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微波真空电子器件用无氧铜材料的蒸发特性

李芬 王国建 田宏 刘泳良 于艳春 吕薇 刘燕文

李芬, 王国建, 田宏, 刘泳良, 于艳春, 吕薇, 刘燕文. 微波真空电子器件用无氧铜材料的蒸发特性[J]. 电子与信息学报, 2021, 43(9): 2751-2756. doi: 10.11999/JEIT200846
引用本文: 李芬, 王国建, 田宏, 刘泳良, 于艳春, 吕薇, 刘燕文. 微波真空电子器件用无氧铜材料的蒸发特性[J]. 电子与信息学报, 2021, 43(9): 2751-2756. doi: 10.11999/JEIT200846
Fen LI, Guojian WANG, Hong TIAN, Yongliang LIU, Yanchun YU, Wei LÜ, Yanwen LIU. Evaporation Characteristics of Oxygen Free Copper for Microwave Vacuum Electron Devices[J]. Journal of Electronics & Information Technology, 2021, 43(9): 2751-2756. doi: 10.11999/JEIT200846
Citation: Fen LI, Guojian WANG, Hong TIAN, Yongliang LIU, Yanchun YU, Wei LÜ, Yanwen LIU. Evaporation Characteristics of Oxygen Free Copper for Microwave Vacuum Electron Devices[J]. Journal of Electronics & Information Technology, 2021, 43(9): 2751-2756. doi: 10.11999/JEIT200846

微波真空电子器件用无氧铜材料的蒸发特性

doi: 10.11999/JEIT200846
基金项目: 国家自然科学基金(61771454)
详细信息
    作者简介:

    李芬:女,1986年生,硕士,工程师,研究方向为微波真空电子器件及关键工艺技术

    王国建:男,1980年生,硕士,副研究员,研究方向为微波真空电子器件及关键工艺技术

    田宏:女,1972年生,实验师,研究方向为电子发射

    刘泳良:男,1987年生,硕士,助理研究员,研究方向为微波真空电子器件及关键工艺技术

    于艳春:男,1976年生,学士,工程师,研究方向为化学表面处理

    吕薇:女,1981年生,硕士,高级工程师,研究方向尾微波真空电子器件及关键工艺技术

    刘燕文:男,1964年生,博士,副研究员,研究方向为电子发射

    通讯作者:

    李芬 lifen@aircas.ac.cn

  • 中图分类号: TB741

Evaporation Characteristics of Oxygen Free Copper for Microwave Vacuum Electron Devices

Funds: The National Natural Science Foundation of China(61771454)
  • 摘要: 作为微波真空电子器件的常用材料之一,无氧铜材料的蒸发特性会对微波真空电子器件的电性能产生影响。该文利用超高真空测试设备,研究了处理工艺对无氧铜材料的蒸发性能的影响,采用X射线测厚仪测试了蒸发的铜膜厚度,用扫描电镜(SEM)观测了无氧铜材料的表面形貌。结果表明表面宏观形貌粗糙度对无氧铜材料的蒸发性能影响不大,但处理工艺对蒸发性能影响很大;无氧铜材料经过酸洗后,会大大增加蒸发量;无氧铜材料经过烧氢处理,可降低蒸发量,而经过去油清洗并烧氢处理的无氧铜的蒸发量极低。对无氧铜材料进行了表面分析,发现无氧铜材料的真空蒸发性能与材料的表面形貌状态有关,当表面微观形貌比较光滑、无孔洞等缺陷时,无氧铜材料的真空蒸发量就少。
  • 图  1  无氧铜-热子结构图

    图  2  复绕热子结构图

    图  3  无氧铜材料表面状态

    图  4  无氧铜蒸发测试装置结构和多工位处理系统的示意图

    图  5  钼片上沉积的无氧铜

    图  6  蒸发的铜膜的厚度测试点

    图  7  2#~7#的无氧铜表面形貌(2000x)

    图  8  国外某型号行波管收集极电极表面形貌

    表  1  无氧铜的状态、处理过程及对应的钼片上沉积的铜膜厚度

    样品编号样品处理过程及状态铜膜厚度(μm)
    粗糙度清洗方式烧氢温度及时间位置1位置2位置3位置4平均厚度
    1#Ra0.8去油/0.500.460.480.540.495
    2#Ra1.6去油/0.520.490.550.560.530
    3#Ra1.6去油600 ℃, 10 min00000
    4#Ra1.6去油并酸洗/0.940.870.940.980.933
    5#Ra1.6去油并酸洗600 ℃, 10 min0.220.210.200.240.218
    6#Ra1.6去油并酸洗800 ℃, 10 min0.120.130.110.160.130
    7#Ra1.6去油并酸洗920 ℃, 10 min0.060.050.060.070.060
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-09-30
  • 修回日期:  2021-03-24
  • 网络出版日期:  2021-04-15
  • 刊出日期:  2021-09-16

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