[发明专利]陶瓷与可伐合金的密封钎焊方法

说明书

 

技术领域

本发明属于电子元器件的高可靠气密性电子封装外壳产品领域，具体涉及一种陶瓷与可伐合金钎焊时的钎焊方法。

 

背景技术

陶瓷金属一体化外壳因为兼有金属导热好、强度高和陶瓷绝缘性能好等优点，成为高可靠全密封外壳一类重要的分支。陶瓷与可伐合金两种材料的热膨胀系数不同，当两种材料结构尺寸较小时，钎焊产生的热应力对结构影响小，此时可以直接进行钎焊连接；当两种材料结构尺寸较大时，钎焊产生的热应力对结构影响很大，此时两种不能直接进行钎焊连接，因为热应力容易把陶瓷撕裂，从而导致外壳密封可靠性不高，容易导致气密性失效。

 

发明内容

本发明针对上述两种材料钎焊结构存在的问题，提出了一种采用无氧铜作为陶瓷与可伐合金之间过渡零件的焊接结构设计方案。这种新颖的、高可靠的焊接结构设计方案能够有效的避免陶瓷的撕裂问题，提高钎焊密封的可靠性，且有助于减少焊料对陶瓷的污染。以下对本发明做进一步说明：

本发明的陶瓷与可伐合金密封钎焊方法，是采用无氧铜作为陶瓷与可伐合金的中间过渡零件，装配好各零件，置入焊料并用钎焊模具固定，于烧结炉中进行钎焊，从而将陶瓷、无氧铜与可伐合金三种零件焊接成密封可靠的整体结构。

与无氧铜焊接的陶瓷表面上有预先涂覆的金属化区域，以便于陶瓷与无氧铜进行钎焊，形成密封可靠性焊接结构。

陶瓷热膨胀系数小，硬度高，可伐热膨胀系数大，硬度低，两种材料直接进行钎焊时热应力容易把陶瓷撕裂，找一种过渡材料放在可伐和陶瓷之间再进行钎焊就可以减小热应力对陶瓷的影响。无氧铜具有高温下软化的特点，软化后可以吸收热应力，从而缓冲热应力对陶瓷的影响，因此，选用无氧铜作为钎焊中间过渡材料能够起到良好的效果。

作为钎焊中间过渡零件，无氧铜过渡零件可以通过线切割、冲制或铣加工等多种方法进行加工成型。陶瓷零件与无氧铜配合钎焊的面上要有金属化区域，便于无氧铜与陶瓷钎焊连接。无氧铜零件一面与陶瓷钎焊，另外一面与可伐合金钎焊，两面钎焊可以同时一步组装进行也可以把无氧铜先与其中任意一种材料进行钎焊，钎焊完后再和另外一种材料进行二次钎焊。此种钎焊方法还有助于减少常规钎焊方法中焊料对陶瓷的污染，产品外观精美，性能优良、可靠性高。

陶瓷和可伐合金按照此工艺钎焊完成以后，再进行引线和高频组件等输入输出配件的烧结。引线和高频组件等输入输出配件可以烧结到陶瓷的一侧，也可以烧结到可伐合金的一侧，烧结完成后再对产品进行电镀就完成了气密性封装外壳的整个生产工艺。

本发明提出了一种新颖、高效的陶瓷与可伐合金钎焊的方法，该方法采用无氧铜（TU1）作为陶瓷与可伐合金钎焊的过渡配件材料，钎焊工艺选择灵活，实施方法简单方便，产品质量好，外观精美，有效的避免了外壳生产过程中陶瓷撕裂和因陶瓷污染而带来的爬镍爬金等质量问题，极大的提高了生产效率，有效降低了成本。

 

附图说明

图1为采用本发明钎焊方法所得一种引线外壳板结构示意图；

图2为图1的分解结构示意图；

图3为图1加工出引线或高频组件等输入输出配件后的结构示意图；

图4为一种采用本方案的加工的封装外壳整体结构示意图。

 

具体实施方式

实施例1

将陶瓷、无氧铜（TU1）和可伐合金原料通过线切割、铣加工等方法加工成气密性封装外壳所需的形状，无氧铜（TU1）加工后的形状为环框状，在陶瓷1上与无氧铜2之间欲焊接面上即陶瓷1的表面边缘上设有金属化区域4，以便于陶瓷与无氧铜（TU1）进行定位和钎焊。将陶瓷1、无氧铜（TU1）2和可伐合金3三种零件进行装配定位，置入焊料并用相应的钎焊模具固定，放入烧结炉中进行钎焊，烧结完成后三种零件即形成一整体结构的引线外壳板，如图1、图2所示。进一步地，可将三种零件形成一整体后再次进行烧结钎焊加工出引线或高频组件等输入输出配件如图3所示；烧结钎焊完成后对壳体进行组装电镀即形成如图4所示的一种封装外壳整体结构。