CN100411083C - 一种电真空器件用同轴输能窗及封接方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电真空器件，特别是一种电真空器件用新型同轴输能窗及其封接方法。其封接方法，包括制备外导体、内导体和窗瓷，并进行相关处理，焊接为毛坯件，其不对窗瓷的中心孔内壁进行金属化；且包括：制备氧化物焊料环；将制备的氧化物焊料环置于内导体外周缘和窗瓷的中心孔内壁之间，定位；将得到的半成品置于高温炉中加热，至氧化物焊料环熔化，使窗瓷与内导体经金属氧化物良好浸润并封接起来；高温炉冷却后，得成品同轴输能窗。本发明的同轴输能窗，其中的介电材料层由窗瓷层和氧化物焊料环层组成，将同轴输能窗的驻波比做到更小，且适宜于用到更高的频段。

Description

一种电真空器件用同轴输能窗及封接方法
技术领域
本发明涉及电真空器件，特别是一种电真空器件用同轴输能窗及其封接方法。
技术背景
电真空器件主要是微波或毫米波器件，它所用的同轴输能窗就是传输微波或毫米波能量的宽频带输能装置。电真空器件对这种输能装置的要求主要有：(1)不漏气；(2)驻波比在所需频带内小于2。
图1示出了过去的同轴输能窗的结构示意图。图中标号1表示外导体，标号2表示内导体，标号3表示窗瓷。这种传统同轴输能窗的制造方法大致包括步骤：(1)用可伐或钼等金属材料车制或冲制外导体1，进行化学清洗，进行电镀镀镍；(2)用钼、蒙乃尔等金属材料车、磨或拉制内导体2，进行化学清洗，进而进行电镀镀镍；(3)用95％纯度Al2O3陶瓷、99％纯度Al2O3陶瓷或99％纯度氧化铍陶瓷制备窗瓷3，并磨光窗瓷3的内外圆，进而在窗瓷3的内外圆上进行金属化；(4)把外导体1、内导体2和窗瓷3组装成如图1所示的结构，并在位置4处放置金属焊料，焊料可以是纯银焊料、银铜焊料、纯铜焊料等；(5)用适当的模具固定各零件之间的相对位置，然后置入恰当的高温炉进行封接。封接完成后，经过检漏，就获得了成器的同轴输能窗。
上述同轴输能窗是目前用于电真空器件的主流同轴输能窗。随着工作频率的提高，为了不使同轴窗中出现电磁波高次模，必须缩小外导体1的内半径。同时，为了保持同轴输能窗的特性阻抗为50Ω，其内导体2的直径也必须相应缩小。在使用95％纯度Al2O3瓷或99％纯度Al2O3瓷的情况下，如果要求同轴输能窗能够工作到kμ波段以上，则要求内导体2的直径在0.6mm左右。这时，窗瓷3的内孔直径也在0.6mm左右。而就上述传统同轴输能窗及其方法而言，必须对窗瓷3的内孔进行金属化。而对如此小的内孔进行金属化，方法实现已经十分困难。
为了克服这一困难，人们尝试采用介电常数较小的99％纯度的氧化铍瓷作为窗瓷3，这时内导体2的直径可以稍微大一些，但仍需对窗瓷3的内孔进行金属化。然而，由于氧化铍在高温下的蒸发物是有毒的，所以方法实施依赖于具有环保措施的设备，因此限制了氧化铍瓷在同轴输能窗中的应用。
发明内容
本发明的目的是为了克服传统同轴输能窗中存在的上述缺点。
为达到上述目的，本发明的技术方案是提供一种电真空器件用新型同轴输能窗，由外导体、内导体和窗瓷组成，窗瓷置于外导体内孔的台阶上，焊接固定，内导体置于窗瓷的中心孔中轴线上，其在内导体外周缘和窗瓷的中心孔内壁之间用微晶玻璃环封接。
所述的同轴输能窗，其所述窗瓷，由适宜于电真空器件的低损耗陶瓷制作。
所述的同轴输能窗，其所述低损耗陶瓷，为氧化铝瓷或氧化铍瓷。
所述的同轴输能窗，其所述氧化铝瓷，为含95％纯度氧化铝瓷或99％纯度氧化铝瓷。
所述的同轴输能窗，其所述窗瓷和微晶玻璃环组成介电材料层，两者的等效介电常数取决于微晶玻璃环的介电常数，其比95％纯度Al2O3或99％纯度Al2O3的介电常数低，因此所获得的同轴输能窗的驻波比做到更小，且适宜于用到更高的频段。
