RU2300162C1 - Method for producing microwave energy output window - Google Patents

Method for producing microwave energy output window Download PDF

Info

Publication number
RU2300162C1
RU2300162C1 RU2005135030/09A RU2005135030A RU2300162C1 RU 2300162 C1 RU2300162 C1 RU 2300162C1 RU 2005135030/09 A RU2005135030/09 A RU 2005135030/09A RU 2005135030 A RU2005135030 A RU 2005135030A RU 2300162 C1 RU2300162 C1 RU 2300162C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
dielectric plate
energy output
microwave energy
output window
dielectric
Prior art date
Application number
RU2005135030/09A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
пин Леонид Викторович Л (RU)
Леонид Викторович Ляпин
Сергей Николаевич Сытилин (RU)
Сергей Николаевич Сытилин
Маргарита Анатольевна Павлова (RU)
Маргарита Анатольевна Павлова
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Исток" (ФГУП НПП "Исток")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Исток" (ФГУП НПП "Исток") filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Исток" (ФГУП НПП "Исток")
Priority to RU2005135030/09A priority Critical patent/RU2300162C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2300162C1 publication Critical patent/RU2300162C1/en

Links

Landscapes

  • Ceramic Products (AREA)

Abstract

FIELD: electronic engineering; dielectric windows for microwave energy output.
SUBSTANCE: proposed method for producing microwave energy output window built around CVD diamond dielectric wafer and characterized in enhanced thermomechanical strength includes treatment of dielectric wafer surface with alkali solution at temperature of 250 - 300 °C followed by its activation by heating at temperature of 750 - 800 °C for 1-1.5 h in atmosphere environment. Dielectric wafer is coated with carbide-forming metals of total thickness not over 1 μm evaporated in vacuum onto cold wafer for its next connection to metal waveguide through sealed joint, this being followed by electrolytic deposition of nickel layer, maximum 0.5 μm thick, thereon. Time between dielectric wafer surface activation and its coating for next connection to metal waveguide through sealed joint is not over 15 minutes.
EFFECT: enhanced reliability and yield due to improved reproducibility of method without enhancing dielectric loss.
4 cl

Description

Изобретение относится к электронной технике, а именно к способам изготовления диэлектрического окна вывода энергии СВЧ.The invention relates to electronic equipment, and in particular to methods for manufacturing a dielectric microwave energy output window.

Известен способ изготовления диэлектрического окна вывода энергии СВЧ, заключающийся в том, что на поверхность диэлектрической пластины наносят слой металлического покрытия, которое закрепляют на диэлектрической пластине путем вжигания при температуре 1350-1600°С в водородно-азотной среде, затем наносят гальванический слой никеля или меди и осуществляют герметичное соединение диэлектрической пластины с металлическими фланцами волновода пайкой твердыми припоями [1].A known method of manufacturing a dielectric window for microwave energy output, namely, that a layer of a metal coating is applied to the surface of the dielectric plate, which is fixed on the dielectric plate by burning at a temperature of 1350-1600 ° C in a hydrogen-nitrogen medium, then a galvanic layer of nickel or copper is applied and carry out a tight connection of the dielectric plate with the metal flanges of the waveguide by brazing [1].

Недостатки данного способа заключаются:The disadvantages of this method are:

во-первых, в сложности технологического исполнения слоя металлического покрытия, который представляет собой толстые, толщиной 50-70 мкм, многокомпонентные системы на органической основе, требующие для закрепления обязательного высокотемпературного вжигания,firstly, in the complexity of the technological design of the metal coating layer, which is thick, 50-70 microns thick, multicomponent systems on an organic basis, which require the obligatory high-temperature burning to be fixed,

- во-вторых, в необходимости контроля технологических параметров, например температуры, состава и толщины металлического покрытия на каждой из операций.- secondly, the need to control technological parameters, such as temperature, composition and thickness of the metal coating in each of the operations.

Это обуславливает низкую надежность и воспроизводимость данного способа.This leads to low reliability and reproducibility of this method.

