[发明专利]一种铁氧体与金属的焊接方法

说明书

本发明公开了一种铁氧体与金属的焊接方法，包括以下步骤：1)、在铁氧体表面涂银进行烧渗形成银层；2)、在所述银层外覆盖阻挡层；3)、将焊料置于铁氧体与金属基体之间进行焊接，制得铁氧体与金属的焊接部件。本发明通过在银层外包裹阻挡层，不仅可以实现铁氧体与金属的牢固焊接，而且可以有效解决焊料对银层熔蚀的问题，能够提高焊接部件的工作温度，能够保证铁氧体和金属的有效贴合面积，确保满足导热和力学等要求，并进一步拓展其在高真空领域的应用。

技术领域

本发明涉及微波器件的焊接技术领域，具体涉及一种铁氧体与金属的焊接方法。

背景技术

铁氧体材料由于具有良好的电磁损耗特性和高频特性，其可以有效衰减或吸收射频能量，在抗电磁干扰、大功率微波负载以及荷电粒子加速器等方面具有非常广泛的应用。

一般地，从器件整体研制上考虑，需要将铁氧体材料同金属材料进行固定焊接来实现其功能。通常的方式是使用有机粘合剂进行粘接，但有机物的导热系数较低，不能耐高温，而且不适合高真空环境，其使用范围非常有限。另一种方式是通过磁控溅射镀金属膜或者被银的方式将铁氧体进行预先金属化，然后使用焊料将其与金属材料进行焊接。磁控溅射镀膜工艺复杂，生产成本较高，并且难以大批量连续生产以及制备大尺寸的铁氧体器件。

被银法工艺简单，不需要昂贵的金属化装置，是一种非常适合于工业化生产的铁氧体与金属焊接的方法。目前被银法主要的工艺过程为先在铁氧体表面烧渗银层，然后直接使用低温焊料将其与金属进行焊接。通常选用的焊料为Ag-Sn合金，其焊接温度较低(300-380℃)，又由于Sn具有较高的饱和蒸气压，使其并不适合于在高温和高真空环境下使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铁氧体与金属的焊接方法，解决现有铁氧体与金属的被银法焊接方式导致焊料对银层熔蚀的问题，同时，本发明能提高焊接部件的使用温度。

本发明通过下述技术方案实现：

一种铁氧体与金属的焊接方法，包括以下步骤：

1)、在铁氧体表面涂银进行烧渗形成银层；

2)、在所述银层外覆盖阻挡层；

3)、将焊料置于由步骤2)得到的铁氧体与金属基体之间进行焊接，制得铁氧体与金属基体的焊接部件。

在其它技术领域中，由于对焊接件的要求不高，也不需要在高温高真空环境下使用，因此，即使发现被银法存在焊料对银层熔蚀的问题，也不会明显影响铁氧体和金属焊接件的使用。而在微波器件领域中，对焊接件的强度和耐受温度均具有较高的要求。申请人在实验中发现：采用现有的被银法进行铁氧体与金属焊接时，焊料对银层熔蚀的问题会严重影响焊接件的强度，严重时甚至导致银层从铁氧体表面剥离。同时由于焊接只能在低温(300-380℃)下进行，无法进行高温焊接，这样就严重限制了焊接件的耐受温度，对于大功率的微波器件而言，此类焊接无法满足需求。

本发明通过在银层上覆盖阻挡层，所述阻挡层能够有效阻止焊料对银层的熔蚀。通常来讲，阻挡层要与银层和焊料层都可以很好地结合，同时其要具有扩散系数小和高温稳定的特点。阻挡层较小的扩散系数能减小焊料与其的反应深度，进而起到了阻隔焊料与银层的目的。

本发明所述焊料优选AgCuMn、AgCuNi、CuTi、AuCuAg、AgCu、AgCuTi、AgCuIn和PdAgCu，这些焊料的焊接温度较高，能达到提高焊接件使用温度的目的，焊料的厚度优选为50～200微米；所述金属基体为无氧铜、碳钢、铬钢、不锈钢、钨铜合金、钼铜合金或可伐合金。

进一步地，阻挡层至少包括镍、钒、铜、镍钒合金、镍铜合金中的一种。

上述阻挡层具有较小的扩散系数能起到阻止焊料对银层熔蚀的目的。

进一步地，阻挡层的厚度为2～15微米。