RU1772089C - Стекло дл спаивани элементов магнитных головок - Google Patents

Abstract

Использование: дл  спаивани  ферри- товых элементов магнитных головок дл  звуко- и видеозаписывающих устройств и вычислительной техники. Сущность изобре2 тени : стекло содержит оксид кремни  50,11-56,71% БФ SI02, оксид бора 16,13- 19,36% БФ ВаОз, оксид натри  11,49- 15,60% БФ N320, оксид лити  3,02-5.07% БФ LiaO. оксид магни  0.01-2,72% БФ МдО, оксид цинка 0,01-1,52% БФ ZnO, оксид кальци  3,03-7,5% БФ СаО, оксид алюмини  0,47-1,57% БФ , оксид лантана 0,01-10.07% БФ . оксид кали  0,01- 1,47% БФ . оксид сурьмы 0,27-0,49% БФ ЗЬ20з. Врем  до по влени  первых признаков изменени  микрорельефа поверхности магнитопроводов 30-40 мин, количество пузырьков в объеме 0,1 мм3 стекл нной части спа нного блока магнитных головок 1-2 шт. 2 табл.

Description

Изобретение относитс  к составам стекол дл  спаивани  ферритовых элементов магнитных головок дл  звуко- и видеозаписывающих устройств и вычислительной техники . Может быть использовано также дл  изолирующих и герметизирующих покрытий в электронной технике.

В последние годы в области произ- водстза магнитных головок продолжалс  процесс перехода от использовани  дл  формировани  рабочих зазоров тугоплавких стекол с температурой растекани  900-950°С к использованию стекол с температурой растекани  700-750°С. Предложенные различными авторами составы стекол с температурой растекани  до 750°С в разной степени отвечают следующему комплексу максимальных требований , предъ вл емых к стеклам

указанного назначени : твердость - не ниже твердости феррита (микротвердость по Виккерсу марганец-цинковых ферритов - 630-670 кгс/мм2); высока  адгези  к ферриту , обеспечивающа  затекание расплавленного стекла в рабочий зазор на необходимую глубину; отсутствие склонности растравливать поверхность ферритовых магнитопроводов и образовывать пузырьки при формировании рабочих зазоров; отсутствие сколько- нибудь заметной кристаллизации; согласованность по термическому расширению со спаиваемыми материалами магнитных головок; кислото- и щелочеустойчивость.

Анализ предложенных решений показывает , что достижение высокого уровн  всех свойств в одном стекле - задача чрезвычайно трудна , и обычно достижение выХ| ХЗ

Ю О 00

ю

сокого уровн  одних достигаетс  за счет снижени  других.

В ходе разработки стекол особенно выражено стремление обеспечить сочетание пониженной температуры растекани  с отсутствием склонности растравливать феррит и образовывать пузырьки при формировании рабочих зазоров и других соединений магнитных головок.

Без соответстви  жестким требовани м по последним двум характеристикам, а также по согласованности термического расширени  со спаиваемыми материалами и по адгезии к ним использовать стекло дл  изготовлени  магнитных головок не представл етс  возможным. Вместе с тем, от уровн  химической устойчивости стекла и его твердости в значительной степени зависит производительность технологического процесса изготовлени  и выход годных магнитных головок, их надежность и долговечность при эксплуатации. Химическа  устойчивость и твердость стекол дл  магнитных головок большинства опубликованных за последние годы составов весьма невысокие.

Опыт работы со стеклами, характеризующимис  совокупностью температуры растекани  не более 730°С и микротвердости по Виккерсу 680-750 кгс/мм , вы вл ет большие трудности по обеспечению еще и сочетани  высокой химической устойчивости с отсутствием склонности растравливать поверхность ферритовых магнитопроводов и образовывать пузырьки при спаивании в атмосфере инертного газа. В приближении к максимуму всех указанных выше свойств стекол указанного назначени  заключаетс  в насто щее врем  основна , наиболее трудна  задача их разработчиков .

