Размещено на http://allbest.ru

Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет им. В.И. Ульянова (Ленина)

УДК 621.793

Вакуумная металлизация элемента волноводного тракта, равномерно заполненного ферритовым диэлектриком

Мокерова Ю.В., Сарибекян А.М., Белуш Л.В.

Основной целью данной работы являлась разработка технологии вакуумной металлизации ферритовых стержней и сравнение процессов напыления и гальванической обработки ферритов, исследование характеристик получаемых продуктов при этих процессах [1].

Актуальными проблемами в технологии нанесения тонких плёнок являются необходимость в увеличении быстродействия процесса, необходимость в получении более равномерных, чистых плёночных покрытий с улучшенными физическими и химическими свойствами, необходимость в получении высокой адгезии покрытия, как следствие всего этого, необходимость в усовершенствовании элементов техники, в производстве которой принимают участие конструктивные элементы, изготавливаемые по технологии напыления, и конечно, минимизация экономических затрат на изготовление данных элементов.

На сегодняшний день ведётся много исследований по разработке и улучшению уже существующих технологий нанесения тонких плёнок в вакууме. Одним из таких способов напыления, цель которого состоит в получении плёнок с улучшенными электрофизическими и химическими свойствами, является метод магнетронного распыления [2].

Прежде чем были проведены исследования по нанесению покрытия, была произведена предварительная очистка ферритовых стержней в ультразвуке. феррит перемагничивание электрофизический напыление

Предварительная очистка крайне необходима для изделий, поскольку в процессе изготовления ферритов на поверхности стержней и в объеме самого образца имеются различного рода макроскопические загрязнения.

Грамотно подбирая параметры звукового поля и моющего средства, можно управлять явлениями, протекающими в процессе, и добиться наилучшего результата очистки.

В процессе очищения поверхностей происходит несколько благотворных эффектов: разрушение поверхностных плёнок загрязнений, отслаивание и удаление плёнок, их эмульгирование и растворение [3].

Последующей операцией после предварительной очистки - было нанесение металлического двухслойного покрытия на боковую поверхность ферритового стержня двумя способами - магнетронным осаждением и гальванообработкой [4].

Последним этапом работы было сравнение электрофизических характеристик, полученных разными способами по нанесению покрытия на боковую поверхность ферритов, применение которых способствовало значительному выигрышу в габаритах радиоаппаратуры [5].

Равномерность и толщина напыляемых плёнок исследовались на стенде по измерению паразитного отклика феррита на внешнее воздействие импульса перемагничивания.

Чем больше амплитуда выброса паразитного отклика по напряжению, тем тоньше металлическое покрытие и наоборот, чем амплитуда выброса меньше, тем толще покрытие.

Блок схема установки представлена на рисунке 1, форма импульсов управления элементом фазированной антенной решётки представлена на рисунке 2.

Рисунок 1 - Блок схема стенда по измерению толщины и равномерности напыления

Рисунок 2 - Форма импульсов управления элемента фазированной антенной решётки

Результаты по равномерности и толщине покрытия сведены в таблицах 1 и 2, представленных ниже. Рассматривались образцы, предварительно очищенные в ультразвуке, полученные магнетронным осаждением, также сравнивались образцы, покрытие которых было осуществлено методом электрохимического осаждения.

Таблица 1 - Характеристики ферритовых стержней с металлизированным покрытием, осаждённым магнетронным методом

Таблица 2 - Характеристики ферритовых стержней, металлизированных способом электрохимического осаждения

Сравнивая и анализируя полученные результаты, можно заключить, что образцы, металлизированные методом магнетронного осаждения, имеют показания по амплитуде небольшого разброса, что говорит об оптимальной толщине и равномерности покрытия.

Образцы, металлизированные гальваническим методом, имеют показания большого разброса, что говорит о неравномерности покрытия, кроме того, большинство образцов имеют толстое покрытие, что отрицательно сказывается на характеристиках готового прибора. На рисунке 3 представлены зависимости, иллюстрирующие форму паразитного выброса отклика феррита на его перемагничивание. Первый случай - слишком толстое покрытие, третий - тонкое, второй случай - оптимальная, требуемая толщина металлического покрытия, которая необходима для нормальной работы элемента фазированной антенной решётки.

Рисунок 3 - Формы паразитных импульсов перемагничивания феррита с различными толщинами металлического покрытия; кривая 1 - толстое покрытие; кривая 2 - оптимальное покрытие; кривая 3 - тонкое покрытие

По показаниям, полученным на стенде по измерению паразитного отклика феррита на перемагничивание, можно сказать, что образцы, подвергнутые вакуумному напылению, имеют более равномерное покрытие в отличие от гальванизированных образцов. Равномерность при напылении лучше в 2 раза, чем при гальванической обработке.

Список литературы

1 Киреев В. А. Технологии микроэлектроники. Химическое осаждение из газовой фазы. М: Техносфера, 2006. 192 с.

2 Ю. В. Саханский, Н. Г. Макаров // Проблема нанесения тонких плёнок в изделиях электроники и слоистых устройствах инициирования взрывчатых веществ // Технические науки. 2014, вып. (№) 37. С 39-48.

3 Ультразвук. Маленькая энциклопедия / под ред. И. П. Голяминой М: Советская энциклопедия, 1979. 400 с.

4 Канонников И. И. Гальванометаллургия // Энциклопедический Брокгауза и Ефорна в 86т. (82т и 4 доп.)// Спб., 1890 - 1907.

5 Слуцкая В. В. Тонкие плёнки в технике СВЧ. М: Советское радио, 1967. 456 с.

Аннотация

УДК 621.793

Вакуумная металлизация элемента волноводного тракта, равномерно заполненного ферритовым диэлектриком. Мокерова Ю.В., Сарибекян А.М., Белуш Л.В. Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет им. В.И. Ульянова (Ленина) mokeruch@mail.ru

В процессе работы разрабатывалась технология вакуумной металлизации ферритовых стержней, представляющих собой волноводный тракт элемента фазированной антенной решётки радиотехнических систем - фазовращателя.

В результате исследования был разработан магнетронный метод напыления, реализующий осаждение ферритовых стержней металлическим двухслойным покрытием медь-никель, удовлетворяющим заданным техническим требованиям, необходимым для массового производства ферритовых фазовращателей. Ферриты изготовлялись по керамической технологии, были предварительно очищены в ультразвуке.

После напыления ферриты были тщательно исследованы, полученные характеристики сравнивались с результатами другой технологии нанесения металлических покрытий - гальванизацией, характеристики готовых фазовращателей также были тщательно проанализированы.

Ключевые слова: фазовращатель, магнетронное распыление, фазированная антенная решётка, гальванизация.

Annotation

Vacuum metallization of elements of the waveguide channel, uniformly filled with a ferrite dielectric. Mokerova U.V., Saribekyan A.M., Belush L.V.

In the process of vacuum metallization technology developed ferrite cores, which are waveguide channel element phased antenna array radar systems - the phase shifter.

The study was developed by the magnetron sputtering method, which implements the deposition of ferrite cores metal copper-nickel two-layer coating to meet the specified technical requirements necessary for mass production of ferrite phase shifters. Ferrite manufactured by ceramic technology have been previously cleaned in ultrasound.

After spraying ferrites have been carefully studied, obtained characteristics were compared with the results of other technologies of metal plating - galvanizing, the characteristics of the finished phase shifters have also been carefully analyzed.

Keywords: phase shifter, magnetron sputtering, phased array antenna, galvanization.

Размещено на Allbest.ru