Состав для металлизации керамики

 

(а 3(ФЙя па ен е те.ническая

Союз Советскими

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 290378 (21) 2596472/29-33 (51 } М. Ил. с присоединением заявки ¹

С 04 В 41/)4

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (23) Приоритет

Опубликовано 15.1179. Бюллетень № 42 (53} УДК 666. 3,056., 5 (088. 8) Дата опубликования описания 15.1179 (72} Авторы изобретения

Ф. Д. Каминский и С. Н. Котов (71} Заявитель (54) СОСТАВ ДЛЯ ИЕТАЛЛИЗАЦИИ КЕРАМИКИ

Трехокись молибдена

Двуокись марганца

60-80

4-20

Изобретение относится к составам для металлизации керамики, используемой в электронной и других отраслях промышленности.

В настоящее время в электронной промышленности широкое применение находят керамические материалы, содержащие менее 10Ъ тугоплавкой неактивной стеклофазы.

Такие материалы отличаются. высок ими элек троф изическ ими и механическими свойствами и находят широкое применение в различных областях техники, причем наибольший интерес пред ставляет их применение в СВЧ-приборах.

Однако металлизация указанных керамических материалов известными составами требует высокой температуры (выше 1300 С), что недбпустимо в случае металлизации тонкостенютх ипи крупногабаритных керамических деталей, так как приводит к деформации последних.

Известен состав для металлизации керамических материалов с небольшим содержанием тугоплавкой стеклофазы, включающий молибден, марганец, дисилицид молибдена и вольфрама f11.

Однако, вжигание указанного состава при температурах 1000-1200 С на такой керамике не обеспечивает достаточной механической прочности соединения, получаемого при последующей пайке с металлами.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является состав для металлизации керамик и, включающий МоОз, NnOz, Т1Н2 и Си>О, который обеспечивает высокую механическую прочность соединения при вжига.— нии при температурах 1000-1100 С (2).

Однако для керамики, содержащей тугоплавкую стеклофазу, этот состав не обеспечивает необходимой механической прочности и термостойкости при температуре вжигания металлизации ниже 1500 С.

Цель изобретения — повышение механической барочности соединения.

Поставленная цель достигается тем, что состав для металлизации,. включающий трехокись молибдена, двуокись марганца и гидрид титана, дополнительно содержит дисилицид молибдена и пентаборид молибдена при следующем соотношении компоненTÎB, вес„Ъ

697477 росы +15-+20 С при температуре

1000-1200 С.

Полученные металлизированные керамические детали припаивают к медным деталям, а затем их подвергают испы5 таниям по ocHoBHblM параметрам соединения — механической прочности и термостойкости.. Стойкость к термическим ударам проверяют в режиме быстрого нагрева и охлаждения (20-700-20 С) .

Гидрид титана

Дисилицид молибдена

Пентаборид молибдена

2-10

4-20

4-15

0 Результаты испытаний механической прочности и термостойкостн металлокерамических спаев, полученных с испольэов анием различных состав ов при температурах вжигания .1000-1200 С, приведенных в таблице.

Предлагаемый

8 . 8 20 4

4 2 4 10

32

30

9 6

7 6

9 4 10 15

7 10 15 8

20 6 5 4

29

30

Известный

80 10

89 5

1500 10

1100 4,0

Минимально допустимая механическая прочность металло-. керамических с паев на отрыв составляет 10 кг/мм .

Минимально допустимая термостойкость металлокерамических спаев составляет 10 термоциклов.

Указанные результаты, а именно, высокая механическая прочности и термостойкость соединений при сравнитеяьно низких температурах вжигания металлизационного покрытия на керамических материалах с малым содержанием тугоплавкой стеклофазы обусловлэны совместным введением в метаялиз ационный состав стеклообразующих добавок в виде бескислородных соеди- 60 нений молибдена MoSi и Мо В, их взаимодействием при температурах

1000-1200 С с парами воды и образованием SiO В О и высокоактивного м зли бден а.

Готовят ряд составов для металлиэации керамики. Пасту, полученную на основе металлических порошков указанных составов с добавлением биндера (раствор нитроклетчатки в амилацетате), наносят на стержни, бруски и втулки, выполненные из алюмооксидной керамики, содержащей 7% тугоплавкой стеклофазы системы СаО-Ì Î -S10 .

Толщина покрытия составляет 30-60 мкм.

Вжигание ведут в среде увлажненного .Формиргаза (75 Ъ N2 + 25% Ну с точкой

1100 19

1200 14

1150 24

1000 16

1050 17

1100 20

В процессе спекания легкоплавких компонентов металлиэационного покрытия образуется высокоподвижное мар.ганце-боросиликатное стекло, которое активно взаимодействует со стеклофаэой и кристаллофазой керамики.

При этом в отличие от известного металлизационного состава в предлагаемом составе за счет добавки пентабо рида молибдена образуется значительно более активное стекло, содержащее

В20 Ъ

Вновь образованная стеклофаза сма- чивает поверхность керамики и зерен молибдена. Этот процесс обусловлен

697477

60-80

4-20

2-10

4-20

4-15

Составитель С. Шахиджанова

Редактор Л. Веселовская Техред R, Ков алев а Корректор М.Шароши

Заказ 6541/5 Тираж 702 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 присутствием высокоактивных зерен молибдена с большой поверхностной энергией, образовавшихся из MoSi и

No2B>, Наличие в составе композиции гидрида титана за счет образования окислов титана переменного состава (TiO-.

TiO, ) приводит к образованию мелкокристаллической структуры стеклофазы при охлаждении, что еще больше познает механическую прочность сцеп- tð ления металлизационного покрытия с к ерамик ой.

Таким образом, использование предл агаемого сост ав а поэ воляет прои э водить вжигание металлизационного покры- тия при температурах порядка 10001200 С, обеспечивает высокую механическую прочность сцепления металлизационного покрытия с керамикой G> до 26 кг/ммьи термическую стойкость 2() металлокерамических спаев (не менее

35 термоциклов ), т . е . в сравнении с известным металлизационным составом повышает значения механической прочности и термостойкости не менее, 4ем на 30-40%.

Формула изобретения

Состав для металлиэации керамики. включающий трехокись молибдена, двуокись марганца и гидрид титана, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения механической прочности соединения, он дополнительно содержит дисилицид молибдена и пентаборид молибдена при следующем соотношении компонентов, вес. В:

Трехокись молибдена

Двуокись марганца

Гидрид титана

Дисилицид молибдена

Пентаборид молибдена

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США Р 3661595, кл. 106-1, опублик. 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

9404818 кл ° С 04 В 41/14, 1971,