一種待封裝器件與玻璃絕緣端子低溫融封的方法及其應(yīng)用，本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種待封裝器件與玻璃絕緣端子低溫融封的方法及其應(yīng)用。本發(fā)明專利技術(shù)是要解決現(xiàn)有待封裝器件與玻璃絕緣端子封接過程中生產(chǎn)成本高、效率低且氣密性低的問題。方法：本發(fā)明專利技術(shù)采用非匹配封接方式，即采用低融點(diǎn)玻璃粉作為過渡封接融釬材料，省去了可伐合金環(huán)，在絕緣端子的高溫玻璃柱外側(cè)燒結(jié)一層低融點(diǎn)玻璃，制成復(fù)合玻璃柱，然后將復(fù)合玻璃柱在待封裝器件的端孔內(nèi)安裝后，用夾具裝配好后直接燒結(jié)封裝。本發(fā)明專利技術(shù)用于航空、航天、艦船或地面的相控陣?yán)走_(dá)T/R管殼的封裝，以及其他領(lǐng)域的精密元器件的金屬殼體與玻璃件的封接。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種待封裝器件與玻璃絕緣端子低溫融封的方法及其應(yīng)用。
技術(shù)介紹
隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，大功率電子元器件的集成度和發(fā)熱量越來越高，溫度過高已成為影響器件精度和造成器件失效的重要因素之一，這對電子封裝材料散熱性提出更高的要求。同時，電子元器件熱循環(huán)工作時易產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力，若電子封裝材料和半導(dǎo)體芯片基板之間熱膨脹系數(shù)(Coefficient of thermal expansion,CTE)不匹配，易導(dǎo)致電子元器件熱疲勞失效。而對于航空航天來說，希望電子封裝材料具有較低的密度以降低發(fā)射與飛行成本同時提高飛行器的工作性能。因此，高熱導(dǎo)率、低熱膨脹系數(shù)和輕量化是發(fā)展現(xiàn)代電子封裝材料必須考慮的三大基本要素。現(xiàn)有電子行業(yè)采用高硅鋁或鋁基復(fù)合材料來取代傳統(tǒng)的可伐合金作為雷達(dá)信號發(fā)射與接收管殼的換代材料，這些新材料具有三個方面的優(yōu)越性：重量輕：可降低燃料消耗，提高飛行速度，優(yōu)化機(jī)動作戰(zhàn)能力；導(dǎo)熱好：可降低元器件的工作溫度，提高功率和可靠性，延長工作壽命；鋁基復(fù)合材料有高的平均諧振頻率：平均諧振頻率比鋁合金、鈦合金、鎂合金及鋼材高出65～80％，應(yīng)用該材料可顯著提高設(shè)備基頻，防止共振，提高整體結(jié)構(gòu)的可靠性。鋁合金、高硅鋁和鋁基復(fù)合材料，無論在軍用還是民用的電子封裝領(lǐng)域，都有巨大的市場需求，涉及到玻璃絕緣端子融接密封問題時，由于這兩種材料的熔點(diǎn)較低，焊接溫度區(qū)間較小，限制了其焊接方法以及工藝的選擇。以往，將可伐合金殼體與玻璃柱(絕緣子)是在900℃-960℃高溫下直接燒結(jié)融封在一起。當(dāng)上述新材料與玻璃絕緣子焊接時，900℃高溫?zé)Y(jié)的傳統(tǒng)做法已不可行(鋁合金和鋁基復(fù)合材料的熔點(diǎn)才660℃左右)。為此，目前多數(shù)單位鋁基基體材料(高硅鋁、鋁合金或鋁基復(fù)合材料)與絕緣端子的封接是在玻璃絕緣子外包裹一個可伐合金環(huán)，然后與鋁基基體材料之間采用Au-Sn或Sn-Pb釬料的軟釬焊工藝，如圖1所示；其釬焊溫度一般在200℃～300℃之間，不但成本高，工藝麻煩，而且給后續(xù)工藝預(yù)留溫度梯度低，同時該封接工藝氣密性達(dá)標(biāo)率較低(特別是階梯孔)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)是要解決現(xiàn)有待封裝器件與玻璃絕緣端子封接過程中生產(chǎn)成本高、效率低且氣密性低的問題，而提供一種待封裝器件與玻璃柱低溫融封的方法及其應(yīng)用。本專利技術(shù)的一種待封裝器件與玻璃絕緣端子低溫融封的方法具體是按以下步驟進(jìn)行：在玻璃絕緣端子的高溫玻璃柱的外表面燒結(jié)一層低融點(diǎn)玻璃粉，得到復(fù)合玻璃柱；然后將復(fù)合玻璃柱置于待封裝器件殼體的端孔內(nèi)，采用夾具裝配好直接燒結(jié)封裝，即完成待封裝器件與玻璃柱的封接；所述待封裝器件的材質(zhì)為高硅鋁、鋁合金或鋁基復(fù)合材料。本專利技術(shù)的一種待封裝器件與玻璃絕緣端子低溫融封的方法用于精密元器件的金屬殼體與玻璃件的封接。