专利名称：真空器件的封接方法
技术领域：
本发明涉及真空技术领域，尤其涉及一种真空器件的封接方法。
背景技术：
真空技术在真空电子器件的制造中起着重要的作用，真空问题越来越引
起人们的关注(请参见,Vacuum problems of miniaturization of vacuum electronic component: a new generation of compact photomultipliers, Vacuum V64, P15-31 (2002))。真空器件的封接质量对器件的使用寿命具有重要的影 响。
请参阅图l,现有技术中，对真空器件的封接方法一般包括以下步骤提 供一预封接器件100，该预封接器件100包括一排气孔102;提供一排气管110, 并将该排气管110的一端通过低熔点玻璃粉108连接到上述排气孔102，另一端 露出于预封接器件100外；提供一连接到抽真空系统106的真空杯104，用该真 空杯104将上述排气管110罩住，并对预封接器件100进行抽真空；当达到预定 真空度后，采用一聚光封口装置112加热软化排气管110进行封口。当排气管 110软化后，在远离排气孔102的 一端形成一封闭结构。
请参阅图2，上述方法中还可以将该预封接器件100直接置于一真空室114 内，并通过一抽真空系统106对真空室114进行抽真空，当真空室114内达到预 定真空度后，采用一电热封口装置116加热软化排气管110进行封口 ，得到一 真空器件。当排气管110软化后，在远离排气孔102的一端形成一封闭结构。
然而，采用上述方法对预封接器件100进行封接，需要用到排气管110, 所以在封装好的真空器件上就会留下一突起的尾巴状排气管110，这对真空器 件的安全性和稳定性带来威胁。而且，通过加热软化排气管110进行封口 ，为 了便于封接，排气管110的管径都比较小， 一般小于5毫米，这样通过排气管 110排气就很耗时，抽真空时间长，所以制备成本也较高。另外，排气管110 以及封接排气管110的低熔点玻璃粉108在加热时放出的气体会进入预封接器 件100内，从而影响真空器件的真空度。有鉴于此，确有必要提供一种无需加热软化排气管进行封口，且可以实 现较快速度排气的真空器件的封接方法。
发明内容
一种真空器件的封接方法，其包括以下步骤提供一预封接器件，所述 预封接器件包括一壳体以及一设置于该壳体上的排气孔；提供一封接盖，并 在该封接盖的一表面形成一低熔点玻璃粉层；将所述封接盖形成有低熔点玻 璃粉层的一面对应于排气孔，且与排气孔间隔一定距离设置；对上述预封接 器件进行抽真空；加热软化该低熔点玻璃粉层，使封接盖封住排气孔；以及 降温凝固，使上述封接盖与预封接器件结合。
与现有技术相比较，本技术方案提供的真空器件的封接方法具有以下优 点第一，采用封接盖封接，使得制备的真空器件没有突起的尾巴状排气管， 提高了真空器件的安全性和稳定性。第二，可以通过大孔径的排气孔排气， 提高了排气速度，节约了时间成本。
图1为现有技术中采用真空杯封接真空器件的装置的结构示意图。 图2为现有技术中采用真空室封接真空器件的装置的结构示意图。 图3为本技术方案实施例所提供的真空器件的封接方法流程图。 图4为本技术方案实施例封接真空器件的装置的结构示意图。
具体实施例方式
以下将结合附图详细说明本技术方案的真空器件的封接方法。
请参阅图3及图4,本技术方案实施例提供一种真空器件的封接方法， 其主要包括以下步骤
步骤一，提供一预封接器件300,所述预封接器件300包括一壳体312 以及一4非气孔302。
该排气孔302设置于壳体312上。所述壳体312的材料可选择为玻璃、 金属等任意可以通过低熔点玻璃粉封接的材料。所述预封接器件300的大小 根据实际情况选择。所述排气孔302的孔径不限，可以尽量开大，但是要根
5据预封接器件300的大小选择。
本实施例中的预封接器件300为一真空电子器件。壳体312为玻璃，壳 体312上开有一排气孔302。该预封接器件300还进一步包括了置于该壳体 312内的其他电子元件(图中未显示)。该排气孔302的孔径优选为2~10毫 米。可以理解，排气孔302的孔径不宜太小或太大。孔径太小不利于快速排 气，但孔径太大会影响封接后的稳固性。
可以理解，所述预封接器件300不限于真空电子器件的封接，任何需进 行永久性封装的器件均可。
步骤二，提供一封接盖308，并在该封接盖308的一表面形成一低熔点 玻璃粉层304。
所述封接盖308为一平板。所述封接盖308的面积略大于上述预封接器 件300的排气孔302的面积。所述封接盖308的材料为玻璃或金属，且该封 接盖308材料的熔点/软化温度应高于所选的低熔点玻璃粉的软化温度。本实 施例中，所述封接盖308为一软化温度高于60(TC的玻璃板，所述低熔点玻 璃粉层304的软化温度为400°C。
