CN218159834U - 一种低应力引线陶瓷绝缘子密封结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种低应力引线陶瓷绝缘子密封结构，属于电子封装技术领域，包括陶瓷绝缘子、引线和两个密封圈，引线安装于封接孔内，两个所述密封圈分别同轴套设于所述引线外圆周且分别贴于所述陶瓷绝缘子内外两端面，所述陶瓷绝缘子内端面和外端面均设有第一金属化层，所述陶瓷绝缘子封接孔内靠近两端部处均设有第二金属化层，所述第一金属化层、所述第二金属化层、所述密封圈和所述引线相互连接，通过陶瓷绝缘子端部和封接孔内局部金属化进行封接，降低了焊接过程中的封接应力，封接强度高，避免出现因引线与陶瓷绝缘子焊接应力产生的不可控的裂纹缺陷，气密性良好，从而提高产品的一致性与长期可靠性。

Description

一种低应力引线陶瓷绝缘子密封结构

技术领域

本实用新型属于电子封装技术领域，更具体地说，是涉及一种低应力引线陶瓷绝缘子密封结构。

背景技术

现有技术中，微电子封装外壳一般采用金属作为外壳主体，引线通过与陶瓷绝缘子焊接后引出。陶瓷绝缘子封接孔内部全部覆盖金属化层，引线通过封接孔内的金属化层与陶瓷绝缘子实现连接，由于引线与陶瓷的膨胀系数不同，引线与陶瓷绝缘子进行焊接，在高温钎焊过程中会产生较大的封接应力，易使陶瓷绝缘子内部产生向外延伸的裂纹，从而出现漏气问题，影响封接外壳的密封性，甚至导致产品失效。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种低应力引线陶瓷绝缘子密封结构，旨在解决上述提到的引线通过陶瓷绝缘子封接孔的全部覆盖的金属化层与陶瓷绝缘子连接产生封接应力较大，导致陶瓷绝缘子内部出现裂纹的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种低应力引线陶瓷绝缘子密封结构，包括具有封接孔的陶瓷绝缘子、引线和两个密封圈，所述引线安装于封接孔内，两个所述密封圈分别同轴套设于所述引线外圆周且分别贴于所述陶瓷绝缘子内外两端面，所述陶瓷绝缘子内端面和外端面均设有第一金属化层，所述陶瓷绝缘子封接孔内靠近两端部处均设有第二金属化层，所述第一金属化层、所述第二金属化层、所述密封圈和所述引线相互连接。

在一种可能的实现方式中，两个所述密封圈均为金属密封圈，且均能与所述第一金属化层和所述引线焊接。

在一种可能的实现方式中，所述第一金属化层形成圆环形，且与封接孔同轴设置。

在一种可能的实现方式中，所述第一金属化层外径大于所述引线外径 0.5mm以上。

在一种可能的实现方式中，设于所述陶瓷绝缘子内端面的所述密封圈外径小于等于设于所述陶瓷绝缘子外端面的所述密封圈外径。

在一种可能的实现方式中，所述第二金属化层在封接孔内形成间隔的两段，所述第二金属化层与所述第一金属化层接触。

在一种可能的实现方式中，所述陶瓷绝缘子内端面所述第一金属化层外径小于所述陶瓷绝缘子外端面所述第一金属化层外径。

在一种可能的实现方式中，所述陶瓷绝缘子呈圆柱形，材质为氧化铝陶瓷，所述封接孔位于中部，所述引线为锆铜合金材质，所述密封圈材质均为可伐合金。

在一种可能的实现方式中，所述陶瓷绝缘子用于接触金属墙体的外侧面形成有第三金属化层。

在一种可能的实现方式中，设于所述陶瓷绝缘子内端面的所述密封圈分别与所述引线和所述陶瓷绝缘子内端面的所述第一金属化层焊接固定，设于所述陶瓷绝缘子外端面的所述密封圈分别与所述引线和所述陶瓷绝缘子外端面的所述第一金属化层焊接固定。

