Способ изготовления электретов Советский патент 1989 года по МПК G11C13/02 

(Л

С

Изобретение относится к технологии производства радиоэлектронной и электротехнической аппаратуры, а именно изготовления электретов на металл изированных подложках-электродах. Изобретение может быть использовано в технологии изготовления электроакустических преобразователей электронных микрофонов и электроакустических излучателей, электретных газовых фильтров и запоминающих устройств статического типа. Целью изобретения является повышение надежности электрета. Поставленная цель достигается тем, что формирование диэлектрического полимерного слоя проводят в послесвечении разряда газовой смеси тетрафторэтилена и аргона в плазмохимическом реакторе при давлении смеси 400-660 Па, содержании тетрафторэтилена в смеси 5-10%, скорости прохождения газовой смеси 1-2С м/с, расстоянии между .нижней границей плазмы и подложки-электрода 20-100 мм. 3 ил.

Изобретение относится к технологии производства радиоэлектронной и электротехнической аппаратуры, а именно изготовлению электретов на металлизированных подложках-электродах и может быть использовано в технологии изготовления электроакустических преобразователей-электронных микрофонов и электроакустических излучателей, электретных газовых фи ль- тров и запоминающих устройств статического типа.

Целью изобретения является повыщение надежности электрета.

На фиг. 1 и 2 изображена схема плазмо- химического реактора; на фиг. 3 - зависимость поверхностного потенциала электрета от времени релаксации.

В изобретении низкотемпературная плазма является лищь средством активизации мономера или смеси мономера с инертным газом, который быстро прокачивают через зону разряда и в послесвечении происходит осаждение в виде пленки на подложку- электрод. Среднюю скорость прохождения газа через зону разряда подбирают опытным путем. Время нахождения мономера в зоне разряда должно быть достаточным для того, чтобы основная часть молекул успевала переходить в возбужденные состояния и скорость осаждения полимерной пленки была достаточно высокой. Устранение непосредственного контакта пoдлoжки-элeкJ трода с плазмой предотвращает сильный разогрев и разрушение нетермостойких пластмассовых подложек. Химический состав и структура фторполимерных пленок, полученных в послесвечении, близки к составу и структуре обычного политетрафторэтилена. Процесс формиррвания полимерной пленки осуществляется в послесвечении низкочастотного, высокочастотного или сверхвысокочастотного разрядов.

Для проведения процесса формирования пленки в послесвечении НЧ- или ВЧ-раз4 Ф

4 ГО

00

ряда используется плазмохимический реактор (фиг. 1).

На схеме (фиг. 1) показаны цилиндрический стеклянный сосуд 1 с внутренним диаметром 250 мм и высотой 300 мм, столик 2, подложка-электрод 3, фторопластовый полый цилиндр 5, держатели 6, верхний электрод 7, крышка 8 реактора, металлическая трубка 9, резиновое уплотнение 10, трубка 11 для откачки газа, зона 12 послесвечения, электрический вакуумный ввод 13, зона 14 разряда, источник 15 питания (НЧ или ВЧ генератор).

Для проведения процесса формирования полимерной пленки в послесвечении СВЧ-разряда используют плазмохимический реактор, схема которого изображена на фиг. 2.

На схеме (фиг. 2) показаны корпус 16 реактора, разрядная кварцевая трубка 17, волновод 18, фасонная подложка-электрод 19, крышка 20 реактора, патрубок 21 для откачки газов, столик 22.

На фиг. 3 изображена зависимость поверхностного потенциала электрета от времени релаксации: 23 - зависимость для электрета из фторполимерной пленки, сформированной в ВЧ-разряде, 24 - зависимость для электрета из фторполимерной пленки, сформированной в послесвечении ВЧ-разряда.

На верхний сплошной 7 и нижний сеточный 4 электроды диаметром 100 мм подают НЧ-(с частотой О-30 кГц) или ВЧ-на- пряжение (с частотой 30 кГц-100 Мгц) от источника 15 питания и в зоне 14 между электродами возбуждается газовый разряд. Поток возбужденных атомов, молекул и радикалов мономера проходит через сеточный электрод 4 в зону 12 послесвечения, где происходит процесс формирования полимерной пленки на подложке-электроде 3. Летучие продукты плазменной активации откачивают через трубку 11. Оптимальными параметрами процесса формирования пленок в послесвечении НЧ- и ВЧ-разрядов, при которых получают фторполимерную пленку с хорошими электретными свойствами для данной конструкции реактора, являются давление смеси 10-600 Па, содержание тетрафторэтилена 5-10%, скорость прохождения газа между электродами 1--14 м/с расстояние электродами 5-10 мм.

расстояние от нижнего электрода до подложки электрода 20-40 мм, средняя скорость роста пленок 1 мкм/ч.. Затем полученные диэлектрические пленки подвергают электризации в коронном разряде при атмосферных условиях.

Характер относительной релаксации заряда при хранении в атмосферных условиях при комнат ной температуре для электретов в зависимости от времени хранения показан на фиг. 3.

При формировании полимерной пленки в послесвечении СВЧ-разряда используют плазмохимический реактор (фиг. 2), в котором мономер или смесь мономера с инерт5 ным газом подают через верхнюю часть разрядной трубки. Мономер активируется в плазме, которая возбуждается в разрядной трубке, проходящей через волновод 18, и формируется в виде пленки на под- ложке.-электроде 19, расположенном на сто лике 22. При этом содержание мономера в смеси 5-20%, средняя скорость газовой смеси 0,01 - 100 м/с, частота СВЧ-гене- ратора 2375 МГц, мощность 0,1-10 Вт/см При этом характеристики пленки близки

5 к характеристикам пленки, полученной в послесвечении ВЧ-разряда.

Исходя из зависимостей, приведенных на фиг. 3, видно, что стабильность заряда электретов, сформированных в послесвечении ВЧ-разряда (24), значительно превос ходит стабильность заряда электретов, сформированных в плазме ВЧ-разряда (23).

Формула изобретения

Способ изготовления электретов, вклю- 5 чающий формирование на подложке-электроде диэлектрического полимерного слоя в среде газообразного мономера с использованием низкотемпературной плазмы и последующей электризацией диэлектрического 0 полимерного слоя, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности электрета, формирование диэлектрического полимерного слоя проводят в послесвечении разряда газовой смеси тетрафторэтилена и аргона в плазмохимическом реакторе при давлении 5 смеси 400-660 Па, содержании тетрафторэтилена в смеси 5-10%, скорости прохождения газовой смеси 1-20 м/с, расстоянии между нижней границей плазмы и подложки-электрода 20-100 мм.

У/////////////7///// У/////Л

т

Фаг 2

к Вакуумному

насосу

UZ.1

21

/f Вакуумному

насосу

гоо

BpeMS), су/77 фг/г.Л