Способ изготовления электропроводящих покрытий на диэлектрических деталях электровакуумных приборов Советский патент 1981 года по МПК H01J9/20 

Изобретение относится к технологии изготовления электровакуумных приборов (ЭВП) . В существующей технологии изготовления ЭВП и преимущественно фотоэлектронных приборов (ФЭП) предусматривает ciH изготовление электропроводящих покрытий на диэлектрических деталях, например, в виде дорожек. Эти покрытия служат для отвода статических электри ческих зарядов, подачи напряжения на катод, выполненный на изолирующей под ложке, и обеспечения электроконтакта между внутривакуумньтми элементами при бора. Известны способы создания проводящих покрытий на стекле путем нанесения метап.ттаческих пленок. При этом исполь- эу;:;тся термичвск&а, кЕтодное распьшениг, шоопироваге е и,гш нанесение плеиск из платины, зелота, серебра методом вжигания р 1, Однако применение перечисленных методов нанесания металлических пленок затруднено при налич-ии рельефных поверхностей. Нанесение дорожек заданной конфигурации, требует использования экранов или защитных масок с последующим удалением защитных слоев. Кроме того, в большинстве случаев используются драгоценные металлы. При использовании способа вжигания покрытие получают в окислительной атмосфере или на .воздухе при температуре не менее 500 С, что в большинстве случаев недопустимо из-за химического взаимодействия продуктов реакции с деталями прибора. Наиболее близким к предлагаемому является способ изготовления электропроводящих покрытий нз индия или сплава индий-олово на диэлектрических деТсШях, преимущественно из стекла, заключаюш йся в нанесении индия нли сплава индий - олово на стекло, подогретое до темпера1уры плавления индия или его сплава. Такие контакты при комнатной температуре имеют малое 3 удельное сопротивление (8,А-20 мкОм.с и надежное сцепление с диэлектрической деталью 2J. Однако в вакууме эти контакты рабо тоспособны только до температуры плав ления электропроводящего материала, так как при дальнейшем увеличении тем пературы происходит плавление покрытия и собирание его в электрически изолированные друг от друга островки Эти островки могут перемещаться по ди электрической детали и отрываться от нее, нарушая электрическую изоляцию вакуумных промежутков. . Цель изобретения - повышение электрической прочности вакуумных промежутков прибора, а также, улучшение качества покрытия путем увеличения механической прочности его сцепления с диэлектрической деталью. Поставленная цель достигается тем что в способе изготовления электропроводящих покрытий на диэлектрических деталях электровакуумных приборов включающем нанесение на диэлектрическую деталь, подогретую до температуры плавления электропроводящего материала, электропроводящего покрытия, в качестве которого используют индий или сплав на основе индик с температу рой плавления 50-200 с, имеющий давл ние пара при температуре обработки прибора - I. рт.ст., проводят термическую обработку диэлек трической детали с нанесенным на нее электропроводящим покрытием в атмосфере инертного газа при температуре, превышающей точку плавления электропроводящего покрытия, но не более, чем температура размягчения диэлект рической детали или начала интенсивного испарения электропроводящего по крытия, в течение времени, определяемого зависимостью г at температура термообработки /СГ - время термообработки, ч; а,Ь - коэффициенты с численными значениями а (7-12) b 1,9-2,1. В указанном интервале численных, значений коэффициентов а и Ь, полученном экспериментальным путем, время термообработки оптимально с точки зрения качества покрыгич. При меньше 64 времени термообработки не происходит полного обезгаживания на границе покрытие - диэлектрическая деталь, что приводит к частичному или полному разрушению покрытия в процессе высокотемпературного обезгаживания. Большее время термообработки нецелесообразно, так как не приводит к заметному улучшению качества и надежности покрытия. Пример. Вымытую и высушенную колбу нагревают на воздухе в сушильном шкафу до 160-J70 , затем на колбу наносят покрытие из индия, охлаждают до комнатной температуры, помещают каабу в печь и проводят термообработку в потоке аргона или гелия при 350-360 С. Время термообработки вычисленное по формуле, составляет 20-105 мин (0,32-1,734). Обычно термообработку проводят в течение 4565 мин. По окончании термообработки получают прочное индиевое покрытие на колбе, допускающее нагрев детали в вакууме до в течение 5 ч. При этом отрыва покрытия от детали или его перемещения на металлизированные участки детали не наблюдается, а удельное электрическое сопротивление покрытия при 20°С составляет 9-25 мкОм-сн. При контакте покрытия с напыленными пленками из серебра или алюминия распространения покрытия на участки, покрытие плeнкa ш, не происходит, а электроконтакт покрытие - пленка сохраняется в процессе и по окончании вакуумного обезгаживания прибора. Получены покрытия с использованием следующих материалов: индия, сплавов, систем индий - олово, индий - олово - галлий, индий - олово - серебро, иидий - серебро, индий - олово - медь, индий - олово - серебро - медь. Температура плавления сплавов составляет 90-160°С для разных рецептур), т. е. покрытие при работе прибора находится в твердом состоянии. По предлагаемому способу получены покрытия на следующих вакуумных диэлектрических материалах: стекле С-52-1, фотоситалле ФС-148-1, лейкосапфире, корунде, кварце, керамике ГБ-7 и 22Хс слюде, монокристаллах фторидов щелочных и щелочноземельньгх металлов. Применение покрытий в фотоэлектрическом умножителе 14 ЭЛУФ-7 показывает, что покрытие совместимо с кислородно-серебряноцезиевым фотокатодом и не влияет на процесс его формирования.. 58 Предлагаеьга1й способ предназначен преимущественно для изготовления элек троконтактов в полости ФЭП г; отвода электрических зарядов с поверхностей диэлектрических деталей, Формула изобретения Способ изготовления электропроводя щих покрытий на диэлектрических деталях электровакуумных приборов, вкхвоча ющий нанесение на дизлектрическ5т деталь , подогретую до температуры плавления электропроводящего материала, электропроводящего покрытия, в качестве которого исгользуют индий или сплав на основе индия с температурой Лланления 50--200 С, имеющий давление пара при темлерат. обработки прибора 1 0 - J рт.ст., отличающийся тем, что, с целью повышения электрической прочности вакуумных промежутков прибора, а также улучшения качества покрытия путем увеличения механической прочности его сцепления с диэлектрической деталью, проводят термическую обработку диэлек рической детали с нанесенным на нее 6 :лтектропроводя1цим покрытием в атмосфере инертного газа при температуре, превышающей точку плавления электропроводящего покрытия, но не более, чем температура размягчения диэлектрической детали или начала интенсивного испарения электропроводящего покрытия, в течение времени, определяемого зависимостьюгде t - температура термообработки, С - время термообработки, ч} а,Ь - коэффициенты с численными значениями а {7-il 2) Ь 1,9-2,1. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1,Эспе В. Технология злектровакуумных материалов, т. 2, М., Энергия, 1968, с. 196. 2,Резбери Ф., Справочник по вакуумной технике и технологии. К., Энергия, 1972, с. 151-152 (прототип) .