一种多层结构电容阳极及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种多层结构电容阳极及其制备方法，以解决电容阳极电荷收集效率不高的问题。具体包括绝缘基底和由下至上依次设置在绝缘基底上的K层第一电极层，以及分别设置在相邻两个第一电极层之间的K

【技术实现步骤摘要】
一种多层结构电容阳极及其制备方法


[0001]本专利技术涉及电容阳极及其制备方法，具体涉及一种多层结构电容阳极及其制备方法。

技术介绍

[0002]发展空间紫外成像技术对于近地空间电离层探测、临近空间探测、深空天体观测等领域的科学研究具有重要意义。利用高空间分辨率的远紫外光谱成像仪对电离层进行观测，能够提供充足的电离层分布的光谱信息和空间信息，还能对电离层与低层大气的耦合过程进行监测，建立更全面更精确的电离层模型。通过搭载于探空气球平台上的紫外光谱仪，能够对临近空间大气紫外辐射背景进行探测和研究，为相关科学研究及相关应用提供基础数据和技术支撑；通过观测不同天体目标极远紫外辐射的强度和变化，可以反演出多种物质的含量和变化规律，从而为日地空间环境、空间天气、宇宙起源等许多前沿科学研究提供大量的研究资料和可靠数据。
[0003]紫外成像技术的核心是紫外探测器，紫外探测器的性能直接决定了紫外成像技术应用的广度与深度。在空间紫外成像和天文观测过程中，目标辐射强度较弱，接近于单光子状态，且观测目标尺度较大，所以要求紫外探测器具有高灵敏度、高空间分辨等特性。
[0004]基于电容阳极的光子计数成像探测器作为一种新型光子计数技术，避免了电阻阳极的热噪声问题和几何分割型位敏阳极二次电子噪声等问题，且时间响应快，从而可以实现更高的空间分辨率及计数率。电容阳极光子计数探测器以电容阳极电荷分割及电荷感应技术为基础，兼具高空间分辨率、高计数率的同时，极大降低了阳极探测器的工艺难度。电容阳极水平和垂直方向上的电极阵列之间形成电荷分割电容Cc，对角线方向形成寄生电容Cd，每个电极与地之间形成对地寄生电容Cs，外围周长区域电极之间形成周长电容Cp，电容阳极的成像线性度和电荷收集效率主要受Cc/Cd、Cc/Cs和Cc/Cp影响，一般来讲，Cc/Cd和Cc/Cs越大，Cc/Cp越小，电容阳极位置重构线性度越高。
[0005]现有的电容阳极主要存在以下不足：
[0006](1)如图1所示，过孔阵列电容阳极形成的电荷分割电容C
c
较小，各个位置的电荷收集效率不高，不利于信噪比的提升，进而影响成像性能；同时要求周长区域焊接较多的离散电容，焊接工艺过程引入的寄生电容会加剧电荷信号的非线性传导，不利于位置重构线性度的提升。
[0007](2)如图2所示，多层结构电容阳极能够形成较高的电荷分割电容C
c
，且能够实现较高的电荷收集效率；但其固定的电容阵列结构导致对角线方向形成比电荷分割电容C
c
高约2倍的寄生电容C
s
，这会带来一定程度的枕形畸变，对位置重构线性度产生影响；同时利用周长区域电极面积对周长电容进行调控的方法可调范围有限，无法保证足够小的C
c
/C
p
，同样会引入枕形畸变。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的是提供一种多层结构电容阳极及其制备方法，以解决现有电容阳极电荷收集效率不高，或者是对角线方向形成的寄生电容C
s
对位置重构线性度产生影响，以及由于周长电容较小所产生的成像枕形畸变的技术问题。
[0009]为了达到上述目的，本专利技术提供了一种多层结构电容阳极，其特殊之处在于：包括绝缘基底和由下至上依次设置在绝缘基底上的K层第一电极层，以及分别设置在相邻两个第一电极层之间的K
‑
1层第二电极层；K≥2且为整数；
[0010]所述第一电极层与所述第二电极层之间设有绝缘介质层；
[0011]所述第二电极层包括第二周长电极区和矩形的第二收集电极区；
[0012]所述第二周长电极区包括分别设置在第二收集电极区四边中对应两边的两组M个并排等间距设置的第二长条形电极和两组N个并排等间距设置的第二长条形电极；M、N≥2且为整数；
[0013]所述第二收集电极区包括M
×
N个等间距设置的正方形电极；
[0014]所述两组M个第二长条形电极、两组N个第二长条形电极分别和M行正方形电极以及N列正方形电极一一对应；
[0015]所述第一电极层包括第一周长电极区和矩形的第一收集电极区；
[0016]所述第一收集电极区和第二收集电极区大小及形状相同且上下对应；
[0017]所述第一周长电极区包括分别设置在第一收集电极区四边中对应两边的两组M+1个并排等间距设置的第一长条形电极和两组N+1个等间距设置的第一长条形电极；所述第一长条形电极与第二长条形电极的宽度与长度相同；
[0018]位于所述第一收集电极区顶点两侧的两个第一长条形电极合并为信号读出电极；
[0019]所述第一收集电极区包括多个收集电极；
[0020]所述多个收集电极按以下方式布置：
[0021]将第一收集电极区划分为M
×
