器,分别进行了模拟。在本模拟中,厚度1=1[μm]。

此外,在本模拟中,厚度相对厚的第一导电层12配置于电子的流动方向的下游侧,厚度相对薄的第二导电层13配置于电子的流动方向的上游侧。

模拟的结果是明白了第一导电层12比第二导电层13厚地构成的离子过滤器10相对于第一导电层12和第二导电层13的厚度相同的离子过滤器,电子的通过被这些第一导电层12、第二导电层13阻碍的范围较窄。

换句话说,比第二导电层13厚地构成第一导电层12的离子过滤器10同第一导电层12和第二导电层13的厚度相同的离子过滤器相比,虽然给电子的轨道带来影响,但由于使通过了离子过滤器10后的电子的位置返回到原来的位置(返回到通过前的位置)的力较强,所以能够减小电子的轨道的最终的偏移量(xy方向:y沿着电子的流动的方向的偏移量)。

另外,在本模拟中,明白了若第一导电层12与第二导电层13的厚度的比超过30(第一厚度th1:第二厚度th2=30:1),则产生电子向离子过滤器10返回来的现象。

在本实施方式的离子过滤器10中,形成在绝缘性基材11的一个主面上的第一导电层12的至少形成表面部121的材料、和形成在另一主面上的第二导电层13的形成表面部131的材料可以由不同的材料构成。

图2d表示第一导电层12的表面部121由与第二导电层13的材料不同的材料形成的例子。如图2d所示,第一导电层12具有具备表面部121和基础部122的结构。表面部121构成第一导电层12的一部分。表面部121是第一导电层12中的露出到外部的部分。表面部121形成于基础部122的表面。表面部121在基础部122的表面上通过镀敷、蒸镀等手法而形成为薄膜或者层。表面部121的厚度并未特别限定。第一导电层12具备存在于表面部121与绝缘性基材11之间的基础部122。此外,基础部122是第一导电层12中的表面部121以外的部分。

在本实施方式中,第二导电层13能够成为具备表面部131和基础部132的构成。第二导电层13、表面部131、和基础部132能够与第一导电层12、表面部121、和基础部122同样地构成。能够将与前段落的第一导电层12、表面部121、基础部122有关的说明作为第二导电层13、表面部131、和基础部132的说明引用。

在图2d所示的例子中,示出第一导电层12具备表面部121和基础部122,第二导电层13包含一体构成的表面部131和基础部132的例子。第二导电层13的表面部131和基础部132由相同的材料一体构成,第二导电层13的表面的部分构成表面部131。

在本实施方式的离子过滤器10中,第一导电层12的表面部121由包含由铜、镍、金、钨、锌、铝、铬、锡、以及钴的物质构成的群中的任意一种以上的物质的材料形成。第二导电层13的表面部131由与第一导电层12的表面部121的材料不同的材料,即包含由铜、镍、金、钨、锌、铝、铬、以及钴的物质构成的群中的任意一种以上的物质的材料形成。

金的稳定性适合第一导电层12的表面部121、第二导电层13的表面部131。

铝的轻重适合第一导电层12的表面部121、第二导电层13的表面部131。能够减少离子过滤器10、进而电子放大器100的重量。

镍的刚性(强度)适合第一导电层12的表面部121、第二导电层13的表面部131。刚性有助于离子过滤器10的强度提高。另外,镍的尺寸稳定性适合第一导电层12的表面部121、第二导电层13的表面部131。尺寸稳定性有助于离子过滤器10的平坦性。

钨的硬度适合第一导电层12的表面部121、第二导电层13的表面部131。硬性有助于离子过滤器10的拉伸强度的提高。

铝、铬、钴、镍在多库仑散射较小这个观点上适合第一导电层12的表面部121、第二导电层13的表面部131。多库仑散射给电子的飞行轨迹带来影响。给予电子的飞行轨迹的影响给后段中进行的测量处理的精度给予影响。多库仑散射所造成的影响较小有助于使用了检测结果的测量精度的提高。

金、铬、锌、钴、镍、钨、锡在伽马射线区域具有反应性的点上适合第一导电层12的表面部121、第二导电层13的表面部131。γ线区域的反应性使伽马射线的检测效率提高。在如伽马相机、非破坏检查器那样的气体放射线检测器中,有助于其检测精度的提高。

钴、镍、铬、钨在刚性高的点上适合第一导电层12的表面部121、第二导电层13的表面部131。薄、形成有许多贯通孔的结构的离子过滤器10容易受到变形、断线所造成的影响。刚性高这一点有助于离子过滤器10的强度提高。

