[发明专利]封接结构及其制备方法

说明书

本发明公开了一种封接结构，包括陶瓷腔体、陶瓷引针、金属引针和导电层，所述陶瓷腔体的表面开设有通孔，所述导电层设置在所述通孔的孔壁表面，所述金属引针和所述陶瓷引针设置在所述通孔沿长度方向的不同段中并密封所述通孔，所述金属引针向所述陶瓷腔体外侧凸出，所述导电层与所述金属引针电连接，用于将所述金属引针与所述陶瓷腔体中的电学元件电连接。本发明还公开了一种封接结构的制备方法。

技术领域

本发明涉及陶瓷材料真空封接领域，特别是涉及一种封接结构及其制备方法。

背景技术

陶瓷，因其具有优异的高温力学性能及特有的光、声、电、磁、热及功能复合效益而被广泛应用到通讯、电子、能源环保、航空、航天、军事等高技术领域。

解决真空环境的绝缘陶瓷腔体中的电学元件导电的常规方法是，在绝缘陶瓷腔体上开孔，然后再封接上引针，从而实现陶瓷腔体密封且通过引针实现腔体内至腔体外的导电。如果用金属材料作为引针材料，由于陶瓷与金属的膨胀系数不能完全匹配，因此会使封接强度较低、气密性不高。

发明内容

基于此，有必要提供一种气密性强、强度高的封接结构及其制备方法。

一种封接结构，包括陶瓷腔体、陶瓷引针、金属引针和导电层，所述陶瓷腔体的表面开设有通孔，所述导电层设置在所述通孔的孔壁表面，所述金属引针和所述陶瓷引针设置在所述通孔沿长度方向的不同段中并密封所述通孔，所述金属引针向所述陶瓷腔体外侧凸出，所述导电层与所述金属引针电连接，用于将所述金属引针与所述陶瓷腔体中的电学元件电连接。

在其中一个实施例中，所述陶瓷腔体和所述陶瓷引针的材料包括氧化铝、氧化锆、氧化钇、镁铝尖晶石、碳化硅、氮化硅及氮化铝中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述陶瓷腔体和所述陶瓷引针的膨胀系数差值相差小于5％。

在其中一个实施例中，所述陶瓷引针和所述陶瓷腔体的主要组分的材料相同，质量分数相差小于5％。

在其中一个实施例中，所述陶瓷引针的长度为所述通孔的长度的1/2～3/4。

在其中一个实施例中，所述金属引针的材料包括可伐、钛、钼、不锈钢及铌中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述金属引针的长度为所述通孔的长度的1/2～1/4。

在其中一个实施例中，所述导电层的材料包括为钼锰复合层、钛钼复合层及碳层中的至少一种。

一种封接结构的制备方法，包括：

提供陶瓷腔体，所述陶瓷腔体的表面开设有通孔；

在所述通孔的孔壁表面形成导电层；

将陶瓷引针放置于所述通孔沿长度方向的一段中，并将所述导电层、所述陶瓷引针以及所述陶瓷腔体焊接；以及

将金属引针放置于所述通孔沿长度方向的另一段中并使所述金属引针向所述陶瓷腔体外侧凸出，并将所述导电层、所述金属引针及所述陶瓷引针焊接，从而密封所述通孔。

在其中一个实施例中，所述导电层、所述陶瓷引针以及所述陶瓷腔体在1300℃～1700℃进行所述焊接。

在其中一个实施例中，所述导电层、所述金属引针及所述陶瓷引针在700℃～1000℃进行所述焊接。

在其中一个实施例中，在所述通孔的孔壁表面形成所述导电层包括：

将金属膏剂，覆于所述陶瓷腔体的所述通孔的孔壁表面；

干燥所述孔壁表面的金属膏剂，形成金属涂层；