Стекло для спаивания с металлом
ОП HCAHHE
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик
«ч808397 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 240579 (21) 2770642/29-33 с присоединением заявки Но (23) Приоритет—
Опубликовано 280281 Бюллетень М 8
Дата опубликования описания (53)M. Кл.
С 03 С 3/16
Государственный комитет
СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 666.112, 92:546,18 (088.8) (72) Авторы изобретения
А.И.Кузнецов, В.A.Ñïèðèäoíoâ, Г.В.Медведева, Р
Н.Г.Суйковская и Г.П.Фоломеева Я (;. ч.11-: - - й
Опытное конструкторско-технологическое бюро . ( Кристалл с опытным производством Ленинградского технологического института им. Ленсовета (71) Заявитель (54) СТЕКЛО ДЛЯ СПАИВАНИЯ С МЕТАЛЛОМ
40 — 47
9-15 до 17
Изобретение относится к технологии спаивания стекла с металлом, применяемой в электронной и радиопромышленности и может быть использовано для герметиз ации металлостеклянных узлов, изготовленных из алюминия и
его сплавов и предлагаемого стекла беэ применения припоя и специальной обработки поверхности металла.
Известно стекло (1 ), включающее, вес.Ъ: ZnO 33-40; PZOg 42-48, Я„О
4-7, по крайней мере один окисел из группы BaO, CaO М90 0-10, CdO 0-8;
В10 0 — 5; по крайней мере. один окисел из группы Si02 Ti02 ZrO< 15
A 1 О 0-5.
Наиболее близким к предлагаемому по составу является стекло 12 ), включающее, вес. Ъ:
Р О 20
Ае2 Oз
NagO, В О, biZO
Mg0, CaO„;. ВаО, Яз.О, ZnO Cd0" 20-30
Т з.О до 10 25
Однако известные стекла не обеспечивают высокой герметичности спая с металлом.
Цель изобретения — получение стекла с высокими электроизоляционными 30 свойствами, с высокой химической устойчивостью и герметичностью металлостеклянных спаев.
Указанная цель достигается тем, что стекло для спаивания с металлом дополнительно содержит СиО, Со<0 при следующем содержании компонентов, вес.Ъ:
Р20 66,0-74,0
АРТРОЗ
ВаО 4,0-5,5
NB@0 9,0-11,0
Li 0 1 0-2,0
ZnO 6, 0-10, 0 CuO О, 5-1,.0
Со О> 0,5-1,0
Стекло варят в печи с мазутным отоплением в однолитровых кварцевых тиглях при 1050 С 40 мин, отжигают при 300оС.
Шихту составляют из pecLKTHBOB марок H тчдаi . Для исследо вания физико-химических свойств стекол образцы отливают в виде штабиков для определения коэффициента терми- ческого расширения — в виде дисков для измерения диэлектрических характеристик.
Результаты испытаний показывают, что данные стекла не кристаллизуются
808397 в градиентной печи втечение 1ч до
1100 С и обладают коэффициентом термического расширения (160-163,5) х х10 7 град. в интервале температур
20-250 С, температурой размягчения
316-320 С и высокими значениями лога рифма удельного электрического сопротивления при 200"С от 8,9 до 9,1 и
Тк- оо от 256 до 260 С, а также поте рями веса (ап ) порошка стекла после кипячения. в воде в течение 5ч, равными 0
0,30-0,44% и малыми значениями углов смачивания 30-45 при 520-580 С на алюминиевых сплавах.
При механическом разрушении спая на поверхности алюминиевых сплавов остается плотный слой стекла (без пузырей), показывающий наличие,химического взаимодействия между стеклом: и металлом и .то, что прочность сПая стекло-металл выше прочности самого стекла
Стекло дает вакуумплотный спай с алюминиевыми сплавами марок АВ, АЛ-9, Д-16 АМЦ. Натекание гелия меньше
1,0xl0 мкм/с.
Т а б л и ц а 1 r .г
Состав, вес.Ъ
Компоненты
1 2 3
69,5 74) 0
66,0
Р О
Ма О
ZnO
4,0
5,0
3 5
6,0
4,0
10 5
9,5
5,5
8,5
5 0
ВаО
9,0
llf0
2г0
ИааО
Li2O
СиО
1 5 1,0
0,5
0,5
1,0
1,0
1,0
0,5
Таблица 2
Характеристики
2 3
163, 5
161 0
160, 0
320
310
31Ь
9,1
gg p при 200 С
tg д 10 при 20 С и f = 10 Гц
8,9
9,2
26
7,3
7,2
7,0
24
0,23 0,44
0,30
Формула изобретения
Стекло для спаивания с металлом, включающее Р О, М ОЭ, ВаО, Na<0, Li O, ZnO, о т л и ч а ю щ е е.с я тем, что, с целью обеспечения повышенной герметичности металлостеклян ных спев, оно дополнительно содержит
СиО, Со О, при следующем содержании комйонентов, вес.%: P Og 66; 0-7 4, 0
65 ЛЕ О 3,5-5, 0
Коэффициент термического расширения 10 7 град
Температура размягчения, С
Я при 20 С и f = 10 Гц о б
Пробивная электрическая прочность, кВ/мм
Химическая устойчивость потери веса в Н О (ь и), Ъ
Предлагаемое стекло обеспечивает получение герметичного спая с алюминиевыми сплавами без специальной обработки поверхности металла. Обычно перед спаиванием стекол с металлами производится специальная обработка их поверхности, что значительно (на
15-20%) удорожает технологический процесс и приводит к снижению (на 4050%) производительности труда. Кроме того, снижается расход дефицитных металлов н сплавов, содержащих кобальт.
Для получения герметичного спая не требуется специальная предварительная подготовка поверхности металла.
В табл. 1 и 2 представлены состав и свойства предлагаемого стекла.
808397
Составитель И. Чернявская редактор Ю.Ковач Техред Т. Маточка Корректор H.Ñòåö
Заказ 37/20 Тираж 531 Подписное 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
Ваа
На О
ы о
ZnO
Сио
Со Оз
4,0-5,5
9,0-11,0
1,0-2,0
6,0-10,0
0,5-1,0
0,5-1,0
Источники информации, принятые во внимание при зкспертизе
1. Патент Япония 9 4203,кл. 21A29g опчблик, 1969.
2. Патент ФРГ Р 1496563, кл. 32 о 3/16, опублик. 1972,
