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玻璃金屬封裝作用及特性說明
時間:2021-03-26 11:34 作者:BACKUPDATA 點擊:
金屬與玻璃封接廣泛使用于微電子金屬封裝、繼電器、接插件、太陽能真空集熱管等有真空氣密性要求的場合,其中匹配封接大都采用可伐合金和高硅硼硬玻璃

 金屬與玻璃封接廣泛使用于微電子金屬封裝、繼電器、接插件、太陽能真空集熱管等有真空氣密性要求的場合,其中匹配封接大都采用可伐合金和高硅硼硬玻璃;但玻璃與可伐合金并不浸潤,是通過可伐合金表面的氧化膜與玻璃的浸潤融合實現氣密封接的。在實際生產中首先將可伐合金在高溫濕氫中脫碳除氣,然后對可伐合金表面進行預氧化處理,后將可伐合金引線和底盤與玻坯裝架在一起,在高溫惰性或微氧化氣氛中實現玻璃與可伐合金的緊密結合。大部分學者把對金屬-玻璃封接的研究主要集中在對可伐合金氧化的研究,而有關封接(熔封)工藝的研究則真空技術網較少報道。

玻璃金屬封接主要應用于真空行業,真空太陽能集熱管,航空航天,電子,等領域。馭光玻璃儀器廠經過的潛心研究鉆研,不僅在金屬玻璃封接工藝上處于水平,而且在石英與玻璃過渡方面也有著的技術,一道過渡連接的技術在國內只有馭光玻璃能夠加工制作。而在玻璃儀器石英儀器制作方面也同樣具有的技術。
有人說外殼是元器件的軀干與四肢,亦有人說外殼與芯片是唇與齒、皮與肉的關系??傊?,人們的共識是:外殼不僅是封裝芯片的外衣,對其起有支撐(電連接、熱傳導、機械保護等)作用,同時亦是元器件的組成部分。外殼質量的好壞與元器件的質量與性密切相關。眾所周知,氣密性既是外殼亦是元器件的重要指標之一,氣密性不好會使外界水汽、離子或氣體進入元器件的腔體內而產生表面漏電,"結"發生變化、參數變壞等失效模式(據報導,由于腔體內濕氣含量大而導致元器件失效的比例為總失效率的26%以上)。為大家介紹下封接機理的3個參數特點:
1.潤濕問題
這里所謂的潤濕問題則是指玻璃與金屬的結合力問題,要想達到玻璃與金屬的良好密封,就使兩者有良好的潤濕性。玻璃與金屬的潤濕同液體對固體表面潤濕的道理-樣,即如水滴與物體接觸時常出現的兩種狀況一種是水滴在荷葉上呈圓球形,其潤濕角θ接近180℃這種潤濕顯然是不好的;另一種是水滴落在木板上呈扁平形,其θ角近似于0°,這便是很好的潤濕。
2.氧化物結合學說
這種學說認為:玻璃是由多種氧化物所組成,在封接的過程中,金屬表面的氧化物能熔入玻璃內,從而成為玻璃成分的一部分,由此獲得良好地密封。但該學說未能對高價氧化物能存在于玻璃成分中,并不能與玻璃做到很好的封接作出解釋,而電力結合學說則從金屬氧化物屬于離鍵晶體結構的觀點出發對其作了相應的解釋。
3.電力結合學說
這種學說認為:金屬表面形成低價氧化物時,金屬內層價電子并不參加化合作用,而形成高價氧化物時,金屬內層價電子將參加化合作用。因此,金屬氧化物的離子半徑大小是隨金屬化合價的高低而不同。在高價氧化物時,由于金屬離子半徑小,被氧離子緊密包圍,使金屬離子不能與玻璃中的正負離子很好地結合。當形成低價氧化物時,由于金屬離子和周圍的氧離子之間形成較大空隙,其電力線可以延伸出來,與玻璃中的正負離子獲得大的結合力和小的排斥力,從而滿意的封接。
a.潤濕角與金屬化合價間關系
b.金屬表面形成高價氧化物時與玻璃的電力線結合關系圖
c.金屬表面形成低價氧化物時與玻璃的電力線結合關系;
d.金屬表面沒有被氧化時與玻璃電力線結合關系。
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