Способ изготовления деталей и узлов из пьезоэлектрического кварца

Союз Советских Социалистических Республик,51) М.Кл. 22) Здязлео 2 7 (21) 2500374 18-25 С ПРЦСОГДЦЕЦЕЗ я в к арствеииыи комитет 231,1 риозцтет по делам изобретеии д У К 537.228.1(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ И УЗЛОВ ИЗ ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО КВАРЦАИзобретение относится к области авто. матики, приборостроения, электронной техники и может быть использовано при производст 1 зе при 001 ров из пьезоэлект 10 цч;сОго кварца: резонаторов,:преобразователей, чув. сввительных элементов, датчиков и т. д,Известны апособы изготовления кварце зых резонаторов путем создания выводоз на,иварцевом пьезоэлементе и помещен ця его в стеклягнную колбу. На,внутреннюю позерхнюсть колбы сцмметр 1 ч - но выводам кварцевого пьезоэлемента наносят металлические пленочные электроды, вж 1 игают их а соединяют с выводами кварцевого пьезоэлемента посредствох термообрабопки с внешней стороны колбы 11,.Однако нанесение пленочных электродсвметод 1 вжигания с последующей термообрабопкой не позволяют получить высокую механическую прочность соединения и не позволяОт осуществлять надежное соединение деталей из пьезокварца между собой и с деталями, выполненными из,других материалов, например, из металлов и сплавов.Известен опс:об изготовления деталей и ЪЗЛОВ ИЗ П ЗОЭЛСКТЭКЧССКЭГО 1 ЮВДОЦД П,ТГМ соединения их между соб 011 и с деталямц цз других материалов припоями с облучением расплава припоя ультразвуковыми кол еб а 1 ни ями,21. Не;1 О:та ток извест 0 О спосоод состоитз невысокой механической прочности соедцЦелью изобретения является повышецез МГХД.Н 11 ЧЕСКОй ПРОЧНОСТЦ СОЕДЦНЕНЦЯ.Указанная цель достигается тем, чтопроцес: ведут прц цнтенсцвностц ультразвуковых колебаний 1 О - 2 10"Втч- и температуре расплазд припоя 120 - 560" С.10 Спосоо включает гз СГОЯ след ющцс ОпеОаццц: подготовку деталей,к металлиздции Очистка. установка з прц"пособленце); наг 1 зев деталГЙ ,до техоло цчГской температурыпревышающей тем 1 пературу плавле ння металла цлц сплава, используемого длясоедцГ 11 ия, на 50 С-, 10 С; металлизацию соедцчяемых позерхносте 11 с наложением УЛЬТРДЗЗУКОВОГО ПОЛЯ ПРЦ ЦНТЕНСИВНОСТД 10 - 2. 10 Вт 1.-; соединение прц фнкс 11 ро ванном положении деталей и жидкой фазепри,поя при тем 1 пергтуре 120 в 5-" С; схлдиденце деталей ц узлов.Установлено, что прц интенсивности мек:е 10-: Вт 1,е аюстцчеокой эергш взодит:я недостаточо для создаия,зь 1 сокой мехднцч докой прочности соединения подложки,с п 1 - Оем. Вместе с тем грц цнтГ 11 снвестях более 2 10 Вт,.1 з дступает явление здзорызгцванця лрцпоя, пооколью акъсти- ЗО едкая эергия вводится 1 в избытке, Бочсе630680 оа,а, = 41,7; ос= 36,5; о,и = 23,3 о,аа,=116,0; оср - 82,4; папа=52,0. Соправитель 8, 8 аверТехред И. Рыбкина Корректор И. Симкина Редактор И. Коляда Заказ 678/1002 Пз-.663 Тираж 922 Подписное НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Тип. Л:арьк. фил, пред. Патент ту.озлаВини Вр.:Ой т 1 оу ет Оольшей иь- теисБиост:1, чем л сх Влявк 11.УказавВье дяпязоны антее соз:-Ости;1 тевператур созда:от оптмальные условия длч повышеВ 1 я ядгез 1 прпоя з поверх- НЮ тв ЛЬЕЗОКЗЯРЦЯ ЗЯ СЧЕТ Воэся 1 ИЮВЕЯ межаолекулярных связей, за счет проникнотеня частиц грпоя в м:,к 1 ссне 1 свно,:ти кварца, зя счет дффузионных процессов.111 ри этом для легколлавкх прпоев неооходимы не только меньшие температуры, но иннтен."