Стекло для спаивания элементов магнитных головок

Стекло для спаивания элементов магнитных головок

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Сущность изобретения: стекло содержит оксид свинца 61-73,65% БФ РЬО, оксид бора 11,18-12,32% БФ ВаОз, оксид висмута 0,76-10,92% БФ В120з. оксид кремния 3- 3,45% БФ SI02, оксид цинка 5.69-6,27 БФ ZnO, оксид алюминия 1,04-2,54% БФ А120з, оксид меди 0,001-2,45% БФ СиО, оксид натрия 0,04-3,8% БФ Na20, оксид олова 0,002- 0,4% БФ SnOa. Характеристики стекла: КЛТР (97-127) 107 1/°С, температура растекания 470-485°С. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 С 03 С 3/074, 8/24

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1.

М

Ю

ЪФ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 . (21) 4854667/ЗЗ (22) 27.07,90 (46) 23.09.92. Бюл. f4 35 (71) Научно-исследовательский ийститут

"Домен" (72) Н.Н.Максимов и Л.Н.Соловьева (56) Авторское свидетельство СССР

hh 1239108, кл. С 03 С 8/24, 1986.

Авторское свидетельство СССР

t4 604836. кл. С 03 С 8/24, 1976.

Предполагаемое изобретение относится к составам стекол, применяемых s производстве магнитных головок для звуко- и видеозаписывающих устройств и вычислительной техники и может быть использовано также для изолирующих и герметизирующих покрытий в электронной технике. :".Правомерность выявившейся нескольiso лет назад тенденции к применению при изготовлекии магнитных головок возможно более легкоплавких стекол в настоящее время не вызывает сомнений.

Значительно расширилось йспользование для формирования рабочего зазора головок стекол с температурой растекания 700-750вС.

При этом конструкторы и технологи, работающие в области магнитных головок, проявляют все больший интерес к особо легкоплавким стеклам с температурой растекания ниже 500 С, Некоторые разрабатываемые конструкцйи магнитных головок требуют применения столь легкоплавких стекол даже для формирования рабочих зазоров.

„„ рц„„1763396 А1

2 (54) СТЕКЛО ДЛЯ СПАИВАНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ МАГНИТНЫХ ГОЛОВОК (57) Сущность изобретения: стекло содержит оксид свинца 61-73,65 БФ РЬО, оксид бора 11,18-12,32 БФ В20з, оксид висмута

0,76-10,92 БФ Â!20ç, оксид кремния 33,45 БФ Si02, оксид цийка 5,69-6;27 БФ

ZnQ, оксид алюмийия 1,04-2,54 БФ А120з, окСид меди 0.001-2,45% БФ СиО, оксид натрйя 0,04-3,87 БФ НарО, оксид олова 0,0020,4 Б Ф S n Oz. Характеристики стекла:

KflTP (97-127) 10 1/ С, температура растекания 470-485 С. 2 табл.

Известные стекла с температурой растекания ниже 500 С синтезируются, в основном, на боросвинцовой или боросвинцововисмутовой основе с содержанием оксидов свинца и висмута более 80 мас. . что, однако, обусловливает их выраженную склонность к кристаллизации при расплавлении, в частности, к образовайию мелкодисперсных металлических частичек вследствие восстановления оксидов свинца и висмута. При кристаллизации стекла утраивают адгеэию к соединяемым материалам, прочность спаев резко снижается.

Особенно интенсивно стекла этого типа кристаллизуются при нагреве в атмосфере инертного газа, в которой осуществляется формирование соединений элементов магнитных головок из марганеццинковых ферритов, сендаста, аморфных металлических сплавов (АМС). Кроме того, известные многосвинцовые стекла с температурой растекания киже 500"С карактеризуются весьма низкой микротвердос1ью по

Виккерсу — 250-270 кГс/мм,. ч го не обеспе2 чивает необходимого уровня кзносостойко1763396 сти и прочности магнитных головок. Известно стекло (1), включающее, мэс.7;;

Pb0 80,0-86,5

ВгОз 8,5-10,5 . 8!гОз 1,5-8,0 5

ЯпОг 1,0-3,5

SiOz 0,5-3,0

Стекло (1) относится к наиболее легкоплавким из известных стекол рассматриваемого тйпэ, растекается при температурах 10

480-500 С, Однако оно имеет существенные недостатки: при растекании на ферритовой подложке.в атмосфере инертного газа кристаллизуется, что исключает возможность его использования для спаивания элемен- 15 тов магнитных головок; характеризуется низкой микротвердостью по Виккерсу — не более 270 кГсlмм .

Наиболее близким к предлагаемому по химическому составу и области применения 20 является стекло для спаивания элементов мэгнйтных головок.(2), включающее, мас.%:

РЬО 64,0-83,0

ВгОз 4,0-15,0

ZnO 4 0-11,5 25

SiOz 0,1-2,0

АЬОз 0. 1-4,0

CuO . 0.5-2,5

81гОз 1,0-4,0

30 по крайней мере один окисел из группы

MgO, МпОг, ЯЬгОз, причем

Mg0 0,1-2,0

MnOz 0,1-0.5 . $Ь203 0,1-3,0 35

Данное стекло выбирается нами за прототип, Характеризуется благоп риятным сочетанием сравнительно небольшой температуры растекания — 530-570 С и до- . статочно высокой кристаллизационной ус- 40 тойчивости при растекании в атмосфере инертного газа на ферритовой подложке.

