Способ очистки электродов электровакуумных приборов

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВ ЕТЕЛЬСТВУ е»855784 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) Заявлено23.11.79 (2t) 2838802/18-25 с присоединением заявки М (23) Приоритет—

Опубликовано 150&31- бюллетень N9 30 (Я) . у .3

Н 01 4 9/38

Гесуларстаеяямй аеиитет

СССР ае аман азебретеимВ я еткрытмй

Р ) НЖ 621.387 (088.8) Датаопубликованияолисания 150881 (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ЭЛЕКТРОДОВ

ЭЛЕКТРОВАКУУИНЫХ ПРИБОРОВ

Изобретение относится к техноло- гическому процессу производства электровакуумных приборов (ЭВП), в частности к процессу обезгаживания электродов ЭВП при их обработке на откачном посту.

Известен способ обезгаживания

ЭВП на откачном посту, который в основном производится путем длительного прогрева электродов прибора и его оболочки при высокой температуре (500-600©С) и высоком вакууме . 1).

Однако длительный высокотемпературный прогрев электродов прибора в высоком вакууме для их обезгаживания недостаточно эффективен из-за наличия,на поверхности электродов ЭВП загрязнений, окисных и углеродосодержащих пленок, препятствухщих выходу из электродов растворенных в них газов. Окисные пленки необходимо удалять с поверхности электродов

ЭВП не только для увеличения скорости газовыделений из электродов ЭВП.

Окислы некоторых конструкционных материалов электродов ЭВП прн температурах обеэгаживания имеют высокие скорости испарения. Испаряясь с поверхности электродов, окислы могут коиденсироваться и днссоциировать на поверхности изоляторов прибора, ухудшая при этом их диэлектрические характеристики.

Известна также в технологии откачки ЭВП "проьывка" электродов в потоке водорода (для восстановления окислов до их испарения с поверхности электродов) при температурах обезгаживания в интервале давлений 10

100 Торр (2 .

Однако применение просто "провеивки" электродов потоком водорода в процессе обезгаживания ЭВП дает незначительный эффект вследствие того, что для большинства конструкционных материалов электродов ЭВП температуры восстановления и диссоциации окислов достаточно высоки и в конструкциях ЭВП трудно достижимы.

2О Наиболее близким к предлагаемому способу ионной очистки электродов

ЭВП во время его обезгаживания на откачном посту является способ возбуждения газового разряда в межэлек2% тродных промежутках, где разряд возбуждают на частоте электромагнитного резонанса очишаемого межэлектродного пространства прн давлении

2-3 ° 10 Торр. Для удаления продуктов очистки из внутреннего объема прибо855784 как вакуумные или электронные каналы, 26

30 нейтрализованных ионов. Величина удель- 40 ной мощности рассеяния на очищаемом электрбде зависит от конструкции и ра "рабочий" газ в очищаемый прибор вводится и откачивается непрерывно(3).

Однако ионная очистка электродов мало эффективна из-за отсутствия постоянного электрического поля в межэлектродном пространстве, образующем .резонансную полость. Для разрушения окисных, углеродосодержащих пленок, а также для разрушения заусениц и острий на поверхности очищаемого электрода необходимо, чтобы энергия бомбардирующих ионов была близка по величине энергии катодного распыле ния (4500 эВ). Кроме того, для данного способа характерно конструктивное усложнение ЭВП за счет специальных технологических СВЧ вводов, необходимых для возбуждения и зажигания разряда на частоте электромагнитного резонанса очищаемых полостей, так имеющиеся в ЭВП, могут оказаться запредельными для распространения необходимой для возбуждения разряда

СВЧ энергии. Недостатком этого способа является также большое значение

СВЧ мощности, необходимой для зажигания разряда в межзлектродном пространстве, так как напряженность электрического поля прямо пропорциональна корню квадратному из СВЧ мощности (Е -lР).

Цель изобретения — повышение эффективности ионной очистки поверхности электродов и ушучшение качества обеэгаживания за счет десорбции внедрившихся в электроды нейтрализованных газов.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу очистки электродов ЭВП путем возбуждения га зового разряда в межэлектродных промежутках, к очищаемым электродам прикладывают постоянное напряжение, меньшее по величине напряжения горения самостоятельного разряда в наполняющем ЭВП газе> и возбуждают выcoKoBoJlbTHHN злектронскровым осциллятором в межэлектродном.пространстве, образованном очищаемым и смежным с ним электродами, газовый разряд с удельной мощностью рассеяния на очищаемом электроде в 0,010,2 Вт/см .

При этом на очищаемый электрод подают постоянное напряжение, которое определяет энергию бомбардирующих электродов ионов, и напряжение высоковольтного электроискрового осциллятора, которое обеспечивает принудительную ионизацию "рабочего" газа и дерорбцию внедрившихся в электрод физико-химических свой тв его материалов и устанавливается эксперименталь но. Для большинств» конструкций ЭВП (больших и малых мощностей) удельная мощность рассеяния лежит в интервале 0,01-0,2 Вт/см .

