高可靠性管脚引线焊片熔封工艺结构的制作方法

1.本实用新型涉及高可靠性管脚引线焊片熔封工艺结构。


背景技术：

2.电子封装金属外壳广泛应用于航空、航天、船舶、雷达、导弹、兵器、仪器仪表、通讯等各类军民领域。因此对电子封装外壳的高可靠性提出更高要求。目前电子封装外壳大都由金属基体、金属管脚以及绝缘子熔封，例如绝缘子为陶瓷或玻璃绝缘子。
3.陶瓷绝缘子与金属基体、金属管脚之间靠合金焊料高温钎焊熔封固定；玻璃绝缘子与金属基体、金属管脚之间靠材料之间高温熔渗附属力固定熔封。此类焊接受材料的膨胀系数不同等因素不匹配限制，导致金属外壳熔封后易密封性差，即容易被气、液体等侵入腐蚀，受力弯曲后易密封性不合格；机械强度低，耐机械冲击、热冲击、高低温循环冲击、扛恒定加速度等能力差，绝缘电阻、介质耐电压等电特性不合格。因此极大降低了电子封装外壳的可靠性和使用寿命，进而严重威胁金属外壳内部电子元器件的可靠稳定性。


技术实现要素：

4.本实用新型所要解决的技术问题总的来说是提供一种高可靠性管脚引线焊片熔封工艺结构。本实用新型主要用于带有金属管脚的陶瓷熔封的金属外壳上，使用本实用新型，使得金属管脚与陶瓷绝缘子熔封部位结合强度高，密封性好，降低了金属外壳管脚钎焊或多次折弯时密封及电特性不合格的现象，提高了电子封装外壳的可靠稳定性和使用寿命。
5.为解决上述问题，本实用新型所采取的技术方案是：
6.一种高可靠性管脚引线焊片熔封工艺结构，包括陶瓷绝缘子；在陶瓷绝缘子中设置有绝缘子内孔，绝缘子内孔用于插入管脚引线；
7.至少在绝缘子内孔一端面具有第一金属化层；在第一金属化层上表面设置有金属焊片的下表面，金属焊片的焊片内孔用于插入管脚引线；
8.在陶瓷绝缘子具有第一金属化层的一端面与绝缘子内孔衔接处设置有拐角部；
9.陶瓷绝缘子的第一金属化层与金属焊片及管脚引线焊接设置。
10.作为上述技术方案的进一步改进，以下技术特征以分号或句号为一个技术方案，可以合理组合或单独使用也是保护范围。
11.第一金属化层从绝缘子内孔一端面延伸到绝缘子内孔内侧壁上，且第一金属化层在绝缘子内孔内侧壁上局部涂覆、流挂或满涂覆。
12.在绝缘子内孔另一端面上设置有局部涂覆、流挂或满涂覆的第二金属化层；在绝缘子内孔另一端口内侧壁中设置有局部涂覆、流挂或满涂覆的第二金属化层；
13.第二金属化层与管脚引线焊接形成第二焊接层。
14.在陶瓷绝缘子外侧壁上套装有金属基体的内侧壁；
15.在陶瓷绝缘子外侧壁上设置有第三金属化层，以与金属基体的内侧壁接触焊接形
成第三焊接层。
16.第一金属化层在绝缘子内孔一端面上局部或满涂覆。
17.金属基体为铁镍类合金、铁钴镍类合金、碳钢、铁、镍或铜。金属焊片分别为铁镍类合金、铁钴镍类合金、碳钢、铁、镍或铜。
18.在第一金属化层上设置有镀镍层；第一金属化层的浆料主要成分为钨锰合金浆料或钼锰合金。
19.焊接为熔封钎焊，焊料为银铜合金焊料。
20.拐角部不具有倒角；陶瓷绝缘子一端面与外圆部衔接处不具有外倒角。
21.拐角部为直角或圆角；陶瓷绝缘子一端面与外圆部衔接处为直角或圆角。
22.本实用新型的效果是：使用本实用新型可以极大的提高金属外壳熔封后的密封可靠性，增强了管脚引线与陶瓷绝缘子之间熔封的强度。本实用新型的金属外壳在分别经过管脚引线弯曲、机械冲击、热冲击、高低温循环冲击、恒定加速度等检验操作后，陶瓷绝缘子不会产生纹裂和碎裂，密封性仍然良好，绝缘电阻、介质耐电压等电特性亦良好，满足使用高可靠性、高稳定性要求。
23.本实用新型设计合理、成本低廉、结实耐用、安全可靠、操作简单、省时省力、节约资金、结构紧凑且使用方便。
附图说明
24.图1是本实施例1的使用结构示意图。
25.图2是本实施例1的陶瓷使用结构轴测示意图。
26.图3是本实施例2的使用结构示意图。
27.图4是本实施例3的使用结构示意图。
28.图5是本实施例4的使用结构示意图。
29.其中：1、金属基体；2、陶瓷绝缘子；3、管脚引线；4、金属焊片；5、第一金属化层；6、第二金属化层；7、第三金属化层；8、焊片内孔；9、绝缘子内孔；10、拐角部。
具体实施方式
30.本实用新型为一种高可靠性管脚引线焊片熔封工艺结构，包括金属基体1、陶瓷绝缘子2、管脚引线3及金属焊片4。其中，
31.金属基体1为铁镍类合金、铁钴镍类合金、碳钢、铁、镍、铜等单金属材料；
