[发明专利]一种厚膜吸气材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种厚膜吸气材料的制备方法，属于电真空吸气元件制备技术领域。先将非蒸散型吸气材料粉末与有机粘结剂均匀混合，得到厚膜浆料；同时将低熔点玻璃粉与硝棉溶液或焊料与硝棉溶液混合均匀，在器件基材上均匀涂覆一层低熔点玻璃粉浆料或焊料浆料；采用浇铸、印刷、喷涂、刷涂或刮刀涂层工艺将厚膜浆料在低熔点玻璃粉或焊料涂层表面沉积；最后进行真空烧结，得到非蒸散型厚膜吸气材料。本发明的厚膜吸气材料克服体吸气材料和薄膜吸气材料的劣势，有效地同时解决装配空间和吸气容量不能兼容的问题，并且采用了一种由底层焊接层和吸气材料层组成的复合双层结构，提高了非蒸散型厚膜吸气材料在器件基底上的附着强度，提高了器件的可靠性。

技术领域

本发明涉及一种厚膜吸气材料的制备方法，属于电真空吸气元件制备技术领域。

背景技术

吸气材料是保障电真空或密封器件真空品质及理想工作环境的特殊功能材料，通过吸收残余活性气体或器件长期使用过程中释放出来的活性气体，避免真空品质随时间的下降，还能减小气体与精密元件反应导致的污染或功能丧失，减小活动部件振动阻尼，降低内腔热耗散等。实践证明，要获得高性能，长寿命的电真空器件，必须有高质量的吸气元件作为保证。

吸气材料主要分为蒸散型和非蒸散型。蒸散型吸气材料通过采用高温蒸发或蒸散并沉积在真空器壁上的薄膜来吸收活性气体，又称扩散型或闪烧型，它通常以钡、锶、钙、镁及其合金为主，由于其蒸散性质会带来电极间漏电、设备不可返修、真空器件制造设计难度大等问题，因此应用领域通常有限制；非蒸散型吸气材料无需蒸散，而是通过加热、通电或降低气体分压等激活方式获得活性表面来吸收气体，它通常为钛、锆、铪、钇等金属及其与铝、稀土元素或铁、钴、锰等过渡族金属元素组成的合金，可以被制成块状、带状、体状和膜状，其优点是可反复循环激活、形状尺寸灵活、使用寿命长及器件可返修，空间占有率小，因此应用范围越来越广，目前已普遍用于超高真空系统、电光源、太阳能集热设备、惰性气体纯化、溅射离子泵、吸气剂泵、各种显示器及电真空器件，用来提高器件的可靠性、稳定性与工作寿命。

随着现代高精电子设备向微、小型化趋势发展，非蒸散型吸气材料正在从块体材料向薄膜材料发展。块体吸气材料相对具有较大的体积，激活温度范围宽，吸气容量大，结构灵活多样，但一般需要单独的空间进行装配；薄膜吸气材料是运用气相沉积法将吸气组元或合金沉积在真空容器壁或各种形状的固态衬底上形成几百纳米至几微米的薄膜，薄膜可以制备成各种图案或尺寸，沉积精度高，但是吸气容量小，因此主要应用在微机电系统(MEMS)器件领域中。而对于真空空间相对较小的小型化器件，块体吸气材料没有足够的空间供装配，薄膜吸气材料在吸气速率和吸气容量方面又无法满足杂气的吸收要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种非蒸散型厚膜吸气材料的制备方法。用该方法制备的厚膜吸气材料，既具备优良的吸气性能，又能满足小型器件空间的装配需求。

本发明运用不同的方法高效率制备出非蒸散型厚膜吸气材料，可以灵活方便地调控各种工艺参数，克服块体吸气材料和薄膜吸气材料的劣势，有效地同时解决装配空间和吸气容量不能兼容的问题，制备出性能优良、与器件结合强度良好、满足器件使用要求的厚膜吸气材料。

为实现所述目的，本发明采用以下技术方案：

一种非蒸散型厚膜吸气材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将非蒸散型吸气材料粉末与有机粘结剂均匀混合，得到厚膜浆料；同时将低熔点玻璃粉或焊料与硝棉溶液混合均匀，得到低熔点玻璃粉浆料或焊料浆料；

(2)在器件基材上均匀涂覆一层低熔点玻璃粉浆料或焊料浆料；

(3)采用浇铸、印刷、喷涂、刷涂或刮刀等涂层工艺将厚膜浆料在低熔点玻璃粉或焊料涂层表面沉积，得到吸气材料膜；

(4)将涂覆吸气材料膜的基材进行真空烧结，制备得到非蒸散型厚膜吸气材料。