×
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 31-40 из 90.
20.01.2015
№216.013.1fb5

Способ формирования трехмерного изображения земной поверхности и воздушной обстановки с помощью антенной решетки

Изобретение относится к бортовым радиолокационным системам наблюдения за земной поверхностью и воздушной обстановкой, работающим в режиме реального луча на базе плоской антенной решетки. Достигаемый технический результат - формирование трехмерного изображения объектов отражения в зоне обзора с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002539558
Дата охранного документа: 20.01.2015
10.02.2015
№216.013.25b8

Устройство для отображения информации

Изобретение относится к устройствам отображения информации на газоразрядных панелях. Техническим результатом является повышение надежности формирования изображения, выраженное в уменьшении различий яркостей фрагментов изображения за счет учета числа зажженных ячеек, фактического расположения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002541109
Дата охранного документа: 10.02.2015
20.02.2015
№216.013.28ca

Фазовый дискриминатор

Изобретение относится к системах автоматики для получения информации о знаке и величине разности фаз двух импульсных колебаний близких частот. Технический результат заключается в повышении точности оценки разности фаз при одновременном использовании знаковых и пропорциональных выходов. Введение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002541899
Дата охранного документа: 20.02.2015
20.02.2015
№216.013.2a8a

Способ адаптивной настройки каналов ускорения в многоканальном обнаружителе маневрирующей цели

Предлагаемое изобретение относится к радиолокации и может быть использовано в радиолокационной технике, в системах обработки первичной радиолокационной информации, для обнаружения высокоманевренной цели в импульсно-доплеровских радиолокационных станциях. Достигаемый технический результат -...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002542347
Дата охранного документа: 20.02.2015
20.02.2015
№216.013.2b89

Электронный уровень-уклономер

Изобретение относится к устройствам для измерения уклонов и может быть использовано для контроля и измерения углового положения как горизонтальных, так и вертикальных поверхностей. Сущность: уровень-уклономер содержит три трехосевых акселерометра, каждый из которых через три...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002542602
Дата охранного документа: 20.02.2015
27.02.2015
№216.013.2bf6

Способ времяпролетного масс-анализа и устройство для его осуществления

Изобретение относится к области масс-спектрометрии и может быть использовано для расширения аналитических возможностей масс-анализаторов времяпролетного типа. Технический результат - повышение чувствительности и расширение динамического диапазона времяпролетных масс-спектрометров путем...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002542722
Дата охранного документа: 27.02.2015
27.02.2015
№216.013.2bf7

Способ масс-анализа с преобразованием фурье

Изобретение относится к области масс-спектрометрии высокого разрешения. Технический результат - улучшение масс-габаритных и эксплуатационных характеристик масс-спектрометров с преобразованием Фурье путем повышения давления в измерительных ячейках. Способ обеспечивает n-кратное сокращение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002542723
Дата охранного документа: 27.02.2015
10.04.2015
№216.013.3c77

Способ измерения угловых координат воздушных целей с помощью доплеровской рлс

Изобретение относится к радиолокации, а именно к радиолокационным станциям (РЛС) наблюдения за воздушной обстановкой, работающим в режиме узкополосной доплеровской фильтрации. Технический результат направлен на однозначное измерение угловых координат обнаруженных воздушных целей в зоне...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002546967
Дата охранного документа: 10.04.2015
10.04.2015
№216.013.3c8c

Обнаружитель-измеритель радиоимпульсных сигналов

Изобретение относится к радиолокации и предназначено для обнаружения когерентно-импульсных неэквидистантных радиосигналов и измерения радиальной скорости движущегося объекта. Достигаемый технический результат - повышение точности измерения. Указанный результат достигается тем, что...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002546988
Дата охранного документа: 10.04.2015
10.04.2015
№216.013.3d37

Фазометр радиоимпульсных сигналов

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: 0002547159
Дата охранного документа: 10.04.2015
Показаны записи 31-40 из 104.
10.12.2014
№216.013.0ee3

Способ определения длительности времени плазмохимического травления поверхности полупроводниковых пластин для субмикронных технологий

