×
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 81-90 из 90.
25.08.2017
№217.015.97f8

Фазометр когерентно-импульсных радиосигналов

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения доплеровских сдвигов фаз (радиальной скорости объекта) неэквидистантных когерентно-импульсных радиосигналов на фоне шума; может быть использовано в радиолокационных и навигационных системах для однозначного измерения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002609438
Дата охранного документа: 01.02.2017
25.08.2017
№217.015.9f10

Способ исследования информационной емкости поверхности наноструктурированных материалов

Изобретение относится к областям микро- и наноэлектроники, физики поверхности и может быть использовано для исследования информационных характеристик поверхности наноструктурированных и самоорганизующихся твердотельных материалов. Сущность способа заключается в том, что получают изображения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002606089
Дата охранного документа: 10.01.2017
25.08.2017
№217.015.abf1

Электровакуумный прибор свч

Изобретение относится к электронной технике, а именно к электровакуумным двухрезонаторным генераторам СВЧ клистронного типа с двухзазорным первым резонатором. Первый резонатор обеспечивает самовозбуждение генератора в режиме автогенерации на противофазном виде колебаний и достаточно эффективное...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002612028
Дата охранного документа: 02.03.2017
25.08.2017
№217.015.b03d

Способ развертки спектров масс линейной ионной ловушкой с дипольным возбуждением

Изобретение относится к области масс-спектрометрического анализа вещества и может быть использовано для улучшения конструктивных и коммерческих параметров ионных ловушек с дипольным возбуждением ионов. Технический результат - упрощение системы развертки масс и высокочастотного питания...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002613347
Дата охранного документа: 16.03.2017
25.08.2017
№217.015.b1d7

Вычислитель радиальной скорости движущегося объекта

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для вычисления на основе корреляционного принципа радиальной скорости движущегося объекта; может использоваться в автоматизированных системах управления воздушным движением для обнаружения и измерения скорости летательных аппаратов....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002613037
Дата охранного документа: 14.03.2017
25.08.2017
№217.015.b958

Сканирующий зонд атомно-силового микроскопа с нанокомпозитным излучающим элементом, легированным квантовыми точками и магнитными наночастицами структуры ядро-оболочка

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в зондовой сканирующей и атомно-силовой микроскопии. Магнитопрозрачный кантилевер соединен с электропроводящей магнитопрозрачной зондирующей иглой, вершина которой подвижно соединена с помощью двух вложенных углеродных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002615052
Дата охранного документа: 03.04.2017
25.08.2017
№217.015.ba8b

Сканирующий зонд атомно-силового микроскопа с нанокомпозитным излучающим элементом, легированным квантовыми точками и магнитными наночастицами структуры ядро-оболочка

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в атомно-силовой микроскопии. Сущность изобретения заключается в том, что магнитопрозрачный кантилевер соединен с электропроводящей магнитопрозрачной зондирующей иглой, вершина которой соединена с магнитопрозрачной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002615708
Дата охранного документа: 07.04.2017
25.08.2017
№217.015.c554

Способ времяпролетного масс-разделения ионов в радиочастотном линейном электрическом поле и устройство для его осуществления

Изобретение относится к области масс-спектрометрии и направлено на совершенствование методов и устройств масс-разделения по времени пролета в линейных высокочастотных полях. Технический результат - повышение разрешающей способности и решение проблемы конструктивного совмещения устройств ввода и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002618212
Дата охранного документа: 03.05.2017
29.12.2017
№217.015.f05b

Способ увеличения чувствительности магнитоуправляемых коммутаторов

Изобретение относится к области коммутаторов электрического тока, управляемых внешним магнитным полем: магнитоуправлемых контактов (герконов), микроэлектромеханических (МЭМС) коммутаторов и переключателей, и может быть использовано для улучшения эксплуатационных и потребительских свойств данных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002629002
Дата охранного документа: 24.08.2017
19.01.2018
№218.016.010f

Двухколлекторный металлополупроводниковый прибор

Изобретение относится к области магнитоэлектроники, а именно к преобразователям магнитного поля в электрический сигнал, и может быть использовано в различных электронных устройствах, предназначенных для усиления и генерации электрических сигналов, защиты входных цепей радиоэлектронной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002629712
Дата охранного документа: 31.08.2017
Показаны записи 91-100 из 104.
25.08.2017
№217.015.ba8b

