СПОСОБ ВАКУУМПЛОТНОГО СОЕДИНЕНИЯ КЕРАМИКИ ИЗ НИТРИДА БОРА С МЕТАЛЛАМИ Советский патент 1994 года по МПК B23K1/20 C04B37/02 

Изобретение относится к пайке, в частности к способу вакуумплотного соединения керамики из нитрида бора с металлами, и может быть использовано в электронной и радиоэлектронной промышленности.

Известен способ соединения пиролитического нитрида бора с помощью активного покрытия на основе титана, циркония или их гидридов, при котором на охватывающую поверхность нитрида бора наносится активное покрытие, после чего производится сборка узла и пайка его с помощью твердых припоев в вакууме или инертном газе. Этот способ очень критичен к степени очистки инертного газа или к снижению вакуума в процессе пайки. При незначительном отклонении от установленных норм наблюдается подкисление активного покрытия, что приводит к несмачиванию припоем бора и непропаю.

В процессе пайки по этому способу расплавленный припой стекает по манжете, одновременно взаимодействуя с активным покрытием, при этом в первый период пайки между манжетой и нитридом бора образуется зазор, незаполненный припоем. Затем припой, обогащенный активным металлом, начинает смачивать поверхность нитрида бора и поднимается в зазоре между соединяемыми поверхностями, образуя паяный шов. При незначительном увеличении зазора между соединяемыми поверхностями за счет снижения класса точности изготовления деталей процесс образования паяного шва по всему периметру затягивается, что снижает качество получаемого соединения. При этом, как и в указанном ранее способе, возможны натеки припоя на торцевую поверхность нитрида бора.

Кроме того, при сборке таких соединений возможно скалывание активного покрытия при соприкосновении его с внутренней поверхностью манжеты, в которую вставляется нитрид бора. В результате затрудняется смачивание поверхности нитрида бора припоем в месте скола покрытия, что приводит к непропаю.

Целью изобретения является повышение качества паяных соединений за счет активации поверхности нитрида бора.

При осуществлении способа вакуумплотного соединения керамики из нитрида бора с металлами контактно-реактивной пайкой на паяемую поверхность нитрида бора наносят активное покрытие на основе титана, циркония или их гидридов, на активное покрытие дополнительно наносят покрытие из неактивного металла, например меди или никеля, которое смачивается выбранным для пайки припоем, после чего производят пайку неактивными припоями. Кроме того, перед нанесением активного покрытия на поверхности керамики, подлежащие соединению, предварительно протачивают канавку или несколько кольцевых канавок глубиной не менее толщины активного покрытия, которые располагают в центральной части паяного соединения. Крайние канавки отстоят от внешних плоскостей скольжения на расстояние 0,05-0,15 ширины паяного соединения. Канавки выполняют параллельно движению припоя и совпадающими с плоскостями скольжения нитрида бора.

Покрытие из неактивного металла, которое наносят на активное покрытие, предохраняет последнее от возможного подкисления в случае плохой очистки инертного газа или снижения вакуума при пайке, а также способствует более быстрому контакту расплавленного припоя с активным покрытием вследствие задержки расплава припоя в порах покрытия из неактивного металла как в капиллярах, что приводит к более быстрому и качественному образованию соединений между нитридом бора и металлом.

Проточка одной или нескольких кольцевых канавок на поверхности нитрида бора, подлежащей соединению с металлом, обеспечивает предохранение нанесенного в канавки активного покрытия от скалывания в процессе сборки охватывающего соединения, что повышает выход годных соединений после пайки. Кроме того, на краевые выступы, образующиеся при проточке канавки, не наносится активное покрытие, в результате чего процесс образования паяного шва на этих выступах проходит медленнее, чем в канавке, и таким образом, исключается затекание расплава активного припоя на торцевую поверхность диска из нитрида бора.

П р и м е р. Проводилась пайка дисков из нитрида бора с медью. Перед пайкой охватывающую поверхность дисков протачивали с образованием канавки глубиной 50 мкм. Затем на обработанную поверхность наносили активное покрытие из гидрида титана толщиной 35-40 мкм, после чего на одну партию дисков наносилось медное покрытие толщиной 10 мкм, на другую - покрытие из порошка никеля такой же толщины.

Пайка осуществлялась медно-серебряным эвтектическим припоем ПСр72В в атмосфере аргона при 840^оС. В результате пайки выход годных узлов с медным покрытием составил 100% , с покрытием из никеля 90% . Одновременно производилась пайка дисков из нитрида бора с медью известным способом с помощью активного покрытия. Выход годных узлов в этом случае составил 50% . Полученные результаты свидетельствуют о значительном повышении выхода годных после пайки по предлагаемому способу. (56) Технический отчет по теме "5689". Разработка и внедрение типовой конструкции и технологии изготовления окон выводов энергии из борнилиста диаметром до 5 мм. М. : НИИ "Титан", N 345, 1977 г.

Патент Франции N 2217290, кл. С 04 В 37/00, 06.09.74.

Изобретение относится к пайки, в частности к способу вакуумплотного соединения керамики из нитрида бора с металлами, и может быть использовано в электронной и радиоэлектронной промышленности. Цель изобретения - повышение качества паяных соединений за счет активации поверхности нитрида бора. На поверхности детали из нитрида бора параллельно движению припоя протачивают канавки совпадающие с плоскостями скольжения нитрида бора. Затем наносят активное покрытие на основе титана, циркония и их гидридов и осуществляют пайку. Канавки выполняют с глубиной не менее толщины активного покрытия и располагают в центральной части паяного соединения. Крайние канавки отстоят от внешних плоскостей скольжения на расстоянии 0,05 - 0,15 ширины паяного соединения. На активное покрытие может быть нанесено неактивное покрытие из медного порошка толщиной 0,1 - 0,5 от толщины активного покрытия. Выход годных узлов с медным неактивным покрытием составляет 100% , из никеля - 90% . 1 з. п. ф-лы.

1. СПОСОБ ВАКУУМПЛОТНОГО СОЕДИНЕНИЯ КЕРАМИКИ ИЗ НИТРИДА БОРА С МЕТАЛЛАМИ контактно-реактивной пайкой, при котором на паяемую поверхность нитрида бора наносят активное покрытие на основе титана, циркония или их гидридов, затем производят пайку, отличающийся тем, что, с целью повышения качества паяных соединений за счет активации поверхности нитрида бора, на поверхности детали из нитрида бора параллельно движению припоя протачивают канавки, совпадающие с плоскостями скольжения нитрида бора, при этом канавки с глубиной не менее толщины активного покрытия располагают в центральной части паяного соединения и крайние из них отстоят от внешних плоскостей скольжения на расстоянии 0,05 - 0,15 ширины паяного соединения. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что на активное покрытие дополнительно наносят неактивное покрытие из медного порошка толщиной 0,1 - 0,5 от толщины активного покрытия.