[发明专利]抗振电子元器件封装结构

说明书

本发明涉及一种抗振电子元器件封装结构，包括管壳基座及密封盖板，所述管壳基座内设有封装腔体，所述管壳基座上设有与所述封装腔体连通的安装口，所述密封盖板覆盖所述安装口，所述管壳基座面向所述密封盖板的一侧设有用于防应力集中的凹槽，所述密封盖板面向所述管壳基座的一侧上设有用于防应力集中的凸块，所述凸块位于所述凹槽内并与所述凹槽密封配合，所述密封盖板面向所述管壳基座的一侧与所述管壳基座面向所述密封盖板的一侧焊接。上述抗振电子元器件封装结构，有利于降低焊接界面出现拉脱失效现象的几率，避免焊接界面开裂从而保证电子元器件的气密性。

技术领域

本发明涉及电子元器件封装结构技术领域，特别是涉及一种抗振电子元器件封装结构。

背景技术

对于采用诸如陶瓷封装等形式的封装电子元器件，其密封性能是产品的主要考核指标之一。为了保证产品具有良好的密封性能，一般采用管壳基座和密封盖板进行可靠密封。密封盖板的作用就是保证电子元器件的气密性，确保其与外界环境隔绝，避免外界有害气氛的侵袭和降低封装腔体内的水汽含量和自由粒子数。

密封盖板的封盖方式大体分为四种，即熔焊、钎焊、胶封和冷焊。具有较高要求的电子元器件常选用熔焊或钎焊，其中又以熔焊为主。而平行缝焊就是熔焊的一种，平行缝焊完成后将在管壳基座和密封盖板之间形成焊接界面。对于大尺寸的封装电子元器件来说，密封盖板的抗振特性直接关系到密封性能。由于密封盖板厚度薄面积大，且密封盖板中部悬空，在振动环境下材料力学性能不连续的焊接界面常常出现拉脱失效现象，焊接界面开裂致使电子元器件的气密性无法得到保证。而且这种失效现象随着封装电子元器件的尺寸增加愈加明显，是目前制约大尺寸的封装电子元器件封装技术发展的一处痛点。

目前国内外众多研究机构和企业纷纷投入大量人力物力积极开展关于焊接界面开裂机理和抗裂技术等方面的研究。

在试验测试方面，大部分研究采用三点/四点弯曲法测量管壳基座和密封盖板的表面变形场，利用虚位移场法反演得到管壳基座和密封盖板的杨氏模量和泊松比。另一部分研究多采用与平行缝焊相似的工艺制作管壳基座和密封盖板，采用剥离试验确定焊接界面的结合强度。此外还有一种采用较为广泛的方法为拉脱试验，首先采用高强度粘接胶将拉脱接头与密封盖板紧密粘接在一起，然后利用固定装置固定管壳基座，再通过键合剪切强度试验系统在一定的速率下沿密封盖板表面法线方向无冲击地拉动密封盖板，记录使密封盖板与管壳基座产生分离的最小外加载荷并据此推算焊接界面的临界强度和对应的失效模式。在仿真计算方面，一些研究针对封装电子元器件在密封检测过程中的失效现象，采用有限元模拟软件建立失效封装结构的三维仿真模型，再分别对失效封装结构和改进封装结构进行密封检测环境下的计算分析。在理论演算方面，一般采用断裂力学用于判断裂纹失稳扩展条件的方法，主要有能量分析法、K准则、裂纹尖端开口位移(COD)方法及J积分方法。

目前封装结构的优化主要针对焊接工艺、管壳基座和密封盖板的尺寸、材料、倒角形状或密封盖板在振动过程中的振动模态、位移量等方向进行优化。而且对于封装结构的优化都是基于大量试验数据、仿真结果、理论推导进行的，存在试验数据离散性、仿真模拟算例不收敛或简化过渡、推导积分/微分公式多组解或无解等问题，缺乏普遍适应性。

发明内容

基于此，有必要针对目前封装结构的优化缺乏普遍适应性的问题，提供一种抗振电子元器件封装结构，有利于降低焊接界面出现拉脱失效现象的几率，避免焊接界面开裂从而保证电子元器件的气密性。

一种抗振电子元器件封装结构，包括管壳基座及密封盖板，所述管壳基座内设有封装腔体，所述管壳基座上设有与所述封装腔体连通的安装口，所述密封盖板覆盖所述安装口，所述管壳基座面向所述密封盖板的一侧设有用于防应力集中的凹槽，所述密封盖板面向所述管壳基座的一侧上设有用于防应力集中的凸块，所述凸块位于所述凹槽内并与所述凹槽密封配合，所述密封盖板面向所述管壳基座的一侧与所述管壳基座面向所述密封盖板的一侧焊接。