Способ изготовления герметичных сварных соединений Советский патент 1984 года по МПК B23K11/14 

00

СП

Изобретение относится к герметизации корпусов при помощи электрической импульсной сварки, в частности металлических корпусов электронных схемных элементов с удлиненными сварными швами.

Известен способ получения герметичного затвора металлических корпусов при помощи импульсной сварки, при котором для малогабаритных корпусов, например, для транзисторов, подготовка свариваемых частей корпуса осуществляется простым плоским образование.м областей сварки. Для корпусов с удлиненным сварным швом, например для корпусов интегральных или гибридных схем, образуется кольцевой рельеф на одной из свариваемых частей корпуса, называемый также усилением шва.

При сварке образуется преимущественно из материала рельефа шов с чечевицеобразным сечением, который считается особенно прочным при сцеплении (Наката С., Нишикава М. Исследование рельефной сварки. - «Япан вельдинг сосайети, Токио 46 (1977), 10, с. 735-741).

Наиболее близким к изобретению является способ изготовления герметичных сварных соединений корпусов, преимущественно электронных схе.мных эле.ментов, при котором на одной части корпуса свариваемую поверхность выполняют плоской, на свариваемой поверхности второй части корпуса образуют кольцевой рельеф, на указанные поверхности наносят химическим путем никель-фосфорное покрытие, затем собирают обе части корпуса и сваривают электрической импульсной сваркой (Gingg Н, Gautsch М. Применение техники сварки сопротивлением для герметизации корпусов электронных схемных элементов. - «Швайстехник, «Цюрих 67 (1977), И, с. 258-262).

Известно, что пропорционально к длине сварного шва растут требования к герметической точности участвующих при сварке элементов конструкций, таких, как усиление njBa, противоположная плоская поверхность и места приложения электродов для достаточно равно.мерного распределения сварочной энергии по длине сварочного шва. Это достигается приемлемыми затратами для сварных швов до 100 мм, когда длина увеличивается, необходимая точность достигает технических или экономических пре.;1,елов.

Получают прочные, но по отношению к герметичности ненадежные сварные соединения, что также невозможно избежать при помощи повышения подачи сварочного тока, так как при этом вследствие повышения температуры корпуса электронные схемные элементы или проходные изоляторы из стекла могут разрушаться.

Целью изобретения является сокращение затрат на производство частей корпуСОВ, при которых требуется герметично сваривать швы с длиной выше 100 мм с помощью электрической импульсной сварки.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу изготовления герметичных сварных соединений корпусов, преимущественно электронных схемных элементов, при котором на первой части i opnyca свариваемую поверхность выполняют плоской, на свариваемой поверхности второй части

О корпуса образуют кольцевой рельеф, на указанные поверхности наносят химическим путем никель-фосфорное покрытие, затем собирают обе части корпуса и сваривают электрической импульсной сваркой, кольцевой рельеф второй части корпуса выполняют большей твердости и электропроводности, чем у плоской поверхности первой части корпуса, а никель-фосфорное покрыгие выбирают с содержанием фосфора 4-11%.

Кроме того, с целью обеспечения заданной разности твердостей между кольцевым рельефом второй части корпуса, выполнен110Й в виде крышки, и плоской поверхностью первой части корпуса, выполненной в виде цоколя с проходными стеклянными изоляторами, меньшую твердость плоской поверхности получают путем термической обработки при вплавлении проходных стеклянных изоляторов в цоколь.

Q Изобретение позволит распределить подаваемую сварочную энергию более равномерно и выполнить герметичный сварной шов большей длины.

При электрической импульсной сварке частей корпуса, одна из которых и.меет

5 кольцевой рельеф, а другая имеет практически плоскую поверхность сварки и образует прилегающий к профилю вдавленного кольцевого рельефа сварной шов с желобообразным сечением, кольцевой рельеф выполняют с твердостью по меньшей мере на

0,3 кН/мм НВ выше, чем твердость плоской поверхности сварки, и электрическая проводимость материала кольцевого рельефа по меньшей мере в 2,5 раза выше, чем проводимость .материала плоской поверх ности сварки. В большинстве случаев принудительно с этим и повышается теплопроводимость .материала кольцевого рельефа.

Оказалось, что хи.мическое нанесение перед сваркой на плоскую поверхность сварки или на кольцевой рельеф слоя никеля

0 толщины 2-10 мк с содержанием фосфора 4-1 1% не только повышает прочность, предотвращает образованием пассивных поверхностных слоев, но и улучшает образованием шва с желобообразным сечением таким образом, что повышается отношение .между растянутой длиной и толщиной сечения сва)ного шва.

При изготовлении корпуса со стеклянными проходными изолятора.ми целесообрй

но нахождение плоской поверхности сварки на цокольной части корпуса и использование необходимой термической обработки при вплаолений стеклянных изоляторов, чтобы получить предусмотренную разность твердостей между материалом цоколя и крышки для получения кольцевого рельефа.

Пример. На цоколь из сплава FeNi 23 Со 20, в который вплавлены стеклянные проходные изоляторы и у которого находится плоская поверхность сварки и вследствие термообработки при вплавлении имеется твердость приб. в 1,2 кН/мм НВ, наносится слой никеля толщиной 4-6 мк с содержанием фосфора приб. 8% путем химического осаждения. Подходящая к цоколю крышка из никеля получает путем щтамповки усиление щва длины более чем 100 мм, причем материал посредством выбора степени деформации получает твердость усиления шва по меньшей мере 1,6 кН/мм .

Цоколь и крышку соединяют электрической импульсной сваркой, причем предлагаемым усилением шва крышка вдавливается в плоский сварной край цоколя и вместе со слоем NiP образуется герметичный сварной шов с желобообразным сечением. Предлагаемый способ позволяет изготовлять детали (цоколь и крышка) со значительно большими производственными допусками, так как проникновение усиления шва в плоскую поверхность сварки значительно выравнивает разные переходные сопротивления и подаваемая этим сварочная энергия достаточно равномерно распределяется по всей длине сварного шва.

Кроме того, желобообразное сечение шва по сравнению с чечевицеобразным сечением имеет увеличенную длину герметизации и таким образом повышается надежность герметического уплотнения корпуса.

Признано изобретением по результатам экспертизы, осуществленной Ведомством по изобретательству Германской Демокраической Республики.

1. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ГЕРМЕТИЧНЫХ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ корпусов преимущественно электронных схемных элементов, при котором на первой части корпуса свариваемую поверхность выполняют плоской, на свариваемой поверхности второй части корпуса образуют кольцевой рельеф, на указанные поверхности наносят химическим путем никельфосфорное покрытие, затем собирают обе части корпуса и сваривают электрической импульсной сваркой, отличающийся тем, что, кольцевой рельеф второй части корпуса выполняют большей твердости и электропроводности, чем у плоской поверхности первой части корпуса, а никель-фосфорное покрытие выбирают с содержанием фос фора 4-11%. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью обеспечения заданной разности твердостей между кольцевым рельефом второй части корпуса, выполненной в виде крышки, и плоской поверхностью первой части корпуса, выполненной в виде цоколя с про.ходными стеклянными изоляторами, i меньшую твердость плоской поверхности получают путем термической обработки (Л при вплавлении про.ходных стеклянных изоляторов в цоколь.