Изобретение относится к составам стекол для спаивания ферритовых элементов магнитных головок для звуко- и видеозаписывающих устройств и вычислительной техники. Может быть использовано также для изолирующих и герметизирующих покрытий в электронной технике.
В последние годы в области произ- водстза магнитных головок продолжался процесс перехода от использования для формирования рабочих зазоров тугоплавких стекол с температурой растекания 900-950°С к использованию стекол с температурой растекания 700-750°С. Предложенные различными авторами составы стекол с температурой растекания до 750°С в разной степени отвечают следующему комплексу максимальных требований, предъявляемых к стеклам
указанного назначения: твердость - не ниже твердости феррита (микротвердость по Виккерсу марганец-цинковых ферритов - 630-670 кгс/мм2); высокая адгезия к ферриту, обеспечивающая затекание расплавленного стекла в рабочий зазор на необходимую глубину; отсутствие склонности растравливать поверхность ферритовых магнитопроводов и образовывать пузырьки при формировании рабочих зазоров; отсутствие сколько- нибудь заметной кристаллизации; согласованность по термическому расширению со спаиваемыми материалами магнитных головок; кислото- и щелочеустойчивость.
Анализ предложенных решений показывает, что достижение высокого уровня всех свойств в одном стекле - задача чрезвычайно трудная, и обычно достижение выХ| ХЗ
Ю О 00
ю
сокого уровня одних достигается за счет снижения других.
В ходе разработки стекол особенно выражено стремление обеспечить сочетание пониженной температуры растекания с отсутствием склонности растравливать феррит и образовывать пузырьки при формировании рабочих зазоров и других соединений магнитных головок.
Без соответствия жестким требованиям по последним двум характеристикам, а также по согласованности термического расширения со спаиваемыми материалами и по адгезии к ним использовать стекло для изготовления магнитных головок не представляется возможным. Вместе с тем, от уровня химической устойчивости стекла и его твердости в значительной степени зависит производительность технологического процесса изготовления и выход годных магнитных головок, их надежность и долговечность при эксплуатации. Химическая устойчивость и твердость стекол для магнитных головок большинства опубликованных за последние годы составов весьма невысокие.
Опыт работы со стеклами, характеризующимися совокупностью температуры растекания не более 730°С и микротвердости по Виккерсу 680-750 кгс/мм , выявляет большие трудности по обеспечению еще и сочетания высокой химической устойчивости с отсутствием склонности растравливать поверхность ферритовых магнитопроводов и образовывать пузырьки при спаивании в атмосфере инертного газа. В приближении к максимуму всех указанных выше свойств стекол указанного назначения заключается в настоящее время основная, наиболее трудная задача их разработчиков.
Известно стекло для спаивания элементов магнитных головок, включающее, мас.%:
SI0236-46
В20з20,1-26,1
№200,2-21,5
LI202,3-12,3
МдО0,1-0,2
К200,1-0,2
5Ь2Оз0,2-0,3
ZnO9-14,2
ТЮ20,1-2
Zr020,3-6,1
Оно характеризуется благоприятным сочетанием низкой температуры растекания - 720-760°С и высокой микротвердо- сти - более 700 кгс/мм2. Стекло обладает хорошей адгезией к ферриту, согласуется с ним по термическому расширению, устойчиво к кристаллизации. Однако оно имеет следующие недостатки: его склонность к растравливанию феррита и к образованию пузырьков при формировании рабочих зазо- ров в атмосфере инертного газа заметно увеличивается даже при небольшом (10- 15°С) превышении оптимальной температуры спаивания и его продолжительности. Кроме того, это стекло является недостаточ- но кислотоустойчивым.
Наиболее близким к предлагаемому по химическому составу является стекло для спаивания, включающее, мас.%:
SI0253-71
А120з1,3-4
В20з4-12
СаО3,5-8
МдО1,3-4,2
N3209-16
LI204-8
ZnO0,5-10
и по крайней мере один из группы: Се02, 1а20з, Мй20з,
Рг20з0.1-1,5 СоО 0,5-2.5
Данное стекло выбирается нами за прототип. Оно характеризуется довольно высокой химической устойчивостью и твердостью, растекается при сравнительно низкой температуре. Может быть согласовано с ферритами по термическому расширению. Однако это стекло имеет существенные не- достатки: растравливает феррит и образует большое количество пузырьков при спаивании элементов магнитных головок в атмосфере инертного газа, характеризуется недостаточной кристаллизационной устой- чивостью. Это исключает возможность его использования для изготовления магнитных головок.
Целью изобретения является снижение интенсивности коррозионного рас- травливания поверхности ферритовых магнитопроводов и количества пузырьков в стеклянной части спая, а также повышение кристаллизационной устойчивости стекла.
