Способ изготовления деталей из керамики для гис свч

 

Использование: электронная техника. Технический результат: снижение трудоемкости изготовления и стоимости деталей и повышение точности изготовления. Сущность изобретения: в качестве исходного материала используют готовые подложки из отожженной керамики, на которые после очистки поверхности наносят металлическую маску и проводят травление керамики с целью формообразования. Затем удаляют формообразователь-маску обработкой на воздухе при температуре травления. Далее разделяют подложку на отдельные детали и проводят их контроль. 2 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к электронной технике, в частности к способам изготовления деталей корпусов полупроводниковых приборов и элементов корпусов ГИС.

Известен способ изготовления деталей, например крышек колпачкового типа из диэлектрических материалов, полистирола и оргстекла, методом вытяжки-формовки в стальных штампах с подогревом заготовки при 120-150^oС [1].

Недостатком данного способа является применение сложной дорогостоящей оснастки, окупающей себя лишь при крупносерийном производстве.

Известен способ изготовления керамических деталей, включающий приготовление сырьевых материалов, предварительную обработку при 1300-1500^oC, пластифицирование парафином, пчелиным воском и олеиновой кислотой, формование деталей горячим литьем под давлением на литьевых машинах путем заполнения металлических литьевых форм горячим шликером, затвердевание шликера в форме и извлечение детали из нее, термообработку на воздухе для удаления связки при 1000-1100^oС в течение 20-40 ч, механическую обработку [2].

Недостатком данного способа является высокая трудоемкость изготовления и применение сложной дорогостоящей оснастки.

Техническим результатом является снижение трудоемкости изготовления, снижение стоимости деталей за счет снижения стоимости применяемой оснастки и повышение точности изготовления.

Технический результат достигается тем, что в известном способе изготовления деталей из керамики для ГИС СВЧ, включающем подготовку материала, изготовление формообразователя, процесс формообразования, удаление формообразователя, обработку материала в атмосфере, содержащей кислород, контроль параметров, в качестве исходного материала берут подложку из отожженной оксидной керамики, подготовку осуществляют очисткой, формообразователь изготавливают напылением пленки металла толщиной 0,5-10,0 мкм с последующей фотолитографией, процесс формообразования проводят травлением через формообразователь, удаление формообразователя проводят одновременно с обработкой при температуре травления, затем разделяют подложку на отдельные детали.

Формообразователь может быть изготовлен напылением тугоплавкого металла.

Процесс формообразования может проводится углетермическим травлением при 1000-1800^oС в присутствии углерода в вакууме 110-110 мм рт.ст.

Выбор в качестве исходного материала подложки из оксидной керамики позволит повысить точность и снизить трудоемкость изготовления деталей.

Подготовка материала очисткой позволит использовать в качестве формообразователя маску из напыленного металла.

Проведение процесса формообразования травлением через формообразователь позволит снизить стоимость деталей за счет исключения дорогостоящих литьевых форм.

Одновременное удаление формообразователя с обработкой при температуре травления позволит снизить трудоемкость, а значит, и стоимость деталей.

Использование для изготовления формообразователя тугоплавкого металла позволит увеличить температуру травления, сократить время травления и тем самым дополнительно снизить трудоемкость изготовления.

Использование для процесса формообразования углетермического травления при 1000-1800^oС в присутствии углерода в вакууме 110-110 мм рт.ст. позволит сократить время травления и тем самым сократить трудоемкость изготовления.

Напыление пленки металла для формообразователя менее 0,5 мкм не обеспечивает надежного маскирования при травлении, а более 10 мкм необоснованно увеличивает трудоемкость изготовления.

Проведение процесса формообразования углетермическим травлением менее 1000^oС и в вакууме ниже 110 мм рт.ст. не обеспечивает достаточной скорости травления и увеличивает трудоемкость, а более 1800^oС и в вакууме 110 мм рт. ст. не обеспечивает стойкость маски и увеличивает трудоемкость изготовления.

