Способ электронного обезгаживания микроканальной пластины при изготовлении вакуумного прибора

Изобретение относится к области электронной техники, в частности к технологии изготовления вакуумных фотоэлектронных приборов (ФЭП), содержащих микроканальные пластины (МКП), такие как бипланарные и инверсионные электронно-оптические преобразователи (ЭОП), фотоэлектронные умножители (ФЭУ) и позиционно-чувствительные детекторы, и может быть использовано при производстве этих приборов. Технический результат - повышение производительности и эффективности обезгаживания МКП для улучшения параметров и повышения надежности вакуумного прибора. Способ включает облучение МКП входным электронным потоком при заданных напряжении и выходном токе. Обезгаживание осуществляют электронным потоком в пять этапов: первый этап проводят при входном токе 4·10-9-8·10-9 Α и выходном токе 0,05-,01 от тока проводимости МКП, второй этап обезгаживания осуществляют при напряжении на МКП 1000-1050 В при том же входном токе, на третьем этапе ступенчато снижают напряжение на МКП через каждые 50-100 В от 1000-1050 В до 650 - 600 В при постоянно поддерживаемом выходном токе 2,7-3,2 мкА, на четвертом этапе обезгаживание проводят при том же выходном токе и входном токе, соответствующем входному току предельного режима эксплуатации вакуумного прибора, на пятом этапе обезгаживание осуществляют при напряжении на МКП 1000-1050 В и выходном токе 10-12 мкА. 2 ил., 2 табл.

 

Изобретение относится к области электронной техники, в частности к технологии изготовления вакуумных фотоэлектронных приборов (ФЭП), содержащих микроканальные пластины (МКП), такие как бипланарные и инверсионные электронно-оптические преобразователи (ЭОП), фотоэлектронные умножители (ФЭУ) и позиционно-чувствительные детекторы, и может быть использовано при производстве этих приборов.

Известен способ изготовления вакуумного фотоэлектронного прибора с микроканальной пластиной, включающий выполнение в процессе откачки последовательных операций электронного обезгаживания микроканальной пластины путем облучения ее электронным потоком от источника электронов, при этом электронная бомбардировка МКП продолжается 30-40 часов при выходном токе МКП, составляющем 20% от тока ее проводимости [см. а.с. СССР №1295953, МПК5 H01J 9/12, опубл. 30.05.1991 г.].

Недостатками аналога являются низкая производительность обезгаживания и недостаточная эффективность очистки.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является способ электронного обезгаживания МКП при изготовлении бипланарного ЭОП в установке финишной сборки, включающий облучение МКП входным электронным потоком при заданных напряжениях на МКП и выходном токе (см. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Коновалова П.И., МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, 2010 год, стр. 10-11).

Недостатками прототипа является то, что весь техпроцесс происходит с неизменным поддерживаемым постоянно выходным током 2,5 мкА, который соответствует работе МКП в режиме насыщения, последнее приводит к тому, что энергия электронов на последних стадиях размножения уменьшается и вероятность десорбции адсорбированных поверхностью каналов загрязнений также уменьшается; при уменьшении напряжения на МКП при постоянном выходном токе входной ток уменьшается, что снижает интенсивность газовыделения МКП и соответственно ухудшает эффективность очистки, к тому же величина входного тока не связана с параметрами вакуумного прибора при эксплуатации, что может привести к газовыделению в полость прибора, провоцируя снижение основных параметров ЭОП, а подаваемое на МКП напряжение 710 В существенно ниже рабочего и при его увеличении в вакуумном приборе увеличится энергия вторичных электронов и глубина их проникновения в бомбардируемую поверхность, что приведет к росту газовыделения при эксплуатации вакуумного прибора.

Таким образом, описанный в прототипе способ электронного обезгаживания МКП не обеспечит равномерную очистку каналов по всей длине и не гарантирует соблюдение требования надежности при работе вакуумного прибора.

Задачей предлагаемого технического решения является повышение производительности и эффективности обезгаживания МКП для улучшения параметров и повышения надежности вакуумного прибора.

