Легкоплавкое стекло для литых микропроводов из индия и его сплавов
FUSIBLE GLASS FOR CAST MICROWIRES FROM INDIUM AND ITS ALLOYS

Изобретение относится к составам стекол, применяемых для литья микропроводов непосредственно из жидкой фазы для создания сенсорных элементов и малобазных плавких предохранителей для электронной промышленности, приборостроения.
2
2
3
Известны составы электровакуумных стекол, для литья микропроводов с температурой размягчения более 500°С, используемых при получении микропроводов из металлов (медь, никель, серебро, золото и др.) и их сплавов (а.с. 319198, 319199, 349650, 376333, 456794). Эти стекла на основе системы SiO - BO [1] используются для получения литых проводов из широкой гаммы сплавов на основе меди, никеля, кобальта, палладия.
2
3
2
3
2
2
2
Известны также легкоплавкие стекла на основе PbO, выбранные в качестве прототипа (а.с. 374243 от 28.12.72 г. с приоритетом от 20.09.71 г.). Эти стекла состава (мол.%): PbO - 63,0; BO - 12,0; AlO - 3,0; SiO- 15,0; ZnO - 3,0; SnO - 5,0; LiO - 1,0; имеют температуру размягчения 480°С и используются для литья микропроводов с жилой из свинца.
Основным недостатком данных стекол, используемых для литья микропроводов, является достаточно высокая температура размягчения. Это не позволяет их использовать для получения микропроводов из металлов с низкой температурой плавления (менее 200°С).
В настоящее время возникла необходимость получения микропроводов из индия и его сплавов для создания сенсорных элементов и малобазных плавких предохранителей. Температура плавления индия составляет 157°С, поэтому возникла необходимость разработки легкоплавкого стекла с температурой размягчения менее 400°С.
3
Техническим результатом является создание легкоплавкого стекла с температурой размягчения не выше 280-300°С и вязкостью 10 пуаз.
Технический результат достигается тем, что стекло содержит следующий состав: (мас. %):
PbO - основа;
2
ReO- 12-16;
2
AgO - 3-5;
2
3
BO - 5-7;
2
MnO- 2-4;
2
InO- 2-4;
2
NaO - 3-5;
2
KO - 3-5;
с температурой размягчения 280 - 300°С.
2
2
2
2
2
2
Стекло состава с меньшим содержанием компонентов PbO - основа; ReO - 11; AgO - 2; MnO - 1,5; InO - 1,5; NaO - 2,5; KO - 2,5 быстро кристаллизуется, что препятствует наладке устойчивого процесса литья микропроводов. Температурная область кристаллизации составляет при этом 250-260°С.
2
2
2
2
2
2
2
Стекло состава с большим содержанием компонентов (мас. %): PbO - основа; ReO - 17; AgO - 6; MnO - 5; InO - 5; NaO - 5,5; KO - 5,5 имеет существенные трудности при выработке стеклянных трубок, необходимых для получения микропроводов, так как имеет низкую вязкость (до 10пуаз) что делает невозможным получение качественных трубок заданного размера.
2
2
3
2
2
Компоненты ReO, BO, AgO и MnO в указанных количествах комплексно вводятся в состав ввиду их легкоплавкости - температура размягчения при достижении требуемой вязкости стекла при литье микропровода не превышает 280 - 300°С.
2
Введение InO обеспечивает хорошую смачиваемость и снижение межфазного натяжения в системе «Металл - стекло». Угол смачивания при этом достигает 120-140 градусов.
2
2
Окислы щелочных металлов (NaO и KO) являются стеклообразующими компонентами.
Пример 1. Реализации настоящего изобретения
2
2
2
3
2
2
2
2
Из стекла состава (мас. %) PbO - основа; ReO - 12; AgO - 3; BO - 5; MnO - 2; InO - 2; NaO - 3; KO - 3 были получены стеклотрубки с внешним диаметром 9 мм и толщиной стенки 1 мм. Из этих трубок на установке УЛП-6 по типовой технологии литья были получены микропровода из индия диаметром жилы от 10 до 16 мкм и толщиной изоляции 1,2 - 1,8 мкм, длиной 500 метров. Время настройки процесса литья составило 5 минут. Процесс протекал стабильно.
Пример 2. Реализации настоящего изобретения
2
2
2
3
2
2
2
2
Из стекла состава (мас. %) PbO - основа; ReO - 16; AgO - 5; BO - 7; MnO - 4; InO - 4; NaO - 5; KO - 5 были изготовлены стеклотрубки с внешним диаметром 10,5 мм и толщиной стенки 1,2 мм. Из этих трубок на установке УЛП-6 по типовой технологии литья были получены микропровода из индия диаметром жилы от 15 до 25 мкм и толщиной изоляции 1,6 - 2,2 мкм, длиной 400 метров.
Время настройки процесса литья составило 5 минут. Процесс протекал стабильно.
Пример 3. Реализации настоящего изобретения
2
2
2
3
2
2
2
2
Из стекла состава (мас. %) PbO - основа; ReO - 14; AgO - 4; BO - 6; MnO - 3; InO - 3; NaO - 4; KO - 4 были изготовлены стеклотрубки с внешним диаметром 10 мм и толщиной стенки 1,5 мм. Из этих трубок на установке УЛП-6 по типовой технологии литья были получены микропровода из индия с 5% олова диаметром жилы от 12 до 18 мкм и толщиной изоляции 1,5 - 1,7 мкм, длиной до 800 метров.
Время настройки процесса литья составило 3-5 минут. Процесс протекал стабильно.
Из полученных микропроводов изготовлены опытные партии специальных сенсорных элементов и малобазных плавких предохранителей, которые при испытаниях показали положительные результаты.
Литература
[1] Литой микропровод и его свойства// Бадинтер Е.Я. и др. - Кишинев: Штиинца, 1973. - 317 с.