一种陶瓷板与金属制圆筒部件的接合结构的制作方法

本发明涉及接合结构技术领域，具体为一种陶瓷板与金属制圆筒部件的接合结构。

背景技术：

静电卡盘作为用于吸附晶片并在半导体制造工艺中控制晶片温度的保持部件而使用，作为这样的静电卡盘，已知有从设有气体导入孔的圆板状陶瓷板的背面侧接合金属制气体导入管，向晶片的吸附面供给he气等，使导热性提高的静电卡盘。

为此，如何让金属制气体导入管与陶瓷板结合为一体，就成了极为重要的技术关键，而作为陶瓷板与金属制气体导入管的接合方法，现有技术中是将陶瓷板和气体导入管之间填充焊料进行焊接，但是在钎焊时，由于气体导入管、焊料在冷却时比陶瓷板收缩得更大，因此，在焊接时产生热膨胀差导致的应力，会导致陶瓷板产生裂纹，就算焊接时，避免了陶瓷板产生裂纹，而在焊接后，反复使用静电卡盘进行热循环，由于同样原因，也会使得接合部的剥离，甚至再次导致陶瓷板产生裂纹。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种陶瓷板与金属制圆筒部件的接合结构以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种陶瓷板与金属制圆筒部件的接合结构，包括具有通孔一的陶瓷板和金属制圆筒，所述通孔一上方的陶瓷板顶部设置有凸起部，所述凸起部的中间位置处从上之下依次设置有相连通的接合槽、锥型定位槽和通孔二，所述通孔二的与通孔一连通，所述接合槽的直径从下至上逐渐递减，所述接合槽底部靠近侧边位置处设置有多个环形凹槽，且环形凹槽截面呈倒钩状，所述金属制圆筒的底端螺纹连接有焊接座，所述焊接座设置在接合槽的中间位置处，所述焊接座包括圆筒部、环形定位部、扇形过渡部、扇形挡料部和陶瓷钉，所述圆筒部的底端设置有与锥型定位槽相互匹配的环形定位部，所述环形定位部卡设在锥型定位槽内部，所述圆筒部外侧的底端沿其圆周方向均匀设置有多个扇形过渡部，所述扇形过渡部的截面呈弧状，且所述扇形过渡部远离圆筒部的一端延伸至环形凹槽内部底端，多个所述扇形过渡部合为形成环状，所述扇形过渡部远离圆筒部一端倾斜设置有扇形挡料部，且多个所述扇形挡料部合为形成锥筒状，相邻所述扇形挡料部与所述扇形过渡部之间设置有滑动密封组件，所述接合槽、环形凹槽与多个扇形挡料部外侧之间设置有焊料。

优选的，所述扇形过渡部的个数为4个。

优选的，所述圆筒部内侧的顶端设置有安装槽一，且安装槽一的内侧壁上设置有内螺纹，所述金属制圆筒外侧的底端开设有安装槽二，且安装槽二的侧壁设置有与内螺纹相互匹配的外螺纹。

优选的，所述滑动密封组件包括设置在所述扇形挡料部与所述扇形过渡部一侧且与所述扇形挡料部与所述扇形过渡部形状相匹配的插槽以及设置在所述扇形挡料部与所述扇形过渡部另一侧且与所述扇形挡料部与所述扇形过渡部形状相匹配的插条，所述插条与插槽相互匹配。

优选的，所述圆筒部、环形定位部、扇形过渡部以及扇形挡料部一体成型，且圆筒部、环形定位部、扇形过渡部以及扇形挡料部的材质为60si2mn。

优选的，所述扇形挡料部的垂直高度大于接合槽与环形凹槽深度之和。

优选的，所述焊料采用与陶瓷板所含成分具有较好润湿性的成分作为焊料。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明通孔一上方的陶瓷板顶部设置凸起部，凸起部的中间位置处从上之下依次设置有相连通的接合槽、锥型定位槽和通孔二，接合槽底部靠近侧边位置处设置环形凹槽，且环形凹槽截面呈倒钩状，金属制圆筒的底端螺纹连接焊接座，焊接座设置在接合槽的中间位置处，焊接座包括圆筒部、环形定位部、扇形过渡部、扇形挡料部和陶瓷钉，焊接时，焊接座的环形定位部位于凸起部的锥型定位槽内部，便于对焊接座定位，方便焊料填充进行焊接，焊接座的扇形过渡部的一端位于环形凹槽内部，焊接冷却后，进入环形凹槽内部的焊料可加强焊接座与陶瓷板的焊接强度，由于圆筒部、环形定位部、扇形过渡部以及扇形挡料部的材质为60si2mn，60si2mn具有优异的弹性以及回火性，在焊接座发生膨胀时，扇形挡料部与扇形过渡部可向内形成一定弯曲，避免焊接座对焊料以及陶瓷形成挤压，造成陶瓷破裂以及焊料脱落，在焊接座收缩时，扇形挡料部与扇形过渡部可外内形成一定弯曲，避免焊接部发生剥离，即通过焊接座整体形状以及材质，降低因焊接或在静电卡盘进行热循环时，膨胀差产生的应力对焊接部的影响。

(2)本发明焊料采用与陶瓷板所含成分具有较好润湿性的成分作为焊料，显著提高了焊料与陶瓷板之间结合强度，即焊接强度，并通过穿插在焊接座上的陶瓷钉，提高了焊料与焊接座之间的结合强度，即焊接强度，确保了焊接的质量。

(3)本发明将现有技术中焊接的焊料“转移”至侧边，这样在使用静电卡盘进行热循环时，使得焊接座、焊料以及陶瓷板连接处的温度从高至低，从而减小陶瓷板以及焊料膨胀收缩量，避免焊接部发生剥离，进一步提高了焊接强度。

