Способ диффузионной сварки

(5) 4 В 23 К 20/14 РЕТЕН Т ж т ичес кой лях ехно ромь ени инт кач луп лоч тва соединводников ил арке пос бесщеия. При с металлов сваривае редварите ных метал стеклами мую поверхьно облуов, нанос чаю последних онами щел с эн 10 ц смфт,он ев на с(54) СПОСОБ (57) Изобре давлением с к диффузионн ческом поле лов с бесщел диффузионной сение относитсяподогревом, вой сварке в элеолупроводникоочными стекла ВАРКИ к свар твляю оцесседиффуо ин- бствует частносттростати нли метал и ы,фт. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗ А ВТОРСНОМУ СВИДЕТ(56) Патент США в 4452389,кл. В 23 К 20/00, 1984.Патент США34 17459,кл. В 23 К 20/14, 1968. ЯО 1449288 А 1 быть использовано на пр электронной, электроте авиационной и других о пппенности. Цель изобре нсификация процесса и п пример натрия или калия, 50-140 кэВ и цозой 510"-6 Затем свариваемые детали сдавливают, прикладывают тоянное напряжение и осущ изотермическую выдержку. сварки возрастает ток ион зии через зону соединения тенсифицирует процесс и с повышению качества. 2 з.пИзобретение огносится к сваркедавлением с подогревом, в частностик диффузионной сварке в электростатическом поле полупроводников илиметаллов с бесщелочными стеклами, иможет быть использовано на предприятиях электронной, электротехнической,авиационной и других отраслях промышленности. 1 ОЦель изобретения - интенсификация процесса и поньпдецие качествасоединения,Способ осуществляют следуящимобразом. 15При сварке полупроводников ипиметаллов с бесщелочными стеклаиисварилаемую поверхность последнихпредварительно облучают ионаии ще,очцых металлов с энергией 50-140 кэВи лозой 5 10 -6 10 ион/си, Затемссвариваемые детали нагревают, сдавливают, прикладывают к ним постоянноенапряжение и осуществляют изогермическую выдержку. После сварки детали охлаждают, извлекают из камерыи осуществляют контроль сварного соединения. При облучении используютионы натрия или калия,При облучении поверхности стекла ЗОионами натрия или калия с энергией50-140 кэВ и дозой 5 10-6 10 ион/смпроисходит насыщение подповерхностного слоя на глубине 0,2-0,5 мкмнатрием или калием, При последующейсварке в электростатическом поле, врезультате искусственно созданной вбесщелочнои стекле миграциоццой поляризации, вызванной диффузией им плантированного в стекле натрия или 40калия а+ в зоне соединения, обедненной натрием или калием, концентрируется энергия электрического поля, цагранице слариваемых материалов создается максимальное падение приложенцого напряжения.В результате увеличивается обусловленное электрическими силамиусилие сжатия ца границе разделасоединяемых материалов, возрастаетток ионной диффузии через эту границу, т.е. взаимодействие инт нсифицируется, Таким образом, удаетсяснизить время образования физического контакта на порядок по сравнениюс известным, Благодаря предварительному облучению ионами натрии или калия обеспечивается постоянство состала свариваемых материалов,что спо собс луот полышецю ьас ". гл сварного соединении,После слрки со 1 стекла со стороны, ротнвопояожцой свариваеио поверхности, мож г быть удачен.При .цергии облучения меньше 57 кэВ г убица проц;.кцовецин натрия вводимых копичсстл натрия или калия недостаточно, т,е., требуемая коццсцтр го поля ца границе не достигается ация электрическораздела соедицяемых материалов, При дозах выше 6 10иоц/си вводиия или калия измен: - л и свойства стекла мое кол ство натр ет хии.пеский слота после проведения сварки, т,е, изме- няет . ксплуатациоцные свойства получаемых изделий,П р и и е р 1, Производили диффузионную сварку в электростатическом поле дисков из монокристаллического кремния днаметрои 8 мм, толщиной 02 им с трубками и; кварцевого стекла высотой б мм, вешним диаметром 8 мм, внутренним диаметром 4 мкм. Сварку производили при температуре сварки Т в= 850 К, усилии сжатия р = 10 МПа, скорости нагрева Ч= 15 К/миц, скорости охлаждения Ч. = Я К/мин, постоянном напряжении Ц = 800 В в течение 20 мин.Свариваеиую поверхность стекла предварительно облучали ионаии натрия энергией 100 кэВ и дозой 1 10" ион/си.П р и м е р , Производили диффузиоцную сварку в электростатическом поле стекла Согпп размером 12 12 мм, толщиной 2 мм с алюминиевой фопьгои той же площади толщиной 0,05 ми. Сварку осуществляли приТ 780 К, р 1 5 Юа у - ф -10 К/иин, Ц = 600 В в течение 20 миц. лн ка ця в толщу стек.а цезцачитель/а,0,2 ик, ч поверхности стек;ачастично осаждается металл натрияили калия, который при последующейсварке растрап:цвает зону соединения,т,е, ухудшает качество сварки,Прцне 1 гии свьпе 140 кзВ облу:цие с екоп цаами натрия или калияприводит к лоз икцовецию радиационных дефектов в стек.е, охрупчивацию подповерхцостцого слоя, т,еумецьвсццю прочост получаемоговпоследствии соедццеця,При дозах нине 5 1 О" ион/см1449288 Свдринаемую поверхность стекла предварительно облучапн ионами калия энергией 100 кэВ и дозой 1 10 ион/см. Проведенные испытания показали повышение качества сварного соединения, Составитель Т.ОлесоваТехред М.Ходанич Корректор О,Кравцова Редактор В,Данко Заказ 6908/13 Тираж 922 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раущская наб., д, 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Формула иэ обретения101, Способ диффузионной сварки полупроводников или металлов с бесщйлочничи стеклами, при котором свариваемые детали нагревают, сдавливают, прикладывают к ним постоянное напряжение и осуществляют иэотермическую выдержку, о т л и ч а ю щ и й-.с я тем, что, с целью повышения качества соединения н интенсификацийпроцесса, свариваемую поверхностьстекла предварительно облучают ионами щелочных металлов с энергией50-140 кэВ и дозой 5 10 "6 10 "ион/смф,2, Способ,по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что используют ионынатрия.3. Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что испольэуют ионыкалия,