一种可伐合金与玻璃的气密封接方法技术

本发明专利技术涉及一种可伐合金与玻璃的气密封接方法，包括可伐合金和玻璃，气密封接方法依次包括以下步骤；可伐合金进行预氧化处理，直接升温使氧化层与玻璃进行封接，冷却脱模处理；本发明专利技术的优点：通过步骤一对可伐合金进行预氧化处理，步骤二在不降温的情况下直接进行升温使氧化层与玻璃进行封接，使可伐合金在氧化后，无需进行降温冷却，氧化后立即利用刚刚得到的氧化物进行熔封，避免了二步法时氧化后的降温过程以及熔封升温过程中可能出现的金属表面氧化物的结构变化，提高了产品的封接质量，且整个气密封接方法不仅仅简化了工艺环节和生产流程，提高了生产效率，节省了能源消耗，降低了产品的成本。

An airtight sealing method of Kovar alloy and glass

【技术实现步骤摘要】
一种可伐合金与玻璃的气密封接方法
本专利技术涉及电子封装技术，具体涉及一种可伐合金与玻璃的气密封接方法。
技术介绍
宽温电连接器(工作温度：-253℃～+277℃)为航天重点型号配套，关键的电气、机械接口部件。由于要经受高温、超低温以及高压等苛刻的工况条件，使用金属-玻璃封接技术，其中金属为具有低膨胀系数的可伐合金，玻璃绝缘子为硅硼硬玻璃。现有工艺主要是金属零件完成处理后，进行预氧化。一般采用空气氧化、低氮气氧化、含水氮气氧化、氮气-氢气-水混合气氛氧化、完成后装配，进行封接，在预氧化的工序中，产品产生氧化层，完成后降温缓慢冷却，再进行封接，但实际操作时，降温中，金属零件生成氧化物成分会发生变化，影响产品封接质量。
技术实现思路
本专利技术所要达到的目的就是提供一种可伐合金与玻璃的气密封接方法，能避免了预氧化生成的氧化物成分的变化，从而提高了玻璃与金属的封接质量。为了解决上述技术问题，本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种可伐合金与玻璃的气密封接方法，包括可伐合金和玻璃，所述气密封接方法依次包括以下步骤：步骤一：对可伐合金进行预氧化处理，使可伐合金表面形成氧化层，氧化气氛为露点温度在-5～10℃的氮气环境，氧化时间为30～40min；步骤二：将步骤一氧化后的可伐合金在不降温的情况下，并保证气氛不变，然后直接升温使氧化层与玻璃进行封接，封接的温度不低于575℃；步骤三：将步骤二封接后的可伐合金和玻璃进行冷却脱模处理。优选的，由内至外所述氧化层依次包括氧化铁层、四氧化三铁层和三氧化二铁层，且所述氧化铁层与氧化层的厚度比为9：10。优选的，所述氧化层在可伐合金上的厚度等于1.2～1.5μm。综上所述，本专利技术的优点：通过步骤一对可伐合金进行预氧化处理，步骤二在不降温的情况下直接进行升温使氧化层与玻璃进行封接，使可伐合金在氧化后，无需进行降温冷却，氧化后立即利用刚刚得到的氧化物进行熔封，这就避免了二步法时氧化后的降温过程以及熔封升温过程中可能出现的金属表面氧化物的结构变化，提高了产品的封接质量，且整个气密封接方法不仅仅简化了工艺环节和生产流程，提高了生产效率，节省了能源消耗，降低了产品的成本，更重要的是封接的质量更容易控制，更容易保证产品的一致性，整个工艺过程安全、可靠、便于推广，产品合格率都有很大提高，更适应产品批产要求，且封接后的产品具有良好的可靠性，能在各种环境、机械、电性能试验中，漏气率能满足-253℃～+277℃宽温电连接器的要求。具体实施方式一种可伐合金与玻璃的气密封接方法，包括可伐合金和玻璃，所述气密封接方法依次包括以下步骤：步骤一：对可伐合金进行预氧化处理，使可伐合金表面形成氧化层，氧化气氛为露点温度在-5～10℃的氮气环境，氧化时间为30～40min；步骤二：将步骤一氧化后的可伐合金在不降温的情况下，并保证气氛不变，然后直接升温使氧化层与玻璃进行封接，封接的温度不低于575℃；步骤三：将步骤二封接后的可伐合金和玻璃进行冷却脱模处理。