13.01.2017
217.015.7901

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОДОВ ЭЛЕКТРОННЫХ ПРИБОРОВ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к технологии получения материалов, поверхность которых обладает стабильными электрофизическими свойствами, в частности электродов газоразрядных и электровакуумных приборов (холодных катодов газоразрядных лазеров, контакт-деталей герконов, электродов масс-спектрометров и др.). Способ изготовления электродов электронных приборов включает в себя облучение их поверхности потоком ионов инертного газа, получаемым из плазмы газового разряда, при этом объем прибора наполняется неоном до давления (1,5-5,0)·10 Па, к требуемому электроду подводится отрицательный потенциал и возбуждается аномальный тлеющий разряд между данным электродом и каким-либо другим конструкционным элементом прибора, при этом обработку поверхности электрода прекращают после стабилизации напряжения поддержания разряда. Технический результат - упрощение технологии обработки электродов. 2 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к технологии получения материалов, поверхность которых обладает стабильными электрофизическими свойствами, в частности электродов газоразрядных и электровакуумных приборов (холодных катодов газоразрядных лазеров, контакт-деталей герконов, электродов масс-спектрометров и др.).

К важным проблемам, имеющим место при эксплуатации электронных приборов, относится изменение состояния поверхности их конструкционных элементов (электродов), участвующих в создании и поддержании электрического тока. Одна из наиболее распространенных причин наблюдаемого явления заключается в образовании на поверхности электродов полимерных углеводородных пленок. Формирование таких пленок происходит при облучении поверхности электродов потоками электронов или ионов, сопровождающих работу приборов, в случае наличия в их наполнении паров органических соединений (Christy R.W. J. Appl. Phys.,1960, vol. 31, №9, p. 1680; Филатов B.H., Сысоев A.A. Химия высоких энергий, 1981, т. 15, №5, с. 474). Органические соединения присутствуют в наполнении приборов вследствие их масляной откачки, химической обработки конструкционных элементов или нахождении в атмосфере.

Образование полимерных покрытий под действием электронной или ионной бомбардировки обусловлено диссоциацией молекул органических веществ, находящихся в конденсированном состоянии на поверхности электродов. При диссоциации многоатомных молекул происходит образование радикалов - осколков молекул. Они представляют собой валентно ненасыщенные частицы, проявляющие высокую химическую активность. Радикалы вступают в реакции взаимодействия друг с другом и с молекулами недиссоциированных веществ, стимулируя рост полимерных покрытий.

Полимерные углеводородные покрытия обладают электрическим сопротивлением порядка 1014 Ом·см и пробивным напряжением до 105 В/см. В результате в процессе эксплуатации приборов изменяются электрофизические параметры поверхности электродов. Из-за зарядки полимерных покрытий на них возникают нестационарные «блуждающие» потенциалы и изменяется исходное распределение электрического поля. Данные обстоятельства приводят к неконтролируемому изменению эксплуатационных характеристик приборов.

В связи с этим особое значение при изготовлении электронных приборов приобретает разработка технологических приемов, позволяющих исключить или минимизировать процессы образования полимерных углеводородных покрытий и их влияние на свойства поверхности электродов.

Известен способ удаления полимерных покрытий с поверхности электродов химическим травлением (Шеретов Э.П., Самодуров В.Ф., Евдокимова М.И. Способ удаления полимерных углеводородных пленок с поверхностей электродных систем анализаторов масс-спектрометров и электронно- и ионно-оптических систем. - АС СССР №1362352, 1985 г.).

Однако использование этого способа предполагает вскрытие приборов и демонтаж электродных систем. Данная процедура трудоемка, а в большинстве случаев просто неприемлема.

Известен способ удаления полимерных покрытий с поверхности электродов путем предварительного нанесения на нее легкоплавкого металла (например, индия) с последующим периодическим нагревом электродных систем приборов до температуры, превышающей его температуру плавления (Шеретов Э.П., Самодуров В.Ф., Овчинников С.П. Способ изготовления и обработки электродных систем анализаторов масс-спектрометров и электронно- и ионно-оптических систем. - АС СССР №1521163, 1988 г.).

