Способ пайки деталей из разнородных материалов

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

>CEC0fpay; у

13,, " - g

%55pgg q, 1 г ф

Л (21) 3767979/25-27 (22) 13.07.84 (46) 07.03.86. Бюл. У 9 (71) Новосибирский электротехнический институт (72) А.В. Громыко В.И. Говорухин, В.И. Дарьин, В.И, Додзин, Б.И. Ивлев, Т,Д. Кугаева и В.И. Рябцев (53) 621.791.3 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 622596, кл. В 23 К 1/00, 1977.

Авторское свидетельство СССР

У 539698, кл. В 23 К 1/00, 1975.

{54).(57) СПОСОБ ПАЙКИ ДЕТАЛЕЙ ИЗ

РАЗНОРОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ, преимуще с твенно плоской керамической подложки

„„SU„„1215908 цр В 23 К 1/19 с металлическим. основанием, при котором между соединяемыми деталями размещают прокладку из эластичного, смачиваемого припоем теплопроводящего материала с выступами и впадинами,и припой, производят нагрев до температуры пайки и охлаждение, отличающийся тем, что, с целью повышения работоспособ i ности паяных соединений путем снижения термомеханических напряжений, выступы и впадины выполняют в форме усеченных пирамид, чередующихся в продольном и поперечном направлениях относительно плоскости основания, а пайку производят по усеченным площадкам..

1215908

Изобретение относится к пайке,— в частности к способам пайки разнородных материалов, и может быть использовано при соединении керамической подложки с основанием.

Цель изобретения - повышение работоспособности паяных соединений эа счет снижения термомеханических напряжений.

На фиг. 1 изображено поперечное, сечение паяного соединения; на фиг. 2 — прокладка в изометрической проекции, Способ реализуют следующим образом.

В зоне спая керамическ и подложки 1, покрытой металлизационным слоем 2, с металлическим основанием

3 помещена прокладка из эластичного, упругого, смачиваемого припоем и теплопроводящего материала с двухсторонним регулярным рельефом 4, выступы и впадины которого выполне-. ны в форме усеченных пирамид, чередующихся в продольном и поперечном направлении (фиг. 2),. Между ме-; таллизационным.слоем 2 подложки 1 и прокладкой 4,а также междуоснованием

3 и прокладкой 4 размещают припой (не показан). Собранные детали нагревают до температуры пайки. Припой смачивает наземные поверхности деталей и усеченные площадки прокладки, после чего следует охлаждение, Использование прокладки предложенной формы позволяет снизить термомеханическое напряжение не только за счет расчленения паяного шва на отдельные локальные участки, но и за счет расчленения паяного шва на две эоны (металлическое основание— прокладка, прокладка - керамическая подложка) и деформации единичных усеченных форм выпукло-вогнутого рельефа. Термомеханические напряжения при такой прокладке одинаковы в зависимости от формы опорных площадок по двум и более направлениям, т.е. практически иэотропны. Зри этом жесткость прокладки значйтельно меньше, чем у прокладки в виде гофра волнообразной формы, включая и сотовую, а значит, такая прокладка обеспечивает и лучшее снижение термомеханических напряжений.

-Способ осуществляют следующим образом.

f5

2

На поверхность подложки из керамики-поликора размером 30х48х

xl 0 мм в вакууме последовательно напыляют слои хрома (300 - 500 A) меди (7 — 8 мкмжд, затем гальванически осаждают слой золота (2 - 3мкм) и облуживают олово-индиевым припоем ОИ-52 с использованием 10Хного спиртово-канифольного флюса.

В качестве металлического основания используют пластины иэ алюминиевого сплава размером 30х48хЗ мм. Указанное основание покрывают последовательно слоями никеля (15 мкм), меди (6 мкм1и сплавом олово-висмут (9 мкм) и облуживают легкоплавким припоем.

Прокладку выполняют из фольги красной меди толщиной 200 мкм методом штамповки или прокатки с образованием двухстороннего регулярного выпукло-вогнутого рельефа высотой

1 мм в виде усеченных четырехугольных пирамид, опорные площадки которых 1,5xl,5 мм. Такую прокладку покрывают сплавом олово-висмут(7 — 9мкм) а опорные площадки усеченных пирамид с обеих сторон облуживают олово-индиевым припоем.

Между подложкой и прокладкой помещают фольгу припоя толщиной

50 мкм, а сверху на прокладку накладывают металлическое основание.

Пайку образцов производят в печи о в атмосфере азота при 150 С с использованием 10Х спиртовоканифольного флюса, Подложки из поликора, припаянные на метаплические основания из сплава данным способом, выдерживают

1350-1400 термоциклов в диапазоне о температур -60 — 120 С, в то время как узлы, изготовленные известными способами, выдержали 900 термоциклов. Благодаря тому, что прокладка выполнена иэ красной меди, улучшается теплоотвод, т е. уменьшается тепловое сопротивление. Применение предлагаемого способа пайки обеспечивает снижение температуры тонкопленочного резистора с мощностью рассеяния 2 Вт на 50 — 60 С по сравнению со случаем использования перфорированной прокладки из силиконовой резины.

Изобретение позволяет обеспечить качественное и надежное соединение керамики с металлическим основанием, работающих в условиях циклического изменения температур, 1215908 фиг. 2

Составитель Ф. Конопелько

Редактор Н. Пушненкова Техред Т.Тулик Корректор И.Муска

Заказ 936/14 Тираж 1000 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва,.Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 снизить термомеханические напряже, ния, возникающие из-за разницы КТР на границах подложка — припойпрокладка и прокладка — припой— основание, за счет пластической деформации припоя в зоне спаев и за счет деформации боковых поверхностей - элементов в виде усеченнных форм регулярного выпукло-вогнутого рельефа при высоком теплоотводе и повышение производительности про-, цесса.

Внедрение. предлагаемого способа позволит снизить брак по растрескиванию подложек; повысить процент выхода годных изделий, качество сборки, надежность и производительность процесса. с