CN211788968U - 一种高可靠性陶瓷封接结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种高可靠性陶瓷封接结构，包括壳体，所述壳体为无氧铜外壳，在其侧壁烧结安装有陶瓷绝缘子，所述陶瓷绝缘子中心位置设置有陶瓷封接孔，陶瓷绝缘子内壁和端部金属化且两端内侧不倒角，垫片和陶瓷绝缘子的金属化端面封接，加强了陶瓷的密封性能，引线嵌套在陶瓷和垫片封接孔内。该高可靠性陶瓷封接结构，利用陶瓷封接孔内的全金属化通过焊料与垫片、引线、和壳体固定连接；同时，本实用新型所需陶瓷的金属化部分在生产过程中容易控制，不会增加成本。更重要的是能保证产品的烧结可靠性，在气密、绝缘、抗拉强度方面都有提高。
Description
技术领域
本实用新型涉及机械技术领域，具体为一种高可靠性陶瓷封接结构。
背景技术
现有技术中，微电子封装外壳一般是采用无氧铜作为外壳，引脚通过陶瓷绝缘子引出，由于不同材料的膨胀系数不同，外壳在钎焊后，容易出现焊料缝，影响引线和陶瓷的焊接，进而影响封接外壳的可靠性能。此外，壳体在使用过程中经受外力和环境的作用后，也会导致引线和陶瓷焊接位出现漏气现象，影响整个产品的使用寿命，甚至导致产品失效。传统工艺是将引线和陶瓷绝缘子直接烧结在壳体上，在烧结过程由于壳体、引线、陶瓷绝缘子三者膨胀系数不同，引线和陶瓷以及陶瓷和壳体之间就会产生漏气，导致整个壳体报废。为此，我们提出一种高可靠性陶瓷封接结构。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种高可靠性陶瓷封接结构，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种高可靠性陶瓷封接结构，包括壳体，所述壳体的侧壁开有台阶孔，所述台阶孔内安装和定位有陶瓷绝缘子，所述陶瓷绝缘子内腔和端面全金属化，侧壁上部烧结有引线，垫片通过焊料层与所述陶瓷绝缘子的端面完全封接。
优选的，所述焊料层附着于所述陶瓷绝缘子的下表面和垫片的表面。
优选的，所述金属化层表面的凸起和凹坑的尺寸不大于0.025mm。
优选的，所述金属化层的厚度为1-3um。
优选的，所述金属化层包括第一金属化层和第二金属化层。
优选的，所述第一金属化层为钼锰浆料层，所述第二金属化层为镀镍层。
优选的，所述陶瓷绝缘子卡接于所述壳体侧壁内腔。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
1、通过设有陶瓷绝缘子、第一陶瓷金属化层、第二陶瓷金属化层、垫片、引线、焊料层和壳体结构，通过延伸陶瓷绝缘子的金属化长度，且陶瓷绝缘子的金属化长度正好和陶瓷绝缘子端面齐平，可使引线和陶瓷绝缘子的焊接区域增加，焊接强度提高。
2、通过取消陶瓷绝缘子的倒角可以在封接过程焊料将陶瓷与引线间的缝隙填满，在喷砂/电镀/清洗各环节就可以避免或溶液在狭缝处藏匿，从而提高产品的绝缘性能。
3、烧结方式采用先将陶瓷、垫片和引线通过焊料烧结在一起，然后再将烧结好的陶瓷组件烧到壳体上。这样可以先检验组件的封接缺陷，检验OK再烧结到壳体上，能避免因为陶瓷组件的烧结缺陷导致整个产品的失效报废。
4、同时还可以节约装配时间提高产品在壳体烧结过程中的良品率，并且所需陶瓷的金属化部分在生产过程中容易控制，降低了生产成本。更重要的是能保证产品的烧结可靠性，在气密、绝缘、抗拉强度方面都有提高。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型的陶瓷绝缘子金属化部分剖视图。
图中：1陶瓷绝缘子、11第一陶瓷金属化层、12第二陶瓷金属化层、2垫片、3引线、4焊料、5壳体。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施案例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施案例仅仅是本实用新型一部分实施案例，而不是全部的实施案例。基于本实用新型中的实施案例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施案例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1-2，本实用新型提供一种技术方案：一种高可靠性陶瓷封接结构，包括壳体5，所述壳体5的侧壁开有台阶孔，所述台阶孔内安装和定位有陶瓷绝缘子1，所述陶瓷绝缘子1内腔和端面全金属化且两端内侧不倒角，侧壁上部烧结有引线3，陶瓷绝缘子1的端面和垫片2通过焊料层4完全封接。