В этом случае не требуется вскрытие приборов, а удаление полимерных покрытий обеспечивается за счет их разрушения силами поверхностного натяжения расплавленного металла.

Однако данный способ имеет ограниченное применение и не может использоваться, например, в газоразрядной технике. Кроме того, при нагреве приборов происходит активная диффузия индия внутрь электродов, что приводит к прогрессирующей потере эффективности используемого технологического приема.

Наиболее близким способом того же назначения к заявляемому объекту по совокупности признаков является способ изготовления электродов электронных приборов, включающий облучение их поверхности потоком ионов инертного газа, получаемым из плазмы газового разряда (Плешивцев Н.В. Способ ионной обработки деталей машин и инструментов и устройство для его осуществления. - Патент РФ №2078847, опубл. 10.05.1997 г. - прототип).

К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известного способа, принятого за прототип, относится то, что обрабатываемые материалы облучаются ионами аргона при давлении 0,7-4,7 Па в специальной газоразрядной камере.

В результате способ позволяет осуществлять обработку поверхности электродов только на стадии их изготовления на специальном оборудовании, оснащенном газоразрядной камерой, обеспечивающей возбуждение и поддержание высоковольтного разряда. Возбуждение данного типа разряда в электронных приборах произвольной конструкции не представляется возможным.

Задачей данного изобретения является упрощение технологии обработки электродов.

Данный технический результат достигается при осуществлении изобретения тем, что в известном способе изготовления электродов электронных приборов, включающем облучение их поверхности потоком ионов инертного газа, получаемым из плазмы газового разряда, объем прибора наполняется неоном до давления (1,5-5,0)·101 Па, к требуемому электроду подводится отрицательный потенциал и возбуждается аномальный тлеющий разряд между данным электродом и каким-либо другим металлическим конструкционным элементом прибора, при этом обработку поверхности электрода прекращают после стабилизации напряжения поддержания разряда.

Вышеизложенный технический результат достигается за счет использования в качестве инертного газа неона и выбора оптимального режима обработки поверхности электродов в аномальном тлеющем разряде. При этом происходит удаление с поверхности электродов углеводородных островковых образований, выполняющих функцию центров роста углеводородных полимерных покрытий. После полного удаления центров роста полимерные покрытия на поверхности электродов не образуются, несмотря на присутствие в наполнении приборов паров органических соединений.

Указанный эффект наблюдается только при использовании в качестве инертного газа неона. Попытки применять для обработки поверхности электродов ионы аргона, гелия и ксенона не обеспечивали достижение положительного эффекта. Данное обстоятельство, вероятно, связано с эффективным разрушением углеводородов при их облучении именно ионами неона.

При давлении неона, меньшем 1,5·101 Па, затруднительно возбуждение аномального высоковольтного тлеющего разряда в приборах произвольной конструкции. При давлении неона, большем 5,0·101 Па, значительно падает эффективность очистки поверхности электродов. В этом случае в потоке ионов, поступающих на поверхность электродов в разряде, падает доля «быстрых» ионов с энергией, превышающей пороговые значения, необходимые для разрушения углеводородов (десятки электрон-вольт).

Положительный эффект от использования изобретения обусловлен возможностью формирования поверхности электродов со стабильными электрофизическими свойствами непосредственно внутри разных типов электронных приборов, в объеме которых присутствуют пары органических соединений, без их разгерметизации и демонтажа.

Таким образом, сопоставительный анализ предложенного технического решения и уровня техники позволил установить, что заявленное изобретение соответствует требованию «новизна» и «изобретательский уровень» по действующему законодательству.

Один из вариантов реализации предложенного способа изготовления электродов со стабильными электрофизическими свойствами выполнен на экспериментальных макетах диодной конструкции. Каждый макет представлял собой стеклянную колбу, внутри которой располагались алюминиевый цилиндрический 1 и штыревой молибденовый 2 электроды (фиг. 1). Первый выполнял роль катода, второй - анода газоразрядного промежутка. Макеты проходили стандартную термовакуумную обработку (использовались масляные средства откачки), включающую окисление поверхности катода, и наполнялись неоном. После этого между катодом и анодом возбуждалась требуемая разновидность тлеющего разряда в инертном газе.