Поставленная цель достигается тем, что стекло для спаивания элементов магнитных головок, включающее SI02, В20з, Na20t , MgO, ZnO, СаО, А120з и 1э20з. дополнительно содержит К20 и 8Ь2Оз при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Si0250,11-56,71
В20з16,13-19,36
Na2011.49-15.60
LI203,02-5.07
0.01-2,72
0,01-1,52
3,03-7.50
0,47-1.57
0.01-10,07
0,01-1,47
0,27-0,49
Обычно при использовании для спаивания ферритовых магнитопроводов стекол рассматриваемого типа, содержащих сверх 10% оксида бора, имеет место интенсивное коррозионное растравливание поверхности магнитопроводов, а в стеклянной части спая образуется большое количествр пузырьков, особенно в присутствии оксида калия. Однако при отработанном отпимальном соотношении компонентов присутствии в предложенном стекле оксидов бора и калия в указанном количестве делает его значительно менее склонным к коррозионному растравливанию феррита и к выделению пузырьков при спаивании, обеспечивает ему большое преимущество перед прототипом по кристаллизационной устойчивости. Более высокий уровень указанных свойств предложенного стекла достигнут за счет более полного использования фактора координационного состояния бора и полищелочного эффекта, а также за счет использования выявленной зависимости газо- насыщенности стекла от состава и температуры. Существенному снижению склонности образовывать пузырьки при спаивании элементов магнитных головок способствовало введение в состав стекла оксида сурьмы.
В табл. 1 приведены конкретные примеры составов предлагаемого стекла, в табл 2 - его свойства: температурный коэффициент линейного расширения (ТКЛР) от в интервале 20-300°С и температура начала деформации Тдеф, определенные с помощью дилатометра ДКВ-5А при нагреве образцов стекла размерами 50 х 4 х 4 мм со скоростью 3°С/мин; температура растекания Траст., при которой краевой угол смачивания ферритовой подложки становится менее 15°; микротвердость по Виккерсу Hv, определенная с помощью микротвердомера ПМТ-3 по стандартной методике; период времени т до появления первых признаков изменения микрорельефа исходной поверхности ферритовых магнитопроводов, полированной до 14 класса шероховатости- количестве пузырьков N в объеме 0,1 мм стеклянной части спаянного блока магнитных головок: потери массы Рк образцов диаметром 20 мм, высотой 8 мм при выдержке в течение 1 часа в 5%-ной щавелевой кислоте при комнатной температуре; потери массы Рщ образцов тех же размеров при кипячении в 10%-ном растворе NaOH в течение 1 часа: период времени S до по- явления первых признаков кристаллизации на поверхности растекающейся по ферритовой подложке капли стекла при температуре растекания в атмосфере инертного газа.
0 Стекла синтезируются в платиновом или корундовом тигле при температуре 1330°С. Как видно из табл. 2, предлагаемое стекло характеризуется значительно меньшей интенсивностью коррозионного
5 растравливания поверхности ферритоеых магнитопроводов и образования пузырьков при спаивании (обычно в течение 15 мин при температуре растекания), а также существенно более высокой кристаллиза0 ционной устойчивостью по сравнению с прототипом, не уступает по твердости марганец-цинковым ферритам, хорошо согласуется с последними по термическому расширению.
5 Высокий уровень химической устойчивости предлагаемого стекла обеспечивается значительным содержанием кремнезема. Кислотоустойчивость стекла существенно сни кьетс. ъслн одерж«чие
Q кремнезема становится менее 50,11%. Увеличение его количества более 56,71% приводит к заметному повышению температуры растекания.
Если содержание В20з становится ме5 нее 16,13%, существенно инт ксифициру- ется коррозионное растравливан-ие феррита и снижается кристаллизационная устойчивость стекла. При увеличении его количества сверх 19,36% резко снижается x-iQ мическая устойчивость стекла.
Низкая температура-растекания, высокая адгези предлагаемого стекла к ферриту и кристаллизационная устойчивость обеспечиваются пры указанном содержании сидов натрия, лития и калия. При содержании этих оксидов в количестве менее 11,49,- 3,02 и 0,01%. соответственно, температура растекания заметно повышается. При увеличении их содержания, соотп ветственно. сверх 15,60; 5,07 и 1.47% существенно снижается химическая устойчивость стекпа.
Повышению химической устойчивости предлагаемого стекла способствует присутствие в нем оксидов магния и цинка. Это
5
становится заметным, если их содержание оказывается не менее 0,01% для каждого. При содержании этих оксидов в количестве более соответственно 2,72 и 1,52 % снижается кристаллизационная устойчивость стекла. Количество пузырьков в стеклянной части спаев существенно увеличивается, если содержание оксида сурьмы оказывается менее 0,27%. Повышение его содержания более 0,49% приводит снижению химической устойчивости стекла.
