Способ пайки диэлектрической подложки с металлическим основанием

 

Изобретение относится к пайке, в частности к способам пайки разнородных материалов, и может быть использовано в электронной технике. Цель изобретения - повышение работоспособности паяной конструкции путем снижения термомеханических напряжений в подложке и уменьшения материалоемкости. Перед сборкой металлическое основание 1 гофрируют с формированием регулярных пустотелых выступов 2 в виде правильных пирамид, вершины которых направлены в одну сторону, а ребра являются общими для пары соседних выступов. При сборке между основанием 1 и диэлектрической подложкой 3 размещают промежуточный элемент 4 из гофрированного листового металла, температурный коэффициент линейного расширения которого близок к этому же коэф.материала подложки, а также припой. Гофрирование промежуточного элемента 4 соответствует форме гофров основания 1. Сборку основания 1 с промежуточным элементом 4 производят таким образом, чтобы конические выступы промежуточного элемента совместились с впадинами основания 1. После сборки производят нагрев до температуры пайки и охлаждение. Формирование основания и промежуточного элемента гофрированными обеспечивает жесткость конструкции, снижение напряжений и материалоемкости. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

45 A i (19) (11) (51}5 В 23 К 1 19.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ, »

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЭОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 . (21 ) 4299394/25-27 (22) 19,08.87 (46) 23.02.90, Бюл. }Ф 7 (72) Н,Г,Васильченко, А.В.Артемов и М.В.Михайлов (53) 621.791.3 (088.8) (56) Имшенник К,П,, Бухман Н,А. Технология пайки твердосплавного инстру— мента. «М» Машгиз, 1954, с. 146-147, Авторское свидетельство СССР

9 1215908, кл. В 23 К 1/19, 1984. (54 ) СПОСОБ ПАЙКИ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ

ПОДЛОЖКИ С МЕТАЛЛИЧЕСКИМ ОСНОВАНИЕМ (57) Изобретение относится к пайке, в частности к способам пайки разнородных материалов, и может быть использовано в электронной технике.

Цель изобретения — повышение работоспособности .паяной конструкции путем снижения термомеханических напряжений в подложке и уменьшения материалоемкости. Перед сборкой металлическое основание 1 гофрируют с формированием регулярных пустотелых выс2 тупов 2 в виде правильных пирамид, вершины которых направлены в одну сторону, а ребра оснований являются общими для пары соседних выступов. При сборке между основанием 1 и диэлектрической подложкой 3 размещают промежуточный элемент 4 из гофрированного листового металла, температурный коэффициент линейного расширения которого близок к этому же коэф. материала подложки, а также припой. Гофрирова-. ние промежуточного элемента 4 соответствует форме гофров основания !.

Сборку основания 1 с промежуточным элементом 4 производят таким образом, чтобы конические выступы промежуточного элемента совместились с впадинами основания 1. После сборки производят нагрев до температуры пайки и охлаждение, Формирование основания и промежуточного элемента гофрированными обеспечивает жесткость конструкции, снижение напряжений и материалоемкости. 3 ил, 1544533

Изобретение относится к области пайки, в частности к способам пайки разнородных материалов, и может быть использовано в электронной технике, 5

Цель изоб ретения — повышение работоспособности паяной конструкции путем снижения термомеханических напряжений в подложке и уменьшения материалоемкости. 10

На фиг. 1 изображена схема соединения диэлектрической подложки с ме-1аллическим основанием; на фиг, 2— взаимное расположение основания и промежуточного элемента; на фиг. 3схема мест соединения основания с

П ро межу то ч ным элеме н том, Способ осуществляют следующим образом.

Перед сборкой металлическое осно-,. вание 1 гофрируют с формированием регулярных пустотелых выступов 2 в виде правильных пирамиц, вершины которых направлены в одну сторону, а ребра оснований являются общими для пары соседних выступов. При сборке основанием 1 и диэлектрической подложкой

3 размещают промежуточный элемент 4 из гофрированного листового металла, температурный коэффициент линейного расширения (ТКЛР) которого близок к

ТКЛР материала подложки, а также приПой (не показан). Гофрирование про межуточного элемента 4 соответствует форме гофров основания 1.

Сборку основания 1 с промежуточным элементом 4 производят таким образом, чтобы конические выступы промежуточного элемента совместились с впадинами основания 1, После сборки производят нагрев до температуры пай40 ки и охлаждение.

При формировании промежуточного элемента и основания в вице пустотелых регулярных пирамид, у которых каждое ребро основания является общим, получаются конструкции, имеющие в поперечном сечении множество регулярных треугольников с общими точкаии в их основаниях, Как показали расчетно-экспериментальные исследования, такая конструкция промежуточного элемента и основания является наиболее устойчивой к изгибовым деформациям.