На фиг. 2 приведены зависимости напряжения поддержания разряда (Uпр) от времени воздействия на электрод (катод) тлеющего разряда, снятые в различных условиях:

- кривая 1 получена непосредственно после изготовления макетов при давлении неона 4·102 Па и плотности тока на катоде 0,3 мА/см2;

- кривая 2 получена при давлении неона 4·101 Па;

- кривая 3 контролировалась после обработки поверхности катода предлагаемым способом при давлении неона 4·102 Па и плотности тока на катоде 0,3 мА/см2.

Способ реализуется следующим образом.

Изготовленные макеты проходили полный цикл термовакуумной обработки и наполнялись неоном до давления 4·102 Па. Затем при токе разряда, равном 0,3 мА/см2, контролировались зависимости Uпр от времени воздействия на поверхность катода (электрод прибора) разряда (кривая 1 на фиг. 2). Эти зависимости характеризуют исходное состояние катода. Монотонный рост Uпр вызван образованием на поверхности катода полимерных углеводородных образований.

При использованном давлении в потоке ионов неона, поступающих на поверхность катода, отсутствуют «быстрые» ионы, способные разрушать данное покрытие.

Макеты, прошедшие первичные тестовые испытания, откачивались до давления остаточных газов 6·10-3 Па и наполнялись неоном до давления 4·101 Па. Последующая обработка катодов в аномальном тлеющем разряде приводила к достаточно быстрому уменьшению Uпр, которое затем стабилизировалось на постоянном уровне (кривая 2 на фиг. 2). Ток разряда при этом был нестабилен и поддерживался в диапазоне 0,2-0,4 мА/см2.

Наблюдаемые закономерности свидетельствуют о достижении условий удаления с поверхности катодов полимерных образований. Данное обстоятельство связано с тем, что уменьшение давления неона до 4·101 Па приводит к обогащению потока ионов ускоренными составляющими, которые эффективно разрушают инородные включения на поверхности катода.

Далее макеты, прошедшие обработку предлагаемым способом, откачивались до давления остаточных газов 6·10-3 Па, наполнялись неоном до давления 4·102 Па и на них при токе разряда, равном 0,3 мА/см2, контролировались зависимости Uпр от времени воздействия на поверхность катода разряда (кривая 3 на фиг. 2).

Анализ полученных экспериментальных зависимостей показывает, что, во-первых, Uпр устанавливается на минимально возможном для данного типа катодов уровне, во-вторых, Uпр остается стабильным в пределах ±2 В в течение 1000 часов (далее эксперименты не проводились).

Таким образом, приведенный пример реализации предлагаемого способа демонстрирует его высокую эффективность, экспрессность и повторяемость.

Использование предлагаемого технического решения позволит получить экономический эффект за счет возможности получения электродов с долговременно стабильными свойствами поверхности непосредственно в изготовленных электронных приборах без их разгерметизации и демонтажа.

Способ изготовления электродов электронных приборов, включающий облучение их поверхности потоком ионов инертного газа, получаемым из плазмы газового разряда, отличающийся тем, что с целью упрощения технологии обработки объем прибора наполняется неоном до давления (1,5-5,0)·10 Па, к требуемому электроду подводится отрицательный потенциал и возбуждается аномальный тлеющий разряд между данным электродом и каким-либо другим конструкционным элементом прибора, при этом обработку поверхности электрода прекращают после стабилизации напряжения поддержания разряда.
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОДОВ ЭЛЕКТРОННЫХ ПРИБОРОВ
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОДОВ ЭЛЕКТРОННЫХ ПРИБОРОВ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 90.
20.08.2013
№216.012.5f0c

Способ определения показателей вариабельности сердечного ритма оператора в режиме реального времени и устройство для его осуществления

