Способ соединения разнородных материалов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

// = г

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 03.03. 77 (21) 2454553/18-25 (51) М. КЛ.З

В 23 К 35/24 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (53) УДК 621. 791.. 3 (088. 8) Опубликовано 071132. Бюллетень ¹41

Дата опубликования описания 07.11.82 1

С.П.Чижик, И.К.Скляров, В.В.Чепкунов, В.1В.Ка4 1рщ

С.Б.Терехов, Л.К.Григорьева, В.Н.Лапово

I и Г.Б.Боравская 6 м (Л ГЕ/17Р, Гг Xha;/...,..

-1;о

Московский авиационный технологическ " ;,.,„ / институт им. К.Э.Циолковского (72) Авторы изобретен и я (71) Заявитель (54) СПОСОБ СОЕДИНЕНИЯ РАЗНОРОДНЫХ

МАТЕ Р ИАЛО В

Предлагаемое изобретение относится к области пайки и может быть использовано в электронной технике для изготовления полупроводниковых приборов, интегральных схем, а также при пайке труднопаяемых и композиционных материалов.

Известен способ пайки, заключающийся в том, что для пайки используют порошковую припойную смесь, состоящую из припоя и порошкового наполнителя, не плавящегося при температуре пайки 1 ).

Недостаток этого способа заключается в том, что нанесение припойной смеси на паяемые поверхности равномерным слоем является сложной операцией и, кроме того, не обеспечивается стабильность физико-механических свойств паяных соединений из-за неоднородности припойной смеси по составу и разнотолщинности.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ металлокерамической пайки, сбгласно которому процесс ведут с использованием пористой металлической среды, стачиваемой припоем до или в процессе пайки t. "- j.

Целью изобретения является повышение прочности паяного соединения °

Цель достигается способом соедине ния разнородных металлов, основанным на пайке припоем с наполнителем иэ пористой металлической среды с размерами пор 0,1-10 мкм. Отличительным признаком способа является выполнение пористой металлической среды с размерами пор 0,1-10 мкм.

Технология способа соединения разнородных материалов заключается в . следующем.

Припой с наполнителем — пористой металлической лентой из спрессованного и спеченного металлического порошка с размерами пор 0,1-10 мкм, вкладывают между паяеьыми поверхностями и производят пайку в защитной от окисления атмосфере при температуре плавления припоя с небольшим (10-50 С) перегревом, при этом припой или помещают между лентой и соединяемой с ней поверхностью, или пропитывают ленту припоем заранее.

Использование в качестве наполнителя высокодисперсной пористой металлической среды с размером пор от 0 1 до 10 мкм обеспечивает повышение прочности паяного соединения

971602

Формула изобретения

Составитель N.Êóçíåöoâà

Техред. А.Ач Корректор H.Êoðoëü

Редактор . H . Багиров а

Заказ 8813/24 Тираж 1153 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и.открытий

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

Фн.,иал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 путем улучшения смачивания за счет изменения свойств жидкой части припоя вследствие его взаимодействия с пористой средой и диспергирования в ней. . В данном случае пористая металлическая среда диспергирует жидкую часть припоя на частицы размером„ равным размеру пор (0,1-10 мкм), т.е. с помощью пор пористой среды создаются в процессе пайки частички высокодисперсной жидкой фазы и, кроме того, s них достигается повышенная против равновесной концентрации материала наполнителя. Все это, в свою очередь, улучшает смачивание паяной поверхности.

Укаэанный размерный эффект достигается только при применении пористой среды с размером пор от 0,1 до

10 мкм. При размере пор ниже 0,1 мкм вследствие очень сильного растворения материала пористой среды происходит закупорка .пор. В пористых средах с размером пор более 10 мкм указанный выше размерный эффект не наблюдается.

При использовании в качестве наполнителя никелевой пористой ленты с размером пор от 0,1 до 10 мкм и свинца происходит растворение никеля в свинце. Причем растворимость никеля в свинце может значительно превышать равновесную при данных температуре и давлении. Так, согласно диаграмме состояния при 360 С растворимость никеля в свинце составляет

0,2 вес.Ъ, а при использовании никелевой пористой ленты с размером пор 1 мкм составляет 1 вес.%. 3a счет диспергирования свинца и вследствие этого обогащения его никелем улучшаются условия смачивания, что в конечном счете ведет к получению более прочных паяных соединений.

П р и м в р. Производили пайку цилиндрических образцов, изготовленных иэ никеля. В качестве пористой промежуточной прокладки использовали никелевую пористую ленту с размером пор w 1 мкм. Пайку производили в среде аргона припоем ПСр-2 при 300 C и давлении 0,5 кг/мм в течение 5 мин, что обеспечило напряжение среза 3 кг/мм При пайке ни-!

О келевых образцов с помощью металлокерамического припоя (по способу прототипа) в аналогичных условиях не удалось поЛучить соединения. Но при более высоких температурах, например 50ÑОС, и давлении 0,5 кг/мм напряжение. среза составило 3 кг/мм, Эффект улучшения смачивания при использовании пористой среды со средним размером пор от 0,1 до

20 10 мкм может быть использован для пайки полупроводниковых кристаллов с теплотокоотводом, так как вследствие упрочнения паяного соединения повышается выход годных иэделий.

Способ соединения разнородных материалов, основанный на пайке припоем с наполнитвлем из пористой металлической среды, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения прочности паяных соединений, металлическая среда выполнена с раэмера35"ми пор 0,1-10 мкм.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 ° Патент CDIA 9 3524774, 40 кл. 148-22, опублик. 1970.

2. Лоцманов С.Н. и др. Справочник по пайке. М., "Машиностроение", 1975, с. 59-60 (прототип).