濱松新款低噪音高增益MCP 不含RoHS限制物質
發布時間:2020-09-30

濱松公司利用自主的成膜制備技術,從原材料的選型開始,采用原子層沉積法(以下稱ALD ※),成功研發出一種低噪聲,高增益的微通道板(以下稱MCP)“ALD- MCP”。該產品符合歐盟(以下稱EU)RoHS標準,不含受限的鉛物質。作為質譜分析設備和掃描電子顯微鏡(以下稱SEM)里使用的高性能MCP,有望取代含鉛的以往產品。本新開發產品將于10月1日(星期四)開始向國內外分析儀器和SEM廠商提供用于評估的樣品,預計在明年春季正式上市。 ※ALD: Atomic Layer Deposition的縮寫,成膜制備技術之一。 通過每原子層的逐步制備,可以對膜厚和結構進行精準控制,廣泛應用于半導體等領域。


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無鉛ALD-MCP


<關于MCP>

MCP是對離子等入射信號進行二次放大的電子倍增器件,用于質譜分析設備和SEM等。在圓形玻璃薄板上加工出許多直徑約為10微米(μm,μ為百萬分之一)的小孔(通道),其通道內壁經過表面處理,可以對入射離子/粒子等轉換為電子并進行增益。同時在MCP兩端施加電壓,使電子在電場的加速下,與通道內壁進行多次碰撞,多次增益并放大輸出。


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MCP結構(左)和倍增原理(右)


<新開發產品的概要>

該新開發產品不含鉛,符合RoHS標準,且與以往常規品相比,噪聲降低大約一半的同時,增益大約提升了兩倍。 通常,MCP的板材為鉛玻璃,通過還原其中的鉛進而形成鉛還原層來賦予電氣特性。


濱松公司至今,通過獨自的玻璃加工和材料設計技術,開發,生產并銷售高品質的MCP。由于市場上開始需求不含RoHS限制物質鉛的新型MCP,濱松公司除了開發不含鉛的玻璃板材之外,還致力于開發賦予玻璃板電氣特性的電阻膜和用于電子倍增的二次電子倍增膜的制備技術。 我們重新評估了玻璃板的原材料,采用了耐熱且化學性質穩定,又加工方便的硼硅酸鹽玻璃。同時,優化玻璃成分,實現高精度加工,開發了具備以往產品相同品位,且不含鉛的玻璃板材。由此,成功降低了傳統MCP中由于鉛還原層而產生氣體為主要原因的噪聲。進而,采用專有的ALD成膜制備技術,在迄今為止難以制膜的微通道內壁上均勻地形成了電阻膜和二次電子倍增膜,實現了無鉛,低噪聲,高增益的MCP。

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結構差異

以前的MCP通過鉛還原層對外部進來的電子在通道表面進行倍增。新開發的產品通過硼硅酸鹽玻璃板內通道表面上制備的電阻膜和二次電子倍增膜實現了電子倍增。


該產品有望取代目前通過MCP對離子等入射信號進行增益的高性能質譜分析設備和SEM中的含鉛MCP。此外,因該產品的噪聲降為以往產品的約一半,增益又大約提高兩倍,可在與以往相同電壓下進行高靈敏度的測量,同時,在不影響測量分析結果的前提下,降低使用電壓進而延長產品壽命,方便客戶使用。 今后,我們仍將針對各種用途,根據市場需求不斷進行產品開發。


<新開發產品的主要特點>

  1. 1. 不使用RoHS指令限制物質的玻璃板材

  2. RoHS指令是EU限制電器和電子設備中有害物質的標準,禁止在EU市場銷售含有超過規定濃度的受管制物質的電器和電子設備。濱松公司采用硼硅酸鹽玻璃作為代替鉛玻璃的平板材料,通過優化玻璃的組成,開發出了具有與以往產品相同品質且不含鉛的玻璃板。


  3. 2. 低噪音,高增益

  4. 通過采用硼硅酸鹽玻璃作為玻璃板材料,將主要由鉛還原層產生的氣體引起的噪音降低到常規產品的大約一半。此外,通過獨自的ALD成膜制備技術,在MCP通道內壁上均勻地制備具有良好溫度特性的電阻膜和在使用環境中非常穩定的二次電子倍增膜,成功研發出了穩定性高,增益提高約2倍的新型MCP。


  5. <開發背景>

  6. 質譜分析設備是用電子束或激光照射樣品,使原子或分子電離,再測量其質量進而分析對象物體中原子或分子的種類和數量。SEM是利用電子束照射樣品,利用表面反射出來的電子,觀察比光學顯微鏡更為精細的表面形狀。質譜分析設備和SEM可以通過使用MCP來放大入射信號進而提高性能,只是傳統的MCP中含有RoHS指令中所限制的鉛,市場有要求不含鉛的高性能MCP。

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