[發明專利]高可靠密封氧化亞銅半導體電嘴的方法

無效

• 申請號: 201010289640.0
• 申請日: 2010-09-21
• 公開（公告）號: CN102410124A
• 公開（公告）日: 2012-04-11
• 發明（設計）人: 劉建
• 申請（專利權）人: 成都泛華航空儀表電器有限公司
• 主分類號: F02P3/12
• 分類號: F02P3/12;C03C8/02;C04B37/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于低壓、高能電點火技術領域，更具體地說，本發明涉及一種密封氧化亞銅半導體點火電嘴的方法。

背景技術

氧化亞銅半導體電嘴是發動機中使用的一種點火器，它借助于點火系統中點火裝置產生的電壓，通過電纜傳送作用于氧化亞銅半導體電嘴中心電極與側電極(電嘴外殼體)之間，使電嘴頂端氧化亞銅半導體產生“雪崩式”放電，點燃燃燒室內的油氣混合物。它具有發火電壓低、火花能量大、耐熱沖擊、耐電火花腐蝕、對環境狀況(如氣壓)不敏感、使用壽命長等優點。

由于電嘴部分裝配在燃燒室內，所處的環境條件較為惡劣，其工作環境溫度約-50℃～+500℃，(短時+600℃、10s)。在發動機運行過程中，氧化亞銅半導體電嘴發火端面還將會承受發動機內產生的高氣壓。密封玻璃與中心電極外表面、電嘴外殼體內表面之間，以及密封玻璃自身的任何不密封，將導致高熱、高壓的燃氣從燃燒室通過氧化亞銅半導體電嘴泄漏，引起中心電極高溫腐蝕，甚至使氧化亞銅半導體電嘴不能工作失效。因此要求氧化亞銅半導體電嘴除了具備發火電壓等電性能外，還應具有高可靠的密封性和耐環境溫度的要求。為了滿足這一使用環境特點，通常可以采用將玻璃毛坯裝配在電嘴特定部位，經過高溫加熱，使玻璃毛坯熔融并填滿該區域而達到密封。

在現有技術中，按照玻璃密封時所處的封接環境不同，可以將玻璃密封技術分為以下三種：微還原性氣氛玻璃密封、氣體(氮氣、氬氣等)保護玻璃密封、氧化性氣氛玻璃密封。

中國公開號為CN101259985、CN101117276的專利公開了一種適用于經過預先氧化處理金屬與玻璃之間的密封，同時封接后封接界面以外的金屬表面能得到金屬本色的微還原性氣氛玻璃密封的方法。該方法在封接的高溫下，微還原性氣氛對金屬件表面氧化膜有還原作用，減少了對封接后封接界面以外的金屬表面的表面處理難度。但是，對于氧化亞銅半導體電嘴進行密封，由于其半導體部件端面局部燒結有含半導體的氧化亞銅材料，在高溫、還原性氣氛下會產生還原，而導致氧化亞銅半導體材料的半導體性能降低甚至失效，引起產品電性能降低。由此可見，該微還原性氣氛玻璃密封的方法不適宜該型氧化亞銅半導體電嘴密封。

中國公開號為CN101538127公開的一種預抽真空氬氣環境玻璃密封的方法，需專用設備對爐膛預抽真空，并向爐膛內回充高純氬氣進行密封，因其加工成本較大，而很少使用。

現有技術氧化性氣氛玻璃密封方法，適合氧化亞銅半導體電嘴的封接，是由于半導體部件在氧化性氣氛中高溫燒結而成。為滿足電嘴高溫、高壓的工作環境，現有技術常采用軟化溫度高的密封材料，如軟化溫度約為720℃的一種DM346的硼硅玻璃。該方法的密封過程，是將金屬件經過預先氧化處理、組裝后，在氧化性氣氛高溫加壓完成的。由于在氧化亞銅半導體電嘴封接時，封接溫度高，加上氧化性環境，金屬件受熱在表面所生成的氧化膜不致密，生成的氧化膜厚度較大且疏松。用該氧化膜與熔融的密封玻璃結合界面的過渡層質量差，在較高的外界壓強作用下(如2MPa，持續1min)，將出現漏氣現象，造成產品密封性合格率較低，約70％左右。

發明內容

本發明的目的是針對上述現有技術存在的不足之處，提供一種不需要預先對金屬件進行氧化處理，密封合格率高，高可靠密封氧化亞銅半導體電嘴的方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種高可靠密封氧化亞銅半導體電嘴的方法，其特征在于，包括如下步驟，首先在半導體部件的下端面涂敷含氧化亞銅半導體的高溫釉層后燒結，然后同軸裝入中心電極、鎖緊螺母焊接固定，隨后將上述組件、預先玻璃化處理的密封玻璃毛坯、瓷管同軸放入電嘴外殼體內腔，然后將上述組件放入專用夾具中，連同夾具一并入爐中加熱，進行高溫封接，封接過程分兩次加熱、加壓完成，在每次加熱過程中，通過電嘴外殼體內上端連接的瓷管，對軟化的玻璃毛坯端面施加軸向壓力，使軟化后的玻璃毛坯充分填滿密封區域空間。

本發明相比于現有技術具有如下有益效果。