Легкоплавкое стекло

(51)03 8/24, 3/074 НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявители Учреждение образования Белорусский государственный технологический университетОбщество с ограниченной ответственностью СКТБ ЭлПА(72) Авторы Рачковская Галина ЕвтихиевнаЗахаревич Галина БорисовнаПоляков Владимир БорисовичСеменкова Ольга СтепановнаПоляков Александр Владимирович(73) Патентообладатели Учреждение образования Белорусский государственный технологический университетОбщество с ограниченной ответственностью СКТБ ЭлПА(57) Легкоплавкое стекло для спаивания, пассивации и герметизации монокристаллического кварца и пьезокварца, включающее 23, РО, , 2 и В 23 при следующем соотношении компонентов, мас.23 24,8-47,0 РО 33,8-59,3 8,3-12,3 2 2,0-2,5 В 2 О 3 5,6-6,8. Изобретение относится к составам легкоплавких некристаллизующихся стекол и предназначено для спаивания, пассивации и герметизации микросборок и узлов в приборостроении, электронной технике и радиоэлектронике, в частности в качестве спая и герметика при сборке и монтаже блоков резонаторных кварцевых монометрических (БРКМ). Блоки резонаторные кварцевые монометрические состоят из измерительного и опорного резонаторов (или только измерительного), заключенных в кварцевый корпус, и предназначены для работы в пьезорезонаторных датчиках избыточного и абсолютного давления. Интервал рабочих давлений резонатора 0-60 МПа. Интервал рабочих температур от (-40) до (80) С. Резкий перепад рабочих температур резонатора (от минусовых до плюсовых значений) требует высокой прочности спая монокристаллического кварца и пьезокварца с легкоплавким стеклом, что достигается за счет согласованности температурных коэффициентов линейного расширения (ТКЛР) спаиваемых материалов. Стекла для спая и герметизации таких блоков должны иметь ТКЛР (110-115)10-7-1, согласованный с ТКЛР монокристаллического кварца и пьезокварца. 7500 1 2005.12.30 Известно стекло для спая и герметика в производстве кварцевых высокотемпературных термочувствительных резонаторов, которое содержит в мас.80,5-82,5 23 5,57,5 2 0,5-0,95,0-6,5 2 1,0-1,5 23 1,0-2,5 23 1,5-3,5 1. Недостатком этого стекла является пониженный ТКЛР, приводящий к трещиноватости спая при минусовых температурах и к ухудшению температурно-частотных характеристик резонатора. Известно стекло, предлагаемое в качестве герметика, содержащее, мас.72,577,0 23 7,0-11,0 23 6,0-12,01,5-2,5 2 О 3 1,0-6,0 25 0,5-1,3 2. Недостатком стекла является содержание в его составе высокотоксичного компонента - оксида таллия, что требует особых условий синтеза стекла. Наиболее близким к предлагаемому стеклу по технической сущности и достигаемому результату является стекло, содержащее, мас.23 60,0-75,016,0-33,03,0-6,0 2 1,0-1,5 23 2,0-2,5 3. Стекло обладает хорошей адгезионной прочностью и водостойкостью, однако, ТКЛР стекла выше требуемых значений. Задачей предполагаемого изобретения является снижение ТКЛР в целях обеспечения согласованности ТКЛР стекла и спаиваемых материалов и создания прочного спая, позволяющего выдерживать резкий перепад рабочих температур резонатора без его разрушения. Для решения поставленной задачи предлагается легкоплавкое некристаллизующееся стекло, включающее 23, , , 2, 23, которое содержит указанные компоненты при следующем соотношении, мас.В 2 О 3 24,8-47,033,8-59,38,3-12,3 2 2,0-2,5 23 5,6-6,8. Количественное соотношение указанных компонентов в предлагаемом составе легкоплавкого стекла позволяет получить согласованный спай и обеспечить его высокую прочность во всем интервале рабочих температур и тем самым обеспечить стабильность барочастотных характеристик резонатора и длительно сохранить вакуум (старение) в кварцевом изделии, соединенном легкоплавким стеклом. Из литературных источников стекло для спаивания, пассивации и герметизации микросборок и узлов с данным соотношением компонентов неизвестно и нами предлагается впервые. В качестве сырьевых материалов для варки стекла используют оксиды висмута и цинка, свинцовый сурик, борную кислоту и кварцевый песок. Сырьевые материалы взвешивают на технических весах, тщательно перемешивают и просеивают через сито 0,5. Приготовленную таким образом шихту для варки стекла засыпают в корундовые тигли и помещают в силитовую электрическую печь. Варку стекла осуществляют при температуре 850-900 С с выдержкой при максимальной температуре 30 мин. Составы и физико-химические свойства предлагаемого легкоплавкого стекла и прототипа представлены в табл. 1 и 2. Таблица 1 Составы легкоплавких стекол Содержание компонентов в составах, мас. 7500 1 2005.12.30 Таблица 2 Физико-химические свойства легкоплавких стекол Показатели Температура варки, С Температура начала размягчения, С Температура спаивания, С Сопоставляя показатели физико-химических свойств предлагаемого стекла и прототипа,можно заключить, что предлагаемое стекло согласуется пос монокристаллическим кварцем и пьезокварцем и образует прочный, согласованный спай с этими материалами,который не претерпевает разрушения во всем интервале рабочих температур резонатора. Высокая адгезионная прочность спая повышает качество и надежность в эксплуатации БРКМ и всего барочувствительного резонатора в целом. Кроме того, химический состав предлагаемого стекла не оказывает влияния на барочастотные характеристики и старение резонатора, обеспечивая их стабильность. Использование предлагаемого легкоплавкого стекла в качестве спая и герметика в производстве выше названных БРКМ позволило разработать на их основе датчики абсолютного и избыточного давления класса точности до 0,1 . Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.