Известен способ изготовления диэлектрического окна вывода энергии СВЧ, заключающийся в том, что отдельные элементы конструкции окна вывода энергии, выполненные из диэлектрика и металла, после соответствующей подготовки их контактных поверхностей путем шлифовки, очистки физическими и химическими методами и последующей их сборки соединяют термокомпрессионной сваркой, а именно нагревают в защитной атмосфере до требуемой температуры, затем к ним прикладывают сжимающую нагрузку и после необходимой выдержки температуру и нагрузку равномерно снижают [2].A known method of manufacturing a dielectric window for microwave energy output, which consists in the fact that the individual structural elements of the energy output window made of dielectric and metal, after appropriate preparation of their contact surfaces by grinding, cleaning by physical and chemical methods and their subsequent assembly, are connected by thermo-compression welding, and it is heated in a protective atmosphere to the required temperature, then a compressive load is applied to them, and after the necessary exposure, the temperature and load are equal to Gradually reduce [2].

Данный способ по сравнению с предыдущим аналогом позволяет повысить и надежность соединения диэлектрика с металлом, и воспроизводимость способа изготовления благодаря исключения необходимости нанесения слоя металлического покрытия на диэлектрик и процесса высокотемпературного закрепления его вжиганием.This method, in comparison with the previous analogue, makes it possible to increase both the reliability of the connection of the dielectric with the metal and the reproducibility of the manufacturing method by eliminating the need to apply a layer of a metal coating on the dielectric and the high-temperature fixing process by its burning.

Однако данный способ требует:However, this method requires:

- во-первых, особой точности в изготовлении отдельных элементов конструкции окна вывода энергии СВЧ,- firstly, of particular accuracy in the manufacture of individual structural elements of the microwave energy output window,

- во-вторых, при их изготовлении использования металла с высокой степенью пластичности, обеспечивающей пластическое течение его при термокомпрессионной сварке как одно из условий надежного соединения диэлектрика с металлом,- secondly, in their manufacture, the use of metal with a high degree of plasticity, ensuring its plastic flow during thermocompression welding as one of the conditions for reliable connection of the dielectric with the metal,

- в-третьих, сжимающая нагрузка может вызывать как конструкционную деформацию металла, так и приводить к разрушению диэлектрика, из которых выполнены отдельные элементы конструкции окна вывода энергии СВЧ.- thirdly, the compressive load can cause both structural deformation of the metal and lead to destruction of the dielectric, from which individual structural elements of the microwave energy output window are made.

Таким образом, данный способ не позволяет обеспечить высокую надежность окна вывода энергии СВЧ и воспроизводимость способа его изготовления, а следовательно, и высокий выход годных.Thus, this method does not allow to provide high reliability of the microwave energy output window and reproducibility of the method of its manufacture, and therefore, high yield.

Известен способ изготовления диэлектрического окна вывода энергии СВЧ на основе диэлектрической пластины из алмаза CVD, включающий ее предварительную обработку, нанесение на нее покрытия в виде слоя алюминия для последующего герметичного соединения ее с металлическим волноводом сваркой - прототип [3].A known method of manufacturing a dielectric window for outputting microwave energy based on a dielectric plate of CVD diamond, including its preliminary processing, coating it with a layer of aluminum for subsequent hermetic connection with a metal waveguide by welding is a prototype [3].

Использование в качестве диэлектрической пластины, пластины из алмаза CVD, который обладает низкими значениями диэлектрических потерь, позволило значительно уменьшить потери пропускаемой мощности по сравнению с аналогами.The use of CVD diamond wafer as a dielectric plate, which has low dielectric loss values, has significantly reduced the loss of transmitted power in comparison with analogues.

Однако использование слоя алюминия:However, the use of an aluminum layer:

во-первых, ограничивает возможности последующих технологических воздействий на конструкцию окна вывода энергии СВЧ, например отжиг и обезгаживание при повышенных температурах до 450°С, а также последующих ступенчатых паек,firstly, it limits the possibilities of subsequent technological impacts on the design of the microwave energy output window, for example, annealing and degassing at elevated temperatures up to 450 ° C, as well as subsequent step rations,

во-вторых, из-за его низкой коррозионной стойкости в водных охлаждающих средах, в том числе содержащих ингибиторы, предназначенные для снижения коррозии алюминия, приводит к разрушению герметичного соединения окна вывода энергии СВЧ с металлическим волноводом, а следовательно, выходу его из строя.secondly, due to its low corrosion resistance in water cooling media, including those containing inhibitors designed to reduce aluminum corrosion, it leads to the destruction of the tight connection of the microwave energy output window with a metal waveguide, and therefore its failure.

