Способ соединения стекла с лейкосапфиром Советский патент 1978 года по МПК C03C27/00 

1

Изобретение относится к технологии изготовления электровакуумных и полупроводниковых приборов с входными окнами из монокристаллического материала, например из лейкосапфира.

Известен способ соединения стекла с лейкосапфиром, заключающийся в том, что входное лейкосапфировое окно с нанесенным на него проводящим слоем сваривают со стеклянной оболочкой прибора при 950°С в течение 8-9 секунд| 1

Этот способ требует дополнительной операции - нанесения проводящего слоя толщиной 2 мкм, контроль которой явно затруднителен, что делает способ изготовления прибора недостаточно надежным.

Наиболее близким к данному изобретению является способ соединения стекла с лейкосапфиром путем высокочастотного нагрева, при котором стекла с лейкосапфиром получают при температуре 940-960°С в течение 30-60 секунд с использованием плоского графитового нагревателя 2 .

Известный способ не позволяет получать спаи с лейкосапфиром диаметром 50 мм.

Целью изобретения является повышение качества спая крупногабаритных изделий.

Указанная цель достигается тем, что способ соединения стекла с лейкосапфиром осуществляют путем высокотемпературного нагрева в течение 2025 минут до 1000-1100°С, выдерживают при этой температуре 3-5 минут с одновременной подачей воздуха.

В процессе спаивания стекла с лейкосапфиром применяют графитовый нагреватель ступенчатой формы и конический .многовитковыйиндуктор, создающие равномерный нагрев лейкосапфирового диска в процессе заварки.

Собранный к заварке узел, представляющий собой стеклянный цилиндр с приклеенным к его горцу с помощью нитроклетчатки лейкосапфировым диском, устанавливают на специальной оправке.

.Поверх узла накладывают графитовый нагреватель ступенчатой формы, к которому вертикально подводят конический многовитЬовый индуктор.

Нагрев ведут равномерно до температуры lOO-llOO C в течение 20-25 минут непрерывно, выдерживают при этой температуре в течение 3-5 минут с одновременным поддувом воздуха. Заваренные таким способом изделия помещают в печь на отжиг при температуре 500550 С, затем повышают температуру пе чи до 580-590 ° ,С со скоростью 2-3 град/мин и выдерживают при этой температуре 60 минут. По окончании выдержки изделия охла дают в печи до температуры 350-400°С со скоростью 1-3град/мин, а затем в режиме выключенной печи. Описываелый способ позволяет получить надежные спаи стекла с лейкосапфиром, способные выдерживать темпера.туры от +60 до -196°С, Спаи получаются механически прочными и термически стойкими. Поверхность спаев не требует дополнительной технологической обработки. Получение спаев лейкосапфировых дисков диаметром более 50 мм со стеклянными цилиндрами (оболочками) описываемым способом расширяет диапазон их применения в научной аппаратуре и позволяет значительно повы сить технические параметры изготавли ваемых приборов. Ниже приведен пример осуществлени способа. К торцу стеклянного цилиндра приклеивают лейкосапфировый диск с помо щью нитроклетчатки (ГОСТ 7414-71) , Затем этот узел устанавливают на специальную оправку, а поверх узла накладывают графитовый нагреватель, к которому вертикально подводят кони ческий многовитковый индуктор. Нагревают стеклянный цилиндр с ле косапфировым диском до температуры 10бО+5°С в течение 25 минут, а затем выдерживают при этой температуре 4 минуты с одновременным поддувом воздуха. После заварки изделие помещают в печь при 530+5 С, затем повышают температуру до 580+5°С со скоростью 23 град/мин и выдерживают при этой температуре 1 час. После окончания выдержки изделие охлаждают в печи до 400±5 С со скоростью 1-3 град/мин, а затем - в режиме выключенной печи,, Полученный спай отличается высокой надежностью. Специальная оснастка создает возможность равномерного разогрева крупногабаритного лейкосапфирового диска во избежание его растрескивания в процессе спаивания. Формула изобретения Способ соединения стекла с лейкосапфиром путем высокочастотного нагрева в графитовом нагревателе, отличающийся тем, что, с целью повышения качества спая крупногабаритных изделийf нагрев осуществляют в течение 20-25 минут до 1000-1100с, выдерживают при этой температуре 35 минут с одновременной подачей воздуха. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Авторское свидетельство СССР № 425241, кл. Н 01J 9/24, 1969. 2.Кондакова Л.В. и др. К вопросу надежности спая лейкосапфир-стекло. Электронная техника . Серия 6. Вып. 3. 1972, с. 114.