SU1763402A1 - Легкоплавкое стекло дл спаивани элементов магнитных головок - Google Patents

Description

СО

с

Изобретение относитс  к составам стекол , примен емых дл  соединени  элементов магнитных головок дл  звуко- и видеозаписывающих устройств и вычислительной техники. Может быть использовано дл  нанесени  защитных покрытий в электронной технике.

Способность щелочесодержащих свин- цовосиликатных и бариевосвинцовосили- катных стекол хорошо согласовыватьс  по термическому расширению с широким кругом ферритовых и немагнитных керамических материалов магнитных головок обусловливает целесообразность применени  этих стекол, несмотр  на их низкую износостойкость , дл  изготовлени  спаев, не составл ющих части рабочей поверхности магнитной головки, Стекла указанного типа

характеризуютс  обычно высокой кристаллизационной и химической устойчивостью, пониженной склонностью растравливать феррит и образовывать газовые пузырьки при спаивании в вакууме и в атмосфере инертного газа, Они успешно, используютс  дл  заполнени  широких канавок, в спаиваемых композици х, в частности моточных и вспомагательных пазов с целью скреплени  магнитопроводов. Облада  существенно большей эластичностью по сравнению с высокотвердыми стеклами, стекла на свинцо- восиликатной и бариевосвинцовосили- катной основе (их модуль упругости не превышает 6100 кГс/мм2) могут образовывать не содержащие трещин спаи с ферритовыми и немагнитными керамическими материалами , сильно отличающимис  по величине

Ч

О CJ

о ю

температурного коэффициента линейного расширени  (ТКЛР).

Применение наиболее легкоплавких из рассматриваемых стекол могло бы быть весьма эффективным при изготовлении т. н. плавающих магнитных головок (не контактирующих непосредственно с носителем), если бы они еще и обладали способностью хорошо затекать в узкие рабочие зазоры шириной 1,0 - 1,5 мкм между ферритовыми магнитопроводами (на глубину в 250 - 300 мкм),

Известно стекло (1), включающее, мас.%:

Si02 53 - 60 А120з1,5-3,5 ВаО 6-12 РЬО 12-18 Na20 3-6 К20 6-12 Li20 0,1 -2 ZnO 3-6

По сравнению с другими щелочесодер- жащими стеклами на бариевосвинцовоси- ликатной основе это стекло обладает повышенной способностью затекать в зазоры шириной 1,0 - 1,5 мкм между ферритовыми магнитопроводами. Однако оно характеризуетс  высокой температурой растекани  - 930°С, что исключает возможность его использовани  дл  спаивани  ферритов, нагрев которых выше температуры 750°С недопустим из-за деградации их магнитных свойств.

Наиболее близким к предлагаемому по составу и свойствам  вл етс  легкоплавкое стекло (2), включающее, мас.%:

SiO230-40

РЬО40-50

МааО3-8

К201-2

ZnO1-3

Sb20s0,1-2

В20з4-10

А 20з0,3 - 1

Li203-8

Ре20з0,1-1,5

один оксид из группы: Мп20з0,1-1,0

NiO0,1-1,0

Данный состав выбираетс  нами за прототип . Стекло (2) растекаетс  при сравнительно низкой температуре - 700 - 710°С. Значение его ТКЛР наход тс  в широких пределах - (93 - 105) , что обеспечивает согласованность по термическому расширению со всеми марганец-цинковыми ферритами, примен емыми в производстве магнитных головок. Однако стекло (2) характеризуетс  и существенными недостатками.

Во-первых, оно не затекает в узкие зазоры шириной 1,0-1,5 мкм между ферритовыми магнитопроводами. Это обсто тельство обуславливает его непригодность дл  фор- мировани  рабочих зазоров плавающих магнитных головок; во-вторых, оно недостаточно водоустойчиво.

Целью предлагаемого изобретени   вл етс  повышение водоустойчивости и ин- тенсивности затекани  в зазоры шириной 1,0 - 1,5 мкм между ферритовыми магнитопроводами .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что легкоплавкое стекло дл  спаивани  элемен- тов магнитных головок, включающее РЬО, Si02, В20з, , ZnO, К20, Na20, LJ20 и 5Ь2Оз, дополнительно содержит CaO, CdO и МоОз при следующем соотношении компонентов , мас.%:

РЬО47-58

Si0229-38

В20з0,01-2,0

А 20з0,01-1,3

ZnO0,01-7,7

К200,01-2,7

Na202,7-5,1

Li200,01-2,5

5Ь2Оз0,2 - 0,8

CaO0,01-5,0

CdO0,01-2,6

МоОз0,01-5,0

Конкретные примеры составов предлагаемого стекла приведены в табл. 1, свойства - в табл. 2: средний ТКЛР а в интервале температур 20 - 300°С; температура растекани  Траст, при которой краевой угол смачивани  ферритовой подложки становитс  менее 15°; микротвердость по Виккерсу Hv, измеренна  при нагрузке на индентор, рав- ной 100 г; химическа  устойчивость - потери массы образцов РЬ при кип чении в дистиллированной воде в течение 8 часов; глубина затекани  h в зазор между ферритовыми магнитопроводами шириной 1,0 - 1,5 мкм при температуре растекани .

