СПОСОБ ПАЙКИ КЕРАМИКИ С МЕТАЛЛОМ Российский патент 1995 года по МПК B23K1/00 

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано при изготовлении составных пьезокерамических преобразователей для электромеханических фильтров.

Известен способ изготовления составных пьезокерамических преобразователей, включающий пайку пьезокерамических элементов и металлических резонаторов и последующую поляризацию пьезокерами- ческих элементов [1]
Недостатком этого способа является большая длительность процесса изготовления, а также невозможность достижения максимальной пьезоактивности пьезокерамических элементов. Это обусловлено тем, что с целью исключения распайки преобразователей поляризацию осуществляют при температуре, значительно ниже оптимальной, которая находится вблизи температуры точки Кюри пьезоматериала.

Известен способ изготовления составных пьезокерамических преобразователей, включающий пайку предварительно поляризованных пьезокерамических элементов к металлическому резонатору [2]
Недостатком способа является наличие частичной термической деполяризации материала пьезокерамических элементов, что не позволяет максимально реализовать пьезоэлектрические свойства составного пьезокерамического преобразователя.

Наиболее близким к изобретению является способ пайки керамики с керамикой и стекла с металлом, включающий нагрев соединяемых материалов до температуры пайки с подведением к ним постоянного электрического напряжения, причем положительный потенциал подводят к керамике, отрицательный к металлу [3]
Целью изобретения является повышение выхода годных пьезокерамических преобразователей, изготавливаемых способом пайки пьезокерамики с металлом.

Это достигается тем, что в известном способе пайки керамики с металлом, включающем нагрев паяемых материалов до температуры пайки с подведением к ним постоянного электрического напряжения, полярность подводимого напряжения, его величина и длительность воздействия устанавливаются следующим образом:
постоянное электрическое напряжение подводится к пьезокерамике и металлическому резонатору таким образом, чтобы направление вектора напряженности электрического поля совпадало с направлением вектора первоначальной поляризации пьезокерамики;
величина напряженности электрического поля должна составлять не менее 0,3^. 10⁶ В/м;
отключение постоянного напряжения производят после охлаждения пьезокерамики до температуры ниже температуры точки Кюри.

Подключение указанным образом к пьезокерамическим элементам постоянного напряжения позволяет предотвратить термическую деполяризацию пьезоматериала в процессе пайки и таким образом реализовать в максимальной мере его пьезоактивность в составном преобразователе. Ограничение нижнего предела напряженности электрического поля обеспечивает эффективность предлагаемого способа. Максимальная величина напряженности ограничивается лишь электрической прочностью пьезокерамики. Приложение электрического поля в процессе охлаждения пьезокерамики также предотвращает распад сегнетоэлектрической фазы и термическую деполяризацию.

П р и м е р. Проводилась пайка составных пьезокерамических преобразователей пластинчатого типа, работающих на изгибных колебаниях первой гармоники. При этом к металлическому резонатору припаивались два пластинчатых пьезокерамических элемента таким образом, что направления первоначальной их поляризации были взаимно противоположными. Материал пьезокерамических элементов ЦТС-22, металлического резонатора сплав 44НХМТ, на поверхность металлического резонатора предварительно нанесено покрытие припоем ПОС-61. Перед пайкой производилась сборка пьезокерамических элементов и металлического резонатора и их фиксация специальными прижимами, одновременно выполняющими функцию электродов, подводящих постоянное напряжение к пьезокерамическим элементам. Нагрев металлического резонатора при пайке осуществлялся от металлической ленты-нагревателя, через которую пропускался ток промышленной частоты и которая также служила электродом для подведения постоянного напряжения. Продолжительность нагрева составляла 8-9 с, продолжительность воздействия постоянного напряжения 50-55 с от начала нагрева. Величина постоянного электрического напряжения составляла 330-350 В при толщине пьезоэлементов 0,3 мм.

В результате применения данного способа получены составные преобразователи с увеличенной пьезоактивностью, выход годных по данным опытной проверки увеличился с 50 до 90%
Использование данного способа позволяет сохранить максимальную степень поляризации пьезокерамических элементов в составном пьезопреобразователе; уменьшить разброс электрофизических характеристик составных пьезокерамических преобразователей.

Использование: пайка керамики с металлом при изготовлении составных пьезокерамических преобразователей для электромеханических фильтров. Сущность изобретения: при пайке пьезокерамики подключают постоянное электирическое напряжение с напряженностью электрического поля не менее 0,3·10⁶В/м и направлением, совпадающим с направлением первоначальной поляризации пьезокерамики, отключение напряжения производят после охлаждения пьезокерамики до температуры ниже точки Кюри.

СПОСОБ ПАЙКИ КЕРАМИКИ С МЕТАЛЛОМ, включающий нагрев до температуры пайки с приложением к керамике и металлу постоянного электрического напряжения, отличающийся тем, что при пайке пьезокерамики электрическое напряжение берут с напряженностью электрического поля не менее 0,3 · 10⁶ В/м и направлением, совпадающим с направлением первоначальной поляризации пьезокерамики, отключение напряжения производят после охлаждения пьезокерамики до температуры ниже температуры точки Кюри.