本实用新型提供的一种低应力引线陶瓷绝缘子密封结构的有益效果在于：与现有技术相比，本实用新型一种低应力引线陶瓷绝缘子密封结构包括陶瓷绝缘子、引线和两个密封圈，引线安装于封接孔内，两个所述密封圈分别同轴套设于所述引线外圆周且分别贴于所述陶瓷绝缘子内外两端面，所述陶瓷绝缘子内端面和外端面均设有第一金属化层，所述陶瓷绝缘子封接孔内靠近两端部处均设有第二金属化层，所述第一金属化层、所述第二金属化层、所述密封圈和所述引线相互连接，通过陶瓷绝缘子端部和封接孔内局部金属化进行封接，降低了焊接过程中的封接应力，封接强度高，避免出现因引线与陶瓷绝缘子焊接应力产生的不可控的裂纹缺陷，气密性良好，从而提高产品的一致性与长期可靠性，通过设置两个密封圈，一方面将钎焊应力分散到陶瓷绝缘子与密封圈、密封圈与引线上，提高引线与陶瓷绝缘子焊接强度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种低应力引线陶瓷绝缘子密封结构的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种低应力引线陶瓷绝缘子密封结构的陶瓷绝缘子结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种低应力引线陶瓷绝缘子密封结构的使用状态结构示意图；

图4为图3中A-A线剖面图；

图5为图4中的B处放大图。

附图标记说明：

1、陶瓷绝缘子；2、引线；3、密封圈；4、封接孔；5、第一金属化层；6、第二金属化层；7、墙体；8、底盘；9、第三金属化层。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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实用新型，并不用于限定本实用新型。

请一并参阅图1至图5，现对本实用新型提供的一种低应力引线陶瓷绝缘子密封结构进行说明。所述一种低应力引线陶瓷绝缘子密封结构，包括具有封接孔的陶瓷绝缘子1、引线2和两个密封圈3，引线2安装于封接孔4内，两个密封圈3分别同轴套设于引线2外圆周且分别贴于陶瓷绝缘子1内外两端面，陶瓷绝缘子1内端面和外端面均设有第一金属化层5，陶瓷绝缘子1封接孔4 内靠近两端部处均设有第二金属化层6，第一金属化层5、第二金属化层6、密封圈3和引线2相互连接。

本实用新型提供的一种低应力引线陶瓷绝缘子密封结构，与现有技术相比，两个密封圈3分别同轴套设于引线2外圆周且分别贴于陶瓷绝缘子1内外两端面，陶瓷绝缘子1内端面和外端面均设有第一金属化层5，陶瓷绝缘子1封接孔4内靠近两端部处均设有第二金属化层6，第一金属化层5、第二金属化层6、密封圈3和引线2相互连接，通过陶瓷绝缘子1端部金属化和封接孔4内局部金属化进行封接，降低了焊接过程中的封接应力，封接强度高，避免出现因引线2与陶瓷绝缘子1焊接应力产生的不可控的裂纹缺陷，气密性良好，从而提高产品的一致性与长期可靠性，通过设置两个密封圈3，一方面将钎焊应力分散到陶瓷绝缘子1与密封圈3、密封圈3与引线2上，提高引线2与陶瓷绝缘子1焊接强度。

在陶瓷绝缘子1的内端面和外端面以及封接孔4内局部设置金属化层，这样可以解决在高温钎焊过程中会产生较大的封接应力，防止陶瓷绝缘子1内部出现裂纹，不出现裂纹则气密性良好，密封圈3通过焊接方式与陶瓷绝缘子1 端面和引线2连接。

以上或以下当不具体指定金属化层时，均统一是指第一金属化层5和第二金属化层6，为便于理解，所说的金属化是指涂覆金属化层。

在一些实施例中，请参阅图1至图5，两个密封圈3均为金属密封圈3，且均能与第一金属化层5和引线2焊接。金属密封圈3为可伐合金、铁镍合金等合金材料或铜、镍、铁等纯金属材料。

作为金属密封圈3的替换实施例，密封圈3为焊料密封圈3，焊料密封圈3 为银基焊料、铜基焊料或其他高温焊料或低温焊料。引线2为可伐合金、可伐包铜、铜、铜合金等金属材料。

在一些实施例中，请参阅图1至图5，第一金属化层5形成圆环形，且与封接孔4同轴设置。第二金属化层6形成空心圆形，其长度小于第一金属化层 5外径。

在一些实施例中，请参阅图1至图5，第一金属化层5外径大于引线2外径0.5mm以上。内端面第一金属化层5的外径为1.4mm，引线2直径为0.8mm，陶瓷绝缘子1的直径为2.2mm，以上对尺寸优化后，不仅可保证引线2与陶瓷绝缘子1有足够的焊接强度，还可获得足够的绝缘电阻。