Стекла синтезируютс  в платиновое тигле при температуре.1250 - 1300°С Растекаютс  при столь же низкой температуре

что и стекло-прототип. Хорошо согласуютс  по термическому расширению со всему марганец-цинковыми ферритовыми и не магнитными керамическими материалами магнитных головок. Характеризуютс  удов

летворительной водостойкостью. Вместе с тем предлагаемое стекло в отличие от про тотипа обладает выраженной способностью затекать в узкие зазоры между ферритовы ми магнитопроводами шириной 1,0 - 1,5 мкм

Проведенное исследование показало, что глубины затекани  в указанные зазоры стекол рассматриваемого типа весьма существенно увеличиваетс  при введении в их состав оксида молибдена совместно с оксидами кальци  и кадми , Однако обычно оксид молибдена вызывает интенсивную кристаллизацию щелочесодержащих стекол на свинцовосиликатной основе уже во врем  отливки в форму, и проследить его вли ние на капилл рные свойства этих стекол очень затруднительно. Достижение высокой кристаллизационной устойчивости предлагаемого стекла со значительным содержанием оксида молибдена оказалось тем более неожиданным, что это имело место при совместном присутствии оксидов молибдена и кадми ; последний обычно не способствует повышению кристаллизационной устойчивости стекла. Интенсивное затекание предлагаемого стекла в узкие зазоры обусловлено, с одной стороны, существенным снижением поверхностного нат жени  расплавленного стекла и улучшением вследствие этого смачивани  феррита за счет оксида молибдена, и, с другой стороны, повышением адгезии к ферриту за счет оксида кальци , характеризующегос  большой теплотой образовани . Присутствие катионов кальци  на границе раздела с ферритом вызывает возникновение прочных кислородных мостиков, например, Са - 0-Fe.

Кристаллизационна  устойчивость предлагаемого стекла обеспечиваетс  отра- ботанным оптимальным соотношением всех его компонентов.

Содержание кремнезема в предлагаемом стекле в указанном количестве обуславливает его высокую химическую устойчивость. Водостойкость стекла заметно снижаетс , если содержание SiOa становитс  менее 29,0%. При увеличении содержани  SiOa свыше 38,0% существенно повышаетс  температура растекани  стекла .

Температура растекани  предлагаемого стекла существенно повышаетс  также при снижении содержани  оксида свинца менее 47,0%.

Увеличение его содержани  свыше 58,0% приводит к заметному понижению водостойкости стекла.

Присутствие в предлагаемом стекле оксидов бора и алюмини  повышает его кристаллизационную устойчивость, котора  существенно снижаетс , если содержание указанных оксидов становитс  менее 0,01 % дл  каждого. При увеличении содержани  ВаОз свыше 2,0% в стекл нной части спаев

по вл ютс  нежелательные газовые пузырьки . При увеличении содержани  AlaOs свыше 1,3% заметно увеличиваетс  температура растекани  стекла.

Легкоплавкость предлагаемого стекла

достигаетс  и за счет присутстви  оксида цинка. Такое действие ZnO про вл етс  при его содержании не ниже 0,01 %. Если же его содержание становитс  свыше 7,7%, замет0 но увеличиваетс , склонность стекла к обра- зованию пузырьков при спаивании и к кристаллизации.

Существенный вклад в снижение температуры растекани  и в обеспечение высокой

5 однородности стекла внос т оксиды кали , натри  и лити . Совместное присутствие этих оксидов в предлагаемом стекле повышает его химическую устойчивость. Температура растекани  существенно

0 повышаетс , если содержание КаО и LiaO снижаетс  менее 0,01 % дл  каждого, а содержание NaaO менее 2,7%. При содержании оксидов кали  и натри  в количестве свыше 2,7 и 5,1%, соответственно, заметно

5 снижаетс  химическа  устойчивость стекла. Содержание оксида лити  свыше 2,5% приводит к снижению кристаллизационной устойчивости стекла.

Повышению однородности предлагае0 мого стекла способствует и присутствие в нем оксида сурьмы, если его содержание оказываетс  не менее 0,2%. При увеличении содержани  ЗЬаОз свыше 0,8% заметно увеличиваетс  склонность стекла к образова5 нию пузырьков.

Глубина затекани  расплава предлагаемого стекла в зазоры между ферритовыми магнитопроводами существенно снижаетс , если содержание оксидов кальци , кад0 ми  и молибдена становитс  менее 0,01% дл  каждого. Если же содержание СаО и МоОз увеличиваетс  сверх 5,0% дл  каждого , а содержание CdO сверх 2,6%, существенно снижаетс  кристаллизационна 

5 устойчивость стекла.

Применение предлагаемого легкоплавкого стекла дл  формировани  рабочих зазоров плавающих магнитных головок существенно облегчает обеспечение согла0 сованности стекла с используемыми ферритовыми и немагнитными керамическими материалами, сводит к минимуму образование трещин в спа х, повышает выход годных головок.

5

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Легкоплавкое стекло дл  спаивани 

   элементов магнитных головок, включающее

   PbO, SiOa, ВаОз, , ZnO, KaO, NaaO, LiaO,

   ЗЬаОз, отличающеес  тем, что с целью

   повышени  водоустойчивости и интенсивности затекани  в зазоры шириной 1,0 - 1,5 мкм между ферритовыми магнитопровода- ми, оно дополнительно содержит CaO, CdO и МоОз при следующем соотношении компонентов , мас.%: - РЬО - 47 - 58; Si02 - 2

   -38; В20з - 0,01 -2,0; АЬОз - 0,01 - 1,3; ZnC

   -0,01 - 7,7; К20 - 0.01 -2,7; Na20 - 2,7 - 5,1 Li20 -0,01-2,5; ЗЬаОз- 0,2-0,8; СаО-0,0

   -5,0; CdO - 0,01 - 2,6; МоО - 0,01 - 5,0.

   Таблица 1

   Таблица 2