Техническим результатом изобретения является повышение надежности путем увеличения термомеханической прочности окна вывода энергии СВЧ, повышение выхода годных путем улучшения воспроизводимости способа его изготовления при сохранении диэлектрических потерь диэлектрической пластины из алмаза CVD.The technical result of the invention is to increase reliability by increasing the thermomechanical strength of the microwave energy output window, increasing the yield by improving the reproducibility of the method of its manufacture while maintaining the dielectric loss of the CVD diamond dielectric plate.

Данный технический результат достигается тем, что в известном способе изготовления окна вывода энергии на основе диэлектрической пластины из алмаза CVD, включающем обработку поверхности диэлектрической пластины, нанесение на нее покрытия для последующего герметичного соединения с металлическим волноводом пайкой, обработку поверхности диэлектрической пластины осуществляют в расплаве щелочи при температуре 250-300°С, далее проводят активацию поверхности диэлектрической пластины путем нагрева при температуре 750-800°С в течение 1-1,5 часа в воздушной среде, а нанесение покрытия на диэлектрическую пластину для последующего герметичного соединения с металлическим волноводом осуществляют последовательным напылением в вакууме на холодную диэлектрическую пластину карбидообразующих металлов общей толщиной не более 1 мкм с последующим нанесением слоя никеля толщиной не более 0,5 мкм гальваническим осаждением, при этом время между активацией поверхности диэлектрической пластины и нанесением на нее покрытия для последующего герметичного соединения с металлическим волноводом не превышает 15 мин.This technical result is achieved by the fact that in the known method of manufacturing an energy output window based on a CVD diamond dielectric plate, comprising treating the surface of the dielectric plate, coating it for subsequent hermetic connection with a metal waveguide by soldering, the surface of the dielectric plate is processed in an alkali melt at a temperature of 250-300 ° C, then the surface of the dielectric plate is activated by heating at a temperature of 750-800 ° C for 1-1.5 hours in atmospheric environment, and the coating on the dielectric plate for subsequent hermetic connection with a metal waveguide is carried out by successive spraying in vacuum on a cold dielectric plate of carbide-forming metals with a total thickness of not more than 1 μm, followed by applying a nickel layer with a thickness of not more than 0.5 μm by galvanic deposition, while the time between the activation of the surface of the dielectric plate and the coating on it for subsequent tight connection with a metal waveguide n over 15 min.

Возможно проведение дополнительной активации поверхности диэлектрической пластины из алмаза CVD потоком электронов с энергией 175-185 КэВ, длительностью импульса 2-2,5 микросекунды, с частотой повторения 50 импульсов в секунду и длительностью воздействия на поверхность 10-12 мин.It is possible to conduct additional activation of the surface of a CVD diamond dielectric plate by an electron stream with an energy of 175-185 keV, a pulse duration of 2-2.5 microseconds, with a repetition rate of 50 pulses per second and a exposure time of 10-12 minutes.

Последовательно напыляют следующие карбидообразующие металлы ряда титан, железо, молибден либо комбинацию на их основе.The following carbide-forming metals of the series titanium, iron, molybdenum or a combination based on them are sequentially sputtered.

Пайку осуществляют твердыми припоями в среде водорода, вакуума или нейтрального газа, например аргона.Soldering is carried out by brazing in a medium of hydrogen, vacuum or a neutral gas, such as argon.

Проведение обработки поверхности диэлектрической пластины из алмаза CVD в совокупности с проведением ее активации с указанной последовательностью и при указанных режимах позволит:Carrying out the surface treatment of a CVD diamond dielectric plate together with its activation with the indicated sequence and under the indicated modes will allow:

во-первых, повысить качество и полноту очистки поверхности окна вывода энергии СВЧ из алмаза CVD от любых загрязнений как химических, так и физических инородных частиц, а следовательно, увеличить термомеханическую прочность последующего соединения диэлектрической пластины окна вывода энергии СВЧ с металлическим волноводом,firstly, to improve the quality and completeness of cleaning the surface of the window for microwave energy output from CVD diamond from any contamination of both chemical and physical foreign particles, and therefore, to increase the thermomechanical strength of the subsequent connection of the dielectric plate of the microwave energy output window with a metal waveguide,

во-вторых, активировать атомы поверхности диэлектрической пластины из алмаза CVD, что также способствует увеличению в последующем прочности вышеуказанного соединения.secondly, to activate the atoms of the surface of the CVD diamond dielectric plate, which also contributes to the subsequent increase in the strength of the above compound.

