Способ изготовления деталей и узлов из пьезоэлектрического кварца

Способ изготовления деталей и узлов из пьезоэлектрического кварца

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

2 Г11 4 л д .с е .Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН И Я

<1>630680

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (1 э 1,д 0 и 0. 1 н 11 т ел ь .".:: =- .. а "- т. с в;1, 5 1 I М. Е л.- Н 01 L 41. 22 (22) Заявле .о 24.00.77 (21} 2500374:18-25 с Hp!!coeä.:-:е:1:ием заяв.;и М—

Государственный комитет (23 >, 1р:: o-..ите т— по делам изобретений и открытий 55 1 " !,!i 537.226.! (43 Опубликова::.: Зск10.78. Бюллетень. и 40 (45) 3.ата олубл:1хо-.-.:,:-:::.=. апис":,:1.. я 12.00. 3 (72) Автор изобретения

A. В. Гудков (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ И УЗЛОВ

ИЗ ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО КВАРЦА

Изобретение относится к области автоматики, приборостроения, электронной техники и может быть HIGIloëüçoâàíî п ри произ воzcz!Be:.пр б01ров из пьезоэлектричосl ого кварца: резонаторов,:преобразователей, чувст1вительных элементов, датчиков и т. д.

Изве,-тны апособы изготовления кварце. зых резонаторов путем создания выводоз на,иварцевом пьезоэлементе и помещения его в стеклягнную .колбу. На,внутреннюю поверхнюсть колбы симметрично вы1водам 1кварцевого пьезоэлемента наносят металлические пленочные электроды, вжгигают Hx IH соединяют с выводами кварцевого пьезоэлемента посредством термообрабопки с внешней стороны колбы (1).

Одна ко нанесение пленочных электродов, .метод 1вжигания Ic последующей термообработкой .не позволяют .получить высокую механическую прочность соединения и не позволяют осуществлять надежное соединение деталей из:пьезокварцB между собой и с деталями, выполненными из,других материалов, например, из металлов и сплавов.

Известен с пссоб из-.отовления гдеталей и ъзло в из ilIO зоэлектэк-. ecfio: О ивапца п . тем соединения их между соб011 и " деталями из других материалов припоями с облучением,расплава припоя ультразвуковыми колебания ми,(2).

Не,io:òBT0K иэзес. Н0! О спосооа cocToH1 в невысокой механической прочности coezf:: " IЯ

Целью изобретения является повышение :.ех: .н11ческой прочнос ги соединения.

У .азанная цель:,ости; ается тем, что процес= ведут пр. : !IHTeHcfflBHGcT!f ультразвуковых колебани11 !Π— 2 . 10 Вт;.ч- и температуре расплаза припоя 120 — 560" С.

10 Сносffo BI zfoLfaeT 3 себя с zeZуюгцис операции: подготовку деталей,к металлизации (очистка. установка з при"пособление): нагрев деталей,до технологической температуры,,превышающей температуру,плавле15 нпя металла fbëff сплава. используемого для соедине11ия, на 50 С-, 10 С; металлизацию соединяемых поверхностей с наложением

1 fbTp233% ковог0 нОля ГpH интенсивности !

Π— 2 - 105 Вт .11 - ; соединение .прп фнксиро20 ванном положении деталей и жидкой фазе прнгпоо. при температуре 120 — 560" С; охлаждение деталей и узлов.

Установлено, что при интенсивно ти мек е 10- - Вт!ле акустической энергш1 вводит:я недостаточно лл создания .:-ысокой м2XBHI .".e чой l .")O HOCT!f СОЕ".!!НЕН!!Я ПОДЛОЖ!

lH, и! .: :oe f Вмест с тем Hpö инте}-; нзнсстях. бо.-.ee 2. 10 Вт, .Яз наступает явление

PB30Pbf3 ".flBBHffF. ЛРИПОЯ. IPOCIKOЛЫК1 аК1:СТИ :.: "ая энергия видится IB избытке. Более

630680

a„» = 41,7; осо = 36,5; a,,;,, = — 23,3 о.аа» = 116,0; оср — 82,4; о„„, = 52,0.

Составитель В. Банер

Техред И. Рыбкина

Корректор И. Симкина

Редактор И. Коляда

Заказ 678/1002 Пз . Хе 663 Тираж 922 Подписное

НПО Государственно-0 комитета СССР по делам изобретений и открытий

Москва, К-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип. Харьк. фил. пред. <Патент» ту. О1 1а1зкснн прнпo:I TI1; îl, ет Оольшей и нтенсHBHО "T:-1, - ем 1 . хплаВкий.

