组装期间被间歇地检查，以验证对准过程的功效。
[0055]图5A-?根据本发明的实施例示出要在基于CNT的三极管真空电子器件的制造中实现的先前在图3中所示的组装的叠层。特别地，图5A示出组装叠层的前视图，图5B示出组装叠层的顶视图，图5C示出组装叠层的侧视图，并且图示出组装叠层的剖视图。
[0056]叠层的组装可以与任何合适的衬底下面的基部相关联。例如，在许多实施例中，阴极衬底使用焊料回流或真空相容的导电环氧树脂结合到组装平台。在许多实施例中，焊料回流接合用于将叠层结合到常规的封装容器，如无引线芯片载体(LCC)封装容器和双列直插式封装容器(DIP)。叠层到常规封装容器的接合可以包括使用溶剂和/或O2等离子体，以在400°C下在真空中清洁封装容器三天，以及使用2mm2AU8(lSn2(l预制件将叠层附接到封装容器。图6示出粘附到DIP的叠层。更具体地，叠层602被示出为接合到DIP 604。
[0057]在组装之后，在将叠层包封在真空密封封装容器中之前，可以测试叠层，以确保可行性。图7根据本发明的实施例示出可以用于测试已经粘附到双列直插式封装容器的叠层的测试台。特别地，测试台700包括叠层702并且还包括阳极710，所述叠层702本身包括阴极704和接合到双平面内封装容器的栅电极706。线接合触头712电耦合到栅极和阳极，以允许测试叠层。
[0058]步骤108:叠层可以包封在真空密封容器中。任何合适的包封技术都可以被实施。例如，在一些实施例中，叠层被放置在标准真空管封装容器中，在所述封装容器内产生真空(到期望的程度)且然后气密地密封真空管封装容器。在许多实施例中，焊料回流接合技术与将叠层包封在真空密封容器中结合实施。在许多实施例中，吸气剂包含在真空管封装容器中，以保留真空。
[0059]在一些实施例中，包封是通过以下方式完成的:在200°C和10_6托(torr)下烘烤叠层(所述叠层可以接合到对应的封装容器)96小时；使用防止真空管包封被加热的红外光闸(IR shutters)在400°C以下烧制吸气剂;将盖子冷却到300°C ;以及在300°C和10-6torr下焊接盖子。不过当然，根据本发明的实施例可以使用任何合适的包封技术。
[0060]本发明的范围还可以根据本发明的实施例相对于关于用于制造基于CNT的真空电子器件的专业制造过程的下列示例进行进一步理解。特别地，图8A-8F涉及实施UV固化环氧树脂以将二极管的构成部件彼此结合，以形成要包封在真空中的叠层的制造过程。更具体地，图8A-8B示出UV固化环氧树脂在阴极上的分配。图8C-8D示出云母垫片在环氧树脂涂覆的阴极上的后续安置。图8E-8F示出使用UV固化环氧树脂结合到云母垫片的阳极的后续安置。
[0061]类似地，图9A-9F示出使用热固化环氧树脂的用作基于CNT的二极管真空电子器件的基础的叠层的组装。特别地，图9A示出MC7880点在阴极上的沉积(deposit1n);图9B示出云母垫片在阴极上的安置；图9C示出云母垫片到阴极的粘附；图9D示出MC7880点到云母垫片上的沉积；图9E示出阳极到云母垫片的粘附；并且，图9F示出在热板上固化二极管组件。
[0062]当然，应该理解的是，上述示例意在说明而不是穷举。用于结合叠层内的构成部件的任何合适的技术都可以根据本发明的实施例来实施。更通俗的说，应该理解，上述系统和方法意在说明。通常，如可以从上面的讨论推断，上述概念可以根据本发明的实施例在各种布置中实施。例如，上述过程不局限于二极管和三极管的制造；任何合适的基于CNT的真空电子器件都可以根据本发明的实施例来制造。例如，四极管和五极管可以被制造。因此，虽然本发明已经在某些具体方面中描述，但是许多附加的修改和变型对于本领域的技术人员将是明显的。因此，应当理解，本发明可以不同于具体描述的方式进行实践。因此，本发明的实施例应该在所有方面被视为说明性的而不是限制性的。
【主权项】
