Стеклоприпой

)5 С 03 С 8/2 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ится к стеклоприпоайки керамических ой или алюмооксидионными сплавами, ния вакуум-плотных узлов в корпусах, иловых полупроводтур следует отйки (1300- ходи мости ной осндстОь Ы ву к пред держащ ой, с жащи 23,7;42,8;21,1;3-4; соединезионнымиго расши- оставляет 4-50;1-21;4 - 9;2-6;4-12;2 - 6;2 - 25; ЬОг ВгОЗ ИагО 1 гО ЕпО-4 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Всесоюзный электротехнический институт им, В.И. Ленина(56) Авторское свидетельство СССР Ь 990741, кл, С 04 37/00, 1981.Патент СШАЬ 4417913, кл. С 03 С 7/02, 1983.(54) СТЕКЛ ОПРИ ПОЙ(57) Изобретение относится к стеклоприпоям, используемым для пайки керамических изоляторов из корундовой или алюмооксидной керамики с прецизионными сплавами, в частности для получения вакуум-плотных металлокерамических узлов в корпусах,Изобретение относям, используемым дляизоляторов из корундовной керамики с прецизв частности для получеметаллокерамическихпредназначенных для сниковых приборов (СППИзвестен стеклопрмас. О/:Аг 03ВОгМпО Мо. 9,0, для вакуум ия корундовой керами плавами, Коэффициен ения этого стеклоп предназначенных для полупроводниковых приборов. Цель - упрощение технологии и повышение значений наработки на отказ при сохранении механической прочности спая. Стеклоприпой содержит следующие компоненты, мас,%: 3 Ог 42 - 56,6; ВгОз 19,4 - 27; ИагО 1,5 - 2;гО 15-18; ЕпО 3 - 4; КгО 0,5 - 0,85; АгОз 2-3; ИЫг 03 2 - 3, Стекло- припой получают по керамической технологии, КТР стекла (101,6-106,6) 10 1/град, температура деформации 500-520 С, температура пайки 850-950 С, герметичность спая при минимальном потоке гелия 1 10 Па м /с из 5 шт, - 5, наработка на отказ3(число циклов изменений температуры среды от (-60 до 190 С) при вероятности безот-казной работы от 0,98 до 120 - 126 циклов. 1 табл. 5,37 10 1/град в интервале тем20-900 С,К недостаткам стеклоприпоянести высокую температуру па1360 С), что приводит к необиспользования высокоогнеупорки и большим энергозатратам.Наиболее близким по састагаемому является стекло, сомас.%:ВаО 1 - 5; Т 02 2 - 6, используемое в корпусах полупроводниковых приборов в качестве электропроводных герметиков.Недостатком известного стекла является усложненный технологический процесс его приготовления (получение стекла) и сниженное значение наработки на отказ,Целью изобретения является упрощение технологии изготовления стеклоприпоя, повышение значения наработки на отказ при сохранении механической прочности спая.Указанная цель достигается тем, что стеклоприпой для вакуум-плотного соединения керамики с металлом, включающий Я 02, В 20 з, МагО, 020, ЕпО, К 20, А 20 з, дополнительно содержит МйОз при следующем соотношении компонентов, мас.%.ЯЮ 2 42,0 - 56,6ВгОз 19,4-27,0МагО 1,5 - 2,0020 15,00 - 18,15ЕпО 3 - 4КгО 0,50 - 0,85АОз 2 - 3Мс 3 гОз 2 - 3Для получения предлагаемого стекло- припоя было приготовлено три состава, содержащих компоненты в соотношении, указанном в таблице. Подготовку материалов для приготовления стеклоприпоя производили на оборудовании способами, используемыми в керамической промышленности для приготовления порошков и глазурей, Технологический процесс приготовления стеклоприпоя заключается в следующем: смешение предварительно измельченного кварцевого песка, полевого шпата с остальными компонентами мокрым способом уо удельной поверхности (4 - 5) 10 см /г,сушка при 150 +50 до нулевой влажности, просев через сито М 0045.