[发明专利]一种Al2

说明书

本发明公开一种Al₂O₃基陶瓷焊接密封元器件及其制备方法，涉及金属化陶瓷加工技术领域。本发明公开的Al ₂O₃基陶瓷焊接密封元器件，包括陶瓷基体和金属化层，其中陶瓷基体用无机纤维‑氧化铝三维网状基体、氧化钇、氧化硅、氧化钛、添加剂、粘结剂和分散剂等原料，经无机纤维‑氧化铝三维网状基体制备、混料、造粒、一次烧结和二次烧结等步骤而制成；金属化层原料包括钛粉、钨粉、氧化钼、氧化硼、氧化钇和有机结合剂，并公开了用金属化层和陶瓷基体组成的密封元器件的制备方法。本发明提供的A l ₂O₃基陶瓷焊接密封元器件，其具有高的致密度和抗拉强度，具有优异的抗拉强度、韧性和耐高温性能。

技术领域

本发明属于金属化陶瓷加工技术领域，尤其涉及一种Al₂O₃基陶瓷焊接密封元器件及其制备方法。

背景技术

随着材料技术的发展，陶瓷材料得到广泛的运用，尤其在密封机构中，陶瓷材料由于其具有良好的耐高温、抗化学腐蚀与导热性，其适用于各类密封元器件。目前，陶瓷焊接密封元器件是由金属化陶瓷构成，而在金属化处理过程中应用的陶瓷材料主要有三氧化二铝、氧化锆、氮化硅、碳化硅、碳化钨及其复合材料，其中碳化硅陶瓷以其优良的强度、硬度、耐化学腐蚀等为特点，应用的最为广泛，性价比远高于一般的金属密封件，且使用寿命大大延长。但氮化硅陶瓷的断裂韧性较低，即脆性较大，易断裂，并且与金属层的封接强度不理想。

氧化铝陶瓷具有机械强度高，耐磨耐腐蚀性好，热稳定好，绝缘电阻大，膨胀系数与芯片相匹配等特性，是微电子封装领域最常见的基板材料或封装壳体材料。为了使电子器件或封装壳体具有高强度和高气密性，Al₂O₃陶瓷常需要与各种合金等封装金属进行钎焊。而常见的金属钎料与Al₂O₃陶瓷润湿性差，所以需要在Al₂O₃陶瓷表面进行金属化，最常见的方法之一就是在其表面共烧钨金属化层，然后将具有钨金属化层的Al₂O₃陶瓷进行电镀Ni或Au，这样就可以采用传统的 Ag－Cu等钎料钎焊Al₂O₃陶瓷和合金，从而得到气密封装。传统的氧化铝陶瓷的钨金属化层主要由钨粉和玻璃粉组成，这种金属化层结构不致密、孔隙率高等缺点，影响陶瓷金属化制品的力学性能和使用寿命。氧化铝陶瓷本身具有脆性大、耐冲击能力低、易碎等缺陷，这也影响了氧化铝在密封元器件上的使用，降低了氧化铝陶瓷的使用寿命。

发明内容

本发明提供了一种金属化的氧化铝陶瓷及其制备方法，用于Al₂O₃基陶瓷焊接密封元器件上，主要目的是提高了密封件的致密度，并大大提高了密封件的弯曲强度和断裂韧性，增大了密封件的抗拉强度，具有优异的耐高温性能。

为了实现本发明的目的，本发明提供了一种Al₂O₃基陶瓷焊接密封元器件，包括陶瓷基体和金属化层，陶瓷基体是由以下重量份数的原料制备：无机纤维－氧化铝三维网状基体80－90份、氧化钇2－5份、氧化硅1－3份、氧化钛2－4份、添加剂0.5－1.0份、粘结剂3－5份和分散剂1－3份，所述添加剂、粘结剂和分散剂分别为LiYO₂、聚乙烯醇缩丁醛和三聚磷酸钠；

所述陶瓷基体的制备方法，依次包括以下步骤：

A1、无机纤维－六方氧化铝三维网状基体的制备：

将无机纤维浸渍于2mol/L的NaOH溶液和有机硅绝缘浸渍剂中，在70－90℃下浸渍3－4h，经过滤，干燥，得到表面改性的无机纤维，所述NaOH溶液和有机硅绝缘浸渍剂的质量比为1：1～2；