在本实施方式中,由包含铜的材料形成第二导电层13的表面部131或者第一导电层12的表面部121中的任意一方。铜容易加工,如本实施方式那样适合细的凸缘20和开口率高的图案的制成,且容易得到。

虽然并未特别限定,但在本实施方式的离子过滤器10中,第一导电层12的表面部121由镍形成,第一导电层12的基础部122由铜形成。本例中的第一导电层12的表面部121通过在由铜形成的基础部122的表面使用了镍的镀敷处理而形成。本例中的第二导电层13的表面部131以及基础部132均由包含铜的材料形成。第二导电层13的表面部131以及基础部132一体构成。

虽然未特别限定,但第一导电层12的由铜形成的基础部122的厚度为8[μm],作为镀镍层而形成的表面部121的厚度为2[μm]。另外,表面部131以及基础部132作为一体,由铜形成的第二导电层13的厚度为2[μm]。

接下来,基于图3以及图4,针对本实施方式的离子过滤器10的制造方法,说明三个方式。在图3以及图4中,为了容易明白制造工序,用端面图表现。

<第一制造方法>

首先,对第一制造方法进行说明。

在第一制造方法中,如图3(a)所示,准备在绝缘性基材11a的一个主面(图中上侧面)形成有导电层12a、在其另一主面(图中下侧面)形成有导电层13a的基材10a。导电层12a的厚度th1′比导电层13a的厚度th2′厚。虽然并未特别限定,但在本实施方式中使用绝缘性基材11a的厚度为12[μm]以上~25[μm]以下的基材10a。另外,虽然并未特别限定,但在本实施方式中,使用导电层12a的厚度th1′为13[μm]以上、导电层13a的厚度th2′小于6[μm]的基材10a。

此外,图3(a)中所示的绝缘性基材11a与离子过滤器10的绝缘性基材11对应,导电层12a与离子过滤器10的第一导电层12对应,导电层13a与离子过滤器10的第二导电层13对应。

如图3(b)所示,使用已知的光刻技术,将导电层12a的规定区域除去来形成规定图案的第一导电层12。在本实施方式中,规定图案是蜂巢图案。在本实施方式中,优选将第一导电层12的线宽度形成为15[μm]以上~45[μm]以下。

接下来,如图3(c)所示,将绝缘性基材11中的与规定区域对应的部分除去。

在该图中,从形成有第一导电层12的一个主面侧(图中上侧)照射波长为500[nm]以下的uv-yag激光。例如照射第三高次谐波(波长355[nm])的uv-yag激光。对于从一个主面侧照射的激光,形成为规定的蜂巢图案的第一导电层12成为掩模,将与规定区域对应的区域(在本例中为六边形的区域)的绝缘性基材11除去。将从一个主面侧到另一主面侧为止的绝缘性基材11除去来形成贯通孔30。

除去该绝缘性基材11的工序可以使用蚀刻液。若使蚀刻液作用于图3(b)所示的状态的基材10,则第一导电层12以及第二导电层13成为掩模,将与规定区域对应的区域(在本例中为六边形的区域)的绝缘性基材11除去。

此外,在聚酰亚胺等绝缘性基材11的实际的除去工序中,也根据工序的内容,但能够在与除去部分的边界面形成锥形。例如也能够在通过蚀刻液而被除去的部分形成相对于主面为50~60度的锥形面。图3为了简洁地说明工序,那样的形式的变化省略来表示。

实施等离子除胶渣处理等除胶渣处理。除胶渣处理的手法根据绝缘性基材11的除去的手法,适当地使用申请时已知的手法。

最后,使蚀刻液从除去了绝缘性基材11的规定区域的基材10a的两面侧起作用。蚀刻液从形成在基材10a的另一主面侧的第二导电层13a的一个主面侧起作用,并且,也从第二导电层13a的另一主面侧起作用。除去了绝缘性基材11的规定区域从两面被蚀刻。因此,第一导电层13a的与规定区域对应的部分的蚀刻速度为与规定区域以外对应的部分的蚀刻速度的约2倍。在导电层13a中的与规定区域对应的区域被除去的时机,导电层13a中的与规定区域以外对应的区域剩下。换句话说,通过蚀刻处理,仅将导电层13a中的与规定区域对应的区域除去来形成第二导电层13。

蚀刻液能够根据导电层13a的材料适当地选择。在本处理中,蚀刻液针对与规定区域对应的导电层13a的区域(除去的区域),从两方的面侧(一个主面侧以及另一主面侧)起作用。与规定区域对应的导电层13a的区域同其它的区域相比以二倍的速度被除去。另外,由于第一导电层12比第二导电层13厚地构成,所以不会因本蚀刻处理而在电路(规定区域的导电层)产生缺损。