Изобретение относится к медицине. При осуществлении способа электрокардиосигнал фильтруют, дискретизируют по времени. В q первых кардиоциклах выделяют опорные точки, определяют длительности кардиоциклов, среднюю длительность кардиоциклов и число дискретных отсчетов N, соответствующее этой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489964
Дата охранного документа: 20.08.2013
20.08.2013
№216.012.619c

Электростатический энергоанализатор заряженных частиц

Изобретение относится к области энергетического анализа потоков заряженных частиц, возбуждаемых первичными электронами с поверхности твердого тела. Сущность изобретения заключается в том, что электростатический энергоанализатор заряженных частиц содержит коаксиально размещенные внутренний и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490620
Дата охранного документа: 20.08.2013
20.08.2013
№216.012.621d

Изотраекторный масс-спектрометр

Изобретение относится к области масс-анализа потоков ионов, эмиттируемых с поверхности твердого тела под воздействием первичного излучения, и может быть использовано для улучшения аналитических свойств масс-спектрометров, используемых для исследования объектов твердотельной микро- и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490749
Дата охранного документа: 20.08.2013
20.08.2013
№216.012.621e

Электростатический анализатор энергий заряженных частиц

Изобретение относится к области энергетического анализа потоков заряженных частиц, возбуждаемых первичными электронами с поверхности твердого тела, и может быть использовано для улучшения аналитических и потребительских свойств электронных спектрометров, используемых для исследования объектов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490750
Дата охранного документа: 20.08.2013
10.09.2013
№216.012.667c

Устройство предварительной обработки электрокардиосигнала

Изобретение относится к медицинской технике. Устройство предварительной обработки электрокардиосигнала (ЭКС) содержит блок усиления (1), блок АЦП (2), вход которого подключен к выходу блока усиления (1), блок фильтра нижних частот (10). В устройство введены подключенные к выходу блока АЦП (2)...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491883
Дата охранного документа: 10.09.2013
10.09.2013
№216.012.687b

Устройство для вентиляции воздуха

Изобретение относится к системам продувки и очистки воздуха от пылевых, бактериальных и химических загрязнений в производственных помещениях. Устройство содержит коронирующие электроды, которые установлены между осадительными электродами один за другим в одной плоскости параллельно осадительным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492394
Дата охранного документа: 10.09.2013
20.09.2013
№216.012.6d4c

Способ обнаружения квантовых точек и устройство для его осуществления

Изобретение относится к области диагностики полупроводниковых структур нанометрового размера и может быть использовано для обнаружения и классификации квантовых точек. Сущность изобретения: в способе обнаружения квантовых точек, расположенных на диагностируемом образце, образец пошагово...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002493631
Дата охранного документа: 20.09.2013
20.10.2013
№216.012.7736

Способ образования двумерного линейного электрического поля и устройство для его осуществления

Изобретение относится к области электронной и ионной оптики и масс-спектрометрии, где используется движение заряженных частиц в статических и переменных двумерных линейных электрических полях, и может быть использовано для усовершенствования конструкций и технологий изготовления устройств...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002496178
Дата охранного документа: 20.10.2013
27.10.2013
№216.012.781c

Устройство для дистанционной регистрации процессов сердцебиения и дыхания пациента

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано в медицинской практике для дистанционной регистрации процессов дыхания и сердечной деятельности пациента в реальном времени. Устройство для дистанционной регистрации процессов сердцебиения и дыхания пациента содержит в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002496410
Дата охранного документа: 27.10.2013
27.10.2013
№216.012.7896

Способ формирования магнитотерапевтического воздействия и устройство для его осуществления

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к средствам для комплексной магнитотерапии. Способ заключается в размещении по всему телу пациента в два слоя, над и под ним, идентичных модулей в виде формирователей электромагнитного поля, подаче на них электрических сигналов регулируемой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002496532
Дата охранного документа: 27.10.2013
Показаны записи 1-10 из 104.
20.08.2013
№216.012.5f0c

Способ определения показателей вариабельности сердечного ритма оператора в режиме реального времени и устройство для его осуществления

