一种一体式无氧铜底座的陶瓷封装结构的制作方法

1.本实用新型属于陶瓷绝缘子技术领域，尤其涉及一种一体式无氧铜底座的陶瓷封装结构。


背景技术：

2.随着大数据、云计算、互联网 、智能制造、智慧城市等新兴领域的飞速发展，助推了消费电子终端、5g网络、100g otn升级、电动汽车、工业控制等市场快速增长，与之配套的消费电子产品、光通讯器件、电力电子功率器件、功率激光器等电子陶瓷封装产品的前景持续看好，随着功率性电子器件的广泛应用，散热是首先必须要解决的问题，这就要求作为电子器件的封装外壳必须要有优异的导热性能，在导热性能方面纯铜无疑是最好的选择，但是纯铜的平均线膨胀系数较大，约为18x10
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6/℃，而陶瓷的平均线膨胀系数较小，约为4x10
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6/℃，两者平均线膨胀系数差异较大，直接焊接会导致焊接的气密性和焊接强度都无法满足使用要求，这也是一直制约着纯铜作为金属封装材料的主要因素。
3.现有技术中，国内为了利用纯铜这种材质的优良导热性能，通常采用钨铜或钼铜等复合材料，这种材料可以根据要求调节铜成分所占的比例大小，得到不同的平均线膨胀系数，满足于陶瓷的焊接要求，气密性和焊接强度能够满足使用要求，但是这种材料的加工工艺复杂，制造成本高昂，尤其是其中含有贵重金属钨和钼，该种材料硬度和密度较大，在机械加工和航空航天领域使用成本较高，由此，如何设计一种低成本且兼具密封性和可靠性的陶瓷封装结构，成为了一亟需解决的技术问题。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种一体式无氧铜底座的陶瓷封装结构，以解决上述背景技术中所提到的问题。
5.为实现以上实用新型目的，采用的技术方案为：
6.一种一体式无氧铜底座的陶瓷封装结构，包括管壳z壳体和陶瓷绝缘子引脚组件，所述管壳z壳体的一端对称开设有沉头阶梯孔，所述陶瓷绝缘子引脚组件设于所述沉头阶梯孔内，所述陶瓷绝缘子引脚组件包括陶瓷环、过渡环和复合引线，所述陶瓷环呈圆柱体空腔结构设计且与所述沉头阶梯孔相匹配，所述复合引线穿设于所述陶瓷环，所述过渡环设于所述陶瓷环的一侧且套设所述复合引线，所述过渡环背离所述陶瓷环的一侧且与所述复合引线接触处及所述陶瓷环与所述沉头阶梯孔的接触处均设有agcu焊料，用于烧结成焊点及用于所述陶瓷绝缘子引脚组件钎焊封接在所述管壳z壳体上，所述复合引线的一端延展至所述管壳z壳体内，用于与所述管壳z壳体内的芯片连接。
7.本实用新型进一步设置为：所述管壳z壳体为一体式密封壳体并由无氧铜材料制成，所述管壳z壳体的表面镀镍镀金。
8.本实用新型进一步设置为：所述管壳z壳体内一体连接有用于芯片贴装的台阶面，所述台阶面的高度差为0.42mm。
9.本实用新型进一步设置为：所述管壳z壳体的上表面开设有用于上、下盖板安装的安装槽及用于固定的4个螺纹固定孔，所述管壳z壳体的两侧一体连接有用于固定、清洗或电镀用的耳朵孔。
10.本实用新型进一步设置为：所述管壳z壳体的另一端开设有用于连通光纤的通孔，所述通孔的两侧开设有用于固定光纤管的螺纹孔。
11.本实用新型进一步设置为：所述复合引线为直径2.05mm的4j50包铜引线，所述复合引线的一端呈扁头设置。
12.本实用新型进一步设置为：所述陶瓷环背离所述过渡环的一端并面向所述复合引线的一侧开设有便于所述复合引线穿设的倒角。
13.本实用新型进一步设置为：所述陶瓷环、所述过渡环和所述复合引线同轴心设置。
14.综上所述，与现有技术相比，本实用新型公开了一种一体式无氧铜底座的陶瓷封装结构，陶瓷环呈圆柱体空腔结构设计且与沉头阶梯孔相匹配，复合引线穿设于陶瓷环，过渡环设于陶瓷环的一侧且套设复合引线，过渡环背离陶瓷环的一侧且与复合引线接触处及陶瓷环与沉头阶梯孔的接触处均设有agcu焊料，用于烧结成焊点及用于陶瓷绝缘子引脚组件钎焊封接在管壳z壳体上，复合引线的一端延展至管壳z壳体内，用于与管壳z壳体内的芯片连接。即通过此设置，管壳z壳体充分利用了陶瓷环的强度高、硬度大、线膨胀系数小、耐磨和耐热冲击性好的特点，使用过程中不会发生陶瓷绝缘子引脚组件破裂的风险，保证了陶瓷绝缘子引脚组件的气密性要求，采用agcu钎焊使得封装结构的可靠性和气密性得到满足，性价比高，提高了市场竞争力。
附图说明
15.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
16.图1是本实施例提供的一种一体式无氧铜底座的陶瓷封装结构的整体结构示意图；
17.图2是本实施例提供的陶瓷绝缘子引脚组件的整体结构示意图；
18.图3是本实施例提供的陶瓷绝缘子引脚组件与沉头阶梯孔的装配示意图。
19.附图标记：1、管壳z壳体；11、沉头阶梯孔；12、台阶面；13、安装槽；14、螺纹固定孔；15、耳朵孔；16、通孔；2、陶瓷绝缘子引脚组件；3、陶瓷环；4、过渡环；5、复合引线；6、agcu焊料。
