Стекло для спаивания с металлами Советский патент 1983 года по МПК C03C3/08 

1C

o

05 00 Иарбретеюю относится к получению спаев стекла с металлами) гфвменяемых в влектровной и радиоалектронной лрсмыш ;левности, и может быть использовано для {герметизации металлостоиштхых узлов, ивготовленньп из алюминия, меди и их сплавов и предлагаемого стекла в качестве изолятора без применения припоя и спе пиальной офаботки поверхности металла а также в качестве тонкопленочных покрытий.. Известно стекло для соепивевия с металлом CID содержащее, мае, %: Si 02 28,4-36,0; РЪО 25,,О; 1102 2,О 12,0; 2,5-5,5; 4,5-11,4; NoijO 10,0-14,0; Li20 2,5-3,5; 4020 0,3-1,0; 51г2 Oj 2,0-4,О. Недостатком этого стекла является наличие в составе окиси свинца, которая восстанавливается при спаивании и резко снижает диэлектрические характеристики ртекла. Наиболее близким к предлагвгау ому по теоошческой сущности и достигаемому результату является стекло С 21, содержащее, мае. %: SiO 23,О-25,О; во О, 13,0-14,0; NOI20 17,О-19,О; lO,O;L-i20 2,О-4,О; 7,0-9,0; 3,5-4,5; Со О О,,7;2пО tO, 13,0; CofO 6,0-8,0. Однако это стекло характеризуется ввакой химической устойчивостью к воде (пютери веса после кипячения порошка стекла в воде в течение 5 ч 5,7-9,2%), невысокими диэлектрическими свойствами, а также наличием в составе дорогих и дефишггных окислов Т1ггана, кобальта и дантана. Цель изобретения - повышесгае химической стойкости, диэлектрических свойств и коэффш1ие1гга термического расширения. Поставленная цель достигается тем, что стекло, включающее Si 02 , N«20 , KgO , 1,2 , CdO , дополнтгельно содержит CoiO , SnO, , С-иО при следующем соотнош ии компонентов, мае. %: 5 0223,0-24,0 %0з13,0-14,0 ,0-18,0 10,0-12,0 2,5-3,0 16,6-17,0 3,0-4,О 7,О-9,5 2,3-2,5 0,2-0,4 Стекло варят в печи с мазутным обогревом в одно- и трехлитровых кварцевых тиглях при 1100°С. Шихту составляют из реактивов марки Ч и ХЧ. Для определения коэффициента термического , расширения стрела отпивают в виде штабиков и в виде дисков для измерения . диэлектрических характеристик. Температура отЖига стекла 35О С. Состав стекол представлен в табл. 1. В табл. 2 приведены физико-химические свойства стекол. Т а б л и ц а I

СТЕКЛО ДЛЯ СПАИВАНИЯ С МЕТАЛЛАМИ, включакадее BiO N01,0 , . К,,0 ZnO саос целью повышения химической стойкости, диэлектрических свойств и коэффициента термического расширения, оно дополнительно содержит СаО, 5п02 , СиО при следующая соотношении компонентов, мас.% , 23,,0 баОз 13,,О Noi20 17,0-18,0 К20 10,0-12,0 LijO 2,5-3,0 2nO 16,6-17,0 CdO 3,0-4,0 СаО 7,0-9,5 Sn02 2,3-2,5 CUO 0.2-0.4

24,0 13,5 3,7 9,0 17,О 17,0 10,0 3,О

23,0 13,0 3,0 9,5 17,0 18,О 11,0 3,О

24,О 14,0 4,0 7,О 16,6 17,0 12,О 2,5

0,3

2,5

0,2

2,3

0,4

2,5

16О

385

159

152

386 Стекло ве кристаллизуется 1фи т моофаботке в течение I ч в. градиевтной печи до II00° С и имеет высокий кбзффициент линейного термического расшщзения {152-160) Ю гред-в интервале температур бО-ЗОО С. Спаивание сгекоп с алюмини с и его сплавами и медными сплавами проводят в муфеле в атмосфере воздуха. Спаивание меди со стйслом проводят в атмосфере азота. Для спаивания используют обрааиы стекла в ввде обезжиренных монолитных кусочков и обезжиренные пластшши металлов. Краевой угол смачивания стеклами метатпшческнх подложек определяют по методике лежашей кашга. Угол смачявакия на воздухе стеклом подложек из алюмишш и его сплавов и медных сплавов при 850с составляетЗО-45 , а .угол на меди при спаивании со стеклом

Та6липа2

0,35

0,2

0,2.4- to10

0,47

0,25 - ЮЧО

0,46 В атмосфере азота составляет 30° , что свидетельствует о хорош смачивакяцеК способности стекол. Контроль герметичности образов производят масс-спектрометрическим Методом с помогщз/ю г&аявкзго течеискателя типа ПТИ-7. Объектами испытаний служат металлические пластинки с отверстиями, герметизированные стелами. Стекла дают вакуум-плотный спай с алюминием техническгад, медью (M-t) . и сплавами марок АВ, АВТ, АД, АД1-О, АМц, AJVU-5, АМГ-6, АЛ-3, АЛ-9, Д-16, Л-9О, Л-62, ЛС-59, Бр6-2. Натекание гелия м едыпе 1,О Ю Для получения гермет РШого спая с алюминие1М||ми сплавами и :штунями ЛС59, и Л-62 не требуется специальная подготовка шжерхности металтю. Медь M-t и сшиузы - Бр6-2 и Л-9О перед спаиванием прошкуриваются для снятия с повархЕостя.окисленного слоя.