權利要求
權利要求
1.一種高抗拉高氣密性的陶瓷-金屬蝶形封裝連接器的制備方法,其特征在于:包括以下步驟:
S1,復相陶瓷絕緣子(1)內外表面金屬化:
S1-1,表面清洗及準備;
S1-2,涂金屬膏;
S1-3,氫爐燒結定型;
S1-4,鍍鎳;
S2,裝配;
S3,釬焊封裝:
S3-1,真空管式爐燒結預處理;
S3-2,真空管式爐燒結;
S3-3,冷卻。
2.根據權利要求1所述的高抗拉高氣密性的陶瓷-金屬蝶形封裝連接器的制備方法,其特征在于,所述S1-1中,所述表面清洗及準備的具體方法為:
首先將復相陶瓷絕緣子(1)用洗凈劑超聲處理后,使用流水沖洗;然后用去離子水煮沸兩次,每次15min,烘干后備用;清洗烘干后的復相陶瓷絕緣子(1)應立即進入下一個工序或放入干燥器內保存,備用;
所述S1-2中所述涂金屬膏的具體方法為:
所述金屬膏為將質量百分比濃度為44.0-46.0%Mo、18.1-18.4%MnO、20.0-21.0%Al2O3、12.0-12.3%SiO2、2.0-2.5%CaO、1.0-1.3%MgO、0.5-0.7%Fe2O3混合均勻的金屬粉,通過有機粘結劑調成具有粘度的金屬膏,最后將金屬膏涂敷在復相陶瓷絕緣子(1)內外表面上,涂層厚度為60-70微米;所述有機粘結劑為高固硝棉溶液;
所述S1-3中所述氫爐燒結定型的具體方法為:
將涂好金屬膏的復相陶瓷絕緣子(1)裝入氫爐中進行燒結定型;在氫氣爐中以1450-1550℃下燒結,保溫時間為60-70min;為防止在升溫過程中MoO3揮發和金屬化表層金屬被氧化,在1000℃以上時,金屬化氣氛用N2、H2混合氣和水氣;水氣的氣體露點控制在0-30℃;在1000℃以下時,金屬化氣氛用N2、H2混合氣和含微量氧化氣體;所述含微量氧化氣體為空氣;空氣占總氣體量的0.25%-1%;
所述S1-4中所述鍍鎳的具體方法為:
在燒結定型后的復相陶瓷絕緣子(1)金屬化層上電鍍4-5微米的鎳層。
3.根據權利要求1所述的高抗拉高氣密性的陶瓷-金屬蝶形封裝連接器的制備方法,其特征在于,所述S2中,所述裝配的具體方法為:
2-1、對復相陶瓷絕緣子(1)及母材(2)表面進行等離子處理,去除表面殘留的灰塵雜質;
2-2、將復相陶瓷絕緣子(1)放置與母材(2)中;固定復相陶瓷絕緣子(1)的位置后放入焊料片A(3)及焊料片B(4);焊料片A(3)放置于母材(2)上的圓形凹槽里,焊料片B(4)放置于復相陶瓷絕緣子(1)表面的圓形凹槽里;在固定完之后將整體放入石墨模具A(6)中,將兩邊的芯柱(5)導線穿過復相陶瓷絕緣子(1)以及石墨模具B(7)上留有的定位孔;最后將石墨模具B(7)放于對立芯柱(5)之間;
2-3、將工裝之后的整體放入真空管式爐進行下一步燒結。
4.根據權利要求1所述的高抗拉高氣密性的陶瓷-金屬蝶形封裝連接器的制備方法,其特征在于,所述S3-1中,所述真空管式爐燒結預處理的具體方法為:
真空管式爐燒結前采用真空預處理:通過電泵抽取管式爐的管內空氣,當管內壓強不再變化后,打開減壓器閥門將氮氣沖入真空管式爐內,真空管式爐內壓強為正壓后再打開電泵抽真空;持續三次,最后一次拔掉電泵上的管道放置于水中,持續通氮氣;
所述S3-2中,所述真空管式爐燒結的具體方法為:
以10℃/min的升溫速率對真空管式爐體進行加熱,在790℃時進行保溫20-40min,之后以5℃/min的升溫速率升至釬焊溫度850℃-920℃,在850℃-920℃保溫30min-90min;
所述S3-3中,所述冷卻的具體方法為:
保溫結束后以5℃/min冷卻速率降溫至400-500℃,保溫30min,之后以10℃/min冷卻至室溫最后取出封接件。
5.根據權利要求2所述的高抗拉高氣密性的陶瓷-金屬蝶形封裝連接器的制備方法,其特征在于,所述復相陶瓷絕緣子(1)為熱壓燒結的Al2O3/TiC;所述鎳層需在氫爐中經過1000℃、15-20min預燒結;復相陶瓷絕緣子(1)鍍鎳后公差±0.03;所述洗凈劑為乙酸。
6.根據權利要求3所述的高抗拉高氣密性的陶瓷-金屬蝶形封裝連接器的制備方法,其特征在于,所述焊料片A(3)及焊料片B(4)為Ag72Cu80共晶焊片,所述母材(2)為碳鋼金屬,所述芯柱(5)為無氧銅;所述母材(2)及芯柱(5)均做鍍金處理,厚度為1-5μm;所述芯柱(5)與所述復相陶瓷絕緣子(1)內壁留有10-20μm的釬焊縫隙,所述復相陶瓷絕緣子(1)與所述母材(2)之間也留有10-20μm的釬焊縫隙。
7.根據權利要求6所述的高抗拉高氣密性的陶瓷-金屬蝶形封裝連接器的制備方法,其特征在于,所述釬焊縫隙的釬料填縫方法為毛細作用吸入。
8.根據權利要求2所述的高抗拉高氣密性的陶瓷-金屬蝶形封裝連接器的制備方法,其特征在于,所述高固硝棉溶液為質量百分比濃度硝化棉25-60%,環氧樹脂0-10%,酯類溶劑15-45%,醇類溶劑10-45%;其中每100g金屬粉添加的高固硝棉溶液為70ml。
9.根據權利要求4所述的高抗拉高氣密性的陶瓷-金屬蝶形封裝連接器的制備方法,其特征在于,所述真空管式爐內為無氧環境。