Оправка для получения кольцевых цилиндрических спаев

 

ОП САНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ!

-ъо! г"..с 3 4с ;фф

<и>782020

Союз Советскик

Соцналнстичесиих

Республик

К АВТОИ:КОМУ СВИ ВТИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву р м „3 (22) Заявлено 150377 (2t) 2462072/26-21

Н 01 J 5/26, с присоединением заявки Йо— (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР но деяам изобретений и открытий

Опубликовано 23.1 1,80.Бюллетень М4 3

Дата опубликования описания 231180 (53) УДК 621.791. .36(088.8) (72) Авторы изобретения

jB.A. Лопатин и В.Н. Уласюк ! (71) Заявитель (54) ОПРАВКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ КОЛЬЦЕВЫХ

ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ СПАЕВ!

Изобретение относится к технологии пайки металлокерамических узлов электровакуумных приборов, в частности к получению вакуумноплотных цилиндрических спаев лейкосапфировых 5 дисков большого диаметра с коваровыми кольцами, используемых для выходных окон большого диаметра при изготовлении проекционных лазерных кинескопов и других типов электровакуум- 30 ных приборов, а также для других целей, где необходимо получение вакуумноплотных спаев лейкосапфировых дисков большого диаметра.

Известны способы получения вакуум- 5 ноплотных, термически стойких и механически прочных цилиндрических спаев монокристаллической алюмооксидной керамики (лейкосапфнра) с коваром такие, как с предварительной металлизацней 2О лейкосапфира той нли иной пастой, например пастой на основе молибдена с добавками марганца и кремния, пастой на основе молибдена с добавками amoмомарганцевосиликатного стекла, пас- 25 тами типа ПМБ, Х, ПСТ-1, и с использованием активных припоев. При этом используют оправки, которые лишь фиксируют определенное расположение сапфира и новара 1). 30

К недостаткам этих оправок отно-. сятся трудности получения вакуумноплотных цилиндрических спаев-лейкосапфира с коваром среднего размера (25-60 мм), а получение спаев большого размера (70-%00 MN и более) практически иеиозможно из-за образования больших зазоров между цилиндрическими поверхностями лейкосапфира и ковара при температуре пайки. При пайке с использованием активных при поев этот фактор усугубляется трудностью регулировайия растекания припоя по поверхности лейкосапфира.

Известны также оправки для пайки алюмооксидной керамики с металлами, которые для уменьшения зазора при создании цилиндрических спаев больmoro диаметра выполнены иэ материала с малым температурным коэффициентом линейного расширения (ТКЛР), например из молибдена 2). В процессе нагрева оправки обжимают металлическую деталь и уменьшают величину зазора.

Прн этом выбирается определенное соотношение толщины паяемого металла и молибденовой оправки с учетом деформации их при нагреве.

Однако в этом случае не учитывается соотношение зазоров нн между

782020 алюмооксидной керамикой и паяемым металлом, ни между пояемым металлом и молибденовой оправкой, что приводит либо к превышению напряжений в спае и последующему его разрушению, а во многих случаях приводит к разрушению алюмооксидной керамики — лейкосапфира, либо уменьшение зазора при температуре гайки оказывается недостаточным, и спаи получаются невакуумноплотными, что приводит практически к 100%-ному браку при больших размерах паяемых узлов (70-150 мм),.

Цель изобретения — повышение качества вакууйноплотных спаев лейкосапфировых цилиндрических дисков с коваровыми цилиндрическими элементами толщиной 0,4 — 0,6 мм.

Цель достигается тем, что в извест ной оправке, выполненной в виде охватывающего спаинаемые изделия кольца из материала с коэффициентом теплового расширения, меньшим коэффициента теплового расширения спаиваемых изделий, кольцо выполнено из нескольких расположенных в виде стопки молибденовых шайб, внутренннй диаметр которых йо удовлетворяет соотношени 3с cl - )

0(С,9 5.1Q С (8 Î, . где д» и D» — внутренний и внешний диаметры коварового элемента, соответственно, D — диаметр сапфироного диска. При этом толщина стопки равна высоте спая.