具体实施方式
20.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
21.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是
为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
22.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
23.此外，上面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
24.一种一体式无氧铜底座的陶瓷封装结构，如图1
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图3所示，包括管壳z壳体1和陶瓷绝缘子引脚组件2，管壳z壳体1的一端对称开设有沉头阶梯孔11，陶瓷绝缘子引脚组件2设于沉头阶梯孔11内，陶瓷绝缘子引脚组件2包括陶瓷环3、过渡环4和复合引线5，陶瓷环3呈圆柱体空腔结构设计且与沉头阶梯孔11相匹配，复合引线5穿设于陶瓷环3，过渡环4设于陶瓷环3的一侧且套设复合引线5，过渡环4背离陶瓷环3的一侧且与复合引线5接触处及陶瓷环3与沉头阶梯孔11的接触处均设有agcu焊料6，用于烧结成焊点及用于陶瓷绝缘子引脚组件2钎焊封接在管壳z壳体1上，复合引线5的一端延展至管壳z壳体1内，用于与管壳z壳体1内的芯片连接。
25.在具体实施过程中，管壳z壳体1为一体式密封壳体，以便于节约加工成本，提高性价比，管壳z壳体1由导电性好、散热性好，性价比高的无氧铜材料制成，以提高实用性，管壳z壳体1的表面镀镍镀金，以防止氧化，防止生锈腐蚀，提高使用寿命。
26.进一步的，管壳z壳体1内一体连接有用于芯片贴装的台阶面12，台阶面12的高度差为0.42mm，以便于芯片贴装。
27.其中，管壳z壳体1的上表面开设有用于上、下盖板安装的安装槽13及用于固定的4个螺纹固定孔14，管壳z壳体1的两侧一体连接有用于固定、清洗或电镀用的耳朵孔15。
28.需要说明的是，管壳z壳体1的另一端开设有用于连通光纤的通孔16，通孔16的两侧开设有用于固定光纤管的螺纹孔(未示出)，以提高实用性，保证信号的传输。
29.在具体实施过程中，复合引线5为直径2.05mm的4j50包铜引线，复合引线5的一端呈扁头设置，复合引线5用于金丝键合，保证芯片与其的连接，将管壳z壳体1内电路信号传递到外界，复合引线5不仅金丝键合焊接质量好，对器件的可靠性、稳定性也有保障。
30.复合引线5有以下特点：化学性能稳定，在使用中不会产生有害的金属间化合物；能与半导体材料形成低电阻欧姆接触，与半导体材料结合力强；可塑性好，容易实现键合；弹性小，在键合过程中能保持一定的几何形状。
31.在本实施例中，陶瓷环3背离过渡环4的一端并面向复合引线5的一侧开设有便于复合引线5穿设的倒角。
32.进一步的，陶瓷环3、过渡环4和复合引线5同轴心设置。
33.需要说明的是，管壳z壳体1的四面设计为2.5
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4.5mm的薄壁，以便于散热。
34.在本实施例中，陶瓷环3由尺寸为2.05*3.95*3mm陶瓷制成，该材料在高频下具有优良的电气性能，其介质损耗小，体积电阻率大、强度高、硬度大、线膨胀系数小，而且耐磨
和耐热冲击性也好，以此满足封装结构对气密性和可靠性的要求。
35.在具体实施过程中，通过agcu焊料6将陶瓷环3、过渡环4和复合引线5烧结成一体以构成陶瓷绝缘子引脚组件2，便于通过agcu焊料6将陶瓷绝缘子引脚组件2与管壳z壳体1钎焊封接。
36.需要说明的是，陶瓷环3、过渡环4和复合引线5通过专用隧道炉在780℃条件进行钎焊，制成陶瓷绝缘子引脚组件2，管壳z壳体1与陶瓷绝缘子引脚组件2通过agcu焊料6在隧道炉内780℃条件下进行钎焊封接。
37.综上所述，本实用新型具有以下有益效果：本实用新型公开了一种一体式无氧铜底座的陶瓷封装结构，陶瓷环3呈圆柱体空腔结构设计且与沉头阶梯孔11相匹配，复合引线5穿设于陶瓷环3，过渡环4设于陶瓷环3的一侧且套设复合引线5，过渡环4背离陶瓷环3的一侧且与复合引线5接触处及陶瓷环3与沉头阶梯孔11的接触处均设有agcu焊料6，用于烧结成焊点及用于陶瓷绝缘子引脚组件2钎焊封接在管壳z壳体1上，复合引线5的一端延展至管壳z壳体1内，用于与管壳z壳体1内的芯片连接。即通过此设置，管壳z壳体充分利用了陶瓷环的强度高、硬度大、线膨胀系数小、耐磨和耐热冲击性好的特点，使用过程中不会发生陶瓷绝缘子引脚组件破裂的风险，保证了陶瓷绝缘子引脚组件的气密性要求，采用agcu钎焊使得封装结构的可靠性和气密性得到满足，性价比高，提高了市场竞争力。
38.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。