Все вышеуказанное позволит повысить надежность окна вывода энергии СВЧ и улучшить воспроизводимость способа его изготовления, а следовательно, повысить выход годных при сохранении диэлектрических потерь диэлектрической пластины из алмаза CVD.All of the above will improve the reliability of the microwave energy output window and improve the reproducibility of the method of its manufacture, and therefore, increase the yield while maintaining the dielectric loss of the dielectric plate from CVD diamond.

Нанесение покрытия на диэлектрическую пластину для последующего ее герметичного соединения с металлическим волноводом напылением в вакууме на холодную диэлектрическую пластину карбидообразующих элементов общей толщиной не более 1 мкм с последующим нанесением слоя никеля толщиной не более 0,5 мкм гальваническим осаждением позволит:Coating a dielectric plate for its subsequent tight connection with a metal waveguide by spraying in vacuum on a cold dielectric plate of carbide-forming elements with a total thickness of not more than 1 μm, followed by applying a nickel layer with a thickness of not more than 0.5 μm by galvanic deposition will allow:

во-первых, при последующем герметичном соединении ее с металлическим волноводом обеспечить высокую прочность соединения указанного покрытия к диэлектрической пластине из алмаза CVD,firstly, in the subsequent hermetic connection with a metal waveguide, to ensure high strength of the connection of the specified coating to a dielectric plate of CVD diamond,

во-вторых, нанесение покрытия на холодную диэлектрическую пластину из алмаза CVD в сочетании с тонкими слоями из карбидообразующих металлов максимально снизить неконтролируемую карбидизацию поверхности диэлектрической пластины и тем самым увеличить термомеханическую прочность, а следовательно, обеспечить повышение надежности окна вывода энергии СВЧ.secondly, the coating of a cold CVD diamond dielectric plate in combination with thin layers of carbide-forming metals minimizes the uncontrolled carbidization of the surface of the dielectric plate to maximize the thermomechanical strength and, therefore, increase the reliability of the microwave energy output window.

А указанная оптимизация времени между операциями активации поверхности диэлектрической пластины и нанесением на нее покрытия для последующего герметичного соединения с металлическим волноводом, не превышающая 15 мин, обеспечит:And the specified optimization of time between the operations of activating the surface of the dielectric plate and applying a coating on it for subsequent tight connection with a metal waveguide, not exceeding 15 minutes, will provide:

во-первых, сохранение необходимой чистоты поверхности диэлектрической пластины из алмаза CVD,firstly, maintaining the required clean surface of the CVD diamond dielectric plate,

во-вторых, высокие значения прочности соединения нанесенного покрытия из карбидообразующих металлов к диэлектрической пластине из алмаза CVD,secondly, high values of the strength of the bonded coating of carbide-forming metals to a CVD diamond dielectric plate,

в-третьих, хорошее смачивание покрытия из карбидообразующих металлов расплавленным припоем при последующем герметичном соединении диэлектрической пластины из алмаза CVD с металлическим волноводом пайкой твердым припоем окна вывода энергии СВЧ,thirdly, good wetting of the coating of carbide-forming metals with molten solder during the subsequent hermetic connection of the CVD diamond dielectric plate with a metal waveguide by brazing with a solid solder of the microwave energy output window,

в-четвертых, улучшение воспроизводимости способа изготовления и тем самым повышение выхода годных.fourthly, improving the reproducibility of the manufacturing method and thereby increasing the yield.

Преимущественное использование в качестве покрытия на диэлектрической пластине из алмаза CVD карбидообразующих металлов ряда титан, железо, молибден либо их комбинации позволит максимально снять напряжения, возникающие на границе алмаз - металл и тем самым увеличивает термомеханическую прочность, а следовательно, надежность окна вывода энергии СВЧ.The predominant use of carbide-forming metals of the series titanium, iron, molybdenum, or a combination thereof as a coating on a CVD diamond dielectric plate, will maximally relieve stresses arising at the diamond-metal interface and thereby increase the thermomechanical strength and, consequently, the reliability of the microwave energy output window.

