Способ определения наличия металлического свинца в стеклоприпое,нанесенном на подложку,при его спекании

 

О П И С А Н И Е ()934339

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Соеатсиик

Социанистичесиие

Рвспубпии

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22)Завалено 12.11.80(И) 3006046/18-25 . (5()М. Кл.

3 с присоединением заявки М (23) ПриоритетG 01 N 27/02

9муллрстеаные кеивтет

СССР во делан изебретеекй н еткрытия

Опубликовано 07.06.82. Бюллетень М 21

Дата опубликования описания 07 .06 .83 (Sa) УДК 543.257 (o 88. 8) (72) Авторы изобретения

В.Е. Епанешникова и В.Т. Лебедь ч

»

Я (71) Заявитель

Краснодарский ордена Трудового Красного 3 завод электроизмеритепьных приборов (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАЛИЧИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО

СВИНЦА В СТЕКЛОПРИПОЕ, НАНЕСЕННОМ

НА ПОДЛОЖКУ, ПРИ ЕГО СПЕКАНИИ

Изобретение относится к контролю свойств материалов, использующихся в радио- и электропромышленности, и может использоваться при изготовлении микроэлектронных компонентов, реS зисторов и датчиков.

Известно применение легкоплавких стекол или стеклоприпоев в качестве защитных покрытий при изготовлении о толст опленочных гибридных и нте грал ьных схем, а также в качестве композиции резистивного материала в высокоомных толстопленочных резисторах.

3$

Однако окись свинца, входящая в состав стеклоприпоя, в определенных условиях легко восстанавливается до . металлического свинца.

Например, при выгорании органической связки выделяется углерод и восстанавливается металлический свинец по формуле PbO + С -т Pb < СО1 . Восстанавливается свинец в резистивных пастах в присутствии палладия, активно забирающего кислород . PbO+Pd w РЬ+ PdO

Способность свинца легко восстанавливаться препятствует спаиванию в восстановительной среде. Кроме этого, у резисторов при восстановлении металлического свинца резко ухудшаются электрические параметры.

Дпя подбора оптимального состава композиции, а также оптимальных условий спекания стеклоприпоя необходимо определять присутствие металлического свинца в стеклоприпоях после с пекания.

Известны методы химического качественного и количественного определения металлического свинца в сплавах, С этой целью навеску сплава растворяют в растворе азотной кислоты, за., » 2. тем осаждают РЬ» раствором соляной или серной кислоты или для качествен3 9343 ного обнаружения Pb, в раствор добавляют хромат или бихромат калия P ).

Недостатком этого способа является то, что в азотной кислоте растворяется и окись свинца, в результате таким анализом невозможно раздельно определить содержание металлического свинца и окиси свинца.

Наиболее близким к предлагаемому является способ определения наличия е металлического свинца в стеклоприпое, нанесенном на подложку, при его спекании, заключающийся в измерении электрического параметра 2j.

Установлено, что при восстановле- 1s нии металлического свинца в стеклоприпое при его спекании ухудшаются диэлектрические характеристики.

Экспериментальная проверка образцов резисторов, выполненных из стекло- . 39 припоя марки СЦ90.1, показала, что в образцах, содержащих металлический свинец s небольших количествах, оценивать присутствие металлического свинца в стеклоприпое затруднительно 25 и ненадежно.

Цель изобретения - повышение точности определения малых количеств металлического свинца в стеклоприпое на основе окиси свинца при восстанов- Зв лении его в стеклоприпое.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе опреде ления наличия металлического свинца в стеклоприпое, нанесенном на под- з> ложку, при его спекании, заключающемся в измерении электрическогo параметра стеклоприпоя, измеряют температурный коэффициент сопротивления подложки до и после нанесения стеклоприпоя и по его измерению определяют наличие свинца в стеклоприпое.

Способ определения малых количеств восстановленного металлического свин- 4 ца в стеклоприпоях на основе окиси свинца заключается в следующем.

Из резистивного материала, например ленты толщиной 0,01-0,03 мм никель-хромового сплава марки X20H759,® изготавливают образец, удобный для измерения сопротивления, и производят его термооброботку, если он изготовлен из холоднокатанного металла, после чего определяют его температурный коэффициент сопротивления известным методом. На упомянутый образец кладут стеклоцемент и спека39 4 ют их при температурном режиме, обеспечивающем получение требуемых свойств стеклоприпоя (термостойкость, прочность спаивания и др.) . Затем вновь определяют температурный коэффициент сопротивления образца из резистивного материала.