一种电真空器件用新型同轴输能窗的封接方法，包括制备外导体、内导体和窗瓷，并进行相关处理：(1)用可伐或钼等金属材料车制或冲制外导体，外导体为空心环装体，内孔壁上有一台阶，然后进行化学清洗，进而则进行镀镍；
(2)用氧化铝瓷制作窗瓷，窗瓷有一中心孔，并对其外圆进行金属化；
(3)将窗瓷置于外导体内孔的台阶上，并在窗瓷外圆壁与外导体内孔壁之间放置金属焊料，置入高温炉烘烤，把外导体和窗瓷封接在一起；外导体和窗瓷焊接后为毛坯件，其不对窗瓷的中心孔内壁进行金属化；且后续包括下列步骤：
(4)制备微晶玻璃环；
(5)将制备的微晶玻璃环置于内导体外周缘和窗瓷的中心孔内壁之间，定位；
(6)将第(5)步得到的半成品置于高温炉中加热，至微晶玻璃环熔化，使窗瓷与内导体经金属氧化物良好浸润并封接起来；
(7)高温炉冷却后，取出，得成品同轴输能窗。
所述的封接方法，其不对内导体外表面进行电镀镀镍处理。
所述的封接方法，其或先用微晶玻璃环把内导体和窗瓷封接起来，然后再用金属焊料把封接过的内导体和窗瓷与外导体封接起来，得成品同轴输能窗；或把各个零件装配到位，并在外导体和窗瓷之间的接缝位置放置好金属焊料，然后在高温炉内一次进行封接，得成品同轴输能窗。
本发明的同轴输能窗适用于任何电真空器件。
附图说明
图1已有的微波毫米波输能窗结构及方法示意图；
图2本发明的微波毫米波输能窗结构及方法示意图；
图3本发明的微波毫米波输能方法示意图。
具体实施方式
图2是本发明提出的同轴输能窗的一个实施例的结构及方法示意图。
本发明的一种用于电真空器件的微波或毫米波同轴输能窗，包括外导体1、内导体2、窗瓷3和氧化物焊料环7。
本发明的同轴输能窗的制造方法，包括步骤：
(1)用可伐或钼等金属材料车制或冲制外导体1，外导体1为空心环装体，内孔壁上有一台阶5，然后进行化学清洗，进而则进行镀镍；
(2)用95％纯度氧化铝瓷或99％纯度氧化铝瓷制作窗瓷3，窗瓷3有一中心孔6，并对其外圆进行金属化(注意勿需对其中心孔6内壁进行金属化)；
(3)把外导体1和窗瓷3装成图3的结构，即将窗瓷3置于外导体1内孔的台阶5上，并在窗瓷3外圆壁与外导体1内孔壁之间(如图3中31标示的位置)放置纯银、纯铜或银铜等合适的金属焊料，置入恰当的高温炉烘烤，把外导体1和窗瓷3封接在一起；
(4)用钼或可伐等金属材料车制或拉制内导体2，在本实施例中进而在内导体2外表面以电镀镀镍；
(5)由于实验证明内导体2镀镍与否对后续方法的实现影响不大，所以作为本发明的另一实施例，可以省去上述步骤(4)中的镀镍工序；
(6)制备氧化物焊料环7，氧化物焊料环7可以使用任何恰当的氧化物材料，也可以使用任何恰当的制备方法；作为本实施例的特例，氧化物焊料环7的材料为微晶玻璃；
(7)在窗瓷3的中心孔6(如图3所示)中插入内导体2，并在内导体2外周缘和窗瓷3的中心孔6内壁之间放置氧化物焊料环7，定位，形成图2所示的结构；
(8)把图2所示的结构置入具有恰当气氛的高温炉中，加热到恰当的温度，这时氧化物焊料环7熔化，一方面与窗瓷3良好浸润并封接起来，同时，熔化的氧化物也与在内导体2上形成的金属氧化物良好浸润并封接起来；
(9)高温炉冷却后，可取出如图2所示的成品同轴输能窗。
应该把图2看作是本发明的输能窗的结构示意图，无论如何改变图2所示的各个零件的材料、尺寸或形状，都仍然属于本发明的保护范畴。另外，实现本发明的输能窗的上述方法也应理解为一个实施例，对于精通本领域的人士而言，上述方法可以有许多变化。比如，可以先用氧化物焊料环把内导体2和窗瓷3封接起来，然后再用金属焊料把封接过的内导体2和窗瓷3与外导体1封接起来。又比如，可以把各个零件装配成如图2所示的结构，并在外导体1和窗瓷3之间的接缝位置放置好金属焊料，然后在恰当的温度下一次进行封接。但无论如何修改上述方法步骤，都属于本发明的保护范畴。

