SU1763396A1 - Стекло дл спаивани элементов магнитных головок - Google Patents

Abstract

Сущность изобретени : стекло содержит оксид свинца 61-73,65% БФ РЬО, оксид бора 11,18-12,32% БФ ВаОз, оксид висмута 0,76-10,92% БФ В120з. оксид кремни  3- 3,45% БФ SI02, оксид цинка 5.69-6,27 БФ ZnO, оксид алюмини  1,04-2,54% БФ А120з, оксид меди 0,001-2,45% БФ СиО, оксид натри  0,04-3,8% БФ Na20, оксид олова 0,002- 0,4% БФ SnOa. Характеристики стекла: КЛТР (97-127) 107 1/°С, температура растекани  470-485°С. 2 табл.

Description

Предполагаемое изобретение относитс  к составам стекол, примен емых в производстве магнитных головок дл  звуко- и видеозаписывэющих устройств и вычислительной техники и может быть использовано также дл  изолирующих и герметизирующих покрытий в электронной технике.

-Правомерность вы вившейс  несколько лет назад тенденции к применению при изготовлении магнитных головок возможно более легкоплавких стекол в насто щее врем  не вызывает сомнений. Значительно расширилось использование дл  формировани  рабочего зазора головок стекол с температурой растекани  700-750°С. При этом конструкторы и технологи, работающие в области магнитных головок, про вл ют все больший интерес к особо легкоплавким стеклам с температурой растекани  ниже 500°С. Некоторые разрабатываемые конструкции магнитных головок требуют применени  столь легкоплавких стекол даже дл  формировани  рабочих зазоров .

Известные стекла с температурой растекани  ниже 500°С синтезируютс , в основном, на боросвинцовой или боросвин- цововисмутовой основе с содержанием оксидов свинца и висмута более 80 мае.%. что. однако, обусловливает их выраженную склонность к кристаллизации при расплавлении , в частности, к образованию мелкодисперсных металлических частичек вследствие восстановлени  оксидов свинца и висмута. При кристаллизации стекла утраивают адгезию к соедин емым материалам , прочность спаев резко снижаетс . Особенно интенсивно стекла этого типа кристаллизуютс  прихэгреве в атмосфере инертного газа, в которой осуществл етс  формирование соединений элементов магнитных головок из маргэнеццинковых ферритов , сендаста, аморфных металлических сплавов (АМС). Кроме того, известные многосвинцовые стекла с температурой растекани  ниже 500°С характеризуютс  весьма низкой микротсердостью по Виккерсу - 250-270 кГс/мм2, ч го не обеспечивает необходимого уровн  износостойкоvj

0

СА W О

а

сти и прочности магнитных головок. Известно стекло 1. включающее, мас.%:

РЬО80,0-86,5

ВаОз8,5-10,5

В 20з1,5-8,0

SnOa1,0-3,5

SI020,5-3,0

Стек о 1 относитс  к наиболее легкоплавким из известных стекол рассматриваемого типа, растекаетс  при температурах 480-500°С, Однако оно имеет существенные недостатки: при растекании на ферритовой подложке в атмосфере инертного газа кристаллизуетс , что исключает возможность его использовани  дл  спаивани  элементов магнитных головок; характеризуетс  низкой микротвердостью по Виккерсу - не более 270 кГс/мм .

Наиболее близким к предлагаемому по химическому составу и области применени   вл етс  стекло дл  спаивани  элементов магнитных головок 2, включающее, мас.%:

РЬО64,0-83,0

ВгОз4,0-15,0

ZnO4,0-11,5

SlOa0,1-2,0

AlzOa0,1-4,0

СиО0.5-2,5

8120з1,0-4,0

по крайней мере один окисел из группы МдО, Мп02. 5Ь20з, причем

МдО0,1-2,0

Мп020,1-0.5

ЗЬаОз0,1-3.0

Данное стекло выбираетс  нами за прототип, Характеризуетс  благопри тным сочетанием сравнительно небольшой температуры растекани  - 530-570°С и достаточно высокой кристаллизационной устойчивости при растекании в атмосфере инертного газа на ферритовой подложке. По сравнению со стеклом 1 микротвердость стекла 2 существенно выше - до 350 кГс/мм2. Существенным недостатком стекла 2  вл етс  сравнительно высока  температура растекани  - 530-570°С. Это исключает возможность его применени  дл  изготовлени  р да магнитных головок, например, при впаивании ферритовых сердечников в керамические слайдеры головок типа ФГДК-3 или при соединении элементов магнитных головок типа металл в зазоре , т.к. в этих случа х использование стекла с температурой растекани  более 500°С не допускаетс . Другим недостатком стекла 2  вл етс  низкий температурный коэффициент линейного расширен   (ТКЛР) в области температур 20-300°С. не превышающий (93-95) , вследствие

чего стекло 2 нельз  использовать дли спа- иоани  с марганец-цинковыми ферритами 500MK, 4500МТ или 5000МТ и другими .

