权利要求
权利要求
1.一种高抗拉高气密性的陶瓷-金属蝶形封装连接器的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:
S1,复相陶瓷绝缘子(1)内外表面金属化:
S1-1,表面清洗及准备;
S1-2,涂金属膏;
S1-3,氢炉烧结定型;
S1-4,镀镍;
S2,装配;
S3,钎焊封装:
S3-1,真空管式炉烧结预处理;
S3-2,真空管式炉烧结;
S3-3,冷却。
2.根据权利要求1所述的高抗拉高气密性的陶瓷-金属蝶形封装连接器的制备方法,其特征在于,所述S1-1中,所述表面清洗及准备的具体方法为:
首先将复相陶瓷绝缘子(1)用洗净剂超声处理后,使用流水冲洗;然后用去离子水煮沸两次,每次15min,烘干后备用;清洗烘干后的复相陶瓷绝缘子(1)应立即进入下一个工序或放入干燥器内保存,备用;
所述S1-2中所述涂金属膏的具体方法为:
所述金属膏为将质量百分比浓度为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混合均匀的金属粉,通过有机粘结剂调成具有粘度的金属膏,最后将金属膏涂敷在复相陶瓷绝缘子(1)内外表面上,涂层厚度为60-70微米;所述有机粘结剂为高固硝棉溶液;
所述S1-3中所述氢炉烧结定型的具体方法为:
将涂好金属膏的复相陶瓷绝缘子(1)装入氢炉中进行烧结定型;在氢气炉中以1450-1550℃下烧结,保温时间为60-70min;为防止在升温过程中MoO3挥发和金属化表层金属被氧化,在1000℃以上时,金属化气氛用N2、H2混合气和水气;水气的气体露点控制在0-30℃;在1000℃以下时,金属化气氛用N2、H2混合气和含微量氧化气体;所述含微量氧化气体为空气;空气占总气体量的0.25%-1%;
所述S1-4中所述镀镍的具体方法为:
在烧结定型后的复相陶瓷绝缘子(1)金属化层上电镀4-5微米的镍层。
3.根据权利要求1所述的高抗拉高气密性的陶瓷-金属蝶形封装连接器的制备方法,其特征在于,所述S2中,所述装配的具体方法为:
2-1、对复相陶瓷绝缘子(1)及母材(2)表面进行等离子处理,去除表面残留的灰尘杂质;
2-2、将复相陶瓷绝缘子(1)放置与母材(2)中;固定复相陶瓷绝缘子(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)上的圆形凹槽里,焊料片B(4)放置于复相陶瓷绝缘子(1)表面的圆形凹槽里;在固定完之后将整体放入石墨模具A(6)中,将两边的芯柱(5)导线穿过复相陶瓷绝缘子(1)以及石墨模具B(7)上留有的定位孔;最后将石墨模具B(7)放于对立芯柱(5)之间;
2-3、将工装之后的整体放入真空管式炉进行下一步烧结。
4.根据权利要求1所述的高抗拉高气密性的陶瓷-金属蝶形封装连接器的制备方法,其特征在于,所述S3-1中,所述真空管式炉烧结预处理的具体方法为:
真空管式炉烧结前采用真空预处理:通过电泵抽取管式炉的管内空气,当管内压强不再变化后,打开减压器阀门将氮气冲入真空管式炉内,真空管式炉内压强为正压后再打开电泵抽真空;持续三次,最后一次拔掉电泵上的管道放置于水中,持续通氮气;
所述S3-2中,所述真空管式炉烧结的具体方法为:
以10℃/min的升温速率对真空管式炉体进行加热,在790℃时进行保温20-40min,之后以5℃/min的升温速率升至钎焊温度850℃-920℃,在850℃-920℃保温30min-90min;
所述S3-3中,所述冷却的具体方法为:
保温结束后以5℃/min冷却速率降温至400-500℃,保温30min,之后以10℃/min冷却至室温最后取出封接件。
5.根据权利要求2所述的高抗拉高气密性的陶瓷-金属蝶形封装连接器的制备方法,其特征在于,所述复相陶瓷绝缘子(1)为热压烧结的Al2O3/TiC;所述镍层需在氢炉中经过1000℃、15-20min预烧结;复相陶瓷绝缘子(1)镀镍后公差±0.03;所述洗净剂为乙酸。
6.根据权利要求3所述的高抗拉高气密性的陶瓷-金属蝶形封装连接器的制备方法,其特征在于,所述焊料片A(3)及焊料片B(4)为Ag72Cu80共晶焊片,所述母材(2)为碳钢金属,所述芯柱(5)为无氧铜;所述母材(2)及芯柱(5)均做镀金处理,厚度为1-5μm;所述芯柱(5)与所述复相陶瓷绝缘子(1)内壁留有10-20μm的钎焊缝隙,所述复相陶瓷绝缘子(1)与所述母材(2)之间也留有10-20μm的钎焊缝隙。
7.根据权利要求6所述的高抗拉高气密性的陶瓷-金属蝶形封装连接器的制备方法,其特征在于,所述钎焊缝隙的钎料填缝方法为毛细作用吸入。
8.根据权利要求2所述的高抗拉高气密性的陶瓷-金属蝶形封装连接器的制备方法,其特征在于,所述高固硝棉溶液为质量百分比浓度硝化棉25-60%,环氧树脂0-10%,酯类溶剂15-45%,醇类溶剂10-45%;其中每100g金属粉添加的高固硝棉溶液为70ml。
9.根据权利要求4所述的高抗拉高气密性的陶瓷-金属蝶形封装连接器的制备方法,其特征在于,所述真空管式炉内为无氧环境。