Известно стекло дл  спаивани  элементов магнитных головок, включающее, мас.%:

SI0236-46

В20з20,1-26,1

№200,2-21,5

LI202,3-12,3

МдО0,1-0,2

К200,1-0,2

5Ь2Оз0,2-0,3

ZnO9-14,2

ТЮ20,1-2

Zr020,3-6,1

Оно характеризуетс  благопри тным сочетанием низкой температуры растекани  - 720-760°С и высокой микротвердо- сти - более 700 кгс/мм2. Стекло обладает хорошей адгезией к ферриту, согласуетс  с ним по термическому расширению, устойчиво к кристаллизации. Однако оно имеет следующие недостатки: его склонность к растравливанию феррита и к образованию пузырьков при формировании рабочих зазо- ров в атмосфере инертного газа заметно увеличиваетс  даже при небольшом (10- 15°С) превышении оптимальной температуры спаивани  и его продолжительности. Кроме того, это стекло  вл етс  недостаточ- но кислотоустойчивым.

Наиболее близким к предлагаемому по химическому составу  вл етс  стекло дл  спаивани , включающее, мас.%:

SI0253-71

А120з1,3-4

В20з4-12

СаО3,5-8

МдО1,3-4,2

N3209-16

LI204-8

ZnO0,5-10

и по крайней мере один из группы: Се02, 1а20з, Мй20з,

Рг20з0.1-1,5 СоО 0,5-2.5

Данное стекло выбираетс  нами за прототип. Оно характеризуетс  довольно высокой химической устойчивостью и твердостью , растекаетс  при сравнительно низкой температуре. Может быть согласовано с ферритами по термическому расширению. Однако это стекло имеет существенные не- достатки: растравливает феррит и образует большое количество пузырьков при спаивании элементов магнитных головок в атмосфере инертного газа, характеризуетс  недостаточной кристаллизационной устой- чивостью. Это исключает возможность его использовани  дл  изготовлени  магнитных головок.

Целью изобретени   вл етс  снижение интенсивности коррозионного рас- травливани  поверхности ферритовых магнитопроводов и количества пузырьков в стекл нной части спа , а также повышение кристаллизационной устойчивости стекла.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что стекло дл  спаивани  элементов магнитных головок, включающее SI02, В20з, Na20t , MgO, ZnO, СаО, А120з и 1э20з. дополнительно содержит К20 и 8Ь2Оз при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Si0250,11-56,71

В20з16,13-19,36

Na2011.49-15.60

LI203,02-5.07

0.01-2,72

0,01-1,52

3,03-7.50

0,47-1.57

0.01-10,07

0,01-1,47

0,27-0,49

Обычно при использовании дл  спаивани  ферритовых магнитопроводов стекол рассматриваемого типа, содержащих сверх 10% оксида бора, имеет место интенсивное коррозионное растравливание поверхности магнитопроводов, а в стекл нной части спа  образуетс  большое количествр пузырьков, особенно в присутствии оксида кали . Однако при отработанном отпимальном соотношении компонентов присутствии в предложенном стекле оксидов бора и кали  в указанном количестве делает его значительно менее склонным к коррозионному растравливанию феррита и к выделению пузырьков при спаивании, обеспечивает ему большое преимущество перед прототипом по кристаллизационной устойчивости. Более высокий уровень указанных свойств предложенного стекла достигнут за счет более полного использовани  фактора координационного состо ни  бора и полищелочного эффекта, а также за счет использовани  вы вленной зависимости газо- насыщенности стекла от состава и температуры. Существенному снижению склонности образовывать пузырьки при спаивании элементов магнитных головок способствовало введение в состав стекла оксида сурьмы.

В табл. 1 приведены конкретные примеры составов предлагаемого стекла, в табл 2 - его свойства: температурный коэффициент линейного расширени  (ТКЛР) от в интервале 20-300°С и температура начала деформации Тдеф, определенные с помощью дилатометра ДКВ-5А при нагреве образцов стекла размерами 50 х 4 х 4 мм со скоростью 3°С/мин; температура растекани  Траст., при которой краевой угол смачивани  ферритовой подложки становитс  менее 15°; микротвердость по Виккерсу Hv, определенна  с помощью микротвердомера ПМТ-3 по стандартной методике; период времени т до по влени  первых признаков изменени  микрорельефа исходной поверхности ферритовых магнитопроводов, полированной до 14 класса шероховатости- количестве пузырьков N в объеме 0,1 мм стекл нной части спа нного блока магнитных головок: потери массы Рк образцов диаметром 20 мм, высотой 8 мм при выдержке в течение 1 часа в 5%-ной щавелевой кислоте при комнатной температуре; потери массы Рщ образцов тех же размеров при кип чении в 10%-ном растворе NaOH в течение 1 часа: период времени S до по-  влени  первых признаков кристаллизации на поверхности растекающейс  по ферритовой подложке капли стекла при температуре растекани  в атмосфере инертного газа.