结果如图3(d)所示,能够形成从一个主面侧贯通到另一主面侧的贯通孔。由此,能够获得构成规定图案(例如蜂巢图案)的离子过滤器10。

作为一个例子,使用导电层12a的厚度th1′为13[μm]、导电层13a的厚度th2′为6[μm]的基材10a来制成本实施方式的离子过滤器10,能够制成第一导电层12的厚度th1为10[μm]、第二导电层13的厚度th2为2[μm]的离子过滤器10。

在较薄的片材上形成开口率占75%以上的贯通孔30以及形成该贯通孔30的凸缘20并不容易。在本申请申请时的光刻技术中成为蚀刻图案的偏移的原因的曝光精度被称为+/-10[μm]左右。另外,正确地执行绝缘性基材11的蚀刻处理较困难,例如在聚酰亚胺的蚀刻处理中会产生倾斜。这样,在绝缘性基材的两主面上在相同的位置形成相同的图案,并使相同的位置贯通较难。并且,为了开口率为75%以上,而要求凸缘20的宽度为45[μm]以下,因此形成这样的导电层并不容易。

在已知的光刻技术中,仅从基板11a的一个主面侧起进行蚀刻处理。根据本实施方式的制造方法,通过从基板11a的两主面侧起同时进行蚀刻处理,从而仅将另一主面侧的导电层13a的规定区域除去来形成贯通孔30。由于不使用已知的光刻技术,所以不会产生因曝光精度的极限而产生的蚀刻图案的偏移这种问题。由此,能够制成本实施方式所涉及的、形成有贯通孔30的离子过滤器10。根据该制造方法,能够使贯通孔30的开口率为75%以上。另外,在对另一主面侧的导电层13a进行蚀刻时,能够省略形成用于图案形成的抗蚀剂的工序。

根据发明人的验证,确认出在本实施方式的离子过滤器10的通过前后,通过了离子过滤器10后的电子的位置返回到通过离子过滤器10前的电子的位置(偏移量变小)的现象。本实施方式的离子过滤器10虽然给电子的轨道带来影响,但由于使通过了离子过滤器10后的电子的位置返回到原来的位置(返回到通过前的位置)的力较强,所以能够减小电子的轨道的最终的偏移量(xy方向:y沿着电子的流动的方向的偏移量)。这样,根据本实施方式,能够提供一种抑制最终的电子的位置的偏移量,并且能够抑制阳离子的移动的结构的离子过滤器10。能够一并减少制造成本。

另外,在本制造方法中,可以准备形成导电层12a的材料、和形成导电层12b的材料由不同的材料构成的基材10a来作为图3(a)的起始材料。在这种情况下,在图3(c)的形成第一导电层12的工序中,使用仅导电层12a反应而导电层13a不反应的蚀刻液,将第一导电层12的规定区域除去。通过形成导电层12a的材料、和形成导电层13a的材料由不同的材料构成,能够减小作为起始材料而使用的基材10a的导电层12a的厚度th1′与得到的第一导电层12的厚度th1之差、以及作为起始材料而使用的基材10a的导电层13a的厚度th2′与得到的第一导电层13的厚度th2之差,换句话说厚度的减少。

<第二制造方法>

接着,基于图4,对第二制造方法进行说明。该第二制造方法与前述的第一制造方法共用基本的工序,所以引用图3的记载以及第一制造方法的说明,进行说明。

与第一制造方法同样地,如图4(a)所示,准备在绝缘性基材11a的一个主面(图中上侧面)形成有导电层12a、在其另一主面(图中下侧面)形成有导电层13a的基材10a。形成导电层12a的第一材料、和形成导电层13a的第二材料是相同的材料。第一材料和第二材料均是导电性材料。在本例中,第一以及第二材料为铜。导电层12a、导电层13a能够使用镀敷、溅射、蒸镀等薄膜形成技术来制成。

此外,图4(a)中所示的绝缘性基材11a与离子过滤器10的绝缘性基材11对应,导电层12a与离子过滤器10的第一导电层12对应,导电层13a与离子过滤器10的第二导电层13对应。

如图4(b)所示,使用已知的光刻技术,将导电层12a的规定区域除去来形成规定图案的第一导电层12的基础部122。通过该第一导电层12的基础部122而形成的规定图案在俯视时是蜂巢图案。虽然并未特别限定,但在本例中,均由包含铜的材料形成绝缘性基材11a的导电层12a以及导电层13a,将导电层12a的规定区域除去来形成第一导电层12的基础部122。在本实施方式中,优选将第一导电层12的基础部122的线宽度设为12[μm]以上~25[μm]以下。