Технический результат достигается тем, что в способе электронного обезгаживания микроканальной пластины при изготовлении вакуумных приборов, включающем облучение МКП входным электронным потоком при заданных напряжении и выходном токе, согласно изобретению обезгаживание электронным потоком осуществляют в пять этапов, первый этап проводят при входном токе 4·10-9-8·10-9 А и выходном токе 0,05-0,1 от тока проводимости МКП, на втором этапе обезгаживание осуществляют при напряжении на МКП 1000-1050 В при том же входном токе, на третьем этапе ступенчато снижают напряжение на МКП через каждые 50-100 В от 1000-1050 В до 650-600 В при постоянно поддерживаемом выходном токе 2,7-3,2 мкА, на четвертом этапе обезгаживание проводят при том же выходном токе и входном токе, соответствующем входному току предельного режима эксплуатации вакуумного прибора, на пятом этапе обезгаживание осуществляют при напряжении на МКП 1000-1050 В и выходном токе 10-12 мкА.

Данный способ позволит повысить производительность и эффективность обезгаживания МКП, снизить остаточное электронно-стимулированное газовыделение, улучшить параметр «отношение сигнал/шум» и надежность вакуумного прибора.

При входном токе меньше 4·10-9 Α снижается газовыделение, что приводит к снижению производительности, а при токе выше 8·10-9 А происходит очень интенсивное газоотделение, что может привести к пробою МКП и экрана. Диапазоны выходного тока 2,7-3,2 мкА и 10-12 мкА выбраны исходя из того, что при меньших токах снижается интенсивность газовыделения, а при больших токах чрезмерно возрастает входной ток, приводя к неоправданному снижению усиления МКП.

Сущность способа поясняется графиками, где на фиг. 1 изображено изменение газовыделения МКП в процессе обезгаживания по заявляемому способу, а на фиг. 2 - по прототипу, и таблицами 1, 2, в которых приведены сравнительные результаты обезгаживания МКП по заявляемому способу и прототипу.

Способ электронного обезгаживания микроканальной пластины при изготовлении вакуумного прибора осуществляли следующим образом.

На первом этапе проводили очистку каналов при выходном токе, соответствующем линейному режиму работы МКП, т.е. устанавливали выходной ток 0,1 от тока проводимости МКП, чтобы предотвратить зарядку каналов на выходе. При этом происходила очистка каналов по всей длине, в основном их выходных участков, так как количество электронов, бомбардирующих выходные участки в линейном режиме, в 102-103 раз больше, чем количество электронов на входе. На этом этапе в качестве второго задаваемого параметра используется входной ток 5·10-9 А, величина которого достаточна, чтобы вызвать интенсивное газоотделение, но не привести при этом к пробою МКП и экрана. В таком режиме газовыделение вырастало до максимума и начинало снижаться.

На втором этапе поднимали напряжение на МКП до 1000 В (максимально допустимый предел рабочего напряжения на МКП для вакуумных приборов), чтобы увеличить десорбцию поверхностно-адсорбированных веществ за счет роста энергии вторичных электронов между столкновениями. Входной ток при этом оставался неизменным, выходной увеличивался. В таком режиме происходила очистка каналов и выходной металлизации каналов при максимальной энергии вторичных электронов.

На третьем этапе для обеспечения интенсивного газовыделения на всей продолжительности этапа производили ступенчатое снижение напряжения на МКП от 1000 В до 650 В через каждые 50 В при установленной величине выходного тока, равной 3 мкА. Это приводило к тому, что входной ток на каждой ступени увеличивался и, соответственно, увеличивалось газовыделение, т.е. увеличивалась степень очистки входного торца МКП и входных участков каналов.

На четвертом этапе очищали максимально входной торец и входные участки каналов. Это достигали установлением входного тока, соответствующего максимальной световой нагрузке, предусмотренной технической документацией на испытания и эксплуатацию конкретных вакуумных приборов.

На пятом этапе осуществляли очистку выходной металлизации при максимальной энергии вторичных электронов, устанавливали напряжение на МКП 1000 В и выходной ток 10 мкА, соответствующий режиму глубокого насыщения МКП. Поскольку каналы МКП уже, в основном, очищены от поверхностных соединений, резкого снижения усиления МКП не происходит даже при значительном увеличении выходного тока за счет повышения входного тока.

Результатом электронного обезгаживания является снижение остаточного электронно-стимулированного газовыделения на порядок в сравнении с прототипом (см. табл. 1, 2), что приведет к улучшению параметра «отношение сигнал/шум» и надежности вакуумного прибора за счет снижения уровня донной обратной связи.

Электронное обезгаживание МКП производили последовательно в пять этапов для очистки определенных частей МКП на каждом этапе таким образом, чтобы происходило постоянно интенсивное газовыделение (см. фиг. 1), в результате чего очистка поверхности МКП от загрязнений происходит более равномерно по всей длине каналов и в более короткие сроки, а привязка к параметрам режимов эксплуатации вакуумных приборов гарантирует низкий уровень газоотделения при их работе.