陶瓷绝缘子1外端面第一金属化层5铺满陶瓷绝缘子1外端面，此时可相应增大外端面密封圈3的尺寸，这样可以提高引线2与陶瓷绝缘子1的焊接强度，降低引线22在装配或使用过程中经受力弯曲导致漏气的风险。陶瓷绝缘子 1内端面第一金属化层5不铺满陶瓷绝缘子1内端面，仍能保证引线2与陶瓷外部的绝缘。

在一些实施例中，请参阅图1至图5，设于陶瓷绝缘子1内端面的密封圈3 外径小于等于设于陶瓷绝缘子1外端面的密封圈3外径。

在一些实施例中，请参阅图1至图5，第二金属化层6在封接孔4内形成间隔的两段，第二金属化层6与第一金属化层5接触。

在一些实施例中，请参阅图1至图5，陶瓷绝缘子1内端面第一金属化层5 外径小于陶瓷绝缘子1外端面第一金属化层5外径。

在一些实施例中，请参阅图1至图5，陶瓷绝缘子1呈圆柱形，材质为氧化铝陶瓷，封接孔4位于中部，引线2为锆铜合金材质，密封圈3材质均为可伐合金。

陶瓷绝缘子1AlO含量为92％，为采用高温陶瓷熟瓷金属化工艺制作，具体流程为：磨粉-造粒-干压-烧结-金属化-烧制-镀镍。

陶瓷绝缘子1内外端面的第一金属化层5在陶瓷烧结后进行涂覆，涂覆第一金属化层5时应保证金属化层边缘均匀整齐。若陶瓷绝缘子1端面的第一金属化层5为圆环状，即不将整个端面涂覆满，则第一金属化层5的位置相对于封接孔4应同心，不应出现印偏现象。

在一些实施例中，请参阅图1至图5，陶瓷绝缘子1用于接触金属墙体的外侧面形成有第三金属化层9。

在一些实施例中，请参阅图1至图5，设于陶瓷绝缘子1内端面的密封圈3 分别与引线2和陶瓷绝缘子1内端面的第一金属化层5焊接固定，设于陶瓷绝缘子1外端面的密封圈3分别与引线2和陶瓷绝缘子1外端面的第一金属化层 5焊接固定。

图3-图5，为本实用新型在TO类封装外壳中的应用，在图3中，陶瓷绝缘子1安装在墙体上，墙体安装在底盘上，墙体为可伐合金，右侧面有三个通孔，陶瓷绝缘子1通过墙体右侧面通孔与墙体进行焊接，底盘材质为WCu15，陶瓷绝缘子1设置数量为三个，引线2与陶瓷绝缘子1数量一致，且一一对应设置。

密封圈3与第一金属化层5焊接在一起，一方面可将钎焊应力分散到陶瓷绝缘子1与密封圈3、密封圈3与引线2上，另一方面使用较小的焊料即可实现引线2与陶瓷绝缘子1的可靠焊接，确保连接效果和气密性。

上文或下文中的陶瓷绝缘子1端面，当未具体指明陶瓷绝缘子1哪一个端面时，均是指内外两个端面。

本发明提供的一种低应力引线2陶瓷绝缘子1密封结构，其有益效果为： (1)封接孔4内全部覆盖金属化层的陶瓷绝缘子1与引线2焊接后，由于引线 2与陶瓷热膨胀系数不同，引线2与陶瓷焊接部位会产生焊接应力。由于封接孔4内全部覆盖金属化，焊接长度较长，焊接应力较大，易在陶瓷绝缘子1内部产生向外延伸的裂纹。这些裂纹在产品后续试验及使用过程中均有可能扩展形成漏气通道，出现漏气问题。采用封接孔4两端向内进行局部金属化(即涂覆第二金属化层6)的陶瓷绝缘子1封接结构，缩短焊接长度，降低焊接应力，避免出现因引线2与陶瓷绝缘子1焊接应力产生的不可控的裂纹缺陷，进而保证产品在后续使用时的长期可靠性。(2)通过陶瓷绝缘子1内外两个端面金属化(即涂覆第一金属化层5)及封接孔4内局部金属化与引线2焊接实现密封，一方面可将焊接应力分散到陶瓷绝缘子1的两端，进一步降低封接应力；另一方面可提高引线2与陶瓷绝缘子1焊接强度；此外，使用较小的焊料即可实现引线2与陶瓷绝缘子1的可靠焊接。

