Способ диффузионной сварки

Способ диффузионной сварки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к сварке давлением с подогревом, в частности к диффузионной сварке в электростатическом поле полупроводников или металлов с бесгаелочными стеклами, и может быть использовано на предприятиях электронной, электротехнической , авиационной и других отраслях промышленности. Цель изобретения - интенсификация процесса и повышение качества соединения. При-сварке полупроводников или металлов с бесщелочными стеклами свариваемую пов ерхность последних предварительно облучают ионами щелочных металлов, например натрия или калия, с энергией 50-140 кэБ и дозой 5 40 ион/см . Затем свариваемые детали нагревают, сдавливают, прикладывают к ним постоянное напряжение и осуществляют изотермическую вьщержку, В процессе сварки возрастает ток ионной диффузии через зону соединения, что интенсифицирует процесс и способствует повышению качества. 2 з.п.ф-лы. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 1449288 А1 (д1) 4 В 23 К 20/14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ !

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4273830/31-27 (22) 30.06.87 (46) 07.01.89. Бюл. В (71) Московский авиационный технологический институт им.К.Э.Циолковского (72) А.Г.Браун, С.Э.Щлифер, В.П.Антонов и В.М.Косорогов (53) 62 1. 79 1.66 (088 .8) (56) Патент США Р 4452389, кл. В 23 К 20/00, 1984.

Патент США 11- 34 17459, кл. В 23 К 20/14, 1968. (54) СПОСОБ ДИФФУЗИОННОЙ СВАРКИ (57) Изобретение относится к сварке давлением с подогревом, в частности к диффузионной сварке в электростатическом поле полупроводников или металлов с бесщелочными стеклами, и может быть использовано на предприятиях электронной, электротехнической, авиационной и других отраслях промьпштенности. Цель изобретения интенсификация процесса и повышение качества соединения. При. сварке полупроводников или металлов с бесщелочными стеклами свариваемую поверхность последних предварительно облучают ионами щелочных металлов, например натрия или калия, с энергией

50-140 кэВ и цозой 5 .10 -6 10 ион/см .

Затем свариваемые детали нагревают, сдавливают, прикладывают к ним постоянное напряжение и осуществляют изотермическую выдержку, В процессе сварки возрастает ток ионной диффузии через зону соединения, что интенсифицирует процесс и способствует повышению качества. 2 з.п.ф-лы.

14 92ЯЯ

Изобретение огносится к сварке давлением с подогревом, в частности к диффузионной сварке в электростатическом поле полупроводников или металлов с бесщелочными стеклами, и может быть использовано на предприятиях электронной, электротехнической, авиационной и других отраслях промышленности. 10

Цель изобретения — интенсификация процесса и повышение качества соединения.

Способ осуществляют следуя»щим образом, 15

При сварке полупроводников ипи металлов с бесщелочными стеклами сварилаемую поверхность последних предварительно облучают ионами ще.» очных металлов с энергией 50-140 кэВ и дозой 5 10 -6 10 ио»»/см . Затем (1»7 свариваемые детали нагревают, сдавливают, прикладывают к ним постоянное напряжение и осуществляют изогермическую выдержку. После сварки детали охлаждают, извлекают из камеры и осуществляют контроль сварного соединения. При облучении используют ионы натрия или калия.

При облучении поверхности стекла ионами натрия или калия с энергией

50-140 кэВ и дозой 5 10 -6 10 ион/см происходит насыщение подповерхностного слоя на глубине 0,2-0,5 мкм натрием или калием. При последующей сварке в электростатическом поле, в результате искусственно созданной в бесщелочном стекле миграционной поляризации, вызванной диффузией им плантированного в стекле натрия или 40 калия а+ в зоне соединения, обедненной натрием или калием, концентрируется энергия электрического поля, на границе слариваемых материалов создается максимальное падение прило- 45 женного напряжения.

