Стекло для спаивания элементов магнитных головок

СОКЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК Ц 5 СОЗСЗ/О ТЕН САНИЕ И ДЕТЕЛЬСТ К АВТОРСКОМ ЕНррдля тавам стеэлементов видеозапильной техтакке дпя их покры ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство СССРМ 1278312. кл. С 03 С,З/066. 1986.Авторское свидетельство СССР3 Ф 833617, кл. С 03 С 3/095, 1979,(54) СТЕКЛО ДЛЯ СПАИВАНИЯ ЭЛЕМТОВ МАГНИТНЫХ ГОЛОВОК(57) Использование: для спаивания фетовых элементов магнитных головокзвуко- и видеозаписывающих устройсвычислительной техники. Сущность изо Изобретение относится к со кол для спаивания ферритовых магнитных головок для звуко- и сывающих устройств и вычислит ники, Может быть использоваизолирующих и герметизируютий в электронной технике. В последние годы в области производства магнитных головок продолжался процесс перехода от использования для формирования рабочих зазоров тугоплавких стекол с температурой растекания 900 - 950 С к использованию стекол с температурой растекания 700-750 С, Предложенные различными авторами составы стекол с температурой растекания до 750 С в разной степени отвечают следующему комплексу максимальных требований, предъявляемых к стеклам тения: стекло содержит оксид кремния 50,11-56,71% БФ 5102, оксид бора 16,13 - 19,36% БФ В 20 з,. оксид натрия 11,49 - 15,60% БФ йа 20, оксид лития 3,02-5,07% БФ 020, оксид магния 0,01-2,72% БФ М 90, оксид цинка 0,01 - 1,52% БФ ЛпО, оксид кальция 3,03-7,5% БФ СаО, оксид алюминия 0,47-1,57% БФ А 20 з, оксид лантана 0,01-10,07% БФ 1 а 20 з, оксид калия 0,01- 1,47% БФ К 20, оксид сурьмы 0,27 - 0,49% БФ ЯЬ 20 з. Время до появления первых признаков изменения микрорельефа поверхности магнитопроводов 30 - 40 мин, количество пузырьков в объеме 0,1 мм стеклянной части спаянного бпска магнитных головок 1-2 шт. 2 табл. указанного назначения: твердость - не.ниже твердости феррита (микротвердость по Виккерсу марганец-цинковых ферритов - 630-670 кгс/мм ); высокая адгезия к фер 2,риту, обеспечивающая затекание расплавленного стекла в рабочий зазор на необходимую глубину; отсутствие склонности растравливать поверхность ферритовых магнитопроводов и образовывать пузырьки при формировании рабочих зазоров; отсутствие сколько- нибудь заметной кристаллизации; согласованность по термическому расширению со спаиваемыми материалами магнитных головок; киспотои щелочеустойчивость,Анализ предложенных решений показывает, что достижение высокого уровня всех свойств в одном стекле - задача чрезвычайно трудная, и обычно достижение вы 1772089сокого уровня одних достигается за счетснижения других.В ходе разработки стекол особенновыражено стремление обеспечить сочетание пониженной температуры растекания сотсутствием склонности растравливать феррит и образовывать пузырьки при формировании рабочих зазоров и других соединениймагнитных головок,. Без соответствия жестким требованиям по последним двум характеристикам, атакже по согласованности термическогорасширения со спаиваемыми материалами и по адгезии к ним использовать стеклодля изготовления магнитных головок непредставляется возможным, Вместе с тем,от уровня химической устойчивости стеклаи его твердости в значительной степенизависит производительность. технологического процесса изготовления и выход годных магнитных головок, их надежность идолговечность при эксплуатации, Химическая устойчивость и твердость стекол длямагнитных головок большинства опубликованных за последние годы составов весьманевысокие.Опыт работы со стеклами; характеризующимися совокупностью температуры растекания не более 730 С и микгоотвердостипо Виккерсу 680-750 кгс(мм, выявляетбольшие трудности по обеспечению ещеи сочетания высокой химической устойчивости с отсутствием склонности растравливать поверхность ферритовыхмагнитопроводов и образовывать пузырькипри спаивании в атмосфере инертного газа.В прибликении к максимуму всех укаэанных выше свойств стекол указанного назначения заключается.в настоящее времяосновная, наиболее трудная задача их разработчиков,Известно стекло для спаивания элементов магнитных головок, включающее,мас.