DD200841A1

DD200841A1 - Ultraschallverzoegerungsleitung und verfahren zum herstellen

Info

Publication number: DD200841A1
Application number: DD23275681A
Authority: DD
Inventors: Andreas Thun
Original assignee: Andreas Thun
Priority date: 1981-08-24
Filing date: 1981-08-24
Publication date: 1983-06-15

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Ultraschallverzoegerungsleitung, bei der Wandler und Glaskoerper durch Loeten miteinander verbunden sind sowie ein Herstellungsverfahren. Ziel der Erfindung sind Verzoegerungsleitungen mit verbesserten Parametern, insbesondere bezueglich der n tau- Echodaempfung. Durch eine optimale Schallimpedanzanpassung zwischen Wandler-Lot-Glas sollen Stroechos vermieden werden und so die Ausfaelle an Verzoegerungsleitungen verringert werden. Erfindungsgemaess wird dies bei Verzoegerungsleitungen erreicht, deren loetfaehige Schichten zwischen Glaskoerper und Wandler aus zwei Schichten bestehen. Die erste Schicht ist eine Eisen-Nickel-Schicht, darauf wird eine Zinn oder eine Zinn-Silber-Schicht aufgebracht. Bei dem erfindungsgemaessen Herstellungsverfahren werden die zwei Schichten durch Aufdampfen, beispielsweise mittels Widerstandsheizung oder mittels Elektronenstrahlbedampfung aufgebracht. Die Verwendung einer Schablone ermoeglicht dabei verschiedene Kontaktierungsvarianten.

Description

232756 2

Titel der Erfindung

Ultraschallverzögerungsleitung und Verfahren zum Herstellen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf Ultraschallverzögerungsleitungen, die aus einem Glaskörper (spezielles Glas) und einem elektroakustischen Ein- und Ausgangswandler bestehen,»

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es ist bekannt, die Ein- und Ausgangswandler der Ultraschallverzögerungsleitungen durch Löten mit dem Glaskörper zu verbinden. Deshalb werden die auf dem Glaskörper für die Y/andler vorgesehenen Flächen und die Y/andler mit lötfähigen Schichten versehen.

Zur Herstellung dieser lötfähigen Schichten sind verschiedene Verfahren bekannt· Beispielsweise werden neß~ chemische Prozesse verwendet, um Kupfer oder Wickel auf dem Glaskörper abzuscheiden· Eine andere Möglichkeit ist der Einsatz der Hochvakuumbedampfungstechnik (DE - OS 2833457 und DE - OS 2912555)* Dabei wird als lötfähige Schicht eine Dreifachstruktur aufgedampft, die aus den Schichten TTickel-Chrom/Nickel/Gold oder Eisen-Tiickel

232756 2

Chrom/Nickel/Gold besteht. Pur den Wandler werden am häufigsten aufgedampfte Göldschichten, aber auch Cbrom-Kupfer-Schichten als lötfähige Schichten verwendet.

Im Lötprozeß werden niederschmelzende Weichlote eingesetzt, die gegenüber verschiedenen Materialien (ζ. Β_β Kupfer) keine sehr gute Benetzungsfähigkeit aufweisen. Die Qualität der Lötung hat entscheidenden Einfluß auf die Parameter der Verzögerungsleitung, insbesondere auf die n^-Echodämpfung. Um Ausfälle zu vermeiden, muß die Lötung in guter Qualität und mit hoher Reproduzierbarkeit erfolgen. Durch eine optimale Schallimpedanz-anpassung zwischen Wandler-Lot-Glas lassen sich Störechos vermeiden, die zu den Ausfällen der Verzögerungsleitung führen können. Eine Voraussetzung ist die gute Lötfähigkeit der Schichten auf dem Glaskörper und/oder Wandler. ·

, Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung sind Verzögerungsleitungen mit verbesserten Parametern, insbesondere bezüglich der ηΤί-Echodämpfung. Durch gute und reproduzierbare Lötungen wird es möglich, den Anteil der Leitungsausfälle entscheidend zu senken. Durch ein relativ einfaches Herstellungsverfahren wird eine Rationalisierung in der Produktion der Verzögerungsleitungen erreicht,

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch eine verbesserte lötfähige Schicht eine sehr gute Benetzung gegenüber niederschmelzenden Loten zu gewährleisten. Die lötfähige Schicht soll einen hohen Reinheitsgrad sowie eine homogene. Oberfläche besitzen, eng tolerierte Schichtdicken und ausreichende Haftfestigkeiten ermöglichen.

