[發明專利]一種厚膜吸氣材料的制備方法

有效

• 申請號: 201711277777.2
• 申請日: 2017-12-06
• 公開（公告）號: CN109879240B
• 公開（公告）日: 2021-11-09
• 發明（設計）人: 張艷;崔建東;徐曉強;李洋
• 申請（專利權）人: 有研工程技術研究院有限公司
• 主分類號: B81B7/00
• 分類號: B81B7/00;B81C1/00
• 代理公司: 北京北新智誠知識產權代理有限公司 11100
• 代理人: 劉徐紅

本發明公開了一種厚膜吸氣材料的制備方法，屬于電真空吸氣元件制備技術領域。先將非蒸散型吸氣材料粉末與有機粘結劑均勻混合，得到厚膜漿料；同時將低熔點玻璃粉與硝棉溶液或焊料與硝棉溶液混合均勻，在器件基材上均勻涂覆一層低熔點玻璃粉漿料或焊料漿料；采用澆鑄、印刷、噴涂、刷涂或刮刀涂層工藝將厚膜漿料在低熔點玻璃粉或焊料涂層表面沉積；最后進行真空燒結，得到非蒸散型厚膜吸氣材料。本發明的厚膜吸氣材料克服體吸氣材料和薄膜吸氣材料的劣勢，有效地同時解決裝配空間和吸氣容量不能兼容的問題，并且采用了一種由底層焊接層和吸氣材料層組成的復合雙層結構，提高了非蒸散型厚膜吸氣材料在器件基底上的附著強度，提高了器件的可靠性。

技術領域

本發明涉及一種厚膜吸氣材料的制備方法，屬于電真空吸氣元件制備技術領域。

背景技術

吸氣材料是保障電真空或密封器件真空品質及理想工作環境的特殊功能材料，通過吸收殘余活性氣體或器件長期使用過程中釋放出來的活性氣體，避免真空品質隨時間的下降，還能減小氣體與精密元件反應導致的污染或功能喪失，減小活動部件振動阻尼，降低內腔熱耗散等。實踐證明，要獲得高性能，長壽命的電真空器件，必須有高質量的吸氣元件作為保證。

吸氣材料主要分為蒸散型和非蒸散型。蒸散型吸氣材料通過采用高溫蒸發或蒸散并沉積在真空器壁上的薄膜來吸收活性氣體，又稱擴散型或閃燒型，它通常以鋇、鍶、鈣、鎂及其合金為主，由于其蒸散性質會帶來電極間漏電、設備不可返修、真空器件制造設計難度大等問題，因此應用領域通常有限制；非蒸散型吸氣材料無需蒸散，而是通過加熱、通電或降低氣體分壓等激活方式獲得活性表面來吸收氣體，它通常為鈦、鋯、鉿、釔等金屬及其與鋁、稀土元素或鐵、鈷、錳等過渡族金屬元素組成的合金，可以被制成塊狀、帶狀、體狀和膜狀，其優點是可反復循環激活、形狀尺寸靈活、使用壽命長及器件可返修，空間占有率小，因此應用范圍越來越廣，目前已普遍用于超高真空系統、電光源、太陽能集熱設備、惰性氣體純化、濺射離子泵、吸氣劑泵、各種顯示器及電真空器件，用來提高器件的可靠性、穩定性與工作壽命。

隨著現代高精電子設備向微、小型化趨勢發展，非蒸散型吸氣材料正在從塊體材料向薄膜材料發展。塊體吸氣材料相對具有較大的體積，激活溫度范圍寬，吸氣容量大，結構靈活多樣，但一般需要單獨的空間進行裝配；薄膜吸氣材料是運用氣相沉積法將吸氣組元或合金沉積在真空容器壁或各種形狀的固態襯底上形成幾百納米至幾微米的薄膜，薄膜可以制備成各種圖案或尺寸，沉積精度高，但是吸氣容量小，因此主要應用在微機電系統(MEMS)器件領域中。而對于真空空間相對較小的小型化器件，塊體吸氣材料沒有足夠的空間供裝配，薄膜吸氣材料在吸氣速率和吸氣容量方面又無法滿足雜氣的吸收要求。

發明內容

本發明的目的在于提供一種非蒸散型厚膜吸氣材料的制備方法。用該方法制備的厚膜吸氣材料，既具備優良的吸氣性能，又能滿足小型器件空間的裝配需求。

本發明運用不同的方法高效率制備出非蒸散型厚膜吸氣材料，可以靈活方便地調控各種工藝參數，克服塊體吸氣材料和薄膜吸氣材料的劣勢，有效地同時解決裝配空間和吸氣容量不能兼容的問題，制備出性能優良、與器件結合強度良好、滿足器件使用要求的厚膜吸氣材料。

為實現所述目的，本發明采用以下技術方案：

一種非蒸散型厚膜吸氣材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)將非蒸散型吸氣材料粉末與有機粘結劑均勻混合，得到厚膜漿料；同時將低熔點玻璃粉或焊料與硝棉溶液混合均勻，得到低熔點玻璃粉漿料或焊料漿料；

(2)在器件基材上均勻涂覆一層低熔點玻璃粉漿料或焊料漿料；

(3)采用澆鑄、印刷、噴涂、刷涂或刮刀等涂層工藝將厚膜漿料在低熔點玻璃粉或焊料涂層表面沉積，得到吸氣材料膜；

(4)將涂覆吸氣材料膜的基材進行真空燒結，制備得到非蒸散型厚膜吸氣材料。