Стекло

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Учреждение образования Белорусский государственный технологический университет(72) Авторы Рачковская Галина Евтихиевна Павлюкевич Юрий Геннадьевич Левицкий Иван Адамович Захаревич Галина Борисовна(73) Патентообладатель Учреждение образования Белорусский государственный технологический университет(57) Стекло, включающее , 2, 23 и 23, отличающееся тем, что дополнительно содержит 23 при следующем соотношении компонентов, мас. 44,5-64,0 2 13,0-32,5 23 8,5-28,0 23 1,5-8,0 23 0,1-0,5. Изобретение относится к составам некристаллизующихся стекол и предназначено для спаивания, пассивации, герметизации и защитных покрытий микросборок и узлов в приборостроении, электронной технике и радиоэлектронике, в частности для использования в качестве защитного покрытия поверхности резистивной платы с проводниковой разводкой из благородного металла в производстве термопечатающих головок сканирующих кассовых аппаратов. Резистивная плата представляет собой подложку из высокоглиноземистой керамики с толстопленочным стеклянным покрытием, на которое нанесена проводниковая разводка из благородного металла - золота. Поверхность этой микросборки должна быть защищена от различных внешних воздействий защитным покрытием из некристаллизующегося стекла, имеющего температурный коэффициент линейного расширения (ТКЛР) порядка (50-55)10-7 К-1, температуру спаивания 800-820 С, и обладать высокой влагостойкостью ( гидролитический класс). Известно стекло для спая с коваром, которое содержит в мас.37,2-41,3 23 29,5-32,5 2 9,2-13,016,2-20,7 2 1,0-1,5 23 1,0-2,5 23 1,5-3,5 1. ТКЛР стекла составляет (49-54)10-7 К-1. Недостатками этого стекла являются плохая его растекаемость и недостаточная смачиваемость поверхности резистивной платы, что не позволяет получить качественное, прочное защитное покрытие. 14641 1 2011.08.30 Известно стекло, используемое при изготовлении толстопленочных керметных резисторов в производстве микросборок для радиотехнической и электронной техники. Стекло содержит в мас.20,0-67,0 23 3,0-24,0 2 11,0-30,00,8-20,00,224,0 2. Недостатком стекла является повышенный температурный коэффициент линейного расширения (69-77)10-7 К-1, не согласующийся с ТКЛР резистивной платы, а шихта требует особых условий приготовления. Наиболее близким к предлагаемому стеклу по технической сущности и достигаемому результату является стекло для защиты полупроводниковых приборов, содержащее в мас.45,0-60,0 2 25,0-35,0 23 2,0-5,0 23 2,0-8,00,5-10,0 и 0,510,0 3. ТКЛР стекла находится в пределах (45-60)10-7 К-1 и хорошо согласуется с высокоглиноземистой керамикой. Однако химическая устойчивость к воде ниже требуемых значений и составляет 0,5 мг/дм 2, что соответствует 3-му гидролитическому классу 4. Задачей предлагаемого изобретения является повышение водостойкости стекла при сохранении требуемых значений ТКЛР в целях обеспечения согласованного спая стекла и резистивной платы и создания прочного защитного водостойкого покрытия. Для решения поставленной задачи предлагается стекло, включающее , 2, 23,23 и дополнительно 23, которое содержит указанные компоненты при следующем соотношении, мас.44,5-64,0 2 13,0-32,5 23 8,5-28,0 23 1,5-8,0 и 23 0,1-0,5. Количественное соотношение указанных компонентов в предлагаемом составе стекла позволяет получить согласованный спай и обеспечить высокую водостойкость защитного покрытия, тем самым предохранить проводниковую разводку резистивной платы от различного рода повреждений и обеспечить стабильность технических характеристик, повысив надежность и долговечность термопечатающих головок кассовых аппаратов. Из литературных источников стекло для спаивания, пассивации, защиты и герметизации микросборок и узлов с данным соотношением компонентов неизвестно и нами предлагается впервые. В качестве сырьевых материалов для варки стекла используют свинцовый сурик, борную кислоту, глинозем, оксид лантана и кварцевый песок. Сырьевые материалы взвешивают на технических весах, тщательно перемешивают и просеивают через сито 0,5. Приготовленную таким образом шихту для варки стекла засыпают в корундовые тигли и помещают в электрическую печь с силитовыми нагревателями. Варку стекла осуществляют при температуре 1300 С с выдержкой при максимальной температуре в течение 60 мин. Конкретные составы и физико-химические свойства предлагаемого стекла и прототипа представлены в табл. 1 и 2. Таблица 1 Составы стекол Содержание компонентов, мас.Компоненты 1 2 3 Прототип 3 0,5-10,0 Составы, находящиеся за пределами заявляемой области, не могут быть использованы в этих целях, так как кристаллизуются либо при выработке стекломассы, либо при тепловой обработке. 2 14641 1 2011.08.30 Таблица 2 Физико-химические свойства стекол Составы стекол Наименование свойств 1 2 3 480 515 475 Температура начала размягчения, С 810 820 800 Температура спаивания, С 7 -1 50,4 48,6 56,7 ТКЛР, 10 К 395 380 375 К 100, С Микротвердость, МПа 3925 4058 4272 Плотность, кг/м 3 4175 3516 3516 Кристаллизационная способность в не кристал- не кристал- не кристаллизуется лизуется лизуется интервале температур 300-1000 С Водоустойчивость (потери массы в ),0,09 0,09 0,09 0,5 мг/дм 2 гидролитический класс Сопоставляя показатели физико-химических свойств предлагаемого стекла и прототипа, можно заключить, что предлагаемое стекло характеризуется высокой водостойкостью,согласуется по ТКЛР с резистивной платой и образует прочное водостойкое защитное покрытие, предохраняя последнюю от разрушения в процессе эксплуатации, обеспечивает стабильность технических характеристик, повышает качество и надежность термопечатающей головки и всего сканирующего кассового аппарата в целом. Указанные преимущества предлагаемого стекла, используемого в качестве спая, герметика и защитного покрытия в производстве термопечатающих головок, позволит разработать на их основе отечественные конкурентоспособные сканирующие кассовые аппараты и другие аналогичные устройства. Источники информации 1. А.с. СССР 1539173, МПК 103 3/074, 1990. 2. А.с. СССР 1608142, МПК 103 8/10, 1990. 3. А.с. СССР 231762, МПК 03 32, 3/10, 1968 (прототип). 4. Китайгородский И.И. Справочник по производству стекла. - М. Гос. изд-во лит. по строительству, архитектуре и строительным материалам, 1963. Т. 1. - 1027 с. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3