Выполнение промежуточного элемента из материала с ТКЛР, близким с

ТКЛР материала подложки,в виде множества пустотелых выступов в форме правильных пирамид позволяет получить хорошее согласование с подложкой и развязать по термомеханическим напряжениям подложку от основания благодаря высокой жесткости промежуточного элемента, Выполнение основания гофрированным с регулярными пустотелыми выступами в форме правильных пирамиц позволяет получать довольно жесткие конструкции из тонколистового металла с малыми изгибовыми напряжениями в подложке, а следовательно, уменьшить материалоемкость соединения в

3-4 раза, Направление вершин всех выступов в одну сторону обеспечивает создание плоской перфорированной поверхности на промежуточном элементе со стороны .подложки и получение надежного соединения. подложка — промежуточный элемент, увеличивает устойчивость соединения к изгибовым деформациям за счет заполнения выступами промежуточного элемента соответствующих впадин основания, и наоборот.

Пример. Основание изготавливают из листа латуни ЛбЗИ толщиной

0,5 мм, на котором методом штамповки выполняют выступы в виде правильных пустотелых пирамиц высотой 1,3 мм, Промежуточный элемент изготавливают так же методом штамповки иэ титанового листа ВТ1-О толщиной 0,2-0,5 мм, формируя пустотелые пирамидальные выс-.. тупы высотой 1,3 мм, Поликоровую подложку 30х24Х1 покрывают с экранной стороны хромом 0,5 мм, медью 7 мкм, никелем 1,5 мкм и сплавом SnBi 9 мкм.

Основание и промежуточный элемент покрывают сплавом SnBi 18 мкм, а затем проводят лужение металлизированной

Поверхности подложки, паяемых поверхностей .основания и промежуточного элемента припоем ПОСК 50-18, удаляют ос- ° татки флюса спиртобензиновой смесью, устанавливают на основание промежуточный элемент так, чтобы выступы основания совмещались с впадинами промежуточного элемента, и наоборот. Далее устанавливают на промежуточный элемент подложку, помещают всю эту сборку на подогревной столик, обеспечивают поджатие деталей с .усилием 2,5-3,0 кг, распределенное по всей площади подложки, нагревают сборку до 170 С, выдерживают 15 мин, отключают подогрев столика и охлаждают вместе со столиком до комнатной температуры.

1 5445

Снижение термоме ханиче ск их нап ряжений обеспечивается тем, что при формировании основания и промежуточного элемента в виде множества регулярных пустотелых пирамидальных выступов из лис5 тового материала их поперечная жесткость получается в 3-4 раза больше, чем жесткость этих элементов, выполненных просто из того же листа, а сле- 0 довательно, уменьшаются деформация и напряжение изгиба в подложке;

Кроме этого, снижению напряжений в подложке способствует то, что промежуточный элемент и основание припаиваются друг к другу не по всей площади, а только в местах сопряжения пирамид основания и промежуточного элемента (фиг. 3), поэтому паяный шов будет более пластичным и податли†0 вым к деформациям, обусловленным разницей.ТКЛР основания и промежуточ— ного элемента.

Уменьшение материалоемкости соединения достигается тем, что вместо толстого (3-5 мм) основания и промежуточ-; ного элемента (1,0 мм), необходимых для обеспечения достаточной жесткости,.их формируют в виде регулярных пустотелых пирамид из листа (0,30,5 мм) .

33 6

Формула изобретения

Способ пайки диэлектрической подложки с металлическим основанием, при котором между подложкой и основанием размещают промежуточный элемент из гофрированного листового металла и припой, производят нагрев до температуры пайки и охлаждение, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения работоспособности конструкции, путем снижения термомеханических напряжений. в подложке и уменьшения материалоемкости, основание перед сборкой гофрируют с формированием регулярных пустотелых выступов в виде правипьных пирамид, вершины которых направлены в одну сторону, а ребра оснований являются общими для пары соседних выступов, промежуточный элемент выполняют из материала с температурным коэффициентом линейного расширения, близким коэффициенту линейного расширения материала подложки, его гофрирование производят по форме гофров основания, а при сборке совмещают конические выступы промежуточного элемента с впадинами осно вания.

1544533

/VPcNoo АЖУилже4 мжРАькру с ФУгшу

47иад

Составитель Л,Аброснмова

Техред Л.Сердюкова Корректор В,Кабаций

Редактор А,Шандор

Заказ 457 Тираж 645 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г..ужгород, ул. Гагарина, 101