ивн Ост 1. Ан ал Опчв О, исг.ользован 11 более высоких температурлых г.-.поев несбходмы си более высоке винтен си звю с-.1.Июпьтяня ня мехянчесасую прочность проводилсь путем юсределеИия предела прочности соединения на разрыв.Пьезоквярцевье образцы среза АТ, разхером 10 х 1 г 1 металлзровалсь прпоясми ПА и ПОС, сз.линялс. между собой, цр 1 кле 1 вались для удобства испытаний к Яломнисевьм ь эибкам эпоксидным леем ВКи спытывались,на разрывной1оаоа аш,ае 1"- ы.Металл изяя производилась ун 1 версальным ультразвуковым паяльником УП, интечс:вность определялась расчетным путем.СюедИенце сзьезокзарц+припой ПА+ пьезокварц дало следующие результаты при 1 опытанях ня рязрьвв из десяти образпов в кг/сл 1 з; П 1 редел прочнюст 1 соединения из десяти обраэцсв, соединенных Опсанным образом, на Одв;г в кг/сп 1. При этих испытаниях все образцы разрушались,по клею ВУ,-9. Это говорит о том, что прочность соеднения,пьезокварца припоем на сдвиг вьше, чем прочность соединения клеем ВК.Кроме того, испытаниям были подвергнуты десять образцов еседнений пьезокварц+1 припой+металл ВНА 15. При этом были получены следукяцие результаты з кг/см. ота,с = 360 оср: 2901 сана = 13,0,Испытания соединени 1 на газовыделение показали высокую Вакуумную герметичность швагазоВыделение на неоколько по. рядков меньше, чем газовыделение соед 1- нснй, зьгполенных органическирми клеямп.Диапазон температур 120 - 560 С устаНОВЛЕся На ОСНОВЯ 1 ИИ ЗаКОНОМЕРНОСтИ, ЧтО 5 с увеличением температуры плавления припоя растет и предел прочности соединения.Одяко качественное соединение деталей из пьезоиварца ложно получить только исгользуя припой с температурой плавления 10 не Иже 70 С, например, Оплав Вуда. 1этой температуре необходимо дсбяВить тсх:.Оло;ическую температуру 50 С. Таким ооразом установлен нижний предел. Верхи 11 температурный, предел Ограничивается не 5 только требуемой механикеокой прочностью, но и температурой рекристаллизации пьезокварца - 573 С, минус технологнческин запас 10 - 13 С.Использование,предлагаемого способа 20 зготсвленя деталей из пьезоэлектрческого иларца обеспечивает по сравнению " :звестным 1 способами следующие преимущетваНадежное соединение кварцевых, дета лей металлом пли сплавом улучшает электрческие характеристики пьезоэлементов из кварца; на порядок уменьшается газовыделение при,вякуумировании по сравнению с обычным, клеевым соединением; нзобрете ние найдет шИрокое присменение в народномхозяйстве, так как появляется возможность получения соединений,из пьезоэлектрического кварца, используемых при изготовлении целого ряда специальных приборов (ре зонаторов, датчиков и т. д.);,пояВляетсявозможность создания качественно нового тпа,приборов.Формула изобретенияСпособ изготовления деталей и узловиз пьезоэлектричеокого кварца путем соединения их между собой и с деталями из других м атер палов пр ипояхви с облучением раоплава припоя ультрязВуковыми колеба:1:я,ми, отли ч а ю,щи йся тем, что, сцелью повышения механической прочности соединения процесс ведут при,интенсивноетси ультразвуковых колебаний 104 - 2 10 Вт/Р и температуре расплава 50 припоя 120 - 560 СИсточники информации, принятые вовннмавие при экспертизе:1, Авторское свидетельство СССРЛЪ 285065, кл. Н 03 В 5/32, 1969.2. Авторокое свидетельство СССР296230, кл, Н 03 Н 9/04, 1969.