專(zhuān)利名稱(chēng)：與陶瓷封接的金屬構(gòu)件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種能夠與帶有金屬化層陶瓷封接的金屬構(gòu)件，尤其是一種通過(guò)與陶瓷緊密封接共同構(gòu)成氣密性的真空室并能夠承受一定氣壓的封接金屬構(gòu)件。
目前，在許多產(chǎn)品中，例如一些電子管、光源裝置以及一些半導(dǎo)體器件，尤其是電真空器件中，陶瓷材料多用作絕緣材料，金屬構(gòu)件為導(dǎo)電部件，這樣就需要將陶瓷與金屬封接起來(lái)，而常常多是需要將兩者封接起來(lái)構(gòu)成一個(gè)氣密性的腔室，并且保證腔室為真空環(huán)境，因此陶瓷與金屬封接不僅要連接密切，還要承受一定的大氣壓力?，F(xiàn)在一般的做法，如

圖1所示，是在帶有金屬化層11陶瓷1表面設(shè)置焊料2，焊料2上設(shè)置特定材質(zhì)的一種金屬結(jié)構(gòu)層——可伐材料3，在該可伐材料3上再設(shè)置焊料2’，焊料2’上壓設(shè)帶有金屬化層11’的陶瓷1’，以便吸收可伐熱脹的應(yīng)力，這種陶瓷與金屬的連接結(jié)構(gòu)構(gòu)成所謂平封結(jié)構(gòu)。這種可伐材料是一種鐵鈷鎳合金，具有嚴(yán)格的成分限制。鈷金屬十分昂貴，可伐材料的價(jià)格大約是不銹鋼的10倍。而且可伐材料構(gòu)件的表面必須鍍鎳，燒氫，才能與其他金屬釬焊，并且需要多次退火，整個(gè)制造工藝的成本較高。再有可伐材料比較容易銹蝕，因此使用這種材料制造的產(chǎn)品使用壽命較短，容易漏氣，廢品率高，可靠性低，工藝不穩(wěn)定。還有一種陶瓷與金屬封接結(jié)構(gòu)是立封結(jié)構(gòu)，如圖2所示，也就是將金屬構(gòu)件3豎立起來(lái)，通過(guò)焊料2直接與陶瓷1的金屬化層11封接，這種結(jié)構(gòu)往往由于金屬封接局部應(yīng)力腐蝕大，因而使用壽命較短。國(guó)外近年來(lái)，提出了一種新的陶瓷與金屬封接結(jié)構(gòu)，圖4所示為真空管局部剖面立體結(jié)構(gòu)示意圖，金屬蓋板6為不銹鋼材料，通過(guò)封接金屬構(gòu)件4的連接設(shè)置在陶瓷1的的兩端，空腔7為真空狀。具體的封接結(jié)構(gòu)如圖3所示，封接金屬構(gòu)件4具有突起部42和外側(cè)水平封接貼合部41，外側(cè)水平封接貼合部41通過(guò)焊料2與陶瓷1的金屬化層11封接，金屬蓋板6與封接金屬構(gòu)件4突起部42外壁緊密貼合，從而構(gòu)成整個(gè)封接結(jié)構(gòu)。利用這種封接金屬構(gòu)件4可以實(shí)現(xiàn)采用不同的金屬，構(gòu)成封接結(jié)構(gòu)，例如，由于金屬蓋板4不是直接與陶瓷1封接，因此可利用不銹鋼等材料作為金屬蓋板，可大大降低材料的成本，并且簡(jiǎn)化封接的制作工藝。但是由于為了與金屬蓋板6的貼合而設(shè)計(jì)的封接金屬構(gòu)件4的突起部42，以及封接金屬構(gòu)件的內(nèi)側(cè)的起屏蔽作用的內(nèi)圈延伸部43，不僅在加工中，而且在使用中影響了封接金屬構(gòu)件4外側(cè)水平封接貼合部41與陶瓷1的金屬化層11的封接效果，導(dǎo)致貼合部41與突起部42的結(jié)合處如同一個(gè)支點(diǎn)，貼合部41始終承受著后部向上翹起的作用力，同時(shí)再加上真空滅弧產(chǎn)生的熱應(yīng)力以及外部大氣壓的作用，貼合部41的焊接處容易裂開(kāi)，向上翹起，導(dǎo)致漏氣，產(chǎn)品報(bào)廢。再有，該整個(gè)金屬構(gòu)件在加工中的設(shè)置需要模具固定，上下兩端的電極同軸定位需要不斷地調(diào)整才能完成，工序復(fù)雜，精度不高。也就是所謂兩端電極同軸度問(wèn)題。由于陶瓷的加工工藝無(wú)法控制陶瓷成型后的機(jī)械尺寸精度，而陶瓷部件兩端電極的設(shè)置必須處于同一軸線上，也就是兩端電極要求同軸定位，現(xiàn)有技術(shù)中的解決方法是沿著不精確的陶瓷壁調(diào)整相對(duì)確定的同軸位置，實(shí)際上是依據(jù)尺寸不精確的參照物體進(jìn)行調(diào)整偏差，整個(gè)過(guò)程往往十分的費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，而且難以達(dá)到同軸度的要求，從而嚴(yán)重影響著產(chǎn)品的重要性能。
本發(fā)明的主要目的在于提供一種與陶瓷封接的金屬構(gòu)件，它能夠克服上述技術(shù)的各種不足，氣密性好，成本低，可靠性高，制造容易。