Сканирующий зонд атомно-силового микроскопа с нанокомпозитным излучающим элементом, легированным квантовыми точками и магнитными наночастицами структуры ядро-оболочка

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в атомно-силовой микроскопии. Сущность изобретения заключается в том, что магнитопрозрачный кантилевер соединен с электропроводящей магнитопрозрачной зондирующей иглой, вершина которой соединена с магнитопрозрачной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002615708
Дата охранного документа: 07.04.2017
25.08.2017
№217.015.c554

Способ времяпролетного масс-разделения ионов в радиочастотном линейном электрическом поле и устройство для его осуществления

Изобретение относится к области масс-спектрометрии и направлено на совершенствование методов и устройств масс-разделения по времени пролета в линейных высокочастотных полях. Технический результат - повышение разрешающей способности и решение проблемы конструктивного совмещения устройств ввода и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002618212
Дата охранного документа: 03.05.2017
29.12.2017
№217.015.f05b

Способ увеличения чувствительности магнитоуправляемых коммутаторов

Изобретение относится к области коммутаторов электрического тока, управляемых внешним магнитным полем: магнитоуправлемых контактов (герконов), микроэлектромеханических (МЭМС) коммутаторов и переключателей, и может быть использовано для улучшения эксплуатационных и потребительских свойств данных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002629002
Дата охранного документа: 24.08.2017
19.01.2018
№218.016.010f

Двухколлекторный металлополупроводниковый прибор

Изобретение относится к области магнитоэлектроники, а именно к преобразователям магнитного поля в электрический сигнал, и может быть использовано в различных электронных устройствах, предназначенных для усиления и генерации электрических сигналов, защиты входных цепей радиоэлектронной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002629712
Дата охранного документа: 31.08.2017
07.09.2018
№218.016.8495

Способ изготовления высоковольтного вакуумного геркона

Изобретение относится к электровакуумной технике, в частности к способам изготовления высоковольтных вакуумных герконов. Техническим результатом изобретения является обеспечение возможности размещения внутри геркона титанового геттера без изменения его конструкции. Технический результат...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002666150
Дата охранного документа: 06.09.2018
23.09.2018
№218.016.89ff

Способ регулирования взаимного расположения контакт-деталей геркона

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при производстве герметизированных магнитоуправляемых контактов (герконов). Техническим результатом является изготовление герконов с заданной величиной области перекрытия. В способе регулирования взаимного расположения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002667495
Дата охранного документа: 21.09.2018
03.10.2018
№218.016.8d1f

Подвеска для нанесения гальванических покрытий на контакт-детали герконов

Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано для нанесения гальванических покрытий на малоразмерные изделия, изготовленные из ферромагнитных материалов, в частности на контакт-детали герметизированных магнитоуправляемых контактов - герконов. Подвеска содержит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002668240
Дата охранного документа: 27.09.2018
31.05.2019
№219.017.70a5

Магнитная система подвески для электрохимической обработки контакт-деталей герконов

Изобретение относится к оборудованию, используемому для нанесения гальванических покрытий на малоразмерные изделия, изготовленные из ферромагнитных материалов, в частности на контакт-детали герконов. Магнитная система подвески состоит из корпуса с закрепленными в нем постоянными магнитами,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002689836
Дата охранного документа: 29.05.2019
09.08.2019
№219.017.bd24

Способ термической обработки контакт-деталей герконов

Изобретение относится к технологии термической обработки контакт-деталей герконов и может быть использовано в их серийном производстве. Способ включает очищающий отжиг в течение 15-25 мин контакт-деталей в сухом водороде при максимальной температуре 700-780°С и окислительный отжиг в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002696510
Дата охранного документа: 02.08.2019
12.10.2019
№219.017.d4fe

Подвеска для гальванической обработки контакт-деталей герконов

Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано для локального нанесения гальванических покрытий на малоразмерные изделия, выполненные из ферромагнитных материалов, в частности на контакт-детали герметизированных магнитоуправляемых контактов (герконов). Подвеска для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002702514
Дата охранного документа: 08.10.2019
+ добавить свой РИД