通过陶瓷绝缘子1内外两个端面的密封圈3与引线2进行焊接，密封圈3 与引线2的尺寸加工精度高，两者焊接时装配公差范围小，使用较小的焊料即可实现引线2与陶瓷绝缘子1的密封，焊料量饱满均匀，焊接状态一致性高，提高后续产品镀覆及键合时生产效率及成品率。

为保证该密封结构的密封性，陶瓷绝缘子1内外端面的第一金属化层5形成的厚度不小于5μm。

陶瓷绝缘子1两个端面进行金属化时(即涂覆第一金属化层5时)，可将第一金属化层5向封接孔4内进行延伸，进行局部金属化，形成第二金属化层 6，陶瓷绝缘子1通过两个端面及封接孔4内局部的金属化与密封圈3及引线2 进行封接。一方面缩短引线2与陶瓷绝缘子1的封接长度，降低封接应力，另一方面可提高引线2与陶瓷绝缘子1焊接强度。

陶瓷绝缘子1两个端面进行金属化时，可将外端面覆满金属化，陶瓷绝缘子1用于接触墙体的侧面也涂覆金属化层，而内端面金属化层涂覆边界不到陶瓷绝缘子1边缘，这样可降低端面金属化对位难度，提高操作效率，提高产品质量一致性。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种低应力引线陶瓷绝缘子密封结构，其特征在于，包括具有封接孔的陶瓷绝缘子、引线和两个密封圈，所述引线安装于封接孔内，两个所述密封圈分别同轴套设于所述引线外圆周且分别贴于所述陶瓷绝缘子内外两端面，所述陶瓷绝缘子内端面和外端面均设有第一金属化层，所述陶瓷绝缘子封接孔内靠近两端部处均设有第二金属化层，所述第一金属化层、所述第二金属化层、所述密封圈和所述引线相互连接。

2.如权利要求1所述的一种低应力引线陶瓷绝缘子密封结构，其特征在于，两个所述密封圈均为金属密封圈，且均能与所述第一金属化层和所述引线焊接。

3.如权利要求1所述的一种低应力引线陶瓷绝缘子密封结构，其特征在于，所述第一金属化层形成圆环形，且与封接孔同轴设置。

4.如权利要求3所述的一种低应力引线陶瓷绝缘子密封结构，其特征在于，所述第一金属化层外径大于所述引线外径0.5mm以上。

5.如权利要求1所述的一种低应力引线陶瓷绝缘子密封结构，其特征在于，设于所述陶瓷绝缘子内端面的所述密封圈外径小于等于设于所述陶瓷绝缘子外端面的所述密封圈外径。

6.如权利要求1所述的一种低应力引线陶瓷绝缘子密封结构，其特征在于，所述第二金属化层在封接孔内形成间隔的两段，所述第二金属化层与所述第一金属化层接触。

7.如权利要求3所述的一种低应力引线陶瓷绝缘子密封结构，其特征在于，所述陶瓷绝缘子内端面所述第一金属化层外径小于所述陶瓷绝缘子外端面所述第一金属化层外径。

8.如权利要求1所述的一种低应力引线陶瓷绝缘子密封结构，其特征在于，所述陶瓷绝缘子呈圆柱形，材质为氧化铝陶瓷，所述封接孔位于中部，所述引线为锆铜合金材质，所述密封圈材质均为可伐合金。

9.如权利要求1所述的一种低应力引线陶瓷绝缘子密封结构，其特征在于，所述陶瓷绝缘子用于接触金属墙体的外侧面形成有第三金属化层。

10.如权利要求1所述的一种低应力引线陶瓷绝缘子密封结构，其特征在于，设于所述陶瓷绝缘子内端面的所述密封圈分别与所述引线和所述陶瓷绝缘子内端面的所述第一金属化层焊接固定，设于所述陶瓷绝缘子外端面的所述密封圈分别与所述引线和所述陶瓷绝缘子外端面的所述第一金属化层焊接固定。

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