專利名稱：一種玻璃封接工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種封裝工藝，尤其涉及到一種玻璃封接工藝以及用此工藝 制成的鉬電極電池蓋組。
背景技術(shù)：
目前一般的封裝工藝方案存在著以下幾點(diǎn)不足之處1)因材料和工藝帶來(lái) 的問(wèn)題導(dǎo)致零件的可靠性較低，失效幾率較高；2)氣密性為l(T-7~l(T-8 Pa.Cm3/SeC的水平；3)僅適用于普通金屬材料的(例如低碳鋼，不銹鋼，鐵 鉻合金，可伐)等；4)連接力學(xué)強(qiáng)度500Mpa，封接材料抗腐蝕性2-3級(jí)；大部 分均含鉛，鎘。另外由于傳統(tǒng)的玻璃金屬封接所采用的金屬材料僅限于鐵基類 金屬，封接玻璃材料常采用普通的堿硅玻璃，高鉛玻璃或或硼系玻璃，因此其 性能和可靠性一般或不環(huán)保。造成上述不足之處的原因如下表所示:現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)缺點(diǎn)描述失效原因零件可靠性和耐 久性不高隨使用時(shí)間的推移出現(xiàn)各種 電性能，力學(xué)性能，氣密性各 種失效材料選擇偏差，玻璃配方 不良，封裝工藝不當(dāng)氣密性普通的氣密性水平，且經(jīng)機(jī)械 和熱應(yīng)力長(zhǎng)期作用后降低材料選擇偏差，玻璃配方 不良，封裝工藝不當(dāng)，產(chǎn) 品設(shè)計(jì)和材料體系不當(dāng)特殊金屬材料的 封裝無(wú)法進(jìn)行封裝或封接封裝玻璃材料配方無(wú)法適 應(yīng)力學(xué)強(qiáng)度和抗腐 蝕性能連接力學(xué)強(qiáng)度500Mpa，封接材 料抗腐蝕性2-3級(jí)材料選擇偏差，玻璃配方 不良，封裝工藝不當(dāng)，產(chǎn) 品設(shè)計(jì)和材料體系不當(dāng)環(huán)境影響問(wèn)題 (RoHs)大部分均含鉛，鎘，不符合 RoHs指令封裝玻璃材料配方不當(dāng)高端鋰離子電池使用的鉬電極電池蓋組，該部件由于其特殊的性能被用于 高端的電池，例如航天航空，軍事等領(lǐng)域，采用鉬電極由于金屬鉬電阻率很小，常溫下化學(xué)活性低。另一方面，其膨脹系數(shù)很低(5*1(T-7卯m/C， at 500°C)， 高溫和熔融玻璃濕潤(rùn)能力很差，很難和玻璃形成密封的連接體。該部件國(guó)際上 只有美國(guó)艾默生公司等少數(shù)廠家可以生產(chǎn)，但目前性能不甚穩(wěn)定。基于現(xiàn)有普通封裝工藝的不足之處，本發(fā)明人設(shè)計(jì)了本發(fā)明"一種玻璃金 屬封接工藝"。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種可以形 成具備良好力學(xué)和電學(xué)性能的密封連接體的玻璃封接工藝。 本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是一種玻璃封接工藝，包括準(zhǔn)備與其他部件進(jìn)行封接的玻璃部件和燒結(jié)爐， 其具體工藝為1) 將玻璃部件與其他部件裝配好連同燒結(jié)治具放入燒結(jié)爐，通入露點(diǎn)-20 +50°C的濕氮作為平衡氧化氣體；2) 然后經(jīng)過(guò)30~50分鐘從25到850攝氏度的預(yù)加熱過(guò)程，在預(yù)加熱 處理完成后進(jìn)入100CTC的高溫封接區(qū)域，通入氮?dú)庥糜谡{(diào)節(jié)氣氛， 完成連接過(guò)程；3) 完成連接過(guò)程后再經(jīng)過(guò)100(TO600r的快冷階段，在快冷階段通 入氮?dú)浠旌蠚怏w用于調(diào)節(jié)氣氛，達(dá)到適度表面處理效果，完成材料 的物相轉(zhuǎn)化；4) 最后在慢冷階段，通入適量的氫氣用于維持還原氣氛，使金屬回復(fù) 初始的外觀和組織狀態(tài)。一種用上述玻璃封接工藝制成的鉬電極電池蓋組，其特征在于先將鉬電極、封裝玻璃部件和金屬殼體裝配成鉬電極電池蓋組半成品，然后將鉬電極電池蓋組半成品連同燒結(jié)治具放入燒結(jié)爐，經(jīng)過(guò)上述的四個(gè)工藝步驟后即得成鉬電極電池蓋組成品。