SU585887A1 - Способ сборки пакетных пьезоэлектрических преобразователей - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области производства ультразвуковых пьезоэлектрических преобразователей и может быть использовано при сборке других изделий радиотехнической промышленности из пьезокерамических элементов.

Известен способ сборки пьезоэлектрических преобразователей в пакет путем ст гивани  пьезокерамических пластин одним центральным болтом, проход щим через отверсти  в пластинах. За счет усили  ст гивани  создаетс  жесткий акустический контакт между электродами пьезокерамических пластин. Электроды нанос т на внешние поверхности пластин при изготовлении пьезоэлектрического преобразовател  вжиганием сло  серебра толщиной не менее 10 мкм.

Известны также способы {2 сборки пьезоэлектрических преобразователей в пакет с помощью токопровод щего кле  на основе эпоксидной смолы с металлическим наполнителем.

Недостатками известных способов сборки преобразователей с электродами из серебра  вл ютс  длительность и трудоемкость процесса нанесени  электродов и значительный расход драгоценного металла. Жесткий контакт между пластинами из-за неизбежных микронеровностей контактирующих поверхно тей образуетс  лишь на незначительной части поверхности. Таким образом, при механическом скреплении элементов в пакет действи2 /

тельна  площадь контакта зависит ст степени параллельности собираемых элементов, силы ирижима и всегда будет значительно меньше общей площади элемента. Кроме того, после

сборки пакета возникают трудности с присоединением выводов к серебр ным электродам из-за интенсивного растворени  серебра при пайке м гкими припо ми. В то врем , применение токопровод щих клеев на основе

эпоксидных смол не обеспечивает достаточно жесткого акустического контакта и резко ухудшает акустическую добротность собранного пакета пьезоэлектрических преобразователей. Наиболее близким к предложенному  вл етс  способ включающий нанесение электропровод щего покрыти  на соедин емые поверхности пьезоэлементов, сборку пьезоэлементов в пакет и нагревание пакета при внешнем статическом давлении. Серебр ные электроды

преобразователей соедин ютс  вместе с помощью жидкой амальгамы, обеспечивающей эффективную металлическую св зь между соедин емыми поверхност ми. Амальгама, представл юща  собой раствор серебра в жидкой

ртути, остаетс  жидкой как при нормальных, так и при пониженных температурах. Нри соединении пьзоэлектрических преобразователей в пакет амальгамой с содержанием серебра 5-25% собранные пакеты выдерживают при

температуре около 65° С в течение 48 часов

под давлением около 0,7 кг/см. К недостаткам этого способа следует отнести недостаточные прочность соединени  пьзоэлементов и КПД пакетного пьзоэлектрического преобразовател .

Цель изобретени  - повышение прочности и акустического КПД пакетного пьезоэлектрического преобразовател . Цель достигаетс  тем, что на поверхности пьезоэлементов нанос т электропровод щее покрытие из металлов или сплавов с температурой плавлени  ниже точки Кюри пьезокерамики, собранные в пакет пьезоэлементы сжимают под давлением от 2-10 до 3,5-10 н/м нагревают до температуры плавлени  покрыти , создают избыточное давление от 4-10 до 5,5-10 н/м и охлаждают в течение 25-30 мин.

При этом электропровод щее покрытие нанос т под воздействием на расплав ультразвуковых колебаний.

Изобретение по сн етс  чертежом.

В описываемом примере ньезокерамические элементы изготовлены из керамики ЦТС-19.

Припой, например, состава 80% РЬ, 10% Sn, 2% Sb, 8% Zn нанос т на внешние контактирующие поверхности пьезокерамических элементов 1 под воздействием ультразвуковых колебаний, создаваемых, например, ультразвуковым па льником типа УЗП 2-0,025. Процесс нанесени  покрыти  из указанного припо  длитс  5-7-10с при нагрбве элементов до 220°С. Пьезокерамические элементы с нанесенным покрытием 2 с помощью специального технологического приспособлени  (на чертеже не показано) собирают в пакет, причем между элементами образуютс  металлические прокладки 3, после чего нагревают пакет до 200- 210° С под внешним статическим давлением от 2-10 до 3,5-10 н/м. Расплавленные металлические прокладки 3 кристаллизуютс  под статической нагрузкой от 4-10 до 5,5-10 н/м при медленном охлаждении пакета в течение 25-30 мин. Одновременно со сборкой присоедин ют облуженные выводы 4 к электродам.

расположенным внутри пакета. Внешние выводы 5 припаивают, например, припоем ПОС-61 в присутствии спирто-канифольного флюса.

Предлагаемый способ обеспечивает прочное соединение преобразователей в пакет с образованием жесткого акустического контакта между ними. Присоединение пакета к электрической цепи может быть выполнено путем припайки внешних выводов, что позвол ет отказатьс  от специальных контактных элементов.

Claims (3)

1.Способ сборки пакетных пьезоэлектрических преобразователей, включающий нанесение электропровод щего покрыти  на соедин емые поверхности пьезоэлементов, сборку пьезоэлементов в пакет и нагревание пакета при внешнем статическом давлении, отличающийс  тем, что, с целью повышени  прочности и акустического КПД пакетного пьезоэлектрического преобразовател , на поверхности пьезоэлементов нанос т электропровод щее покрытие из металлов или сплавов с температурой плавлени  ниже точки Кюри пьезокерамики , собранные в пакет пьезоэлементы сжимают давлением от 2-10 до 3,5-10 н/м нагревают до температуры плавлени  покрыти , создают избыточное давление от 4-10 до 5,5,-10 н/м и охлаждают в течение 25- 30 мин.

2.Способ по п. 1, отличающийс  тем, что электропровод щее покрытие нанос т с одновременным воздействием на расплав металлов или сплавов ультразвуковыми колебани ми .

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1.Донской А. В. и др. Ультразвуковые электротехнические установки. Л., «Энерги , 1968.

2.Патент США № 3596335, кл. 29-25.35,1971.

3.Патент США № 3448503, кл. 29-25.35, 1969.