Способ получения высокотемпературных штырьковых гермовыводов

 

Союз Соввтскик

Социалистических

Республик

Q Д И С А Н И Е д, 383112

ИЗОБРЕТЕН ИЯ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 09.10.74 (21)2066716/29-33 (5l) М. Кл. а

С 04 В Э7/02 с присоединением заявки №

Государственный квинтет

Совета Мнннетров СССР во делам нэооретеннй н отнрытнй (23) Приоритет (43) Опубликовано 05.12.77. Бтоялетень №4 (45) Дата опубликования опнсаннФ 12,12.77

{53) УДК 666.762 (088. 8) Е. А. Лиоренцевич, Ю. П. Платонов и H. П. Соловьев (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ

ШТЫРЬКОВЫХ ГЕРМОВЫ ВОДОВ

Изобретение относится к технологии получения штырьковых гермовыводов на алюмооксидной керамике и может быть исподь- зовано в радиоэлектронной промышленности, точном приборостроении, 5

Известны несколько способов получения вакуумплотных штырьковых металлокерами ческих узлов, общим в которых является то, что герметизация производится каким-либо припоем (металл, стекло, стеклоцемент) à l0 электропроводность гермовывода осуществляется по металлическому стержню.

K таким способам относится способ прей варительной металлязации керамики, при ко тором на поверхность керамической детали 6 наносят слой металлизационной пасты, представляющей собой смесь тонкодисперсных тугоплавких металлов, замешанных на орга нической связке. Далее производят высокоо температурное вжигание (1350-1600 С) 20 полученного слоя во влажной контролируемой атмосфере формиргаза с целью закрепления металлизационного слоя иа поверхности кера мики. На полученный металлнзапионный слой. гальванически наносят второй металлический 25

2 слой {обычно медь или никель) и далее производят пайку, как металла с металлом.

Недостатки такого способа состоят в многоступенчатости техпроцесса, большой критичности к составу газовой, среды при вжвгании металлизационного покрытия, недостаточной термической прочности спаев, обусловленной значительными напряжениями в спаях из-эа различия в коэффициентах линейного термического расширения (1 J.

Известен также способ активной пайки, при котором стержни, изготовленные из активных металлов (титан, цирконий н др помешают в отверстие неметаллизированной керамической детали. Между деталью и стержнем помешают металлический припой (обычно на основе серебра ) и паяют в вакууме не ниже 1" 10" тор или нейтральной газовой среде. Соединение металла и керамики происходит за счет физяко- .химического взаи модействия между активным металлом и кевамикой (2 .

К недостаткам этого способа относятся относительно невысокая механическая, р-. мическая и термоциклическая прочность спа3 4 ев, вызванная образованием в зоне спея ного расппавпения припоя (1300-1350 С), о хрупких интерметаппидных соединений, спож- выдержка 45-60 мин, скорость охпаждения ность контроля эа растеканием припоя, 300-400 С/час. о невысокий выход годных вакуум-плотных В данном способе стекпомопибденовая узлов иэ-за недостаточных физико-механи- паста играет ропь герметизируюшеге веще5 ческих характеристик. ства и одновременно служит проводником

Наиболее близким техническим решением электричества. Были испопьзованы,штифты к изобретению является спедуюший способ с размеорами ..угоп конуса на штифте и деизготовления высокотемпературных и штырь- тапи 14 30; диаметр основания конусаковых гермовыводов 3). По данному спосо- 2,5 мм. бу металлические гермовыводы вставляют

s отверстие в керамической детали. В место Дпя пайки испо о ки использовали марганцевое стек. сная вносят каким-либо способом (чаше все- по состава, вес % МИО- 60 ЙО -ЗО,А0 Ого в виде предварительно отпрессованных и о

