一種壓力敏感器件管殼的制作方法
【專利摘要】一種壓力敏感器件管殼，本實用新型涉及采用了該陶瓷封裝結(jié)構(gòu)的壓力敏感器件管殼。以解決現(xiàn)有技術或者存在高溫使用容易腐蝕、氧化，或者存在壓力敏感器件管殼受熱機械應力影響的問題。它包括引線、金屬化層、密封環(huán)、焊料、陶瓷體、過渡層和管座，陶瓷體固定在管座上，陶瓷體與管座的連接面設置有金屬化層，陶瓷體與金屬化層通過高溫燒結(jié)成一體，金屬化層與管座之間通過焊料的燒結(jié)作用形成過渡層，引線貫穿陶瓷體，引線穿出管座方向的陶瓷體外表面處設置有密封環(huán)，密封環(huán)與陶瓷體之間通過焊料燒結(jié)成一體，引線與密封環(huán)的內(nèi)孔表面通過焊料燒結(jié)成一體。
【專利說明】一種壓力敏感器件管殼
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種壓力敏感器件的管殼。
【背景技術】
[0002]現(xiàn)有的壓力敏感器件管殼主要有兩種封裝方式，一種是采用材料的線膨脹系數(shù)匹配原理，依靠金屬表面生成的金屬氧化物在牢固地附著在金屬表面的同時，又能溶解到熔化的玻璃中，在金屬氧化層與玻璃之間形成一個成分漸變的過渡層，該過渡層把玻璃和金屬氧化層緊緊地粘結(jié)在一起，實現(xiàn)玻璃和金屬的封接；以DM-308玻璃(一種含高硼成份的玻璃，線膨脹系數(shù)(20?300°C) 4.7-5.0)作為絕緣材料，以鐵鎳鈷玻封合金(牌號:4J29，執(zhí)行標準:YB/T5231-1993，合金的線脹系數(shù)(20?400°C)4.6?5.2)作為支撐結(jié)構(gòu)；在_60°C?+400°C溫度范圍內(nèi)具有一定的線膨脹系數(shù)匹配，能與DM-308玻璃進行牢固封接的管殼。這種方式的壓力敏感器件管殼受鐵鎳鈷玻封合金性能的約束，高溫使用存在容易腐蝕、氧化等問題。
[0003]另一種是采用壓力封接原理，以鉻鎳不銹鋼(牌號:lCrl8Ni9Ti，執(zhí)行標準:GB/T1220-1992,合金的線脹系數(shù)(20?500°C ) 17.1?18.4)作為支撐結(jié)構(gòu)；以DM-308玻璃(一種含高硼成份的玻璃，線膨脹系數(shù)(20?300°C) 4.7-5.0)作為絕緣材料，利用鉻鎳不銹鋼與DM-308玻璃線膨脹系數(shù)的差值，使得在高溫燒結(jié)時尺寸匹配的鉻鎳不銹鋼結(jié)構(gòu)材料與DM-308玻璃在使用溫度下，產(chǎn)生過盈壓力，利用DM-308玻璃的耐壓特性實現(xiàn)壓力密封結(jié)構(gòu)；由于鉻鎳不銹鋼表面不能生成金屬氧化物，不能形成一個成分漸變的過渡層，鉻鎳不銹鋼表面與DM-308玻璃沒有形成有效的化學鍵，密封功能是依靠鉻鎳不銹鋼表面與DM-308玻璃之間形成小于介質(zhì)分子直徑的間隙，有效強度依靠鉻鎳不銹鋼表面與DM-308玻璃之間的摩擦力。這種方式的壓力敏感器件管殼主要受熱機械應力的影響，熱應力可能會導致器件在熱環(huán)境下做出異常的反應，在極端情況下，還會對敏感結(jié)構(gòu)造成永久的機械損傷。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型的目的是提供一種壓力敏感器件管殼；以解決現(xiàn)有技術或者存在高溫使用容易腐蝕、氧化，或者存在壓力敏感器件管殼受熱機械應力影響的問題。
[0005]一種壓力敏感器件管殼，它包括引線1、金屬化層2、密封環(huán)3、焊料4、陶瓷體5、過渡層6和管座7，陶瓷體5固定在管座7上，陶瓷體5與管座7的連接面設置有金屬化層2，陶瓷體5與金屬化層2通過高溫燒結(jié)成一體，金屬化層2與管座7之間通過焊料4的燒結(jié)作用形成過渡層6，引線I貫穿陶瓷體5，引線I穿出管座7方向的陶瓷體5外表面處設置有密封環(huán)3，密封環(huán)3與陶瓷體5之間通過焊料4燒結(jié)成一體，引線I與密封環(huán)3的內(nèi)孔表面通過焊料4燒結(jié)成一體。
[0006]本實用新型中多種成分相混合的過渡層6使得應力分布更加合理，提高了產(chǎn)品的抗高溫能力，并且極大地改善了整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，使產(chǎn)品得以在較惡劣的環(huán)境條件下工作；管座上燒結(jié)的陶瓷介電常數(shù)較小(一般ε <10)，有非常優(yōu)良的高頻特性而且具有優(yōu)良的熱傳導性，適合高頻設計，在航空、航天、雷達、無線通訊、光電子、MEMS等應用領域具有獨特的技術優(yōu)勢。另外陶瓷體5的使用，提高了敏感器件的固有頻率和穩(wěn)定性。它具有體積小、重量輕、抗過載能力強、耐高溫、抗振動、可靠性高、精度高、抗惡劣環(huán)境等特點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0007]圖1是本實用新型采用陶瓷封裝結(jié)構(gòu)的壓力敏感器件管殼的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0008]圖2是另一種采用陶瓷封裝結(jié)構(gòu)的壓力敏感器件管殼的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2與圖1中管座7的結(jié)構(gòu)有所不同。