232756 2

Erfindungsgemäß werden für die Verzögerungsleitungen löt~ fähige Schichten verwendet, die aus zwei Teilschichten bestehen_β Als erste Schicht wird eine Eisen-Nickel-Schicht aufgebracht, darauf wird eine Zinnschicht oder eine Zinnschicht, die mit maximal 4 % Silber legiert ist, abge~ schieden,,

Diese lötfähige Schicht, die eine einfache Struktur aufweist und ohne den Einsatz von Gold auskommt, besitzt infolge ihrer hohen Benetzungsfähigkeit gute lötbare Eigenschaften, Sie gewährleistet Lötungen hohe?Repro-. duzierbarkeit.

Es ist zweckmäßig, diese Lötschicht nicht nur auf den entsprechenden Flächen des Glaskörpers, sondern auch auf den Wandlern aufzubringen.

Das Herstellen der lötfähigen Schicht wird erfindungsgeraäß durch Aufdampfen im Hochvakuum durchgeführt. Dazu werden Glaskörper und/oder Wandler einer Reinigung unterzogen und danach auf eine Sch&lone positioniert. Durch die Verwendung der Schablone werden verschiedene Kontaktierungsmöglichkeiten der Verzögerungsleitungen ermöglicht. So können je nach Größe des Schablonenausschnittes nur die Dachschräge oder aber auch die Seitenflächen mit bedampft werden.

Im Vorvakuum (etwa 10" Torr) werden Glaskörper und/oder Wandler abgeglimmt_e Es schließt sich das Verdampfen von Eisen-Niekel (PeNi 48) im Hochvakuum (10~⁵- 10"⁶ Torr) an. Dies kann aus einem Wolframschiffchen mittels direkter Widerstandsbeheizung oder mittels Elektronenstrahibedampfung geschehen. Aus einem zweiten Verdampfer wird dann reinstes Zinn oder eine Zinn-Silber-Legierung aufgedampft. So entsteht die Doppelstruktur der Schicht:

232756 2

1. Eisen-iTickel-Schicht

2. Zinn-Schicht oder Zinn-Silber-Schicht

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel erläutert werden. Die zugehörige Zeichnung zeigt in

Fig. 1 und 2 - Varianten zum Aufbringen der lötfähigen

Schicht

Der Glaskörper 1 wird in Trichlorethylen und Alkohol gewaschen und danach auf einer Schablone 2 positioniert. Figur 1 zeigt die Anordnung des Glaskörpers 1 auf der Schablone 2 ftir den Fall, daß nur die Dachschräge 3 bedampft werden soll. In Figur 2 ist die Schablone dargestellt^mit der die Dachschräge 3 und Seitenflächen des Glaskörpers 1 mit der lötfähigen Schicht versehen werden können.

Im Vorvakuura wird der Glaskörper abgeglimmt. Danach wird aus einem Wolframschiffchen die Eisen-Nickel-Schicht aufgedampft. Aus einem zweiten Verdampfer wird dann reinstes Zinn aus einem Molybdänschiffchen als zweite Schicht aufgedampft. Anschließend erfolgt der Lötprozeß mit einem Weichlot. Die Bedampfung der Wandler kann im selben Arbeitsgang erfolgen.

Claims

-^ 23275 6 2

Erfindungsanspruch

1, Ultraschallverzögerungsleitung mit zwischen dem Glaskörper und den T/andlern angebrachten lötfähigen Schichten, gekennzeichnet dadurch, daß die lötfähigen Schichten aus zwei Teilschichten bestehen, derart, daß als erste Schicht eine Eisen-Hickel-Schicht und als zweite Schicht eine Zinn- oder Zinn-Silber-Schicht aufgbracht ist«

2_β Verfahren zum Herstellen einer Ultraschallverzögerungsleitung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß nach dem Waschen der Glaskörper und/oder der Wandler auf einer Schablone positioniert werden, danach das an sich bekannte Abglimmen im Vorvakuum durchgeführt wird und anschließend durch Aufdampfen im Hochvakuum die Eisen» Eickel-Schicht und darauf die Zinn- oder Zinn-Silber-Schicht aufgebracht werden,

3· Verfahren nach Punkt 2, gekennzeichnet dadurch, daß der Glaskörper (1) derart auf der Schablone (2) angeordnet wird, daß nur die Dachschräge (3) oder Dachschräge (3) und Seitenflächen mit der lötfähigen Schicht versehen werden.

Hierzu 1 Seite Zeichnung