Паста для герметизации индикаторных приборов Советский патент 1992 года по МПК C09D1/08 C09D5/34 C09D1/08 C09D133/04 

Изобретение относится к технологии индикаторной техники, в частности к технологии герметизации изделий, и может быть использовано при изготовлении в условиях серийного производства электролюминесцентных, газоразрядных, вакуумных люминесцентных и других приборов

Из всех известных составов для герметизации вакуумных индикаторных устройств наиболее перспективными являются герметизирующие пасты, содержащие помимо органических веществ стеклоприпои.

Причем стеклоприпои могут быть двух типов: стекловидными илирасстекловываю- щимися. Стекловидные припои являются термопластичными материалами которые плавятся и текут при одних и тех же температурах каждый раз, когда они расплавляются. Расстекловывающиеся припои (стеклоцементы) относятся к классу термореактивных материалов, у них температура повторного плавления превышает температуру первого плавления.

Наиболее близким аналогом по техническим свойствам (прототипом) к предлагаемому составу является герметизирующая паста, состоящая из кристаллизирующего стеклоприпойноп: порошка и органического связующего, функции которого выполняет смесь очищенной малосернистой нефтяной фракции нафтенового ряда, вини- лалкилоеого соединения в виде полимера мол.м. 1500-5000, аммониевой соли высших жирных кислот в определенной пропорции

Паста наносится на корпус индикатора методом трафаретной печати, допускает термосушку при 230-400°С, обеспечивает толщину слоя до 400± 20 мкм, вжигается при 460-480°С, герметик обладает низкой газопроницаемостью, низким собственным газоотделением и обеспечивает сохранение в объеме индикатоора вакуума 10 ь мм рт ст

Существенные недостатки заключаются в том, что по реологическим свойствам паста малопластична, обладает высокой растекаемостью при трафаретной печати,

Ё

1

Јь О СО Ю

ю

нестабильна по вязкости, имеет место локальная несмачиваемость поверхности подложки; при термосушке и вжигании пасты за счет испарения сернистых соединений из растворителя происходит деградация поверхности низковольтного люминофора и отравление оксидного катода, при этом уменьшается яркость свечения индикаторов и снижается выход годных приборов в производстве; растворитель органического связующего представляет собой легковоспламеняющееся вещество, что составляет серьезную опасность в условиях серийного производства при применении больших количество этого материала,

Целью изобретения является улучшение реологических и печатных свойств пасты.

Указанная цель достигается тем, что паста для герметизации индикаторных приборов, содержащая стеклоцемент и органическое связующее, в качестве связующего содержит полибутилметакрилат мол.м. 500000-1 000 000 и дополнительно дибутил- фталат, алкилбензол, олеиновую кислоту и терпинеол при следующем соотношении компонентов, мае.ч.:

Стеклоцемент85-92

Полибутилметакрилат

мол.м. 500 00010000000,5-1,8

Терпинеол1,8-3,3

Дибутилфталат2.5-4,0

Алкилбензол 3,1-5,2

Олеиновая кислота0,1-0,7.

Применение в качестве органического связующего полибутилметакрилата мол.м 500 000-1 000 000 обеспечивает существенное улучшение вязкостно-реологических свойств пасты, придает ей тиксотропное поведение и стабильность вязкости при нахождении пасты на трафарете. При этом снижается растекаемость пасты, что дает возможность методом печати получить толстые слои и одновременно сохранить прецизионность печати - не хуже 200-300 мкм.

Постепенное удаление газообразных продуктов разложения при термодиструк- ции полибутилметакрилата приводит к тому, что кратеры, образованные в местах наиболее интенсивного выхода газов, успевают в дальнейшем закрыться, не нарушая целостности слоя. Продукты терморазложения полибутилметакрилата не содержат отравляющих элементов для низковольтного люминофора и оксидного катода.

Стабильность вязкостных свойств пасты на трафарете в течение длительного времени обеспечивается также применением в

качестве растворителя полимерного связующего низколетучего терпинеола - Т.кип. 210-219°С, d20 0;905.

Наряду с особенностями полимерной

структуры полибутилетакрилата, которые играют важную роль в формировании реологических свойств пасты, молекулярное взаимодействие связующего с дибутилфта- латом является дополнительным существенным фактором, определяющим печатные свойства пасты.