Claims (7)

1. 一种电真空器件用同轴输能窗，由外导体、内导体和窗瓷组成，窗瓷置于外导体内孔的台阶上，焊接固定，内导体置于窗瓷的中心孔中轴线上，其特征在于，在内导体外周缘和窗瓷的中心孔内壁之间用微晶玻璃环封接。
2. 如权利要求1所述的同轴输能窗，其特征在于，所述窗瓷由适宜于电真空器件的低损耗陶瓷制作。
3. 如权利要求2所述的同轴输能窗，其特征在于，所述低损耗陶瓷为氧化铝瓷或氧化铍瓷。
4. 如权利要求3所述的同轴输能窗，其特征在于，所述氧化铝瓷为含95％纯度氧化铝瓷或99％纯度氧化铝瓷。
5. 如权利要求1所述的同轴输能窗，其特征在于，所述窗瓷和微晶玻璃环组成介电材料层，该介电材料层的等效介电常数取决于微晶玻璃环的介电常数，该等效介电常数比95％纯度Al2O3或99％纯度Al2O3的介电常数低，因此所获得的同轴输能窗的驻波比做到更小，且适宜于用到更高的频段。
6. 一种电真空器件用同轴输能窗的封接方法，包括制备外导体、内导体和窗瓷，并进行以下处理：
(1)用可伐或钼金属材料车制或冲制外导体，外导体为空心环装体，内孔壁上有一台阶，然后进行化学清洗，进而则进行镀镍；
(2)用95％纯度氧化铝瓷或99％纯度氧化铝瓷制作窗瓷，窗瓷有一中心孔，并对窗瓷的外圆进行金属化；
(3)将窗瓷置于外导体内孔的台阶上，并在窗瓷外圆壁与外导体内孔壁之间放置金属焊料，置入高温炉烘烤，把外导体和窗瓷封接在一起；外导体和窗瓷封接后为毛坯件，其特征在于，省去对窗瓷的中心孔内壁进行的金属化；且后续包括下列步骤：
(4)制备微晶玻璃环；
(5)将制备的微晶玻璃环置于内导体外周缘和窗瓷的中心孔内壁之间，定位；
(6)将第(5)步得到的半成品置于高温炉中加热，至微晶玻璃环熔化，使窗瓷与内导体经微晶玻璃环浸润并封接起来；
(7)高温炉冷却后，取出，得成品同轴输能窗。
7. 如权利要求6所述的封接方法，其特征在于，省去对内导体外表面进行的电镀镀镍处理。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105149722B (zh) * 2015-09-02 2017-11-07 成都凯赛尔电子有限公司 芯柱封接用模具及其使用方法
CN105304439B (zh) * 2015-09-25 2018-08-21 电子科技大学 一种宽带同轴窗的设计方法
CN109742005B (zh) * 2019-02-27 2020-06-12 电子科技大学 一种适用于宽带大功率的同轴输能窗
CN112886158B (zh) * 2020-11-16 2022-04-26 中国科学院合肥物质科学研究院 一种大功率同轴陶瓷窗冷却装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2478869A1 (fr) * 1980-03-18 1981-09-25 Thomson Csf Fenetre coaxiale pour tube electronique hyperfrequence et tube electronique incorporant une telle fenetre
JPS57103401A (en) * 1980-12-18 1982-06-28 Nec Corp Coaxial window
JPH05242819A (ja) * 1992-02-28 1993-09-21 Nec Corp マイクロ波真空気密同軸窓
CN2185474Y (zh) * 1994-01-19 1994-12-14 东南大学 新型毫米波管高频窗
CN1160194A (zh) * 1995-11-15 1997-09-24 克洛纳测量技术公司 微波窗

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2478869A1 (fr) * 1980-03-18 1981-09-25 Thomson Csf Fenetre coaxiale pour tube electronique hyperfrequence et tube electronique incorporant une telle fenetre
JPS57103401A (en) * 1980-12-18 1982-06-28 Nec Corp Coaxial window
JPH05242819A (ja) * 1992-02-28 1993-09-21 Nec Corp マイクロ波真空気密同軸窓
CN2185474Y (zh) * 1994-01-19 1994-12-14 东南大学 新型毫米波管高频窗
CN1160194A (zh) * 1995-11-15 1997-09-24 克洛纳测量技术公司 微波窗

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