本發(fā)明的又一目的在于提供一種與陶瓷封接的金屬構(gòu)件，它能夠?qū)崿F(xiàn)電極的同軸精確定位，并且定位簡(jiǎn)單、方便，同時(shí)構(gòu)件本身在焊接中的定位不需要任何模具。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種與陶瓷封接的金屬構(gòu)件，它包括封接金屬構(gòu)件本體，其中所述的本體設(shè)有凸起空腔，空腔的兩側(cè)具有水平延伸部，兩側(cè)延伸部均與陶瓷金屬化層封接。
進(jìn)一步地，所述的凸起空腔可為一道以上。
凸起空腔為整體凸環(huán)或若干分離的凸環(huán)，使得金屬蓋板能夠定位并貼合于該凸環(huán)的外側(cè)部。
進(jìn)一步地，凸起空腔為分離設(shè)置的突起部，例如第二道空腔為分離設(shè)置的突起部。
所述的水平內(nèi)延伸部設(shè)有向內(nèi)彎抵觸在陶瓷內(nèi)壁上定位部件。
所述的定位部件為一道或一道以上內(nèi)凹的環(huán)槽，或者是一個(gè)或一個(gè)以上分離設(shè)置的內(nèi)凹窩；也可以是開(kāi)設(shè)的一個(gè)或一個(gè)以上定位卡片。
另外，所述的本體材質(zhì)為可伐材料或銅或銀或鑷。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下明顯的優(yōu)點(diǎn)1、由于與陶瓷金屬化層具有兩道甚至兩道以上的封接面，并且凸起空腔成為具有防止漏氣的真空隔離室，使封接氣密具有了多重保障設(shè)計(jì)，因此產(chǎn)品的合格率和可靠性都大大提高了，使用壽命延長(zhǎng)。
2、生產(chǎn)制造工藝簡(jiǎn)化，構(gòu)件設(shè)置時(shí)，即可完成定位固定，因此焊接中不再需要使用輔助模具固定。
3、由于定位片的設(shè)置，彌補(bǔ)、調(diào)整了陶瓷機(jī)械尺寸不精確的缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了電極的精確同軸定位，進(jìn)一步保障滿(mǎn)足產(chǎn)品的電特性、機(jī)械動(dòng)特性等重要性能指標(biāo)的要求。
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方案對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
圖1為現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)示意圖之一；圖2為現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)示意圖之二；圖3為現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)示意圖之三；圖4為真空管局部剖面立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明一種實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明又一種實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。
參見(jiàn)圖5，為本發(fā)明的一種較佳實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。它包括封接金屬構(gòu)件本體5，其中本體5剖面結(jié)構(gòu)中央部有一凸起空腔52，空腔52的內(nèi)外側(cè)具有水平延伸部51、53，延伸部51、53與陶瓷1金屬化層11通過(guò)焊料2封接，因此封接金屬構(gòu)件5與陶瓷1金屬化層11具有兩道密封結(jié)合的焊接部。凸起空腔52為整體凸環(huán)，從而構(gòu)成一個(gè)貫通的獨(dú)立腔室。整體凸環(huán)的外側(cè)部與金屬蓋板6貼合，貼合部結(jié)合點(diǎn)還可添加焊料21。依據(jù)該結(jié)構(gòu)，不難分析出，如果外側(cè)延伸部51的焊接處裂開(kāi)，出現(xiàn)漏氣，那么只是凸起空腔52內(nèi)進(jìn)入空氣，作為第二道防線的內(nèi)側(cè)延伸部53的焊接依然緊密封接著，這樣內(nèi)側(cè)的真空室內(nèi)(立體結(jié)構(gòu)示意結(jié)合參見(jiàn)圖4)，依然保持著真空狀態(tài)，不會(huì)出現(xiàn)漏氣，產(chǎn)品依然能夠正常使用。再有，由于封接金屬構(gòu)件5與陶瓷1金屬化層11之間具有兩道焊接環(huán)，因此外側(cè)延伸部51的焊接部位不再受向上的作用力，能夠更加服帖地與陶瓷1金屬化層11封接。
本發(fā)明的封接金屬構(gòu)件5本體材質(zhì)為任何延展性好、真空氣密性好的金屬材質(zhì)，以便適應(yīng)應(yīng)力變化，滿(mǎn)足封接要求。為降低產(chǎn)品成本，例如封接金屬構(gòu)件5可為無(wú)氧銅材質(zhì)制造。金屬蓋板6為不銹鋼，不僅材料便宜，而且所有構(gòu)件不再需要電鍍，大大簡(jiǎn)化了工藝，更加降低生產(chǎn)成本。
