СПОСОБ ПОКРЫТИЯ ЭЛЕМЕНТОВ КОАКСИАЛЬНОГО СВЧ-ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЯ
COATING METHOD FOR COAXIAL MICRO SWITCH ELEMENTS

Изобретение относится к области производства защитных покрытий, которые могут быть использованы в сфере авиации, космоса и других отраслей промышленности.
Известен способ подавления вторично электронного резонансного заряда или мультипакторного заряда в вакуумном промежутке между двумя электродами, где возбуждают дополнительное высокочастотное электрическое поле на другой частоте, которое препятствует лавинообразному нарастанию электронов в промежутке между двумя электродами и, следовательно, приводит к подавлению мультипакторного эффекта [Авторское свидетельство СССР №263767].
Недостатком данного способа является его фактическая нереализованность.
Известна работа, где описаны методы подавления мультипакторного эффекта на образцах из алюминия с покрытием из серебра. В данном методе изготавливаются мелкопористые поверхности, при помощи фотолитографии или методом прямого химического травления для получения неровных микропористых поверхностей [Valentin Nistor, Luis A. Gonzalez, Lydya Aguilera, Isabel Montero, Luis Calan, Ulrich Wochner, David Raboso Multipactor suppression by micro-structured gold/silver coatings for space applications. Journal of Applied Sarface Science 315 (2014)].
Недостатком методов является высокая сложность изготовления.
В качестве ближайшего аналога предполагаемого изобретения является работа, где исследован метод подавления мультипакторного эффекта на волноводных трансформаторах из алюминия с покрытием никеля, серебра, и после влажного химического травления поверхности серебра, дополнительно покрывается слоем золота [Wan-Zhao Cui, Yun L, Jing Yang, An efficient multipaction suppression method in microwave components for space application. Chinese Phys. B Vol. 25, No. 6 (2016)].
Недостатком метода является увеличение мощности пробоя в несколько раз и некритичное повышение собственных потерь.
Целью изобретения является улучшение электрических параметров и эксплуатационных характеристик коаксиального СВЧ-переключателя, т.к. в условиях пониженного давления и при высоком уровне СВЧ-мощности (350-400 Вт) характерно возникновение мультипакторного эффекта в коаксиальных СВЧ-переключателях, где при определенных условиях вторичная электронная эмиссия в резонансе приводит к экспоненциальному размножению электронов, что может привести к пробою и выходу аппаратуры из строя. В борьбе с причинами возникновения мультипактора необходимо заменить используемые металлы на материалы с низким уровнем вторичной эмиссии электронов.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является способ покрытия элементов радиоэлектронного оборудования, обеспечивающий хорошую электрическую проводимостью, высокой коррозийной стойкостью и максимальную защиту элементной базы от мультипакторного пробоя при работе в условиях вакуума.
Технический результат достигается тем, что при изготовлении коаксиального СВЧ-переключателя, включающего формирование внешней коаксиальной линии из алюминиево-магниевого сплава (далее АМг6), который имеет высокую прочность и твердость, хорошую устойчивость металла к коррозии и вибрации, низкий удельный вес, что немаловажно использования СВЧ-переключателя в космической аппаратуре, которая сначала отжигается в муфельной печи при температуре 330°С в течение одного часа, далее ее покрывают химическим способом для наиболее прочного сцепления с базовым подслоем составом никель-фосфор толщиной в 3-6 мкм, после чего снова отжигают в муфельной печи при температуре 330°С в течение одного часа, затем проводится процесс электрохимического меднения с получением толщины покрытия в 1-3 мкм, после чего производится электрохимическое осаждение сплава золото-кобальт с концентрацией золота (99,5-99,9%) слоем 2-3 мкм. Благодаря многослойному покрытию снижается переходное сопротивление, сохраняется постоянство электрических параметров, повышается износостойкость СВЧ-переключателя. В последующем на внешнюю коаксиальную линию с прямоугольным сечением внешнего экрана коаксиального СВЧ-переключателя производится напыление молибденового покрытия с толщиной покрытия ≈0,2 мкм электронно-лучевым методом с вращением в вакууме в течение 60 мин., для обеспечения работоспособности в условиях пониженного атмосферного давления, поскольку молибден имеет низкий коэффициент вторичной электронной эмиссии.
Структура защитного покрытия приведена на фиг. 1 на которой изображены: сплав АМг6 - 1; слой состава никель-фосфор - 2; слой меди - 3; слой сплава золото-кобальт - 4; слой молибдена - 5.
Предлагаемый способ заключается в том, что алюминиево-магниевый сплав (далее АМг6) (1) (фиг. 1), из которого изготавливают внешнюю коаксиальную линии коаксиального СВЧ-переключателя отжигают в муфельной печи при температуре 330°С в течение одного часа, затем на элементы наносится покрытие состава никель-фосфор (2) толщиной в 3-6 мкм химическим способом, после чего элементы повторно отжигаются в муфельной печи при температуре 330°С в течение одного часа, затем проводится процесс электрохимического меднения (3) с получением толщины покрытия в 1-3 мкм, после чего производится электрохимическое осаждение сплава золото-кобальт (4) с концентрацией золота (99,5-99,9%) слоем 2-3 мкм, в последующем на элементы производится напыление молибденового покрытия (5) с толщиной покрытия ≈0,2 мкм электронно-лучевым методом с вращением в вакууме в течение 60 мин.
Таким образом, обеспечивается хорошая электрическая проводимость, высокая коррозийная стойкость и максимальная защита элементной базы коаксиального СВЧ-переключателя от мультипакторного пробоя при работе в условиях вакуума.
Позициями на чертежах обозначены:
1 - сплав АМг6;
2 - слой химического никелирования;
3 - слой меди;
4 - слой сплава золото-кобальт;
5 - слой молибдена.
Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР №263767 МПК: Н05Р 7/02, опубликовано в 10.11.1970.
2. Valentin Nistor, Luis A. Gonzalez, Lydya Aguilera, Isabel Montero, Luis Calan, Ulrich Wochner, David Raboso Multipactor suppression by micro-structured gold/silver coatings for space applications. Journal of Applied Sarface Science 315 (2014).
3. Wan-Zhao Cui, Yun L, Jing Yang, An efficient multipaction suppression method in microwave components for space application. Chinese Phys. B Vol. 25, No. 6 (2016).