Способ соединения структур

 

Изобретение относится к промышленности стройматериалов, конкретно к стекольному производству, а именно к технологии анодного соединения структур типа кремний-стекло, используемых преимущественно при изготовлении мембранных чувствительных элементов датчиков, например акселерометров, малых диапазонов измерений. Цель изобретения - повышение качества соединения структуры с маложесткими упругими элементами. Это достигается периодическим приложением разности потенциалов. Длительность приложенного потенциала не превышает длительности периода собственных колебаний, выдержка во времени между импульсами не меньше времени релаксации механических колебаний. Структуру перед соединением ориентирует направлением изгиба маложесткого упругого элемента нормально вектору гравитационной вертикали. 1 ил.

СОЮЗ ГОН(-1СКИХ

СОЦИЛЛИСТИ БАРСКИХ

РГСПУГ,ЛИК (51)5 С 03 С 27/02

ГОСУДАРСТ8ЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОЬРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

L ф (21) 4794744/33 (22) 23,02.90 (46) 15.01,92. Бюл, N. 2 (71) Научно-исследовательский институт физических измерений (72) В.А. Волков, В.В. Рыжаков и А.И. Цапулин (53) 666.1.058 (088.8) (56) Патент США )Ф 3397278, кл. 174-52, 1968. (54) СПОСОБ СОЕДИНЕНИЯ СТРУКТУР (57) Изобретение относится к промышленности стройматериалов, конкретно к стекольному производству, а именно к технологии анодного соединения структур типа кремний-стекло, используемых преИзобретение относится к промышленности стройматериалов, конкретно к стекольному производству, а именно к технологии анодного соединения структур типа кремний-стекло, используемых преимущественно при изготовлении мембранных чувствительных элементов датчиков, например акселерометров, малых диапазонов измерения, Цель изобретения — повышение качества соединения структур с маложесткими упругими элементами.

Поставленная цель достигается тем, что перед соединением структуру ориентируют направлением изгиба маложесткого упругого элемента нормально вектору гравитационной вертикали. После нагрева периодически прикладывают к деталям разность потенциалов в течение времени спаиЯ2, 1705252 А1 имущественно при изготовлении мембранных чувствительных элементов датчиков, например акселерометров, малых диапазонов измерений. Цель изобретения — повышение качества соединения структуры с маложесткими упругими элементами, Это достигается периодическим приложением разности потенциалов. Длительность приложенного потенциала не превышает длительности периода собственных колебаний, выдержка во времени между импульсами не меньше времени релаксации механических колебаний. Структуру перед соединением ориентирует направлением изгиба маложесткого упругого элемента нормально вектору гравитационной вертикали. 1 ил. вания, причем длительность приложения разности потенциалов выбирают меньшей длительности периода собственных колебаний маложесткого упругого элемента структуры, например, в два раза. Период следования импульсов потенциала выбирают не менее времени релаксации механических колебаний маложесткого упругого элемента структуры.

На чертеже приведена схема устройства для реализации предлагаемого способа.

К кремниевой мембране 1, содержащей маложесткий элемент (инерционное тело акселерометра) 2, от источника 3 высокого напряжения через электроды 4 прикладывают разность потенциалов. Предварительно структуру в приспособлении (не указано) ориентируют направлением изгиба маложесткого упругого элемента 2 нормально гра1705252 витационной вертикали. Приспособление с соединяемой структурой размещено в герметичной камере 5, снабженной нагревателем 6. Источник 3 высокого напряжения включает генератор 7 однополярных импульсов с длительностью t счетчик 8 импульсов, блок 9 выделения одиночного импульса и трансформатор 10 высокого напряжения. Выходная обмотка трансформатора подключена к деталям соединяемой структуры, Для реализации предлагаемого способа обезжиренные детали структуры в приспособлении устанавливают в герметичной камере 5, Ориентируют структуру направлением изгиба маложесткого упругого элемента нормально вектору гравитационной вертикали. Коммутируют источник 3 напряжения через электроды 4 с деталями соединяемой структуры, Заполняют камеру 5 инертным газом, например сухим азотом, и производят нагрев структуры от нагревателя бдо 300-400 С, обеспечивая при наложении электростатического поля на соединяемые детали структуры их соединение. После набора заданной температуры деталями структуры включают генератор 7 однополярных импульсов, Выход последнего подключен к счетчику 8 импульсов, выход которого подключен к входу блока 9 выделения одиночного импульса. Проходя по счетчику 8, импульсы генератора через блок 9 выделения импульса с периодом Т в зависимости от емкости счетчика приобретают требуемую скважность, Одиночные однополярные импульсы с выхода блока 9 поступают на первичную обмотку низкого напряжения трансформатора 10. Формируемые импульсы высокого напряжения с выходной обмотки трансформатора 10 подаются на соединяемые детали структуры. Длительность импульса т выбирается

1 из условия t < < — где Ь 2 — частота собстfo венных колебаний маложесткого упругого элемента структуры.

Длительность следования импульсов Т назначается из условия

3 т> —, — —, где (— степень успокоения колебаний мал ожестко го уп ру го го элемента.

Для увеличения ств(.ени успокоения колебаний маложесткого элемента процесс анодного соединения предлагается проводить в атмосфере инертного газа, например

5 аргона. Наличие газа увеличивает демпфирование колебаний упругого элемента, сокращая время его успокоения и в итоге сокращает время анодного соединения структур.

10 Процесс соединения структуры при заданных режимах импульса электрического напряжения характеризуется в зависимости от соединяемых деталей различным временем выдержки и определяется в каждом

15 конкретном случае экспериментально (как и в известном способе).

Положительный эффект предлагаемого способа состоит в обеспечении ан одного соединения структур с маложесткими упруги20 ми элементами, Сопутствующим эффектом предлагаемого устройства является возможность его сопряжения с компьютером для автоматизации в условиях серийного производства.

Формула изобретения

Способ соединения структур путем нагрева соединяемых деталей с наложением электростатического поля на них, о т л и ч а30 ю шийся тем, что, с целью повышения качества соединения структуры с маложесткими упругими элементами, последнюю перед нагревом ориентируют направлением изгиба маложесткого упругого элемента

35 нормально вектору гравитационной вертикали, разность потенциалов прикладывают периодически с длительностью, не превышающей длительности периода собственных колебаний упругого элемента Т, 40 1 определяемого соотношением Т =

2 п1я и интервалом между импульсами не меньше времени релаксации механических колебаний упругого элемента t. определяемого со45 отношением

3 1 где ф — степень успокоения колебаний

50 упругого элемента;

fo — собственная частота колебаний упругого элемента, 1705252

Составитель Т. Парамонова

Техред М.Моргентал Корректор М. Демчик

Редактор М. Петрова

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

Заказ 166 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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