【具體實施方式】
[0009]【具體實施方式】一:下面結(jié)合圖1具體說明本實施方式。本實施方式的一種采用陶瓷封裝結(jié)構(gòu)的壓力敏感器件管殼，它包括引線1、金屬化層2、密封環(huán)3、焊料4、陶瓷體5、過渡層6和管座7，陶瓷體5固定在管座7上，陶瓷體5與管座7的連接面設置有金屬化層2，陶瓷體5與金屬化層2通過高溫燒結(jié)成一體，金屬化層2與管座7之間通過焊料4的燒結(jié)作用形成過渡層6，引線I貫穿陶瓷體5，引線I穿出管座7方向的陶瓷體5外表面處設置有密封環(huán)3，密封環(huán)3與陶瓷體5之間通過焊料4燒結(jié)成一體，引線I與密封環(huán)3的內(nèi)孔表面通過焊料4燒結(jié)成一體。
[0010]如圖1所示。管座7上燒結(jié)的陶瓷體5介電常數(shù)較小(一般ε≤10),有非常優(yōu)良的高頻特性而且具有優(yōu)良的熱傳導性，適合高頻設計，在航空、航天、雷達、無線通訊、光電子、MEMS等應用領域具有獨特的技術優(yōu)勢，為了實現(xiàn)與金屬的管座7的密封連接，需要在高溫下燒結(jié)鎢作為過渡層，并通過鎳或Ag-Cu焊料作為過渡材料與不同特性的金屬的管座7燒結(jié)成密封結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)對SOI敏感芯片的支撐、保護、電氣互聯(lián)功能。
[0011]陶瓷封裝結(jié)構(gòu)的壓力敏感器件管殼具有體積小、重量輕、抗過載能力強、耐高溫、抗振動、精度高、抗惡劣環(huán)境等特點，具有較高的穩(wěn)定性和可靠性，并且具有易于裝配，已經(jīng)批量生產(chǎn)。
[0012]與采用線膨脹系數(shù)匹配的壓力敏感器件管殼相比，陶瓷封裝結(jié)構(gòu)的壓力敏感器件管殼突破了管座金屬材料的局限性，可實現(xiàn)多種金屬材料的管座7如可伐、不銹鋼、鉭或Inconel625 合金等。
[0013]與采用壓力封接原理的的壓力敏感器件管殼相比，由于陶瓷封裝材料如Al2O3實現(xiàn)MoMn金屬化處理后，MoMn金屬化涂層中的Mn向Al2O3內(nèi)部擴散，而Al2O3陶瓷中的溶劑類氧化物向MoMn金屬化涂層擴散，在燒結(jié)過程中，金屬化涂層中的Mn大部分氧化為MnO，并在較高溫度下陶瓷中的Al2O3, SiO2, CuO，等形成玻璃相，結(jié)合成Al2O3.MnO尖晶石，而基體與涂層中的熔體相互擴散，使得玻璃相填充于金屬化涂層中金屬相燒結(jié)體的空隙處，實現(xiàn)了陶瓷與金屬化層的牢固連接，連接強度高于采用壓力封接管殼。
[0014]【具體實施方式】三:本實施方式如圖2所示:氧化鋁陶瓷體5與金屬化層2在真空環(huán)境下高溫燒結(jié)；引線1、密封環(huán)3、管座7在連接處電鍍鎳層；引線1、密封環(huán)3、管座7與氧化鋁陶瓷7通過Ag-Cu焊料4在保護氣氛下燒結(jié)。
【權利要求】
1.一種壓力敏感器件管殼，其特征在于它包括引線(I)、金屬化層(2)、密封環(huán)(3)、焊料(4)、陶瓷體(5)、過渡層(6)和管座(7)，陶瓷體(5)固定在管座(7)上，陶瓷體(5)與管座(7)的連接面設置有金屬化層(2)，陶瓷體(5)與金屬化層(2)通過高溫燒結(jié)成一體，金屬化層(2)與管座(7)之間通過焊料(4)的燒結(jié)作用形成過渡層(6)，引線(I)貫穿陶瓷體(5)，引線(I)穿出管座(7)方向的陶瓷體(5)外表面處設置有密封環(huán)(3)，密封環(huán)(3)與陶瓷體(5)之間通過焊料(4)燒結(jié)成一體，引線(I)與密封環(huán)(3)的內(nèi)孔表面通過焊料(4)燒結(jié)成一體。
2.根據(jù)權利要求1所述一種壓力敏感器件管殼，其特征在于陶瓷體(5)的介電常數(shù)ε ( 10。
3.根據(jù)權利要求1所述一種壓力敏感器件管殼，其特征在于管座(7)的材質(zhì)為可伐、不銹鋼、鉭或Inconel625合金。
4.根據(jù)權利要求1所述一種壓力敏感器件管殼，其特征在于陶瓷體(5)為Al2O3，金屬化層(2)為ΜοΜη。
5.根據(jù)權利要求1所述一種壓力敏感器件管殼，其特征在于氧化鋁陶瓷體(5)與金屬化層(2)在真空環(huán)境下高溫燒結(jié)；引線(I)、密封環(huán)(3)、管座(7)在連接處電鍍鎳層；引線(I)、密封環(huán)(3)、管座(7)與氧化鋁陶瓷體(5)通過Ag-Cu焊料(4)在保護氣氛下燒結(jié)。
【文檔編號】G01L1/00GK203732184SQ201420050690
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年1月26日 優(yōu)先權日:2014年1月26日
【發(fā)明者】苗欣, 吳亞林, 苗佳依, 張 杰, 張偉亮 申請人:中國電子科技集團公司第四十九研究所