Повышение интенсивности коррозионного растравливания феррита и образования пузырьков при спаивании становится заметным также, если содержание оксидов кальция, алюминия и лантана оказывается менее 3,03; 0.47 и 0,01%, соответственно. При содержании этих оксидов более, соответственно, 7,50: 1,57 и 10,07% существенно снижается кристаллизационная устойчивость стекла,
Предлагаемое стекло характеризуется благоприятным сочетанием всех перечисленных выше свойств, его применение для формирования рабочих зазоров и других соединений магнитных головок позволит существенно Повысить уровень технологии их производства, надежность и долговечность.
Формула изобретения
Стекло для спаивания элементов магнитных головок, включающее SI02, ВаОз. Na20, LI20, MgO, ZnO, СаО. , LaaOa, отличающееся тем, что, с целью снижения интенсивности коррозионного растравливания поверхности ферритовых магнитопроводов и количества пузырьков в стеклянной части спая, а также повышения кристаллизационной устойчивости стекла, оно дополнительно содержит КаО и ЗЬаОз при следующем соотношении компонентов, мае. %:
Si0250,11-56.71;
В20з16,13-19.36;
N32011,49-15,60;
Lt203,02-5,07;
MgO. 0,01-2,72;
ZnO0,01-1,52;
СаО3,03-7,50;
At20i0,47-1,57;
1а20з0,01-10,07;
К200,01-1,47;
5Ь20з0,27-0,49.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
Легкоплавкое стекло для спаивания элементов магнитных головок | 1991 |
|
SU1763402A1 |
СТЕКЛО ДЛЯ СПАИВАНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ФЕРРИТОВЫХ МАГНИТНЫХ ГОЛОВОК | 1989 |
|
SU1685062A3 |
СТЕКЛО ПРЕИМУЩЕСТВЕННО ДЛЯ СПАИВАНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ МАГНИТНЫХ ГОЛОВОК | 1991 |
|
RU2024448C1 |
Легкоплавкое стекло, преимущественно, для соединения элементов магнитных головок | 1991 |
|
SU1823863A3 |
ЛЕГКОПЛАВКОЕ СТЕКЛО ДЛЯ МАГНИТНЫХ ГОЛОВОК | 1991 |
|
RU2016863C1 |
Стекло для спаивания с пермаллоем | 1990 |
|
SU1765126A1 |
Стекло для спаивания элементов магнитных головок | 1990 |
|
SU1763396A1 |
ЛЕГКОПЛАВКОЕ СТЕКЛО ПРЕИМУЩЕСТВЕННО ДЛЯ СПАИВАНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ МАГНИТНЫХ ГОЛОВОК | 1992 |
|
RU2044710C1 |
ЛЕГКОПЛАВКОЕ СТЕКЛО ДЛЯ МАГНИТНЫХ ГОЛОВОК | 1988 |
|
SU1533244A1 |
СТЕКЛО ДЛЯ СПАИВАНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ФЕРРИТОВЫХ МАГНИТНЫХ ГОЛОВОК | 1988 |
|
SU1577258A1 |
Использование: для спаивания ферри- товых элементов магнитных головок для звуко- и видеозаписывающих устройств и вычислительной техники. Сущность изобре2 тения: стекло содержит оксид кремния 50,11-56,71% БФ SI02, оксид бора 16,13- 19,36% БФ ВаОз, оксид натрия 11,49- 15,60% БФ N320, оксид лития 3,02-5.07% БФ LiaO. оксид магния 0.01-2,72% БФ МдО, оксид цинка 0,01-1,52% БФ ZnO, оксид кальция 3,03-7,5% БФ СаО, оксид алюминия 0,47-1,57% БФ , оксид лантана 0,01-10.07% БФ . оксид калия 0,01- 1,47% БФ . оксид сурьмы 0,27-0,49% БФ ЗЬ20з. Время до появления первых признаков изменения микрорельефа поверхности магнитопроводов 30-40 мин, количество пузырьков в объеме 0,1 мм3 стеклянной части спаянного блока магнитных головок 1-2 шт. 2 табл.
Таблица 1
Таблица 2
Стекло для соединения элементов магнитных головок | 1985 |
|
SU1278312A1 |
кл | |||
Переносная печь для варки пищи и отопления в окопах, походных помещениях и т.п. | 1921 |
|
SU3A1 |
Стекло | 1979 |
|
SU833617A1 |
Переносная печь для варки пищи и отопления в окопах, походных помещениях и т.п. | 1921 |
|
SU3A1 |
Авторы
Даты
1992-10-30—Публикация
1990-08-16—Подача