CVD金刚石薄膜金属化及其与金属的焊接研究.pdfVIP

’ 真 空 电 子 材 料 、陶 瓷 金 属 封 接 与 真 空 开 关 管 用 陶 瓷 管 壳 专 辑 · CVD金刚石薄膜金属化及其与金属的焊接研究 李新宇 ，高陇桥 ，刘 征 ，郭 辉。 (1．北京真空电子技术研究所 ，北京 100015；2．河北激光研究所 ，石家庄 050081) StudyofThinFilm M etallization andW eldingonCVD Diamond LIXin—yu ，GAO Long—qiao ，LIU Zheng ，GUO Hui。 (1．BeijingVacuum ElectronicsResearchInstitute，Beijing 100015，China； 2．InstituteofHebeiLaserTechnology，S^ n名 “n g050081，China) Abstract：Thispaperadvancedanew techniqueaboutthediamondfilm ssurfacemetalizingforthepur poseofmicrowavetubeapplications．Ti／Mo／Nimultilayerhavebeendepositedondiamondfilmsbymag netronsputtering，whichjoinedwithcopperandobtainedagoodjointingcapability，thesealingpartsaver agetensilestrength wasaboveon113．7M Pa．XRD approved：after820~C vacuum heattreatment，inter facebetweendiamondandTiformedTi8C5andTiO． Keywords：Chemicalvapordepositiondiamond，M agnetronsputtering，Joining，Tensilestrength 摘要 ：针 对 CVD金 刚石 在微波管中的应用特点 ，提 出一种 金刚石膜 表面金属化新工艺 。该 丁艺采用 Ti／Mo／Ni体系和磁 控溅射镀膜方法 ，与无氧铜焊接获得了良好的接合性能，封接件平均抗拉强度大于 113．7MPa。X射线衍射分析证实：经 820 ℃真空热处理 ，金 刚石与钛膜界面形成 T c 和 Ti0。 关键词 ：CVD金刚石 ；磁控溅射 ；接合 ；抗拉强度 中图分类号 ：TB756 文献标识码 ：A 文章编号 ：1002--8935(2010)04—0043--04 自微波管技术向超高频 、超宽带 、高可靠性 、长 金属化及其与金属封接质量都有很高的要求。本文 寿命发展以来 ，对器件的散热性能提 出了更高的要 针对金刚石这一应用需求 ，开展其薄膜金属化及焊 求 。高功率陶瓷输能窗作为微波管器件 的关键部 接工艺研究 。 件 ，担负着真空密封及能量输 出任务 ，它 的性能 、质 1 实验方案 量直接关系着器件的水平 。 1．1 材料选择及性能测试 金刚石集优异的热 、力 、电、机械性能于一身，是 国内生产金刚石膜单位能满足真空致密及低介 大功率毫米波行 波管、回旋管理想 的输 能窗材料 。 电损耗性能要求 的不多 ，比较后，选用河北激光研究 ManfredThumm认为，就传输 1Mw 连续波功率 回旋管输能窗而言，金刚石膜是单面 、边缘冷却窗唯 所直流等离子体喷射法生产 CVD金 刚石膜，经检 一 适用的候选材料L】]。元素 6公司研制出金刚石微 验均气密，漏率小于 1×10 。Pa·m。／s，满足实验 波透射窗可应付超过 1Mw 的微波功率 ，其能力比 需求 。晶粒形貌及结构 XRD图谱如 图