一种陶瓷与无氧铜金属封接结构的制作方法

本实用新型涉及机械技术领域，具体为一种陶瓷与无氧铜金属封接结构。

背景技术：

无氧铜作为高功率激光器金属封装的外壳材料，具有高散热性、密封性、抗腐蚀性等特点。无氧铜在800℃膨胀系数大约是20.9*10^-6/℃，陶瓷在800℃膨胀系数大约是7.85*10^-6/℃，两种材料膨胀系数相差2.6倍。当无氧铜和陶瓷两种材料在800℃用银铜焊料钎焊在一起时，由于两种材料膨胀系数相差较大，经过冷却后陶瓷受力容易导致陶瓷本身开裂和金属化层撕裂，最终导致陶瓷焊缝等不良，钎焊后无法保证气密、绝缘性能等指标，合格率低。为此，我们提出一种陶瓷与无氧铜金属封接结构。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种陶瓷与无氧铜金属封接结构，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种陶瓷与无氧铜金属封接结构，包括引线，所述引线外侧壁设置有陶瓷绝缘子，所述陶瓷绝缘子外侧壁设置有过渡环，所述过渡环外侧壁设置有无氧铜壳体。

优选的，所述无氧铜壳体右端壁呈“凹”型。

优选的，所述陶瓷绝缘子截面呈环形。

优选的，所述过渡环截面呈环形。

优选的，所述过渡环材料为铁镍玻封合金。

优选的，所述无氧铜壳体内圈左侧壁与陶瓷绝缘子侧壁相切。

优选的，所述引线和陶瓷绝缘子用银铜焊料钎焊，所述陶瓷绝缘子与过渡环用银铜焊料钎焊，所述过渡环与无氧铜壳体用银铜焊料钎焊。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、通过设有陶瓷绝缘子和无氧铜壳体金属封接，该结构具有强度高，绝缘性能好，导热率高等优点；

2、无氧铜壳体和陶瓷绝缘子间采用铁镍玻封合金过渡环的结构，解决了无氧铜金属和陶瓷膨胀系数不匹配问题，气密性能达到要求。

3、产品能广泛应用于激光加工、医疗、科研、军工等领域，尤其适用于在激光器壳体和部分to分立器件上。

附图说明

图1为本实用新型一种陶瓷与无氧铜金属封接结构的剖视图；

图2为本实用新型另一种陶瓷与无氧铜金属封接结构的剖视图。

图中：1无氧铜壳体、2过渡环、3陶瓷绝缘子、4引线。

具体实施方式

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于

本技术：
技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中在申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

请参阅图1和图2，本实用新型提供一种陶瓷与无氧铜金属封接结构，包括引线4，所述引线4外侧壁设置有陶瓷绝缘子3，所述陶瓷绝缘子3截面呈环形。所述陶瓷绝缘子3外侧壁设置有过渡环2，所述过渡环2截面呈环形。所述过渡环2外侧壁设置有无氧铜壳体1。所述无氧铜壳体1内圈左侧壁与陶瓷绝缘子3侧壁相切。所述无氧铜壳体1右端壁呈“凹”型，所述过渡环2材料为铁镍玻封合金。

在本实施例中，引线4和陶瓷绝缘子3用银铜焊料钎焊，陶瓷绝缘子3与过渡环2用银铜焊料钎焊，过渡环2与无氧铜壳体1用银铜焊料钎焊。引线4材质为：4j29/4j50/4j29包铜/4j50包铜；陶瓷绝缘子3材质为：al2o3(白色，75％-99％)；所述过渡环2材质为：4j29/4j50/4j42。

由于膨胀系数相差较大的两种材料钎焊封接会影响封装外壳的密封性能，缩短了产品使用寿命，甚至导致产品失效，通过构造合适的中间过渡层，能有效减少陶瓷绝缘子3和无氧铜壳体1的膨胀系数不匹配造成的热应力的问题。玻封合金在800℃膨胀系数为(7.85～10.6)*10^-6/℃，加铁镍玻封合金过渡环2钎焊后的陶瓷绝缘子3机械强度高，绝缘性能优越，导热率高，底座散热好，能有效确保无氧铜壳体1在长时间使用下的气密性能和绝缘性能，提高封接可靠性。

在实际焊接操作中，先把引线4、陶瓷绝缘子3、无氧铜壳体1和过渡环2在800℃钎焊在一起，然后把钎焊好的陶瓷组件和无氧铜壳体1钎焊在一起。无氧铜和陶瓷膨胀系数相差很大，通过采用和陶瓷膨胀系数相近的铁镍玻封合金过渡，减少因膨胀系数相差过大产生的内应力，能有效避免加工过程时陶瓷本身开裂和金属化层撕裂，降低了加工成本。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对实用新型的保护范围进行限制。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型部分实施例，而不是全部实施例。基于这些实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型所要保护的范围。尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域普通技术人员依然可以在不冲突的情况下，不作出创造性劳动对本实用新型各实施例中的特征根据情况相互组合、增删或作其他调整，从而得到不同的、本质未脱离本实用新型的构思的其他技术方案，这些技术方案也同样属于本实用新型所要保护的范围。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：

1.一种陶瓷与无氧铜金属封接结构，包括引线(4)，其特征在于：所述引线(4)外侧壁设置有陶瓷绝缘子(3)，所述陶瓷绝缘子(3)外侧壁设置有过渡环(2)，所述过渡环(2)外侧壁设置有无氧铜壳体(1)。

2.根据权利要求1所述的一种陶瓷与无氧铜金属封接结构，其特征在于：所述无氧铜壳体(1)右端壁呈“凹”型。

3.根据权利要求1所述的一种陶瓷与无氧铜金属封接结构，其特征在于：所述陶瓷绝缘子(3)截面呈环形。

4.根据权利要求1所述的一种陶瓷与无氧铜金属封接结构，其特征在于：所述过渡环(2)截面呈环形。

5.根据权利要求1所述的一种陶瓷与无氧铜金属封接结构，其特征在于：所述过渡环(2)材料为铁镍玻封合金。

6.根据权利要求1所述的一种陶瓷与无氧铜金属封接结构，其特征在于：所述无氧铜壳体(1)内圈左侧壁与陶瓷绝缘子(3)侧壁相切。

7.根据权利要求1所述的一种陶瓷与无氧铜金属封接结构，其特征在于：所述引线(4)和陶瓷绝缘子(3)用银铜焊料钎焊，所述陶瓷绝缘子(3)与过渡环(2)用银铜焊料钎焊，所述过渡环(2)与无氧铜壳体(1)用银铜焊料钎焊。

技术总结
本实用新型公开了一种陶瓷与无氧铜金属封接结构，包括引线，所述引线外侧壁设置有陶瓷绝缘子，所述陶瓷绝缘子外侧壁设置有过渡环，所述过渡环外侧壁设置有无氧铜壳体。该陶瓷与无氧铜金属封接结构，通过无氧铜壳体、过渡环、陶瓷和引线结构，该结构强度高，绝缘性能好，导热率高等优点，无氧铜和陶瓷间采用铁镍玻封合金过渡环结构方式，解决了无氧铜金属和陶瓷膨胀系数不匹配问题，气密性能达到客户要求。本实用新型的陶瓷和无氧铜金属封接结构主要应用在激光器无氧铜壳体和部分TO分立器件上，能广泛应用于激光加工、医疗、科研、军工等领域。

技术研发人员：孙志明;许乐
受保护的技术使用者：深圳市宏钢机械设备有限公司
技术研发日：2020.05.07
技术公布日：2020.11.24