Способ пайки труднопаяемых материалов
Союз Советских
Соцреалистических
Республик (111 S79 169 (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 29.12.75(21) 2308440/25 27 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 05.11.77Бюллетень № 41 (45) Дата опубликования описания:23.11.77
2 (51) М. Кл.
В 23 К 1/20
Гасударстееииый комитет
Соаата Миииотров СССР ео делам изобретений и открытий (5З) УДК 621.791.. 3 (088.8 ) (72) Авторы изобретения
С. П. Яценко, P. П. Башук и Л. N. Скачкова (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПАЙКИ ТРУДНОПАЯЕМЫХ МАТЕРИАЛОВ
Изобретение относится к пайке, в частности к способам подготовки поверхности деталей к пайке.
Известен способ пайки металлических деталей, при котором производят предварительное. лужение паяемых поверхностей галлием, последующую термообработку и пайку легкоплавкими припоями pig.
Термообработку производят при темпе о ратуре не ниже 80 С. Соединение дета- !Ю лей и затвердевание припоя происходит при комнатной температуре или незначительном нагревании. Описанный способ применяется в тех случаях, где невозможно нагревание деталей при пайке и нежелательно использо- 1Ь ванне флюсов. Прочность соединений в значительной степени определяется адгезией галлия к подложке. Облуживание галлием соединяемых поверхностей проводят механически (втирание галлия шпателем) или 20 ультразвуковым способом. Материалы, ко торы е галлием не смач ив аютс я или смачивают ся плохо, соединять таким способом невозможно. Керамика (окись, бериллия, алунд) и некоторыеметаллы (пористый металлическйй бе- ц риллий, нержавеющая сталь и др. ) известным способом галлируется плохо. Механическая прочность соединений пористого бериллия, окиси бериллия, рубина, нержавеющей стали, выполнеш ых самотвердеюшими припоями после предварительного механического или ультразвукового галлирования, недостаточна (0,2- 0,6 кг/мм2 ). В то же время низкотемпературное безфлюсовое сое- динение этих материалов представляет большой практический, интерес.
Известен также способ пайки тугоплавких трудно-,.:аяемых материалов, при котором производят предварительное облуживание паяемых поверхностей галлием в вакууме, теро мообработку при температуре 500-800 C в течение 2-10 мин и последуюшую пайку
t 2).
Недостатком данного с. особа является низкая прочность паяемых соединетп й, так как при пайке происходить лишь смачивание поверхности без прокоп кновенияприпоявглубьдета лей. При длительном хранении меха п ческое сцепление припоя с подложкой нарушается.
579109
Пример 2. Пластинки бериллиевой керамики тошциной 1 л м в аналогичных условя, во,держив пр 500 С 1 àñ и при 900 С вЂ” 1 час, Глубина проникновения галлия 0,5 мм.
Пример 3. Образцы рубина цилиндрической формы в тех же условиях опускают в галлий торцом, подготовленным для о соединения и выдерживают при 400 С 2 час о а при 800 С вЂ” 1 час.
Цель изобретения — повышение прочности паяных соединений в случае пайки керамических и металлокерамических материалов.
Это достигается тем; что по предлагаемс, му способу при соединении пайкой труднопаяемых материалов, преимущественно керамических и металлокерамических, производят предварительное облуживание паяемых поверхностей галлием в вакууме с последуюшей термообработкой, состояшей из вью держек при 300-500 С в течение 30-120 мин о и 600-900 С в течение 60-120 мин, после чего следует пайка.
При тврмообработке происходит диффузия галлия вглубь облуживаемых деталей.
Вследствие этого уменьшается краевой угол на границе галлий-подложка, улучшается смачивание, увеличивается энергия связи на границе покрытие-подложка и возрастает прочность последуюшего соединения галлированных материалов, выполненного самотвердеющими припоями. При уменьше ши тем. пературы отжига удовлетворительного галлиI рования не происходит, при повышении температуры возможно изменение физико-механических свойств материалов, Пример 1. Таблетки пористого бериллия толщиной 4 мм помешают в герметичную камеру над тиглем с галлием, пос-А ле достижения вакуума 10 мм рт. ст. 3р опускают таблетки в тигель с жидким галлием и нагревают. После выдержки при о
300 С в течение 30 мин и 600 С в теч ние 90 мин таблетки охлаждают.
Луженые таким способом образцы рубина, бериллия, окиси бериллия соединяют с образ дами меди, никеля, нержавеющей стали, луженых при помощи ультразвука самотвердеюшими галлиевыми припоями ГИСМ-65 (в состав припоя входит эвтектический сплав галлийиндий-серебро, — 35 вес,, порошок меди—
65 вес. о. Пастообразный припой наносят на соединяемые поверхности ровным слоем, образцы притирают друг к другу, фиксируют в нужном положении струбциной и выдержио вают в терлюстате при 70 С до полного затвердевания припоя.
Данные механической прочности паяных соединений из различных материалов приведены в таблице.
Полученные результаты для данных сочетаний материалов достаточно высоки и значительно (в 2-3 раза) превышают проч. ность соединений, полученных при использовании других известных способов лужения поверхности галлием.
Рубин-медь
0,3-0, 4
Нержавеюшая сталь-бериллиевая керамика
1 0-1,2
Нержавеющая сталь-пористый бериллий
0,7-1,0
Пористый бериллийбериллиевая керамика
1,0-1,3
Пористый бериллий— никель
0,6-0,8
Бериллиевая керамиканикель
0,8-1; 1
Формула изобретения керамических, при котором производят предСпособ пайки труднопаяемых материалов вертикальное обслуживание паяемых поверхпреимушественно керамических и л еталло- @ ностей галлием в вакууме, термообработку
579 109
Составитель Ф. Конопелько
Редактор И. Бродская Техред С. Беца Корректор Л. Небола
Заказ 4301/17 Тираж 1207 Подписное
Ш!ИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4
5 и последуюшую пайку, о т л и ч а ю ш и и с g тем, что, с целью повышения прочности паяного соединения, термообработку производят с выдержкой при 300-500 С в течение 30-120 мин и затем при 600-900 C в течение 60-120 мин.
Источники информации„принятые во внимание при экспертизе:
1. Авторское свидетельство СССР
N 270464, ил. Ц 23 К 1/20. 03.02.69.
2. Авторское свидетельство СССР
N 247022, кл. В 23 К 1/20, 06.12.67. в