В зависимости от конфигурации паяного узла стеклоприпой применяют в виде пасты или отпрессованных колец. Для получения пасты приготовленный порошок смешивали с органической связкой, в качестве которой использовали раствор колоксилина в изоамилацетате. Плотность пасты должна быть 2,2 - 2,5 г/смз. Пайку полученным стеклоприпоем производили на макетных образцах корпусов СПП в среде формиргаза в соотношении водород;азот 1:3 при 850 - 950 С.Увеличение количества выше указанных пределов дополнительно вводимого оксида неодима ИбгОз приводит к увеличению скорости остекленения, за счет чего появля механическая и термическая прочность спая. Стеклоприпой дает возможность исключить применение серебросодержащего припоя при изготовлении металлокерамических узлов корпусов СПЛ.Формула изобретения Стеклоприпой, преимущественно, для вакуум-плотного соединения алюмооксидной или корундовой керамики с металлом,4550 сплавов с керамикой, включающий 202, В 20 з, Ма 20, ОО, ЛпО, К 20, АгОз, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью упрощения технологии и повышение значений наработки на отказ при сохранении механической прочности спая, он дополнительно содержит Мб 20 з при следующем соотношениикомпонентов, мас.%:РО 42,0 - 56,6 ется внутреннее напряжение в паяном шве,нет сцепления стеклоприпоя с металлом,что приводит к нарушению герметичностиметаллокерамических узлов, а уменьшение5 его количества приводит к росту температуры пайки.Введение оптимального количества оксида неодима (2 - 3 мас,%) позволяет получить стабильный интервал растекания10 (850 - 950 С) предлагаемого стеклоприпояпо сравнению с известным и улучшить сцепление металла со стеклоприпоем. Это даетвозможность при получении стеклоприпояисключить процесс фриттования его с по 15 следующим измельчением, сохраняя приэтом механическую прочность спая, а такжеповысить значение наработки на отказ привероятности безотказной работы 0,98.Спаянные макетные образцы корпусов20 СПП подвергали испытаниям. По результатам испытаний образцы, спаянные стеклоприпоем предлагаемого состава,соответствуют техническим условиям накорпуса керамические СПП,25 В таблице приведены сравнительныехарактеристики предлагаемого и известного составов стеклоприпоя, Из таблицы видно, что известный состав не можетобеспечить гарантийной наработки на от 30 каз, выдерживает количество теплосменменьше, чем предложенный состав, Крометого, приготовление предлагаемого составаисключает из технологического процессаполучения стеклоприпоя предварительное35 фриттование при 1250 С и последующее егоизмельчение, что обеспечивает экономиюэнергетических и трудовых затрат на 10 -15%, а также возможность отказаться отвысокотемпературной печи для варки стек 40 ла фриттования) и оборудования для измельчения фриттыСохраняется1724612 КгОАгОзМбгоз 0,5-0,85 2-3 2-3 Показатели Состав Предлагаемый Известныйщеш шшшш 192 47,05 24,55 56,6 19,4 46 20 В,О., Иа О 8 4 1 97 16,9 18,154 ЕпО 0,85 0,83 0,5 К ОА 1,О,2,2 СаО ВаО Т 10 89 10 520 510 500 850 880 750 0,65 0,85 0,75 126 124 120 105 ВгОЗ МагО ОгО ЕпО 19,4 - 27,0 1,5 - 2,0 15,0-18,15 3 - 4Коэффициент линейного расширения 0, 1/град Температура деФоромации, С Температура пайки, С 950 Прочность спая трубки управляющего вывода, кН 0,85 Наработка на отказ число циклов изменений температуры среды от минус 60 до+190 С) при вероятности безотказной работы 0,98 Герметичность при минимальном потоке гелия 110Па мз/с, из 5 шт. 5