Способ получения герметичного спая титана с кристаллизующимся стеклом

 

Союз Советвких

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБР ЕТЕ Н И Я;::)549438

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 18.11.75 (21) 2190843, 27 с присоединением заявки Ме— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 05.03.77. Бюллетень ¹ 9 (45) Дата опубликования описания 15.0- ..77 (51) Ч.Кл С 03 С 27,М4//

В 23 К 1, 20

Государственный комитет

Совета Министров СССР чо делам изобретений и открытий (53) УДК 621.792.4 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. H. Ивлюшкин, Н. В, Морозов, Ю. И. Орлов, Е. А. Суворов и Г. H. Тюремнов (7l ) Заявите.-. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ

ГЕРМЕТИЧНОГО СПАЯ ТИТАНА

С КРИСТАЛЛ ИЗУЮЩИМСЯ СТЕКЛОМ

Изооретенне относится к пайке. В частности к спосооам пайки стекла с металлами, и может быть использовано при изгото";,ени . приборов электронной те. пики.

В электронной технике известны способы спаивания титана со стеклом, заключающиеся в непосредственном оплавлении стекла на поверхности титана (11.

Основным условием при нагреве титана в процессе соединения со стеклом по указанной технологии является создание атмосферы, защищающей титан от окисления. Пригодной средой для пайки титана со стеклом являются очищенные от примеси влаги, кислорода и азота гелий и аргон.

Однако известные способы непригодны для герметизации приборов из некоторых составов материала, куда входит большое количество окиси свинца (например, свыше 70% ) .

Это связано с тем, что окись свинца при нагреве под пайку в чистой инертной среде разлагается с образованием свинца. В то же время использование безсвинцовых стекол во многих случаях невозв.ожно из-за иx высокой температуры плавле.: ия, прсзышающей температуру плавления оболочки прибора. Примером таких приборов могут служить газоразрядные индикаторные панели (ГИП).

Известен способ получения герметичного спая титана со стеклом (2), ззклю-:à«on;:Éñÿ в том, что титан предварительно покрыва от раствором окиси бора, нагревают до температуры, превыша.ощей температуру плавления указанной окиси, затем производят сборку

5 титана со стеклом, нагревают до оп.чавленнч стекла и затем охлаждают.

Указанный способ технически осуществим лишь для герметизации приборов, конструкция которых позволяет наносить окись бора

nа часть поверхности, не соприкасающейся в процессе нагревания с оправками и приспособлениями. Для приборов, имеющих большое количество тонких электродоз, невозможно произвести .равномерное оплавление окиси бора по всей поверхности из-за спаивания ее с материалом оправок.

Целью изобретения является повышение надежности сная титана с кристаллизующик;ся стеклом, преимущественно содержащим окись свинца, в случае одновременной пайки большого числа часто расположенных тонких титановых элементов.

Поставленная цель достигается тем, что нг поверхность титановой детали предварительно наносят промежуточное покрытие в виде пленки алюминия то.чщиной 0,1 — 10 мкл, производят термообработку при температуре

350 — 600 С и давлении 10 — 10 5 тор, сборку со стеклянной деталью н onлавление

30 стекла.

549438

Формула изобретения

Составитель Ф. Конопелько

Тскред H. Сметанина

Редактор Е. Меньшова

Корректор И Симкнна

Заказ 208/504 Изд. М 442 Тираж 589 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, )K-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»

Термообработка может быть совмещена с нанесением HH THTBH пленки ал1оминия.

При толщине алюминия менее 0,1 мк.и из-за неоднородности и дефектности пленки происходит окисление титана при нагревании, что нежелательно для образования спая со стеклом. При напыленных пленках алюминия толщиной более 10 мкм возможно отслоение их от поверхности титана. При термообработке происходит ".àñòè÷íàÿ диф- 10 фузия алюминия B титан и образование на его поверхности пленки окиси H;IIG..IHI;èH.

Окись алюминия образует герметичные спаи со стеклом, а алюминий предотвращает окисление титана в процессе нагревания. При давлении 10 тор образуется окисная пленка не достаточной толщины для образования герметичного спая. При давлении более

10 †тор возможно частичное окисление титана. Термообработку можно совместить с 20 напылением, нагревая титан в процессе напыления до температуры 350 — 600 С. Верхний предел температуры термообработки ограничивается температурой плавления алюминия, а нижний — образованием окисной пленки недостаточной толщины для образования надежных герметичных спаев.!

Пример 1. Перед спаиванием на поверхность титановой электродной системы (толщина 0,1 мм, расстояние между электродами 0,3 мм, количество электродов 100) наносилась вакуумным напылением алюминиевая пленка толщиной 1 мкм. Затем электродная система подвергалась термообработке 85 при температуре 500 С в течение 20 мия при давлении 5 . 10 - 4 тор. Обработанные таким способом электродные системы впаивались в стеклянную оболочку через кристаллизующееся стекло СЦ84-1. Оболочка наполнялась 40 песком и проверялась на натекание. Натекание по неону составило 10 " тор см /сек.

П р и м e ip 2. На электродные системы при температуре 500 С и давлении 10 тор проводилось напыление алюминия -:îëùèíîé

1 мкм. Обработанные таким способом электродные системы впаивались в стеклянные оболочки через стекло СЦ84-1. Оболочки наполнялись неоном и проверялись на натеканпс. Натекание по неону составило - 16- о тор см, сек.

Пример 3. На поверхность электрод

Hb1x с-IcTeAI напылялся алюминий толщиной

1 мкм, электродные спстемь. термообработке не подвергались и сразу впаивались в стеклянные оболочки через стекло СЦ84-1. Натекание по неону составило 10 т — 10-в тор . сека/сек, что недопустимо,для ГИП

Применение предлагаемого способа в ГИП с титановыми электродами повышает надежность спая, упрощает технологию сборки панелей, а также их конструкцию.

1. Способ получения герметичного сная титана с кристаллизующимся стеклом, преимущественно содержащего окись свинца, включающий предварительное нанесение на титан промежуточного покрытия, термообработку его и пайку, о тл и ч а ю щи и с я тем, что, с целью повышения надежности спая з случае одновременной пайки большого числа часто расположенных тонких титановых элементов, в качестве промежуточного покрытия наносят пленку алюминия, а термообработку проводят при температуре 350 — 600 С и давлении 10 — 2 — 10 — 4тор .

2. Способ по п, 1, отличающийся тем, что термообработку проводят совместно с нанесением пленки алюминия.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. М. Л. Любимов. «Спаи металлов со стеклом», М., «Энергия», 1968 г.

2. Патент ОША. № 3803875, кл. 65 — 43, 1974 r.