不銹鋼與玻璃封接、可伐合金與玻璃封接等封接被廣泛運用于微電子金屬封裝、繼電器、接插件、太陽能真空集熱管、激光器等有氣密性要求的場合。由于玻璃與可伐合金并不浸潤,因而一般都是通過可伐合金表面的氧化膜與玻璃的浸潤融合實現(xiàn)氣密封接。
國內(nèi)相關(guān)封裝廠的實際生產(chǎn)工藝大都如下:可伐合金在高溫濕氫中脫碳除氣----可伐合金引線和底盤表面預(yù)氧化處理---可伐合金引線和底盤與玻坯裝架----可伐合金與玻璃高溫熔封。這種封接方法大問題是工藝復(fù)雜,可伐合金需要多次經(jīng)歷高溫,浪費資源,而且產(chǎn)品都是在不可控條件下完成封接的,導(dǎo)致封接質(zhì)量得不到保障,產(chǎn)品的一致性差,良品率低。
匹配封接是選用膨脹系數(shù)比較接近的玻璃和金屬(在常溫到玻璃軟化溫度范圍內(nèi)),在高溫封接后的逐漸冷卻過程中使玻璃和金屬收縮保持一致,從而減少由于玻璃與金屬收縮差而產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力,避免開裂現(xiàn)象。
壓縮封接是指選用的金屬材料的膨脹系數(shù)比玻璃膨脹系數(shù)大,在封接冷卻時由于金屬收縮比玻璃收縮大,從而使金屬對玻璃產(chǎn)生壓應(yīng)力(利用玻璃承受抗壓能力遠大于金屬抗拉能力的特性),以此達到封接目的。
目前的壓縮封接工藝還有待完善。封接所選取的材料和控制參數(shù)都有待進一步探討,而且采用壓縮封接存在電性能較差的致命弱點。
玻璃與金屬封接過程是一個復(fù)雜的物理化學(xué)反應(yīng)過程。必須根據(jù)整個封接過程中玻璃與金屬氧化反應(yīng)來確定燒結(jié)參數(shù)。除了要保證玻璃在固化過程中的膨脹系數(shù)與金屬膨脹系數(shù)基本保持一致外,金屬預(yù)氧化、玻璃液粘度變化、二次再結(jié)晶及冷卻時的玻璃分相現(xiàn)象都必須充分考慮。