[发明专利]焊接方法、陀螺仪和焊接部件

说明书

技术领域

本发明涉及符合RoHS指令(2002/95/CE)的无铅焊接方法以及用该焊接方法制造的陀螺仪和焊接部件。

背景技术

文献EP 1 542 271公开了将半导体发光元件焊接在基座4上的方法，其降低了对半导体发光元件的热损伤。根据该方法，热沉(submount)沉积在基座上。该热沉包括下列连续层：包含铂或钛的粘附层；包含钯或铂的阻挡层；电极层；包含钛和铂的粘附层；以及最后的焊接层。

金层作为适用于控制发光元件的导电层。该金层在焊接后不与其它层熔合在一起。铂层沉积在金层的下面和上面以确保该金层不会与锡-银合金层和粘附层融合。

然而，热沉包括很多层。因此，以串联过程制造是复杂且昂贵的。

而且，该热沉的厚度太大，以至于与一些技术应用不相容。

特别地，本发明涉及用锡-银合金或锡-银-铜合金将导电体焊接至基座上的方法，以及涉及通过该焊接方法制造的陀螺仪和焊接部件。

目前，还没有用于与薄膜的无铅锡焊接的方法。这是因为锡-银焊料比锡-铅焊料更高的回流温度增加了熔解，并需要增加这些膜的厚度。在易碎的基座上，如陶瓷类型的基座，期望的是降低机械应力，并因此需要限制薄膜的厚度。

发明内容

本发明的目的在于提供薄膜的无铅焊接的方法。

为此，本发明的一个主题在于用选自锡-银合金或锡-银-铜合金的合金将至少部分导电的体部(被称为导电体)焊接于基座上的方法，该方法包括如下步骤；

-基座的金属化，所述金属化步骤包括将连接层(tie layer)沉积于基座上的步骤以及沉积扩散阻挡层的步骤，所述连接层具有选自铬、钛和钛合金的任何一种化学组分，所述扩散阻挡层包含选自铂和钯的物质；以及

-在导电体和金属化基座之间应用焊料，所述焊料包含选自锡-银合金和锡-银-铜合金的合金；

其特征在于该方法包括沉积含有金的润湿层；所述润湿层在沉积扩散阻挡层的步骤和应用焊料的步骤之间进行沉积。

该焊接方法包括沉积包含选自铂和钯的物质的扩散阻挡层和沉积连接层以及任选地沉积润湿层以弥补扩散阻挡层的缺陷。

根据具体的实施方式，该方法包括下列一个或多个特征：

-连接层是厚度为5-50纳米的薄膜；

-连接层的厚度为约30纳米；

-扩散阻挡层是厚度为约100纳米-1500纳米的薄膜；

-扩散阻挡层的厚度为约200纳米；

-焊料直接沉积在润湿层上；

-润湿层是厚度约等于焊料厚度的0.4％的薄膜；

-润湿层是厚度为约5纳米1微米的薄膜；

-润湿层的厚度为约50纳米；和

-连接层包含铬，扩散阻挡层包含铂。

此外，陀螺仪，例如专利申请FR 2 805 039中所描述的类型，包括通过导电支撑杆与基底结合的硅电极载体。容纳谐振器(resonater)、电极载体和支撑杆的封盖被密封地固定在基底上。然后在封盖下产生高真空。

在电极载体的上表面的一部分上形成电极。它们各自被连接于支撑杆以便接收激发信号和发送检测信号。

为此，电极载体包含安装在通孔中的金属衬套(metal bushes)。支撑杆被装配到衬套中并在导电粘合剂(尤其是环氧粘合剂)的帮助下与之固定。

然而，这些粘合剂强烈地脱气。这种脱气作用使得难于在封盖下产生、尤其是维持高真空。期望的是电极载体被牢固地固定至支撑杆上，同时使这种脱气作用最小化并确保电极载体和支撑杆之间的电传导。

本发明的主题也在于陀螺仪，其包括：

-谐振器；

-支撑谐振器的基座；以及

-固定至基座上的称为导电体的至少部分导电的体部，

该陀螺仪的特征在于通过实施根据前面提及的实施方式中的任一种焊接方法将导电体通过焊料固定至基座上。

作为变体，本发明的陀螺仪中，基座包括至少一个激发/检测电极，所述电极连接至所述体部。

最后，本发明的另一主题是包含至少基座和固定至基座的被称为导电体的至少部分导电的体部的焊接部件，该部件的特征在于通过实施根据前面提及的实施方式中的任一种焊接方法将导电体通过焊料固定于基座上。

附图说明

通过阅读下列仅仅通过示例方式给出的说明并参考附图可以更好地理解本发明，其中：

-图1是本发明的焊接方法的方块图；

-图2是焊接部件的横截面示意图；以及

-图3是本发明的陀螺仪的轴向截面示意图。