Целью предлагаемого изобретени   вл етс  повышение температурного коэффициента линейного расширени  и снижение температуры растекани .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что

0 стекло дл  спаивани  элементов магнитных головок, включающее РЬО, ВаОз, ВгаОз. SlOa, ZnO, и СиО, дополнительно содержит NaaO и Sn02 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

5 РЬО61,00-73,65

В20з11,18-12,32

BizOs0,76-10,92

SI023,00-3,45

ZnO5,69-6,27

0 А120з1,04-2.54

СиО0,001-2,45

Na200,04-3,80

SnOa0,002-0,40

Предложенное стекло хорошо согласу5 етс  по термическому расширению со всеми марганец-цинковыми ферритами. При его применении трещин не образуетс  даже при спаивании элементов магнитных головок , содержащих напыленные слои сенда0 ста и аморфных металлических сплавов (АМС). Существенно более низка  температура растекани  предлагаемого стекла обусловлена в значительной степени тэм, что, в отличие от прототипа, оно содержит оксид

5 натри . Обычно его присутствие в многосвинцовых стеклах рассматриваемого типа приводит к заметному снижению их кристаллизационной устойчивости при выт гивании нитей из расплава через донный

0 патрубок тигл  и при последующем спаивании элементов магнитных головок. Однако при отработанном оптимальном соотношении компонентов предлагаемого стекла его кристаллизационна  устойчивость оказыва5 етс  даже заметно выше по сравнению со стеклом по прототипу, особенно в присутствии оксида олова. Как показало проведенное исследование, оксид натри  существенно улучшает смачивание ферри0 товых подложек расплавом предлагаемого стекла, в результате тот или иной краевой угол смачивани  (например, 15°) достигаетс  в присутствии оксида натри  при меньшей температуре.

5 В табл. 1 приведены конкретные примеры составов предлагаемого стекла, в табл. 2 - его свойства: температурный коэффициент линейного расширени  (ТКЛР) о: в интервале 20-300°С и температуры начала раз- м гчени  (стекловани ) Тд и деформации

Тдёф определенные при нагревании образцов стекла размерами 50 4«4 мм в дилатометре ДКВ-5А со скоростью 5°С/мин; температура растекани  Траст., при которой краевой угол смачивани  ферритовой подложки становитс  менее 15°; период времени Т до образовани  первых кристаллических включений в растекшейс  на ферритовой подложке в атмосфере инертного газа капле стекла; микротвердость по Виккерсу Hv. определенна  с помощью микротвердомера ПМТ-3 по стандартной методике.

Стекла синтезируютс  в платиновом или корундовом тигле в электрической печи при температуре 1050-1070°С.

Кристаллизационна  устойчивость и микротвердость предлагаемого стекла заметно снижаютс , если содержание оксидов свинца и висмута превышает 73,65 и 10,92%, соответственно, а содержание оксидов бора и кремни  становитс  менее 11,18 и 3,00%, соответственно. При содержании оксидов свинца и висмута менее 61,00 и 0,76% соответственно, а оксидов бора и кремни  - более 12,32 и 3,45% соответственно , существенно повышаетс  температура растекани  стекла.

Введение в состав предлагаемого стекла оксидов олова, цинка и алюмини  в ука- занном количестве позволило повысить его микротвердость и кристаллизационную устойчивость . Это положительное воздействие указанных оксидов про вл етс  при их содержании в стекле не менее 0,002; 5.69 и 1,04%, соответственно. При увеличении их количества сверх 0,40; 6,27 и 2,54%, соответственно , заметно снижаетс  кристаллизационна  устойчивость стекла и повышаетс  температура его растекани .

Повышение кристаллизационной устойчивости и снижение температуры растекани  предлагаемого стекла за счет введени  jrero состав оксидов натри  и меди становитс  существенным, если их содержание оказываетс  не менее 0,04 и 0,001%, соответственно .

Кристаллизационна  устойчивость стекла заметно снижаетс  при содержании оксидов натри  и меди более 3,80 и 2,45% соответственно.

Применение предлагаемого стекла существенно расшир ет возможности конструкторов и технологов, работающих в области магнитных головок, в создании новой записывающей и вычислительной техники .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Стекло дл  спаивани  элементов магнитных головок, включающее РЬО, В20з, BiaOs. SiOa, ZnO, АЬОз и СиО, отличающеес  тем, что, с целью повышени  температурного коэффициента линейного расширени  и снижени  температуры растекани , оно дополнительно содержит NaaO и SnOa при следующем соотношении компонентов , мас.%:

   РЬО61,0-73,65

   В20з11,18-12,32

   ВГ2Оз0.76-10,92

   SI023,00-3,45

   ZnO5,69-6,27

   А аОз1,04-2,54

   СиО0,001-2,45

   NaaO0.04-3,80

   Sn020,002-0,40

   Таблица 1

   Таблица 2