[發(fā)明專利]一種陶瓷封接電源封裝外殼

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611103990.7
• 申請日: 2016-12-05
• 公開（公告）號(hào): CN106783750A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳寰貝;陳宇寧;程凱
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電子科技集團(tuán)公司第五十五研究所
• 主分類號(hào): H01L23/043
• 分類號(hào): H01L23/043;H01L21/52
• 代理公司: 南京君陶專利商標(biāo)代理有限公司32215
• 代理人: 沈根水

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種陶瓷封接電源封裝外殼及其制備方法，屬于電子器件與封裝領(lǐng)域。

背景技術(shù)

電源封裝外殼是廣泛應(yīng)用于電力電子及其他需過大電流電子器件的封裝。其典型結(jié)構(gòu)是金屬引針配合氧化鋁陶瓷或是玻璃絕緣子與金屬框架組合釬焊而成，由于玻璃材料本身的特性缺陷，其用于電源外殼時(shí)長期可靠性不如陶瓷絕緣子，因此金屬引針配合陶瓷絕緣子與金屬框架組合釬焊制備電源封裝外殼是該應(yīng)用領(lǐng)域的一個(gè)發(fā)展方向。但是，由于氧化鋁陶瓷本身熱膨脹系數(shù)與金屬相差較大，也使陶瓷絕緣子與金屬引針及金屬殼體之間的匹配成為該類型封裝管殼的重要問題，如果采用低膨脹系數(shù)的定向合金如可伐材料作為主體管殼，其與陶瓷絕緣子之間的應(yīng)力相對較小，但是可伐價(jià)格過高，作為主體管殼材料成本難以接受；如果采用膨脹系數(shù)相對較低，且價(jià)格低廉的10號(hào)鋼做為管殼主體材料，其與陶瓷之間的釬焊熱應(yīng)力仍然較大，釬焊后存在氣密性問題，封裝管殼的可靠性不能保證；因此，尋找一種成本較低，又能解決陶瓷絕緣子與金屬殼體之間的應(yīng)力失配問題，在該應(yīng)用領(lǐng)域就顯得非常有意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出了一種陶瓷封接電源封裝外殼及其制備方法，其目的旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足，其既能夠控制該類型封裝管殼的材料成本，同時(shí)能夠解決陶瓷絕緣子與金屬殼體之間的應(yīng)力失配問題。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案：一種陶瓷封接電源封裝外殼，其特征是包括外殼主體1，陶瓷絕緣子2，引針3，金屬應(yīng)力過渡片4；其中，外殼主體1上有掏空部分，掏空部分內(nèi)植入應(yīng)力過渡片4，陶瓷絕緣子2通過金屬應(yīng)力過渡片4與外殼主體1連接，引針穿插在陶瓷絕緣子2內(nèi)部連接，各部分的連接都通過AgCu焊料釬焊而成。

制備陶瓷封接電源封裝外殼的方法，包括：

1）對陶瓷絕緣子2進(jìn)行表面清洗，除油，鹽酸活化，化學(xué)鍍鎳，鎳層厚度為0.01至2.0μm；

2）對引針3進(jìn)行表面清洗，除油，鹽酸活化，電鍍鎳，鎳層厚度為0.01至2.0μm；

3）將外殼主體1設(shè)計(jì)為部分掏空結(jié)構(gòu)，掏空尺寸為金屬應(yīng)力過渡片4尺寸加上焊接用公差。并進(jìn)行表面清洗，除油，鹽酸活化，化學(xué)鍍鎳，鎳層厚度為0.01至2.0μm；

4）對金屬應(yīng)力過渡片4進(jìn)行表面清洗，除油，鹽酸活化，化學(xué)鍍鎳，鎳層厚度為0.01至2.0μm；

5）將應(yīng)力過渡片放入石墨定位模具中，將陶瓷絕緣子2（圓環(huán)狀）放入應(yīng)力過渡片的圓孔中，將引針3插入陶瓷絕緣子2中，再將AgCu焊料放置在陶瓷絕緣子與引針間，以及絕緣子與應(yīng)力過渡片間，將定位后的絕緣子、引線、應(yīng)力過渡片及焊料隨石墨模具放入釬焊爐中，在780°-850°溫度下進(jìn)行釬焊焊接，獲得焊接后的引針、陶瓷絕緣子、應(yīng)力過渡片半成品；將半成品中的金屬應(yīng)力過渡片放置在外殼主體1掏空部分處，兩者之間放置AgCu焊料，并用石墨模具定位，在780°至850°溫度下進(jìn)行釬焊焊接，將所有零部件釬焊為整體；

6）將焊接好的整體管殼表面清洗，除油，鹽酸活化，電鍍鎳，電鍍金，鎳層厚度為1.3至8.9μm，金層厚度為1.3至5.7μm，獲得成品管殼。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：

1、金屬應(yīng)力過渡片由于跟氧化鋁陶瓷的膨脹系數(shù)更為匹配，陶瓷所受應(yīng)力更小，并且由于金屬應(yīng)力過渡片厚度較薄，在釬焊過程中金屬應(yīng)力過渡片通過一定的塑性形變釋放大量應(yīng)力，從而解決了陶瓷絕緣子與10號(hào)鋼管殼主體之間的應(yīng)力失配問題；

2、金屬應(yīng)力過渡片厚度薄，體積小，結(jié)構(gòu)簡單，采用可伐等定向合金材料，可以保證管殼總體成本較低。

附圖說明

附圖1是陶瓷封接電源封裝外殼的結(jié)構(gòu)側(cè)視示意圖。

附圖2是陶瓷封接電源封裝外殼的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖中1是外殼主體，2是陶瓷絕緣子，3是引針，4是金屬應(yīng)力過渡片。

附圖3 是外殼主體示意圖。

附圖4是陶瓷絕緣子剖面示意圖，其中內(nèi)腔、外圈金屬化，兩個(gè)端面無金屬化；×××表示金屬化區(qū)域。

附圖5 是引針示意圖。

附圖6 是應(yīng)力過渡片示意圖。

具體實(shí)施方式

對照附圖，一種陶瓷封接電源封裝外殼，其結(jié)構(gòu)包括外殼主體1，陶瓷絕緣子2，引針3，金屬應(yīng)力過渡片4；其中，外殼主體1上有掏空部分，掏空部分內(nèi)植入應(yīng)力過渡片4，陶瓷絕緣子2通過金屬應(yīng)力過渡片4與外殼主體1連接，引針穿插在陶瓷絕緣子2內(nèi)部連接，各部分的連接都通過AgCu焊料釬焊而成。

所述外殼主體1的材料為十號(hào)鋼。

所述陶瓷絕緣子2為金屬化的白色或黑色氧化鋁陶瓷。