On a surface of the film of copper put on quartz, nickel or silver (galvanically, metallization, burn in) it is possible to make its soldering with metals low-tin solders with application rosin gumboils.

The film of precious metals on quartz is formed on the following technology: on a soldering surface of quartz render a platinum-gold paint, heat up in vacuum up to 550 - 580 °С to reception of metal shine. Then on a surface of quartz render a film fused India at temperature 200 - 250 °С. At the soldering of quartz with copper on quartz preliminary render a layer of the titan from a powder of hydride of the titan for what use paste on amilacetate with the additive биндера. Heating in vacuum (2.6 - 6.5) *10-3 Pa at 1000 - 1050 °С during 15 - 30 minutes. As solder use lead. The soldering is conducted in vacuum (2.6 - 6.5) *10-3 Pa at temperature 750 - 800 °С.

The soldering of quartz directly with the titan or zirconium solder PSR 72 is possible. Thus it is formed strong and heat-resistant junctions. Active metal can be applied as an additive to solder, for example, at the soldering of quartz with an alloy 29NК solder PSR 72. For this purpose a surface of quartz covered with the hydride of the titan forming in vacuum the pure titan. To connection of quartz with an alloy 29NК apply also solder in system Ag-Cu эвтектического structure and the core containing 8 % Ti (mass fractions). Received thus junctions keep vacuum density at repeated heating up to 400 °С. At manufacturing not intense junction quartz with metals with metals use tinny -titanic or lead-titanic solder.

For the soldering of quartz successfully use gallium solders (for example, by manufacture of piezoelectric quartz resonators). At the soldering gallium the solders containing indium, tin and copper, heat treatment of these junctions should be carried out in oxigen-contain to an atmosphere at temperature not less than 100 °С.

The soldering of the quartz covered with aluminium and copper with an alloy 29NK and a brass to be made by solder of the following structure (mass fractions), %: 75 In; 15,5 Sn; 2,5 Ag; 7 Bi. Temperature of the soldering 370 - 380 °С, endurance - 20 minutes. The soldering was made in vacuum 5*10-6 kPa at pressure of compression of samples 3 MPa. Received thus solder connections have strength at a cut τ cut.= 12 – 15 МPa; can work in conditions of heating (80 - 100 °С) at static pressure 30 MPa, amplitudes of a pulsation of pressure 10-1 – 4,5 MPa and a range of frequencies 20 - 5000 Hz.

I Введение

В данной работе рассмотрены особенности пайки металлов с неметаллическими материалами, а именно пайка полупроводников, пайка графита с металлами, пайка стекла с металлами.

Пайку полупроводников используют как при внутреннем монтаже приборов – припайка токоотводов, напайка перехода на кристаллосодержатель, так и при наружном монтаже – припайка внешних выводов, герметизация.

Соединение графита с металлами вызывается экономическими соображениями, а также необходимостью реализации положительных свойств графита. Примерами таких конструкций являются длинномерные нагреватели, тигли и лодочки для плавки металлов, электроды дуговых печей, крупногабаритные аноды ртутных выпрямителей, нагреватели шахтных печей, высокотемпературные теплообменники, тепловыделяющие элементы и др.

Пайку металла со стеклом применяют при создании разного рода вакуумных приборов (гермовводы, смотровые окна и т.п.), при изготовлении ламп накаливания (от миниатюрных до мощных генераторных), в производстве крупных зеркал оптических приборов, для облицовывания внутренней части труб нефтепроводов и т.д.

Расплавленные стёкла хорошо смачивают все металлы при условии наличия на их поверхности адсорбирующего слоя окисла и нагрева до соответствующей температуры. Образование прочного соединения между металлом и стеклом зависит от напряжений в зоне спая, наличия газовых пузырей, процесса электролиза и расстекловывания стекла.

II Пайка полупроводников

Поверхность изделия из полупроводника, подлежащую пайке, предварительно облуживают в расплаве припоя с помощью ультразвукового паяльника, способом гальванического покрытия (никелирование, золочение).

Пайку производят в печах с контролируемой атмосферой (нейтральной, восстановительной), в вакууме или методом сопротивления предварительно облуженных поверхностей. При соединении изделий с уже готовым переходом требуется строго выдерживать температуру нагрева, для чего применяют терморегуляторы.

Пайку тонких электрических выводов можно осуществлять на воздухе микропаяльниками с использованием защитных или активных флюсов (спиртового раствора канифоли, флюса на основе хлористого аммония). После флюсовой пайки изделие промывают деионизированной водой и сушат.

В производстве полупроводников операции по сборке изделия под пайку выполняют в сборочных линейках, имеющих контролируемую атмосферу и состоящих из нескольких соединённых между собой скафандров, в которых подаётся воздух или азот определённой температуры и влажности.

При пайке полупроводниковых материалов припои должны образовывать электронно-дырочный переход или невыпрямляющий омический контакт. В производстве германиевых и кремниевых приборов в качестве основы применяют алюминий, индий и сплавы на основе олова и свинца. Для создания в месте контакта проводимости электронного типа в основу припоев в качестве примесе й вводят фосфор, мышьяк, сурьму и висмут. Для обеспечения невыпрямляющего омического контакта в основу припоев добавляют бор и галлий.

При создании переходов и омических контактов на интерметаллических соединениях применяют олово, висмут, сурьму, цинк, кадмий и др.

Составы припоев и режимы пайки германия и кремния приведены в табл. 2. Для пайки полупроводников применяют также припои – пасты на основе галлия. Для обеспечения надёжности смачивания контактной поверхности используют ультразвук.

Таблица 1

Составы припоев и режимы пайки германия и кремния