При отсутствии восстановления металлического свинца, температурный коэффицент сопротивления которого равен 4200 10 1/ С, температурный коэффициент сопротивления образца не изменяется или уменьшается за счет тензоэффекта в случае, когда температурный коэффициент линейного расширения резистивного образца больше, чем у стеклоприпоя. При восстановлении в стеклоприпое свинца температурный коэффициент сопротивления образца увеличивается тем значительнее, чем больше в нем содержится свинца. Для исключения тензоэффекта образец можно обрабатывать раствором едкой щелочи до удаления

1 стеклоприпоя.

Пример 1. Температурный коэффициент сопротивления резистора, выполненного из ленты сплава Х20Н756, равен (3,5-4,0} .10"Й/ С. Поверхность резистора покрывают защитным слоем стеклоприпоя СЦН 99-1, в состав которого входит 76,5i PbO, производят кристаллизацию стеклоприпоя при температуре 460 в течение 1 ч. Температурный коэффциент сопротивления резистора после этого составляет (3 - 4). 10 ".1/ С,, т.е. не меняется, следовательно, восстановления металлического свинца не происходит;

Пример 2. Резистор выполненный из сплава Х20Н756, имеет температурный коэффициент сопротивления

5"10 1/ С. Поверхность резистора покрывают защитным слоем стеклоприпоя СЦ 90-1, содержащего 74,8i PbO.

Кристаллизацию стеклоприпоя производят при температуре 460 в течение

1 ч. Температурный коэффициент сопротивления резистора после этого резко увеличивается и составляет +50 х

-Ь 0 х 10 1/ С, следовательно, в стеклоприпое происходит восстановление металлического свинца.

После удаления защитного слоя стеклоприпоя в растворе едкой щелочи, растворяющем окись свинца, но не растворяющем металлический свинец, температурный коэффициент резистора

93"339 6 вать целый ряд прецизионных резисторов с малым температурным коэффициентом сопротивления равным + 3 ° 10 1/ С с применением стеклоприпоя, содержащего окиси свинца порядка 60-804, например, стеклопри поя марки СЦН99-!, СЦ 90-1 и других в качестве подложек и защитных покрытий, несмотря íà or". раниченное применение стекла на ос10 нове легко восстанавливающихся окислов в резистивных композициях.

Формула изобретения

Составитель М .Кривенко

Редактор А.фролова Техред Т, Маточка Корректор H.Стец

Заказ 3925/38 Тираж 887 Подпис ное

ВНИИПИ 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

5 не изменяется и составляет +50 х х 10 .1/ С.

После обработки этого резистора раствором азотной кислоты, которая реагирует с металлическим свинцом, температурный коэффициент резистора резко уменьшается и становится равным первоначальной величине, т.е.

+5 10 Ь 1/ С

Это подтверждает эффективность косвенного метода определения присутствия металлического свинца в стеклоприпое.

Таким образом, по величине изменения температурного коэффициента И сопротивления резистивного материала, соединенного со стеклоприпоем, можно определять наличие или отсутствие восстановления металлического свинца в стеклоприпое, 20

Использование предлагаемого способа определения металлического свинца в стеклоприпое на основе окиси свинца обеспечивает возможность подбора оптимальных режимов и среды спе- zs кания стеклоприпоев, составов новых марок стеклоприпоев, оценки эффективности введения в состав стеклоприпоев различных окислителей для предотвращения восстановления металличес-эв кого свинца.

Способ эффективен для контроля, режимов спекания стеклоприпоев при изготовлении с применении этих материалов прецизионных резисторов, у которых одним из основных параметров является малый температурный коэффициент сопротивления.

Применение предпвгаемого способа позволяет разрабатывать и изготавлиСпособ определения наличия металлического свинца в стеклоприпое, нанесенном на подложку, при его спекании, заключающийся в измерении электрического параметра стеклоприпоя, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения, измеряют температурный ко" эффициент сопротивления подложки, до и после нанесения стеклоприпоя и по его изменению определяют наличие свинца в стеклоприпое.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Крешков А.П. Основы аналитичес-, кой химии. Т.2. М., "Химия", 1971.Д с. 390.

2. Рабинович Э.М. Припоечные стекла и стеклокристаллические цементы.

"Неорганические материалы", т.YFI

ызд-во АН СССР, 1971, t 4, с.554 (прототип).