一种抑制二次电子发射的微波器件镀膜处理装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种表面镀膜处理装置及方法，特别是一种抑制二次电子发射的微波器件表面镀膜处理装置及方法。
【背景技术】
[0002]大功率微波器件在进行微波信号的传输过程中，微波场中存在的电子会在微波谐振作用下轰击器件表面，激发大量的二次电子，形成微放电效应，严重降低微波传输性能，甚至会对微波器件本身产生严重损害。
[0003]为提高微波器件表面二次电子发射的抑制性能，现有微波器件表面主要进行镀镍、镀金、导电氧化等表面处理，通过覆盖低二次电子发射系数材料的方式来降低原有材料表面二次电子发射能力。受到金、镍和微波器件自身材料性能的限制，这类方法降低二次电子发射系数的能力有限，不能低于镀覆材料自身阈值。研宄表明，镀覆金、镍和导电氧化处理后的微波器件表面二次电子发射系数在1.9左右，处理不当时会大于2，对二次电子抑制的效果十分有限。
[0004]随着表面工程技术的进展，采用非化学方法在金属零件表面镀覆非金属材料的技术日益发展，通过在微波器件表面镀覆非金属材料，大幅降低二次电子发射系数，是降低微波器件微放电风险，提高微波器件可靠性待突破的关键技术之一。
[0005]目前已可采用基于物理气相沉积的磁控溅射镀膜方法在微波器件表面镀覆碳膜，但是该类碳膜主要用于固体润滑领域，其二次电子发射抑制能力不能满足微放电抑制的要求；另一方面，利用磁控溅射镀膜机镀覆碳膜时采用的装夹装置仅能实现单一方向的旋转运动，导致镀覆的碳膜一致性差，膜层厚薄不均匀，无法满足微波性能要求。
【发明内容】
[0006]本发明解决的技术问题是:克服现有技术的不足，提供了一种能够制备出具有极低二次电子发射系数、且膜层镀覆一致性好的微波器件表面镀膜装置及镀膜处理方法。
[0007]本发明的技术解决方案是:一种抑制二次电子发射的微波器件镀膜处理装置，包括底座、支撑轴承、转塔、托盘和托架；所述的底座的中心设有轴孔，底座的周围设有齿轮架；所述的转塔包括转轴、支撑轴、转塔齿轮和转塔架，转轴的一端通过支撑轴承垂直穿过轴孔，所述的转塔架为正N棱柱，N为正整数，N不小于3，转轴的另一端与所述正N棱柱的底面固定连接，N个支撑轴分别垂直安装在所述正N棱柱的N个侧面上，N个转塔齿轮各自分别唯一对应一个支承轴，每个转塔齿轮与对应的支承轴同轴并安装在所述正N棱柱的侧面上；每一个支撑轴唯一对应一个托架，所述的托架包括托架齿轮、托架转筒和托架轴，托架转筒套接在支承轴上，转筒的外侧固定有托架齿轮，托架齿轮与齿轮架通过锥齿轮联接，托架轴固定在转筒上并与支撑轴承平行；托盘固定安装在所述托架轴上，托盘的底面外缘设有托盘齿轮，托盘齿轮与转塔齿轮通过锥齿轮副联接。
[0008]所述的底座上设有用于将底座安装固定的安装孔。所述的托盘的顶面为螺纹孔阵列。所述的N为6。
[0009]一种抑制二次电子发射的微波器件镀膜处理方法，包括如下步骤:
[0010]I)将底座固定安装在磁控溅射镀膜机的腔室底盘上；
[0011]2)将转轴穿过轴孔的一端与磁控溅射镀膜机的底部驱动电机联接；
[0012]3)将镀膜用碳靶、钛靶安装到磁控溅射机的靶安装位置；