Герметичное соединение диэлектрической пластины из алмаза CVD с металлическим волноводом пайкой твердыми припоями позволит существенно повысить температуры последующих технологических воздействий на конструкцию окна вывода энергии СВЧ с 450°С до 750°С и тем самым увеличить термомеханическую прочность, а следовательно, надежность окна вывода энергии СВЧ.The tight connection of the CVD diamond dielectric plate with a metal waveguide by brazing will significantly increase the temperature of subsequent technological influences on the design of the microwave energy output window from 450 ° C to 750 ° C and thereby increase the thermomechanical strength, and therefore the reliability of the microwave energy output window.

Дополнительная активация поверхности диэлектрической пластины из алмаза CVD потоком электронов с указанным режимом повышает энергию активации поверхности диэлектрической пластины и тем самым дополнительно увеличивает термомеханическую прочность, а следовательно, и надежность окна вывода энергии СВЧ.Additional activation of the surface of the CVD diamond dielectric plate by the electron flow with the specified mode increases the activation energy of the dielectric plate surface and thereby additionally increases the thermomechanical strength and, consequently, the reliability of the microwave energy output window.

Проведение обработки поверхности диэлектрической пластины из алмаза CVD в расплаве щелочи при температуре как ниже 250°С, так и выше 300°С не целесообразно, так как в одном случае еще не будет образовываться расплав щелочи, а в другом - имеет место нетехнологичность процесса.The surface treatment of the CVD diamond dielectric plate in an alkali melt at a temperature both below 250 ° C and above 300 ° C is not advisable, since in one case the alkali melt will not form yet, and in the other, the process is not technologically advanced.

Проведение активации поверхности диэлектрической пластины из алмаза CVD путем нагрева в воздушной среде при температуре ниже 750°С не эффективно, а выше 800°С не допустимо, так как происходит растравливание поверхности диэлектрической пластины из алмаза CVD.Carrying out the activation of the surface of a CVD diamond dielectric plate by heating in air at a temperature below 750 ° C is not effective, and above 800 ° C it is not permissible, since the surface of the CVD diamond dielectric plate is etched.

Проведение активации в течение времени как менее 1 часа, так и более 1,5 часа не эффективно.Carrying out activation over a period of less than 1 hour or more than 1.5 hours is not effective.

Толщина слоев как общая карбидообразующих металлов не более 1 мкм, так и никеля не более 0,5 мкм выбирается минимальной для обеспечения в первом случае термомеханической прочности, во втором растекаемости припоя при последующем соединении пайкой диэлектрической пластины с металлическим волноводом.The layer thickness of both the total carbide-forming metals of not more than 1 μm and nickel of not more than 0.5 μm is chosen to be minimal to ensure thermomechanical strength in the first case, in the second, the solder spreadability during subsequent connection by soldering the dielectric plate with a metal waveguide.

Время между операциями активации поверхности диэлектрической пластины из алмаза CVD и нанесением на нее покрытия для последующего герметичного соединения с металлическим волноводом более 15 мин не желательно, так как снижается степень чистоты поверхности диэлектрической пластины из алмаза CVD в результате адсорбции физических и химических загрязнений из окружающей среды, а следовательно, снижается надежность герметичного соединения ее с металлическим волноводом.The time between the operations of activating the surface of the CVD diamond dielectric plate and coating it for subsequent tight connection with the metal waveguide for more than 15 minutes is not desirable, since the surface purity of the CVD diamond dielectric plate decreases as a result of adsorption of physical and chemical contaminants from the environment, and consequently, the reliability of its tight connection with a metal waveguide is reduced.

Дополнительная активация поверхности диэлектрической пластины из алмаза CVD потоком электронов с энергией менее 175 и более 185 КэВ, длительностью импульса менее 2 и более 2,5 микросекунды и длительностью воздействия на поверхность менее 10 и более 12 мин не эффективна.Additional activation of the surface of a CVD diamond dielectric plate by an electron stream with an energy of less than 175 and more than 185 KeV, a pulse duration of less than 2 and more than 2.5 microseconds, and a duration of exposure to the surface of less than 10 and more than 12 minutes is not effective.