Улучшение смачиваемости поверхности подложки при печати достигается введением в состав пасты олеиновой кислоты, Олеиновая кислота выполняет функции поверхностно-активного вещества и ее действие проявляется в том, что при печати пасты практически не наблюдается локальных непропечаток и иных подобных дефектов, Кроме того олеиновая кислота способствует более качественному приготовлению пасты, а именно достижению высокогомогенного состояния за 10-20 мин. Введение алкилбензола, имеющего

температуру кипения 280-340°С, с одной стороны стабилизирует интервал кипения всей органической смеси, что благоприятно сказывается на процессе формирования монолитного слоя герметика при термосушке

пасты, с другой стороны, вносит дополнительный вклад в достижение необходимой вязкости.

Терморазложение всех органических составляющих пасты происходит с образованием простых продуктов типа С02, Н20, которые не оказывают отравляющего действия на люминофор индикатора и оксидный катод.

Таким образом, именно совокупность

таких факторов, как структура полимерного связующего, определенные химические характеристики органических компонент и добавок, особенности молекулярных взаимодействий компонент с различными функциопальными свойствами в смеси определяют тиксотропный характер пасты, соответственно малую растекаемость при печати, стабильное поведение вязкости в течение длительного времени, хорошие смачивающие свойства, монолитный герметик без пор и каверн с заданной толщиной.

Количественное соотношение компонент в пасте устанавливается исходя из двух условий - заданные свойства герметика (толщина, ширина, сплошность, монолитность) и вязкостно-реологические свойства пасты.

Пример. Паста изготавливалась путем смешивания компонентов в необходимых

соотношениях с последующей гомогенизацией в миксере.

В качестве стеклоцемента использовали цемент марки СЦН- 84-2) (можно СЦН- 91-1), коэффициент термического расширения которого совпадает с коэффициентом термического расширения щелочно-силикатного стекла, используемого в конструкции вакуумных люминесцентных индикаторов.

Было приготовлено три состава (см. табл. 1). Пасту наносили методом трафаретной печати на установке ЭВ - 8135 через сетчатые трафареты. Размер ячейки сетки составлял 1,0 х 1.0 мм, зазор между трафаретом и подложкой 2,0-3,0 мм. За счет изменения зазора и размера ячейки толщина герметика могла варьироваться в пределах 50-500 мкм. Термосушка пасты после нанесения осуществлялась в конвейерных многозонных печах при температуре 340 ±10°С в течение 1 ч. Вжигание пасты, т.е. операция герметизации прибора проводилась также в конвейерных многозонных печах при 460± ±10°С в течение 70 мин. Процессы термического обезгаживания и откачки приборов при 400°С осуществлялись на многопозиционных вакуумных постах, применяемых для

крупносерийного производства вакуумных люминесцентных индикаторов.

Испытания герметизирующих паст проводились на вакуумном люминесцентном индикаторе типа ИЛТ 6-30 М.

Результаты испытаний приведены в табл. 2.

Формула изобретения. Паста для герметизации индикаторных приборов, содержащая стеклоцемент и органическое связующее, отличающая - с я тем, что, с целью улучшения реологических и печатных свойств, она в качестве ор- ганического связующего содержит полибу- тилметакрилат мол.м. 500 000-1 000 000 и дополнительно дибутилфталат, алкилбен- зол, олеиновую кислоту и терпинеол при следующем соотношении компонентов, мае.ч.:

Стеклоцемент85-92

Полибутилметакрилат мол.м. 50000010000000,5-1,8

Терпинеол1,8-3,3

Дибутилфталат2,5-4,0

Алкилбензол3,1-5,2

Олеиновая кислота0.1-0,7

Таблица1

Сущность изобретения: паста содержит, мае.ч.: стеклоцемент 85,0-92,0 , полибутил- метакрилат с мол м. 500000-1000000 0,5-1,8 ч, терпи- неол 1,8-3,3, дибутилфталат 2,5-4,0; алкилбензол 3,1-5,2; олеиновая кислота 0,1-0,7. Пасту готовят смешением компонентов с последующей гомогенизацией в миксере. Пасту наносят методом трафаретной печати через сетчатые трафареты. Характеристика пасты: паста тиксотропна, хорошо смачивает поверхность трафарета, толщина слоя 20-300 мкм, растекаемость 80 мкм 2 табл.

Примечание. На 1000 г стеклоцемента 120 - 130 г связующего

Таблица2