[0013]4)关闭磁控溅射镀膜机腔室并抽真空至10° Pa以下，然后向腔室内通入氩气，接通靶电流使靶发生溅射进行洗靶；
[0014]5)停止洗靶，持续通氩气待镀膜机腔室气压恢复至外界气压水平；
[0015]6)采用丙酮或无水乙醇等清洗剂超声清洗工件表面，将清洗好后的工件安装到本发明装置的托盘安装表面上，保证工件待镀膜表面无遮蔽；
[0016]7)关闭磁控溅射镀膜机腔室并抽真空至10° Pa以下，然后向腔室内通入氩气；对碳靶和钛靶通电流，使碳靶发生溅射，同时通过所述驱动电机驱动转轴转动，转轴转动过程中带动托架齿轮在齿轮架上转动，同时托架转动时带动托盘沿转塔齿轮转动，使托盘带动待镀膜微波器件在磁控溅射腔室内做空间翻转，并在待镀膜微波器件表面镀覆碳膜；
[0017]8)镀覆完毕后，停止驱动电机，并关闭靶电流，待真空度恢复大气压力后，打开腔室，取出镀膜后的微波器件包装待用。
[0018]所述的对磁控溅射镀膜机腔室抽真空时真空度控制在10° Pa以下。
[0019]本发明与现有技术相比的优点在于:
[0020](I)本发明镀膜处理装置及镀膜处理方法，可以对微波器件表面进行镀膜处理，在微波器件表面形成碳膜，使微波器件表面抑制二次电子系数的性能大幅加强；
[0021](2)本发明采用的镀膜处理装置由可安装在磁控溅射镀膜机腔室内的底座、可通过转轴驱动旋转的正N棱转塔、安装在转塔支承轴上的托架及托盘组成，托架与底座齿轮架、托盘与转塔齿轮通过齿轮副啮合，当转轴转动时通过两级齿轮副的传动，使托盘绕转轴轴线、转塔支承轴轴线和托架轴线转动，从而使安装在托盘上的微波器件在镀膜过程中做复杂空间翻转运动，保证微波器件从各个方位接收溅射离子，大幅提高镀膜一致性，有效保证了微波器件的二次电子发射抑制能力；
[0022](3)本发明方法在微波器件表面镀膜碳膜，对微波器件表面形状没有特殊要求，可在复杂零件表面镀覆完整膜层，与其他方法相比具有更高的适应性；
[0023](4)本发明方法在微波器件表面镀覆的碳膜，除具备优良的二次电子发射抑制能力外，还具有良好的导电性能，对微波器件的微波传输性能不产生影响。
【附图说明】
[0024]图1是本发明的装置示意图；
[0025]图2是本发明装置的零部件组装分解示意图；
[0026]图3是本发明装置的底座零件结构图；
[0027]图4是本发明装置的转塔组件结构图；
[0028]图5是本发明装置的托架组件结构图。
【具体实施方式】
[0029]如图1、图2所示，本发明的微波器件镀膜装置由底座1、支撑轴承2、转塔3、托盘4和托架5组成。
[0030]如图3所示，底座I包括六个安装孔6、轴孔7和齿轮架8。安装孔6用于将底座I安装固定到磁控溅射镀膜机的腔室底盘上，轴孔7用于安装转塔3，齿轮架8为锥齿轮。
[0031]如图4所示，转塔3由转轴9、支撑轴10、转塔齿轮11和转塔架12组成，转轴9安装在转塔架12底部中心，六个支撑轴10垂直安装在转塔架12的六个侧面上，六个转塔齿轮11安装在转塔架12的六个侧面上，并与支承轴10同轴，转塔齿轮11为锥齿轮。
[0032]如图5所示，托架5由托架齿轮13、托架转筒14、托架轴15构成，托盘4安装在托架轴15上并可绕托架轴15转动，托架齿轮13为锥齿轮。托盘4顶面为螺纹孔阵列16，用于安装工件，底面外缘为托盘齿轮17，托盘齿轮17为锥齿轮。
[0033