本專利技術(shù)的有益效果是：本專利技術(shù)采用了獨(dú)創(chuàng)的復(fù)合玻璃柱低溫?zé)Y(jié)技術(shù)來對基體材料進(jìn)行電子封裝，根據(jù)不同的基體材料(鋁合金、高硅鋁和鋁基復(fù)合材料)，采用不同的低融點(diǎn)玻璃粉以及工藝參數(shù)，生產(chǎn)相應(yīng)的復(fù)合玻璃柱，然后一次性成功地在殼體上燒結(jié)融封好玻璃絕緣子。這樣不但降低了材料成本(不需昂貴的釬料)，而且免去了釬料裝配工序(節(jié)省工時并免去了人為因素對封接質(zhì)量的影響)，從而使氣密性達(dá)標(biāo)率得到提高，提高了組件的可靠性，也為后續(xù)工藝留出了較寬裕的溫度梯度空間。附圖說明圖1為現(xiàn)有鋁基復(fù)合材料與玻璃絕緣端子的封接后剖面示意圖；其中1為高溫玻璃柱，2為可伐環(huán)，3為釬料，4為高硅鋁材質(zhì)的待封裝器件，5為接線針；圖2為本專利技術(shù)的待封裝器件與玻璃絕緣端子低溫融封后的剖面示意圖；其中1為復(fù)合玻璃柱，2為高溫玻璃柱，3為低融點(diǎn)玻璃粉，4為高硅鋁材質(zhì)的待封裝器件，5為接線針。具體實(shí)施方式本專利技術(shù)技術(shù)方案不局限于以下所列舉具體實(shí)施方式，還包括各具體實(shí)施方式間的任意組合。具體實(shí)施方式一：本實(shí)施方式一種待封裝器件與玻璃絕緣端子低溫融封的方法具體是按以下步驟進(jìn)行：在玻璃絕緣端子的高溫玻璃柱的外表面燒結(jié)一層低融點(diǎn)玻璃粉，得到復(fù)合玻璃柱；然后將復(fù)合玻璃柱置于待封裝器件殼體的端孔內(nèi)，采用夾具裝配好直接燒結(jié)封裝，即完成待封裝器件與玻璃柱的封接；所述待封裝器件的材質(zhì)為高硅鋁、鋁合金或鋁基復(fù)合材料。具體實(shí)施方式二：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一不同的是：所述玻璃絕緣端子的高溫玻璃柱的介電常數(shù)為4～4.5。其他與具體實(shí)施方式一相同。具體實(shí)施方式三：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一或二不同的是：所述玻璃絕緣端子的高
溫玻璃柱的融點(diǎn)為900℃～960℃。其他與具體實(shí)施方式一或二相同。具體實(shí)施方式四：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一至三之一不同的是：所述低融點(diǎn)玻璃粉的融點(diǎn)為420℃～550℃。其他與具體實(shí)施方式一至三之一相同。具體實(shí)施方式五：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一至四之一不同的是：所述復(fù)合玻璃柱表面低融點(diǎn)玻璃粉的厚度為0.15～0.45mm。其他與具體實(shí)施方式一至四之一相同。具體實(shí)施方式六：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一至五之一不同的是：本實(shí)施方式中所述低融點(diǎn)玻璃粉可以是融點(diǎn)為450℃的D250低溫熔融玻璃粉。其他與具體實(shí)施方式一至五之一相同。具體實(shí)施方式七：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一至六之一不同的是：所述采用夾具裝配好直接燒結(jié)封裝中的燒結(jié)溫度與低融點(diǎn)玻璃粉的融點(diǎn)相同。其他與具體實(shí)施方式一至六之一相同。具體實(shí)施方式八：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一至七之一不同的是：所述采用夾具裝配好直接燒結(jié)封裝中的燒結(jié)溫度大于低融點(diǎn)玻璃粉的融點(diǎn)，同時小于待封裝器件的固相線溫度。其他與具體實(shí)施方式一至七之一相同。具體實(shí)施方式九：本實(shí)施方式的一種待封裝器件與玻璃絕緣端子低溫融封的方法用于精密元器件的金屬殼體與玻璃件的封接。具體實(shí)施方式十：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式九不同的是：一種待封裝器件與玻璃絕緣端子低溫融封的方法用于航空、航天、艦船或地面的相控陣?yán)走_(dá)T/R管殼的封裝。其他與具體實(shí)施方式九相同。