CN116565664A - 一种密封连接器的玻璃烧结设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种密封连接器的玻璃烧结设备，密封连接器包括基体、若干设置于基体上的连接子件及密封基体和连接子件之间的间隙的玻璃密封体；玻璃烧结设备包括玻璃烧结炉，玻璃烧结炉中设置有用于放置炉体的连接器固定座和发热烧结装置，发热烧结装置包括正、负电极、功率控制模块和供电模块，正、负电极设置于连接器固定座上，用于与基体或连接子件的两端连接，功率控制模块控制正负电极的输出电流加载至密封连接器，本发明采用直接对基体或连接子件通以电流使之发热，由于基体或连接子件本身就是电和热的良导体，其电阻很小，因此不需要很大的电能就能使温度升高到玻璃热融的温度，升温快，所需电能相比间接加热的方式少。

Description

一种密封连接器的玻璃烧结设备

技术领域

本发明涉及玻璃烧结技术领域，特别涉及一种密封连接器的玻璃烧结设备。

背景技术

密封连接器包括基体、若干设置于基体上的连接子件和玻璃密封体，基体和连接子件均为金属材质，相互之间通过玻璃密封体密封和绝缘。玻璃的熔点比基体和连接子件的熔点低，玻璃烧结的密封连接器是通过在高温下把玻璃融化成液态，从而使玻璃与连接子件及基体之间浸润，之后再冷却固化后形成密封。用这种玻璃烧结方案制成的密封连接器，具有结构简单、密封性好、耐高温、寿命长等优点，该技术已经很成熟并广泛应用。

在烧结时要使用专用的玻璃烧结炉，烧结炉一般有多个加热温区，每个温区可独立设置温度，玻璃在烧结过程中要经历“升温-保温-降温”的特定的温度-时间曲线，这是在生产时长期摸索出的经验曲线。因为金属零件表面在高温下会迅速氧化，致密的氧化层会妨碍玻璃与金属之间的浸润效果，进而导致密封不良，因此整个烧结过程要在非氧化气体环境中进行，一般玻璃烧结炉中充入氮气或惰性气体，控制炉内的氧气含量处于较低值。

玻璃的烧结温度一般在800～1100℃，在玻璃烧结炉内部设置有加热装置，加热装置先把炉内的气体加热，再通过气体的热交换把烧结模具和零件升温到设定温度，因此整个升温速度很缓慢，并且消耗巨大的能源，另外整个炉腔外部需要包裹较厚的隔热保温层，防止环境温度影响到炉内的温度。而且在烧结时，整个炉腔内的所有零件都被加热到很高温度，因此炉内的所有零件都必须要使用耐高温材质。在后期的降温冷却阶段，由于炉内的温度较高，热容量很大，而且炉体的保温效果又很好，因此降温过程耗时很长，如果强制制冷加快降温又需要消耗大量的能源。而且专门的玻璃烧结炉设备一般占地面积较大、能耗较高、生产周期长、价格昂贵。

譬如，申请号：CN201511007009.6，名称为：微间距玻璃密封连接器熔融密封工艺，在制作时，需先烧结玻璃体，之后采用850℃～1150℃的温度使玻璃密封连接器一次烧结，待缓慢冷却后，再次采用850℃～1150℃的温度使玻璃密封连接器二次烧结。成型工装包括开设有若干安装槽的承烧载具，玻璃密封连接器卡装在安装槽内，同时加热多个玻璃密封连接器。

这种玻璃烧结炉的核心功能是加热温度控制，所有设计都是为了能产生一个能使玻璃能在指定温度融化并浸润的安全稳定的环境。设备所采用的先加热气体再间接加热玻璃的加热方式，决定了设备必须要使用较大功率的加热器、较好的温度匀温装置使炉内温度、温度保温隔热设施，其消耗的能量大，而且升温所需的时间长。但是，如果炉内同时放置了多个连接器产品，它们是同处于一个气体环境中，如果气体环境内部温度不均匀，那会导致每个连接器产品内的玻璃温度不一致，那么就有可能导致连接器产品密封不良。

另外，一种玻璃材质一般只有一个最佳的温度-时间曲线来确保烧结后的密封效果，也就是说同一个炉腔内在一个时间段内只能烧结一种玻璃或温度曲线很接近的玻璃，如果要同时烧结多种温度差异较大的玻璃，那就要使用多台设备，这会加大设备采购成本。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种直接加热式的密封连接器的玻璃烧结设备。

为解决以上技术问题，本发明采取了以下技术方案：

一种密封连接器的玻璃烧结设备，所述密封连接器包括基体、若干设置于基体上的连接子件及密封基体和连接子件之间的间隙的玻璃密封体；所述玻璃烧结设备包括玻璃烧结炉，所述玻璃烧结炉中设置有用于放置炉体的连接器固定座和发热烧结装置，所述发热烧结装置包括正、负电极、功率控制模块和供电模块，所述正、负电极设置于连接器固定座上，用于与基体或连接子件的两端连接，所述功率控制模块的一端连接正电极，功率控制模块的另一端连接供电模块的正极，供电模块的负极连接负电极。

所述的密封连接器的玻璃烧结设备中，所述发热烧结装置还包括温度监测模块，所述温度监测模块设置于连接器固定座上，并与功率控制模块电连接。

所述的密封连接器的玻璃烧结设备中，所述温度监测模块为至少一接触式温度传感器，所述接触式温度传感器设置于连接器固定座上、位于玻璃密封体处。

所述的密封连接器的玻璃烧结设备中，所述温度监测模块为至少一非接触式温度传感器。

所述的密封连接器的玻璃烧结设备中，所述玻璃烧结炉上设置有用于抽真空或注入保护气体的进出气口。

所述的密封连接器的玻璃烧结设备中，所述供电模块可为交流电、直流电中的一种。

所述的密封连接器的玻璃烧结设备中，所述玻璃烧结炉的入口处设置有上料装置，所述玻璃烧结炉的出口处设置有下料装置，所述入口处和出口处均设备有密封门。

所述的密封连接器的玻璃烧结设备中，所述连接器固定座为多个，所述发热烧结装置为一个，各连接器固定座并联或串联后与正、负电极连接。

所述的密封连接器的玻璃烧结设备中，所述连接器固定座和发热烧结装置均为多个，连接器固定座上各连接一对正负电极。

所述的密封连接器的玻璃烧结设备中，所述功率控制模块根据玻璃密封体设置玻璃烧结温度时间曲线。

相较于现有技术，本发明提供的密封连接器的玻璃烧结设备，通过在玻璃烧结炉中设置发热烧结装置，发热烧结装置的正、负电极与基体或连接子件的两端连接，发热烧结装置的功率控制模块输出电压和电流加载在基体或连接子件的两端，即直接对基体或连接子件通以电流使之发热，把基体或连接子件直接作为加热体来使玻璃密封体升温，由于基体或连接子件本身就是电和热的良导体，其电阻很小，因此不需要很大的电能就能使温度升高到玻璃热融的温度，从而本发明大大提高了热利用率，而且升温快，所需电能相比间接加热的方式少。

附图说明

图1为本发明提供的密封连接器的立体结构示意图。

图2为本发明提供的密封连接器的剖面结构示意图。

图3为本发明提供的第一种玻璃烧结设备的一种加热方式的示意图。

图4为本发明提供的第一种玻璃烧结设备的另一种加热方式的示意图。

图5为本发明提供的第二种玻璃烧结设备的一种加热方式的示意图。

附图标注说明：

基体11、连接子件12、玻璃密封体13、固定座21、正电极221、负电极222、功率控制模块223、供电模块224

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当部件被称为“装设于”、“固定于”或“设置于”另一个部件上，它可以直接在另一个部件上或者可能同时存在居中部件。当一个部件被称为是“连接于”另一个部件，它可以是直接连接到另一个部件或者可能同时存在居中部件。

还需要说明的是，本发明实施例中的左、右、上、下等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。

请参阅图1和图2，本发明提供的玻璃烧结设备所要烧结的密封连接器包括基体11、若干个连接子件12和玻璃密封体13，所述基体11和连接子件12采用材质相同或不同的金属材料，所述玻璃密封体13用于密封基体11和连接子件12之间的间隙。所述若干连接子件12可为2-20个，可根据具体需要设置，具体地，连接子件12供连接母件插接，连接母件的另一端供外部导线(如真空设备的导线)连接，通过所述连接母件使连接子件12能与其插接，最终实现导线与密封连接器的连接子件12电连接，该密封连接器可用于真空设备与外部的电连接。

请一并参阅图3和图4，本发明的所述玻璃烧结设备包括玻璃烧结炉(图中未标出)，所述玻璃烧结炉中设置有用于放置炉体的连接器固定座21和发热烧结装置(图中未标出)，所述固定座21中可设置多个密封连接器，从而可同时对多个密封连接器进行密封烧结。

所述发热烧结装置包括正、负电极221、222、功率控制模块223和供电模块224，所述正、负电极221、222设置于连接器固定座21上，并伸入连接器固定座21中，用于与基体11或连接子件12的两端连接，所述功率控制模块223的一端连接正电极221，功率控制模块223的另一端连接供电模块224的正极，供电模块224的负极连接负电极222，由供电模块224提供电能，功率控制模块223调整正、负电极221、222的电流大小，该电流加载至基体11或连接子件12的两端，使基体11或连接子件12发热。

本发明把基体11或连接子件12等效看作是一个发热电阻，从而使供电模块224、功率控制模块223、正电极221、密封连接器、负电极222构成通电回路，在基体11或连接子件12的两端加载电流后，会使基体11或连接子件12温度迅速升高，从而使基体11和连接子件12之间的玻璃密封体13加热至热熔状态，从而浸润基体11、连接子件12与玻璃密封体13之间的间隙，从而进行密封。

由于基体11或连接子件12本身就是电和热的良导体，其电阻很小，因此不需要很大的电能就能使温度升高到玻璃热融的温度，从而本发明大大提高了热利用率，而且升温快，所需电能相比间接加热的方式少。并且玻璃烧结炉内没有多余的加热器、匀温、隔热、保温等装置，能提高炉内空间利用率，使玻璃烧结炉结构更紧凑，且由于没有隔热、保温层，冷却时间也短，大大缩短了生产周期。

所述供电模块224可为交流电、直流电中的一种，只要能使基体11或连接子件12通电后，能加热即可。较佳地，所述供电模块224可采用直流电源，其输出的电压为小于36V的直流电压，该电压使用更安全，防止触电事件。

进一步地，本发明的重点在于加热温度的精准控制，因此温度检测尤为重要，所述发热烧结装置还包括温度监测模块(图中未示出)，所述温度监测模块为至少一接触式温度传感器，所述接触式温度传感器设置于连接器固定座上、位于玻璃密封体处。

本实施例中，接触式温度传感器可采用热敏电阻或热电偶，所述热敏电阻或热电偶被紧固于连接器固定座21上，并与玻璃密封体接触，并与功率控制模块223电连接，用于采集玻璃密封体的温度及精准控制加热温度。本实施例中，所述温度监测模块的检测部分露出连接器固定座21的外侧，使其可与密封连接器直接接触，从而能准确地、实时地检测密封连接器的温度，使功率控制模块223能更合理的控制输出功率。譬如：温度监测模块检测的温度低于设定的温度值时，则增加功率控制模块223的输出电流。较佳地，所述接触式温度传感器可采用多个，从而可检测待焊接件不同位置处的温度，从而可更精准的控制温度。

可选地，所述温度监测模块为至少一非接触式温度传感器，所述非接触式温度传感器可以采用红外测温传感器或辐射测温传感器，非接触测温可以测量小型物件和热容量小或温度变化迅速(瞬变)对象的表面温度，且测量上限不受感温元件耐温程度的限制。

具体实施时，在连接器固定座21安装空间允许的情况下，接触式温度传感器和非接触式温度传感器可同时使用，通过多个温度反馈精确获得待焊接件的温度，从而电能调节器可更好的控制输出功率。

如图3和图4所示，在一可选的实施例中，所述连接器固定座21为多个，所述发热烧结装置为一个，各连接器固定座21并联或串联后与正、负电极221、222连接，本实施例可用于密封连接器阻值相同的情况，从而可仅使用一个发热烧结装置，实现多个密封连接器的烧结，在实现同时烧结多个密封连接器的同时，使玻璃烧结设备的占用空间小，从而炉内热容量小，可加快降温速度。

在另一可选的实施例中，如图5所示，所述连接器固定座21和发热烧结装置均为多个，连接器固定座21上各连接一对正负电极222，本实施例可用于密封连接器阻值不同的情况，由每个发热烧结装置单独调节电能，与上述共用发热烧结装置的方式相比，本实施例可精准控制各密封连接器的发热温度，从而不同的密封连接器之间相互独立，互不干扰。

在一可选的实施例中，各连接器固定座21之间设置有隔热层(图中未标号)，以防止多个不同的玻璃密封体13同时发热，相互之间有热场影响，比如两个连接器固定座21温差较大时，可能会对温度测量和电能调节产生不利影响，甚至会导致无法控制，本发明采用在相邻两个连接器固定座21之间设置隔离层隔离热场，或者加大被加热体之间的距离，使相互之间的热场影响降低到最小，从而便于温度的精准控制。

所述功率控制模块223根据玻璃密封体13设置玻璃烧结温度时间曲线，该玻璃烧结温度时间曲线可根据不同玻璃的材质进行调整，从而实现同时烧结多种玻璃密封体13时的温度的控制，电流、电压或加热时间的调整，能更精确的控制玻璃密封体13加热的温度，确保浸润效果，以增强密封性能。

由于玻璃在烧结过程中，需要控制炉腔内的含氧量，所述玻璃烧结炉上设置有用于抽真空或注入保护气体的进出气口。具体实施时，玻璃烧结炉可通过该进出气口进行抽真空处理，或者抽真空后再充入保护气体，或者直接充入氮气或随性气体将氧气排出，从而防止基体11和连接子件12在高温环境下氧化，从而确保玻璃热熔时与金属之间充分浸润，避免密封不良。

进一步地，所述玻璃烧结炉的入口处设置有上料装置，所述玻璃烧结炉的出口处设置有下料装置，实现自动上料和自动下料。当需要玻璃材料不时，当不同材质的密封连接器烧结时，烧结所需的时间有可能不同，本发明采用自动上料装置和下料装置，在单个密封连接器烧结完成后，可自动下料，将烧结好的密封连接器运输出来，再将待烧结密封连接器通过上料装置输入连接器固定座21中，从而缩短单个产品的生产周期，实现更智能的生产。

较佳地，所述玻璃烧结炉的入口处和出口处均设备有密封门，该密封门可采用垂直帘或自动感应门，在不影响玻璃烧结炉内的气体含量的同时，又能顺利上料和下料，其智能化程度高。

进一地，自动下料组件中还包括冷气接口，用于将自动下料组件中充入冷却气体(如氮气)，从而在下料的过程中对焊接件降温处理。本发明的陶瓷钎焊设备中，在自动下料组件的输出侧还设置有检测组件，用于对焊接件进行泄漏率测试、绝缘电阻测试、耐电压测试、外观一致性检测，并由分拣机构根据检测结果进行分拣，并计算报废率、返工率、良率等，本发明采用检测组件自动分拣代替现有常温冷却再人工检测的方式，提高了工作效率，节省了人力成本，且智能化程度高。

进一步地，所述发热控制组件分析报废品的类型、返工类型，根据报废品的类型、返工类型分析调整第一电极、第二电极、温度传感器的位置，及电能调节器的输出功率，来提高烧结良率。

进一步地，所述连接器固定座21为石墨模具、金属模具中的一种，从而使连接器固定座21也是电和热的良导体，因此把密封连接器装入连接器固定座21中后，也可以把正负电极222直接接到烧结模具上，对烧结模具通入电流使之发热。

进一步地，所述正、负电极221、222为多对，如四对，分别与连接器固定座21、基体11、连接子件12和玻璃密封体13连接，同时使其加热，由于玻璃在熔融状态时可能会导电，本发明采用在熔融状态下直接对玻璃通电流使玻璃自身发热，进一步增加玻璃的浸润效果。

综上所述，本发明提供的密封连接器的玻璃烧结设备，采用自热式产生的热量全部用于玻璃密封体的加热，不需要热交换，大大提高了热利用率，因此升温保温到同样的温度，只需使用较少的电能，且利用密封连接器自身金属部分的内部电阻来发热，不需要设计和使用外置加热器。

同时，本发明不需要加热玻璃烧结炉内的气体，当炉壁温度较低，也不需要使用大量的隔热保温材料，玻璃烧结炉成本低，体积小、而且烧结后降温时间短。

此外，在同时烧结多个密封连接器时，本发明还可对各个密封连接器单独控温，使每个密封连接器可以为不同温度，而且炉内不需要匀温装置，不需要考虑温度均匀性，降低了玻璃烧结炉的要求。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种密封连接器的玻璃烧结设备，所述密封连接器包括基体、若干设置于基体上的连接子件及密封基体和连接子件之间的间隙的玻璃密封体；其特征在于，所述玻璃烧结设备包括玻璃烧结炉，所述玻璃烧结炉中设置有用于放置炉体的连接器固定座和发热烧结装置，所述发热烧结装置包括正、负电极、功率控制模块和供电模块，所述正、负电极设置于连接器固定座上，用于与基体或连接子件的两端连接，所述功率控制模块的一端连接正电极，功率控制模块的另一端连接供电模块的正极，供电模块的负极连接负电极。

2.根据权利要求1所述的密封连接器的玻璃烧结设备，其特征在于，所述发热烧结装置还包括温度监测模块，所述温度监测模块设置于连接器固定座上，并与功率控制模块电连接。

3.根据权利要求2所述的密封连接器的玻璃烧结设备，其特征在于，所述温度监测模块为至少一接触式温度传感器，所述接触式温度传感器设置于连接器固定座上、位于玻璃密封体处。

4.根据权利要求2所述的密封连接器的玻璃烧结设备，其特征在于，所述温度监测模块为至少一非接触式温度传感器。

5.根据权利要求1所述的密封连接器的玻璃烧结设备，其特征在于，所述玻璃烧结炉上设置有用于抽真空或注入保护气体的进出气口。

6.根据权利要求1所述的密封连接器的玻璃烧结设备，其特征在于，所述供电模块可为交流电、直流电中的一种。

7.根据权利要求1所述的密封连接器的玻璃烧结设备，其特征在于，所述玻璃烧结炉的入口处设置有上料装置，所述玻璃烧结炉的出口处设置有下料装置，所述入口处和出口处均设备有密封门。

8.根据权利要求1-7任意一项所述的密封连接器的玻璃烧结设备，其特征在于，所述连接器固定座为多个，所述发热烧结装置为一个，各连接器固定座并联或串联后与正、负电极连接。

9.根据权利要求1-7任意一项所述的密封连接器的玻璃烧结设备，其特征在于，所述连接器固定座和发热烧结装置均为多个，连接器固定座上各连接一对正负电极。

10.根据权利要求1所述的密封连接器的玻璃烧结设备，其特征在于，所述功率控制模块根据玻璃密封体设置玻璃烧结温度时间曲线。