Стекло для спаивания с металлом

 

Союз Советских

Социалистических . Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<1952786 (61) Дополнительное к двт. сеид-ву (22) Заявлено 19.01.81 (2>) 3238382/29-33 с присоединением заявки ¹ (23) приоритет (И)М.К .

С ОЗ С 3/04

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 23.08,82 Вюллетень ¹ 31 {53) УДК666. 117. . 3 (088. 8) Дата опубликования описания 23. 08 82

A.È.Êóçíåöîâ, В.А.Спиридонов, Н.Г .Суйковска и Г.П.Фоломеева (72) Авторы изобретения 1

Опытное конструкторско-технологическое бюро с опытным производством Ленинградского техн института им. Ленсовета (71) Заявитель

Маго... (54) СТЕКЛО ДЛЯ СПАИВАНИЯ С МЕТАЛЛОМ

Изобретение относится к технологии спаивания стекла с металлом, применяемом в электронной и радиопромышленности, и может быть исполь-. зовано для,герметизации металлостеклянных узлов, корпуса которых изготовлены из титанового сплава ОТ-4, а вводы — из молибдено-рениевого сплава МР.

Известно стекло, включающее, мас. Ъ: $10т 70-90; CdO 1-15; Al ОЗ ос таль но е (1j..

Однако такое стекло обла,цает низким TK ЛР (10 10 -20. 10 град ) и недостаточно высокой температурой деформации.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является стекло,включающее, мас.%: Si01 55-70; А1 0

7,0-15; CdO 15-30 f2) .

Недостатками и з вестного стекла являются высокая температура размягчения (1250-1300 С ), низкий коэффициент линейного термического расширения (15,7-19,0) ° 10 /град, что значительно ниже КЛРТ молибденрениевого сплава МР, равного

60 10 град н титанового сплава

OT-4, равного 88 10 гкап . a также йизким удельным электрическим сопротивлением (1,0 ° 10™ Ом см) . Кроме того, известное„стекло подвержено кристаллизации при температурах выше температуры размягчения, Цель изобретения — увеличение коэффициента линейного термического расширения, удельного электрического сопротивления, снижение температуры размягчения, а также увеличение кристаллизационной способности и повыаение герметичности спаев.

Поставленная цель достигается тем, что стекло, включающее S10<, М О, CdO дополнительно содержит

ВаО, СаО, Мо О, Fe O, CoO при следующем соотношении компонентов, мас.в:

20 48,0-52,0

А1,2о 15 0-16,0

CdO 16,0-18,0

ВаО 6,0-8, 5

СаО 7,0-10 0

25 МосО 0 5-1,0

Fe О.> 0 5-1,0

Со 0 5-1,0

Стекло варят в печи с мазутным обогреном в однолитровых кварцевых тиг30 лях при 1600 С в течение 8 ч. Стекло

952786 отжигают от температуры 750 С. Шихту составляют из реактивов марки чи х.ч.

Для исследования физико-механических свойств стекол образцы получают вытягиванием в виде штабиков для определения коэффициента термического расширения и прессованием в виде дисков для измерения диэлектрических характеристик. Конкретные составы стекол представлены в табл.1. Физико-химические свойства стекол представлены в табл. 2.

Стекла технологичны при выработке и не кристаллизуются при длительной термообработке в широком температурном интервале (до 1400 С), что 15 позволяет получить стекла, не кристаллизующиеся в спаях с металлом.

Известное стекло подвержено кристаллизации от температур размягчения, т.е. от 1300 С. 20

Угол смачивания, определенный по методу "лежащей капли" на высокотемпературном микроскопе MHO-2 расплавленным стеклом подложки из сплава MP (молибдено-рениевого) в атмосфере аргона при 1300 С составляет

30-40 Сс что свидетельствует о хорошей смачивающей способности предлагае мых стекол. Известное стекло при этих условиях вообще не растекается по металлической подложке.

Стекло позволяет получить согласованный спай по коэффициенту линейного термического расширения с молибдено-рениевым сплавом МР, имеющим

Стекло

$101 Л1 0 Cd0 ВаО СаО Мо ОЗ Fe<0> Со0

8,5 7,5 1,0 0,5 0,5

8,0 7,0 0,5 0,5 1,0 бсО 10сО Ос5 1сО Ос5

Таблица 2 тКЛР, а. 10 град (20 650о

Химическая стойкость, дпс о

Удельное электросопротивление

t °200 C,0м см

Т -100, ОС

Стекло

Трозмяг °

Предлагаемое

1 56

520 1,0с10 518 1с2 ° 10

522 1,4 ° 10

0,019

0,017

0,014

790

2 53

3 54

Извес:т-g(180-800 С) ное 17 6

1 О 10

1300

Предлагаемое

1 48,0 16,0 18,0

2 52,0 15,0 16,О

3 50,0 15,0 17, О

Известное 64 О 11 О 25 О

TKJIP в интервале 20-650 С, равный

63 10 град- .

Контроль герметичности образцов ,производится масс-спектрометрическим методом с помощью гелиевого течеискателя типа ПТИ-7. Объектом исследования служат макеты штепсельных разъемов, изготовленных из титанового сплава ОТ-4 и штырьков, изготовленных из сплава МР, загерметизированных предлагаемым стеклом.

Как показывают испытания, стекло дает вакуумплотный спай с титановым сплавом OT-4 и молибдено-рениевым сплавом МР. Натекание гелия при этом составляет меньше 1,0 10 7л мкм/с.

Применение предлагаемого стекла позволяет заменить дефицитные и дорогостоящие стратегические сплавы типа

"ковар" на дешевые сплавы из титана, что к тому же значительно уменьшает вес конструкции.

Использование стекла позволяет увеличить срок службы электровакуумных приборов при высоких рабочих температурах (до 500 С) до 500 ч с сохранением высоких электроизоляционных характеристик и герметичности конструкции.

Предлагаемый экономический эффект при внедрении только на одном из предприятий электронной промышленности при выпуске 20 тыс.шт. штепсельных разъемов (реле) в год составляет

45 тыс.руб.

Т а б л и ц а 1

952786

Формула изобретения

CdO

ВаО

СаО

Мо О

Бег,ОЪ

СоО

16,0-18 0

6,0-8,5

7.0-10.0

0 5-1,0

0 5-1,0

0 5-1,0

Составитель Г. Каменских

Техред М. Рейвес Корректор О. Билак

Редактор Л. Лукач

Заказ 6195/34 Тираж 508 Подписное

BHHHtIH 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

Стекло для спаивания с металлом, включающее SiO, А1 0, CdO, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения коэффициента линейного тремического расширения,удельного электрического сопротивления и снижения температуры размягчения, оно дополнительно содержит ВаО, СаО, Мо Оз, FezO> СоО при следующем соотношении компонентов, мас.%:

SiO 48,0-52,0

A12 g 15,9-16,0

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США 9 3650781, кл. 106-52, 1972, 2. Авторское свидетельство СССР

9 629175, кл. С 03 С 3/04, 1977 (прототип).