СПОСОБ ОТКАЧКИ И НАПОЛНЕНИЯ ПРИБОРА ГАЗОМ

Изобретение относится к электронной промышленности. Изобретение может быть использовано в технологии изготовления газонаполненных твердотельных приборов СВЧ. Способ обеспечиваете непрерывный цикл обработки прибора без воздействия атмосферного воздуха.

Известен способ откачки и наполнения прибора газом. [1]. Напуск газа в прибор осуществляется дозированно и может повторяться до тех пор, пока не получат требуемое давление, затем прибор герметизируют.

Недостатками этого способа являются:

- значительная трудоемкость напуска;

- большой объем напускаемого газа,

- газ во время напуска отсекается от вакуумной системы, что ухудшает обезгаживание прибора.

Известен способ откачки и наполнения прибора газом - прототип - [2], Способ включает откачку и прогрев прибора, напуск газа в прибор и его герметизацию. В начале откачки и наполнения прибора газом в откачной системе устанавливают стационарный поток газа, соответствующий стационарному давлению Р_с газа в приборе. При достижении термодинамического равновесия прибор герметизируют.

Основными недостатками такого способа является:

- трудность установления термодинамического равновесия при подборе стационарного давления газа и температуры газопоглотителей;

- трудно выдерживать соотношение между заданной концентрацией газа в поглотителях и общим количеством поглощенного газа прибором.

Техническим результатом изобретения является снижение трудоемкости способа наполнения инертным газом прибора и повышение надежности и срока службы прибора.

Технический результат достигается тем, что способ откачки и наполнения прибора газом содержит откачку и прогрев прибора, напуск газа в прибор и герметизацию прибора. В начале проводят форвакуумную откачку камеры до давления 5·10^-2 мм рт.ст. и напуск осушенного азота в прибор до давления не более 2 атмосфер, затем откачку прекращают и измеряют вакуум в камере. Если степень вакуума не изменилась, то ведут безмасляную форвакуумную откачку прибора до давления 5·10^-2 мм рт.ст., а затем откачку турбомолекулярным насосом до давления 5·10^-6 мм рт.ст., прибор во время откачки прогревают до температуры не более 100°C. Насосы отсоединяют, выключают и проводят напуск инертного газа до давления не более 1,3 атмосферы Камеру заполняют азотом и герметизируют прибор холодным отпаем штенгеля.

Форвакуумную откачку камеры до давления 5·10^-2 мм рт.ст. и напуск осушенного азота в прибор до давления не более 2 атмосфер проводят для контроля герметичности швов твердотельного прибора. Такая откачка камеры и заполнение прибора азотом позволяет выявить негерметичные швы прибора И если швы прибора не герметичны, то измерение вакуума в камере обнаруживает изменение степени вакуума в ней. Такой прибор удаляют из камеры.

Если изменения степени вакуума нет, то ведут безмасляную форвакуумную откачку прибора до давления 5·10^-2 мм рт.ст, чтобы обеспечить возможность дальнейшей высоковакуумной откачки.

Откачка турбомолекулярным насосом до давления 5·10^-6 мм рт.ст. создается высокий вакуум.

Во время откачки происходит обезгаживание прибора и удаление углеводородных загрязнений, а также паров воды.

В процессе откачки прибор нагревают до температуры не более 100°С, поскольку твердотельные приборы СВЧ не выдерживают более высокую температуру.

Насосы отсоединяют, а затем выключают, иначе в выключенный насос попадет инертный газ.

Напуск инертного газа проводят до давления не более 1,3 атмосферы, поскольку при большем давлении может произойти разрушение герметичных швов прибора, которые уже подверглись испытанию осушенным азотом. При этом проникновение газов из атмосферы исключено.

Для каждого прибора газ имеет определенную технологией изготовления прибора влажность.

Камеру наполняют азотом до атмосферного давления, чтобы облегчить ее подъем.

Способ откачки и наполнения прибора газом поясняется чертежом.

На фиг.1 представлено устройство для откачки и наполнения инертным газом твердотельных приборов СВЧ, где

корпус 1;

столешница 2;

вакуумная камера 3

механизм подъема камеры 4

твердотельный прибор СВЧ 5

держатель прибора 6;

форвакуумный насос 7;

турбомолекулярный насос 8

коллектор 9;

натекатель газа 10;

датчик для измерения вакуума в камере 11

датчик для измерения вакуума в приборе 12

Пример.

Твердотельный прибор СВЧ 5 устанавливают в держатель 6, закрепленный на столешнице 2 в прогреваемой вакуумной камере 3, расположенной в корпусе 1 устройства для откачки и наполнения инертным газом. В камере могут размещаться одновременно несколько приборов. Вакуумная камера 3 может подниматься над столешницей 2 с помощью механизма подъема 4. Под столешницей 3 расположена система для создания вакуума, включающая форвакуумный насос 7 безмасляный спирального типа и турбомолекулярный насос 8 и коллектор 9, соединенный с натекателем газа 10. Вакуум в камере измеряют датчиком 11 Вакуум в приборе измеряют датчиком 12. Перед подачей инертного газа в натекатель 10 измеряют его влажность. Инертный газ представляет собой формир-газ.

Устройство работает следующим образом.

В прогреваемой вакуумной камере 3 устанавливают приборы 5 в держателях 6. Камеру 3 герметично закрывают, включают форвакуумный насос 7 и откачивают камеру до давления 5·10^-2 мм рт.ст. Через коллектор 9 и держатели 6 в приборы 5 напускают осушенный азот с избыточным давлением 2 атмосферы. Откачку прекращают и датчиком 11 измеряют вакуум. Если изменение степени вакуума обнаружено в камеру 3 напускают азот до величины атмосферного давления и открывают с помощью механизма подъема 4. Каждый прибор 5 обдувают гелием и его герметичность проверяют течеискателем. Бракованный прибор 5 снимается с держателя 6.

Если степень вакуума не изменилась, то швы приборов 5 герметичны. Включают форвакуумный насос 7 и откачивают прибор 5 до давления 5·10^-2 мм рт.ст. Затем включают турбомолекулярный насос 8 и продолжают откачку до давления 5·10^-6 мм рт.ст. Приборы 5 в камера 3 нагреваются галогеновыми лампами до температуры не более 100°C, в результате происходит обезгаживание приборов 5. Коллектор 9 нагревается нихромовой спиралью до 250°C и обезгаживается. Насосы 7 и 8 отсоединяют от прибора и отключают. Из натекателя 10 через коллектор 9 в держатели 6 подают инертный газ. Приборы 5 наполняют инертным газом до давления не более 1,3 атмосферы. Далее в камеру напускают азот до атмосферного давления и поднимают камеру. Производят герметизацию приборов холодным спаем на штенгелях.

Эффективность предлагаемого способа была проверена при изготовлении мощного усилителя СВЧ РМ24-С8 на экспериментальном устройстве.

Полученные результаты позволяют предположить, что надежность и срок службы прибора увеличатся на порядок. При откачке и наполнении малогабаритных приборов производительность возрастает в 5 раз.

Источники информации

1. Розбери Ф. Справочник по вакуумной технике и технологии. М.: «Энергия», 1978, с.80.

2. Патент RU №2195041, H01J 9|38 - прототип.