По сравнению со стеклом (1) микротвердость стекла (2) существенно выше — до

350 кГс/ммг. Существенным недостатком 45 стекла (2) является сравнительно высокая температура растекания — 530-570 С. Зто исключает возможность его применения для изготовления ряда магнитных головок, например, при впаивании ферритовых сер- 50 дечников в керамические слэйдеры головок, типа ФГДК-3 или йри соединении элементов магнитных головок типа "металл в зазоре", т.к. в этих случаях использование стекла с температурой растекания более 55

500 С не допускается. Другим недостатком стекла (2) является низкий температурный коэффициент линейного расширен::я (ТКЛР) в области температур 20-300 С, не превышающий (93-95) 10 С, вследствие чего стекло (2) нельзя использовать для спаивания с марганец-цинковыми ферритами марок 500МК, 4500МТ или 5000МТ и другиЦелью предлагаемого изобретения является повышение температурного коэффициента линейного расширения и снижение температуры растекания.

Поставленная цель достигается тем, что стекло для спаивания элементов магнитных головок, включающее PbO, BzOs, ВцОз, Si0z, ZnO, AlzOg и Си0, дополнительно содержит NazO u SnOz при следующем.соотношении компонентов, мас, :

РЬО 61,00-73,65

ВгОз: 11,18-12,32

В!гОз 0,76-10,92

SI0z 3,00-3,45

ZnO . 5,69-6,27

AizOa 1,04-2,54

СиО 0,001-2,45

Nez0 0,04-3,80

ЯпОг 0,002-0,40

Предложенное стекло хорошо согласуется по термическому расширению со всеми марганец-цинковыми ферритами. При его применении трещин не образуется даже при спаивании элементов магнитных головок, содержащих напыленные слои сендаста и аморфных металлических сплавов (АМС). Существенно более низкая температура растекания предлагаемого стекла обусловлена в значительной степени там,.что, в отличие от прототипа, оно содержит оксид натрия. Обычно его присутствие в многосвинцовых стеклах рассматриваемого типа приводит к заметному снижению их кристаллизационной устойчивости при вытяги- . вании нитей из расплава через донный йэтрубок тигля и при последующем спаивании элементов магнитных головок. Однако при отработанном оптимальном соотношении компонентов предлагаемого стекла его кристаллизационная устойчивость оказывается даже заметно выше по сравнению со стеклом по прототипу. особенно.в присутствии оксида олова. Как показало проведенное исследование, оксид натрия существенно улучшает смачивание ферритовых подложек расплавом предлагаемого стекла, в результате тот или иной краевой угол смачивания (например, 15О) достигается в присутствии оксида натрия при меньшей температуре.

В табл. 1 приведены конкретные примеры составов предлагаемого стекла, в табл. 2— его свойства: температурный коэффициент линейного расширения (ТКЛР) а в интервале 20-300 С и температуры начала размягчения (стеклования) Тд и деформации

1763396

Таблица 1

Тл ь„ определенные при нагревании образцов стекла размерами 50 4 4 мм в дилатометре ДКВ-5А со скоростью 5 C/ìèí; . температура растекания Tpacr., при которой краевой угол смачивания ферритовой 5 подложки становится менее l5 ; период времени t до образования первых кристаллических включений в растекшейся на ферритовой подложке в атмосфере инертного газа капле стекла; микротвердость 10 по Виккерсу Hv. определенная с помощью микротвердомера ПМТ-3 по стандартной методике.

Стекла синтезируются в платиновом или корундовом тигле в электрической печи 15 при температуре 1050-1070 С.

Кристаллизационная устойчивость и микротвердость предлагаемого стекла заметно снижаются, если содержание оксидов свинца и висмута превышает 73,65 и 20

10,92, соответственно, а содержание oicсидов бора и кремния становится менее

11,18 и 3,00, соответственно. При содержании оксидов свинца и висмута менее

61,00 и 0,76 соответственно, а оксидов 25 бора и кремния — более 12,32 и 3,45$ соответственно, существенно повышается температура растекания стекла.

Введение в состав предлагаемого стекла оксидов олова, цинка и алюминия в ука- 30 занном количестве позволило повысить его микротвердость и крисгаллизационную устойчивость. Это положительное воздействие указанных оксидов проявляется при их содержании в стекле не менее 0,002; 5,69 и 35

1,04ф, соответственно; При увеличении их количества сверх 0,40; 6,27 и 2,54ф, соот- ветственно, заметно снижается кристаллиэационная устойчивость стекла и повышается температура его растекания.

Повышение кристаллизационной устойчивости и снижение температуры растекания предлагаемого стекла за счет введения .

/его состав оксидов натрия и меди становится существенным, если их содержание оказывается не менее 0,04 и 0,001%. соответственно, Кристаллизационная устойчивость стекла заметно снижается при содержании оксидов натрия и меди более 3,80 и 2,457 соответственно.

Применение предлагаемого стекла существенно расширяет возможности конструкторов и технологов, работающих в области магнитных головок, в создании новой записывающей и вычислительной техники.

Формула изобретения

Стекло для спаивания элементов магнитных головок, включающее РЬО, В20з, В120з, ЗЮ2, ZnO, А!20з и СиО, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения температурного коэффициента линейного расширения и снижения температуры растекания, оно дополнительно содержит NazO и SriOj при следующем соотношении компонентов, мас. :

PbO- 61,0-73,65

В20з 11,18-12,32

BbOa 0,76-10,92

Si0z 3,00-3,45

Zn О . 5,69-6,27

А120з 1,04-2,54

Си О 0,001-2,45 йа20 0.04-3,80

Sn0z 0,002-0,40

1763396

Таблица 2

Составитель Н, Максимов

Техред М.Моргентал Корректор А. Долинич

Редактор Т, Шагова

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

Заказ 3425 . Тираж: . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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