Пример 1.Example 1

Для изготовления окна вывода энергии СВЧ берут диэлектрическую пластину из алмаза CVD диаметром, например, 50 мм и проводят обработку ее поверхности в расплаве щелочи, например гидроокиси калия, при температуре 275°С, в вытяжном шкафу на электрической плитке, далее проводят активацию ее поверхности путем ее нагрева на воздухе при температуре 775°С в течение 1,25 часа в муфельной печи, далее наносят покрытие на диэлектрическую пластину из алмаза CVD, для чего ее размещают в установку вакуумного дугового напыления типа УРМЗ.279.062, при этом время между указанными операциями не должно превышать 15 мин. Далее на указанной выше установке на холодную диэлектрическую пластину последовательно напыляют сначала карбидообразующие металлы титан, железо толщиной 0,2 мкм, а затем молибден толщиной 0,8 мкм. Далее наносят слой никеля толщиной 0,25 мкм, для чего диэлектрическую пластину вынимают из установки вакуумного дугового напыления и размещают ее в ванну для гальванического осаждения. Затем диэлектрическую пластину из алмаза CVD с нанесенным на нее покрытием из карбидообразующих металлов герметично соединяют с металлическим волноводом пайкой твердыми припоями, для чего диэлектрическую пластину из алмаза CVD в специальной фиксирующей оправке из металла размещают между отрезками металлического волновода через кольца твердого припоя, например, из фольги ПСр-72В и на установке для пайки типа ТИМ 3.019.003-02 осуществляют пайку в вакууме.To make a microwave energy output window, a CVD diamond dielectric plate with a diameter of, for example, 50 mm is taken and its surface is treated in an alkali melt, for example, potassium hydroxide, at a temperature of 275 ° C, in a fume hood on an electric stove, then its surface is activated by it is heated in air at a temperature of 775 ° C for 1.25 hours in a muffle furnace, then a coating is applied to a CVD diamond dielectric plate, for which it is placed in a vacuum arc spraying machine of the URMZ.279.062 type, the time between specified operations should not exceed 15 minutes Then, in the above installation, first, carbide-forming metals titanium, iron with a thickness of 0.2 μm, and then molybdenum with a thickness of 0.8 μm are sequentially sprayed onto a cold dielectric plate. Next, a nickel layer 0.25 μm thick is applied, for which the dielectric plate is removed from the vacuum arc spraying unit and placed in a bath for galvanic deposition. Then, a CVD diamond dielectric plate coated with a carbide-forming metal coating is hermetically connected to the metal waveguide by brazing, for which a CVD diamond dielectric plate in a special metal fixing mandrel is placed between the segments of the metal waveguide through brazing rings, for example, of foil PSR-72V and on the installation for soldering type TIM 3.019.003-02 carry out soldering in vacuum.

Пример 2-5.Example 2-5.

Аналогично примеру 1 были изготовлены образцы окна вывода энергии СВЧ на основе диэлектрической пластины из алмаза CVD, но при других значениях параметров и режимах проведения способа, как указанных в формуле изобретения, так и выходящих за ее пределы.Analogously to example 1, samples of the microwave energy output window were made on the basis of a CVD diamond wafer, but with different values of the parameters and modes of the method, both specified in the claims and beyond.

Изготовленные образцы окна вывода энергии СВЧ были испытаны на термомеханическую прочность и определение выхода годных по герметичности с помощью «Течеискателя гелиевого ПТИ-10» и целостности - визуально.The manufactured samples of the microwave energy output window were tested for thermomechanical strength and determination of the yield by leak tightness using the Helium Detector PTI-10 and integrity visually.

Данные сведены в таблицу.The data are tabulated.

Как видно из таблицы, образцы окна вывода энергии СВЧ на основе диэлектрической пластины из алмаза CVD, изготовленные согласно предлагаемому способу (примеры 1-3), имеют высокую надежность, что подтверждено количеством выдержанных образцами термоциклов, и высокий процент выхода годных.As can be seen from the table, the samples of the microwave energy output window based on a CVD diamond dielectric plate made according to the proposed method (examples 1-3) have high reliability, which is confirmed by the number of thermal cycles sustained by the samples, and a high yield rate.

