Состав для металлизации керамики
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (111 582235
Союз Советских
Социалистических
Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 05.07.76 (21) 2380664/29-33 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.11.77, Бюллетень № 44 (45) Дата опубликования описания 25.11,77 (51) М. Кл. С 04В 41/14
Государственный комитет
Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 666.3.056 (088.8) (72) Авторы изобретения
3. А. Ключерева, В. А. Лиенко, Т. Е. Макеева, Г. А. Забила, Г. Г. Манухина и В. 3. Гиндулина (71) Заявитель (54) СОСТАВ ДЛЯ МЕТАЛЛИЗАЦИИ КЕРАМИКИ
Изобретение относится к производству металлокерамических соединений, в частности к составу для металлизации керамики, и может быть использовано в радиоэлектронной промышленности для изготовления металлокерамических узлов.
Известно, что для металлизации керамики методом высокочастотного распыления в вакууме применяют такие металлы, как Мо, W или Та (1).
Для защиты данного металлизационного слоя от проникновения припоя и лучшего растекания последнего напыляют слой таких металлов, как Ag, Ап, Си.
Однако по известной технологии с применением указанного состава невозможно получить достаточно прочных металлокерамических спаев, так как второй напыляемый слой (Ag, Au, Cu) активен по отношению к высокотемпературным, например, медным и серебросодержащим припоям и пайки является критичной к температуре. Прочность спаев на изгиб составляет 50 мПа.
Известен также наиболее близкий к изобретению по технической сущности состав для металлизации керамики, состоящий из Мо или W с добавкой Zr в соотношении 5: 1, наносимый высокочастотным распылением (2).
Ци!рконий в известном составе использован в качестве материала, повышающего прочность сцепления напыляемой пленки состава с керамикой.
Однако механическая прочность спаев металла с керамикой, металлизированной таким составом, низкая (40 МПа) и недостаточна для получения надежных соединений.
Цель изобретения — увеличение механической проч ности: металлокерамического спая.
10 Достигается это тем, что состав для металлизации керамики на основе молибдена или вольфрама с добавкой активного металла содержит в качестве последнего ванадий при следующем соотношении компонентов, 15 вес. %: молибден или вольфрам 90 — 95, ванадий 5 — 10.
Выбор добавки ванадия был произведен на основе его высокой адгезионной способности к керамике прп напылении; способности об20 разовывать при термообработках соединения, являющиеся активаторами взаимодействия металлизационного слоя с керамикой. Механическая прочность спаев в этом случае возрастает до 200 МПа.
25 Количество ванадия определяют на основе данных механической прочности. Добавка ванадия в количестве менее 5 вес, недостаточна для протекания процессов взаимодействия компонентов покрытия с компонентами
30 керамики (прочность составляет 167 МПа), 582235
Введение добавки ванадия в количестве более
10 вес. % приводит к сильному окислению ванадия, что вызывает в свою очередь разрыхление напылен ного металлизационного слоя, уменьшение прочности спаев до 92МПа.
Технологическая схема изготовления металлокерамических узлов с использованием предлагаемого состава для металлизации рассмотрена применительно к способу металлизации высокочастотным распылением и представляет собой следующую последовательность операций.
Вначале металлизацию керамики осуществляют в вакууме распылением молибдена и ванадия на толщину 3 — 5 мкм, после чего проводят отжиг металлизационного слоя при
1100 — 1250 С в среде влажного водорода и пайку металлизированной керамики с металлической деталью медным припоем при
1100 С в среде водорода.
Применение предлагаемого состава для изготовления металлокерамических узлов обеспечивает повышение механической прочности спаев, некритичность качества спаев к режиму пайки, некритичность металлизационного слоя к газовой среде, в которой происходит спекание, а также снижение трудоемкости и повышение процента выхода.
Свойства полученных спаев приведены в
15 таблице.
Компоненты, вес. у, Механическая прочность на изгиб, МПа
Температура обработки, С
Состав для металлнзации
82
18
100
95
88
98
Молибден или вольфрам
Ванадий
Формула изобретения
90 — 95
5 — 10
Состав для металлизации керамики преимущественно методом высокочастотного напыления в вакууме, включающий молибден или вольфрам с добавкой активного металла, отличающийся тем, что, с целью повышения механической прочности спая, он содержит в качестве добавки ванадий, при следующем соотношении компонентов, вес. %:
Источники информации, 20 принятые во внимание при экспертизе
1. «Зарубежная электронная техника», № 9, 1970.
2. Розенгрин Г. Заключительный доклад.
Стенфордский научно-исследовательский ин25 ститут, 1972.
Составитель Н. Соболева
Техред Н. Рыбкина Корректор О. Данишева
Редактор Т, Кузьмина
Подписное
Заказ 2580/12 Изд. № 947 Тираж 778
НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4/5
Типография, пр. Сапунова, 2
2
4
5 б
8
11
12
15
1250
38
102
201
203
203
198
167
92
159