接下来,如图4(c)所示,进行在绝缘性基材11的一个主面的第一导电层12的基础部122的表面形成表面部121的处理。表面部121能够通过镀敷、溅射、蒸镀等而形成。在本实施方式中,第一导电层12的表面部121使用与形成绝缘性基材11的另一主面的导电层13a的表面部131的材料不同的材料来形成。虽然并未特别限定,但在本实施方式中,在第一导电层12的基础部122的表面进行镀镍处理。由此,在第一导电层12的表面上,利用包含镍的材料形成表面部121。基础部122上形成有表面部121的第一导电层12的线宽度与凸缘20的宽度对应。凸缘20的宽度为15[μm]以上~45[μm]以下。

接下来,将绝缘性基材11中的与规定区域对应的部分除去。

与第一制造方法同样地,如图4(d)所示,从形成有第一导电层12的一个主面侧(图中上侧)照射波长为500[nm]以下的uv-yag激光,将从一个主面侧到另一主面侧为止的绝缘性基材11除去来形成贯通孔。与第一制造方法同样地,除去该绝缘性基材11的工序可以使用蚀刻液。之后,与第一制造方法同样地实施等离子体除胶渣处理等除胶渣处理。

最后,使蚀刻液从除去了规定区域的基材10a的两面起作用,将形成在另一主面上的第二导电层13中的与规定区域对应的区域,换句话说与贯通孔30对应的区域除去。

蚀刻液能够根据导电层13a的材料而适当地选择。在本工序中,使用仅与形成成为除去对象的导电层13a的材料反应的蚀刻液。在本例中,由于导电层13a由包含铜的材料形成,所以使用混合了仅与铜反应的硫酸和双氧水的蚀刻液。另一方面,由于第一导电层12的表面部121由包含镍的材料形成,所以不会因本蚀刻处理而在电路(规定区域的导电层)产生缺损。

在本处理中,蚀刻液针对与规定区域对应的导电层13a的区域(除去的区域),从两面侧(一个主面侧以及另一主面侧)起作用。与规定区域对应的导电层13a的区域同其它的区域相比以二倍的速度被除去。在导电层13a中的与规定区域对应的区域被除去的时机,导电层13a中的与规定区域以外对应的区域剩下。换句话说,通过蚀刻处理,能够仅将导电层13a中的与规定区域对应的区域除去来形成第二导电层13。

结果如图4(e)所示,能够形成从一个主面侧贯通到另一主面侧的贯通孔。由此,能够获得构成规定图案(例如蜂巢图案)的离子过滤器10。

<第三制造方法>

并且,对第三制造方法进行说明。

第三制造方法的工序与第一制造方法以及第二制造方法共用基本的工序。在第三制造方法中,作为通过激光将第一以及第二制造方法中的绝缘性基材11a除去,并进行除胶渣处理后的工序,而进行形成蚀刻抗蚀剂的以下的工序。

在进行了除胶渣处理后,在绝缘性基材11a的另一主面侧的导电层13a的表面的整个面粘贴蚀刻抗蚀剂。蚀刻抗蚀剂覆盖导电层13a的另一主面侧的露出面的全体。在粘贴了蚀刻抗蚀剂的状态下进行蚀刻处理。通过蚀刻处理,将与导电层13a的规定区域对应的区域除去。之后,剥离蚀刻抗蚀剂。

根据形成蚀刻抗蚀剂的本制造方法,与不形成蚀刻抗蚀剂的第一制造方法相比,能够减小作为起始材料而使用的基材10a的导电层12a的厚度th1′和得到的第一导电层12的厚度th1之差、以及作为起始材料而使用的基材10a的导电层13a的厚度th2′与得到的第一导电层13的厚度th2之差。

作为一个例子,根据本制造方法,使用导电层12a的厚度th1′为13[μm]、导电层13a的厚度th2′为2[μm]的基材10a来制成本实施方式的离子过滤器10,能够制成第一导电层12的厚度th1为12[μm]、第二导电层13的厚度th2为2[μm]的离子过滤器10。

以上说明的实施方式是为了容易理解本发明而记载的,并不是为了限定本发明而记载的。因此,主旨在于上述的实施方式所公开的各要素也包含属于本发明的技术范围的全部设计变更、均衡物。

符号说明

1…气体检测器;100…电子放大器;10…离子过滤器;11…绝缘性片材;12…第一导电层;121…第一导电层的表面部;122…第一导电层的基础部;13…第二导电层;131…第二导电层的表面部;132…第二导电层的基础部;20…凸缘;30…贯通孔;31…开口部;2…电子放大膜;3…检测电极;4…检测器;5…电极;dr…漂移区域;e…电子的流动方向。

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