Образцы окна вывода энергии СВЧ, изготовленные по технологическим режимам, выходящим за пределы, указанные в формуле изобретения, (примеры 4-5) имеют неудовлетворительные результаты как термомеханической прочности, так и выхода годных.Samples of the microwave energy output window made according to technological conditions that go beyond the limits specified in the claims (examples 4-5) have unsatisfactory results of both thermomechanical strength and yield.

Таким образом, предлагаемый способ изготовления окна вывода энергии СВЧ на основе диэлектрической пластины из алмаза CVD позволит по сравнению с прототипом:Thus, the proposed method of manufacturing a microwave energy output window based on a CVD diamond dielectric plate will allow, in comparison with the prototype:

во-первых, благодаря увеличению термомеханической прочности повысить надежность,firstly, by increasing thermomechanical strength to increase reliability,

во-вторых, благодаря улучшению воспроизводимости повысить выход годных.secondly, due to improved reproducibility, increase yield.

При этом сохранить низкие значения диэлектрических потерь, которые присущи диэлектрической пластине на основе алмаза CVD.At the same time, keep the low dielectric loss values that are inherent in the CVD diamond-based dielectric plate.

Источники информацииInformation sources

1. Батыгин В.Н, Метелкин И.И., Решетников А.М. Вакуумно-плотная керамика и ее спаи с металлами, М., «Энергия», 1973 г., с.289-319.1. Batygin V.N., Metelkin I.I., Reshetnikov A.M. Vacuum-dense ceramics and its junctions with metals, M., "Energy", 1973, S. 289-319.

2. Метелкин И.И., Павлова М.А., Поздеева Н.В. Сварка керамики с металлами, М., «Металлургия», 1977 г., с.101-108.2. Metelkin I.I., Pavlova M.A., Pozdeeva N.V. Welding ceramics with metals, M., "Metallurgy", 1977, S. 101-108.

3. К.Takahasi et al. Revien of Science Instruments, v.71 (11), 2000 g., p.4139-4143.3. K. Takahasi et al. Revien of Science Instruments, v. 71 (11), 2000 g., P. 4139-4143.

Claims (4)

1. Способ изготовления окна вывода энергии СВЧ на основе диэлектрической пластины из алмаза CVD, включающий обработку поверхности диэлектрической пластины, нанесение на нее покрытия для последующего герметичного соединения с металлическим волноводом пайкой, отличающийся тем, что обработку поверхности диэлектрической пластины осуществляют в расплаве щелочи при температуре 250-300°С, далее проводят активацию поверхности диэлектрической пластины путем нагрева при температуре 750-800°С в течение 1-1,5 ч в воздушной среде, а нанесение покрытия на диэлектрическую пластину для последующего герметичного соединения с металлическим волноводом осуществляют последовательным напылением в вакууме на холодную диэлектрическую пластину карбидообразующих металлов общей толщиной не более 1 мкм с последующим нанесением слоя никеля толщиной не более 0,5 мкм гальваническим осаждением, при этом время между активацией поверхности диэлектрической пластины и нанесением на нее покрытия для последующего герметичного соединения с металлическим волноводом не превышает 15 мин.1. A method of manufacturing a microwave energy output window of a microwave on the basis of a CVD diamond dielectric plate, comprising coating the surface of the dielectric plate, coating it thereafter for hermetic connection with a metal waveguide by soldering, characterized in that the surface of the dielectric plate is processed in an alkali melt at a temperature of 250 -300 ° C, then the surface of the dielectric plate is activated by heating at a temperature of 750-800 ° C for 1-1.5 hours in air, and coating an electric plate for subsequent hermetic connection with a metal waveguide is carried out by successive deposition in vacuum on a cold dielectric plate of carbide-forming metals with a total thickness of not more than 1 μm, followed by applying a nickel layer with a thickness of not more than 0.5 μm by galvanic deposition, while the time between activation of the surface of the dielectric plate and coating it for subsequent hermetic connection with a metal waveguide does not exceed 15 minutes 2. Способ изготовления окна вывода энергии СВЧ по п.1, отличающийся тем, что проводят дополнительную активацию поверхности диэлектрической пластины из алмаза CVD потоком электронов с энергией 175-185 КэВ, длительностью импульса 2-2,5 мкс, с частотой повторения 50 импульсов в секунду и длительностью воздействия на поверхность 10-12 мин.2. A method of manufacturing a microwave energy output window according to claim 1, characterized in that an additional activation of the surface of the CVD diamond dielectric plate is carried out by a stream of electrons with an energy of 175-185 KeV, a pulse duration of 2-2.5 μs, and a pulse repetition rate of 50 pulses per second and the duration of exposure to the surface of 10-12 minutes 3. Способ изготовления окна вывода энергии СВЧ по п.1, отличающийся тем, что последовательно напыляют следующие карбидообразующие металлы ряда титан, железо, молибден либо комбинацию на их основе.3. A method of manufacturing a microwave energy output window according to claim 1, characterized in that the following carbide-forming metals of the series titanium, iron, molybdenum or a combination based on them are sequentially sputtered. 4. Способ изготовления окна вывода энергии СВЧ по п.1, отличающийся тем, что пайку осуществляют твердыми припоями в среде водорода, вакуума или нейтрального газа, например аргона.4. A method of manufacturing a microwave energy output window according to claim 1, characterized in that the soldering is carried out by brazing in a medium of hydrogen, vacuum or a neutral gas, such as argon.
RU2005135030/09A 2005-11-11 2005-11-11 Method for producing microwave energy output window RU2300162C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005135030/09A RU2300162C1 (en) 2005-11-11 2005-11-11 Method for producing microwave energy output window

