Способ изготовления медных высокочастотных систем

Способ изготовления медных высокочастотных систем

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к технике изготовления высокочастотных (ВЧ) устройств, конкретнее к технологии изготовления медных ВЧ-систем пакетированной конструкции. Оно может быть использовано в ускорительной технике при разработке и создании резонаторов, замедляющих систем и других подобных устройств. Цель изобретения - получение паяного шва, близкого по электропроводности и механическим характеристикам к меди. Спаяемые поверхности предварительно обрабатывают до достижения непараллельности и неплоскостности, не превышающей 1 мкм, после чего на них наносят слой олова толщиной 1 - 2 мкм, собирают и проводят процесс пайки в инертной атмосфере при температуре 720 - 790 К в течение 2 - 6 ч. Способ обеспечивает получение прецизионных соединений медных деталей с высокими механическими характеристиками и высокой электропроводностью паяного шва, близкой к электропроводности меди. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 23 К 1/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Г F)gigrtp r у к

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4715187/27 (22) 07.07.89 (46) 07,07.91. Бюл. N 25 (71) Институт химической кинетики и горения СО АН СССР (72) В.Д.Саратовкин, Н.В.Саратовкина, Л.А.Закутова, В.М.Павлов и Н.В.Шеболаева (53) 621.791.3 (088.8) (56) Голант М.Б. и др. Изготовление резонаторов и замедляющих систем электронных приборов. М.: Советское радио, 1969, с.140. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МЕДНЫХ

ВЫСОКОЧАСТОТНЫХ СИСТЕМ (57) Изобретение относится к технике изготовления высокочастотных (ВЧ) устройств, конкретнее к технологии изготовления медных ВЧ-систем пакетированной конструкции. Оно может быть использовано в

Изобретение относится к технике изготовления высокочастотных (ВЧ) устройств, конкретнее. к технологии изготовления медных ВЧ-систем пакетированной конструкции. Оно может быть использовано в ускорительной технике при разработке и создании резонаторов, замедляющих систем и других подобных устройств.

Цель изобретения — получение паяного шва, близкого по электропроводности и механическим характеристикам к меди.

При изготовлении медных высокочастотных систем соединяемые поверхности обрабатывают до получения неплоскостности и непараллельности не более 1 мкм, наносят слой олова толщиной 1 — 2 мкм и собира|от детали в пакет. При слое олова менее 1 мкм его недостаточно для образования паяного шва. При слое олова более 2. Ж 1660875 А1 ускорительной технике при разработке и со.здании резонаторов, замедляющих систем и других подобных устройств. Цель изобретения — получение паяного шва, близкого по электропроводности и мехническим характеристикам к меди. Спаяемые поверхности предварительно обрабатывают до достижения непараллельности и неплоскостности, не превышающей 1 мкм, после чего на них наносят слой олова толщиной 1 — 2 мкм, собирают и проводят процесс пайки в инертной атмосфере при температуре 720 — 790

К в течение 2 — 6 ч. Способ обеспечивает .получение прецизионных соединений медных деталей с высокими механическими характеристиками и высокой электропроводностью паяного шва, близкой к электропроводности меди. 1 табл. мкм происходит неполная диффузия олова в медь, лишнее олово вытекает и точность изготовления уменьшается. Затем произво- О дят нагрев пакета до температуры пайки и Ch пайку в инертной атмосфере. Повышение О температуры пайки выше 790К нежелатель-, QQ но, так как это приведет к изменению стурктуры меди и механических свойств (р (пластичность, текучесть). Проведение процесса пайки ниже 720К нецелесообразно иэ-за длительного времени диффузии для получения шва с требуемыми характеристиками. Продолжительность менее 2 ч недостаточна для полной диффузии, а увеличение процесса пайки свыше 6 ч нецелесообразно, так как изменения электропроводности практически не происходит.

Уточнение режимов пайки производят отдельнодля каждого случая в зависимости

1660875 от марки меди, способа нанесения олова и его чистоты. Критерием оптимальности выбранных режимов служит анализ паяного шва по аншлифу (при увеличении = 1500" не должно быть видно белых кристаллов 5 интерметаллидов) и по величине микротвердости (она должна быть близка к микротвердости меди данной марки).

Пример. Замедляющая система конструктивно представляет собой серию ди- 10 афрагм, соединенных между собой по торцовым поверхностям через шайбы. Детали изготовлены из меди марки М1. Для достижения требуемой неплоскостности и непараллельности детали шлифовали в се- 15 параторах на чугунных дисках, при этом детали дополнительно вращались вокруг собственной оси. Для шлифовки испольэовали специальную пасту иэ порошков карбида титана по ТУ 2-037-273-80. После 20 механической обработки на спаиваемые поверхности наносили слой олова гальванически иэ электролита, содержащего SnCI2 50 . г/л, NaF 50 r/ë и ОП 2 г/л; температура электролита 20 С, плотность тока 1 А/дм . 25

В качестве анодов использовали олово марки ОВЧ (очень высокой чистоты).

Для сохранения надежного контакта между деталями в процессе пайки использовали оправку-стяжку, способную поддер- 30 живать заданный натяг или даже увеличить его по мере нагревания за счет использования молибденовых стяжек, имеющих коэффициент термического расширения меньший, чем у меди. 35

Пооцесс пайки проводили в вакууме

1 10 мм рт,ст, Результаты пайки при различных режимах и при различной толщине слоя припоя приведены в таблице. 40

Измерение удельного сопротивления покрытых оловом медных деталей проводили на микроомметре Ф 415. Расчет сопротивлений вели в соответствии с ГОСТ

16875-71. Оценка сопротивления переход- 45 ных слоев проводилась после оплавления деталей при соответствующих режимах пайки.

Анализ паяных швов проводился на металлографическом микроскопе МИМ-9 и микротвердометре ПМТ-3, Распределение элементов меди и олова в шве и в глубине основного металла исследовалось на рентгеновском анализаторе MAP-2. а вакуумная плотность соединений проверялась на течеискателе ПТИ-10. СВЧ-потери определялись методом оценки добротности отрезков замедляющей системы.

По предлагаемому способу были изготовлены 26 образцов замедляющей системы по 22 паяных шва в каждом — всего 572 шва. Отклонения от заданного шага на один шов составила 0,61 — 0,43 мкм, отклонение от соосности диаграгм не более 0,01 мкм.

Швы имели высокую механическую прочно- сть без признаков охрупчивания. Паяные образцы выдерживают токарную обработку наружной поверхности без деформации и разрушения. Величина добротности отрезков замедляющей системы, содержащих по

48 швов, соответствует теоретической для меди в пределах погрешности измерений, Данный способ обеспечивает получение прецизионных соединений медных деталей с высокими механическими характеристиками и высокой электропроводностью паяного шва, близкой к электропроводности меди.

Формула изобретения

Способ изготовления медных высокочастотных систем пакетированной конструкции, включающий механическую обработку контактных поверхностей, нанесение на паямые поверхности припоя, нагрев до температуры пайки и пайку в инертной атмосфере, отличающийся тем, что. с целью получения паяного шва, близкого> по электропроводности и механическим характеристикам к меди, механическую обработку паяемых деталей ведут до достижения неплоскостности и непараллельности паяемых поверхностей, не превышающей 1 мкм, в качесте припоя используют слой олова, толщиной 1 — 2 мкм, а процесс пайки ведут при 720 — 790К в течение 2 — 6 ч.

1660875

Составитель Л. Абросимова

Техред М,Моргентал Корректор М. Кучерявая

Редактор В. Данко

Производственно-издательский комбинат "Патент", г,.Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 2080 Тираж 532 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5