封裝玻璃部件為惰性玻璃，金屬殼體為碳鋼材料制成。 鉬電極電池蓋組的生產(chǎn)工藝過(guò)程第一步是封裝部件預(yù)制，包括1) 封裝玻璃預(yù)制選擇配方體系一配料一熔制一研磨一噴霧造粒一成型 —素?zé)ㄐ蛡溆茫?) 金屬殼體預(yù)制選擇匹配材料(match material)—加工成型一預(yù)處理 備用；3) 金屬導(dǎo)針預(yù)制選擇匹配材料一加工成型一預(yù)處理備用； 第二步是裝配燒結(jié)包括將鉬電極、封裝玻璃部件和金屬殼體裝配一燒結(jié)—后處理一產(chǎn)品性能測(cè)試。本發(fā)明一種玻璃封接工藝的有益效果是和現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的特點(diǎn)在于將傳統(tǒng)的玻璃金屬封接技術(shù)拓展為新 型和廣義的玻璃封接技術(shù)，不管在封接材料還是在應(yīng)用領(lǐng)域上均實(shí)現(xiàn)質(zhì)的突破。 傳統(tǒng)的玻璃金屬封接所采用的金屬材料僅限于鐵基類金屬，封接玻璃材料常采 用普通的堿硅玻璃，高鉛玻璃或或硼系玻璃，其性能和可靠性一般或不環(huán)保， 本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于玻璃-玻璃，玻璃-陶瓷，玻璃-金屬等材料的封裝和連接。 用本發(fā)明技術(shù)制成的零件具備優(yōu)越的性能，在目前國(guó)際高端的汽車電子，光電 子封裝，光通訊部件，壓力變送器，傳感器，能源，，軍事，制冷壓縮機(jī)等應(yīng)用 領(lǐng)域所采用的各種穿通器件，傳感器接頭，連接器接頭，光電子器件，光通訊 光電轉(zhuǎn)換器零件可以取代進(jìn)口部件，從而擺脫此類部件長(zhǎng)期依賴進(jìn)口產(chǎn)品的局 面。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。 圖1是鉬電極電池蓋組在裝配時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是普通鉬電極電池蓋組的整體外形結(jié)構(gòu)圖。附圖標(biāo)記說(shuō)明10、鉬電極 20、玻璃部件 30、金屬殼體具體實(shí)施方式
參照?qǐng)D1和圖2，本發(fā)明是這樣實(shí)施的一種用上述玻璃封接工藝制成的鉬電極電池蓋組，先將鉬電極(10)、封裝 玻璃部件(20)和金屬殼體(30)裝配成鉬電極電池蓋組半成品，然后將鉬電極電池蓋組半成品連同燒結(jié)治具放入燒結(jié)爐，經(jīng)過(guò)以下的四個(gè)工藝步驟后即得 成鉬電極電池蓋組成品。1) 將玻璃部件(20)與其他部件裝配好連同燒結(jié)治具放入燒結(jié)爐，通入露 點(diǎn)-20 +5(TC的濕氮作為平衡氧化氣體；2) 然后經(jīng)過(guò)30 50分鐘從25到850攝氏度的預(yù)加熱過(guò)程，在預(yù)加熱處理 完成后進(jìn)入1000'C的高溫封接區(qū)域，通入氮?dú)庥糜谡{(diào)節(jié)氣氛，完成連接過(guò)程；3) 完成連接過(guò)程后再經(jīng)過(guò)10ocrc 6ocrc的快冷階段，在快冷階段通入氮?dú)浠旌蠚怏w用于調(diào)節(jié)氣氛，達(dá)到適度表面處理效果，完成材料的物相轉(zhuǎn)化；4) 最后在慢冷階段，通入適量的氫氣用于維持還原氣氛，使金屬殼體回昨 初始的外觀和組織狀態(tài)。采用本發(fā)明生產(chǎn)的高端鋰離子電池使用的鉬電極電池蓋組可確保具備穩(wěn)定 的性能。