[实用新型]一种带刀口密封单晶金刚石输能窗及密封件

说明书

本实用新型公开了一种带刀口密封单晶金刚石输能窗及密封件，本实用新型的密封件包括单晶金刚石衬底，在单晶金刚石衬底表面上设置有金刚石环，所述金刚石环的截面为刃口状通过在单晶金刚石片设置环形刀口从而可以无需金属化实现高真空密封。

技术领域

本实用新型涉及金刚石加工封装技术领域，尤其涉及一种带刀口密封单晶金刚石输能窗及密封件。

背景技术

输出窗是大功率微波电真空器件、加速器和其他大功率微波电子系统的关键部件，电真空器件的可靠运行往往离不开高真空的内部环境，尤其需要解决高频能量输出和维持器件本身高真空性能，随着工作器件的频率不断提高，需要不断降低输能窗的功率损耗和驻波比，从而设计出的输出能窗直径越来越小、厚度越来越薄；而传统的采用侧面焊接工艺，由于受有效焊接区域的越来越小的影响可能会出现金属化层拉裂、脱落等影响，会严重影响真空器件的使用。

申请号CN201711482866.0公开了一种金刚石窗口密封器件及其制备方法，通过在金刚石表面金属化后再电镀一层金属铜或铝，用于与主设备封装的刀口；该实用新型虽然有效降低了窗片和圆形波导之间钎焊封装的难度，但是在超薄的金刚石表面做出有效金属化层仍然是一个极难的问题。

实用新型内容

本实用新型为了克服上述存在之不足，本实用新型的发明人通过长期的探索尝试以及多次的实验和努力，不断改革与创新，提出了一种带刀口密封单晶金刚石输能窗及密封件，可以节省太赫兹单晶金刚石输能窗的加工成本，提高太赫兹单晶金刚石输能窗的加工效率。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案如下：

一种带刀口密封单晶金刚石输能窗密封件，其包括单晶金刚石衬底，在单晶金刚石衬底表面上设置有金刚石环，所述金刚石环的截面为刃口状。

本实用新型所提供的一种带刀口密封单晶金刚石输能窗密封件，其进一步地优选实施方式是，所述金刚石环生长在单晶金刚石衬底表面。

本实用新型所提供的一种带刀口密封单晶金刚石输能窗密封件，其进一步地优选实施方式是，所述金刚石环的截面为三角形或梯形的刃口状。

本实用新型所提供的一种带刀口密封单晶金刚石输能窗密封件，其进一步地优选实施方式是，所述金刚石环的厚度为0.2mm。

基于上述一种带刀口密封单晶金刚石输能窗密封件，本实用新型还提供了一种带刀口密封的单晶金刚石输能窗，其包括无氧铜上波导法兰、螺纹套、螺母、无氧铜下波导通道和带刀口密封单晶金刚石输能窗密封件，所述螺纹套放在无氧铜上波导通道内，螺母放在无氧铜下波导通道内，无氧铜上波导通道顶部和无氧铜下波导通道底部分别对应放置无氧铜上波导法兰和无氧铜下波导法兰，并在法兰和波导通道之间填焊料，还包括带刀口密封单晶金刚石输能窗密封件，该密封件包括单晶金刚石衬底，在单晶金刚石衬底表面上设置有金刚石环，所述金刚石环的截面为刃口状，密封件放入圆波导中间，密封件的金刚石环刃口均匀切入无氧铜波导通道壁上，形成真空密封。

本申请相比现有技术具有如下有益效果:

1、本实用新型通过使用等离子体刻蚀的方法，制备出带有刀口密封的单晶金刚石输能窗，可以节省太赫兹单晶金刚石输能窗的加工成本，提高太赫兹单晶金刚石输能窗的加工效率。

2、传统窗口封装工艺需要在单晶金刚石表面制作环形金属化层然后再和铜质波导焊接在一起，本实用新型通过在单晶金刚石片设置环形刀口从而可以无需金属化实现高真空密封。

3、传统窗口封装工艺需要在单晶金刚石表面制作环形金属化层，常见金属化层为Ti、Cr、Mo中的一种或多种，严重影响金刚石窗口的散热，本实用新型因为采用金刚石刀口和铜波导直接密封，进而可以显著提高金刚石窗片的散热效果。

附图说明