Указав нь1е дl!B !B30Hb! .Иснтев=пз :IocT I;I тев1 lepатур созда-oT оптимальные условия для повышения Bg: езив1 припоя,з ловерхocTb пьезокзадца за счет Возевикновеяия

МЕжМОЛЕКУЛЯРНЫХ СВЯЗЕЙ, 3а СЧЕТ ПРОсНИКНОВЕЗИЯ ЧВСтИЦ:ПРИНО Я В МИКРО»НЕРОВНО;=тн кварца, за с-:ет диффузиовных процессов.

1При этом для легкоплавких припоез необходимы не Tолько меньшие температуры, но и

AH B BOTlHH H O, исгользовании более высоких температурпых г.=. -,поев Hео бходп мы си более высокие а1 нтен си зв ос-.п.

Испытан IH на механичесасую прочность

ПРОВОД ИЛЛСЬ ПУТЕМ Ю,-IIPieZIet!ЕНИЯ П)ЭЕДЕЛа прочности соединения IHB разрыв.

Пьезокварцевые образцы среза AT, размерюв1 I10 .:1О :41 металлизирова 1слсь припоями П-200А и ПОС-61,:=,,.Iинялllcь между собой, првклеапвалисb д..-,,= . удобства нспытаНий K аЛЮМННИ»ЕВЬIМ Е р11!бяаМ ЭЛОКСИдНЫМ .леем ВК-9 и испытывались HB разрывной

1T7 о .,о маы 1не . 11 -î0.

МЕтась1пзаЦЦЯ ПРОИЗВЮДСИЛаСЬ У НИВЕРсальным ультразвуковым пая1ьнс Kolx! УП-4, интечс.-!HHncTb определялась расчетным путем.

Соединение пьезокзарц+припой П-200А+ пьезоктзарц дало следующие результаты при иопытаниях на разрьвв из десяти образI;os в кг/с.п- ; предел н1рочнюсти IcoeäHHIåíèÿ из десяти Образцов, соединенных О писан tb!il образом, на сдвиг в кг/с.п .

HIpII этих 1лспытаниях IBce образцы разрушались,по клею BK-9. Это говорит о том, что прочность соединения,пьезокварца припоем на .сдвиг вы ше, чем прочность соединения клеем ВК-9.

Кроме того, испытаниям были подвергнуты десять образцов ооедяненсий пьезоква рц+ при пой+металл ВНА15. При этом были получены следующие результаты 3 кг/сд . ота» = 36р0) о ср: 29 0; сапа = 13,0.

Испытания соединении на газовыделение показали высокую 1вакуумную герметичность .шва, .газоиыделение на HeoKoëblêî порядков меньше, чем газовыделение соединений, зьгполнен ных орга н и ческиии клеямп.

Диапазон температур 120 †5 С устаНОВЛЕся На ОСНОВаНИИ ЗаКОНОМЕРНОСтИ, ЧтО

5 с узелнчением температуры плавле:-гия пр11поя растет и предел прочности соединения.

О,:1нако качественное соединение деталей из ьезоьаварца ложно получить только исгользуя припой с температурой плавления

10 Не ниже 70 С, например, оплав Вуда. 1х этой температуре необходимо добавить тсх:-iоло;нческую тем пературу 50 С. Таким ооразом установлен нижний предел. Верхний температурный, предел ограничивается не

15 только требуемой механичеекой прочпостью, но и температурой рекристаллизации пьезоква рца — 573 С, минус технологнчеcl ий «за пас» 10 — 13 С.

Ис пользование,предлагаемого способа

20 изготовления деталей из пьезоэлектрическо o к ларца обес печивает по сравнению "

H3IBecTHbIMи способами следующие преимущества.

Надежное соединение кварцевых деталей металлом пли сплавом улучшает электлические хара ктеристики пьезоэ.1еьментов нз кварца; на порядок уменьшается газовы.1еленне прн,вакуумировании по сравнению с обычным, клеевым соединением; изобрете30 нне най IeT широкое присменение ia народном хозяйстве, TBIK KBIK появляется возможность получения соединений,из пьезоэлектрического кварца, иопользуемых при изготовлении целого ряда специальных приборо|в (ipe35 зонаторов, датчи ко в и т. д.); появляется возможность создания качественно нового типа,приборов.

Формула изобретен ия

Способ изготовления деталей и узлов из пьезоэлектр ичеокого кварца путем lcoeдиненля их между собой и с деталями из других материалов припоям и с облучением раоп1BIBB припоя ультразвуковыми колеба45 .-I lÿìè, отли ч а ющи йся тем, что, с целью повышения механической прочност и соединения процесс ведут при,интенсивноетси ультразвуковых колебаний

104 — 2 10 ВтЬР и темпер атуре расплава

5р припоя 120 — 560 С

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

) Авторское свидетельство СССР . ь 285065, кл. Н 03 В 5/32, 1969.

2. AIBToðoêoå свидетельство СССР

X 296230, кл. Н 03 Н 9/04, 1969.