1.一种用于制造基于碳纳米管的真空电子器件的方法，所述方法包括: 使碳纳米管生长到衬底上以形成阴极； 组装叠层，所述叠层包括: 所述阴极； 阳极；以及 包括对准槽的第一层； 在所述叠层的组装期间将微球体部分地设置到所述对准槽中，使得所述微球体从所述对准槽伸出并且可以由此将所述第一层和相邻层分离；以及 将所述叠层包封在真空密封容器中。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，组装所述叠层包括使用自动化或半自动化精密设备来实施贴片组装技术以组装所述叠层。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述叠层还包括另外的电极。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述另外的电极是下列之一:引出栅电极、栅极电极和聚焦电极。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述另外的电极是引出栅电极和栅极电极之一，并且其中，所述另外的电极包括下列之一:微机械加工的硅栅和电铸金属网。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述另外的电极包括电铸金属网，所述电铸金属网是下列之一:TEM栅和标准滤网。
7.根据权利要求3所述的方法，其中，所述叠层还包括介电层。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述介电层是下列之一:环形云母和环形陶瓷。
9.根据权利要求7所述的方法，其中，所述介电层的厚度在约10μ m和约100 μ m之间。
10.根据权利要求7所述的方法，其中，所述第一层容纳下列之一:所述阴极、所述阳极、所述另外的电极和所述介电层。
11.根据权利要求7所述的方法，其中，组装所述叠层还包括使用下列之一结合所述叠层内的层和电极的空间关系:真空相容环氧树脂、硬装机械夹具、以及它们的组合。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，将所述叠层包封在真空密封容器中包括:将所述叠层放置在标准真空管封装容器中、将所述真空管封装容器抽至高真空、以及气密地密封所述真空管封装容器。
13.根据权利要求11所述的方法，其中，将所述叠层包封在真空密封容器中包括使用焊料回流接合技术。
14.根据权利要求7所述的方法，其中，将微球体部分地设置到所述对准槽中包括使用末端执行器将所述微球体放置到所述对准槽中。
15.根据权利要求13所述的方法，其中，所述末端执行器是下列之一:真空镊子和微机械加工的活动夹钳。
16.根据权利要求7所述的方法，其中，组装所述叠层还包括测试所述叠层的每层以获取对准精度。
17.根据权利要求7所述的方法，其中，组装所述叠层还包括:使用焊料回流或真空相容的导电环氧树脂将所述阴极附接到组装平台。
18.根据权利要求7所述的方法，其中，所述碳纳米管生长到含钛衬底上。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，所生长的碳纳米管焊接到所述衬底。
20.根据权利要求7所述的方法，其中，所述微球体被设置成帮助相对于相邻层对准所述第一层。
【专利摘要】根据本发明的实施例所述的系统和方法专业地生产基于碳纳米管的真空电子器件。在一个实施例中，制造基于碳纳米管的真空电子器件的方法包括：使碳纳米管生长到衬底上以形成阴极；组装包括所述阴极、阳极和包括对准槽的第一层的叠层；在所述叠层的组装期间将微球体部分地设置到所述对准槽中，使得所述微球体从所述对准槽伸出并且可以由此将所述第一层和相邻层分离；以及将所述叠层包封在真空密封容器中。
【IPC分类】B82B3-00, H01J1-304, H01J9-02
【公开号】CN104798170
【申请号】CN201380060306
【发明人】哈里什·马诺哈拉, 户田利作, 琳达·Y·德尔卡斯蒂罗, 拉可什·莫西
【申请人】加州理工学院
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2013年11月21日
【公告号】EP2923372A1, US9093242, US20140141686, WO2014081972A1