Изобретение относится к диффузионной сварке и может быть использовано в электронной, авиационной, приборостроительной и других отраслях промышленности. The invention relates to diffusion welding and can be used in electronic, aviation, instrument-making and other industries.
Целью изобретения является повышение качества соединения. The aim of the invention is to improve the quality of the connection.
Способ осуществляют следующим образом. The method is as follows.
При сварке полупроводников или металлов с расположенным между ними щелочным стеклом последнее отжигают в вакууме. Затем свариваемые металлы располагают в сварочной камере, создают в ней обезвоженный вакуум, детали сдавливают, нагревают до температуры сварки и одновременно пропускают постоянный ток. При достижении температуры сварки ток отключают и осуществляют первую изотермическую выдержку. После этого через детали вновь пропускают постоянный ток обратной полярности и осуществляют вторую изотермическую выдержку. Затем постоянный ток отключают, через детали пропускают переменный ток и охлаждают их. Благодаря предварительному отжигу стекла и последующей сварке в обезвоженном вакууме предотвращается образование на его поверхности перенасыщенного щелочным металлом слоя и растравливание зоны соединения. Последующая изотермическая выдержка при снятом постоянном токе способствует восстановлению состава стекла по всей его толщине. Этому же способствует и последующая изотермическая выдержка при постоянном токе обратной полярности с последующим охлаждением под приложением переменным током. Все это способствует повышению качества сварного соединения. When welding semiconductors or metals with an alkaline glass located between them, the latter is annealed in vacuum. Then the welded metals are placed in the welding chamber, create a dehydrated vacuum in it, the parts are squeezed, heated to the welding temperature and at the same time a direct current is passed. When the welding temperature is reached, the current is turned off and the first isothermal exposure is carried out. After that, direct current of reverse polarity is again passed through the parts and a second isothermal exposure is carried out. Then the direct current is turned off, alternating current is passed through the parts and they are cooled. Thanks to preliminary annealing of the glass and subsequent welding in a dehydrated vacuum, the formation of a layer saturated with alkali metal on its surface and the etching of the joint zone are prevented. Subsequent isothermal exposure at a removed direct current helps to restore the composition of the glass over its entire thickness. The subsequent isothermal holding at a direct current of reverse polarity, followed by cooling under application of alternating current, also contributes to this. All this helps to improve the quality of the welded joint.
П р и м е р осуществления способа. Сваривают диски из монокристаллического кремния толщиной 0,2 мм и диаметром 6,0 мм со стеклом С-35-2 толщиной 0,3 мм, располагаемым между дисками из кремния. Свариваемые поверхности дисков и стекла обрабатывают соответственно по 14 и 12 классам. Предварительно стекло отжигают при 745 К в течение 2,5 ч в вакууме 1 ˙ 10-4 мм рт.ст. Сварку осуществляют в вакуумной камере, снабженной влагопоглотителями, при разрежении 1 ˙ 10-4 мм рт.ст. На стадии нагрева к деталям прикладывают постоянный ток напряжением 400 В. При достижении температуры 745 К ток отключают и осуществляют первую изотермическую выдержку в течение 10 мин. Затем меняют полярность приложенного постоянного тока и осуществляют вторую изотермическую выдержку в течение 10 мин. После этого к деталям прикладывают постоянный ток и охлаждают их со скоростью 5 К/мин до температуры начала миграционной поляризации стекла 673 К. Затем ток отключают, детали охлаждают и извлекают из камеры.PRI me R implementation of the method. Monocrystalline silicon disks are welded with a thickness of 0.2 mm and a diameter of 6.0 mm with a 0.3 mm thick C-35-2 glass placed between silicon disks. The welded surfaces of the discs and glass are treated in classes 14 and 12, respectively. Preliminarily, the glass is annealed at 745 K for 2.5 h in a vacuum of 1 ˙ 10 -4 mm Hg. Welding is carried out in a vacuum chamber equipped with desiccants, with a vacuum of 1 ˙ 10 -4 mm Hg At the heating stage, a direct current of 400 V is applied to the parts. When the temperature reaches 745 K, the current is turned off and the first isothermal exposure is carried out for 10 minutes. Then the polarity of the applied direct current is reversed and a second isothermal exposure is carried out for 10 minutes. After that, a direct current is applied to the parts and cooled at a speed of 5 K / min to a temperature of the onset of migration polarization of glass of 673 K. Then the current is turned off, the parts are cooled and removed from the chamber.
Проведенные механические испытания показали повышение качества сварного соединения. The mechanical tests showed an increase in the quality of the welded joint.