CN218159835U - 一种对称封接引线陶瓷绝缘子密封结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种对称封接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覆满有金属化层，两端所述金属化层和两端所述密封圈以所述陶瓷绝缘子为对称轴形成对称结构，所述金属化层、所述密封圈和所述引线相互连接，该密封结构的封接应力小，封接强度高，封接应力均匀分布到陶瓷绝缘子两端，有利于降低陶瓷绝缘子及焊接部位在后续使用过程中开裂的风险，从而提高产品的一致性与长期可靠性。

Description

一种对称封接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，是涉及一种对称封接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及外端面覆盖金属化层，而内端面无金属化层，引线通过封接孔内的金属化层及外端面金属化层与陶瓷绝缘子实现连接，由于引线与陶瓷的热膨胀系数不同，引线与陶瓷焊接部位会产生焊接应力。此外，引线在装配及使用过程中会受力弯曲，封接应力不均匀分布，也会增加引线与陶瓷绝缘子焊接部位开裂的风险，降低封接可靠性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种对称封接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和外端面金属化层与陶瓷绝缘子连接产生封接应力较大，导致引线装配及使用过程中变形的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种对称封接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覆满有金属化层，两端所述金属化层和两端所述密封圈以所述陶瓷绝缘子为对称轴形成对称结构，所述金属化层、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，且均能与所述金属化层和所述引线焊接。

在一种可能的实现方式中，所述金属化层涂覆后形成的形状与所述陶瓷绝缘子端面形状相匹配。

在一种可能的实现方式中，所述密封圈外径小于所述金属化层涂覆后形成的长度或宽度。

在一种可能的实现方式中，两个所述密封圈规格相同，所述密封圈与所述引线或所述陶瓷绝缘子端面焊接前具有沿所述引线轴向滑动的自由度。

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侧面形成有副金属化层，所述副金属化层位于所述陶瓷绝缘子中部。

在一种可能的实现方式中，所述封接孔为通槽状孔且贯穿所述陶瓷绝缘子内外两端。

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，所述金属化层的厚度不小于5μm。

在一种可能的实现方式中，所述密封圈分别与所述引线和所述金属化层焊接固定，所述密封圈与所述引线同轴设置。

本实用新型提供的一种对称封接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，本实用新型一种对称封接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覆满有金属化层，两端所述金属化层和两端所述密封圈以所述陶瓷绝缘子为对称轴形成对称结构，所述金属化层、所述密封圈和所述引线相互连接，该密封结构的封接应力小，封接强度高，封接应力均匀分布到陶瓷绝缘子两端，有利于降低陶瓷绝缘子及焊接部位在后续使用过程中开裂的风险，从而提高产品的一致性与长期可靠性。

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对称封接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对称封接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对称封接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、金属化层；6、副金属化层；7、墙体；8、底盘。

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对称封接引线陶瓷绝缘子密封结构进行说明。所述一种对称封接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内端面和外端面均覆满有金属化层5，两端金属化层5和两端密封圈3以陶瓷绝缘子1为对称轴形成对称结构，金属化层5、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，本实用新型一种对称封接引线陶瓷绝缘子密封结构包括陶瓷绝缘子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内端面和外端面均覆满有金属化层5，两端金属化层5和两端密封圈3以陶瓷绝缘子1为对称轴形成对称结构，金属化层5、密封圈3和引线2相互连接，该密封结构的封接应力小，封接强度高，封接应力均匀分布到陶瓷绝缘子1两端，有利于降低陶瓷绝缘子1及焊接部位在后续使用过程中开裂的风险，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的内端面和外端面设置金属化层5，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。

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，金属化层5涂覆后形成的形状与陶瓷绝缘子1端面形状相匹配。金属化层5的面积与陶瓷绝缘子1端面面积一致，这样的好处是可以增加密封圈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2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内端面金属化层5也铺满陶瓷绝缘子1内端面，保证引线2与陶瓷外部的绝缘。若陶瓷绝缘子1端面呈圆形，则金属化层5涂覆呈圆形，若为方形则涂覆呈方形等等。

在一些实施例中，请参阅图1至图5，密封圈3外径小于金属化层5涂覆后形成的长度或宽度。为满足装配要求，使密封圈3的端部不能超过金属化层 5所覆盖的范围，这样也便于后期装配。

在一些实施例中，请参阅图1至图5，两个密封圈3规格相同，密封圈3 与引线2或陶瓷绝缘子1端面焊接前具有沿引线2轴向滑动的自由度。两端的金属化层5和密封圈3均呈对称状设置，则封接应力均匀传递。将密封圈3套在在引线2上后是可以沿着引线2轴向滑动，以调节密封圈3预焊接的位置。

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侧面形成有副金属化层6，副金属化层6位于陶瓷绝缘子1中部。副金属化层6 的加工方式与金属化层5的加工方式相同，再此不再赘述。

在一些实施例中，请参阅图1至图5，封接孔4为通槽状孔且贯穿陶瓷绝缘子1内外两端。通槽状孔为一种圆形通孔，内壁为光滑状，而现有技术中为台阶孔，在本实施例中使用通槽状孔的优点要大于台阶孔。

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70-99.6％，实施例中为92％，为圆柱形绝缘子，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。金属化层5涂覆时从中心位置向两端对称涂覆，为实现绝缘，陶瓷绝缘子1侧面的副金属化层6不能做到陶瓷绝缘子1内外端边缘。