%:502 36-46В 20 з 20,1-26,1МагО 0,2 - 21,5020 2,3 - 12,3Мдо 0,1-0,2К 20 0,1 - 0,2ЯЬ 20 з 0,2-0,32 пО 9 - 14,2Т 102 0,1-22 г 02 0,3-6,1Оно характеризуется благоприятнымсочетанием низкой температуры растекания - 720-760 ОС и высокой микротвердости - более 700 кгс(мм . Стекло обладает2хорошей адгеэией к ферриту, согласуется сним по термическому расширению, устойчиво к кристаллизации. Однако оно имеет следующие недостатки: его склонность к растравливанию феррита и к образованиюпузырьков при формировании рабочих зазо 5 ров в атмосфере инертного газа заметноувеличивается даже при небольшом (10 -15 С) превышении оптимальной температуры спаивания и его продолжительности.Кроме того, это стекло является недостаточ 10 но кислотоустойчивым,Наиболее близким к предлагаемому похимическому составу является стекло дляспаивания, включающее, мас.%:102 53-7115 Агаз 1,3-4В 20 з 4 - 12СаО 3,5-8М 90 1,3-4,2Ма 20 9 - 1620 1-20 4 - 82 пО 0,5-.10и по крайней мере один из группы:Се 02,агОз,25 Мб 203,Рг 20 з 0,1 - 1,5СоО 0,5 - 2,5Данное стекло выбирается нами запрототип Оно характеризуется довольно30 высокой химической устойчивостью и твердостью, растекается при сравнительно низкой температуре. Может быть согласовано сферритами по термическому расшИрению.Однако это стекло имеет существенные не 35 дОстатки; растравливает феррит и образуетбольшое количество пузырьков при спаивании элементов магнитных головок в атмосфере инертного газа, характеризуетсянедостаточной кристаллизационной устой 40 чивостью. Это исключает воэможность егоиспользования для изготовления магнитныхголовок,Целью изобретения. является снижение интенсивности коррозионного рас 45 травливания поверхности ферритовыхмагнитопроводов и количества пузырьковв стеклянной части спая, а также повышение кристаллизационной устойчивостистекла.Поставленная цель достигается тем,что стекло для спаивания элементов магнитных головок, включающее Я 02, ВгОз,Ма 20, 020, МдО, ЕпО, СаО, А 20 з и 1.агОз,дополнительно содержит К 20 и ЗЬ 20 з приследующем соотношении компонентов,мас,%:902 50, 11-56,71В 20 з 16,13 - 19,36МагО 11.49 - 15,60020 3,02 - 5,075 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Мцо 0,01-2,72 ЕпО 0,01-1,52 СаО 3,03-7,50 А 20 з 0,47-1,57 3 а 20 з 0,01-10,07 К 20 0,01 - 1,47 ЯЬ 20 з, 0,27-0,49 Обычно при.использовании для спаивания ферритовых магнитопроводов стекол рассматриваемого типа, содержащих сверх 10% оксида бора, имеет место интенсивное коррозионное растравливание поверхности магнитопроводов, а в стеклянной части спая образуется большое количество пузырьков, особенно в присутствии оксида калия. Однако при отработанном отпимальном соотношении компонентов присутствии в предложенном стекле оксидов бора и калия в указанном количестве делает его значительно менее склонным к коррозионному растравливанию феррита и к выделению пузырьков при спаивании, обеспечивает ему большое преимущество перед прототипом по кристаллизационной устойчивости, Более высокий уровень указанных свойств предложенного стекла достигнут за счет более полного использования фактора координационного состояния бора и полищелочного эффекта, а также за счет использования выявленной зависимости газо- насыщенности стекла от состава и температуры. Существенному снижению склонности образовывать пузырьки при спаивании элементов магнитных головок способствовало введение в состав стекла оксида сурьмы,В табл. 1 приведены конкретные примеры составов предлагаемого стекла, в табл, 2 - его свойства: температурный коэффициент линейного расширения ТКЛР) а в ин. тервале 20-300 С и температура начала деформации Тдеф определенные с помощью дилатометра ДКВА при нагреве образцов стекла размерами 50 х 4 х 4 мм со скоростью 3 С/мин; температура растекания Траст при которой краевой угол смачивания ферритовой подложки становится менее 15, микротвердость по Виккерсу Н, определенная с помощью микротвердомера ПУТпо стандартной методике; период времени г до появления первых признаков изменения микрорельефа исходной поверхиости ферритовых магнитопроводов, полированной до 14 класса шероховатости количество пузырьков И в объеме 0,1 мм стеклянной части спаянного блока магнитных головок; потери массы Р, образцов диаметром 20 мм, высотой 8 мм при выдержке в течение 1 часа в 5-ной щавелевой кислоте при комнатной температуре; потери массы Рщ образцов тех же размеров при кипячении в 10-ном .