Изобретение относится к медицине. При осуществлении способа электрокардиосигнал фильтруют, дискретизируют по времени. В q первых кардиоциклах выделяют опорные точки, определяют длительности кардиоциклов, среднюю длительность кардиоциклов и число дискретных отсчетов N, соответствующее этой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489964
Дата охранного документа: 20.08.2013
20.08.2013
№216.012.619c

Электростатический энергоанализатор заряженных частиц

Изобретение относится к области энергетического анализа потоков заряженных частиц, возбуждаемых первичными электронами с поверхности твердого тела. Сущность изобретения заключается в том, что электростатический энергоанализатор заряженных частиц содержит коаксиально размещенные внутренний и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490620
Дата охранного документа: 20.08.2013
20.08.2013
№216.012.61c3

Способ неразрушающего объемного измерения векторной функции магнитной индукции неоднородно распределенного в пространстве и периодически изменяющегося во времени магнитного поля

Предложен способ неразрушающего объемного измерения векторной функции магнитной индукции неоднородного периодически меняющегося магнитного поля. В способе измерения мгновенных объемных состояний распределения неоднородного в пространстве магнитного поля осуществляются в местах, недоступных для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490659
Дата охранного документа: 20.08.2013
20.08.2013
№216.012.621d

Изотраекторный масс-спектрометр

Изобретение относится к области масс-анализа потоков ионов, эмиттируемых с поверхности твердого тела под воздействием первичного излучения, и может быть использовано для улучшения аналитических свойств масс-спектрометров, используемых для исследования объектов твердотельной микро- и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490749
Дата охранного документа: 20.08.2013
20.08.2013
№216.012.621e

Электростатический анализатор энергий заряженных частиц

Изобретение относится к области энергетического анализа потоков заряженных частиц, возбуждаемых первичными электронами с поверхности твердого тела, и может быть использовано для улучшения аналитических и потребительских свойств электронных спектрометров, используемых для исследования объектов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490750
Дата охранного документа: 20.08.2013
27.08.2013
№216.012.65b7

Способ корректировки межконтактного зазора геркона

Изобретение может быть использовано в электронной промышленности при изготовлении герметизированных магнитоуправляемых контактов (герконов). Согласно данному способу в случае, когда магнитодвижущая сила срабатывания заваренного геркона не соответствует диапазону паспортных значений, производят...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491676
Дата охранного документа: 27.08.2013
10.09.2013
№216.012.667c

Устройство предварительной обработки электрокардиосигнала

Изобретение относится к медицинской технике. Устройство предварительной обработки электрокардиосигнала (ЭКС) содержит блок усиления (1), блок АЦП (2), вход которого подключен к выходу блока усиления (1), блок фильтра нижних частот (10). В устройство введены подключенные к выходу блока АЦП (2)...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491883
Дата охранного документа: 10.09.2013
10.09.2013
№216.012.687b

Устройство для вентиляции воздуха

Изобретение относится к системам продувки и очистки воздуха от пылевых, бактериальных и химических загрязнений в производственных помещениях. Устройство содержит коронирующие электроды, которые установлены между осадительными электродами один за другим в одной плоскости параллельно осадительным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492394
Дата охранного документа: 10.09.2013
20.09.2013
№216.012.6d4c

Способ обнаружения квантовых точек и устройство для его осуществления

Изобретение относится к области диагностики полупроводниковых структур нанометрового размера и может быть использовано для обнаружения и классификации квантовых точек. Сущность изобретения: в способе обнаружения квантовых точек, расположенных на диагностируемом образце, образец пошагово...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002493631
Дата охранного документа: 20.09.2013
20.10.2013
№216.012.7736

Способ образования двумерного линейного электрического поля и устройство для его осуществления

Изобретение относится к области электронной и ионной оптики и масс-спектрометрии, где используется движение заряженных частиц в статических и переменных двумерных линейных электрических полях, и может быть использовано для усовершенствования конструкций и технологий изготовления устройств...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002496178
Дата охранного документа: 20.10.2013

Похожие РИД в системе