陶瓷与金属封接基础知识陶瓷与金属封接基础知识Contents一、陶瓷与金属封接概述二、结构材料与焊料三、陶瓷与金属封接结构四、陶瓷金属化六、封接质量检测领导指示事项发展发展优势优势一、陶瓷与金属封接概述陶瓷与金属封接技术开端于二十世纪三十年代，德国首先将陶瓷金属化工艺应用到电子管外壳的封接上去。直到五十年代，由于Mo-Mn金属化工艺的出现，封接技术才进入了迅速发展时期，随着封接工艺的成熟及封接机理研究的逐步深入，进一步促进了封接技术的发展。陶瓷与金属封接件具有耐高温、绝缘性能好、机械强度高、高气密性等一系列优点。陶瓷还具有很强的防腐蚀能力，适用于恶劣的环境。陶瓷与金属封接技术指标可达到：绝缘电阻≥30000MΩ、介质耐电压≥1500Vr.m.s、气密性可达到10－3Pa·cm3/s。一、陶瓷与金属封接概述陶瓷金属应用半导体半导体新能源新能源宇航宇航石油钻探石油钻探陶瓷金属焊料1.Al2O32.BeO3.BN4.AlN1.可伐合金2.无氧铜3.不锈钢4.低碳钢二、结构材料与焊料1.Ag2.Ag-Cu3.Cu4.Au-Cu5.Au-Ni陶瓷材料分类特种陶瓷普通陶瓷氧化物陶瓷（Al2O3、BeO）日用陶瓷氮化物陶瓷（Si3N4、BN）碳化物陶瓷（SiC、ZrC）金属陶瓷（WC-Co硬质合金）建筑陶瓷电气绝缘陶瓷多孔陶瓷化工陶瓷2.1.1定义特种陶瓷：以纯度较高的人工合成化合物为主要原料。普通陶瓷：又称传统陶瓷。以天然硅酸盐矿物为主要原料，如粘土、石英、长石等。二、结构材料与焊料2.1陶瓷材料2.1.3氧化铝陶瓷制作工艺流程2.1.2氧化铝陶瓷组成成分12345678名称85%氧化铝瓷90%氧化铝瓷92%氧化铝瓷95%氧化铝瓷96%氧化铝瓷97%氧化铝瓷98%氧化铝瓷99%氧化铝瓷Al2O38590.0892.794.5896.6496.9898.4999.9SiO27.575.923.793.551.31.221,97CaO1.090.50.840.120.870.920.02MgO2.4310.610.920.030.030.02Fe2O30.07K2O0.050.01Na2O0.530.01化学成分（%）编号二、结构材料与焊料2.1.4氧化铝陶瓷成型工艺成型方法优缺点干压成型浆料含水3%~10%，仅限于形状单纯且内壁厚度超过1mm，长度与直径之比不大于4∶1的物件，不适用于形状复杂的制品的成型。注浆成型浆料含水30%~50%，收缩大，外观尺寸要求无法保证。挤压成型适合圆柱状制品，不适用复杂形状制品。流延成型只能加工片状，不能加工形状复杂的制品。注射成型生坯密度均匀，产品尺寸精确可控，公差可达1％以下，可成型复杂形状的陶瓷异形件，但排蜡时间长，易造成坯体开裂、变形和空洞等缺陷。等静压成型浆料含水3%~10%，收缩小，设备成本高，不适合加工小件制品。热压注成型热压注压力0.3～0.5MPa，注射成型压力130MPa。凝胶注模成型工艺自动化程度较低，操作难度较大，固化可控性受到限制，批次间的性能不能保证。二、结构材料与焊料技术参数单位含量%≥95≥99≥99.7密度G/cm33.653.83.9硬度GPa13.11517.1挠曲强度MPa≥340310370弹性模量GPa300330350泊松比0.230.230.23最高使用温度℃140017501800热膨胀系数×10-6/℃(40～800℃)7.888热传导率W/n·k(20℃)222831抗热震性℃200200230介电强度×106V/m151515介电损耗角×10-4421介电常数9.29.89.9氧化铝2.1.5氧化铝技术参数二、结构材料与焊料部分定膨胀合金的化学成分（ω%）2.1定膨胀合金定膨胀合金主要用于与陶瓷及玻璃封接。要获得气密封接元器件，封接金属必须具有和陶瓷相近的线膨胀系数或一定的塑性。作为封接的两种材料，其线膨胀系数相差越大，封接金属的塑性越差，则封接面作附近的应力越大，封接件越易炸裂。因此，是否能获得高强度的封接件，主要取决于两者的线膨胀系数的差别和封接金属的塑性。二、结构材料与焊料部分定膨胀合金的线膨胀系数及用途（10-6/℃）要获得和陶瓷的线膨胀系数相接近的金属或合金，有两个途径。一是选用无磁的难熔金属及其合金，主要利用其熔点高，固有的线膨胀系数小的特点。再就是利用铁磁物质的反常热膨胀，以降低基体的线膨胀系数而获得定膨胀合金。二、结构材料与焊料4J29、4J33、95%氧化铝陶瓷相对膨胀量与温度的关系二、结构材料与焊料2.2无氧铜二、结构材料与焊料铜具有高的电导率和热导率、良好的可焊性、优良的塑性和延展性、极好的冷加工性能且无磁性。含氧量是无氧铜...