(4)本发明接合槽的直径从下至上逐渐递减，这样在焊接完成后，焊料一侧抵触在接合槽侧壁，另一侧抵触在焊接座的扇形挡料部上，接合槽的侧壁通过焊料抵触焊接座的扇形挡料部上，相当倒钩形式，进一步提高了焊接强度。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的焊接座结构示意图；

图3为本发明的金属制圆筒结构示意图；

图4为本发明的焊接座俯视结构示意图；

图5为本发明的扇形挡料部与扇形过渡部俯视结构示意图；

图6为本发明的扇形挡料部与扇形过渡部侧视结构示意图。

图中：1、凸起部；11、通孔二；12、接合槽；13、锥型定位槽；14、环形凹槽；2、焊接座；21、内螺纹；22、安装槽一；23、圆筒部；24、扇形挡料部；25、陶瓷钉；26、环形定位部；27、扇形过渡部；28、插条；29、插槽；3、金属制圆筒；31、安装槽二；32、外螺纹；4、焊料；5、陶瓷板；51、通孔一。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-6，本发明提供的一种实施例：一种陶瓷板与金属制圆筒部件的接合结构，包括具有通孔一51的陶瓷板5和金属制圆筒3，通孔一51上方的陶瓷板5顶部设置有凸起部1，凸起部1的中间位置处从上之下依次设置有相连通的接合槽12、锥型定位槽13和通孔二11，通孔二11的与通孔一51连通，接合槽12的直径从下至上逐渐递减，接合槽12底部靠近侧边位置处设置有多个环形凹槽14，且环形凹槽14截面呈倒钩状，金属制圆筒3的底端螺纹连接有焊接座2，焊接座2设置在接合槽12的中间位置处，焊接座2包括圆筒部23、环形定位部26、扇形过渡部27、扇形挡料部24和陶瓷钉25，圆筒部23的底端设置有与锥型定位槽13相互匹配的环形定位部26，环形定位部26卡设在锥型定位槽13内部，圆筒部23外侧的底端沿其圆周方向均匀设置有4个扇形过渡部27，扇形过渡部27的截面呈弧状，且扇形过渡部27远离圆筒部23的一端延伸至环形凹槽14内部底端，4个扇形过渡部27合为形成环状，扇形过渡部27远离圆筒部23一端倾斜设置有扇形挡料部24，扇形挡料部24的垂直高度大于接合槽12与环形凹槽14深度之和，且4个扇形挡料部24合为形成锥筒状，圆筒部23、环形定位部26、扇形过渡部27以及扇形挡料部24一体成型，且圆筒部23、环形定位部26、扇形过渡部27以及扇形挡料部24的材质为60si2mn，相邻扇形挡料部24与扇形过渡部27之间设置有滑动密封组件，滑动密封组件包括设置在扇形挡料部24与扇形过渡部27一侧且与扇形挡料部24与扇形过渡部27形状相匹配的插槽29以及设置在扇形挡料部24与扇形过渡部27另一侧且与扇形挡料部24与扇形过渡部27形状相匹配的插条28，插条28与插槽29相互匹配，接合槽12、环形凹槽14与4个扇形挡料部24外侧之间设置有焊料4，焊料4采用与陶瓷板5所含成分具有较好润湿性的成分作为焊料4，圆筒部23内侧的顶端设置有安装槽一22，且安装槽一22的内侧壁上设置有内螺纹21，金属制圆筒3外侧的底端开设有安装槽二31，且安装槽二31的侧壁设置有与内螺纹21相互匹配的外螺纹32。

工作原理：焊接时，焊接座2的环形定位部26位于凸起部1的锥型定位槽13内部，便于对焊接座2定位，方便焊料填充进行焊接，焊接座2的扇形过渡部的一端位于环形凹槽14内部，焊接冷却后，进入环形凹槽14内部的焊料可加强焊接座2与陶瓷板5的焊接强度，由于焊接座2的圆筒部23、环形定位部26、扇形过渡部27以及扇形挡料部24的材质为60si2mn，60si2mn具有优异的弹性以及回火性，在焊接座2发生膨胀时，扇形挡料部24与扇形过渡部27可向内形成一定弯曲，避免焊接座2对焊料4以及陶瓷板5形成挤压，造成陶瓷板5破裂以及焊料4脱落，在焊接座2收缩时，扇形挡料部24与扇形过渡部27可外内形成一定弯曲，使得扇形挡料部24紧贴焊料4，避免焊接部发生剥离，即通过焊接座2整体形状以及材质，降低因焊接或在静电卡盘进行热循环时，膨胀差产生的应力对焊接部的影响，而由于接合槽12的直径从下至上逐渐递减，这样在焊接完成后，焊料4一侧抵触在接合槽12侧壁，另一侧抵触在焊接座2的扇形挡料部24上，接合槽12的侧壁通过焊料4抵触焊接座2的扇形挡料部24，相当倒钩形式，进一步提高了焊接强度，并且由于所用焊料4采用与陶瓷板5所含成分具有较好润湿性的成分作为焊料，这样显著提高了焊料4与陶瓷板5之间结合强度，即焊接强度，而通过穿插在焊接座2上的陶瓷钉25，提高了焊料4与焊接座2之间的结合强度，即焊接强度，确保了焊接的质量，同时本发明将现有技术中焊接的焊料4“转移”至侧边，这样在使用静电卡盘进行热循环时，使得焊接座2、焊料4以及陶瓷板5连接处的温度由高至低，从而减小陶瓷板5以及焊料膨胀收缩量，避免焊接部发生剥离，进一步提高了焊接强度。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。