Увеличение удельной мощности рассеяния до значений больше 0,2 Вт/см нецелесообразно, так как при этом может происходить разогрев очищаемого электрода до температур, при которых возможно взаимодействие материалов электрода с продуктами очис- тки (повторные окисления и карбидизации очищенных поверхностей). Уменьшение удельной мощности рассеяния до значения меньше 0,01 Вт/см заметно удлиняет продолжительность процесса очистки электродов.

На чертеже представлена блок-схема, пояснякщая предлагаемый способ ионной очистки в газовом разряде электродов ЭВП .в процессе обеэгаживания его на откачном посту.

Схема содержит высоковольтный электроискровой осциллятор 1 (аппарат Тесла U 25 кВ, = 2/5 кГц), от которого переменное напряжение поступает на обрабатываемый электрод через проходной конденсатор 2 и высоковольтный переключатель 3. К той же клемме высоковольтного переключателя 3 подключен "минус" выпрямителя

4, напряжение которого определяет энергию бомбардирующих очищаемую поверхность ионов. Для защиты выпрями.— теля 4 от воздействия íà него электроискрового высоковольтного осциллятора 1 между переключателем и выпрямителем 4 установлен фильтр, включающий низкочастотный дроссель 5 и

"утечку" конденсатор 6. Переключатели

7 и 8 служат для смены полярности на электродах обрабатываемого ЭВП и подачи на обрабатываемый электрод напря-.

40 ження от электроискрового осциллятора °

Ионная обработка поверхности электродов ЭВП (очистка от "загрязнений" и распыление острий) в процессе его обезгаживания иа отначном посту реализуется следующим образом.

Установленный иа откачном посту

ЭВП откачивают до высокого вакуума

Р 5 10 Торр, после чего включают ж натекатель "рабочего" газа (водород), поток которого устанавлйвают в вакуумной системе поста, а в приборе устанавливают давление порядка

3 ° 10"+- 1 10 Торр, включают выпрямитель и устанавливают необходимое рабочее напряжение, обеспечивающее эффективную ионную очистку электродов ЭВП. Эатем высоковольтным электроискровым осциллятором зажигают разряд в межэлектродном пространстве.

Последовательно изменяя полярность на электродах ЭВП, производят их об° работку. Время очистки каждого электрода при удельной мощности рассеяния порядка 0,1 Вт/см не превышает

1,5-2 мин. По окончании ионной обраЯ55784.

ВНИИПИ Заказ 6941/75 Тираж 784 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ботки электродов ЭВП в газовом разряде, производимой при комнатной температуре, выключают выпрямитель и электроискровой осциллятор н, не включая натекатель,производят подьем темйературы прибора до температурою его обезгаживания (500-600 С) и повторную ионную обработку электродов при температурах их обезгаживания в течение 15-20 с при удельной мощности рассеяния порядка 0,1 Вт/см, р после чего выключают осциллятор, выпрямитель и натекатель и выдерживают

ЭВП и его электроды при температурах их обезгаживания в течение 2-3 ч. При этом вакуум в конце высокотемпературной выдержки не превышает 5 16 Торр.

Очистка электродов ЭВП по предлагаемому способу обеспечивает хорошую активировку катода, улучшает диэлектрические характеристики изоляторов и межэлектродных промежутков, снижа- 20 ет интенсивность высоковольтных пробоев в ЭВП, обеспечивает получение и сохранение высокого вакуума после трех- четырехчасовой высокотемпературной выдержки ЭВП в высоком выкууме (вместо обычных 20 ч).

Формула изобретения

Способ очистки электродов электровакуумных приборов путем возбуждения газового разряда в межэлектродных промежутках, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности очистки поверхности электродов и улучшения качества обезгаживания за счет десорбции внедрившихся в электроды нейтрализованных ионов, к очнщаемым электгюдам прикладывают постоянное напряжение, меньшее по величине напряжения горения самостоятельного разряда в наполняющем ЭВП газе и возбуждают высоковольтным электроискровым осциллятором в межэлектродном промежутке, образованном очищаемым и смежными с ним электродами, газовый разряд с удельной мощностью рассеяния на очищаемом электроде в 0,010,2 Вт/см е

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Черепнин Н.В. Основы очистки, обезгаживания и откачки в вакуумной технике. "Советское радио", 1967.

2. Оптимизация процессов обезгаживания малошумящих приборов СВЧ."Электронная техника", сер.1, 1976, в 8, с.87.

3. авторское свидетельство СССР

В 452879, кл. Н 01 J 9/38, 1976 (прототип).