N个正方形，将每个正方形相邻两个边的中点及交点围成的三角形区域作为一个收集电极单元；若一个收集电极单元与其余收集电极单元没有共同的边界线，则单独作为一个收集电极，若任意两个收集电极单元有共同的边界线，则合并为一个收集电极。
[0022]进一步地，所述第一长条形电极的长中线与相应的第二长条形电极的边线上下对应。
[0023]进一步地，所述绝缘基底上设有四个第一过孔；
[0024]所述第一过孔内壁上设有金属浆料；
[0025]四个所述第一过孔内壁分别通过引线与所述第一电极层中的四个信号读出电极连接。
[0026]进一步地，还设有多个贯穿绝缘基底、K层第一电极层、K
‑
1层第二电极层以及所有绝缘介质层的第二过孔；
[0027]所述第二过孔的内壁上设有金属浆料；
[0028]多个所述第二过孔分别对应穿过各个第一长条形电极上；
[0029]所述绝缘基底的下面设有多个用于连接离散电容的焊盘；
[0030]多个所述焊盘分别对应设置在多个第二过孔处，或者通过引线分别与多个第二过
孔内壁连接。
[0031]进一步地，所述绝缘基底的厚度为0.8～1.2mm，其相对介电常数为9.6～10.1。
[0032]进一步地，所述绝缘介质层的厚度为45～55μm，其相对介电常数为8～10。
[0033]进一步地，所述绝缘基底为陶瓷制作。
[0034]本专利技术还提供了一种多层结构电容阳极的制备方法，用于制备上述的多层结构电容阳极，其特殊之处在于，包括以下步骤：
[0035]步骤1、制作绝缘基底，利用丝网印刷工艺在所述绝缘基底上制备第一电极层；
[0036]步骤2、在第一电极层上均匀涂刷绝缘介质浆料将第一电极层覆盖；
[0037]步骤3、对涂刷的绝缘介质浆料进行烘烤固化，形成绝缘介质层；
[0038]步骤4、利用丝网印刷工艺在固化后的绝缘介质层上制备第二电极层；
[0039]步骤5、在第二电极层上均匀涂刷绝缘介质浆料将第二电极层覆盖；
[0040]步骤6、对涂刷本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多层结构电容阳极，其特征在于：包括绝缘基底(1)和由下至上依次设置在绝缘基底(1)上的K层第一电极层(2)，以及分别设置在相邻两个第一电极层(2)之间的K
‑
1层第二电极层(3)；K≥2且为整数；所述第一电极层(2)与所述第二电极层(3)之间设有绝缘介质层(4)；所述第二电极层(3)包括第二周长电极区(31)和矩形的第二收集电极区(32)；所述第二周长电极区(31)包括分别设置在第二收集电极区(32)四边中对应两边的两组M个并排等间距设置的第二长条形电极(311)和两组N个并排等间距设置的第二长条形电极(311)；M、N≥2且为整数；所述第二收集电极区(32)包括M
×
N个等间距设置的正方形电极(321)；所述两组M个第二长条形电极(311)、两组N个第二长条形电极(311)分别和M行正方形电极(321)以及N列正方形电极(321)一一对应；所述第一电极层(2)包括第一周长电极区(21)和矩形的第一收集电极区(22)；所述第一收集电极区(22)和第二收集电极区(32)大小及形状相同且上下对应；所述第一周长电极区(21)包括分别设置在第一收集电极区(22)四边中对应两边的两组M+1个并排等间距设置的第一长条形电极(211)和两组N+1个等间距设置的第一长条形电极(211)；所述第一长条形电极(211)与第二长条形电极(311)的宽度与长度相同；位于所述第一收集电极区(22)顶点两侧的两个第一长条形电极(211)合并为信号读出电极(23)；所述第一收集电极区(22)包括多个收集电极(221)；所述多个收集电极(221)按以下方式布置：将第一收集电极区(22)划分为M
×
N个正方形，将每个正方形相邻两个边的中点及交点围成的三角形区域作为一个收集电极单元(222)；若一个收集电极单元(222)与其余收集电极单元(222)没有共同的边界线，则单独作为一个收集电极(221)，若任意两个收集电极单元(222)有共同的边界线，则合并为一个收集电极(221)。2.根据权利要求1所述的多层结构电容阳极，其特征在于：所述第一长条形电极(211)的长中线与相应的第二长条形电极(311)的边线上下对应。3.根据权利要求1或2所述的多层结构电容阳极，其特征在于：所述绝缘基底(1)上设有四个第一过孔(11)；所述第一过孔(11)内壁上设有金属浆料；四个所述第一过孔(11)内壁分别通过引线与所述第一电极层(2)中的四个信号读出电极(23)连接。4.根据权利要求3所述的多层结构电容阳极，其特征在于：还设有多个贯穿绝缘基底(1)、K层第一电极层(2)、K
‑
1层第二电极层(3)...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨凯，白永林，曹伟伟，王博，郑锦坤，杨阳，朱炳利，
申请(专利权)人：中国科学院西安光学精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：