進(jìn)一步地，如圖6所示，本發(fā)明在封接金屬構(gòu)件5水平內(nèi)延伸部向下彎折的內(nèi)圈部54上，開(kāi)設(shè)有一個(gè)以上能夠向內(nèi)彎折定位抵觸在陶瓷1內(nèi)壁上定位片55。該定位片55的設(shè)置不僅可省略在焊接工藝中輔助封接金屬構(gòu)件5與陶瓷1部件的固定用的模具，在定位卡入后，直接將封接金屬構(gòu)件5與陶瓷1部件放入超凈間焊接，而且這個(gè)結(jié)構(gòu)還直接定位調(diào)整了兩端電極的同軸度，彌補(bǔ)了陶瓷機(jī)械尺寸不精確的缺陷，一次性地解決了兩端電極同軸度的問(wèn)題。
另外，本發(fā)明凸起空腔可為一道以上。參見(jiàn)圖5所示又一種較佳實(shí)施例，凸環(huán)可設(shè)計(jì)為兩圈，增加了第二道突起56，這樣可以進(jìn)一步提高封接的效果，形成多道封接、多層隔離腔室，進(jìn)一步提高產(chǎn)品可靠性、延長(zhǎng)使用壽命。
又，為了加強(qiáng)本發(fā)明氣密性，適應(yīng)不同部位的應(yīng)力變化，第二道突起56可為分離的局部凸起空腔，而不是一道整體環(huán)行的凸環(huán)。這種突起56可為多個(gè)。
再有，如圖5所示，內(nèi)圈部54上的定位部件為一道或一道以上內(nèi)凹的環(huán)槽57，其作用與上述的定位片基本一致。當(dāng)然，內(nèi)圈部54上的定位部件也可以是一個(gè)或一個(gè)以上分離設(shè)置的內(nèi)凹窩，以適應(yīng)不同的應(yīng)用需求。
權(quán)利要求
1.一種與陶瓷封接的金屬構(gòu)件，它包括封接金屬構(gòu)件本體，其特征在于所述的本體設(shè)有凸起空腔，空腔的兩側(cè)具有水平延伸部，兩側(cè)延伸部均與陶瓷金屬化層封接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的與陶瓷封接的金屬構(gòu)件，其特征在于所述的凸起空腔為一道以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的與陶瓷封接的金屬構(gòu)件，其特征在于所述的凸起空腔為整體凸環(huán)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的與陶瓷封接的金屬構(gòu)件，其特征在于所述的凸起空腔為一個(gè)以上分離設(shè)置的突起部。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的與陶瓷封接的金屬構(gòu)件，其特征在于所述的水平內(nèi)延伸部設(shè)有向內(nèi)彎抵觸在陶瓷內(nèi)壁上定位部件。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的與陶瓷封接的金屬構(gòu)件，其特征在于所述的定位部件為一道或一道以上內(nèi)凹的環(huán)槽。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的與陶瓷封接的金屬構(gòu)件，其特征在于所述的定位部件為一個(gè)或一個(gè)以上分離設(shè)置的內(nèi)凹窩。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的與陶瓷封接的金屬構(gòu)件，其特征在于所述的定位部件可為開(kāi)設(shè)的一個(gè)或一個(gè)以上定位卡片。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的與陶瓷封接的金屬構(gòu)件，其特征在于所述的本體材質(zhì)為可伐材料或銅或銀或鑷。
全文摘要
一種與陶瓷封接的金屬構(gòu)件,封接金屬構(gòu)件本體剖面結(jié)構(gòu)中央部有一凸起空腔,空腔的內(nèi)外側(cè)具有水平延伸部,延伸部與陶瓷金屬化層封接。凸起空腔為整體凸環(huán)或若干分離的凸環(huán),使得金屬蓋板能夠定位并貼合于該凸環(huán)的外側(cè)部。在水平的內(nèi)延伸部設(shè)有向內(nèi)彎折定位抵觸在陶瓷內(nèi)壁上的定位片。本發(fā)明氣密性好,使用壽命長(zhǎng),可靠性高,成本低,制造容易,同時(shí)還實(shí)現(xiàn)了電極的同軸精確定位,并且定位簡(jiǎn)單、方便。
文檔編號(hào)H01J9/24GK1378228SQ0111041
公開(kāi)日2002年11月6日 申請(qǐng)日期2001年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月3日
發(fā)明者任建昌 申請(qǐng)人:京東方科技集團(tuán)股份有限公司