Использование предлагаемого способа позволит по сравнению с прототипом повысить производительность и эффективность обезгаживания МКП, что приведет к улучшению параметров и надежности вакуумного прибора.

Способ электронного обезгаживания микроканальной пластины при изготовлении вакуумного прибора, включающий облучение МКП входным электронным потоком при заданных напряжении на МКП и выходном токе, отличающийся тем, что обезгаживание электронным потоком осуществляют в пять этапов, первый этап проводят при входном токе 4·10-9-8·10-9 А и выходном токе 0,05-0,1 от тока проводимости МКП, на втором этапе обезгаживание осуществляют при напряжении на МКП 1000-1050 В при том же входном токе, на третьем этапе ступенчато снижают напряжение на МКП через каждые 50-100 В от 1000-1050 В до 650-600 В при постоянно поддерживаемом выходном токе 2,7-3,2 мкА, на четвертом этапе обезгаживание проводят при том же выходном токе и при входном токе, соответствующем входному току предельного режима эксплуатации вакуумного прибора, на пятом этапе обезгаживание осуществляют при напряжении на МКП 1000-1050 В и выходном токе 10-12 мкА.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электронной техники, а именно к способам изготовления фотокатодов и устройствам для изготовления фотокатодов для использования их в различных областях промышленности, техники, а также для научных исследований.

Изобретение относится к электронной технике, в частности к способу изготовления многощелочного фотокатода в индивидуальном стеклянном вакуумном баллоне, так называемом контейнере.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к способу одновременного активирования нескольких фотокатодов, которые используются в электронно-оптических преобразователях (ЭОП), фотоэлектронных умножителях, счетчиках фотонов и других фоточувствительных приборах.

Изобретение относится к фотоэлектронным приборам, а более конкретно к технологии изготовления фотокатода. .

Изобретение относится к технике высоких напряжений, в частности к области электрической изоляции в вакууме, и может быть использовано в электронной промышленности для повышения качества микроканальных фотоэлектронных приборов.

Изобретение относится к электронной технике, а именно к конструкции катодных узлов на основе металлического эмиттера. .
Изобретение относится к получению паров щелочных элементов, в частности к источникам паров калия, рубидия и цезия, которые используются при изготовлении эммитеров в термоэмиссионных и электронно-оптических преобразователях.

Изобретение относится к электронной технике, в частности к технологии изготовления фотоэлектронных приборов методом раздельной обработки фотокатода и корпусной части.

Изобретение относится к электровакуумной технике, в частности к технологии изготовления фотоэлектронных приборов (ФЭП), содержащих одну или несколько микроканальных пластин (МКП). Технический результат - увеличение срока службы ФЭП без ионно-барьерной пленки. Способ изготовления фотоэлектронного прибора включает изготовление корпуса прибора, катодного узла, коллектора электронов, монтаж внутренних деталей и узлов, сварку узлов прибора, загрузку всех узлов в высоковакуумную установку финишной сборки, откачку всей системы, термическое обезгаживание всех узлов в вакууме, электронное обезгаживание МКП и коллектора электронов в вакууме, изготовление фотокатода на катодном узле, герметизацию прибора, выгрузку ФЭП из установки финишной сборки. После загрузки в высоковакуумную установку финишной сборки катодного узла, корпуса с микроканальными пластинами и коллектора электронов, корпус с МКП и коллектор электронов разносят друг от друга и осуществляют откачку всей системы до давления не более 10-8 Па, термическое обезгаживание всех узлов в вакууме в течение не менее 4 ч при температуре от 300 до 400°С, раздельно выполняют одностороннее электронное обезгаживание в течение не менее 2 ч при температуре от 0 до 400°С коллектора электронов направленным на него потоком электронов и двустороннее электронное обезгаживание МКП при той же температуре, для чего в течение не менее 2 ч попеременно включают и выключают источники возбуждения вторичных электронов в МКП, расположенные перед входом и выходом МКП, и тем самым электронный поток направляют от входа к выходу МКП и, наоборот, от выхода к входу МКП, синхронно меняя полярность напряжения питания между входом и выходом МКП и постепенно увеличивая напряжение на МКП и выходной ток МКП до значений, не ухудшающих параметры МКП, после чего формируют фотокатод на катодном узле и далее корпус с МКП устанавливают на коллектор электронов, а катодный узел - на корпус, и выполняют герметизацию прибора. 2 ил.