在该封接盖308的一表面形成低熔点玻璃粉层304的方法具体包括以下 步骤首先，将低熔点玻璃粉与粘结剂混合得到一浆料。然后，通过丝网印 刷或手工涂覆的方法在封接盖308的一表面形成一低熔点玻璃粉层304。所 述低熔点玻璃粉层304的面积应略大于上述排气孔302的面积，厚度小于1 毫米。
进一步，在该封接盖308的一表面形成一低熔点玻璃粉层304之后，将 该低熔点玻璃粉层304在真空环境下进行熔炼处理，以将其内部气体排出。 将该低熔点玻璃粉层304在真空环境下熔炼的方法具体包括以下步骤
首先，将该形成有低熔点玻璃粉层304的封接盖308置于一真空环境中。
所述封接盖308形成有低熔点玻璃粉层304的一面朝上。所述真空环境 的压强低于1 x 10-2帕。可以理解，本实施例中，可以同时对多个低熔点玻璃 粉层304进行熔炼处理。
其次，对该形成有低熔点玻璃粉层304的封接盖308进行加热，使低熔 点玻璃粉层处于熔融态，并保持一段时间。
所述加热可以通过电热丝、红外照射或激光照射等方法实现。所述低熔
6点玻璃粉层304在熔融态下保持的时间为30~60分钟。在该过程中，低熔点 玻璃粉层304内的气体全部排出。
最后，使该形成有低熔点玻璃粉层304的封接盖308降温至室温，熔融 态的低熔点玻璃粉层304凝固，并将该封接盖308取出。
本技术方案中，由于对低熔点玻璃粉层304进行了熔炼排气处理，所以， 在后续封接过程中，加热低熔点玻璃粉层304就不会有气体排出。
步骤三，将所述封接盖308形成有低熔点玻璃粉层304的一面对应于排 气孔302，且与排气孔302间隔一定距离设置。
本实施例中，可预先在预封接器件300的排气孔302周围间隔设置至少 三个支撑体306，且支撑体306之间的距离不小于2毫米。并将封接盖308 置于上述支撑体306上，封接盖308形成有低熔点玻璃粉层304的一面对应 于排气孔302。
所述支撑体306材料为低熔点玻璃粉，其形状不限。该低熔点玻璃粉在 加工成支撑体306前，可先于真空环境下进行熔炼处理，将低熔点玻璃粉内 部气体排出。本实施例中，在排气孔302周围设置三个等间隔的柱状支撑体 306，以用来支撑封接盖308。
将封接盖308置于上述支撑体306上，且形成有低熔点玻璃粉层304的 一面与排气孔302对准，封接盖308通过该支撑体306与排气孔302间隔设 置。在支撑体306之间留有空隙，该空隙可以用来排气。
可以理解，本实施例中还可以通过其他方式使封接盖308与排气孔302 间隔一定距离设置，如可用一机械手(图中未显示)将所述封接盖308形成 有j氐熔点j波璃4分层304的一面对应于4非气孔302，且与4非气孔302间隔一定 距离悬空设置。
进一步，该封接盖308形成有低熔点玻璃粉层304的一表面还可以形成 一吸气剂310，用于吸附真空器件内残余的气体，维持真空器件内部的真空 度。该吸气剂310可以为蒸散型吸气剂，也可以为非蒸散型吸气剂。所述的 蒸散型吸气剂材料主要以钡、锶、镁、钙为主体材料，如钡铝镍。所述的 非蒸散型吸气剂材料主要包括钛、锆、铪、钍、钒、铁、铝、稀土金属及其 合金。本实施例中，所述吸气剂310为非蒸散型吸气剂，其材料为锆钒铁。 由于将吸气剂310形成于所述封接盖308上，所以，无需在预封接器件300内预留专门的设置吸气剂310空间，有利于封接器件300的设计。 步骤四，对上述预封接器件300进行抽真空。
对预封接器件300进行抽真空可以通过真空杯或真空室来实现。本实施 例中，将该预封接器件300置于一真空室314内，通过改变真空室314的真 空度来实现对预封接器件300进行抽真空。具体包括以下步骤
首先，提供一真空室314,该真空室314与一抽真空系统316相连通， 且该真空室314内壁设置有一加热装置320。所述加热装置320可以为电热 丝、红外照射器或激光照射器等。
其次，将所述至少一个预封接器件300置于真空室314内，并进行抽真工。
最后，加热该预封接器件300，对预封接器件300进行烘烤排气。 通过加热装置320对预封接器件300进行烘烤排气，可以尽量的将预封 接器件300内的空气排出。加热的温度应当低于所选的低熔点玻璃粉的软化 温度。本实施例中，由于在封接盖308上形成了吸气剂310，所以在烘烤排 气的过程中，同时完成了对吸气剂310的激活。
步骤五，加热软化该低熔点玻璃粉层304，使封接盖308封住排气孔302。 加热可以通过加热装置320来实现，也可以采用烘烤炉直接加热使其软 化。当加热使低熔点玻璃粉层304以及支撑体306软化后，在重力作用下封 接盖308将排气孔302封住。