在本实施例中，所述壳体5为无氧铜外壳，所述陶瓷绝缘子1中心位置设置有陶瓷封接孔，引线3嵌套在陶瓷绝缘子1和垫片2封接孔内。垫片2和陶瓷绝缘子1的金属化端面封接，加强了陶瓷的密封性能。所述陶瓷绝缘子1表面有金属化层。厚度1-3um。所述金属化层表面的凸起和凹坑的尺寸不大于0.025mm。进一步的，所述金属化层包括第一金属化层11和第二金属化层12，如图2所示，第一陶瓷金属化层11为钼锰浆料层，第二陶瓷金属化层12为镀镍层，第一陶瓷金属化层11和第二陶瓷金属化层12均为陶瓷绝缘子的金属化区域，其他为陶瓷绝缘子的非金属化区域。
需要说明的是，该高可靠性陶瓷封接结构，利用陶瓷封接孔内的全金属化通过焊料4与垫片2、引线3和壳体5固定连接实现；同时，本实用新型所需陶瓷的金属化部分在生产过程中容易控制，不会增加成本。
在具体的烧结工艺中，先准备好1-3um厚度的金属化陶瓷+镀镍。将陶瓷绝缘子1和引线3、焊料层4准备好：将陶瓷绝缘子1清洗干净，引线清洗过炉，焊料4、垫片2清洗干净。陶瓷绝缘子1、垫片2、引线3、焊料4依次装配放入专用烧结治具中，放置于隧道炉烧结，经过两个小时左右形成可靠的焊点。将焊接好的电极组件卡接与壳体5侧壁内腔，然后放入专用治具中，放置于隧道炉烧结，经过两个小时左右壳体和电极形成可靠的焊点。在上述步骤中，陶瓷绝缘子1不允许出现气泡、裂缝、层裂、明显凸起或凹陷及下道工序不能消除的污斑，金属化层不允许有锯齿存在，表面凸起和凹坑的尺寸不应大于0.025mm。在上述步骤中，(1)需注意焊料的用量，不要让焊料扩散太多，同时还有填满陶瓷绝缘子1、引线3、垫片2的间隙。(2)需注意烧结炉温度的选择，不能超过第一次钎焊时的温度，否则容易产生其它缺陷。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
1、通过设有陶瓷绝缘子、第一陶瓷金属化层、第二陶瓷金属化层、垫片、引线、焊料层和壳体结构，通过延伸陶瓷绝缘子的金属化长度，且陶瓷绝缘子的金属化长度正好和陶瓷绝缘子端面齐平，可使引线和陶瓷绝缘子的焊接区域增加，焊接强度提高。
2、可以在喷砂/电镀/清洗各环节将焊料填充于陶瓷两端处的狭缝中，不容易有杂物在狭缝处藏匿，从而提高产品的绝缘性能。
3、烧结方式采用先将陶瓷和引线通过焊料烧结在一起，然后再将烧结好的陶瓷组件烧到壳体上。这样在烧结好陶瓷组件后可以先检验组件的性能，检验OK再烧结到壳体上，能避免因为陶瓷组件的烧结缺陷导致整个产品的失效报废。
4、同时还可以节约装配时间提高产品在壳体烧结过程中的良品率，且所需陶瓷的金属化部分在生产过程中容易控制，可以降低生产成本。更重要的是能保证产品的烧结可靠性，在气密、绝缘、抗拉强度方面都有提高。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施案例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施案例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种高可靠性陶瓷封接结构，包括壳体(5)，其特征在于：所述壳体(5)的侧壁开有台阶孔，所述台阶孔内安装和定位有陶瓷绝缘子(1)，所述陶瓷绝缘子(1)内腔和端面全金属化，侧壁上部烧结有引线(3)，垫片(2)通过焊料层(4)与陶瓷绝缘子(1)的端面完全封接。
2.根据权利要求1所述的一种高可靠性陶瓷封接结构，其特征在于：所述焊料层(4)附着于陶瓷绝缘子(1)的下端面和垫片(2)的表面。
3.根据权利要求1所述的一种高可靠性陶瓷封接结构，其特征在于：所述陶瓷绝缘子(1)为氧化铝陶瓷，其表面和孔内侧镀有金属化层。
4.根据权利要求3所述的一种高可靠性陶瓷封接结构，其特征在于：所述金属化层表面的凸起和凹坑的尺寸不大于0.025mm。
5.根据权利要求3所述的一种高可靠性陶瓷封接结构，其特征在于：所述金属化层厚度为1-3um。
6.根据权利要求3所述的一种高可靠性陶瓷封接结构，其特征在于：所述金属化层包括第一金属化层和第二金属化层。
7.根据权利要求6所述的一种高可靠性陶瓷封接结构，其特征在于：所述第一金属化层为钼锰浆料层，所述第二金属化层为镀镍层。
8.根据权利要求1所述的一种高可靠性陶瓷封接结构，其特征在于：所述陶瓷绝缘子(1)卡接于壳体(5)侧壁内腔。
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| CN113725085A (zh) * | 2021-08-31 | 2021-11-30 | 深圳技术大学 | 一种封装零件的装配工艺方法和封装零件 |
| CN114014683A (zh) * | 2021-11-16 | 2022-02-08 | 西安赛尔电子材料科技有限公司 | 一种提高金属引线与陶瓷绝缘子封接强度的钎焊方法 |
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