Изобретение относится к оптико-электронному приборостроению, в частности к технологии обезгаживания микроканальных пластин (МКП), и может быть использовано для повышения качества электронно-оптических преобразователей, фотоэлектронных умножителей и детекторов на основе МКП. Технический результат - снижение газосодержания и газовыделения в МКП, в том числе в начальной по длине части каналов, до уровня требований фотоэлектронных приборов нового поколения с долговечностью 15000 ч и более, а также уменьшение времени обезгаживания МКП. В способе электронного обезгаживания микроканальной пластины на МКП подают импульсное или постоянное напряжение и в течение заданного времени электронный поток направляют от входа к выходу МКП, после чего меняют полярность напряжения питания между входом и выходом МКП и электронный поток направляют от выхода к входу МКП, по истечении заданного времени операции повторяются до полного обезгаживания МКП с одновременным повышением напряжения на МКП и выходного тока МКП до значений, не ухудшающих параметры МКП. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к электровакуумной технике, в частности к изготовлению полупрозрачных серебряно-кислородно-цезиевых фотокатодов в случаях, где конструктивно нежелательно проведение высокочастотного разряда для окисления основного слоя серебра, а также в целях предотвращения окисления деталей внутренней арматуры. Способ изготовления фотокатода включает прогрев и обезгаживание подложки, охлаждение подложки фотокатода до нормальных климатических условий (НКУ), напыление основного слоя серебра, повторное напыление слоя серебра на подложку катода с фоточувствительным слоем, прогрев серебра с фоточувствительным слоем и сенсибилизацию кислородом, основной слой серебра обрабатывают цезием при рабочей температуре от 120°C до 160°C, производят охлаждение полученного слоя до НКУ и активируют его многократной поочередной подачей цезия и кислорода, затем при НКУ производят повторное напыление серебра на ранее сформированный фоточувствительный слой до падения фототока на 60-90 %, производят прогрев от 120°C до 160°C напыленного слоя серебра и активируют этот слой многократно и поочередно цезием и кислородом. Изобретение позволяет повысить спектральную чувствительность серебряно-кислородно-цезиевого фотокатода в инфракрасной области спектра. 2 ил.

Использование: для применения в фотоэлектронных преобразователей в инфракрасном диапазоне спектра. Сущность изобретения заключается в том, что эмиттер с отрицательным электронным сродством для фотоэлектронного преобразователя инфракрасного диапазона, содержащий прозрачное окно, полупрозрачную полупроводниковую пленку из соединения A3B5, легированную р-типа, нанесенную на поверхность окна, слой атомов цезия и кислорода, нанесенный на поверхность полупроводниковой пленки, дополнительно содержит широкозонную полупроводниковую пленку, легированную n-типа, нанесенную на полупроводниковую пленку A3B5 в форме замкнутой полосы по периметру эмиттера шириной более 1 мкм и толщиной более 0.2 мкм. Технический результат: обеспечение возможности увеличения времени жизни в процессе изготовления прибора и в процессе эксплуатации прибора путем ограничения ухода цезия с поверхности. 2 ил.

Изобретение относится к области электронной техники, в частности к технологии изготовления вакуумных фотоэлектронных приборов, содержащих микроканальные пластины, такие как бипланарные и инверсионные электронно-оптические преобразователи, фотоэлектронные умножители и позиционно-чувствительные детекторы, и может быть использовано при производстве этих приборов. Технический результат - повышение производительности и эффективности обезгаживания МКП для улучшения параметров и повышения надежности вакуумного прибора. Способ включает облучение МКП входным электронным потоком при заданных напряжении и выходном токе. Обезгаживание осуществляют электронным потоком в пять этапов: первый этап проводят при входном токе 4·10-9-8·10-9 Α и выходном токе 0,05-,01 от тока проводимости МКП, второй этап обезгаживания осуществляют при напряжении на МКП 1000-1050 В при том же входном токе, на третьем этапе ступенчато снижают напряжение на МКП через каждые 50-100 В от 1000-1050 В до 650 - 600 В при постоянно поддерживаемом выходном токе 2,7-3,2 мкА, на четвертом этапе обезгаживание проводят при том же выходном токе и входном токе, соответствующем входному току предельного режима эксплуатации вакуумного прибора, на пятом этапе обезгаживание осуществляют при напряжении на МКП 1000-1050 В и выходном токе 10-12 мкА. 2 ил., 2 табл.

Наверх