СТЕКЛО ДЛЯ СПАИВАНИЯ С МАТЕРИАЛАМИ ПЛАТИНОВОЙ ГРУППЫ Российский патент 1994 года по МПК C03C8/24 

Изобретение относится к электронной и электровакуумной промышленности и может быть использовано для получения прочного спая стекла с платинитом или с другими материалами платиновой группы.

Известно стекло, включающее РbO, B₂O₃, BaO, LiF, Al₂O₃ + SiO₂ [1].

Наиболее близким является состав стекла для спаивания с материалами платиновой группы, содержащим, мас.%: SiO₂ 37-42; Al₂O₃ 1-3; ZnO 6-12; PbO 38,5-42,5; Na₂O 2,7-4,0; K₂O 4,6-7,1 [2].

Недостатком известного стекла является невысокий выход годной продукции. Оно имеет высокую температуру капсулирования - выше 690^оС при вязкости 10⁶ П, что ведет к частому выходу из строя кристалла при капсулировании, что обуславливает низкие выход годной продукции и низкую производительность техпроцесса капсулирования.

Целью изобретения является повышение производительности техпроцесса капсулирования при изготовлении диодов и выхода годной продукции за счет снижения температуры спаивания стекла и снижения диффузионного перехода из стекла отравляющих диод ионов щелочных металлов.

Это достигается тем, что стекло для спаивания с материалами платиновой группы содержит, мас.%: SiO₂ 32-36; B₂O₃ 0,1-3,0; PbO 54-61; K₂O 0,5-5,0, по крайней мере один оксид из группы As₂O₃ и Sb₂O₃ 0,3-0,6, причем сумма СuO и К₂O равна 3,5-7.

Конкретные составы стекол и их свойства приведены в таблице.

Как видно из данных, предлагаемые стекла обладают в сравнении с прототипом более низкими на 20-50^оС значениями температур начала размягчения при вязкости 10^11,5 П и спаивания при вязкости 10⁶ П.

Стекла получают плавлением смеси окислов, углекислых и азотнокислых солей в кварцевых или керамических сосудах емкостью 100-720 л. Расплав перемешивают мешалкой, отливают в форме и отжигают. Затем плита разделывается на заготовки, из которых изготавливают капилляры путем вытягивания при повторном разогреве стекла. Капилляры могут быть вытянуты различными способами: из предварительно изготовленной из заготовки крупногабаритной трубки, непосредственно из жидкой стекломассы с помощью фильеры или другими способами. Затем протяженный капилляр разрезается на миниатюрные капсулы, в которые капсулируется (впаивается) кремниевый кристалл и конструктивные элементы диода.

В изделии благодаря снижению температуры спаивания и уменьшения или исключения диффузии вредных для диода щелочных металлов Na и Li значительно (в 1,5 раза) повышена производительность техпроцесса капсулирования и увеличен (в 1,2 раза) выход годной продукции.

Использование: в электронной и электровакуумной промышленности для получения прочного спая стекла с материалами платинитовой группы, в частности для капсулирования (впаивания) кремневых диодов. Сущность изобретения: стекло для спаивания с материалами платиновой группы содержит, мас.%: оксид кремния - 32 - 36 SiO₂ ; оксид бора 0,1 - 3,0 БФ B₂O₃ ; оксид свинца 54 - 61 БФ РвО; оксид калия 0,5 - 5,0 БФ K₂O ; оксид меди 0,1 - 5,0 БФ CuO₂ ; по крайней мере один оксид из группы оксида мышьяка и оксида сурьмы 0,3 - 0,6 БФ As₂O₃ и Sb₂O₃ , причем сумма оксида меди и оксида калия 3,5 - 7. Характеристика стекла: температура спаивания 650 - 660°С. Производительность техпроцесса капсулирования при изготовлении диодов увеличена в 1,5 раза, выход годной продукции увеличен в 1,2 раза. 1 табл.

СТЕКЛО ДЛЯ СПАИВАНИЯ С МАТЕРИАЛАМИ ПЛАТИНОВОЙ ГРУППЫ, включающее SiO₂, PbO, K₂O, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности техпроцесса капсулирования при изготовлении диодов и выхода годной продукции за счет снижения температуры спаивания стекла и снижения диффузионного перехода из стекла отравляющих диод ионов щелочных металлов, оно дополнительно содержит Cu₂O, B₂O₃ и по крайней мере один оксид из группы As₂O₃ и Sb₂O₃ при следующем соотношении компонентов, мас.%:
SiO₂ 32 - 36
PbO 54 - 61
K₂O 0,5 - 5,0
Cu₂O 0,1 - 5,0
B₂O₃ 0,1 - 3,0
по крайней мере один оксид из группы As₂O₃ и Sb₂O₃ 0,3 - 0,6,
причем сумма Cu₂O и K₂O равна 3,5 - 7.