растворе йаОН в течение 1 часа; период времени Я до появления первых признаков кристаллизации на поверхности растекающейся по ферритовой подложке капли стекла при температуре растекания в атмосфере инертного газа.Стекла синтезируются в платиновом или корундовом тигле при температуре 1330 С, Как видно из табл, 2, предлагаемое стекло характеризуется значительно меньшей интенсивностью коррозианного растравливания. поверхности ферритовых магнитопроводов и образования пузырьков при спаивании (обычно в течение 15 мин при температуре растекания), а также существенно более высокой кристаллизационной устойчивостью по сравнению с прототипом, не уступает по твердости марганец-цинковым ферритам, хорошо согласуется с последними по термическому расширению.Высокий уровень химической устойчивости предлагаемого стекла обеспечивается значительным содержанием кремнезема, Кислотоустойчивость стекла существенно сни:кается, если одержание кремнезема становится менее 50,11. Увеличение его количества более 56;710 приводит к заметному повышению температуры растекания.Если содержание В 20 з становится менее 16,13, существенно интенсифицируется коррозионное растравливание феррита и снижается кристаллизациоиная устойчивость стекла. При увеллчении его количества сверх 19,3 боь резко. снижается химическая устойчивость стекла,Низкая температура растекания. высокая адгезия предлагаемого стекла к ферриту и кристаллизационная устойчивость обеспечиваются при указанном содержании оксидов натрия, лития и калия, 1 ри содержании этих оксидов в количестве менее 11,49; 3,02 и 0,01 ф соответственно, температура растекания мметно повышается. При увеличении их содержания, соответственно, сверх 15,60, 5,07 и 1.47 существенно снижается химическая устойчивость стекла,Повышению химической устойчивости предлагаемого стекла способствует присутствие в нем оксидов магния и цинка, Это становится заметным, если их содержание оказывается не менее 0,010 для каждого, При содержании этих оксидов в количестве более соответственно 2,72 и 1,52 ), снижается кристаллизационная устойчивость стек1772089 Таблица 1 вблица 2 Сост Техр ель Н,МаксимМ.Моргентал Редакт орректор Н.Слободяни Заказ 3811 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям и 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 НТ СССР Производственно-издательский комбинат "Патент". г, Ужгород, ул.Гагарина, 10 ла, Количество пузырьков в стеклянной части спаев, существенно увеличивается, еслисодержание оксида сурьмы оказывается менее 0,27 О,. Повышение его содержания более0,49 ф приводит к снижению химической устойчивости стеклаПовышение интенсивности коррозионного растравливания феррита и образования пузырьков при спаивании становится. заметным также, если содержание оксидов 10кальция, алюминия и лантана оказываетсяменее 3,03; О;47 и 0,01 ф 6, соответственно.,При содержании. этих оксидов более, соответственно, 7.50", 1,57 и 10,07 ОВ. существенно снижается кристаллизационная 15устойчивость стекла, .Предлагаемое стекло характеризуетсяблагоприятным сочетанием всех перечисленных выше свойств,.его применение дляформирования рабочих. зазоров и других 20соединений магнитных головок позволитсущественно повысить уровень технологии их производства, надежность и долговечность,Формула изобретения Стекло для спаивания элементов магнитных головок, включающее Я 02, ВгОз, иагО, .20, МдО, ЕпО, СаО, А 20 з,агОз, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью снижения интенсивности коррозионного растравливания поверхности ферритовых магнитопроводов и количества пузырьков в стеклянной части спая, а также повышения кристаллизационной устойчивости стекла, онО дополнительно содержит К 20 и ЯЬгОЗ при следующем соотношении компонентов, мас. В,;Я 02 . 50,11 - 56,71; В 20 з . 16,13-19,36; Йа 20 11,49-15,60; . 203,02 - 5,07, МдО, 0,01-2,72;Еп 0 0,01-1,52;Са 0.3,03 - 7,50;А 20 з0,47 - 1,57,а 20 з, 0,01-10,07; К 20 0,01-1,47;ЯЬ 20 з 0,27 - 0,49,