СПОСОБ ГЕРМЕТИЗАЦИИ ОТКАЧНЫХ ОТВЕРСТИЙ МАЛОГО ДИАМЕТРА Российский патент 1996 года по МПК H01J9/26 

Изобретение относится к областям электровакуумной техники и радиоэлектроники, а именно к способам герметизации лазерным лучом откачных отверстий малых диаметров в оболочках электронных приборов.

Известен способ герметизации оболочки электронного прибора, включающий предварительную установку в газонапускное отверстие прокладки из мягкого металла, уплотнение ее пробкой и последующую опайку соединения (Г.Я.Гуськов, Г. А. Блинов, А.А.Газаров "Монтаж микроэлектронной аппаратуры", М. "Радио и связь", 1986, с.17). Герметизация опайкой требует применения операции нагрева оболочки до температуры плавления припоя и последующую отмывку от флюса. Это ограничивает область применения данного способа, так как расположенные в оболочке компоненты микроэлектроники не выдерживают нагрева до высоких температур, а применение флюсов и последующая их отмывка снижают технологичность процесса герметизации.

Наиболее близким к предлагаемому является способ герметизации оболочки электровакуумного прибора по а.с. СССР N 1507112, H 01 J 9/26, включающий выполнение соосно откачному отверстию теплоизолирующей канавки, размещение оболочки в вакуумной камере, откачку оболочки, наполнение рабочим газом и герметизацию откачного отверстия лучом лазера с диаметром активного пятна лазера равным внутреннему диаметру канавки. Однако при выполнении герметизации по данному способу происходит прохождение лазерного луча через газонапускное отверстие внутрь корпуса прибора, что приводит к повреждению элементов электроники и защитных органических покрытий, расположенных под ним. Для исключения этого микроплаты в корпусе прибора размещают так, чтобы они не находились под газонапускным отверстием. Это не позволяет полностью использовать внутренний объем корпуса.

Для снижения вероятности прохождения лазерного луча внутрь оболочки герметизацию осуществляют по а.с. СССР N 1507112, при этом согласно предлагаемому решению оболочку прибора в момент установки в вакуумную камеру ориентируют и фиксируют в положении, обеспечивающем угол наклона оси откачного отверстия 45 70^o по отношению к линии прохождения лазерного луча.

Заявляемый способ отличается от способа по а.с. N 1507112 тем, что оболочку прибора в момент установки в вакуумную камеру ориентируют и фиксируют в положении, обеспечивающем угол наклона оси откачного отверстия 45 70^o по отношению к линии прохождения лазерного луча. Таким образом, заявляемый способ соответствует критерию "новизна".

Известны способ лазерной сварки а.с. СССР N 803275, B 23 K 26/00, сварки световым лучом а.с. СССР N 907941, B 23 K 26/00 и сварки электронным лучом а.с. СССР N 1203780, B 23 K 15/00, в которых обрабатываемую поверхность располагают под углом от 3 до 20^o к линии прохождения лазерного или светового лучей для увеличения качества сварного шва и увеличения производительности труда. В предлагаемом решении наклон оси откачного отверстия к линии прохождения лазерного луча выполняют с целью предотвращения его прохождения внутрь оболочки. При угле наклона 3 20^o лазерный луч проходит через отверстие внутрь прибора, что приводит к повреждению элементов электроники и защитных органических покрытий расположенных под отверстием.

Известен способ, позволяющий снизить вероятность прохождения лазерного луча через откачное отверстие. Данный способ изложен в дополнительной заявке к а.с. СССР N 1507112 (положительное решение N 4747629/21 от 29.01.91). Указанный недостаток устраняется установкой в откачное отверстие экрана, выполненного в виде конусной спирали. Однако наличие экрана значительно снижает проходное сечение откачного отверстия, имеющего малый диаметр (менее 1,5 мм). Это приводит к увеличению длительности вакуумирования оболочки электронного прибора, а при газозаполнении к увеличению времени выдержки необходимой для выравнивания давлений в камере и внутри оболочки. Кроме того, изготовление экрана в виде конуса для отверстий малых диаметров довольно трудоемко. Указанные недостатки отрицательно сказываются на производительности и технологичности процесса герметизации откачных отверстий малых диаметров. Проведенный анализ позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого способа критерию "изобретательский уровень".

Сущность изобретения поясняется чертежом и заключается в следующем. При установке оболочки прибора 1 в вакуумную камеру 2 ориентируют ось откачного отверстия 3 под углом 45 70^o к линии прохождения лазерного луча от оптического квантового генератора, после чего оболочку фиксируют в данном положении. Угол наклона оси откачного отверстия к линии прохождения лазерного луча в 45 70^o определяется следующими условиями. При угле наклона менее 45^o увеличивается интенсивность прохождения лазерного луча через откачное отверстие внутрь оболочки, способная повредить элементы микроэлектроники и защитные органические покрытия. При угле наклона более 70^o возникают значительные трудности в качественной герметизации откачного отверстия. В этом случае происходит стекание расплавленного лазерным лучом металла, вследствие чего возникают микропоры, снижающие герметичность места заварки.

По способу а. с. СССР N 1507112, H 01 J 9/26 в двух корпусах из алюминиевого сплава АМг-6 выполнялись газонапускные отверстия диаметром 0,5 мм. Затем соосно отверстиям выполнялись теплоизолирующие канавки с внутренним диаметром 1,3 мм и глубиной 1,00 мм. По предлагаемому способу один корпус ориентировался и фиксировался так, что угол наклона оси откачного отверстия к линии прохождения лазерного луча составлял 45^o, а у другого корпуса этот угол равнялся 70^o. Герметизация откачных отверстий осуществлялась с помощью установки "Квант-16". Качество герметизации оценивалось на гелиевом течеискателе ПТИ-10. Степень натекания у корпусов соответственно составила 8,5х10 и 9х10. Для контроля отсутствия прохождения луча лазера через откачное отверстие под ним устанавливались микроплаты, покрытые фоторезистом ФН-11К. После герметизации отверстия проводился анализ целостности защитного покрытия. Целостность покрытия оценивалась под микроскопом при 32 кратном увеличении. Проведенные исследования не выявили нарушений в защитном покрытии из фоторезиста ФН-11К. Работоспособность микроплат не изменилась.

Преимущества данного способа состоят:
в повышении технологичности, так как не требуется изготовления трудоемкого экрана;
в повышении производительности процесса герметизации, так как не уменьшается проходное сечение откачного отверстия и вследствие этого, не требуется увеличивать времена вакуумирования и газонаполнения оболочки прибора.

Использование: в области электровакуумной техники и электроники. Сущность изобретения: оболочку прибора в момент установки в вакуумную камеру предварительно ориентируют, а затем фиксируют в положении, обеспечивающем угол наклона оси откачного отверстия в пределах 45 - 70^o по отношению к линии прохождения лазерного луча. 1 ил.

Способ герметизации откачного отверстия малого диаметра оболочки электровакуумного прибора, включающий выполнение соосно с откачным отверстием на наружной поверхности оболочки теплоизолирующей канавки, размещение оболочки в вакуумной камере, откачку оболочки, наполнение рабочим газом и герметизацию откачного отверстия лучом лазера, отличающийся тем, что при установке в вакуумную камеру оболочку прибора ориентируют и фиксируют в положении, обеспечивающем угол наклона оси откачного отверстия по отношению к линии прохождения лазерного луча 45 70^o.