CH242550A - Verfahren zur vakuumdichten Verbindung eines keramischen Körpers mit einem zweiten Körper. - Google Patents

Description

  Verfahren zur vakuumdichten Verbindung eines keramischen Körpers  mit einem     zweiten    Körper.    Die Erfindung bezieht sich auf ein' Ver  fahren zur     vakuumdichten    Verbindung     eines     keramischen Körpers mit einem zweiten, vor  zugsweise     metallischen    oder ebenfalls kera  mischen     Körper        mittels        eines    Lotes.  



  Um     Metallteile        m.it        keramischen        Körpern     zu verbinden, werden nach .den     bis    heute be  kannten Verfahren Beine     Metallschichten    auf  den keramischen Körper aufgebrannt, diese  sodann     edektrolytis-cli    oder     durch    Aufspritzen       vemtäxkt    und darauf .erst der Metallteil auf  dem verstärkten Metallbelag durch Löten be  festigt.

   Dabei wird die     Metalh2chicht    ent  weder direkt auf den Keramikkörper aufge  bracht     -oder    der     letztere    wird zunächst mit  einer     Unterglasur        versehen,,    welche hierauf  mit     ider        Metallechicht        überzogen    wird.

   Bei  einem     dieser        bekannten    Verfahren wird auf  die Lötstelle des keramischen Körpers eine       Platinlösung    aufgetragen und eingebrannt  und     hierauf        die    Platinschicht elektrolytisch       mit        Cu    verstärkt.

   Das so     platinierte    und     ver-          kupfeTte    Keramikstück     wird    mit dem mit    diesem zu verbindenden Metallstück durch  ein     Ag-Cu-Lot    im Hochvakuum verschmol  zen.     Dieses    Verfahren hat jedoch den Nach  teil, dass die     galvanisch        verkupferten        Pt-          Schichten,    welche an und für sieh schon zum       Abblättern    und zur Blasenbildung neigen,  durch     das        hochschmelzende    Lot weitgehend       zerstört    werden.  



  Dieser Nachteil wird beim     erfindungms-          bemässen        Verfahren        vollständig        vermieden.     Nach der Erfindung besteht das Lot aus       einer    Legierung mit     wenigstens    zwei     Kom-          ponenten    A und B.

   Die metallenen Kompo  nenten A und B und     ,die    auf den keramischen  Körper als     Lötunterlage        aufgebrachte    Me  tallschicht- C verhalten sich gegenseitig so,       d.ass    das     Metall        ider    Schicht C die Kompo  nente A     teilweise    aus dem Lot     herauslügiert,          und,die    Legierungskomponenten A, B liegen  in einem solchen Mengenverhältnis vor, dass       eine    Abnahme der Komponente A eine       Schmelzpunkterhöhung    der     Lotlegierung    be  wirkt.

   Die an der     Berührungsfläche    zwischen      dem Lot und der     Trägensehicht    C entste  hende, an dem     Legierungsmetall    A ver  armende Zwischenschicht erstarrt     somit    bei  einer höheren Temperatur als das Lot und  schützt dabei die     Metallschicht    C vor einem       weiteren    Einfluss des noch flüssigen Lotes.  



       Das        erfindungsgemässe    Verfahren soll nun  anhand eines. Ausführungsbeispiels näher er  läutert werden, wobei in an sich     bekannter     Weise als Lot eine     Ag-Cu-Legierung    dient  und .die     Keramikteile    mit     einer    Platinschicht  als     Lötunterlage    versehen wenden. Im Gegen  satz zum bekannten     Verfahren    wird die     Pl'a-          tinschicht    jedoch nicht mit     Cu    galvanisch  verstärkt.  



  Da     sich    das Platin im festen Zustand mit  dem Kupfer des     Ag-Cu-Lotes    viel rascher       legiert    als mit dem Silber, so wird aus     dem-          jenigen    Teil     des    fliessenden Lotes;

   welcher       mit    der     Pt-Schicht    in     Berühru4g    kommt, das       Cu        herauslegiert,        unid        es        entsteht    eine dünne       Pt-Cu-Schicht.    Dadurch tritt an dieser     Be-          rührunezone        infolge    der     Konzentrations-          änderung    der     Ag-Cu-Legierung    eine     weitere          Zwischenschicht    mit einem höheren     

  .Schmel.z-          punkt    als     idemjenigen    des Lotes auf, welche       erstarrt    bevor aus dem noch     flüssigen    Lot       gup@fer        nachdiffundieren    kann. Diese Zwi  schenschicht schützt somit die     Platinschicht     vor dein     weiteren        Einfluss        ,des    noch flüssigen  Lotes.

     Beim erfindungsgemässen Verfahren eig  nen sich für die     Lotung        sämtliche        Ag-Cu-Le-          gierungen,    angefangen bei der aus 72 %     Ag     und 28 %     Cu    bestehenden     eutektischen        Legie=          rung    mit dem niedrigsten Schmelzpunkt von  779  C bis zu den     Ag-Cu-Legierungen    mit  85-90 %     AK-Gehalt    und Schmelzpunkten von       850-8q0     C.