步骤六，降温凝固，使上述封接盖308与预封接器件300结合。 停止加热，低熔点玻璃粉开始凝固，并将封接盖308与预封接器件300 封接在一起。此时，由于预先对低熔点玻璃粉层304进行真空熔炼处理，所 以当加热使低熔点玻璃粉层304以及支撑体306软化后，不会有气体排出。
可以理解，进一步还可以预先在封接盖308没有形成有低熔点玻璃粉层 304的一表面设置一重物322。在低熔点玻璃粉层304以及支撑体306软化 后，该重物322可以给封接盖308 —向下的压力，使封接盖308与预封接器 件300更好的结合。
本技术方案提供的真空器件的封接方法具有以下优点第一，采用无排 气管封接，使得制备的真空器件没有突起的尾巴状排气管，提高了真空器件 的安全性和稳定性。第二，通过大孔径排气孔排气，提高了排气速度，节约了时间成本。第三，将吸气剂形成在封接盖上，所以，无需在预封接器件内 预留专门的设置吸气剂的空间，有利于真空器件的设计。
另外，本领域技术人员还可在本发明精神内做其他变化，当然，这些依 据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。
权利要求
1.一种真空器件的封接方法，其包括以下步骤提供一预封接器件，所述预封接器件包括一壳体以及一设置于该壳体上的排气孔；提供一封接盖，并在该封接盖的一表面形成一低熔点玻璃粉层；将所述封接盖形成有低熔点玻璃粉层的一面对应于排气孔，且与排气孔间隔一定距离设置；对上述预封接器件进行抽真空；加热软化该低熔点玻璃粉层，并使封接盖封住排气孔；以及降温凝固，使上述封接盖与预封接器件结合。
2. 如权利要求1所述的真空器件的封接方法，其特征在于，所述预封接器件的 材料为玻璃或金属。
3. 如权利要求1所述的真空器件的封接方法，其特征在于，所述排气孔的孔径 为2~10毫米。
4. 如权利要求1所述的真空器件的封接方法，其特征在于，所述封接盖的材料 为金属或玻璃，且该封接盖的熔点/软化温度高于所选的低熔点玻璃粉的软化温度o
5. 如权利要求1所述的真空器件的封接方法，其特征在于，所述低熔点玻璃粉 层通过丝网印刷或手工涂覆的方法形成于封接盖的一表面。
6. 如权利要求1所述的真空器件的封接方法，其特征在于，所述在该封接盖的 一表面形成一低熔点玻璃4分层之后进一步包括一将该低熔点玻璃粉层在真空 环境下熔炼的步骤。
7. 如权利要求6所述的真空器件的封接方法，其特征在于，所述将低熔点玻璃 粉层在真空环境下熔炼的方法具体包括以下步骤将该形成有低熔点玻璃粉 层的封接盖置于一压强低于1 x 10-2帕的的真空环境中；对该形成有低熔点玻 璃粉层的封接盖进行加热，使低熔点玻璃粉层处于熔融态，并保持30 60分 钟；使该形成有低熔点玻璃粉层的封接盖降温至室温，熔融态的低熔点玻璃 粉层凝固，并将该封接盖取出。
8. 如权利要求7所述的真空器件的封接方法，其特征在于，将该低熔点玻璃粉 层在真空环境下熔炼之后，进一步在所述封接盖形成有低熔点玻璃粉层的表 面形成一吸气剂。
9. 如权利要求1所述的真空器件的封接方法，其特征在于，在预封接器件的排 气孔周围设置至少三个支撑体，并将封接盖置于上述支撑体上，且形成有低 熔点玻璃粉层的一面对应于排气孔，封接盖通过该支撑体与排气孔间隔设置。
10. 如权利要求9所述的真空器件的封接方法，其特征在于，所述支撑体的材料 为低熔点玻璃粉，且该低熔点玻璃粉在加工成支撑体前，先于真空环境下进 行熔炼处理。
11. 如权利要求IO所述的真空器件的封接方法，其特征在于，通过力口热使支撑体 软化，且封接盖在重力作用下封住排气孔。
12. 如权利要求1所述的真空器件的封接方法，其特征在于，所述对预封接器件 进行抽真空的方法包括以下步骤提供一真空室，该真空室与一抽真空系统 相连通，且该真空室内壁设置有一加热装置；将所述预封接器件置于真空室 内，并进行抽真空；加热该预封接器件，对预封接器件进行烘烤排气。
全文摘要
一种真空器件的封接方法，其包括以下步骤提供一预封接器件，所述预封接器件包括一壳体以及一设置于该壳体上的排气孔；提供一封接盖，并在该封接盖的一表面形成一低熔点玻璃粉层；将所述封接盖形成有低熔点玻璃粉层的一面对应于排气孔，且与排气孔间隔一定距离设置；对上述预封接器件进行抽真空；加热软化该低熔点玻璃粉层，使封接盖封住排气孔；以及降温凝固，使上述封接盖与预封接器件结合。
文档编号H01J9/26GK101582363SQ200810067170
公开日2009年11月18日 申请日期2008年5月14日 优先权日2008年5月14日
发明者亮 刘, 杜秉初, 鹏 柳, 范守善, 郭彩林, 陈丕瑾 申请人:清华大学;鸿富锦精密工业(深圳)有限公司