Изобретение относится к области микроэлектроники. Технический результат направлен на повышение достоверности определения типа и количества загрязняющих примесей на поверхности полупроводниковых пластин после плазмохимического травления и определения оптимального значения длительности времени...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002535228
Дата охранного документа: 10.12.2014
10.01.2015
№216.013.19f5

Способ исследования нелинейного спинового резонанса в полупроводниках и устройство для его осуществления

Использование: для исследования нелинейного спинового резонанса в объемных, тонкопленочных и двумерных полупроводниковых наноструктурах. Сущность изобретения заключается в том, что для исследования нелинейного спинового резонанса образец охлаждают, воздействуют на него изменяющимся постоянным и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002538073
Дата охранного документа: 10.01.2015
20.01.2015
№216.013.1fb5

Способ формирования трехмерного изображения земной поверхности и воздушной обстановки с помощью антенной решетки

Изобретение относится к бортовым радиолокационным системам наблюдения за земной поверхностью и воздушной обстановкой, работающим в режиме реального луча на базе плоской антенной решетки. Достигаемый технический результат - формирование трехмерного изображения объектов отражения в зоне обзора с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002539558
Дата охранного документа: 20.01.2015
10.02.2015
№216.013.25b8

Устройство для отображения информации

Изобретение относится к устройствам отображения информации на газоразрядных панелях. Техническим результатом является повышение надежности формирования изображения, выраженное в уменьшении различий яркостей фрагментов изображения за счет учета числа зажженных ячеек, фактического расположения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002541109
Дата охранного документа: 10.02.2015
10.02.2015
№216.013.26ee

Зонд атомно-силового микроскопа с нанокомпозитным излучающим элементом, легированным квантовыми точками структуры ядро-оболочка

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в зондовой сканирующей микроскопии и атомно-силовой микроскопии для диагностирования и исследования наноразмерных структур. Сущность изобретения заключается в том, что кантилевер соединен с электропроводящей зондирующей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002541419
Дата охранного документа: 10.02.2015
10.02.2015
№216.013.26f1

Зонд атомно-силового микроскопа с нанокомпозитным излучающим элементом, легированным квантовыми точками структуры ядро-оболочка

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в зондовой сканирующей микроскопии и атомно-силовой микроскопии для диагностирования и исследования наноразмерных структур. Сущность изобретения заключается в том, что кантилевер соединен с зондирующей иглой, вершина...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002541422
Дата охранного документа: 10.02.2015
20.02.2015
№216.013.28ca

Фазовый дискриминатор

Изобретение относится к системах автоматики для получения информации о знаке и величине разности фаз двух импульсных колебаний близких частот. Технический результат заключается в повышении точности оценки разности фаз при одновременном использовании знаковых и пропорциональных выходов. Введение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002541899
Дата охранного документа: 20.02.2015
20.02.2015
№216.013.2a8a

Способ адаптивной настройки каналов ускорения в многоканальном обнаружителе маневрирующей цели

Предлагаемое изобретение относится к радиолокации и может быть использовано в радиолокационной технике, в системах обработки первичной радиолокационной информации, для обнаружения высокоманевренной цели в импульсно-доплеровских радиолокационных станциях. Достигаемый технический результат -...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002542347
Дата охранного документа: 20.02.2015
20.02.2015
№216.013.2b89

Электронный уровень-уклономер

Изобретение относится к устройствам для измерения уклонов и может быть использовано для контроля и измерения углового положения как горизонтальных, так и вертикальных поверхностей. Сущность: уровень-уклономер содержит три трехосевых акселерометра, каждый из которых через три...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002542602
Дата охранного документа: 20.02.2015
27.02.2015
№216.013.2bf6

Способ времяпролетного масс-анализа и устройство для его осуществления

Изобретение относится к области масс-спектрометрии и может быть использовано для расширения аналитических возможностей масс-анализаторов времяпролетного типа. Технический результат - повышение чувствительности и расширение динамического диапазона времяпролетных масс-спектрометров путем...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002542722
Дата охранного документа: 27.02.2015
+ добавить свой РИД