具體實(shí)施方式十一：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式九或十不同的是：一種待封裝器件與玻璃絕緣端子低溫融封的方法用于相控陣?yán)走_(dá)中T/R管殼的封裝時，當(dāng)待封裝器件的材質(zhì)為高硅鋁或鋁基復(fù)合材料時，置于待封裝器件內(nèi)的陶瓷芯片的熱膨脹系數(shù)與所述待封裝器件的熱膨脹系數(shù)相同；當(dāng)待封裝器件的材質(zhì)為鋁合金時，待封裝器件內(nèi)的陶瓷芯片需要通過機(jī)械方式與待封裝器件連接。其他與具體實(shí)施方式九或十相同。本實(shí)施方式中一種待封裝器件與玻璃絕緣端子低溫融封的方法用于相控陣?yán)走_(dá)中T/R管殼的封裝時，當(dāng)待封裝器件的材質(zhì)為高硅鋁或鋁基復(fù)合材料時，置于待封裝器件內(nèi)的陶瓷芯片的熱膨脹系數(shù)與所述待封裝器件的熱膨脹系數(shù)相同是指兩者之間的熱膨脹系數(shù)誤差控制在±10％內(nèi)。采用以下實(shí)施例驗(yàn)證本專利技術(shù)有益效果：實(shí)施例一：本實(shí)施例一種待封裝器件與玻璃絕緣端子低溫融封的方法具體是按以下步驟進(jìn)行：將尺寸為Φ2.4mm×1.6mm的玻璃絕緣端子的外表面包覆一層低融點(diǎn)玻璃粉，然后置于燒結(jié)爐中，將燒結(jié)爐的溫度在40min內(nèi)從室溫升溫至436℃，在溫度為436℃的條件下保溫30min后，隨爐冷卻至300℃取出，得到復(fù)合玻璃柱；所述復(fù)合玻璃柱的尺寸為Φ2.9mm；通過宏觀和顯微觀察，發(fā)現(xiàn)復(fù)合柱同軸，表面光澤度良好，結(jié)合面良好。然后采用裝配定位夾具將復(fù)合玻璃柱裝配在經(jīng)酒精和丙酮混合液超聲波清洗兩遍后的待封裝器件殼體的端孔內(nèi)，然后將溫度在4本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種待封裝器件與玻璃絕緣端子低溫融封的方法，其特征在于待封裝器件與玻璃絕緣端子低溫融封的方法具體是按以下步驟進(jìn)行：在玻璃絕緣端子的高溫玻璃柱的外表面燒結(jié)一層低融點(diǎn)玻璃粉，得到復(fù)合玻璃柱；然后將復(fù)合玻璃柱置于待封裝器件的端孔內(nèi)，采用夾具裝配好直接燒結(jié)封裝，即完成待封裝器件與玻璃柱的封接；所述待封裝器件的材質(zhì)為高硅鋁、鋁合金或鋁基復(fù)合材料。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種待封裝器件與玻璃絕緣端子低溫融封的方法，其特征在于待封裝器件與玻璃絕緣端子低溫融封的方法具體是按以下步驟進(jìn)行：在玻璃絕緣端子的高溫玻璃柱的外表面燒結(jié)一層低融點(diǎn)玻璃粉，得到復(fù)合玻璃柱；然后將復(fù)合玻璃柱置于待封裝器件的端孔內(nèi)，采用夾具裝配好直接燒結(jié)封裝，即完成待封裝器件與玻璃柱的封接；所述待封裝器件的材質(zhì)為高硅鋁、鋁合金或鋁基復(fù)合材料。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種待封裝器件與玻璃絕緣端子低溫融封的方法，其特征在于所述玻璃絕緣端子的高溫玻璃柱的介電常數(shù)為4～4.5。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種待封裝器件與玻璃絕緣端子低溫融封的方法，其特征在于所述玻璃絕緣端子的高溫玻璃柱的融點(diǎn)為900℃～960℃。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種待封裝器件與玻璃絕緣端子低溫融封的方法，其特征在于所述低融點(diǎn)玻璃粉的融點(diǎn)為420℃～550℃。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種待封裝器件與玻璃絕緣端子低溫融封的方法，其特征在于所述復(fù)合玻璃柱表面低融點(diǎn)玻璃粉的厚度為0.15～0.45mm。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種待封裝器件與玻璃絕緣端子低溫...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：牛濟(jì)泰，
申請(專利權(quán))人：牛濟(jì)泰，
類型：發(fā)明
國別省市：黑龍江;23
還沒有人留言評論。發(fā)表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。