На чертеже показана предлагаемая оправка.

Лейкосапфироный диск 1 (толщиной

1-20 мм), спаивают с коваровым элементом 2, имеющим отбортовку. Припой в виде кольца 3 закладывают в область спая. Эатем ковароный элемент с лейкосапфироным диском вставляют в отвер стие оправки, выполненной в виде стоп ки молибденовых шайб 4, высота которой равна высоте спая. Собранный таким образом узел помещают на опорное кольцо 5, например, из нержавеющей стали. Сверху для устранения деформации отбортовки коварового элемента последний прижимается кольцом 6.

Вкладыш 7 служит для фиксации положения лейкосапфира относительно ковароного элемента по высоте и устанавливается на основании 8. Узел, собранный в компенсирующей оправке, помещается в печь с той или иной защитной атмосферой. При нагреве узла благодаря разнице коэффициентов теплового расширения молибдена, новара и лейкосапфира, а также благодаря жееткости оправки происходит- незначительная деформация внутреннего диаметра коварового кольца в пределах зазора между внутренним диаметром молибденовой оправки и внешним диаметром коварового элемента, компенсируя при этом разность неравно мерного расширения лейкосапфирового цилиндра, обусловленного разностью

ТКЛР по разным кристаллографическим осям. Таким образом обеспечивается оптимальный капиллярный зазор при температуре пайки между цилиндрической поверхностью лейкосапфира и внутренней поверхностью конарового элемента по всему периметру.

Использование данной оправки позволяет создавать электронакуумные приборы с выходным окном большого диаметра (20-150 мм) и выходом годных изделий практически до 100%, например, при изготовлении лазерных кинескопов — квантоскопов, а также

t5 äðóãèõ видов проекционных ЭЛП, в которых использование лейкосапфировых окон большого диаметра с хорошим теплоотводом позволяет увеличить яркость изображения при размерах экра2О на несколько квадратных метров. Учитывая значительную стоимость лейкосапфировых дискон .(диск 70 мм, вы:сотой 10 мм стоит 2000 руб., н США

100 мм — 1200 долларов) внедрение данного устройства даст значительный экономический эффект н народном хозяйстве. формула изобретения

1. Оправка для получения кольцевых цилиндрических спаев, выполненЗО ная н виде охватывающего спаиваемые изделия кольца из материала с коэффициентом теплового расширения, меньшим коэффициента теплового расширения спаиваемых изделий, о т л иЯ ч а ю щ а я с я тем, что,.с целью повышения качества вакуумноплотных спаев лейкосапфировых цилиндрических дисков с ковароными цилиндрическими эЛементами толщиной 0,4-0,6 мм, коль,О цо выполнено из нескольких расположенных в виде стопки молибденовых шайб, внутренний диаметр которых дО удовлетворяет соотношениям:

dв 4б Dк 4

oc сщ Ь о с -о — "ср <о4

deck i! Э

45 где й» и 0„ — внутреннйи и внешний диаметры коварового элемента соответственно, D — диаметр сапфироного диска. о

2. Оправка по и. 1, о т л и ч à ro5О щ а я с я тем, что толщина стопки равна высоте спая.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Решетников A.М. и др. Металлизация монокристаллов сапфира и рубина и пайка их с металлами. Сборник

"Вакуумноплотная керамика и ее спаи с металлами", серия "Технология, организация производства и,оборудонание", вып. 2 (5). М., ЦНИИ "Электро-, 40 ника", 1972, c. .25.

2. Рабкин В.Б. и др. Цилиндрические спаи керамики и меди с молибденовыми компенсаторами. — "Электронная техника", серия "Электроника СВЧ", 65 1969 Р 3, с. 150-153.

Составитель A. Îæåðåäîâ

Редактор Н.Лазаренко Техред E.Ãàâðûëåøêo Корректор Л.Иван

Заказ 8157/65 Тираж 844 Подпйсное

ВНИИПИ 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