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滨松新款低噪音高增益MCP 不含RoHS限制物质
发布时间:2020-09-30

滨松公司利用自主的成膜制备技术,从原材料的选型开始,采用原子层沉积法(以下称ALD ※),成功研发出一种低噪声,高增益的微通道板(以下称MCP)“ALD- MCP”。该产品符合欧盟(以下称EU)RoHS标准,不含受限的铅物质。作为质谱分析设备和扫描电子显微镜(以下称SEM)里使用的高性能MCP,有望取代含铅的以往产品。本新开发产品将于10月1日(星期四)开始向国内外分析仪器和SEM厂商提供用于评估的样品,预计在明年春季正式上市。 ※ALD: Atomic Layer Deposition的缩写,成膜制备技术之一。 通过每原子层的逐步制备,可以对膜厚和结构进行精准控制,广泛应用于半导体等领域。


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无铅ALD-MCP


<关于MCP>

MCP是对离子等入射信号进行二次放大的电子倍增器件,用于质谱分析设备和SEM等。在圆形玻璃薄板上加工出许多直径约为10微米(?m,?为百万分之一)的小孔(通道),其通道内壁经过表面处理,可以对入射离子/粒子等转换为电子并进行增益。同时在MCP两端施加电压,使电子在电场的加速下,与通道内壁进行多次碰撞,多次增益并放大输出。


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MCP结构(左)和倍增原理(右)


<新开发产品的概要>

该新开发产品不含铅,符合RoHS标准,且与以往常规品相比,噪声降低大约一半的同时,增益大约提升了两倍。 通常,MCP的板材为铅玻璃,通过还原其中的铅进而形成铅还原层来赋予电气特性。


滨松公司至今,通过独自的玻璃加工和材料设计技术,开发,生产并销售高品质的MCP。由于市场上开始需求不含RoHS限制物质铅的新型MCP,滨松公司除了开发不含铅的玻璃板材之外,还致力于开发赋予玻璃板电气特性的电阻膜和用于电子倍增的二次电子倍增膜的制备技术。 我们重新评估了玻璃板的原材料,采用了耐热且化学性质稳定,又加工方便的硼硅酸盐玻璃。同时,优化玻璃成分,实现高精度加工,开发了具备以往产品相同品位,且不含铅的玻璃板材。由此,成功降低了传统MCP中由于铅还原层而产生气体为主要原因的噪声。进而,采用专有的ALD成膜制备技术,在迄今为止难以制膜的微通道内壁上均匀地形成了电阻膜和二次电子倍增膜,实现了无铅,低噪声,高增益的MCP。

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结构差异

以前的MCP通过铅还原层对外部进来的电子在通道表面进行倍增。新开发的产品通过硼硅酸盐玻璃板内通道表面上制备的电阻膜和二次电子倍增膜实现了电子倍增。


该产品有望取代目前通过MCP对离子等入射信号进行增益的高性能质谱分析设备和SEM中的含铅MCP。此外,因该产品的噪声降为以往产品的约一半,增益又大约提高两倍,可在与以往相同电压下进行高灵敏度的测量,同时,在不影响测量分析结果的前提下,降低使用电压进而延长产品寿命,方便客户使用。 今后,我们仍将针对各种用途,根据市场需求不断进行产品开发。


<新开发产品的主要特点>

  1. 1. 不使用RoHS指令限制物质的玻璃板材

  2. RoHS指令是EU限制电器和电子设备中有害物质的标准,禁止在EU市场销售含有超过规定浓度的受管制物质的电器和电子设备。滨松公司采用硼硅酸盐玻璃作为代替铅玻璃的平板材料,通过优化玻璃的组成,开发出了具有与以往产品相同品质且不含铅的玻璃板。


  3. 2. 低噪音,高增益

  4. 通过采用硼硅酸盐玻璃作为玻璃板材料,将主要由铅还原层产生的气体引起的噪音降低到常规产品的大约一半。此外,通过独自的ALD成膜制备技术,在MCP通道内壁上均匀地制备具有良好温度特性的电阻膜和在使用环境中非常稳定的二次电子倍增膜,成功研发出了稳定性高,增益提高约2倍的新型MCP。


  5. <开发背景>

  6. 质谱分析设备是用电子束或激光照射样品,使原子或分子电离,再测量其质量进而分析对象物体中原子或分子的种类和数量。SEM是利用电子束照射样品,利用表面反射出来的电子,观察比光学显微镜更为精细的表面形状。质谱分析设备和SEM可以通过使用MCP来放大入射信号进而提高性能,只是传统的MCP中含有RoHS指令中所限制的铅,市场有要求不含铅的高性能MCP。

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