Пример 1. В качестве исходного материала берут подложку из обожженной керамики, например поликоровые подложки (корундовый материал марки ВК-100-1) Ще. 781.001ТУ размером 48601,0 мм Ще.817.010-07. Проводят очистку поверхности подложек в азотноперекисной смеси (НNO₃:Н₂O₂:Н₂О₂=3:1:1) при температуре 55^oС [3]. Изготавливают формообразователь напылением пленки металла, например, молибдена толщиной 3 мкм с последующей фотолитографией для создания защитной маски из молибдена при травлении керамики. Проводят процесс формообразования травлением керамики через маску из молибдена при 1500^oС в вакууме 110 мм рт.ст. Удаляют формообразователь, т.е. молибденовую маску одновременно с обработкой на воздухе при температуре травления. Затем разделяют подложку на отдельные детали, например, резкой подложек дисками с внешней алмазной режущей кромкой на станке 04ПП-130 или УРПУ-150.

Пример 2. Способ изготовления деталей из керамики для ГИС СВЧ осуществляют как в примере 1, но формообразователь изготавливают толщиной 0,5 мкм при температуре углетермического травления 1000^oС и вакууме 110 мм рт. ст.

Пример 3. Способ изготовления деталей из керамики для ГИС СВЧ осуществляют, как в примере 1, но формообразователь изготавливают толщиной 10 мкм при температуре углетермического травления 1800^oС и в вакууме 110 мм рт.ст.

Пример 4. Способ изготовления деталей из керамики для ГИС СВЧ осуществляют, как в примере 1, но формообразователь изготавливают толщиной 0,4 мкм при температуре углетермического травления 1850^oС и вакууме 1,510 мм рт.ст. При этом формообразователь - молибденовая маска не обеспечивает надежного маскирования.

Пример 5. Способ изготовления деталей из керамики для ГИС СВЧ осуществляют, как в примере 1, но формообразователь изготавливают толщиной 15 мкм (молибден) при температуре отравления 950^oС и вакууме 0,510 мм рт.ст. Увеличение толщины формообразователя повышает трудоемкость изготовления, снижение температуры резко снижает скорость реакции, что также повышает трудоемкость изготовления.

Использование данного способа изготовления деталей из керамики для ГИС СВЧ позволит снизить трудоемкость изготовления деталей как минимум в 2 раза, снизить стоимость деталей в 1,5 раза.

При этом, что немаловажно, детали могут быть изготовлены в процессе изготовления самих ГИС СВЧ.

Источники информации 1. Ж. "Обмен опытом в радиопромышленности", 1987, 11, стр.31. И.Ф. Чебан. "Вытяжка-формовка деталей коробчатой формы".

2. В. А. Антонов. "Технология производства электровакуумных и полупроводниковых приборов", стр.72-73.

3. Ж. "Электронная техника". Сер.1. Электроника СВЧ. Вып. 1 (418), 1989, стр. 59-61.

Формула изобретения

1. Способ изготовления деталей из керамики для ГИС СВЧ, включающий подготовку материала, изготовление формообразователя, процесс формообразования, удаление формообразователя, обработку материала в атмосфере, содержащей кислород, контроль параметров, отличающийся тем, что, в качестве исходного материала берут подложку из отожженной оксидной керамики, подготовку осуществляют очисткой, формообразователь изготовляют напылением пленки металла толщиной 0,5-10,0 мкм с последующей фотолитографией, процесс формообразования проводят травлением через формообразователь, удаление формообразователя проводят одновременно с обработкой при температуре травления, затем разделяют подложку на отдельные детали.

2. Способ изготовления деталей для ГИС СВЧ из оксидной керамики по п.1, отличающийся тем, что формообразователь изготавливают напылением тугоплавкого металла.

3. Способ изготовления деталей из керамики для ГИС СВЧ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что процесс формообразования проводят углетермическим травлением при 1000-1800^oС в присутствии углерода в вакууме 110-110 мм рт.ст.