陶瓷绝缘子1内外端面的金属化层5在陶瓷烧结后进行涂覆，涂覆金属化层5时应保证金属化层5边缘均匀整齐。陶瓷绝缘子1端面的金属化层5涂覆满整个端面。

一个密封圈3套在引线2上并安装在陶瓷绝缘子1内端面，另一个密封圈 3套在引线2上并安装在陶瓷绝缘子1外端面，陶瓷绝缘子1通过内端面金属化层5和外端面金属化层5及两个密封圈3与引线2进行封接，可提高陶瓷绝缘子1与引线2的焊接强度。

陶瓷绝缘子1内端面增加金属化层5及焊接密封圈3，当内端面处引线2 受力时，会将应力分散到引线2-密封圈3焊接处，密封圈3及密封圈3-内端面金属化层5焊接处，降低引线2-陶瓷绝缘子1焊接部位和陶瓷绝缘子1受到的力，从而降低引线2-陶瓷绝缘子1焊接部位及陶瓷绝缘子1开裂的风险。

陶瓷绝缘子1内端面金属化层5覆满陶瓷绝缘子1内端面，外端面金属化层5覆满陶瓷绝缘子1外端面，可相应增大两个端面所焊接密封圈3的尺寸，以提高密封圈3与陶瓷绝缘子1的焊接强度。密封圈3的直径应比内端面金属层和外端面金属化层5的直径至少小0.4mm，以降低金属化被掀起的风险。

陶瓷绝缘子1两个端面焊接的密封圈3尺寸相同，陶瓷绝缘子1侧面金属化层5于陶瓷绝缘子1侧面中心位置向两端对称涂覆。此时，引线2与陶瓷绝缘子1焊接及陶瓷绝缘子1与金属外壳焊接形成的封接应力对称分布到陶瓷绝缘子1的两端，有利于降低陶瓷绝缘子1在后续使用过程中开裂的风险。

在一些实施例中，请参阅图1至图5，金属化层5的厚度不小于5μm。

在一些实施例中，请参阅图1至图5，密封圈3分别与引线2和金属化层5 焊接固定，密封圈3与引线2同轴设置。在陶瓷绝缘子1两端形成对称的两组连接单元，该连接单元包括密封圈3、引线2和金属化层5，连接单元焊接后形成整体结构。

图3-图5，为本实用新型在TO类封装外壳中的应用，陶瓷绝缘子1安装在墙体7上，墙体7安装在底盘8上，墙体7为可伐合金，右侧面有两个通孔，左侧有五个通孔，陶瓷绝缘子1通过墙体7左侧面和右侧面通孔与墙体7进行焊接，底盘8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。右侧面的引线2的外径大于左侧面的引线 2的外径。

密封圈3与金属化层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)陶瓷绝缘子1两个端面均覆满金属化层5，一方面可增大两个端面所焊接密封圈3的尺寸，从而提高密封圈3与陶瓷绝缘子1的焊接强度；另一方面，通过陶瓷绝缘子1两个端面的金属化层5及密封圈3与引线2进行封接，可提高陶瓷绝缘子1与引线2的焊接强度。(2)陶瓷绝缘子1内端面增加金属化层 5及焊接密封圈3，当内端面处引线2受力时，会将应力分散到引线2-密封圈3 焊接处、密封圈3及密封圈3-内端面金属化层5焊接处，降低引线2-陶瓷绝缘子1焊接部位和陶瓷绝缘子1受到的力，从而降低引线2-陶瓷绝缘子1焊接部位及陶瓷绝缘子1开裂的风险。(3)陶瓷绝缘子1两个端面焊接的密封圈3 尺寸相同，陶瓷绝缘子1侧面金属化层5于陶瓷绝缘子1侧面中心位置向两端对称涂覆。此时，引线2与陶瓷绝缘子1焊接及陶瓷绝缘子1与金属外壳焊接形成的封接应力对称分布到陶瓷绝缘子1的两端，有利于降低陶瓷绝缘子1在后续使用过程中开裂的风险。

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)

1.一种对称封接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覆满有金属化层，两端所述金属化层和两端所述密封圈以所述陶瓷绝缘子为对称轴形成对称结构，所述金属化层、所述密封圈和所述引线相互连接。

2.如权利要求1所述的一种对称封接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，且均能与所述金属化层和所述引线焊接。

3.如权利要求1所述的一种对称封接引线陶瓷绝缘子密封结构，其特征在于，所述金属化层涂覆后形成的形状与所述陶瓷绝缘子端面形状相匹配。

4.如权利要求1所述的一种对称封接引线陶瓷绝缘子密封结构，其特征在于，所述密封圈外径小于所述金属化层涂覆后形成的长度或宽度。

5.如权利要求1所述的一种对称封接引线陶瓷绝缘子密封结构，其特征在于，两个所述密封圈规格相同，所述密封圈与所述引线或所述陶瓷绝缘子端面焊接前具有沿所述引线轴向滑动的自由度。

6.如权利要求1所述的一种对称封接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侧面形成有副金属化层，所述副金属化层位于所述陶瓷绝缘子中部。

7.如权利要求1所述的一种对称封接引线陶瓷绝缘子密封结构，其特征在于，所述封接孔为通槽状孔且贯穿所述陶瓷绝缘子内外两端。

8.如权利要求1所述的一种对称封接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所述的一种对称封接引线陶瓷绝缘子密封结构，其特征在于，所述金属化层的厚度不小于5μm。

10.如权利要求1所述的一种对称封接引线陶瓷绝缘子密封结构，其特征在于，所述密封圈分别与所述引线和所述金属化层焊接固定，所述密封圈与所述引线同轴设置。

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