SU286793A1 - Способ изготовлени игольчатых холодных эмиттеров - Google Patents

Description

(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИГОЛЬЧАТЫХ ХОЛОДНЫХ ЭМИТТЕРОВ

Изобретение относитс  к способам изготовлени  игольчатых .холодных катодов тонких провод щих иг.л с радиусом закруглени  острого конца менее ЗО мк и, пре-, имущественно, к способам изготовлени  МЕЮт гоострийных автоэмиссионных катодов с остри ми, собранными в гребешки или двухмерные матрицы. Это способ может использоватьс  и в област х, св занных с изготовлением гребешков и матриц из провод щих нгл с крайне острыми концами, например, в производстве авто1|онизацион- ных источников на относительно большие токи.

Известен способ изготовлени  гребенки острий путем травлени  гребешка проволок, уже присоединенных к провод щей основе. При этом гребешок проволок погружаетс  в электролит так, что в него оказываютс  опущенными концы проволок вдоль части ах .длины, и травление ведетс  до получени  острий из проволок (контроль ведетс  с помощью оптического микроскопа). После этого процесс травлени  прекращают.

, Дл  получени  близких по форме, радиусу закруглени  остри  и д/пше нестравленной части проволок необходима стандартность условий, в которых оказываетс  кажда  из проволок. А дл  этого необходимо тшательно унифицировать исходную длину и толшину проволок, рассто ние между ними, их ориентацию (они должны быть строго параллельны),, состо ние ах поверхности и число внутренних дефектов (дл  этого проволочки до травлени  обезжириваютс  и прокаливаютс  в водороде). Все это ведет к усложнению способа. И, кроме того, несмотр  на все указанные меры, вытравленные , остри  отличаютс  большим разбросом по форме, по радиусу и по дшне нестравлеь ной части. Известный способ требует визуального контрол  момента прекращени  процесса при наилучшей степени стандартности эмиттеров по форме и длина. Как по результатам, так и по трудоемкости операц способ оказываетс  неудобным дл  технологии массового производства многоострийных эмиттеров. вышение качества эмиттеров и производительности , .Дл  этого вырабатывают более просту технологию вытравливани  острий с заданн длиной нестравленной части при удобной дл применений форме острий (укороченные конические части). Кроме того, в одном акте травлени  по лучают пакет острий (уже присоединенных к провод щей основе), отличающихс  высокой степенью индентичности по форме и малым разбросом по длине нестравленной части. При этом получение пакета острий, концы которых лежат практически в одной плоскости (дл  гребешка- вдоль од ,ной пр мой), не св зываетс  со сложной .предварительной обработкой заготовки и с внимательным визуальным контролем при травлении. . Указанные цели достигаютс  тем, что заготовка из проволок погружаетс  в трав щую жидкость, но всегда так, чтобы она (т.е. проволочки ее составл юише) пересекла границу раздела сред. Далее ее закрепл ют всегда со стороны инертной среды , оставл   в пределах этой среды часть заготовки заданной длины, и ведут .процесс травлени  до тех пор, пока он не прекратитс , т.е. до полного растворени  части заготовки, погруженной в трав щую жидкость. При этом процесс заканчиваетс  вблизи границы раздела трав щей жидкости и инертной среды образованием остри  с геометрией, вполне приемлемой дл  применени  его в качестве автоэмиттера. Дл  данной пары сред, режима травлени , материала и диаметра проволок заготовки итогова  форма остри  оказываетс в высокой степени стандартной. В качеств инертной среды используют жидкость, не- смешивающуюс  с трав щей жидкостью. На фиг. 1 изображена проволочна  заготовка , присоединенна  к провод щей основе, погруженна  в травильную двухслойную ванну (трав ща  жидкость при это расположена нижэ инертной). На фиг. 2 така  же заготовка погружена в двухслойную ванну, где трав ща  жидкость располо жена выше инертной. К провод щей основе 1, наход щейс  в инертной жидкости 2, несмешивающейс  с трав щей жидкостью, прикреплены проволочки 3, проход щие через границу раздела 4 трав щей 5 и инертной жидкостей. Предлагаемый способ осуществл етс  следующим образом. В качестЬе исходного объ екта берут проволочную заготовку, котора  может состо ть из одной проволоки (не об зательно круглого сечени ) Или многих проволок, в последнем случае проволоки могут быть присоединены к провод щей основе 1. Заготовку подвергают травлению ;в трав щей жидкости химическими или электролитическим путем. Травление ведет с  в ванне, содержащей два сло : трав щую жидкость и инертную среду с четкой границей раздела между ними. Инертна  среда может быть газообразной или жидкой. Во втором случае возможно дво кое расположение слоев относительно верха и низа (см. фиг. 1 и 2). Дл  травлени  заготовку погрулсают в ванну так, чтобы в инертной жидкости 2 оказались части заготовки, не подлежащие травлению. Проволочки 3 заготовки должны при.этом пересечь границу раздела 4 сред, и подлежащие травлению части проволок доказываютс  погруженными в трав щую жидкость 5. Дл  получени  заданной длины нестравленной части заготовки, заготовку закрепл ют со стороны инертной среды, оставл   в пределах этой среды часть проволок заданной длины, и ведут процесс до тех пор, пока он не прекратитс  (т.е. до тех пор, пока не будет стравлен на вс  часть проволок, погруженна  в трав щую жидкость). Травление производитс ; электролитическим или химическим путем, с точки зрени  режимов и рецептов травлени  одним из известных способов. В этом случае лучше располагать трав щую жидкость поверх инертной, либо использовать газообразную среду, так как выдел ющиес  пузырьки газа, проход  сквозь раницу раздела, возмущают ее. Расположение инер,тной жидкости под трав щей выгодно при слабом выделении пузырьков. В этом случае облегчаетс  отвод вниз продуктов реакции, как правило более т желых, чем трав ща  жидкость. Предлагаемый способ был испытан в лабораториьк услови х. Гребешки из отрезков вольфрамовой проволоки (по 25 шт.) 0,12 мм были приварены к никелевой полос ке с равномерным шапом, длина гребешка 1 см. Травление велось электролитически: электролит - 3%-ный раствор A/ftOH , второй электрод - никелева  полоска. Напр жение переменное, частота 50 гц, V до 0 вольт. Инертной средой был воздух или слой сек . В обокх случа х были получены гребенки с малым разбросом по форме и с разбросом ро длине острийв пределах 0,1 мм, исключа  самые крайние остри ,

иедура травлени  саеииального внимани  I не требовала. Таким образом, предлагаемый способ создает основу несложной и ; результативной технологии вытравливани  многоострийных пакетов холодных катодов.1

Предмет изобретени 

1. Способ изготовлени  игольчатых холодных эмиттеров путем химического или электролитического травлени  загото&ки из одной или многих проволок, подсое-

динедаых тфовод щей основе, в I ванне, содержащей трав щую жидкость и инертную среду, отличаю, щийс  тем, что, с целью повышени  качества 5 ijMHJlTepoBj и производительности, заготовку закрепл ют со стороны инертной среды , оставл   в ее пределах часть заготовки заданной длины, и ведут процесс тра&. пени  до его прекращений. 0 2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щийс  тем, что в качестве инертной среды используют жидкость, несмешнваюшу |ос  с трав щей жидкостью.,, ,