   Durch die Wahl eines     entspre-          chenden        Verhältnisses.    der     Legierun.glsbestand-          teile    kann der .Schmelzpunkt des     Lotes    in  einem Temperaturbereich von annähernd       100     C dem     jeweiligen    Zwecke angepasst       ,verden.     



  Es ist zweckmässig; die Keramikteile vor  dem     Aufbringen    der als     Lötunterlage    dienen  den Metallschicht in an sich     'bekannter          Weise    mit einer     Glasur    zu versehen.     Diese       wird     vorteilhafterweiee    nicht mehr als  0,05 mm betragen, damit die beim Erhitzen  auftretende     Gasabgabe    des Glases     verringert     und die damit verbundene     Blasenbildung    ver  mieden wird.

   Bei einer Dicke -der     Glasur    von  0,01 mm sind     beispielsweise    !die Eigenschaf  ten derselben     als        Bindemittel        zwischen    dem  keramischen     Material    und der metallischer <   Lötunterlage noch     vorhaa(den,    hingegen ist  die beim Erhitzen entstehende     Gasmenge    so  gering, dass die     Gasbläschen        weder,die        Glaisur-          haut    -noch die     darüberliegende        Metallschicht     zu durchbrechen vermögen.  



  Es ist     auss:erd-em.vorteilhaft,    die     Lötung     in einem     beispielsweise    aus     Argon    oder Stick  stoff bestehenden Schutzgas vorzunehmen,  dessen Druck     mindestens    so gross ist wie der  Druck der beim Erhitzen .des     Zwischenglases          entsteheniden    Gase.  



  Ausser durch Auftragen     und    nachfol  gendes Einbrennen einer Metallösung     'kann     die     Lötunterlage    -der     Keramikteile    auch mit  tels anderer an sich bekannter Verfahren,  wie     Kathodenzerstäubung    oder Metallver  dampfung, im Hochvakuum     erzeugt    werden.  



  Die     Lotlegierung    kann ausser den beiden  Hauptkomponenten A und B     auch    noch Zu  sätze an andern Metallen enthalten,     walche     die     Eigenechaften,des    Lotes in einer     entspre-          chend    dem jeweiligen     Anwendungszweck     günstigen Weise     beeinflussen.  

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: - Verfahren zur vakuumdichten Verbin dung eines keramischen Körpers mit einem zweiten Körper mittels eines Lotes;

   welches aus einer Legierung mit wenigstens zwei Komponenten A und B besteht, wobei der keramische Körper mit einer Metallschicht C als Lötunterlage versehen ist, @daiduTCh ge kennzeichnet, dass die Legierungskomponen ten A, B und die Schicht C aus Metallen be stehen, welche sich geigenseitig so verhalten,

   dass das Metall der Schicht C die Kornpo- nente A teilweise aus dem Lot herauslegiert und @dass die Komponenten A. und B des Lotes in einem solchen Mengenverhältnis vorliegen, dass eine Abnahme der Komponente A eine Schmelzpunkterhöhung der Lotlegierung be wirkt, so dass die an der Berührung fdäche zwischen dem Lot und der Trägerschicht C entstehende,

   an Legierungsmetall A ver- armen(de Zwischenschicht bei einer höheren Temperatur als das Lot erstarrt und damit die Trägerschicht C vor einem weiteren Ein fluss des noch flüssigen Lotes schützt. U NTERANSPR ÜCEE 1.

   Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass als Lot eine Ag- Cu-Legierung von mindestens 721% Ag und höchstens 2 & % Cu verwendet wird. 2.

   Verfahren nach Unteranspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass die Ag-Cu-Legie- rung höchstens 90 % Aig enthält. 3. Verfahren -nach Patentanspruch, da- ,durch gekennzeichnet, dass die Schicht, C aus Pt besteht. 4.

   Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, @dass als Bindemittel zwischen dem keramischen Körper und der metallischen Schicht C eine Glasur verwen det wird. 5. Verfahren nach Unteranspruch 4, da durch gekennzeichnet, dass die Dicke der Glasur kleiner als 0-,0-5 mm ist. 6. Verfahren nach Unteranspruch 4, da durch gekennzeichnet, dass die Lötung in einem Schutzgas erfolgt. 7.

   Verfahren nach Unteranepruch 6, da durch gekennzeichnet, dass das Schutzgas aus Argon besteht. B. Verfahren nach Unteranspruch 6, da durch gekennzeichnet, da,ss das Schutzgas aus Stickstoff besteht. 9. Verfahren nach Unteranspruch 6, da durch gekennzeichnet, dass der Druck des Schutzgauses mindestens so gross ist wie der Druck der beim Erhitzen der Glasur ent-. stehenden Gase.