一般的氧化物玻璃的化学键为离子一共价混合型化学键，根据同类化学键或相近化学键物质互相亲和的原理，玻璃材料同玻璃(包括微晶玻璃)、陶瓷、云母乃至人工晶体等材料具有良好的粘附性能，容易形成真空密封，由于金属材料是以金属键为主的物质，与玻璃的化学键键性相差很远，因此需要对金属预氧化，即在金属表面生成以低价氧化物为主的过渡层，作为玻璃和金属之间结合的桥梁，因为金属的低价氧化物从化学键类型角度来看，它接近于金属，因此能与金属牢固地结合；而靠近外层的高价氧化物的化学键键性与玻璃类似，故能与玻璃牢固地结合。而本专利技术通过步骤一对可伐合金进行预氧化处理，步骤二在不降温的情况下直接进行升温使氧化层与玻璃进行封接，使可伐合金在氧化后，无需进行降温冷却，氧化后立即利用刚刚得到的氧化物进行熔封，这就避免了二步法时氧化后的降温过程以及熔封升温过程中可能出现的金属表面氧化物的结构变化，提高了产品的封接质量，且整个气密封接方法不仅仅简化了工艺环节和生产流程，提高了生产效率，节省了能源消耗，降低了产品的成本，更重要的是封接的质量更容易控制，更容易保证产品的一致性，整个工艺过程安全、可靠、便于推广，产品合格率都有很大提高，更适应产品批产要求，且封接后的产品具有良好的可靠性，能在各种环境、机械、电性能试验中，漏气率能满足-253℃～+277℃宽温电连接器的要求。可伐合金在高温条件下氧化，理论上表面可以生成三种铁的氧化物以及钴和镍的氧化物。如氧化亚钴(CoO)、氧化镍(NiO)。由于Fe离子的迁移速率比Ni离子及Co离子快的多，可伐合金氧化时主要得到的是Fe的氧化物，因此一般不需考虑钴和镍的氧化。因此，所述氧化层在可伐合金上的厚度等于1.2～1.5μm，另外，本专利技术中由内至外所述氧化层依次包括氧化铁层、四氧化三铁层和三氧化二铁层，且所述氧化铁层与氧化层的厚度比为9：10，氧化铁层具有立方结构，与金属结构类似，故能与金属牢固结合，但它在575℃以下是不稳定的，发生分解：4FeO→Fe+Fe3O4；而Fe3O4具有尖晶石结构，化学键类型与玻璃的类似，因而能与玻璃牢固结合。将本专利技术制备后的产品和现有技术制备后的产品通过拉力法测试金属与玻璃的结合强度，测试结构如表一所示：试样1试样2试样3现有封接方法3870N3790N3454N本专利技术封接方法4614N4376N4518N表一将本专利技术制备后的产品和现有技术制备后的产品进行极限温度及耐温冲次数对比，测试结构如表二所示：极限温度耐温冲次数现有封接方法-253℃～+280℃2-4本专利技术封接方法-253℃～+220℃4-6表二除上述优选实施例外，本专利技术还有其他的实施方式，本领域技术人员可以根据本专利技术作出各种改变和变形，只要不脱离本专利技术的精神，均应属于本专利技术所附权利要求所定义的范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可伐合金与玻璃的气密封接方法，包括可伐合金和玻璃，其特征在于：所述气密封接方法依次包括以下步骤：/n步骤一：对可伐合金进行预氧化处理，使可伐合金表面形成氧化层，氧化气氛为露点温度在-5～10℃的氮气环境，氧化时间为30～40min；/n步骤二：将步骤一氧化后的可伐合金在不降温的情况下，并保证气氛不变，然后直接升温使氧化层与玻璃进行封接，封接的温度不低于575℃；/n步骤三：将步骤二封接后的可伐合金和玻璃进行冷却脱模处理。/n

【技术特征摘要】
1.一种可伐合金与玻璃的气密封接方法，包括可伐合金和玻璃，其特征在于：所述气密封接方法依次包括以下步骤：
步骤一：对可伐合金进行预氧化处理，使可伐合金表面形成氧化层，氧化气氛为露点温度在-5～10℃的氮气环境，氧化时间为30～40min；
步骤二：将步骤一氧化后的可伐合金在不降温的情况下，并保证气氛不变，然后直接升温使氧化层与玻璃进行封接，封接的温度不低于575℃；
步骤三...

【专利技术属性】
技术研发人员：花刚，宿圣海，师林，答红仓，徐伟伟，刘宝成，
申请(专利权)人：杭州航天电子技术有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33