В результате увеличивается обусловленное электрическими силами усилие сжатия на границе раздела соединяемых материалов, возрастает 50 ток ионной диффузии через эту границу, т.е. взаимодействие интенсифицируется. Таким образом, удается снизить время образования физического контакта на порядок по сравнению с известным. Благодаря предварительному облучению ионами натрии или калия обеспечивается постоянство состала свариваемъ»х материалов,что способс -.ну< f полыше»н»ю» . » ". гла сварного соединения.

После i.л.»рк»» с»»ой cTРк»: «со сто роны, » »pc ò»»ânïî»: îæ:»îé с вар»»ваемо» » поверхности, мож г быть удален.

При - »»ергии n,»nó»ения меньше

50 кэВ г. »убина г»рон;.кновенин натрия вводимых копичсстл натрия или калия недостаточно, т ., е-., требуемая ко»»це»»тр

rn»»o»i»»»a границе не достигается ация электрическораздела соединяемых материалов.

При дозах выше 6

10 ион/см вводиия или калия измен:— л и свойства стекла мое кол»»» ство натр ет хим.п»еский слета после проведения сварки, т,е, изме- няет Kcïëóàòàöèîííblå свойства получаемых изделий.

П р и и е р 1. Производили диффузионную сларку в электростатическом поле дисков из монокристаллического кремния диаметром 8 мм, толщиной

0«2 мм с трубками и; кварцевого стекла высотой 6 мм« в».ешним диаметром

8 мм, внутренним диаметром 4 мкм.

Сварку производили при температуре сварки Т св= 850 К, усилии сжатия р = 10 МПа, скорости нагрева

V »» = 15 К/мин, скорости охлаждения

V„,. = Я К/м»»н, постоянном напряжении

U = 800 В в течение 20 мин.

Свариваемую поверхность стекла предварительно облучали ионами натрия энергией 100 кэВ и дозой

1 10" ион/см .

Пример ?. Производили диффузионную сварку в электростатическом поле стекла Согп»ng размером

12 «12 мм, толщиной 2 мм с алюминиевой фопьгои той же площади толщиной

0,05 мм. Сварку осуществляли при

Т,. 780 К, р 1,5 Ма Vн= Vo«

10 К/мин, U = 600 В в течение

20 мин.

»»:ш ка,iR в топв»у стек.»а незначитель/

»»а <0, 2 мк j, н l »»n»»(-рхности стек;»а частично осаждается металл натрия или калия, который при последующей сварке растрап:»ивает зону соединения, т,е. ухудшает качес-.во сварки, При »нергии свыше 140 кэВ облу: =ние с F .êîï,»а» ами и;»трия или калия принодит к лоз» икновению ралиационньгх,дефектов в стек..е, охрупчиваник» г.одповерхностногь слоя, т.е ° уменьшению про »ности получаемого впоследствии соедине»п»я.

Пр»» дозах ниже 5 -1О" ион/см

1449288

Сваринаемую поверхность стекла предварительно облучапн ионами калия энергией 100 кзВ и дозой 1 10 ион/см .

Проведенные испытания показали повышение качества сварного соединения .

Составитель Т.Олесова

Техред М.Ходанич Корректор О. Кравцова

Редактор В,Данко

Заказ 6908/13 Тираж 922 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по иэобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Рауаская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Фор мула из обре тення

1. Способ диффузионной сварки полупроводников или металлов с бесщйлочничи стеклами, при котором свариваемые детали нагревают, сдавливают, прикладывают к ним постоянное напряжение и осуществляют иэотермическую выдержку, о т л и ч а ю щ и й-. с я тем, что, с целью повышения качества соединения н интенсификациИ процесса, свариваемую поверхность стекла предварительно облучают ионами щелочных металлов с энергией

50-140 кэВ и дозой 5 10 -6 ° 10 "ион/см .

2. Способ,по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что используют ионы натрия.

3. Способ по п.1, о т л и ч а ю шийся тем, что испольэуют ионы калия.