0 Стекла синтезируютс  в платиновом или корундовом тигле при температуре 1330°С. Как видно из табл. 2, предлагаемое стекло характеризуетс  значительно меньшей интенсивностью коррозионного

5 растравливани  поверхности ферритоеых магнитопроводов и образовани  пузырьков при спаивании (обычно в течение 15 мин при температуре растекани ), а также существенно более высокой кристаллиза0 ционной устойчивостью по сравнению с прототипом, не уступает по твердости марганец-цинковым ферритам, хорошо согласуетс  с последними по термическому расширению.

5 Высокий уровень химической устойчивости предлагаемого стекла обеспечиваетс  значительным содержанием кремнезема. Кислотоустойчивость стекла существенно сни кьетс. ъслн одерж«чие

Q кремнезема становитс  менее 50,11%. Увеличение его количества более 56,71% приводит к заметному повышению температуры растекани .

Если содержание В20з становитс  ме5 нее 16,13%, существенно инт ксифициру- етс  коррозионное растравливан-ие феррита и снижаетс  кристаллизационна  устойчивость стекла. При увеличении его количества сверх 19,36% резко снижаетс  x-iQ мическа  устойчивость стекла.

Низка  температура-растекани , высока  адгези предлагаемого стекла к ферриту и кристаллизационна  устойчивость обеспечиваютс  пры указанном содержании сидов натри , лити  и кали . При содержании этих оксидов в количестве менее 11,49,- 3,02 и 0,01%. соответственно, температура растекани  заметно повышаетс . При увеличении их содержани , соотп ветственно. сверх 15,60; 5,07 и 1.47% существенно снижаетс  химическа  устойчивость стекпа.

Повышению химической устойчивости предлагаемого стекла способствует присутствие в нем оксидов магни  и цинка. Это

5

становитс  заметным, если их содержание оказываетс  не менее 0,01% дл  каждого. При содержании этих оксидов в количестве более соответственно 2,72 и 1,52 % снижаетс  кристаллизационна  устойчивость стекла . Количество пузырьков в стекл нной части спаев существенно увеличиваетс , если содержание оксида сурьмы оказываетс  менее 0,27%. Повышение его содержани  более 0,49% приводит снижению химической устойчивости стекла.

Повышение интенсивности коррозионного растравливани  феррита и образовани  пузырьков при спаивании становитс  заметным также, если содержание оксидов кальци , алюмини  и лантана оказываетс  менее 3,03; 0.47 и 0,01%, соответственно. При содержании этих оксидов более, соответственно , 7,50: 1,57 и 10,07% существенно снижаетс  кристаллизационна  устойчивость стекла,

Предлагаемое стекло характеризуетс  благопри тным сочетанием всех перечисленных выше свойств, его применение дл  формировани  рабочих зазоров и других соединений магнитных головок позволит существенно Повысить уровень технологии их производства, надежность и долговечность .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Стекло дл  спаивани  элементов магнитных головок, включающее SI02, ВаОз. Na20, LI20, MgO, ZnO, СаО. , LaaOa, отличающеес  тем, что, с целью снижени  интенсивности коррозионного растравливани  поверхности ферритовых магнитопроводов и количества пузырьков в стекл нной части спа , а также повышени  кристаллизационной устойчивости стекла, оно дополнительно содержит КаО и ЗЬаОз при следующем соотношении компонентов, мае. %:

   Si0250,11-56.71;

   В20з16,13-19.36;

   N32011,49-15,60;

   Lt203,02-5,07;

   MgO. 0,01-2,72;

   ZnO0,01-1,52;

   СаО3,03-7,50;

   At20i0,47-1,57;

   1а20з0,01-10,07;

   К200,01-1,47;

   5Ь20з0,27-0,49.

   Таблица 1

   Таблица 2