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005135030/09A RU2300162C1 (en) 2005-11-11 2005-11-11 Method for producing microwave energy output window

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2300162C1 true RU2300162C1 (en) 2007-05-27

Family

ID=38310810

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005135030/09A RU2300162C1 (en) 2005-11-11 2005-11-11 Method for producing microwave energy output window

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2300162C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2725698C1 (en) * 2019-12-10 2020-07-03 Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Исток" имени А.И. Шокина" (АО "НПП "Исток" им. Шокина") Method of producing shf energy output window

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
REVIEN OF SCIENCE INSTRUMENTS, 2000, v.71(11), p.4139-4143. ОБЗОРЫ ПО ЭЛЕКТРОННОЙ ТЕХНИКЕ, сер. Электроника СВЧ, Москва, ЦНИИ Электроника, вып. №10(729), с.27-28. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2725698C1 (en) * 2019-12-10 2020-07-03 Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Исток" имени А.И. Шокина" (АО "НПП "Исток" им. Шокина") Method of producing shf energy output window

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6783863B2 (en) Plasma processing container internal member and production method thereof
EP0535413B1 (en) Method for producing an adhesive-stable joint of layers of copper with alumina-ceramics without use of agent mediating the bond
US7331499B2 (en) Manufacturing method for a ceramic to metal seal
US3339267A (en) Metallizing non-metals
US20070231590A1 (en) Method of Bonding Metals to Ceramics
WO2016056203A1 (en) Metal-ceramic circuit board and method of manufacturing same
CN115626835A (en) Manufacturing method of ceramic-based copper-clad plate and product thereof
EP0104711B1 (en) Beryllium to metal seals and method of producing the same
RU2300162C1 (en) Method for producing microwave energy output window
EP0638530B1 (en) Method of bonding graphite to metal
EA011380B1 (en) Method for forming a tight-fitting silver surface on an aluminium piece
US6191485B1 (en) Semiconductor device
JP2666865B2 (en) Metallization of aluminum nitride ceramics
JPS63190788A (en) Metallization of ceramics
UA148903U (en) METHOD OF MANUFACTURE OF SOLDERED LOW-STRESSED QUARTZ-ALUMINUM AND SAPPHYRO-ALUMINUM PRODUCTS
JPH05319965A (en) Method for metallizing base of sintered material of aluminum nitride
RU2271907C2 (en) Silicon tip to glass substrate securing method
JP2004176117A (en) Method of metallizing copper to ceramics surface
JPS6150920B2 (en)
JPS59144176A (en) Method of producing rectifier
JPS6027481A (en) Low-pressure diffusion joining method
Kothiyal et al. Some developments on ceramic-to-metal and glass-ceramics-to-metal seals and related studies
RU2402629C2 (en) Procedure for treatment of parts of magnetic conductors of electric jet-thrusters
Takahashi et al. Effect of Halogenation Treatment to Solder on
JPH06350215A (en) Aluminium nitride board having copper circuit

Legal Events

Date Code Title Description
PC43 Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions

Effective date: 20160225

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20201112