Способ соединения стекла с металлом

 

ОПИСАНИЕ

ИЗО БР Е Е Н И Я (1 11 682465

Союз Советскит

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 23,03.78 (21) 2593265, 29-33 (51) 1 Кa 2

С ОЗС 27 02 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.08.79. Бюллетень № 32 (45) Дата опубликования описания 30.08.79

Государственный комитет (53) УДК 666.1.037.5 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

Л. В. Кондакова, В. А. Михайлова, Е. М. Теренкова и В. И. Бегучев (71) Заявитель (54) СПОСОБ СОЕДИНЕНИЯ СТЕКЛА С МЕТАЛЛОМ

Изобретение относится к технологии изготовления электровакуумных и полупроводниковых приборов.

Известен способ соединения стекла с металлом, заключающийся в том, что стекло с металлом соединяют высокочастотным нагревом с последующим отжигом (1).

Способ пригоден для спаев деталей простейшей конфигурации, диаметр которых не превышает 120 мм. Этот способ не позволяет получать надежные крупногабаритные спаи.

Наиболее близким к изобретению является способ соединения стекла с металлом путем высокочастотного нагрева (ВЧ), последующего отжига при 500 — 540 С в течение 15 — 60 мин и охлаждения (2).

Однако такой способ вносит элемент ненадежности из-за возникающих избыточных внутренних напряжений в спае для деталей диаметром более 150 мм. В процессе переноса изделий после высокочастотной заварки в печь для последующего отжига возникают трудности, связанные с тем, что требуется большая осторожность, чтобы не нарушить спай в результате резкого охлаждения.

Целью изобретения является повышение качества спая деталей диаметром более

300 мм.

Указанная цель достигается тем, что в способе соединения стекла с металлом путем сборки деталей, высокочастотного нагрева, отжига в течение 15 — 25 мин и последующего охлаждения перед высокочастотным нагревом собранные детали нагревают до 440 — 460 С в течение 1,5 — 2,5 ч, выдерживают при этой температуре 10—

15 мин, отжиг осуществляют при 540— нт 560"С, а охлаждение осуществляют до

440 — 460 С со скоростью 1,5 — 2 град/мин, далее со скоростью 3 — 5 град/мин до комнатной температуры.

В процессе спаивания стекла с металлом

15 используют подвижную печь сопротивления, установленную на вертикальных стойках, многовитковый индуктор, которому задается движение в вертикальной плоскости (снизу вверх).

Собранный к заварке узел, представляющий собой специальную оправку, на которую установлены металлическая и стеклянная детали, помещается в соответствующее гнездо так, чтобы печь сопротивления находилась над указанным узлом. Снизу под собранным узлом устанавливается индуктор. Внач, че нагрев ведут с помощью печи сопротивления, устанавливаемой так, чтобы осуществлялся равномерный нагрев до

30 450+- 10 С в течение 1,5 — 2,5 ч.

682465

Составитель С. Белобокова

Техред Н, Строганова Корректор Р. Беркович

Редактор Г. Прусова

Заказ 2!25/2 Изд. № 510 Тираж 591 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Сапунова, 2

Типография, пр.

После выдержки при этой температуре в течение 10 — 15 мин приподнимают невыключенную печь сопротивления вверх, на минимальную высоту, обеспечивающую просмотр места сная, а к месту соединения 5 деталей снизу подводят индуктор для заварки.

После получения металло-стеклянного спая выключают индуктор, опускают его вниз, а печь сопротивления устанавливают 10 в прежнее положение, повышают температуру до 550+ 10 С и производят выдержку в течение 15 — 20 мин. Далее осуществляют охлаждение заваренного узла со скоростью

1,5 — 2 град/мин до 450 -10 С, а дальнейшее охлаждение следует со скоростью

3 — 5 град/мин до 30 — 50 С.

Предлагаемый способ позволяет получить надежные спаи стекла с металлом, которые свободны от избыточных напряжений. Спаи получаются механически прочными и термически стойкими.

Получение спаев в крупногабаритных изделиях диаметром более 300 мм расширяет диапазон применения этих изделий в различных отраслях электровакуумного производства и полупроводниковой техники.

Применение операции предварительного нагрева перед ВЧ-заваркой и последующие подобранные экспериментально режимы по- 30 зволили существенно снизить процент брака (в 4 — 5 раз) в готовых изделиях.

ll р и м е р 1. Установленные на специальную оправку детали из стекла (С52-1) и ковара (29НК) помещают в подготовленное приспособление. Сверху опускают печь сопротивления, устанавливая ее на необходимом уровне получаемого затем спая.

Нагревают печь до 440 С в течение 2,5 ч, производят при этой температуре выдержку 10 в течение 15 мин, затем, подняв печь на необходимое для просмотра расстояние, снизу подводят к месту предполагаемого спая индуктор. После получения спая индуктор отводят в прежнее положение, а сверху к месту спая подводят печь сопротивления, поднимают ее температуру до

560 С и выдерживают в течение 15 мин.

Далее снижают температуру печи до

440 С со скоростью 2 град/мин, а затем— со скоростью 5 град/мин — до комнатной температуры. После охлаждения полученного спая печь сопротивления поднимают вверх и извлекают из приспособления спаянные детали.

Пример 2. При осуществлении примера

2 использовались те же приемы, что и в примере 1, но режимы иные.

Предварительный подогрев производят до 460 С в течение 1,5 ч, делают выдержку при этой температуре в течение 10 мин, последующий после высокочастотной заварки — при 540 С в течение 25 мин, затем охлаждают полученный спай до 460 С со скоростью 1,5 град/мин и далее со скоростью 3 град/мин — до комнатной температуры.

Полученные спаи отличаются высокой надежностью, Специально оборудованная оснастка создает возможность последовательного и равномерного разогрева стеклянной детали во избежание ее разрушения в процессе спаивания.

Формула изобретения

Способ соединения стекла с металлом путем сборки деталей, высокочастотного нагрева, отжига в течение 15 — 25 мин и последующего охлаждения, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения качества спая деталей диаметром более 300 мм, перед высокочастотным нагревом собранные детали нагревают до 440 — 460 С в течение

1,5 — 2,5 ч, выдерживают при этой температуре 10 — 15 мин, отжиг осуществляют при

540 — 560 С, а охлаждение осуществляют до

440 — 460 С со скоростью 1,5 — 2 град/мин, далее со скоростью 3 — 5 град/мин до комнатной температуры.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Роус Б. Стекло в электронике. M., «Советское радио», 1969, с. 190 †1.

2. Кондакова Л. В. и др. Стеклометаллические корпуса для полупроводниковых и электровакуумных приборов. М., «Энергия», 1978, с. 50.