Стекло для спаивания с коваром Советский патент 1981 года по МПК C03C3/04 C03C3/22 

(54) СТЕКЛО ДЛЯ СПАИШШИЯ С КОВАРОМ

Изобретение относится к составам кристалл и зукхцихс я боросиликатных стекол, спаивающихся с коваром, и может найти широкое применение в ради&электрокике и других областях техники и, в частности, для изоляции выводов в корпусе, предназначеином для |(онтажа интегральных схем. Известно стекло для стеклокристал лического материала, используемое для спаев с коваром, содержащее, мас.%: PiOa55-65j AljOa 10-15 LijO 10-15| Кор l-5j 2-3 5-2,0 ZnO 1-10j ZrOi 0,2-1; 0,5-4, Обладающее способностью не натекать на контактные площадки выводов в процессе спаивания {1}7 Однако несмотря на достаточно хорошие физико-химические свойства материгша (химическая устойчивость III гидролитический класс, удельное сопротивление 1,5-10 Ом-см), для получения маталлостеклокристешлического спая заготовки корпус.ов собиргиот в графитовйе формы и термообрабатывают при в атмосфере водорода (азота), что усложняет технологический процесс, так как температура оплавления материала 990°С. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату чвляется спеченое боросиликатное стекло, содержгицее мас.%: SiOa 60-62; 22-25jNajO 810; AlftO 3,5-5,0 0-1,5; CaO 0-25; MgO 0-1, BaO 0-3; Li2O 0-1; ZnO 0-2, для выпаивания коваровых вводов с ТКЛР 60-70-10- град-С. Стекло имеет ТКЛР 71-10- град 20-400°С и температуру размягчения 515-520 С 2. Данное стекаю, применяемое для спаивания с коваровыми изделиями, обладает также невысоким значением величин удельного сопротивления 350 .см, низким значением механической прочности (предел прочности при центргшьнр-симметричном изгибе 7,0-7,3 кгс/мм) , имеет V гидролитический класс по химической устойчивости, что отрицательно сказывается как на процесс ник ирования, так и на эксплуатационных характеристиках. Цель изобретения - повышение механической прочности и удельного сопротивления. Цель достигается тем, что стекло содержит компоненты в следующем со отношении, мас.% SiO, 62-69,0; 12-18,0; А1аОэ 2-4,0/ CaO 2,18,4/ iyigO 1,5-6,0; 3,0-5,0, KQ.O 3,0-5,0; причем соотнетиение 1 taO/MgO нахйдится в пределах 1,381,40. Конкретные примеры составов стека для спаивания с коваром в воздушной Iсреде при температуре, соответствующей вязкости стекла 10 П, приведены в табл. 1. Для синтеза стекол применяют следующие технические сырьевые материалы; песок кварцевый, борная кислота, глинозем, поташ калиевый, сода кальцинированная, мел, доломит. Указанные составы стекол варят в газопламенных печах при 1500-1550°С В табл, 2 приведены некоторые физико-химические свойства предлагаемых стекол. Из приведенных данных.табл. 2 вид но, что по механической прочности к удельному сопротивлению и по согласо ванности материала с ТКЛР ковара-пр лагаемое стекло превосходит извест68,5

62,0 17,2 18,0 3,8 2,0 1/5 5,0 2,1 7,0 3,4 3,0 3,5 3,0

. lO ,в интервале температур

20-300°С62,0

20-500 С64,0

Температура,при которой вязкость стекла 10 П,°С

Ом-см при V 100 В

Химическая устойчивость по ГОСТ

0,08 10134-62 к HjiO

Таблица

69,0

62,3

5,5 12,0

12,3

5,0 4,0

2,3

3,0 2,1

6,0

3,5 2,9 8,4

5,0 5,0 4,2

4,0 5,0 4,5 4,0

Таблица2

64,0

62,0

63,0 66,0 65,0 65,0

800

820

850

1,0

2,0

1,5

0,12

0,11

0,1

0,09 ные стекла, спаивающиеся с коваром в воздушной среде при температуре, соответствующей вязкости стекла 10 П, ио не более . Основания корпусов интегральных схем, полученные методом порошковой технологии спаивания стекла с металлом, подвергают испытаниям на герметичность , сопротивлению изоляции, устойчивости к гальваническим ваннам никелирования и золочения. Результаты испытаний следующие: показатель герметичности, основанный на скорости утечки гелия 1-10 л мкм/с; сопротивление изоляции между выводом и металлической деталью основания до никелирования и. золочения 2,0-10 Ом, после цик элирования и золочения 2,0-10 ЬмГ Предлагаемое кристаллизующееся боросиликатное стекло способно образовывать спай непосредственно с металлической арматурой, изготовленной из ковара в воздушной среде при температурах ниже , .что значительно улучшает как эксплуатационные характеристики спая, так и его технологические свойства.

Гидролитический

класс

Предел проч11ости при центрально- 7 симметричном-ИЗгибе, кгс/мм

ТКЛР - температурный коэффициент линейного расширения,

.# Ру - удельное сопротивление.

Формула изобретения

Стекло для спаивания с коваром, включающее SiOj, BjOj, , CaO, MgO, , KjO, отличающееся тем, что, с целью повьпаения механической прочности и удельного сопротивления, оно содержит указанные компоненты в следующем соотношении , мае.%;

SiOa 62,0-69,0

ВдО 12,0-18,0

А1аОз 2,0-4,0

;Продолжение табл.2

II

II

II

II

12,0

12,3

12,0

.12,1

Сар 2,1-8,4

Mgb 1,5-6,0

Na-iO 3,0-5,0

К2.0 3,0-5,0

причем соотношение СаО/МдО находится в пределах 1,38-1,40.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР у 568607, кл. С 03 С 3/22, 1976. 2. Патент США 3647491,кл. 10654, опублик. 1972.