«Исследование физических свойств твердых тел», методические указания к лабораторным работам, страница 10

                                                         (21)

где α_ст и а_м – коэффициенты линейного термического расширения стекла и металла соответственно; Е_ст и μ_ст – модуль Юнга и коэффициента Пауссона стекла соответственно; Т – T_g – разность между температурой эксплуатации и начальной температурой, в качестве начальной температуры принимается T_g – температура стеклования.

Если эти напряжения превысят предел прочности стекла на разрыв, то произойдет его растрескивание. Одновременно возникают напряжения в сечении проводника:

                                                                              (22)

где 1 – длина проводника в месте спая; r – его радиус.

Если напряжения растяжения в сечении проводника превысят его предел прочности на разрыв, то также произойдет выход прибора из строя.

Из выражения (21) и (22) видно, что механические напряжения тем выше, чем выше разность коэффициентов термического расширения стекла и металла. Принято считать, что стекло и металл совместимы при пайке, если разность их КТЛР не превышает порядка 1·10^-6 К^-1.

Стекла и ситаллы, используемые в микроэлектронике, маркируются с указанием КТЛР (две цифры после букв). Например, стекло С59 имеет КТЛР 5,9·10^-6 К^-1.

Стекло представляет собой твердое аморфное вещество, образующейся при сплавлении стеклообразующихся оксидов и безоксидных соединений. Стеклообразующим и являются оксиды SiO₂, В₂О₃, Р₂О₅, GeO₂ и некоторые безкислородные соединения селена, теллура, мышьяка. По виду стеклообразующих оксилов стекла называют соответственно силикатными, боратными, фосфатными, германатными. Основную часть стекол, применяемых в радиоэлектронных средствах, составляют силикатные стекла.

Кварцевое стекло, или плавленый кварц состоит из практически чистого SiO₂ в аморфном состоянии. Его получают из горного хрусталя или из мелкого кварцевого песка при температуре выше 1700°С. Кварцевое стекло обладает рядом уникальных свойств: