CN203732184U - 一种压力敏感器件管壳 - Google Patents
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Abstract
一种压力敏感器件管壳，本实用新型涉及采用了该陶瓷封装结构的压力敏感器件管壳。以解决现有技术或者存在高温使用容易腐蚀、氧化，或者存在压力敏感器件管壳受热机械应力影响的问题。它包括引线、金属化层、密封环、焊料、陶瓷体、过渡层和管座，陶瓷体固定在管座上，陶瓷体与管座的连接面设置有金属化层，陶瓷体与金属化层通过高温烧结成一体，金属化层与管座之间通过焊料的烧结作用形成过渡层，引线贯穿陶瓷体，引线穿出管座方向的陶瓷体外表面处设置有密封环，密封环与陶瓷体之间通过焊料烧结成一体，引线与密封环的内孔表面通过焊料烧结成一体。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种压力敏感器件的管壳。
背景技术
现有的压力敏感器件管壳主要有两种封装方式，一种是采用材料的线膨胀系数匹配原理，依靠金属表面生成的金属氧化物在牢固地附着在金属表面的同时,又能溶解到熔化的玻璃中,在金属氧化层与玻璃之间形成一个成分渐变的过渡层,该过渡层把玻璃和金属氧化层紧紧地粘结在一起,实现玻璃和金属的封接；以DM-308玻璃（一种含高硼成份的玻璃，线膨胀系数（20～300℃）4.7-5.0）作为绝缘材料，以铁镍钴玻封合金（牌号:4J29,执行标准:YB/T5231-1993，合金的线胀系数（20～400℃）4.6～5.2）作为支撑结构；在-60℃～+40O℃温度范围内具有一定的线膨胀系数匹配，能与DM-308玻璃进行牢固封接的管壳。这种方式的压力敏感器件管壳受铁镍钴玻封合金性能的约束，高温使用存在容易腐蚀、氧化等问题。
另一种是采用压力封接原理，以铬镍不锈钢（牌号:1Cr18Ni9Ti,执行标准:GB/T1220-1992，合金的线胀系数（20～500℃）17.1～18.4）作为支撑结构；以DM-308玻璃（一种含高硼成份的玻璃，线膨胀系数（20～300℃）4.7-5.0）作为绝缘材料，利用铬镍不锈钢与DM-308玻璃线膨胀系数的差值，使得在高温烧结时尺寸匹配的铬镍不锈钢结构材料与DM-308玻璃在使用温度下，产生过盈压力，利用DM-308玻璃的耐压特性实现压力密封结构；由于铬镍不锈钢表面不能生成金属氧化物，不能形成一个成分渐变的过渡层,铬镍不锈钢表面与DM-308玻璃没有形成有效的化学键，密封功能是依靠铬镍不锈钢表面与DM-308玻璃之间形成小于介质分子直径的间隙，有效强度依靠铬镍不锈钢表面与DM-308玻璃之间的摩擦力。这种方式的压力敏感器件管壳主要受热机械应力的影响，热应力可能会导致器件在热环境下做出异常的反应，在极端情况下，还会对敏感结构造成永久的机械损伤。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种压力敏感器件管壳；以解决现有技术或者存在高温使用容易腐蚀、氧化，或者存在压力敏感器件管壳受热机械应力影响的问题。
一种压力敏感器件管壳，它包括引线1、金属化层2、密封环3、焊料4、陶瓷体5、过渡层6和管座7，陶瓷体5固定在管座7上，陶瓷体5与管座7的连接面设置有金属化层2，陶瓷体5与金属化层2通过高温烧结成一体，金属化层2与管座7之间通过焊料4 的烧结作用形成过渡层6，引线1贯穿陶瓷体5，引线1穿出管座7方向的陶瓷体5外表面处设置有密封环3，密封环3与陶瓷体5之间通过焊料4烧结成一体，引线1与密封环3的内孔表面通过焊料4烧结成一体。
本实用新型中多种成分相混合的过渡层6使得应力分布更加合理，提高了产品的抗高温能力，并且极大地改善了整体结构的稳定性，使产品得以在较恶劣的环境条件下工作；管座上烧结的陶瓷介电常数较小（一般ε≤10），有非常优良的高频特性而且具有优良的热传导性，适合高频设计，在航空、航天、雷达、无线通讯、光电子、MEMS等应用领域具有独特的技术优势。另外陶瓷体5的使用，提高了敏感器件的固有频率和稳定性。它具有体积小、重量轻、抗过载能力强、耐高温、抗振动、可靠性高、精度高、抗恶劣环境等特点。
附图说明
图1是本实用新型采用陶瓷封装结构的压力敏感器件管壳的结构示意图。
图2是另一种采用陶瓷封装结构的压力敏感器件管壳的结构示意图，图2与图1中管座7的结构有所不同。
具体实施方式
具体实施方式一：下面结合图1具体说明本实施方式。本实施方式的一种采用陶瓷封装结构的压力敏感器件管壳，它包括引线1、金属化层2、密封环3、焊料4、陶瓷体5、过渡层6和管座7，陶瓷体5固定在管座7上，陶瓷体5与管座7的连接面设置有金属化层2，陶瓷体5与金属化层2通过高温烧结成一体，金属化层2与管座7之间通过焊料4的烧结作用形成过渡层6，引线1贯穿陶瓷体5，引线1穿出管座7方向的陶瓷体5外表面处设置有密封环3，密封环3与陶瓷体5之间通过焊料4烧结成一体，引线1与密封环3的内孔表面通过焊料4烧结成一体。
如图1所示。管座7上烧结的陶瓷体5介电常数较小（一般ε≤10），有非常优良的高频特性而且具有优良的热传导性，适合高频设计，在航空、航天、雷达、无线通讯、光电子、MEMS等应用领域具有独特的技术优势，为了实现与金属的管座7的密封连接，需要在高温下烧结钨作为过渡层，并通过镍或Ag-Cu焊料作为过渡材料与不同特性的金属的管座7烧结成密封结构，实现对SOI敏感芯片的支撑、保护、电气互联功能。
陶瓷封装结构的压力敏感器件管壳具有体积小、重量轻、抗过载能力强、耐高温、抗振动、精度高、抗恶劣环境等特点，具有较高的稳定性和可靠性，并且具有易于装配，已经批量生产。
与采用线膨胀系数匹配的压力敏感器件管壳相比，陶瓷封装结构的压力敏感器件管壳突破了管座金属材料的局限性，可实现多种金属材料的管座7如可伐、不锈钢、钽或Inconel625合金等。
与采用压力封接原理的的压力敏感器件管壳相比，由于陶瓷封装材料如Al2O3实现MoMn金属化处理后，MoMn金属化涂层中的Mn向Al2O3内部扩散，而Al2O3陶瓷中的溶剂类氧化物向MoMn金属化涂层扩散，在烧结过程中，金属化涂层中的Mn大部分氧化为MnO,并在较高温度下陶瓷中的Al2O3，SiO2，CuO，等形成玻璃相，结合成Al2O3·MnO尖晶石，而基体与涂层中的熔体相互扩散，使得玻璃相填充于金属化涂层中金属相烧结体的空隙处，实现了陶瓷与金属化层的牢固连接，连接强度高于采用压力封接管壳。
具体实施方式三：本实施方式如图2所示：氧化铝陶瓷体5与金属化层2在真空环境下高温烧结；引线1、密封环3、管座7在连接处电镀镍层；引线1、密封环3、管座7与氧化铝陶瓷7通过Ag-Cu焊料4在保护气氛下烧结。
Claims (5)
1.一种压力敏感器件管壳，其特征在于它包括引线(1)、金属化层(2)、密封环(3)、焊料(4)、陶瓷体(5)、过渡层(6)和管座(7)，陶瓷体(5)固定在管座(7)上，陶瓷体(5)与管座(7)的连接面设置有金属化层(2)，陶瓷体(5)与金属化层(2)通过高温烧结成一体，金属化层(2)与管座(7)之间通过焊料(4)的烧结作用形成过渡层(6)，引线(1)贯穿陶瓷体(5)，引线(1)穿出管座(7)方向的陶瓷体(5)外表面处设置有密封环(3)，密封环(3)与陶瓷体(5)之间通过焊料(4)烧结成一体，引线(1)与密封环(3)的内孔表面通过焊料(4)烧结成一体。
2.根据权利要求1所述一种压力敏感器件管壳，其特征在于陶瓷体(5)的介电常数ε≤10。
3.根据权利要求1所述一种压力敏感器件管壳，其特征在于管座(7)的材质为可伐、不锈钢、钽或Inconel625合金。
4.根据权利要求1所述一种压力敏感器件管壳，其特征在于陶瓷体(5)为Al2O3，金属化层(2)为MoMn。
5.根据权利要求1所述一种压力敏感器件管壳，其特征在于氧化铝陶瓷体(5)与金属化层(2)在真空环境下高温烧结；引线(1)、密封环(3)、管座(7)在连接处电镀镍层；引线(1)、密封环(3)、管座(7)与氧化铝陶瓷体(5)通过Ag-Cu焊料(4)在保护气氛下烧结。
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|---|---|---|---|---|
| CN103759880A (zh) * | 2014-01-27 | 2014-04-30 | 中国电子科技集团公司第四十九研究所 | 一种无引线封装结构及采用无引线封装结构的soi绝压敏感器件 |
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| CN104625634A (zh) * | 2014-12-30 | 2015-05-20 | 江苏安德信超导加速器科技有限公司 | 一种穿通密封件加工及焊接工艺 |
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2014
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