10 и метаппический б л" о 23;и ески моли ден, помопотые ото енных на воздухе при 900-1000 С 5 до удепьной по рхн ти 10 10Зсма/г шайб) глазурь, в врастав которой в основном тьте в соотношении 1:1 е и : . .омпоненты пасты входят кремнезем, глинозем и некоторые замешивают на ат атиповом спирте до попудругие окислы (ВаО, СаО и gp), Лапее чения сметанообра н и т ноо разно массы и тщатепьно производят высокотемпературную пайку,,теп перемешивают, повой режим и среду которой выбирают в Попученную сте стекпомопи деновую пасту б соответствии с конкретным составом гпазу- наносят в место сп есто сная споем 70 мкм. Собри. ранный узел вставпяют в нагружаюшую моНедостатками указанного способа явля- пибденовую оснастку и стку и паяют по вышепри» ются: сложность технологии из-за многоопе- веденному режиму в водо д . в водороде. рационной пайки, относительно невысокая

Полученные таки б аким о разом узлы выдеуьмеханическая прочность, проявляющаяся при живают многократнъте н .ра те нагревы до 950 С и механической обработке спаев - их хруп- охпаждения до -196 С в вакууме и водоро кость, неприменимость дпя ступенчатой вы- де допускают меха

Я е ническую обработку спаев сокотемпературной пайки, невозможность ме- без нарушения ðì герметичности с получением рхности детали в мес» ханической ° обработки спаев с получением ЗО точной геометрии поверхности точных (до 0,5 мкм) геометрических пара- те спая некритичнь р т к средам пайки (вакуум, метров и сохранением герметичности спаев водород очище ищенные инертые газы), имеют из-за различной твердости материапов, сос- высокую механическую прочн прочность вследствие тавпяюших спай. испопьэования одинакового материала для

Целью изобретения явпяется упрощение 35 штифта и де-ад и. опротивпение попучаемого технологии и повышение прочности соедине- проводящего с слоя лежит в пределах 0,05ния. 0,1 ом.

Цепь достигается за счет того что при

Э

Техникс аконо .-ч .ономическая аффективность получении штырьковых гермовыводов путем изобретения закл ч з ключается в повышении прочпайки стекпоприпоем штифта в отверстие 4О ности соед . — -, инения и упрощении технопогии керамической детали осуществляют пайку пайки при троиэв дс о тве метаппокерамичесстекпомопибденовой пастой керамического ких издепий, конического штифта в коническое отверстие в керамике. Причем, при исцопьзовании штифра и детали иэ высокогпиноземистой керами- )5 Ф о р м у и а aço ретения б ки пайку осушествпяют по спедующему режи1. Способ получении высокотемпературкгс/мм, скорость нагрева 400-500 С/час ных штырьковых гермовыводов путем пайдо расплавления припоя, выдержка 45-60 мин ки стекпоприпое припоем штата в отверстие кера» детали, о т и и ч а ю шийся и скорость охлаждения 300-400 С/час..Я мической де апи

При осуществпении данного способа на тем, что, с цепью уц ощени пью упрощения технопогйи, керамическую деталь, предварительно про- повышении прочносги сое соединения Осущес74 шедшую химическую очистку, в место спая впяют пай у па ку стекломопибденовой настой наносят спой пасты толщиной 50-80 мкм. керамического конического штифта в кониПосле высыхания пасты керамический штифт (5 ческое отве тверстие в керамике. вставпяют в отверстие детапи и нагружают

1 о on, отличающий . до удельного давления на штифте 0,01- с я тем чтой тем, что при использовании штифта и кгс/мм . детали иэ высокогпиноземистой керамики

Собранный узеп паяют в вакууме не пайку осуществпяют цо следующем спедуюшему режиму; д р де по р ж у 66 давпениенпросе пайки-0,01 0,02 мма скорость нагрева 400-500 C/÷àñ до поп- скорость нагрева 400-500 С/ час до pBcb

58 плавления припоя, выдержка л 45 60 мяй и скорость охла кдения 300-400 С/час. с

Источники информация, принятые во внимание при экспертизе:

1Р.Йаяз . бй. Ья Вий, 1968, 47 No 5 р. 493.

112

2. Батыгин В. Н. и др. Вакуумплотная керамика и ее спаи с металлами М., Энергия", 193, с. 240 319.

3 Преснов В. А. и др. Керамика и ее

g спаи с металлом в технике. М.,! Дтомяздат, 1969, с. 128;-129.

Составитель H. Соловьев

Редактор H. Киачадзе гекрей H. Бабурка Корректор, А. Власенк

Заказ 4828/36 Тираж 764 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Moczaa, Ж 35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4