以下是本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的特點(diǎn):比較項(xiàng)本發(fā)明技術(shù)狀況現(xiàn)有發(fā)明相近的方案零件可靠性和耐久性特殊的封接材料配方和材料體系 選擇和燒結(jié)工藝可確保部件具備 高可靠性和耐久性因材料和工藝帶來(lái)的問(wèn)題導(dǎo)致零 件的可靠性較低，失效幾率較高氣密性高于10'-9 Pa. cm3/Sec的水平10'-7~10'-8 Pa. cm3/Sec的水平特殊金屬材料的封裝解決和超高膨脹系數(shù)(例如鋁) 和超低膨脹系數(shù)的金屬(例如鉬， 鈦)連接問(wèn)題僅適用于普通金屬材料的(例如低 碳鋼，不銹鋼，鐵鉻合金，可伐) 等力學(xué)強(qiáng)度和抗腐蝕性 能連接力學(xué)強(qiáng)度可達(dá)1000Mpa，封 接材料抗腐蝕性可達(dá)國(guó)標(biāo)1級(jí)連接力學(xué)強(qiáng)度500Mpa，封接材料抗 腐蝕性2-3級(jí)環(huán)境影響問(wèn)題(RoHs)所使用的封接材料不含鉛，汞， 鎘等歐盟指令禁止的成分大部分均含鉛，鎘以上所述，僅是本發(fā)明一種玻璃封接工藝的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明的技術(shù)范圍作任何限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)上面實(shí)施例所作的任 何細(xì)微修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)內(nèi)容的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種玻璃封接工藝，包括準(zhǔn)備與其他部件進(jìn)行封接的玻璃部件和燒結(jié)爐，本發(fā)明的特征在于1)將玻璃部件與其他部件裝配好連同燒結(jié)治具放入燒結(jié)爐，通入露點(diǎn)-20～+50℃的濕氮作為平衡氧化氣體；2)然后經(jīng)過(guò)30～50分鐘從25到850攝氏度的預(yù)加熱過(guò)程，在預(yù)加熱處理完成后進(jìn)入1000℃的高溫封接區(qū)域，通入氮?dú)庥糜谡{(diào)節(jié)氣氛，完成連接過(guò)程；3)完成連接過(guò)程后再經(jīng)過(guò)1000℃～600℃的快冷階段，在快冷階段通入氮?dú)浠旌蠚怏w用于調(diào)節(jié)氣氛，達(dá)到適度表面處理效果，完成材料的物相轉(zhuǎn)化；4)最后在慢冷階段，通入適量的氫氣用于維持還原氣氛，使金屬回復(fù)初始的外觀和組織狀態(tài)。
2、 一種用上述玻璃封接工藝制成的鉬電極電池蓋組，其特征在于先將鉬 電極(10)、封裝玻璃部件(20)和金屬殼體(30)裝配成鉬電極電池蓋組半 成品，然后將鉬電極電池蓋組半成品連同燒結(jié)治具放入燒結(jié)爐，經(jīng)過(guò)上述的四 個(gè)工藝步驟后即得成鉬電極電池蓋組成品。
全文摘要
本發(fā)明涉及到一種封裝工藝，尤其涉及到一種玻璃封接工藝以及用此工藝制成的鉬電極電池蓋組。一種玻璃封接工藝，將玻璃部件與其他部件裝配好連同燒結(jié)治具放入燒結(jié)爐，通入露點(diǎn)-20～+50℃的濕氮作為平衡氧化氣體；然后經(jīng)過(guò)30～50分鐘從25到850攝氏度的預(yù)加熱過(guò)程，在預(yù)加熱處理完成后進(jìn)入1000℃的高溫封接區(qū)域，通入氮?dú)庥糜谡{(diào)節(jié)氣氛，完成連接過(guò)程；完成連接過(guò)程后再經(jīng)過(guò)1000℃～600℃的快冷階段，在快冷階段通入氮?dú)浠旌蠚怏w用于調(diào)節(jié)氣氛，達(dá)到適度表面處理效果，完成材料的物相轉(zhuǎn)化；最后在慢冷階段，通入適量的氫氣用于維持還原氣氛，使金屬回昨初始的外觀和組織狀態(tài)。其有益效果是將傳統(tǒng)的玻璃金屬封接技術(shù)拓展為新型和廣義的玻璃封接技術(shù)，不管在封接材料還是在應(yīng)用領(lǐng)域上均實(shí)現(xiàn)質(zhì)的突破。
文檔編號(hào)C03B23/00GK101259985SQ20081006625
公開(kāi)日2008年9月10日 申請(qǐng)日期2008年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月27日
發(fā)明者溫演聲, 陳紹鴻 申請(qǐng)人:潮州市三江電子有限公司