Оправка для получения кольцевых цилиндрических спаев — SU 782020 (original) (raw)
ОП САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 1"ьогс 3 с:;фф,н 1782020 Сафз Севетскик Сециалистичесним Республик, с присоединением заявки Йо - (23) Приоритет Государственный комитет СССР но деяаи изобретений и открытийОпубликовано 23,1 1,80,Бюллетень Йо 4 3 Дата опубликования описания 2311,80(54) ОПРАВКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ КОЛЬЦЕВЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ СПАЕВИзобретение относится к технологии пайки металлокерамических узлов электровакуумных приборов, в частности к получению вакуумноплотных цилиндрических спаев лейкосапфировых 5 дисков большого диаметра с коваровыми кольцами, используемых для выходных окон большого диаметра при изготовлении проекционных лазерных кинескопов и других типов электровакуум ных приборов, а также для других целей, где необходимо получение вакуумноплотных спаев лейкосапфировых дисков большого диаметра.Известны способы получения вакуум ноплотных, термически стойких и механически прочных цилиндрических спаев монокристаллической алюмооксидной керамики (лейкосапфира) с коваром такие, как с предварительной металлизацией 2 О лейкосапфира той или иной пастой, например пастой на основе молибдена с добавками марганца и кремния, пастой на основе молибдена с добавками алюмомарганцевосиликатного стекла, пас тами типа ПМБ, Х, ПСТ, и с использованием активных припоев. При этом используют оправки, которые лишь фиксируют определенное расположение сапфира и новара 1), ЗО 2К недостаткам этих оправок отно-.сятся трудности получения вакуумноплотных цилиндрических спаев-лейкосапфира с коваром среднего размера( 25-60 мм), а получение спаев большого размера ( 70-100 мм и более)практически иеиозмоано из-за образования больших зазоров между цилиндрическими поверхностями лейкосапфира иковара при температуре пайки. Припайке с использованием активных припоев этот фактор усугубляется трудностью регулирования растекания припоя по поверхности лейкосапфира.Известны также оправки для пайкиалюмооксидной керамики с металлами,которые для уменьшения зазора присоздании цилиндрических спаев большого диаметра выполнены иэ материалас малым температурным коэффициентомлинейного расширения (ТКЛР), например из молибдена 2). В процессе на"греза оправки обжимают металлическуюдеталь и уменьшают величину зазора,Прн этом выбирается определенное со"отношение толщины паяемого металла имолибденовой оправки с учетом деформации их при нагреве,Однако в этом случае не учитывается соотношение .зазоров нн междуалюмооксидной керамикой и паяемым металлом, ни между пояемым металлом и молибденовой оправкой, что приво дит либо к превышению напряжений в спае и последующему его разрушению, а во многих случаях приводит к разрушению алюмооксидной керамики - лейкосапфира, либо уменьшение зазора при температуре пайки оказывается недостаточным, и спаи получаются невакуумноплотными, что приводит практически к 100-ному браку при больших размерах паяемых узлов ( 70-150 мм),.Цель изобретения - повышение качества вакууйноплотных спаев лейкосапфировых цилиндрических дисков сковаровыми цилиндрическими элементами толщиной 0,4 - О,б мм.Цель достигается тем, что в известной оправке, выполненной в виде охватывающего спаинаемые изделия кольцаиз материала с коэффициентом теплового расширения, меньшим коэффициента теплового расширения спаиваемыхизделий, кольцо выполнено из нескольких расположенных в виде стопки молибденовых шайб, внутренннй диаметркоторых д удовлетворяет соотношени 3 с д -В, 0( к С 4,9 Ь 10(-Ы - -(8.10,0,где д и О, - внутренний и внешнийдиаметры коварового элемента, соответственно, Ос - диаметр сапфироногодиска. При этом толщина стопки равнавысоте спая.На чертеже показана предлагаемаяоправка.Лейкосапфироный диск 1 (толщиной1-20 мм), спаивают с коваровым элементом 2, имеющим отбортовку. Припойв виде кольца 3 закладывают в областьспая, Эатем ковароный элемент с лейкосапфироным диском вставляют в отверстие оправки, выполненной в виде стопки молибденовых шайб 4, высота которой равна высоте спая. Собранный таким образом узел помещают на опорноекольцо 5, например, из нержавеющейстали. Сверху для устранения деформации отбортовки коварового элементапоследний прижимается кольцом 6.Вкладыш 7 служит для фиксации положения лейкосапфира относительно ковароного элемента по высоте и устанавливается на основании 8. Узел,собранный в компенсирующей оправке,помещается в печь с той или иной защитной атмосферой. При нагреве узлаблагодаря разнице коэффициентов теплового расширения молибдена, новараи лейкосапфира, а также благодаряжесткости оправки происходит незначительная деФормация внутреннегодиаметра коварового кольца в пределах зазора между внутренним диаметром молибденовой оправки и внешнимдиаметром коварового элемента, компенсируя при этом разность неравно мерного расширения лейкосапфировогоцилиндра, обусловленного разностьюТКЛР по разным кристаллографическимосям. Таким образом обеспечиваетсяоптимальный капиллярный зазор притемпературе пайки между цилиндрической поверхностью лейкосапфира и внутренней поверхностью конарового элемента по всему периметру.Использование данной оправки позволяет создавать электронакуумныеприборы с выходным окном большогодиаметра ( 20-150 мм) и выходомгодных изделий практически до 100,например, при изготовлении лазерныхкинескопов - квантоскопов, а также15 других видов проекционных ЭЛП, в которых использование лейкосапфировыхокон большого диаметра с хорошим теплоотводом позволяет увеличить яркость изображения при размерах экра 20 на несколько квадратных метров. Учитывая значительную стоимость лейкосапфировых дискон (диск 70 мм, вы:сотой 10 мм стоит 2000 руб., н США100 мм - 1200 долларов) внедрениеданного устройства даст значительныйэкономический эффект н народном хозяйстве.формула изобретения1. Оправка для получения кольце-вых цилиндрических спаев, выполненЗО ная н виде охватывающего спаиваемыеизделия кольца из материала с коэффициентом теплового расширения,меньшим коэффициента теплового расширения спаиваемых изделий, о т л и 35 ч а ю щ а я с я тем, что,.с цельюповышения качества вакуумноплотныхспаев лейкосапфировых цилиндрическихдисков с ковароными цилиндрическимиэЛементами толщиной 0,4-0,6 мм, коль 40 цо выполнено из нескольких расположенных в виде стопки молибденовыхшайб, внутренний диаметр которых дОудовлетворяет соотношениям:Д Р Д ) с ,оссщ Ь со 4 с.о - " - сосоАЛсЭс45 где д и О - внутреннйи и внешнийдиаметры коварового элемента соответственно, Ос - диаметр сапфироногодиска.о2. Оправка по п. 1, о т л и ч а ю 50 щ а я с я тем, что толщина стопкиравна высоте спая.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Решетников А.М, и др. Металлизация монокристаллов сапФира и рубина и пайка их с металлами. Сборник"Вакуумноплотная керамика и ее спаис металлами", серия "Технология, организация производства и,оборудонаниеф, вып. 2 (5)М., ЦНИИ "Электро-,60 ника", 1972, с, 25.2. Рабкин В.Б. и др. Цилиндрические спаи керамики и меди с молибденовымв компенсаторами. - "Электроннаятехника", серия "Электроника СВЧ",65 1969, Р 3, с. 150-153.