32.陶瓷绝缘子2具有绝缘子内孔9；绝缘子内孔9为单个或多孔不等。在陶瓷绝缘子2的陶瓷表面局部涂覆金属化层，并镀镍2~5um。陶瓷绝缘子2采用氧化铝或氮化铝或氧化铍，其中氧化铝陶瓷中ai2o3含量为60%~99.7% 。陶瓷表面金属化层表面熔封时覆盖有焊料，焊料在高温下将金属焊片4、管脚引线3、陶瓷绝缘子2端面的第一金属化层5熔封固定形成第一焊接层；绝缘子内孔9的两端端部内圆处不得有内倒角、内塌角等，应为直角或圆角平滑过渡，圆弧优选范围r0.01mm~r0.04 mm及r0.05 mm~0.5mm。
33.在陶瓷绝缘子2外侧壁的第三金属化层7与金属基体1内侧壁间用焊料钎焊，形成第三焊接层。
34.金属焊片4具有焊片内孔8，管脚引线3贯穿绝缘子内孔9及焊片内孔8，用焊料通过
高温钎焊的方式焊接于陶瓷一端端部或两端端部；
35.当不存在金属焊片4的另一端，焊料在高温下将管脚引线3、陶瓷绝缘子2端部的第二金属化层6熔封固定形成第二焊接层，实现固定；
36.金属焊片4为铁镍类合金、铁钴镍类合金、碳钢、铁或镍、铜等单金属材料，厚度为0.05mm~1.0mm不等；
37.焊料为银铜合金焊料或其他高温、低温焊料。
38.实施例1，如图1
‑
2，陶瓷绝缘子2为多孔结构。金属化层是将一种金属浆料涂覆在陶瓷绝缘子2表面后，经高温烧结后覆着在陶瓷绝缘子2表面的一合金层，金属化层表面镀镍覆盖，厚度2~5um，浆料主要成分为钨锰合金浆料或钼锰合金浆料。根据熔封需要，涂覆在陶瓷绝缘子2的一端部与内孔(涂覆局部)形成第一金属化层5，涂覆外圆的熔封部位(涂覆局部)形成第三金属化层7。将金属焊片4用合适形状和适量重量的焊料钎焊于第一金属化层5处。其余部位根据要求用不同形状和重量的焊料熔封，保证金属外壳的可靠稳定性。
39.实施例2，如图3，相比于实施例1，其陶瓷绝缘子2两端涂覆，图示中金属化层是将一种金属浆料涂覆在陶瓷绝缘子2表面后，经高温烧结后覆着在陶瓷表面的一合金层，金属化层表面镀镍覆盖，厚度2~5um，浆料主要成分为钨锰合金浆料或钼锰合金浆料。其中，根据熔封需要，涂覆在陶瓷绝缘子2的一个端部（满涂覆）与内孔（局部涂覆）形成第一金属化层5，外圆的熔封部位涂覆形成第三金属化层7，至少在陶瓷绝缘子2的另一端面及根据要求围绕内孔涂覆局部形成第二金属化层6，并使得第二金属化层6的部分浆料流挂于绝缘子内孔9的内孔壁上。将金属焊片4用合适形状和适量重量的焊料钎焊于陶瓷满涂覆金属化的一端部。其余部位根据要求用不同形状和重量的焊料熔封，保证金属外壳的可靠稳定性。
40.实施例3，如图4，相比于实施例2，其图中绝缘子内孔9上部内孔省却了局部涂覆且绝缘子内孔9两端仅有少量浆料流挂于内侧壁上。图示中金属化层是将一种金属浆料涂覆在陶瓷绝缘子2表面后，经高温烧结后覆着在陶瓷绝缘子2表面的一合金层，金属化层表面镀镍覆盖，厚度2~5um，浆料主要成分为钨锰合金浆料或钼锰合金浆料。根据熔封需要，将金属化浆料涂覆在陶瓷的一个端部（满涂覆）形成第一金属化层5，外圆的熔封部位涂覆形成第三金属化层7，至少在陶瓷绝缘子2的另一端面及根据要求围绕内孔涂覆局部形成第二金属化层6，陶瓷绝缘子2两端部均有少量浆料流挂于绝缘子内孔9的内孔壁边缘。将金属焊片4用合适形状和适量重量的焊料钎焊于陶瓷满涂覆金属化的一端部形成。其余部位根据要求用不同形状和重量的焊料熔封，保证金属外壳的可靠稳定性。
41.实施例4，如图5，本实施例的绝缘子内孔9是内孔满涂，金属化层是将一种金属浆料涂覆在陶瓷表面后，经高温烧结后覆着在陶瓷表面的一合金层，金属化层表面镀镍覆盖，厚度2~5um，浆料主要成分为钨锰合金浆料或钼锰合金浆料。根据熔封需要，将金属化浆料涂覆在陶瓷的一个端部（围绕内孔涂覆局部）且内孔（满涂覆）形成第一金属化层5，外圆的熔封部位涂覆形成第三金属化层7。将金属焊片4用合适形状和适量重量的焊料钎焊于陶瓷绝缘子2有金属化的一端部。其余部位根据要求用不同形状和重量的焊料熔封，保证金属外壳的可靠稳定性。
42.本实用新型充分描述是为了更加清楚的公开，而对于现有技术就不再一一列举。最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可
以对前述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；作为本领域技术人员对本实用新型的多个技术方案进行组合是显而易见的。而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围。